第4章 化学反应与电能 章末检测-【优化探究】2025-2026学年高中化学选择性必修1同步导学案配套课件 人教版（2019）单选

章末检测(四)　化学反应与电能 优化探究 第四章　化学反应与电能 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。 1.下列各组装置中能形成原电池的是(　　) A 两电极活泼性不同,能自发的发生氧化还原反应,而且形成了闭合回路,符合原电池的构成条件,能形成原电池,故A符合题意;乙醇不是电解质,不能形成原电池,故B不符合题意;蔗糖溶液不是电解质,不能形成原电池,故C不符合题意;铂和碳都不能和氢氧化钠溶液反应,不能自发的发生氧化还原反应,不能形成原电池,故D不符合题意。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2.(2023·海南卷)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池,如图所 示。下列说法正确的是(　　) A.b电极为电池正极 B.电池工作时,海水中的Na+向a电极移动 C.电池工作时,紧邻a电极区域的海水呈强碱性 D.每消耗1 kg Al,电池最多向外提供37 mol电子的电量 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 A 铝为活泼金属,发生氧化反应为负极,则石墨为正极;由分析可知,b电极为电池正极,A正确;电池工作时,阳离子向正极移动,故海水中的Na+向b电极移动,B错误;电池工作时,a电极反应为铝失去电子生成铝离子,电极反应为Al-3e-===Al3+,铝离子水解显酸性,C错误;由C分析可知,每消耗1 kgAl,电池最多向外提供 mol×3= mol电子的电量,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 3.如图所示,用铂电极电解1 L浓度均为0.1 mol·L-1HCl、CuSO4的混合溶液。下列说法正确的是(　　) A.电解开始时阴极有H2放出 B.电解开始时阳极上发生反应:Cu2++2e-===Cu C.当电路中通过电子的量超过0.1 mol时,此时 阴极放电的离子发生了变化 D.整个电解过程中,S不参与电极反应 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 D 依据放电顺序,阴极先放电的是Cu2+,故阴极开始析出的是Cu,阳极先放电的是Cl-,故阳极开始产生的是Cl2,故A、B错误;阴极反应:Cu2++2e-===Cu,n(Cu2+)=0.1 mol,当电路中通过电子的量达到0.2 mol时,此时Cu2+消耗完毕,阴极放电的离子变为H+,故C错误;阳极先是Cl-放电,当Cl-消耗完毕,此时H2O电离产生的OH-开始在阳极放电,S不参与电极反应,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 4.一种电化学制备NH3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H+。下列叙述错误的是(　　) A.Pd电极b为阴极 B.阴极的电极反应为N2+6H++6e-===2NH3 C.H+由阳极向阴极迁移 D.陶瓷可以隔离N2和H2 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 A 此装置为电解池,总反应是N2+3H22NH3,Pd电极b上是氢气发生氧化反应,即氢气失去电子化合价升高,Pd电极b为阳极,故A错误;根据A选项分析,Pd电极a为阴极,电极反应为N2+6H++6e-===2NH3,故B正确;根据电解池的原理,阳离子由阳极向阴极迁移,故C正确;根据装置图,陶瓷可以隔离N2和H2,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 5.已知:M、N为多孔的惰性电极;P、R为两个铂电极夹,夹在被混有酚酞的Na2SO4溶液浸湿的滤纸上;电源有a、b两极(装置如图)。若在试管中充满KOH溶液后将其倒立于盛有KOH溶液的水槽中,断开K1,闭合K2、K3,通直流电,一段时间后实验装置如图所示(整个过程无晶体析出),下列说法正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 A.M电极上发生还原反应 B.M、N电极上产生的气体质量之比为1∶2 C.电池工作一段时间后,KOH溶液的pH变大 D.电池工作时,R极滤纸变红 答案:C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 断开K1,闭合K2、K3,电源与KOH溶液、M电极和N电极构成电解池,阳极反应为2H2O-4e-===O2↑+4H+,阴极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,则氢气与氧气的体积比为2∶1,则N电极产生氢气,N电极为阴极,M电极为阳极,故a电极为负极,b电极为正极,电源与Na2SO4溶液、P极和R极也构成电解池,P极为阴极,R极为阳极,阳极反应为2H2O-4e-===O2↑+4H+,阴极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-。M电极为阳极,发生氧化反应,故A错误;M电极产生氧气,N电极产生氢气,且物质的量之比为1∶2,故M、N电极上产生的气体质量之比为1×32∶2×2=8∶1,故B错误;电解KOH溶液,实际为电解水,则电池工作一段时间后,KOH溶液的浓度增大,溶液pH变大,故C正确;R极为阳极,电极反应为2H2O-4e-===O2↑+4H+,则电池工作时,R极处溶液酸性增强,滤纸不变色,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 6.(2023·广东卷)负载有Pt和Ag的活性炭,可选择性去除Cl-实现废酸的纯化,其工作原理如图。下列说法正确的是(　　) A.Ag作原电池正极 B.电子由Ag经活性炭流向Pt C.Pt表面发生的电极反应:O2+2H2O+4e-===4OH- D.每消耗标准状况下11.2 L的O2,最多去除1 mol Cl- 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 B O2在Pt极得电子发生还原反应,Pt为正极,Cl-在Ag极失去电子发生氧化反应,Ag为负极。由分析可知,Ag为负极,A错误;电子由负极Ag经活性炭流向正极Pt,B正确;由题给信息可知,溶液为酸性,故Pt表面发生的电极反应为O2+4H++4e-===2H2O,C错误;每消耗标准状况下11.2 L的O2,转移电子2 mol,而2 mol Cl-失去2 mol电子,故最多去除2 mol Cl-,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 7.我国科学家利用Fe1—Ni1—N—C电催化还原CO2(装置如图),助力碳中和。下列说法不正确的是(　　) A.交换膜可为阳离子交换膜 B.Zn电极附近溶液pH增大 C.正极反应为CO2+2HC+2e-=== CO+2C+H2O D.理论上每生成1 mol CO,外电路转移2 mol电子 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 B 负极发生氧化反应:Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2,正极发生还原反应:CO2+2HC+2e-===CO+2C+H2O。交换膜可为阳离子交换膜,钾离子可以自由移动,A正确;由分析可知,Zn为负极发生氧化反应,消耗氢氧根离子,电极附近溶液pH减小,B错误;由分析可知,C正确;由CO2+2HC+2e-===CO+2C+H2O可知,理论上每生成1 mol CO,外电路转移2 mol电子, D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 8.用惰性电极实现电解,下列说法正确的是(　　) A.电解稀硫酸溶液,实质上是电解水,故溶液pH不变 B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液pH减小 C.电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2 D.电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 D 电解稀硫酸溶液,实质上是电解水,溶液浓度变大,故溶液pH变小,故A错误;电解稀氢氧化钠溶液,实质上是电解水,溶液浓度变大,故溶液pH增大,故B错误;电解硫酸钠溶液,实质上是电解水,在阴极上析出氢气、阳极上析出氧气,物质的量之比为2∶1,故C错误;电解氯化铜溶液,在阴极上析出铜、阳极上析出氯气,物质的量之比为1∶1,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 9.二氧化硫⁃空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.该电池放电时质子从Pt2电极经过内电 路流到Pt1电极 B.Pt1电极附近发生的反应为SO2+2H2O-2e- ===H2SO4+2H+ C.Pt2电极附近发生的反应为O2+4e-+2H2O===4OH- D.相同条件下,放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 D 该电池放电时为原电池,质子向正极移动,由题图可知,SO2化合价升高,失电子发生氧化反应,Pt1电极为负极,则该电池放电时质子从Pt1电极移向Pt2电极,A错误;Pt1电极为负极,发生氧化反应,SO2被氧化为硫酸,电极反应为SO2+2H2O-2e-===S+4H+,硫酸应当拆为离子形式,B错误;酸性条件下,氧气得电子生成水, C错误;放电过程中,负极反应:2SO2+4H2O-4e-===2S+8H+,正极反应:O2+4e-+4H+===2H2O,根据电子守恒可知:相同条件下,放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 10.如图是常用于太阳能路灯蓄电池的磷酸铁锂电池工作原理图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li+的高分子材料,隔膜只允许Li+通过,电池总反应为LixC6+Li1-x FePO4 LiFePO4+6C。电池放电时,下列说法正确的是(　　) A.N极为电池负极 B.Li+由M极移动到N极 C.M极发生还原反应 D.将电能转化为化学能 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 B 由电池总反应为LixC6 +Li1-xFePO4 LiFePO4+6C及题图可知,M极为负极,电极反应为LixC6-xe-===xLi++6C,N极为正极,电极反应为Li1-x FePO4+xLi++xe-===LiFePO4,据此作答。根据以上分析可知N极为电池正极,A错误;原电池中阳离子向正极移动,则Li+由M极移动到N极,B正确;由分析可知,M极为负极,电极反应为LixC6-xe-===xLi++6C,发生氧化反应,C错误;原电池是将化学能转化为电能的装置,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 11.铅酸蓄电池是常见的二次电池,目前汽车上使用的电瓶大多数是铅酸蓄电池。已知铅酸蓄电池的电解质溶液为硫酸溶液,其充、放电反应式为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l),下列有关该电池的说法不正确的是(　　) A.放电时,溶液中H+向PbO2电极迁移 B.放电时,电路中转移0.2 mol电子时Pb电极质量减小20.7 g C.充电时,电解质溶液的pH减小 D.充电时,阴极的电极反应为PbSO4+2e-===Pb+S 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 B 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 放电时相当于原电池,溶液中H+向正极PbO2电极迁移,A正确;放电时,电路中转移0.2 mol电子时Pb电极质量增加,B错误;充电时有硫酸产生,电解质溶液的pH减小,C正确;充电时,阴极得到电子,其电极反应为PbSO4+2e-===Pb+S,D正确。 11 12 13 14 15 16 17 18 19 12.用微生物燃料电池处理酸性废水的原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.电子经电解质溶液从a极移向b极 B.为加快电池的放电速率,该电池可 在高温下工作 C.放电过程中,b极附近溶液的pH变小 D.a极发生的反应为CO+2OH-+2e-===CO2↑+H2O 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 该原电池中,还原剂CO在负极即a极失去电子发生氧化反应转变为CO2,正极即b极上[Fe(CN)6]3-作氧化剂,得到电子发生还原反应生成[Fe(CN)6]4-。电子通过导线迁移,不能通过电解质溶液迁移,故A错误;高温条件下,微生物会失活,故B错误;放电过程中,氢离子移向正极,故b极附近溶液的pH变小,故C正确;由题意可知,溶液为酸性环境,a极发生失电子的反应为CO+H2O-2e-===CO2↑+2H+,故D错误。 11 12 13 14 15 16 17 18 19 13.废水中通过加入适量乙酸钠,设计成微生物电池可以将废水中的氯苯转化为苯而除去,其原理如图所示。则下列叙述正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 A.温度升高,该电池反应速率一定加快 B.H+由a极穿过质子交换膜到达b极 C.OH-迁移的数量等于导线上通过电子的数量 D.a极电极反应为 +2e-+H+ +Cl- 答案:D 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 一定范围内温度升高,电池反应速率会加快;但温度过高会使得微生物膜活性降低,反应速率下降,A错误;由题图可知,a极氯苯转化为苯和Cl-,为得电子的过程,即还原反应,所以a极为正极、b极是负极,H+会从负极移动到正极,即从b极移到a极,B错误;电池中的H+通过质子交换膜由b极迁移到a极,迁移的数量等于导线上通过电子的数量,而不是OH-迁移的数量,C错 误;a极电极反应为 +2e-+H+=== +Cl-,D正确。 11 12 13 14 15 16 17 18 19 14.催化还原二氧化碳是解决温室效应及能源问题的重要手段之一,科学家设计出如图装置实现CO2的转化,电池总反应为CO2+NaClCO+NaClO。下列说法正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 A.太阳能电池的正极为A极 B.该装置工作时,质子通过交换膜由催化电极Ⅰ移向催化电极Ⅱ C.催化电极Ⅰ的电极反应:CO2-2e-+2H+===CO+H2O D.该装置不仅还原CO2,还产生了具有经济附加值的次氯酸盐 答案:D 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 催化电极Ⅰ上二氧化碳转化为一氧化碳,化合价降低,为阴极,则太阳能电池的负极为A极,故A错误;该装置工作时,催化电极Ⅰ为阴极,催化电极Ⅱ为阳极,根据电解质“异性相吸”可知质子通过交换膜由催化电极Ⅱ移向催化电极Ⅰ,故B错误;根据A选项分析可知催化电极Ⅰ为阴极,得到电子,因此催化电极Ⅰ的电极反应:CO2+2e-+2H+===CO+H2O,故C错误;根据电池总反应CO2+NaClCO+NaClO,说明该装置不仅还原CO2,还产生了具有经济附加值的次氯酸盐,故D正确。 11 12 13 14 15 16 17 18 19 15.如图所示,a、b、c、d均为石墨电极,通电进行电解。下列说法正确的是(　　) A.乙池中d的电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑ B.a、c两极产生气体的物质的量相等 C.甲、乙两池中溶液的pH均保持不变 D.乙池中发生的反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 D 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 A项,d电极是阴极,为溶液中的阳离子放电,电极反应为2H++2e-===H2↑,故不正确;B项,a极放电产生O2,c极放电产生Cl2,根据电子守恒得, O2~2Cl2~4e-,n(O2)∶n(Cl2)=1∶2,故a、c两极产生气体的物质的量不相等,故不正确;C项,甲池电解硫酸铜溶液,溶液的pH减小,乙池电解饱和氯化钠溶液,溶液的pH增大,故不正确。 11 12 13 14 15 16 17 18 19 二、非选择题 16.钠硫电池作为一种新型储能电池,其应用逐渐得到重视和发展。 (1)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物,固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,其反应原理如图所示: 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 ①根据表中数据,请你判断该电池工作的适宜温度应控制在　　　　(填字母)范围内。 a.100 ℃以下　　　　　 b.100~300 ℃ c.300~350 ℃ d.350~2 050 ℃  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 物质 Na S Al2O3 熔点/℃ 97.8 115 2 050 沸点/℃ 892 444.6 2 980 c ②放电时,电极A为　　　　极,电极B发生　　　　(填“氧化”或“还原”)反应  ③充电时,总反应为Na2Sx===2Na+xS(3<x<5),则阳极的电极反应: 　 。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 负 还原 -2e-===xS (1)①原电池工作时,控制的温度应满足Na、S为熔融状态,则温度应高于115 ℃而低于444.6 ℃,只有c符合;②放电时,Na被氧化,则电极A应为原电池负极,电极B为原电池正极,发生还原反应;③充电时为电解池,阳极反应为-2e-===xS。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 (2)若把钠硫电池作为电源,按如图所示装置进行实验电解乙池和丙池: 当钠硫电池中消耗0.05x mol的S时,理论上乙池中B极的质量增加 　　　　g;此时丙装置中　　　　(填“C”或“D”)电极析出金属。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 10.8 D 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 (2)根据阳极反应-2e-===xS可知,当钠硫电池中消耗0.05x mol 的S时,转移0.1 mol电子;乙池是电解池,B极上Ag+得电子发生还原反应而析出Ag,根据转移电子数相等,乙池中B极的质量增加0.1 mol×108 g·mol-1 =10.8 g。丙池是电解池,D电极连接电源的负极,则D是阴极,溶液中的金属离子放电析出金属单质。 11 12 13 14 15 16 17 18 19 17.如图所示是一个电化学过程的示意图,回答下列问题: 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 (1)甲池是　　　　　　装置,乙池中电极A的名称是　　　　　(填“阴 极”或“阳极”)。  (1)甲池能自发地进行氧化还原反应,所以属于原电池,甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为负极,则乙池中的电极A与原电池的正极相连,名称是阳极。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 原电池 阳极 (2)甲池中通入CH4的电极反应为______________________________,  乙池中电极B (Ag)的电极反应为　　　　　　　　　　　　,丙池中D极的产物是　　　　　　　　(写化学式)。  (2)燃料电池中,负极通入燃料,碱性条件下,甲烷和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,所以电极反应为CH4+10OH--8e-===C+7H2O;乙池是电解池,电极B(Ag)作阴极,银离子得电子,电极反应为Ag++e-===Ag;丙池中D极为阴极,该电极上氢离子放电生成氢气,所以D极的产物是H2和NaOH。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 CH4+10OH--8e-===C+7H2O Ag++e-===Ag H2和NaOH (3)一段时间,当丙池中产生112 mL(标准状况下)气体时,均匀搅拌丙池,所得溶液在25 ℃时的c(OH-)=　　 　　(已知:NaCl溶液足量,电解后溶液体积为500 mL)。若要使丙池恢复到电解前的状态,应向丙池中通入 　　　　(写化学式)。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 0.01 mol·L-1 HCl 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 (3)设电解后氢氧化钠的物质的量浓度是x,丙池中产生112 mL气体,则氢气的体积与氯气的体积相同均为56 mL, 2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH 　　　　　　　　22.4 L　　2 mol 0.056 L 0.5 L×x x=(2 mol×0.056 L)÷(22.4 L×0.5 L)=0.01 mol·L-1;由于电解生成的H2和Cl2从溶液中逸出,所以应该通入HCl使丙池恢复到电解前的状态。 11 12 13 14 15 16 17 18 19 18.电解原理在环保领域有广泛应用,按照要求回答下列问题。 (1)工业上,在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN-,装置如图所示: 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 依次发生的反应有: ⅰ.CN--2e-+2OH-===CNO-+H2O ⅱ.2Cl--2e-===Cl2↑ ⅲ.3Cl2+2CNO-+8OH-===N2+6Cl-+2C+4H2O ①a为电源　　　　(填“正”或“负”)极。  ②通电过程中溶液pH不断　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  ③除去1 mol CN-,外电路中至少需要转移　　　　mol电子。  ④为了使电解池连续工作,需要不断补充________________________(写化学式)。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 正 减小 5 NaOH和NaCl (1)①根据题给反应原理可判断阳极需要产生氯气,因此铁电极不能是阳极,石墨电极是阳极,则a为电源正极;②阴极反应为2H2O+2e-===2OH-+H2↑,根据反应ⅰ、ⅱ、ⅲ及阴极反应可知,通电过程中消耗OH-的量大于生成OH-的量,故溶液pH不断减小;③ⅰ.CN--2e-+2OH-===CNO-+H2O,ⅱ.2Cl--2e-===Cl2↑,ⅲ.3Cl2+2CNO-+8OH-===N2+6Cl-+2C+4H2O,把三个方程式按照2×(ⅰ-ⅱ)+ⅲ得,5Cl2+2CN-+12OH-===N2+10Cl-+2C+6H2O,根据反应,消耗2 mol CN-,转移10 mol电子,则除去1 mol CN-,外电路中至少需要转移5 mol电子;④通电过程中OH-不断消耗,且有部分Cl2逸出,为了使电解池连续工作,需要不断补充NaOH和NaCl。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 (2)利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2,并用阴极排出的溶液吸收NO2来解决环境污染问题。 ①阴极的电极反应为________________________________。  ②阳极的电极反应为________________________________。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2HS+2H++2e-===S2+2H2O SO2+2H2O-2e-===S+4H+ 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 (2)①阴极是HS得电子转化为S2,电极反应为2HS+2H++2e-===S2+2H2O;②阳极是SO2失电子,与水反应生成硫酸根离子和氢离子,电极反应为SO2+2H2O-2e-===S+4H+。 11 12 13 14 15 16 17 18 19 19.(1)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如图。通过控制开关连接K1或K2,可交替得到H2和O2。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 ①制H2时,连接　　　　。产生H2的电极反应是 　　　　　　　　　　　　　　　。  ②改变开关连接方式,可得O2。 ③结合①和②中电极3的电极反应,说明电极3的作用:_________________ _________________________________________________________________________________________________________。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 K1 2H2O+2e-===H2↑+2OH- 制H2时,电极3发生反应:Ni(OH)2+OH--e-===NiO(OH)+H2O;制O2时,上述电极反应逆向进行,使电极3得以循环使用 (1)①电解碱性电解液时,H2O电离出的H+在阴极得到电子产生H2,根据题图可知电极1与电池负极连接,为阴极,所以制H2时,连接K1,产生H2的电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-;③制备O2时碱性电解液中的OH-失去电子生成O2,连接K2,O2在电极2上产生。连接K1时,电极3为电解池的阳极, Ni(OH)2失去电子生成NiO(OH),电极反应为Ni(OH)2-e-+OH-===NiO(OH)+H2O,连接K2时,电极3为电解池的阴极,电极反应为NiO(OH)+e-+H2O===Ni(OH)2+OH-,使电极3得以循环使用。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 (2)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如图所示: 负极区发生的反应有_______________________________________ (写反应方程式)。  电路中转移1 mol电子,需消耗氧气　　　　L(标准状况)。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Fe3++e-===Fe2+,4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O 5.6 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 (2)电解时,负极区发生还原反应:Fe3++e-===Fe2+,生成的二价铁离子又被氧气氧化成三价铁离子,发生反应:4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,由反应可知电路中每转移4 mol电子消耗1 mol O2,则转移1 mol电子时消耗 mol氧气,其在标准状况下的体积为 mol×22.4 L·mol-1=5.6 L。 11 12 13 14 15 16 17 18 19 $$