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
文档属性
| 名称 | 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 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-18 16:19:31 | ||
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文档简介
第四章 化学反应与电能同步习题
一、单选题
1．利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO.下列说法中，正确的是
A．该装置工作时，H＋从b极区向a极区移动
B．该装置中每生成1 mol CO，同时生成1 mol O2
C．电极a表面发生还原反应
D．该过程是将太阳能转化为化学能的过程
2．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是
A．甲：反应开始，Zn电极附近溶液中的浓度减小程度大
B．乙：正极反应式为
C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D．丁：该装置中氧化反应和还原反应在不同区域进行
3．下列关于钢铁腐蚀说法正确的是
A．电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因
B．钢铁腐蚀的负极为Fe-3e-=Fe3+
C．弱酸性条件下钢铁发生析氢腐蚀
D．镀锡铁器破损时镀层金属仍可以保护铁器
4．实验发现在氯化铁酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3+立即被还原成Fe2+。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是
A．盐桥中的阴离子往左边烧杯移动
B．左烧杯中溶液的红色逐渐褪去
C．该电池铂电极上立即有气泡出现
D．该电池总反应为：3Zn+2Fe3+=2Fe+3Zn2+
5．含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠，设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去，其原理如图所示(-C6H5表示苯基，C6H6为苯)。下列叙述错误的是
A．N极为电池的负极
B．随温度升高，电池的效率可能降低
C．每生成1 mol CO2，有4 mol H＋迁入M极区
D．M极的电极反应式为Cl-C6H5+e-=C6H6+Cl-
6．MFC—电芬顿技术不需要外加能量即可发生，通过产生羟基自由基(·OH)处理有机污染物，可获得高效的废水净化效果，其耦合系统原理如图所示。已知：乙池开始工作时的Fe2+需要由外界加入但H2O2不需要由外界加入；乙池溶液环境为强酸性环境。下列说法错误的是
A．电流方向为：电极b→电极X→电极Y→电极a
B．Y电极上得到的H2O2反应为：O2+2e-+2H+=H2O2
C．乙池中发生了反应：Fe3++e-=Fe2+，故乙池中的Fe2+可循环使用
D．开始工作一段时间后，甲池中通过质子交换膜的H+为4mol时，乙池中产生17g·OH
7．完成下列实验所用仪器或操作合理的是
A B C D
用于吸收SO2气体 测定KMnO4溶液物质的量浓度 (锥形瓶中Na2C2O4质量已知) 分离苯和四氯化碳 铁制品镀铜
A．A B．B C．C D．D
8．一种双膜结构的多硫化合物一空气碱性液流电池的工作原理如下图所示。
下列说法正确的是
A．图中的电子流向，虚线代表放电情况
B．放电时，从Ⅱ室穿过阴离子交换膜向Ⅲ室迁移
C．充电时，Ⅱ室溶液的pH增大
D．充电时，阴极反应为
9．某化学研究性学习小组在学习了《化学反应原理》后作出了如下的归纳总结，其中错误的是
A．夏天，打开啤酒瓶时会在瓶口逸出气体，可以用勒夏特列原理加以解释
B．可逆反应设计成双液电池，当反应达平衡时，外电路上没有电流通过
C．常温下向纯水中加入盐酸，水的离子积减小
D．使用催化剂既不会改变反应的限度也不会改变反应的焓变
10．下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是（ ）
A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能
B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能
C．食物因氧化而腐败时，化学能转化热能
D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能
11．下列关于钢铁发生吸氧腐蚀的分析正确的是
A．吸氧腐蚀是吸热反应
B．铁作原电池正极
C．正极电极反应为：2H2O+O2+4e—═4OH—
D．原电池负极反应为：Fe﹣3e—═Fe3+
12．如图各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是
A．③②④① B．④②①③ C．②①③④ D．④②③①
13．火星大气由96%的二氧化碳气体组成，火星探测器采用Li-CO2电池供电，其反应机理如图所示，下列说法错误的是
+
A．R方向为电子移动的方向
B．正极的电极反应式为4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+C
C．若对该电池充电时，催化电极应与电源负极相连
D．碳酸锂的生成和分解实现可逆电化学电池
14．锌铁液流电池由于安全、稳定、电解液成本低等优点成为电化学储能热点技术之一、如图为以和作为电极氧化还原电对的碱性锌铁液流电池放电时工作原理示意图。已知：聚苯并咪唑()膜允许离子通过。
下列说法错误的是
A．含有配位键，电池放电总反应为
B．放电过程中，左侧池中溶液逐渐减小
C．充电过程中，阴极的电极反应为
D．充电过程中，当通过膜时，导线中通过
二、填空题
15．依据氧化还原反应：2Ag+(aq) + Cu(s) = Cu2+(aq) + 2Ag(s)设计的原电池如图所示，请回答下列问题：
(1)电极X的材料是 ；电解质溶液Y是 ；
(2)银电极为电池的 极，发生的电极反应为 。
(3)X电极上发生的电极反应为
(4)外电路中的电子是从 电极流向 电极。
(5)盐桥中的 (填“阳离子”或“阴离子”)应该移向CuSO4溶液。
16．“神舟九号”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。
(1)飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将 能转化为 能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。其工作原理为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，充电时，阳极的电极反应式为 ；当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，此时负极附近溶液的碱性 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2，其负极的电极反应式为 。
17．原电池是化学对人类的一项重大贡献。
(1)某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置。
①a和b不连接时，烧杯中发生反应的离子方程式是 。
②a和b用导线连接，Cu极为原电池 极(填“正”或“负”)，该电极反应式是 ，溶液中的H＋移向 (填“Cu”或“Zn”)极。
③无论a和b是否连接，Zn片均被腐蚀，若转移了0.2 mol电子，则理论上Zn片质量减轻 g。
(2)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：
①电池的负极是 (填“a”或“b”)电极，该极的电极反应式为： 。
②电池工作一段时间后电解质溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)现有下列三个氧化还原反应：
A．2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2
B．2FeCl2+Cl2=2FeCl3
C．2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
Fe3+、I2、Cl2、MnO的氧化性由强到弱的顺序为
18．电解和电解池
(1)电解是在 作用下，在两个电极上分别发生 反应和 反应的过程。
(2)电解池是将 能转化为 能的装置。
(3)电极名称
阴极：与电源 相连的电极，发生 反应；
阳极：与电源 相连的电极，发生 反应。
(4)电解池的构成条件
具有与 相连接的两个电极(阴极、阳极)，插入 溶液或熔融 中，形成 。
19．由于铜在自然界储量非常丰富，性能优良，且加工方便，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。请回答下列问题。
(1)在图1原电池的盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，盐桥中的Cl-向 (填“左”或“右”)侧烧杯移动；若导线中转移的电子数目为1.204×1022，则铜电极的质量增加 g。
(2)锂—铜空气燃料电池(如图2)容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，整个反应过程中，铜相当于催化剂。
①放电时，正极上Cu2O发生反应，电极反应式为 。
②将该燃料电池与图3相连接，若用于精炼铜，a极为精铜，b极为粗铜，锂极应与 (填字母，下同)相连接；若用于在镀件上镀铜，a极为精铜，b极为镀件，锂极应与 相连接；若a、b电极均为惰性电极，将锂极与a极连接，另一极连接b极，c为1L浓度均为0.1mol·L-1的HCl、CuSO4的混合溶液，a极开始发生的电极反应为 ，若电路中通过0.2mol电子，b极上会产生标准状况下的气体 L。
20．下图是一种正在投入生产的蓄电系统。电池中的左右两侧为电极，中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过；放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3，放电后，分别变为 Na2S4和 NaBr。
(1)左侧储罐中的电解质是 ，右侧储罐中的电解质是 。在放电过程中钠离子通过膜的流向是 (填“左→右”或“右→左”)。
(2)电池放电时，正极的电极反应是 ，负极的电极反应是 。
(3)该装置也可以用于锂电池。它的负极材料用金属锂制成，电解质溶液需用非水溶液配制，请用化学方程式表示不能用水溶液的原因 。
21．野外焊接钢轨的原理如图所示
(1)写出铝粉参加反应的化学方程式： ，该反应的混合物称为： 。铝能用于冶炼难熔金属，是因为：①铝还原性强，②
(2)反应所得块状熔融物中很可能含有金属铝，能证明含金属铝的化学试剂为：
(3)能说明Fe粉与S粉的反应是放热反应的实验现象是：
(4)原电池是把 能转化为 能的装置。
铜-锌稀硫酸原电池的总反应的离子反应方程式为 ；
正极的电极反应式： ；
相关判断正确的是 ；
A．质量减轻的电极是正极 B．发生还原反应的是负极
C．锌电极是负极 D．电子从铜片流出
22．重铬酸钾又名红矾钾，是化学实验室中的一种重要分析试剂。下图是模拟工业以铬酸钾为原料，采用甲烷燃料电池电解制备重铬酸钾，制备装置如下图所示：
制备原理：
(1)甲中通入甲烷的一极为原电池 (填“正极”或“负极”)，其电极反应为 。
(2)乙中两电极材料分别为Fe和Pt，则电极A材料是 (填化学式)，通电后阳极室产生的现象为 ，电极反应式是 。
(3)该制备过程总反应的离子方程式可表示为，若实验开始时在右室中加入38.8 g ，t分钟后测得右室中K与Cr的物质的量之比为3：2，则溶液中和的物质的量之比为 ，电路中转移电子数目为 ，若电流效率为80%，则需消耗CH4 g。
23．““奋斗者”号”全海深载人潜水器创造了中国载人深潜的新记录，其外壳材料使用的是国产钛合金。钛具有密度小、强度大、耐腐蚀等性质，可以由TiO2为原料制得。
(1)工业上，采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主要成分为TiO2)为原料生产TiCl4，相应的化学方程式为：
反应1 TiO2(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g) ΔH1=+181 kJ·mol-1
反应2 2C(s)+O2(g) 2CO(g) ΔH2=-221 kJ·mol-1
①氯化反应(反应1)中，加碳的所用是 和 。
②已知反应1和反应2的平衡常数：K1=3.4×10-29、K2=1.2×1048.计算“加碳氯化”总反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(g)+2CO(g)的平衡常数：K= 。结合平衡常数进一步说明氯化过程中加碳的作用是 。
(2)一种以石墨、TiO2为电极，以用传导O2-的熔融盐为电解质的电化学装置如下图所示，该装置可通过电解法获得海绵状的单质钛。
①电解时的阴极反应为 。
②电解一段时间后，阳极需更换，原因是 。
24．电解原理在化学工业中有广泛的应用。
上图表示一个电解池，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：
①电解池中X极上的电极反应式为 ，在X极附近观察到的现象是 。电解液中向X极方向移动的离子是 。
②Y电极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法是 。
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是 ，电极反应式为 。
②Y电极的材料是 ，主要的电极反应式为 。
③溶液中的c(Cu2＋)与电解前相比 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
（3）如利用该装置实现铁上镀锌，电极X上发生的反应为 ，电解池盛放的电镀液可以是 或 (只要求填两种电解质溶液)。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】由装置图中电子流向可知，a为负极，电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑，b为正极，电极反应为CO2+2e-+2H+=CO+H2O，电解质溶液中阳离子向正极移动，据此进行分析。
【详解】A. 该装置工作时，H＋从a极区向b极区移动，A项错误；
B. 负极的电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑，正极的电极反应为CO2+2e-+2H+=CO+H2O，由电极反应可知，该装置中每生成1 mol CO，同时生成0.5 mol O2，B项错误；
C. 电极a为负极，表面发生氧化反应，C项错误；
D. 由装置图可知，该装置为原电池，该过程中可将太阳能转化为化学能，D项正确；
答案选D。
2．A
【详解】A．甲装置为Zn、Cu原电池，Zn做负极，失去电子变成Zn2+，Cu做正极，氢离子得电子生成氢气，所以反应开始，Cu电极附近溶液中的浓度减小程度大，故A错误；
B．乙装置中Ag2O做正极，反应式为，故B正确；
C．丙装置中锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒由于发生反应会变薄，故C正确；
D．丁装置中氧化反应和还原反应分别在U型管的左侧区域和右侧区域进行，故D正确；
故答案选A。
3．A
【详解】A．不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。由于钢铁直接接触化学物质而发生化学腐蚀的机会并不多，而接触电解质溶液的机会却比较多，且钢铁本身又是铁碳合金。因此，易于形成原电池而发生电化学腐蚀，故A正确；
B．钢铁腐蚀的负极为Fe-2e-=Fe2+，故B错误；
C．弱酸性或中性条件下钢铁发生吸氧腐蚀，强酸性条件下钢铁发生析氢腐蚀，故C错误；
D．由于铁比锡活泼，镀锡铁器破损时，铁做负极，被腐蚀，镀层金属不能保护铁器，故D错误；
答案选A。
4．B
【分析】由于金属活动性Zn＞Pt，所以Zn为负极，失去电子发生氧化反应；Pb为正极，Fe3+在正极得电子被还原为Fe2+，以此解答。
【详解】A．根据上述分析可知：Zn为负极，失去电子被Zn2+进入溶液，根据同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引的原则，盐桥中的阴离子会往正电荷较多的右边烧杯移动，A错误；
B．左边烧杯中溶液的Fe3+在Pt电极上得到电子被Fe2+，由于消耗Fe3+，所以左边烧杯中溶液的红色逐渐褪去，B正确；
C．铂电极上Fe3+被还原为Fe2+，没有气体生成，所以没有气泡产生，C错误；
D．该电池总反应为：Zn+2Fe3+═2Fe2++Zn2+，没有Fe单质生成，D错误；
故答案为B。
5．D
【分析】
该装置为原电池装置，根据H+移动的方向，M极为正极，根据装置图，正极反应式为Cl-C6H5+H++2e-=C6H6+Cl-，N极为负极，其电极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2+7H+，据此分析；
【详解】
A. 根据H+移动的方向以及原电池的工作原理，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，即M极为正极，N极为负极，故A说法正确；
B. 高温使蛋白质变性失去活性，杀死微生物，使电池的效率降低，故B说法正确；
C. 负极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2+7H+，生成1molCO2，转移电子物质的量为4mol，整个电路中通过的电量相同，因此生成1molCO2，有4molH+迁入M极区，故C说法正确；
D. 根据上述分析，M极的电极反应式为Cl-C6H5+H++2e-=C6H6+Cl-，故D说法错误；
答案选D；
【点睛】
电极反应式的书写是本题的难点，一般根据装置图，书写出：氧化剂+ne-→还原产物，还原剂- ne-→氧化产物，然后判断酸碱性，如果是酸性，负极产生H+，正极消耗H+，如果是碱性，负极消耗OH-，正极则产生OH-，最后根据电荷守恒和原子守恒配平其他。
6．D
【分析】由图中可以看出，a电极产生电子，则其为负极，由此得出b电极为正极，X电极为阳极，Y电极为阴极。
【详解】A．电流方向与电子流动方向相反，电子流动方向为：电极a→电极Y、电极X→电极b，则电流方向为：电极b→电极X→电极Y→电极a，A正确；
B．Y电极为阴极，O2得电子产物与H+反应生成H2O2，电极反应式为：O2+2e-+2H+=H2O2，B正确；
C．乙池中，Fe2++H2O2+H+=Fe3++H2O+·OH，同时Fe3++e-=Fe2+，所以乙池中的Fe2+可循环使用，C正确；
D．开始工作一段时间后，甲池中通过质子交换膜的H+为4mol时，则线路中通过电子为4mol，由O2+2e-+2H+=H2O2得出，可生成2molH2O2，由反应Fe2++H2O2+H+=Fe3++H2O+·OH可知，乙池中产生2mol·OH，质量为34g，D不正确；
故选D。
7．B
【详解】A．SO2不能溶于饱和亚硫酸钠溶液，应用NaOH溶液吸收，故A错误；
B．高锰酸钾可氧化草酸根离子，可滴定法测定KMnO4溶液物质的量浓度，故B正确；
C．苯和四氯化碳的混合物互溶，不能选分液漏斗分离，应选蒸馏法，故C错误；
D．铁制品与电源正极相连为阳极，失去电子生成亚铁离子，不能实现铁制品镀铜，故D错误；
故选：B。
8．D
【分析】放电时，如图，Ⅲ室有氧气参与，为正极室，发生还原反应，Ⅰ室为负极室，发生氧化反应；放电时作为正极的一极，充电时为阳极；
【详解】A．放电时，电子由负极经外电路流向正极，充电时，Ⅰ室为阴极室，电子从阳极经外电路向阴极移动，图中虚线，电子流向Ⅰ室代表充电情况，故A错误；
B．放电时，向负极移动，即从Ⅲ室穿过阴离子交换膜向Ⅱ室迁移，故B错误；
C．放电时，Ⅱ室浓度增加，则充电时浓度减小，pH减小，故C错误；
D．充电时，Ⅰ室为阴极室，得电子发生还原反应，如图，转化为，其电极反应式为，故D正确；
故选D。
9．C
【详解】A．因溶液中存在二氧化碳的溶解平衡，开启啤酒瓶后，压强减小，二氧化碳逸出，可用勒夏特列原理解释，故A正确；
B．原电池中发生的反应达平衡时，各组分浓度不再改变，电子转移总量为0，外电路上没有电流通过，故B正确；
C．常温下向纯水中加入盐酸，水的电离被抑制，温度不变，水的离子积不变，故C错误；
D．使用催化剂可以改变活化能，但既不会改变反应的限度也不会改变反应的焓变，故D正确；
故选C。
10．A
【详解】A．光能转化成电能，是太阳能转化为电能，与氧化还原反应无关，A符合题意；
B．锂离子电池放电时，由化学能转化成电能，与电子的转移有关，发生氧化还原反应，B不符合题意；
C．食物与氧气发生氧化还原反应而腐败，C不符合题意；
D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，葡萄糖被氧化，发生氧化还原反应，D不符合题意；
答案选A。
11．C
【详解】A. 吸氧腐蚀是放热反应，选项A错误；B. 钢铁发生吸氧腐蚀铁作原电池负极失去电子被腐蚀，选项B错误；C、正极氧气得电子产生氢氧根离子，电极反应为：2H2O+O2+4e-=4OH-，选项C正确；D、原电池负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，选项D错误。答案选C。
12．B
【分析】先判断装置是原电池还是电解池，再根据原电池正负极腐蚀的快慢和电解池的阴阳极腐蚀快慢来比较，电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护腐蚀措施的腐蚀，据此判断。
【详解】根据图知，②、③装置是原电池，在②中，金属铁做负极，③中金属铁作正极被保护，做负极的腐蚀速率快，所以②＞③，④装置是电解池，其中金属铁为阳极，加快腐蚀，腐蚀最快，所以腐蚀速率是：④＞②＞①＞③。
故选B。
13．C
【分析】由图可知，放电时，Li失电子作负极，电极反应式为Li-e-=Li+，催化电极作正极，电极反应式为3CO2+4e-=C+2，电池总反应为4Li+3CO2=2Li2CO3+C；充电时，Li极为阴极，电极反应式为Li++e-=Li，催化电极作阳极，电极反应式为C+2-4e-=3CO2↑，电解总反应为2Li2CO3+C4Li+3CO2↑，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，Li电极为负极，R方向为电子移动的方向，A正确；
B．CO2为电池的正极，反应式为4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+C，B正确；
C．若对该电池充电时，催化电极作阳极，应与电源正极相连，C错误；
D．放电过程涉及碳酸锂的生成，充电过程涉及碳酸锂的分解，D正确；
故选C。
14．D
【分析】由图可知，Zn失去电子生成，则Zn极为负极，电极方程式为：，惰性电极为正极， 得到电子生成，电极方程式为：+e-=，据此解题。
【详解】A．含有配位键， Zn是活泼电极，放电过程中Zn是负极，Zn失去电子生成，电极方程式为：Zn-2e-+4OH-=；惰性电极为正极，得到电子生成，电极方程式为：+e-=；则放电过程中，总反应为，故A正确；
B．放电过程中，左侧惰性电极为正极，右侧Zn是负极。负极电极方程式为：Zn-2e-+4OH-=，该过程需要的OH-由左侧池经过聚苯并咪唑()膜进入右侧池，左侧池中溶液逐渐减小，故B正确；
C．充电过程中，Zn是阴极，电极方程式为：+2e-= Zn+4OH-，故C正确；
D．充电过程中，Zn是阴极，电极方程式为：+2e-= Zn+4OH-，该过程生成的OH-一半进入左侧池，当通过膜时，导线中通过，故D错误；
故选D。
15． Cu 硝酸银溶液 正 2Ag++2e-=2Ag Cu- 2e-= Cu2+ Cu Ag 阴离子
【分析】依据氧化还原反应：2Ag+(aq) + Cu(s) = Cu2+(aq) + 2Ag(s)，铜失电子生成铜离子作负极，银离子在正极得电子生成银单质，原电池中电子由负极流出经导线流向正极，电解质溶液中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，有盐桥的装置中盐桥中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，据此解答。
【详解】(1)结合原理及装置可知电极X应为Cu，作负极，Ag作正极，正极的电解质溶液应为硝酸银，故答案为：Cu；硝酸银溶液；
(2)银电极作为正极，溶液中的银离子在正极得到电子转变成Ag，发生的电极反应为：2Ag++2e-=2Ag，故答案为：正；2Ag++2e-=2Ag；
(3)X电极为Cu，作负极失电子生成铜离子，电极反应为：Cu-2e-= Cu2+，故答案为：Cu-2e-= Cu2+；
(4)原电池中电子由负极Cu流出经导线流向正极Ag电极，故答案为：Cu；Ag；
(5)盐桥中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故答案为：阴离子。
16． 太阳 电 Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O 减小 Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
【详解】(1)飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将太阳能转化为电能；充电时阳极失电子发生氧化反应，根据总反应可知阳极为Ni(OH)2，电极反应为Ni(OH)2-e－+OH－=NiOOH+H2O；供电时为原电池，负极反应为Cd－2e－＋2OH－=Cd(OH)2，故溶液碱性减小；
(2)原电池中负极失电子发生氧化反应，根据总反应可知负极的反应为Zn-2e－+2OH－=Zn(OH)2。
17． Zn＋2H＋=Zn2+＋H2↑ 正 2H＋＋2e-=H2↑ Cu 6.5 a CH4＋10OH--8e-= CO＋7H2O 减小 MnO>Cl2>Fe3+>I2
【详解】(1)①a和b不连接时，锌比铜更活泼，故锌能与稀硫酸反应，烧杯中发生反应的离子方程式是Zn＋2H＋=Zn2+＋H2↑，故答案为：Zn＋2H＋=Zn2+＋H2↑；
②a和b用导线连接，此时构成原电池，锌比铜活泼，则锌为负极，铜为正极，故Cu极为原电池正极，发生还原反应，该电极反应式是2H＋＋2e-=H2↑，原电池内部的电解质溶液中的阳离子由负极移向正极，故H＋移向Cu极，故答案为：正；2H＋＋2e-=H2↑；Cu；
③无论a和b是否连接，Zn片均被腐蚀，根据1molZn在反应中失去2mol电子，若转移了0.2 mol电子，腐蚀的Zn的物质的量为0.1mol，则理论上Zn片质量减轻0.1 mol×65 g/mol=6.5 g，故答案为：6.5；
(2) ①根据图示可知电解质溶液为碱性电解质，故该极的总反应为：CH4+2O2+2OH-= CO+3H2O，在燃料电池中，通O2的一极为正极，该电极反应为：2O2+4H2O+8e-=8OH-，通燃料的一极为负极，故电池的负极是a电极，电极反应式为总反应式减去正极反应式，故负极反应式为：CH4＋10OH--8e-= CO＋7H2O，故答案为：a；CH4＋10OH- - 8e-= CO＋7H2O；
②根据电池的总反应式可知，反应中消耗OH-，故电池工作一段时间后电解质溶液的pH减小，故答案为：减小；
(3)根据在同一个氧化还原反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，故有：
A．2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2中FeCl3为氧化剂，I2为氧化产物，故氧化性：FeCl3＞I2，
B．2FeCl2+Cl2=2FeCl3中Cl2为氧化剂，FeCl3为氧化产物，故氧化性：Cl2＞FeCl3，
C．2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑中KMnO4为氧化剂，Cl2为氧化产物，故氧化性：KMnO4＞Cl2；
综上所述可知，Fe3+、I2、Cl2、MnO的氧化性由强到弱的顺序为MnO>Cl2>Fe3+>I2；
故答案为：MnO>Cl2>Fe3+>I2。
18．(1) 直流电 氧化 还原
(2) 电 化学
(3) 负极 还原 正极 氧化
(4) 直流电源 电解质 电解质 闭合回路
【详解】（1）电解是在直流电作用下，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程；
（2）电解池有外接电源，是将电能转化为化学能的装置；
（3）电解池中阴极是与电源负极相连的电极，发生还原反应，阳极是与电源正极相连的电极，发生氧化反应；
（4）电解池的构成条件：具有与直流电源相连接的两个电极(阴极、阳极)，插入电解质溶液或熔融电解质中，形成闭合回路。
19．(1) 左 0.64
(2) Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH- a b Cu2++2e-=Cu 1.68
【详解】（1）Zn为负极，Cu为正极，盐桥中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，盐桥中的Cl-向左侧烧杯移动；铜电极发生反应Cu2++2e-=Cu，若导线中转移的电子数目为1.204×1022，即0.02mol，n(Cu)=0.01mol，m(Cu)=0.64g，则铜电极的质量增加0.64g。
（2）①放电时，锂电极作负极，Cu电极为正极，正极上Cu2O得电子生成铜，电极反应为Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-。
②锂极为负极。若用于精炼铜，精铜为阴极，精铜与电源负极相连，所以锂极应与a相连接；电镀时，镀件为阴极，镀件与负极相连，锂极应与b相连接；电解混合溶液时，a极为阴极，阳离子Cu2+优先得电子，a极开始发生的电极反应为Cu2++2e-=Cu；b极是阳极，先是氯离子失电子生成氯气，然后是OH-失电子生成氧气，根据氯元素守恒，反应生成0.05molCl2，发生反应转移电子0.02-0.005×2=0.01mol，则生成氧气0.025mol，b极上会产生标准状况下的气体。
20． NaBr3/NaBr Na2S2/Na2S4 左→右 + 2e- = 3Br- 2- 2e- = 2Li + 2H2O =2 LiOH+ H2↑
【分析】由题给示意图可知，左侧电极为正极，右侧电极为负极，由放电前后，元素化合价变化可知，溴元素化合价降低被还原，氧化剂NaBr3在正极发生还原反应，硫元素化合价升高被氧化，还原剂Na2S2在负极发生氧化反应，则左侧储罐中的电解质是NaBr3/NaBr，右侧储罐中的电解质是Na2S2/Na2S4。
【详解】（1）由分析可知，左侧储罐中的电解质是NaBr3/NaBr，右侧储罐中的电解质是Na2S2/Na2S4；在放电过程中阳离子向正极移动，则钠离子通过离子选择性膜由左向右移动，故答案为：NaBr3/NaBr；Na2S2/Na2S4；左→右；
(2)电池放电时，NaBr3在正极得到电子发生还原反应生成Br-，电极反应式为+ 2e- = 3Br-，Na2S2在负极失去电子发生氧化反应生成Na2S4，电极反应式为2- 2e- = ，故答案为：+ 2e- = 3Br-；2- 2e- = ；
（3）负极材料金属锂具有很强的还原性，能与电解质溶液中的水反应生成氢氧化锂和氢气，所以锂电池的电解质溶液需用非水溶液配制，锂和水反应的化学方程式为2Li + 2H2O =2 LiOH+ H2↑，故答案为：2Li + 2H2O =2 LiOH+ H2↑。
【点睛】由放电前后，元素化合价变化可知，溴元素化合价降低被还原，氧化剂NaBr3在正极发生还原反应，硫元素化合价升高被氧化，还原剂Na2S2在负极发生氧化反应是分析解答的关键所在。
21．(1) 2Al + Fe2O32Fe + Al2O3 铝热剂 在冶炼反应中放出大量热
(2)氢氧化钠溶液
(3)混合粉末保持红热
(4) 化学 电 2H++Zn=Zn2++H2↑ 2H++2e-=H2↑ C
【详解】（1）铝与氧化铁在加热条件下反应生成氧化铝和铁，反应的方程式为2Al + Fe2O32Fe + Al2O3，铝与氧化铁的混合物称为铝热剂，铝热剂为铝和金属氧化物的混合物，反应在高温条件下发生氧化还原反应置换出金属单质，为放热反应;铝热反应常用于焊接铁轨，该反应中Al作还原剂，且反应为放热反应，故答案为: 2Al + Fe2O32Fe + Al2O3；铝热剂；在冶炼反应中放出大量热；
（2）检验铝要利用铝的特殊性，能与强碱反应产生氢气，因此选用氢氧化钠溶液检验铝单质，两者发生反应，2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑，故答案为:氢氧化钠溶液；
（3）能说明Fe粉与S粉的反应是放热反应的实验现象是:混合粉末保持红热，故答案为:混合粉末保持红热；
（4）原电池是一种把化学能转化为电能的装置,铜一锌稀硫酸原电池种Zn活泼性比Cu强作负极，负极上Zn失电子其电极反应为Zn- 2e- = Zn2+，Cu为正极，正极上氢离子得电子，其电极反应为2H++2e-=H2↑；总反应为2H++Zn=Zn2++H2↑，
A．负极.上Zn失电子其电极反应为Zn- 2e- = Zn2+，质量减轻的电极是负极，选项A错误；
B．负极.上Zn失电子其电极反应为Zn- 2e- = Zn2+，发生氧化反应，选项B错误；
C．锌电极是负极，失电子其电极反应为Zn- 2e- = Zn2+，选项C正确；
D．电子从负极流出，即从锌片流出，选项D错误；
答案选C；
故答案为；化学；电；2H++Zn=Zn2++H2↑；2H++2e-=H2↑；C。
22．(1) 负极
(2) Fe 电极上有气泡产生，阳极区溶液由黄色变为橙色 或
(3) 2：1 或
【详解】（1）①甲烷燃料电池，通入燃料为负极，则甲烷通入的一极为原电池的负极；
②甲烷做负极，电解质溶液为KOH溶液，则电极反应式为：；
（2）①甲为原电池，乙为电解池电解池，原料电池电解铬酸钾制备重铬酸钾，分析化合价变化，化合价升高失去电子做电解池阳极，阳极与原电池正极相连，则A极材料为Fe；
②阳极为铬酸钾制备重铬酸钾，根据离子方程式；通电后阳极室的现象为：电极上有气泡产生，阳极区溶液由黄色变为橙色；
③阳极电极反应式为：或；
（3）①根据反应总反应，，，，反应有一段时间，Cr元素守恒可得，求出，则通过离子交换膜移动到左极室，左极室电极反应式为钾离子与氢氧根离子结合，则，转移电子数为，整个电路得失电子守恒，，则生成，，；
②整个电路中转移的电子数目为；
③甲烷电极反应式为，整个电路转移个电子，若电流效率为80%，则实际转移电子数为，消耗甲烷为，甲烷的质量为。
23． 与O2反应，促进平衡向正反应方向进行 为反应1提供能量(促进平衡向正反应方向进行) 4.08×1019 (4×1019或4.1×1019都对) 反应1平衡常数小，正反应进行程度小；加碳后总反应的平衡常数较大，正反应方向进行较为完全。 TiO2+4e-=Ti+2O2- 阳极有O2生成，高温下O2与石墨电极反应生成CO2，随着反应的进行，阳极(石墨电极)不断被损耗
【详解】(1)①氯化反应中，碳与O2反应，使反应1中生成的O2含量减少，促进平衡向正反应方向进行，并且碳与O2反应放出热量，能够为反应1提供能量；
②总反应由反应1加反应2得到，所以；反应1平衡常数小，正反应进行程度小，加碳后总反应的平衡常数较大，正反应方向进行较为完全；
(2)①阴极发生还原反应，化合价降低，该装置可通过电解法获得海绵状的单质钛，电解质能够传导O2-，由此推断阴极反应为：TiO2+4e-=Ti+2O2-；
②阳极反应为，阳极有O2生成，高温下O2与石墨电极反应生成CO2，随着反应的进行，阳极(石墨电极)不断被损耗，所以电解一段时间后，阳极需更换。
24． 2H＋＋2e－===H2↑ 有气体放出，溶液变红 Na＋、H＋ 2Cl－－2e－===Cl2↑ 把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色，说明生成了Cl2 纯铜 Cu2＋＋2e－===Cu 粗铜 Cu－2e－===Cu2＋ 变小 Zn2＋＋2e－===Zn ZnCl2 ZnSO4(答案不惟一，合理即可)
【分析】（1）依据用惰性电极电解饱和食盐水的原理，分析电极反应，电极产物即可解答；
（2）依据电解精炼铜的反应原理，分析电极材料和电极反应方程式；
（3）用电镀原理，分析铁上镀铜电极材料的选择及电镀时的电极反应方程式；
【详解】（1）电解池中X极和电源的负极相连，做阴极，溶液中的氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H++2e- = H2↑，由于氢离子放电，破坏了阴极周围水的电离平衡，所以溶液显碱性，则实验中观察到的现象是电极表面产生大量气泡，溶液颜色变红，向阴极移动的离子是阳离子Na＋、H＋；y电极和电源的正极相连，做阳极，溶液中的氯离子放电，电极反应式为2Cl- + 2e- = Cl2↑。氯气具有强氧化性，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝；
本题答案为：2H++2e- = H2↑，有气体放出，溶液变红，Na＋、H＋，把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色，说明生成了Cl2；
（2）x电极和电源的负极相连，做阴极，溶液中的铜离子放电，电极反应式为:Cu2++2e-= Cu,x电极应为纯铜；y电极和电源的正极相连，做阳极，主要是铜失去电子溶解，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+，y电极应为粗铜；电解过程中粗铜溶解产生的杂质离子（例如Zn2+），不能在阴极上放电析出，故溶液中的铜离子浓度变小；
本题答案为：纯铜 ，Cu2＋＋2e－===Cu ，粗铜 ，Cu－2e－===Cu2＋，变小；
（3）电镀时，应把镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，含有镀层离子的电解质溶液作电解质液，故铁上镀锌，x为待镀金属，电极反应为：Zn2＋＋2e－===Zn，电镀液为：ZnCl2、ZnSO4
本题答案为：Zn2＋＋2e－===Zn，ZnCl2，ZnSO4。
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO.下列说法中，正确的是
A．该装置工作时，H＋从b极区向a极区移动
B．该装置中每生成1 mol CO，同时生成1 mol O2
C．电极a表面发生还原反应
D．该过程是将太阳能转化为化学能的过程
2．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是
A．甲：反应开始，Zn电极附近溶液中的浓度减小程度大
B．乙：正极反应式为
C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D．丁：该装置中氧化反应和还原反应在不同区域进行
3．下列关于钢铁腐蚀说法正确的是
A．电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因
B．钢铁腐蚀的负极为Fe-3e-=Fe3+
C．弱酸性条件下钢铁发生析氢腐蚀
D．镀锡铁器破损时镀层金属仍可以保护铁器
4．实验发现在氯化铁酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3+立即被还原成Fe2+。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是
A．盐桥中的阴离子往左边烧杯移动
B．左烧杯中溶液的红色逐渐褪去
C．该电池铂电极上立即有气泡出现
D．该电池总反应为：3Zn+2Fe3+=2Fe+3Zn2+
5．含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠，设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去，其原理如图所示(-C6H5表示苯基，C6H6为苯)。下列叙述错误的是
A．N极为电池的负极
B．随温度升高，电池的效率可能降低
C．每生成1 mol CO2，有4 mol H＋迁入M极区
D．M极的电极反应式为Cl-C6H5+e-=C6H6+Cl-
6．MFC—电芬顿技术不需要外加能量即可发生，通过产生羟基自由基(·OH)处理有机污染物，可获得高效的废水净化效果，其耦合系统原理如图所示。已知：乙池开始工作时的Fe2+需要由外界加入但H2O2不需要由外界加入；乙池溶液环境为强酸性环境。下列说法错误的是
A．电流方向为：电极b→电极X→电极Y→电极a
B．Y电极上得到的H2O2反应为：O2+2e-+2H+=H2O2
C．乙池中发生了反应：Fe3++e-=Fe2+，故乙池中的Fe2+可循环使用
D．开始工作一段时间后，甲池中通过质子交换膜的H+为4mol时，乙池中产生17g·OH
7．完成下列实验所用仪器或操作合理的是
A B C D
用于吸收SO2气体 测定KMnO4溶液物质的量浓度 (锥形瓶中Na2C2O4质量已知) 分离苯和四氯化碳 铁制品镀铜
A．A B．B C．C D．D
8．一种双膜结构的多硫化合物一空气碱性液流电池的工作原理如下图所示。
下列说法正确的是
A．图中的电子流向，虚线代表放电情况
B．放电时，从Ⅱ室穿过阴离子交换膜向Ⅲ室迁移
C．充电时，Ⅱ室溶液的pH增大
D．充电时，阴极反应为
9．某化学研究性学习小组在学习了《化学反应原理》后作出了如下的归纳总结，其中错误的是
A．夏天，打开啤酒瓶时会在瓶口逸出气体，可以用勒夏特列原理加以解释
B．可逆反应设计成双液电池，当反应达平衡时，外电路上没有电流通过
C．常温下向纯水中加入盐酸，水的离子积减小
D．使用催化剂既不会改变反应的限度也不会改变反应的焓变
10．下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是（ ）
A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能
B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能
C．食物因氧化而腐败时，化学能转化热能
D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能
11．下列关于钢铁发生吸氧腐蚀的分析正确的是
A．吸氧腐蚀是吸热反应
B．铁作原电池正极
C．正极电极反应为：2H2O+O2+4e—═4OH—
D．原电池负极反应为：Fe﹣3e—═Fe3+
12．如图各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是
A．③②④① B．④②①③ C．②①③④ D．④②③①
13．火星大气由96%的二氧化碳气体组成，火星探测器采用Li-CO2电池供电，其反应机理如图所示，下列说法错误的是
+
A．R方向为电子移动的方向
B．正极的电极反应式为4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+C
C．若对该电池充电时，催化电极应与电源负极相连
D．碳酸锂的生成和分解实现可逆电化学电池
14．锌铁液流电池由于安全、稳定、电解液成本低等优点成为电化学储能热点技术之一、如图为以和作为电极氧化还原电对的碱性锌铁液流电池放电时工作原理示意图。已知：聚苯并咪唑()膜允许离子通过。
下列说法错误的是
A．含有配位键，电池放电总反应为
B．放电过程中，左侧池中溶液逐渐减小
C．充电过程中，阴极的电极反应为
D．充电过程中，当通过膜时，导线中通过
二、填空题
15．依据氧化还原反应：2Ag+(aq) + Cu(s) = Cu2+(aq) + 2Ag(s)设计的原电池如图所示，请回答下列问题：
(1)电极X的材料是 ；电解质溶液Y是 ；
(2)银电极为电池的 极，发生的电极反应为 。
(3)X电极上发生的电极反应为
(4)外电路中的电子是从 电极流向 电极。
(5)盐桥中的 (填“阳离子”或“阴离子”)应该移向CuSO4溶液。
16．“神舟九号”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。
(1)飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将 能转化为 能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。其工作原理为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，充电时，阳极的电极反应式为 ；当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，此时负极附近溶液的碱性 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2，其负极的电极反应式为 。
17．原电池是化学对人类的一项重大贡献。
(1)某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置。
①a和b不连接时，烧杯中发生反应的离子方程式是 。
②a和b用导线连接，Cu极为原电池 极(填“正”或“负”)，该电极反应式是 ，溶液中的H＋移向 (填“Cu”或“Zn”)极。
③无论a和b是否连接，Zn片均被腐蚀，若转移了0.2 mol电子，则理论上Zn片质量减轻 g。
(2)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：
①电池的负极是 (填“a”或“b”)电极，该极的电极反应式为： 。
②电池工作一段时间后电解质溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)现有下列三个氧化还原反应：
A．2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2
B．2FeCl2+Cl2=2FeCl3
C．2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
Fe3+、I2、Cl2、MnO的氧化性由强到弱的顺序为
18．电解和电解池
(1)电解是在 作用下，在两个电极上分别发生 反应和 反应的过程。
(2)电解池是将 能转化为 能的装置。
(3)电极名称
阴极：与电源 相连的电极，发生 反应；
阳极：与电源 相连的电极，发生 反应。
(4)电解池的构成条件
具有与 相连接的两个电极(阴极、阳极)，插入 溶液或熔融 中，形成 。
19．由于铜在自然界储量非常丰富，性能优良，且加工方便，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。请回答下列问题。
(1)在图1原电池的盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，盐桥中的Cl-向 (填“左”或“右”)侧烧杯移动；若导线中转移的电子数目为1.204×1022，则铜电极的质量增加 g。
(2)锂—铜空气燃料电池(如图2)容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，整个反应过程中，铜相当于催化剂。
①放电时，正极上Cu2O发生反应，电极反应式为 。
②将该燃料电池与图3相连接，若用于精炼铜，a极为精铜，b极为粗铜，锂极应与 (填字母，下同)相连接；若用于在镀件上镀铜，a极为精铜，b极为镀件，锂极应与 相连接；若a、b电极均为惰性电极，将锂极与a极连接，另一极连接b极，c为1L浓度均为0.1mol·L-1的HCl、CuSO4的混合溶液，a极开始发生的电极反应为 ，若电路中通过0.2mol电子，b极上会产生标准状况下的气体 L。
20．下图是一种正在投入生产的蓄电系统。电池中的左右两侧为电极，中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过；放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3，放电后，分别变为 Na2S4和 NaBr。
(1)左侧储罐中的电解质是 ，右侧储罐中的电解质是 。在放电过程中钠离子通过膜的流向是 (填“左→右”或“右→左”)。
(2)电池放电时，正极的电极反应是 ，负极的电极反应是 。
(3)该装置也可以用于锂电池。它的负极材料用金属锂制成，电解质溶液需用非水溶液配制，请用化学方程式表示不能用水溶液的原因 。
21．野外焊接钢轨的原理如图所示
(1)写出铝粉参加反应的化学方程式： ，该反应的混合物称为： 。铝能用于冶炼难熔金属，是因为：①铝还原性强，②
(2)反应所得块状熔融物中很可能含有金属铝，能证明含金属铝的化学试剂为：
(3)能说明Fe粉与S粉的反应是放热反应的实验现象是：
(4)原电池是把 能转化为 能的装置。
铜-锌稀硫酸原电池的总反应的离子反应方程式为 ；
正极的电极反应式： ；
相关判断正确的是 ；
A．质量减轻的电极是正极 B．发生还原反应的是负极
C．锌电极是负极 D．电子从铜片流出
22．重铬酸钾又名红矾钾，是化学实验室中的一种重要分析试剂。下图是模拟工业以铬酸钾为原料，采用甲烷燃料电池电解制备重铬酸钾，制备装置如下图所示：
制备原理：
(1)甲中通入甲烷的一极为原电池 (填“正极”或“负极”)，其电极反应为 。
(2)乙中两电极材料分别为Fe和Pt，则电极A材料是 (填化学式)，通电后阳极室产生的现象为 ，电极反应式是 。
(3)该制备过程总反应的离子方程式可表示为，若实验开始时在右室中加入38.8 g ，t分钟后测得右室中K与Cr的物质的量之比为3：2，则溶液中和的物质的量之比为 ，电路中转移电子数目为 ，若电流效率为80%，则需消耗CH4 g。
23．““奋斗者”号”全海深载人潜水器创造了中国载人深潜的新记录，其外壳材料使用的是国产钛合金。钛具有密度小、强度大、耐腐蚀等性质，可以由TiO2为原料制得。
(1)工业上，采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主要成分为TiO2)为原料生产TiCl4，相应的化学方程式为：
反应1 TiO2(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g) ΔH1=+181 kJ·mol-1
反应2 2C(s)+O2(g) 2CO(g) ΔH2=-221 kJ·mol-1
①氯化反应(反应1)中，加碳的所用是 和 。
②已知反应1和反应2的平衡常数：K1=3.4×10-29、K2=1.2×1048.计算“加碳氯化”总反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(g)+2CO(g)的平衡常数：K= 。结合平衡常数进一步说明氯化过程中加碳的作用是 。
(2)一种以石墨、TiO2为电极，以用传导O2-的熔融盐为电解质的电化学装置如下图所示，该装置可通过电解法获得海绵状的单质钛。
①电解时的阴极反应为 。
②电解一段时间后，阳极需更换，原因是 。
24．电解原理在化学工业中有广泛的应用。
上图表示一个电解池，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：
①电解池中X极上的电极反应式为 ，在X极附近观察到的现象是 。电解液中向X极方向移动的离子是 。
②Y电极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法是 。
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是 ，电极反应式为 。
②Y电极的材料是 ，主要的电极反应式为 。
③溶液中的c(Cu2＋)与电解前相比 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
（3）如利用该装置实现铁上镀锌，电极X上发生的反应为 ，电解池盛放的电镀液可以是 或 (只要求填两种电解质溶液)。
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参考答案：
1．D
【解析】由装置图中电子流向可知，a为负极，电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑，b为正极，电极反应为CO2+2e-+2H+=CO+H2O，电解质溶液中阳离子向正极移动，据此进行分析。
【详解】A. 该装置工作时，H＋从a极区向b极区移动，A项错误；
B. 负极的电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑，正极的电极反应为CO2+2e-+2H+=CO+H2O，由电极反应可知，该装置中每生成1 mol CO，同时生成0.5 mol O2，B项错误；
C. 电极a为负极，表面发生氧化反应，C项错误；
D. 由装置图可知，该装置为原电池，该过程中可将太阳能转化为化学能，D项正确；
答案选D。
2．A
【详解】A．甲装置为Zn、Cu原电池，Zn做负极，失去电子变成Zn2+，Cu做正极，氢离子得电子生成氢气，所以反应开始，Cu电极附近溶液中的浓度减小程度大，故A错误；
B．乙装置中Ag2O做正极，反应式为，故B正确；
C．丙装置中锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒由于发生反应会变薄，故C正确；
D．丁装置中氧化反应和还原反应分别在U型管的左侧区域和右侧区域进行，故D正确；
故答案选A。
3．A
【详解】A．不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。由于钢铁直接接触化学物质而发生化学腐蚀的机会并不多，而接触电解质溶液的机会却比较多，且钢铁本身又是铁碳合金。因此，易于形成原电池而发生电化学腐蚀，故A正确；
B．钢铁腐蚀的负极为Fe-2e-=Fe2+，故B错误；
C．弱酸性或中性条件下钢铁发生吸氧腐蚀，强酸性条件下钢铁发生析氢腐蚀，故C错误；
D．由于铁比锡活泼，镀锡铁器破损时，铁做负极，被腐蚀，镀层金属不能保护铁器，故D错误；
答案选A。
4．B
【分析】由于金属活动性Zn＞Pt，所以Zn为负极，失去电子发生氧化反应；Pb为正极，Fe3+在正极得电子被还原为Fe2+，以此解答。
【详解】A．根据上述分析可知：Zn为负极，失去电子被Zn2+进入溶液，根据同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引的原则，盐桥中的阴离子会往正电荷较多的右边烧杯移动，A错误；
B．左边烧杯中溶液的Fe3+在Pt电极上得到电子被Fe2+，由于消耗Fe3+，所以左边烧杯中溶液的红色逐渐褪去，B正确；
C．铂电极上Fe3+被还原为Fe2+，没有气体生成，所以没有气泡产生，C错误；
D．该电池总反应为：Zn+2Fe3+═2Fe2++Zn2+，没有Fe单质生成，D错误；
故答案为B。
5．D
【分析】
该装置为原电池装置，根据H+移动的方向，M极为正极，根据装置图，正极反应式为Cl-C6H5+H++2e-=C6H6+Cl-，N极为负极，其电极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2+7H+，据此分析；
【详解】
A. 根据H+移动的方向以及原电池的工作原理，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，即M极为正极，N极为负极，故A说法正确；
B. 高温使蛋白质变性失去活性，杀死微生物，使电池的效率降低，故B说法正确；
C. 负极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2+7H+，生成1molCO2，转移电子物质的量为4mol，整个电路中通过的电量相同，因此生成1molCO2，有4molH+迁入M极区，故C说法正确；
D. 根据上述分析，M极的电极反应式为Cl-C6H5+H++2e-=C6H6+Cl-，故D说法错误；
答案选D；
【点睛】
电极反应式的书写是本题的难点，一般根据装置图，书写出：氧化剂+ne-→还原产物，还原剂- ne-→氧化产物，然后判断酸碱性，如果是酸性，负极产生H+，正极消耗H+，如果是碱性，负极消耗OH-，正极则产生OH-，最后根据电荷守恒和原子守恒配平其他。
6．D
【分析】由图中可以看出，a电极产生电子，则其为负极，由此得出b电极为正极，X电极为阳极，Y电极为阴极。
【详解】A．电流方向与电子流动方向相反，电子流动方向为：电极a→电极Y、电极X→电极b，则电流方向为：电极b→电极X→电极Y→电极a，A正确；
B．Y电极为阴极，O2得电子产物与H+反应生成H2O2，电极反应式为：O2+2e-+2H+=H2O2，B正确；
C．乙池中，Fe2++H2O2+H+=Fe3++H2O+·OH，同时Fe3++e-=Fe2+，所以乙池中的Fe2+可循环使用，C正确；
D．开始工作一段时间后，甲池中通过质子交换膜的H+为4mol时，则线路中通过电子为4mol，由O2+2e-+2H+=H2O2得出，可生成2molH2O2，由反应Fe2++H2O2+H+=Fe3++H2O+·OH可知，乙池中产生2mol·OH，质量为34g，D不正确；
故选D。
7．B
【详解】A．SO2不能溶于饱和亚硫酸钠溶液，应用NaOH溶液吸收，故A错误；
B．高锰酸钾可氧化草酸根离子，可滴定法测定KMnO4溶液物质的量浓度，故B正确；
C．苯和四氯化碳的混合物互溶，不能选分液漏斗分离，应选蒸馏法，故C错误；
D．铁制品与电源正极相连为阳极，失去电子生成亚铁离子，不能实现铁制品镀铜，故D错误；
故选：B。
8．D
【分析】放电时，如图，Ⅲ室有氧气参与，为正极室，发生还原反应，Ⅰ室为负极室，发生氧化反应；放电时作为正极的一极，充电时为阳极；
【详解】A．放电时，电子由负极经外电路流向正极，充电时，Ⅰ室为阴极室，电子从阳极经外电路向阴极移动，图中虚线，电子流向Ⅰ室代表充电情况，故A错误；
B．放电时，向负极移动，即从Ⅲ室穿过阴离子交换膜向Ⅱ室迁移，故B错误；
C．放电时，Ⅱ室浓度增加，则充电时浓度减小，pH减小，故C错误；
D．充电时，Ⅰ室为阴极室，得电子发生还原反应，如图，转化为，其电极反应式为，故D正确；
故选D。
9．C
【详解】A．因溶液中存在二氧化碳的溶解平衡，开启啤酒瓶后，压强减小，二氧化碳逸出，可用勒夏特列原理解释，故A正确；
B．原电池中发生的反应达平衡时，各组分浓度不再改变，电子转移总量为0，外电路上没有电流通过，故B正确；
C．常温下向纯水中加入盐酸，水的电离被抑制，温度不变，水的离子积不变，故C错误；
D．使用催化剂可以改变活化能，但既不会改变反应的限度也不会改变反应的焓变，故D正确；
故选C。
10．A
【详解】A．光能转化成电能，是太阳能转化为电能，与氧化还原反应无关，A符合题意；
B．锂离子电池放电时，由化学能转化成电能，与电子的转移有关，发生氧化还原反应，B不符合题意；
C．食物与氧气发生氧化还原反应而腐败，C不符合题意；
D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，葡萄糖被氧化，发生氧化还原反应，D不符合题意；
答案选A。
11．C
【详解】A. 吸氧腐蚀是放热反应，选项A错误；B. 钢铁发生吸氧腐蚀铁作原电池负极失去电子被腐蚀，选项B错误；C、正极氧气得电子产生氢氧根离子，电极反应为：2H2O+O2+4e-=4OH-，选项C正确；D、原电池负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，选项D错误。答案选C。
12．B
【分析】先判断装置是原电池还是电解池，再根据原电池正负极腐蚀的快慢和电解池的阴阳极腐蚀快慢来比较，电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护腐蚀措施的腐蚀，据此判断。
【详解】根据图知，②、③装置是原电池，在②中，金属铁做负极，③中金属铁作正极被保护，做负极的腐蚀速率快，所以②＞③，④装置是电解池，其中金属铁为阳极，加快腐蚀，腐蚀最快，所以腐蚀速率是：④＞②＞①＞③。
故选B。
13．C
【分析】由图可知，放电时，Li失电子作负极，电极反应式为Li-e-=Li+，催化电极作正极，电极反应式为3CO2+4e-=C+2，电池总反应为4Li+3CO2=2Li2CO3+C；充电时，Li极为阴极，电极反应式为Li++e-=Li，催化电极作阳极，电极反应式为C+2-4e-=3CO2↑，电解总反应为2Li2CO3+C4Li+3CO2↑，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，Li电极为负极，R方向为电子移动的方向，A正确；
B．CO2为电池的正极，反应式为4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+C，B正确；
C．若对该电池充电时，催化电极作阳极，应与电源正极相连，C错误；
D．放电过程涉及碳酸锂的生成，充电过程涉及碳酸锂的分解，D正确；
故选C。
14．D
【分析】由图可知，Zn失去电子生成，则Zn极为负极，电极方程式为：，惰性电极为正极， 得到电子生成，电极方程式为：+e-=，据此解题。
【详解】A．含有配位键， Zn是活泼电极，放电过程中Zn是负极，Zn失去电子生成，电极方程式为：Zn-2e-+4OH-=；惰性电极为正极，得到电子生成，电极方程式为：+e-=；则放电过程中，总反应为，故A正确；
B．放电过程中，左侧惰性电极为正极，右侧Zn是负极。负极电极方程式为：Zn-2e-+4OH-=，该过程需要的OH-由左侧池经过聚苯并咪唑()膜进入右侧池，左侧池中溶液逐渐减小，故B正确；
C．充电过程中，Zn是阴极，电极方程式为：+2e-= Zn+4OH-，故C正确；
D．充电过程中，Zn是阴极，电极方程式为：+2e-= Zn+4OH-，该过程生成的OH-一半进入左侧池，当通过膜时，导线中通过，故D错误；
故选D。
15． Cu 硝酸银溶液 正 2Ag++2e-=2Ag Cu- 2e-= Cu2+ Cu Ag 阴离子
【分析】依据氧化还原反应：2Ag+(aq) + Cu(s) = Cu2+(aq) + 2Ag(s)，铜失电子生成铜离子作负极，银离子在正极得电子生成银单质，原电池中电子由负极流出经导线流向正极，电解质溶液中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，有盐桥的装置中盐桥中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，据此解答。
【详解】(1)结合原理及装置可知电极X应为Cu，作负极，Ag作正极，正极的电解质溶液应为硝酸银，故答案为：Cu；硝酸银溶液；
(2)银电极作为正极，溶液中的银离子在正极得到电子转变成Ag，发生的电极反应为：2Ag++2e-=2Ag，故答案为：正；2Ag++2e-=2Ag；
(3)X电极为Cu，作负极失电子生成铜离子，电极反应为：Cu-2e-= Cu2+，故答案为：Cu-2e-= Cu2+；
(4)原电池中电子由负极Cu流出经导线流向正极Ag电极，故答案为：Cu；Ag；
(5)盐桥中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故答案为：阴离子。
16． 太阳 电 Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O 减小 Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
【详解】(1)飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将太阳能转化为电能；充电时阳极失电子发生氧化反应，根据总反应可知阳极为Ni(OH)2，电极反应为Ni(OH)2-e－+OH－=NiOOH+H2O；供电时为原电池，负极反应为Cd－2e－＋2OH－=Cd(OH)2，故溶液碱性减小；
(2)原电池中负极失电子发生氧化反应，根据总反应可知负极的反应为Zn-2e－+2OH－=Zn(OH)2。
17． Zn＋2H＋=Zn2+＋H2↑ 正 2H＋＋2e-=H2↑ Cu 6.5 a CH4＋10OH--8e-= CO＋7H2O 减小 MnO>Cl2>Fe3+>I2
【详解】(1)①a和b不连接时，锌比铜更活泼，故锌能与稀硫酸反应，烧杯中发生反应的离子方程式是Zn＋2H＋=Zn2+＋H2↑，故答案为：Zn＋2H＋=Zn2+＋H2↑；
②a和b用导线连接，此时构成原电池，锌比铜活泼，则锌为负极，铜为正极，故Cu极为原电池正极，发生还原反应，该电极反应式是2H＋＋2e-=H2↑，原电池内部的电解质溶液中的阳离子由负极移向正极，故H＋移向Cu极，故答案为：正；2H＋＋2e-=H2↑；Cu；
③无论a和b是否连接，Zn片均被腐蚀，根据1molZn在反应中失去2mol电子，若转移了0.2 mol电子，腐蚀的Zn的物质的量为0.1mol，则理论上Zn片质量减轻0.1 mol×65 g/mol=6.5 g，故答案为：6.5；
(2) ①根据图示可知电解质溶液为碱性电解质，故该极的总反应为：CH4+2O2+2OH-= CO+3H2O，在燃料电池中，通O2的一极为正极，该电极反应为：2O2+4H2O+8e-=8OH-，通燃料的一极为负极，故电池的负极是a电极，电极反应式为总反应式减去正极反应式，故负极反应式为：CH4＋10OH--8e-= CO＋7H2O，故答案为：a；CH4＋10OH- - 8e-= CO＋7H2O；
②根据电池的总反应式可知，反应中消耗OH-，故电池工作一段时间后电解质溶液的pH减小，故答案为：减小；
(3)根据在同一个氧化还原反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，故有：
A．2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2中FeCl3为氧化剂，I2为氧化产物，故氧化性：FeCl3＞I2，
B．2FeCl2+Cl2=2FeCl3中Cl2为氧化剂，FeCl3为氧化产物，故氧化性：Cl2＞FeCl3，
C．2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑中KMnO4为氧化剂，Cl2为氧化产物，故氧化性：KMnO4＞Cl2；
综上所述可知，Fe3+、I2、Cl2、MnO的氧化性由强到弱的顺序为MnO>Cl2>Fe3+>I2；
故答案为：MnO>Cl2>Fe3+>I2。
18．(1) 直流电 氧化 还原
(2) 电 化学
(3) 负极 还原 正极 氧化
(4) 直流电源 电解质 电解质 闭合回路
【详解】（1）电解是在直流电作用下，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程；
（2）电解池有外接电源，是将电能转化为化学能的装置；
（3）电解池中阴极是与电源负极相连的电极，发生还原反应，阳极是与电源正极相连的电极，发生氧化反应；
（4）电解池的构成条件：具有与直流电源相连接的两个电极(阴极、阳极)，插入电解质溶液或熔融电解质中，形成闭合回路。
19．(1) 左 0.64
(2) Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH- a b Cu2++2e-=Cu 1.68
【详解】（1）Zn为负极，Cu为正极，盐桥中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，盐桥中的Cl-向左侧烧杯移动；铜电极发生反应Cu2++2e-=Cu，若导线中转移的电子数目为1.204×1022，即0.02mol，n(Cu)=0.01mol，m(Cu)=0.64g，则铜电极的质量增加0.64g。
（2）①放电时，锂电极作负极，Cu电极为正极，正极上Cu2O得电子生成铜，电极反应为Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-。
②锂极为负极。若用于精炼铜，精铜为阴极，精铜与电源负极相连，所以锂极应与a相连接；电镀时，镀件为阴极，镀件与负极相连，锂极应与b相连接；电解混合溶液时，a极为阴极，阳离子Cu2+优先得电子，a极开始发生的电极反应为Cu2++2e-=Cu；b极是阳极，先是氯离子失电子生成氯气，然后是OH-失电子生成氧气，根据氯元素守恒，反应生成0.05molCl2，发生反应转移电子0.02-0.005×2=0.01mol，则生成氧气0.025mol，b极上会产生标准状况下的气体。
20． NaBr3/NaBr Na2S2/Na2S4 左→右 + 2e- = 3Br- 2- 2e- = 2Li + 2H2O =2 LiOH+ H2↑
【分析】由题给示意图可知，左侧电极为正极，右侧电极为负极，由放电前后，元素化合价变化可知，溴元素化合价降低被还原，氧化剂NaBr3在正极发生还原反应，硫元素化合价升高被氧化，还原剂Na2S2在负极发生氧化反应，则左侧储罐中的电解质是NaBr3/NaBr，右侧储罐中的电解质是Na2S2/Na2S4。
【详解】（1）由分析可知，左侧储罐中的电解质是NaBr3/NaBr，右侧储罐中的电解质是Na2S2/Na2S4；在放电过程中阳离子向正极移动，则钠离子通过离子选择性膜由左向右移动，故答案为：NaBr3/NaBr；Na2S2/Na2S4；左→右；
(2)电池放电时，NaBr3在正极得到电子发生还原反应生成Br-，电极反应式为+ 2e- = 3Br-，Na2S2在负极失去电子发生氧化反应生成Na2S4，电极反应式为2- 2e- = ，故答案为：+ 2e- = 3Br-；2- 2e- = ；
（3）负极材料金属锂具有很强的还原性，能与电解质溶液中的水反应生成氢氧化锂和氢气，所以锂电池的电解质溶液需用非水溶液配制，锂和水反应的化学方程式为2Li + 2H2O =2 LiOH+ H2↑，故答案为：2Li + 2H2O =2 LiOH+ H2↑。
【点睛】由放电前后，元素化合价变化可知，溴元素化合价降低被还原，氧化剂NaBr3在正极发生还原反应，硫元素化合价升高被氧化，还原剂Na2S2在负极发生氧化反应是分析解答的关键所在。
21．(1) 2Al + Fe2O32Fe + Al2O3 铝热剂 在冶炼反应中放出大量热
(2)氢氧化钠溶液
(3)混合粉末保持红热
(4) 化学 电 2H++Zn=Zn2++H2↑ 2H++2e-=H2↑ C
【详解】（1）铝与氧化铁在加热条件下反应生成氧化铝和铁，反应的方程式为2Al + Fe2O32Fe + Al2O3，铝与氧化铁的混合物称为铝热剂，铝热剂为铝和金属氧化物的混合物，反应在高温条件下发生氧化还原反应置换出金属单质，为放热反应;铝热反应常用于焊接铁轨，该反应中Al作还原剂，且反应为放热反应，故答案为: 2Al + Fe2O32Fe + Al2O3；铝热剂；在冶炼反应中放出大量热；
（2）检验铝要利用铝的特殊性，能与强碱反应产生氢气，因此选用氢氧化钠溶液检验铝单质，两者发生反应，2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑，故答案为:氢氧化钠溶液；
（3）能说明Fe粉与S粉的反应是放热反应的实验现象是:混合粉末保持红热，故答案为:混合粉末保持红热；
（4）原电池是一种把化学能转化为电能的装置,铜一锌稀硫酸原电池种Zn活泼性比Cu强作负极，负极上Zn失电子其电极反应为Zn- 2e- = Zn2+，Cu为正极，正极上氢离子得电子，其电极反应为2H++2e-=H2↑；总反应为2H++Zn=Zn2++H2↑，
A．负极.上Zn失电子其电极反应为Zn- 2e- = Zn2+，质量减轻的电极是负极，选项A错误；
B．负极.上Zn失电子其电极反应为Zn- 2e- = Zn2+，发生氧化反应，选项B错误；
C．锌电极是负极，失电子其电极反应为Zn- 2e- = Zn2+，选项C正确；
D．电子从负极流出，即从锌片流出，选项D错误；
答案选C；
故答案为；化学；电；2H++Zn=Zn2++H2↑；2H++2e-=H2↑；C。
22．(1) 负极
(2) Fe 电极上有气泡产生，阳极区溶液由黄色变为橙色 或
(3) 2：1 或
【详解】（1）①甲烷燃料电池，通入燃料为负极，则甲烷通入的一极为原电池的负极；
②甲烷做负极，电解质溶液为KOH溶液，则电极反应式为：；
（2）①甲为原电池，乙为电解池电解池，原料电池电解铬酸钾制备重铬酸钾，分析化合价变化，化合价升高失去电子做电解池阳极，阳极与原电池正极相连，则A极材料为Fe；
②阳极为铬酸钾制备重铬酸钾，根据离子方程式；通电后阳极室的现象为：电极上有气泡产生，阳极区溶液由黄色变为橙色；
③阳极电极反应式为：或；
（3）①根据反应总反应，，，，反应有一段时间，Cr元素守恒可得，求出，则通过离子交换膜移动到左极室，左极室电极反应式为钾离子与氢氧根离子结合，则，转移电子数为，整个电路得失电子守恒，，则生成，，；
②整个电路中转移的电子数目为；
③甲烷电极反应式为，整个电路转移个电子，若电流效率为80%，则实际转移电子数为，消耗甲烷为，甲烷的质量为。
23． 与O2反应，促进平衡向正反应方向进行 为反应1提供能量(促进平衡向正反应方向进行) 4.08×1019 (4×1019或4.1×1019都对) 反应1平衡常数小，正反应进行程度小；加碳后总反应的平衡常数较大，正反应方向进行较为完全。 TiO2+4e-=Ti+2O2- 阳极有O2生成，高温下O2与石墨电极反应生成CO2，随着反应的进行，阳极(石墨电极)不断被损耗
【详解】(1)①氯化反应中，碳与O2反应，使反应1中生成的O2含量减少，促进平衡向正反应方向进行，并且碳与O2反应放出热量，能够为反应1提供能量；
②总反应由反应1加反应2得到，所以；反应1平衡常数小，正反应进行程度小，加碳后总反应的平衡常数较大，正反应方向进行较为完全；
(2)①阴极发生还原反应，化合价降低，该装置可通过电解法获得海绵状的单质钛，电解质能够传导O2-，由此推断阴极反应为：TiO2+4e-=Ti+2O2-；
②阳极反应为，阳极有O2生成，高温下O2与石墨电极反应生成CO2，随着反应的进行，阳极(石墨电极)不断被损耗，所以电解一段时间后，阳极需更换。
24． 2H＋＋2e－===H2↑ 有气体放出，溶液变红 Na＋、H＋ 2Cl－－2e－===Cl2↑ 把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色，说明生成了Cl2 纯铜 Cu2＋＋2e－===Cu 粗铜 Cu－2e－===Cu2＋ 变小 Zn2＋＋2e－===Zn ZnCl2 ZnSO4(答案不惟一，合理即可)
【分析】（1）依据用惰性电极电解饱和食盐水的原理，分析电极反应，电极产物即可解答；
（2）依据电解精炼铜的反应原理，分析电极材料和电极反应方程式；
（3）用电镀原理，分析铁上镀铜电极材料的选择及电镀时的电极反应方程式；
【详解】（1）电解池中X极和电源的负极相连，做阴极，溶液中的氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H++2e- = H2↑，由于氢离子放电，破坏了阴极周围水的电离平衡，所以溶液显碱性，则实验中观察到的现象是电极表面产生大量气泡，溶液颜色变红，向阴极移动的离子是阳离子Na＋、H＋；y电极和电源的正极相连，做阳极，溶液中的氯离子放电，电极反应式为2Cl- + 2e- = Cl2↑。氯气具有强氧化性，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝；
本题答案为：2H++2e- = H2↑，有气体放出，溶液变红，Na＋、H＋，把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色，说明生成了Cl2；
（2）x电极和电源的负极相连，做阴极，溶液中的铜离子放电，电极反应式为:Cu2++2e-= Cu,x电极应为纯铜；y电极和电源的正极相连，做阳极，主要是铜失去电子溶解，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+，y电极应为粗铜；电解过程中粗铜溶解产生的杂质离子（例如Zn2+），不能在阴极上放电析出，故溶液中的铜离子浓度变小；
本题答案为：纯铜 ，Cu2＋＋2e－===Cu ，粗铜 ，Cu－2e－===Cu2＋，变小；
（3）电镀时，应把镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，含有镀层离子的电解质溶液作电解质液，故铁上镀锌，x为待镀金属，电极反应为：Zn2＋＋2e－===Zn，电镀液为：ZnCl2、ZnSO4
本题答案为：Zn2＋＋2e－===Zn，ZnCl2，ZnSO4。
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