2025人教版高中化学选择性必修1同步--第四章测评（含解析）

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2025人教版高中化学选择性必修1
第四章测评
一、选择题:本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有1个选项符合题意。
1.化学与能源、材料、环境密切相关。下列有关说法错误的是(　　)
A.我国科学家制备新型纤维聚合物锂离子电池,电池放电时将化学能转化为电能
B.锗单晶可以作为光电转换材料,用于太阳能电池
C.掩埋废旧电池不会造成环境污染
D.我国科学家研制出选择性催化剂电催化还原CO2制备附加值高的乙烯等有利于实现碳中和
2.下列有关金属的保护方法的说法正确的是(　　)
A.常使用的快餐杯表面有一层搪瓷,搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B.白铁(镀锌铁)镀层破损后,铁皮的腐蚀加快
C.轮船的船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极法
D.钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青,这是钢铁的电化学保护法
3.用下列装置进行相应实验,能达到实验目的的是(　　)
A.图①所示装置待镀铁制品与电源正极相连,可实现铁制品上镀铜
B.图②所示装置用于制备少量含NaClO的消毒液
C.图③所示装置可以用来验证化学能转化为电能
D.图④所示装置用于埋在潮湿的土壤中钢管的防腐
4.以熔融盐为电解液,以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解,实现Al的再生。该过程中(　　)
A.阴极发生的反应为Mg-2e-Mg2+
B.阴极上Al被氧化
C.在电解槽底部产生含Cu的阳极泥
D.阳极和阴极的质量变化相等
5.下列关于如图装置说法正确的是(　　)
A.装置中电子移动的途径是负极→Fe→M溶液→石墨→正极
B.若M为NaCl溶液,通电一段时间后,溶液中可能有NaClO
C.若M为FeCl2溶液,可以实现石墨上镀铁
D.若M是海水,该装置利用牺牲阳极法保护铁
6.一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置如图所示。
下列有关说法正确的是(　　)
A.在b电极上,N2被还原
B.金属Ag可作为a电极的材料
C.改变工作电源电压,反应速率不变
D.电解过程中,固体氧化物电解质中O2-不断减少
7.家用的一种储水式电热水器的结构如图所示,其中a、b为水管口。
下列说法正确的是(　　)
A.电热水器通电时,可将少量的水电解
B.镁棒提供电子,钢制外壳作阳极而受到保护
C.镁棒因表面生成Mg(OH)2而得到有效保护
D.电热水器可将电能转化为热能
8.下列关于如图所示各装置的叙述正确的是(　　)
A.图1是原电池,总反应是Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+
B.图2可验证铁的吸氧腐蚀,负极反应为Fe-2e-Fe2+
C.图3可在待镀铁件表面镀铜
D.图4中钢闸门应与外接电源的负极相连被保护,该方法叫做牺牲阳极法
9.Mg-LiFePO4电池的总反应为xMg+2Li1-xFePO4+2xLi+xMg2++2LiFePO4,其装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.充电时,阳极的电极反应式为LiFePO4-xe-Li1-xFePO4+xLi+
B.充电时,Mg极连接电源的正极
C.放电时,Li+被还原
D.若放电时电路中流过2 mol 电子,则有1 mol Mg2+迁移至正极区
10.某课题研究小组设计如图所示装置(电极材料均为Pt),该装置可将工业废水中的乙胺(CH3CH2NH2)转化为无毒无害物质。下列分析错误的是(　　)
A.电极N为电池的负极
B.电池工作时,H+由N极区通过交换膜移动到M极区
C.电极N的电极反应式为2CH3CH2NH2+8H2O-30e-4CO2↑+N2↑+30H+
D.当空气(含氧气20%)的进入量为7.5 mol 时,可以处理含乙胺(质量分数为9%)的废水0.1 kg
11.电解废旧锂电池中的LiMn2O4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)。下列说法正确的是(　　)
A.电极A的电极反应为2LiMn2O4-6e-+16H+2Li++4Mn2++8H2O
B.电极B为阳极,发生还原反应
C.电解结束,溶液的pH增大
D.电解一段时间后溶液中Mn2+浓度减小
12.我国科学家设计的Mg-Li双盐电池工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.放电时,正极电极反应式为FeS+2e-+2Li+Fe+Li2S
B.充电时,Mg电极连外接电源的负极
C.充电时,每生成1 mol Mg,电解质溶液质量减少24 g
D.电解液含离子迁移速率更快的Li+提高了电流效率
13.“84”消毒液常用于环境消毒。在不同电压下,用惰性电极电解饱和NaCl溶液制备少量NaClO,实验结果如下:
实验 ① ② ③
电压 U1 U2 U3
现象 a极产生少量气泡,b极无明显气泡 a极产生较多气泡,b极产生少量气泡 a极产生大量气泡,b极逸出大量黄绿色气体
下列分析不正确的是(　　)
A.①、②、③中,a极均发生了还原反应
B.①、②、③中均能发生Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
C.电解时,OH-由b极向a极移动
D.不宜采用实验③的电压制备NaClO
14.用如图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究,测定三颈烧瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧(DO)随时间变化关系的曲线如下。下列说法正确的是(　　)
A.溶解氧随着溶液酸性减弱而增大
B.pH=2.0时,发生析氢腐蚀而不发生吸氧腐蚀
C.整个过程中,负极电极反应式为Fe-3e-Fe3+
D.pH=4.0时,既发生吸氧腐蚀又发生析氢腐蚀
15.微生物电解池(MEC)产甲烷技术是一种有望成为缓解能源危机与温室效应的重要新型途径。它以外界输入的较小电能为能量来源,以微生物为催化剂,MEC耦合厌氧消化系统产甲烷的工作原理如图所示。下列有关说法错误的是(　　)
A.a为电源的正极,b为电源的负极
B.电子的移动方向:从b→导线→Y电极,再经X→导线→a
C.Y电极发生的反应:CO2+8H++8e-CH4+2H2O、8H++8e-4H2↑、CO2+4H2CH4+2H2O
D.若用铅酸蓄电池为电源,理论上消耗98 g H2SO4时,此装置中有2 mol H+发生迁移
二、非选择题:本题包括4小题,共55分。
16.(15分)某科研小组为研究电化学原理,设计如图所示装置。
(1)若a和b不相连,c是铜片,d是锌片,m是稀硫酸,则锌片上的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,此时能量转化的主要形式是化学能转化为　　　　　能。
(2)若a和b用导线相连:
①c是石墨电极,d是铜片,m是硝酸银溶液,则原电池正极的电极反应式为　。
②c、d均是Pt电极,m是NaOH稀溶液,分别向两极通入CH4和O2,通入CH4一极的电极反应式是
　 。
(3)若a和b分别连接直流电源的两极:
①c、d是石墨电极,m是NaCl溶液,向溶液中滴加几滴酚酞溶液。实验开始后c极周围溶液首先出现红色,则b连接直流电源的　　　　　(填“正极”或“负极”),通电时总反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,检验d极气体产物可以选用的试纸是　　　　　(填字母)。
A.干燥的红色石蕊试纸
B.干燥的蓝色石蕊试纸
C.湿润的淀粉KI试纸
D.干燥的淀粉KI试纸
②c、d分别是石墨电极和铜电极,m是NaOH浓溶液,通过反应:2Cu+H2OCu2O+H2↑可制得纳米级Cu2O。阳极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　。
17.(14分)研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。
(1)图甲为教材中探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置实验,导管中液柱的上升缓慢,下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的有　　　　　(填字母)。
A.用纯氧气代替试管内空气
B.用酒精灯加热试管提高温度
C.将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末
D.换成更细的导管,水中滴加红墨水
(2)该小组将图甲装置改进成图乙装置并进行实验,导管中红墨水液柱高度随时间的变化如下表,根据数据判断腐蚀的速率随时间逐渐　　　　　(填“加快”“不变”“减慢”),你认为影响因素为　。
时间/min 1 3 5 7 9
液柱高度/cm 0.8 2.1 3.0 3.7 4.2
(3)为探究铁钉腐蚀实验a、b两点所发生的反应,进行以下实验,请完成表格空白:
实验操作 实验现象 实验结论
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞指示剂 a点附近溶液出现红色 a点电极反应为①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
然后滴加2~3滴K3[Fe(CN)6]溶液 b点周围出现蓝色沉淀 b点电极反应为②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
根据以上实验探究,试判断　　　　　(填“a”或“b”)为负极,该点腐蚀更严重。
18.(12分)海洋的水资源和其他化学资源具有十分巨大的开发潜力。
(1)氯碱工业电解饱和食盐水的化学方程式为 　。
制取的氯气是实验室和工业上的常用气体,科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质,开发了一种无需离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设备(如图1所示)。充电时,电极a的反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-Na3Ti2(PO4)3。
图1
①放电时:正极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　,NaCl溶液的浓度　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
②充电时:电极b是　　　　　极;每生成1 mol Cl2,电极a质量理论上增加　　　　g。
(2)沿海电厂采用海水为冷却水,但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率,为解决这一问题,通常在管道口设置一对惰性电极(如图2所示),通入一定的电流。
图2
①阴极的电极反应为　,
会使海水中的Mg2+沉淀积垢,需定期清理。
②阳极区生成的Cl2在管道中可以生成氧化灭杀附着生物的ClO-的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
19.(14分)生物燃料电池和燃料电池由于其自身的特点在生活、生产中具有广阔的应用前景。粗铜提纯的电化学装置如图所示。
请回答下列问题:
(1)乙池是　　　　　(填“原电池”或“电解池”)。
(2)a、d电极的名称分别是　　　　　、　　　　　(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”);f电极的材料是　　　　　(填名称)。
(3)闭合开关K,甲池中产生的H+的移动方向是　　　　　　　　　　(填“从左室移向右室”或“从右室移向左室”);乙池中c电极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)该电化学装置中每消耗22.4 L O2(已换算成标准状况)时,电路中转移　　　　　个电子,消耗的葡萄糖与甲醇的质量之比为　　　　　,电极f的质量　　　　　(填字母)。
A.增加64 g　　　　　　B.减少64 g
C.增加128 g D.减少128 g
第四章测评
1.C　解析 原电池是将化学能转化为电能的装置,所以电池放电时将化学能转化为电能,A正确;锗是半导体材料,锗单晶可以作为光电转换材料,用于太阳能电池,B正确;废旧电池中含有重金属离子,掩埋废旧电池会造成土壤、水体污染,C错误;利用选择性催化剂电催化还原二氧化碳制备附加值高的乙烯等能减少二氧化碳的排放,有利于实现碳中和,D正确。
2.C　解析 A项中搪瓷层破损后,铁直接暴露在空气中,因而搪瓷层不能对破损部分进行保护,A错误;B项中镀层破损后,由于锌的活动性比铁强,与铁构成原电池,锌作负极,保护铁不被腐蚀,B错误;C项采取的是牺牲阳极法,C正确;D项中用沥青作涂层不是电化学保护法.D错误。
3.B　解析 铁制品上镀铜,要将待镀铁制品与电池的负极相连,作电解池的阴极,A错误;图②装置上端有出气管,且电极与电源负极相连,作电解池的阴极,电极反应式为2H2O+2e-2OH-+H2↑,下端电极是阳极,发生反应:2Cl--2e-Cl2↑,Cl2与阴极区产生的NaOH反应生成NaClO,B正确;盐桥中的KCl会与AgNO3溶液反应,应使用含有KNO3的盐桥,C错误;由于铜不如铁活泼,发生腐蚀时,钢管作负极而被腐蚀,故图④装置不能用于钢管的防腐,D错误。
4.C　解析 阴极发生还原反应,Mg在阳极失电子生成Mg2+,A错误;Al在阳极上被氧化生成Al3+,B错误;阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应,在电解槽底部可形成阳极泥,C正确;阳极消耗Al、Mg,且还会形成阳极泥,而阴极只有Al3+得电子生成铝单质,根据得失电子守恒及元素守恒可知,阳极与阴极的质量变化不相等,D错误。
5.B　解析 装置中电子移动的途径:负极→Fe电极,然后是溶液中的阴离子在阳极(石墨)放电→电源的正极,A错误;若M为NaCl溶液,通电一段时间后,阳极产生Cl2,溶液中的NaOH与阳极产生的Cl2发生反应生成NaCl和NaClO,所以溶液中可能有NaClO,B正确;若M为FeCl2溶液,由于铁作电解池阴极,石墨作电解池阳极,故不可能实现石墨上镀铁,C错误;若M是海水,该装置利用外加电流法使铁不被腐蚀,D错误。
6.A　解析 b电极上,N2→NH3,N2被还原,发生还原反应,A正确;a电极上O2-→O2,金属Ag是活性电极,若Ag作a电极的材料,电极反应变为Ag-e-Ag+,阳极被损耗,B错误;改变工作电源电压,电路中电流改变,则反应速率改变,C错误;结合阴、阳极反应可知,电解总反应为2N2+6H2O4NH3+3O2,固体氧化物电解质中O2-的量不变,D错误。
7.D　解析 电热水器通电时,加热棒工作,电路不和水接触,不会电解水,A错误;利用原电池原理保护金属,更活泼的金属镁作阳极(负极),失去电子,不断被腐蚀,可定期更换,钢铁外壳作阴极(正极)得到保护,B错误;镁棒作阳极(负极),失去电子生成Mg2+,阴极(正极)上水电离出的H+放电,剩余的OH-与Mg2+结合生成Mg(OH)2,该设计是牺牲阳极法,故镁棒表面生成Mg(OH)2并非为了保护镁棒,反而影响了对钢制外壳的保护,C错误;电热水器是用电能加热,使水温升高,该过程电热水器将电能转化为热能,D正确。
8.B　解析 图1是原电池,铁比铜活泼,总反应是Fe+2Fe3+3Fe2+,故A错误;图2是原电池,铁作负极,电极反应为Fe-2e-Fe2+,故B正确;图3是电解池,与电源正极连接的是待镀铁件,电极反应为Fe-2e-Fe2+,与电源负极相连的是铜,电极反应为Cu2++2e-Cu,不是在铁件表面镀铜,故C错误;图4中钢闸门与电源的负极相连,钢闸门为阴极,属于外加电流法,故D错误。
9.A　解析 充电时,原电池的正极接充电电源的正极作为阳极,此时阳极反应和原电池正极相反,即电极反应为LiFePO4-xe-Li1-xFePO4+xLi+,A正确;充电时,镁在阴极生成,应连接电源的负极,B错误;放电时,Li1-xFePO4被还原生成LiFePO4,Li+没有发生还原反应,C错误;放电时,由于Li+导电膜的限制作用,Mg2+不能迁移至正极区,D错误。
10.D　解析 含有乙胺的废水通入电极N,空气通入电极M,则电极N是电池的负极,M是正极,A正确;电池工作时,阳离子向正极移动,则H+由N极区通过交换膜移动到M极区,B正确;电极N上,CH3CH2NH2发生氧化反应转化为无毒无害物质,应生成N2和CO2,电极反应式为2CH3CH2NH2+8H2O-30e-4CO2↑+N2↑+30H+,C正确;7.5 mol 空气(含氧气20%)中含有1.5 mol O2,参与正极反应:O2+4H++4e-2H2O,电路中通过6 mol 电子,据得失电子守恒可知,N电极消耗0.4 mol CH3CH2NH2,则有m(CH3CH2NH2)=0.4 mol×45 g·mol-1=18 g,故处理含乙胺废水的质量为=200 g=0.2 kg,D错误。
11.C　解析 电极A上锰元素化合价降低,发生还原反应,作电解池阴极,电极反应为2LiMn2O4+6e-+16H+2Li++4Mn2++8H2O,A错误;电极B上锰元素化合价升高,发生氧化反应,作电解池阳极,B错误;根据2LiMn2O4+4H+2Li++Mn2++3MnO2+2H2O,电解后H+浓度变小,溶液的pH增大,电解一段时间后溶液中Mn2+浓度增大,C正确、D错误。
12.C　解析 放电时Mg转化为Mg2+,右侧电极为负极,左侧电极为正极,FeS得电子生成Fe和Li2S,电极反应式为FeS+2Li++2e-Fe+Li2S,A正确;充电时Mg2+转化Mg,被还原,为阴极,连接外接电源的负极,B正确;充电时阳极反应为Fe+Li2S-2e-FeS+2Li+,每生成1 mol Mg,消耗1 mol Mg2+,转移2 mol 电子,同时生成2 mol Li+,故电解质溶液质量减少24 g-2×7 g=10 g,C错误;电解液中含离子迁移速率更快的Li+,增强了导电性,提高了电流效率,D正确。
13.C　解析 实验①~③中a极是阴极,均发生还原反应,A正确;实验①~③中,b极是阳极,电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑,阴极反应产生NaOH,Cl2与NaOH反应生成NaCl、NaClO,B正确;电解时,阴离子向阳极移动,则OH-由a极向b极移动,C错误;实验③中产生大量黄绿色气体,说明电解速率过快,产生的Cl2并未被NaOH溶液充分吸收,故不宜采用该实验电压制备NaClO,D正确。
14.D　解析 随着pH增大即溶液酸性减弱,溶解氧(DO)减小,A错误;pH=2.0时,锥形瓶内的溶解氧减少,说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生,同时锥形瓶内的气压增大,说明有产生氢气的析氢腐蚀发生,B错误;锥形瓶中的Fe粉和C粉构成了原电池,Fe粉作为原电池的负极,发生的电极反应式为Fe-2e-Fe2+,C错误;若pH=4.0时只发生吸氧腐蚀,锥形瓶内的压强会下降,而图中pH=4.0时,锥形瓶内的压强几乎不变,说明除了吸氧腐蚀,Fe粉还发生了析氢腐蚀,消耗氧气的同时也产生了氢气,因此锥形瓶内压强几乎不变,D正确。
15.D　解析 由图可知,右侧CO2得电子转化为CH4,则右侧Y电极为阴极,则电源b为负极,阴极的电极反应式为CO2+8e-+8H+CH4+2H2O,左侧X电极为阳极,则电源a为正极,阳极上有机物失电子生成CO2。a为电源的正极,b为电源的负极,X为阳极,Y为阴极,则电子的移动方向:从b→导线→Y电极,再经X→导线→a,A、B正确;Y为阴极,发生还原反应,则Y电极发生的反应:CO2+8H++8e-CH4+2H2O、8H++8e-4H2↑、CO2+4H2CH4+2H2O,C正确;根据铅酸蓄电池的总反应Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O可知,若用铅酸蓄电池为电源,理论上消耗98 g H2SO4时,转移1 mol e-,根据转移电子守恒可知,此装置中有1 mol H+发生迁移,D错误。
16.答案 (1)锌片溶解,且锌片表面有气泡生成　热
(2)①Ag++e-Ag　②CH4+10OH--8e-C+7H2O　
(3)①正极　2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑　C　②2Cu+2OH--2e-Cu2O+H2O
解析 (1)若a和b不相连,c是铜片,d是锌片,m是稀硫酸,则锌片与稀硫酸反应,锌片上的现象是锌片溶解,且锌片表面有气泡生成;此时能量转化的主要形式是化学能转化为热能。
(2)若a和b用导线相连,构成原电池装置。①c是石墨电极,d是铜片,m是硝酸银溶液,则铜为负极,石墨为正极,则原电池正极的电极反应式为Ag++e-Ag;②c、d均是Pt电极,m是NaOH稀溶液,分别向两极通入CH4和O2,通入CH4的一极为负极,电极反应式是CH4+10OH--8e-C+7H2O。
(3)若a和b分别连接直流电源的两极,构成电解池装置。①c、d是石墨电极,m是NaCl溶液,向溶液中滴加几滴酚酞溶液。实验开始后c极周围溶液首先出现红色,则c极为阴极,a连接直流电源的负极,b连接直流电源的正极,d为阳极;通电时总反应的离子方程式是2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑;d电极为阳极,产生氯气,氯气能够使湿润的淀粉KI试纸变蓝,故检验氯气可以选用的试纸是C。②c、d分别是石墨电极和铜电极,m是NaOH浓溶液,通过反应:2Cu+H2OCu2O+H2↑可制得纳米级Cu2O,阳极为铜失电子生成Cu2O,电极反应式为2Cu+2OH--2e-Cu2O+H2O。
17.答案 (1)ACD　
(2)减慢　氧气的浓度　
(3)①O2+4e-+2H2O4OH-　②Fe-2e-Fe2+　b
解析 (1)用纯氧气代替试管内空气,氧气浓度增大,反应速率加快,可以更快更清晰观察到水柱上升现象,A正确;用酒精灯加热试管提高温度,温度升高,试管内气体膨胀,可能观察不到水柱上升现象,B错误;将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末,构成原电池,反应速率加快,可以更快更清晰观察到水柱上升现象,C正确;换成更细的导管,水中滴加红墨水,消耗相同体积的氧气时,导管中液面变化会明显,D正确。
(2)该小组将图甲装置改进成图乙装置并进行实验,根据导管中红墨水液柱高度随时间的变化,可知腐蚀的速率随时间逐渐减慢;随反应进行,氧气的浓度降低,故反应速率减慢。
(3)滴加2~3滴酚酞指示剂,a点附近溶液出现红色,说明氧气在a点得电子生成氢氧根离子,a点电极反应为O2+4e-+2H2O4OH-;滴加2~3滴K3[Fe(CN)6]溶液,b点周围出现蓝色沉淀,说明b点铁失电子生成Fe2+,b点电极反应为Fe-2e-Fe2+;原电池负极发生氧化反应,根据以上实验探究,可知b为负极,b点腐蚀更严重。
18.答案 (1)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑　①Cl2+2e-2Cl-　增大　②阳　46　
(2)①2H2O+2e-H2↑+2OH-　②Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
解析 (1)氯碱工业电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠,化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。①充电时,电极a的反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-Na3Ti2(PO4)3,故充电时a为阴极,则放电时a为负极、b为正极;放电时氯气在正极得到电子发生还原反应生成氯离子,电极反应为Cl2+2e-2Cl-;负极发生氧化反应生成Na+,则溶液中NaCl的浓度增大。②充电时b为阳极,充电时电极反应为2Cl--2e-Cl2↑,a极反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-Na3Ti2(PO4)3,则根据得失电子守恒可知,每生成1 mol Cl2,电极a上有2 mol Na+参与反应,则电极a的质量理论上增加2 mol×23 g·mol-1=46 g。
(2)①阴极的水放电生成H2,电极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-。②阳极区生成的Cl2可以和阴极的OH-反应生成ClO-,离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。
19.答案 (1)原电池　
(2)负极　正极　纯铜　
(3)从左室移向右室　CH3OH+8OH--6e-C+6H2O　
(4)2NA　45∶32　A
解析 (2)甲池为微生物电池,其中含有微生物及葡萄糖的电极a为负极,电极b为正极;乙池为燃料电池,属于原电池,通入燃料CH3OH的电极c为负极,通入O2的电极d为正极,则与正极d连接的e电极为阳极,与负极连接的f电极为阴极;要实现粗铜提纯,则阳极e为粗铜,阴极f为纯铜。
(3)闭合开关K,甲池中a电极上产生H+,H+通过质子交换膜由左室进入右室,与O2结合形成H2O;乙池中c电极上CH3OH失去电子生成CO2,然后结合溶液中的OH-形成C,故c电极反应式为CH3OH+8OH--6e-C+6H2O。
(4)在同一闭合回路中,两个原电池装置的电子转移数目相等,在甲池中总反应方程式为C6H12O6+6O26CO2+6H2O,在乙池总反应为2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O,则整套装置每消耗1 mol O2时,电路中转移2 mol 电子,该电化学装置中每消耗22.4 L O2(标准状况),其物质的量是1 mol,电路中转移电子数目是2NA;此时两个原电池装置各消耗0.5 mol O2,则消耗的葡萄糖与甲醇的物质的量之比为,则二者的质量之比为=45∶32;f电极为阴极,电极反应为Cu2++2e-Cu,每转移2 mol 电子,反应析出Cu的质量是64 g,故当电路中转移2 mol 电子时,f电极质量会增加64 g。
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