4.2 电解池 课后检测（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 4.2 电解池 课后检测（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 799.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-02-10 10:54:40 | ||
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文档简介
4.2 电解池 课后检测
一、单选题
1．下列叙述正确的是( )
①电解池是将化学能转变成电能的装置
②原电池是将电能转变成化学能的装置
③金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化
④电解池两个电极材料可以相同
A．①②③④ B．仅③④ C．仅②③④ D．仅③
2．化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是 （ ）
A．氯碱工业是电解熔融的，在阳极能得到
B．电渗析法淡化海水利用了离子交换膜技术
C．晶体硅制得的光电池，能直接将光能转化为电能
D．煤经过气化和液化等化学变化可转化为清洁能源
3．后母戊鼎是迄今世界上出土最大、最重的青铜礼器，形制巨大，雄伟庄严，工艺精巧，足以代表高度发达的商代青铜文化。下列有关说法错误的是（ ）
A．青铜的熔点低于纯铜
B．古代湿法炼铜的原理是置换反应
C．现代电解精炼铜时，粗铜作阳极
D．青铜器表面的铜绿是铜的一种氧化物
4．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A．硅晶体中，有NA个Si就有2 NA个Si—Si键
B．常温常压下，等物质的量浓度的Na2CO3与Na2S溶液中Na+数目相等
C．惰性电极电解食盐水，若线路中通过2 NA个电子的电量时，则阳极产生气体22.4 L
D．标准状况下，2 mol Na2O2与44.8 L SO2完全反应，转移的电子数目为2 NA
5．铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是（ ）
A．正极 B．负极 C．阳极 D．阴极
6．特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池，其工作原理如图，A极材料是金属锂和石墨的复合材料(石墨作为金属锂的载体)，电解质中通过传导Li＋实现导电，隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式LixC6＋Li1－xCoO2 C6＋LiCoO2。下列说法错误的是（ ）
A．放电时，电子沿导线由A移向B，电解质溶液是含Li＋的水溶液
B．充电时A为阴极，发生还原反应为C6＋xLi＋＋xe－＝LixC6
C．放电时B为正极，电极反应式为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－＝LiCoO2
D．废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行“充电处理”使锂进入石墨中而有利于回收
7．二氧化氯(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。如图是目前已开发出用电解法制取的新工艺，下列说法中错误的是（ ）
A．阳极产生的电极反应式：
B．当阴极产生的气体比阳极多0.3mol时通过阳离子交换膜的的物质的量为1mol
C．该电解池的总反应为：
D．若采用未经精制的食盐水，将降低离子交换膜的使用寿命
8．类比是研究物质性质的常用方法之一，可预测许多物质的性质。但类比是相对的，不能违背客观实际。下列根据已知，类比得到的结论正确的是（ ）
选项 已知 类比
A 金属Na保存在煤油中 金属Li也保存在煤油中
B C单质和浓硝酸加热反应生成CO2和NO2 S单质和浓硝酸加热反应生成SO2和NO2
C 电解NaCl溶液得到NaOH、H2和Cl2 电解CuBr2溶液得到Cu(OH)2、H2和Br2(均为惰性电极)
D SO2通入BaCl2溶液中不产生沉淀 CO2通入BaCl2溶液中也不产生沉淀
A．A B．B C．C D．D
9．电解制备高锰酸钾的装置如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．b为电源负极
B．Ⅰ中的K+通过阳离子交换膜移向Ⅱ
C．若使用阴离子交换膜, 可提高KMnO4产品纯度
D．若阴极产生0.4g气体，理论上可得到0.4 mol KMnO4
10．可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如图所示。通过控制开关，可得到或。下列说法正确的是
A．连接时，阳极反应物为
B．连接时，可制备
C．连接时，阳极发生反应：
D．连接时，当电路中通过电子时，电极3的质量增加
11．电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。
已知:3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O
下列说法错误的是（ ）
A．右侧发生的电极方程式：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B．电解结束时，右侧溶液中含有IO3-
C．电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O=KIO3+3H2↑
D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变
12．NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A．1L0.1 mol·L-1NaClO溶液中含有的ClO-数目为NA
B．在电解精炼粗铜的过程中，当阴极质量增重32g时转移的电子数为NA
C．常温常压下，1 mol分子式为C2H6O的有机物中含有C-O键的数目为NA
D．氢氧燃料电池正极消耗22.4 L气体时，负极消耗气体的分子数为2NA
13．一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物为固态电解质，电池总反应为：。
下列说法错误的是（ ）
A．放电时，含有锌膜的碳纳米管纤维作电池负极
B．充电时，阴极反应：
C．有机高聚物中含有极性键、非极性键和氢键
D．合成有机高聚物的单体：
14．如下图所示装置图，下列叙述错误的是（ ）
A．X与滤纸接触处的铜丝发生反应Cu-2e-=Cu2+
B．碳棒表面逐渐生成红色物质
C．若隔膜左侧溶液中始终只有一种溶质，则A离子不能是Cu2+
D．若滤纸与Y接触处变红，则B溶液可以是AgNO3溶液
15．水系锌离子电池的工作原理如图所示，已知难溶于水，下列相关说法正确的是（ ）
A．放电时电子流向
B．充电一段时间后，溶液质量不变
C．放电时P极反应为：
D．充电时，a电极接外接电源负极
16．通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，电解示意图如下（其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计）。下列说法不正确的是（ ）
A．电极A为阴极，发生还原反应
B．电极B的电极发应：
C．电解一段时间后溶液中浓度保持不变
D．电解结束，可通过调节除去，再加入溶液以获得
17．电解海水直接制取利用了氯碱工业的原理，该过程同时完成了对海水的消毒和灭藻，电解装置如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．阳极的电极反应式为
B．相比进口处的海水，出口处的海水的浓度更小
C．阴极的电极材料不可使用金属铁
D．海水中含有、、等杂质离子，处理过程中易产生、水垢
18．关于下列装置的说法，正确的是（ ）
A．装置①中盐桥内的K+移向CuSO4溶液
B．装置①将电能转变为化学能
C．若装置②用于铁棒镀铜，则N极为铁棒
D．若装置②用于电解精炼铜，精炼过程溶液中的Cu2+浓度保持不变
19．利用光伏电池与膜电解法制备Ce(SO4)2溶液的装置如下图所示，下列说法错误的是（ ）
A．该离子交换膜为阴离子交换膜，SO42-由右池向左池迁移
B．电解池中发生的总反应为Cu2++2Ce3+=Cu+2Ce4+
C．该装置工作时的能量转化形式只有两种
D．由P电极向N电极转移0.1mol电子时，阳极室生成33.2gCe(SO4)2
20．某混合物浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。用惰性电极电解时，下列说法正确的是：（ ）
A．a极产生氧气，b极产生氢气
B．a电极区溶液pH值减小
C．含铬微粒主要以Cr2O72－形式在b极区聚集
D．CrO42-能从浆液中分离出来向a极区迁移
二、综合题
21．如图所示的三个容器中分别盛有不同的溶液，其中，c、d、g、h为石墨电极，e、f为铜电极。闭合K，发现g电极附近的溶液先变红。电解20min时，停止电解，此时d电极上产生56mL气体(标准状况)。据此回答：
（1）电源a极是 极。
（2）整个电解过程中，电路中通过的电子的物质的量是 。
（3）乙装置中发生电解的总反应方程式为 。
（4）要使甲中溶液恢复到原来的状态，需要加入的物质及其物质的量是 。
（5）电解后恢复到室温，丙中溶液的pH为 (不考虑溶液体积变化)。
22．某卤水锂矿“沉锂”后所得滤饼的主要成分为Li2CO3，同时含有共生盐——氯化钠、氯化钾及少量重金属盐，为提高Li2CO3的纯度，需要在“沉锂”后进行“洗矿”，洗矿母液为接近饱和的碳酸锂的高盐废水，废水的pH约为10~12且重金属离子含量超标，需处理后排放，回收处理洗矿母液的工艺流程如图所示。
碳酸锂的溶解度(g/L)如表：
温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 80 100
Li2CO3 1.54 1.43 1.33 1.25 1.17 1.08 1.01 0.85 0.72
回答下列问题：
（1）“洗矿”通常采用90℃的热水进行，目的是 。
（2）洗矿母液呈碱性的主要原因是 (用离子方程式表示)。
（3）“除重金属”时所得滤渣含有硫化亚砷(As2S3)，可用硝酸将其转化为砷酸(H3AsO4)、硫酸，同时生成一氧化氮，则该反应的化学方程式为 。
（4）NaCl、KCl、LiCl的溶解度随温度的变化情况如图所示。流程中操作I为“加热蒸发、浓缩结晶、趁热过滤”，操作II为“冷却结晶、过滤”，则晶体b和晶体c的主要成分分别为 、 (填化学式)。
（5）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下：
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液做阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热，过滤、洗涤、干燥得高纯Li2CO3。
①a中，阳极的电极反应式是 ，宜选用 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。
②b中，生成Li2CO3反应的离子方程式是 。
23．下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、100 g 16.0%的的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。
接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4的质量分数为12.20%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：
（1）电源的N端为 极。
（2）电极b上发生的电极反应式为
（3）电极b上生成的气体在标准状况下的体积 。
（4）电极c的质量变化是 g。
24．【加试题】
（1）(一) 以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料，通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]，装置如图1所示。
收集到(CH3)4NOH的区域是 (填a、b、c或d)。
（2）写出电池总反应 。
（3）(二) 乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成：
CH3COOH(l)＋C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)＋H2O(l) ΔH＝－2.7 kJ·molˉ1
已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表：
纯物质 沸点/℃ 恒沸混合物(质量分数) 沸点/℃
乙醇 78.3 乙酸乙酯(0.92)＋水(0.08) 70.4
乙酸 117.9 乙酸乙酯(0.69)＋乙醇(0.31) 71.8
乙酸乙酯 77.1 乙酸乙酯(0.83)＋乙醇(0.08)＋水(0.09) 70.2
请完成：
关于该反应，下列说法不合理的是________。
A．反应体系中硫酸有催化作用
B．因为化学方程式前后物质的化学计量数之和相等，所以反应的ΔS等于零
C．因为反应的ΔH接近于零，所以温度变化对平衡转化率的影响大
D．因为反应前后都是液态物质，所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计
（4）一定温度下该反应的平衡常数K＝4.0。若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料，则乙酸乙酯的平衡产率y＝ ；若乙酸和乙醇的物质的量之比为n∶1，相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为x，请在图2中绘制x随n变化的示意图 (计算时不计副反应)。
（5）工业上多采用乙酸过量的方法，将合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加热至110℃左右发生酯化反应并回流，直到塔顶温度达到70～71℃，开始从塔顶出料。控制乙酸过量的作用有 。
（6）近年，科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法：
2C2H5OH(g) CH3COOC2H5(g)＋2H2(g)
在常压下反应，冷凝收集，测得常温下液态收集物中主要产物的质量分数如图3所示。关于该方法，下列推测合理的是________。
A．反应温度不宜超过300℃
B．增大体系压强，有利于提高乙醇平衡转化率
C．在催化剂作用下，乙醛是反应历程中的中间产物
D．提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键
25．合成气的主要成分是 一氧化碳和氢气，是重要的化工原料。
（1）I.已知下列反应：
①CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH = +206 kJ/mol
②C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) ΔH = +131 kJ/mol
工业制取炭黑的方法之一是将甲烷隔绝空气加热到1300℃进行裂解。填写空白。
CH4(g)= C(s)+ 2H2(g) ΔH = kJ/mol。
（2）若800℃时，反应①的平衡常数K1=1.0，某时刻测得该温度下，密闭容器中各物质的物质的量浓度分别为：c(CH4)=4.0 mol·L－1；c(H2O)=5.0 mol·L－1；c(CO)=1.5 mol·L－1；c(H2)=2 mol·L－1，则此时该可逆反应的状态是 (填“达到平衡”、“向正反应方向移动”或“向逆反应方向移动”)。
（3）Ⅱ．甲醇是一种可再生能源，工业上用合成气来合成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，分析该反应并回答下列问题：
一定条件下，将CO与H2以物质的量之比1：1置于恒容密闭容器中发生以上反应，能说明该反应已达到平衡的是_____________________________。
A．体系的压强不发生变化
B．混合气的密度保持不变
C．体系中碳元素的质量分数不变
D．CO与H2的物质的量之比保持不变
（4）如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1 K2 （填“>”、“<”或“=”）。理由是 。
（5）已知甲醇燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时，电池左边的电极发生的电极反应式为 。
（6）用甲醇燃料电池作为直流电源，设计如图装置制取Cu2O，电解总反应为：2Cu＋H2O＝Cu2O＋H2↑。写出铜电极的电极反应式 。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】电解质溶液导电发生了氧化还原反应，是化学变化；金属导电仅是电子的定向移动，是物理变化。电解池的两极只要能导电即可。
【分析】电解池是将电能转化为化学能的装置；原电池是将化学能转化为电能的装置；金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化；电解池中两个电极材料可以是相同的。
2．【答案】A
【解析】【解答】A.氯碱工业是指电解NaCl溶液制氢氧化钠及氯气，故A符合题意；
B.海水淡化的方法有蒸馏法、离子交换法和电渗析法等，其中电渗析法淡化海水利用了离子交换膜技术，故B不符合题意；
C.硅是良好的半导体材料，晶体硅制得的光电池，能直接将光能转化为电能，故C不符合题意；
D.煤经过气化和液化等化学变化可转化为清洁能源，故D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A、氯碱工业是电解氯化钠溶液；
B、电渗析法利用离子交换膜技术淡化海水；
C、太阳能电池将光能转化为电能；
D、煤的气化和液化为化学变化。
3．【答案】D
【解析】【解答】A．青铜是合金，形成合金后熔点降低，则青铜的熔点低于纯铜，故A不符合题意；
B．古代湿法炼铜的原理是铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，是置换反应，故B不符合题意；
C．现代电解精炼铜时，粗铜作阳极失去电子被氧化，故C不符合题意；
D．青铜器表面的铜绿是碱式碳酸铜，是铜的一种碱式盐，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】青铜器是合金，合金的熔沸点低于纯金属，古代湿法炼铜主要利用的是置换原理，电解精炼铜时，纯铜做阴极，粗铜做阳极，青铜器表面的铜绿的成分不是氧化物而是碱式碳酸铜
4．【答案】A
【解析】【解答】A，硅晶体属于原子晶体，其中n（Si）：n（Si-Si）=1：2，有NA个Si就有2NA个Si-Si键，A项符合题意；
B，由于溶液的体积未知，无法判断两溶液中Na+的大小关系，B项不符合题意；
C，惰性电极电解食盐水时阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，线路中通过2NA个电子时生成1molCl2，但由于Cl2所处温度和压强未知，无法用22.4L/mol计算Cl2的体积，C项不符合题意；
D，n（SO2）= =2mol，Na2O2与SO2反应的化学方程式为Na2O2+SO2=Na2SO4~2e-，2molNa2O2与2molSO2完全反应转移4mol电子，D项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】注意过氧化钠与非金属氧化物反应时，一般规律，与最高价氧化物反应会有氧气生成，与中间价态的氧化物反应没有氧气生成。
5．【答案】B
【解析】【解答】锌比铜活泼，铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是负极，故B符合题意。
【分析】原电池中活泼金属易被氧化，做原电池的负极，据此解答即可。
6．【答案】A
【解析】【解答】从总反应看，LixC6失电子，A为负极，Li1－xCoO2得电子，B为正极。
A. 放电时，电子沿导线由负极A移向正极B，电解质溶液是含Li＋的熔融液，A符合题意；
B.原电池的负极A充电时作电解池的阴极，得电子发生还原反应，电极反应为C6＋xLi＋＋xe－＝LixC6，B不符合题意；
C. 放电时B为正极，Li1－xCoO2得电子，电极反应式为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－＝LiCoO2，C不符合题意；
D. 废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行“充电处理”，阴极C6转化为LixC6，使锂进入石墨中而有利于回收，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据电池反应式知，负极反应式为LixC6-xe－=C6＋xLi＋、正极反应式为 Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－＝LiCoO2 ，充电时，阴极、阳极反应式与负极，正极反应式正好相反，所以A是负极、B是正极，根据二次电池的工作原理的结合原电池和电解池的工作原理来回答。
7．【答案】B
【解析】【解答】A．根据上述分析，阳极上产生ClO2，有元素守恒，阳极电极反应式为Cl--5e-+2H2O= ClO2↑+4H+，故A说法不符合题意；
B．阳极反应式为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，总反应式为2Cl-+6H2O2ClO2↑+5H2↑+2OH-，当氢气物质的量比ClO2的物质的量多3mol时，转移电子物质的量10mol，交换膜为阳离子交换膜，只允许阳离子通过，共有10mol Na+、H+通过交换膜，即当阴极产生的气体比阳极多0.3mol时通过阳离子交换膜的Na+、H+总物质的量为1mol，故B说法符合题意；
C．根据B选项分析，总反应为2NaCl+6H2O2ClO2↑+5H2↑+2NaOH，故C说法不符合题意；
D．粗盐中含有Mg2+、Ca2+等杂质，能与阴极产生OH-结合，生成沉淀，阻塞交换膜，降低离子交换膜的使用寿命，故D说法不符合题意；
故答案为：B。
【分析】通入饱和食盐水，制得二氧化氯，反应过程中Cl元素的化合价升高，则产生二氧化氯的电极为阳极，阳极的电极反应式为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+，阴极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
8．【答案】D
【解析】【解答】A．Na的密度比煤油大，Na可保存在煤油中，而Li的密度比煤油小，Li不能保存在煤油中，A项不符合题意；
B．浓硝酸具有强氧化性，浓硝酸和C单质加热反应生成CO2和NO2，SO2具有还原性，会被硝酸氧化，所以S单质和浓硝酸加热反应生成H2SO4和NO2，B项不符合题意；
C．由于离子放电能力，，所以电解CuBr2溶液时，阴极上Cu2+得到电子变为Cu单质，阳极上失去电子变为Br2，C项不符合题意；
D．根据“强酸制备弱酸”的规律，碳酸、亚硫酸均为弱酸，均不能与氯化钡溶液反应，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、金属Li的密度比煤油小，不能保存在煤油中；
B、硫单质与浓硝酸反应生成H2SO4和NO2；
C、根据离子放电顺序Cu2＋>H＋、Br－>OH－进行分析；
D、根据酸性H2SO3>HCl>H2CO3结合“强酸制弱酸”原理进行分析；
9．【答案】D
【解析】【解答】A. MnO42-在右侧电极转化为MnO4-，锰元素从+6价升高为+7价，被氧化，因此，右侧电极是电解池的阳极，b是电源的正极，则a是电源的负极，故A不符合题意；
B.电解池工作时，溶液中的阳离子向阴极移动，所以，该电解池中，Ⅱ中的K+通过阳离子交换膜移向Ⅰ，故B不符合题意；
C.若使用阴离子交换膜；MnO42-可能会在阴极还原为MnO2，导致高锰酸钾的产率降低，故C不符合题意；
D.该电解池工作时，阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，若阴极生成0.4g气体，电路上转移0.4mol电子，根据电极反应MnO42--e-= MnO4-知，阳极区生成0.4 mol KMnO4，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据由锰酸钾到高锰酸钾中锰元素的化合价升高，发生的是氧化反应，故b端连接是电源的正极，Ⅱ是阳极区，故a连接的电池的负极，Ⅰ是阴极区。阳极是锰酸钾失去电子，阴极是氢离子发生还原反应，变为氢气，根据方程式即可进行计算
10．【答案】D
【解析】【解答】A．连接时，电极3为阳极，发生，为产物，故A不符合题意；
B．电解时，氧气在阳极生成，氢气在阴极生成，连接时，可制备，故B不符合题意；
C．溶液为碱性电解液，所以连接时，阳极发生反应：，故C不符合题意；
D．连接时，电极3发生，当电路中通过电子时，电极3的质量增加，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极失电子，发生氧化反应，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上得电子，发生还原反应，内电路中阴离子移向阳极、阳离子移向阴极；根据电路中得失电子守恒计算。
11．【答案】D
【解析】【解答】A．左侧溶液变蓝色，生成I2，左侧电极为阳极，右侧电极为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，则右侧电极反应式为：2H++2e-═H2↑，故A不符合题意；
B.一段时间后，蓝色变浅，发生反应3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，中间为阴离子交换膜，右侧I-、OH-通过阴离子交换膜向左侧移动，保证两边溶液呈电中性，左侧的IO3-通过阴离子交换膜向右侧移动，故右侧溶液中含有IO3-，故B不符合题意；
C.左侧电极为阳极，电极反应为：2I--2e-=I2，同时发生反应3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，右侧电极为阴极，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故总的电极反应式为：KI+3H2O KIO3+3H2↑，故C不符合题意；
D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，左侧电极为阳极，电极反应为：2I--2e-=I2，右侧电极为阴极，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，保证两边溶液呈电中性，左侧多余K+通过阳离子交换膜迁移至阴极，左侧生成I2，右侧溶液中有KOH生成，碘单质与KOH不能反应，总反应相当于：2KI+2H2O 2KOH+I2+H2↑，电解槽内发生的总化学方程式发生变化，故D符合题意；
故答案为D。
【分析】A.左侧生成碘单质，说明左侧发生的是氧化反应，所以是阳极；
B.电解池的电解液中，阴离子会向阳极移动，阳离子会向阴极移动；
C.电解槽中发生的反应是碘化钾和水的氧化还原反应，生成碘酸钾和氢气单质；
D.将阳离子交换膜代替阴离子交换膜，会使阴阳离子移动的方向发生改变，从而使两极的反应发生改变。
12．【答案】B
【解析】【解答】A.1L0.1mol·L-1NaClO溶液中NaClO的物质的量为0.1mol·L-1×1L=0.1mol，ClO-要发生水解，水解后离子的浓度减小，数目小于0.1NA，故A不符合题意；
B．电解精炼粗铜时，阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu，阴极增重32g，即生成了0.5mol铜，故转移电子数为NA，故B符合题意；
C．C2H6O可能是甲醚也可能是乙醇，若是乙醇，1 mol分子式为C2H6O的有机物中含有C-O键的数目为NA，若是甲醚，1 mol分子式为C2H6O的有机物中含有C-O键的数目为2NA，二者含有碳氧键数目不同，故C不符合题意；
D．未指明标况，无法确定22.4L气体的物质的量，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】C2H6O可能是甲醚也可能是乙醇，它们是同分异构体，为易错点。
13．【答案】B
【解析】【解答】A．根据总反应可知，Zn所在电极为负极，即放电时，含有锌膜的碳纳米管纤维作电池负极，A不符合题意；
B．由分析可知，充电时，阴极反应： ，B符合题意；
C．根据高聚物的结构可知，高聚物中存在作用力：极性键、非极性键和氢键，C不符合题意；
D．有机高聚物的结构片段发现可知，是加成聚合产物，合成有机高聚物的单体是： ，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.根据总反应可知，放电时，Zn为负极；
C.高聚物中存在极性键、非极性键和氢键；
D.发生加聚反应得到有机高聚物。
14．【答案】D
【解析】【解答】A.根据图示，左侧为原电池，Zn为负极、C棒为正极；右侧为电解池，X是阳极、Y是阴极；X是阳极，阳极反应是Cu-2e-=Cu2+，故A不符合题意；
B.碳棒是原电池正极，电极反应为Cu2++2e-=Cu，碳棒表面逐渐生成红色物质铜，故B不符合题意；
C.Zn为负极，电极反应是Zn-2e-=Zn2+，若隔膜左侧溶液中始终只有一种溶质，则A离子是Zn2+，故C不符合题意；
D.若B溶液是AgNO3溶液，Y电极反应是Ag++e-=Ag，故D符合题意；
故答案为：D
【分析】本题考查原电池与电解池的原理。原电池中，较为活泼的金属作为负极，失电子发生氧化反应；较不活泼的金属作正极，得电子发生还原反应；与电源正极相连的为电解池的阳极，失电子发生氧化反应；与电源的负极相连的为电解池的阴极，得电子发生还原反应；据此进行分析解答。
15．【答案】B
【解析】【解答】A．电子不能从电解质溶液经过，故A不符合题意；
B．充电时，P极反应式为： ，Q极反应式为： Zn2++2e = Zn，依据转移电子守恒知，溶液中Zn2+也守恒，溶液质量不变，故B符合题意；
C．放电时，P极反应为： Zn2++ 2MnO2+ 2e- =ZnMn2O4，故C不符合题意；
D．充电时，a电极接外接电源正极，故D不符合题意；
故答案为B。
【分析】由图可知，放电时，P电极上发生还原反应，则P极为正极，电极反应式为 Zn2++ 2MnO2+ 2e- =ZnMn2O4，Q极为负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，充电时，P极为阳极，电极反应式为，Q为阴极，电极反应式为 Zn2++2e = Zn。
16．【答案】C
【解析】【解答】A．由分析可知，电极A为阴极，发生还原反应，A不符合题意；
B．电极B为阳极，发生氧化反应，电极反应式为2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，B不符合题意；
C．由分析可知，电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，反应生成了Mn2+，Mn2+浓度增大，C符合题意；
D．电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，电解结束后，可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】电极A上LiMn2O4转化为Mn2+和Li+，发生了还原反应，则电极A为阴极，电极反应式为2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，电极B为阳极，电极反应为2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，两极相加得到总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O。
17．【答案】C
【解析】【解答】A．电解海水直接制取利用了氯碱工业的原理，表明利用了电解饱和食盐水，依据放电顺序，阳极是失去电子变成，电极反应式为，A不符合题意；
B．电解过程，不断失去电子变成，浓度减小，B不符合题意；
C．阴极电极不参与电解反应，是被保护的存在，可以使用金属铁作为阴极的电极材料，C符合题意；
D．电解过程发生的反应为，生成的NaOH继续与、、反应生成、，继而形成水垢，涉及的离子方程式为、，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．依据放电顺序判断；
B．根据电极反应分析；
C．活泼金属只能作阴极；
D．依据沉淀的溶解性判断。
18．【答案】A
【解析】【解答】A、装置①为原电池装置，Zn为负极，Cu为正极，在原电池中，阳离子移向正极，A符合题意；
B、装置①为原电池，反应过程中将化学能转化为电能，B不符合题意；
C、利用装置②用于铁棒镀铜时，则铁棒（镀件）为阴极，铜棒（镀层金属）为阳极，C不符合题意；
D、利用装置②用于电解精炼铜时，由于阳极粗铜中含有活泼金属Fe、Zn、Ni等，反应过程中，活泼金属在阳极先失去电子，溶液中的Cu2+在阴极得电子，故溶液中Cu2+的溶度会变小，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A、根据原电池中离子移动方向分析；
B、根据原电池、电解池的能量转换分析；
C、根据电镀原理分析；
D、根据电解精炼铜的过程分析；
19．【答案】C
【解析】【解答】A.从图示看出，Ce3+在石墨极发生反应后变为Ce4+，发生了氧化反应，Ce4+与SO42-结合变为Ce(SO4)2而流出，消耗了硫酸根离子，因此右池中的SO42-向左池迁移，不断进行补充，A不符合题意；
B.石墨极为阳极，发生氧化反应，2Ce3+-2e-=2Ce4+，纯铜极发生还原反应，Cu2++2e-=Cu，所以两极反应相加，得总反应为Cu2++2Ce3+=Cu+2Ce4+；B不符合题意；
C.该装置工作时的能量转化形式太阳能变为电能，电能变为化学能，C符合题意；
D.串联电路中转移电子数相等，石墨极为阳极，发生氧化反应，2Ce3+-2e-=2 Ce4+，由P电极向N电极转移0.1mol电子时，阳极生成Ce(SO4)20.1mol，质量为332×0.1=33.2g，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据电池中发生反应的类型判断电极、分析电极反应方程式以及计算电极反应等即可。
20．【答案】C
【解析】【解答】A、电解时，a电极为阴极，产生氢气，b电极为阳极，产生氧气，故A不符合题意；
B、a电极的电极反应方程式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，PH升高，故B不符合题意
C、b电极的电极反应方程式：2H2O-2e-=O2↑+4H+，放电后阳极池酸性增强发生反应：2 CrO42- +2H+= Cr2O72－+H2O，故C符合题意；
D、CrO42-是阴离子，不能通过阳离子交换膜，故D不符合题意；
故答案为：C；
【分析】电解池中，阳极失去电子，发生氧化反应，阴极得到电子，发生还原反应，在电解液中，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
21．【答案】（1）负
（2）0.01mol
（3）Cu＋2H2O Cu(OH)2↓＋H2↑
（4）0.005molCuO
（5）13
【解析】【解答】(1)根据上述分析，电源a极是负极；
(2)d电极上产生56mL气体(标准状况)，装置甲中，c为阴极，d为阳极，电解质溶液为硫酸铜，阳极上阴离子放电，电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，生成的气体为氧气，物质的量为 =0.0025mol，根据电极反应可知，整个电解过程中，电路中通过的电子的物质的量是0.0025molｘ4=0.01mol；
(3)乙装置中e、f为铜电极，e为阴极，f为阳极，电解质溶液为硫酸钠，阴极上电极反应为：2H2O+2e-=H2 ↑+2OH-；阳极上电极反应为：Cu-2e-+2OH-= Cu(OH)2↓，两式相加可得电解的总反应方程式为Cu＋2H2O Cu(OH)2↓＋H2↑；
(4)结合(2)分析，甲装置中，d电极上的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，c电极上的电极反应为：Cu2++2e-=Cu，电解质溶液减少了Cu和O2，要使甲中溶液恢复到原来的状态，需要加入的物质为CuO，根据(2)中计算，电路中共转移了0.01mol电子，根据c电极反应式，产生铜单质的物质的量为0.005mol，根据铜原子守恒，CuO的物质的量是0.005mol；
(5)丙为电解食盐水，g电极发生的电极反应为2H2O+2e-=H2 ↑+2OH-，h电极的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，结合(2)中计算，电路中共转移了0.01mol电子，根据g电极发生的电极反应，电解后恢复到室温，丙中溶液g电极上产生0.01mol OH-，不考虑溶液体积变化，c(OH-)= =10-1mol/L，则pOH=1，pH=14-1=13。
【分析】 根据装置图可知，该装置为三个串联的电解池，闭合K，丙为电解食盐水装置，发现g电极附近的溶液先变红，说明g电极发生的电极反应为2H2O+2e-=H2 ↑+2OH-，h电极的电极反应为2Cl--2e-=Cl2，则g为阴极，h为阳极，电源正极与电解池阳极相连，则电源a为负极，b为正极，甲池中c为阴极，d为阳极，乙池中e为阴极，f为阳极。
22．【答案】（1）减少碳酸锂的溶解
（2）CO +H2O=HCO +OH-
（3）3As2S3+28HNO3+4H2O=6H3AsO4 +9H2SO4+28NO↑
（4）NaCl；KCl
（5）2Cl--2e-=Cl2；阳；2Li++2OH-+NH +HCO Li2CO3+2H2O+NH3↑
【解析】【解答】(1)“洗矿”通常采用90℃的热水进行，目的是减少碳酸锂的溶解；
(2)洗矿母液含有碳酸根离子，呈碱性的主要原因是 ；
(3)“除重金属”时所得滤渣含有硫化亚砷(As2S3)，可用硝酸将其转化为砷酸(H3AsO4)、硫酸，同时生成一氧化氮，根据氧化还原反应原理中的转移电子守恒配平得： 3As2S3+28HNO3+4H2O=6H3AsO4 +9H2SO4+28NO↑；
(4)有分析可知，晶体b和晶体c的主要成分分别为NaCl、KCl；
(5) ①碳酸锂溶于盐酸后作电解槽的阳极液，阳极溶液中氯离子失去电子，发生氧化反应，则阳极的电极反应式是2Cl--2e-=Cl2，锂离子进入阴极，则选用阳离子交换膜隔开；
②氢氧化锂与碳酸氢铵反应生成碳酸锂、氨气和水，离子方程式是2Li++2OH-+NH +HCO Li2CO3+2H2O+NH3↑。
【分析】选矿主体主要成分为Li2CO3，同时含有共生盐——氯化钠、氯化钾及少量重金属盐，加入盐酸调节pH值，反应后得到氯化锂溶液，加入硫化钠将重金属沉淀，过滤除去，滤液I中溶质主要为氯化锂、氯化钾和氯化钠；操作I是加热蒸发、浓缩结晶、趁热过滤，先析出晶体b是的主要成分是氯化钠，操作II是冷却结晶、过滤，析出晶体c的主要成分是氯化钾；剩余溶液为高富集的氯化锂溶液，向溶液III中加入碳酸钠，反应生成碳酸锂沉淀，过滤得到碳酸锂粗品，滤液IV溶质为氯化钠，加入到滤液I中循环处理，据此回答问题。
23．【答案】（1）正
（2）4OH--4 e-=2H2O+O2
（3）11.2L
（4）64
【解析】【解答】（1）乙杯中c质量增加，说明Cu沉积在c电极上，电子是从b-c移动，M是负极，N为正极，因此，本题正确答案是：正。（2）甲中为NaOH，相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH-放电，即4OH--4e-=2H2O+O2↑，因此，本题正确答案是：4OH--4e-=2H2O+O2↑。（3）丙中为K2SO4，相当于电解水，设电解的水的质量为x．由电解前后溶质质量相等有，100×10%=（100-x）×12.2%，得x=18g，故为1mol；由方程式2H2+O2═2H2O可以知道，生成2molH2O，转移4mol电子，所以整个反应中转化2mol电子，则生成O2为2×1/4=0.5mol，标况下的体积为0.5×22.4=11.2L；因此，本题正确答案是：11.2L。（4）整个电路是串联的，所以每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的，根据电极反应：Cu2++2e-=Cu，可以知道转移2mol电子生成的m（Cu）=64×1=64g；因此，本题正确答案是：64。
【分析】（1）根据乙的电解质为硫酸铜，可以知道溶液中为铜离子和氢氧根放电，质量增加应该是产生铜单质，铜离子移向阴极，所以c为阴极，b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极；
（2）甲为氢氧化钠溶液，为氢离子和氢氧根放电，b为阳极，氢氧根离子放电；
（3）根据丙的电解质可以判断放电离子为氢离子和氢氧根离子，所以丙中质量分数变化应该是少了水，判断转移的电子数，可以求出a中转移的电子数；
（4）根据电子数的转移，可以知道铜离子转化为单质的质量。
24．【答案】（1）d
（2）2(CH3)4NCl＋2H2O 2(CH3)4NOH＋H2↑＋Cl2↑
（3）B；C
（4）66.7%或0.67；
（5）使平衡正向移动，增大乙醇转化率，减小产品中乙醇含量， 有利于后续产物的分离
（6）A；C；D
【解析】【解答】（1）以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]需要氢氧根离子，在电解过程中，阴极氢离子得电子被还原，生成氢氧化根离子，所以收集到(CH3)4NOH的区域是阴极区，即d口；
故答案为：d；
（2）根据反应物与生成物的关系可知电解过程中生成产物和氢气、氯气，则总反应方程式为：2(CH3)4NCl＋2H2O
2(CH3)4NOH＋H2↑＋Cl2↑；
故答案为：2(CH3)4NCl＋2H2O
2(CH3)4NOH＋H2↑＋Cl2↑；
（3）反应中浓硫酸做催化剂和吸水剂，不符合题意；
B.反应过程中生成的乙酸乙酯为气体，熵变不为零，符合题意；
C.温度的变化对化学反应速率的影响较大，符合题意；
D.压强对液体浓度的变化几乎没有影响，所以压强对该反应的化学平衡影响可以忽略不计，不符合题意；
故答案为：BC；
（4）设生成乙酸乙酯的物质的量为x，则
CH3COOH(l)＋C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)＋H2O(l)
1 1 0 0
1-x 1-x x x
解得x=0.667mol
所以乙酸乙酯的产率为 ；
乙酸与乙醇的物质的量之比，随着乙酸的物质的量增加，乙酸乙酯的产量也会增加，当n：1=1：1时乙酸乙酯的物质的量分数达到最大 ，乙酸的物质的量继续增大，乙酸乙酯的物质的量分数反而会逐渐减小，图象如图：；
（5）增大反应物的浓度使平衡向正反应方向移动，增加其他反应物的转化率，所以作用是使平衡正向移动，增大乙醇转化率，减小产品中乙醇含量；
故答案为：使平衡正向移动，增大乙醇转化率，减小产品中乙醇含量；
（6）A.反应温度超过300℃时乙酸乙酯的质量分数开始降低乙醚的质量分数开始增加，符合题意；
B.对于液体反应压强对化学平衡的影响较小，所以增大体系压强，对乙醇平衡转化率影响不大，不符合题意；
C.在催化剂作用下，乙醇氧化为乙醛，乙醛被氧化为乙酸，即一圈是中间产物，符合题意；
D.工艺的关键是减少乙醚、乙烯等副产物，可提高催化剂的活性和选择性，符合题意；
故答案为：ACD。
【分析】（一）根据电解原理分析电极发生的反应，得出电解总反应反应方程式；
（二）根据乙酸乙酯的合成原理，结合化学平衡原理进行分析即可。
25．【答案】（1）+75
（2）向正反应方向移动
（3）A；D
（4）>；由图可知温度由T1升高至T2时，CO的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，所以K1>K2
（5）2CH3OH-12e－+2H2O＝2CO2+12H+ 或CH3OH-6e－+H2O＝CO2+6H+
（6）2Cu＋2OH－-2e－＝Cu2O＋H2O
【解析】【解答】（1）已知：①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH＝+206 kJ/mol
②C(s)+H2O(g)＝CO(g)+H2(g) ΔH＝+131 kJ/mol根据盖斯定律可知①－②即得到CH4(g)＝C(s)+2H2(g)的ΔH＝+75kJ/mol。
（2）此时浓度熵为 ＜1，所以向正反应方向移动；
（3）A．正反应体积减小，则体系的压强不发生变化可以说明达到平衡状态，A正确；
B.混合气的质量和容器容积始终不变，则密度始终不变，不能说明，B错误；
C.根据质量守恒定律可知体系中碳元素的质量分数始终不变，不能说明，C错误；
D.由于CO与H2的物质的量之比不是按照化学计量数之比通入的，则CO与H2的物质的量之比保持不变时，可以说明反应达到平衡状态，D正确，
故答案为：AD；
（4）首先达到平衡时温度高，由图可知温度由T1升高至T2时，CO的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，所以K1＞K2。
（5）氢离子向右侧移动，则右侧是正极，左侧是负极，甲醇失去电子，电极反应式为CH3OH-6e－+H2O＝CO2+6H+；
（6）铜元素化合价升高，失去电子，铜电极是阳极，溶液显碱性，则阳极电极反应式为2Cu＋2OH－-2e－＝Cu2O＋H2O。
【分析】（1）根据盖斯定律构造出目标方程式，然后计算反应热即可；
（2）根据平衡常数与浓度熵的关系判断平衡移动的方向；
（3）根据化学平衡状态的特点：正逆反应速率相等、各成分的包分含量不变进行判断是否达到平衡状态及可；
（6）根据原电池原理和总反应方程式书写铜极的电极方程式。
一、单选题
1．下列叙述正确的是( )
①电解池是将化学能转变成电能的装置
②原电池是将电能转变成化学能的装置
③金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化
④电解池两个电极材料可以相同
A．①②③④ B．仅③④ C．仅②③④ D．仅③
2．化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是 （ ）
A．氯碱工业是电解熔融的，在阳极能得到
B．电渗析法淡化海水利用了离子交换膜技术
C．晶体硅制得的光电池，能直接将光能转化为电能
D．煤经过气化和液化等化学变化可转化为清洁能源
3．后母戊鼎是迄今世界上出土最大、最重的青铜礼器，形制巨大，雄伟庄严，工艺精巧，足以代表高度发达的商代青铜文化。下列有关说法错误的是（ ）
A．青铜的熔点低于纯铜
B．古代湿法炼铜的原理是置换反应
C．现代电解精炼铜时，粗铜作阳极
D．青铜器表面的铜绿是铜的一种氧化物
4．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A．硅晶体中，有NA个Si就有2 NA个Si—Si键
B．常温常压下，等物质的量浓度的Na2CO3与Na2S溶液中Na+数目相等
C．惰性电极电解食盐水，若线路中通过2 NA个电子的电量时，则阳极产生气体22.4 L
D．标准状况下，2 mol Na2O2与44.8 L SO2完全反应，转移的电子数目为2 NA
5．铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是（ ）
A．正极 B．负极 C．阳极 D．阴极
6．特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池，其工作原理如图，A极材料是金属锂和石墨的复合材料(石墨作为金属锂的载体)，电解质中通过传导Li＋实现导电，隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式LixC6＋Li1－xCoO2 C6＋LiCoO2。下列说法错误的是（ ）
A．放电时，电子沿导线由A移向B，电解质溶液是含Li＋的水溶液
B．充电时A为阴极，发生还原反应为C6＋xLi＋＋xe－＝LixC6
C．放电时B为正极，电极反应式为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－＝LiCoO2
D．废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行“充电处理”使锂进入石墨中而有利于回收
7．二氧化氯(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。如图是目前已开发出用电解法制取的新工艺，下列说法中错误的是（ ）
A．阳极产生的电极反应式：
B．当阴极产生的气体比阳极多0.3mol时通过阳离子交换膜的的物质的量为1mol
C．该电解池的总反应为：
D．若采用未经精制的食盐水，将降低离子交换膜的使用寿命
8．类比是研究物质性质的常用方法之一，可预测许多物质的性质。但类比是相对的，不能违背客观实际。下列根据已知，类比得到的结论正确的是（ ）
选项 已知 类比
A 金属Na保存在煤油中 金属Li也保存在煤油中
B C单质和浓硝酸加热反应生成CO2和NO2 S单质和浓硝酸加热反应生成SO2和NO2
C 电解NaCl溶液得到NaOH、H2和Cl2 电解CuBr2溶液得到Cu(OH)2、H2和Br2(均为惰性电极)
D SO2通入BaCl2溶液中不产生沉淀 CO2通入BaCl2溶液中也不产生沉淀
A．A B．B C．C D．D
9．电解制备高锰酸钾的装置如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．b为电源负极
B．Ⅰ中的K+通过阳离子交换膜移向Ⅱ
C．若使用阴离子交换膜, 可提高KMnO4产品纯度
D．若阴极产生0.4g气体，理论上可得到0.4 mol KMnO4
10．可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如图所示。通过控制开关，可得到或。下列说法正确的是
A．连接时，阳极反应物为
B．连接时，可制备
C．连接时，阳极发生反应：
D．连接时，当电路中通过电子时，电极3的质量增加
11．电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。
已知:3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O
下列说法错误的是（ ）
A．右侧发生的电极方程式：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B．电解结束时，右侧溶液中含有IO3-
C．电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O=KIO3+3H2↑
D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变
12．NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A．1L0.1 mol·L-1NaClO溶液中含有的ClO-数目为NA
B．在电解精炼粗铜的过程中，当阴极质量增重32g时转移的电子数为NA
C．常温常压下，1 mol分子式为C2H6O的有机物中含有C-O键的数目为NA
D．氢氧燃料电池正极消耗22.4 L气体时，负极消耗气体的分子数为2NA
13．一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物为固态电解质，电池总反应为：。
下列说法错误的是（ ）
A．放电时，含有锌膜的碳纳米管纤维作电池负极
B．充电时，阴极反应：
C．有机高聚物中含有极性键、非极性键和氢键
D．合成有机高聚物的单体：
14．如下图所示装置图，下列叙述错误的是（ ）
A．X与滤纸接触处的铜丝发生反应Cu-2e-=Cu2+
B．碳棒表面逐渐生成红色物质
C．若隔膜左侧溶液中始终只有一种溶质，则A离子不能是Cu2+
D．若滤纸与Y接触处变红，则B溶液可以是AgNO3溶液
15．水系锌离子电池的工作原理如图所示，已知难溶于水，下列相关说法正确的是（ ）
A．放电时电子流向
B．充电一段时间后，溶液质量不变
C．放电时P极反应为：
D．充电时，a电极接外接电源负极
16．通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，电解示意图如下（其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计）。下列说法不正确的是（ ）
A．电极A为阴极，发生还原反应
B．电极B的电极发应：
C．电解一段时间后溶液中浓度保持不变
D．电解结束，可通过调节除去，再加入溶液以获得
17．电解海水直接制取利用了氯碱工业的原理，该过程同时完成了对海水的消毒和灭藻，电解装置如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．阳极的电极反应式为
B．相比进口处的海水，出口处的海水的浓度更小
C．阴极的电极材料不可使用金属铁
D．海水中含有、、等杂质离子，处理过程中易产生、水垢
18．关于下列装置的说法，正确的是（ ）
A．装置①中盐桥内的K+移向CuSO4溶液
B．装置①将电能转变为化学能
C．若装置②用于铁棒镀铜，则N极为铁棒
D．若装置②用于电解精炼铜，精炼过程溶液中的Cu2+浓度保持不变
19．利用光伏电池与膜电解法制备Ce(SO4)2溶液的装置如下图所示，下列说法错误的是（ ）
A．该离子交换膜为阴离子交换膜，SO42-由右池向左池迁移
B．电解池中发生的总反应为Cu2++2Ce3+=Cu+2Ce4+
C．该装置工作时的能量转化形式只有两种
D．由P电极向N电极转移0.1mol电子时，阳极室生成33.2gCe(SO4)2
20．某混合物浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。用惰性电极电解时，下列说法正确的是：（ ）
A．a极产生氧气，b极产生氢气
B．a电极区溶液pH值减小
C．含铬微粒主要以Cr2O72－形式在b极区聚集
D．CrO42-能从浆液中分离出来向a极区迁移
二、综合题
21．如图所示的三个容器中分别盛有不同的溶液，其中，c、d、g、h为石墨电极，e、f为铜电极。闭合K，发现g电极附近的溶液先变红。电解20min时，停止电解，此时d电极上产生56mL气体(标准状况)。据此回答：
（1）电源a极是 极。
（2）整个电解过程中，电路中通过的电子的物质的量是 。
（3）乙装置中发生电解的总反应方程式为 。
（4）要使甲中溶液恢复到原来的状态，需要加入的物质及其物质的量是 。
（5）电解后恢复到室温，丙中溶液的pH为 (不考虑溶液体积变化)。
22．某卤水锂矿“沉锂”后所得滤饼的主要成分为Li2CO3，同时含有共生盐——氯化钠、氯化钾及少量重金属盐，为提高Li2CO3的纯度，需要在“沉锂”后进行“洗矿”，洗矿母液为接近饱和的碳酸锂的高盐废水，废水的pH约为10~12且重金属离子含量超标，需处理后排放，回收处理洗矿母液的工艺流程如图所示。
碳酸锂的溶解度(g/L)如表：
温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 80 100
Li2CO3 1.54 1.43 1.33 1.25 1.17 1.08 1.01 0.85 0.72
回答下列问题：
（1）“洗矿”通常采用90℃的热水进行，目的是 。
（2）洗矿母液呈碱性的主要原因是 (用离子方程式表示)。
（3）“除重金属”时所得滤渣含有硫化亚砷(As2S3)，可用硝酸将其转化为砷酸(H3AsO4)、硫酸，同时生成一氧化氮，则该反应的化学方程式为 。
（4）NaCl、KCl、LiCl的溶解度随温度的变化情况如图所示。流程中操作I为“加热蒸发、浓缩结晶、趁热过滤”，操作II为“冷却结晶、过滤”，则晶体b和晶体c的主要成分分别为 、 (填化学式)。
（5）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下：
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液做阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热，过滤、洗涤、干燥得高纯Li2CO3。
①a中，阳极的电极反应式是 ，宜选用 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。
②b中，生成Li2CO3反应的离子方程式是 。
23．下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、100 g 16.0%的的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。
接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4的质量分数为12.20%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：
（1）电源的N端为 极。
（2）电极b上发生的电极反应式为
（3）电极b上生成的气体在标准状况下的体积 。
（4）电极c的质量变化是 g。
24．【加试题】
（1）(一) 以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料，通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]，装置如图1所示。
收集到(CH3)4NOH的区域是 (填a、b、c或d)。
（2）写出电池总反应 。
（3）(二) 乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成：
CH3COOH(l)＋C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)＋H2O(l) ΔH＝－2.7 kJ·molˉ1
已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表：
纯物质 沸点/℃ 恒沸混合物(质量分数) 沸点/℃
乙醇 78.3 乙酸乙酯(0.92)＋水(0.08) 70.4
乙酸 117.9 乙酸乙酯(0.69)＋乙醇(0.31) 71.8
乙酸乙酯 77.1 乙酸乙酯(0.83)＋乙醇(0.08)＋水(0.09) 70.2
请完成：
关于该反应，下列说法不合理的是________。
A．反应体系中硫酸有催化作用
B．因为化学方程式前后物质的化学计量数之和相等，所以反应的ΔS等于零
C．因为反应的ΔH接近于零，所以温度变化对平衡转化率的影响大
D．因为反应前后都是液态物质，所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计
（4）一定温度下该反应的平衡常数K＝4.0。若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料，则乙酸乙酯的平衡产率y＝ ；若乙酸和乙醇的物质的量之比为n∶1，相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为x，请在图2中绘制x随n变化的示意图 (计算时不计副反应)。
（5）工业上多采用乙酸过量的方法，将合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加热至110℃左右发生酯化反应并回流，直到塔顶温度达到70～71℃，开始从塔顶出料。控制乙酸过量的作用有 。
（6）近年，科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法：
2C2H5OH(g) CH3COOC2H5(g)＋2H2(g)
在常压下反应，冷凝收集，测得常温下液态收集物中主要产物的质量分数如图3所示。关于该方法，下列推测合理的是________。
A．反应温度不宜超过300℃
B．增大体系压强，有利于提高乙醇平衡转化率
C．在催化剂作用下，乙醛是反应历程中的中间产物
D．提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键
25．合成气的主要成分是 一氧化碳和氢气，是重要的化工原料。
（1）I.已知下列反应：
①CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH = +206 kJ/mol
②C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) ΔH = +131 kJ/mol
工业制取炭黑的方法之一是将甲烷隔绝空气加热到1300℃进行裂解。填写空白。
CH4(g)= C(s)+ 2H2(g) ΔH = kJ/mol。
（2）若800℃时，反应①的平衡常数K1=1.0，某时刻测得该温度下，密闭容器中各物质的物质的量浓度分别为：c(CH4)=4.0 mol·L－1；c(H2O)=5.0 mol·L－1；c(CO)=1.5 mol·L－1；c(H2)=2 mol·L－1，则此时该可逆反应的状态是 (填“达到平衡”、“向正反应方向移动”或“向逆反应方向移动”)。
（3）Ⅱ．甲醇是一种可再生能源，工业上用合成气来合成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，分析该反应并回答下列问题：
一定条件下，将CO与H2以物质的量之比1：1置于恒容密闭容器中发生以上反应，能说明该反应已达到平衡的是_____________________________。
A．体系的压强不发生变化
B．混合气的密度保持不变
C．体系中碳元素的质量分数不变
D．CO与H2的物质的量之比保持不变
（4）如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1 K2 （填“>”、“<”或“=”）。理由是 。
（5）已知甲醇燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时，电池左边的电极发生的电极反应式为 。
（6）用甲醇燃料电池作为直流电源，设计如图装置制取Cu2O，电解总反应为：2Cu＋H2O＝Cu2O＋H2↑。写出铜电极的电极反应式 。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】电解质溶液导电发生了氧化还原反应，是化学变化；金属导电仅是电子的定向移动，是物理变化。电解池的两极只要能导电即可。
【分析】电解池是将电能转化为化学能的装置；原电池是将化学能转化为电能的装置；金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化；电解池中两个电极材料可以是相同的。
2．【答案】A
【解析】【解答】A.氯碱工业是指电解NaCl溶液制氢氧化钠及氯气，故A符合题意；
B.海水淡化的方法有蒸馏法、离子交换法和电渗析法等，其中电渗析法淡化海水利用了离子交换膜技术，故B不符合题意；
C.硅是良好的半导体材料，晶体硅制得的光电池，能直接将光能转化为电能，故C不符合题意；
D.煤经过气化和液化等化学变化可转化为清洁能源，故D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A、氯碱工业是电解氯化钠溶液；
B、电渗析法利用离子交换膜技术淡化海水；
C、太阳能电池将光能转化为电能；
D、煤的气化和液化为化学变化。
3．【答案】D
【解析】【解答】A．青铜是合金，形成合金后熔点降低，则青铜的熔点低于纯铜，故A不符合题意；
B．古代湿法炼铜的原理是铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，是置换反应，故B不符合题意；
C．现代电解精炼铜时，粗铜作阳极失去电子被氧化，故C不符合题意；
D．青铜器表面的铜绿是碱式碳酸铜，是铜的一种碱式盐，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】青铜器是合金，合金的熔沸点低于纯金属，古代湿法炼铜主要利用的是置换原理，电解精炼铜时，纯铜做阴极，粗铜做阳极，青铜器表面的铜绿的成分不是氧化物而是碱式碳酸铜
4．【答案】A
【解析】【解答】A，硅晶体属于原子晶体，其中n（Si）：n（Si-Si）=1：2，有NA个Si就有2NA个Si-Si键，A项符合题意；
B，由于溶液的体积未知，无法判断两溶液中Na+的大小关系，B项不符合题意；
C，惰性电极电解食盐水时阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，线路中通过2NA个电子时生成1molCl2，但由于Cl2所处温度和压强未知，无法用22.4L/mol计算Cl2的体积，C项不符合题意；
D，n（SO2）= =2mol，Na2O2与SO2反应的化学方程式为Na2O2+SO2=Na2SO4~2e-，2molNa2O2与2molSO2完全反应转移4mol电子，D项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】注意过氧化钠与非金属氧化物反应时，一般规律，与最高价氧化物反应会有氧气生成，与中间价态的氧化物反应没有氧气生成。
5．【答案】B
【解析】【解答】锌比铜活泼，铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是负极，故B符合题意。
【分析】原电池中活泼金属易被氧化，做原电池的负极，据此解答即可。
6．【答案】A
【解析】【解答】从总反应看，LixC6失电子，A为负极，Li1－xCoO2得电子，B为正极。
A. 放电时，电子沿导线由负极A移向正极B，电解质溶液是含Li＋的熔融液，A符合题意；
B.原电池的负极A充电时作电解池的阴极，得电子发生还原反应，电极反应为C6＋xLi＋＋xe－＝LixC6，B不符合题意；
C. 放电时B为正极，Li1－xCoO2得电子，电极反应式为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－＝LiCoO2，C不符合题意；
D. 废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行“充电处理”，阴极C6转化为LixC6，使锂进入石墨中而有利于回收，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据电池反应式知，负极反应式为LixC6-xe－=C6＋xLi＋、正极反应式为 Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－＝LiCoO2 ，充电时，阴极、阳极反应式与负极，正极反应式正好相反，所以A是负极、B是正极，根据二次电池的工作原理的结合原电池和电解池的工作原理来回答。
7．【答案】B
【解析】【解答】A．根据上述分析，阳极上产生ClO2，有元素守恒，阳极电极反应式为Cl--5e-+2H2O= ClO2↑+4H+，故A说法不符合题意；
B．阳极反应式为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，总反应式为2Cl-+6H2O2ClO2↑+5H2↑+2OH-，当氢气物质的量比ClO2的物质的量多3mol时，转移电子物质的量10mol，交换膜为阳离子交换膜，只允许阳离子通过，共有10mol Na+、H+通过交换膜，即当阴极产生的气体比阳极多0.3mol时通过阳离子交换膜的Na+、H+总物质的量为1mol，故B说法符合题意；
C．根据B选项分析，总反应为2NaCl+6H2O2ClO2↑+5H2↑+2NaOH，故C说法不符合题意；
D．粗盐中含有Mg2+、Ca2+等杂质，能与阴极产生OH-结合，生成沉淀，阻塞交换膜，降低离子交换膜的使用寿命，故D说法不符合题意；
故答案为：B。
【分析】通入饱和食盐水，制得二氧化氯，反应过程中Cl元素的化合价升高，则产生二氧化氯的电极为阳极，阳极的电极反应式为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+，阴极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
8．【答案】D
【解析】【解答】A．Na的密度比煤油大，Na可保存在煤油中，而Li的密度比煤油小，Li不能保存在煤油中，A项不符合题意；
B．浓硝酸具有强氧化性，浓硝酸和C单质加热反应生成CO2和NO2，SO2具有还原性，会被硝酸氧化，所以S单质和浓硝酸加热反应生成H2SO4和NO2，B项不符合题意；
C．由于离子放电能力，，所以电解CuBr2溶液时，阴极上Cu2+得到电子变为Cu单质，阳极上失去电子变为Br2，C项不符合题意；
D．根据“强酸制备弱酸”的规律，碳酸、亚硫酸均为弱酸，均不能与氯化钡溶液反应，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、金属Li的密度比煤油小，不能保存在煤油中；
B、硫单质与浓硝酸反应生成H2SO4和NO2；
C、根据离子放电顺序Cu2＋>H＋、Br－>OH－进行分析；
D、根据酸性H2SO3>HCl>H2CO3结合“强酸制弱酸”原理进行分析；
9．【答案】D
【解析】【解答】A. MnO42-在右侧电极转化为MnO4-，锰元素从+6价升高为+7价，被氧化，因此，右侧电极是电解池的阳极，b是电源的正极，则a是电源的负极，故A不符合题意；
B.电解池工作时，溶液中的阳离子向阴极移动，所以，该电解池中，Ⅱ中的K+通过阳离子交换膜移向Ⅰ，故B不符合题意；
C.若使用阴离子交换膜；MnO42-可能会在阴极还原为MnO2，导致高锰酸钾的产率降低，故C不符合题意；
D.该电解池工作时，阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，若阴极生成0.4g气体，电路上转移0.4mol电子，根据电极反应MnO42--e-= MnO4-知，阳极区生成0.4 mol KMnO4，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据由锰酸钾到高锰酸钾中锰元素的化合价升高，发生的是氧化反应，故b端连接是电源的正极，Ⅱ是阳极区，故a连接的电池的负极，Ⅰ是阴极区。阳极是锰酸钾失去电子，阴极是氢离子发生还原反应，变为氢气，根据方程式即可进行计算
10．【答案】D
【解析】【解答】A．连接时，电极3为阳极，发生，为产物，故A不符合题意；
B．电解时，氧气在阳极生成，氢气在阴极生成，连接时，可制备，故B不符合题意；
C．溶液为碱性电解液，所以连接时，阳极发生反应：，故C不符合题意；
D．连接时，电极3发生，当电路中通过电子时，电极3的质量增加，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极失电子，发生氧化反应，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上得电子，发生还原反应，内电路中阴离子移向阳极、阳离子移向阴极；根据电路中得失电子守恒计算。
11．【答案】D
【解析】【解答】A．左侧溶液变蓝色，生成I2，左侧电极为阳极，右侧电极为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，则右侧电极反应式为：2H++2e-═H2↑，故A不符合题意；
B.一段时间后，蓝色变浅，发生反应3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，中间为阴离子交换膜，右侧I-、OH-通过阴离子交换膜向左侧移动，保证两边溶液呈电中性，左侧的IO3-通过阴离子交换膜向右侧移动，故右侧溶液中含有IO3-，故B不符合题意；
C.左侧电极为阳极，电极反应为：2I--2e-=I2，同时发生反应3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，右侧电极为阴极，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故总的电极反应式为：KI+3H2O KIO3+3H2↑，故C不符合题意；
D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，左侧电极为阳极，电极反应为：2I--2e-=I2，右侧电极为阴极，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，保证两边溶液呈电中性，左侧多余K+通过阳离子交换膜迁移至阴极，左侧生成I2，右侧溶液中有KOH生成，碘单质与KOH不能反应，总反应相当于：2KI+2H2O 2KOH+I2+H2↑，电解槽内发生的总化学方程式发生变化，故D符合题意；
故答案为D。
【分析】A.左侧生成碘单质，说明左侧发生的是氧化反应，所以是阳极；
B.电解池的电解液中，阴离子会向阳极移动，阳离子会向阴极移动；
C.电解槽中发生的反应是碘化钾和水的氧化还原反应，生成碘酸钾和氢气单质；
D.将阳离子交换膜代替阴离子交换膜，会使阴阳离子移动的方向发生改变，从而使两极的反应发生改变。
12．【答案】B
【解析】【解答】A.1L0.1mol·L-1NaClO溶液中NaClO的物质的量为0.1mol·L-1×1L=0.1mol，ClO-要发生水解，水解后离子的浓度减小，数目小于0.1NA，故A不符合题意；
B．电解精炼粗铜时，阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu，阴极增重32g，即生成了0.5mol铜，故转移电子数为NA，故B符合题意；
C．C2H6O可能是甲醚也可能是乙醇，若是乙醇，1 mol分子式为C2H6O的有机物中含有C-O键的数目为NA，若是甲醚，1 mol分子式为C2H6O的有机物中含有C-O键的数目为2NA，二者含有碳氧键数目不同，故C不符合题意；
D．未指明标况，无法确定22.4L气体的物质的量，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】C2H6O可能是甲醚也可能是乙醇，它们是同分异构体，为易错点。
13．【答案】B
【解析】【解答】A．根据总反应可知，Zn所在电极为负极，即放电时，含有锌膜的碳纳米管纤维作电池负极，A不符合题意；
B．由分析可知，充电时，阴极反应： ，B符合题意；
C．根据高聚物的结构可知，高聚物中存在作用力：极性键、非极性键和氢键，C不符合题意；
D．有机高聚物的结构片段发现可知，是加成聚合产物，合成有机高聚物的单体是： ，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.根据总反应可知，放电时，Zn为负极；
C.高聚物中存在极性键、非极性键和氢键；
D.发生加聚反应得到有机高聚物。
14．【答案】D
【解析】【解答】A.根据图示，左侧为原电池，Zn为负极、C棒为正极；右侧为电解池，X是阳极、Y是阴极；X是阳极，阳极反应是Cu-2e-=Cu2+，故A不符合题意；
B.碳棒是原电池正极，电极反应为Cu2++2e-=Cu，碳棒表面逐渐生成红色物质铜，故B不符合题意；
C.Zn为负极，电极反应是Zn-2e-=Zn2+，若隔膜左侧溶液中始终只有一种溶质，则A离子是Zn2+，故C不符合题意；
D.若B溶液是AgNO3溶液，Y电极反应是Ag++e-=Ag，故D符合题意；
故答案为：D
【分析】本题考查原电池与电解池的原理。原电池中，较为活泼的金属作为负极，失电子发生氧化反应；较不活泼的金属作正极，得电子发生还原反应；与电源正极相连的为电解池的阳极，失电子发生氧化反应；与电源的负极相连的为电解池的阴极，得电子发生还原反应；据此进行分析解答。
15．【答案】B
【解析】【解答】A．电子不能从电解质溶液经过，故A不符合题意；
B．充电时，P极反应式为： ，Q极反应式为： Zn2++2e = Zn，依据转移电子守恒知，溶液中Zn2+也守恒，溶液质量不变，故B符合题意；
C．放电时，P极反应为： Zn2++ 2MnO2+ 2e- =ZnMn2O4，故C不符合题意；
D．充电时，a电极接外接电源正极，故D不符合题意；
故答案为B。
【分析】由图可知，放电时，P电极上发生还原反应，则P极为正极，电极反应式为 Zn2++ 2MnO2+ 2e- =ZnMn2O4，Q极为负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，充电时，P极为阳极，电极反应式为，Q为阴极，电极反应式为 Zn2++2e = Zn。
16．【答案】C
【解析】【解答】A．由分析可知，电极A为阴极，发生还原反应，A不符合题意；
B．电极B为阳极，发生氧化反应，电极反应式为2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，B不符合题意；
C．由分析可知，电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，反应生成了Mn2+，Mn2+浓度增大，C符合题意；
D．电解池总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，电解结束后，可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】电极A上LiMn2O4转化为Mn2+和Li+，发生了还原反应，则电极A为阴极，电极反应式为2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，电极B为阳极，电极反应为2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，两极相加得到总反应为：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O。
17．【答案】C
【解析】【解答】A．电解海水直接制取利用了氯碱工业的原理，表明利用了电解饱和食盐水，依据放电顺序，阳极是失去电子变成，电极反应式为，A不符合题意；
B．电解过程，不断失去电子变成，浓度减小，B不符合题意；
C．阴极电极不参与电解反应，是被保护的存在，可以使用金属铁作为阴极的电极材料，C符合题意；
D．电解过程发生的反应为，生成的NaOH继续与、、反应生成、，继而形成水垢，涉及的离子方程式为、，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．依据放电顺序判断；
B．根据电极反应分析；
C．活泼金属只能作阴极；
D．依据沉淀的溶解性判断。
18．【答案】A
【解析】【解答】A、装置①为原电池装置，Zn为负极，Cu为正极，在原电池中，阳离子移向正极，A符合题意；
B、装置①为原电池，反应过程中将化学能转化为电能，B不符合题意；
C、利用装置②用于铁棒镀铜时，则铁棒（镀件）为阴极，铜棒（镀层金属）为阳极，C不符合题意；
D、利用装置②用于电解精炼铜时，由于阳极粗铜中含有活泼金属Fe、Zn、Ni等，反应过程中，活泼金属在阳极先失去电子，溶液中的Cu2+在阴极得电子，故溶液中Cu2+的溶度会变小，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A、根据原电池中离子移动方向分析；
B、根据原电池、电解池的能量转换分析；
C、根据电镀原理分析；
D、根据电解精炼铜的过程分析；
19．【答案】C
【解析】【解答】A.从图示看出，Ce3+在石墨极发生反应后变为Ce4+，发生了氧化反应，Ce4+与SO42-结合变为Ce(SO4)2而流出，消耗了硫酸根离子，因此右池中的SO42-向左池迁移，不断进行补充，A不符合题意；
B.石墨极为阳极，发生氧化反应，2Ce3+-2e-=2Ce4+，纯铜极发生还原反应，Cu2++2e-=Cu，所以两极反应相加，得总反应为Cu2++2Ce3+=Cu+2Ce4+；B不符合题意；
C.该装置工作时的能量转化形式太阳能变为电能，电能变为化学能，C符合题意；
D.串联电路中转移电子数相等，石墨极为阳极，发生氧化反应，2Ce3+-2e-=2 Ce4+，由P电极向N电极转移0.1mol电子时，阳极生成Ce(SO4)20.1mol，质量为332×0.1=33.2g，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据电池中发生反应的类型判断电极、分析电极反应方程式以及计算电极反应等即可。
20．【答案】C
【解析】【解答】A、电解时，a电极为阴极，产生氢气，b电极为阳极，产生氧气，故A不符合题意；
B、a电极的电极反应方程式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，PH升高，故B不符合题意
C、b电极的电极反应方程式：2H2O-2e-=O2↑+4H+，放电后阳极池酸性增强发生反应：2 CrO42- +2H+= Cr2O72－+H2O，故C符合题意；
D、CrO42-是阴离子，不能通过阳离子交换膜，故D不符合题意；
故答案为：C；
【分析】电解池中，阳极失去电子，发生氧化反应，阴极得到电子，发生还原反应，在电解液中，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
21．【答案】（1）负
（2）0.01mol
（3）Cu＋2H2O Cu(OH)2↓＋H2↑
（4）0.005molCuO
（5）13
【解析】【解答】(1)根据上述分析，电源a极是负极；
(2)d电极上产生56mL气体(标准状况)，装置甲中，c为阴极，d为阳极，电解质溶液为硫酸铜，阳极上阴离子放电，电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，生成的气体为氧气，物质的量为 =0.0025mol，根据电极反应可知，整个电解过程中，电路中通过的电子的物质的量是0.0025molｘ4=0.01mol；
(3)乙装置中e、f为铜电极，e为阴极，f为阳极，电解质溶液为硫酸钠，阴极上电极反应为：2H2O+2e-=H2 ↑+2OH-；阳极上电极反应为：Cu-2e-+2OH-= Cu(OH)2↓，两式相加可得电解的总反应方程式为Cu＋2H2O Cu(OH)2↓＋H2↑；
(4)结合(2)分析，甲装置中，d电极上的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，c电极上的电极反应为：Cu2++2e-=Cu，电解质溶液减少了Cu和O2，要使甲中溶液恢复到原来的状态，需要加入的物质为CuO，根据(2)中计算，电路中共转移了0.01mol电子，根据c电极反应式，产生铜单质的物质的量为0.005mol，根据铜原子守恒，CuO的物质的量是0.005mol；
(5)丙为电解食盐水，g电极发生的电极反应为2H2O+2e-=H2 ↑+2OH-，h电极的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，结合(2)中计算，电路中共转移了0.01mol电子，根据g电极发生的电极反应，电解后恢复到室温，丙中溶液g电极上产生0.01mol OH-，不考虑溶液体积变化，c(OH-)= =10-1mol/L，则pOH=1，pH=14-1=13。
【分析】 根据装置图可知，该装置为三个串联的电解池，闭合K，丙为电解食盐水装置，发现g电极附近的溶液先变红，说明g电极发生的电极反应为2H2O+2e-=H2 ↑+2OH-，h电极的电极反应为2Cl--2e-=Cl2，则g为阴极，h为阳极，电源正极与电解池阳极相连，则电源a为负极，b为正极，甲池中c为阴极，d为阳极，乙池中e为阴极，f为阳极。
22．【答案】（1）减少碳酸锂的溶解
（2）CO +H2O=HCO +OH-
（3）3As2S3+28HNO3+4H2O=6H3AsO4 +9H2SO4+28NO↑
（4）NaCl；KCl
（5）2Cl--2e-=Cl2；阳；2Li++2OH-+NH +HCO Li2CO3+2H2O+NH3↑
【解析】【解答】(1)“洗矿”通常采用90℃的热水进行，目的是减少碳酸锂的溶解；
(2)洗矿母液含有碳酸根离子，呈碱性的主要原因是 ；
(3)“除重金属”时所得滤渣含有硫化亚砷(As2S3)，可用硝酸将其转化为砷酸(H3AsO4)、硫酸，同时生成一氧化氮，根据氧化还原反应原理中的转移电子守恒配平得： 3As2S3+28HNO3+4H2O=6H3AsO4 +9H2SO4+28NO↑；
(4)有分析可知，晶体b和晶体c的主要成分分别为NaCl、KCl；
(5) ①碳酸锂溶于盐酸后作电解槽的阳极液，阳极溶液中氯离子失去电子，发生氧化反应，则阳极的电极反应式是2Cl--2e-=Cl2，锂离子进入阴极，则选用阳离子交换膜隔开；
②氢氧化锂与碳酸氢铵反应生成碳酸锂、氨气和水，离子方程式是2Li++2OH-+NH +HCO Li2CO3+2H2O+NH3↑。
【分析】选矿主体主要成分为Li2CO3，同时含有共生盐——氯化钠、氯化钾及少量重金属盐，加入盐酸调节pH值，反应后得到氯化锂溶液，加入硫化钠将重金属沉淀，过滤除去，滤液I中溶质主要为氯化锂、氯化钾和氯化钠；操作I是加热蒸发、浓缩结晶、趁热过滤，先析出晶体b是的主要成分是氯化钠，操作II是冷却结晶、过滤，析出晶体c的主要成分是氯化钾；剩余溶液为高富集的氯化锂溶液，向溶液III中加入碳酸钠，反应生成碳酸锂沉淀，过滤得到碳酸锂粗品，滤液IV溶质为氯化钠，加入到滤液I中循环处理，据此回答问题。
23．【答案】（1）正
（2）4OH--4 e-=2H2O+O2
（3）11.2L
（4）64
【解析】【解答】（1）乙杯中c质量增加，说明Cu沉积在c电极上，电子是从b-c移动，M是负极，N为正极，因此，本题正确答案是：正。（2）甲中为NaOH，相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH-放电，即4OH--4e-=2H2O+O2↑，因此，本题正确答案是：4OH--4e-=2H2O+O2↑。（3）丙中为K2SO4，相当于电解水，设电解的水的质量为x．由电解前后溶质质量相等有，100×10%=（100-x）×12.2%，得x=18g，故为1mol；由方程式2H2+O2═2H2O可以知道，生成2molH2O，转移4mol电子，所以整个反应中转化2mol电子，则生成O2为2×1/4=0.5mol，标况下的体积为0.5×22.4=11.2L；因此，本题正确答案是：11.2L。（4）整个电路是串联的，所以每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的，根据电极反应：Cu2++2e-=Cu，可以知道转移2mol电子生成的m（Cu）=64×1=64g；因此，本题正确答案是：64。
【分析】（1）根据乙的电解质为硫酸铜，可以知道溶液中为铜离子和氢氧根放电，质量增加应该是产生铜单质，铜离子移向阴极，所以c为阴极，b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极；
（2）甲为氢氧化钠溶液，为氢离子和氢氧根放电，b为阳极，氢氧根离子放电；
（3）根据丙的电解质可以判断放电离子为氢离子和氢氧根离子，所以丙中质量分数变化应该是少了水，判断转移的电子数，可以求出a中转移的电子数；
（4）根据电子数的转移，可以知道铜离子转化为单质的质量。
24．【答案】（1）d
（2）2(CH3)4NCl＋2H2O 2(CH3)4NOH＋H2↑＋Cl2↑
（3）B；C
（4）66.7%或0.67；
（5）使平衡正向移动，增大乙醇转化率，减小产品中乙醇含量， 有利于后续产物的分离
（6）A；C；D
【解析】【解答】（1）以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]需要氢氧根离子，在电解过程中，阴极氢离子得电子被还原，生成氢氧化根离子，所以收集到(CH3)4NOH的区域是阴极区，即d口；
故答案为：d；
（2）根据反应物与生成物的关系可知电解过程中生成产物和氢气、氯气，则总反应方程式为：2(CH3)4NCl＋2H2O
2(CH3)4NOH＋H2↑＋Cl2↑；
故答案为：2(CH3)4NCl＋2H2O
2(CH3)4NOH＋H2↑＋Cl2↑；
（3）反应中浓硫酸做催化剂和吸水剂，不符合题意；
B.反应过程中生成的乙酸乙酯为气体，熵变不为零，符合题意；
C.温度的变化对化学反应速率的影响较大，符合题意；
D.压强对液体浓度的变化几乎没有影响，所以压强对该反应的化学平衡影响可以忽略不计，不符合题意；
故答案为：BC；
（4）设生成乙酸乙酯的物质的量为x，则
CH3COOH(l)＋C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)＋H2O(l)
1 1 0 0
1-x 1-x x x
解得x=0.667mol
所以乙酸乙酯的产率为 ；
乙酸与乙醇的物质的量之比，随着乙酸的物质的量增加，乙酸乙酯的产量也会增加，当n：1=1：1时乙酸乙酯的物质的量分数达到最大 ，乙酸的物质的量继续增大，乙酸乙酯的物质的量分数反而会逐渐减小，图象如图：；
（5）增大反应物的浓度使平衡向正反应方向移动，增加其他反应物的转化率，所以作用是使平衡正向移动，增大乙醇转化率，减小产品中乙醇含量；
故答案为：使平衡正向移动，增大乙醇转化率，减小产品中乙醇含量；
（6）A.反应温度超过300℃时乙酸乙酯的质量分数开始降低乙醚的质量分数开始增加，符合题意；
B.对于液体反应压强对化学平衡的影响较小，所以增大体系压强，对乙醇平衡转化率影响不大，不符合题意；
C.在催化剂作用下，乙醇氧化为乙醛，乙醛被氧化为乙酸，即一圈是中间产物，符合题意；
D.工艺的关键是减少乙醚、乙烯等副产物，可提高催化剂的活性和选择性，符合题意；
故答案为：ACD。
【分析】（一）根据电解原理分析电极发生的反应，得出电解总反应反应方程式；
（二）根据乙酸乙酯的合成原理，结合化学平衡原理进行分析即可。
25．【答案】（1）+75
（2）向正反应方向移动
（3）A；D
（4）>；由图可知温度由T1升高至T2时，CO的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，所以K1>K2
（5）2CH3OH-12e－+2H2O＝2CO2+12H+ 或CH3OH-6e－+H2O＝CO2+6H+
（6）2Cu＋2OH－-2e－＝Cu2O＋H2O
【解析】【解答】（1）已知：①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH＝+206 kJ/mol
②C(s)+H2O(g)＝CO(g)+H2(g) ΔH＝+131 kJ/mol根据盖斯定律可知①－②即得到CH4(g)＝C(s)+2H2(g)的ΔH＝+75kJ/mol。
（2）此时浓度熵为 ＜1，所以向正反应方向移动；
（3）A．正反应体积减小，则体系的压强不发生变化可以说明达到平衡状态，A正确；
B.混合气的质量和容器容积始终不变，则密度始终不变，不能说明，B错误；
C.根据质量守恒定律可知体系中碳元素的质量分数始终不变，不能说明，C错误；
D.由于CO与H2的物质的量之比不是按照化学计量数之比通入的，则CO与H2的物质的量之比保持不变时，可以说明反应达到平衡状态，D正确，
故答案为：AD；
（4）首先达到平衡时温度高，由图可知温度由T1升高至T2时，CO的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，所以K1＞K2。
（5）氢离子向右侧移动，则右侧是正极，左侧是负极，甲醇失去电子，电极反应式为CH3OH-6e－+H2O＝CO2+6H+；
（6）铜元素化合价升高，失去电子，铜电极是阳极，溶液显碱性，则阳极电极反应式为2Cu＋2OH－-2e－＝Cu2O＋H2O。
【分析】（1）根据盖斯定律构造出目标方程式，然后计算反应热即可；
（2）根据平衡常数与浓度熵的关系判断平衡移动的方向；
（3）根据化学平衡状态的特点：正逆反应速率相等、各成分的包分含量不变进行判断是否达到平衡状态及可；
（6）根据原电池原理和总反应方程式书写铜极的电极方程式。