4.2 电解池 课后练习 （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 课后练习 （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 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-03-08 22:10:43 | ||
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文档简介
4.2 电解池 课后练习
一、单选题
1．如图为某电化学装置的一部分，电极材料为单一物质。已知两极反应式分别为a极：Cu2++2e-=Cu，b极：Mg-2e-=Mg2+。下列说法错误的是（ ）
A．a电极上发生还原反应 B．b电极材料是镁
C．该装置一定是原电池装置 D．电解质溶液中含有Cu2+
2．化学与生产、生活密切相关。下列有关说法正确的是（ ）
A．我国率先研制了预防新冠病毒的灭活疫苗，灭活疫苗利用了蛋白质变性原理
B．神舟载人飞船搭载的太阳能电池板的核心材料是二氧化硅
C．我国古代精美金属器皿表面使用了鎏金工艺，利用的是电镀原理
D．石墨烯片常用于保暖材料，石墨烯和碳纳米管互为同分异构体
3．使用石墨电极电解溶液，阴极产物为
A． B．Cu C． D．
4．科学家利用新型Zn-CO2水介质电池，电极材料为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。其电池示意图如下图所示，下列说法正确的是（ ）
A．放电时，正极区pH降低
B．放电时，Zn极发生电极反应式为： Zn+4OH--2e-=Zn(OH)
C．充电时，每生成标况下11.2LO2在阳极可生成65g Zn
D．电解质溶液2一定是碱性溶液
5．如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是（ ）
选项 M N P
A 锌 铜 稀硫酸
B 铜 铁 稀盐酸
C 银 锌 硝酸银溶液
D 锌 铁 硝酸铁溶液
A．A B．B C．C D．D
6．自新冠肺炎在武汉发现以后，全国相继爆发了肺炎疫情，口罩和消毒剂成为了疫区百姓的急需物品，供不应求，为了解决这个问题，老师在家中利用现有的物品制备含氯消毒剂，并用于家庭消毒，实验装置原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．H2从阳极逸出
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．a为直流电源的正极，b为直流电源的负极
D．阳极区的反应为2Cl--2e-=Cl2↑，Cl2+H2O HCl+HClO
7．电化学降解的原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．R为电源的负极
B．电极发生氧化反应
C．电极的电极反应式为
D．电池工作一段时间，两电极产生的气体体积之比为4∶5(或5∶4)
8．汞阴极法电解饱和食盐水制取NaOH的原理如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A．电解室中阳极的反应式为
B．钠汞合金具有导电性
C．解汞室中反应的离子方程式为
D．电解室与解汞室产生的气体可用于工业制盐酸
9．科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如图所示，用CuSi合金作硅源，在950℃利用三层液熔盐进行电解精炼，下列说法正确的是（ ）
A．X与电源的正极相连
B．电子由液态CuSi合金流出
C．电子能够在三层液熔盐间自由流动
D．在该液相熔体中Cu优先于Si被氧化，优先于被还原
10．由U形管、铁棒、碳棒和CuCl2溶液组成如图所示装置，下列说法错误的是（ ）
A．铁棒为阴极，碳棒为阳极
B．转移0.2mol电子时，阳极生成2.24L气体
C．阴极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu
D．若将碳棒换成铜棒，可实现在铁棒上镀铜
11．电解精炼法提纯镓(Ga)是工业上常用的方法，具体原理如图所示。已知金属活动性顺序为：Zn>Ga>Fe；镓的化学性质与铝相似。下列说法错误的是（ ）
A．该装置中电流流向为：A极→粗Ga→NaOH溶液→高纯Ga→B极
B．为提高电解效率可选用阳离子交换膜技术
C．产生阳极泥的主要成分为Fe、Cu
D．电解过程中需控制合适的电压，若电压太高，阴极可能会产生
12．图为氯碱工业的简易装置示意图，其中两电极均为惰性电极，下列说法正确的是（ ）
A．粗盐水中含有的少量Ca2+和Mg2+可用NaOH除去
B．阳离子交换膜允许Na+通过，而阻挡了Cl2进入B室
C．a处得到的是浓NaOH溶液
D．饱和食盐水从B室底部加入
13．我国科学家以CO2和辛胺为原料实现了甲酸盐和辛睛的高选择性合成，装置工作原理如图(以KOH溶液为电解液，隔膜a只允许OH-自由通过)。下列说法正确的是（ ）
A．m为直流电源正极
B．In/In2O3-x电极上发生的反应为CO2＋2e-＋H2O=HCOO-＋OH-
C．若Ni2P电极上生成1molCH3(CH2)6CN，理论上电路中转移2mole-
D．工作一段时间后，左右两室溶液的pH均保持不变
14．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)
15．一种以Fe[Fe(CN)6]为代表的新型可充电钠离子电池，其电池放电时的反应原理为2Al+3Fe[Fe(CN)6]+ 14NaAlCl4 =Na2Fe[Fe(CN)6]+8NaAl2Cl7。下列说法错误的是（ ）
A．充电时，外接直流电源的负极应与Al电极连接
B．充电时，外电路中通过0.2mol电子时，阳极质量变化4.6g
C．放电时，每转移1mol电子，负极区电解质溶液质量增加9g
D．放电时，正极电极反应式为2Na++2e-+Fe [Fe(CN)6]=Na2Fe[Fe(CN)6]
16．如图，c管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取待测样品加入b容器中，接通电源，进行实验。下列说法正确的是（ ）
A．左侧电极反应：
B．实验结束时，b中溶液红色恰好褪去
C．若c中收集气体，则样品中乙酸浓度为
D．把盐桥换为U形铜导线，不影响测定结果
17．如图所示，在一U形管中装入含有紫色石蕊的Na2SO4试液，通直流电，一段时间后U形管内会形成一个倒立的三色“彩虹”，从左到右颜色的次序是（ ）
A．蓝、紫、红 B．红、蓝、紫 C．红、紫、蓝 D．紫、红、蓝
18．每年全球报废的锂离子电池达到几百万吨以上，当前处理废旧锂离子电池迫在眉睫。一种将正极材料转化为的装置如图所示。工作时甲酸盐转化为保持厌氧环境。已知右侧装置为原电池，电极、、均不参与反应。下列说法正确的是（ ）
A．在b电极上被氧化
B．电极反应式为
C．装置工作时，A室溶液逐渐增大
D．电极反应式为
19．下列过程中，由电能转化为化学能的是（ ）
A．打手机 B．光合作用
C．手机电池充电 D．点燃氢气
20．用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，电解一段时间后，向电解液中加入0.1 mol碱式碳酸铜晶体(不含结晶水)，恰好使溶液恢复到电解前的浓度和pH。下列有关叙述错误的是（ ）
A．电解过程中阳极产生的气体体积(在标准状况下)为3.36 L
B．电解过程只发生了2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4
C．电解过程转移的电子数为3.612×1023个
D．加入的碱式碳酸铜的反应是：Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O
二、综合题
21．导电性实验可以作为研究电解质电离本质及反应机理的有效方法。
（1）在如图所示的装置里，若灯泡亮，广口瓶内的物质A可以是 (填序号)。
①干燥的氯化钠晶体；②干燥的氢氧化钠晶体；③蔗糖晶体；④酒精；⑤氯化钠溶液；⑥氢氧化钠溶液；⑦稀盐酸；⑧硫酸铜溶液。
（2）在电解质溶液的导电性装置(如图所示)中，若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液时，则灯泡由亮变暗，至熄灭后又逐渐变亮的是__________(填字母)。
A．盐酸中逐滴加入食盐溶液 B．硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液
C．石灰乳中滴加稀盐酸 D．硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液
（3）①写出NaHSO4与NaHCO3两溶液反应的离子方程式 。
②向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至中性，请写出发生反应的离子方程式(下同)： ；在以上中性溶液中，继续滴加Ba(OH)2溶液： 。
22．电化学在生活、生产、科学技术等各个领域的发展中扮演着越来越重要的角色。燃料电池的工作示意图如图，乙池中的电解质溶液为物质的量浓度均为的的混合溶液，一段时间后，观察到乙池中铁片溶解。
（1）乙池中的能量转化形式为 。
（2）气体Y为 ，闭合开关K，电极a上发生的电极反应为 ，溶液中的移动方向为 (填“移向电极a”或“移向电极b”)。
（3）乙池中铁电极发生的电极反应为 ，一段时间后，向铁电极附近滴入几滴铁氰化钾溶液，可观察到 。
（4）电池工作一段时间后，乙池中石墨电极上产生(标准状况)气体，则甲池中消耗的质量为 g，石墨电极增重 g。
23．氨气是最重要的化工原料，广泛应用于化工、制药、合成纤维等领域。
（1）合成氨是工业上重要的固氮方式，反应为：，在一定条件下氨的平衡含量如下表：
温度/ 压强/MPa 氨的平衡含量(体积分数)
200 10 81.5%
550 10 8.25%
①合成氨反应驱动力来自于 。(填“焓变”或“熵变”)
②其他条件不变时，升高温度，氨的平衡含量减小的原因是 。
A．升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动
B．升高温度、浓度商(Q)增大，平衡常数(K)不变，，平衡向逆反应方向移动
C．升高温度，活化分子数增多、反应速率加快
D．升高温度，平衡常数(K)减小，平衡向逆反应方向移动
（2）某兴趣小组为研究“不同条件”对化学平衡的影响情况，进行了如下实验：(反应起始的温度和体积均相同)：
序号 起始投入量 平衡转化率
①恒温恒容 1mol 3mol 0
②绝热恒容 1mol 3mol 0
③恒温恒压 1mol 3mol 0
则： 、 (填“”、“”或“”)
（3）我国科学家利用新型催化剂()实现了在室温条件下固氮的方法，原理如下图所示：
①太阳能电池的X极为 极。
②电解时双极膜产生的移向 极。(填“a”或“b”)
③电解时阳极的电极反应式为： 。
④当电路中转移个电子时，参加反应的在标准状况下的体积为 。
24．氨能源是目前研究的热点之一，回答下列问题：
（1）一种可以快速启动的氨制氢工艺如图1所示：
已知：
快速制氢反应：的 。
（2）氨气是一种富氢燃料，可以直接用于燃料电池，供氨水式燃料电池工作原理如图2所示：
①极为氨气燃料电池的 极。
②“净化的空气”是指在进入电池装置前除去 (填化学式)的气体。
③氨气燃料电池的反应原理是氨气与氧气反应生成一种常见的无毒气体和水，该电池正极上的电极反应式是 。
（3）已知液氨中存在下列平衡：。用溶有金属氨基化合物(如)的液氨作电解质电解制氢的工作原理如图3所示：
①电极的名称是 。
②图3中阳极的电极反应式为 。
③若图3中电解质改用，则阴极的电极反应式为 。
25．金山银山不如绿水青山，实现碳达峰碳中和是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求。
（1）二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21 世纪的清洁燃料，以CO2、H2 为原料制备二甲醚涉及的主要反应如下：
I.2CO2 (g) +6H2(g)CH3OCH3(g) +3H2O(g) ΔH1= - 122. 5kJ/mol
Ⅱ．CO2(g) +H2(g)CO(g) +H2O(g) ΔH2=+41.1kJ/mol
①在压强、CO2和H2的起始投料一定的条件下，发生反应I、Ⅱ，实验测得CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。(已知：CH3OCH3的选择性=)
其中表示平衡时CH3OCH3的选择性的曲线是 (填“①”或“②”)；温度高于300℃时，曲线②随温度升高而升高的原因是 。
②对于反应Ⅱ的反应速率v=v正- v逆=k 正p(CO2)·p(H2) - k逆p(CO)·p(H2O)，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压(分压=总压 ×物质的量分数)。
a．降低温度，k正- k逆 (填 “增大”“减小”或”不变”)；
b．在一定温度和压强下的反应Ⅱ，按照n(H2)：n(CO2)=1：1投料，CO2转化率为50%时 v(正)：v(逆)=3：4，用气体分压表示的平衡常数Kp= 。
（2）石化工业，常采用碳酸钠溶液作为脱硫吸收剂。
已知： 25℃，H2CO3 Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7 ×10-11； H2S Ka1=1.1 ×10-7 Ka2=1.3 ×10-13。请写出H2S与足量碳酸钠溶液反应的离子方程式： 。
（3）化工废水中常常含有以二甲胺(CH3)2NH)为代表的含氮有机物，可以通过电解法将二甲胺转化为无毒无害的气体排放，装置如图所示。
反应原理是：(i) Cl- 在阳极转化为Cl2；
(ii) Cl2在碱性溶液中歧化为ClO-；
(iii) ClO-将二甲胺氧化为N2，和H2O。
①写出电解池中阴极发生反应的方程式 。
②电解池中选择阴离子交换膜而不选择阳离子交换膜的原因是 。
③当阴极区收集到6.72L (标况下) H2时，阳极区收集到N2的体积(标况下)是 L。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A．由a极发生的电极反应式：Cu2++2e-=Cu，可知a电极为正极，发生还原反应，A不符合题意；
B．根据b电极反应式：Mg-2e-=Mg2+，可知b电极材料是镁，发生失去电子的氧化反应，B不符合题意；
C．当不连接电源时，该装置为原电池，金属Mg为电极材料；当有电源时，装置为电解池，其中a电极连接电源负极，作阴极；b电极连接电源正极，作阳极，故该装置不一定就是原电池装置，C符合题意；
D．由a电极反应式：Cu2++2e-=Cu，可知电解质溶液中含有Cu2+，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、得到电子为还原反应；
B、b为负极，为镁作为电极；
C、无论是原电池还是电解池，镁为活性电极，优先放电，铜离子在a极得到电子；
D、溶液中含有铜离子，得到电子形成单质。
2．【答案】A
【解析】【解答】A．病毒的主要成分为蛋白质，灭活疫苗利用了蛋白质变性原理，A选项符合题意；
B．单质硅是太阳能电池板的核心材料，B选项不符合题意；
C．古代没有电镀工艺，C选项不符合题意；
D．石墨烯和碳纳米管是由碳元素组成的不同性质的单质，互为同素异形体，D选项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、灭活疫苗可以使蛋白质变性；
B、太阳能电池板的材料是硅；
C、古代没有电镀；
D、石墨烯和碳纳米材料为同素异形体。
3．【答案】B
【解析】【解答】使用石墨电极电解溶液，阳极上Cl-发生氧化还原反应生成氯气，电极反应式为，阴极上Cu2+发生还原反应生成Cu，电极反应式为Cu2++2e-=Cu；
故答案为：B。
【分析】阳离子在阴极反应，铜离子比氢离子优先放电，生成铜。
4．【答案】B
【解析】【解答】A．放电时，二氧化碳转化为甲酸，碳原子价态降低，故其为正极反应，反应式为： ，所以放电时正极消耗氢离子，pH升高，故A不符合题意；
B．放电时，介质为水，故负极反应为： ，故B符合题意；
C．根据上述反应式可以发现，充电时阳极失电子发生氧化反应，而Zn应在阴极生成，故C不符合题意；
D．电解质溶液2若为碱性，则甲酸应以HCOO-形式存在，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】放电时，锌做负极发生的是锌失去电子结合氢氧根变为Zn(OH)42-，即发生 ，正极是二氧化碳得到电子变为变为甲酸，即，导致正极负极的pH增大，因此电解质2的溶液显酸性，充电时，阳极生的反应是2H2O-4e=4H++O2，阴极发生的是Zn(OH)42-+2e=Zn+4OH-，即可计算出锌的质量
5．【答案】C
【解析】【解答】A.装置中M电极锌比铜活泼作原电池负极，M极变细，铜作原电池正极，正极上氢离子得电子生成氢气，故A不成立；
B.装置中N电极铁比铜活泼作原电池负极，铜作原电池正极，正极上氢离子得电子生成氢气，M极不会变粗，故B不成立；
C.装置中N电极锌比银活泼作原电池负极，N极变细，银作原电池正极，正极上银离子得电子生成银，M极变粗，故C成立；
D.装置中M电极锌比铁活泼作原电池负极，M极变细，铁作原电池正极，正极上三价铁离子得电子生成亚铁离子，故D不成立。
故答案为：C。
【分析】电流计指针偏转，说明该装置构成原电池，M棒变粗，N棒变细，则N为易失电子的活泼金属作负极，不活泼金属M作正极，电解质溶液中阳离子为不活泼金属阳离子。
6．【答案】A
【解析】【解答】A．由上述分析可知，H2由阴极溢出，故A项说法符合题意；
B．由上述分析可知，该离子交换膜为阳离子交换膜，故B项说法不符合题意；
C．电解池左侧为阳极，右侧为阴极，阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连，因此a为电源正极，b为电源负极，故C项说法不符合题意；
D．阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，其生成的Cl2会和溶液中H2O发生反应，其反应方程式为Cl2+H2O HCl+HClO，故D项说法不符合题意；
故答案为A。
【分析】电解NaCl溶液过程中，阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，阴极电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，由图可知，电解池左侧为阳极区，右侧为阴极区，电解过程中Na+通过离子交换膜从阳极移向阴极，以此进行解答。
7．【答案】D
【解析】【解答】A．由分析可知，R为电源负极，P为电源正极，故A不符合题意；
B．Pt电极为阳极，阳极上H2O发生失去电子的氧化反应，电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑，故B不符合题意；
C．在Ag-Pt电极上NO发生还原反应，则Ag-Pt电极为阴极，电极反应为2NO+12H++10e-=N2↑+6H2O，故C不符合题意；
D．依据得失电子守恒可知两极产生的与的体积之比为5∶2，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】该装置为电解池，Ag-Pt电极上硝酸根发生还原反应生成氮气，则Ag-Pt电极为阴极，Pt电极为阳极，P为电源正极，R为电源负极，据此解答。
8．【答案】C
【解析】【解答】A．电解室中在阳极被氧化成，电极反应式为，A项不符合题意；
B．钠汞合金是金属混合物具有导电性，B项不符合题意；
C．解汞室中反应的离子方程式为，C项符合题意；
D．电解室中产生，解汞室中产生，二者反应能生成HCl，该反应可用于工业制盐酸，D项不符合题意。
故答案为：C
【分析】A.电解室中失去电子被氧化为；
B.钠汞合金是金属混合物具有导电性；
D.电解室中产生，解汞室中产生，二者反应能生成HCl。
9．【答案】B
【解析】【解答】A、由分析可知，液态铝电极为阴极，与电源负极相连，则X与电源的负极相连，故A错误；
B、Cu-Si合金所在电极为阳极，Si失电子，则电子由液态CuSi合金流出，故B正确；
C、三层液熔盐在电解槽中充当电解质，电子不能再电解质中流动，故C错误；
D、 在该液相熔体中Si失电子，Si优先于Cu被氧化，Si4+在液态铝电极得电子转化为Si，则Si4+优先于Cu2+被还原，故D错误；
故答案为：B。
【分析】由图可知，Si4+得电子转化为Si，则液态铝电极为阴极，Cu-Si合金所在电极为阳极。
10．【答案】B
【解析】【解答】A．电解池中与电源负极相连为阴极，与电源正极相连是阳极，所以铁棒与电源的负极相连为阴极，碳棒与电源的正极相连为阳极，故A不符合题意；
B．状况不知，无法由物质的量求体积，所以阳极生成气体不一定是2.24 L，故B符合题意；
C．阴极是电解质溶液中铜离子得电子，电极反应式为：Cu2++2e -═Cu，故C不符合题意；
D．铜是阳极放电生成铜离子，而阴极上是电解质溶液中的铜离子得电子生成铜单质，可实现在铁棒上镀铜，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】22.4L/mol适用条件：①标准状况，②气体。
11．【答案】B
【解析】【解答】A．精炼池工作时，电流由正极A流向粗镓，经NaOH溶液，由高纯镓流向负极M，形成闭合电路，故A不符合题意；
B．阳极镓发生的电极反应式为Ga-3e-+4OH-=GaO+2H2O，生成的偏镓酸根离子在阴极得到电子生成镓，偏镓酸根离子为阴离子，为提高电解效率可选用阴离子交换膜技术，故B符合题意；
C．由分析可知，电解精炼镓时产生的阳极泥的主要成分为铁和铜，故C不符合题意；
D．电解过程中溶液中的水也会在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，导致电解效率下降，故电解过程中需控制合适的电压，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．精炼池工作时，电流由正极流向粗镓，经NaOH溶液，由高纯镓流向负极，形成闭合电路；
B．依据离子与离子交换膜种类一致判断；
C．依据 已知金属活动性顺序为：Zn>Ga>Fe判断；
D．电解过程中溶液中的水也会在阴极得到电子发生还原反应。
12．【答案】B
【解析】【解答】A．Ca(OH)2微溶，少量Ca2+用NaOH除去效果不好，可用Na2CO3除去，A不符合题意；
B．由上述分析可知，Na+经阳离子交换膜由A室移动到B室，不可用阴离子交换膜，否则OH-会从B室移动到A室，与Cl2反应，B符合题意；
C．由上面分析可知，A室发生反应为2Cl--2e-= Cl2 ，并且Na+由A室移动到B室，所以A室损失了Cl-和Na+，由浓NaCl溶液变化为稀NaCl溶液，所以a处得到的是稀NaCl溶液，C不符合题意；
D．由上面分析可知，A室发生反应为2Cl--2e-= Cl2 ，并且Na+由A室移动到B室，所以A室损失了Cl-和Na+，由浓NaCl溶液变化为稀NaCl溶液，所以需要补充浓NaCl溶液，所以饱和食盐水从A室底部加入，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】氯碱工业的原理是2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 +Cl2 。A室连接电源的正极，失去电子，发生氧化反应，2Cl--2e-= Cl2 ，B室连接电源的负极，得到电子，发生还原反应，2H2O+2e-=2OH-+ H2 ，Na+由A室移动到B室。
13．【答案】B
【解析】【解答】A．In/In2O3-x电极为阴极，与电源负极相连，则m为直流电源负极，故A不符合题意；
B．In/In2O3-x电极上CO2→HCOO-可知，CO2发生得电子的还原反应，阴极反应为CO2+2e-+H2O═HCOO-+OH-，故B符合题意；
C．Ni2P电极为阳极，电极反应为CH3(CH2)6CH2NH2+4OH--4e-=CH3(CH2)6CN+4H2O，生成1molCH3(CH2)6CN，理论上电路中转移4mole-，故C不符合题意；
D．阴极电极反应为2CO2+4e-+2H2O═2HCOO-+2OH-，阳极电极反应为CH3(CH2)6CH2NH2+4OH--4e-=CH3(CH2)6CN+4H2O，OH-被消耗，工作一段时间后，左右两室溶液的pH减小，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．依据化合价的变化判断电极；
B．阴极得电子，发生还原反应；
C．电路中转移电子数与电极得失电子数相等；
D．依据电极反应判断。
14．【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
15．【答案】C
【解析】【解答】A、由分析可知，充电时，Al作阴极，则电源的负极应与Al连接，故A不符合题意；
B、充电时，阳极反应为，则外电路中通过电子时，阳极质量变化，故B不符合题意；
C、根据关系式可知，每转移1mol电子，正极增加，还有移向正极，则负极区质量减少，故C符合题意；
D、放电时，正极Mo箔上得到电子生成，电极反应式为，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】电池放电时的反应原理为，由图可知，放电时，Al电极上Al失去电子生成，则Al作负极，Mo箔上得到电子生成，作正极，充电时，Al作阴极，Mo箔作阳极。
16．【答案】A
【解析】【解答】A．由上述分析可知，左侧电极反应：，A符合题意；
B．右侧电极反应2CH3COOH+2e-=H2+2CH3COO-，反应结束时溶液中存在CH3COO-，水解后溶液显碱性，故溶液为红色，B不符合题意；
C．若c中收集气体，若在标况下，c中收集气体的物质的量为0.5×10-3mol，转移电子量为0.5×10-3mol×4=2×10-3mol，故产生氢气：1×10-3mol，则样品中乙酸浓度为：1×10-3mol ÷10÷10-3=，但是题中未给定气体状态不能准确计算，C不符合题意；
D．盐桥换为U形铜导线则不能起到传递离子使溶液呈电中性的效果，影响反应进行，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】接通电源，右侧为阴极，左侧为阳极，阴极上溶液中的乙酸得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2CH3COOH+2e-=H2+2CH3COO-，在阳极电解质溶液中氢氧根离子放电生成氧气，电极反应为，c管中收集到氧气。
17．【答案】C
【解析】【解答】电解Na2SO4溶液时，左侧为阳极，溶液中的水失电子生成氧气和氢离子，氢离子与石蕊显红色；右侧为阴极，溶液中的水得电子生成氢气和氢氧根离子，氢氧根离子遇到石蕊显蓝色，则溶液的中间显石蕊的本色，即紫色，答案为C。
【分析】根据电解原理，电解硫酸钠实质是电解水，阳极产生的是氧气，阴极产生的是氢气，酸遇石蕊显红色，碱遇石蕊显蓝色，酸遇酚酞不变色，碱遇酚酞显红色，据此来回答.
18．【答案】C
【解析】【解答】A．b电极反应式为，被还原，A不符合题意；
B．题中电极反应式中氧原子不守恒，正确的为，B不符合题意；
C．电池工作时，A室中厌氧细菌上甲酸盐的阴离子失去电子被氧化为气体，同时生成，a电极反应式为，和其他阳离子通过阳膜进入阴极室，b电极反应式为，因此，A室溶液pH逐渐增大，C符合题意；
D．d电极为正极，得电子，被还原，正确的为，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．阴极上得电子，发生还原反应；
B．氧原子不守恒；
C．依据电极反应判断；
D．正极得电子，发生还原反应。
19．【答案】C
【解析】【解答】A. 打手机是化学能转变为电能，故A项不符合题意；
B. 光合作用是将光能转化为化学能，故B项不符合题意；
C. 手机电池充电是将电能转化为化学能，故C项符合题意；
D. 点燃氢气是将化学能转变为热能和光能，故D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】电能转变成化学能属于电解池，C项符合题意。
20．【答案】B
【解析】【解答】A．电解分为两步，电解硫酸铜和水生成O2的物质的量0. 1mol，电解0. 1mol H2O生成0. 1mol H2和0.05 mol O2，阳极反应产生气体的物质的量是0.1 mol+0.05mol =0.15 mol，气体标准状况体积=0.15 mol×22.4 L/mol=3.36 L，A不符合题意；
B．电解硫酸铜溶液分两个阶段：第一阶段反应为：2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4；第二阶段：2H2O2H2↑+O2↑，B符合题意；
C．电解第一个阶段根据Cu原子守恒可知n(Cu)=n(CuO)=0.2 mol，作用电子的物质的量n(e-)=0.2 mol×2=0.4 mol；电解第二个阶段电解0.1 mol H2O，转移电子的物质的量n(e-)=0.1 mol×2=0.2 mol，则反应过程电子转移总数为0.4 mol+0.2 mol=0.6 mol，则电解过程转移的电子数N(e-)=0.6 mol×6.02×1023/mol=3.612×1023个，C不符合题意；
D．加入的碱式碳酸铜的反应是：Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】电解硫酸铜溶液后溶液呈酸性，向电解后的溶液中加入碱式碳酸铜能恢复原溶液，碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，溶液质量增加的量是铜、氢氧根离子，所以实际上电解硫酸铜溶液分两个阶段：
第一阶段反应为：2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4；
第二阶段反应为：2H2O2H2↑+O2↑。
21．【答案】（1）⑤⑥⑦⑧
（2）D
（3）H++ =H2O+CO2↑；2H++ +Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O； +Ba2+=BaSO4↓
【解析】【解答】(1)在如图所示的装置里灯泡亮，说明能够导电，在装置A中含有自由移动的离子。在①干燥的氯化钠晶体、②干燥的氢氧化钠晶体中，含有的物质都是电解质，但没有发生电离作用，因而不能导电；在③蔗糖晶体、④酒精中两种物质都是非电解质，不能产生自由移动的离子，不能导电；在⑤氯化钠溶液、⑥氢氧化钠溶液、⑦稀盐酸、⑧硫酸铜溶液中四种物质都是电解质溶液，电解质发生电离作用，产生了自由移动的离子，因此可以导电；而故答案为：⑤⑥⑦⑧；
(2)在该导电装置中，若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液时，灯泡由亮变暗，至熄灭后又逐渐变亮，说明两种物质反应，使离子浓度逐渐减小，当恰好反应时离子浓度几乎为0，后又逐渐增大。
A．盐酸中逐滴加入食盐溶液，物质不反应，自由移动的离子浓度逐渐增大，溶液导电能力逐渐增强，不会出现题干中的现象；A不正确；
B．硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液二者反应产生Na2SO4和水，自由移动的离子浓度几乎不变，不会出现题干现象；B不正确；
C．石灰乳中滴加稀盐酸，自由移动的离子浓度逐渐增大，溶液导电能力逐渐增强，不会出现题干现象；C不正确；
D．硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液，二者发生反应，自由移动的离子浓度逐渐减小，当二者恰好反应时，离子浓度几乎为0，后当加入氢氧化钡溶液过量时，氢氧化钡电离产生自由移动的离子，离子浓度又逐渐增大，因此能够看到灯泡由亮变暗，至熄灭后又逐渐变亮现象，D正确；
(3)①NaHSO4与NaHCO3两溶液反应，产生Na2SO4、H2O、CO2，反应的离子方程式为：H++ =H2O+CO2↑；②向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至中性，二者反应产生Na2SO4、BaSO4、H2O，发生反应的离子方程式为：2H++ +Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O；在以上中性溶液中，继续滴加Ba(OH)2溶液，Na2SO4与Ba(OH)2反应，产生BaSO4、NaOH，反应的离子方程式为： +Ba2+=BaSO4↓。
【分析】（1）根据溶于水的可以电离的电解质可以导电分析；
（2）根据题干信息，加入的物质可以和溶液中的物质反应生成沉淀和水进行分析；
（3）①NaHSO4溶于水完全电离NaHSO4=Na++H++SO42-；
②根据NaHSO4=中氢离子完全反应分析；再加氢氧化钡过量，溶液显碱性，据此回答。
22．【答案】（1）电能转化为化学能
（2）氧气或；；移向电极a
（3）；有蓝色沉淀生成
（4）4；6.4
【解析】【解答】（1）根据图示知：乙池是电解池，电解池是将电能转化为化学能的装置；
（2）甲池可以是燃料电，其中，电极b与电解池的阳极相连，所以b是原电池的正极，因此气体Y是氧气；在电解池的电解液中，阴离子移向负极；
（3）乙池中铁片作阳极，失去电子，因此发生的电极反应是：Fe-2e-=Fe2+； 铁氰化钾溶液 可以检验Fe2+离子，二者相遇会生成蓝色沉淀；
（4）乙池中产生H20.15mol，则对应的电子数是0.3mol，但是在此之前，Cu2+先得电子，Cu2+得到0.2mol电子，所以O2共得到0.5mol电子，O2的物质的量为0.125mol，质量是4g。此时，石墨上得到的Cu单质的质量是6.4g。
【分析】原电池的工作原理：在外电路中，由负极失去电子，经过导线到达正极；在内电路中，是阴阳离子实现导电的作用，形成闭合回路，阴离子在电解质溶液中靠近负极，阳离子在电解质溶液中靠近正极。
电解池的工作原理：外接电源的正极与电解池的阳极相连，阴极与负极相连。阳极失去电子，发生氧化反应，阴极得到电子，发生还原反应。电子从阳极出发，经电源负极移向电源正极，再移向阴极，电流则是从电解池的阳极移向电源正极，再移向电源负极，再到阳极。
23．【答案】（1）焓变；D
（2）>；<
（3）阴；b；；8.96L
【解析】【解答】(1)①升高温度，氨含量减小，则平衡逆向移动，反应为放热反应，合成氨反应为放热的熵减反应，放热利于反应的进行，故驱动力来自于焓变；
故答案为： 焓变 ；
②A.升高温度，正反应速率应该增大，而不是减小，A错误；
B.升高温度，浓度商(Q)不变，平衡常数(K)减小， B错误；
C.升高温度，活化分子数增多，反应速率加快，但没有解释氨的平衡含量如何变化，C错误；
D.升高温度，平衡常数K减小，平衡逆向移动，氨的平衡含量必然减小，D正确；
故选D。
(2) ①和②比较:该反应放热，②中绝热，则②中温度升高，温度的升高会使平衡逆向移动，则；①和③比较：该反应为分子数减小的反应，恒容条件下，压强减小，会使平衡逆向移动，不利于氨气的生成，则；
故答案为： > ； < ；
(3) ①由图可知，a极氮气得到电子发生还原反应生成氨气： ，为阴极，则与之相连的太阳能电池的X极为负极。
故答案为：负；
②由①分析可知，a为阴极、b为阳极；电解池中阴离子向阳极移动，故电解时双极膜产生的 移向b极。
故答案为：b；
③由图可知，电解时阳极氮气失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子，电极反应式为：；故答案为：；
④阴极: ，电路中转移 个电子时，参加反应的；阳极: ，电路中转移个电子时，参加反应的；共反应氮气0.4mol，在标准状况下的体积为8.96L。故答案为： 8.96L 。
【分析】(1)①依据自发反应为焓减熵增，结合该反应的特点分析 ；
②依据影响反应速率和化学平衡的因素分析；
(2) 依据影响化学平衡的因素分析；
(3) ①依据阴、阳极判断正、负极；
②电解池中阴离子向阳极移动；
③电解时阳极氮气失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子；
④依据得失电子守恒计算。
24．【答案】（1）-75.4
（2）正；CO2；
（3）阳极；；
【解析】【解答】（1）已知① ，② ，③，根据盖斯定律可知，×②-×①=③，则×()-×()=-75.4；
（2）①B极通入空气，空气中的氧气得到电子，发生还原反应，电极B是正极；
②空气中的CO2能和氨水反应，所以，除去的气体是CO2；
③正极氧气发生还原反应，氧气得到电子，注意碱性环境，故正极的电极反应式为：；
（3）①由图可知，电极Y上，失去电子形成氮气，故电极Y是阳极；
②由图可知可知，电极Y上，失去电子形成氮气同时释放氨气，电极方程式为：；
③若图3中电解质改用，阴极上得电子，发生还原反应生成H2和NH3，电极反应式为：。
【分析】（1）根据盖斯定律计算；
（2）①燃料电池中，燃料在负极失电子发生氧化反应；氧气在正极得电子，发生还原反应；
②依据空气的组成，防止发生副反应；
③燃料电池中，氧气在正极得电子，发生还原反应；
（3）①依据元素化合价变化判断；
②电解池中，阳极反应中元素化合价升高，失电子，发生氧化反应；
③电解池中，阴极反应中元素化合价降低，得电子，发生还原反应。
25．【答案】（1）①；温度高于300℃时，反应Ⅱ起主导作用，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，二氧化碳的转化率升高；减小；0.75
（2）H2S+ =HS-+HCO
（3）；需要阴极区产生的迁移到阳极区维持阳极区的碱性；0.448
【解析】【解答】（1）①由于反应I正反应为放热反应，反应Ⅱ正反应为吸热反应，故升高温度，平衡I逆向移动，则CH3OCH3选择性下降，故CH3OCH3选择性对应曲线①；300℃之前，以反应I为主，反应I为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO2的平衡转化率减小，温度高于300℃时，以反应Ⅱ为主，反应Ⅱ为吸热反应，温度升高，温度高于300℃时，反应Ⅱ起主导作用，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，二氧化碳的转化率升高；②a.反应Ⅱ为吸热的反应，降低温度，均减小，平衡逆向移动，则减小的幅度大于，所以k正减小的幅度大于k逆，故减小；
b.在一定温度和压强下的反应Ⅱ，按照投料，可以假设，转化率为50%时，则转化浓度
相同条件下压强比等于物质的量比，由三段式可知，；已知，，则，当反应达到平衡时，，则，故；
（2）根据题意知道，H2S的Ka1大于H2CO3的Ka2小于Ka1，故H2S与足量碳酸钠溶液反应的离子方程式为：H2S+=HS-+HCO3-；
（3）①阴极上，水电离出的氢离子放电产生氢气，则电解池中阴极发生反应的方程式为，故答案为：；
②由于需要阴极区产生的OH-迁移到阳极区维持阳极区的碱性，所以电解池中选择阴离子交换膜而不选择阳离子交换膜，故答案为：需要阴极区产生的OH-迁移到阳极区维持阳极区的碱性；
③当阴极区收集到6.72L(标况下)H2时，氢气的物质的量是0.3mol，转移0.6mol电子，根据电子得失守恒守恒可知生成0.3mol氯气，产生0.3mol ClO-，根据方程式15ClO-+2(CH3)2NH+8OH-=N2↑+ 4+15Cl-+11H2O，可知阳极区收集到N2的体积(标况下)是0.02mol×22.4L/mol=0.448L，故答案为：0.448。
【分析】（1）①依据化学平衡移动原理分析；利用三段式法计算；
（2）根据Ka，利用强酸制弱酸判断；
（3）①电解时，阳极元素化合价升高，发生氧化反应；阴极元素化合价降低，发生还原反应；
②电解时，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极；
③根据电子得失守恒守恒。
一、单选题
1．如图为某电化学装置的一部分，电极材料为单一物质。已知两极反应式分别为a极：Cu2++2e-=Cu，b极：Mg-2e-=Mg2+。下列说法错误的是（ ）
A．a电极上发生还原反应 B．b电极材料是镁
C．该装置一定是原电池装置 D．电解质溶液中含有Cu2+
2．化学与生产、生活密切相关。下列有关说法正确的是（ ）
A．我国率先研制了预防新冠病毒的灭活疫苗，灭活疫苗利用了蛋白质变性原理
B．神舟载人飞船搭载的太阳能电池板的核心材料是二氧化硅
C．我国古代精美金属器皿表面使用了鎏金工艺，利用的是电镀原理
D．石墨烯片常用于保暖材料，石墨烯和碳纳米管互为同分异构体
3．使用石墨电极电解溶液，阴极产物为
A． B．Cu C． D．
4．科学家利用新型Zn-CO2水介质电池，电极材料为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。其电池示意图如下图所示，下列说法正确的是（ ）
A．放电时，正极区pH降低
B．放电时，Zn极发生电极反应式为： Zn+4OH--2e-=Zn(OH)
C．充电时，每生成标况下11.2LO2在阳极可生成65g Zn
D．电解质溶液2一定是碱性溶液
5．如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是（ ）
选项 M N P
A 锌 铜 稀硫酸
B 铜 铁 稀盐酸
C 银 锌 硝酸银溶液
D 锌 铁 硝酸铁溶液
A．A B．B C．C D．D
6．自新冠肺炎在武汉发现以后，全国相继爆发了肺炎疫情，口罩和消毒剂成为了疫区百姓的急需物品，供不应求，为了解决这个问题，老师在家中利用现有的物品制备含氯消毒剂，并用于家庭消毒，实验装置原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．H2从阳极逸出
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．a为直流电源的正极，b为直流电源的负极
D．阳极区的反应为2Cl--2e-=Cl2↑，Cl2+H2O HCl+HClO
7．电化学降解的原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．R为电源的负极
B．电极发生氧化反应
C．电极的电极反应式为
D．电池工作一段时间，两电极产生的气体体积之比为4∶5(或5∶4)
8．汞阴极法电解饱和食盐水制取NaOH的原理如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A．电解室中阳极的反应式为
B．钠汞合金具有导电性
C．解汞室中反应的离子方程式为
D．电解室与解汞室产生的气体可用于工业制盐酸
9．科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如图所示，用CuSi合金作硅源，在950℃利用三层液熔盐进行电解精炼，下列说法正确的是（ ）
A．X与电源的正极相连
B．电子由液态CuSi合金流出
C．电子能够在三层液熔盐间自由流动
D．在该液相熔体中Cu优先于Si被氧化，优先于被还原
10．由U形管、铁棒、碳棒和CuCl2溶液组成如图所示装置，下列说法错误的是（ ）
A．铁棒为阴极，碳棒为阳极
B．转移0.2mol电子时，阳极生成2.24L气体
C．阴极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu
D．若将碳棒换成铜棒，可实现在铁棒上镀铜
11．电解精炼法提纯镓(Ga)是工业上常用的方法，具体原理如图所示。已知金属活动性顺序为：Zn>Ga>Fe；镓的化学性质与铝相似。下列说法错误的是（ ）
A．该装置中电流流向为：A极→粗Ga→NaOH溶液→高纯Ga→B极
B．为提高电解效率可选用阳离子交换膜技术
C．产生阳极泥的主要成分为Fe、Cu
D．电解过程中需控制合适的电压，若电压太高，阴极可能会产生
12．图为氯碱工业的简易装置示意图，其中两电极均为惰性电极，下列说法正确的是（ ）
A．粗盐水中含有的少量Ca2+和Mg2+可用NaOH除去
B．阳离子交换膜允许Na+通过，而阻挡了Cl2进入B室
C．a处得到的是浓NaOH溶液
D．饱和食盐水从B室底部加入
13．我国科学家以CO2和辛胺为原料实现了甲酸盐和辛睛的高选择性合成，装置工作原理如图(以KOH溶液为电解液，隔膜a只允许OH-自由通过)。下列说法正确的是（ ）
A．m为直流电源正极
B．In/In2O3-x电极上发生的反应为CO2＋2e-＋H2O=HCOO-＋OH-
C．若Ni2P电极上生成1molCH3(CH2)6CN，理论上电路中转移2mole-
D．工作一段时间后，左右两室溶液的pH均保持不变
14．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)
15．一种以Fe[Fe(CN)6]为代表的新型可充电钠离子电池，其电池放电时的反应原理为2Al+3Fe[Fe(CN)6]+ 14NaAlCl4 =Na2Fe[Fe(CN)6]+8NaAl2Cl7。下列说法错误的是（ ）
A．充电时，外接直流电源的负极应与Al电极连接
B．充电时，外电路中通过0.2mol电子时，阳极质量变化4.6g
C．放电时，每转移1mol电子，负极区电解质溶液质量增加9g
D．放电时，正极电极反应式为2Na++2e-+Fe [Fe(CN)6]=Na2Fe[Fe(CN)6]
16．如图，c管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取待测样品加入b容器中，接通电源，进行实验。下列说法正确的是（ ）
A．左侧电极反应：
B．实验结束时，b中溶液红色恰好褪去
C．若c中收集气体，则样品中乙酸浓度为
D．把盐桥换为U形铜导线，不影响测定结果
17．如图所示，在一U形管中装入含有紫色石蕊的Na2SO4试液，通直流电，一段时间后U形管内会形成一个倒立的三色“彩虹”，从左到右颜色的次序是（ ）
A．蓝、紫、红 B．红、蓝、紫 C．红、紫、蓝 D．紫、红、蓝
18．每年全球报废的锂离子电池达到几百万吨以上，当前处理废旧锂离子电池迫在眉睫。一种将正极材料转化为的装置如图所示。工作时甲酸盐转化为保持厌氧环境。已知右侧装置为原电池，电极、、均不参与反应。下列说法正确的是（ ）
A．在b电极上被氧化
B．电极反应式为
C．装置工作时，A室溶液逐渐增大
D．电极反应式为
19．下列过程中，由电能转化为化学能的是（ ）
A．打手机 B．光合作用
C．手机电池充电 D．点燃氢气
20．用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，电解一段时间后，向电解液中加入0.1 mol碱式碳酸铜晶体(不含结晶水)，恰好使溶液恢复到电解前的浓度和pH。下列有关叙述错误的是（ ）
A．电解过程中阳极产生的气体体积(在标准状况下)为3.36 L
B．电解过程只发生了2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4
C．电解过程转移的电子数为3.612×1023个
D．加入的碱式碳酸铜的反应是：Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O
二、综合题
21．导电性实验可以作为研究电解质电离本质及反应机理的有效方法。
（1）在如图所示的装置里，若灯泡亮，广口瓶内的物质A可以是 (填序号)。
①干燥的氯化钠晶体；②干燥的氢氧化钠晶体；③蔗糖晶体；④酒精；⑤氯化钠溶液；⑥氢氧化钠溶液；⑦稀盐酸；⑧硫酸铜溶液。
（2）在电解质溶液的导电性装置(如图所示)中，若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液时，则灯泡由亮变暗，至熄灭后又逐渐变亮的是__________(填字母)。
A．盐酸中逐滴加入食盐溶液 B．硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液
C．石灰乳中滴加稀盐酸 D．硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液
（3）①写出NaHSO4与NaHCO3两溶液反应的离子方程式 。
②向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至中性，请写出发生反应的离子方程式(下同)： ；在以上中性溶液中，继续滴加Ba(OH)2溶液： 。
22．电化学在生活、生产、科学技术等各个领域的发展中扮演着越来越重要的角色。燃料电池的工作示意图如图，乙池中的电解质溶液为物质的量浓度均为的的混合溶液，一段时间后，观察到乙池中铁片溶解。
（1）乙池中的能量转化形式为 。
（2）气体Y为 ，闭合开关K，电极a上发生的电极反应为 ，溶液中的移动方向为 (填“移向电极a”或“移向电极b”)。
（3）乙池中铁电极发生的电极反应为 ，一段时间后，向铁电极附近滴入几滴铁氰化钾溶液，可观察到 。
（4）电池工作一段时间后，乙池中石墨电极上产生(标准状况)气体，则甲池中消耗的质量为 g，石墨电极增重 g。
23．氨气是最重要的化工原料，广泛应用于化工、制药、合成纤维等领域。
（1）合成氨是工业上重要的固氮方式，反应为：，在一定条件下氨的平衡含量如下表：
温度/ 压强/MPa 氨的平衡含量(体积分数)
200 10 81.5%
550 10 8.25%
①合成氨反应驱动力来自于 。(填“焓变”或“熵变”)
②其他条件不变时，升高温度，氨的平衡含量减小的原因是 。
A．升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动
B．升高温度、浓度商(Q)增大，平衡常数(K)不变，，平衡向逆反应方向移动
C．升高温度，活化分子数增多、反应速率加快
D．升高温度，平衡常数(K)减小，平衡向逆反应方向移动
（2）某兴趣小组为研究“不同条件”对化学平衡的影响情况，进行了如下实验：(反应起始的温度和体积均相同)：
序号 起始投入量 平衡转化率
①恒温恒容 1mol 3mol 0
②绝热恒容 1mol 3mol 0
③恒温恒压 1mol 3mol 0
则： 、 (填“”、“”或“”)
（3）我国科学家利用新型催化剂()实现了在室温条件下固氮的方法，原理如下图所示：
①太阳能电池的X极为 极。
②电解时双极膜产生的移向 极。(填“a”或“b”)
③电解时阳极的电极反应式为： 。
④当电路中转移个电子时，参加反应的在标准状况下的体积为 。
24．氨能源是目前研究的热点之一，回答下列问题：
（1）一种可以快速启动的氨制氢工艺如图1所示：
已知：
快速制氢反应：的 。
（2）氨气是一种富氢燃料，可以直接用于燃料电池，供氨水式燃料电池工作原理如图2所示：
①极为氨气燃料电池的 极。
②“净化的空气”是指在进入电池装置前除去 (填化学式)的气体。
③氨气燃料电池的反应原理是氨气与氧气反应生成一种常见的无毒气体和水，该电池正极上的电极反应式是 。
（3）已知液氨中存在下列平衡：。用溶有金属氨基化合物(如)的液氨作电解质电解制氢的工作原理如图3所示：
①电极的名称是 。
②图3中阳极的电极反应式为 。
③若图3中电解质改用，则阴极的电极反应式为 。
25．金山银山不如绿水青山，实现碳达峰碳中和是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求。
（1）二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21 世纪的清洁燃料，以CO2、H2 为原料制备二甲醚涉及的主要反应如下：
I.2CO2 (g) +6H2(g)CH3OCH3(g) +3H2O(g) ΔH1= - 122. 5kJ/mol
Ⅱ．CO2(g) +H2(g)CO(g) +H2O(g) ΔH2=+41.1kJ/mol
①在压强、CO2和H2的起始投料一定的条件下，发生反应I、Ⅱ，实验测得CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。(已知：CH3OCH3的选择性=)
其中表示平衡时CH3OCH3的选择性的曲线是 (填“①”或“②”)；温度高于300℃时，曲线②随温度升高而升高的原因是 。
②对于反应Ⅱ的反应速率v=v正- v逆=k 正p(CO2)·p(H2) - k逆p(CO)·p(H2O)，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压(分压=总压 ×物质的量分数)。
a．降低温度，k正- k逆 (填 “增大”“减小”或”不变”)；
b．在一定温度和压强下的反应Ⅱ，按照n(H2)：n(CO2)=1：1投料，CO2转化率为50%时 v(正)：v(逆)=3：4，用气体分压表示的平衡常数Kp= 。
（2）石化工业，常采用碳酸钠溶液作为脱硫吸收剂。
已知： 25℃，H2CO3 Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7 ×10-11； H2S Ka1=1.1 ×10-7 Ka2=1.3 ×10-13。请写出H2S与足量碳酸钠溶液反应的离子方程式： 。
（3）化工废水中常常含有以二甲胺(CH3)2NH)为代表的含氮有机物，可以通过电解法将二甲胺转化为无毒无害的气体排放，装置如图所示。
反应原理是：(i) Cl- 在阳极转化为Cl2；
(ii) Cl2在碱性溶液中歧化为ClO-；
(iii) ClO-将二甲胺氧化为N2，和H2O。
①写出电解池中阴极发生反应的方程式 。
②电解池中选择阴离子交换膜而不选择阳离子交换膜的原因是 。
③当阴极区收集到6.72L (标况下) H2时，阳极区收集到N2的体积(标况下)是 L。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A．由a极发生的电极反应式：Cu2++2e-=Cu，可知a电极为正极，发生还原反应，A不符合题意；
B．根据b电极反应式：Mg-2e-=Mg2+，可知b电极材料是镁，发生失去电子的氧化反应，B不符合题意；
C．当不连接电源时，该装置为原电池，金属Mg为电极材料；当有电源时，装置为电解池，其中a电极连接电源负极，作阴极；b电极连接电源正极，作阳极，故该装置不一定就是原电池装置，C符合题意；
D．由a电极反应式：Cu2++2e-=Cu，可知电解质溶液中含有Cu2+，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、得到电子为还原反应；
B、b为负极，为镁作为电极；
C、无论是原电池还是电解池，镁为活性电极，优先放电，铜离子在a极得到电子；
D、溶液中含有铜离子，得到电子形成单质。
2．【答案】A
【解析】【解答】A．病毒的主要成分为蛋白质，灭活疫苗利用了蛋白质变性原理，A选项符合题意；
B．单质硅是太阳能电池板的核心材料，B选项不符合题意；
C．古代没有电镀工艺，C选项不符合题意；
D．石墨烯和碳纳米管是由碳元素组成的不同性质的单质，互为同素异形体，D选项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、灭活疫苗可以使蛋白质变性；
B、太阳能电池板的材料是硅；
C、古代没有电镀；
D、石墨烯和碳纳米材料为同素异形体。
3．【答案】B
【解析】【解答】使用石墨电极电解溶液，阳极上Cl-发生氧化还原反应生成氯气，电极反应式为，阴极上Cu2+发生还原反应生成Cu，电极反应式为Cu2++2e-=Cu；
故答案为：B。
【分析】阳离子在阴极反应，铜离子比氢离子优先放电，生成铜。
4．【答案】B
【解析】【解答】A．放电时，二氧化碳转化为甲酸，碳原子价态降低，故其为正极反应，反应式为： ，所以放电时正极消耗氢离子，pH升高，故A不符合题意；
B．放电时，介质为水，故负极反应为： ，故B符合题意；
C．根据上述反应式可以发现，充电时阳极失电子发生氧化反应，而Zn应在阴极生成，故C不符合题意；
D．电解质溶液2若为碱性，则甲酸应以HCOO-形式存在，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】放电时，锌做负极发生的是锌失去电子结合氢氧根变为Zn(OH)42-，即发生 ，正极是二氧化碳得到电子变为变为甲酸，即，导致正极负极的pH增大，因此电解质2的溶液显酸性，充电时，阳极生的反应是2H2O-4e=4H++O2，阴极发生的是Zn(OH)42-+2e=Zn+4OH-，即可计算出锌的质量
5．【答案】C
【解析】【解答】A.装置中M电极锌比铜活泼作原电池负极，M极变细，铜作原电池正极，正极上氢离子得电子生成氢气，故A不成立；
B.装置中N电极铁比铜活泼作原电池负极，铜作原电池正极，正极上氢离子得电子生成氢气，M极不会变粗，故B不成立；
C.装置中N电极锌比银活泼作原电池负极，N极变细，银作原电池正极，正极上银离子得电子生成银，M极变粗，故C成立；
D.装置中M电极锌比铁活泼作原电池负极，M极变细，铁作原电池正极，正极上三价铁离子得电子生成亚铁离子，故D不成立。
故答案为：C。
【分析】电流计指针偏转，说明该装置构成原电池，M棒变粗，N棒变细，则N为易失电子的活泼金属作负极，不活泼金属M作正极，电解质溶液中阳离子为不活泼金属阳离子。
6．【答案】A
【解析】【解答】A．由上述分析可知，H2由阴极溢出，故A项说法符合题意；
B．由上述分析可知，该离子交换膜为阳离子交换膜，故B项说法不符合题意；
C．电解池左侧为阳极，右侧为阴极，阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连，因此a为电源正极，b为电源负极，故C项说法不符合题意；
D．阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，其生成的Cl2会和溶液中H2O发生反应，其反应方程式为Cl2+H2O HCl+HClO，故D项说法不符合题意；
故答案为A。
【分析】电解NaCl溶液过程中，阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，阴极电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，由图可知，电解池左侧为阳极区，右侧为阴极区，电解过程中Na+通过离子交换膜从阳极移向阴极，以此进行解答。
7．【答案】D
【解析】【解答】A．由分析可知，R为电源负极，P为电源正极，故A不符合题意；
B．Pt电极为阳极，阳极上H2O发生失去电子的氧化反应，电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑，故B不符合题意；
C．在Ag-Pt电极上NO发生还原反应，则Ag-Pt电极为阴极，电极反应为2NO+12H++10e-=N2↑+6H2O，故C不符合题意；
D．依据得失电子守恒可知两极产生的与的体积之比为5∶2，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】该装置为电解池，Ag-Pt电极上硝酸根发生还原反应生成氮气，则Ag-Pt电极为阴极，Pt电极为阳极，P为电源正极，R为电源负极，据此解答。
8．【答案】C
【解析】【解答】A．电解室中在阳极被氧化成，电极反应式为，A项不符合题意；
B．钠汞合金是金属混合物具有导电性，B项不符合题意；
C．解汞室中反应的离子方程式为，C项符合题意；
D．电解室中产生，解汞室中产生，二者反应能生成HCl，该反应可用于工业制盐酸，D项不符合题意。
故答案为：C
【分析】A.电解室中失去电子被氧化为；
B.钠汞合金是金属混合物具有导电性；
D.电解室中产生，解汞室中产生，二者反应能生成HCl。
9．【答案】B
【解析】【解答】A、由分析可知，液态铝电极为阴极，与电源负极相连，则X与电源的负极相连，故A错误；
B、Cu-Si合金所在电极为阳极，Si失电子，则电子由液态CuSi合金流出，故B正确；
C、三层液熔盐在电解槽中充当电解质，电子不能再电解质中流动，故C错误；
D、 在该液相熔体中Si失电子，Si优先于Cu被氧化，Si4+在液态铝电极得电子转化为Si，则Si4+优先于Cu2+被还原，故D错误；
故答案为：B。
【分析】由图可知，Si4+得电子转化为Si，则液态铝电极为阴极，Cu-Si合金所在电极为阳极。
10．【答案】B
【解析】【解答】A．电解池中与电源负极相连为阴极，与电源正极相连是阳极，所以铁棒与电源的负极相连为阴极，碳棒与电源的正极相连为阳极，故A不符合题意；
B．状况不知，无法由物质的量求体积，所以阳极生成气体不一定是2.24 L，故B符合题意；
C．阴极是电解质溶液中铜离子得电子，电极反应式为：Cu2++2e -═Cu，故C不符合题意；
D．铜是阳极放电生成铜离子，而阴极上是电解质溶液中的铜离子得电子生成铜单质，可实现在铁棒上镀铜，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】22.4L/mol适用条件：①标准状况，②气体。
11．【答案】B
【解析】【解答】A．精炼池工作时，电流由正极A流向粗镓，经NaOH溶液，由高纯镓流向负极M，形成闭合电路，故A不符合题意；
B．阳极镓发生的电极反应式为Ga-3e-+4OH-=GaO+2H2O，生成的偏镓酸根离子在阴极得到电子生成镓，偏镓酸根离子为阴离子，为提高电解效率可选用阴离子交换膜技术，故B符合题意；
C．由分析可知，电解精炼镓时产生的阳极泥的主要成分为铁和铜，故C不符合题意；
D．电解过程中溶液中的水也会在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，导致电解效率下降，故电解过程中需控制合适的电压，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．精炼池工作时，电流由正极流向粗镓，经NaOH溶液，由高纯镓流向负极，形成闭合电路；
B．依据离子与离子交换膜种类一致判断；
C．依据 已知金属活动性顺序为：Zn>Ga>Fe判断；
D．电解过程中溶液中的水也会在阴极得到电子发生还原反应。
12．【答案】B
【解析】【解答】A．Ca(OH)2微溶，少量Ca2+用NaOH除去效果不好，可用Na2CO3除去，A不符合题意；
B．由上述分析可知，Na+经阳离子交换膜由A室移动到B室，不可用阴离子交换膜，否则OH-会从B室移动到A室，与Cl2反应，B符合题意；
C．由上面分析可知，A室发生反应为2Cl--2e-= Cl2 ，并且Na+由A室移动到B室，所以A室损失了Cl-和Na+，由浓NaCl溶液变化为稀NaCl溶液，所以a处得到的是稀NaCl溶液，C不符合题意；
D．由上面分析可知，A室发生反应为2Cl--2e-= Cl2 ，并且Na+由A室移动到B室，所以A室损失了Cl-和Na+，由浓NaCl溶液变化为稀NaCl溶液，所以需要补充浓NaCl溶液，所以饱和食盐水从A室底部加入，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】氯碱工业的原理是2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 +Cl2 。A室连接电源的正极，失去电子，发生氧化反应，2Cl--2e-= Cl2 ，B室连接电源的负极，得到电子，发生还原反应，2H2O+2e-=2OH-+ H2 ，Na+由A室移动到B室。
13．【答案】B
【解析】【解答】A．In/In2O3-x电极为阴极，与电源负极相连，则m为直流电源负极，故A不符合题意；
B．In/In2O3-x电极上CO2→HCOO-可知，CO2发生得电子的还原反应，阴极反应为CO2+2e-+H2O═HCOO-+OH-，故B符合题意；
C．Ni2P电极为阳极，电极反应为CH3(CH2)6CH2NH2+4OH--4e-=CH3(CH2)6CN+4H2O，生成1molCH3(CH2)6CN，理论上电路中转移4mole-，故C不符合题意；
D．阴极电极反应为2CO2+4e-+2H2O═2HCOO-+2OH-，阳极电极反应为CH3(CH2)6CH2NH2+4OH--4e-=CH3(CH2)6CN+4H2O，OH-被消耗，工作一段时间后，左右两室溶液的pH减小，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．依据化合价的变化判断电极；
B．阴极得电子，发生还原反应；
C．电路中转移电子数与电极得失电子数相等；
D．依据电极反应判断。
14．【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
15．【答案】C
【解析】【解答】A、由分析可知，充电时，Al作阴极，则电源的负极应与Al连接，故A不符合题意；
B、充电时，阳极反应为，则外电路中通过电子时，阳极质量变化，故B不符合题意；
C、根据关系式可知，每转移1mol电子，正极增加，还有移向正极，则负极区质量减少，故C符合题意；
D、放电时，正极Mo箔上得到电子生成，电极反应式为，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】电池放电时的反应原理为，由图可知，放电时，Al电极上Al失去电子生成，则Al作负极，Mo箔上得到电子生成，作正极，充电时，Al作阴极，Mo箔作阳极。
16．【答案】A
【解析】【解答】A．由上述分析可知，左侧电极反应：，A符合题意；
B．右侧电极反应2CH3COOH+2e-=H2+2CH3COO-，反应结束时溶液中存在CH3COO-，水解后溶液显碱性，故溶液为红色，B不符合题意；
C．若c中收集气体，若在标况下，c中收集气体的物质的量为0.5×10-3mol，转移电子量为0.5×10-3mol×4=2×10-3mol，故产生氢气：1×10-3mol，则样品中乙酸浓度为：1×10-3mol ÷10÷10-3=，但是题中未给定气体状态不能准确计算，C不符合题意；
D．盐桥换为U形铜导线则不能起到传递离子使溶液呈电中性的效果，影响反应进行，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】接通电源，右侧为阴极，左侧为阳极，阴极上溶液中的乙酸得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2CH3COOH+2e-=H2+2CH3COO-，在阳极电解质溶液中氢氧根离子放电生成氧气，电极反应为，c管中收集到氧气。
17．【答案】C
【解析】【解答】电解Na2SO4溶液时，左侧为阳极，溶液中的水失电子生成氧气和氢离子，氢离子与石蕊显红色；右侧为阴极，溶液中的水得电子生成氢气和氢氧根离子，氢氧根离子遇到石蕊显蓝色，则溶液的中间显石蕊的本色，即紫色，答案为C。
【分析】根据电解原理，电解硫酸钠实质是电解水，阳极产生的是氧气，阴极产生的是氢气，酸遇石蕊显红色，碱遇石蕊显蓝色，酸遇酚酞不变色，碱遇酚酞显红色，据此来回答.
18．【答案】C
【解析】【解答】A．b电极反应式为，被还原，A不符合题意；
B．题中电极反应式中氧原子不守恒，正确的为，B不符合题意；
C．电池工作时，A室中厌氧细菌上甲酸盐的阴离子失去电子被氧化为气体，同时生成，a电极反应式为，和其他阳离子通过阳膜进入阴极室，b电极反应式为，因此，A室溶液pH逐渐增大，C符合题意；
D．d电极为正极，得电子，被还原，正确的为，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．阴极上得电子，发生还原反应；
B．氧原子不守恒；
C．依据电极反应判断；
D．正极得电子，发生还原反应。
19．【答案】C
【解析】【解答】A. 打手机是化学能转变为电能，故A项不符合题意；
B. 光合作用是将光能转化为化学能，故B项不符合题意；
C. 手机电池充电是将电能转化为化学能，故C项符合题意；
D. 点燃氢气是将化学能转变为热能和光能，故D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】电能转变成化学能属于电解池，C项符合题意。
20．【答案】B
【解析】【解答】A．电解分为两步，电解硫酸铜和水生成O2的物质的量0. 1mol，电解0. 1mol H2O生成0. 1mol H2和0.05 mol O2，阳极反应产生气体的物质的量是0.1 mol+0.05mol =0.15 mol，气体标准状况体积=0.15 mol×22.4 L/mol=3.36 L，A不符合题意；
B．电解硫酸铜溶液分两个阶段：第一阶段反应为：2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4；第二阶段：2H2O2H2↑+O2↑，B符合题意；
C．电解第一个阶段根据Cu原子守恒可知n(Cu)=n(CuO)=0.2 mol，作用电子的物质的量n(e-)=0.2 mol×2=0.4 mol；电解第二个阶段电解0.1 mol H2O，转移电子的物质的量n(e-)=0.1 mol×2=0.2 mol，则反应过程电子转移总数为0.4 mol+0.2 mol=0.6 mol，则电解过程转移的电子数N(e-)=0.6 mol×6.02×1023/mol=3.612×1023个，C不符合题意；
D．加入的碱式碳酸铜的反应是：Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】电解硫酸铜溶液后溶液呈酸性，向电解后的溶液中加入碱式碳酸铜能恢复原溶液，碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，溶液质量增加的量是铜、氢氧根离子，所以实际上电解硫酸铜溶液分两个阶段：
第一阶段反应为：2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4；
第二阶段反应为：2H2O2H2↑+O2↑。
21．【答案】（1）⑤⑥⑦⑧
（2）D
（3）H++ =H2O+CO2↑；2H++ +Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O； +Ba2+=BaSO4↓
【解析】【解答】(1)在如图所示的装置里灯泡亮，说明能够导电，在装置A中含有自由移动的离子。在①干燥的氯化钠晶体、②干燥的氢氧化钠晶体中，含有的物质都是电解质，但没有发生电离作用，因而不能导电；在③蔗糖晶体、④酒精中两种物质都是非电解质，不能产生自由移动的离子，不能导电；在⑤氯化钠溶液、⑥氢氧化钠溶液、⑦稀盐酸、⑧硫酸铜溶液中四种物质都是电解质溶液，电解质发生电离作用，产生了自由移动的离子，因此可以导电；而故答案为：⑤⑥⑦⑧；
(2)在该导电装置中，若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液时，灯泡由亮变暗，至熄灭后又逐渐变亮，说明两种物质反应，使离子浓度逐渐减小，当恰好反应时离子浓度几乎为0，后又逐渐增大。
A．盐酸中逐滴加入食盐溶液，物质不反应，自由移动的离子浓度逐渐增大，溶液导电能力逐渐增强，不会出现题干中的现象；A不正确；
B．硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液二者反应产生Na2SO4和水，自由移动的离子浓度几乎不变，不会出现题干现象；B不正确；
C．石灰乳中滴加稀盐酸，自由移动的离子浓度逐渐增大，溶液导电能力逐渐增强，不会出现题干现象；C不正确；
D．硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液，二者发生反应，自由移动的离子浓度逐渐减小，当二者恰好反应时，离子浓度几乎为0，后当加入氢氧化钡溶液过量时，氢氧化钡电离产生自由移动的离子，离子浓度又逐渐增大，因此能够看到灯泡由亮变暗，至熄灭后又逐渐变亮现象，D正确；
(3)①NaHSO4与NaHCO3两溶液反应，产生Na2SO4、H2O、CO2，反应的离子方程式为：H++ =H2O+CO2↑；②向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至中性，二者反应产生Na2SO4、BaSO4、H2O，发生反应的离子方程式为：2H++ +Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O；在以上中性溶液中，继续滴加Ba(OH)2溶液，Na2SO4与Ba(OH)2反应，产生BaSO4、NaOH，反应的离子方程式为： +Ba2+=BaSO4↓。
【分析】（1）根据溶于水的可以电离的电解质可以导电分析；
（2）根据题干信息，加入的物质可以和溶液中的物质反应生成沉淀和水进行分析；
（3）①NaHSO4溶于水完全电离NaHSO4=Na++H++SO42-；
②根据NaHSO4=中氢离子完全反应分析；再加氢氧化钡过量，溶液显碱性，据此回答。
22．【答案】（1）电能转化为化学能
（2）氧气或；；移向电极a
（3）；有蓝色沉淀生成
（4）4；6.4
【解析】【解答】（1）根据图示知：乙池是电解池，电解池是将电能转化为化学能的装置；
（2）甲池可以是燃料电，其中，电极b与电解池的阳极相连，所以b是原电池的正极，因此气体Y是氧气；在电解池的电解液中，阴离子移向负极；
（3）乙池中铁片作阳极，失去电子，因此发生的电极反应是：Fe-2e-=Fe2+； 铁氰化钾溶液 可以检验Fe2+离子，二者相遇会生成蓝色沉淀；
（4）乙池中产生H20.15mol，则对应的电子数是0.3mol，但是在此之前，Cu2+先得电子，Cu2+得到0.2mol电子，所以O2共得到0.5mol电子，O2的物质的量为0.125mol，质量是4g。此时，石墨上得到的Cu单质的质量是6.4g。
【分析】原电池的工作原理：在外电路中，由负极失去电子，经过导线到达正极；在内电路中，是阴阳离子实现导电的作用，形成闭合回路，阴离子在电解质溶液中靠近负极，阳离子在电解质溶液中靠近正极。
电解池的工作原理：外接电源的正极与电解池的阳极相连，阴极与负极相连。阳极失去电子，发生氧化反应，阴极得到电子，发生还原反应。电子从阳极出发，经电源负极移向电源正极，再移向阴极，电流则是从电解池的阳极移向电源正极，再移向电源负极，再到阳极。
23．【答案】（1）焓变；D
（2）>；<
（3）阴；b；；8.96L
【解析】【解答】(1)①升高温度，氨含量减小，则平衡逆向移动，反应为放热反应，合成氨反应为放热的熵减反应，放热利于反应的进行，故驱动力来自于焓变；
故答案为： 焓变 ；
②A.升高温度，正反应速率应该增大，而不是减小，A错误；
B.升高温度，浓度商(Q)不变，平衡常数(K)减小， B错误；
C.升高温度，活化分子数增多，反应速率加快，但没有解释氨的平衡含量如何变化，C错误；
D.升高温度，平衡常数K减小，平衡逆向移动，氨的平衡含量必然减小，D正确；
故选D。
(2) ①和②比较:该反应放热，②中绝热，则②中温度升高，温度的升高会使平衡逆向移动，则；①和③比较：该反应为分子数减小的反应，恒容条件下，压强减小，会使平衡逆向移动，不利于氨气的生成，则；
故答案为： > ； < ；
(3) ①由图可知，a极氮气得到电子发生还原反应生成氨气： ，为阴极，则与之相连的太阳能电池的X极为负极。
故答案为：负；
②由①分析可知，a为阴极、b为阳极；电解池中阴离子向阳极移动，故电解时双极膜产生的 移向b极。
故答案为：b；
③由图可知，电解时阳极氮气失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子，电极反应式为：；故答案为：；
④阴极: ，电路中转移 个电子时，参加反应的；阳极: ，电路中转移个电子时，参加反应的；共反应氮气0.4mol，在标准状况下的体积为8.96L。故答案为： 8.96L 。
【分析】(1)①依据自发反应为焓减熵增，结合该反应的特点分析 ；
②依据影响反应速率和化学平衡的因素分析；
(2) 依据影响化学平衡的因素分析；
(3) ①依据阴、阳极判断正、负极；
②电解池中阴离子向阳极移动；
③电解时阳极氮气失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子；
④依据得失电子守恒计算。
24．【答案】（1）-75.4
（2）正；CO2；
（3）阳极；；
【解析】【解答】（1）已知① ，② ，③，根据盖斯定律可知，×②-×①=③，则×()-×()=-75.4；
（2）①B极通入空气，空气中的氧气得到电子，发生还原反应，电极B是正极；
②空气中的CO2能和氨水反应，所以，除去的气体是CO2；
③正极氧气发生还原反应，氧气得到电子，注意碱性环境，故正极的电极反应式为：；
（3）①由图可知，电极Y上，失去电子形成氮气，故电极Y是阳极；
②由图可知可知，电极Y上，失去电子形成氮气同时释放氨气，电极方程式为：；
③若图3中电解质改用，阴极上得电子，发生还原反应生成H2和NH3，电极反应式为：。
【分析】（1）根据盖斯定律计算；
（2）①燃料电池中，燃料在负极失电子发生氧化反应；氧气在正极得电子，发生还原反应；
②依据空气的组成，防止发生副反应；
③燃料电池中，氧气在正极得电子，发生还原反应；
（3）①依据元素化合价变化判断；
②电解池中，阳极反应中元素化合价升高，失电子，发生氧化反应；
③电解池中，阴极反应中元素化合价降低，得电子，发生还原反应。
25．【答案】（1）①；温度高于300℃时，反应Ⅱ起主导作用，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，二氧化碳的转化率升高；减小；0.75
（2）H2S+ =HS-+HCO
（3）；需要阴极区产生的迁移到阳极区维持阳极区的碱性；0.448
【解析】【解答】（1）①由于反应I正反应为放热反应，反应Ⅱ正反应为吸热反应，故升高温度，平衡I逆向移动，则CH3OCH3选择性下降，故CH3OCH3选择性对应曲线①；300℃之前，以反应I为主，反应I为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO2的平衡转化率减小，温度高于300℃时，以反应Ⅱ为主，反应Ⅱ为吸热反应，温度升高，温度高于300℃时，反应Ⅱ起主导作用，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，二氧化碳的转化率升高；②a.反应Ⅱ为吸热的反应，降低温度，均减小，平衡逆向移动，则减小的幅度大于，所以k正减小的幅度大于k逆，故减小；
b.在一定温度和压强下的反应Ⅱ，按照投料，可以假设，转化率为50%时，则转化浓度
相同条件下压强比等于物质的量比，由三段式可知，；已知，，则，当反应达到平衡时，，则，故；
（2）根据题意知道，H2S的Ka1大于H2CO3的Ka2小于Ka1，故H2S与足量碳酸钠溶液反应的离子方程式为：H2S+=HS-+HCO3-；
（3）①阴极上，水电离出的氢离子放电产生氢气，则电解池中阴极发生反应的方程式为，故答案为：；
②由于需要阴极区产生的OH-迁移到阳极区维持阳极区的碱性，所以电解池中选择阴离子交换膜而不选择阳离子交换膜，故答案为：需要阴极区产生的OH-迁移到阳极区维持阳极区的碱性；
③当阴极区收集到6.72L(标况下)H2时，氢气的物质的量是0.3mol，转移0.6mol电子，根据电子得失守恒守恒可知生成0.3mol氯气，产生0.3mol ClO-，根据方程式15ClO-+2(CH3)2NH+8OH-=N2↑+ 4+15Cl-+11H2O，可知阳极区收集到N2的体积(标况下)是0.02mol×22.4L/mol=0.448L，故答案为：0.448。
【分析】（1）①依据化学平衡移动原理分析；利用三段式法计算；
（2）根据Ka，利用强酸制弱酸判断；
（3）①电解时，阳极元素化合价升高，发生氧化反应；阴极元素化合价降低，发生还原反应；
②电解时，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极；
③根据电子得失守恒守恒。