2024-2025学年苏教版化学必修2 专题6——第三单元 化学能与电能的转化（含答案）
文档属性
| 名称 | 2024-2025学年苏教版化学必修2 专题6——第三单元 化学能与电能的转化（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-09-27 12:11:15 | ||
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文档简介
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专题6——第三单元 化学能与电能的转化
一、单选题
1．下列对Zn-Cu原电池(如图所示)的描述错误的是（ ）
A．Cu为正极，电子沿导线从Zn流向Cu
B．负极发生氧化反应，其反应式为：Zn-2e-=Zn2+
C．向Cu极移动
D．若有1mol电子流经导线，则可产生0.5mol气体
2．化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A．久置的红薯变甜，是因为葡萄糖发生了水解
B．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极保护法
C．第五形态的碳单质“碳纳米泡沫”，与石墨烯互为同素异形体
D．用太阳能光催化分解水代替电解水制氢气有利于节能环保
3．工业上氟气可作为火箭燃料中的氧化剂，氟单质的制备通常采用电解法。已知：KF＋HF=KHF2，电解熔融的氟氢化钾(KHF2)和无水氟化氢的混合物制备F2的装置如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．钢电极与电源的负极相连 B．电解过程中需不断补充的X是KF
C．阴极室与阳极室必须隔开 D．氟氢化钾在氟化氢中可以电离
4．下列设备工作时，将化学能转化为电能的是（ ）
A．碱性锌锰干电池 B．燃气灶 C．砷化镓太阳电池 D．风力发电
A．A B．B C．C D．D
5．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（ ）
A．钢管与电源负级连接，钢管可被保护
B．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁强
C．钢铁发生析氢腐蚀时，负级反应是Fe-3e- =Fe3+
D．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀
6．中学化学教材中，常借助于图像这一表现手段清晰地突出实验装置的要点、形象地阐述化学过程的原理。下列有关化学图像表现的内容正确的是（ ）
A．图1表示牺牲阳极的阴极保护法
B．图2所示装置中的铁钉发生析氢腐蚀
C．图3表示在铁上镀铜
D．图4装置表示精炼铜，则a极为精铜，b极为粗铜
7．如图所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有生成，逐渐溶解，下列判断错误的是
A．是电源的负极
B．随着电解的进行，溶液浓度变大
C．当完全溶解时，至少产生气体折合成标准状况下
D．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色
8．金属保护是指为避免或减轻金属腐蚀，延长其使用寿命而采取的措施。埋在地下的钢管道可以用如图所示方法进行电化学保护。下列说法错误的是（ ）
A．该方法称为“外加电流的阴极保护法”
B．该方法将化学能转化成电能
C．在此装置中钢管道作正极
D．镁块上发生的电极反应为 Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2↓
9．贮备电池具有下列特点：日常将电池的一种组成部分(如电解质溶液)与其他部分隔离备用；使用时电池可迅速被激活并提供足量电能。贮备电池主要用于应急救援和武器系统等。Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池。下列叙述中错误的是（ ）
A．正极反应式为Ag++e-= Ag
B．负极反应式为Mg-2e-= Mg2+
C．电池放电时Cl-由正极向负极迁移
D．负极会发生副反应：Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2↑
10．下列说法错误的是
A．生铁中含碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈
C．电解精炼铜时，阴极反应式为
D．在铁制品上镀铜时，铁制品连接电源的正极
11．一种特殊的热激活电池示意图如下。该电池总反应为：PbSO4(s)+2LiCl+Ca(s)= CaCl2(s)+ Li2SO4+Pb(s)，下列说法不正确的是（ ）
A．Ca电极发生氧化反应
B．负极的电极反应：Ca(s)+2Cl﹣﹣2e﹣= CaCl2(s)
C．可用LiCl和KCl水溶液代替无水 LiCl﹣KCl
D．当无水LiCl﹣KCl混合物受热熔融后电池才能工作
12．肼(N2H4)燃料电池是一种理想的电池，产物无污染，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．当消耗1molO2时，负极生成1mol气体
B．电池工作时，负极的pH升高
C．正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O
D．X最好用阴离子交换膜
13．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法中错误的是（ ）
A．化学电池能将化学能转化为电能
B．铅蓄电池能无限制地反复充电、放电
C．燃料电池是一种高效且对环境友好的新型电池
D．普通锌锰干电池属于一次电池
14．某原电池的电池反应为：Fe＋2Fe3＋= 3Fe2＋，与此电池反应不符的原电池是( )
A．铜片、铁片、FeCl3 溶液组成的原电池
B．石墨、铁片、Fe(NO3)3 溶液组成的原电池
C．铁片、锌片、Fe2(SO4)3 溶液组成的原电池
D．铜片、铁片、Fe(NO3)3 溶液组成的原电池
15．较纯的可用于原电池法生产硫酸(如图所示，电极a、b均为电极，气体已换算成标准状况下)，下列说法错误的是（ ）
A．电池总反应为
B．电极b的反应式为
C．电路中每转移电子，消耗
D．电极a发生氧化反应，得到电子
二、多选题
16．双膜碱性多硫化物空气液流二次电池可用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，电极I为掺杂Na2S2的电极，电极II为碳电极。电池工作原理如下图所示。下列说法错误的是
A．离子交换膜a为阳离子交换膜，离子交换膜b为阴离子交换膜
B．放电时，中间储液器中NaOH的浓度不断减小
C．充电时，电极I的电极反应式为：2-2e-=
D．充电时，电路中每通过1mol电子，阳极室溶液质量理论上增加9g
17．化学电源在生产生活中有着广泛的应用，关于铅蓄电池下列叙述正确的是（ ）
A．放电时正极的电极反应式为PbO2+4H++ +2e-=PbSO4+2H2O
B．铅蓄电池放电时，外电路上有0.5mol电子通过，则溶液中消耗的H2SO4为 0.25mol
C．铅蓄电池充电时，溶液的pH将减小
D．在完全放电后，若按图连接充电，则B电极的电极反应式是PbSO4+2e-=Pb+
18．我国科研工作者提出通过电解原理联合制备环氧乙烷同时处理酸性含铬废水，其工作原理示意图如图所示。其中双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成，工作时内层解离为和，并分别向两极迁移。下列说法正确的是（ ）
A．电极a上的电势低于电极b上的电势
B．膜q为双极膜中的阳离子交换膜
C．工作时，NaOH溶液浓度保持不变
D．每生成，酸性废水质量理论上增加3g
19．2019年我国自主研发的首个31.25kW铁—铬液流电池“容和一号”成功下线，该电堆是目前全球最大功率的铁—铬液流电池电堆。该电池总反应为：。某种、开关情况下，工作原理如图所示，其中a电极上涂有固体氢化铋(BiHx)。下列说法错误的是（ ）
A．电解质中除包含上述离子外，可选用盐酸环境
B．闭合时，与b电极连接的是电源的正极
C．放电时，负极反应式为
D．充电时，BiHx只起导电作用
20．有一种清洁、无膜的氯碱工艺，它利用含有保护层的电极( )中的Na+的嵌入和脱掉机理，分两步电解生产H2、NaOH和Cl2.其原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．钠离子的嵌入反应是还原反应：
B．电极b和c所连接的直流电源的电极相同
C．第1步结束后， 电极必须用水洗涤干净后，再用于第2步
D．第一步中的Na+浓度始终保持不变
三、填空题
21．研究化学反应中能量变化，能更好地利用化学反应为生产和生活服务。
（1）反应Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑的能量变化如图1所示。
①该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
②为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了图2实验装置，在甲试管里先加入适量铁片，再加入稀硫酸，U形管中可观察到的现象是 。
③若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是 (填字母)。
A．铁片改为铁粉B．稀硫酸改为98％的浓硫酸C．升高温度
（2）若将上述反应设计成原电池，装置如图3所示。
①铜为 (填“正”或“负”)极；负极的电极反应式为 。
②若该电池反应过程中共转移0.3 mol电子，则生成的H2在标准状况下的体积是 L。
22．由铜、铁和硫酸铜溶液组成的原电池中，作正极的是 ,正极的电极反应式为 ；作负极的是 ，电子由 （填“正”或“负”，下同）极经导线移向 极，总反应的离子方程式为 。
23．氢氧燃料电池已广泛应用于航天航空工业，某种氢氧燃料电池以铂作电极、30%KOH溶液为电解质溶液，这种电池在工作时，通入氧气的电极为 (填“正极”或“负极”)，电极反应式为： ；通入氢气的电极为 (填“正极”或“负极”)；该电池供电时的总反应为： 。
四、实验探究题
24．某课外活动小组用如图所示装置进行实验，试回答下列问题：
（1）若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为 。
（2）若开始时开关K与b极连接，此装置为 (原电池或电解池)总反应的离子方程式为 。
（3）如图所示用惰性电极电解100 mL 0.5 mol·L硫酸铜溶液，a电极上的电极反应式为 ，若a电极产生56 mL(标准状况)气体，则所得溶液的 (不考虑溶液体积变化)。
25．某研究小组探究不同条件对电解溶液微粒放电能力的影响。配制0.1溶液，设计如下图所示的实验装置进行电解，实验记录如下：
序号 电压 pH 阴极现象 阳极现象
Ⅰ 1.5V 5.52 无气泡产生；电极表面有银灰色金属析出 无气泡产生，湿润淀粉碘化钾不变蓝；电极表面逐渐析出红褐色沉淀
Ⅱ 1.5V -0.5 有气泡产生；电极表面有极少量银灰色金属析出 无气泡产生，湿润淀粉碘化钾不变蓝；取阳极附近溶液，滴加溶液变红
（1）0.1溶液，用离子方程式表示其显酸性的原因 。
（2）预测电解溶液时，阳极放电的微粒可能是 。
（3）分析阴极实验现象
①实验Ⅰ中，阴极的电极反应是 。
②对比实验Ⅰ、II阴极现象，可以得出的结论是 。
（4）分析阳极实验现象
①甲同学得出结论：实验Ⅰ、Ⅱ条件下，放电而没有放电。“放电”的实验证据是 。
②乙同学认为仅由实验Ⅰ、Ⅱ不能得出此结论，并提出可能放电，的产生可能有两种途径。
途径1：在阳极放电产生。
途径2： 产生。
（5）Ⅰ中虽未检测出，但在实验Ⅰ条件下是否放电仍需进一步证明。小组设计实验Ⅰ的对照实验完成验证，该实验方案是 。
五、综合题
26．以废旧锂离子电池正极材料(主要成分为LiCoO2和Al)为原料可制备Co3O4。主要步骤如下：
（1）碱浸：将正极材料浸于过量NaOH溶液中，充分反应后过滤，留取滤渣(主要为LiCoO2)。滤液中大量存在的阴离子有 。
（2）还原：LiCoO2与稀硫酸酸化的H2O2溶液反应生成O2、Li2SO4和CoSO4，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
（3）沉钴：除杂后，向CoSO4溶液中缓慢滴加NaHCO3溶液，得到CoCO3沉淀和CO2气体，反应的离子方程式为 。
（4）热分解：得到CoCO3沉淀。在纯氧中加热分解CoCO3，测得升温过程中固体的质量变化如图所示。加热分解CoCO3制备Co3O4需要控制的温度为 (写出计算推理过程)。
27．湿法氯化法是目前从精炼铜的阳极泥(含有Cu2Se、Cu2Te、Ag2Te、Au2Te等)中回收硒、碲和贵重金属的常用方法之一，工艺流程如图所示。请回答下列问题：
（1）电解精炼铜时，粗铜作 (填“阴极”或“阳极”)。
（2）分银液中存在电离平街[Ag(SO3)2]3-Ag++2SO。“沉银”时，加入硫酸的量不能过多也不能过少，其中加入硫酸不能过多的原因是 。
（3）“沉硒”时，发生反应的化学方程式为 。
（4）AgCl可用作电池的电极材料。如右图所示，两侧溶液的体积均为1 L。该电池工作时，若外电路中通过0.1 mol电子，则负极质量增加 g，室温下，此时右侧溶液的pH= ( 忽略体积变化)。该电池充电时，AgCl-Ag电极应与直流电源的 (填“正极”或“负极”)相连。
28．回答下列问题：
（1）反应的能量变化趋势，如图所示：
①该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)
②若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是 (填字母)。
A．改铁片为铁粉 B．改稀硫酸为的浓硫酸
C．升高温度 D．再加入形状和大小完全相同的铁片
（2）对于此反应：设计成原电池。当导线中有电子通过时，理论上发生的变化是____(填序号)。
A．溶液增重 B．溶液增重
C．析出 D．析出标准状况下
（3）对于反应：，将足量且等量的形状相同的锌块分别加入到等浓度等体积的两份稀硫酸X、Y中，同时向X中加入少量饱和溶液，发生反应生成氢气的体积与时间的关系如图所示。m曲线表示锌与稀硫酸 (填“X”或“Y”)反应。
六、推断题
29．有X、Y、Z、M、R、Q六种短周期主族元素，部分信息如下表所示：
X Y Z M R Q
原子半径/nm 0.186 0.074 0.099 0.143
主要化合价 -4、+4 -2 -1、+7 +3
其它信息 某种核素无中子 常用的半导体材料 短周期主族元素中原子半径最大
回答下列问题：
（1）R在元素周期表中的位置为 。
（2）根据表中数据推测，Y的原子半径的最小范围是 。
（3）由元素Z、R组成的化合物属于 (填“离子”或“共价”)化合物。的电子式为 。
（4）下列事实能作为比较元素Y与R的非金属性强弱依据的是____(填字母)。A．常温下Y的单质呈固态，R的单质呈气态
A．稳定性：
B．Y与R形成的化合物中Y呈正价
C．酸性：
（5）以Q、Mg为电极材料，Z的最高价氧化物对应的水化物为电解质溶液，将两电极用导线相连插入该电解质溶液中可形成原电池，该电池中正极材料为 ，负极的电极反应式为 。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A．Zn比Cu活泼，Zn为负极，Cu为正极，电子沿导线从Zn流向Cu，A不符合题意；
B．负极发生失电子的氧化反应，Zn为负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，B不符合题意；
C．原电池中阴离子移向负极，向Zn极移动，C符合题意；
D．Cu极电极反应式为2H++2e-=H2↑，若有1mol电子流经导线，则可产生0.5mol氢气，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】解题思路：溶液阴阳离子移动口诀“阳正阴负”；即阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；电子移动口诀“电子不下水，离子不上岸”；即电子由负极流向正极，不通过电解质溶液，离子不离开溶液。
2．【答案】A
【解析】【解答】A．葡萄糖为单糖，不会发生水解。红薯在放置的过程中，淀粉水解变成了葡萄糖，使得红薯内的糖分增多了，因此变甜了，A项符合题意；
B．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀利用了原电池原理，其中镁棒为阳极，腐蚀阳极保护了阴极，该方法是牺牲阳极保护法，B项不符合题意；
C．第五形态的碳单质“碳纳米泡沫”为碳单质，石墨烯也是碳单质，二者互为同素异形体，C项不符合题意；
D．太阳能比电能更加环保，因此用太阳能光催化分解水代替电解水制氢气有利于节能和减少碳排放，D项不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A．葡萄糖为单糖，单糖为水解的糖；
B．利用了原电池原理分析；
C．同素异形体为同一元素形成的不同单质；
D．太阳能比电能更加环保。
3．【答案】B
【解析】【解答】A、根据装置图，KHF2中H元素显＋1价，钢电极上析出H2，表明钢电极上发生得电子的还原反应，即钢电极是电解池的阴极，钢电极与电源的负极相连，故A说法不符合题意；
B、根据装置图，逸出的气体为H2和F2，说明电解质无水溶液中减少的是氢和氟元素，因此电解过程需要不断补充的X是HF，故B说法符合题意；
C、阳极室生成氟气，阴极室产生H2，二者接触发生剧烈反应甚至爆炸，因此必须隔开防止氟气与氢气接触，故C说法不符合题意；
D、由氟氢化钾的氟化氢无水溶液可以导电，可推知氟氢化钾在氟化氢中发生电离，故D说法不符合题意。
【分析】在电解池中，阳极与电源正极相连，失去电子，化合价升高，做还原剂，阴极与电源负极相连，得到电子，化合价降低，做氧化剂。
4．【答案】A
【解析】【解答】A．碱性锌锰干电池主要将化学能转化为电能，故A符合题意；
B．燃气灶通过燃料燃烧，主要将化学能转化为热能，故B不符合题意；
C．砷化镓太阳电池将太阳能转化为电能，故C不符合题意；
D．风力发电将风能转化为电能，故D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】将化学能转化为电能的装置为原电池装置，结合选项所给设备进行分析即可。
5．【答案】A
【解析】【解答】A．钢管与电源电极相连时作阴极，电解池阴极被保护，故A符合题意；
B．生铁中铁作原电池负极而容易被腐蚀，纯铁比生铁更耐腐蚀，故B不符合题意；
C．钢铁发生析氢腐蚀时，负极上铁失电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe-2e-═Fe2+，故C不符合题意；
D．铁、铜和电解质溶液构成原电池，铁易失电子作负极，所以铁加速被腐蚀，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.阴极保护；
B.生铁中的铁更易腐蚀；
C.析氢反应生成的是亚铁；
D.钢管与铜管形成原电池更易腐蚀。
6．【答案】A
【解析】【解答】A．图1为原电池装置，锌为负极，铁为正极，表示牺牲阳极的阴极保护法，A符合题意；
B．浓硫酸不能提供氢离子，铁不能发生析氢腐蚀，B不符合题意；
C．电镀时，待镀铁件应放在阴极，C不符合题意；
D．根据电流方向可知a为阳极，为粗铜，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、锌比铁活泼，为牺牲阳极的阴极保护法；
B、铁会被浓硫酸钝化；
C、铜为镀层时应连接电池正极；
D、粗铜的精炼中，粗铜为阳极，精铜为阴极。
7．【答案】B
【解析】【解答】A．通电后石墨电极Ⅱ上有生成，石墨电极Ⅱ为阳极，电极为电源正极，为负极，故A不符合题意；
B．石墨电极Ⅰ为阴极，得电子发生还原，氯离子向阳极移动，随着电解的进行，溶液浓度减小，故B符合题意；
C．当0.01molFe2O3完全溶解时，消耗氢离子，根据，生成O20.015mol，标准状况下至少产生气体336mL，故C不符合题意；
D．通电后石墨电极Ⅱ电极反应式为，该极酸性增强，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据电解池中，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；串联电路中得失电子守恒计算。
8．【答案】A
【解析】【解答】A．根据图片可知，该金属防护措施采用的是牺牲阳极的阴极保护法，即把金属Mg和钢管、及电解质溶液构成原电池，镁块作负极，钢管道作正极，从而钢管道得到保护，故A符合题意；
B．根据图片可知，金属Mg和钢管、及电解质溶液构成原电池，镁块作负极，钢管道作正极，构成原电池，该方法是将化学能转化成了电能，故B不符合题意；
C．根据图片可知，金属Mg和钢管、及电解质溶液构成原电池，镁块作负极，钢管道作正极，故C不符合题意；
D．根据图片可知，金属Mg和钢管、及电解质溶液构成原电池，镁块作负极，钢管道作正极，Mg失电子，发生氧化反应，其电极反应式为Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2↓，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】B.原电池是将化学能转化为电能的装置；
C.该装置中镁块为负极，钢管道为正极；
D.镁块为负极，发生氧化反应。
9．【答案】A
【解析】【解答】A．正极是AgCl得电子，方程式应该为：AgCl+e-= Ag+Cl-，A符合题意；
B．镁做负极失去电子变成镁离子，方程式为：Mg-2e-= Mg2+，B不符合题意；
C．放电时阴离子移向负极，C不符合题意；
D．因为是海水，所以镁会直接与水反应Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2↑，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】电池反应方程式为：2AgCl+Mg=Mg2++2Ag+2Cl-，Mg失去电子作负极，电极反应式为Mg-2e-= Mg2+，正极上AgCl得到电子，电极反应式为：AgCl+e-=Cl-+Ag，为一次性贮备电池，且Mg、Cl均转化为离子存在于海水中。
10．【答案】D
【解析】【解答】A．生铁中含碳，容易形成碳铁原电池，加速铁的锈蚀，故抗腐蚀能力比纯铁弱，A不符合题意；
B．铁比锡活泼，用锡焊接的铁质器件，容易形成锡铁原电池，加速铁的锈蚀，故焊接处易生锈，B不符合题意；
C．电解精炼铜时，阴极铜离子发生还原反应，反应式为，C不符合题意；
D．在铁制品上镀铜时，镀件铁制品做阴极，连接电源的负极，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.形成原电池加速金属的腐蚀；
B.铁比锡活泼，形成锡铁原电池，加速腐蚀；
C.电解精炼铜时，阴极上铜离子得电子生成单质铜。
11．【答案】C
【解析】【解答】A.在该电池总反应中，Ca由0价变为+2价，化合价升高，被氧化，发生氧化反应，选项正确，A不符合题意；
B.在原电池中，负极发生失电子的氧化反应，由电池总反应可得负极的电极反应式为：Ca(s)+2Cl﹣﹣2e﹣= CaCl2(s)，选项正确，B不符合题意；
C.由于金属Ca的化学性质活泼，能与水反应，故不能用水溶液代替LiCl-KCl，选项错误，C符合题意；
D.只有当电解质处于熔融状态下时，才能形成闭合回路，电池才能工作，选项正确，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.结合电池总反应中Ca的化合价变化分析；
B.由电池总反应确定负极的电极反应；
C.电极中的Ca能与水反应；
D.当无水LiCl﹣KCl混合物处于熔融状态时，电池才能工作；
12．【答案】A
【解析】【解答】A．负极N2H4失电子生成N2，当消耗1molO2时转移4mol电子，根据电子守恒，负极生成1molN2，故A符合题意；
B．电池工作时，负极反应式是，负极的pH降低，故B不符合题意；
C．根据图示，正极生成氢氧化钠，正极反应为O2+4e-+2H2O =4OH-，故C不符合题意；
D．负极通入氢氧化钠，正极流出氢氧化钠，X最好用阳离子交换膜，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】燃料电池中，通入燃料的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应。
13．【答案】B
【解析】【解答】A．化学电池能将化学能转化为电能，A项不符合题意；
B．理论上铅蓄电池可以无限制地反复放电、充电，但实际上充电电池的使用有一定年限，B项符合题意；
C．燃料电池的能量转化率高，反应产物不污染环境，故其是一种高效且对环境友好的新型电池，C项不符合题意；
D．普通锌锰干电池属于一次电池，D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.原电池将化学能转化为电能；
B.充电电池可反复充电使用，但有使用寿命；
C.一般而言，燃料电池的产物多为CO2、H2O等，不污染环境，且放电效率高；
D.能多次充电和放电的电池属于二次电池，不能充电和放电的电池属于一次电池。
14．【答案】C
【解析】【解答】A. 铜片、铁片、FeCl3 溶液组成的原电池，负极是铁，电池反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，符合；
B. 石墨、铁片、Fe(NO3)3 溶液组成的原电池，负极是铁，电池反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，符合；
C. 铁片、锌片、Fe2(SO4)3 溶液组成的原电池，负极是锌，电池反应为Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+，不符合；
D. 铜片、铁片、Fe(NO3)3 溶液组成的原电池，负极是铁，电池反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，符合；
故答案为：C。
【分析】某原电池的电池反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，Fe为负极，做另一电极的金属性比Fe弱，溶液中是电离出Fe3+的盐。
15．【答案】D
【解析】【解答】A．由图可知：a极发生氧化反应，电极反应式为：+2H2O-2e-=+ 4H+；电极b发生还原反应，电极反应式：，所以电池总反应为，故A不符合题意；
B．由图可知：电极b通入的是空气，发生还原反应，做原电池的正极，该反应的电极反应式为：，故B不符合题意；
C． 由图可知： H2SO42e-发生了氧化反应，做原电池的负极，电路中每转移电子，消耗0.1mol，标况下的体积为2.24L，故C 不符合题意；
D．由图可知：电极a发生氧化反应，失去电子，故D符合题意；
故答案：D。
【分析】电极a上二氧化硫被氧化为硫酸，电极a为负极，电极反应式为+2H2O-2e-=+ 4H+；电极b为正极，电极反应为。
16．【答案】B,C
【解析】【解答】A．放电时，正极发生还原反应，反应为O2+2H2O+ 4e- =4OH-；负极发生氧化反应，反应为2-2e-=；正极区氢氧根离子向左侧运动，离子交换膜b为阴离子交换膜；负极区钠离子向右侧运动，离子交换膜a为阳离子交换膜，中间储液器中NaOH的浓度不断变大，A不符合题意；
B．由A分析可知，中间储液器中NaOH的浓度不断变大，B符合题意；
C．充电时，电极I为阴极，得到电子发生还原反应，C符合题意；
D．充电时，电极II为阳极区，反应为4OH-- 4e- = O2+2H2O，电路中每通过1mol电子，阳极室从中间储液器进入1mol氢氧根离子、同时生成0.25mol氧气，溶液质量理论上增加17g-8g=9g，D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】A．依据离子移动方向、利用离子类型与离子交换膜类型一致判断；
B．由A分析判断；
C．充电时，阴极，得到电子发生还原反应；
D．利用得失电子守恒。
17．【答案】A,C
【解析】【解答】A．放电时，电池的正极发生还原反应，故该电极反应式为：PbO2+4H++ +2e-=PbSO4+2H2O，A符合题意；
B．根据铅蓄电池放电时的总反应：PbO2+2H2SO4+Pb =2PbSO4+2H2O可知反应中转移了2mol电子，故当外电路上有0.5mol电子通过，溶液中消耗的H2SO4为0.5mol，B不符合题意；
C．根据铅蓄电池充电时的总反应：2PbSO4+2H2O PbO2+2H2SO4+Pb可知，溶液的pH将减小，C符合题意；
D．在完全放电后，若按图连接充电，则B电极连接电源的正极，是阳极，发生氧化反应，故该电极反应式是PbSO4+2H2O -2e- = PbO2+4H++ ，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】 铅蓄电池中，负极是铅，负极上铅失电子发生氧化反应，正极上二氧化铅得电子发生还原反应，放电时总反应：PbO2+2H2SO4+Pb =2PbSO4+2H2O，铅蓄电池充电时，阳极和电源正极相连，阴极和电源的负极相连，充电时的反应和放电时的反应互为逆过程。
18．【答案】A,D
【解析】【解答】A．由分析可知，电极a为直流电源的负极，电极b为正极，则负极电极a上的电势低于正极电极b上的电势，故A符合题意；
B．由分析可知，双极膜中水解离出来的氢氧根离子通过阴离子交换膜q进入阳极区，故C不符合题意；
C．由分析可知，电极M为阳极，碱性条件下乙烯在阳极失去电子发生氧化反应生成环氧乙烷，电极反应式为C2H4—2e—+2OH—=+H2O，氢氧根离子通过阴离子交换膜q进入阳极区，所以工作时，阳极区氢氧根离子的物质的量不变，但放电生成水会使氢氧化钠溶液浓度减小，故C不符合题意；
D．由分析可知，N为电解池的阴极，酸性条件下重铬酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成铬离子，电极反应式为Cr2O+6e—+14H+=2Cr3++7H2O，若放电生成1mol铬离子，电路中转移3mol电子，同时有3mol氢离子移入阴极区导致酸性废水质量增大3g，故D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】根据图示信息，Cr2O72-→Cr3+中Cr元素的化合价由+6降为+3，说明电极N上发生还原反应，则N为阴极，所以a是电源的负极，b是电源的正极，M是阳极，水解离出的H+移向阴极，OH-移向阳极。阴极的电极反应式为Cr2O72-+6e—+14H+=2Cr3++7H2O，阳极的电极反应式为C2H4—2e—+2OH—=+H2O。据此分析。
19．【答案】C,D
【解析】【解答】A．由题意可知，铁—铬液流电池的电解质溶液可以为氯化铁、氯化亚铬和盐酸，其中盐酸起提供氢离子的作用，故A不符合题意；
B．由分析可知，闭合K2时，该装置为电解池，与正极相连的电极b为阳极，故B不符合题意；
C．由分析可知，放电时，电极a为负极，氢化铋在负极失去电子反应氧化反应生成铋和氢离子，电极反应式为BiHx—xe—=Bi+xH+，故C符合题意；
D．由分析可知，充电时，电极a为阴极，铋和氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢化铋，氢化铋与溶液中的铬离子反应生成亚铬离子、铋和氢离子，所以氢化铋起导电和还原剂的作用，故D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】根据总反应可知，放电时b为正极，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，a为负极，电极反应式为Cr2+-e-=Cr3+，充电时a为阴极，b为阳极。
20．【答案】B,D
【解析】【解答】A．钠离子的嵌入反应： ，得电子的反应是还原反应，故A不符合题意；
B．第一步中，b电极发生Na+脱掉的反应，属于失去电子的氧化反应，作阳极，连接电源的正极，第二步中，c电极发生Na+嵌入的反应，属于得电子的还原反应，作阴极，连接电源的正极，故B符合题意；
C．第1步结束后， 电极必须用水洗涤干净后，除去OH-，再用于第2步，防止生成的氯气与之反应，故C不符合题意；
D．如图所示，第一步中发生Na+脱掉的反应，所以Na+浓度增大，故D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】A.得电子的反应是还原反应，还要注意图中箭头指向；
B.b和c所发生的反应刚好是相反方向，一个是失电子，一个是得电子；
C.两个电解池的电解质溶液不同，第一个电解池中的氢氧化钠和第二个电解池中产生的氯气会反应；
D.第一步发生的是Na+脱掉的反应。
21．【答案】（1）放热；左端液柱降低，右端液柱升高；AC
（2）正；Fe-2e-=Fe2+；3.36L
【解析】【解答】(1)①根据图知，反应物总能量大于生成物总能量，则该反应为放热反应，
故答案为放热；
②铁与硫酸反应属于放热反应，所以锥形瓶中气体受热膨胀，导致U形管左端液柱降低，右端液柱升高，
故答案为左端液柱降低，右端液柱升高；
③A．将铁片改为铁粉，增大反应物接触面积，化学反应速率加快，故A正确；
B.将稀硫酸改为浓硫酸，浓硫酸和铁发生钝化现象而阻止进一步反应，所以化学反应速率减慢，故B不正确；
C.升高温度增大活化分子百分数，化学反应速率加快，故C正确；
故答案为：AC；
(2) ①原电池中的电极一般活泼的电极为负极，不活泼的做正极，铁比铜活泼，铜为正极；负极的铁失去电子变为亚铁离子，负极电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；正极上氢离子得到电子变为氢气，电极反应式为H++2e-=H2↑；
答案为：正；Fe-2e-=Fe2+
②根据电极反应式，生成1mol氢气转移2mol电子，若该电池反应过程中共转移0.3 mol电子，则生成的H2的物质的量为0.15mol，在标准状况下的体积=0.15mol ×22.4mol/L=3.36L。
答案为：3.36L；
【分析】（1）①反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应；
②铁与稀硫酸反应放热；
③升温、增大反应物的接触面积、增大反应物浓度等均能增大反应速率；
（2）原电池中的电极一般活泼的电极为负极，不活泼的做正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
22．【答案】铜；Cu2+ + 2e- = Cu；铁；负；正；Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+
【解析】【解答】在该原电池中，做正极的是铜，电解质溶液中的Cu2＋在正极发生得电子的还原反应，生成Cu，其电极反应式为：Cu2＋＋2e－=Cu；做负极的是铁；在原电池中，电子由负极，经导线流向正极；该原电池的总反应式为Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋；
【分析】在该原电池中，电池总反应为Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋；其中铁作为负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋；铜作为正极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为：Cu2＋＋2e－=Cu；据此结合题干设问分析作答。
23．【答案】正极；O2+4e-+2H2O=4OH-；负极；2H2+O2=2H2O
【解析】【解答】氢氧燃料电池以铂作电极、30%KOH溶液为电解质溶液，这种电池在工作时，通入氧气的电极为正极，氧气得电子产生氢氧根离子，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-；通入氢气的电极为负极；负极上氢气失电子产生的氢离子与氢氧根离子反应生成水，该电池供电时的总反应相当于氢气燃烧生成水，电极总反应为：2H2+O2=2H2O。
【分析】氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，正负极反应相加即可得到总反应。
24．【答案】（1）
（2）电解池；
（3）；1
【解析】【解答】（1）K与a连接时，为原电池结构，B极的Fe作负极，电极反应式为：。
（2）K与b极连接时，构成电解饱和食盐水的电解池，总反应的离子方程式为：。
（3）a电极是阳极，电极反应式为：。设a电极产生56mL（标准状况）气体的同时生成xmol，则：
，
此时溶液中，溶液的。
【分析】（1）若开始时开关K与a连，形成原电池装置，B极是负极；
（2） 若开始时开关K与b连接，形成电解池装置，石墨为阳极，铁为阴极，阳极上氯离子发生氧化反应生成氯气，阴极上H+或水发生还原反应生成氢气；
（3）a与电源正极相连，为阳极，电极反应式为；根据计算。
25．【答案】（1）Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+
（2）Fe2+
（3）Fe2++2e-=Fe；pH较大时溶液中氢离子浓度小，此时Fe2+优先于H+得电子，pH较小时溶液中氢离子浓度大，此时H+优先于Fe2+得电子
（4）实验Ⅰ中电极表面逐渐析出红褐色沉淀为Fe(OH)3，实验Ⅱ中取阳极附近溶液，滴加KSCN溶液变红，说明有Fe3+生成；氯离子先失电子生成氯气，氯气再将Fe2+氧化成Fe3+
（5）在1.5V的电压、pH=5.52的情况下，电解0.2mol/L的NaCl溶液，观察阳极处是否有气泡产生，湿润的淀粉碘化钾是否变蓝。
【解析】【解答】（1）亚铁离子水解产生氢离子从而显酸性，离子方程式为Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+。
（2）根据实验现象可知，阳极无气泡产生，湿润淀粉碘化钾不变蓝，说明无氯气生成，且Ⅰ中阳极电极表面析出红褐色沉淀，Ⅱ中阳极附近溶液中滴加KSCN后溶液变红，说明阳极有Fe3+生成，则阳极放电的微粒可能是Fe2+。
（3）①实验Ⅰ中，阴极无气泡产生，电极表面有银灰色金属析出，则说明此时为Fe2+得电子生成Fe，电极反应为Fe2++2e-=Fe。
②从表中可知，pH较大时溶液中氢离子浓度小，此时Fe2+优先于H+得电子，pH较小时溶液中氢离子浓度大，此时H+优先于Fe2+得电子。
（4）①实验Ⅰ中电极表面逐渐析出红褐色沉淀为Fe(OH)3，实验Ⅱ中取阳极附近溶液，滴加KSCN溶液变红，说明有Fe3+生成，以上两个现象可说明Fe2+放电。
②阳极可能为氯离子先失电子生成氯气，氯气再将Fe2+氧化成Fe3+。
（5）现要验证Cl-在实验Ⅰ条件下能否放电，则可设计的实验方案为，在1.5V的电压、pH=5.52的情况下，电解0.2mol/L的NaCl溶液，观察阳极处是否有气泡产生，湿润的淀粉碘化钾是否变蓝。
【分析】（1）亚铁离子水解产生氢离子；
（2）根据实验现象判断；
（3）根据实验现象判断；
（4）①根据实验现象判断；
②依据实验现象及放电顺序分析；
（5）依据产物的性质判断。
26．【答案】（1）、OH-
（2）2：1
（3）Co2＋＋2=CoCO3↓＋CO2↑＋H2O
（4）300~600℃
【解析】【解答】(1)将正极材料(主要成分为LiCoO2和Al)浸于过量NaOH溶液中，充分反应后过滤，留取滤渣(主要为LiCoO2)，则主要发生的反应为Al与NaOH溶液反应，生成偏铝酸钠和氢气，则滤液中大量存在的阴离子有、OH-，故答案为：、OH-；
(2)LiCoO2中Co化合价为+3，与H2O2反应生成CoSO4，Co化合价降低1，O元素化合价升高1，H2O2中2个O原子均升价，则LiCoO2为氧化剂，H2O2为还原剂，根据得失电子守恒可知，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1，故答案为：2：1；
(3)向CoSO4溶液中缓慢滴加NaHCO3溶液，得到CoCO3沉淀和CO2气体，离子方程式为Co2＋＋2=CoCO3↓＋CO2↑＋H2O，故答案为：Co2＋＋2=CoCO3↓＋CO2↑＋H2O；
(4)由Co元素守恒可得关系式：3CoCO3~Co3O4，，则需要控制的温度300~600℃，故答案为：300~600℃。
【分析】（1）正极材料含有铝，铝可以和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠；
（2）过氧化氢既有氧化性，又有还原性，要判断过氧化氢具体的作用，可以根据产物判断，若产物为水，则过氧化氢作为氧化剂，若产物为氧气，则过氧化氢作为还原剂，本题中过氧化氢作为还原在，钴化合价降低，作为氧化剂；
（3）结合题干的提示，可以发生为硫酸钴和碳酸氢钠反应生成碳酸钴，且产物还有二氧化碳，可以知道二氧化碳也是来自于碳酸氢钠，可以知道碳酸氢钠化学计量数为2；
（4）先列出化学方程式，为碳酸钴和氧气反应生成四氧化三钴和二氧化碳，可以列出碳酸钴和四氧化三钴的化学计量数之比为3：1，结合公式n=m/M可以计算碳酸钴和四氧化三钴的质量比为32.5%，根据图象可以看出温度为300~600℃。
27．【答案】（1）阳极
（2）会生成二氧化硫，污染环境
（3）2SO2+H2SeO3+H2O=Se+2H2SO4
（4）3.55；0.7；负极
【解析】【解答】阳极泥含有Cu2Se、Cu2Te、Ag2Te、Au2Te，加入盐酸和氯化钠，同时通入氯气，反应生成氯化铜和氯化银、亚硒酸和TeCl4，过滤分离出氯化银，加入亚硫酸钠溶液，得到含有络合离子的分银液，再加入硫酸得到氯化银沉淀。滤液Ⅰ加入有机溶剂进行萃取，水相中通入二氧化硫，将亚硒酸还原为硒。据此解答。
(1)电解精炼铜时，粗铜做阳极；
(2)根据电离平衡分析，加入硫酸过多，会生成二氧化硫气体，污染环境；
(3)二氧化硫将亚硒酸还原生成硒，同时生成硫酸，反应方程式为：2SO2+H2SeO3+H2O=Se+2H2SO4。
(4)左侧电极反应式为Ag+Cl--e-=AgCl，当电路中有0.1mol电子转移时，左侧电极质量增加0.1mol氯离子的质量，即3.55克，则溶液有0.1mol氢离子经过阳离子交换膜进入右侧，则右侧溶液中氢离子总浓度变为0.2mol/L，则pH为0.7；该电池充电时，左侧电极应发生氯化银变成银的反应，即得到电子，做阴极，连接电源的负极。
【分析】
(1)电解精炼铜时，粗铜做阳极；
(2)根据电离平衡分析；
(3)二氧化硫将亚硒酸还原生成硒，同时生成硫酸。
(4)依据得失电子守恒计算；依据阳接正阴接负判断。
28．【答案】（1）放热；AC
（2）B；D
（3）X
【解析】【解答】(1)①如图所示，该反应的反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应；
②A．改铁片为铁粉则增大了反应物接触面积，加快反应速率，正确；
B．改稀硫酸为的浓硫酸，浓硫酸与铁发生钝化，不正确；
C．升高温度，反应速率加快，正确；
D．再加入形状和大小完全相同的铁片，稀硫酸浓度不变，反应速率不变，不正确；
故答案为：AC。
(2)对应自发的氧化还原反应，将氧化反应设计为原电池的负极，还原反应设计为原电池的正极，对于反应：，当导线中有电子通过时，有0.5mol的Zn转为Zn2+进入溶液，生成0.5mol的H2。则：
A．溶液增重，A不正确；
B．据A项分析，溶液增重，B正确；
C．反应生成气体H20.5mol，质量为1g，C不正确；
D．析出0.5mol，标准状况下体积为，D正确；
故答案为：BD。
(3)足量且等量的形状相同的锌块分别加入到等浓度等体积的两份稀硫酸X、Y中，则产生氢气的量由稀硫酸决定，即产生氢气一样多；向X中加入少量饱和溶液，其中锌块置换出的铜单质覆盖在其表面，与溶液构成原电池，加快了氧化还原反应的速率，产生的氢气速率加快，更短时间内置换出全部的氢气，故m曲线表示锌与稀硫酸X反应。
【分析】(1)①根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量；
②依据影响反应速率的因素分析；
(2)对应自发的氧化还原反应，将氧化反应设计为原电池的负极，还原反应设计为原电池的正极；
(3)依据反应速率判断。
29．【答案】（1）第三周期ⅦA族
（2）大于0.099nm，小于0.143nm
（3）离子；
（4）A；B
（5）Mg；Al—3e—+4OH—=AlO+2H2O
【解析】【解答】有X、Y、Z、M、R、Q六种短周期主族元素，由某种核素无中子可知，X为氢元素；Y元素的化合价为-4、+4价，是无机非金属材料的主角，则Y为Si元素；R元素的化合价为+7、-1价，则R为Cl元素；M元素的化合价为-2价，原子半径小于氯原子，则M为O元素；Z在六种元素中原子半径最大，则Z为Na元素；Q元素的化合价为+3价，原子半径介于氯原子和钠原子之间，则Q为Al元素。
(1)氯元素位于元素周期表第三周期ⅦA族，故答案为：第三周期ⅦA族；
(2)同周期元素，从左到右原子半径依次减小，硅原子的原子半径介于铝原子和氯原子的原子半径之间，则硅原子的原子半径的最小范围是大于0.099nm，小于0.143nm，故答案为：大于0.099nm，小于0.143nm；
(3)氯化钠是含有离子键的离子化合物；过氧化钠是含有离子键和共价键的离子化合物，电子式为，故答案为：离子；；
(4)A．元素的非金属性强弱与物质的聚集状态无关，故不正确；
B．元素的非金属性越强，氢化物的稳定性越强，则氯化氢的稳定性强于硅烷说明氯元素的非金属性强于硅元素，故正确；
C．硅元素与氯元素形成的化合物中硅元素呈正价说明共用电子对偏向非金属性强的氯原子一方，故正确；
D．元素的非金属性强弱与氢化物的酸性强弱无关，故不正确；
故答案为：BC；
(5)铝能与氢氧化钠溶液能反应生成偏铝酸钠和氢气，镁与氢氧化钠溶液不反应，则镁、铝在氢氧化钠溶液中构成原电池，镁做原电池的正极，铝做负极，碱性条件下铝失去电子发生氧化反应生成偏铝酸根离子和水，电极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O，故答案为：Mg；Al3e+4OH=AlO+2H2O。
【分析】（1）R最高正价为+7，最低负价为-1，即为Cl，在第三周期ⅦA族；
（2）Y为Si，在第三周期IVA族，根据同一周期，从左到右半径减小推出；
（3）铵根离子或金属离子与非金属离子或酸根离子的结合是离子键，非金属原子和非金属原子的结合是共价键，含有离子键的化合物为离子化合物，只含共价键的化合物为共价化合物；
（4）非金属性越强，越容易得电子，其阳离子氧化性越强，单质和氢气越容易反应，生成的氢化物越稳定，其元素最高价氧化物对应的水化物酸性越强；
（5）铝和氢氧化钠溶液可以反应，镁和氢氧化钠溶液不反应，因此铝为负极。
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专题6——第三单元 化学能与电能的转化
一、单选题
1．下列对Zn-Cu原电池(如图所示)的描述错误的是（ ）
A．Cu为正极，电子沿导线从Zn流向Cu
B．负极发生氧化反应，其反应式为：Zn-2e-=Zn2+
C．向Cu极移动
D．若有1mol电子流经导线，则可产生0.5mol气体
2．化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A．久置的红薯变甜，是因为葡萄糖发生了水解
B．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极保护法
C．第五形态的碳单质“碳纳米泡沫”，与石墨烯互为同素异形体
D．用太阳能光催化分解水代替电解水制氢气有利于节能环保
3．工业上氟气可作为火箭燃料中的氧化剂，氟单质的制备通常采用电解法。已知：KF＋HF=KHF2，电解熔融的氟氢化钾(KHF2)和无水氟化氢的混合物制备F2的装置如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．钢电极与电源的负极相连 B．电解过程中需不断补充的X是KF
C．阴极室与阳极室必须隔开 D．氟氢化钾在氟化氢中可以电离
4．下列设备工作时，将化学能转化为电能的是（ ）
A．碱性锌锰干电池 B．燃气灶 C．砷化镓太阳电池 D．风力发电
A．A B．B C．C D．D
5．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（ ）
A．钢管与电源负级连接，钢管可被保护
B．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁强
C．钢铁发生析氢腐蚀时，负级反应是Fe-3e- =Fe3+
D．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀
6．中学化学教材中，常借助于图像这一表现手段清晰地突出实验装置的要点、形象地阐述化学过程的原理。下列有关化学图像表现的内容正确的是（ ）
A．图1表示牺牲阳极的阴极保护法
B．图2所示装置中的铁钉发生析氢腐蚀
C．图3表示在铁上镀铜
D．图4装置表示精炼铜，则a极为精铜，b极为粗铜
7．如图所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有生成，逐渐溶解，下列判断错误的是
A．是电源的负极
B．随着电解的进行，溶液浓度变大
C．当完全溶解时，至少产生气体折合成标准状况下
D．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色
8．金属保护是指为避免或减轻金属腐蚀，延长其使用寿命而采取的措施。埋在地下的钢管道可以用如图所示方法进行电化学保护。下列说法错误的是（ ）
A．该方法称为“外加电流的阴极保护法”
B．该方法将化学能转化成电能
C．在此装置中钢管道作正极
D．镁块上发生的电极反应为 Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2↓
9．贮备电池具有下列特点：日常将电池的一种组成部分(如电解质溶液)与其他部分隔离备用；使用时电池可迅速被激活并提供足量电能。贮备电池主要用于应急救援和武器系统等。Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池。下列叙述中错误的是（ ）
A．正极反应式为Ag++e-= Ag
B．负极反应式为Mg-2e-= Mg2+
C．电池放电时Cl-由正极向负极迁移
D．负极会发生副反应：Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2↑
10．下列说法错误的是
A．生铁中含碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈
C．电解精炼铜时，阴极反应式为
D．在铁制品上镀铜时，铁制品连接电源的正极
11．一种特殊的热激活电池示意图如下。该电池总反应为：PbSO4(s)+2LiCl+Ca(s)= CaCl2(s)+ Li2SO4+Pb(s)，下列说法不正确的是（ ）
A．Ca电极发生氧化反应
B．负极的电极反应：Ca(s)+2Cl﹣﹣2e﹣= CaCl2(s)
C．可用LiCl和KCl水溶液代替无水 LiCl﹣KCl
D．当无水LiCl﹣KCl混合物受热熔融后电池才能工作
12．肼(N2H4)燃料电池是一种理想的电池，产物无污染，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．当消耗1molO2时，负极生成1mol气体
B．电池工作时，负极的pH升高
C．正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O
D．X最好用阴离子交换膜
13．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法中错误的是（ ）
A．化学电池能将化学能转化为电能
B．铅蓄电池能无限制地反复充电、放电
C．燃料电池是一种高效且对环境友好的新型电池
D．普通锌锰干电池属于一次电池
14．某原电池的电池反应为：Fe＋2Fe3＋= 3Fe2＋，与此电池反应不符的原电池是( )
A．铜片、铁片、FeCl3 溶液组成的原电池
B．石墨、铁片、Fe(NO3)3 溶液组成的原电池
C．铁片、锌片、Fe2(SO4)3 溶液组成的原电池
D．铜片、铁片、Fe(NO3)3 溶液组成的原电池
15．较纯的可用于原电池法生产硫酸(如图所示，电极a、b均为电极，气体已换算成标准状况下)，下列说法错误的是（ ）
A．电池总反应为
B．电极b的反应式为
C．电路中每转移电子，消耗
D．电极a发生氧化反应，得到电子
二、多选题
16．双膜碱性多硫化物空气液流二次电池可用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，电极I为掺杂Na2S2的电极，电极II为碳电极。电池工作原理如下图所示。下列说法错误的是
A．离子交换膜a为阳离子交换膜，离子交换膜b为阴离子交换膜
B．放电时，中间储液器中NaOH的浓度不断减小
C．充电时，电极I的电极反应式为：2-2e-=
D．充电时，电路中每通过1mol电子，阳极室溶液质量理论上增加9g
17．化学电源在生产生活中有着广泛的应用，关于铅蓄电池下列叙述正确的是（ ）
A．放电时正极的电极反应式为PbO2+4H++ +2e-=PbSO4+2H2O
B．铅蓄电池放电时，外电路上有0.5mol电子通过，则溶液中消耗的H2SO4为 0.25mol
C．铅蓄电池充电时，溶液的pH将减小
D．在完全放电后，若按图连接充电，则B电极的电极反应式是PbSO4+2e-=Pb+
18．我国科研工作者提出通过电解原理联合制备环氧乙烷同时处理酸性含铬废水，其工作原理示意图如图所示。其中双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成，工作时内层解离为和，并分别向两极迁移。下列说法正确的是（ ）
A．电极a上的电势低于电极b上的电势
B．膜q为双极膜中的阳离子交换膜
C．工作时，NaOH溶液浓度保持不变
D．每生成，酸性废水质量理论上增加3g
19．2019年我国自主研发的首个31.25kW铁—铬液流电池“容和一号”成功下线，该电堆是目前全球最大功率的铁—铬液流电池电堆。该电池总反应为：。某种、开关情况下，工作原理如图所示，其中a电极上涂有固体氢化铋(BiHx)。下列说法错误的是（ ）
A．电解质中除包含上述离子外，可选用盐酸环境
B．闭合时，与b电极连接的是电源的正极
C．放电时，负极反应式为
D．充电时，BiHx只起导电作用
20．有一种清洁、无膜的氯碱工艺，它利用含有保护层的电极( )中的Na+的嵌入和脱掉机理，分两步电解生产H2、NaOH和Cl2.其原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．钠离子的嵌入反应是还原反应：
B．电极b和c所连接的直流电源的电极相同
C．第1步结束后， 电极必须用水洗涤干净后，再用于第2步
D．第一步中的Na+浓度始终保持不变
三、填空题
21．研究化学反应中能量变化，能更好地利用化学反应为生产和生活服务。
（1）反应Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑的能量变化如图1所示。
①该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
②为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了图2实验装置，在甲试管里先加入适量铁片，再加入稀硫酸，U形管中可观察到的现象是 。
③若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是 (填字母)。
A．铁片改为铁粉B．稀硫酸改为98％的浓硫酸C．升高温度
（2）若将上述反应设计成原电池，装置如图3所示。
①铜为 (填“正”或“负”)极；负极的电极反应式为 。
②若该电池反应过程中共转移0.3 mol电子，则生成的H2在标准状况下的体积是 L。
22．由铜、铁和硫酸铜溶液组成的原电池中，作正极的是 ,正极的电极反应式为 ；作负极的是 ，电子由 （填“正”或“负”，下同）极经导线移向 极，总反应的离子方程式为 。
23．氢氧燃料电池已广泛应用于航天航空工业，某种氢氧燃料电池以铂作电极、30%KOH溶液为电解质溶液，这种电池在工作时，通入氧气的电极为 (填“正极”或“负极”)，电极反应式为： ；通入氢气的电极为 (填“正极”或“负极”)；该电池供电时的总反应为： 。
四、实验探究题
24．某课外活动小组用如图所示装置进行实验，试回答下列问题：
（1）若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为 。
（2）若开始时开关K与b极连接，此装置为 (原电池或电解池)总反应的离子方程式为 。
（3）如图所示用惰性电极电解100 mL 0.5 mol·L硫酸铜溶液，a电极上的电极反应式为 ，若a电极产生56 mL(标准状况)气体，则所得溶液的 (不考虑溶液体积变化)。
25．某研究小组探究不同条件对电解溶液微粒放电能力的影响。配制0.1溶液，设计如下图所示的实验装置进行电解，实验记录如下：
序号 电压 pH 阴极现象 阳极现象
Ⅰ 1.5V 5.52 无气泡产生；电极表面有银灰色金属析出 无气泡产生，湿润淀粉碘化钾不变蓝；电极表面逐渐析出红褐色沉淀
Ⅱ 1.5V -0.5 有气泡产生；电极表面有极少量银灰色金属析出 无气泡产生，湿润淀粉碘化钾不变蓝；取阳极附近溶液，滴加溶液变红
（1）0.1溶液，用离子方程式表示其显酸性的原因 。
（2）预测电解溶液时，阳极放电的微粒可能是 。
（3）分析阴极实验现象
①实验Ⅰ中，阴极的电极反应是 。
②对比实验Ⅰ、II阴极现象，可以得出的结论是 。
（4）分析阳极实验现象
①甲同学得出结论：实验Ⅰ、Ⅱ条件下，放电而没有放电。“放电”的实验证据是 。
②乙同学认为仅由实验Ⅰ、Ⅱ不能得出此结论，并提出可能放电，的产生可能有两种途径。
途径1：在阳极放电产生。
途径2： 产生。
（5）Ⅰ中虽未检测出，但在实验Ⅰ条件下是否放电仍需进一步证明。小组设计实验Ⅰ的对照实验完成验证，该实验方案是 。
五、综合题
26．以废旧锂离子电池正极材料(主要成分为LiCoO2和Al)为原料可制备Co3O4。主要步骤如下：
（1）碱浸：将正极材料浸于过量NaOH溶液中，充分反应后过滤，留取滤渣(主要为LiCoO2)。滤液中大量存在的阴离子有 。
（2）还原：LiCoO2与稀硫酸酸化的H2O2溶液反应生成O2、Li2SO4和CoSO4，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
（3）沉钴：除杂后，向CoSO4溶液中缓慢滴加NaHCO3溶液，得到CoCO3沉淀和CO2气体，反应的离子方程式为 。
（4）热分解：得到CoCO3沉淀。在纯氧中加热分解CoCO3，测得升温过程中固体的质量变化如图所示。加热分解CoCO3制备Co3O4需要控制的温度为 (写出计算推理过程)。
27．湿法氯化法是目前从精炼铜的阳极泥(含有Cu2Se、Cu2Te、Ag2Te、Au2Te等)中回收硒、碲和贵重金属的常用方法之一，工艺流程如图所示。请回答下列问题：
（1）电解精炼铜时，粗铜作 (填“阴极”或“阳极”)。
（2）分银液中存在电离平街[Ag(SO3)2]3-Ag++2SO。“沉银”时，加入硫酸的量不能过多也不能过少，其中加入硫酸不能过多的原因是 。
（3）“沉硒”时，发生反应的化学方程式为 。
（4）AgCl可用作电池的电极材料。如右图所示，两侧溶液的体积均为1 L。该电池工作时，若外电路中通过0.1 mol电子，则负极质量增加 g，室温下，此时右侧溶液的pH= ( 忽略体积变化)。该电池充电时，AgCl-Ag电极应与直流电源的 (填“正极”或“负极”)相连。
28．回答下列问题：
（1）反应的能量变化趋势，如图所示：
①该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)
②若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是 (填字母)。
A．改铁片为铁粉 B．改稀硫酸为的浓硫酸
C．升高温度 D．再加入形状和大小完全相同的铁片
（2）对于此反应：设计成原电池。当导线中有电子通过时，理论上发生的变化是____(填序号)。
A．溶液增重 B．溶液增重
C．析出 D．析出标准状况下
（3）对于反应：，将足量且等量的形状相同的锌块分别加入到等浓度等体积的两份稀硫酸X、Y中，同时向X中加入少量饱和溶液，发生反应生成氢气的体积与时间的关系如图所示。m曲线表示锌与稀硫酸 (填“X”或“Y”)反应。
六、推断题
29．有X、Y、Z、M、R、Q六种短周期主族元素，部分信息如下表所示：
X Y Z M R Q
原子半径/nm 0.186 0.074 0.099 0.143
主要化合价 -4、+4 -2 -1、+7 +3
其它信息 某种核素无中子 常用的半导体材料 短周期主族元素中原子半径最大
回答下列问题：
（1）R在元素周期表中的位置为 。
（2）根据表中数据推测，Y的原子半径的最小范围是 。
（3）由元素Z、R组成的化合物属于 (填“离子”或“共价”)化合物。的电子式为 。
（4）下列事实能作为比较元素Y与R的非金属性强弱依据的是____(填字母)。A．常温下Y的单质呈固态，R的单质呈气态
A．稳定性：
B．Y与R形成的化合物中Y呈正价
C．酸性：
（5）以Q、Mg为电极材料，Z的最高价氧化物对应的水化物为电解质溶液，将两电极用导线相连插入该电解质溶液中可形成原电池，该电池中正极材料为 ，负极的电极反应式为 。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A．Zn比Cu活泼，Zn为负极，Cu为正极，电子沿导线从Zn流向Cu，A不符合题意；
B．负极发生失电子的氧化反应，Zn为负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，B不符合题意；
C．原电池中阴离子移向负极，向Zn极移动，C符合题意；
D．Cu极电极反应式为2H++2e-=H2↑，若有1mol电子流经导线，则可产生0.5mol氢气，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】解题思路：溶液阴阳离子移动口诀“阳正阴负”；即阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；电子移动口诀“电子不下水，离子不上岸”；即电子由负极流向正极，不通过电解质溶液，离子不离开溶液。
2．【答案】A
【解析】【解答】A．葡萄糖为单糖，不会发生水解。红薯在放置的过程中，淀粉水解变成了葡萄糖，使得红薯内的糖分增多了，因此变甜了，A项符合题意；
B．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀利用了原电池原理，其中镁棒为阳极，腐蚀阳极保护了阴极，该方法是牺牲阳极保护法，B项不符合题意；
C．第五形态的碳单质“碳纳米泡沫”为碳单质，石墨烯也是碳单质，二者互为同素异形体，C项不符合题意；
D．太阳能比电能更加环保，因此用太阳能光催化分解水代替电解水制氢气有利于节能和减少碳排放，D项不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A．葡萄糖为单糖，单糖为水解的糖；
B．利用了原电池原理分析；
C．同素异形体为同一元素形成的不同单质；
D．太阳能比电能更加环保。
3．【答案】B
【解析】【解答】A、根据装置图，KHF2中H元素显＋1价，钢电极上析出H2，表明钢电极上发生得电子的还原反应，即钢电极是电解池的阴极，钢电极与电源的负极相连，故A说法不符合题意；
B、根据装置图，逸出的气体为H2和F2，说明电解质无水溶液中减少的是氢和氟元素，因此电解过程需要不断补充的X是HF，故B说法符合题意；
C、阳极室生成氟气，阴极室产生H2，二者接触发生剧烈反应甚至爆炸，因此必须隔开防止氟气与氢气接触，故C说法不符合题意；
D、由氟氢化钾的氟化氢无水溶液可以导电，可推知氟氢化钾在氟化氢中发生电离，故D说法不符合题意。
【分析】在电解池中，阳极与电源正极相连，失去电子，化合价升高，做还原剂，阴极与电源负极相连，得到电子，化合价降低，做氧化剂。
4．【答案】A
【解析】【解答】A．碱性锌锰干电池主要将化学能转化为电能，故A符合题意；
B．燃气灶通过燃料燃烧，主要将化学能转化为热能，故B不符合题意；
C．砷化镓太阳电池将太阳能转化为电能，故C不符合题意；
D．风力发电将风能转化为电能，故D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】将化学能转化为电能的装置为原电池装置，结合选项所给设备进行分析即可。
5．【答案】A
【解析】【解答】A．钢管与电源电极相连时作阴极，电解池阴极被保护，故A符合题意；
B．生铁中铁作原电池负极而容易被腐蚀，纯铁比生铁更耐腐蚀，故B不符合题意；
C．钢铁发生析氢腐蚀时，负极上铁失电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe-2e-═Fe2+，故C不符合题意；
D．铁、铜和电解质溶液构成原电池，铁易失电子作负极，所以铁加速被腐蚀，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.阴极保护；
B.生铁中的铁更易腐蚀；
C.析氢反应生成的是亚铁；
D.钢管与铜管形成原电池更易腐蚀。
6．【答案】A
【解析】【解答】A．图1为原电池装置，锌为负极，铁为正极，表示牺牲阳极的阴极保护法，A符合题意；
B．浓硫酸不能提供氢离子，铁不能发生析氢腐蚀，B不符合题意；
C．电镀时，待镀铁件应放在阴极，C不符合题意；
D．根据电流方向可知a为阳极，为粗铜，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、锌比铁活泼，为牺牲阳极的阴极保护法；
B、铁会被浓硫酸钝化；
C、铜为镀层时应连接电池正极；
D、粗铜的精炼中，粗铜为阳极，精铜为阴极。
7．【答案】B
【解析】【解答】A．通电后石墨电极Ⅱ上有生成，石墨电极Ⅱ为阳极，电极为电源正极，为负极，故A不符合题意；
B．石墨电极Ⅰ为阴极，得电子发生还原，氯离子向阳极移动，随着电解的进行，溶液浓度减小，故B符合题意；
C．当0.01molFe2O3完全溶解时，消耗氢离子，根据，生成O20.015mol，标准状况下至少产生气体336mL，故C不符合题意；
D．通电后石墨电极Ⅱ电极反应式为，该极酸性增强，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据电解池中，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；串联电路中得失电子守恒计算。
8．【答案】A
【解析】【解答】A．根据图片可知，该金属防护措施采用的是牺牲阳极的阴极保护法，即把金属Mg和钢管、及电解质溶液构成原电池，镁块作负极，钢管道作正极，从而钢管道得到保护，故A符合题意；
B．根据图片可知，金属Mg和钢管、及电解质溶液构成原电池，镁块作负极，钢管道作正极，构成原电池，该方法是将化学能转化成了电能，故B不符合题意；
C．根据图片可知，金属Mg和钢管、及电解质溶液构成原电池，镁块作负极，钢管道作正极，故C不符合题意；
D．根据图片可知，金属Mg和钢管、及电解质溶液构成原电池，镁块作负极，钢管道作正极，Mg失电子，发生氧化反应，其电极反应式为Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2↓，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】B.原电池是将化学能转化为电能的装置；
C.该装置中镁块为负极，钢管道为正极；
D.镁块为负极，发生氧化反应。
9．【答案】A
【解析】【解答】A．正极是AgCl得电子，方程式应该为：AgCl+e-= Ag+Cl-，A符合题意；
B．镁做负极失去电子变成镁离子，方程式为：Mg-2e-= Mg2+，B不符合题意；
C．放电时阴离子移向负极，C不符合题意；
D．因为是海水，所以镁会直接与水反应Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2↑，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】电池反应方程式为：2AgCl+Mg=Mg2++2Ag+2Cl-，Mg失去电子作负极，电极反应式为Mg-2e-= Mg2+，正极上AgCl得到电子，电极反应式为：AgCl+e-=Cl-+Ag，为一次性贮备电池，且Mg、Cl均转化为离子存在于海水中。
10．【答案】D
【解析】【解答】A．生铁中含碳，容易形成碳铁原电池，加速铁的锈蚀，故抗腐蚀能力比纯铁弱，A不符合题意；
B．铁比锡活泼，用锡焊接的铁质器件，容易形成锡铁原电池，加速铁的锈蚀，故焊接处易生锈，B不符合题意；
C．电解精炼铜时，阴极铜离子发生还原反应，反应式为，C不符合题意；
D．在铁制品上镀铜时，镀件铁制品做阴极，连接电源的负极，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.形成原电池加速金属的腐蚀；
B.铁比锡活泼，形成锡铁原电池，加速腐蚀；
C.电解精炼铜时，阴极上铜离子得电子生成单质铜。
11．【答案】C
【解析】【解答】A.在该电池总反应中，Ca由0价变为+2价，化合价升高，被氧化，发生氧化反应，选项正确，A不符合题意；
B.在原电池中，负极发生失电子的氧化反应，由电池总反应可得负极的电极反应式为：Ca(s)+2Cl﹣﹣2e﹣= CaCl2(s)，选项正确，B不符合题意；
C.由于金属Ca的化学性质活泼，能与水反应，故不能用水溶液代替LiCl-KCl，选项错误，C符合题意；
D.只有当电解质处于熔融状态下时，才能形成闭合回路，电池才能工作，选项正确，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.结合电池总反应中Ca的化合价变化分析；
B.由电池总反应确定负极的电极反应；
C.电极中的Ca能与水反应；
D.当无水LiCl﹣KCl混合物处于熔融状态时，电池才能工作；
12．【答案】A
【解析】【解答】A．负极N2H4失电子生成N2，当消耗1molO2时转移4mol电子，根据电子守恒，负极生成1molN2，故A符合题意；
B．电池工作时，负极反应式是，负极的pH降低，故B不符合题意；
C．根据图示，正极生成氢氧化钠，正极反应为O2+4e-+2H2O =4OH-，故C不符合题意；
D．负极通入氢氧化钠，正极流出氢氧化钠，X最好用阳离子交换膜，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】燃料电池中，通入燃料的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应。
13．【答案】B
【解析】【解答】A．化学电池能将化学能转化为电能，A项不符合题意；
B．理论上铅蓄电池可以无限制地反复放电、充电，但实际上充电电池的使用有一定年限，B项符合题意；
C．燃料电池的能量转化率高，反应产物不污染环境，故其是一种高效且对环境友好的新型电池，C项不符合题意；
D．普通锌锰干电池属于一次电池，D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.原电池将化学能转化为电能；
B.充电电池可反复充电使用，但有使用寿命；
C.一般而言，燃料电池的产物多为CO2、H2O等，不污染环境，且放电效率高；
D.能多次充电和放电的电池属于二次电池，不能充电和放电的电池属于一次电池。
14．【答案】C
【解析】【解答】A. 铜片、铁片、FeCl3 溶液组成的原电池，负极是铁，电池反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，符合；
B. 石墨、铁片、Fe(NO3)3 溶液组成的原电池，负极是铁，电池反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，符合；
C. 铁片、锌片、Fe2(SO4)3 溶液组成的原电池，负极是锌，电池反应为Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+，不符合；
D. 铜片、铁片、Fe(NO3)3 溶液组成的原电池，负极是铁，电池反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，符合；
故答案为：C。
【分析】某原电池的电池反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，Fe为负极，做另一电极的金属性比Fe弱，溶液中是电离出Fe3+的盐。
15．【答案】D
【解析】【解答】A．由图可知：a极发生氧化反应，电极反应式为：+2H2O-2e-=+ 4H+；电极b发生还原反应，电极反应式：，所以电池总反应为，故A不符合题意；
B．由图可知：电极b通入的是空气，发生还原反应，做原电池的正极，该反应的电极反应式为：，故B不符合题意；
C． 由图可知： H2SO42e-发生了氧化反应，做原电池的负极，电路中每转移电子，消耗0.1mol，标况下的体积为2.24L，故C 不符合题意；
D．由图可知：电极a发生氧化反应，失去电子，故D符合题意；
故答案：D。
【分析】电极a上二氧化硫被氧化为硫酸，电极a为负极，电极反应式为+2H2O-2e-=+ 4H+；电极b为正极，电极反应为。
16．【答案】B,C
【解析】【解答】A．放电时，正极发生还原反应，反应为O2+2H2O+ 4e- =4OH-；负极发生氧化反应，反应为2-2e-=；正极区氢氧根离子向左侧运动，离子交换膜b为阴离子交换膜；负极区钠离子向右侧运动，离子交换膜a为阳离子交换膜，中间储液器中NaOH的浓度不断变大，A不符合题意；
B．由A分析可知，中间储液器中NaOH的浓度不断变大，B符合题意；
C．充电时，电极I为阴极，得到电子发生还原反应，C符合题意；
D．充电时，电极II为阳极区，反应为4OH-- 4e- = O2+2H2O，电路中每通过1mol电子，阳极室从中间储液器进入1mol氢氧根离子、同时生成0.25mol氧气，溶液质量理论上增加17g-8g=9g，D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】A．依据离子移动方向、利用离子类型与离子交换膜类型一致判断；
B．由A分析判断；
C．充电时，阴极，得到电子发生还原反应；
D．利用得失电子守恒。
17．【答案】A,C
【解析】【解答】A．放电时，电池的正极发生还原反应，故该电极反应式为：PbO2+4H++ +2e-=PbSO4+2H2O，A符合题意；
B．根据铅蓄电池放电时的总反应：PbO2+2H2SO4+Pb =2PbSO4+2H2O可知反应中转移了2mol电子，故当外电路上有0.5mol电子通过，溶液中消耗的H2SO4为0.5mol，B不符合题意；
C．根据铅蓄电池充电时的总反应：2PbSO4+2H2O PbO2+2H2SO4+Pb可知，溶液的pH将减小，C符合题意；
D．在完全放电后，若按图连接充电，则B电极连接电源的正极，是阳极，发生氧化反应，故该电极反应式是PbSO4+2H2O -2e- = PbO2+4H++ ，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】 铅蓄电池中，负极是铅，负极上铅失电子发生氧化反应，正极上二氧化铅得电子发生还原反应，放电时总反应：PbO2+2H2SO4+Pb =2PbSO4+2H2O，铅蓄电池充电时，阳极和电源正极相连，阴极和电源的负极相连，充电时的反应和放电时的反应互为逆过程。
18．【答案】A,D
【解析】【解答】A．由分析可知，电极a为直流电源的负极，电极b为正极，则负极电极a上的电势低于正极电极b上的电势，故A符合题意；
B．由分析可知，双极膜中水解离出来的氢氧根离子通过阴离子交换膜q进入阳极区，故C不符合题意；
C．由分析可知，电极M为阳极，碱性条件下乙烯在阳极失去电子发生氧化反应生成环氧乙烷，电极反应式为C2H4—2e—+2OH—=+H2O，氢氧根离子通过阴离子交换膜q进入阳极区，所以工作时，阳极区氢氧根离子的物质的量不变，但放电生成水会使氢氧化钠溶液浓度减小，故C不符合题意；
D．由分析可知，N为电解池的阴极，酸性条件下重铬酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成铬离子，电极反应式为Cr2O+6e—+14H+=2Cr3++7H2O，若放电生成1mol铬离子，电路中转移3mol电子，同时有3mol氢离子移入阴极区导致酸性废水质量增大3g，故D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】根据图示信息，Cr2O72-→Cr3+中Cr元素的化合价由+6降为+3，说明电极N上发生还原反应，则N为阴极，所以a是电源的负极，b是电源的正极，M是阳极，水解离出的H+移向阴极，OH-移向阳极。阴极的电极反应式为Cr2O72-+6e—+14H+=2Cr3++7H2O，阳极的电极反应式为C2H4—2e—+2OH—=+H2O。据此分析。
19．【答案】C,D
【解析】【解答】A．由题意可知，铁—铬液流电池的电解质溶液可以为氯化铁、氯化亚铬和盐酸，其中盐酸起提供氢离子的作用，故A不符合题意；
B．由分析可知，闭合K2时，该装置为电解池，与正极相连的电极b为阳极，故B不符合题意；
C．由分析可知，放电时，电极a为负极，氢化铋在负极失去电子反应氧化反应生成铋和氢离子，电极反应式为BiHx—xe—=Bi+xH+，故C符合题意；
D．由分析可知，充电时，电极a为阴极，铋和氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢化铋，氢化铋与溶液中的铬离子反应生成亚铬离子、铋和氢离子，所以氢化铋起导电和还原剂的作用，故D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】根据总反应可知，放电时b为正极，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，a为负极，电极反应式为Cr2+-e-=Cr3+，充电时a为阴极，b为阳极。
20．【答案】B,D
【解析】【解答】A．钠离子的嵌入反应： ，得电子的反应是还原反应，故A不符合题意；
B．第一步中，b电极发生Na+脱掉的反应，属于失去电子的氧化反应，作阳极，连接电源的正极，第二步中，c电极发生Na+嵌入的反应，属于得电子的还原反应，作阴极，连接电源的正极，故B符合题意；
C．第1步结束后， 电极必须用水洗涤干净后，除去OH-，再用于第2步，防止生成的氯气与之反应，故C不符合题意；
D．如图所示，第一步中发生Na+脱掉的反应，所以Na+浓度增大，故D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】A.得电子的反应是还原反应，还要注意图中箭头指向；
B.b和c所发生的反应刚好是相反方向，一个是失电子，一个是得电子；
C.两个电解池的电解质溶液不同，第一个电解池中的氢氧化钠和第二个电解池中产生的氯气会反应；
D.第一步发生的是Na+脱掉的反应。
21．【答案】（1）放热；左端液柱降低，右端液柱升高；AC
（2）正；Fe-2e-=Fe2+；3.36L
【解析】【解答】(1)①根据图知，反应物总能量大于生成物总能量，则该反应为放热反应，
故答案为放热；
②铁与硫酸反应属于放热反应，所以锥形瓶中气体受热膨胀，导致U形管左端液柱降低，右端液柱升高，
故答案为左端液柱降低，右端液柱升高；
③A．将铁片改为铁粉，增大反应物接触面积，化学反应速率加快，故A正确；
B.将稀硫酸改为浓硫酸，浓硫酸和铁发生钝化现象而阻止进一步反应，所以化学反应速率减慢，故B不正确；
C.升高温度增大活化分子百分数，化学反应速率加快，故C正确；
故答案为：AC；
(2) ①原电池中的电极一般活泼的电极为负极，不活泼的做正极，铁比铜活泼，铜为正极；负极的铁失去电子变为亚铁离子，负极电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；正极上氢离子得到电子变为氢气，电极反应式为H++2e-=H2↑；
答案为：正；Fe-2e-=Fe2+
②根据电极反应式，生成1mol氢气转移2mol电子，若该电池反应过程中共转移0.3 mol电子，则生成的H2的物质的量为0.15mol，在标准状况下的体积=0.15mol ×22.4mol/L=3.36L。
答案为：3.36L；
【分析】（1）①反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应；
②铁与稀硫酸反应放热；
③升温、增大反应物的接触面积、增大反应物浓度等均能增大反应速率；
（2）原电池中的电极一般活泼的电极为负极，不活泼的做正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
22．【答案】铜；Cu2+ + 2e- = Cu；铁；负；正；Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+
【解析】【解答】在该原电池中，做正极的是铜，电解质溶液中的Cu2＋在正极发生得电子的还原反应，生成Cu，其电极反应式为：Cu2＋＋2e－=Cu；做负极的是铁；在原电池中，电子由负极，经导线流向正极；该原电池的总反应式为Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋；
【分析】在该原电池中，电池总反应为Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋；其中铁作为负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋；铜作为正极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为：Cu2＋＋2e－=Cu；据此结合题干设问分析作答。
23．【答案】正极；O2+4e-+2H2O=4OH-；负极；2H2+O2=2H2O
【解析】【解答】氢氧燃料电池以铂作电极、30%KOH溶液为电解质溶液，这种电池在工作时，通入氧气的电极为正极，氧气得电子产生氢氧根离子，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-；通入氢气的电极为负极；负极上氢气失电子产生的氢离子与氢氧根离子反应生成水，该电池供电时的总反应相当于氢气燃烧生成水，电极总反应为：2H2+O2=2H2O。
【分析】氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，正负极反应相加即可得到总反应。
24．【答案】（1）
（2）电解池；
（3）；1
【解析】【解答】（1）K与a连接时，为原电池结构，B极的Fe作负极，电极反应式为：。
（2）K与b极连接时，构成电解饱和食盐水的电解池，总反应的离子方程式为：。
（3）a电极是阳极，电极反应式为：。设a电极产生56mL（标准状况）气体的同时生成xmol，则：
，
此时溶液中，溶液的。
【分析】（1）若开始时开关K与a连，形成原电池装置，B极是负极；
（2） 若开始时开关K与b连接，形成电解池装置，石墨为阳极，铁为阴极，阳极上氯离子发生氧化反应生成氯气，阴极上H+或水发生还原反应生成氢气；
（3）a与电源正极相连，为阳极，电极反应式为；根据计算。
25．【答案】（1）Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+
（2）Fe2+
（3）Fe2++2e-=Fe；pH较大时溶液中氢离子浓度小，此时Fe2+优先于H+得电子，pH较小时溶液中氢离子浓度大，此时H+优先于Fe2+得电子
（4）实验Ⅰ中电极表面逐渐析出红褐色沉淀为Fe(OH)3，实验Ⅱ中取阳极附近溶液，滴加KSCN溶液变红，说明有Fe3+生成；氯离子先失电子生成氯气，氯气再将Fe2+氧化成Fe3+
（5）在1.5V的电压、pH=5.52的情况下，电解0.2mol/L的NaCl溶液，观察阳极处是否有气泡产生，湿润的淀粉碘化钾是否变蓝。
【解析】【解答】（1）亚铁离子水解产生氢离子从而显酸性，离子方程式为Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+。
（2）根据实验现象可知，阳极无气泡产生，湿润淀粉碘化钾不变蓝，说明无氯气生成，且Ⅰ中阳极电极表面析出红褐色沉淀，Ⅱ中阳极附近溶液中滴加KSCN后溶液变红，说明阳极有Fe3+生成，则阳极放电的微粒可能是Fe2+。
（3）①实验Ⅰ中，阴极无气泡产生，电极表面有银灰色金属析出，则说明此时为Fe2+得电子生成Fe，电极反应为Fe2++2e-=Fe。
②从表中可知，pH较大时溶液中氢离子浓度小，此时Fe2+优先于H+得电子，pH较小时溶液中氢离子浓度大，此时H+优先于Fe2+得电子。
（4）①实验Ⅰ中电极表面逐渐析出红褐色沉淀为Fe(OH)3，实验Ⅱ中取阳极附近溶液，滴加KSCN溶液变红，说明有Fe3+生成，以上两个现象可说明Fe2+放电。
②阳极可能为氯离子先失电子生成氯气，氯气再将Fe2+氧化成Fe3+。
（5）现要验证Cl-在实验Ⅰ条件下能否放电，则可设计的实验方案为，在1.5V的电压、pH=5.52的情况下，电解0.2mol/L的NaCl溶液，观察阳极处是否有气泡产生，湿润的淀粉碘化钾是否变蓝。
【分析】（1）亚铁离子水解产生氢离子；
（2）根据实验现象判断；
（3）根据实验现象判断；
（4）①根据实验现象判断；
②依据实验现象及放电顺序分析；
（5）依据产物的性质判断。
26．【答案】（1）、OH-
（2）2：1
（3）Co2＋＋2=CoCO3↓＋CO2↑＋H2O
（4）300~600℃
【解析】【解答】(1)将正极材料(主要成分为LiCoO2和Al)浸于过量NaOH溶液中，充分反应后过滤，留取滤渣(主要为LiCoO2)，则主要发生的反应为Al与NaOH溶液反应，生成偏铝酸钠和氢气，则滤液中大量存在的阴离子有、OH-，故答案为：、OH-；
(2)LiCoO2中Co化合价为+3，与H2O2反应生成CoSO4，Co化合价降低1，O元素化合价升高1，H2O2中2个O原子均升价，则LiCoO2为氧化剂，H2O2为还原剂，根据得失电子守恒可知，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1，故答案为：2：1；
(3)向CoSO4溶液中缓慢滴加NaHCO3溶液，得到CoCO3沉淀和CO2气体，离子方程式为Co2＋＋2=CoCO3↓＋CO2↑＋H2O，故答案为：Co2＋＋2=CoCO3↓＋CO2↑＋H2O；
(4)由Co元素守恒可得关系式：3CoCO3~Co3O4，，则需要控制的温度300~600℃，故答案为：300~600℃。
【分析】（1）正极材料含有铝，铝可以和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠；
（2）过氧化氢既有氧化性，又有还原性，要判断过氧化氢具体的作用，可以根据产物判断，若产物为水，则过氧化氢作为氧化剂，若产物为氧气，则过氧化氢作为还原剂，本题中过氧化氢作为还原在，钴化合价降低，作为氧化剂；
（3）结合题干的提示，可以发生为硫酸钴和碳酸氢钠反应生成碳酸钴，且产物还有二氧化碳，可以知道二氧化碳也是来自于碳酸氢钠，可以知道碳酸氢钠化学计量数为2；
（4）先列出化学方程式，为碳酸钴和氧气反应生成四氧化三钴和二氧化碳，可以列出碳酸钴和四氧化三钴的化学计量数之比为3：1，结合公式n=m/M可以计算碳酸钴和四氧化三钴的质量比为32.5%，根据图象可以看出温度为300~600℃。
27．【答案】（1）阳极
（2）会生成二氧化硫，污染环境
（3）2SO2+H2SeO3+H2O=Se+2H2SO4
（4）3.55；0.7；负极
【解析】【解答】阳极泥含有Cu2Se、Cu2Te、Ag2Te、Au2Te，加入盐酸和氯化钠，同时通入氯气，反应生成氯化铜和氯化银、亚硒酸和TeCl4，过滤分离出氯化银，加入亚硫酸钠溶液，得到含有络合离子的分银液，再加入硫酸得到氯化银沉淀。滤液Ⅰ加入有机溶剂进行萃取，水相中通入二氧化硫，将亚硒酸还原为硒。据此解答。
(1)电解精炼铜时，粗铜做阳极；
(2)根据电离平衡分析，加入硫酸过多，会生成二氧化硫气体，污染环境；
(3)二氧化硫将亚硒酸还原生成硒，同时生成硫酸，反应方程式为：2SO2+H2SeO3+H2O=Se+2H2SO4。
(4)左侧电极反应式为Ag+Cl--e-=AgCl，当电路中有0.1mol电子转移时，左侧电极质量增加0.1mol氯离子的质量，即3.55克，则溶液有0.1mol氢离子经过阳离子交换膜进入右侧，则右侧溶液中氢离子总浓度变为0.2mol/L，则pH为0.7；该电池充电时，左侧电极应发生氯化银变成银的反应，即得到电子，做阴极，连接电源的负极。
【分析】
(1)电解精炼铜时，粗铜做阳极；
(2)根据电离平衡分析；
(3)二氧化硫将亚硒酸还原生成硒，同时生成硫酸。
(4)依据得失电子守恒计算；依据阳接正阴接负判断。
28．【答案】（1）放热；AC
（2）B；D
（3）X
【解析】【解答】(1)①如图所示，该反应的反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应；
②A．改铁片为铁粉则增大了反应物接触面积，加快反应速率，正确；
B．改稀硫酸为的浓硫酸，浓硫酸与铁发生钝化，不正确；
C．升高温度，反应速率加快，正确；
D．再加入形状和大小完全相同的铁片，稀硫酸浓度不变，反应速率不变，不正确；
故答案为：AC。
(2)对应自发的氧化还原反应，将氧化反应设计为原电池的负极，还原反应设计为原电池的正极，对于反应：，当导线中有电子通过时，有0.5mol的Zn转为Zn2+进入溶液，生成0.5mol的H2。则：
A．溶液增重，A不正确；
B．据A项分析，溶液增重，B正确；
C．反应生成气体H20.5mol，质量为1g，C不正确；
D．析出0.5mol，标准状况下体积为，D正确；
故答案为：BD。
(3)足量且等量的形状相同的锌块分别加入到等浓度等体积的两份稀硫酸X、Y中，则产生氢气的量由稀硫酸决定，即产生氢气一样多；向X中加入少量饱和溶液，其中锌块置换出的铜单质覆盖在其表面，与溶液构成原电池，加快了氧化还原反应的速率，产生的氢气速率加快，更短时间内置换出全部的氢气，故m曲线表示锌与稀硫酸X反应。
【分析】(1)①根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量；
②依据影响反应速率的因素分析；
(2)对应自发的氧化还原反应，将氧化反应设计为原电池的负极，还原反应设计为原电池的正极；
(3)依据反应速率判断。
29．【答案】（1）第三周期ⅦA族
（2）大于0.099nm，小于0.143nm
（3）离子；
（4）A；B
（5）Mg；Al—3e—+4OH—=AlO+2H2O
【解析】【解答】有X、Y、Z、M、R、Q六种短周期主族元素，由某种核素无中子可知，X为氢元素；Y元素的化合价为-4、+4价，是无机非金属材料的主角，则Y为Si元素；R元素的化合价为+7、-1价，则R为Cl元素；M元素的化合价为-2价，原子半径小于氯原子，则M为O元素；Z在六种元素中原子半径最大，则Z为Na元素；Q元素的化合价为+3价，原子半径介于氯原子和钠原子之间，则Q为Al元素。
(1)氯元素位于元素周期表第三周期ⅦA族，故答案为：第三周期ⅦA族；
(2)同周期元素，从左到右原子半径依次减小，硅原子的原子半径介于铝原子和氯原子的原子半径之间，则硅原子的原子半径的最小范围是大于0.099nm，小于0.143nm，故答案为：大于0.099nm，小于0.143nm；
(3)氯化钠是含有离子键的离子化合物；过氧化钠是含有离子键和共价键的离子化合物，电子式为，故答案为：离子；；
(4)A．元素的非金属性强弱与物质的聚集状态无关，故不正确；
B．元素的非金属性越强，氢化物的稳定性越强，则氯化氢的稳定性强于硅烷说明氯元素的非金属性强于硅元素，故正确；
C．硅元素与氯元素形成的化合物中硅元素呈正价说明共用电子对偏向非金属性强的氯原子一方，故正确；
D．元素的非金属性强弱与氢化物的酸性强弱无关，故不正确；
故答案为：BC；
(5)铝能与氢氧化钠溶液能反应生成偏铝酸钠和氢气，镁与氢氧化钠溶液不反应，则镁、铝在氢氧化钠溶液中构成原电池，镁做原电池的正极，铝做负极，碱性条件下铝失去电子发生氧化反应生成偏铝酸根离子和水，电极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O，故答案为：Mg；Al3e+4OH=AlO+2H2O。
【分析】（1）R最高正价为+7，最低负价为-1，即为Cl，在第三周期ⅦA族；
（2）Y为Si，在第三周期IVA族，根据同一周期，从左到右半径减小推出；
（3）铵根离子或金属离子与非金属离子或酸根离子的结合是离子键，非金属原子和非金属原子的结合是共价键，含有离子键的化合物为离子化合物，只含共价键的化合物为共价化合物；
（4）非金属性越强，越容易得电子，其阳离子氧化性越强，单质和氢气越容易反应，生成的氢化物越稳定，其元素最高价氧化物对应的水化物酸性越强；
（5）铝和氢氧化钠溶液可以反应，镁和氢氧化钠溶液不反应，因此铝为负极。
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