第四章化学反应与电能同步习题（含解析）2023--2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能同步习题
一、单选题（共15题）
1．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu+ Ag2O= Cu2O ＋2Ag下列有关说法正确的是
A．工业上以黏土、石灰石和石英为主要原料来制造普通水泥
B．负极的电极反应式为 2Cu ＋ 2OH－ —2e－＝ Cu2O + H2O
C．测量原理示意图中，电流方向从 Cu 经过导线流向 Ag2O
D．电池工作时，溶液中 OH-向正极移动
2．关于钢铁腐蚀与防护的说法不正确的是(　　)
A．钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋
B．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．地下钢管连接镁块是采用牺牲阳极保护法
D．用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，钢铁接电源的正极
3．以“火法粗炼”“电解精炼”相结合的炼制精铜的工艺流程如图：
已知焙烧中发生的反应为，冰铜还原生成粗铜的过程中发生的反应是2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2、2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑。下列叙述正确的是
A．“焙烧”过程中，CuFeS2既是氧化剂又是还原剂
B．“还原”过程中，每生成1molCu，Cu元素失去2mole—
C．“电解”过程中，粗铜与电源负极相连，作阴极
D．该炼铜工艺对环境友好，不会产生大气污染物
4．某燃料电池以熔融的金属氧化物为电解质、CH4为燃料，该电池工作原理如图所示。下列说法不正确的是（　　）
A．a为CH4，b为空气
B．O2-向负极移动
C．此电池在常温时也能工作
D．正极电极反应式为O2+4e-===2O2-
5．从海水的母液中(主要含NaCl和MgSO4)提取金属镁的一种工艺流程如图，下列说法中错误的是
A．试剂X可以为石灰乳
B．“脱水”时采用直接灼烧的方法，得到MgCl2固体
C．“制备”采取电解熔融MgCl2的方法，Mg在阴极生成
D．“溶镁”的离子方程式为：Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O
6．科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。下列说法不正确的是
A．该装置将化学能转化为电能
B．电极b上发生的反应式：O2+4e-+4H+=2H2O
C．电极a上发生的反应式：2H2S-4e-=S2↓+4H+
D．电路中每通过4mol电子，理论上在电极a消耗44.8LH2S
7．在古代，中国长期以丝绸、瓷器、茶叶等为国家名片，新中国成立以来，“中国名片”有中国航天、军事、天文等，这些领域的发展受到全世界瞩目，而这些领域与化学更有着密切的联系。下列说法不正确的是
A．“天宫二号”空间实验室的硅电池板将光能直接转换为电能
B．“蛟龙”号潜水器所使用的钛合金材料具有强度大、密度小、耐腐蚀等特性
C．“歼-20”飞机上大量使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
D．港珠澳大桥设计使用寿命120年，水下钢柱镶锌块以利用牺牲阳极的阴极保护法防腐蚀
8．热激活电池(又称热电池)可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水 LiCl KCl 混合物一旦受热熔融，电池瞬间即可输出电能。该电池总反应为：PbSO4 + 2LiCl + Ca ＝ CaCl2 + Li2SO4 + Pb。关于该电池的下列说法中，不正确的是
A．负极的电极反应：Ca 2e－ ＝ Ca2+
B．放电时，K+向硫酸铅电极移动
C．硫酸铅作正极材料，LiCl为正极反应物
D．常温时，在正负极之间连上检流计，指针不偏转
9．下列说法不正确的是
A．某些胶态金属氧化物分散于玻璃中可制成有色玻璃
B．以NaCl为原料，工业上可制备纯碱和烧碱
C．牺牲阳极的阴极保护法是利用原电池原理保护金属的一种方法
D．通常，只有那些分子较小、分子形状呈长形或碟形的物质，才易形成液晶态
10．如图是将废水中乙二胺氧化为环境友好物质形成的化学电源，可给二次电池充电，下列说法错误的是
A．透过质子交换膜由左向右移动
B．需要充电的二次电池的负极与相连接
C．极电极反应式：
D．若消耗了，则转移了电子
11．近日，电催化固氮领域取得重要进展，利用双功能催化剂可实现室温条件下电催化氮气还原制备氨气、氧化制备硝酸盐。装置如图所示：
下列说法错误的是
A．工作时，a极与电源负极相连
B．阳极区的电极反应为：N2＋6H2O-10e-=2NO＋12H＋
C．阳极区和阴极区消耗的N2的质量之比为5：3
D．该离子交换膜应使用质子交换膜
12．电化学固氮可以在常温常压下实现氮气的还原合成氨，某课题组提出一种全新的电化学固氮机理——表面氢化机理示意图如下，则有关说法错误的是（ ）
A．在表面氢化机理中，第一步是H+的还原反应
B．在表面*H原子与催化剂的协同作用下，N2与表面*H原子反应生成*N2H4中间体
C．电化学固氮法较传统工业合成氨将空气中的游离氮固定，具有能耗小、环境友好的优点
D．若竞争反应（析氢反应）的势垒显著低于固氮反应，则析氢反应的速率要远远高于固氮反应
13．暖宝宝(如图所示)采用的是铁的“氧化放热”原理，其中发生很多微小原电池反应，活性炭在原电池中
A．充当正极 B．充当负极 C．发生氧化反应 D．发生还原反应
14．多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池等的主要原料。已知多晶硅第三代工业制取流程如图所示：
下列说法错误的是
A．Y、Z分别为H2、Cl2
B．制取粗硅时焦炭与石英发生副反应生成碳化硅，该副反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2
C．SiHCl3极易水解，产物为H2SiO3、H2、HCl，据此推测SiHCl3中硅为+2价
D．多晶硅是硅的一种同素异形体
15．如图所示为铜或镁元素的部分价类二维图，下列叙述正确的是
A．②易与水反应生成③
B．若是铜元素，④为硫酸盐，可用④的水溶液为电解液精炼铜，阳极减少的质量等于阴极增加的质量
C．若④为盐酸盐，电解④的水溶液可得到①
D．若是镁元素，经过④→③→④→①的转化可实现海水中提取镁
二、填空题（共9题）
16．电化学在我们的生产生活中占有越来越重要的地位。
(1)①燃料电池是一种绿色环保、高效的化学电源。如图为甲醇燃料电池，则负极反应式为 。
②用甲醇燃料电池电解300mL饱和食盐水，则电解的化学方程式为 。电解一段时间后，当溶液的pH值为13时，消耗O2的质量为 g。(忽略溶液体积变化，不考虑损耗)
③用甲醇燃料电池电解2L1mol/L硫酸铜溶液，一段时间后：两极共收集到标准状况下的气体89.6L，则电路中共转移 mol电子。
(2)如图，甲池工作时，NO2转变成绿色硝化剂Y，Y是N2O5，可循环使用，则石墨Ⅱ附近发生的电极反应式为 。
17．如图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时N电极的质量减少，请回答下列问题：

（1）M电极的材料是 ，其电极反应式为： N的电极名称是 ，电极反应式为：
（2）通入甲烷的铂电极的电极反应式为 ．
（3）在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g时，甲池中理论上消耗氧气为 L（标准状况下）。
18．利用太阳能电解水制H2是一种“绿氢”制备方案。采用固体氧化还原调节剂作为离子交换体系，实现H2、O2分离，工作原理如图。
请回答下列问题。
(1)导线中电子由太阳能电池流向 (填“a”“b”“c”或“d”，下同)电极，电解质溶液中，流向 电极。
(2)太阳能电池工作时，b电极上发生的电极反应式为 。
(3)电解一段时间后，右池溶液pH (填“增大”“减小”或“不变”)，此时若将b、c电极对调，循环利用是否可行 (填“是”或“否”)。
(4)若电解质溶液用稀硫酸代替，会引起的后果是 。
(5)该电解过程中产生的和可以在NaOH溶液中构成燃料电池，将储存的太阳能释放出，使能源循环利用。
①燃料电池中负极应通入的气体为 。
②燃料电池中通入的电极上发生的电极反应式为 。
19．某同学用铅蓄电池作电源，用石墨做电极电解500 mL某浓度的CuSO4溶液，观察到A电极表面有红色固体物质生成，当溶液中原有溶质完全电解后，停止通电，取出A电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6 g。已知铅蓄电池的工作原理为：
Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O
请按要求回答下列问题：
(1)电解CuSO4溶液的化学方程式 ，
(2)当反应过程中转移的电子为0.02mol时，铅蓄电池内消耗硫酸的物质的量为 mol。
(3)电解前CuSO4溶液的物质的量浓度为 。
(4)若电解前后溶液的体积不变，电解后溶液的pH=
(5)写出铅蓄电池负极的电极反应式：
20．某实验兴趣小组利用如下图所示装置进行电解饱和食盐水并检验其生成物的实验，当图中开关K闭合片刻后，请回答下列问题：
(1)电解饱和食盐水的化学方程式为 。
(2)a为电源的 (填“正”或“负”)极；D中收集的气体是 。
(3)C试管盛放 溶液。溶液中A电极附近的现象为 。
21．电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是1000mL饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①X电极上的现象是 。
②Y电极上的电极反应式为 。
③通电一段时间后，X电极收集到1.12L气体(标准状况)，则电路中有 mol电子通过，此时溶液的pH为 。
(2)若要在铁制品上镀一定厚度的银层
①X电极材料是 (写名称)；
②a是 溶液(写化学式)；
③Y电极反应方程式： ；
22．减排是各个国家都在努力为之的事，和的处理是许多科学家都在着力研究的重点。有学者想以如图所示装置利用原电池原理将、转化为重要的化工原料。
（1）若A为，B为，C为，电池总反应方程式为，则正极的电极反应式为 。
（2）若A为，B为，C为，则负极的电极反应式为 ，电池的总反应方程式为 。
23．原电池原理(以铜锌原电池、硫酸铜溶液作电解质溶液为例)
电极名称 负极 正极
电极材料
电极反应式
电极质量变化
反应类型 反应 反应
电子流向 由 极沿导线流向 极
电流方向 从 极沿导线流向 极
离子移向 阳离子移向 极，阴离子移向 极
24．如图为直流电源电解饱和食盐水的装置。（a、b均为碳棒）
（1）a极的名称是 极，反应式为 。
（2）b极的电极反应式为 ，发生 反应。
（3）写出电解饱和食盐水的化学方程式 。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】A．制造水泥的主要原料为粘土、石灰石、辅助原料等，没有石英，A错误；
B．负极发生氧化反应，电极方程式为2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O，B正确；
C．测量原理示意图中，电流方向从正极流向负极，即Ag2O→Cu，C错误；
D．原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，D错误，
答案选B。
2．D
【详解】A项、钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀中，铁都作负极，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e-═Fe2+，故A正确；
B项、钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-，故B正确；
C项、镁、铁和电解质溶液构成原电池时，镁易失电子而做负极，铁做正极，做正极的金属被保护，牺牲负极保护正极的方法属于牺牲阳极的阴极保护法，故C正确；
D项、利用外接电源保护金属时，被保护的金属做阴极，所以如果保护铁时，铁要连接电源负极，故D错误；
故选D。
【点睛】牺牲阳极的阴极保护法是铁与比铁活泼的金属连接，铁做正极被保护，外加电流的阴极保护法是铁要连接电源负极，铁做阴极被保护。
3．A
【分析】由题给流程和方程式可知，CuFeS2焙烧得到冰铜，冰铜还原生成粗铜，粗铜电解得到精铜。
【详解】A．由方程式可知，焙烧中CuFeS2中铜元素的化合价降低被还原，铁元素化合价没有变化，硫元素化合价部分升高被氧化，所以CuFeS2既是反应的氧化剂又是反应的还原剂，故A正确；
B．由方程式可得冰铜还原生成粗铜的总反应为Cu2S+O22Cu+SO2，由方程式可知，每生成1mol铜，铜元素得到1mole—，故B错误；
C．电解过程中，粗铜应与直流电源的正极相连，做精炼池的阳极，故C错误；
D．冰铜还原得粗铜过程中发生反应生成的二氧化硫对环境不友好，能引起酸雨，属于大气污染物，故D错误；
故选A。
4．C
【分析】根据图中电子从a极经导线流到b极，可知a为负极，b为正极，燃料电池中通入燃料的电极为负极，通入氧化剂的电极为正极，就以上分析解答。
【详解】根据图中电子从a极经导线流到b极，可知a为负极，b为正极，燃料电池中通入燃料的电极为负极，通入氧化剂的电极为正极，
A项，a为CH4，b极消耗掉O2，排出N2，故b为空气，故A项正确；
B项，原电池中，熔融金属氧化物中的O2-向负极移动，故B项正确；
C项，电解质为熔融的金属氧化物，需要高温条件，故C项错误；
D项，燃料电池以熔融的金属氧化物为电解质，正极反应式为：O2+4e-===2O2-，故D项正确；
综上所述，本题选C。
【点睛】原电池工作时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极，电子由负极经外电路流向正极，电子不能从电解质中通过。
5．B
【分析】盐卤水中加入试剂X，生成Mg(OH)2、CaSO4沉淀等，则X应为成本较低的碱或碱性氧化物；加入盐酸溶镁，可生成MgCl2溶液，CaSO4不溶而成为滤渣；蒸发浓缩、冷却结晶，可从滤液中获得MgCl2 6H2O晶体；将晶体在HCl气流中加热脱水，可得到无水氯化镁，熔融电解，可制得金属镁。
【详解】A．由分析可知，X应为成本较低的碱或碱性氧化物，则试剂X可以为石灰乳，A正确；
B．“脱水”时若采用直接灼烧的方法，会导致MgCl2水解，从而转化为Mg(OH)2，灼烧后可得到MgO固体，B错误；
C．“制备”采取电解熔融MgCl2的方法，Mg2+在阴极获得电子，从而使Mg在阴极生成，C正确；
D．“溶镁”时，Mg(OH)2与盐酸反应，生成氯化镁和水，离子方程式为：Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O，D正确；
故选B。
6．D
【详解】A．该装置是质子膜H2S燃料电池，将化学能转化为电能，A正确；
B．正极O2得电子发生还原反应，酸性条件下，氧气得电子生成水，则电极b上发生的电极反应为：O2+4H++4e-=2H2O，故B正确；
C．a极上硫化氢失电子生成S2和氢离子，发生氧化反应，电极反应式为：2H2S-4e-= S2+4H+，C正确；
D．没有说明是否为标况状态，不能计算消耗H2S的体积，D错误；
故选D。
7．C
【详解】A．“天宫二号”空间实验室的硅电池板是为空间实验室提供电能的装置，可以将光能转化为电能，故A项说法正确；
B．“蛟龙”号潜水器所使用的钛合金是合金材料，具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特性，故B项说法正确；
C．碳纤维为碳的单质，不是有机物，属于新型无机非金属材料，故C项说法错误；
D．水下钢柱镶锌块，铁和锌在水中形成原电池，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护，该防腐方法为牺牲阳极保护法，故D项说法正确；
综上所述，说法错误的是C项，故答案为C。
8．C
【分析】电池总反应为：PbSO4 + 2LiCl + Ca ＝ CaCl2 + Li2SO4 + Pb，Ca化合价升高，失去电子，作负极，PbSO4化合价降低，得到电子，作正极。
【详解】A．根据前面分析得到负极的电极反应：Ca 2e－ ＝ Ca2+，故A正确；
B．放电时，根据离子移动方向“同性相吸”，因此K+向正极(硫酸铅)移动，故B正确；
C．硫酸铅作正极材料，熔融的LiCl作为电解质，根据PbSO4 + 2LiCl + Ca ＝ CaCl2 + Li2SO4 + Pb信息，PbSO4为正极反应物，故C错误；
D．根据题中信息，电解质的无水 LiCl KCl混合物一旦受热熔融，因此常温时，在正负极之间连上检流计，指针不偏转，故D正确。
综上所述，答案为C。
9．D
【详解】A．某些胶态金属氧化物分散于玻璃中可制成有色玻璃，有色玻璃属于固溶胶，故A正确；
B．以NaCl为原料，工业上可通过侯氏制碱法制备纯碱，电解饱和食盐水的方法制备烧碱，故B正确；
C．牺牲阳极的阴极保护法是利用原电池原理，将被保护的金属作为正极，比被保护金属活泼的另一种金属作为负极，发生反应时，负极金属被腐蚀，正极金属被保护的一种方法，故C正确；
D．分子太小时，在物质中排列的有序性表现不出来，也就不能表现出晶态；分子呈长条形或碟形时，各向异性表现的较为明显，即晶态表现明显，所以这样的分子易形成液晶态，故D不正确；
故选D。
10．B
【分析】由图可知，该装置放电时，氧气在N电极得电子，N极为原电池正极，M极为原电池负极。
【详解】A．H+为阳离子，原电池中阳离子向正极迁移，则透过质子交换膜由左向右移动，A正确；
B．需要充电的二次电池的负极在充电时要发生还原反应，即为阴极，则连接电源的负极，所以与M相连接，B错误；
C．M极为负极，乙二胺在负极失电子转化为环境友好物质，即氮气、二氧化碳，由图可知还产生氢离子，因此极电极反应式：，C正确；
D．氧气在正极得电子，氧元素由0价降低为-2价，则若消耗了，则转移了0.1mol×2×2=电子，D正确。
答案选B。
11．C
【分析】该装置为电解池，a电极上N2被还原为氨气，所以a为阴极，b电极上N2被氧化为硝酸，所以b为阳极。
【详解】A．工作时a为阴极，连接电源负极，A正确；
B．b为阳极，N2失电子结合水生成硝酸，电极反应为N2＋6H2O-10e-=2NO＋12H＋，B正确；
C．阴极N2→NH3，N元素化合价降低3价，阳极N2→HNO3，N元素化合价升高5价，根据电子守恒可知阳极区和阴极区消耗的N2的质量之比为3：5，C错误；
D．阳极产生H＋，阴极反应为N2+6e-+6H+=2NH3，为了能使氢离子顺利进入阴极区，离子交换膜应使用质子交换膜，D正确；
综上所述答案为C。
12．B
【详解】A. H+反应得电子，为还原反应，A项正确
B. N2与2表面*H原子反应生成*N2H4中间体，质量不守恒，B项错误；
C. 传统工业合成氨需要高温高压下实现，电化学固氮在常温常压下实现，C项正确；
D. 活化能表示势垒的高度。活化能的大小可以反映化学反应发生的难易程度，越小则速率越快，D项正确。
答案选B。
13．A
【分析】在原电池中，易失电子的物质所在电极作负极，负极上失电子发生氧化反应，另一个电极是正极，正极上得电子发生还原反应。
【详解】根据原材料，发生钢铁吸氧腐蚀，铁粉作负极，活性炭作正极，食盐作电解质，故选项A正确。
14．C
【详解】A、电解饱和食盐水得到NaOH、H2、Cl2，Y和Z点燃下能够发生反应，即X为NaOH，根据流程中，SiHCl3被还原成Si，即Y为H2，Z为Cl2，故A说法正确；
B、焦炭和石英发生的副反应：SiO2＋3CSiC＋2CO↑，焦炭既是氧化剂又是还原剂，氧化剂与还原剂物质的量之比为1：2，故B说法正确；
C、SiHCl3水解的产物是H2SiO3、H2、HCl，推出SiHCl3中H应为－1价，即Si的化合价为＋4价，故C说法错误；
D、多晶硅为单质，是硅的一种同素异形体，故D说法正确。
【点睛】易错点为选项C，学生错认为SiHCl3中Si的化合价为＋2价，SiHCl3易水解，发生SiHCl3＋3H2O=H2SiO3＋H2↑＋3HCl，按照水解原理，Si应与水电离出的OH－结合成H2SiO3，H2SiO3中Si为＋4价，Si的化合价不变，SiHCl3中H应显－1价，与H2O电离出的H＋发生氧化还原反应，生成H2，SiHCl3中Si显＋4价。
15．D
【详解】A．氧化镁和氧化铜都不易与水反应，选项A错误；
B．精炼铜时，阳极除了铜以外，还有其他活泼金属参与电极反应，而阴极理论上只生成铜，阳极减少的质量不等于阴极增加的质量，选项B错误；
C．电解溶液可得到铜，但电解溶液无法得到，选项C错误：
D．海水中提取镁，首先是海水中的铁盐与石灰乳反应得到，与盐酸反应得到分离得到无水后，电解熔融得到镁单质，选项D正确；
答案选D。
16． CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 0.24g 8 O2+4e-+2N2O5=4
【详解】(1)①如图为甲醇燃料电池，电解质溶液为氢氧化钾溶液，负极失电子，则负极反应式为：CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O；
故答案为：CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O；
②用甲醇燃料电池电解饱和食盐水，生成氢氧化钠、氯气、氢气，则电解的化学方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；电解一段时间后溶液中氢离子浓度为10-3mol/L，则电解生成氢氧化钠的物质的量浓度，生成氢氧化钠的物质的量=0.3L×0.1mol/L=0.03mol，根据甲醇燃料电池与电解池电子得失守恒可知：CH3OH~O2~6e-~6NaOH，则消耗氧气的质量=·n(NaOH)·M(O2)= ×0.03mol×32g/mol=0.24g；
故答案为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；0.24g；
③2L1mol/L硫酸铜溶液中硫酸铜物质的量为2mol，两极共收集到标准状况下的气体89.6L，即4mol，根据电解反应方程式，方程式：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4知2molCuSO4完全电解只能生成1molO2(小于4mol)；说明后来电解水：2H2O2H2↑+O2↑，电解水生成的气体物质的量为4mol-1mol=3mol，分析两步电解方程式可知：电解2molCuSO4转移4mole-，电解水时生成3mol气体转移4mole-，所以电路中共转移电子物质的量=4mole- +4mol e-=8mol e-，即8mol电子；
故答案为：8；
(2)甲池为NO2、O2和熔融KNO3组成的燃料电池，由图示知电池工作时通入NO2的一极产生N2O5，氮元素的化合价由+4价升高到+5价，失去电子，故石墨I作负极，所以石墨Ⅱ作正极；且电解质是熔融KNO3，所以通入O2和N2O5转化为NO，则石墨II附近发生的电极反应为：O2+4e-+2N2O5=4；
故答案为：O2+4e-+2N2O5=4；
17． 石墨 Ag++e﹣→Ag 阳极 Fe﹣2e﹣═Fe2+ CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO32﹣+7H2O 0.224
【详解】（1）碱性甲烷电池为原电池，通入甲烷的电极是负极，通入氧气的电极是正极，乙池有外接电源，属于电解池，根据图片知，工作时N电极的质量减少，所以N是阳极铁电极，电极反应为：Fe-2e-═Fe2+；M是阴极，是石墨电极，发生反应：Ag++e-→Ag；
（2）甲烷是燃料电池的负极，发生失电子的氧化反应，碱性环境下，电极反应式为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；
（3）n（Ag）=4.32g÷108g/mol=0.04mol，根据Ag++e-=Ag可以知道转移电子为0.04mol，甲池中通入氧气的一极为正极，反应式为2O2+8H++8e-=4H2O，则消耗n（O2）=1/4×0.04mol=0.01mol，V（O2）=0.01mol×22.4L/mol=0.224L。
18．(1) a bd
(2)
(3) 增大 是
(4)NiOOH、被硫酸溶解
(5)
【分析】该装置为电解池装置，d电极产生氧气，为阳极，c为阴极，b为阳极，a为阴极。
【详解】（1）a电极是电解池的阴极，且电子不经过溶液，故导线中电子应从太阳能电池流向电解池a极，电解质溶液中，阴离子流向电解池的阳极，故分别流向两个电解池的b、d电极；
（2）b极反应式：；
（3）电解时，电极a发生反应，电极b发生反应：，与电极b合计未消耗和，故左池溶液pH不变；电极d发生反应：，电极c发生反应：，每转移4个e-，c、d电极合计消耗2分子，右池溶液pH增大。电解一段时间后，b电极附着大量NiOOH、c电极附着大量，将其对调可将含镍化合物循环利用；
（4）该装置工作原理示意图中循环转化的物质NiOOH，均能被硫酸溶解；
（5）①通入的电极应为燃料电池的负极；
②通入的电极上发生的电极反应式为。
19． CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 0.02mol 0.05mol/L 1 Pb-2e-+SO42-=PbSO4
【详解】（1）用石墨作电极电解CuSO4溶液时，阳极上水得电子生成氧气和氢离子、阴极上Cu2+放电生成Cu,其电极反应式为CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4。所以答案为：CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4；
（2）根据Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，方程式中Pb元素化合价由0价、+4价转化为+2价，则消耗2mol硫酸转移2mol电子，据此计算转移0.02mol电子时消耗硫酸的物质的量为0.02mol；所以答案：0.02mol；
（3）根据电解池工作原理可知石墨电极增重的质量为铜，所以n(Cu)=1.6g/64g/mol=0.025mol，根据Cu原子守恒得n(CuSO4)=n(Cu)=0.025mol，则c(CuSO4)=n/V=0.025mol/0.5L=0.05mol/L,所以答案：0.05mol/L；
（4）根据反应：CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4可知，n(H+)=2n(H2SO4)=2n(Cu)=2×1.6g/64g/mol=0.05mol，所以c(H+)=n/V=0.05mol/0.5L=0.1mol/L,pH=1,所以答案：1。
(5)铅蓄电池发生的反应为：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，放电为原电池反应， 负极上Pb失电子生成PbSO4，发生了氧化反应，其电极反应式为：Pb-2e-＋H2SO4=PbSO4+2H+，所以答案：Pb-2e-＋H2SO4=PbSO4+2H+。
20．(1)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(2) 负 氢气(或H2)
(3) 淀粉碘化钾(或淀粉碘化钠等其他合理答案均可) 有气泡产生，溶液由无色变为红色
【分析】(1)
电解饱和食盐水产生NaOH、H2和Cl2，反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
(2)
H2的密度比空气小，用向下排空气法收集，所以D中收集的气体是H2，而H2在与直流电源的负极相连的电极上产生，所以a为电源的负极。
(3)
A电极上除了有氢气生成外，溶液中还生成NaOH，所以遇酚酞溶液变红。b为电源的正极，B极上产生氯气，可以用淀粉碘化钾溶液检验。
21．(1) 有气泡生成，溶液变红 2Cl- -2e- =Cl2↑ 0.1 13
(2) Fe AgNO3 Ag -e- =Ag+
【详解】（1）①有题干信息可知，Y是阳极，X是阴极，阴极吸引阳离子，放电顺序水中H+>Na+，H+故转化成H2，留下OH-显碱性，故X电极上的现象是有气泡生成，溶液变红；
②Y是阳极吸引阴离子，放电顺序Cl->OH-，Cl-转化为Cl2，故Y电极上的电极反应式为2Cl- -2e- =Cl2↑；
③通电一段时间后，X电极收集到1.12L氢气，n(H2)= ，根据电极反应式为2 H++2e- =H2↑，故转移电子数为0.1mol，故电路中有0.1mol电子通过；溶液中消耗0.1molH+，剩余0.1molOH-，所以溶液中n(H+)= ，故此时溶液的pH为-lgc(H+)=13。
（2）①电镀时候，镀层金属与正极相连，待镀金属与负极相连，故X电极材料是Fe；
②a是含有镀层金属的溶液，故为AgNO3溶液；
③Y与正极相连做阳极，由Ag转化成Ag+，故Y电极反应方程式为Ag -e- =Ag+。
22．
【分析】根据原电池工作原理进行分析解答。燃料电池的燃料做负极发生氧化反应，氧气做正极发生还原反应，注意电解质溶液对电极反应式的影响。
【详解】(1)在负极失去电子，酸性条件下该电池负极的电极反应式为；在正极得到电子，一分子得到6个电子，转化为，故可得正极的电极反应式为，故答案：；
（2）SO2在负极失去电子，可得负极的电极反应式为。在正极获得电子，可得正极的电极反应式为，使正、负极得失电子总数相等并将正、负极电极反应式相加，可得电池的总反应方程式为,故答案：；。
23． 锌片 铜片 减小 增大 氧化 还原 负 正 正 负 正 负
【解析】略
24． 阴 2H++2e-=H2↑ 2Cl--2e-=Cl2↑ 氧化 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
【分析】电解饱和食盐水时，氯离子在阳极失去电子生成氯气，水电离出的氢离子在阴极得电子生成氢气。
【详解】(1)与电源负极相连的电极为电解池的阴极，则a为阴极，氢离子在阴极得电子，电极反应式为2H++2e-=H2↑。
(2)与电源正极相连的电极为电解池的阳极，则b为阳极，氯离子在阳极失电子，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，氯元素化合价升高发生氧化反应。
(3)电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠，则化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
答案第1页，共2页
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