第四章测试卷
(化学反应与电能)
一、 选择题：本大题共16小题，共44分。第1～15题，每小题2分；第11～16小题，每小题4分。在每小题列出的四个选项中，只有一项最符合题目要求。
1. 现代社会的一切活动都离不开能量。下列属于将化学能转化为电能的是( )
A. 碱性锌锰电池 B. 风力发电机
C. 燃料燃烧 D. 太阳能电池板
2. 某锌－空气碱性电池放电效率高，工作原理如图所示。下列叙述错误的是( )
A. Zn极的电势比FeCo-NSC极低
B. 放电时，OH－向锌极迁移
C. 负极反应式为Zn＋2e－＋2OH－===ZnO＋H2O
D. 22.4 L O2(标准状况)参与反应时转移4 mol 电子
3. 下列有关电解精炼铜与电镀的说法正确的是( )
A. 电解精炼铜时，电路中每通过1 mol e－时，阳极就减轻32 g
B. 电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)保持不变
C. 在火箭插销上镀金时，火箭插销必须作阴极，金必须作阳极
D. 在铁上镀铜时，可以用铜为阳极，铁为阴极
4. 下列关于图中所示原电池的说法正确的是( )
A. 当a为石墨，b为Fe，c为食盐水时，外电路中也有微弱电流
B. 当a为石墨，b为Cu，c为FeCl3溶液时，外电路中没有电流
C. 当a为Cu，b为含有碳杂质的Al，c为稀硫酸时，b极上不能观察到气体产生
D. 当a为Mg，b为Al，c为NaOH溶液时，根据现象可推知：Al的活泼性强于Mg
5. 银饰用久了表面会有一层Ag2S而发黑，将银饰与Al片接触并加入NaCl溶液，可以除去银饰表面的Ag2S。下列说法不正确的是( )
A. Al是负极
B. 阳离子向银饰移动
C. Ag2S表面发生反应：Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－
D. 若有0.9 g Al反应，最多能复原0.1 mol Ag2S
6. 如图为甲烷燃料电池示意图，其电池总反应为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。下列说法正确的是( )
A. a电极作正极
B. b电极上O2发生氧化反应
C. 电池工作时，电子由a电极经过电解质溶液移向b电极
D. 正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
7. 一种新型的锂－空气电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 金属锂作正极，发生氧化反应
B. 可将有机电解液改为水溶液
C. 电池总反应为4Li＋O2＋2H2O===4LiOH
D. 当有22.4 L O2被还原时，溶液中有4 mol Li＋向多孔碳电极移动
8. 一种用于心脏起搏器的微量电池具有能量大、寿命长等优点，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. b极为负极
B. 该电池总反应的化学方程式为8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S
C. 外电路通过每0.4 mol电子，理论上生成12.8 g S
D. 溶液中Cl－移向b极
9. 近期，我国科学家提出了一种双极膜硝酸盐还原工艺，原理如图所示。双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，在外加直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法不正确的是( )
A. m是H＋
B. b接电源正极
C. 产生的NH3与O2的物质的量之比为4∶5
D. 左室电极反应式为NO＋6H2O＋8e－===NH3↑＋9OH－
10. 一种新型中温全瓷铁－空气电池结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法错误的是( )
A. 通入空气的电极为正极
B. O2－由a极移向b极
C. 正极的电极反应式为FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－
D. 铁表面发生反应：xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2
11. 双极膜在电化学中应用广泛，它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层，工作时水层中的H2O解离成H＋和OH－，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。三碘甲烷(CHI3)又名碘仿，在医药和生物化学中用作防腐剂和消毒剂。电解法制取碘仿的工作原理如图所示，反应原理为C2H5OH＋5IO－===CHI3＋CO＋2I－＋OH－＋2H2O。下列说法不正确的是( )
A. 电极N连接直流电源的负极
B. 电解一段时间后，硫酸溶液浓度降低
C. 电极M上的主要反应为I－－2e－＋2OH－===IO－＋H2O
D. 每制备1 mol 三碘甲烷，理论上双极膜内解离180 g H2O
12. 物质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池称为浓差电池。如图是由Ag电极和硝酸银溶液组成的电池(c1＜c2)，工作时，A电极的质量不断减轻。下列说法正确的是( )
A. Ag＋由交换膜右侧向左侧迁移
B. B极为正极，发生氧化反应
C. 若外电路通过0.1 mol电子，则右侧溶液减轻6.2 g
D. 原电池的总反应不一定是氧化还原反应
13. 化学家通过对过渡金属基尖晶石氧化物(NiCo2O4)进行氧化和还原性能优化，实现高性能长寿的锌－空气二次电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 充电时，a极电极反应式为[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－
B. 充电时，b极与电源的正极相连
C. 放电时，当电路中有4 mol e－通过时，b极消耗1 mol O2
D. 放电过程中，a、b电极附近溶液pH均不变
14. 一种Zn/CuSe混合离子软包二次电池装置示意图如图所示(其中一极产物为Cu2Se固体)，其中离子交换膜为阳离子交换膜或阴离子交换膜。下列说法错误的是( )
A. Cu2Se固体为放电时正极产物
B. 无论放电或充电，电路中每转移2 mol电子就有2 mol离子通过离子交换膜
C. 充电时，阴极电极反应式为Zn2＋＋2e===Zn
D. 由该装置可推测出还原性：Zn>Cu2Se
15. 科研工作者利用如图所示装置除去含NaCl废水中的尿素[CO(NH2)2]。下列说法错误的是( )
A. b为直流电源的负极
B. 工作时，废水中NaCl的浓度保持不变
C. 工作时，N极区NaCl溶液的质量基本不变
D. 若导线中通过6 mol 电子，则理论上生成1 mol N2
16. 一种新型Na-CaFeO3可充电电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 放电时，N极是负极
B. 充电时，Na＋通过钠离子交换膜向M极移动
C. 放电时，N极的电极反应为2CaFeO2.5＋O2－－2e－===2CaFeO3
D. 充电时，每生成1 mol Na，有机电解质的整体质量减小23 g
二、 非选择题：本大题共4小题，共56分。
17. 电化学手段对于研究物质性质以及工业生产都有重要价值。
(1) 碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2，写出正极反应式：________________________________________________________________________。
(2) 氢氧燃料电池(构造如图所示)单位质量输出电能较高，反应生成的水可作为航天员的饮用水，氧气可以作为备用氧源供给航天员呼吸。由此判断X极为电池的______极，OH－向______极作定向移动，Y极的电极反应式为________________________________________________________________________。
(3) 在宇宙飞船或潜艇中，还可利用氢氧燃料电池所产生的水作为饮用水，现欲制得常温下1.8 L水，则电池内电子转移的物质的量约为________mol。
(4) “神舟”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将________能转化为电能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。其工作原理为Cd＋2NiOOH＋2H2Oeq \o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，此时负极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
18. (1) 研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。
①该电池的负极是________，负极反应式是______________________________。
②正极现象是____________________。
(2) 用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取Cl2时，写出阳极上也会产生少量的ClO2的电极反应式：____________________________________________；电解一段时间，当阴极产生标准状况下气体112 mL时，停止电解，则通过阳离子交换膜的阳离子物质的量为________mol。
(3) 滤液中回收的副产物主要是NaCl，常用于氯碱工业，电解饱和食盐水的原理示意图如图所示，溶液A的溶质是________，电解时用盐酸控制阳极区pH＝2～3，用平衡移动原理解释盐酸的作用：_____________________________________________________________________________________。
19. SO2主要来源于煤的燃烧。燃煤烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。
(1) 用纯碱溶液吸收SO2可将其转化为HSO。该反应的离子方程式是____________________________ ___________________________________________________。
(2) 如图1所示的电解装置可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH和SO。物质A的化学式为__________，阴极的电极反应式为____________________________________________。
图1 图2
(3) 硫氧化物和氮氧化物是常见的大气污染物，利用如图2所示的装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。
①电极A的电极反应式为____________________________________。
②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO2，使其转化为无害气体，同时有SO生成。该反应的离子方程式为__________________________________________。
20. (1) 白铁是日常生活中常见的一种金属材料，俗称“锌包钢”，一旦划破后就会发生电化学反应，此时负极材料是________，在潮湿的碱性或中性环境中，铁电极上发生反应的电极反应式是______________________________________________，金属铁被保护而不易腐蚀，这种防腐的方法叫__________________(填名称)。
(2) 用如图所示装置研究铁的防腐蚀过程。
①K1、K2、K3只关闭一个，则铁腐蚀的速度最快的是只闭合________(填“K1”“K2”或“K3”)；石墨电极的电极反应式为________________________________________________________________________。
②为减缓铁的腐蚀，应只闭合________(填“K1”“K2”或“K3”)，该防护法称为__________________。
第四章测试卷
(化学反应与电能)
1. A 【解析】碱性锌锰电池是原电池，能够实现化学能转化为电能，A符合题意；风力发电是将机械能转化为电能的装置，B不符合题意；燃料燃烧是通过化学反应将化学能转化为热能，C不符合题意；太阳能电池板，是太阳能转化为电能，D不符合题意。
2. C 【解析】锌-空气碱性电池中，Zn极为负极，负极的电势低于正极，A正确；放电时，阴离子(OH－)向负极(Zn极)迁移，B正确；负极发生氧化反应，负极反应式为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O，C错误；正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，标准状况下，22.4 L O2的物质的量为1 mol,1 mol O2参与反应时转移4 mol电子，D正确。
3. D 【解析】电解精炼铜时，阳极是粗铜，铜、铁、锌等金属都能失电子，故电路中每通过1 mol e－时，阳极减轻的质量不一定是32 g，A错误；电解精炼铜时，阳极是粗铜，铁、锌也会失电子，阳极溶解的n(Cu2＋)小于阴极析出n(Cu2＋)，故电解质溶液中c(Cu2＋)减小，B错误；电镀时，镀件(火箭插销)必须作阴极，若电镀液中含有自由移动的镀层金属离子，则阳极材料可以不选用镀层金属(金)，可选用其他导电的不溶性材料，C错误。
4. A 【解析】碳-FeCl3溶液-Cu能形成原电池，外电路中有电流，B错误；含有碳杂质的Al作负极，碳作正极，溶液中的H＋在碳电极上得到电子生成H2，故在含碳杂质的Al电极(即b极)上可观察到有气体产生，C错误；该原电池中，Al作负极，Mg作正极，根据现象不能推知Al的活泼性强于Mg，D错误。
5. D 【解析】该装置构成原电池，铝片是原电池的负极，铝失去电子发生氧化反应生成铝离子，银饰为正极，硫化银在正极得到电子发生还原反应生成银和硫离子。若有0.9 g Al反应转移电子为mol×3＝0.1 mol，结合正极反应式：Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－，故最多能复原0.05 mol Ag2S，D错误。
6. D 【解析】燃料电池中，通入燃料的一极是负极，故a电极作负极，A错误；b电极作正极，O2发生还原反应，B错误；电池工作时，电子由a电极流出，经导线流向b电极，C错误；O2在正极上发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，D正确。
7. C 【解析】锂-空气电池中，Li作负极，发生氧化反应，A错误；Li可与水反应，不能将有机电解液改为水溶液，B错误；锂-空气电池的总反应为4Li＋O2＋2H2O===4LiOH，C正确；气体所处状况未知，无法进行相关计算，D错误。
8. B 【解析】据图示可知，石墨电极上的SOCl2中S元素化合价由＋4降低到0，生成S单质，即石墨电极上发生还原反应，所以b极为正极，a极为负极，A错误；负极Li发生氧化反应生成LiCl，正极上SOCl2的产物为S、Cl－、SO，所以该电池的总反应为8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S，B正确；外电路每通过0.4 mol电子，理论上生成0.1 mol S，质量为3.2 g，C错误；原电池内电路中阴离子移向负极(a极)，D错误。
9. C 【解析】由图可知，a极上发生还原反应，为电解池的阴极，阳离子向阴极移动，故m为H＋，A正确；b极为电解池的阳极，b极接电源正极，B正确；根据得失电子守恒知，NH3～8e－～2O2，则产生的NH3与O2的物质的量之比为1∶2，C错误；a极发生还原反应，故左室电极反应式为NO＋6H2O＋8e－===NH3↑＋9OH－，D正确。
10. C 【解析】中温全瓷铁-空气电池中，通入空气的电极(a极)为正极，A正确；O2－由正极(a极)区移向负极(b极)区，B正确；正极(a极)的电极反应式为O2＋4e－===2O2－，C错误；由图可知，铁表面发生反应：xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2，D正确。
11. B 【解析】由图可知，电极N上发生还原反应，为电解池的阴极，与直流电源的负极相连，A正确；H＋在阴极(电极N)上得电子发生还原反应生成H2，双极膜中H＋向阴极移动，则电解一段时间后，硫酸溶液的浓度不变，B错误；电极M为阳极，发生氧化反应，电极反应式为I－－2e－＋2OH－===IO－＋H2O，C正确；由得失电子守恒知，每制备1 mol CHI3，需要消耗5 mol IO－，转移10 mol e－，理论上双极膜内解离10 mol H2O，其质量为180 g，D正确。
12. D 【解析】由图示分析可知，工作时，A电极的质量不断减轻，则A为负极，B为正极；由于c113. D 【解析】充电时，a极为阴极，电极反应式为[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－，A正确；充电时，b极为阳极，b极与电源的正极相连，B正确；放电时，b极为正极，得电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，当电路中有4 mol e－通过时，b极消耗1 mol O2，C正确；放电过程中，a极电极反应式为Zn＋4OH－－2e－===[Zn(OH)4]2－，则a电极附近溶液pH减小，b极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，则b电极附近溶液pH增大，D错误。
14. B 【解析】放电时，Zn失电子生成Zn2＋，CuSe得电子生成Cu2Se，则电极Zn为负极，电极CuSe为正极，负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应式为CuSe＋Cu2＋＋2e－===Cu2Se，放电时，阴离子移向负极，通过离子交换膜的是SO，则离子交换膜是阴离子交换膜。电极CuSe为正极，CuSe得电子生成Cu2Se，Cu2Se固体为放电时正极产物，A正确；电路中每转移2 mol电子就有1 mol SO通过离子交换膜，B错误；放电时负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，故充电时，阴极电极反应式为Zn2＋＋2e===Zn，C正确；该原电池的总反应为Zn＋CuSe＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu2Se，Zn是还原剂，Cu2Se是还原产物，可以说明还原性：Zn>Cu2Se，D正确。
15. B 【解析】由图可知，N极区生成H2，N极作阴极，与直流电源的负极相连，故b为直流电源的负极，A正确；工作时，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑、阳极区溶液中的反应为3Cl2＋CO(NH2)2＋H2O===6Cl－＋6H＋＋CO2↑＋N2↑，H＋透过质子交换膜进入阴极区，阳极消耗水，使废水中NaCl溶液的浓度增大，B错误；N极区，NaCl、H2O几乎不参与反应，故NaCl溶液的质量基本不变，C正确；由6Cl－～3Cl2～N2知，导线中通过6 mol电子，理论上应生成1 mol N2，D正确。
16. B 【解析】Na-CaFeO3可充电电池放电时，Na电极(M极)是负极，则N极是正极，A错误；充电为放电的逆过程，故充电时，Na＋通过钠离子交换膜向阴极(M极)移动，B正确；放电时，N极是正极，发生还原反应，电极反应式为2CaFeO2.5＋O2－＋2e－===2CaFeO3，C错误；充电时，M极上每生成1 mol Na，同时也会有0.5 mol O2－进入N极，故有机电解质的整体质量减小1 mol×23 g/mol＋0.5 mol×16 g/mol＝31 g，D错误。
17. (1) MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－
(2) 负 负 O2＋4e－＋2H2O===4OH－
(3) 200 (4) 太阳 减小
18. (1) ①Li Li－e－＋OH－===LiOH ②有气泡产生
(2) Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋ 0.01
(3) NaOH 增大溶液中Cl－的浓度，减少氯气在水中的溶解
【解析】(1) ①金属锂比钢板活泼，作原电池的负极，电极反应式为Li－e－＋OH－===LiOH。②LiOH溶液中的阳离子有Li＋和H＋，由于氧化性：H＋>Li＋，正极上是水电离出的H＋放电，故正极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，正极有气泡产生。(2) ClO2是电解饱和NaCl溶液的产物，阳极上Cl－失去电子，被氧化生成ClO2，阳极的电极反应式：Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋；阴极的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成标准状况下112 mL(即0.005 mol)H2的同时，生成0.01 mol OH－，为保持溶液中的电荷守恒，则通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为0.01 mol。
19. (1) H2O＋2SO2＋CO===2HSO＋CO2
(2) H2SO4 NO＋6H＋＋5e－===NH＋H2O
(3) ①SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋
②4S2O＋2NO2＋8OH－===8SO＋N2＋4H2O
【解析】(2) 电解装置可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH和SO，电解反应的化学方程式为5SO2＋2NO＋8H2O(NH4)2SO4＋4H2SO4，则物质A为H2SO4。电解时，阴极上NO得到电子生成NH：NO＋6H＋＋5e－===NH＋H2O。(3) ①由图2可知，SO2在电极A上发生失电子的氧化反应，则电极A为阳极，电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋。②阴极排出的溶液中含有S2O，S2O被NO2氧化为SO，根据得失电子守恒和原子守恒知，该反应的离子方程式为4S2O＋2NO2＋8OH－===8SO＋N2＋4H2O。
20. (1) Zn O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 牺牲阳极法
(2) ①K1 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ ②K2 外加电流法
【解析】(1) 锌铁在潮湿的碱性或中性环境中构成原电池，金属性强于铁的锌电极是原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，铁电极是正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；“锌包钢”能使金属铁被保护而不易腐蚀，这种防腐的方法叫牺牲阳极法。(2) 由图可知，只关闭K1，与直流电源正极相连的铁棒作阳极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，多孔石墨电极作阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子；只关闭K2，与直流电源负极相连的铁棒作阴极，金属铁被保护，多孔石墨电极作阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气；只关闭K3，铁棒电极和多孔石墨电极在氯化钠溶液中构成原电池，铁棒作原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，多孔石墨电极作正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，则铁腐蚀的速度最快的是只闭合K1。(共41张PPT)
第四章
测试卷
(化学反应与电能)
一、 选择题：本大题共16小题，共44分。第1～15题，每小题2分；第11～16小题，每小题4分。在每小题列出的四个选项中，只有一项最符合题目要求。
1. 现代社会的一切活动都离不开能量。下列属于将化学能转化为电能的是( )
A. 碱性锌锰电池 B. 风力发电机
C. 燃料燃烧 D. 太阳能电池板
【解析】 碱性锌锰电池是原电池，能够实现化学能转化为电能，A符合题意；风力发电是将机械能转化为电能的装置，B不符合题意；燃料燃烧是通过化学反应将化学能转化为热能，C不符合题意；太阳能电池板，是太阳能转化为电能，D不符合题意。
A
2. 某锌－空气碱性电池放电效率高，工作原理如图所
示。下列叙述错误的是( )
A. Zn极的电势比FeCo-NSC极低
B. 放电时，OH－向锌极迁移
C. 负极反应式为Zn＋2e－＋2OH－===ZnO＋H2O
D. 22.4 L O2(标准状况)参与反应时转移4 mol 电子
【解析】 锌-空气碱性电池中，Zn极为负极，负极的电势低于正极，A正确；放电时，阴离子(OH－)向负极(Zn极)迁移，B正确；负极发生氧化反应，负极反应式为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O，C错误；正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，标准状况下，22.4 L O2的物质的量为1 mol,1 mol O2参与反应时转移4 mol电子，D正确。
C
3. 下列有关电解精炼铜与电镀的说法正确的是( )
A. 电解精炼铜时，电路中每通过1 mol e－时，阳极就减轻32 g
B. 电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)保持不变
C. 在火箭插销上镀金时，火箭插销必须作阴极，金必须作阳极
D. 在铁上镀铜时，可以用铜为阳极，铁为阴极
【解析】 电解精炼铜时，阳极是粗铜，铜、铁、锌等金属都能失电子，故电路中每通过1 mol e－时，阳极减轻的质量不一定是32 g，A错误；电解精炼铜时，阳极是粗铜，铁、锌也会失电子，阳极溶解的n(Cu2＋)小于阴极析出n(Cu2＋)，故电解质溶液中c(Cu2＋)减小，B错误；电镀时，镀件(火箭插销)必须作阴极，若电镀液中含有自由移动的镀层金属离子，则阳极材料可以不选用镀层金属(金)，可选用其他导电的不溶性材料，C错误。
D
4. 下列关于图中所示原电池的说法正确的是( )
A. 当a为石墨，b为Fe，c为食盐水时，外电路中也有微弱电流
B. 当a为石墨，b为Cu，c为FeCl3溶液时，外电路中没有电流
C. 当a为Cu，b为含有碳杂质的Al，c为稀硫酸时，b极上不能观察到气体产生
D. 当a为Mg，b为Al，c为NaOH溶液时，根据现象可推知：Al的活泼性强于Mg
A
【解析】 碳-FeCl3溶液-Cu能形成原电池，外电路中有电流，B错误；含有碳杂质的Al作负极，碳作正极，溶液中的H＋在碳电极上得到电子生成H2，故在含碳杂质的Al电极(即b极)上可观察到有气体产生，C错误；该原电池中，Al作负极，Mg作正极，根据现象不能推知Al的活泼性强于Mg，D错误。
5. 银饰用久了表面会有一层Ag2S而发黑，将银饰与Al片接触并加入NaCl溶液，可以除去银饰表面的Ag2S。下列说法不正确的是( )
A. Al是负极
B. 阳离子向银饰移动
C. Ag2S表面发生反应：Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－
D. 若有0.9 g Al反应，最多能复原0.1 mol Ag2S
D
6. 如图为甲烷燃料电池示意图，其电池总反应为CH4＋2O2＋2NaOH=== Na2CO3＋3H2O。下列说法正确的是( )
A. a电极作正极
B. b电极上O2发生氧化反应
C. 电池工作时，电子由a电极经过电解质溶液移向b电极
D. 正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
D
【解析】 燃料电池中，通入燃料的一极是负极，故a电极作负极，A错误；b电极作正极，O2发生还原反应，B错误；电池工作时，电子由a电极流出，经导线流向b电极，C错误；O2在正极上发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，D正确。
7. 一种新型的锂－空气电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 金属锂作正极，发生氧化反应
B. 可将有机电解液改为水溶液
C. 电池总反应为4Li＋O2＋2H2O===4LiOH
D. 当有22.4 L O2被还原时，溶液中有4 mol Li＋向多孔碳电极移动
C
【解析】 锂-空气电池中，Li作负极，发生氧化反应，A错误；Li可与水反应，不能将有机电解液改为水溶液，B错误；锂-空气电池的总反应为4Li＋O2＋2H2O===4LiOH，C正确；气体所处状况未知，无法进行相关计算，D错误。
8. 一种用于心脏起搏器的微量电池具有能量大、寿命长等优点，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. b极为负极
B. 该电池总反应的化学方程式为8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S
C. 外电路通过每0.4 mol电子，理论上生成12.8 g S
D. 溶液中Cl－移向b极
B
9. 近期，我国科学家提出了一种双极膜硝酸盐还原工艺，原理如图所示。双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，在外加直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法不正确的是( )
A. m是H＋
B. b接电源正极
C. 产生的NH3与O2的物质的量之比为4∶5
C
10. 一种新型中温全瓷铁－空气电池结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法错误的是( )
A. 通入空气的电极为正极
B. O2－由a极移向b极
C. 正极的电极反应式为FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－
D. 铁表面发生反应：xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2
C
【解析】 中温全瓷铁-空气电池中，通入空气的电极(a极)为正极，A正确； O2－由正极(a极)区移向负极(b极)区，B正确；正极(a极)的电极反应式为O2＋4e－===2O2－，C错误；由图可知，铁表面发生反应：xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2，D正确。
A. 电极N连接直流电源的负极
B. 电解一段时间后，硫酸溶液浓度降低
C. 电极M上的主要反应为I－－2e－＋2OH－
===IO－＋H2O
D. 每制备1 mol 三碘甲烷，理论上双极膜
内解离180 g H2O
B
【解析】 由图可知，电极N上发生还原反应，为电解池的阴极，与直流电源的负极相连，A正确；H＋在阴极(电极N)上得电子发生还原反应生成H2，双极膜中H＋向阴极移动，则电解一段时间后，硫酸溶液的浓度不变，B错误；电极M为阳极，发生氧化反应，电极反应式为I－－2e－＋2OH－===IO－＋H2O，C正确；由得失电子守恒知，每制备1 mol CHI3，需要消耗5 mol IO－，转移10 mol e－，理论上双极膜内解离10 mol H2O，其质量为180 g，D正确。
12. 物质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池称为浓差电池。如图是由Ag电极和硝酸银溶液组成的电池(c1＜c2)，工作时，A电极的质量不断减轻。下列说法正确的是( )
A. Ag＋由交换膜右侧向左侧迁移
B. B极为正极，发生氧化反应
C. 若外电路通过0.1 mol电子，则右侧溶液减轻6.2 g
D. 原电池的总反应不一定是氧化还原反应
D
13. 化学家通过对过渡金属基尖晶石氧化物(NiCo2O4)进行氧化和还原性能优化，实现高性能长寿的锌－空气二次电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 充电时，a极电极反应式为[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－
B. 充电时，b极与电源的正极相连
C. 放电时，当电路中有4 mol e－通过时，b极消耗1 mol O2
D. 放电过程中，a、b电极附近溶液pH均不变
D
【解析】 充电时，a极为阴极，电极反应式为[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋ 4OH－，A正确；充电时，b极为阳极，b极与电源的正极相连，B正确；放电时，b极为正极，得电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，当电路中有4 mol e－通过时，b极消耗1 mol O2，C正确；放电过程中，a极电极反应式为Zn＋4OH－－2e－===[Zn(OH)4]2－，则a电极附近溶液pH减小，b极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，则b电极附近溶液pH增大，D错误。
14. 一种Zn/CuSe混合离子软包二次电池装置示意图如图所示(其中一极产物为Cu2Se固体)，其中离子交换膜为阳离子交换膜或阴离子交换膜。下列说法错误的是( )
A. Cu2Se固体为放电时正极产物
B. 无论放电或充电，电路中每转移2 mol电子就有2 mol离子通过离子交换膜
C. 充电时，阴极电极反应式为Zn2＋＋2e===Zn
D. 由该装置可推测出还原性：Zn>Cu2Se
B
15. 科研工作者利用如图所示装置除去含NaCl废水中的尿素[CO(NH2)2]。下列说法错误的是( )
A. b为直流电源的负极
B. 工作时，废水中NaCl的浓度保持不变
C. 工作时，N极区NaCl溶液的质量基本不变
D. 若导线中通过6 mol 电子，则理论上生成1 mol N2
B
【解析】 由图可知，N极区生成H2，N极作阴极，与直流电源的负极相连，故b为直流电源的负极，A正确；工作时，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑、阳极区溶液中的反应为3Cl2＋CO(NH2)2＋H2O===6Cl－＋6H＋＋CO2↑＋N2↑，H＋透过质子交换膜进入阴极区，阳极消耗水，使废水中NaCl溶液的浓度增大，B错误；N极区，NaCl、H2O几乎不参与反应，故NaCl溶液的质量基本不变，C正确；由6Cl－～3Cl2～N2知，导线中通过6 mol电子，理论上应生成1 mol N2，D正确。
16. 一种新型Na-CaFeO3可充电电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 放电时，N极是负极
B. 充电时，Na＋通过钠离子交换膜向M极移动
C. 放电时，N极的电极反应为2CaFeO2.5＋O2－－2e－===2CaFeO3
D. 充电时，每生成1 mol Na，有机电解质的整体质量减小23 g
B
【解析】 Na-CaFeO3可充电电池放电时，Na电极(M极)是负极，则N极是正极，A错误；充电为放电的逆过程，故充电时，Na＋通过钠离子交换膜向阴极(M极)移动，B正确；放电时，N极是正极，发生还原反应，电极反应式为2CaFeO2.5＋O2－＋2e－===2CaFeO3，C错误；充电时，M极上每生成1 mol Na，同时也会有0.5 mol O2－进入N极，故有机电解质的整体质量减小1 mol×23 g/mol＋0.5 mol×16 g/mol＝31 g，D错误。
二、 非选择题：本大题共4小题，共56分。
17. 电化学手段对于研究物质性质以及工业生产都有重要价值。
(1) 碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2，写出正极反应式：__________________________________________。
(2) 氢氧燃料电池(构造如图所示)单位质量输出电
能较高，反应生成的水可作为航天员的饮用水，氧气
可以作为备用氧源供给航天员呼吸。由此判断X极为
电池的___极，OH－向___极作定向移动，Y极的电极
反应式为_______________________________。
(3) 在宇宙飞船或潜艇中，还可利用氢氧燃料电
池所产生的水作为饮用水，现欲制得常温下1.8 L水，
则电池内电子转移的物质的量约为_________ mol。
MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－
负
负
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
200
太阳
减小
18. (1) 研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。
①该电池的负极是______，负极反应式是______________________________。
②正极现象是_______________。
(2) 用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取Cl2时，写出阳极上也会产生少量的ClO2的电极反应式：______________________________________；电解一段时间，当阴极产生标准状况下气体112 mL时，停止电解，则通过阳离子交换膜的阳离子物质的量为_________ mol。
Li
Li－e－＋OH－===LiOH
有气泡产生
Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋
0.01
(3) 滤液中回收的副产物主要是NaCl，常用于氯碱工业，电解饱和食盐水的原理示意图如图所示，溶液A的溶质是____________，电解时用盐酸控制阳极区pH＝2～3，用平衡移动原理解释盐酸的作用：____________________________________ ____________。
NaOH
增大溶液中Cl－的浓度，减少氯气在水
中的溶解
【解析】 (1) ①金属锂比钢板活泼，作原电池的负极，电极反应式为Li－e－＋OH－===LiOH。②LiOH溶液中的阳离子有Li＋和H＋，由于氧化性：H＋>Li＋，正极上是水电离出的H＋放电，故正极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，正极有气泡产生。(2) ClO2是电解饱和NaCl溶液的产物，阳极上Cl－失去电子，被氧化生成ClO2，阳极的电极反应式：Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋；阴极的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成标准状况下112 mL(即0.005 mol)H2的同时，生成0.01 mol OH－，为保持溶液中的电荷守恒，则通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为0.01 mol。
19. SO2主要来源于煤的燃烧。燃煤烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。
图1
H2SO4
(3) 硫氧化物和氮氧化物是常见的大气污染物，利用如图2所示的装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。
图2
20. (1) 白铁是日常生活中常见的一种金属材料，俗称“锌包钢”，一旦划破后就会发生电化学反应，此时负极材料是______，在潮湿的碱性或中性环境中，铁电极上发生反应的电极反应式是____________________________，金属铁被保护而不易腐蚀，这种防腐的方法叫_______________(填名称)。
(2) 用如图所示装置研究铁的防腐蚀过程。
①K1、K2、K3只关闭一个，则铁腐蚀的速度最快的是只闭合
_______ (填“K1”“K2”或“K3”)；石墨电极的电极反应式为_________________________________。
②为减缓铁的腐蚀，应只闭合____(填“K1”“K2”或“K3”)，
该防护法称为_______________。
Zn
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
牺牲阳极法
K1
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
K2
外加电流法
【解析】 (1) 锌铁在潮湿的碱性或中性环境中构成原电池，金属性强于铁的锌电极是原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，铁电极是正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，正极反应式为O2＋2H2O＋ 4e－===4OH－；“锌包钢”能使金属铁被保护而不易腐蚀，这种防腐的方法叫牺牲阳极法。(2) 由图可知，只关闭K1，与直流电源正极相连的铁棒作阳极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，多孔石墨电极作阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子；只关闭K2，与直流电源负极相连的铁棒作阴极，金属铁被保护，多孔石墨电极作阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气；只关闭K3，铁棒电极和多孔石墨电极在氯化钠溶液中构成原电池，铁棒作原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，多孔石墨电极作正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，则铁腐蚀的速度最快的是只闭合K1。
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