第四章 化学反应与电能 章末闯关试题 2024-2025学年化学人教版(2019) 选择性必修第一册
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| 名称 | 第四章 化学反应与电能 章末闯关试题 2024-2025学年化学人教版(2019) 选择性必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 914.8KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-03-27 16:06:22 | ||
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第四章 化学反应与电能 章末闯关试题
2024-2025学年化学人教版(2019) 必修第一册
一、单选题
1．电化学原理在生活中广泛存在，下列叙述错误的是
A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B．用锡焊接铁质器件，焊接处易生锈
C．可以将电源正极与铁质闸门相连，保护闸门
D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
2．关于下列各装置图的叙述中，不正确的是（ ）
A．用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液
B．装置②的总反应是Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
C．装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连
D．装置④中的铁钉几乎没被腐蚀
3．下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是
A．碱性氢氧燃料电池的负极反应式：
B．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+
C．用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极的电极反应式为：
D．在铁制品上镀银时，铁制品与电源正极相连，发生电极反应：Fe-2e-=Fe2+
4．我国科学家最近发明了一种电解质溶液为、、的电池，由M和N两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域，工作原理如图。下列说法错误的是
A．该装置为化学能转化为电能装置
B．钾离子通过M阳离子交换膜向A区域移动
C．正极电极反应式为
D．一段时间后B区域的电解质溶液浓度增大
5．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是
A．Li是正极，电极反应式为Li－e－＝Li＋
B．Li是负极，电极反应式为Li－e－＝Li＋
C．MnO2是负极，电极反应式为MnO2＋e－＝MnO2-
D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－＝Li2＋
6．某燃料电池可实现NO和CO的无害转化，其结构如图所示。下列说法正确的是
A．石墨Ⅰ电极上发生氧化反应
B．电池工作时Na+向石墨Ⅱ电极处移动
C．石墨Ⅱ反应式：CO－2e－＋O2－＝CO2
D．电路中每通过6 mol电子，生成1 mol N2
7．用惰性电极电解100mLK2SO4和CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，阴、阳两极分别收集到2.24L和3.36L气体(标况)，若要电解质恢复至原浓度应加入的物质及用量为
A．0.1mol Cu2(OH)2CO3 B．0.2mol CuO
C．0.2mol Cu(OH)2 D．0.2mol CuCO3
8．人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是
A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B．催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生
C．催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强
D．催化剂b表面的反应是CO2+2H++2e一=HCOOH
9．我国是一个严重缺水的国家，污水治理越来越引起人们重视，可以通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚，其原理如图所示，下列说法不正确的是
A．电子从A极沿导线经小灯泡流向B极
B．B极的电极反应式为
C．当外电路中有转移时，通过质子交换膜的的个数为
D．A极的电极反应式为
10．某实验小组在常温下进行电解饱和Ca(OH)2溶液的实验，实验装置与现象见下表。
序号 I II
装置
现象 两极均产生大量气泡，b极比a极多；a极溶液逐渐产生白色浑浊，该白色浑浊加入盐酸有气泡产生 两极均产生大量气泡，d极比c极多；c极表面产生少量黑色固体；c极溶液未见白色浑浊
下列关于实验现象的解释与推论，正确的是（ ）
A．a极溶液产生白色浑浊的主要原因是电解过程消耗水，析出Ca(OH)2固体
B．b极产生气泡：4OH－ －4e－ === O2↑ ＋2H2O
C．c极表面变黑：Cu －2e－ ＋2OH－ === CuO ＋H2O
D．d极电极反应的发生，抑制了水的电离
11．氨硼烷作为一种非常有前景的储氢材料，近年来日益受到人们的重视。氨硼烷电池可在常温下工作，装置如图所示，该电池的总反应为。下列说法正确的是
A．右侧电极上发生氧化反应
B．电池工作时，通过质子交换膜向左侧移动
C．正极的电极反应式为
D．每消耗31g氨硼烷，理论上转移6mol电子
12．电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是
A．Ag为阳极 B．Ag+由银电极向变色层迁移
C．W元素的化合价升高 D．总反应为：WO3+xAg=AgxWO3
13．某反应中反应物与生成物有，将上述反应设计成的原电池如图甲所示、电解池如图乙所示，乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量的变化关系如图丙。下列判断正确的是
A．图中X溶液是
B．原电池工作时，盐桥中的不断进入X溶液中
C．图丙中的③线是的变化
D．甲乙两装置中的Cu电极上均发生还原反应
14．一种处理的流程如图所示，下列说法不正确的是
A．该流程中原电池的负极反应是
B．该流程的优点是可循环利用，同时得到清洁燃料
C．电解槽阴极附近pH变大
D．该流程说明反应可自发进行
15．二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池电解含有尿素的碱性溶液，用于废水处理，其装置如图所示(装置中c、d均为惰性电极，隔膜仅阻止气体通过)。
下列说法正确的是
A．二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池放电时质子从电极b移向电极a
B．电极c附近发生的电极反应为
C．装置中电子移动方向：电极电极隔膜电极电极b
D．当有个质子通过质子交换膜时，产生(标准状况)
二、填空题
16．到目前为止，由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的主要能源。
(1)从能量变化角度研究反应：。下图能正确表示该反应中能量变化的是 (填字母)。
(2)将Zn棒和Cu棒用导线连接后，放入某电解质溶液中，构成如图所示装置。
①若电解质溶液为稀硫酸，则Zn棒为原电池的 (填“正”或“负”)极，可观察到Cu棒上有气泡生成，写出Cu棒上的电极反应式 。若反应过程中Zn棒减少的质量为3.25 g，则生成的氢气在标准状况下的体积为 L。
②若电解质为硫酸铜溶液，则Cu棒上发生 (填“氧化”或“还原”)反应，Zn棒上发生的电极反应式为 。
③若实验过程中发现Zn棒上产生了氢气，请说明原因 。
三、解答题
17．将CO2还原成甲烷，是实现CO2资源化利用的有效途径之一。
I．CO2甲烷化
CO2甲烷化过程可能发生反应：
ⅰ．CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1
ⅱ．CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH2=＋41.2kJ mol 1
ⅲ．CO(g)＋3H2(g) CH4(g)＋H2O(g) ΔH3=-206.1kJ mol 1
……
(1)ΔH1= kJ mol 1。
Ⅱ．微生物电化学法
微生物电化学产甲烷法是将电化学法和生物还原法有机结合，装置如图所示。
(2)阴极的电极反应式是 。
(3)若生成1 mol CH4，理论上阳极室生成CO2的体积是 L(标准状况，忽略气体的溶解)。
18．“氰化提金”产生的废水中含有一定量的，为处理含氰废水科研人员进行了大量研究。回答下列问题：
(1)25℃，氢氰酸(HCN)、碳酸在水中的电离常数如下表：
酸 HCN
①常温下，将的HCN溶液加水稀释至1000mL，溶液的pH 6(填“>”“<”或“=”)。
②常温下，pH相等的NaCN和溶液相比，浓度较大的是 (填化学式)溶液。
③将少量通入NaCN溶液中，反应的离子方程式是 。
④常温下，在溶液中加入溶液。所得混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
(2)HCN的电子式是 。
(3)电解法处理含氰废水也是常用方法之一，其原理如图所示。
①电解时，阴极是 (填“A”或“B”)。
②电解时，发生反应的电极反应式是 。
③常温下，为了研究pH对除氰效率的影响，控制电流密度为，电解时间1h，测得除氰效率(%)随pH变化如图所示。结合图中信息分析，当，除氰效率降低，原因是 。
参考答案
1．C
A．生铁中含有碳,容易形成碳铁原电池而被腐蚀，抗腐蚀能力比纯铁弱，A正确；
B．铁活动性大于锡，容易形成原电池而被腐蚀，B正确；
C．将电源负极与铁质闸门相连，保护闸门，C错误；
D．铁管上镶嵌锌块，锌比铁活泼，锌腐蚀而铁管不易被腐蚀，D正确；
故选C。
2．B
A. 根据电流方向知，a是电解池阳极，b是电解池阴极，用装置①精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质溶液是含有铜离子的可溶性盐溶液，所以a极为粗铜，电解质溶液为硫酸铜溶液，故A不选；
B. 铁比铜活泼，所以铁是负极，电极总反应式为：Fe+2Fe3+═3Fe2+，故B选；
C. 电解池的阴极上电解质溶液中阴离子导电，所以阴极金属被保护，则为了保护金属不被腐蚀，被保护的金属应该与电源的负极相连作阴极，故C不选；
D. 电解质溶液是浓硫酸，呈强氧化性，铁被钝化，几乎没被腐蚀，故D不选；
故选：B。
3．C
A．在碱性氢氧燃料电池，通入燃料H2的电极为负极，负极上H2失去电子，产生的H+与OH-结合生成H2O，则负极的电极反应式为：H2-2e-+2OH-=2H2O，A错误；
B．粗铜精炼时，与电源正极相连的电极是阳极，阳极材料是粗铜，阳极的电极反应式主要为Cu-2e-=Cu2+，B错误；
C．用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极上H2O电离产生的H+得到电子被含有产生H2，则阴极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，C正确；
D．在铁制品上镀银时，铁制品与电源负极相连作阴极，发生电极反应：Ag++e-=Ag，D错误；
故合理选项是C。
4．B
A．该装置没有外接电源，故为原电池，是化学能转化为电能装置，A正确；
B．A区氢氧根离子减少，钾离子透过M膜进入B区，M膜为阳离子交换膜，硫酸根离子透过N膜进入B区，N膜为阴离子交换膜，B错误；
C．为正极得电子，正极电极反应式为，C正确；
D．电池放电时，A区氢氧根离子减少，钾离子透过M膜进入B区，C区氢离子减少程度为硫酸根离子的4倍，故硫酸根离子透过N膜进入B区，故B区域的电解质溶液浓度增大，D正确；
答案选B。
5．B
在原电池中，失电子的金属为负极，发生失电子的氧化反应，得电子的物质在正极发生还原反应，锂电池是一种体积小，储存能量较高的可反复充电的环保电池。
A．根据锂电池的总反应式Li+MnO2=LiMnO2，失电子的金属Li为负极，电极反应为：Li-e-=Li+，故A错误；
B．根据锂电池的总反应式Li+MnO2=LiMnO2，失电子的金属Li为负极，电极反应为：Li-e-=Li+，故B正确；
C．MnO2是正极，电极反应为MnO2+e-=MnO2-，故C错误；
D．负极电极反应为：Li-e-=Li+，故D错误；
故答案为B。
6．C
A. 石墨Ⅰ电极上NO发生反应生成N2，化合价降低，属于还原反应，故A错误；
B. 电池工作时Na+向正极移动，即向石墨I电极处移动，故B错误；
C. 如图所示，石墨Ⅱ为负极，失电子，发生还原反应，反应式为：CO－2e－＋O2－＝CO2，故C正确；
D. N元素化合价有+2降低为0，每生成1molN2得到4mol电子，则电路中每通过6 mol电子，生成1.5 mol N2，故D错误；
故选C。
7．A
用惰性电极电解100mLK2SO4和CuSO4的混合溶液，阳极的电极反应为，阴极反应为、，阳极生成3.36L氧气，物质的量为0.15mol，转移的电子数为0.6mol，阴极生成2.24L氢气，物质的量为0.1mol，生成0.1mol氢气得到的电子数为0.2mol，则剩余0.4mol电子由铜离子获得，生成铜0.2mol，因此电解质要想恢复电解前的状态，需加入0.2molCuO(或CuCO3)和0.1mol水或者0.1molCu2(OH)2CO3；
故答案选A。
8．C
根据装置图中电子的流向，判断催化剂a为负极电极反应：2H2O-4 e-═O2+4H+，酸性增强；催化剂b为正极，电极反应：CO2+2H++2e-═HCOOH，酸性减弱，总的电池反应为2H2O+2CO2═2 HCOOH+O2，该过程把太阳能转化为化学能
A、过程中是光合作用，太阳能转化为化学能，故A正确；
B、催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生，故B正确；
C、催化剂a附近酸性增强，催化剂b附近酸性条件下生成弱酸，酸性减弱，故C错误；
D、催化剂b表面的反应是通入二氧化碳，酸性条件下生成HCOOH，电极反应为：CO2+2H++2e一═HCOOH，故D正确；
故选C。
9．A
原电池中阳离子移向正极，根据原电池中氢离子的移动方向可知A为正极，正极有氢离子参与反应，电极反应式为，B为负极，电极反应式为。
A．题图中氢离子从B极穿过质子交换膜向A极迁移，则电子从B极经导线和小灯泡向A极迁移，A错误；
B．B极为电池的负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为，B正确；
C．根据得失电子守恒可知，当外电路中有转移时，通过质子交换膜的的个数为，C正确；
D．A为正极，得到电子，发生还原反应，由题图可知有参与反应，电极反应式为，D正确；
故选A。
10．C
A、a极为电解池的阳极，氢氢根离子放电生成氧气与电极C反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙，该白色浑浊为碳酸钙，加入盐酸有二氧化碳产生，而不是析出Ca(OH)2固体，故A错误；
B、b极是阴极，水电离产生的氢离子放电生成氢气，而不是氢氧根离子放电，生成氧气，故B错误；
C、c极为阳极，表面产生少量黑色固体，是铜放电生成的氧化铜，所以c极表面变黑：Cu-2e-+2OH-═CuO+H2O，故C正确；
D、d极为阴极，是水电离产生的氢离子放电生成氢气，促进了水的电离，故D错误；
答案选C。
明确电解时两个电极发生的反应是解本题关键。解答本题需要注意结合现象分析。本题的易错点为A，白色沉淀如果是氢氧化钙，与盐酸应该没有气体放出。
11．D
根据该电池的总反应可知，在右侧电极上得到电子发生还原反应，在左侧电极上失去电子发生氧化反应，则左侧电极为电池负极，右侧电极为电池正极，据此分析解答。
A．根据分析，在右侧电极上得到电子发生还原反应，A项错误；
B．根据分析，右侧电极为电池正极，电极反应式为：，故电池工作时，通过质子交换膜向右侧移动，B项错误；
C．由选项B分析可知，正极的电极反应式为：，C项错误；
D．根据总反应知，每消耗31g氨硼烷，则消耗，结合正极反应式可知，理论上转移6mol电子，D项正确；
故选D。
原电池中离子的移向可根据一般规律：阴离子移向负极，阳离子移向正极来判断。
12．C
从题干可知，当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3器件呈现蓝色，说明通电时，Ag电极有Ag+生成然后经固体电解质进入电致变色层，说明Ag电极为阳极，透明导电层时阴极，故Ag电极上发生氧化反应，电致变色层发生还原反应。
A．通电时，Ag电极有Ag+生成，故Ag电极为阳极，故A项正确；
B．通电时电致变色层变蓝色，说明有Ag+从Ag电极经固体电解质进入电致变色层，故B项正确；
C．过程中，W由WO3的+6价降低到AgxWO3中的+(6-x)价，故C项错误；
D．该电解池中阳极即Ag电极上发生的电极反应为：xAg-xe- = xAg+，而另一极阴极上发生的电极反应为：WO3+xAg++xe- = AgxWO3，故发生的总反应式为：xAg + WO3 =AgxWO3，故D项正确；
答案选C。
电解池的试题，重点要弄清楚电解的原理，阴、阳极的判断和阴、阳极上电极反应式的书写，阳极反应式+阴极反应式=总反应式，加的过程中需使得失电子数相等。
13．B
据反应物和生成物可以确定该反应为，所以X为和溶液。甲为原电池，铜为负极，乙为电解池，铜为阳极。
A．根据分析，X为和溶液，A错误；
B．Cu作负极，石墨作正极，盐桥中阳离子向正极移动，则不断移向正极即进入X溶液中，B正确；
C．根据丙图可知溶液中有三种金属阳离子，而根据X的成分可知X中只有两种金属阳离子，说明在电解过程中阳极的Cu失去电子生成，它的物质的量从零逐渐增大，③为，阴极的反应为Fe3++e-=Fe2+，则①表示Fe3+，C错误；
D．装置甲为原电池，铜作负极，发生氧化反应，装置乙为电解池，铜作阳极，发生氧化反应，D错误；
故选B。
14．D
原电池中SO2在负极发生氧化反应，Br2在正极发生还原反应，总反应为：；电解槽中HBr发生电解生成Br2和H2。
A．在原电池负极上，还原性物质发生氧化反应：，A正确；
B．根据流程可知有生成，电解生成的参与原电池反应，故可循环利用，同时得到清洁燃料，B正确；
C．电解槽阴极反应式为，酸性减弱，pH增大，C正确；
D．原电池反应一定是自发进行的，电解池反应不一定是自发进行的，反应不能直接设计成原电池，说明反应不能自发进行，D错误；
故选D。
15．D
A．在酸性二氧化硫-空气燃料电池中，电极a上SO2发生失电子的氧化反应生成H2SO4 ，则电极a作负极，电极b作正极，电池工作时，阳离子从负极区移向正极区，即从电极a移向电极b ，故A错误；
B．电池是碱性环境，电极c附近发生的电极反应为，故B错误；
C．.电子只能在导线中移动，不能在溶液中迁移，则电子流动方向:电极电极d、电极电极b，故C错误；
D．当有个质子通过质子交换膜时说明电路中转移电子0.3mol，根据电极反应可知产生N20.5mol，即标况下产生，故D正确；
故答案为D
16．(1)A
(2) 负 2H++2e-=H2↑ 1.12 还原 Zn-2e-=Zn2+ 可能是Zn棒不纯，含有其他金属，Zn棒本身与电解质溶液构成了原电池产生氢气，或者可能是Zn直接与电解质溶液反应产生了氢气
（1）氢气在氧气中燃烧生成水，该反应为放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，能正确表示该反应中能量变化的是A。
（2）①电解质溶液为稀硫酸，Zn、Cu为电极材料，则Zn棒为原电池的负极，铜棒上有气泡生成，是氢离子在铜棒上得电子生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑。负极上电极反应为Zn-2e-=Zn2+，Zn棒质量减少3.25g，物质的量为0.05mol，转移电子0.1mol，则正极上生成0.05mol氢气，标况下体积为1.12L。
②电解质为硫酸铜溶液，则Zn为负极，Cu为正极，正极上Cu2+得电子被还原发生还原反应，Zn棒上电极反应为Zn-2e-=Zn2+。
③实验过程中发现Zn棒上产生了氢气，可能是Zn棒不纯，含有其他金属，Zn棒本身与电解质溶液构成了原电池产生氢气，或者可能是Zn直接与电解质溶液反应产生了氢气。
17．(1)
(2)
(3)44.8
（1）根据盖斯定律，反应i=应ii+反应iii，因此。
（2）根据图示，电解池的左侧电极发生的反应是被氧化生成，反应中碳原子失去电子，故左侧电极为阳极，右侧电极发生的反应是被还原生成，反应中碳原子得到电子，故右侧电极是阴极，因此阴极的电极反应式是。
（3）阳极的电极反应式为，若生成1molCH4，根据阴极的电极反应式得电路中有8mol电子通过，此时，阳极上生成2mol，标准状况下2mol体积为。
18．(1) < NaCN
(2)
(3) A 在电流密度、电解时间一定条件下，，OH-参与放电，CN-放电减少，导致除氰效率降低
（1）①HCN是弱酸，加水稀释继续电离出H+，电离平衡正向移动，将的HCN溶液加水稀释至1000mL，溶液的pH<6；
②酸性HCN>，Na2CO3的水解大于NaCN的水解，pH相等的NaCN和Na2CO3，浓度较大的是NaCN溶液；
③由于酸性H2CO3>HCN>，将少量通入NaCN溶液中只能生成NaHCO3和HCN，反应的离子方程式是；
④在溶液中加入溶液，反应后溶质是物质的量之比为1:1的HCN和NaCN，HCN的电离常数为，CN-离子的水解常数为Kh===1.6×10-3，水解大于电离，溶液显示碱性，c(OH-)>c(H+)，根据电荷守恒得知：c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-)，则c(Na+)>c(CN-)，混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是；
（2）
HCN的电子式是：
（3）①根据图示可知，B极发生CN-失去电子生成N2和离子，是氧化反应，B极为阳极，A极为阴极；
②电解时，失去电子发生氧化反应，电极反应式是；
③当时溶液的碱性强，OH-离子失去电子参与放电，CN-放电减少，导致除氰效率降低。
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第四章 化学反应与电能 章末闯关试题
2024-2025学年化学人教版(2019) 必修第一册
一、单选题
1．电化学原理在生活中广泛存在，下列叙述错误的是
A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B．用锡焊接铁质器件，焊接处易生锈
C．可以将电源正极与铁质闸门相连，保护闸门
D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
2．关于下列各装置图的叙述中，不正确的是（ ）
A．用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液
B．装置②的总反应是Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
C．装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连
D．装置④中的铁钉几乎没被腐蚀
3．下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是
A．碱性氢氧燃料电池的负极反应式：
B．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+
C．用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极的电极反应式为：
D．在铁制品上镀银时，铁制品与电源正极相连，发生电极反应：Fe-2e-=Fe2+
4．我国科学家最近发明了一种电解质溶液为、、的电池，由M和N两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域，工作原理如图。下列说法错误的是
A．该装置为化学能转化为电能装置
B．钾离子通过M阳离子交换膜向A区域移动
C．正极电极反应式为
D．一段时间后B区域的电解质溶液浓度增大
5．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是
A．Li是正极，电极反应式为Li－e－＝Li＋
B．Li是负极，电极反应式为Li－e－＝Li＋
C．MnO2是负极，电极反应式为MnO2＋e－＝MnO2-
D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－＝Li2＋
6．某燃料电池可实现NO和CO的无害转化，其结构如图所示。下列说法正确的是
A．石墨Ⅰ电极上发生氧化反应
B．电池工作时Na+向石墨Ⅱ电极处移动
C．石墨Ⅱ反应式：CO－2e－＋O2－＝CO2
D．电路中每通过6 mol电子，生成1 mol N2
7．用惰性电极电解100mLK2SO4和CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，阴、阳两极分别收集到2.24L和3.36L气体(标况)，若要电解质恢复至原浓度应加入的物质及用量为
A．0.1mol Cu2(OH)2CO3 B．0.2mol CuO
C．0.2mol Cu(OH)2 D．0.2mol CuCO3
8．人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是
A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B．催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生
C．催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强
D．催化剂b表面的反应是CO2+2H++2e一=HCOOH
9．我国是一个严重缺水的国家，污水治理越来越引起人们重视，可以通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚，其原理如图所示，下列说法不正确的是
A．电子从A极沿导线经小灯泡流向B极
B．B极的电极反应式为
C．当外电路中有转移时，通过质子交换膜的的个数为
D．A极的电极反应式为
10．某实验小组在常温下进行电解饱和Ca(OH)2溶液的实验，实验装置与现象见下表。
序号 I II
装置
现象 两极均产生大量气泡，b极比a极多；a极溶液逐渐产生白色浑浊，该白色浑浊加入盐酸有气泡产生 两极均产生大量气泡，d极比c极多；c极表面产生少量黑色固体；c极溶液未见白色浑浊
下列关于实验现象的解释与推论，正确的是（ ）
A．a极溶液产生白色浑浊的主要原因是电解过程消耗水，析出Ca(OH)2固体
B．b极产生气泡：4OH－ －4e－ === O2↑ ＋2H2O
C．c极表面变黑：Cu －2e－ ＋2OH－ === CuO ＋H2O
D．d极电极反应的发生，抑制了水的电离
11．氨硼烷作为一种非常有前景的储氢材料，近年来日益受到人们的重视。氨硼烷电池可在常温下工作，装置如图所示，该电池的总反应为。下列说法正确的是
A．右侧电极上发生氧化反应
B．电池工作时，通过质子交换膜向左侧移动
C．正极的电极反应式为
D．每消耗31g氨硼烷，理论上转移6mol电子
12．电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是
A．Ag为阳极 B．Ag+由银电极向变色层迁移
C．W元素的化合价升高 D．总反应为：WO3+xAg=AgxWO3
13．某反应中反应物与生成物有，将上述反应设计成的原电池如图甲所示、电解池如图乙所示，乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量的变化关系如图丙。下列判断正确的是
A．图中X溶液是
B．原电池工作时，盐桥中的不断进入X溶液中
C．图丙中的③线是的变化
D．甲乙两装置中的Cu电极上均发生还原反应
14．一种处理的流程如图所示，下列说法不正确的是
A．该流程中原电池的负极反应是
B．该流程的优点是可循环利用，同时得到清洁燃料
C．电解槽阴极附近pH变大
D．该流程说明反应可自发进行
15．二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池电解含有尿素的碱性溶液，用于废水处理，其装置如图所示(装置中c、d均为惰性电极，隔膜仅阻止气体通过)。
下列说法正确的是
A．二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池放电时质子从电极b移向电极a
B．电极c附近发生的电极反应为
C．装置中电子移动方向：电极电极隔膜电极电极b
D．当有个质子通过质子交换膜时，产生(标准状况)
二、填空题
16．到目前为止，由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的主要能源。
(1)从能量变化角度研究反应：。下图能正确表示该反应中能量变化的是 (填字母)。
(2)将Zn棒和Cu棒用导线连接后，放入某电解质溶液中，构成如图所示装置。
①若电解质溶液为稀硫酸，则Zn棒为原电池的 (填“正”或“负”)极，可观察到Cu棒上有气泡生成，写出Cu棒上的电极反应式 。若反应过程中Zn棒减少的质量为3.25 g，则生成的氢气在标准状况下的体积为 L。
②若电解质为硫酸铜溶液，则Cu棒上发生 (填“氧化”或“还原”)反应，Zn棒上发生的电极反应式为 。
③若实验过程中发现Zn棒上产生了氢气，请说明原因 。
三、解答题
17．将CO2还原成甲烷，是实现CO2资源化利用的有效途径之一。
I．CO2甲烷化
CO2甲烷化过程可能发生反应：
ⅰ．CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1
ⅱ．CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH2=＋41.2kJ mol 1
ⅲ．CO(g)＋3H2(g) CH4(g)＋H2O(g) ΔH3=-206.1kJ mol 1
……
(1)ΔH1= kJ mol 1。
Ⅱ．微生物电化学法
微生物电化学产甲烷法是将电化学法和生物还原法有机结合，装置如图所示。
(2)阴极的电极反应式是 。
(3)若生成1 mol CH4，理论上阳极室生成CO2的体积是 L(标准状况，忽略气体的溶解)。
18．“氰化提金”产生的废水中含有一定量的，为处理含氰废水科研人员进行了大量研究。回答下列问题：
(1)25℃，氢氰酸(HCN)、碳酸在水中的电离常数如下表：
酸 HCN
①常温下，将的HCN溶液加水稀释至1000mL，溶液的pH 6(填“>”“<”或“=”)。
②常温下，pH相等的NaCN和溶液相比，浓度较大的是 (填化学式)溶液。
③将少量通入NaCN溶液中，反应的离子方程式是 。
④常温下，在溶液中加入溶液。所得混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
(2)HCN的电子式是 。
(3)电解法处理含氰废水也是常用方法之一，其原理如图所示。
①电解时，阴极是 (填“A”或“B”)。
②电解时，发生反应的电极反应式是 。
③常温下，为了研究pH对除氰效率的影响，控制电流密度为，电解时间1h，测得除氰效率(%)随pH变化如图所示。结合图中信息分析，当，除氰效率降低，原因是 。
参考答案
1．C
A．生铁中含有碳,容易形成碳铁原电池而被腐蚀，抗腐蚀能力比纯铁弱，A正确；
B．铁活动性大于锡，容易形成原电池而被腐蚀，B正确；
C．将电源负极与铁质闸门相连，保护闸门，C错误；
D．铁管上镶嵌锌块，锌比铁活泼，锌腐蚀而铁管不易被腐蚀，D正确；
故选C。
2．B
A. 根据电流方向知，a是电解池阳极，b是电解池阴极，用装置①精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质溶液是含有铜离子的可溶性盐溶液，所以a极为粗铜，电解质溶液为硫酸铜溶液，故A不选；
B. 铁比铜活泼，所以铁是负极，电极总反应式为：Fe+2Fe3+═3Fe2+，故B选；
C. 电解池的阴极上电解质溶液中阴离子导电，所以阴极金属被保护，则为了保护金属不被腐蚀，被保护的金属应该与电源的负极相连作阴极，故C不选；
D. 电解质溶液是浓硫酸，呈强氧化性，铁被钝化，几乎没被腐蚀，故D不选；
故选：B。
3．C
A．在碱性氢氧燃料电池，通入燃料H2的电极为负极，负极上H2失去电子，产生的H+与OH-结合生成H2O，则负极的电极反应式为：H2-2e-+2OH-=2H2O，A错误；
B．粗铜精炼时，与电源正极相连的电极是阳极，阳极材料是粗铜，阳极的电极反应式主要为Cu-2e-=Cu2+，B错误；
C．用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极上H2O电离产生的H+得到电子被含有产生H2，则阴极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，C正确；
D．在铁制品上镀银时，铁制品与电源负极相连作阴极，发生电极反应：Ag++e-=Ag，D错误；
故合理选项是C。
4．B
A．该装置没有外接电源，故为原电池，是化学能转化为电能装置，A正确；
B．A区氢氧根离子减少，钾离子透过M膜进入B区，M膜为阳离子交换膜，硫酸根离子透过N膜进入B区，N膜为阴离子交换膜，B错误；
C．为正极得电子，正极电极反应式为，C正确；
D．电池放电时，A区氢氧根离子减少，钾离子透过M膜进入B区，C区氢离子减少程度为硫酸根离子的4倍，故硫酸根离子透过N膜进入B区，故B区域的电解质溶液浓度增大，D正确；
答案选B。
5．B
在原电池中，失电子的金属为负极，发生失电子的氧化反应，得电子的物质在正极发生还原反应，锂电池是一种体积小，储存能量较高的可反复充电的环保电池。
A．根据锂电池的总反应式Li+MnO2=LiMnO2，失电子的金属Li为负极，电极反应为：Li-e-=Li+，故A错误；
B．根据锂电池的总反应式Li+MnO2=LiMnO2，失电子的金属Li为负极，电极反应为：Li-e-=Li+，故B正确；
C．MnO2是正极，电极反应为MnO2+e-=MnO2-，故C错误；
D．负极电极反应为：Li-e-=Li+，故D错误；
故答案为B。
6．C
A. 石墨Ⅰ电极上NO发生反应生成N2，化合价降低，属于还原反应，故A错误；
B. 电池工作时Na+向正极移动，即向石墨I电极处移动，故B错误；
C. 如图所示，石墨Ⅱ为负极，失电子，发生还原反应，反应式为：CO－2e－＋O2－＝CO2，故C正确；
D. N元素化合价有+2降低为0，每生成1molN2得到4mol电子，则电路中每通过6 mol电子，生成1.5 mol N2，故D错误；
故选C。
7．A
用惰性电极电解100mLK2SO4和CuSO4的混合溶液，阳极的电极反应为，阴极反应为、，阳极生成3.36L氧气，物质的量为0.15mol，转移的电子数为0.6mol，阴极生成2.24L氢气，物质的量为0.1mol，生成0.1mol氢气得到的电子数为0.2mol，则剩余0.4mol电子由铜离子获得，生成铜0.2mol，因此电解质要想恢复电解前的状态，需加入0.2molCuO(或CuCO3)和0.1mol水或者0.1molCu2(OH)2CO3；
故答案选A。
8．C
根据装置图中电子的流向，判断催化剂a为负极电极反应：2H2O-4 e-═O2+4H+，酸性增强；催化剂b为正极，电极反应：CO2+2H++2e-═HCOOH，酸性减弱，总的电池反应为2H2O+2CO2═2 HCOOH+O2，该过程把太阳能转化为化学能
A、过程中是光合作用，太阳能转化为化学能，故A正确；
B、催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生，故B正确；
C、催化剂a附近酸性增强，催化剂b附近酸性条件下生成弱酸，酸性减弱，故C错误；
D、催化剂b表面的反应是通入二氧化碳，酸性条件下生成HCOOH，电极反应为：CO2+2H++2e一═HCOOH，故D正确；
故选C。
9．A
原电池中阳离子移向正极，根据原电池中氢离子的移动方向可知A为正极，正极有氢离子参与反应，电极反应式为，B为负极，电极反应式为。
A．题图中氢离子从B极穿过质子交换膜向A极迁移，则电子从B极经导线和小灯泡向A极迁移，A错误；
B．B极为电池的负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为，B正确；
C．根据得失电子守恒可知，当外电路中有转移时，通过质子交换膜的的个数为，C正确；
D．A为正极，得到电子，发生还原反应，由题图可知有参与反应，电极反应式为，D正确；
故选A。
10．C
A、a极为电解池的阳极，氢氢根离子放电生成氧气与电极C反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙，该白色浑浊为碳酸钙，加入盐酸有二氧化碳产生，而不是析出Ca(OH)2固体，故A错误；
B、b极是阴极，水电离产生的氢离子放电生成氢气，而不是氢氧根离子放电，生成氧气，故B错误；
C、c极为阳极，表面产生少量黑色固体，是铜放电生成的氧化铜，所以c极表面变黑：Cu-2e-+2OH-═CuO+H2O，故C正确；
D、d极为阴极，是水电离产生的氢离子放电生成氢气，促进了水的电离，故D错误；
答案选C。
明确电解时两个电极发生的反应是解本题关键。解答本题需要注意结合现象分析。本题的易错点为A，白色沉淀如果是氢氧化钙，与盐酸应该没有气体放出。
11．D
根据该电池的总反应可知，在右侧电极上得到电子发生还原反应，在左侧电极上失去电子发生氧化反应，则左侧电极为电池负极，右侧电极为电池正极，据此分析解答。
A．根据分析，在右侧电极上得到电子发生还原反应，A项错误；
B．根据分析，右侧电极为电池正极，电极反应式为：，故电池工作时，通过质子交换膜向右侧移动，B项错误；
C．由选项B分析可知，正极的电极反应式为：，C项错误；
D．根据总反应知，每消耗31g氨硼烷，则消耗，结合正极反应式可知，理论上转移6mol电子，D项正确；
故选D。
原电池中离子的移向可根据一般规律：阴离子移向负极，阳离子移向正极来判断。
12．C
从题干可知，当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3器件呈现蓝色，说明通电时，Ag电极有Ag+生成然后经固体电解质进入电致变色层，说明Ag电极为阳极，透明导电层时阴极，故Ag电极上发生氧化反应，电致变色层发生还原反应。
A．通电时，Ag电极有Ag+生成，故Ag电极为阳极，故A项正确；
B．通电时电致变色层变蓝色，说明有Ag+从Ag电极经固体电解质进入电致变色层，故B项正确；
C．过程中，W由WO3的+6价降低到AgxWO3中的+(6-x)价，故C项错误；
D．该电解池中阳极即Ag电极上发生的电极反应为：xAg-xe- = xAg+，而另一极阴极上发生的电极反应为：WO3+xAg++xe- = AgxWO3，故发生的总反应式为：xAg + WO3 =AgxWO3，故D项正确；
答案选C。
电解池的试题，重点要弄清楚电解的原理，阴、阳极的判断和阴、阳极上电极反应式的书写，阳极反应式+阴极反应式=总反应式，加的过程中需使得失电子数相等。
13．B
据反应物和生成物可以确定该反应为，所以X为和溶液。甲为原电池，铜为负极，乙为电解池，铜为阳极。
A．根据分析，X为和溶液，A错误；
B．Cu作负极，石墨作正极，盐桥中阳离子向正极移动，则不断移向正极即进入X溶液中，B正确；
C．根据丙图可知溶液中有三种金属阳离子，而根据X的成分可知X中只有两种金属阳离子，说明在电解过程中阳极的Cu失去电子生成，它的物质的量从零逐渐增大，③为，阴极的反应为Fe3++e-=Fe2+，则①表示Fe3+，C错误；
D．装置甲为原电池，铜作负极，发生氧化反应，装置乙为电解池，铜作阳极，发生氧化反应，D错误；
故选B。
14．D
原电池中SO2在负极发生氧化反应，Br2在正极发生还原反应，总反应为：；电解槽中HBr发生电解生成Br2和H2。
A．在原电池负极上，还原性物质发生氧化反应：，A正确；
B．根据流程可知有生成，电解生成的参与原电池反应，故可循环利用，同时得到清洁燃料，B正确；
C．电解槽阴极反应式为，酸性减弱，pH增大，C正确；
D．原电池反应一定是自发进行的，电解池反应不一定是自发进行的，反应不能直接设计成原电池，说明反应不能自发进行，D错误；
故选D。
15．D
A．在酸性二氧化硫-空气燃料电池中，电极a上SO2发生失电子的氧化反应生成H2SO4 ，则电极a作负极，电极b作正极，电池工作时，阳离子从负极区移向正极区，即从电极a移向电极b ，故A错误；
B．电池是碱性环境，电极c附近发生的电极反应为，故B错误；
C．.电子只能在导线中移动，不能在溶液中迁移，则电子流动方向:电极电极d、电极电极b，故C错误；
D．当有个质子通过质子交换膜时说明电路中转移电子0.3mol，根据电极反应可知产生N20.5mol，即标况下产生，故D正确；
故答案为D
16．(1)A
(2) 负 2H++2e-=H2↑ 1.12 还原 Zn-2e-=Zn2+ 可能是Zn棒不纯，含有其他金属，Zn棒本身与电解质溶液构成了原电池产生氢气，或者可能是Zn直接与电解质溶液反应产生了氢气
（1）氢气在氧气中燃烧生成水，该反应为放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，能正确表示该反应中能量变化的是A。
（2）①电解质溶液为稀硫酸，Zn、Cu为电极材料，则Zn棒为原电池的负极，铜棒上有气泡生成，是氢离子在铜棒上得电子生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑。负极上电极反应为Zn-2e-=Zn2+，Zn棒质量减少3.25g，物质的量为0.05mol，转移电子0.1mol，则正极上生成0.05mol氢气，标况下体积为1.12L。
②电解质为硫酸铜溶液，则Zn为负极，Cu为正极，正极上Cu2+得电子被还原发生还原反应，Zn棒上电极反应为Zn-2e-=Zn2+。
③实验过程中发现Zn棒上产生了氢气，可能是Zn棒不纯，含有其他金属，Zn棒本身与电解质溶液构成了原电池产生氢气，或者可能是Zn直接与电解质溶液反应产生了氢气。
17．(1)
(2)
(3)44.8
（1）根据盖斯定律，反应i=应ii+反应iii，因此。
（2）根据图示，电解池的左侧电极发生的反应是被氧化生成，反应中碳原子失去电子，故左侧电极为阳极，右侧电极发生的反应是被还原生成，反应中碳原子得到电子，故右侧电极是阴极，因此阴极的电极反应式是。
（3）阳极的电极反应式为，若生成1molCH4，根据阴极的电极反应式得电路中有8mol电子通过，此时，阳极上生成2mol，标准状况下2mol体积为。
18．(1) < NaCN
(2)
(3) A 在电流密度、电解时间一定条件下，，OH-参与放电，CN-放电减少，导致除氰效率降低
（1）①HCN是弱酸，加水稀释继续电离出H+，电离平衡正向移动，将的HCN溶液加水稀释至1000mL，溶液的pH<6；
②酸性HCN>，Na2CO3的水解大于NaCN的水解，pH相等的NaCN和Na2CO3，浓度较大的是NaCN溶液；
③由于酸性H2CO3>HCN>，将少量通入NaCN溶液中只能生成NaHCO3和HCN，反应的离子方程式是；
④在溶液中加入溶液，反应后溶质是物质的量之比为1:1的HCN和NaCN，HCN的电离常数为，CN-离子的水解常数为Kh===1.6×10-3，水解大于电离，溶液显示碱性，c(OH-)>c(H+)，根据电荷守恒得知：c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-)，则c(Na+)>c(CN-)，混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是；
（2）
HCN的电子式是：
（3）①根据图示可知，B极发生CN-失去电子生成N2和离子，是氧化反应，B极为阳极，A极为阴极；
②电解时，失去电子发生氧化反应，电极反应式是；
③当时溶液的碱性强，OH-离子失去电子参与放电，CN-放电减少，导致除氰效率降低。
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