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
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| 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 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-25 20:38:19 | ||
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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．下列有关指定实验装置图的说法不正确的是
A．装置①可用于除去水等液体中混有的难挥发或不挥发的杂质
B．当装置②电路中通过1mol电子时，Cu电极可能增重32g，也可能减重32g
C．装置②中的X 一定作负极
D．当装置③广口瓶中充满了CO2，b口进气可收集NO气体
2．高中化学《化学反应原理》选修模块从不同的视角对化学反应进行了探究、分析，以下观点中正确的是
A．放热反应在常温下均能自发进行
B．加热时，化学反应只向吸热反应方向进行
C．原电池工作时所发生的反应一定有氧化还原反应
D．电解过程中，化学能转化为电能而“储存”起来
3．我国科研工作者研制出基于(聚丙烯酸钠)电解质的空气可充电电池，该电池具有高容量和超长循环稳定性。是一种超强吸水聚合物，可吸收大量和溶液作为水和离子含量调节剂形成水凝胶电解质，示意图如图。已知：。下列说法错误的是
A．是一种有机高分子聚合物，在水溶液中不会发生电离
B．放电时，负极反应式为
C．充电时，阴极附近pH增大，阳极附近pH减小
D．充电时，电路中通过0.4mol电子时，有2.24L(标准状况下)生成
4．科学家设计微生物原电池，用于处理废水(酸性)中的有机物及脱除硝态氮，该装置示意图如图，有关该微生物电池说法正确的是
A．电极n为电池的正极
B．电极m上发生的反应为2+6H2O+10e－=N2+12OH－
C．每转移1 mole－，左池产生的气体体积为2.24 L
D．每消耗1 mol C6H12O6可脱除4.8 mol硝态氮
5．下列各实验操作、现象及所得结论都正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 用玻璃棒蘸取某无色溶液进行焰色试验 焰色呈黄色 溶液中含有钠元素
B 向黄色的溶液中滴加氢碘酸(水溶液)，再滴入几滴淀粉溶液 溶液变为蓝色 氧化性：
C 向溶液中加入稀硫酸，将产生的气体直接通入硅酸钠溶液中 产生白色浑浊 非金属性：
D 纯锌与稀硫酸反应时，向溶液中滴入几滴溶液 产生气泡的速度加快 是锌与稀硫酸反应的催化剂
A．A B．B C．C D．D
6．1799年意大利物理学家伏打发明了伏打电池，其在早期被称为“电堆”。他把金属条浸入强酸溶液中时，发现在两个金属条间产生了稳定而又强劲的电流。他又用不同的金属进行实验，发现铜和锌是最合适的金属，并发明了伏打电池(即为原电池的原型)。如图是伏打电堆的一种，下列有关该电池的说法正确的是
A．若湿布片所含的为饱和食盐水，则在电池工作时，铜片附近会有产生
B．该电池正极电极反应式为
C．电池工作一段时间后，湿布片上可能会有产生
D．电池工作一段时间后，电池质量一定不会变
7．一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是
A．a电极发生还原反应
B．由右室通过质子交换膜进入左室
C．b电极反应式为
D．电池工作时，电流由b电极沿导线流向a电极
8．用如图所示的实验装置(图中夹持仪器略)进行相应实验，能达到实验目的的是
A．用图甲装置在铁上镀铜 B．用图乙检验浓硫酸的吸水性
C．用图丙装置验证非金属性：Cl＞Br＞I D．用图丁装置制备NaHCO3
9．某种氢氧燃料电池的电解质溶液为硫酸溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是
A．正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-
B．工作一段时间后，电解液中硫酸的物质的量不变
C．电解质溶液中H+向正极移动
D．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.2 mol电子转移
10．《Nature》期刊曾报道一例CH3OH-O2在聚合物催化下的原电池，其工作示意图如下图所示。下列说法正确的是
A．电极A是负极，发生还原反应
B．电解质溶液中H+由电极B流向电极A
C．电极B的电极反应式：
D．外电路中通过0.3 mol电子，A电极生成CO2的质量为6.6 g
11．MnO2催化某反应的一种催化机理如图所示。下列叙述正确的是
A．1 mol HCHO与银氨溶液完全反应，最多可生成432 g Ag
B．该反应可以消耗温室气体CO2
C．催化过程中，所发生的反应均为氧化还原反应
D．O为中间产物之一，该微粒与Na2O2中所含阴离子种类相同
12．下列说法错误的是
A．与电源正极相连的是电解槽的阳极
B．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿
C．在铁上镀铜，用纯铜作阳极，铁作阴极，电镀液中铜离子的浓度保持不变
D．钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式：Fe - 3e- = Fe3+
13．2021年“力诺瑞特杯”第十四届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛决赛于山东大学举行。《“日丽丰氢”-基于光伏和PEMEC的制氢装置》实现了全过程无碳的绿氢制取，获得特等奖。下列有关该装置说法错误的是
A．利用菲涅尔透镜聚光使水分解为氢气和氧气
B．该装置中利用化学能转化为电能
C．有利于我国提前完成“双碳”战略目标
D．“产氢”装置的原理为：阴极2H+ +2e- = H2
二、填空题
14．““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 。
15．电池是人类生产和生活中重要的能量来源。各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。请根据下列几种电池的工作原理示意图，回答问题。
(1)世博会中国馆、主题馆等建筑所使用的光伏电池，总功率达兆瓦，是历届世博会之最。光伏电池能将 直接转变为电能填：“化学能”“太阳能”“热能”等，在外电路中电流方向为 。填：“从流向”或“从流向”
(2)燃料电池有节能、超低污染、噪声低、使用寿命长等优点。某甲醇燃料电池工作原理如图所示。电极是电池的 极， 电极反应式为 。如果该电池工作时电路中通过电子，则消耗的的物质的量为 。
(3)全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池，工作原理如图所示，、均为惰性电极。放电时左槽溶液颜色由黄色变为蓝色，则 向 槽移动填：“左”或“右”。充电时， 极连接直流电源正极填：“”或“”，其电极反应式为 。
16．按要求书写电极反应式和总反应方程式：
(1)用惰性电极电解MgCl2溶液
阳极反应式： ；阴极反应式： ；总反应离子方程式： 。
(2)用Al作电极电解NaOH溶液
阳极反应式： ；阴极反应式： ；总反应离子方程式： 。
(3)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜
阳极反应式： ；阴极反应式： ；总反应方程式： 。
(4)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、和组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的 极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极反应式为 。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为 。
17．回答下列问题：
(1)今有2H2＋O22H2O反应，构成燃料电池，则负极通的应是 ，正极通的应是 ，电极反应式分别为 、 。
(2)如把KOH改为稀H2SO4作电解质，则电极反应式分别为 、 。(1)和(2)的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化？ 。
(3)如把H2改为甲烷，KOH作导电物质，则电极反应式为 、 。
18．某研究性学习小组将下列装置如图连接，a、b、c、d、g、h都是惰性电极。A中盛有100ml CuSO4溶液；B中盛有100g质量分数为16%的氢氧化钠溶液；将电源接通后，在g极附近显红色。
试回答下列问题:
（1）电源M极的名称是 。
（2）通电一段时间，取出电极，向A中加入4.9g Cu(OH)2，溶液与电解前相同，则电解时电路中通过的电子为 mol，原CuSO4溶液物质的量浓度为 mol L-1；
（3）B中d的电极反应式为 ，d极上产生的气体体积为 L（标况）。
（4）欲用C装置给铜镀银，f是 （填银或铜），电镀液是 溶液。
（5）电解后将D中溶液倒入烧杯，稀释至200ml，此时溶液的pH= 。
19．如图为原电池装置示意图。请回答下列问题：
(1)将铜片和锌片用导线相连，插入稀硫酸中，则
正极反应为： ；负极反应为： ；
(2)若A为Pb，B为PbO2，电解质溶液为H2SO4溶液，工作时的总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O。写出B电极反应式： ；该电池在工作时，A电极的质量将 (填“增加”“减小”或“不变”)；若该电池反应消耗了0.1molH2SO4，则转移电子的数目为 NA。
(3)若A、B均为铂片，电解质溶液为30%的KOH溶液，分别从A、B两极通入H2和O2，该电池即为氢氧燃料电池，写出A电极反应式： ；该电池在工作一段时间后，溶液的碱性将 (填“增强”“减弱”或“不变”)。
(4)CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成，其中负极反应式为：CH3OH+8OH--6e-=+6H2O，则正极的电极反应式为： 。
20．请回答下列问题。
(1)在原电池中，通常较活泼的金属做 极，发生 反应；
电解池中，与电源正极相连的极是 极，发生 反应。
(2)下图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：
①若试管内液面上升，发生 腐蚀，正极反应式为 。
②若试管内液面下降，发生 腐蚀，正极反应式为 。
21．回答下列问题：
(1)在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3，其电解原理如图所示。
①H+向 (填“左”或“右”)移动。
②a电极为电解池的 (填“阴”或“阳”)极，写出该电极的电极反应式： 。
(2)利用甲醇燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水(主要含Cr2O)时实验室利用如图装置模拟该法：
①M电极发生反应的电极反应式为 。
②已知电解池溶液里将Cr2O转化为Cr3+，该反应的离子方程式为 。
③当N电极消耗标况下2.24L气体时，通过质子交换膜的离子数目为 。
22．燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点，已成为一种发展前景十分广阔的化学电源。氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，它可以使用不同的电解质，如酸式、碱式、熔融碳酸盐、固体电解质等。回答以下问题：
(1)通入氧气的一极为 极，若电解质溶液为硫酸溶液，负极反应式为 ，若电解质溶液为KOH溶液，正极反应式为 。
(2)若将氢气改为CH4，电解质溶液为KOH溶液，此时负极反应式为： ，—段时间后，电解质溶液的pH将 (填“升高”、“降低”或“不变”）。
(3)肼(N2H4)-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。已知N2H4燃烧产物之一为空气中含量最高的一种气体。
①胼-空气燃料电池放电时：负极的电极反应式为： 。
②假设使用肼-空气燃料电池作为下图电解过程的电源，当阴极增重1.28 g，则肼-空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气 L。（假设空气中氧气体积分数为20%)
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】A．装置①为蒸馏装置，可利用沸点不同除去水等液体中混有的难挥发或不挥发的杂质，A正确；
B．当装置②电路中通过1mol电子时，若X电极为活泼性强于Cu的金属电极，Cu电极Cu2+得到电子，即Cu2++2e-=Cu，则增重32g；若X电极为活泼性弱于Cu的惰性电极，Cu电极Cu失去电子，即Cu-2e-=Cu2+，则减重32g，B正确；
C．若X电极为活泼性弱于Cu的惰性电极，则得到电子作正极，C错误；
D．NO的密度小于CO2，因此当装置③广口瓶中充满了CO2时，b口进气可收集NO气体，D正确；
答案选C。
2．C
【详解】A．任何反应发生都有断裂化学键吸收能量的过程和形成化学键释放能量的过程，因此反应条件与反应类型是否是放热反应无关。如煤的燃烧反应是放热反应，却需要加热条件下才能发生，在常温下不能自发进行，A错误；
B．对于可逆反应，当其达到平衡后，加热升高温度时，化学平衡向吸热的反应方向移动，表示吸热反应方向进行的程度大于放热反应方向进行的程度，因此加热时，化学反应既可以向吸热反应方向进行，也可以向放热反应方向进行， B错误；
C．在原电池反应中，负极失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，因此原电池工作时所发生的反应一定属于氧化还原反应，C正确；
D．在电解过程中，电能转化为化学能而将能量“储存”起来，D错误；
故合理选项是C。
3．A
【详解】A．PANa为有机物钠盐，在水溶液中电离出聚丙烯酸根离子和Na＋，A错误；
B．放电时负极锌失去电子后结合OH－生成，负极反应式为，B正确；
C．充电时，阴极反应式为＋2e－=Zn＋4OH－，阴极附近OH－浓度增大，pH增大，阳极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，阳极附近OH－浓度减小，pH减小，C正确；
D．充电时，阳极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，电路中通过0.4mol电子时，有0.1mol O2生成，在标准状况下体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L，D正确；
故答案为A。
4．D
【详解】A．电池右边是C6H12O6变为CO2，化合价升高，失去电子，因此电极n为电池的负极，故A错误；
B．电池左边是变为N2，化合价降低，得到电子，因此电极m上发生的反应为2+12H＋+10e－＝N2↑+6H2O，故B错误；
C．根据B选项电极方程式，每转移1 mole－，左池产生0.1mol N2，在标准状况下气体体积为2.24 L，故C错误；
D．C6H12O6－24e－+6H2O＝24H＋+6CO2↑，根据关系式5 C6H12O6～24，因此每消耗1 mol C6H12O6可脱除4.8 mol硝态氮，故D正确。
综上所述，答案为D。
5．C
【详解】A．玻璃棒的主要成分是硅酸钠，会干扰焰色试验时Na+的检验，故A错误；
B．硝酸根离子有很强的氧化性，且在酸性条件下通常比铁离子的氧化性强，故B错误；
C．向Na2CO3固体中加入稀硫酸，产生气泡为CO2，说明酸性：H2SO4＞H2CO3，由于硫酸不挥发，故可以将产生的气体直接通入硅酸钠溶液中，产生白色沉淀，说明H2CO3＞H2SiO3，最高价含氧酸的酸性越强，元素的非金属性越强，则能说明非金属性：S＞C＞Si，故C正确；
D．Zn置换出Cu，构成原电池，加快反应速率，与催化剂无关，故D错误；
答案选C。
6．C
【详解】A．当湿布片所含的溶液为饱和食盐水时，铜片为正极，在铜片上得电子，铜片附近不会生成气体．A项错误；
B．由于无法判断湿布片所含溶液酸碱性，所以无法判断电池具体的电极反应式，B项错误；
C．当湿布片所含溶液为碱性时，负极会产生，由于在pH等于8.1时开始沉淀，所以湿布片上可能会产生沉淀，C项正确；
D．若湿布片所含的是饱和食盐水，根据该原电池的工作原理可知，原电池在工作一段时间后，总质量会增加，增加的质量来自于，D项错误；
故选：C。
7．D
【详解】A．b极上N元素的化合价降低，所以b是正极发生还原反应，故A错误；
B．原电池中阳离子从负极移向正极，即H+由左室通过质子交换膜进入右室，故B错误；
C． b极上N元素的化合价降低，b是正极，发生还原反应，电极反应式为： ，故C错误；
D． 电池工作时，原电池中电流从正极流向负极，电流由b电极沿导线流向a电极，故D正确；
答案选D。
8．B
【详解】A．在铁上镀铜时，应是铜作阳极，与电源正极相连，而铁作阴极，与电源负极相连，A错误；
B．蓝色胆矾晶体一旦接触到浓硫酸，会逐渐失去结晶水变为白色无水硫酸铜粉末，体现了浓硫酸的吸水性，B正确；
C．装置中Cl2依次通过NaBr溶液、KI溶液并依次与之发生置换反应，两个小锦球分别变黄色，蓝色，只能证明氯的非金属性既强于溴，也强于碘，但无法比较溴与碘的非金属性强弱，C错误；
D．通NH3的导管不应该插入溶液下，因NH3在水中的溶解度极大，会发生倒吸现象，D错误；
故选B。
9．A
【详解】A．因为电解质溶液是酸性环境，故正极反应式是：，A错误；
B．因为总反应式是，不消耗硫酸，故电解质中硫酸的物质的量不变，B正确；
C．原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故H+向正极移动，C正确；
D．用该电池点解CuCl2溶液，阳极反应式：2Cl-—2e-=Cl2↑，氯气与电子之间的比例关系为1：2，2.24 L Cl2的物质的量n=，电子的物质的量=2n=0.2mol，D正确；
故本题选A。
10．C
【分析】根据图知，通入CH3OH的电极A为负极，失去时电子发生氧化反应，反应为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，通入O2的B电极为正极，得电子发生还原反应，反应为O2+2e-+H+=，阳离子向正极移动，据此分析解答。
【详解】A．通过以上分析知，A为负极，失去电子，发生氧化反应，A错误；
B．根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，溶液中的阳离子向负电荷较多的正极移动，则该电解质溶液中H+由A极流向B极，B错误；
C．B极为正极，O2得电子发生还原反应，正极的电极反应为：，C正确；
D．在该电池反应中，负极电极反应式为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，每反应产生1 mol CO2，转移6 mol电子，则外电路中通过0.3 mol电子，反应产生CO2的物质的量n(CO2)=×1 mol=0.05 mol，其质量m(CO2)=0.05 mol×44 g/mol=2.2 g，D错误；
故合理选项是C。
11．A
【分析】由催化机理可知，该反应的反应物为HCHO和O2，生成物为H2O和CO2。
【详解】A．1molHCHO中存在2mol的醛基结构，故与银氨溶液完全反应，最多可生成4molAg，即432gAg，故A项正确；
B．该反应产生CO2，故B项错误；
C．催化机理存在一步HCO与H+反应生成CO2的过程，这一步不是氧化还原反应，故C项错误；
D．Na2O2中的阴离子是O，与O种类不一样，故D项错误；
故答案为A。
12．D
【详解】A. 与电源正极相连的是电解槽的阳极，A正确；
B. 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿，因为锌比铜活泼，形成原电池后，Zn作负极，能阻止铜失电子，从而保护了铜，B正确；
C. 在铁上镀铜，用纯铜作阳极，铁作阴极，电镀液中铜离子的浓度保持不变，符合电镀的条件，C正确；
D. 钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式：Fe - 2e- = Fe2+，D错误；
答案为D。
13．B
【详解】A．该装置利用菲涅尔透镜聚光通过光伏电池将光能转化为电能，使水电解为氢气和氧气，A正确；
B．该装置中先利用光能转化为电能，再电解水产氢，电能转化为化学能，B错误；
C．“双碳”战略目标是中国承诺在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，该装置实现了全过程无碳的绿氢制取，大大减少碳排放，是有利于我国提前完成“双碳”战略目标，C正确；
D．“产氢”装置的原理是电解水产氢，阴极方程式：2H+ +2e- = H2，D正确；
故答案选B。
14． 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。
15．(1) 太阳能 从流向
(2) 负极
(3) 左
【详解】（1）由图可知，光伏电池将太阳能转化为电能；由图中电荷的移动方向可知，电流由流向；故答案为：太阳能；从流向；
（2）原料为甲醇和水，产物为二氧化碳、氢离子，则为负极；原料为氢离子和氧气，，产物为水，则电极方程式为：化合价由价升高到价，失去个电子，则转移电子，需要甲醇；故答案为：负极；。
（3）题中放电时槽溶液颜色由黄色变为蓝色即被还原为中被氧化为，则放电时槽中的电极方程式为：，故氢离子向左槽移动；充电时，与电源正极相连的为阳极，失电子，则为槽中失电子转化为，其电极方程式为：；故答案为：左；。
16．(1) 2Cl--2e-=Cl2↑ Mg2++2H2O+2e-=H2↑+Mg(OH)2↓ Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑
(2) 2Al-6e-+8OH-=2+4H2O 6H2O+6e-=3H2↑+6OH- 2Al+2H2O+2OH-2+3H2↑
(3) 2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+ 6H++6e-=3H2↑ 2Al+3H2OAl2O3+3H2↑
(4) 负 4+3e-=Al+7 H2
【详解】（1）用惰性电极电解MgCl2溶液，溶液中存在Mg2+、H+、Cl-、OH-，阳极Cl-先失电子，反应式为2Cl--2e-=Cl2↑；阴极水电离出的H+先得电子生成H2，电离出的OH-与Mg2+结合，反应式为Mg2++2H2O+2e-=H2↑+Mg(OH)2↓；两极反应式相加消去电子得到总反应离子方程式Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑。
（2）用Al作电极电解NaOH溶液，阳极Al作为活性电极失去电子生成Al3+，与OH-结合，反应式为2Al-6e-+8OH-=2+4H2O，阴极H2O电离出的H+比Na+先得电子生成H2，反应式为6H2O+6e-=3H2↑+6OH-；两极反应式相加消去电子得到总反应离子方程式2Al+2H2O+2OH-2+3H2↑。
（3）阳极Al失去电子生成氧化膜，酸性环境氧原子由水提供，反应式为2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+；阴极H+得电子生成H2，反应式为6H++6e-=3H2↑；两极反应式相加消去电子得到总反应离子方程式2Al+3H2OAl2O3+3H2↑。
（4）电镀时，镀件作阴极，即钢制品作阴极，接电源负极，根据阴极生成Al可知反应式为4+3e-=Al+7。若改用AlCl3水溶液作电解液，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，产物为H2。
17．(1) H2 O2 负极：2H2＋4OH－－4e-=4H2O 正极：O2＋2H2O＋4e-=4OH-
(2) 负极：2H2-4e-=4H＋ 正极：O2＋4H＋＋4e-=2H2O (1)中pH变小，(2)中pH变大
(3) 负极：CH4＋10 OH－－8e-=CO＋7H2O 正极：2O2＋4H2O＋8e-=8OH-
【分析】(1)
根据电池反应式可知H2在反应中被氧化，O2被还原，因此H2应在负极上反应，O2应在正极上反应。又因为是碱性溶液，此时应考虑不可能有H＋参加或生成，故负极反应为：2H2＋4OH--4e-=4H2O，正极反应为：O2＋2H2O＋4e-=4OH-。
(2)
若将导电物质换成酸性溶液，此时应考虑不可能有OH-参加或生成，故负极：2H2-4e-=4H＋，正极：O2＋4H＋＋4e-=2H2O。由于前者在碱性条件下反应KOH量不变，但工作时H2O增多，故溶液变稀，碱性变小，pH将变小。而后者为酸溶液，H2SO4不变、水增多，溶液酸性变小，故pH将变大。
(3)
如把H2改为甲烷，用KOH作导电物质，根据反应CH4＋2O2=CO2＋2H2O，则负极为发生氧化反应的CH4，正极为发生还原反应的O2，由于有KOH存在，此时不会有CO2放出，正极：2O2＋4H2O＋8e-=8OH-，负极：CH4＋10 OH－－8e-=CO＋7H2O。
18． 负极 0.2mol 0.5mol·L-1 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 1.12L 银 AgNO3 14
【分析】本题主要考查电解池原理及相关计算。接通电源后，D中g极附近显红色，说明g极产生OH-，该电极为阴极，则b、d、f、h为阳极，a、c、e为阴极，M为电源负极，N为电源正极。
【详解】（1）经分析，M为负极；
（2）A中溶液为CuSO4，总的电解方程式，加入Cu(OH)2后，发生反应2Cu(OH)2+2H2SO4=2CuSO4+4H2O；若加入Cu(OH)2后，溶液与电解前相同，则说明电解CuSO4溶液时，除了电解CuSO4之外，还电解了等物质的量的水；所以，n(CuSO4)=n(H2O)=n[Cu(OH)2]==0.05mol，则c(CuSO4)==0.5mol/L；电解0.05mol CuSO4、H2O分别转移0.1mol电子，所以该电解过程中电子共转移0.2mol；
（3）B中装有NaOH溶液，d为阳极，则d电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑；由于转移0.2mol电子，则生成0.05mol O2，所以d电极上产生气体的体积（标况）为0.05mol×22.4L/mol=1.12L；
（4）用C给铜镀银，则电镀液为AgNO3溶液；由于f是阳极，所以f应该是银；
（5）电路中转移电子0.2mol，g电极产生0.2mol OH-，稀释后，c(OH-)==1mol·L-1，则c(H+)=1×10-14mol·L-1，所以pH=14。
19． 2H++2e-=H2↑ Zn-2e-=Zn2+ PbO2++4H++2e-=PbSO4+2H2O 增加 0.1 H2+2OH--2e-=2H2O 减弱 O2+4e-+2H2O=4OH-
【详解】(1)将铜片和锌片用导线相连，插入稀硫酸中，构成原电池，其中锌的金属性强于铜，锌是负极，发生失去电子的氧化反应，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，铜是正极，溶液中的氢离子放电，正极反应为2H++2e-=H2↑；
(2)反应中二氧化铅得到电子，作正极，则B电极反应式为PbO2++4H++2e-=PbSO4+2H2O；铅是负极，失去电子转化为硫酸铅，则该电池在工作时，A电极的质量将增加；工作时的总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O，即消耗2mol硫酸，转移2mol电子，若该电池反应消耗了0.1molH2SO4，则转移电子的数目为0.1NA；
(3)通入氢气的A电极是负极，负极反应式为H2+2OH--2e-=2H2O；总反应是氢气和氧气反应生成水，因此该电池在工作一段时间后，溶剂水增加，氢氧化钾的浓度减小，则溶液的碱性将减弱。
(4)通入空气(氧气)的电极是正极，氧气得到电子，溶液显碱性，则正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
20．(1) 负 氧化 阳 氧化
(2) 吸氧 O2+4e-+2H2O=4OH- 析氢 2H++2e-=H2↑
【详解】（1）根据原电池原理，在原电池中，通常较活泼的金属做负极，发生氧化反应；电解池中，与电源正极相连的极是阳极，发生氧化反应。
（2）①图示可知，若试管内液面上升，说明金属铁发生吸氧腐蚀，铁为负极，氧气在正极发生还原反应，正极反应式为 O2+4e-+2H2O=4OH-；
②若试管内液面下降，说明有氢气生成，铁发生析氢腐蚀，正极反应式为2H++2e-=H2↑。
21．(1) 右 阳 NH-6e-+3F-=NF3+4H+
(2) CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+ Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 0.4NA
【分析】电解池中，阴极上氧化剂得到电子发生还原反应，故(1)中b电极为阴极，a为阳极，内电路中阴离子移向阳极、故H+向b极移动；(2)的甲醇燃料电池中，通入甲醇的一极为负极，甲醇在负极失去电子发生氧化反应，通入助燃物氧气的一极为正极，正极上氧气得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，电化学反应时，电极上电子数守恒，据此分析回答；
【详解】（1）①由图知，在右侧区域氢离子得电子变成氢气，发生还原反应，故b电极为阴极、H+向右移动。
②据分析a电极为电解池的阳极，该电极上NH4F发生氧化反应转变为NF3，该电极的电极反应式：NH-6e-+3F-=NF3+4H+。
（2）①由图知，由氢离子的移动方向可知，M电极为负极、N为正极，则b端口通入甲醇，c端口通入氧气，M电极上CH3OH失去电子被氧化得到CO2，反电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。
②电解池中，与N相连的电极为阳极，则阳极上Fe失去电子被氧化，得到Fe2+，Fe2+与Cr2O、H+发生氧化还原反应生成Cr3+和Fe3+，该反应的离子方程式为Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
③燃料电池内有质子交换膜，N电极反应为：，当消耗标况下2.24L即0.1mol氧气时，转移0.4mol电子，则通过质子交换膜的离子数目为0.4NA。
22． 正 H2-2e-=2H+ O2+4e-+2H2O=4OH- CH4+100H+-8e-=CO32-+7H2O- 降低 N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑ 1.12
【详解】（1）燃料电池中通入氧化剂的一极为正极，故氢氧燃料电池中通入氧气的一极为正极；H2失电子发生氧化反应，若电解质溶液为硫酸溶液，则负极反应为H2-2e-=2H+；O2得电子发生还原反应，若电解质溶液为KOH溶液，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
（2）若将氢气改为CH4，CH4中则-4价C元素被氧化为+4价，电解质溶液为KOH溶液，OH-参与负极反应，此时负极反应式为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；总反应为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，反应消耗OH-，—段时间后，电解质溶液的pH将降低。
（3）①肼(N2H4)-空气碱性燃料电池，总反应为：N2H4+O2=N2+H2O，负极上N2H4失电子，氢氧根离子参与反应，生成水和氮气，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑。②电池放电时正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，以该燃料电池做电源，铜作阳极电解硫酸铜溶液时，阴极反应Cu-2e-=Cu2+，当阴极增重1.28 g时，生成0.02molCu，转移0.04mol电子，根据电子守恒，有0.01mol氧气反应，则需要标准状况下空气的体积=0.01mol×22.4L mol-1÷20%=1.12L。
点睛：本题考查燃料电池，综合性较强，主要考查电极反应式书写和有关计算，书写电极反应式时，要注意电解质溶液的酸碱性；根据得失电子守恒，利用电极反应式进行有关计算。
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．下列有关指定实验装置图的说法不正确的是
A．装置①可用于除去水等液体中混有的难挥发或不挥发的杂质
B．当装置②电路中通过1mol电子时，Cu电极可能增重32g，也可能减重32g
C．装置②中的X 一定作负极
D．当装置③广口瓶中充满了CO2，b口进气可收集NO气体
2．高中化学《化学反应原理》选修模块从不同的视角对化学反应进行了探究、分析，以下观点中正确的是
A．放热反应在常温下均能自发进行
B．加热时，化学反应只向吸热反应方向进行
C．原电池工作时所发生的反应一定有氧化还原反应
D．电解过程中，化学能转化为电能而“储存”起来
3．我国科研工作者研制出基于(聚丙烯酸钠)电解质的空气可充电电池，该电池具有高容量和超长循环稳定性。是一种超强吸水聚合物，可吸收大量和溶液作为水和离子含量调节剂形成水凝胶电解质，示意图如图。已知：。下列说法错误的是
A．是一种有机高分子聚合物，在水溶液中不会发生电离
B．放电时，负极反应式为
C．充电时，阴极附近pH增大，阳极附近pH减小
D．充电时，电路中通过0.4mol电子时，有2.24L(标准状况下)生成
4．科学家设计微生物原电池，用于处理废水(酸性)中的有机物及脱除硝态氮，该装置示意图如图，有关该微生物电池说法正确的是
A．电极n为电池的正极
B．电极m上发生的反应为2+6H2O+10e－=N2+12OH－
C．每转移1 mole－，左池产生的气体体积为2.24 L
D．每消耗1 mol C6H12O6可脱除4.8 mol硝态氮
5．下列各实验操作、现象及所得结论都正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 用玻璃棒蘸取某无色溶液进行焰色试验 焰色呈黄色 溶液中含有钠元素
B 向黄色的溶液中滴加氢碘酸(水溶液)，再滴入几滴淀粉溶液 溶液变为蓝色 氧化性：
C 向溶液中加入稀硫酸，将产生的气体直接通入硅酸钠溶液中 产生白色浑浊 非金属性：
D 纯锌与稀硫酸反应时，向溶液中滴入几滴溶液 产生气泡的速度加快 是锌与稀硫酸反应的催化剂
A．A B．B C．C D．D
6．1799年意大利物理学家伏打发明了伏打电池，其在早期被称为“电堆”。他把金属条浸入强酸溶液中时，发现在两个金属条间产生了稳定而又强劲的电流。他又用不同的金属进行实验，发现铜和锌是最合适的金属，并发明了伏打电池(即为原电池的原型)。如图是伏打电堆的一种，下列有关该电池的说法正确的是
A．若湿布片所含的为饱和食盐水，则在电池工作时，铜片附近会有产生
B．该电池正极电极反应式为
C．电池工作一段时间后，湿布片上可能会有产生
D．电池工作一段时间后，电池质量一定不会变
7．一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是
A．a电极发生还原反应
B．由右室通过质子交换膜进入左室
C．b电极反应式为
D．电池工作时，电流由b电极沿导线流向a电极
8．用如图所示的实验装置(图中夹持仪器略)进行相应实验，能达到实验目的的是
A．用图甲装置在铁上镀铜 B．用图乙检验浓硫酸的吸水性
C．用图丙装置验证非金属性：Cl＞Br＞I D．用图丁装置制备NaHCO3
9．某种氢氧燃料电池的电解质溶液为硫酸溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是
A．正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-
B．工作一段时间后，电解液中硫酸的物质的量不变
C．电解质溶液中H+向正极移动
D．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.2 mol电子转移
10．《Nature》期刊曾报道一例CH3OH-O2在聚合物催化下的原电池，其工作示意图如下图所示。下列说法正确的是
A．电极A是负极，发生还原反应
B．电解质溶液中H+由电极B流向电极A
C．电极B的电极反应式：
D．外电路中通过0.3 mol电子，A电极生成CO2的质量为6.6 g
11．MnO2催化某反应的一种催化机理如图所示。下列叙述正确的是
A．1 mol HCHO与银氨溶液完全反应，最多可生成432 g Ag
B．该反应可以消耗温室气体CO2
C．催化过程中，所发生的反应均为氧化还原反应
D．O为中间产物之一，该微粒与Na2O2中所含阴离子种类相同
12．下列说法错误的是
A．与电源正极相连的是电解槽的阳极
B．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿
C．在铁上镀铜，用纯铜作阳极，铁作阴极，电镀液中铜离子的浓度保持不变
D．钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式：Fe - 3e- = Fe3+
13．2021年“力诺瑞特杯”第十四届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛决赛于山东大学举行。《“日丽丰氢”-基于光伏和PEMEC的制氢装置》实现了全过程无碳的绿氢制取，获得特等奖。下列有关该装置说法错误的是
A．利用菲涅尔透镜聚光使水分解为氢气和氧气
B．该装置中利用化学能转化为电能
C．有利于我国提前完成“双碳”战略目标
D．“产氢”装置的原理为：阴极2H+ +2e- = H2
二、填空题
14．““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 。
15．电池是人类生产和生活中重要的能量来源。各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。请根据下列几种电池的工作原理示意图，回答问题。
(1)世博会中国馆、主题馆等建筑所使用的光伏电池，总功率达兆瓦，是历届世博会之最。光伏电池能将 直接转变为电能填：“化学能”“太阳能”“热能”等，在外电路中电流方向为 。填：“从流向”或“从流向”
(2)燃料电池有节能、超低污染、噪声低、使用寿命长等优点。某甲醇燃料电池工作原理如图所示。电极是电池的 极， 电极反应式为 。如果该电池工作时电路中通过电子，则消耗的的物质的量为 。
(3)全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池，工作原理如图所示，、均为惰性电极。放电时左槽溶液颜色由黄色变为蓝色，则 向 槽移动填：“左”或“右”。充电时， 极连接直流电源正极填：“”或“”，其电极反应式为 。
16．按要求书写电极反应式和总反应方程式：
(1)用惰性电极电解MgCl2溶液
阳极反应式： ；阴极反应式： ；总反应离子方程式： 。
(2)用Al作电极电解NaOH溶液
阳极反应式： ；阴极反应式： ；总反应离子方程式： 。
(3)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜
阳极反应式： ；阴极反应式： ；总反应方程式： 。
(4)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、和组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的 极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极反应式为 。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为 。
17．回答下列问题：
(1)今有2H2＋O22H2O反应，构成燃料电池，则负极通的应是 ，正极通的应是 ，电极反应式分别为 、 。
(2)如把KOH改为稀H2SO4作电解质，则电极反应式分别为 、 。(1)和(2)的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化？ 。
(3)如把H2改为甲烷，KOH作导电物质，则电极反应式为 、 。
18．某研究性学习小组将下列装置如图连接，a、b、c、d、g、h都是惰性电极。A中盛有100ml CuSO4溶液；B中盛有100g质量分数为16%的氢氧化钠溶液；将电源接通后，在g极附近显红色。
试回答下列问题:
（1）电源M极的名称是 。
（2）通电一段时间，取出电极，向A中加入4.9g Cu(OH)2，溶液与电解前相同，则电解时电路中通过的电子为 mol，原CuSO4溶液物质的量浓度为 mol L-1；
（3）B中d的电极反应式为 ，d极上产生的气体体积为 L（标况）。
（4）欲用C装置给铜镀银，f是 （填银或铜），电镀液是 溶液。
（5）电解后将D中溶液倒入烧杯，稀释至200ml，此时溶液的pH= 。
19．如图为原电池装置示意图。请回答下列问题：
(1)将铜片和锌片用导线相连，插入稀硫酸中，则
正极反应为： ；负极反应为： ；
(2)若A为Pb，B为PbO2，电解质溶液为H2SO4溶液，工作时的总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O。写出B电极反应式： ；该电池在工作时，A电极的质量将 (填“增加”“减小”或“不变”)；若该电池反应消耗了0.1molH2SO4，则转移电子的数目为 NA。
(3)若A、B均为铂片，电解质溶液为30%的KOH溶液，分别从A、B两极通入H2和O2，该电池即为氢氧燃料电池，写出A电极反应式： ；该电池在工作一段时间后，溶液的碱性将 (填“增强”“减弱”或“不变”)。
(4)CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成，其中负极反应式为：CH3OH+8OH--6e-=+6H2O，则正极的电极反应式为： 。
20．请回答下列问题。
(1)在原电池中，通常较活泼的金属做 极，发生 反应；
电解池中，与电源正极相连的极是 极，发生 反应。
(2)下图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：
①若试管内液面上升，发生 腐蚀，正极反应式为 。
②若试管内液面下降，发生 腐蚀，正极反应式为 。
21．回答下列问题：
(1)在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3，其电解原理如图所示。
①H+向 (填“左”或“右”)移动。
②a电极为电解池的 (填“阴”或“阳”)极，写出该电极的电极反应式： 。
(2)利用甲醇燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水(主要含Cr2O)时实验室利用如图装置模拟该法：
①M电极发生反应的电极反应式为 。
②已知电解池溶液里将Cr2O转化为Cr3+，该反应的离子方程式为 。
③当N电极消耗标况下2.24L气体时，通过质子交换膜的离子数目为 。
22．燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点，已成为一种发展前景十分广阔的化学电源。氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，它可以使用不同的电解质，如酸式、碱式、熔融碳酸盐、固体电解质等。回答以下问题：
(1)通入氧气的一极为 极，若电解质溶液为硫酸溶液，负极反应式为 ，若电解质溶液为KOH溶液，正极反应式为 。
(2)若将氢气改为CH4，电解质溶液为KOH溶液，此时负极反应式为： ，—段时间后，电解质溶液的pH将 (填“升高”、“降低”或“不变”）。
(3)肼(N2H4)-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。已知N2H4燃烧产物之一为空气中含量最高的一种气体。
①胼-空气燃料电池放电时：负极的电极反应式为： 。
②假设使用肼-空气燃料电池作为下图电解过程的电源，当阴极增重1.28 g，则肼-空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气 L。（假设空气中氧气体积分数为20%)
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．装置①为蒸馏装置，可利用沸点不同除去水等液体中混有的难挥发或不挥发的杂质，A正确；
B．当装置②电路中通过1mol电子时，若X电极为活泼性强于Cu的金属电极，Cu电极Cu2+得到电子，即Cu2++2e-=Cu，则增重32g；若X电极为活泼性弱于Cu的惰性电极，Cu电极Cu失去电子，即Cu-2e-=Cu2+，则减重32g，B正确；
C．若X电极为活泼性弱于Cu的惰性电极，则得到电子作正极，C错误；
D．NO的密度小于CO2，因此当装置③广口瓶中充满了CO2时，b口进气可收集NO气体，D正确；
答案选C。
2．C
【详解】A．任何反应发生都有断裂化学键吸收能量的过程和形成化学键释放能量的过程，因此反应条件与反应类型是否是放热反应无关。如煤的燃烧反应是放热反应，却需要加热条件下才能发生，在常温下不能自发进行，A错误；
B．对于可逆反应，当其达到平衡后，加热升高温度时，化学平衡向吸热的反应方向移动，表示吸热反应方向进行的程度大于放热反应方向进行的程度，因此加热时，化学反应既可以向吸热反应方向进行，也可以向放热反应方向进行， B错误；
C．在原电池反应中，负极失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，因此原电池工作时所发生的反应一定属于氧化还原反应，C正确；
D．在电解过程中，电能转化为化学能而将能量“储存”起来，D错误；
故合理选项是C。
3．A
【详解】A．PANa为有机物钠盐，在水溶液中电离出聚丙烯酸根离子和Na＋，A错误；
B．放电时负极锌失去电子后结合OH－生成，负极反应式为，B正确；
C．充电时，阴极反应式为＋2e－=Zn＋4OH－，阴极附近OH－浓度增大，pH增大，阳极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，阳极附近OH－浓度减小，pH减小，C正确；
D．充电时，阳极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，电路中通过0.4mol电子时，有0.1mol O2生成，在标准状况下体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L，D正确；
故答案为A。
4．D
【详解】A．电池右边是C6H12O6变为CO2，化合价升高，失去电子，因此电极n为电池的负极，故A错误；
B．电池左边是变为N2，化合价降低，得到电子，因此电极m上发生的反应为2+12H＋+10e－＝N2↑+6H2O，故B错误；
C．根据B选项电极方程式，每转移1 mole－，左池产生0.1mol N2，在标准状况下气体体积为2.24 L，故C错误；
D．C6H12O6－24e－+6H2O＝24H＋+6CO2↑，根据关系式5 C6H12O6～24，因此每消耗1 mol C6H12O6可脱除4.8 mol硝态氮，故D正确。
综上所述，答案为D。
5．C
【详解】A．玻璃棒的主要成分是硅酸钠，会干扰焰色试验时Na+的检验，故A错误；
B．硝酸根离子有很强的氧化性，且在酸性条件下通常比铁离子的氧化性强，故B错误；
C．向Na2CO3固体中加入稀硫酸，产生气泡为CO2，说明酸性：H2SO4＞H2CO3，由于硫酸不挥发，故可以将产生的气体直接通入硅酸钠溶液中，产生白色沉淀，说明H2CO3＞H2SiO3，最高价含氧酸的酸性越强，元素的非金属性越强，则能说明非金属性：S＞C＞Si，故C正确；
D．Zn置换出Cu，构成原电池，加快反应速率，与催化剂无关，故D错误；
答案选C。
6．C
【详解】A．当湿布片所含的溶液为饱和食盐水时，铜片为正极，在铜片上得电子，铜片附近不会生成气体．A项错误；
B．由于无法判断湿布片所含溶液酸碱性，所以无法判断电池具体的电极反应式，B项错误；
C．当湿布片所含溶液为碱性时，负极会产生，由于在pH等于8.1时开始沉淀，所以湿布片上可能会产生沉淀，C项正确；
D．若湿布片所含的是饱和食盐水，根据该原电池的工作原理可知，原电池在工作一段时间后，总质量会增加，增加的质量来自于，D项错误；
故选：C。
7．D
【详解】A．b极上N元素的化合价降低，所以b是正极发生还原反应，故A错误；
B．原电池中阳离子从负极移向正极，即H+由左室通过质子交换膜进入右室，故B错误；
C． b极上N元素的化合价降低，b是正极，发生还原反应，电极反应式为： ，故C错误；
D． 电池工作时，原电池中电流从正极流向负极，电流由b电极沿导线流向a电极，故D正确；
答案选D。
8．B
【详解】A．在铁上镀铜时，应是铜作阳极，与电源正极相连，而铁作阴极，与电源负极相连，A错误；
B．蓝色胆矾晶体一旦接触到浓硫酸，会逐渐失去结晶水变为白色无水硫酸铜粉末，体现了浓硫酸的吸水性，B正确；
C．装置中Cl2依次通过NaBr溶液、KI溶液并依次与之发生置换反应，两个小锦球分别变黄色，蓝色，只能证明氯的非金属性既强于溴，也强于碘，但无法比较溴与碘的非金属性强弱，C错误；
D．通NH3的导管不应该插入溶液下，因NH3在水中的溶解度极大，会发生倒吸现象，D错误；
故选B。
9．A
【详解】A．因为电解质溶液是酸性环境，故正极反应式是：，A错误；
B．因为总反应式是，不消耗硫酸，故电解质中硫酸的物质的量不变，B正确；
C．原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故H+向正极移动，C正确；
D．用该电池点解CuCl2溶液，阳极反应式：2Cl-—2e-=Cl2↑，氯气与电子之间的比例关系为1：2，2.24 L Cl2的物质的量n=，电子的物质的量=2n=0.2mol，D正确；
故本题选A。
10．C
【分析】根据图知，通入CH3OH的电极A为负极，失去时电子发生氧化反应，反应为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，通入O2的B电极为正极，得电子发生还原反应，反应为O2+2e-+H+=，阳离子向正极移动，据此分析解答。
【详解】A．通过以上分析知，A为负极，失去电子，发生氧化反应，A错误；
B．根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，溶液中的阳离子向负电荷较多的正极移动，则该电解质溶液中H+由A极流向B极，B错误；
C．B极为正极，O2得电子发生还原反应，正极的电极反应为：，C正确；
D．在该电池反应中，负极电极反应式为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，每反应产生1 mol CO2，转移6 mol电子，则外电路中通过0.3 mol电子，反应产生CO2的物质的量n(CO2)=×1 mol=0.05 mol，其质量m(CO2)=0.05 mol×44 g/mol=2.2 g，D错误；
故合理选项是C。
11．A
【分析】由催化机理可知，该反应的反应物为HCHO和O2，生成物为H2O和CO2。
【详解】A．1molHCHO中存在2mol的醛基结构，故与银氨溶液完全反应，最多可生成4molAg，即432gAg，故A项正确；
B．该反应产生CO2，故B项错误；
C．催化机理存在一步HCO与H+反应生成CO2的过程，这一步不是氧化还原反应，故C项错误；
D．Na2O2中的阴离子是O，与O种类不一样，故D项错误；
故答案为A。
12．D
【详解】A. 与电源正极相连的是电解槽的阳极，A正确；
B. 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿，因为锌比铜活泼，形成原电池后，Zn作负极，能阻止铜失电子，从而保护了铜，B正确；
C. 在铁上镀铜，用纯铜作阳极，铁作阴极，电镀液中铜离子的浓度保持不变，符合电镀的条件，C正确；
D. 钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式：Fe - 2e- = Fe2+，D错误；
答案为D。
13．B
【详解】A．该装置利用菲涅尔透镜聚光通过光伏电池将光能转化为电能，使水电解为氢气和氧气，A正确；
B．该装置中先利用光能转化为电能，再电解水产氢，电能转化为化学能，B错误；
C．“双碳”战略目标是中国承诺在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，该装置实现了全过程无碳的绿氢制取，大大减少碳排放，是有利于我国提前完成“双碳”战略目标，C正确；
D．“产氢”装置的原理是电解水产氢，阴极方程式：2H+ +2e- = H2，D正确；
故答案选B。
14． 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。
15．(1) 太阳能 从流向
(2) 负极
(3) 左
【详解】（1）由图可知，光伏电池将太阳能转化为电能；由图中电荷的移动方向可知，电流由流向；故答案为：太阳能；从流向；
（2）原料为甲醇和水，产物为二氧化碳、氢离子，则为负极；原料为氢离子和氧气，，产物为水，则电极方程式为：化合价由价升高到价，失去个电子，则转移电子，需要甲醇；故答案为：负极；。
（3）题中放电时槽溶液颜色由黄色变为蓝色即被还原为中被氧化为，则放电时槽中的电极方程式为：，故氢离子向左槽移动；充电时，与电源正极相连的为阳极，失电子，则为槽中失电子转化为，其电极方程式为：；故答案为：左；。
16．(1) 2Cl--2e-=Cl2↑ Mg2++2H2O+2e-=H2↑+Mg(OH)2↓ Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑
(2) 2Al-6e-+8OH-=2+4H2O 6H2O+6e-=3H2↑+6OH- 2Al+2H2O+2OH-2+3H2↑
(3) 2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+ 6H++6e-=3H2↑ 2Al+3H2OAl2O3+3H2↑
(4) 负 4+3e-=Al+7 H2
【详解】（1）用惰性电极电解MgCl2溶液，溶液中存在Mg2+、H+、Cl-、OH-，阳极Cl-先失电子，反应式为2Cl--2e-=Cl2↑；阴极水电离出的H+先得电子生成H2，电离出的OH-与Mg2+结合，反应式为Mg2++2H2O+2e-=H2↑+Mg(OH)2↓；两极反应式相加消去电子得到总反应离子方程式Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑。
（2）用Al作电极电解NaOH溶液，阳极Al作为活性电极失去电子生成Al3+，与OH-结合，反应式为2Al-6e-+8OH-=2+4H2O，阴极H2O电离出的H+比Na+先得电子生成H2，反应式为6H2O+6e-=3H2↑+6OH-；两极反应式相加消去电子得到总反应离子方程式2Al+2H2O+2OH-2+3H2↑。
（3）阳极Al失去电子生成氧化膜，酸性环境氧原子由水提供，反应式为2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+；阴极H+得电子生成H2，反应式为6H++6e-=3H2↑；两极反应式相加消去电子得到总反应离子方程式2Al+3H2OAl2O3+3H2↑。
（4）电镀时，镀件作阴极，即钢制品作阴极，接电源负极，根据阴极生成Al可知反应式为4+3e-=Al+7。若改用AlCl3水溶液作电解液，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，产物为H2。
17．(1) H2 O2 负极：2H2＋4OH－－4e-=4H2O 正极：O2＋2H2O＋4e-=4OH-
(2) 负极：2H2-4e-=4H＋ 正极：O2＋4H＋＋4e-=2H2O (1)中pH变小，(2)中pH变大
(3) 负极：CH4＋10 OH－－8e-=CO＋7H2O 正极：2O2＋4H2O＋8e-=8OH-
【分析】(1)
根据电池反应式可知H2在反应中被氧化，O2被还原，因此H2应在负极上反应，O2应在正极上反应。又因为是碱性溶液，此时应考虑不可能有H＋参加或生成，故负极反应为：2H2＋4OH--4e-=4H2O，正极反应为：O2＋2H2O＋4e-=4OH-。
(2)
若将导电物质换成酸性溶液，此时应考虑不可能有OH-参加或生成，故负极：2H2-4e-=4H＋，正极：O2＋4H＋＋4e-=2H2O。由于前者在碱性条件下反应KOH量不变，但工作时H2O增多，故溶液变稀，碱性变小，pH将变小。而后者为酸溶液，H2SO4不变、水增多，溶液酸性变小，故pH将变大。
(3)
如把H2改为甲烷，用KOH作导电物质，根据反应CH4＋2O2=CO2＋2H2O，则负极为发生氧化反应的CH4，正极为发生还原反应的O2，由于有KOH存在，此时不会有CO2放出，正极：2O2＋4H2O＋8e-=8OH-，负极：CH4＋10 OH－－8e-=CO＋7H2O。
18． 负极 0.2mol 0.5mol·L-1 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 1.12L 银 AgNO3 14
【分析】本题主要考查电解池原理及相关计算。接通电源后，D中g极附近显红色，说明g极产生OH-，该电极为阴极，则b、d、f、h为阳极，a、c、e为阴极，M为电源负极，N为电源正极。
【详解】（1）经分析，M为负极；
（2）A中溶液为CuSO4，总的电解方程式，加入Cu(OH)2后，发生反应2Cu(OH)2+2H2SO4=2CuSO4+4H2O；若加入Cu(OH)2后，溶液与电解前相同，则说明电解CuSO4溶液时，除了电解CuSO4之外，还电解了等物质的量的水；所以，n(CuSO4)=n(H2O)=n[Cu(OH)2]==0.05mol，则c(CuSO4)==0.5mol/L；电解0.05mol CuSO4、H2O分别转移0.1mol电子，所以该电解过程中电子共转移0.2mol；
（3）B中装有NaOH溶液，d为阳极，则d电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑；由于转移0.2mol电子，则生成0.05mol O2，所以d电极上产生气体的体积（标况）为0.05mol×22.4L/mol=1.12L；
（4）用C给铜镀银，则电镀液为AgNO3溶液；由于f是阳极，所以f应该是银；
（5）电路中转移电子0.2mol，g电极产生0.2mol OH-，稀释后，c(OH-)==1mol·L-1，则c(H+)=1×10-14mol·L-1，所以pH=14。
19． 2H++2e-=H2↑ Zn-2e-=Zn2+ PbO2++4H++2e-=PbSO4+2H2O 增加 0.1 H2+2OH--2e-=2H2O 减弱 O2+4e-+2H2O=4OH-
【详解】(1)将铜片和锌片用导线相连，插入稀硫酸中，构成原电池，其中锌的金属性强于铜，锌是负极，发生失去电子的氧化反应，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，铜是正极，溶液中的氢离子放电，正极反应为2H++2e-=H2↑；
(2)反应中二氧化铅得到电子，作正极，则B电极反应式为PbO2++4H++2e-=PbSO4+2H2O；铅是负极，失去电子转化为硫酸铅，则该电池在工作时，A电极的质量将增加；工作时的总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O，即消耗2mol硫酸，转移2mol电子，若该电池反应消耗了0.1molH2SO4，则转移电子的数目为0.1NA；
(3)通入氢气的A电极是负极，负极反应式为H2+2OH--2e-=2H2O；总反应是氢气和氧气反应生成水，因此该电池在工作一段时间后，溶剂水增加，氢氧化钾的浓度减小，则溶液的碱性将减弱。
(4)通入空气(氧气)的电极是正极，氧气得到电子，溶液显碱性，则正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
20．(1) 负 氧化 阳 氧化
(2) 吸氧 O2+4e-+2H2O=4OH- 析氢 2H++2e-=H2↑
【详解】（1）根据原电池原理，在原电池中，通常较活泼的金属做负极，发生氧化反应；电解池中，与电源正极相连的极是阳极，发生氧化反应。
（2）①图示可知，若试管内液面上升，说明金属铁发生吸氧腐蚀，铁为负极，氧气在正极发生还原反应，正极反应式为 O2+4e-+2H2O=4OH-；
②若试管内液面下降，说明有氢气生成，铁发生析氢腐蚀，正极反应式为2H++2e-=H2↑。
21．(1) 右 阳 NH-6e-+3F-=NF3+4H+
(2) CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+ Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 0.4NA
【分析】电解池中，阴极上氧化剂得到电子发生还原反应，故(1)中b电极为阴极，a为阳极，内电路中阴离子移向阳极、故H+向b极移动；(2)的甲醇燃料电池中，通入甲醇的一极为负极，甲醇在负极失去电子发生氧化反应，通入助燃物氧气的一极为正极，正极上氧气得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，电化学反应时，电极上电子数守恒，据此分析回答；
【详解】（1）①由图知，在右侧区域氢离子得电子变成氢气，发生还原反应，故b电极为阴极、H+向右移动。
②据分析a电极为电解池的阳极，该电极上NH4F发生氧化反应转变为NF3，该电极的电极反应式：NH-6e-+3F-=NF3+4H+。
（2）①由图知，由氢离子的移动方向可知，M电极为负极、N为正极，则b端口通入甲醇，c端口通入氧气，M电极上CH3OH失去电子被氧化得到CO2，反电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。
②电解池中，与N相连的电极为阳极，则阳极上Fe失去电子被氧化，得到Fe2+，Fe2+与Cr2O、H+发生氧化还原反应生成Cr3+和Fe3+，该反应的离子方程式为Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
③燃料电池内有质子交换膜，N电极反应为：，当消耗标况下2.24L即0.1mol氧气时，转移0.4mol电子，则通过质子交换膜的离子数目为0.4NA。
22． 正 H2-2e-=2H+ O2+4e-+2H2O=4OH- CH4+100H+-8e-=CO32-+7H2O- 降低 N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑ 1.12
【详解】（1）燃料电池中通入氧化剂的一极为正极，故氢氧燃料电池中通入氧气的一极为正极；H2失电子发生氧化反应，若电解质溶液为硫酸溶液，则负极反应为H2-2e-=2H+；O2得电子发生还原反应，若电解质溶液为KOH溶液，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
（2）若将氢气改为CH4，CH4中则-4价C元素被氧化为+4价，电解质溶液为KOH溶液，OH-参与负极反应，此时负极反应式为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；总反应为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，反应消耗OH-，—段时间后，电解质溶液的pH将降低。
（3）①肼(N2H4)-空气碱性燃料电池，总反应为：N2H4+O2=N2+H2O，负极上N2H4失电子，氢氧根离子参与反应，生成水和氮气，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑。②电池放电时正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，以该燃料电池做电源，铜作阳极电解硫酸铜溶液时，阴极反应Cu-2e-=Cu2+，当阴极增重1.28 g时，生成0.02molCu，转移0.04mol电子，根据电子守恒，有0.01mol氧气反应，则需要标准状况下空气的体积=0.01mol×22.4L mol-1÷20%=1.12L。
点睛：本题考查燃料电池，综合性较强，主要考查电极反应式书写和有关计算，书写电极反应式时，要注意电解质溶液的酸碱性；根据得失电子守恒，利用电极反应式进行有关计算。
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