第四章 化学反应与电能 单元测试题（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能 单元测试题
一、单选题
1．下列有关原电池的叙述中不正确的是（　　）
A．原电池是将化学能转化为电能的装置
B．在原电池中，电子流出的一极是负极，发生氧化反应
C．原电池中，电解质溶液中的阴离子会移向负极
D．构成原电池的两个电极必须是活泼性不同的两种金属
2．下列装置可以组成原电池的是（　　）
A． B．
C． D．
3．某原电池构造如图所示，下列叙述正确的是（　　）
A．在外电路中，电子由银电极流向铜电极
B．取出盐桥后，电流表的指针仍发生偏转
C．外电路中每通过0.1 mol电子，铜的质量理论上减小6.4 g
D．原电池的总反应式为Cu＋2AgNO3=2Ag＋Cu(NO3)2
4．下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法错误的是（　　）
A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏
C．铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 g
D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
5．化学与生产、生活、社会密切相关。下列说法中错误的是（　　）
A．“硫黄姜”又黄又亮，可能是在用硫黄熏制的过程中产生的SO2所致
B．铁在潮湿的空气中放置，易发生化学腐蚀而生锈
C．绿色化学的核心是从源头上消除工业生产对环境的污染
D．用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料，可实现“碳”的循环利用
6．以氮气和水蒸气为原料，电化学合成氨装置示意图如下所示(电极不参与反应)。下列说法错误的是（　　）
A．N2 发生还原反应
B．电极 b 连接电源的负极
C．OH 向电极 a 迁移
D．电极 a 的电极反应式：2H2O-4e =O2↑+4H+
7．下列说法正确的是（　　）
A．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
B．淀粉、纤维素、油脂、蛋白质等高分子化合物均能发生水解反应
C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极保护法
D．煤中含有大量苯及其同系物，可通过干馏的方法得到苯及其同系物
8．下列说法中正确的是
A．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
B．已知反应的平衡常数为，则的平衡常数为
C．由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程
D．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小
9．Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是（　　）
A．Mg电极是该电池的正极
B．溶液中的Cl－向正极移动
C．H2O2在石墨电极上发生氧化反应
D．石墨电极附近溶液的pH增大
10．直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，用Na2SO3作为吸收液可吸收SO2，且吸收液可通过电解再生。室温条件下，吸收液吸收SO2的过程中，pH随n(SO )：n(HSO )变化关系如表；当吸收液pH降至约为6时，需送至电解槽再生，再生示意图如图，下列说法错误的是（　　）
n(SO )：n(HSO ) 91：9 1：1 9：91
pH 8.2 7.2 6.2
A．由表中信息可推测，Na2SO3溶液显碱性，NaHSO3溶液显酸性
B．吸收过程中离子浓度关系总有c(Na+)+c(H+)=2c(SO )+c(HSO )+c(OH-)
C．电解槽右侧电极发生的反应主要是SO -2e-+H2O=SO +2H+
D．电解槽左侧电极发生的反应有2HSO +2e-=H2↑+2SO ，实现再生
11．把a、b、c、d四块金属浸入稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连时a溶解；c、d相连时c为负极；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，b为正极，则四种金属活动性顺序由强到弱为（　　）
A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞d＞b C．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a
12．研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源，还能对工业污水等进行处理。利用微生物燃料电池处理含硫废水并电解制备KIO3的原理如图所示，下列说法正确的是
A．右侧电池中K+通过阳离子交换膜从P极移向Q极
B．光照强度大小不影响KIO3的制备速率
C．电极Q处发生电极反应： I2 +12OH-- 10e- =2 +6H2O
D．不考虑损耗，电路中每消耗11.2LO2 (标准状况下)，理论上Q极可制得342.4g KIO3
13．Mg－AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为Mg+2AgCl＝Mg2++2Ag+2Cl－。下列说法正确的是（　　）
A．该电池的负极反应式为Mg2++2e－＝Mg
B．该电池的正极反应式为Ag－e－+Cl－＝AgCl
C．AgCl为原电池的正极，发生了氧化反应
D．海水中的Na+向AgCl极移动
14．卡塔尔世界杯上，来自中国的888台纯电动客车组成的“绿色军团”助力全球“双碳”战略目标。现阶段的电动客车大多采用LiFePO4电池，其工作原理如图1所示，聚合物隔膜只允许Li+通过。LiFePO4 的晶胞结构示意图如图2(a)所示。O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。下列说法中正确的是
A．充电时，Li+通过隔膜向阳极迁移
B．该电池工作时某一状态如图2(b)所示，可以推算x=0.3125
C．充电时，每有0.5mol电子通过电路，阴极质量理论上增加3.5g
D．放电时，正极的电极反应方程式为：Li1-xFePO4+xLi+ -xe- = LiFePO4
15．银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag，其工作示意如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．Zn电极是负极
B．工作时K+移向Zn电极
C．Ag2O电极发生还原反应
D．Zn电极的电极反应式：Zn－2eˉ＋2OHˉ=Zn(OH)2
16．为减少二氧化碳排放，我国科学家设计熔盐电解池捕获二氧化碳的装置，如下图所示。下列说法错误的是（　　）
A．CO2过量排放是导致温室效应的原因之一
B．过程②中C2O52-在a极上发生了还原反应
C．过程③中的反应可表示为：CO2+O2-=CO32-
D．CO2最终转化为C和O2
17．2016年2月《Nature》报道的一种四室（1#～4#）自供电从低浓度废水中回收铜等重金属的装置如下图所示：
下列说法正确的是（　　）
A．装置工作时，4#室中溶液pH不变
B．X、Y依次为阴离子、阳离子选择性交换膜
C．负极的电极反应为：BH4-+8OH--8e-=B(OH)4-+4H2O
D．单位时间内4n(NaBH4)消耗>n(Cu)生成是由于负极上有O2析出
18．有四种燃料电池：A.固体氧化物燃料电池、B.碱性氢氧化物燃料电池、C.质子交换膜燃料电池、D.熔融盐燃料电池，下面是工作原理示意图，其中正极反应生成水的是（　　）
A． B．
C． D．
19．下图所示的实验，能达到实验目的的是（　　）
A B C D
片刻后在 Fe 电极附近滴入铁氰化钾溶液
验证化学能转化为电能 证明温度对平衡移动的影响 验证 Fe 电极被保护 验证AgCl 溶解度大于Ag2S
A．A B．B C．C D．D
20．对下图所示的钢铁电化学保护方法，分析正确的是（）
A．是牺牲阳极的阴极保护法 B．钢闸门失去电子
C．电子从负极流向阴极 D．电子从阴极经海水流向阳极
二、综合题
21．2020年3月22日为第 28届世界水日，化学中有很多与水相关的化学知识。
（1）海水会腐蚀铁质海轮外壳，制造海轮时会在船底四周镶嵌　 　。(填“锌块”或“铜块”)
（2）自来水厂常用含有 Fe3+的净水剂净水，其原理是　 　。(用离子方程式表示)
（3）自来水常用氯气杀菌消毒， ，要增大 HClO 的浓度，可以加入下列物质中的____。
A．CH3COONa B．HCl C．CaCO3固体 D．H2O
E．SO2
（4）常温下，0.01mol·L-1NaOH溶液，由水电离出的c(OH-)=　 　mol·L-1。
22．人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用。请根据题中提供的信息，回答下列问题：
（1）直接提供电能的反应一般是放热反应，下列反应能设计成原电池的是 ____。
A．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 B．氢氧化钠与稀盐酸反应
C．灼热的炭与 CO2反应 D．H2与 Cl2燃烧反应
（2）将纯铁片和纯铜片按图甲、乙方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：
①下列说法正确的是　 　。
A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置|
B．乙中铜片上没有明显变化
C．甲中铜片质量减少、乙中铁片质量减少
D．甲、乙两烧杯中c(H+)均减小
②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲　 　乙(填“>”、 “<”或“=”)。
③请写出甲、乙中构成原电池的正极电极反应式：　 　。电池工作时，溶液中向　 　极(填“正”或“负”)移动。当甲中溶液质量增重 27g时，电极上转移电子数目为　 　。
④若将甲中的稀硫酸换为浓硝酸，则电池总反应的离子方程式为　 　。
（3）图丙为甲烷氧气燃料电池的构造示意图，电解质溶液的溶质是 KOH。通甲烷一极的电极反应方程式为 　 　。
23．砷(As)是第四周期第VA族元素，它在自然界中的含量不高，但人类认识它、研究它的历史却很长。
（1）砷的氢化物的化学式为　 　，其稳定性比磷的氢化物　 　(填“强”或“弱”)。已知H3AsO3是两性偏酸性的化合物，它与硫酸反应的化学方程式为　 　。Na2HAsO3溶液呈碱性，该溶液中　 　(填“＞”、“＜”或“＝”)。
（2）砷在自然界中主要以硫化物形式(如雄黄As4S4、雌黄As2S3等)存在。
①工业上以雄黄为原料制备砷的过程是：先在空气中煅烧使其转化为砒霜(As2O3)，然后用焦炭还原。写出焦炭还原时发生反应的化学方程式：　 　。砒霜有剧毒，卫生防疫分析中鉴定的方法是：先将试样与锌、硫酸混合在一起反应，将生成的气体导入到热玻璃管中热解，若玻璃管中产生亮黑色的“砷镜”，则说明试样中含有As2O3。写出上述鉴定过程中有关反应的化学方式：　 　。
②“砷镜”可被漂白粉氧化为H3AsO4，反应中还原剂与氧化剂物质的量之比为　 　。
（3）已知砷酸(H3AsO4)是三元酸，有较强的氧化性。
①常温下砷酸的K1＝6×10-3、K2＝1×10-7，则NaH2AsO4溶液的pH为　 　7。(填“＞”、“＜”或“＝”)，判断依据为　 　。
②某原电池装置如图所示，电池总反应为+2I—+H2O+I2+2OH—。
当P池中溶液由无色变成蓝色时，正极上的电极反应式为　 　。当电流计指针归中后向Q池中加入一定量的NaOH，则电池负极所在的烧杯为　 　（填“P”或“Q”）。
24．根据原电池工作原理可以设计原电池，实现原电池的多种用途。用碱性甲醛燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。
（1）①甲池中通入甲醛的一极为　 　极，其电极反应式为　 　。
②乙池中总反应的离子方程式为　 　，当甲池中消耗280mLO2时(标准状况)，在乙池中加入　 　gCuCO3才能使溶液恢复到原浓度，此时丙池中理论上最多产生　 　g固体。
（2）利用下图所示装置(电极均为惰性电极)吸收SO2并制取硫酸，则通入SO2一极的电极反应式为　 　，通入O2一极的电极反应式为　 　。
25．电渗析法在物质制备过程中有广泛应用。以石墨为电极，利用三室式电渗析法制备高氯酸、亚氯酸的装置如图所示。
（1）I.利用三室式电渗析法制备高氯酸(HClO4)。M为高氯酸钠溶液。
出口B处得到的产品是　 　。
（2）电解过程中，阳极区附近pH　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。
（3）若C1极收集到11.2 L(标准状况)气体，则获得高氯酸　 　mol。
（4）II.利用三室式电渗析法制备亚氯酸(HClO2)。M为NaClO2溶液。
ClO 迁移方向是　 　。
（5）C2极的电极反应式为　 　。
（6）该过程制备的亚氯酸中含有少量氯酸杂质，其主要原因是　 　(用离子方程式表示)。(提示：HClO2是弱酸，HClO3是强酸)
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】A．原电池反应中能自发的进行氧化还原反应，是将化学能转化为电能的装置，选项A不符合题意；
B．原电池中，负极失电子发生氧化反应，则电子流出的一极是负极，选项B不符合题意；
C．原电池中，电解质溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，选项C不符合题意；
D．构成原电池的两个电极不一定都是金属，可以是一极为较活泼金属，另一极为石墨棒等，选项D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．原电池是将化学能转化为电能的装置；
B．负极失电子发生氧化反应；
C．溶液中阳离子向正极移动；
D．构成原电池的两个电极也可以是非金属导体等。
2．【答案】A
【解析】【解答】A．有正负极、电解质溶液并构成闭合电路，满足原电池的构成条件，能构成原电池，故A符合题意；
B．乙醇溶液不是电解质溶液，不满足原电池的构成条件，不能构成原电池，故B不符合题意；
C．没有形成闭合电路，不满足原电池的构成条件，不能构成原电池，故C不符合题意；
D．两金属不存在活性差异，无正、负极，不满足原电池的构成条件，不能构成原电池，故D不符合题意；
故答案为A。
【分析】组成原电池需要：活泼性不同的金属或导电非金属作电极、电解质溶液、形成闭合回路，据此进行判断即可。
3．【答案】D
【解析】【解答】A.该原电池铜为负极，银为正极，在外电路中，电子由负极流向正极，A不符合题意；
B.取出盐桥后，装置断路，无法构成原电池，电流表的指针不能发生偏转，B不符合题意；
C.根据负极极反应：Cu-2e-=Cu2+规律，外电路中每通过0.1 mol电子，铜的质量理论上减小0.1×0.5×64 =3.2g，C不符合题意；
D. 金属铜置换出银，发生电子转移构成原电池，总反应式为Cu＋2AgNO3=2Ag＋Cu(NO3)2，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A.原电池中，电子由负极经导线移向正极；
B.取出盐桥后，无法形成闭合回路；
C.根据电极反应式进行计算；
D.由电极反应式确定电池总反应；
4．【答案】C
【解析】【解答】A．干电池是一次性电池，铅蓄电池是可充电电池属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，A选项不符合题意；
B．在干电池中，Zn作负极，被氧化，因此长时间使用后，锌筒被破坏，B选项不符合题意；
C．铅蓄电池工作过程中，硫酸铅在负极上析出，该极质量应该增加而非减小，C选项符合题意；
D．氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，D选项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.干电池是一次性电池，铅蓄电池是可充电电池属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池；
B.干电池中锌做原电池的负极被腐蚀；
D.氢氧燃料电池的产物为水，无污染。
5．【答案】B
【解析】【解答】A项，SO2具有漂白性，不符合题意；
B项，铁在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀，符合题意；
C项，只有从“源头”上消除污染，才真正地体现了绿色化学，不符合题意；
D项，用CO2合成可降解塑料，在降解过程中产生CO2，实现碳的循环，不符合题意。
故答案为：B
【分析】A.根据二氧化硫的漂白性分析；
B.铁在潮湿空气中易发生电化学腐蚀；
C.绿色化学不是治理污染；
D.根据碳的循环进行分析。
6．【答案】D
【解析】【解答】A．b电极N2得到电子生成NH3，发生还原反应，故A不符合题意；
B．b电极N2得到电子生成NH3，电极反应式为：N2＋6e ＋6H2O＝6OH ＋2NH3，b应为阴极，与电源负极相连，故B不符合题意；
C．电解池中阴离子向阳极移动，a为阳极，则OH 向电极a迁移，故C不符合题意；
D．a为电解池的阳极，氢氧根离子失电子生成O2，电极反应式为：4OH 4e ＝O2↑＋2H2O，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据物质的元素化合价变化，氮元素化合价降低被还原，氧元素化合价升高，即可判断出a为电池的阳极，b为电池阴极。即可写出电极反应式，结合选项即可判断
7．【答案】C
【解析】【解答】A．外加直流电源的防腐措施中被保护的设备与电源负极相连，故A不符合题意；
B．油脂不属于高分子化合物，故B不符合题意；
C．在海轮外壳连接锌块，锌块、船体、海水构成原电池，其中锌比铁活泼作负极，船体作正极被保护，故C符合题意；
D．煤中不含苯及其同系物，但通过煤的干馏可以生成苯及其同系物，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】易错分析：A.外接阴极保护法，即将被保护金属与阴极相连。
B.高分子化合物相对分子质量为不确定值，相对分子质量在几千到十几万不等
8．【答案】C
【解析】【解答】A．铁、锡和合适的电解质溶液构成的原电池中，铁作负极，易被腐蚀，锌、铁和合适的电解质溶液构成的原电池中，锌作负极，铁作正极被保护，所以镀锌铁板比镀锡铁板更耐腐蚀，选项 A 不符合题意；
B．已知反应的平衡常数为=，则的平衡常数为K2，选项B不符合题意；
C．△H T△S<0的反应可自发进行，则由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合所有的过程，单一判据不准确，选项C符合题意；
D．电解稀NaOH溶液，阳极消耗OH-，阴极消耗H＋，实质也是电解水，NaOH溶液浓度增大，故溶液的pH增大，选项D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.这几种金属的活泼性是：锌＞铁＞锡，原电池中构成电极的金属活泼性较大的作负极，易被腐蚀。
B.根据平衡常数表达式（生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比）进行分析。
C.△G=△H T△S<0表示反应可自发进行。
D.电解稀NaOH溶液，阳极消耗OH-，阴极消耗H＋，实质也是电解水。
9．【答案】D
【解析】【解答】A.活泼金属镁为原电池的负极，失电子发生氧化反应被氧化，故A不符合题意；
B.电池工作时，溶液中阴离子Cl－向负极移动，故B不符合题意；
C.具有氧化性的H2O2为原电池的正极，在石墨电极得电子发生还原反应被还原，故C不符合题意；
D.具有氧化性的H2O2为原电池的正极，在石墨电极得电子发生还原反应被还原，电极反应式为H2O2+2H++2e-═2H2O，放电时消耗氢离子，电极附近溶液的pH 增大，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】镁-H2O2酸性燃料电池中，活泼金属镁为原电池的负极，失电子发生氧化反应被氧化，电极反应式为Mg-2e-═Mg2+，具有氧化性的H2O2为原电池的正极，在正极得电子发生还原反应被还原，电极反应式为H2O2+2H++2e-═2H2O。
10．【答案】C
【解析】【解答】A．由表中信息可推测， 电离程度大于水解， 只发生水解，故Na2SO3溶液显碱性，NaHSO3溶液显酸性，故A不符合题意；
B．由电荷守恒可知，离子浓度关系总有c(Na+)+c(H+)=2c(SO )+c(HSO )+c(OH-)，故B不符合题意；
C．酸性条件，阴离子主要为 ， 电极上 转化为 ，电极反应式为： ，故C符合题意；
D．阴极上氢离子得电子生成氢气，电极发生的反应为2HSO +2e-=H2↑+2SO ，钠离子进入阴极室，吸收液就可以再生，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.根据和浓度的相对大小确定溶液的酸碱性；
B.根据电荷守恒确定溶液中各种离子浓度的关系；
C.电解槽右侧生成硫酸，可知为亚硫酸根离子放电生成硫酸；
D.电解槽左侧发生反应2HSO +2e-=H2↑+2SO 。
11．【答案】B
【解析】【解答】两金属片、稀H2SO4为电解质溶液的原电池中，负极的活泼性大于正极的活泼性，负极溶解，正极产生气泡。因此，四种金属活动性a＞b；c＞d；a＞c；d＞b，即a＞c＞d＞b。
故答案为：B。
【分析】根据原电池中负极的金属性比正极强进行判断金属性强弱即可。
12．【答案】C
【解析】【解答】A．铂电极P为阴极，铂电极Q为阳极，阴极生成氢氧根离子，而阳极生成的比消耗的OH-少，溶液中K+通过阳离子交换膜从Q极移向P极，A不符合题意；
B．光照强度大小影响单位时间内生成氧气的量，即影响电流强度，会影响KIO3的制备速率，B不符合题意；
C．由分析可知，铂电极Q为阳极，阳极反应式为I2+12OH--10e-=2+6H2O，C符合题意；
D．不考虑损耗，电路中每消耗11.2LO2 (标准状况下)即=0.5molO2，转移电子为2mol，阳极反应式为I2+12OH--10e-=2+6H2O，可知生成KIO3为2mol×=0.4mol，理论上Q极可制得KIO3的质量为0.4mol×214g/mol=85.6g， D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】 电极M上，CO2在光合菌、光照条件下转化为O2，O2在M极放电生成H2O，发生还原反应，则M为正极，正极电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，N极为负极，硫氧化菌将FeSx氧化为S，硫再放电生成SO，负极电极反应式为S-6e-+4H2O=SO+8H+，H+通过质子交换膜由右室移向左室；铂电极P为阴极，铂电极Q为阳极，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极反应式为I2+12OH--10e-=2IO+6H2O，阴极生成氢氧根离子，而阳极生成的IO比消耗的OH-少，溶液中K+通过阳离子交换膜从Q极移向P极。
13．【答案】D
【解析】【解答】A．镁失去电子，负极反应式为Mg2+－2e－＝Mg2+，A不符合题意；
B．AgCl中Ag化合价降低，得电子，为正极，正极反应式为AgCl +e－＝Ag+Cl－，B不符合题意；
C．AgCl为原电池的正极，发生了还原反应，C不符合题意；
D．海水中的Na＋向正极AgCl极移动，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A．镁失去电子，作负极；
B．化合价降低，得电子，为正极；
C．正极发生了还原反应；
D．阳离子向正极移动。
14．【答案】C
【解析】【解答】A．充电时是电解池，阳离子向阴极移动，Li+通过隔膜向阴极迁移，A不符合题意；
B．图2(b)晶胞中锂原子数8×+3×+3×=3.25，FePO4数为4，则Li1-xFePO4的化学式为Li0.8125FePO4，解得x=0.1875，B不符合题意；
C．充电时，阴极反应为Li++e-=Li，每有0.5mol电子通过电路，阴极生成0.5mol锂，质量为3.5g，C符合题意；
D．放电时，FePO4与Li+反应生成LiFePO4，正极的电极反应方程式为：FePO4+Li++e-= LiFePO4，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．电解时，阴离子通过阴离子交换膜移向阳极，阳离子通过阳离子交换膜移向阴极；
B．利用均摊法确定原子数；
C．依据得失电子守恒；
D．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应。
15．【答案】B
【解析】【解答】A.根据反应原理锌的化合价升高，是负极，故A不符合题意；
B. K+是阳离子，工作时向正极移动，Zn是负极，故B符合题意；
C. Ag2O电极是正极，发生还原反应，故C不符合题意；
D. Zn电极的电极反应式：Zn－2eˉ＋2OHˉ=Zn(OH)2，不符合题意。
故答案为：B.
【分析】在原电池中，负极失去电子，化合价升高，发生氧化反应，正极得到电子，化合价降低，发生还原反应，负极失去的电子等于正极得到的电子。也就是电子在外电路的流向是负极到正极，在电解液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极。
16．【答案】B
【解析】【解答】A．太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应，二氧化碳过量排放导致大气中二氧化碳含量过高，温度逐渐升高，形成“温室效应”，故A不符合题意；
B．根据分析，过程②中，a极的电极反应为：2C2O52 4e =4CO2↑+O2↑，该电极反应为氧化反应，故B符合题意；
C．根据题中信息，可以推出过程③中的反应可表示为：CO2+O2-=CO32-，故C不符合题意；
D．根据分析，熔盐电解池的总的化学方程式为：CO2 C+O2，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由装置图可知，a极上，电极反应有：4CO2+2O2-=2C2O52-，2C2O52--4e-=4CO2↑+O2↑，总的电极反应为：2O2--4e-=O2↑；b极上，电极反应有：CO2+O2-=CO32-，CO32-+4e-=C+3O2-，总的电极反应为：CO2+4e-=C+2O2-；熔盐电解池的总的化学方程式为：CO2 C+O2，据此分析解答。
17．【答案】C
【解析】【解答】A.根据图示可知：1#室中BH4-失去电子变为B(OH)4-，电子由负极经外电路转移到正极上，4#室中Cu2+获得电子变为单质Cu析出，CuSO4是强酸弱碱盐，Cu2+水解使溶液显酸性，Cu2+浓度降低，溶液的酸性减弱，因此pH增大，A不符合题意；
B.根据图示可知：左边的1#室溶液中的K+、Na+通过X膜进入2#室、3#室，所以X膜为阳离子膜；4#室中SO42-通过Y膜进入到3#室，所以Y膜为阴离子膜，B不符合题意；
C.根据图示可知负极上BH4-失去电子变为B(OH)4-，因此负极的电极反应为：BH4-+8OH--8e-=B(OH)4-+4H2O，C符合题意；
D.每1molBH4-失去8mole-，而每1molCu2+获得2mol电子，所以若单位时间内4n(NaBH4)消耗>n(Cu)生成是由于正极上有H2析出，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】1#室中BH4-失去电子变为B(OH)4-，其电极反应式为：BH4-+8OH--8e-=B(OH)4-+4H2O，1#室溶液中的K+、Na+通过X膜进入2#室、3#室；4#室中Cu2+获得电子变为单质Cu析出，其电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，4#室中SO42-通过Y膜进入到3#室；据此结合选项进行分析。
18．【答案】C
【解析】【解答】A.该装置中，通入空气的一极为正极，空气中的O2发生得电子的还原反应，由于所用电解质为熔融固体氧化物，因此正极的电极反应式为O2＋4e－=2O2－，A不符合题意；
B.该装置中，通入O2的一极为正极，发生得电子的还原反应，由于所用电解质为NaOH溶液，因此正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－，B不符合题意；
C.该装置中，通入空气的一极为正极，空气中的O2发生得电子的还原反应，由于所用电解质为酸性溶液，电解质溶液中的H＋会移向正极，因此正极的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋=2H2O，C符合题意；
D.该装置中，通入O2的一极为正极，发生得电子的还原反应，由于所用电解质为熔融碳酸盐，因此正极的电极反应式为O2＋2CO2＋4e－=2CO32－，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】根据正极电极反应式进行分析，书写电极反应式的过程中，应注意所用电解质类型对正极反应式的影响。
19．【答案】B
【解析】【解答】A．由图可知，该装置缺少盐桥，不能形成闭合回路，不能形成原电池，则不能验证化学能转化为电能，故A不能达到实验目的；
B．二氧化氮为红棕色气体，四氧化二氮为无色气体，利用气体颜色的深浅变化，可说明温度对化学平衡的影响，故B能达到实验目的；
C．由图可知，与电源正极相连的Fe电极为电解池阳极，铁失去电子发生氧化反应，加快Fe的腐蚀，不能验证Fe电极被保护，故C不能达到实验目的；
D．由图可知，AgNO3溶液过量，过量的Ag＋能与S2－直接反应生成Ag2S沉淀，不存在AgCl与Ag2S的沉淀的转化，则不能证明AgCl溶解度大于Ag2S，故D不能达到实验目的；
故答案为：B。
【分析】A、没有形成闭合回路
C、铁在阳极，会加速他的腐蚀
D、银离子过量，不能体现沉淀的互相转化
20．【答案】C
【解析】【解答】A、牺牲阳极的阴极保护法的原理是原电池，图示中有外加电流，形成的是电解池反应，属于外加电流阴极保护法，故A不符合题意；
B、图示形成电解池反应，钢闸门与电源的负极相连，作阴极本身不放电，阴极被保护，钢闸门不失去电子，故B不符合题意；
C、形成电解池反应，电子由电源负极流向阴极，阳极流向正极，故C符合题意；
D、电解质溶液的导电是因离子的定向移动，电子只流经外电路，电子由负极沿导线流向阴极，阳极沿导线流向正极，电解液中没有电子通过，故D不符合题意；
故答案为：C
【分析】图中所示的是电解池，电解池的原理是：通电时，电解质中的阳离子移向阴极，吸收电子，发生还原作用，生成新物质；电解质中的阴离子移向阳极，放出电子，发生氧化作用，亦生成新物质。
21．【答案】（1）锌块
（2） 或 (胶体)+3H+
（3）A；C
（4）10-12
【解析】【解答】（1）海水会腐蚀铁质海轮外壳，为了防止其受海水的腐蚀，通常要在船体上连接较活泼的金属(比铁活泼)，所以制造海轮时会在船底四周镶嵌锌块，故答案为：锌块；
（2）自来水厂常用含有Fe3+的净水剂净水，其原理是利用Fe3+的水解产物氢氧化铁胶体吸附水中的悬浮杂质，Fe3+水解的离子方程式为 或者 (胶体)+3H+，故答案为： 或者 (胶体)+3H+；
（3）自来水常用氯气杀菌消毒， ，要增大HClO的浓度，应设法让化学平衡向正反应方向移动，且不能消耗HClO；
A．酸性：盐酸大于醋酸，醋酸大于次氯酸；所以盐酸与醋酸钠反应生成醋酸，减小盐酸的浓度，平衡右移，醋酸浓度增大，故A正确；
B．HCl可以增加溶液中的氢离子和氯离子，使平衡逆向移动，故B不正确；
C．盐酸的酸性大于碳酸，碳酸的酸性大于次氯酸；所以CaCO3固体与HCl反应，但是不与HClO反应，可以使平衡向正向移动，故C正确；
D． 加入水，平衡右移，但不能增大HClO的浓度，故C不正确；
E．SO2具有还原性，能够氯气发生氧化还原反应，平衡左移，不能增大HClO的浓度，故E不正确；
故答案为：AC；
（4）常温下，0.01mol·L-1NaOH溶液c(OH-)=0.01mol·L-1，由水电离出的c(OH-)= c(H+)= ，故答案为：10-12。
【分析】（1）在船体上连接比铁活泼的金属，可保护铁（牺牲阳极的阴极保护法）；
（2）利用Fe3＋的水解产生的胶体吸附水中的悬浮杂质净水；
（3）使平衡正移可增大HClO的浓度；
（4）碱溶液中，由水电离出的c(OH )＝c(H＋)＝Kw/c(OH )
22．【答案】（1）D
（2）BD；>；2H++2e-=H2↑；负；NA (或6.02×1023)；Cu + 4H++=Cu2+
（3）CH4+10OH--=+7H2O
【解析】【解答】（1）自发的氧化还原反应可以设计成原电池，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应、氢氧化钠与稀盐酸反应均不是氧化还原反应，不能设计成原电池；灼热的炭与 CO2反应 自发的反应，不能设计成原电池；H2与 Cl2燃烧反应是自发的氧化还原反应可以设计成原电池；
故答案为：D；
（2）①A．乙没有形成闭合电路，不是原电池，A不正确；
B．铜和稀硫酸不反应，乙中铜片上没有明显变化，B正确；
C．甲中铜片上氢离子放电生成氢气，铜质量不变；乙中铁片和稀硫酸反应生成硫酸亚铁，质量减少，C不正确；
D．甲、乙两烧杯中氢离子生成氢气，c(H+)均减小，D正确；
故答案为：BD；
②原电池可以加速氧化还原反应的进行，在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲大于乙；
③甲中构成原电池，铁较为活泼为负极，铜为正极，氢离子在正极放电生成氢气，电极反应式：2H++2e-=H2↑。电池工作时，阴离子向负极运动，故溶液中向负极移动。根据总反应Fe+2H+=Fe2++H2↑可知，每56g铁参加反应生成2g氢气，溶液增加（56-2）g，当甲中溶液质量增重 27g时，反应铁的物质的量为，则电极上转移电子物质的量为1mol，数目为NA (或6.02×1023)。
④若将甲中的稀硫酸换为浓硝酸，浓硝酸和铁发生钝化反应，铜和浓硝酸生成硝酸铜和二氧化氮、水，铁为正极、铜为负极，则电池总反应的离子方程式为Cu + 4H++=Cu2+ +2NO2↑+2H2O；
（3）氧气发生还原反应为正极、甲烷发生氧化反应为负极；在碱性环境下，通甲烷一极的电极反应方程式为CH4+10OH- -=+7H2O。
【分析】（1）原电池的工作原理为自发的氧化还原反应；
（2） ① A、原电池需要形成闭合回路；
B、铜和稀硫酸不反应；
C、铁更活泼，作为原电池的负极，失去电子逐渐溶解；
D、稀硫酸发生反应，氢离子浓度减小；
② 原电池的速率更快；
③ 氢离子得电子生成氢气；硫酸根为阴离子，移向负极；
④ 铜和氢离子、硝酸根反应生成铜离子和二氧化氮、水；
（3）燃料电池中，通入燃料的一端为负极，由于溶液为碱性，因此甲烷失去电子，和氢氧根反应生成碳酸根和水。
23．【答案】（1）AsH3；弱；2H3AsO3+3H2SO4＝As2(SO4)3+6H2O；＞
（2）2As2O3+3C 4As+3CO2↑；As2O3+6Zn+6H2SO4＝2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O，2AsH3 2As↓+3H2；2：5
（3）＜； ， 【解析】【解答】 (1)、 砷(As)是第四周期第VA族元素，，最低负价为-3价，则砷的氢化物化学式为 AsH3 ；磷与砷是同主族，同主族从上到下非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，则砷的氢化物稳定性更弱； H3AsO3 是两性偏酸性的化合物，与硫酸反应生成硫酸砷和水，方程式为 2H3AsO3+3H2SO4＝As2(SO4)3+6H2O ； Na2HAsO3溶液呈碱性，说明水解大于电离程度，则，
故答案为： AsH3 ；弱； 2H3AsO3+3H2SO4＝As2(SO4)3+6H2O ；>；
(2)、①As2O3 与焦炭在高温下反应生成 As和3CO2 ，方程式为： 2As2O3+3C 4As+3CO2↑ ；锌、硫酸混合在一起反应生成氢气，氢气与 As2O3 反应生 H3AsO4 ， H3AsO4 在热玻璃管中分解成 As和H2 ，反应方程式为： As2O3+6Zn+6H2SO4＝2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O，2AsH3 2As↓+3H2
故答案为： 2As2O3+3C 4As+3CO2↑ ； As2O3+6Zn+6H2SO4＝2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O，2AsH3 2As↓+3H2 ；
② 漂白精的主要成分是NaClO，NaClO将As氧化为 H3AsO4 ，NaClO中氯的化合价降低2价，As的化合价升高5价，则还原剂As与氧化剂NaClO物质的量之比为 2：5 ；
故答案为： 2：5 ；
(3)、①NaH2AsO4溶液水解呈碱性，电离呈酸性，，水解程度小于电离程度，则 NaH2AsO4 溶液呈酸性，
故答案为：，水解程度小于电离程度；
② 正极上得电子发生还原反应，电极反应式为：；当电流计指针归中后向Q池中加入一定量的NaOH，反应逆向进行，失电子被氧化成，则Q为电池的负极，
故答案为：；Q。
【分析】
(1)、 依据化合价确定化学式；同主族从上到下非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱； H3AsO3 与硫酸反应生成硫酸砷和水；利用 Na2HAsO3溶液呈碱性判断；
(2)、①依据氧化还原反应原理，根据得失电子守恒和原子守恒分析；
② 依据得失电子守恒计算 ；
(3)、①利用计算；
② 正极上得电子发生还原反应。
24．【答案】（1）负；HCHO-4e-+6OH-= +4H2O；2Cu2++2H2O 2Cu+4H++O2↑；3.1；1.45
（2）2SO2+4H2O-4e-=2 +8H+；O2+4H++4e-=2H2O
【解析】【解答】(1)①燃料电池中，通入燃料的为负极，故通入甲醛的一极为负极，在碱性溶液中，甲醛失电子后变为碳酸根，电极反应式为：HCHO-4e-+6OH-= +4H2O；故答案为：负；HCHO-4e-+6OH-= +4H2O；
②乙池为电解池，以C为电极电解硫酸铜溶液，阴阳极分别是铜离子和水中的氢氧根放电，总反应的离子方程式为：2Cu2++2H2O 2Cu+4H++O2；甲池中根据电极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，所以消耗280mL(标准状况下0.0125mol)O2，则转移电子0.05mol，乙池的阴极反应式为Cu2++2e-=Cu，当转移电子0.05mol时，析出的铜为0.025mol，根据铜原子守恒，要使电解质复原，加入的CuCO3也为0.025mol，质量为0.025mol 124g/mol=3.1g；根据丙装置中，在阴极上是氢离子放电，减小的氢离子是0.05mol，则产生的氢氧根为0.05mol，镁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化镁为0.025mol，理论上最多产生氢氧化镁质量应该是0.25mol×58g/mol=1.45g固体；故答案为：2Cu2++2H2O 2Cu+4H++O2↑；3.1；1.45；
(2)由分析可知，则通入SO2一极为负极，SO2被氧化为硫酸，电极反应式为：2SO2+4H2O-4e-=2 +8H+；通入氧气的为正极，氧气被还原为水，电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O；故答案为：2SO2+4H2O-4e-=2 +8H+；O2+4H++4e-=2H2O。
【分析】
(1)甲池为燃料电池，通入甲醛的一极为负极，通入氧气的一极为正极，乙池为电解池，左边的C电极为阳极，水电离的氢氧根放电；右边的C电极为阴极，铜离子放电；丙池为电解池，左边的C为阳极，右边的C为阴极；
(2)通入SO2的为负极，发生氧化反应，SO2被氧化为硫酸；通入氧气的为正极，氧气被还原生成水；电池的总反应式为：2SO2+2H2O+O2=H2SO4。
25．【答案】（1）NaOH
（2）减小
（3）2
（4）通过膜1向阳极区迁移
（5）2H2O+2e -=2OH- +H2↑
（6）O2 +2HClO2=2 +2H+
【解析】【解答】I.(1)根据分析可知B处得到的产品是NaOH；
(2)阳极区水电离出的氢氧根放电生成氧气，同时产生大量氢离子，所以阳极区附近的pH减小；
(3)根据分析可知C1生成的气体为氧气，标准状况下11.2LO2的物质的量为0.5mol，阳极的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，应生成2molH+，即生成的高氯酸为2mol；
II.(4)电解池中阴离子向阳极移动，所以ClO 迁移方向是通过膜1向阳极区迁移；
(5)C2极为阴极水电离出的氢离子放电生成氢气，同时产生氢氧根，电极方程式为2H2O+2e -=2OH- +H2↑；
(6)HClO2在阳极生成，同时阳极产生氧气，氧气可能会将HClO2氧化成HClO3，离子方程式为O2 +2HClO2=2 +2H+。
【分析】电解过程中，阳极的电极反应式为2H2O－4R－=O2↑＋4H＋；阴极的电极反应式为2H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－。NaClO4溶液中的Na＋通过阳离子交换膜(膜2)进入阴极区，在出口B处形成NaOH；NaClO4溶液中的ClO4－通过阴离子交换膜(膜1)进入阳极区，在出口A处形成HClO4。据此结合题干分析作答。