4.2电解池同步练习 2024-2025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电解池同步练习 2024-2025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 | 2.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-10-13 21:20:29 | ||
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文档简介
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4.2电解池
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．利用电解法脱除生活废水中的氮磷，其装置和脱除原理如下图所示。开始时，接电源正极，电解一段时间后将电源正负极交换，可转化为沉淀。
下列说法不正确的是
A．电解一段时间(正负极交换前)，溶液不变
B．若开始时接电源负极，则无法除去
C．若除去等物质的量的和，理论上电路中通过的电子数相同
D．除磷的电解反应为
2．用电解法处理废水中的模拟装置如图所示。a、b为离子选择性透过膜，下列说法正确的是
A．阳极室溶液由无色变成蓝色
B．阴极的电极反应式为
C．a膜为阴离子选择性透过膜
D．每转移2mol电子，阴极室质量增重34g
3．电解溶液制取溶液和NaOH溶液的装置如图所示，下列不正确的是
A．阴极产生的物质A是
B．溶液中由阳极室向阴极室迁移
C．阳极放电，浓度增大，转化为
D．物质B是NaCl，其作用是增强溶液导电性
4．现以铅蓄电池为电源，以乙二醛（）和乙二酸（）为主要原料，用“双极室成对电解法”生产乙醛酸（）．原理如图所示，该装置两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与a电极生成的物质反应生成乙醛酸．下列说法错误的是
质子交换膜
A．电极a连接铅蓄电池正极
B．铅蓄电池的正极反应式为：
C．浓盐酸的作用为增强溶液导电性和产生
D．铅蓄电池负极增重4.8g，则该装置理论上生成0.05mol乙醛酸
5．全钒液流电池的电解液不易燃，具有循环寿命较长、安全性能好等优势。全钒液流电池充电时的工作原理如图所示。
下列说法错误的是
A．充电时，N极为阴极
B．放电时，左侧储液罐中的pH增大
C．放电时，电流流动方向：N极→导线→M极
D．充电时，该装置的总反应为
6．发展钠离子电池在大型储能应用上具有重要的现实意义。如图所示的钠离子电池，以多孔碳材料作为电极材料钠和NaV2(PO3)2的载体，电解液为NaClO4的碳酸酯溶液，外壳用铝包裹。放电时正极反应方程式为NaV2(PO3)2 + xe-+xNa+=Na(1+x)V2(PO3)2。下列叙述不正确的是
A．闭合K2，若外电路转移4 mol e-，则通过阳离子交换膜的Na+的数目为4NA
B．ab为外接电源，闭合K1时，阴极的反应方程式为Na++e-=Na
C．钠离子电池充放电过程通过Na+迁移实现，Al、C、V、P元素化合价均不发生变化
D．金属钠易与水反应，因此不能把溶剂碳酸酯换成水
7．用石墨电极电解CuCl2溶液如下图所示，Cu2+向左侧电极迁移。下列分析正确的是
A．通电时阴极极板增重
B．通电使CuCl2发生电离
C．a端所连电极上发生氧化反应
D．常温下，电路中每转移时2mole-得到22.4LCl2
8．下列反应的离子方程式正确的是
A．向K2Cr2O7溶液中滴加少量浓H2SO4，溶液橙色加深：
B．用铁做阳极电解饱和食盐水：
C．向KMnO4溶液中滴入H2O2溶液产生黑色沉淀和气泡：
D．CuSO4溶液中滴加过量浓氨水：
9．我国科研团队提出一种新型阴离子电极材料-的水系双离子电池，以电池以和为电极，其工作原理如图所示。下列有关叙述不正确的是
A．充电时，电极应接电源的正极
B．放电时，电解质溶液中由移动
C．充电时，电极的电极反应式为
D．第2次放电时，溶液碱性逐渐增强
10．下列操作不能达到实验目的是
A．用甲装置测定中和反应的反应热 B．用乙装置验证SO2的氧化性
C．用丙装置为除去苯中溶解的溴实验操作之一 D．用丁装置实现铁制镀件镀铜
A．A B．B C．C D．D
11．烟气中的可以用钠碱循环法加以处理。用溶液作为吸收液，当吸收液与反应至降低为6左右时，将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生。
下列说法错误的是
A．a电极接电源负极 B．电极上发生氧化反应
C．电解后左室的吸收液pH大于6 D．当电极生成时，a电极上生成
12．下列化学反应表示正确的是
A．电解水法制氢：
B．催化加氢生成的反应：
C．氢气还原的反应：
D．与水反应：
13．Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是
A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物
B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C．、均是共价化合物
D．电解、、的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al
14．利用电解原理电解含苯甲醛的废水制备苯甲酸和苯甲醇不仅能减少污染，还能产生新的化工产品，其原理如下图所示（图中双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移）。下列说法正确的是
A．a极电势高于b极
B．M电极上发生的反应为：+2e-+2H+
C．双极膜中向M电极迁移
D．电路中每通过1mol时，N电极上产生11.2L
15．下列图示与对应的叙述相符的是
A．测定次氯酸钠溶液的pH B．在铁勺上镀铜
C．中和反应反应热的测定 D．蒸发硫酸铝溶液得到硫酸铝固体
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
16．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：
(1)丙池中E电极为 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)
(2)当乙池中C极质量减轻5.4g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为 mL(标况)。
(3)一段时间后，断开电键K，下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是_______ 。
A．Cu B．CuO C．Cu(OH)2 D．Cu2(OH)2CO3
(4)爱迪生蓄电池的反应式为：Fe+NiO2+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2；高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水，是一种新型净水剂。用如图装置可以制取少量高铁酸钠。
①此装置中爱迪生蓄电池的正极是 (填“a”或“b”)
②写出在用电解法制取高铁酸钠时，阳极的电极反应式为 。
17．Ⅰ．当今社会的主题之一：发展经济，节能减排。而燃料电池因其无污染，且原料来源广可再生被人们青睐，广泛应用于生产、生活、科学研究中，现有如下图所示装置，所有电极均为Pt，请按要求回答下列问题：
(1)甲装置是 (填“原电池”或“电解池”)，写出a极的电极反应 。
(2)乙池中c极的电极反应 。
(3)当b极消耗标准状况下的O2112mL时，若乙中硫酸铜溶液的体积是200mL，假若电解前后溶液体积保持不变，此时乙池中的pH= 。
(4)若CuSO4(aq)足够，电解一段时间后，要恢复到原来的状态，则可加入_____。
A．CuO B．Cu(OH)2 C．CuCO3 D．Cu2(OH)2CO3
(5)现用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾，其中M、N为离子交换膜，只允许某些离子通过，则A出口导出的溶液溶质为 (写化学式)，M为 离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
Ⅱ．其它形式的环保电池如太阳能电池。
(6)太阳能电池的能量转化形式为 (填字母)。
A．化学能转化为电能 B．电能转化为化学能 C．太阳能转化为电能
18．近日，科学家发表了高温二氧化碳电解发展报告，利用固体氧化物电解池将CO2和H2O转化为合成气并联产高纯度O2。原理如图所示。
①x极为电源正极；
②电解质中阴离子由a向b移动。
19．铁元素在电化学中应用广泛。回答下列问题：
（1）根据反应2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+设计原电池如图。电流计显示电流方向为：a→b。
①电极B为 ，电解质溶液C为 。（填标号）
A,碳棒 B．铜片 C．Fe2(SO4)3溶液 D．CUSO4溶液
②A电极的电极反应式为 。
③用该电池做电源，电解硫酸钠溶液，当电解池阳极有11.2mL气体（标准状况）产生时，该电池有 mol Fe3+被还原。
（2）NaFeO4是一种用途广泛的化工产品，工业上常用电解法制取。制取装置如图。已知Na2FeO4只在强碱性条件下比较稳定，具有强氧化性。
①Na2FeO4中铁元素化合价为 Na2FeO4是具有杀菌效果的净水剂。原因是 。
②电极Ni为 （填“阳”或“阴”）极。为使该装置能持续反应，离子交换膜应为 （填“阳”或“阴”）离子交换膜。
③阳极反应式为 。
20．图是离子交换膜（允许钠离子通过，不允许氢氧根与氯离子通过）法电解饱和食盐水示意图，
(1)电解槽阳极产生的气体是 ；NaOH溶液的出口为 （填字母）；
(2)精制饱和食盐水的进口为 （填字母）；
(3)干燥塔中应使用的液体是 。
21．降低能耗是氯碱工业发展的重要方向。
(1)我国利用氯碱厂生产的H2作为电池燃料，再将电池应用于氯碱工业，原理如图，a、b、c、d均为石墨电极。
①a极为 (填“正”或“负”)极，c 极为 (填“阴”或“阳”)极。
②乙装置中电解饱和NaCl溶液的化学方程式为 ；反应一段时间后，d极产生1mol气体时，乙装置中转移电子 mol。
③下列说法正确的是 (填字母序号)。
A．甲装置可实现化学能向电能的转化
B．甲装置中Na+透过阳离子交换膜向a极移动
C．乙装置中c极一侧流出的是浓盐水
④结合电极反应式解释d极区产生NaOH的原因： 。
⑤实际生产中，阳离子交换膜的损伤会造成OH- 迁移至阳极区，从而在电解池阳极能检测到O2，产生O2的电极反应式为 ；下列生产措施有利于提高Cl2产量、降低阳极O2含量的是 (填字母序号)。
A．使用Cl-浓度低的食盐水为原料
B．定期检查并更换阳离子交换膜
C．停产一段时间后，继续生产
(2)降低氯碱工业能耗的另一种技术是“氧阴极技术”。通过向阴极区通入O2，避免水电离的H+直接得电子生成H2，降低了电解电压，电耗明显减少。“氧阴极技术”的阴极反应为 。
22．回答下列问题：
I.某小组研究Na2S溶液与KMnO4溶液反应，探究过程如下。
实验序号 I Ⅱ
实验过程
实验现象 紫色变浅(pH>1)，生成棕褐色沉 淀(MnO2) 溶液呈淡黄色(pH≈8)，生成浅粉色沉淀(MnS)
资料：单质硫可溶于过量硫化钠溶液，Na2S2溶液呈淡黄色。
(1)根据实验可知，Na2S具有 性。
(2)甲同学预测实验I中S2- 被氧化成SO。
①根据实验现象，乙同学认为甲的预测不合理，理由是 。
②乙同学取实验I中少量溶液进行实验，检测到有SO，得出S2- 被氧化成SO的结论，丙同学否定了该结论，理由是 。
③同学们经讨论后，设计了如下实验，证实该条件下MnO的确可以将S2- 氧化成SO。
右侧烧杯中的溶液是 ；连通后电流计指针偏转，一段时间后， (填操作和现象)。
II.甲烷和甲醇的燃料电池具有广阔的开发和应用前景。
(3)甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC的工作原理如图所示：
通入a物质的电极是原电池的 (填“正”或“负”)极，其电极反应式为 。
(4)某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示U形管中氯化钠溶液的体积为800mL。闭合K后，若每个电池中甲烷通入量为0.224L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为 (法拉第常数，若产生的气体全部逸出，电解后溶液混合均匀，电解后U形管中溶液的pH为 (假设反应后溶液体积不变)。
23．“神舟十号”登天、“嫦娥二号”奔月，谱写了我国航天事业的新篇章。请回答下列问题：
(1)火箭升空需要高能的燃料，经常使用N2O4和N2H4作为燃料，请配平该反应方程式： N2O4 + N2H4 → N2 + H2O。该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。该反应应用于火箭推进器，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个明显的优点是 。
(2)某些火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水。当把0.4molN2H4（l)和0.8molH2O2（l）混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量（相当于25℃、101kPa下测得的热量）。该反应的热化学方程式为 。
(3)在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离除去CO2，还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化：2CO2=2CO+O2。其中生成的CO可用作燃料。已知该装置某极的电极反应式为：4OH- - 4e- = O2↑ + 2H2O，则另一极的电极反应式为： 。
24．电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。
请回答以下问题：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：Y电极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法是 。
(2)如要用电解方法精炼粗铜，则：X电极的材料是 ，电极反应式是 。电解液a可以选用 。
25．按要求填空：
(1)一种微型电池得电极材料是石墨和锂，电解质溶液为等物质的量的LiCl、AlCl3溶解在SOCl2中形成的溶液，总反应式为8Li +3SOCl2 =6LiCl +Li2SO3 +2S，则该电池的正极电极反应式为
(2)某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和食盐水，如图所示。
①甲烷燃料电池工作时，其负极电极反应式为
②闭合开关K后，a，b电极上均有气体生成，b电极的电极名称为 极(填“正”“负”“阴”或“阳”)，电极反应式为 ，电解饱和食盐水总反应的离子方程式为 。
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A A D D C C A C C A
题号 11 12 13 14 15
答案 D B C B D
1．A
【分析】除氮时，阳极生成氯气，2Cl--2e-═Cl2；除磷时，Fe作阳极失电子，石墨作阴极，阴极电极反应式为2H++2e-═H2。
【详解】A．电解一段时间(正负极交换前)，石墨做阳极，发生电极反应为：2Cl--2e-═Cl2，C12与水反应生成HCl、HClO，次氯酸将铵根离子氧化为氮气，+1价的氯元素被原为氯离子，因此，氯离子成为除氮的催化剂，阴极上水电离的氢离子放电产生氢气，电解的总反应为铵根转化为氮气、氢气和氢离子，氢离子浓度增大，故溶液pH减小，A错误；
B．若开始时n接电源负极，石墨为阴极，发生还原反应；铁棒为阳极，发生的反应为Fe-2e-═Fe2+，不生成C12，不能除去铵根离子，B正确；
C．若除去和的物质的量均为a，最终铵根离子转化为N2，转移电子数为3a；磷酸根转化为Fe3(PO4)2，转移电子数为3a，C正确；
D．交换正负极后电解液呈酸性，除磷的电极反应为，D正确；
故答案选A。
2．A
【分析】根据图片知，Cu为阳极，阳极上Cu失电子发生氧化反应生成Cu2+，电极反应式为，C为阴极，电极方程式为：2H++2e-=H2，以此解答。
【详解】A．阳极上发生氧化反应，溶液由无色变为蓝色，A正确；
B．阴极上H＋发生还原反应：2H＋＋2e-=H2↑，B错误；
C．a膜为阳离子选择性透过膜，通过a膜进入阴极室，C错误；
D．每转移2mol电子，有2mol的进入阴极室，由阴极电极反应式可知有氢气产生，会释放出去，故阴极室质量增重32g，D错误；
故答案选A。
3．D
【分析】装置图分析左侧阳极电极附近氢氧根离子放电生成氧气，溶液中氢离子浓度增大和碳酸钠反应生成碳酸氢钠，右侧阴极电极附近氢离子放电生成氢气，水电离平衡被破坏，溶液中氢氧根离子浓度增大，生成氢氧化钠，阳离子交换膜使允许阳离子通过，阴离子不能通过；
【详解】A．分析可知阴极产生的物质A是H2，A正确；
B．阳离子交换膜使允许阳离子通过，电极过程中溶液中Na+由阳极室向阴极室迁移，B正确；
C．阳极OH-放电，水电离平衡正向进行溶液中H+浓度增大，氢离子和离子反应转化为，C正确；
D．水为弱电解质，导电能力弱，随着反应不断进行，浓氢氧化钠流出，氢氧根离子不断减少，应及时补充稀氢氧化钠，增强溶液导电性，若B是NaCl会引入氯离子，氯离子会优先放电，D错误；
故选D。
4．D
【详解】A．a电极的乙二醛生成乙醛酸，碳元素化合价升高，所以a极为失去电子，是阳极，连接铅蓄电池正极，A正确；
B．铅蓄电池的正极得到电子，反应式为：，B正确；
C．浓盐酸的作用为增强溶液导电性,同时氯离子在阳极失去电子产生氯气，氯气氧化乙二醛得到乙醛酸，C正确；
D．铅蓄电池负极F反应式为，增重4.8g说明增加的硫酸根为4.8g，消耗硫酸根0.05mol，则转移电子为0.1mol，每1mol乙二醛生成乙醛酸，失去2mol电子，根据比例关系，则生成0.05mol乙醛酸，同时，由于正极得到相同电子数，乙二酸还原生成乙醛酸，则该装置理论上总的生成0.1mol乙醛酸，D错误；
答案选D。
5．C
【分析】根据装置使用图，充电时移向N极，说明N极为阴极，M极为阳极，充电时，M极的电极反应式为，N极的电极反应式为，故该装置的总反应为，则放电过程中，移向M极，M电极电极反应式：。
【详解】A．根据分析可知，充电时移向N极，说明N极为阴极，M极为阳极，A正确；
B．放电时，移向M极，但M电极电极反应式：，消耗的大于流入的，故左侧储液罐中的pH增大，B正确；
C．放电时，电流流动方向与电子流动方向相反，即电流流动方向：M极→导线→N极，C错误；
D．根据分析，充电时，M极的电极反应式为，N极的电极反应式为，故该装置的总反应为，D正确；
答案选C。
6．C
【分析】当开关置于K2时为原电池，放电时正极反应方程式为NaV2(PO3)2 + xe-+xNa+=Na(1+x)V2(PO3)2，则此时左侧为原电池的负极、右侧为原电池的正极；当开关置于K1时为电解池，放电时的负极此时要经还原反应恢复，则左侧为阴极、右侧为阳极。
【详解】A．从整个电池电子守恒可知，当有1mole-转移时，同时有1mol的正电荷发生转移，因此闭合K2，若外电路转移4 mol e-，则通过阳离子交换膜的Na+的数目为4NA，故A正确；
B．在电解池中阴极得电子发生还原反应，反应为Na++e-=Na，故B正确；
C．放电时正极反应方程式为NaV2(PO3)2 + xe-+xNa+=Na(1+x)V2(PO3)2，V的化合价降低，故C错误；
D．钠是非常活泼的金属，与水会直接反应，因此不能把溶剂碳酸酯换成水，故D正确；
故选C。
7．A
【分析】由题干信息Cu2+向左侧电极迁移可知，左侧为阴极，右侧为阳极，故a为电源的负极，b为电源的正极，左侧阴极电极反应为：Cu2++2e-=Cu，右侧阳极的电极反应为：2Cl- -2e-=Cl2↑，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，通电时阴极电极反应为：Cu2++2e-=Cu，则该电极极板增重，A正确；
B．电解质的电离是在水分子或受热熔融条件下，而不需要通电，B错误；
C．由分析可知，a为电源的负极，a端所连电极即阴极上发生还原反应，C错误；
D．常温下不是标准状况，则电路中每转移时2mole-得到1molCl2，但其体积大于22.4L，D错误；
故答案为：A。
8．C
【详解】A．向K2Cr2O7溶液中存在，滴加少量浓H2SO4，增大氢离子浓度，平衡逆向移动，颜色加深，A错误；
B．Fe作阳极上电解饱和食盐水，阳极上Fe失电子发生电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，阴极氢离子得电子生成氢气，则阴极的电极方程式为：2H++2e-=H2↑；溶液中Fe2+、OH-反应生成沉淀，则电池反应式为Fe+2H2OFe(OH)2↓+H2↑，B错误；
C．向KMnO4溶液中滴入H2O2溶液产生黑色沉淀即产生MnO2和气泡即O2，故离子方程式为：，C正确；
D．CuSO4溶液中滴加过量的浓氨水得到[Cu(NH3)4]2+，反应的离子方程式为Cu2++4NH3 H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O，D错误；
故答案为：C。
9．C
【分析】由图可知，放电时a电极上Cu3(PO4)2得到电子发生还原反应最终生成铜，为正极，则b为负极；
【详解】A．放电时电极a为正极，则充电时电极a为阳极，应接电源的正极，故A正确；
B．放电时，电解质溶液中Na+向正极极移动，由移动，故B正确；
C．充电时，电极b为阴极，得到电子发生还原反应生成，电极反应式为，故C错误；
D．第2次放电时，Cu2O得到电子发生还原反应生成铜和氢氧根离子，Cu2O+2e-+H2O=2Cu+2OH-，溶液碱性逐渐增强，故D正确；
答案选C。
10．A
【详解】A．用甲装置测定中和反应的反应热，装置中缺少环形玻璃搅拌棒，A不能达到实验目的；
B．Na2S溶液中通入SO2，发生反应2Na2S+3SO2=2Na2SO3+3S↓，则可用乙装置验证SO2的氧化性，B能达到实验目的；
C．Br2能与NaOH溶液发生反应Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O，则用丙装置可除去苯中溶解的溴，C能达到实验目的；
D．电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，铁制镀件镀铜时，铁制镀件作阴极，与电源负极相连，铜片作阳极，与电源正极相连，D能达到实验目的；
故选A。
11．D
【分析】吸收液与反应至降低为6左右时，溶液中主要成分为；根据电解装置图可知，a电极通入约为6的吸收液，生成氢气，则发生的电极反应为；b电极为失电子发生氧化反应生成，电极方程式为。
【详解】A．a电极发生反应，属于电解池的阴极，应接电源负极，A正确；
B．根据分析，电极上失电子发生氧化反应生成，B正确；
C．电解后左室生成，溶液呈碱性，则电解后的吸收液pH大于6，C正确；
D．根据分析，当电极生成时，转移电子数为1mol，结合得失电子守恒可知a电极上生成0.5mol，即标准状况下的，D错误；
答案选D。
12．B
【详解】A．电解水法制氢，生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：，故A错误；
B．催化加氢生成的反应，同时生成水，反应为：，故B正确；
C．氢气还原的反应，必须在高温条件下进行，反应方程式为：，故C错误；
D．与水反应生成氢氧化钙和氢气，反应的化学方程式为：，故D错误；
答案选B。
13．C
【详解】A．铝对应的氧化物Al2O3是两性氧化物，A错误；
B．Fe还可以形成复杂的氢氧化物，Cu可以形成碱式碳酸铜等，B错误；
C．AlCl3、FeCl3结构相似，熔沸点均较低，均为共价化合物，C正确；
D．根据电解原理，阴极上离子的放电顺序是：Cu2+＞H+＞Fe2+＞Al3+，Fe2+和Al3+不放电，Fe3+得电子成为Fe2+，不会析出铁，所以铁和Al不可以，因为它们比H活泼，只有Cu可以，D错误；
答案选C。
14．B
【分析】根据图中信息，N电极是氯离子失去电子变为氯气，则N为电解质的阳极，b为直流电源的正极，a为负极。
【详解】A．根据分析可知，a为负极，b为正极，因此b极电势高于a极，故A错误；
B．M电极为阴极，氢离子向M极移动，则M极上发生的反应为： ＋2e-＋2H＋＝，故B正确；
C．根据电解池“异性相吸”，则双极膜中向阳极即N电极迁移，故C错误；
D．电路中每通过1mol 时，N电极上生成0.5mol氯气，由于不清楚是否为标准状况下，则氯气体积未知，若为标准状况下则产生11.2L ，故D错误；
故答案选B。
15．D
【详解】A．不能直接用pH试纸伸入到溶液中测溶液的pH，且次氯酸钠具有漂白性，会将pH试纸漂白，不能测量pH，应用pH计，A不符合题意；
B．电镀时镀层金属在阳极，电源正极应与铜电极相连，铁勺应该连接电源的负极，B不符合题意；
C．为了减少热量损失，应用玻璃搅拌器，C不符合题意；
D．硫酸铝溶液在加热蒸发过程中，会发生水解反应：，硫酸为高沸点酸，不挥发，因此加热蒸发时，硫酸不会从溶液中挥发出去，最终得到的固体仍然是硫酸铝，使用的是蒸发皿和玻璃棒，D符合题意；
故答案选D。
16．(1)阳极
(2)280
(3)B
(4) NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH- Fe-6e-+8OH=FeO+4H2O
【分析】根据题中所给装置图，甲池为燃料电池，乙池、丙池为电解池，通燃料一极为负极，即A电极为负极，B为正极，根据电解原理，C电极为阳极，D为阴极，E为阳极，F为阴极，据此分析
【详解】（1）根据上述分析，丙池中E电极为阳极；故答案为阳极；
（2）乙池中C电极为阳极，根据电解原理，C电极反应式为Ag-e-=Ag+，B电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，根据转移电子物质的量相等，关系式有4Ag～4e-～O2，C极质量减少5.4g，即消耗Ag的物质的量为=0.05mol，标准状况下，消耗氧气体积为=0.28L，合280mL；故答案为280；
（3）F电极为阴极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，E电极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，溶液中减少Cu、O元素的质量，所以要让电解质溶液复原，两个电极产物Cu和氧气反应的产物是CuO，即需要加入CuO，
A．根据上述分析，加入Cu，不能复原，故A不符合题意；
B．根据上述分析，加入CuO，能复原，故B符合题意；
C．Cu(OH)2可以拆写成CuO·H2O，多加水，浓度比原来低，故C不符合题意；
D．碱式碳酸铜可以拆写成2CuO·H2O·CO2，多加水，浓度比原来低，故D不符合题意；
答案为B；
（4）①根据原电池工作原理，正极上得电子，化合价降低，根据电池总反应式，NiO2在正极上得电子，正极反应式为NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-；故答案为NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-；
②根据电解原理，阳极上失去电子，化合价升高，电解法制取高铁酸钠，铁元素的化合价升高，阳极反应式为Fe-6e-+8OH=FeO+4H2O，故答案为Fe-6e-+8OH=FeO+4H2O。
17．(1) 原电池
(2)
(3)1
(4)AC
(5) H2SO4 阴
(6)C
【分析】由图中可知，甲装置为原电池，通入甲醇一极，甲醇失去电子发生氧化反应，则a是原电池负极，通入氧气一极，氧气得到电子发生还原反应，b是原电池正极；乙丙装置为电解池，c、M为阳极，d、N为阴极；
【详解】（1）甲装置是原电池，a是原电池负极，碱性条件下甲醇失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，其电极反应为；
（2）乙池中c极为阳极，电极反应为水失去电子发生氧化反应生成氧气，；
（3）乙池为电解池，c极反应为，d极铜离子放电生成铜单质，由电荷守恒可知，当b极消耗标准状况下的O2112mL(为0.005mol)时，生成氢离子0.02mol，若乙中硫酸铜溶液的体积是200mL，假若电解前后溶液体积保持不变，则 c(H+)= 0.1mol/L，pH=1；
（4）由（3）分析可知，乙池损失的是铜与氧元素，所以要恢复到原来的状态只需要加入铜与氧元素即可，氢氧化铜、碱式碳酸铜会引入水，不合适，碳酸铜和氢离子反应生成二氧化碳逸出实际只进入溶液中的是铜、氧，氧化铜和氢离子反应而进入溶液，故选AC。
（5）由分析可知，M为阳极、N为阴极；丙装置的左室消耗的是水电离的OH-生成氧气和氢离子，硫酸根离子通过阴极膜M向左室定向移动，所以A出口的产品是H2SO4，M是阴离子交换膜；
（6）太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，故选C。
18． 正确 错误
【分析】由图可知，该装置为电解池，由电子转移的方向可知，与电源正极x极相连的a极为电解池的阳极，氧离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气，与电源负极y相连的b电极为阴极，二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成一氧化碳，氢气在阴极得到电子发生还原反应生成水。
【详解】①由分析可知，x极为电源正极，故答案为：正确；
②由分析可知，a极为电解池的阳极，b电极为阴极，则电解时，阴离子由阴极b移向阳极a，故答案为：错误。
19． Ｂ Ｃ Fe3++e-= Fe2+ 0.002 +6 杀菌的原因是有强氧化性，净水的原因是高铁酸钾的还原产物水解产生的Fe(OH)3胶体，有吸附性 阴 阴 Fe-6e-＋8OH－= FeO42-＋4H2O
【详解】（1）①电流方向为：a→b，所以电极A为正极，B 为负极。负极失电子，根据总反应可知B为铜片，正极上得电子，所以电解质溶液C为 Fe2(SO4)3溶液； ②A为正极，Fe3+得电子生成Fe2+，电极反应式为Fe3++e-= Fe2+ ；③电解硫酸钠溶液，阳极产生的气体为O2，标准状况下11.2mLO2的物质的量为5×10-4mol，电路中转移的电子的物质的量为n=4×5×10-4mol=2×10-3mol，原电池中Fe3+还原为Fe2+，根据电子守恒可知被还原的Fe3+的物质的量为0.002mol。
（2）①Na2FeO4中铁元素化合价为+6价；Na2FeO4具有强氧化性，可以杀毒，Na2FeO4发生氧化还原反应时被还原为Fe3+，Fe3+发生水解生成Fe(OH)3胶体，具有吸附性，因此 Na2FeO4可用来作净水剂。②电极Ni与电源负极连接，为阴极；阳极Fe失去电子，发生的反应为Fe-6e-＋8OH－= FeO42-＋4H2O，阳极区OH-不断消耗，要使反应持续，必须补充OH-，所以离子膜为阴离子交换膜，使阴极区的OH-进入阳极区。③根据产物可知Fe失去6个电子生成FeO42-，阳极反应式为Fe-6e-＋8OH－= FeO42-＋4H2O。
20． 氯气 a d 浓硫酸
【分析】电解饱和食盐时阳极阴离子Cl-、OH-放电，Cl-的放电能力强于OH-，阳极发生的方程式为：，阴极：；H2、2NaOH在阴极，NaOH溶液的出口为a，Cl2在阳极，精制饱和食盐水从阳极进入，要干燥Cl2需要用酸性干燥剂或中性干燥剂；
【详解】（1）电解饱和食盐时，阴极：氢离子放电，产生氢气，致使氢氧根离子浓度增大，钠离子和氢氧根离子的增大都发生在阴极室，所以a出口导出的液体是氢氧化钠溶液；阳极：氯离子放电，产生氯气，
故答案为：氯气；a；
（2）致使钠离子浓度升高，通过阳离子交换膜到达阴极室．所以d入口应加入精制饱和食盐水，
故答案为：d；
（3）要干燥Cl2需要用酸性干燥剂浓硫酸或P2O5等，中性干燥剂无水CaCl2，
故答案为：浓硫酸；
21．(1) 负 阳 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 2 A 2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Na+从c极区透过阳离子交换膜进入d极区，与OH- 结合生成NaOH 4OH-﹣4e-=O2↑+2H2O B
(2)O2+4e-+2H2O =4OH-
【详解】（1）甲装置为燃料电池，通氢气一极为负极，通氧气一极为正极，乙装置为电解池，c电极连接b电极，即c为阳极，d电极为阴极；
①a电极通入氢气，根据上述分析，a电极为负极，c电极为阳极，故答案为负；阳；
②c、d电极为石墨电极，根据电解原理，电解饱和NaCl溶液的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，d电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，d电极产生的气体为H2，产生1molH2时，乙装置转移电子物质的量为2mol；故答案为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；2；
③A．甲装置为燃料电池，实现化学能向电能的转化，故A正确；
B．根据原电池工作原理，Na＋透过阳离子交换膜向b极移动，故B错误；
C．c电极为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，Na＋透过阳离子交换膜流入d极区，c极一侧流出的是淡盐水或淡水，故C错误；
答案为A；
④根据上述分析，d电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，Na＋透过阳离子交换膜流入d极区，Na＋与OH－结合生成NaOH；故答案为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Na+从c极区透过阳离子交换膜进入d极区，与OH- 结合生成NaOH；
⑤根据离子放电顺序，OH－迁移至阳极区，OH－在阳极上放电，即电极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；故答案为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；
A．根据阴离子放电顺序，Cl－先放电，如果使用Cl－浓度低的食盐水为原料，水溶液中OH－放电，产生O2，使阳极O2的含量增多，故A不符合题意；
B．如果阳离子交换膜损伤，会使大量OH－迁移至阳极区，产生大量的O2，因此定期检查并更换阳离子交换膜，可以提高氯气产量，降低阳极氧气的含量，故B符合题意；
C．停产一段时间，继续生产，影响经济效益，不符合客观实际，故C不符合题意；
答案为B。
（2）阴极区通入氧气，避免水电离出H＋直接得电子生成H2，应是氧气在该电极得电子，即电极反应式O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故答案为O2＋2H2O＋4e－=4OH－。
22．(1)还原
(2) 溶液呈浅紫色，说明酸性KMnO4溶液过量，能被其继续氧化 因为KMnO4溶液是用H2SO4酸化的，溶液中本来就存在 0.01mol·L-1 KMnO4溶液(H2SO4酸化至pH=0) 取左侧烧杯中的溶液，用盐酸酸化后，滴加BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成
(3) 负 CH3OH-6e- +H2O=CO2↑+6H+
(4) 13
【详解】（1）实验I中KMnO4反应生成MnO2，Mn元素化合价由+7价降到+4价，KMnO4被还原，体现了Na2S的还原性。实验Ⅱ中KMnO4反应生成MnS，Mn元素化合价由+7价降到+2价，KMnO4被还原，体现Na2S的还原性；故答案为还原；
（2）①反应I，溶液紫色变浅，但紫色并未褪去，说明KMnO4过量，KMnO4能与SO 反应，则甲的预测不合理；故答案为溶液呈浅紫色，说明酸性KMnO4溶液过量，能被其继续氧化
②检验到溶液中存在SO，也不能说明S2- 被氧化为SO，因为KMnO4溶液是用H2SO4酸化的，溶液中本来就存在SO；故答案为因为KMnO4溶液是用H2SO4酸化的，溶液中本来就存在；
③要证明实验I中MnO将S2- 氧化为SO，则要先排除酸性高锰酸钾溶液中SO的干扰。可以将MnO与S2- 的氧化还原反应设计成带盐桥的原电池，将Na2S和酸性高锰酸钾分开反应。如果能在左侧烧杯中检验到SO，说明S2- 被氧化为SO。由实验I图可知，右侧烧杯中应放0.01mol·L-1 KMnO4溶液(H2SO4酸化至pH=0)；根据上述分析，取左侧烧杯中的溶液，用盐酸酸化后，滴加BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成；故答案为0.01mol·L-1 KMnO4溶液(H2SO4酸化至pH=0)；取左侧烧杯中的溶液，用盐酸酸化后，滴加BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成；
（3）燃料电池中，通入燃料的电极为负极，发生氯化反应。根据装置图可知左侧是电子流出的一极，所以通入a物质的电极是原电池的负极。由于存在质子交换膜，所以甲醇被氧化生成二氧化碳，电极反应式为CH3OH-6e- +H2O=CO2↑+6H+；故答案为负；CH3OH-6e- +H2O=CO2↑+6H+；
（4）串联电路电流处处相等，串联电路总电压等于各处电压之和，故题中两个相同的燃料电池串联，电子的传递量只能用一个电池计算。根据反应CH4+2O2=CO2+2H2O可知，电池通过的电量为；电解氯化钠溶液的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑可知关系式1mol CH4～8mol e- ～8mol NaOH，故若每个电池通入0.224L(标准状况)甲烷，生成0.08mol NaOH，c (NaOH)=0.08mol÷0.8L=0.1mol·L-1，pH=13；故答案为；13。
23． 1 2 3 4 2：1 产物无污染 N2H4（l)+2H2O2（l）= N2（g)+4H2O（g） H=-641.75kJ/mol 2CO2+4e- + 2H2O =2CO+4OH-
【分析】(1) 根据化合价升降法配平；还原剂对应的产物为氧化产物，氧化剂对应的产物为还原产物；反应的产物无污染；
(2)已知0.4molN2H4（l)和0.8molH2O2（l）混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量，则1 molN2H4（l)反应时，释放641.75kJ的热量；
(3)根据总反应式-阳极反应式=阴极电极反应式。
【详解】(1) N2O4中的N为+4价，反应时变为0价，得到8个电子，作氧化剂，N2H4中N为-2价，反应时变为0价，失去4个电子，作还原剂，则得失电子的最小公倍数为8，即N2O4系数为1，N2H4系数为2，根据原子守恒，氮气的系数为3，水的系数为4，方程式为N2O4 +2N2H4 =3N2 + 4H2O；还原剂对应的产物为氧化产物，氧化剂对应的产物为还原产物，氧化产物与还原产物物质的量之比为2：1；反应的产物无污染；
(2)已知0.4molN2H4（l)和0.8molH2O2（l）混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量，则1 molN2H4（l)反应时，释放641.75kJ的热量，热方程式为N2H4（l)+2H2O2（l）= N2（g)+4H2O（g） H=-641.75kJ/mol；
(3)根据方程式2CO2=2CO+O2，为非自发的氧化还原反应，则该装置为电解池，阳极反应式：4OH- - 4e- = O2↑+ 2H2O，总反应式为2CO2=2CO+O2，总反应式-阳极反应式=阴极电极反应式，则阴极反应式：2CO2+4e- + 2H2O =2CO+4OH-。
24．(1) 2Cl--2e-=Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色
(2) 纯铜 Cu2++2e-=Cu CuSO4溶液
【分析】该装置具有外接直流电源，则属于电解池，与电源负极相连的X电极为阴极，与电源正极相连的Y电极为阳极。
【详解】（1）由分析可知，Y电极为阳极，则Y电极上Cl-失电子生成Cl2，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，检验Cl2时，通常使用淀粉碘化钾试纸，方法是：把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色；
（2）如要用电解方法精炼粗铜，则粗铜作阳极，纯铜作阴极，X电极为阴极，则电极材料是纯铜，电极反应式是Cu2++2e-=Cu。电解液a中应含有Cu2+，可以选用CuSO4溶液。答案为：纯铜；Cu2++2e-=Cu；CuSO4溶液。
【点睛】精炼铜时，电解质溶液的组成会不断发生改变。
25．(1)
(2) 阴
【解析】(1)
正极发生还原反应，由总反应式8Li +3SOCl2 =6LiCl +Li2SO3 +2S可知，正极的电极反应式为；
(2)
①甲烷燃料电池中电解质溶液为KOH，CH4作负极，负极电极反应式为；
②b电极与甲烷燃料电池的负极相连，则b电极为阴极，电解质溶液为NaCl溶液，则阴极的电极反应式为，电解饱和食盐水总反应的离子方程式为。
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4.2电解池
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．利用电解法脱除生活废水中的氮磷，其装置和脱除原理如下图所示。开始时，接电源正极，电解一段时间后将电源正负极交换，可转化为沉淀。
下列说法不正确的是
A．电解一段时间(正负极交换前)，溶液不变
B．若开始时接电源负极，则无法除去
C．若除去等物质的量的和，理论上电路中通过的电子数相同
D．除磷的电解反应为
2．用电解法处理废水中的模拟装置如图所示。a、b为离子选择性透过膜，下列说法正确的是
A．阳极室溶液由无色变成蓝色
B．阴极的电极反应式为
C．a膜为阴离子选择性透过膜
D．每转移2mol电子，阴极室质量增重34g
3．电解溶液制取溶液和NaOH溶液的装置如图所示，下列不正确的是
A．阴极产生的物质A是
B．溶液中由阳极室向阴极室迁移
C．阳极放电，浓度增大，转化为
D．物质B是NaCl，其作用是增强溶液导电性
4．现以铅蓄电池为电源，以乙二醛（）和乙二酸（）为主要原料，用“双极室成对电解法”生产乙醛酸（）．原理如图所示，该装置两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与a电极生成的物质反应生成乙醛酸．下列说法错误的是
质子交换膜
A．电极a连接铅蓄电池正极
B．铅蓄电池的正极反应式为：
C．浓盐酸的作用为增强溶液导电性和产生
D．铅蓄电池负极增重4.8g，则该装置理论上生成0.05mol乙醛酸
5．全钒液流电池的电解液不易燃，具有循环寿命较长、安全性能好等优势。全钒液流电池充电时的工作原理如图所示。
下列说法错误的是
A．充电时，N极为阴极
B．放电时，左侧储液罐中的pH增大
C．放电时，电流流动方向：N极→导线→M极
D．充电时，该装置的总反应为
6．发展钠离子电池在大型储能应用上具有重要的现实意义。如图所示的钠离子电池，以多孔碳材料作为电极材料钠和NaV2(PO3)2的载体，电解液为NaClO4的碳酸酯溶液，外壳用铝包裹。放电时正极反应方程式为NaV2(PO3)2 + xe-+xNa+=Na(1+x)V2(PO3)2。下列叙述不正确的是
A．闭合K2，若外电路转移4 mol e-，则通过阳离子交换膜的Na+的数目为4NA
B．ab为外接电源，闭合K1时，阴极的反应方程式为Na++e-=Na
C．钠离子电池充放电过程通过Na+迁移实现，Al、C、V、P元素化合价均不发生变化
D．金属钠易与水反应，因此不能把溶剂碳酸酯换成水
7．用石墨电极电解CuCl2溶液如下图所示，Cu2+向左侧电极迁移。下列分析正确的是
A．通电时阴极极板增重
B．通电使CuCl2发生电离
C．a端所连电极上发生氧化反应
D．常温下，电路中每转移时2mole-得到22.4LCl2
8．下列反应的离子方程式正确的是
A．向K2Cr2O7溶液中滴加少量浓H2SO4，溶液橙色加深：
B．用铁做阳极电解饱和食盐水：
C．向KMnO4溶液中滴入H2O2溶液产生黑色沉淀和气泡：
D．CuSO4溶液中滴加过量浓氨水：
9．我国科研团队提出一种新型阴离子电极材料-的水系双离子电池，以电池以和为电极，其工作原理如图所示。下列有关叙述不正确的是
A．充电时，电极应接电源的正极
B．放电时，电解质溶液中由移动
C．充电时，电极的电极反应式为
D．第2次放电时，溶液碱性逐渐增强
10．下列操作不能达到实验目的是
A．用甲装置测定中和反应的反应热 B．用乙装置验证SO2的氧化性
C．用丙装置为除去苯中溶解的溴实验操作之一 D．用丁装置实现铁制镀件镀铜
A．A B．B C．C D．D
11．烟气中的可以用钠碱循环法加以处理。用溶液作为吸收液，当吸收液与反应至降低为6左右时，将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生。
下列说法错误的是
A．a电极接电源负极 B．电极上发生氧化反应
C．电解后左室的吸收液pH大于6 D．当电极生成时，a电极上生成
12．下列化学反应表示正确的是
A．电解水法制氢：
B．催化加氢生成的反应：
C．氢气还原的反应：
D．与水反应：
13．Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是
A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物
B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C．、均是共价化合物
D．电解、、的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al
14．利用电解原理电解含苯甲醛的废水制备苯甲酸和苯甲醇不仅能减少污染，还能产生新的化工产品，其原理如下图所示（图中双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移）。下列说法正确的是
A．a极电势高于b极
B．M电极上发生的反应为：+2e-+2H+
C．双极膜中向M电极迁移
D．电路中每通过1mol时，N电极上产生11.2L
15．下列图示与对应的叙述相符的是
A．测定次氯酸钠溶液的pH B．在铁勺上镀铜
C．中和反应反应热的测定 D．蒸发硫酸铝溶液得到硫酸铝固体
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
16．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：
(1)丙池中E电极为 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)
(2)当乙池中C极质量减轻5.4g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为 mL(标况)。
(3)一段时间后，断开电键K，下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是_______ 。
A．Cu B．CuO C．Cu(OH)2 D．Cu2(OH)2CO3
(4)爱迪生蓄电池的反应式为：Fe+NiO2+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2；高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水，是一种新型净水剂。用如图装置可以制取少量高铁酸钠。
①此装置中爱迪生蓄电池的正极是 (填“a”或“b”)
②写出在用电解法制取高铁酸钠时，阳极的电极反应式为 。
17．Ⅰ．当今社会的主题之一：发展经济，节能减排。而燃料电池因其无污染，且原料来源广可再生被人们青睐，广泛应用于生产、生活、科学研究中，现有如下图所示装置，所有电极均为Pt，请按要求回答下列问题：
(1)甲装置是 (填“原电池”或“电解池”)，写出a极的电极反应 。
(2)乙池中c极的电极反应 。
(3)当b极消耗标准状况下的O2112mL时，若乙中硫酸铜溶液的体积是200mL，假若电解前后溶液体积保持不变，此时乙池中的pH= 。
(4)若CuSO4(aq)足够，电解一段时间后，要恢复到原来的状态，则可加入_____。
A．CuO B．Cu(OH)2 C．CuCO3 D．Cu2(OH)2CO3
(5)现用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾，其中M、N为离子交换膜，只允许某些离子通过，则A出口导出的溶液溶质为 (写化学式)，M为 离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
Ⅱ．其它形式的环保电池如太阳能电池。
(6)太阳能电池的能量转化形式为 (填字母)。
A．化学能转化为电能 B．电能转化为化学能 C．太阳能转化为电能
18．近日，科学家发表了高温二氧化碳电解发展报告，利用固体氧化物电解池将CO2和H2O转化为合成气并联产高纯度O2。原理如图所示。
①x极为电源正极；
②电解质中阴离子由a向b移动。
19．铁元素在电化学中应用广泛。回答下列问题：
（1）根据反应2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+设计原电池如图。电流计显示电流方向为：a→b。
①电极B为 ，电解质溶液C为 。（填标号）
A,碳棒 B．铜片 C．Fe2(SO4)3溶液 D．CUSO4溶液
②A电极的电极反应式为 。
③用该电池做电源，电解硫酸钠溶液，当电解池阳极有11.2mL气体（标准状况）产生时，该电池有 mol Fe3+被还原。
（2）NaFeO4是一种用途广泛的化工产品，工业上常用电解法制取。制取装置如图。已知Na2FeO4只在强碱性条件下比较稳定，具有强氧化性。
①Na2FeO4中铁元素化合价为 Na2FeO4是具有杀菌效果的净水剂。原因是 。
②电极Ni为 （填“阳”或“阴”）极。为使该装置能持续反应，离子交换膜应为 （填“阳”或“阴”）离子交换膜。
③阳极反应式为 。
20．图是离子交换膜（允许钠离子通过，不允许氢氧根与氯离子通过）法电解饱和食盐水示意图，
(1)电解槽阳极产生的气体是 ；NaOH溶液的出口为 （填字母）；
(2)精制饱和食盐水的进口为 （填字母）；
(3)干燥塔中应使用的液体是 。
21．降低能耗是氯碱工业发展的重要方向。
(1)我国利用氯碱厂生产的H2作为电池燃料，再将电池应用于氯碱工业，原理如图，a、b、c、d均为石墨电极。
①a极为 (填“正”或“负”)极，c 极为 (填“阴”或“阳”)极。
②乙装置中电解饱和NaCl溶液的化学方程式为 ；反应一段时间后，d极产生1mol气体时，乙装置中转移电子 mol。
③下列说法正确的是 (填字母序号)。
A．甲装置可实现化学能向电能的转化
B．甲装置中Na+透过阳离子交换膜向a极移动
C．乙装置中c极一侧流出的是浓盐水
④结合电极反应式解释d极区产生NaOH的原因： 。
⑤实际生产中，阳离子交换膜的损伤会造成OH- 迁移至阳极区，从而在电解池阳极能检测到O2，产生O2的电极反应式为 ；下列生产措施有利于提高Cl2产量、降低阳极O2含量的是 (填字母序号)。
A．使用Cl-浓度低的食盐水为原料
B．定期检查并更换阳离子交换膜
C．停产一段时间后，继续生产
(2)降低氯碱工业能耗的另一种技术是“氧阴极技术”。通过向阴极区通入O2，避免水电离的H+直接得电子生成H2，降低了电解电压，电耗明显减少。“氧阴极技术”的阴极反应为 。
22．回答下列问题：
I.某小组研究Na2S溶液与KMnO4溶液反应，探究过程如下。
实验序号 I Ⅱ
实验过程
实验现象 紫色变浅(pH>1)，生成棕褐色沉 淀(MnO2) 溶液呈淡黄色(pH≈8)，生成浅粉色沉淀(MnS)
资料：单质硫可溶于过量硫化钠溶液，Na2S2溶液呈淡黄色。
(1)根据实验可知，Na2S具有 性。
(2)甲同学预测实验I中S2- 被氧化成SO。
①根据实验现象，乙同学认为甲的预测不合理，理由是 。
②乙同学取实验I中少量溶液进行实验，检测到有SO，得出S2- 被氧化成SO的结论，丙同学否定了该结论，理由是 。
③同学们经讨论后，设计了如下实验，证实该条件下MnO的确可以将S2- 氧化成SO。
右侧烧杯中的溶液是 ；连通后电流计指针偏转，一段时间后， (填操作和现象)。
II.甲烷和甲醇的燃料电池具有广阔的开发和应用前景。
(3)甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC的工作原理如图所示：
通入a物质的电极是原电池的 (填“正”或“负”)极，其电极反应式为 。
(4)某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示U形管中氯化钠溶液的体积为800mL。闭合K后，若每个电池中甲烷通入量为0.224L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为 (法拉第常数，若产生的气体全部逸出，电解后溶液混合均匀，电解后U形管中溶液的pH为 (假设反应后溶液体积不变)。
23．“神舟十号”登天、“嫦娥二号”奔月，谱写了我国航天事业的新篇章。请回答下列问题：
(1)火箭升空需要高能的燃料，经常使用N2O4和N2H4作为燃料，请配平该反应方程式： N2O4 + N2H4 → N2 + H2O。该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。该反应应用于火箭推进器，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个明显的优点是 。
(2)某些火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水。当把0.4molN2H4（l)和0.8molH2O2（l）混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量（相当于25℃、101kPa下测得的热量）。该反应的热化学方程式为 。
(3)在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离除去CO2，还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化：2CO2=2CO+O2。其中生成的CO可用作燃料。已知该装置某极的电极反应式为：4OH- - 4e- = O2↑ + 2H2O，则另一极的电极反应式为： 。
24．电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。
请回答以下问题：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：Y电极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法是 。
(2)如要用电解方法精炼粗铜，则：X电极的材料是 ，电极反应式是 。电解液a可以选用 。
25．按要求填空：
(1)一种微型电池得电极材料是石墨和锂，电解质溶液为等物质的量的LiCl、AlCl3溶解在SOCl2中形成的溶液，总反应式为8Li +3SOCl2 =6LiCl +Li2SO3 +2S，则该电池的正极电极反应式为
(2)某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和食盐水，如图所示。
①甲烷燃料电池工作时，其负极电极反应式为
②闭合开关K后，a，b电极上均有气体生成，b电极的电极名称为 极(填“正”“负”“阴”或“阳”)，电极反应式为 ，电解饱和食盐水总反应的离子方程式为 。
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A A D D C C A C C A
题号 11 12 13 14 15
答案 D B C B D
1．A
【分析】除氮时，阳极生成氯气，2Cl--2e-═Cl2；除磷时，Fe作阳极失电子，石墨作阴极，阴极电极反应式为2H++2e-═H2。
【详解】A．电解一段时间(正负极交换前)，石墨做阳极，发生电极反应为：2Cl--2e-═Cl2，C12与水反应生成HCl、HClO，次氯酸将铵根离子氧化为氮气，+1价的氯元素被原为氯离子，因此，氯离子成为除氮的催化剂，阴极上水电离的氢离子放电产生氢气，电解的总反应为铵根转化为氮气、氢气和氢离子，氢离子浓度增大，故溶液pH减小，A错误；
B．若开始时n接电源负极，石墨为阴极，发生还原反应；铁棒为阳极，发生的反应为Fe-2e-═Fe2+，不生成C12，不能除去铵根离子，B正确；
C．若除去和的物质的量均为a，最终铵根离子转化为N2，转移电子数为3a；磷酸根转化为Fe3(PO4)2，转移电子数为3a，C正确；
D．交换正负极后电解液呈酸性，除磷的电极反应为，D正确；
故答案选A。
2．A
【分析】根据图片知，Cu为阳极，阳极上Cu失电子发生氧化反应生成Cu2+，电极反应式为，C为阴极，电极方程式为：2H++2e-=H2，以此解答。
【详解】A．阳极上发生氧化反应，溶液由无色变为蓝色，A正确；
B．阴极上H＋发生还原反应：2H＋＋2e-=H2↑，B错误；
C．a膜为阳离子选择性透过膜，通过a膜进入阴极室，C错误；
D．每转移2mol电子，有2mol的进入阴极室，由阴极电极反应式可知有氢气产生，会释放出去，故阴极室质量增重32g，D错误；
故答案选A。
3．D
【分析】装置图分析左侧阳极电极附近氢氧根离子放电生成氧气，溶液中氢离子浓度增大和碳酸钠反应生成碳酸氢钠，右侧阴极电极附近氢离子放电生成氢气，水电离平衡被破坏，溶液中氢氧根离子浓度增大，生成氢氧化钠，阳离子交换膜使允许阳离子通过，阴离子不能通过；
【详解】A．分析可知阴极产生的物质A是H2，A正确；
B．阳离子交换膜使允许阳离子通过，电极过程中溶液中Na+由阳极室向阴极室迁移，B正确；
C．阳极OH-放电，水电离平衡正向进行溶液中H+浓度增大，氢离子和离子反应转化为，C正确；
D．水为弱电解质，导电能力弱，随着反应不断进行，浓氢氧化钠流出，氢氧根离子不断减少，应及时补充稀氢氧化钠，增强溶液导电性，若B是NaCl会引入氯离子，氯离子会优先放电，D错误；
故选D。
4．D
【详解】A．a电极的乙二醛生成乙醛酸，碳元素化合价升高，所以a极为失去电子，是阳极，连接铅蓄电池正极，A正确；
B．铅蓄电池的正极得到电子，反应式为：，B正确；
C．浓盐酸的作用为增强溶液导电性,同时氯离子在阳极失去电子产生氯气，氯气氧化乙二醛得到乙醛酸，C正确；
D．铅蓄电池负极F反应式为，增重4.8g说明增加的硫酸根为4.8g，消耗硫酸根0.05mol，则转移电子为0.1mol，每1mol乙二醛生成乙醛酸，失去2mol电子，根据比例关系，则生成0.05mol乙醛酸，同时，由于正极得到相同电子数，乙二酸还原生成乙醛酸，则该装置理论上总的生成0.1mol乙醛酸，D错误；
答案选D。
5．C
【分析】根据装置使用图，充电时移向N极，说明N极为阴极，M极为阳极，充电时，M极的电极反应式为，N极的电极反应式为，故该装置的总反应为，则放电过程中，移向M极，M电极电极反应式：。
【详解】A．根据分析可知，充电时移向N极，说明N极为阴极，M极为阳极，A正确；
B．放电时，移向M极，但M电极电极反应式：，消耗的大于流入的，故左侧储液罐中的pH增大，B正确；
C．放电时，电流流动方向与电子流动方向相反，即电流流动方向：M极→导线→N极，C错误；
D．根据分析，充电时，M极的电极反应式为，N极的电极反应式为，故该装置的总反应为，D正确；
答案选C。
6．C
【分析】当开关置于K2时为原电池，放电时正极反应方程式为NaV2(PO3)2 + xe-+xNa+=Na(1+x)V2(PO3)2，则此时左侧为原电池的负极、右侧为原电池的正极；当开关置于K1时为电解池，放电时的负极此时要经还原反应恢复，则左侧为阴极、右侧为阳极。
【详解】A．从整个电池电子守恒可知，当有1mole-转移时，同时有1mol的正电荷发生转移，因此闭合K2，若外电路转移4 mol e-，则通过阳离子交换膜的Na+的数目为4NA，故A正确；
B．在电解池中阴极得电子发生还原反应，反应为Na++e-=Na，故B正确；
C．放电时正极反应方程式为NaV2(PO3)2 + xe-+xNa+=Na(1+x)V2(PO3)2，V的化合价降低，故C错误；
D．钠是非常活泼的金属，与水会直接反应，因此不能把溶剂碳酸酯换成水，故D正确；
故选C。
7．A
【分析】由题干信息Cu2+向左侧电极迁移可知，左侧为阴极，右侧为阳极，故a为电源的负极，b为电源的正极，左侧阴极电极反应为：Cu2++2e-=Cu，右侧阳极的电极反应为：2Cl- -2e-=Cl2↑，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，通电时阴极电极反应为：Cu2++2e-=Cu，则该电极极板增重，A正确；
B．电解质的电离是在水分子或受热熔融条件下，而不需要通电，B错误；
C．由分析可知，a为电源的负极，a端所连电极即阴极上发生还原反应，C错误；
D．常温下不是标准状况，则电路中每转移时2mole-得到1molCl2，但其体积大于22.4L，D错误；
故答案为：A。
8．C
【详解】A．向K2Cr2O7溶液中存在，滴加少量浓H2SO4，增大氢离子浓度，平衡逆向移动，颜色加深，A错误；
B．Fe作阳极上电解饱和食盐水，阳极上Fe失电子发生电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，阴极氢离子得电子生成氢气，则阴极的电极方程式为：2H++2e-=H2↑；溶液中Fe2+、OH-反应生成沉淀，则电池反应式为Fe+2H2OFe(OH)2↓+H2↑，B错误；
C．向KMnO4溶液中滴入H2O2溶液产生黑色沉淀即产生MnO2和气泡即O2，故离子方程式为：，C正确；
D．CuSO4溶液中滴加过量的浓氨水得到[Cu(NH3)4]2+，反应的离子方程式为Cu2++4NH3 H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O，D错误；
故答案为：C。
9．C
【分析】由图可知，放电时a电极上Cu3(PO4)2得到电子发生还原反应最终生成铜，为正极，则b为负极；
【详解】A．放电时电极a为正极，则充电时电极a为阳极，应接电源的正极，故A正确；
B．放电时，电解质溶液中Na+向正极极移动，由移动，故B正确；
C．充电时，电极b为阴极，得到电子发生还原反应生成，电极反应式为，故C错误；
D．第2次放电时，Cu2O得到电子发生还原反应生成铜和氢氧根离子，Cu2O+2e-+H2O=2Cu+2OH-，溶液碱性逐渐增强，故D正确；
答案选C。
10．A
【详解】A．用甲装置测定中和反应的反应热，装置中缺少环形玻璃搅拌棒，A不能达到实验目的；
B．Na2S溶液中通入SO2，发生反应2Na2S+3SO2=2Na2SO3+3S↓，则可用乙装置验证SO2的氧化性，B能达到实验目的；
C．Br2能与NaOH溶液发生反应Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O，则用丙装置可除去苯中溶解的溴，C能达到实验目的；
D．电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，铁制镀件镀铜时，铁制镀件作阴极，与电源负极相连，铜片作阳极，与电源正极相连，D能达到实验目的；
故选A。
11．D
【分析】吸收液与反应至降低为6左右时，溶液中主要成分为；根据电解装置图可知，a电极通入约为6的吸收液，生成氢气，则发生的电极反应为；b电极为失电子发生氧化反应生成，电极方程式为。
【详解】A．a电极发生反应，属于电解池的阴极，应接电源负极，A正确；
B．根据分析，电极上失电子发生氧化反应生成，B正确；
C．电解后左室生成，溶液呈碱性，则电解后的吸收液pH大于6，C正确；
D．根据分析，当电极生成时，转移电子数为1mol，结合得失电子守恒可知a电极上生成0.5mol，即标准状况下的，D错误；
答案选D。
12．B
【详解】A．电解水法制氢，生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：，故A错误；
B．催化加氢生成的反应，同时生成水，反应为：，故B正确；
C．氢气还原的反应，必须在高温条件下进行，反应方程式为：，故C错误；
D．与水反应生成氢氧化钙和氢气，反应的化学方程式为：，故D错误；
答案选B。
13．C
【详解】A．铝对应的氧化物Al2O3是两性氧化物，A错误；
B．Fe还可以形成复杂的氢氧化物，Cu可以形成碱式碳酸铜等，B错误；
C．AlCl3、FeCl3结构相似，熔沸点均较低，均为共价化合物，C正确；
D．根据电解原理，阴极上离子的放电顺序是：Cu2+＞H+＞Fe2+＞Al3+，Fe2+和Al3+不放电，Fe3+得电子成为Fe2+，不会析出铁，所以铁和Al不可以，因为它们比H活泼，只有Cu可以，D错误；
答案选C。
14．B
【分析】根据图中信息，N电极是氯离子失去电子变为氯气，则N为电解质的阳极，b为直流电源的正极，a为负极。
【详解】A．根据分析可知，a为负极，b为正极，因此b极电势高于a极，故A错误；
B．M电极为阴极，氢离子向M极移动，则M极上发生的反应为： ＋2e-＋2H＋＝，故B正确；
C．根据电解池“异性相吸”，则双极膜中向阳极即N电极迁移，故C错误；
D．电路中每通过1mol 时，N电极上生成0.5mol氯气，由于不清楚是否为标准状况下，则氯气体积未知，若为标准状况下则产生11.2L ，故D错误；
故答案选B。
15．D
【详解】A．不能直接用pH试纸伸入到溶液中测溶液的pH，且次氯酸钠具有漂白性，会将pH试纸漂白，不能测量pH，应用pH计，A不符合题意；
B．电镀时镀层金属在阳极，电源正极应与铜电极相连，铁勺应该连接电源的负极，B不符合题意；
C．为了减少热量损失，应用玻璃搅拌器，C不符合题意；
D．硫酸铝溶液在加热蒸发过程中，会发生水解反应：，硫酸为高沸点酸，不挥发，因此加热蒸发时，硫酸不会从溶液中挥发出去，最终得到的固体仍然是硫酸铝，使用的是蒸发皿和玻璃棒，D符合题意；
故答案选D。
16．(1)阳极
(2)280
(3)B
(4) NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH- Fe-6e-+8OH=FeO+4H2O
【分析】根据题中所给装置图，甲池为燃料电池，乙池、丙池为电解池，通燃料一极为负极，即A电极为负极，B为正极，根据电解原理，C电极为阳极，D为阴极，E为阳极，F为阴极，据此分析
【详解】（1）根据上述分析，丙池中E电极为阳极；故答案为阳极；
（2）乙池中C电极为阳极，根据电解原理，C电极反应式为Ag-e-=Ag+，B电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，根据转移电子物质的量相等，关系式有4Ag～4e-～O2，C极质量减少5.4g，即消耗Ag的物质的量为=0.05mol，标准状况下，消耗氧气体积为=0.28L，合280mL；故答案为280；
（3）F电极为阴极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，E电极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，溶液中减少Cu、O元素的质量，所以要让电解质溶液复原，两个电极产物Cu和氧气反应的产物是CuO，即需要加入CuO，
A．根据上述分析，加入Cu，不能复原，故A不符合题意；
B．根据上述分析，加入CuO，能复原，故B符合题意；
C．Cu(OH)2可以拆写成CuO·H2O，多加水，浓度比原来低，故C不符合题意；
D．碱式碳酸铜可以拆写成2CuO·H2O·CO2，多加水，浓度比原来低，故D不符合题意；
答案为B；
（4）①根据原电池工作原理，正极上得电子，化合价降低，根据电池总反应式，NiO2在正极上得电子，正极反应式为NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-；故答案为NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-；
②根据电解原理，阳极上失去电子，化合价升高，电解法制取高铁酸钠，铁元素的化合价升高，阳极反应式为Fe-6e-+8OH=FeO+4H2O，故答案为Fe-6e-+8OH=FeO+4H2O。
17．(1) 原电池
(2)
(3)1
(4)AC
(5) H2SO4 阴
(6)C
【分析】由图中可知，甲装置为原电池，通入甲醇一极，甲醇失去电子发生氧化反应，则a是原电池负极，通入氧气一极，氧气得到电子发生还原反应，b是原电池正极；乙丙装置为电解池，c、M为阳极，d、N为阴极；
【详解】（1）甲装置是原电池，a是原电池负极，碱性条件下甲醇失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，其电极反应为；
（2）乙池中c极为阳极，电极反应为水失去电子发生氧化反应生成氧气，；
（3）乙池为电解池，c极反应为，d极铜离子放电生成铜单质，由电荷守恒可知，当b极消耗标准状况下的O2112mL(为0.005mol)时，生成氢离子0.02mol，若乙中硫酸铜溶液的体积是200mL，假若电解前后溶液体积保持不变，则 c(H+)= 0.1mol/L，pH=1；
（4）由（3）分析可知，乙池损失的是铜与氧元素，所以要恢复到原来的状态只需要加入铜与氧元素即可，氢氧化铜、碱式碳酸铜会引入水，不合适，碳酸铜和氢离子反应生成二氧化碳逸出实际只进入溶液中的是铜、氧，氧化铜和氢离子反应而进入溶液，故选AC。
（5）由分析可知，M为阳极、N为阴极；丙装置的左室消耗的是水电离的OH-生成氧气和氢离子，硫酸根离子通过阴极膜M向左室定向移动，所以A出口的产品是H2SO4，M是阴离子交换膜；
（6）太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，故选C。
18． 正确 错误
【分析】由图可知，该装置为电解池，由电子转移的方向可知，与电源正极x极相连的a极为电解池的阳极，氧离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气，与电源负极y相连的b电极为阴极，二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成一氧化碳，氢气在阴极得到电子发生还原反应生成水。
【详解】①由分析可知，x极为电源正极，故答案为：正确；
②由分析可知，a极为电解池的阳极，b电极为阴极，则电解时，阴离子由阴极b移向阳极a，故答案为：错误。
19． Ｂ Ｃ Fe3++e-= Fe2+ 0.002 +6 杀菌的原因是有强氧化性，净水的原因是高铁酸钾的还原产物水解产生的Fe(OH)3胶体，有吸附性 阴 阴 Fe-6e-＋8OH－= FeO42-＋4H2O
【详解】（1）①电流方向为：a→b，所以电极A为正极，B 为负极。负极失电子，根据总反应可知B为铜片，正极上得电子，所以电解质溶液C为 Fe2(SO4)3溶液； ②A为正极，Fe3+得电子生成Fe2+，电极反应式为Fe3++e-= Fe2+ ；③电解硫酸钠溶液，阳极产生的气体为O2，标准状况下11.2mLO2的物质的量为5×10-4mol，电路中转移的电子的物质的量为n=4×5×10-4mol=2×10-3mol，原电池中Fe3+还原为Fe2+，根据电子守恒可知被还原的Fe3+的物质的量为0.002mol。
（2）①Na2FeO4中铁元素化合价为+6价；Na2FeO4具有强氧化性，可以杀毒，Na2FeO4发生氧化还原反应时被还原为Fe3+，Fe3+发生水解生成Fe(OH)3胶体，具有吸附性，因此 Na2FeO4可用来作净水剂。②电极Ni与电源负极连接，为阴极；阳极Fe失去电子，发生的反应为Fe-6e-＋8OH－= FeO42-＋4H2O，阳极区OH-不断消耗，要使反应持续，必须补充OH-，所以离子膜为阴离子交换膜，使阴极区的OH-进入阳极区。③根据产物可知Fe失去6个电子生成FeO42-，阳极反应式为Fe-6e-＋8OH－= FeO42-＋4H2O。
20． 氯气 a d 浓硫酸
【分析】电解饱和食盐时阳极阴离子Cl-、OH-放电，Cl-的放电能力强于OH-，阳极发生的方程式为：，阴极：；H2、2NaOH在阴极，NaOH溶液的出口为a，Cl2在阳极，精制饱和食盐水从阳极进入，要干燥Cl2需要用酸性干燥剂或中性干燥剂；
【详解】（1）电解饱和食盐时，阴极：氢离子放电，产生氢气，致使氢氧根离子浓度增大，钠离子和氢氧根离子的增大都发生在阴极室，所以a出口导出的液体是氢氧化钠溶液；阳极：氯离子放电，产生氯气，
故答案为：氯气；a；
（2）致使钠离子浓度升高，通过阳离子交换膜到达阴极室．所以d入口应加入精制饱和食盐水，
故答案为：d；
（3）要干燥Cl2需要用酸性干燥剂浓硫酸或P2O5等，中性干燥剂无水CaCl2，
故答案为：浓硫酸；
21．(1) 负 阳 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 2 A 2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Na+从c极区透过阳离子交换膜进入d极区，与OH- 结合生成NaOH 4OH-﹣4e-=O2↑+2H2O B
(2)O2+4e-+2H2O =4OH-
【详解】（1）甲装置为燃料电池，通氢气一极为负极，通氧气一极为正极，乙装置为电解池，c电极连接b电极，即c为阳极，d电极为阴极；
①a电极通入氢气，根据上述分析，a电极为负极，c电极为阳极，故答案为负；阳；
②c、d电极为石墨电极，根据电解原理，电解饱和NaCl溶液的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，d电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，d电极产生的气体为H2，产生1molH2时，乙装置转移电子物质的量为2mol；故答案为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；2；
③A．甲装置为燃料电池，实现化学能向电能的转化，故A正确；
B．根据原电池工作原理，Na＋透过阳离子交换膜向b极移动，故B错误；
C．c电极为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，Na＋透过阳离子交换膜流入d极区，c极一侧流出的是淡盐水或淡水，故C错误；
答案为A；
④根据上述分析，d电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，Na＋透过阳离子交换膜流入d极区，Na＋与OH－结合生成NaOH；故答案为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Na+从c极区透过阳离子交换膜进入d极区，与OH- 结合生成NaOH；
⑤根据离子放电顺序，OH－迁移至阳极区，OH－在阳极上放电，即电极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；故答案为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；
A．根据阴离子放电顺序，Cl－先放电，如果使用Cl－浓度低的食盐水为原料，水溶液中OH－放电，产生O2，使阳极O2的含量增多，故A不符合题意；
B．如果阳离子交换膜损伤，会使大量OH－迁移至阳极区，产生大量的O2，因此定期检查并更换阳离子交换膜，可以提高氯气产量，降低阳极氧气的含量，故B符合题意；
C．停产一段时间，继续生产，影响经济效益，不符合客观实际，故C不符合题意；
答案为B。
（2）阴极区通入氧气，避免水电离出H＋直接得电子生成H2，应是氧气在该电极得电子，即电极反应式O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故答案为O2＋2H2O＋4e－=4OH－。
22．(1)还原
(2) 溶液呈浅紫色，说明酸性KMnO4溶液过量，能被其继续氧化 因为KMnO4溶液是用H2SO4酸化的，溶液中本来就存在 0.01mol·L-1 KMnO4溶液(H2SO4酸化至pH=0) 取左侧烧杯中的溶液，用盐酸酸化后，滴加BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成
(3) 负 CH3OH-6e- +H2O=CO2↑+6H+
(4) 13
【详解】（1）实验I中KMnO4反应生成MnO2，Mn元素化合价由+7价降到+4价，KMnO4被还原，体现了Na2S的还原性。实验Ⅱ中KMnO4反应生成MnS，Mn元素化合价由+7价降到+2价，KMnO4被还原，体现Na2S的还原性；故答案为还原；
（2）①反应I，溶液紫色变浅，但紫色并未褪去，说明KMnO4过量，KMnO4能与SO 反应，则甲的预测不合理；故答案为溶液呈浅紫色，说明酸性KMnO4溶液过量，能被其继续氧化
②检验到溶液中存在SO，也不能说明S2- 被氧化为SO，因为KMnO4溶液是用H2SO4酸化的，溶液中本来就存在SO；故答案为因为KMnO4溶液是用H2SO4酸化的，溶液中本来就存在；
③要证明实验I中MnO将S2- 氧化为SO，则要先排除酸性高锰酸钾溶液中SO的干扰。可以将MnO与S2- 的氧化还原反应设计成带盐桥的原电池，将Na2S和酸性高锰酸钾分开反应。如果能在左侧烧杯中检验到SO，说明S2- 被氧化为SO。由实验I图可知，右侧烧杯中应放0.01mol·L-1 KMnO4溶液(H2SO4酸化至pH=0)；根据上述分析，取左侧烧杯中的溶液，用盐酸酸化后，滴加BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成；故答案为0.01mol·L-1 KMnO4溶液(H2SO4酸化至pH=0)；取左侧烧杯中的溶液，用盐酸酸化后，滴加BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成；
（3）燃料电池中，通入燃料的电极为负极，发生氯化反应。根据装置图可知左侧是电子流出的一极，所以通入a物质的电极是原电池的负极。由于存在质子交换膜，所以甲醇被氧化生成二氧化碳，电极反应式为CH3OH-6e- +H2O=CO2↑+6H+；故答案为负；CH3OH-6e- +H2O=CO2↑+6H+；
（4）串联电路电流处处相等，串联电路总电压等于各处电压之和，故题中两个相同的燃料电池串联，电子的传递量只能用一个电池计算。根据反应CH4+2O2=CO2+2H2O可知，电池通过的电量为；电解氯化钠溶液的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑可知关系式1mol CH4～8mol e- ～8mol NaOH，故若每个电池通入0.224L(标准状况)甲烷，生成0.08mol NaOH，c (NaOH)=0.08mol÷0.8L=0.1mol·L-1，pH=13；故答案为；13。
23． 1 2 3 4 2：1 产物无污染 N2H4（l)+2H2O2（l）= N2（g)+4H2O（g） H=-641.75kJ/mol 2CO2+4e- + 2H2O =2CO+4OH-
【分析】(1) 根据化合价升降法配平；还原剂对应的产物为氧化产物，氧化剂对应的产物为还原产物；反应的产物无污染；
(2)已知0.4molN2H4（l)和0.8molH2O2（l）混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量，则1 molN2H4（l)反应时，释放641.75kJ的热量；
(3)根据总反应式-阳极反应式=阴极电极反应式。
【详解】(1) N2O4中的N为+4价，反应时变为0价，得到8个电子，作氧化剂，N2H4中N为-2价，反应时变为0价，失去4个电子，作还原剂，则得失电子的最小公倍数为8，即N2O4系数为1，N2H4系数为2，根据原子守恒，氮气的系数为3，水的系数为4，方程式为N2O4 +2N2H4 =3N2 + 4H2O；还原剂对应的产物为氧化产物，氧化剂对应的产物为还原产物，氧化产物与还原产物物质的量之比为2：1；反应的产物无污染；
(2)已知0.4molN2H4（l)和0.8molH2O2（l）混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量，则1 molN2H4（l)反应时，释放641.75kJ的热量，热方程式为N2H4（l)+2H2O2（l）= N2（g)+4H2O（g） H=-641.75kJ/mol；
(3)根据方程式2CO2=2CO+O2，为非自发的氧化还原反应，则该装置为电解池，阳极反应式：4OH- - 4e- = O2↑+ 2H2O，总反应式为2CO2=2CO+O2，总反应式-阳极反应式=阴极电极反应式，则阴极反应式：2CO2+4e- + 2H2O =2CO+4OH-。
24．(1) 2Cl--2e-=Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色
(2) 纯铜 Cu2++2e-=Cu CuSO4溶液
【分析】该装置具有外接直流电源，则属于电解池，与电源负极相连的X电极为阴极，与电源正极相连的Y电极为阳极。
【详解】（1）由分析可知，Y电极为阳极，则Y电极上Cl-失电子生成Cl2，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，检验Cl2时，通常使用淀粉碘化钾试纸，方法是：把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色；
（2）如要用电解方法精炼粗铜，则粗铜作阳极，纯铜作阴极，X电极为阴极，则电极材料是纯铜，电极反应式是Cu2++2e-=Cu。电解液a中应含有Cu2+，可以选用CuSO4溶液。答案为：纯铜；Cu2++2e-=Cu；CuSO4溶液。
【点睛】精炼铜时，电解质溶液的组成会不断发生改变。
25．(1)
(2) 阴
【解析】(1)
正极发生还原反应，由总反应式8Li +3SOCl2 =6LiCl +Li2SO3 +2S可知，正极的电极反应式为；
(2)
①甲烷燃料电池中电解质溶液为KOH，CH4作负极，负极电极反应式为；
②b电极与甲烷燃料电池的负极相连，则b电极为阴极，电解质溶液为NaCl溶液，则阴极的电极反应式为，电解饱和食盐水总反应的离子方程式为。
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