1.3 电能转化为化学能——电解 课时练习（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

1.3 电能转化为化学能——电解 课时练习
一、单选题
1．中学阶级介绍的电解原理的应用主要有三种：一是氯碱工业、二是电解精炼铜、三是电解冶金。下列关于这三个工业生产的描述中正确的是（　　）
A．电解精炼铜时，负极反应式：
B．氯碱工业和电解精炼铜中，阳极都是氯离子放电放出氯气
C．在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的是，NaOH在阳极附近产生
D．电解精炼铜时，应用粗铜作阳极、精铜作阴极，可溶性铜盐作电解质溶液
2．CO2是重要的温室气体，对地球温室效应的“贡献”最大，如何利用CO2是摆在科技工作者面前的重要课题．如图所示电解装置可将CO2转化为乙烯，该装置的电解质溶液为强酸性水溶液，电极材料为惰性电极．下列有关说法正确的是（　　）
A．a为电池的正极
B．电解过程中H+移向阳极
C．反应前后溶液的pH保持不变
D．阴极反应式：2CO2+12H++12e﹣=C2H4+4H2O
3．电解Na2SO4溶液产生H2SO4和烧碱的装置如下图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2。以下说法正确的是(说明：阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过)（　　）
A．产物丁为H2SO4
B．a电极反应式：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．离子交换膜d为阳离子交换膜
D．每转移0.2 mol电子，产生1.12 L气体甲
4．下列关于如图装置说法中正确的是（　　）
A．精炼铜时，a极为粗铜，b极为精铜
B．电镀铜时，a极为镀件，b极为铜
C．保护铁时，a极为铁片，b极为锌片
D．惰性电极电解饱和食盐水时，b极有黄绿色气体产生
5．在一定条件下，用石墨电极电解0.5mol/L CuSO4溶液（含H2SO4)，监测到阳极附近pH随时间变化关系如下图。下列说法错误的是（　　）
A．ab段，通电瞬间，阳离子向阴极移动
B．电解过程中，阳极发生的电极反应是 2H2O-4e-=O2↑+4H+
C．bc段，H+向阴极的移动速率大于其在阳极的生成速率
D．bc段，pH下降过程中，阴极发生的主要电极反应是Cu2+ +2e-=Cu
6．利用固体氧化物电解池研究高温电解将CO2和H2O转化为合成气(CO+H2)，示意图如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．该装置的能量转化方式只有电能转化为化学能
B．Y为电源的负极
C．阳极的电极反应式为
D．若阴极生成 1 mol 的合成气，则电路中转移2 mol电子
7．镁一空气电池是一种能被水激活的一次性储备电池，原理如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向镁电极
B．放电时，正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-
C．理论上，外电路中流过2mol电子时，负极质量增加34g
D．电池反应产物Mg(OH)2经过灼烧与还原可制成镁从而循环利用
8．用石墨烯锂硫电池电解制备Fe(OH)2的装置如图所示。电池放电时的反应为16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)，电解池两极材料分别为Fe和石墨，工作一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀。下列说法错误的是（　　）
A．X是铁电极，发生氧化反应
B．电子流动的方向：B→Y，X→A
C．正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e－=3Li2S4
D．锂电极减重0.14g时，电解池中溶液减重0.18g
9．一种以和为电极、水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，可插入层间形成。下列说法错误的是
A．放电时为正极
B．放电时由负极向正极迁移
C．充电总反应：
D．充电阳极反应：
10．1，5-戊二胺()是生产新型聚酰胺产品的重要原料。利用双极膜(BPM，在直流电场的作用下，双极膜复合层间的解离成和，可透过相应的离子交换膜)电渗析产碱技术可将生物发酵液中的1，5-戊二胺硫酸盐(含和)转换为1，5-戊二胺，实现无害化提取，工作原理如图所示。下列说法错误的是 （　　）
A．m为阳离子交换膜、n为阴离子交换膜
B．电解过程中，图中两处溶液的溶质种类和物质的量均不变
C．a极区产生22.4L(标准状况)气体，理论上产生2mol 1，5-戊二胺
D．该技术实现了酸性和碱性物质的同时生产
11．下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是（　　）
A．a为负极、b为正极
B．a为阳极、b为阴极
C．电解过程中，d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变
12．关于下列装置说法正确的是（　　）
A．装置①中，一段时间后左边烧杯SO42-浓度增大
B．装置②中滴入酚酞，a极附近变红
C．用装置③炼铜时，c极为粗铜
D．装置④中发生吸氧腐蚀
二、综合题
13．二氧化氯（ClO2）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂．目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺．
（1）①如图装置用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2．写出阳极产生ClO2的电极反应式：　 　．
②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112mL（标准状况）时，停止电解．通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为　 　mol．
（2）为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体，在高温下它能传导O2﹣离子．电池工作时正极反应为　 　．
（3）若以该电池为电源，用石墨做电极电解100mL含有如下离子的溶液．
离子 Cu2+ H+ Cl﹣ SO42﹣
c/mol L﹣1 1 4 4 1
电解一段时间后，当两极收集到相同体积（相同条件）的气体时（忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象）阳极上收集到氧气的物质的量为　 　mol．
14．工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) △H
（1）已知CO(g)、H2(g)的标准燃烧热分别为 △H=－283kJ mol-1， △H=－286kJ mol-1，且CH3OH(g)+3/2O2(g)
CO2(g)+2H2O(l) △H=－761kJ mol-1；则CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的△H= 　 　。
（2）为了提高CO和H2制备甲醇生产效率和产量；工业生产中通常采取的措施是　 　。（写出两点）
（3）实验室模拟用CO和H2反应来制甲醇，在250
℃下，将一定量的CO和H2投入10 L的密闭容器中，各物质的物质的量浓度（mol·L-1）变化如下表所示：
　 2 min 4 min 6 min
CO 0.07 0.05 0.05
H2 x 0.10 0.10
CH3OH 0.03 0.05 0.05
①250 ℃时，该反应的平衡常数K=　 　；
②在图1中画出反应开始至第6 min时H2的物质的量的变化曲线，并标出合适的纵坐标。　 　
（4）利用电解甲醇水溶液制备氢气最大的优点就是需要的电压低，装置如图2，写出 阳极电极反应方程式　 　，电解的总反应化学方程式　 　。
15．当今社会的主题之一：发展经济，节能减排。而燃料电池因其无污染，且原料来源广可再生被人们青睐，广泛应用于生产、生活、科学研究中，现有如下图所示装置，所有电极均为Pt，请按要求回答下列问题：
（1）甲装置是　 　(填“原电池”或“电解池”)，写出a极的电极反应　 　。
（2）乙池中c极的电极反应　 　。
（3）当b极消耗标准状况下的O2112mL时，若乙中硫酸铜溶液的体积是200mL，假若电解前后溶液体积保持不变，此时乙池中的pH=　 　。
（4）若CuSO4(aq)足够，电解一段时间后，要恢复到原来的状态，则可加入____。
A．CuO B．Cu(OH)2 C．CuCO3 D．Cu2(OH)2CO3
（5）现用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾，其中M、N为离子交换膜，只允许某些离子通过，则A出口导出的溶液溶质为　 　(写化学式)，M为　 　离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
16．某同学用FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液．
（1）FeCl3与H2S反应的离子方程式为　 　．
（2）电解池中H+在阴极放电产生H2，阳极的电极反应为　 　．
（3）综合分析实验 II的两个反应，可知该实验有两个显著优点：
①H2S的原子利用率100%；②　 　．
17．电池在生产和生活中应用极其广泛，根据电化学原理回答下列问题。
（1）微型纽扣电池总反应为 ，电解质溶液为KOH溶液，则负极材料为　 　，正极的电极反应式为　 　。
（2）甲醇(CH3OH)燃料电池为绿色化学电源，以NaOH溶液为电解质溶液时，负极的电极反应式为　 　，该电池工作时，外电路每流过1×103mole-，消耗标准状况下的O2　 　m3。
（3）ClO2是高效无毒的灭菌剂，目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺，简易装置如图所示：
若用上述甲醇燃料电池进行电解，则甲醇燃料电池的负极应连接该装置的　 　电极(填字母)，阳极产生ClO2的电极反应式为　 　。
答案解析部分
1．【答案】D
2．【答案】D
【解析】【解答】解：A．由二氧化碳得电子生成乙烯，则为阴极反应，所以a为电池的负极，故A错误；
B．由离子的定向移动可知电解过程中H+移向阴极，故B错误；
C．阴极二氧化碳得电子生成乙烯，阳极氢氧根失电子放出氧气，总反应为：2CO2+2H2O=C2H4+3O2，消耗水，则pH减小，故C错误；
D．由二氧化碳得电子生成乙烯，则为阴极反应，电极反应式为2CO2+12H++12e﹣=C2H4+4H2O，故D正确．
故选D．
【分析】电解强酸性的二氧化碳水溶液得到乙烯，二氧化碳得电子生成乙烯，电极反应式为2CO2+12H++12e﹣=C2H4+4H2O，为阴极反应，则a为电池的负极，b为电池的正极，阳极氢氧根失电子放出氧气，据此分析．
3．【答案】C
【解析】【解答】A.产物丁是NaOH，A不符合题意；
B.a为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，B不符合题意；
C.产物丁是NaOH，则离子交换膜d是阳离子交换膜，C符合题意；
D.温度和压强未知，无法确定气体摩尔体积，则无法计算氧气体积，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】电解Na2SO4的过程中，实质为电解水，其阳极电极反应式为：4OH--4e-=O2+2H2O，其阴极电极反应式为：4H++4e-=2H2；则气体甲为O2，气体乙为H2；故电极a为阳极，电极b为阴极；离子交换膜c为阴离子交换膜，离子交换膜d为阳离子交换膜。据此结合选项进行分析。
4．【答案】A
【解析】【解答】A．精炼铜时，粗铜做阳极，精铜做阴极，故A符合题意；
B．电镀铜时，镀件做阴极，铜做阳极，故B不符合题意；
C．保护铁时，铁片做阴极，惰性电极做阳极，故C不符合题意；
D．惰性电极电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电，有黄绿色气体产生，故D不符合题意。
故答案为：A
【分析】根据电解原理分析电极和电极反应以及产物即可.
5．【答案】C
【解析】【解答】A．电解池中，阳离子向阴极移动，故A不符合题意；
B.ab段过程中，阳极pH增大，电解池阳极区的物质失去电子，发生氧化反应，考虑到溶液中含有硫酸，溶液中氢氧根离子放电，氢氧根离子是水电离提供的，所以阳极的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑，故B不符合题意；
C.bc段过程中，阳极pH降低，阳极电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，产生的H+是阳离子，向阴极移动，pH降低表明阳极H+向阴极的移动速率小于其在阳极的生成速率，故C符合题意；
D.阴极发生反应的物质得到电子，发生还原反应，则阴极发生的主要电极反应是Cu2++2e-=Cu，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.电解池中阳离子向阴极区移动；
B.在酸性环境下，阳极区水发生氧化反应；
C.bc段pH减小说明氢离子浓度变大，则生成氢离子的速度大于氢离子的移动速度；
D.电解池中阴极区铜离子得电子被还原。
6．【答案】A
【解析】【解答】A．该装置先将风能转化为电能，再通过电解将电能转化为化学能，故A符合题意；
B．由于与Y所接的一极发生得电子的反应，则与Y所接的一极为阴极，即Y为电源的负极，故B不符合题意；
C．阳极的电极反应式为 ，故C不符合题意；
D．阴极每生成1 mol CO或H2，转移的电子均为2 mol，因此若生成1 mol CO和H2的混合气体，转移的电子也应该是 2 mol，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】该反应是利用风力发电做电源，再进行电解操作，根据物质的转换关系，确定Y为负极，Y极区域为阴极区域发生还原反应，X为正极，X区域为阳极区域，发生氧化反应
7．【答案】A
【解析】【解答】A．放电时电子由负极流向正极，镁是负极，多孔活性炭材料是正极，即放电时外电路电子由镁电极流向多孔碳材料电极，故A符合题意；
B．放电时，正极氧气发生还原反应生成氢氧根离子，所以正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故B不符合题意；
C．理论上，外电路中流过2mol电子时，生成1mol的镁离子，结合2mol的氢氧根离子，所以负极质量增加34g，故C不符合题意；
D．氢氧化镁受热分解产生氧化镁，氧化镁还原成单质镁循环利用，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．放电时作为原电池，电子由负极流向正极
B．放电时，正极氧气得电子
C．外电路中流过2mol电子时，生成1mol的氢氧化镁
D．镁是负极，制成的单质镁可以循环利用
8．【答案】D
【解析】【解答】A. 电解法制备Fe(OH)2，则铁作阳极，根据题给总反应可知，金属锂发生氧化反应，作电池的负极，所以Y为阴极，故X是铁电极，故A项不符合题意；
B. 电子从电池的负极流至电解池的阴极，然后从电解池的阳极流回到电池的正极，即电子从B电极流向Y电极，从X电极流回A电极，故B项不符合题意；
C. 由图示可知，电极A发生了还原反应，即正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e－=3Li2S4，故C项不符合题意；
D. 锂电极减重0.14g，则电路中转移0.02mol电子，电解池中发生的总反应为Fe+2H2O Fe(OH)2+H2↑，所以转移0.02mol电子时，电解池中溶液减少0.02molH2O，即减轻0.36g，故D项符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据电池反应16Li+xS8=8Li2Sx (2≤x8) 可知负极锂失电子发生氧化反应，电极反应为: Li-e-=Li+, Li+移向正极，所以A是正极，发生还原反应: S8+2e-=S82-， S82-+2Li+=Li2S8， 3Li2S8+2Li++2e-=4Li2S6，2Li2S6+2Li++2e-= 3Li2S4，Li2S4+2Li++2e-=2Li2S2, 根据电极反应式结合电子转移进行计算。
9．【答案】C
【解析】【解答】A.根据化合价升降可知，该电池中Zn为负极；为正极，A项正确；
B.电解质溶液阴阳离子移动的方向为：阳正阴负，B项正确；
C.放电时总反应为：，放电与充电时相反的，所以反应为：，C项错误；
D.充电阳极上，氧化为，根据化合价变化可知，阳极反应为：，D项正确；
故答案为：C。
【分析】解答新型化学电源的步骤：(1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。(2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。(3)充电电池→放电时为原电池→失去电子的一极为负极。(4)电极反应→根据电荷守恒、原子守恒配平电极方程式。
10．【答案】A
【解析】【解答】A．由题意可知生物发酵液中的应透过n膜进入产品室中与氢氧根离子反应生成，因此n膜为阳离子交换膜，生物发酵液中的透过m膜进入左侧与BPM双极膜生成的氢离子结合生成硫酸，因此m膜应为阴离子交换膜，故A符合题意；
B．图中两处溶液中的阴阳离子进不能透过双极膜，双极膜中生成得氢离子进入右侧，在b电极上得电子生成氢气，左侧双极膜生成得氢氧根离子进入左侧，在a极上失电子生成氧气和水，因此溶质种类和物质的量均不变故B不符合题意；
C．a极上发生反应：，产生22.4L(标准状况)气体时转移的电子为4mol，同时进入产品室中的氢氧根离子数为4mol，+2OH-=，消耗4molOH-产生的1，5-戊二胺为2mol，故C不符合题意；
D．该技术同时得到了硫酸和1，5-戊二胺实现了酸性和碱性物质的同时生产，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】根据产品即可得出n为阳离子交换膜，n为阴离子交换膜，电解过程中硫酸钠的溶质和物质的量均不变，根据两电极的电极方程式即可计算出物质的量，左侧电极得到的是硫酸，右侧电极得到的是胺显碱性结合选项即可判断
11．【答案】C
【解析】【解答】由电流方向知道：a为正极，电极上发生氧化反应，即为阳极；2Cl－－2e－=C2↑
b为负极，电极上发生还原反应，即为阴极；Cu2＋+2e－=Cu。
故答案为：C
【分析】电解装置中，与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的是阴极。溶液中的阳离子移向阴极Cu2＋+2e－=Cu，得电子发生还原反应，阳离子移向阳极，2Cl－－2e－=C2↑失电子发生氧化反应。
12．【答案】B
【解析】【解答】装置①中，盐桥中的Cl-移向左边烧杯，左边烧杯SO42-浓度不变，故A不符合题意；
装置②中a是阴极，电极反应为2H2O+2e-=H2+2OH-，a极有OH-生成，所以 a极附近变红，故B符合题意；
用装置③c是阴极，炼铜时，c极为精铜，故C不符合题意；
酸性溶液发生析氢腐蚀，故D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据原电池和电解池的组成、反应原理进行分析即可.
13．【答案】（1）Cl﹣﹣5e﹣+2H2O=ClO2↑+4H+；0.01
（2）O2+4e﹣=2O2﹣
（3）0.1
【解析】【解答】解：（1）①阳极发生氧化反应，由题意可知，氯离子放电生成ClO2，由元素守恒可知，有水参加反应，结合电荷守恒可知，同时生成氢离子，阳极电极反应式为：Cl﹣﹣5e﹣+2H2O=ClO2↑+4H+，
故答案为：Cl﹣﹣5e﹣+2H2O=ClO2↑+4H+；
②在阴极发生2H++2e﹣=H2↑，氢气的物质的量为 =0.005mol，通过阳离子交换膜的阳离子为+1价离子，故交换膜的阳离子的物质的量为0.005mol×2=0.01mol，故答案为：0.01；（2）燃料电池，电池的一个电极通 入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了 Y2O3的ZrO2晶体，在高温下它能传导O2﹣离子，根据原电池原理，正极O2得到电子生成负极O2﹣：O2+4e﹣=2O2﹣，故答案为：O2+4e﹣=2O2﹣；（3）电解一段时间后，当两极收集到相同体积（相词条件）的气体时（忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象），100mL溶液中含有c（Cu2+）=1mol/L，c（H+）=4mol/L，c（Cl﹣）=4mol/L，c（SO42﹣）=1mol/L；
阳极氯气和阴极氢气相同，设阳极生成的氧气物质的量为x，阴极上也应生成氢气物质的量x
阳极电极反应为：
2Cl﹣﹣ 2e﹣= Cl2↑，4OH﹣﹣ 4e﹣=2H2O+ O2↑
0.4mol 0.4mol 0.2mol 4x x
阴极电极反应为：
Cu2++ 2e﹣= Cu，
0.1mol 0.2mol 0.1mol
2H++ 2e﹣= H2↑； 2H++ 2e﹣= H2↑
0.4mol 0.4mol 0.2mol 2x x
依据电子守恒0.4+4x=0.2+0.4+2x
x=0.1mol
阳极上收集到氧气的物质的量0.1mol；
故答案为：0.1．
【分析】（1）①阳极发生氧化反应，由题意可知，氯离子放电生成ClO2，由元素守恒可知，有水参加反应，结合电荷守恒可知，同时生成氢离子；
②在阴极发生反应：2H++2e﹣=H2↑，根据n= 计算氢气的物质的量，通过阳离子交换膜的阳离子为+1价离子，根据电子转移守恒计算阳离子的物质的量；（2）根据原电池原理，正极O2得到电子生成负极O2﹣；（3）依据电解原理和溶液中离子放电顺序，结合电子守恒和电极反应计算得到．
14．【答案】（1）－94 kJ mol-1
（2）原料循环使用，使用催化剂，及时将甲醇液化分离，控制合适温度，高压
（3）100；
（4）CH3OH－6e－+ H2O= CO2↑+6 H+；CH3OH+ H2O CO2↑+3H2↑
【解析】【解答】（1）已知CO(g)、H2(g)的标准燃烧热分别为 △H=－283kJ mol-1， △H=－286kJ mol-1，则①CO(g)+ 1/2O2(g)= CO2(g) △H=－283kJ mol-1，②H2(g)+ 1/2O2(g)= H2O(l) △H=－286kJ mol-1③CH3OH(g)+3/2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) △H=－761kJ mol-1，①+② 2-③：CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的△H=－94 kJ mol-1。
故答案为：－94 kJ mol-1。（2）由CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的△H=－94 kJ mol-1可知提高CO和H2制备甲醇生产效率和产量，需要采取的措施是：原料循环使用，使用催化剂，及时将甲醇液化分离，控制合适温度，高压。
故答案为：原料循环使用，使用催化剂，及时将甲醇液化分离，控制合适温度，高压。（3）①根据图表可知4min时CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)反应达到平衡，此时各物质的浓度为：c(CO)= 0.05 mol·L-1, c(H2)= 0.10 mol·L-1, c(CH3OH )=0.05 mol·L-1,所以该反应的平衡常数K= c(CH3OH )/ c(CO) · c2(H2)= 0.05/0.05 0.10)2=100。
②
　 CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)
起始（mol/L） x y 0
反应（mol/L） 0.05 0.10 0.05
平衡（mol/L） 0.05 0.10 0.05
所以x=0.10 mol·L-1, y=0.20 mol·L-1即c(H2)初始=0.20 mol·L-1，平衡浓度为c(H2)平衡=0.10 mol·L-1，反应开始至第6 min时H2的物质的量的变化曲线为
。（4）利用电解甲醇水溶液的装置图分析： 由CH3OH CO2知C元素的化合价升高，失电子，做阳极，则阳极电极反应方程式为：CH3OH－6e－+ H2O= CO2↑+6 H+ ；阴极是H2O H2发生了还原反应，所以电解的总反应化学方程式CH3OH+H2O CO2↑+3H2↑。
故答案为：CH3OH－6e－+ H2O= CO2↑+6 H+；CH3OH+ H2O CO2↑+3H2↑。
【分析】化学原理的综合考查；（1）根据盖斯定律解答；（2）根据影响化学反应速率和化学平衡移动因素进行解答，突破口是4分钟达到平衡，根据三段式进行解答；（3）根据电解原理解答。由碳元素的化合价变化确定阴阳极。
15．【答案】（1）原电池；CH3OH+ 8OH- -6e- = CO+ 6H2O
（2）2 H2O- 4e-= O2↑+4H+
（3）1
（4）A；C
（5）H2SO4；阴
【解析】【解答】（1）甲装置是原电池，相当于乙、丙池的外加电源；a极甲醇作负极，失去电子： 在碱性环境下发生：CH3OH+ 8OH- -6e- = CO+ 6H2O ；
（2） 乙池 是电解池， c极连原电池的正极，是电解池的阳极， 电极反应 为： 2 H2O- 4e-= O2↑+4H+ ；
（3）氧气与电子之间的关系是：1O2~4e-~4H+，c(H+)=0.05×4/ 2=0.1mol/L，则pH值就等于1；
（4）电解 CuSO4(aq) 时，阳极由H2O来失电子，阴极由Cu2+得电子，发生的反应是：2CuSO4+2H2O=2Cu+O2，溶液中损失的元素只有Cu和O，所以加入Cu和O至溶液中即可，A和C符合题意，故答案为：AC；
（5）丙装置的右室消耗的是水电离的OH-，左室通过乙池间接的与原电池的正极及相连，SO42-向左室移动和，所以A出口的产品是H2SO4，M是阴离子交换膜。
【分析】在原电池中：在外电路中，由负极失去电子，经过导线到达正极；在内电路中，是阴阳离子实现导电的作用，形成闭合回路，阴离子在电解质溶液中靠近负极，阳离子在电解质溶液中靠近正极。
电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程。
当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程。
电子流向：(电源)负极—(电解池)阴极—(离子定向运动)电解质溶液—(电解池)阳极—(电源)正极。
本题考查的是多池串联问题。
16．【答案】（1）2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+
（2）Fe2+﹣e﹣=Fe3+
（3）FeCl3得到循环利用
【解析】【解答】解：（1）FeCl3与H2S反应生成硫单质、二价铁离子和水，离子方程式为 2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+；
故答案为：2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+；（2）阴极二价铁离子失去1个电子生成三价铁离子，电极反应式：Fe2+﹣e﹣=Fe3+；
故答案为：Fe2+﹣e﹣﹣=Fe3+；（3）根据实验原理可知，电解池中最终得到的FeCl3可重新用来吸收H2S，得到循环利用，
故答案为：FeCl3可以循环利用．
【分析】（1）三价铁离子具有强的氧化性能够氧化硫化氢生成单质硫；（2）阴极二价铁离子失去1个电子生成三价铁离子；（3）结合绿色化学的理论并根据FeCl3可以循环利用确定该实验的有两个显著优点；
17．【答案】（1）Zn；Ag2O＋2e－＋H2O=2Ag＋2OH－
（2）CH3OH＋8OH－－6e－= ＋6H2O；5.6
（3）b；Cl－-5e－＋2H2O=ClO2＋4H+
【解析】【解答】(1)根据微型纽扣电池总反应 ，锌失去电子，发生氧化反应，则锌为负极，氧化银为正极，电解质溶液为KOH溶液，正极得到电子发生还原反应，电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O=2Ag＋2OH－；
(2)甲醇燃料电池，通入甲醇的一极为负极，通入氧气的一极为正极，电解质溶液呈碱性，负极上甲醇失电子生成碳酸根，则负极的电极方程式为CH3OH＋8OH－-6e－= ＋6H2O；该电池中正极上是氧气发生得电子的还原反应，其电极反应为：O2+2H2O+4e =4OH ，则外电路每流过1×103mole-，消耗氧气为2.5×102mol，所以氧气的体积为2.5×102mol×22.4L/mol=5600L=5.6m3；
(3)电解池中阳离子向阴极移动，由装置图中钠离子移动方向可知，电解池的a电极为阳极、b电极为阴极，阴极与外加电源的负极相接，即甲烷燃料电池的负极应该接该装置的b电极，氯离子在阳极放电生成ClO2，根据电子守恒和电荷守恒写出阳极的电极反应式为Cl－-5e－＋2H2O=ClO2＋4H+。
【分析】(1)根据微型纽扣电池总反应 中元素化合价的变化分析；
(2)燃料电池中，通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极，根据电极反应计算；
(3)电解池中阳离子向阴极移动，根据图示中钠离子的移动方向判断电解池阴阳极，电解池的阴极与电源负极相连，电解池的阳极与电源的正极相连；结合图示，书写电极反应。