第四章检测卷
（化学反应与电能）
班级：__________ 姓名：__________ 学号：__________ 成绩：__________
考生注意：
1．本试卷共8页。
2．满分为100分，考试用时为60分钟。
3．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的班级、姓名、学号填写在相应位置上。
4．请在相应位置上作答，保持试卷清洁完整。
一、选择题：本大题共16小题，共44分。第1～10小题，每小题2分；第11～16小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列事实不能用电化学原理解释的是( )
A．铝片不用特殊方法保护
B．轮船吃水线下的船体上装一定数量的锌块
C．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后反应速率增大
D．镀锌铁比较耐用
2．首饰一般用以装饰，也具有显示财富及身份的意义。在首饰的发展过程中，其制作工序也在不断地变化，下列首饰的制作工序中涉及电镀的是( )
3．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是( )
A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑
B．氢氧燃料电池的负极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应：Cu－2e－===Cu2+
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应：Fe－2e－===Fe2+
4．观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是( )
A．装置①中阳极上析出红色固体
B．装置②的待镀铁制品应与电源正极相连
C．装置③闭合开关后，外电路电子由a极流向b极
D．装置④的离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自由通过
5．某小组为研究电化学原理，设计下图装置，下列叙述不正确的是( )
A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2+＋2e－===Cu
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色
D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2+向铜电极移动
6．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，用电解法制备高纯度的镍，下列叙述中正确的是( )
A．阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2+＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
7．电极电势E是电化学中的重要物理量，它是判断氧化还原反应能否进行的重要依据，如图为铬元素的电极电势图（其中图1为酸性条件下的电极电势，图2为碱性条件下的电极电势）。A－B－C过程，若A－B过程的电极电势大于B－C过程的电极电势，则易发生A和C生成B的反应；若A－B过程的电极电势小于B－C过程的电极电势，则易发生B的歧化反应，下列说法正确的是( )
A．Cr3+易发生歧化反应
B．碱性条件下，CrO和Cr(OH)2可以发生反应
C．酸性条件下＋6价铬转换成＋3价铬比碱性条件下更难
D．若以Cr2O和Cr2+的反应构筑原电池，则正极反应为Cr2O＋7H2O＋6e－===2Cr3+＋14OH－
8．依据氧化还原反应2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2+(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。下列说法正确的是( )
A．X电极上发生的电极反应为Cu－2e－===Cu2+
B．电极X的材料是Cu，电解质溶液Y是CuSO4溶液
C．银电极为电池的负极，被氧化
D．盐桥中K＋移向CuSO4溶液
9．工业上电解熔融NaCl与电解食盐水都能直接得到的物质是( )
A．Na B．NaOH
C．H2 D．Cl2
10．肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸，但是以其为燃料的燃料电池是一种理想的电池，具有容量大、能量转化率高、产物无污染等特点，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是( )
A．电池工作时，正极附近的pH减小
B．当消耗1 mol O2时，有2 mol Na＋由甲槽向乙槽迁移
C．负极反应式为4OH－＋N2H4－4e－===N2↑＋4H2O
D．若去掉阳离子交换膜，电池也能正常工作
11．500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c（NO）＝6.0 mol·L-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是( )
A．上述电解过程中共转移6 mol电子
B．原混合溶液中c(K＋)为2 mol·L-1
C．电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol
D．电解后溶液中c(H＋)为2 mol·L-1
12．中国科学家研究出对环境污染小、便于铝回收的海水电池，其工作原理示意图如下：
下列说法正确的是( )
A．电极Ⅰ为阴极，其反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
B．聚丙烯半透膜允许阳离子从右往左通过
C．如果电极Ⅱ为活性镁铝合金，则负极区会逸出大量气体
D．当负极质量减少5.4 g时，正极消耗3.36 L气体
13．采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是( )
A．阳极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
B．电解一段时间后，阳极室的pH未变
C．电解过程中，H＋由a极区向b极区迁移
D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量
14．有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是( )
A．甲中负极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
B．乙中阳极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．丙中H＋向碳棒方向移动
D．丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体
15．下列叙述正确的是( )
A．电解饱和食盐水制烧碱时，Fe作阳极，石墨作阴极
B．电解氯化铜溶液时，阳极上产生的气体质量和阴极上析出的铜的质量相等
C．钢铁在空气中发生电化学腐蚀时，铁作负极
D．原电池工作时，阳离子移向电池的负极
16．电解硫酸钠溶液制取电池正极材料LiNiCoMnO2的前驱体NiCoMn(OH)2，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．石墨电极上发生氧化反应
B．交换膜A是阳离子交换膜，当电路转移0.2 mol e－时，有0.2 mol Na＋穿膜进入Ⅱ室
C．当标准状况下纯钛电极上产生2.24 L 气体时，产生0.1 mol 的NiCoMn(OH)2
D．若将纯钛电极直接放入Ⅱ室，则纯钛电极上会有金属与前驱体附着而使产率降低
二、非选择题：本大题共4小题，共56分。
17．（14分）
电池的种类繁多，应用广泛。根据电化学原理回答下列问题。
(1)已知金属活泼性：Mn>Zn。若如图1装置中负极金属的消耗速率为2×10-3 mol·s-1，则盐桥中K＋流向________（填“MnSO4”或“ZnSO4”）溶液的迁移速率为________mol·s-1。
(2)Mg—AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池总反应为2AgCl＋Mg＝Mg2+＋2Ag＋2Cl－，则负极材料为________，正极反应式为_____________________。
(3)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用如图2装置处理有机废水（以含CH3COO－的溶液为例）。隔膜1为______（填“阴”或“阳”）离子交换膜，负极的电极反应式为______________________________。当电路中转移0.2 mol 电子时，模拟海水理论上除盐________g。
(4)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐（NO）已成为环境修复研究的热点之一，Fe还原酸性水体中的NO的反应原理如图3所示。作负极的物质是________；正极的电极反应式是____________________________________。
18．（14分）
如图所示装置，C、D、E、F都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同（假设通电前后溶液体积不变），A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。
请回答：
(1)B极是电源的________，一段时间后，甲中溶液颜色________。
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为______________________________________。
(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应是____________，电镀液是______________溶液。
(4)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生的总反应的离子方程式为__________________________________________________________。
19．（14分）
(1)O2辅助的Al CO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式：_____________________________________________。
电池的正极反应式：6O2＋6e－===6O、6CO2＋6O===3C2O＋6O2。
反应过程中O2的作用是____________。
该电池的总反应式：_________________________________________________。
(2)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为________________________________________。电解后，________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
20．（14分）
KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：
(1)KIO3的化学名称是____________。
(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：
“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是__________。“滤液”中的溶质主要是_________________。“调pH”中发生反应的化学方程式为____________________________________________。
(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式______________________。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为__________，其迁移方向是___________ _____________________________________________________________。
③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有_______________________（写出一点）。第四章检测卷
（化学反应与电能）
班级：__________ 姓名：__________ 学号：__________ 成绩：__________
考生注意：
1．本试卷共8页。
2．满分为100分，考试用时为60分钟。
3．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的班级、姓名、学号填写在相应位置上。
4．请在相应位置上作答，保持试卷清洁完整。
一、选择题：本大题共16小题，共44分。第1～10小题，每小题2分；第11～16小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列事实不能用电化学原理解释的是( )
A．铝片不用特殊方法保护
B．轮船吃水线下的船体上装一定数量的锌块
C．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后反应速率增大
D．镀锌铁比较耐用
【答案】A
2．首饰一般用以装饰，也具有显示财富及身份的意义。在首饰的发展过程中，其制作工序也在不断地变化，下列首饰的制作工序中涉及电镀的是( )
【答案】C
3．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是( )
A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑
B．氢氧燃料电池的负极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应：Cu－2e－===Cu2+
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应：Fe－2e－===Fe2+
【答案】A
4．观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是( )
A．装置①中阳极上析出红色固体
B．装置②的待镀铁制品应与电源正极相连
C．装置③闭合开关后，外电路电子由a极流向b极
D．装置④的离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自由通过
【答案】C 【解析】装置①中阳极上氯离子放电生成氯气，A错误；装置②是电镀装置，待镀铁制品作阴极，应与电源负极相连，B错误；装置③闭合开关后，a极是负极，因此外电路电子由a极流向b极，C正确；装置④的离子交换膜只允许阳离子、水分子自由通过，D错误。
5．某小组为研究电化学原理，设计下图装置，下列叙述不正确的是( )
A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2+＋2e－===Cu
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色
D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2+向铜电极移动
【答案】D 【解析】a和b不连接时，铁与CuSO4溶液发生反应：Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu，A正确；a和b用导线连接时，组成了原电池，Fe为负极，Cu为正极，铜片上发生还原反应：Cu2+＋2e－===Cu，铁片上发生氧化反应：Fe－2e－===Fe2+，B正确；通过以上分析可知，无论a和b是否连接，均发生反应Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu，故溶液均从蓝色（Cu2+的颜色）逐渐变成浅绿色（Fe2+的颜色），C正确；a和b分别连接直流电源正、负极时，构成电解池，铜片为阳极，铁片为阴极，Cu2+应向阴极（铁电极）移动，D错误。
6．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，用电解法制备高纯度的镍，下列叙述中正确的是( )
A．阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2+＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
【答案】D 【解析】阳极应发生氧化反应，A错误；根据金属活动性顺序和金属阳离子的氧化性强弱，阳极反应为Zn－2e－===Zn2+、Fe－2e－===Fe2+、Ni－2e－===Ni2+，Cu、Pt在该条件下不失电子，阴极反应为Ni2+＋2e－===Ni。比较两电极反应，因Zn、Fe、Ni的相对原子质量不等，当两极通过相同的电量时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不等，B、C均错误。
7．电极电势E是电化学中的重要物理量，它是判断氧化还原反应能否进行的重要依据，如图为铬元素的电极电势图（其中图1为酸性条件下的电极电势，图2为碱性条件下的电极电势）。A－B－C过程，若A－B过程的电极电势大于B－C过程的电极电势，则易发生A和C生成B的反应；若A－B过程的电极电势小于B－C过程的电极电势，则易发生B的歧化反应，下列说法正确的是( )
A．Cr3+易发生歧化反应
B．碱性条件下，CrO和Cr(OH)2可以发生反应
C．酸性条件下＋6价铬转换成＋3价铬比碱性条件下更难
D．若以Cr2O和Cr2+的反应构筑原电池，则正极反应为Cr2O＋7H2O＋6e－===2Cr3+＋14OH－
【答案】B 【解析】由图可知，在酸性条件下，Cr2O和Cr3+的电极电势差为1.33 V，Cr3+和Cr2+、Cr的电极电势差分别为0.41 V、0.74 V，均为A－B过程的电极电势大于B－C过程的电极电势，不易发生歧化反应，A错误；由图可知，在碱性条件下，CrO和[Cr(OH)4]－的电极电势差－0.12V，大于[Cr(OH)4]－和Cr(OH)2的电极电势差(－1.1 V)，所以CrO和Cr(OH)2可以发生反应，B正确；由图可知，在酸性条件下，Cr2O和Cr3+的电极电势差为1.33 V，在碱性条件下，CrO和[Cr(OH)4]－的电极电势差为－0.12 V，所以酸性条件下＋6价铬转换成＋3价铬比碱性条件下更容易，C错误；若以Cr2O和Cr2+的反应构筑隙电池，则正极反应为Cr2O ＋ 6e ＋14H＋ ===2Cr3+＋7H2O，D错误。
8．依据氧化还原反应2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2+(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。下列说法正确的是( )
A．X电极上发生的电极反应为Cu－2e－===Cu2+
B．电极X的材料是Cu，电解质溶液Y是CuSO4溶液
C．银电极为电池的负极，被氧化
D．盐桥中K＋移向CuSO4溶液
【答案】A 【解析】依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2+(aq)＋2Ag(s)，铜失电子生成铜离子作负极，银离子在正极得电子生成银单质，原电池中电子由负极流出经导线流向正极，电解质溶液中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，有盐桥的装置中盐桥中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。X电极为Cu，作负极失电子生成铜离子，电极反应为Cu－2e－===Cu2+，A正确；结合原理及装置可知电极X应为Cu，作负极，Ag作正极，正极的电解质溶液应为硝酸银，B错误；银电极作为正极，溶液中的银离子在正极得到电子转变成Ag，被还原，C错误；盐桥中阳离子向正极移动即向电解质溶液Y移动，D错误。
9．工业上电解熔融NaCl与电解食盐水都能直接得到的物质是( )
A．Na B．NaOH
C．H2 D．Cl2
【答案】D
10．肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸，但是以其为燃料的燃料电池是一种理想的电池，具有容量大、能量转化率高、产物无污染等特点，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是( )
A．电池工作时，正极附近的pH减小
B．当消耗1 mol O2时，有2 mol Na＋由甲槽向乙槽迁移
C．负极反应式为4OH－＋N2H4－4e－===N2↑＋4H2O
D．若去掉阳离子交换膜，电池也能正常工作
【答案】C 【解析】电池工作时，O2在正极发生还原反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，由于生成OH－，溶液的pH增大，A错误；当消耗1 mol O2时，电路中转移4 mol电子，生成4 mol OH－，为保持溶液呈电中性，应有4 mol Na＋由甲槽向乙槽迁移，B错误；N2H4在负极上失电子发生氧化反应，则负极反应式为4OH－＋N2H4－4e－===N2↑＋4H2O，C正确；若去掉阳离子交换膜，肼会与水中溶解的氧气直接接触，发生爆炸，无法正常工作，D错误。
11．500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c（NO）＝6.0 mol·L-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是( )
A．上述电解过程中共转移6 mol电子
B．原混合溶液中c(K＋)为2 mol·L-1
C．电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol
D．电解后溶液中c(H＋)为2 mol·L-1
【答案】B 【解析】两极都收集到22.4 L气体，说明阴极上发生的反应依次为：①Cu2+＋2e－===Cu；②2H＋＋2e－===H2↑，阳极只生成O2：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，n(H2)＝n(O2)＝1 mol，则n(e－)＝4 mol，A错误；根据电子转移守恒得，原溶液中n(Cu2+)＝1 mol，根据电荷守恒有n(K＋)＋n(Cu2+)×2＝n（NO），所以n(K＋)＝1 mol，c(K＋)＝2 mol·L-1，B正确；根据Cu析出后，溶液中只有KNO3和HNO3，由电荷守恒可以推出c(H＋)＝4 mol·L-1，D错误。
12．中国科学家研究出对环境污染小、便于铝回收的海水电池，其工作原理示意图如下：
下列说法正确的是( )
A．电极Ⅰ为阴极，其反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
B．聚丙烯半透膜允许阳离子从右往左通过
C．如果电极Ⅱ为活性镁铝合金，则负极区会逸出大量气体
D．当负极质量减少5.4 g时，正极消耗3.36 L气体
【答案】C 【解析】电极Ⅰ为正极，电解质溶液为碱性，其反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A错误；根据图中信息知右边为酸性溶液，左边为碱性海水，右边氢离子不能通过聚丙烯半透膜，B错误；若不在标准状况下，则无法计算正极消耗气体的体积，D错误。
13．采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是( )
A．阳极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
B．电解一段时间后，阳极室的pH未变
C．电解过程中，H＋由a极区向b极区迁移
D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量
【答案】D
14．有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是( )
A．甲中负极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
B．乙中阳极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．丙中H＋向碳棒方向移动
D．丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体
【答案】C 【解析】甲图中Zn为负极，失去电子，生成Zn2+，电极反应式为Zn－2e－===Zn2+，A错误；乙图中银与电源的正极相连接，为阳极，发生氧化反应。乙中阳极反应式为Ag－e－===Ag＋，B错误；丙中铁作负极，失去电子发生氧化反应，电解液中的H＋得到电子向正极移动，即H＋向碳棒方向移动，C正确；丁图中Pt与电源的正极相连，为阳极，阳极上I－先失去电子发生氧化反应，D错误。
15．下列叙述正确的是( )
A．电解饱和食盐水制烧碱时，Fe作阳极，石墨作阴极
B．电解氯化铜溶液时，阳极上产生的气体质量和阴极上析出的铜的质量相等
C．钢铁在空气中发生电化学腐蚀时，铁作负极
D．原电池工作时，阳离子移向电池的负极
【答案】C
16．电解硫酸钠溶液制取电池正极材料LiNiCoMnO2的前驱体NiCoMn(OH)2，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．石墨电极上发生氧化反应
B．交换膜A是阳离子交换膜，当电路转移0.2 mol e－时，有0.2 mol Na＋穿膜进入Ⅱ室
C．当标准状况下纯钛电极上产生2.24 L 气体时，产生0.1 mol 的NiCoMn(OH)2
D．若将纯钛电极直接放入Ⅱ室，则纯钛电极上会有金属与前驱体附着而使产率降低
【答案】B 【解析】由图可知，前驱体在Ⅲ室生成，则Ⅱ室的金属阳离子进入Ⅲ室，交换膜B为阳离子交换膜，则右侧纯钛电极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，OH－与金属阳离子结合得到前驱体，为保持电荷守恒，交换膜A为阴离子交换膜，左侧石墨电极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，所以电解过程实际上是电解水。由上述分析可知，石墨为阳极，发生氧化反应，A正确；由分析可知，交换膜A为阴离子交换膜，B错误；在标准状况下纯钛电极上产生气体体积为2.24 L，即生成0.1 mol H2，由电极反应式2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－可知，生成0.2 mol OH－，则最终生成0.1 mol的NiCoMn(OH)2，C正确；纯钛电极若直接放入Ⅱ室，金属离子也会得电子导致金属单质的生成，则纯钛电极上会有金属与前驱体附着而使产率降低，D正确。
二、非选择题：本大题共4小题，共56分。
17．（14分）
电池的种类繁多，应用广泛。根据电化学原理回答下列问题。
(1)已知金属活泼性：Mn>Zn。若如图1装置中负极金属的消耗速率为2×10-3 mol·s-1，则盐桥中K＋流向________（填“MnSO4”或“ZnSO4”）溶液的迁移速率为________mol·s-1。
(2)Mg—AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池总反应为2AgCl＋Mg＝Mg2+＋2Ag＋2Cl－，则负极材料为________，正极反应式为_____________________。
(3)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用如图2装置处理有机废水（以含CH3COO－的溶液为例）。隔膜1为______（填“阴”或“阳”）离子交换膜，负极的电极反应式为______________________________。当电路中转移0.2 mol 电子时，模拟海水理论上除盐________g。
(4)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐（NO）已成为环境修复研究的热点之一，Fe还原酸性水体中的NO的反应原理如图3所示。作负极的物质是________；正极的电极反应式是____________________________________。
【答案】（14分，未标注的每空1分）
(1)ZnSO4 4×10-3（2分） (2)Mg AgCl＋e－===Ag＋Cl－（2分） (3)阴 CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋（2分） 11.7（2分） (4)Fe NO＋8e－＋10H＋===NH＋3H2O（2分）
【解析】(1)已知金属活泼性：Mn>Zn，Mn作负极，Zn作正极，溶液中阳离子移向正极，负极反应式为Mn－2e－===Mn2+，负极金属的消耗速率为2×10-3 mol·s-1，电子转移速率为2×10-3 mol·s-1×2＝4×10-3 mol·s-1，则盐桥中K＋流向ZnSO4溶液的迁移速率为4×10-3 mol·s-1。(2)根据电池总反应可知，镁为还原剂，则负极材料为Mg，氧化剂为氯化银，参与正极电极反应，则正极反应式：AgCl＋e－===Ag＋Cl－。(3)a极为原电池的负极，醋酸跟变为二氧化碳和氢离子，电极反应式：CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋；同时可实现海水淡化，所以隔膜一为阴离子交换膜，海水中氯离子透过离子交换膜，实现海水淡化；转移电子和离子的关系：Cl－～e－～Na＋，当电路中转移0.2 mol电子时，理论上除盐0.2 mol，为11.7 g。(4)根据图示可知，Fe失去电子发生氧化反应；Fe还原酸性水体中的NO，正极的电极反应式：NO＋8e－＋10H＋===NH＋3H2O。
18．（14分）
如图所示装置，C、D、E、F都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同（假设通电前后溶液体积不变），A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。
请回答：
(1)B极是电源的________，一段时间后，甲中溶液颜色________。
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为______________________________________。
(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应是____________，电镀液是______________溶液。
(4)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生的总反应的离子方程式为__________________________________________________________。
【答案】（14分，未标注的每空2分）
(1)负极 变浅
(2)1∶2∶2∶2（3分）
(3)铜件 AgNO3
(4)Fe＋Cu2+Cu＋Fe2+（3分）
【解析】(1)F极附近溶液呈红色，说明F极是阴极，产生了NaOH，则B极是电源的负极。(2)甲中，C极为阳极，阳极发生氧化反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；D极为阴极，阴极发生还原反应：2Cu2+＋4e－===2Cu。乙中，E极为阳极，电极反应为4Cl－－4e－===2Cl2↑，F极为阴极，电极反应为4H＋＋4e－===2H2↑。甲、乙池串联，转移电子的数目相同，故C、D、E、F电极产生单质的物质的量之比为n(O2)∶n(Cu)∶n(Cl2)∶n(H2)＝1∶2∶2∶2。(3)H极与电源负极相连，H极为阴极，电镀时，镀件应作阴极，即H应该是镀件，电镀液可以是AgNO3溶液。(4)若C电极为铁，铁为活性电极，阳极反应：Fe－2e－===Fe2+，阴极反应：Cu2+＋2e－===Cu，总反应：Fe＋Cu2+Cu＋Fe2+。
19．（14分）
(1)O2辅助的Al CO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式：_____________________________________________。
电池的正极反应式：6O2＋6e－===6O、6CO2＋6O===3C2O＋6O2。
反应过程中O2的作用是____________。
该电池的总反应式：_________________________________________________。
(2)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为________________________________________。电解后，________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
【答案】（14分）
(1)Al－3e－===Al3+（或2Al－6e－===2Al3+）（3分） 催化剂（2分） 2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3（4分）
(2)2H2O－4e－===4H＋＋O2↑（3分） a（2分）
【解析】(1)该电池中Al作负极，电解质为含AlCl3的离子液体，故负极反应为Al－3e－===Al3+。正极为多孔碳电极，根据正极反应式，得正极总反应为6CO2＋6e－===3C2O，O2不参与正极的总反应，故O2为催化剂。将负极反应：2Al－6e－===2Al3+和正极反应：6CO2＋6e－===3C2O相加，可得该电池的反应式为2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3。(2)阳极发生氧化反应：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阳极室H＋向a室迁移，a室中的Na2SO3转化成NaHSO3。阴极发生还原反应析出H2，OH－增多，Na＋由a室向b室迁移，则b室中Na2SO3浓度增大。
20．（14分）
KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：
(1)KIO3的化学名称是____________。
(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：
“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是__________。“滤液”中的溶质主要是_________________。“调pH”中发生反应的化学方程式为____________________________________________。
(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式______________________。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为__________，其迁移方向是___________ _____________________________________________________________。
③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有_______________________（写出一点）。
【答案】（14分，未标注的每空2分）
(1)碘酸钾（1分）
(2)加热 KCl KH(IO3)2＋KOH===2KIO3＋H2O（或HIO3＋KOH===KIO3＋H2O）
(3)①2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ ②K＋（1分） 由a到b ③产生Cl2易污染环境等
【解析】(2)温度升高气体溶解度减小，Cl2被逐出，KH(IO3)2结晶析出，“滤液”中溶质主要是KCl；“调pH”目的是生成KIO3，所以选用KOH溶液，发生反应的化学方程式为KH(IO3)2＋KOH===2KIO3＋H2O（或HIO3＋KOH===KIO3＋H2O）。(3)①阴极区电解质是KOH，被电解的是H2O：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑；②电解时，阳离子向阴极区移动，故K＋由a向b迁移；③“KClO3氧化法”中产生有毒气体Cl2，易污染环境。
