人教版高中化学选修4第四章 《电化学基础》单元检测题（解析版）

第四章 《电化学基础》单元检测题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1．据最近报道,中国生产的首艘国产航母“山东”号已经下水。为保护航母、延长服役寿命可采用两种电化学方法。方法1：舰体镶嵌一些金属块;方法2：航母舰体与电源相连。下列有关说法正确的是（ ）
A．方法1叫外加电流的阴极保护法 B．方法2叫牺牲阳极的阴极保护法
C．方法1中金属块可能是锌、锡和铜 D．方法2中舰体连接电源的负极
2．氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30% KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：2H2＋4OH－－4e－===4H2O； O2＋2H2O＋4e－===4OH－ ；据此作出判断，下列说法中错误的是(　　)
A．燃料电池的能量转化率可达100% B．H2在负极发生氧化反应
C．供电时的总反应为2H2＋O2===2H2O D．产物为无污染的水，属于环境友好电池
3．研究人员发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2+2Ag+2NaCl═Na2Mn5O10+2AgCl 下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是（ ）
A．正极反应式Ag+Cl﹣﹣e﹣═AgCl B．AgCl是还原产物
C．Na+不断向“水”电池的负极移动 D．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
4．常温下用惰性电极电解NaHSO4溶液，电解一段时间后，下列有关电解质溶液变化的说法正确的是(　　)
A．电解质溶液的浓度增大，pH减小 B．电解质溶液的浓度增大，pH增大
C．电解质溶液的浓度减小，pH减小 D．电解质溶液的浓度不变，pH不变
5．用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是(　　)

6．如图中A为电源，B为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，C为盛有稀硫酸的电解槽，e、f为Pt电极。接通电源后，发现d点显红色。下列有关说法正确的是(　　)

A．e、f极上产生的气体体积比为2:1 B．d极上的电极反应方程式为2Cl-－2e-＝Cl2↑
C．电源A上的a极是正极 D．电解槽C中溶液的pH增大
7．钢铁在潮湿环境中发生电化学腐蚀时，正极所发生的主要反应是（ ）
A.Fe-2e-=Fe2+ B.2H++2e-=H2↑ C.2H2O+O2+4e-=4OH- D.4OH--4e-=2H2O+O2↑
8．下列五种金属制品镀层破损后，金属腐蚀速度最快的是(　　)
A.镀铝塑料扣 B.食品罐头盒(镀锡)
C.白铁水桶(镀锌) D.镀银铜质奖章
9．用石墨电极完成下列电解实验。下列对实验现象的解释或推测不合理的是(　　)
实验一 实验二
装置
现象 a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；……

A．a、d处：2H2O+2e?H2↑+2OH?
B．b处：2Cl??2e?Cl2↑
C．c处发生了反应：Fe?2e?Fe2+
D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜
10．一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气，其中某一电极反应式为C2H6＋18OH－－14e－=2CO32-＋12H2O。有关此电池的推断不正确的是(　　)
A．通入氧气的电极为正极
B．参加反应的O2与C2H6的物质的量之比为7∶2
C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降
D．放电一段时间后，正极区附近溶液的pH减小
11．电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染，其工作原理如图所示。下列说法正确的是（ ）

A．A极为负极，电子从铂电极流向该极
B．Pt电极上发生还原反应
C．Ag-Pt电极发生的反应是：2NO3-+12H++10e-＝N2↑+6H2O
D．电解一段时间后，两池减少的质量一样多
12．工业上采用的一种污水处理方法如下：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe（OH）3 ． Fe（OH）3具有吸附性，可吸附污物而沉积下来，有净化水的作用．阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去（或撇掉）浮渣层，即起到了浮选净化的作用．某科研小组用该原理处理污水，设计装置如图所示．下列说法正确的是（　　）

A．为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时，循环的物质A为CO2
B．甲装置中阴极的反应为Fe﹣2e﹣═Fe2+
C．为了增加污水的导电能力，应向污水中如入适量的NaOH溶液
D．当乙装置中有1.6 g CH4参加反应，则C电极理论上生成气体在标准状况下为4.48 L


二、填空题
13．将500mL0.1mol/L的CuSO4溶液和500mL4mol/L的NaCl溶液相混合，然后用石墨电极进行电解，电解过程中共有0.4mol电子通过。试计算：
（1）阴极上可析出铜 克。
（2）在标准状况下阳极上可以产生 毫升气体。
（3）假设电解过程中溶液体积的变化忽略不计，则当有0.2 mol电子通过时，溶液的PH为 。
14．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NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
① Y电极上的电极反应式为 。
在X极附近观察到的现象是 。
②电解总反应离子方程式为 。
（2）要在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀，则：
① Y电极的材料是 （选填纯铁、纯铜或纯锌），电极反应式是 。电解液a选用 溶液，电解过程中其浓度 （选填增大、减小或不变）。
② 若电镀前X、Y两电极的质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为 mol。
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因:
。
15．糖类物质为很多生物生命活动提供能量。
（1）已知 45g葡萄糖在人体内完全氧化为二氧化碳和水，放出701KJ的热量，该反应的热化学方程式 。
（2）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构如图所示，其负极反应为： .
电池工作过程中溶液中氢离子移动方向从 极区
移向 极区（填“正”或“负”）
（3）常温下，用上述电池惰性电极电解100L某浓的硫酸铜溶液，当溶液PH=1时停止电解，则理论上需要葡萄糖的质量为 。（假设溶液体积不变）

16．Ⅰ．分别按图甲、乙所示装置进行实验，图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸，乙中G为电流计，请回答下列问题：

（1）以下叙述中，正确的是____。
A．甲中锌片是负极，乙中铜片是正极
B．两烧杯中铜片表面均有气泡产生
C．两烧杯中溶液pH均增大
D．产生气泡的速度甲中比乙中慢
E．乙的外电路中电流方向Zn→Cu
（2）变化过程中能量转化的形式主要是：甲为___________；乙为_________。
（3）在乙实验中，如果把硫酸换成硫酸铜溶液，请写出铜电极的电极反应方程式：___________________________________。
Ⅱ．氢氧燃料电池，是一种高效无污染的清洁电池它分碱性（用KOH做电解质）和酸性（用硫酸做电解质）氢氧燃料电池。
（1）如果是碱性燃料电池则负极反应方程式是：____________________。
（2）如果是酸性燃料电池则正极反应方程式是：___________________。
17．如图所示是某化学兴趣小组设计的趣味实验装置图,图中A、D均为碳棒，B铝棒,C为铁棒，所用甲、乙容器中的溶液事前均采取了煮沸处理。B在实验时才插入溶液中。

（1）从装置的特点判断，甲、乙装置中 是原电池，其负极的电极反应式为： ；
（2）实验开始后，（乙）装置中有关电极反应是：C： ；D： ，D电极上的现象是 ，一段时间后溶液中的现象是 ；
（3）在实验（2）的基础上，改变两装置电极的连接方式，A接D、B接C，此时D极上发生的电极反应式为： ，乙装置里除两电极上有明显的现象外，还可以看到的现象是 ，产生该现象的化学反应方程式是 。

三、实验题
18．锂被誉为 “金属味精”， 以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β-锂辉矿 （主要成分为LiAlSi2O6， 还含有FeO、 MgO、 CaO等杂质） 为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下：

已知： ①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：

②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表：

请回答下列问题：
（1）用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成： __________________________。
（2）反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是__________________________________。
（3）写出反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式： ________________________。
（4）洗涤所得Li2CO3沉淀要使用____ （选填 “热水” 或 “冷水”）， 你选择的理由是______。
（5）电解熔融氯化锂生产锂时， 阳极产生的氯气中会混有少量氧气， 原因是_______。
19．含硫化合物在生产生活中应用广泛，科学使用对人体健康及环境保持意义重大。
（1）红酒中添加一定量的SO2 可以防止酒液氧化。这应用了SO2 的 性。
（2）某水体中硫元素主要以S2O32－形式存在。在酸性条件下，该离子会导致水体中亚硫酸的浓度增大，原因是 。
（3）实验室采用滴定法测定某水样中亚硫酸盐含量：

①滴定时，KIO3 和KI 作用析出I2 ，完成并配平下列离子方程式：

②反应①所得I2 的作用是 。
③滴定终点时，100mL的水样共消耗xmL标准溶液。若消耗1mL标准溶液相当于SO32－的质量1g ，则该水样中SO32－的含量为 mg/L。
（4）微生物燃烧电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示：

①HS－在硫氧化菌作用下转化为SO42-的反应式是 。
②若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是 。

四、推断题
20．（1）某课外活动小组同学用图1装置进行实验，试回答下列问题：

图1 图2
①若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的___________腐蚀。请写出正极反应式： 。
②若开始时开关K与b连接时，两极均有气体产生，则N端是电源的__________极(填正或负)则总反应的离子方程式为______________________
（2）该小组同学设想，用如图2所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠。
①制得的氢氧化钠溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或“D”)___________导出。通过阴离子交换膜的离子数________ (填“>”、“<”或“=”)通过阳离子交换膜的离子数。
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因：_________________________
21．A～F均为中学化学中常见的物质，它们之间相互转化的关系如下图所示(产物水等略去)

(1)写出下列物质的化学式：A__________，D__________，F________。
(2)C和D的稀溶液不反应，但若B与C反应后再与D反应可生成A，试写出有关反应方程式：___________________。
(3)写出A的溶液电解时阳极的电极反应方程式：______________________。

五、计算题
22．电解饱和食盐水可产生氯气、氢气和氢氧化钠，氯气与石灰乳反应可制漂白粉．
（1）请写出电解饱和食盐水的化学方程式．
（2）若电解饱和食盐水时消耗NaCl 58.5克，试计算理论上最多可得到氯气的体积（标准状况）？
（3）若将1mol氯气通入石灰乳中，理论上可得到次氯酸钙多少克？
23．研究CO2与CH4，反应使之转化为CO和H2，对减缓燃料危机、减小温室效应具有重要的意义。
（1）已知：2CO（g）+O2（g）＝2CO2（g） △H＝－566kJ/mol
2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g） △H＝－484kJ/mol
CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（g） △H＝－890kJ/mol
则：CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g）△H＝____________。

(2)在密闭容器中通人物质的量浓度均为0.1mol/L的CH4与CO2，在一定条件下发生反应CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g），测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图1：
①下列事实能说明该反应一定达到平衡的是 。
a．CO2的浓度不再发生变化
b．υ正（CH4）＝2υ逆（CO）
c．混合气体的平均相对分子质量不发生变化
d．CO与H2的物质的量比为1:1
②据图可知，P1、P2、P3、P4由大到小的顺序为 。
③在压强为P4、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡x点，则用CO表示该反应的速率为 ，该温度下，反应的平衡常数为 。
(3)用CO与H2可合成甲醇(CH3OH)，以甲醇和氧气反应制成的燃料电池如图2所示，该电池工作程中O2应从 (填“c或一b”)口通人，电池负极反应式为 ，若用该电池电解精炼铜，每得到6. 4g铜，转移电子数目为 。
试卷第10页，总10页

参考答案
1．D
【解析】试题分析：舰体是由钢板做的。方法1，舰体镶嵌一些金属块，必须是比铁活泼的金属，如锌等（锡和铜不行），这种方法叫牺牲阳极的阴极保护法；方法2，航母舰体与电源相连，必须与电源负极相连，这种方法叫外加电流的阴极保护法。综上所述，D正确，本题选D。
2．A
3．D
【解析】
试题分析：A．在反应5MnO2+2Ag+2NaCl = Na2Mn5O10+2AgCl中银元素的化合价升高，是氧化产物，A错误；B．在原电池中正极上发生得电子的还原反应，即5MnO2+2e-= Mn5O102-，B错误；C．原电池中阳离子向正极移动，所以Na＋不断向“水”电池的正极移动，C错误；D．在5MnO2+2Ag+2NaCl = Na2Mn5O10+2AgCl中，化合价升高的数目等于转移的电子的数目，所以没生成1mol Na2Mn5O10转移2 mol电子，D正确，答案选D。
考点：考查原电池原理
4．A
【解析】用惰性电极电解NaHSO4溶液，阳极反应为 ,阴极反应为 ，实质为电解水，电解质溶液的浓度增大， 增大，pH减小，故A正确。
5．C
【解析】
试题解析：A中，电解食盐水，生成NaOH、H2、Cl2，加水显然不能恢复电解前的状态，应通入适量的HCl气体；B中，电解CuSO4溶液时SO42-的物质的量没变，加CuSO4溶液不能复原；C中，电解H2SO4溶液实质是电解水，再加适量水，可恢复原状；D中，实质是铁上电镀银，AgNO3溶液浓度不变，不需加AgNO3晶体。
考点：电解原理的应用
6．A
【解析】
7．C
【解析】钢铁在潮湿的环境中发生电化学腐蚀有两种类型：析氢腐蚀和吸氧腐蚀。在水膜酸性较强时发生析氢腐蚀，水膜中性或弱酸性时发生吸氧腐蚀，两者负极反应相同，只是正极反应不同。在通常情况下，水膜为弱酸性或中性，主要发生的是吸氧腐蚀，故选择吸氧腐蚀的正极反应：2H2O+O2+4e-4OH-。
8．B
【解析】关键是看镀层破损后，暴露出的金属和镀层能否形成原电池，形成原电池时金属是否是负极。A中塑料不被腐蚀；B中铁为原电池的负极加快铁的腐蚀；C中锌为原电池负极，铁为正极被保护；D中铜为原电池的负极，加快铜的腐蚀。但由于铁比铜更容易失去电子，所以腐蚀最快的是B中的铁。
9．B
【解析】本题结合实验考查电化学知识，意在考查考生对电解池的熟练程度和分析能力。由于有外接电源，所以实验一和实验二均为电解池装置。实验一中，铁丝中的电流方向为从d到c，电子移动方向为从c到d，所以实验一的装置是比较复杂的电解池，其中a为阴极，c为阳极，d为阴极，b为阳极。a、d处发生反应2H2O+2e? H2↑+2OH?，A项正确；若b处发生反应2Cl??2e?Cl2↑，不足以解释b处“变红”和“褪色”现象，故B项错误；c处铁作阳极，发生反应Fe?2e?Fe2+，由于生成的Fe2+浓度较小，且pH试纸本身有颜色，故颜色上无明显变化，C项正确；实验二是一个更加复杂的电解池装置，两个铜珠的左端均为阳极，右端均为阴极，初始时两个铜珠的左端(阳极)均发生反应Cu?2e?Cu2+，右端(阴极)均发生反应2H++2e? H2↑，一段时间后，Cu2+移动到m和n处，m、n处附近Cu2+浓度增大，发生反应Cu2++2e? Cu，m、n处能生成铜，D正确。
10．D
【解析】试题分析：A、在燃料电池中，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，A正确；B、原电池中两极上转移的电子相等，当有28mol电子转移时，正极上消耗7molO2，负极上消耗2molC2H6，正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为7：2，B正确；C、电池工作过程中，电池总反应为2C2H6+8OH-+7O2＝4CO32-+10H2O，反应消耗KOH，因此放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降，C正确；D、正极氧气得到电子，转化为氢氧根，则正极区附近溶液的pH增大，D错误，答案选D。
考点：考查了化学电源新型电池的相关知识。
11．C
【解析】根据图象知，硝酸根离子得电子发生还原反应，则Ag-Pt作阴极，Pt电极为阳极，A．连接阳极Pt的电极A为电源正极，B为电源负极，A错误；B．Pt电极是阳极，发生失去电子的氧化反应，B错误；C．阴极上是氧化剂得电子发生还原反应，图中给出质子交换膜，电解质通过H+移动导电，阳极产生的氢离子向阴极移动，阴极电极反应式为2NO3-+12H++10e-＝N2↑+6H2O，C错误；D．阳极反应为2H2O+4e-=O2+4H+，阴极上电极反应式为2NO3-+12H++10e-＝N2↑+6H2O，假设转移2mol电子时，阳极消耗1mol水，产生2molH+进入阴极室，阳极室质量减少18g；阴极室中放出0.2molN2（5.6g），同时有2molH+（2g）进入阴极室，因此阴极室质量减少3.6g，故膜两侧电解液的质量变化不相同，D错误，答案选C。
12．A
【解析】分析：甲装置为电解池，乙装置为原电池装置，原电池工作时，通入甲烷的一级为负极，发生氧化反应，负极电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，通入氧气的一级为正极，发生还原反应，正极反应为O2+2CO2+4e-=2CO32-，电解池中Fe为阳极，发生Fe-2e-=Fe2+，阴极的电极反应为：2H++2e-=H2↑，二价铁离子具有还原性，能被氧气氧化到正三价，4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+，以此解答该题。
详解：A．电池是以熔融碳酸盐为电解质，负极电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，正极反应为O2+2CO2+4e-=2CO32-，可以循环利用的物质只有二氧化碳，故A正确；B．电解池中Fe为阳极，发生Fe-2e-=Fe2+，故B错误；C．保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀时，加入的使导电能力增强的电解质必须是可溶于水的、显中性或弱酸性的盐，加入氢氧化钠会导致溶液呈碱性，故C错误；D．根据电池的负极电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，当乙装置中有1.6 gCH4参加反应，即0.1mol甲烷参加反应时，有0.8mol电子转移；阴极的电极反应为：2H++2e-=H2↑，阴极产生了44.8L(标准状况)即2mol的氢气产生，所以转移电子的物质的量为4mol，则C电极理论上生成气体在标准状况下为8.96L，故D错误；故选A。
13．（1）3.2g；（2）4480mL；（3）13（各2分共6分）
【解析】
14．（1）①2Cl--2e=Cl2↑（2分） 有气泡产生，溶液变红（2分）
②2Cl- +2H2O电解2OH-+Cl2↑+H2↑（2分）
（2）①纯铜 （1分）Cu2e=Cu2+ （2分） CuSO4(其他合理答案也给分) （1分）不变（1分）② 0.08mol（2分）
③铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿的环境中形成原电池，加速铁的腐蚀(其他合理答案也给分) （2分）
【解析】（1）由图，得：电子从外加电源的负极流向电解池的阴极X，溶液中的阴离子（Cl－、OH-）从阴极X移向阳极Y，再阳极Y发生失电子的反应，电子流回外加电源的正极；则溶液中的阳离子（Na+、H+）从阳极Y移向阴极X；
①故两极反应为：Y：2Cl--2e=Cl2↑（放电能力：Cl－＞OH-），X：2H++2e= H2↑（放电能力：H+＞Na+）因为消耗了H+，则水的电离平衡（H2O H++ OH-）正向移动，使C（OH-）增大，即C（OH-）＞C（H+），故溶液变红；
②总化学方程式为2 NaCl +2H2O电解2NaOH+Cl2↑+H2↑
（2）要在铁件的表面镀铜，则铁件作阴极，可用纯铜作阳极，故两极反应为:
①阳极：Cu-2e= Cu2+，Cu2++2e= Cu，故电解过程中溶液中C（Cu2+）不变；
②设电镀前X、Y两电极的质量均为m g，依据电极反应式判断：设电解过程中阳极减少a g，则阴极就增加a g，即：(m+a)-(m-a)= 5.12 g，则a=2.56 g，n（Cu）=2.56 g/64g.mol-1=0.04 mol，Cu——2e，则n（e）=2 n（Cu）=0.08mol；
③镀层破损后，镀铜铁中，铁比铜活泼，故加速铁的腐蚀；
镀层破损后，镀锌铁中，锌比铁活泼，故加速锌的腐蚀；
15．

【解析】（1）45g葡萄糖的物质的量为0.25mol；则1 mol葡萄糖在体内完全氧化将放出热量2840kJ；其反应的热化学方程式为：；
（2）燃料电池的构造为：燃料通入负极，氧气或空气通入正极；工作的过程中，阳离子从负极区移向正极区；燃料电池工作时总反应方程式相当于燃料的直接燃烧，书写电离反应式为：先写总反应式，再写正极反应式，最后将总反应式减去正极反应式可得负极反应式；所以，其负极反应的电极反应式为：；
（3）根据氧化还原反应过程中，得失电子数相等的原则，可得：上述电池惰性电极电解100L某浓的硫酸铜溶液，当溶液PH=1时停止电解，则理论上需要葡萄糖的质量为75g；
16． C、D 化学能转化为热能 化学能转化为电能 Cu2++2e﹣Cu H2-2e﹣+2OH﹣2H2O O2+4e﹣+4H+4H2O
【解析】Ⅰ．（1）A．甲不能组成原电池，锌与稀硫酸之间发生置换反应，A错误；B．甲不能组成原电池，锌表面产生氢气，乙构成原电池，锌是负极，铜是正极，氢离子在铜电极表面产生气体，B错误；C．两烧杯中均消耗氢离子放出氢气，氢离子浓度均减小，所以溶液pH均增大，C正确；D．通过原电池的反应速率快，则产生气泡的速度甲中比乙中慢，D正确；E．乙的外电路中电流方向Zn←Cu，E错误，答案选CD；（2）甲不能构成原电池，乙是原电池，则变化过程中能量转化的形式主要是：甲为化学能转化为热能，乙为化学能转化为电能。（3）在乙实验中，如果把硫酸换成硫酸铜溶液，则铜离子在正极放电，所以铜电极的电极反应方程式为Cu2++2e－＝Cu。
Ⅱ．（1）如果是碱性燃料电池，负极是氢气放电，则负极反应方程式为H2-2e－+2OH－＝2H2O；（2）如果是酸性燃料电池，氧气在正极放电，则正极反应方程式是O2+4e－+4H+＝4H2O。
17．（1）甲（1分），Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2O
（2）Fe－2e－=Fe2＋， 2H＋＋2e－=H2↑，
有无色气体产生，有白色沉淀生成
（3）4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，白色沉淀转化为灰绿色，最后呈现红褐色；
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；
【解析】
试题分析：（1）A、D均为碳棒，B为铝棒，C为铁棒，铝能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，所以
甲为原电池，乙为电解质，甲中A为正极，B为负极，负极发生氧化反应，电极方程式为Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2O。
（2）乙是电解池，其中C为阳极，发生氧化反应，电极方程式为Fe－2e－=Fe2＋；D为阴极，发生还原反应，电极方程式为2H＋＋2e－=H2↑。氢离子放电破坏水的电离平衡，所以阴极附近溶液碱性增强，所以则可生成氢氧化亚铁白色沉淀，则一段时间后溶液中的现象是有无色气体产生，有白色沉淀生成。
（3）在实验（2）的基础上，改变两电极的连接方式，A接D、B接C，则D为阳极，C为阴极，阳极生成氧气，电极方程式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑；阴极生成氢气，氧气可与氢氧化亚铁发生氧化还原反应生成红褐色氢氧化铁，可观察到白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，产生该现象的化学方程式是4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。
【考点定位】本题综合考查原电池和电解池知识
【名师点晴】电极产物的判断与有关反应式的书写
1、电解时电极产物的判断——“阳失阴得”，即
。
2、电解池中电极反应式的书写
（1）根据装置书写
①根据电源确定阴、阳两极→确定阳极是否是活性金属电极→据电极类型及电解质溶液中阴、阳离子的放电顺序写出电极反应式。
②在确保阴、阳两极转移电子数目相同的条件下，将两极电极反应式合并即得总反应式。
（2）由氧化还原反应方程式书写电极反应式
①找出发生氧化反应和还原反应的物质→两极名称和反应物→利用得失电子守恒分别写出两极反应式。
②若写出一极反应式，而另一极反应式不好写，可用总反应式减去已写出的电极反应式即得另一电极反应式。
18．（1）Li2O?Al2O3?4SiO2
（2）除去反应Ⅰ中过量的H2SO4；控制pH，使Fe 3＋、A l 3＋完全沉淀
（3）Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓、Ca 2＋＋CO32－=CaCO3↓
（4）过滤 热水 Li2CO3在较高温度下溶解度小，用热水洗涤可减少Li2CO3的损耗。
（5）加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量水解生成LiOH，受热分解生成Li2O，电解时产生O2
【解析】
试题分析：（1）硅酸盐既可以用盐的形式表示也可以用氧化物的形式表示。在用氧化物形式表示时要符合质量守恒定律。且一般情况下，金属氧化物写在前面，非金属氧化物写在后面。LiAlSi2O6的氧化物的形式表示为Li2O?Al2O3?4SiO2 。（2）反应Ⅱ加入碳酸钙是为了除去反应Ⅰ中过量的H2SO4；控制pH，使Fe3＋、Al3＋完全沉淀。（3）根据框图中物质之间的转化关系可知反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式为Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓、Ca 2＋＋CO32－=CaCO3↓。（4）反应Ⅳ中由于Li2CO3溶解度小，所以生成Li2CO3沉淀，在实验室中从溶液中分离得到Li2CO3沉淀的操作是过滤。因为Li2CO3的溶解度随温度的升高而降低，所以洗涤所得Li2CO3沉淀要使用热水。（5）电解熔融氯化锂生产锂时，阳极产生的氯气中会混有少量氧气是因为在加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量发生水解反应生成LiOH，它受热分解生成Li2O，电解时产生O2。因此制取的氯气中常含有少量的O2。
考点：盐类的水解。
19．（1）还原性；（2）在酸性条件下，溶液中的H+与S2O32-发生反应：H+ + S2O32- = SO2 + S↓ + H2O，SO2溶于水，发生反应SO2+H2OH2SO3，使水体中亚硫酸浓度增大；（3）①IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O ；②氧化SO32-、S2O32-；可以与淀粉有明显显色现象，有利于观察滴定终点。③104 x（4）①HS-+4H2O-8e-=SO42-+9H+；（5）HS-、SO42-离子浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2放出电子。
【解析】
试题分析：(1)红酒中添加一定量的SO2 可以防止酒液氧化。这说明其中的氧气是与SO2发生反应，故应用了SO2 的还原性。(2)在体系中不存在其它氧化剂时，只能S2O32-自身氧化还原，H++S2O32-=SO2+S↓+H2O，SO2溶于水，发生反应SO2+H2OH2SO3，使水体中亚硫酸浓度增大；（3）①根据质量守恒和电荷守恒进行配平，方程式是IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O ；②滴定实验需要有明显现象的指示剂，而此时反应生成的I2和淀粉的显色反应明显，使溶液变为蓝色，故不需要其他指示剂，减少误差。另外，利用I2的氧化性，滴定水样。③滴定终点时，100mL的水样共消耗xmL标准溶液，则1L水样共消耗10xmL标准溶液,若消耗1mL标准溶液相当于SO32－的质量1g ，则该水样中SO32－的含量为10xg/L=104 x mg / L。（4）①酸性环境中反应物为HS－ 产物为SO42-，利用质量守恒和电荷守恒进行配平，方程式是：HS-+4H2O -8e- =SO42-+9H+；②从质量守恒角度来说，HS-、SO42-离子浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2放出电子。
考点：考查含硫化合物的性质及应用的知识。
20．(共14分)
（1）①吸氧；O2 + 4e- +2H2O =4OH-；②负；2Cl- + 2H2OCl2↑＋2OH-＋H2↑；
（2）① D；<；② H+在阴极放电，水的电离平衡正向移动，溶液中OH-浓度增大，pH增大；
【解析】
试题分析：（1）①开关K与a连接，为原电池，NaCl溶液为中性，发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：吸氧；O2+4e-+2H2O=4OH-；
②K与b连接，为电解池，若开始时开关K与b连接时，两极均有气体产生，则Fe作阴极，石墨作阳极，氯离子、氢离子放电，则N为电源负极，电解的总离子反应为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑，故答案为：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；
（2）①阴极上氢离子放电，则NaOH在阴极生成，由图可知，D在阴极附近，制得的氢氧化钠溶液从D出口导出；阳极氢氧根离子放电，因此硫酸根离子向阳极移动，阴极氢离子放电，因此钠离子向阴极移动，所以通过相同电量时，通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数，故答案为：D；＜；
②水电离出的氢离子在阴极放电，而氢氧根离子不放电，促进水的电离，导致溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液的pH增大，故答案为：H+在阴极放电，水的电离平衡正向移动，溶液中OH-浓度增大，pH增大。
考点：考查了原电池和电解池的工作原理的相关知识。
21．CuSO4H2SO4SO32Cu＋O22CuO，CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
【解析】
【分析】
根据框图：A的溶液→单质B＋单质C＋D的反应条件电解可知，A可能是NaCl或CuSO4型的盐溶液，又由框图单质B＋E→F中的反应条件催化剂可知，F只能是SO3，因此B是O2，E是SO2，D是H2SO4。最后由D(浓H2SO4)＋单质C可生成SO2，推知A是CuSO4。
【详解】
根据框图：A的溶液→单质B＋单质C＋D的反应条件电解可知，A可能是NaCl或CuSO4型的盐溶液，又由框图单质B＋E→F中的反应条件催化剂可知，F只能是SO3，因此B是O2，E是SO2，D是H2SO4。最后由D(浓H2SO4)＋单质C可生成SO2，推知A是CuSO4。
(1)由上述分析可以知道，A为CuSO4 ，D为H2SO4，F为SO3，
因此，本题正确答案是CuSO4；H2SO4；SO3；
(2)Cu和稀硫酸不反应，Cu和O2加热反应生成CuO，CuO和稀硫酸反应生成CuSO4，发生反应的化学方程式为2Cu＋O22CuO，CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O，
因此，本题正确答案是：2Cu＋O22CuO，CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O；
(3)硫酸铜溶液电解时，阳极发生氧化反应，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，
因此，本题正确答案是：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。
22．略
23．（16分）（1）＋160kJ/mol（2分） （2）①a、c（2分） ②P4＞P3＞P2＞P1（2分）
③0.032mol/(L?min)；1.64（2分）
（3）c（2分）；CH3OH＋H2O－12e－＝CO2↑＋6H+（2分）；1.204×1023或0.2NA（2分）
【解析】
试题分析：（1）已知：①2CO（g）+O2（g）＝2CO2（g） △H＝－566kJ/mol、②2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g） △H＝－484kJ/mol、③CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（g） △H＝－890kJ/mol，因此根据盖斯定律可知，③－①－②即得反应CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g），所以该反应的反应热△H＝－890kJ/mol＋566kJ/mol＋484kJ/mol＝＋160kJ/mol。
（1）①在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。根据方程式CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g）可知，该反应是体积增大的可逆反应，则a．平衡时反应混合物各组分的浓度不变，CO2的浓度不再发生变化，说明到达平衡，故a正确；b．υ正(CH4)＝2υ逆(CO)，则υ正(CH4): υ逆(CO)＝2:1，不等于化学计量数之比，未处于平衡状态，正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应进行，故b错误；c．混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值。反应混合物的总质量不变，随反应进行，反应混合物的总的物质的量增大，平均相对分子质量减小，混合气体的平均相对分子质量不发生变化，说明到达平衡，故c正确；d．CO与H2的化学计量数为1:1，反应数值按物质的量比为1:1进行，不能说明到达平衡，故d错误，答案选ac。
②根据图可知，温度一定时，甲烷的转化率α(P1)＞α(P2)＞α(P3)＞α(P4)。由于该反应正反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应进行，甲烷的转化率降低，故压强P1、P2、P3、P4由大到小的顺序为P4＞P3＞P2＞P1。
③根据图1可知，压强为P4、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡X点，此时甲烷的转化率为80%，因此甲烷的浓度变化量为0.1mol/L×80%＝0.08mol/L，故v(CH4)＝＝0.016mol/(L?min)。根据速率之比等于化学计量数之比可知，v(CO)＝2v v(CH4)＝2×0.016mol/(L?min)＝0.032mol/(L?min)。
?????????????? CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g）
起始浓度（mol/L） 0.1????? 0.1????? 0??????? 0
转化浓度（mol/L） 0.08???? 0.08???? 0.16???? 0.16
平衡浓度（mol/L） 0.02???? 0.02???? 0.16???? 0.16
所以该温度下平衡常数K＝＝＝1.64
（3）由图2可知，氢离子由左边转移到右边，左边有气体生成，故左边发生氧化反应，右边发生还原反应，反应中氧气得到电子，发生还原反应，故氧气在c口通入，电极总反应式为 2CH3OH＋3O2＝2CO2↑＋4H2O，正极电极反应式为3O2＋12H+＋12e－＝6H2O，总反应式减去正极反应式可得负极电极反应式为：CH3OH＋H2O－12e－＝CO2↑＋6H+。铜的物质的量为6.4g÷64g/mol＝0.1mol，根据电子转移守恒可知，转移电子等于铜离子转化为铜获得的电子，故转移电子数目为0.1mol×2×NAmol－1＝0.2NA。
考点：考查盖斯定律的应用；平衡状态的判断、外界条件对平衡状态的影响；反应速率和平衡常数的计算；电化学原理的应用以及有关计算等