1.3 电能转化为化学能——电解 课时训练 （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 课时训练
一、单选题
1．如图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极,则下列有关判断正确的是（　　）
A．电解过程中,d电极质量增加
B．电解过程中,氯离子浓度不变
C．a为负极,b为正极
D．a为阳极,b为阴极
2．根据金属活动性顺序，Ag不能发生反应：2HCl +2Ag =2AgCl+H2↑。但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四组电极和电解液中，为能实现该反应最恰当的是（　　）
A． B．
C． D．
3．下列有关电化学原理的说法中，错误的是（　　）
A．二次电池在充电时，是将电能转变成化学能
B．锌与稀硫酸反应时，加入几滴硫酸铜溶液，产生气泡速率加快
C．工业上采用电解熔融氯化铝的方法冶炼金属铝
D．水库里钢闸门与电源负极相连的方法叫做外加电源的阴极保护法
4．关于电镀铜和电解精炼铜，下列说法正确的是（　　）
A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极 B．电解液的浓度均保持不变
C．阳极反应都只有Cu-2e-=Cu2+ D．阴极反应都只有Cu2++2e-=Cu
5．实验室用石墨电极电解含有酚酞的饱和NaCl溶液，装置如下图所示，下列说法不正确的是（　　）
A．a极为电解池的阳极
B．a极发生的电极反应为：
C．在电场作用下、向阴极移动
D．b极酚酞变红的原因是：放电，导致正向移动，
6．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能发生的反应有（　　）
①2Cu2＋+2H2O 2Cu+4H++O2↑ ②Cu2＋+2Cl- Cu+Cl2↑
③2Cl-+2H＋ H2↑+Cl2↑ ④2H2O 2H2↑+O2↑
A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．②④
7．氢氧化锂是制取锂和锂的化合物的原料，用电解法制备氢氧化锂的工作原理如下图所示，下列叙述错误的是（　　）
A．b极附近溶液的pH增大
B．a极发生的反应为2H2O – 4e-= O2↑＋4H+
C．该法制备LiOH还可得到硫酸和氢气等产品
D．当电路中通过1 mol电子时，可得到2 molLiOH
8．工业上运用电化学方法降解含NO3-废水的原理如图所示，下列有关说法错误的是（　　）
A．相同条件下，Pt电极上产生O2和Pt-A电极上产生N2的体积比为5:2
B．通电时电子的流向：b电极→导线→Pt-Ag电极→溶液→Pt电极→导线→a极
C．Pt-Ag电极上的电极反应式：2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O
D．通电时，Pt电极附近溶液的pH减小
9．电解高浓度 (羧酸钠)的 溶液，在阳极 放电可得到 (烷烃)。下列说法错误的是（　　）
A．电解总反应方程式：
B． 在阳极放电，发生氧化反应
C．阴极的电极反应：
D．电解 、 和 混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷
10．下列关于电解CuCl2 溶液(如图所示)的说法中，错误的是（　　）
A．阴极石墨棒上有红色的铜附着
B．阳极电极反应为：2Cl－-2e－=Cl2
C．电解过程中，Cl－和OH－向阳极移动
D．总反应为：CuCl2=Cu2++2Cl－
11．将氯化氢转化为氯气是科学研究的热点。科学家设计了一种电解氯化氢回收氯气的方案，原理如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．阴极的电极反应式为
B．工作时，溶液中 向b极移动
C．若消耗8g氧气，电路中转移1mol电子
D．总反应为
12．以石墨为电极，电解KI溶液（其中含有少量酚酞和淀粉）．下列说法错误的是（　　）
A．阴极附近溶液呈红色 B．阴极逸出气体
C．阳极附近溶液呈蓝色 D．溶液的pH变小
13．下列叙述正确的是（　　）
A．用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1：2
B．在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应
C．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子转移，则生成1 molNaOH
D．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
14．某学生设计了一个“黑笔红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是（　　）
A．铅笔芯作阳极，发生还原反应
B．铂片端作阴极，发生氧化反应
C．铅笔端附近有少量的氯气产生
D．红字是H+放电，c（OH-）增大造成
15．国家能源局发布2021年前三季度全国光伏发电建设运行情况，前三季度新增并网容量2555.6万千瓦，下列如图为光伏并网发电装置，左图甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成[(CH3)4NOH]，其工作原理如图所示，下列叙述中正确的是（　　）
A．光伏并网发电装置是利用原电池原理，图中N型半导体为正极，P型半导体为负极
B．a极电极反应式：2(CH3)4N++2H2O-2e-=2(CH3)4NOH+H2↑
C．c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜
D．制备18.2g(CH3)4NOH，两极共产生3.36L气体(标准状况)
16．为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚．其反应原理如下：电池：Pb（s）+PbO2（s）+2H2SO4（aq）=2PbSO4（s）+2H2O（l）；电解池：2Al+3H2O Al2O3+3H2↑，电解过程中，以下判断正确的是（　　）
电池 电解池
A H+移向Pb电极 H+移向Pb电极
B 每消耗3molPb 生成2molAl2O3
C 正极：PbO2+4H++2e﹣=Pb2++2H2O 阳极：2Al+3H2O﹣6e﹣=Al2O3+6H+
D
A．A B．B C．C D．D
17．有关下列四个常用电化学装置的叙述正确的是(　　)
图1　碱性锌锰电池 图2　铅—硫酸蓄电池 图3　电解精炼铜 图4　银锌纽扣电池
A．图1所示电池中，MnO2的作用是催化剂
B．图2所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大
C．图3所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2+浓度始终不变
D．图4所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中还原为Ag
18．设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是（　　）
A．标准状况下，2.24 L CH3OH分子中共价键的数目为0.5NA
B．1 mol Na2O2与足量CO2充分反应，转移的电子数为2NA
C．标准状况下，2.24 L NO与1.12 L O2混合后的气体分子数为0.1NA
D．电解法精炼铜，阴极析出1 mol Cu时，阳极失去的电子数为2NA
19．用甲醇燃料电池作电源、铁作电极电解含的酸性废水，处理过程发生反应，最终转化成沉淀而除去，装置如图，下列说法正确的是（　　）
A．b口通入甲醇，Fe(Ⅱ)作阳极
B．电解一段时间后，在Fe(Ⅰ)附近溶液pH变大
C．M电极的电极反应式为
D．电路中每转移1mol电子时，最多可处理
20．三氧化二镍（Ni2O3）可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调节NiCl2溶液pH至7.5，加入适量硫酸钠后进行电解．电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO﹣，把二价镍氧化为三价镍．以下说法正确的是（　　）
A．可用铁作阳极材料
B．电解过程中阳极附近溶液的pH升高
C．阳极反应方程式为：2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑
D．1 mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过 了2 mol 电子
二、综合题
21．CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体，中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。
（1）研究表明CO2和H2在催化剂存在下可发生反应生成CH3OH。已知部分反应的热化学方程式如下：
CH3OH(g)+
3/2O2(g) ＝CO2(g)+2H2O(1) ΔH1=a kJ·mol 1
H2(g)+1/2O2(g)
＝H2O(1) ΔH2=b kJ·mol 1
H2O(g) ＝ H2O(l) ΔH3=c
kJ·mol 1
则 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=　 　kJ·mol 1
（2）为研究CO2与CO之间的转化，让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g) 2CO(g) ΔH，反应达平衡后，测得压强、温度对CO的体积分数(φ(CO)％)的影响如图所示。
回答下列问题：
①压强p1、p2、p3的大小关系是　 　；Ka 、 Kb 、 Kc 为a、b、c三点对应的平衡常数，则其大小关系是　 　。
②900℃、1.0 MPa时，足量碳与a molCO2反应达平衡后，CO2的转化率为　 　 (保留三位有效数字)，该反应的平衡常数Kp＝　 　(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
（3）以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4 为催化剂，可以将CO2 和CH4
直接转化成乙酸，CO2(g)+CH4(g) CH3COOH(g)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250～300 ℃时，乙酸的生成速率降低的主要原因是　 　。
（4）以铅蓄电池为电源可将CO2转化为乙烯，其原理如图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。阴极上的电极反应式为　 　；每生成0.5mol乙烯，理论上需消耗铅蓄电池中　 　mol硫酸。
22．
（1）通过火法冶金炼出的铜是粗铜，含杂质多，必须进行电解精炼。请在下面方框中画出电解精炼铜的装置　 　。
（2）水解反应在生产生活中有很多应用。有些盐水解程度很大，可以用于无机化合物的制备，如可以用TiCl4与H2O反应，生成TiO2·xH2O，制备时加入大量的水，同时加热。请结合化学用语和必要的文字解释“加热”的作用：　 　。
23．如图，根据图回答下列问题：
（1）烧杯Ⅰ的名称为　 　池，烧杯Ⅱ的名称为　 　池；
（2）烧杯Ⅰ中Cu是　 　极，烧杯Ⅱ中Cu是　 　极；
（3）写出烧杯Ⅰ中发生的总化学方程式：　 　；
（4）试描述两装置中所产生的现象：　 　；
（5）当锌片溶解6.5g时，烧杯铜片上产生标况下气体体积　 　 L．
24．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题．当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转．请回答下列问题：
（1）甲池中通入CH3OH电极的电极反应为　 　．
（2）乙池中A（石墨）电极的名称为　 　（填“正极”、“负极”或“阴极”、“阳极”），乙池中总反应式为　 　．
（3）当乙池中B极质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2的体积为　 　mL（标准状况），丙池中　 　（填“C”或“D”）极析出　 　g铜．
25．目前人工固氨和二氧化碳利用技术，对人类生存、社会进步和经济发展都有着重大意义。
（1）Ⅰ.目前研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳，其总反应可表示为。
该反应能自发的条件是　 　(填“低温”或“高温”)。
（2）二氧化碳催化加氢制甲醇合成总反应在起始物时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在t=250℃时x(CH3OH)随压强(p)的变化及在时x(CH3OH)随温度(t)的变化，如图所示。
①图中对应等温过程的曲线是　 　(填“a”或“b”)，判断的理由是　 　。
②t=250℃时，当x(CH3OH)=0.10时，的平衡转化率　 　，(保留小数点后一位)此条件下该反应的Kp=　 　。(保留小数点后两位)(对于气相反应，可以用分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
（3）研究表明，在电解质水溶液中，电池中的气体可被还原，在　 　(填“正”或“负”)极发生电化学反应，而在碱性介质中被还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)，其电极反应方程式为　 　。
（4）Ⅱ.目前工业上利用氮气和氢气催化合成氨是人工固氮的主要手段。合成氨的反应历程和能量变化如图所示。请回答下列问题：
合成氨反应的热化学方程式为　 　。
（5）对总反应速率影响较大的步骤的能垒(活化能)为　 　kJ，该步骤的化学方程式为　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】在电解池中，电流的流向和电子的移动方向相反，电流是从正极流向阳极，所以c是阳极，d是阴极，a是正极，b是负极。
A、电解过程中，d电极是阴极，该电极上铜离子得电子析出金属铜，电极质量增加，A符合题意；
B、电解过程中，氯离子在阳极上失电子产生氯气，氯离子浓度减小，B不符合题意；
C、a是正极，b是负极，C不符合题意；
D、c是阳极，d是阴极，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】 CuCl2 Cu+Cl2，分析图像，a为正极，c电极为阳极，b为负极，d为阴极； 氯离子在阳极失去电子生成氯气，铜离子在阴极得到电子变成铜单质，电极质量增加。
2．【答案】C
【解析】【解答】“2HCl +2Ag =2AgCl+H2↑”是非自发进行的，Ag要生成Ag+，做原电池阳极，接电源正极，H+生成H2是在阴极。
故答案为：C
【分析】电解池中，金属做阳极，失去电子，作还原剂，和电源正极相连，溶液中的离子在阴极得到电子。
3．【答案】C
【解析】【解答】A．由能量转化关系可知，二次电池在充电时，是将电能转变成化学能，A项不符合题意；
B．锌与稀硫酸反应时，加入几滴硫酸铜溶液，可形成锌铜原电池，加快反应速率，产生气泡更快，B项不符合题意；
C．由于氯化铝为共价化合物，工业上通常采用电解熔融氧化铝的方法冶炼金属铝，C项符合题意；
D．水库里钢闸门与电源负极相连作阴极，被保护，该方法叫做外加电源的阴极保护法，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、充电时即看作电解池，电能转化为化学能；
B、原电池的速率更快；
C、氯化铝为共价化合物，熔融状态不可电离；
D、 外加电源的阴极保护法 即将被保护的金属连接在电源的负极。
4．【答案】D
【解析】【解答】A．镀铜时，纯铜作阳极，镀件作阴极，故A不符合题意；
B．镀铜时，电解液中Cu2+浓度保持不变；电解精炼铜时，阳极粗铜中铁、锌等溶解成为金属离子进入溶液导致电解液中浓度减小，故B不符合题意；
C．由于粗铜中含有金属性强于铜的锌、铁等杂质，电解精炼铜时，活泼金属首先失去电子，所以还有其他阳极反应，故C不符合题意；
D．阴极反应都是铜离子得到电子发生还原反应，只有电极反应：Cu2++2e-=Cu，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】易错分析：B.电解冶炼铜时，粗铜为阳极，纯铜为阴极，但是粗铜里含有活泼金属铁、锌等杂质会先失去电子，导致阴极析出的铜变多，溶液中铜离子浓度会降低。
5．【答案】C
6．【答案】C
【解析】【解答】用惰性电极电解物质的量浓度之比为1：3的CuSO4和NaCl的混合溶液，设溶液体积为1L，c(CuSO4)=1mol/L，c(NaCl)=3mol/L，则n(CuSO4)=n(Cu2+)=1mol，n(NaCl)=n(Cl-)=3mol。
根据转移电子守恒，第一阶段：阳极上Cl-放电、阴极上Cu2+放电，当铜离子完全析出时转移电子的物质的量为2mol，转移2mol电子时析出2mol Cl-，所以Cl-还剩余1mol，则此时发生的电池反应式为②；
第二阶段：阳极上Cl-放电，阴极上H+放电，当Cl-完全析出前，发生的电池反应式为③；
第三阶段：阴极上H+放电，阳极上OH-放电生成O2，所以发生的电池反应式为④；
故答案为：C。
【分析】用惰性电极电解物质的量浓度之比为1：3的CuSO4和NaCl的混合溶液，电解过程分为：
第一阶段，阳极上Cl-放电、阴极上Cu2+放电；
第二阶段：阳极上Cl-放电，阴极上H+放电；
第三阶段：阳极上OH-放电，阴极上H+放电。
7．【答案】D
【解析】【解答】A．阳离子移向阴极，故阴极得电子发生还原反应，则b电极反应方程式为2Li++2H2O+2e-=H2↑+2LiOH，故b极附近溶液的pH增大，A不符合题意；
B.阴离子移向阳极，故a为阳极失电子发生氧化反应，故a极发生的反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，B不符合题意；
C.a极发生的反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，SO42-移向a极与H+结合生成硫酸，b极反应方程式为2Li++2H2O+2e-=H2↑+2LiOH，则可得到氢气，故该法制备LiOH还可得到硫酸和氢气等产品，C不符合题意；
D.根据方程式2Li++2H2O+2e-=H2↑+2LiOH可知当电路中通过1 mol电子时，可得到1mol LiOH，D符合题意，
故答案为：D。
【分析】电解池中，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，则a为阳极，b为阴极，溶液中放电的离子为H+和OH-；
A、H+在阳极放电，氢离子浓度降低，则氢氧根浓度增大，pH增大；
B、OH-在阳极放电，产生氧气；
C、溶液中还有硫酸根没有放电，可以制备硫酸，氢离子放电可以得到氢气；
D、根据方程式配平，结合化学计量数之比等于物质的量之比，可以求出答案。
8．【答案】B
【解析】【解答】解：A.由电极反应式阳极：2H2O-4e-= O2 +4H+阴极：2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O可知，当通过1mole-电子时，阳极产生0.25molO2，阴极产生0.1molO2,因此产生O2和产生N2的体积比为5:2,A不符合题意；
B.通电时，电子不能在溶液中移动，B符合题意；
C. Pt-Ag电极为阴极，电极反应式为：2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O，C不符合题意；
D. 通电时，Pt电极为阳极，电极反应式为：2H2O-4e-= O2 +4H+，因此Pt电极附近溶液的pH减小，D不符合题意；
故答案为：B.
【分析】关于电解的相关题目，核心在于判断阴阳极，掌握正向负、负向正的电荷移动原理，结合核心产物、电荷守恒溶液环境书写电极反应式，综合判断得出答案。
9．【答案】A
【解析】【解答】A．因为阳极RCOO-放电可得到R-R(烷烃)和产生CO2，在强碱性环境中，CO2会与OH-反应生成CO32-和H2O，故阳极的电极反应式为2RCOO--2e-+4OH-=R-R+2CO32-+2H2O，阴极上H2O电离产生的H+放电生成H2，同时生成OH-，阴极的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，因而电解总反应方程式为2RCOONa+2NaOH R-R+2Na2CO3+H2↑，A符合题意；
B．RCOO-在阳极放电，电极反应式为2RCOO--2e-+4OH-=R-R+2CO32-+2H2O， -COO-中碳元素的化合价由+3价升高为+4价，发生氧化反应，烃基-R中元素的化合价没有发生变化，B不符合题意；
C．阴极上H2O电离产生的H+放电生成H2，同时生成OH-，阴极的电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，C不符合题意；
D．根据题中信息，由上述电解总反应方程式可以确定下列反应能够发生：2CH3COONa+2NaOH CH3-CH3+2Na2CO3+H2↑，2CH3CH2COONa+2NaOH CH3CH2-CH2CH3+2Na2CO3+H2↑，CH3COONa+CH3CH2COONa+2NaOH CH3-CH2CH3+2Na2CO3+H2↑。因此，电解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH 的混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】A．注意根据阴阳极的反应来求得总反应方程式；
B．化合价升高，被氧化；
C．阴极的电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，；
D．根据题中信息，可以确定这些反应能够发生。
10．【答案】D
【解析】【解答】A．根据题干分析，阴极石墨棒上有红色的铜附着，故A不符合题意；
B．根据题干分析，阳极电极反应为：2Cl－-2e－=Cl2 ，故B不符合题意；
C．根据题干分析，电解过程中，Cl－和OH－向阳极移动， 故C不符合题意；
D．根据题干分析，总反应为： ，故D符合题意；
故答案选：D。
【分析】考查的是电解氯化铜溶液，用的是石墨电极，阳极区聚集大量的阴离子（Cl-,OH-）,l离子先放电，失去电子发生氧化反应，阴极区聚集大量的阳离子（Cu2+,H+），铜离子先放电，得到电子发生还原反应。
11．【答案】B
【解析】【解答】根据电解池a、b电极表面的反应得a为阴极、b为阳极；
A．a极的电极方程式为 ，A不符合题意；
B． 为阳离子，在电解池工作时应向阴极a极移动，B符合题意；
C．消耗1mol氧气转移4mol电子，8g氧气为 ，故转移0.25mol×4=1mol电子，C不符合题意；
D．根据电解池的工作图知反应物为 和HCl，生成物为 和 ，总反应为 ，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据电极反应左边化合价降低，得到电子，为电解池的阴极，右边化合价升高，失去电子，为电解池的阳极。
12．【答案】D
【解析】【解答】解：A、以石墨为电极，电解KI溶液时，在阴极上是氢离子得电子发生还原反应，该极区碱性增强，遇到酚酞溶液呈红色，故A正确；
B、以石墨为电极，电解KI溶液时，在阴极上是氢离子得电子发生还原反应逸出气体氢气，故B正确；
C、以石墨为电极，电解KI溶液时，阳极上是碘离子失电子发生氧化反应生成碘单质，遇到淀粉变蓝色，故C正确；
D、以石墨为电极，电解KI溶液时，生成氢氧化钾溶液，溶液的pH变大，故D错误．
故选D．
【分析】以石墨为电极，电解KI溶液时，在阴极上是氢离子得电子发生还原反应，阳极上是碘离子失电子发生氧化反应，据此回答判断．
13．【答案】C
【解析】【解答】解：A．惰性电极电解Na2SO4溶液，实质是电解水，阴极上析出氢气，阳极上析出氧气，氢离子得2mol电子生成1mol氢气，4mol氢氧根离子失去4mol电子生成1mol氧气，所以阴阳两极产物的物质的量之比为2：1，故A错误；
B．在原电池的负极是发生失电子的氧化反应，电解池阴极上得电子发生还原反应，故B错误；
C．设生成x氢氧化钠，
2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ 转移电子
2mol 2mol
x 1mol
x= =1mol，
所以生成1mol氢氧化钠，故C正确；
D．镀层破损后，镀锡铁板中铁作负极，镀锌铁板中铁作正极，所以镀锌铁板比镀锡铁板更耐腐蚀，故D错误；
故选C．
【分析】A．惰性电极电解Na2SO4溶液，实质是电解水，阳极是氢氧根离子失电子生成氧气，阴极是氢离子得到电子生成氢气；
B．得电子的发生还原反应，失电子的发生氧化反应；
C．根据氢氧化钠和转移电子之间的关系式计算；
D．作原电池负极的金属比作原电池正极的金属易腐蚀．
14．【答案】D
【解析】【解答】A.用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹，说明铅笔芯做阴极，电极反应为：2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2↑+2OH-，发生还原反应，故A不符合题意；
B.在该电解池中，铅笔芯做阴极，铂片做阳极，故B不符合题意；
C.铅笔芯做阴极，电极反应为：2H++2e-═H2↑，或2H2O+2e-═H2↑+2OH-，有氢气产生，故C不符合题意；
D.用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹，说明铅笔芯做阴极，电极反应为：2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2↑+2OH-，阴极附近水电离的H+放电，促进水的电离，c（OH-）增大滴加酚酞溶液呈红色，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据题意，知电解饱和食盐水，用铅笔写字，出现红色，说明有大量的氢氧根离子，说明在铅笔这一端使氢离子放电，做的阴极，故a是负极，氢离子放电，得到电子，发生还原反应。b极做正极，铂片做阳极，氯离子放电发生氧化反应，产生氯气
15．【答案】D
【解析】【解答】A．根据第三个池中浓度变化得出，钠离子从第四池通过e膜，氯离子从第二池通过d膜，由电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则a为阴极，b为阳极，a与N型半导体相连，b与P型半导体相连，所以N型半导体为负极，P型半导体为正极，故A不符合题意；
B．由题中信息可知，a为阴极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为，故B不符合题意；
C．由题中图示信息可知，Na+离子通过e膜，Cl-通过d膜，(CH3)4N+通过c膜，所以c、e膜为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，故C不符合题意；
D．的物质的量为，a极电极反应式为，收集氢气，转移电子为，b极电极反应式为，收集氧气为，标况下两极可得气体体积为，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.左侧为电解池，根据 四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料 制备 [(CH3)4NOH] 得到，电极为阴极，因此N型半导体为负极，P型为正极
B.根据电极为阴极得到电子即可写出
C.根据在d右侧是氯化钠的浓溶液，因此氯离子向d移动，d为阴离子交换膜
D.根据写出电解池电解式即可计算出气体物质的量
16．【答案】D
【解析】【解答】解：A．原电池中，溶液中氢离子向正极二氧化铅电极移动，故A错误；
B．根据电子守恒分析，每消耗3molPb，转移6mol电子，根据电子守恒生成1molAl2O3，故B错误；
C．原电池正极上二氧化铅得电子生成硫酸铅，故C错误；
D．原电池中铅作负极，负极上铅失电子和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸铅，所以质量增加，在电解池中，Pb阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，所以铅电极质量不变，故D正确；
故选D．
【分析】A．原电池放电时，溶液中阳离子向正极移动；
B．串联电池中转移电子数相等；
C．原电池正极上生成硫酸铅；
D．原电池中铅电极上生成硫酸铅．
17．【答案】D
【解析】【解答】A．该电池反应中二氧化锰得到电子被还原，为原电池的正极，故A不符合题意；
B．铅蓄电池放电时电池反应为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，该反应中浓硫酸参加反应，所以浓度降低，故B不符合题意；
C．粗铜中不仅含有铜还含有其它金属，电解时，粗铜中有铜和其它金属失电子，纯铜上只有铜离子得电子，所以阴极上析出的铜大于阳极上减少的铜，所以溶液中铜离子浓度降低，故C不符合题意；
D．该原电池中，正极上氧化银得电子生成银，所以氧化剂作氧化剂发生还原反应，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据电解池和原电池的组成、电极反应以及电解质溶液的变化进行分析即可.
18．【答案】D
【解析】【解答】A．标况下，甲醇是液体，不能用气体摩尔体积计算物质的量，A不符合题意；
B．Na2O2与CO2反应，氧元素由-1价变为0价和+1价，故1 mol Na2O2参与反应，转移的电子数为NA，B不符合题意；
C．NO与氧气反应生成NO2，NO2会转化为N2O4，故C不符合题意；
D．电解法精炼铜，阴极析出1 mol Cu时，得到2mol电子，故阳极失去的电子数为2NA，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.标况下甲醇为液体；
B.过氧化钠既是氧化剂又是还原剂，过氧根离子中的氧为-1价，一半氧原子化合价升高，生成氧气，另一半氧原子化合价降低，生成-2价的氧；
C.由NO与氧气反应生成NO2，NO2会转化为N2O4，利用气体的物质的量来分析分子总数；
D.根据金属的活泼性，阴极析出的金属是铜，利用电子守恒进行判断。
19．【答案】B
【解析】【解答】A.左边为燃料电池，M为负极，N为正极，甲醇在负极通入发生氧化反应，连接电解池的阴极，因此b通入甲醇，Fe(I)做阳极，故A不符合题意；
B.Fe(I)做阳极，铁发生氧化反应得到亚铁离子， 被Fe2+还原为Cr3+，消耗氢离子导致pH增大，故B符合题意；
C.M是原电池的负极，发生氧化反应，CH3OH-6e+H2O=CO2+6H+，故C不符合题意；
D.Fe(I)：Fe-2e=Fe2+，1mol电子可以得到0.5mol的亚铁离子，而6Fe2+Cr2O62-，因此可以得到1/12mol的Cr2O62-，故D不符合题意；
故正确答案为B；
【分析】根据分析左边是原电池，右边是电解池，根据电池池阳极发生氧化反应判断Fe(I)为阳极，而Fe(II)为阴极，因此M电极为负极，N电极为正极，原电池负极：CH3OH-6e+H2O=CO2+6H+，正极：O2+4H++4e=2H2O，电解池：正极，Fe-2e=Fe2+，亚铁离子将Cr2O62-，还原最终得到Cr3+，结合选项即可判断。
20．【答案】C
【解析】【解答】解：A．若Fe为阳极，则氯离子不能在阳极生成，则不会存在产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO﹣，把二价镍氧化为三价镍，故A错误；
B．电解时阳极附近氯离子放电，溶液的pH不会升高，故B错误；
C．电解时阳极附近氯离子放电，发生电极反应为2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2，故C正确；
D．由Ni2+﹣e﹣=Ni3+可知1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol电子，故D错误；
故选C．
【分析】A．若Fe为阳极，则氯离子不能在阳极生成；
B．电解时阳极附近氯离子放电；
C．电解时阳极附近氯离子放电；
D．由Ni2+﹣e﹣=Ni3+可知转移的电子数．
21．【答案】（1）(3b-a-c )
（2）p1＜p2＜p3；Ka＝Kb＜Kc；66.7% (或0.667)；3.2 Mpa
（3）催化剂的催化效率降低
（4）2CO2+12H++12e－ = CH2=CH2 +4H2O；6
【解析】【解答】(1)第二个方程式2倍减去第一个方程式，再减去第三个方程式得到CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=(3b－a－c) kJ·mol 1；故答案为：(3b－a－c)。(2)①从700℃分析，从下到上，CO体积分数增大，则说明平衡正向移动，该反应是体积增大的反应，即减小压强，因此压强p1、p2、p3的大小关系是p1＜p2＜p3；Ka、Kb、Kc为a、b、c三点对应的平衡常数，a、b温度相等，则平衡常数相等，b、c压强相同，温度不同，温度升高，CO体积分数增大，平衡正向移动，平衡常数变大，因此其大小关系是Ka＝Kb＜Kc；故答案为：p1＜p2＜p3；Ka＝Kb＜Kc。②900℃、1.0 MPa时，足量碳与a molCO2反应达平衡后，CO的体积分数为为80%，则CO2的体积分数为20%，假设平衡时CO物质的量为0.8mol，CO2物质的量为0.2mol，则CO2改变量为0.4mol，因此CO2的转化率为 ，该反应的平衡常数 ；故答案为：66.7%(或0.667)；3.2 Mpa。(3)根据图中信息，250～300 ℃时，乙酸的生成速率降低的主要原因是催化剂的催化效率降低；故答案为：催化剂的催化效率降低。(4)以铅蓄电池为电源可将CO2转化为乙烯，其原理如图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。根据分析，左侧CO2转化为乙烯，化合价降低，得到电子，为阴极，因此阴极上的电极反应式为2CO2+12H++12e－ = CH2=CH2+4H2O；根据Pb + PbO2+ 2H2SO4＝2PbSO4+ 2H2O分析，转移2mol电子，反应2mol硫酸，每生成0.5mol乙烯，转移6mol电子，所以理论上需消耗铅蓄电池中6 mol硫酸；故答案为：2CO2+12H++12e－ = CH2=CH2+4H2O；6。
【分析】(1)第二个方程式2倍减去第一个方程式，再减去第三个方程式。(2)①根据平衡移动来分析压强关系，根据温度变化来判断平衡常数；②分别假设计算出CO、CO2物质的量，再计算CO2的转化率和平衡常数。(3)根据图中信息分析出催化剂的催化效率降低。(4)根据分析，左侧CO2转化为乙烯，化合价降低，得到电子，根据Pb + PbO2+ 2H2SO4＝2PbSO4+ 2H2O分析电子转移与消耗硫酸关系。
22．【答案】（1）
（2）TiCl4+(x+2)H2O TiO2·xH2O↓+4HCl，水解是吸热的，加热使水解平衡右移，同时HCl挥发，促进水解反应趋于完全，制得TiO2·xH2O
【解析】【解答】（1）电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质溶液是含有铜离子的盐溶液如硫酸铜溶液，因此电解装置为 ；
（2）TiCl4与H2O反应为TiCl4+(x+2)H2O TiO2·xH2O↓+4HCl，加入大量水并加热，HCl挥发，促使水解正向进行，使水解反应趋于完全，从而制得TiO2 xH2O。
【分析】（1）精炼铜时，粗铜做的是阳极，精铜做的是阴极；
（2）水解吸热，加热可以使平衡右移，这样可以促使反应不断进行。
23．【答案】（1）原电；电解
（2）正；阳
（3）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
（4）烧杯I锌逐渐溶解，铜上有气泡；烧杯II中Cu逐渐溶解，C上有气泡，溶液中生成蓝色沉淀
（5）2.24
【解析】【解答】解：（1）Zn与硫酸能发生自发的氧化还原反应，所以烧杯I中构成原电池，Zn失电子为负极，Cu上氢离子得电子，Cu为正极，烧杯II有外接电源为电解池；
故答案为：原电；电解；
（2.）Zn失电子为负极，Cu上氢离子得电子，Cu为正极，烧杯II中Cu与正极相连为阳极；故答案为：正；阳；
（3.）烧杯I中发生反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；故答案为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；
（4.）烧杯I中负极锌逐渐溶解，正极上氢离子得电子生成氢气，烧杯II中阳极上Cu失电子生成铜离子，阴极上氢离子得电子生成氢气，同时溶液中生成氢氧根离子，氢氧根离子与铜离子结合形成氢氧化铜蓝色沉淀；
故答案为：烧杯I锌逐渐溶解，铜上有气泡；烧杯II中Cu逐渐溶解，C上有气泡，溶液中生成蓝色沉淀；
（5.）当锌片溶解6.5g时，即消耗Zn为0.1mol，转移电子为0.2mol，则铜上生成的氢气为0.1mol，在标准状况下体积为2.24L；
故答案为：2.24．
【分析】Zn与硫酸能发生自发的氧化还原反应，所以烧杯I中构成原电池，Zn失电子为负极，Cu上氢离子得电子，Cu为正极，烧杯II中Cu与正极相连为阳极，C与负极相连为阴极，结合两极上发生的反应分析．
24．【答案】（1）CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣═CO32﹣+6H2O
（2）阳极；4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3
（3）280；D；1.6
【解析】【解答】解：（1）甲池为原电池，燃料在负极失电子发生氧化还原反应在碱溶液中生成碳酸盐，甲池中通入CH3OH电极的电极反应为：CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣═CO32﹣+6H2O，
故答案为：CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣═CO32﹣+6H2O；（2）乙池是电解池，A为阳极，B为阴极，电池中是电解硝酸银溶液生成银，硝酸和氧气，电池反应为：4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3，
故答案为：阳极；4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3 ；（3）当乙池中B极质量增加5.4g为Ag，物质的量= =0.05mol，依据电子守恒计算4Ag～O2～4e﹣，甲池中理论上消耗O2的体积= mol×22，4L/mol=0.28L=280mL；丙为电解池C为阳极，D为阴极，电解氯化铜溶液铜离子在阴极得到电子析出铜，结合电子守恒计算2Ag～Cu～2e﹣，析出铜质量= ×64g/mol=1.6g；
故答案为：280；D；1.6．
【分析】（1）甲池为原电池，燃料在负极失电子发生氧化还原反应在碱溶液中生成碳酸盐，结合电荷守恒写出电极反应；（2）乙池是电解池，A为阳极，B为阴极，电池中是电解硝酸银溶液生成银，硝酸和氧气；（3）乙池是电解池结合电子守恒计算消耗氧气的体积，丙为电解池C为阳极，D为阴极，电解氯化铜溶液铜离子在阴极得到电子析出铜．
25．【答案】（1）低温
（2）a；这是一个反应前后气体分子数减小的反应，温度一定时，增大压强平衡向正反应方向移动，甲醇的物质的量分数增大；33.3%；
（3）正；或
（4）
（5）352.0；
【解析】【解答】(1)该反应ΔH＜0，为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，所以低温条件下满足ΔH-TΔS＜0，反应可以自发，故答案为：低温；
(2)①该反应为气体系数之和减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，甲醇的物质的量分数增大，所以曲线a对应等温过程的曲线，故答案为：a；这是一个反应前后气体分子数减小的反应，温度一定时，增大压强平衡向正反应方向移动，甲醇的物质的量分数增大；
②起始物=3，不妨设n(H2)=3mol，n(CO2)=1mol，平衡时CH3OH为xmol，列三段式有：
，x(CH3OH)==0.10，解得x=mol，所以CO2的平衡转化率为×100%=33.3%；据图可知等温条件下，若平衡时x(CH3OH)=0.10，则p=9×103Pa，则平衡时CO2、H2、CH3OH、H2O的分压分别为0.2×9×103Pa、0.6×9×103Pa、0.1×9×103Pa、0.1×9×103Pa，则该条件下Kp===，故答案为：33.3%；；
(3)发生得电子的还原反应，则作为电池的正极；在碱性条件下得电子生成，根据电子守恒和电荷守恒写出电极反应式为或，故答案为：正；或；
(4)根据合成氨的反应历程和能量变化图可得，，，所以合成氨反应的热化学方程式为，故答案为：；
(5)对总反应速率影响较大的步骤的能垒(活化能)为，该步骤的化学方程式为：，故答案为：352.0；。
【分析】(1)利用ΔG=ΔH-TΔS＜0判断；
(2)①依据化学平衡移动原理分析；
②利用“三段式”法计算
(3)正极得电子的还原反应；根据电子守恒和电荷守恒书写；
(4)利用△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算；
(5)活化能越大，相同条件下反应速率越慢，是决定速率的基元反应；