第四章 化学反应与电能 测试题 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能 测试题 一、单选题（共20题） 1．回收利用工业废气中的和，实验原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A．废气中排放到大气中会形成酸雨 B．装置a中的离子反应为 C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的和 D．装置b中的总反应为 2．科研人员设计了如图所示的甲烷燃料电池，并用于电解饱和溶液，电池的电解质是掺杂了与的固体，可在高温下传导。下列说法正确的是 A．电极C为阴极 B．电极D区溶液的降低 C．该电池工作时负极反应式为： D．当线路上通过电子时，有参与反应 3．考古学家将铜锈分为无害锈(形成了保护层)和有害锈(使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散)，结构如图所示。文献显示有害锈的形成过程中也会产生CuCl(白色不溶于水的固体)；将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，可使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3。下列说法正确的是 A．Cu2(OH)2CO3俗称铜绿，属于有害锈 B．在酸性条件下，无害锈也能起到保护作用 C．潮湿的空气穿过有害锈层与铜接触，发生化学腐蚀 D．用含Na2CO3的缓冲溶液处理腐蚀文物，发生反应：4CuCl+O2+2H2O+2=2Cu2(OH)2CO3+4Cl- 4．下列过程中的化学反应，相应的离子方程式正确的是 A．惰性电极电解MgCl2溶液：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH- B．用银作电极电解稀盐酸：2Ag+2H++2Cl-H2↑+2AgCl C．向氯化银悬浊液中滴加硫化氢溶液生成黑色沉淀：2AgCl+S2-=Ag2S+2Cl- D．方铅矿(PbS)遇CuSO4溶液生成铜蓝(CuS)：Cu2+(aq)+PbS(s)=CuS(s)+Pb2+(aq) 5．如图为一种酶生物电池(葡萄糖氧化酶厌氧)，可将葡萄糖(C6H12O6)转化为葡萄糖内酯(C6H10O6) ，两个碳纳米管电极材料由石墨烯片层卷曲而成。下列说法不正确的是 A．图中的离子交换膜为阳离子交换膜 B．负极区发生的电极反应主要为 C．理论上消耗标况下 2.24LO2，可生成葡萄糖内酯 0.4mol D．碳纳米管有良好导电性能，且能高效吸附气体 6．电解法生活污水处理装置的工作原理，是选择合适的电极材料，以污水为电解质溶液，通直流电电解产生Fe(OH)3、Al(OH)3胶体等具有高吸附性的絮凝剂，使污水中悬浮物形成沉淀析出。下列说法正确的是 A．该电解装置必须以铝、铁作两极材料 B．Fe(OH)3生成过程是Fe-2e-=Fe2+，Fe2++O2+2H2O= Fe(OH)3+OH- C．若将污水混合海水，无隔膜电解能产生NaClO，将污水中细菌杀灭 D．电解产生的H2、O2、Cl2在水中以气溶胶上浮，可以带出污水中的有毒离子 7．氢—氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池，穿过浸入20%~40%的KOH溶液的多孔碳电极，其电池反应式为：2H2+O2=2H2O，则下列叙述正确的是（    ） A．通H2的一极是负极，其电极反应式为：2H2+4OH--4e-=4H2O B．电池工作时，电子从正极经导线流向负极，再由负极经电解质溶液流向正极 C．工作一段时间后电解质溶液pH减小 D．工作时OH-向正极移动 8．某化学小组欲测定溶液与溶液反应的化学反应速率，所用试剂为溶液和溶液，所得实验数据如图所示． 已知：，下列说法错误的是 A．该反应在的化学反应速率约为 B．酸性增强，总反应的反应速率减慢 C．该反应可能是放热反应 D．实验室可以利用该反应设计原电池 9．下列关于锌与过量稀硫酸反应的说法正确的是 A．向溶液中滴加少量CuSO4溶液，反应速率会加快，产生的氢气的体积不变 B．加入硝酸钾固体对该产生氢气的速率不构成影响 C．可以用硫酸根浓度变化来表示该反应的反应速率 D．加入氯化钠溶液会导致反应速率减慢 10．利用如图所示原电池可测量空气中Cl2含量，其中电解质是Ag+可以自由移动的固体物质。下列分析不正确的是（　　） A．电子经外电路流向Pt电极 B．电池工作时，电解质中Ag+数目减少 C．正极反应：C12+2e﹣+2Ag+=2AgCl D．空气中c（C12）越大，Ag极消耗速率越快 11．磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池，放电时，正极反应式为M1−xFexPO4+e−+Li+=LiM1−xFexPO4，其原理如图所示，下列说法正确的是 A．放电时，电流由石墨电极流向磷酸铁锂电极 B．充电时，Li+移向磷酸铁锂电极 C．放电时，负极反应式为LiC6−e−=Li++6C D．电池总反应为M1−xFexPO4+LiC6LiM1−xFexPO4+6C 12．某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和食盐水，如图所示。有关说法正确的是 A．燃料电池工作时，通入甲烷电极的电极反应式为CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ B．闭合开关K后，b电极上有Cl2生成 C．若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况)，且反应完全，理论上最多能产生氯气的体积为8L(标准状况) D．电解饱和食盐水总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 13．如图是电解NaCl溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关的判断正确的是 A．a为负极，d为正极 B．a为阳极，d为阴极 C．电解过程中，溶液碱性增强 D．电解过程中，氯离子浓度不变 14．Mg-Li1-xFePO4是一种新型二次电池，其装置的示意图如下(Li+透过膜只允许Li+通过)。下列说法正确的是 A．断开K1、闭合K2，右室的电极为阳极，Li+发生还原反应 B．断开K2、闭合K1，右室的电极反应式：Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4 C．断开K2、闭合K1，外电路中通过a mol电子时，左室溶液质量增加12a g D．该二次电池的总反应为xMg+xLi2SO4+2Li1-xFePO4xMgSO4+2LiFePO4 15．2016年12月1日，华为宣布：利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出石墨烯电池，电池反应式为LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2,其工作原理如图。下列关于该电池的说法正确的是 A．该电池若用隔膜可选用质子交换膜 B．放电时，LiCoO2极发生的电极反应为：LiCoO2-xe-= Li1-xCoO2+xLi+ C．石墨烯电池的优点是提高电池的储锂容量进而提高能量密度 D．废旧的该电池进行“放电处理”让Li+嵌入石墨烯中而有利于回收 16．H2与O2发生反应的过程用模型图示意如下(“—”表示化学键)，下列说法正确的是    A．该反应过程中所有旧化学键都断裂，且形成了新化学键 B．过程I是放热过程 C．过程Ⅲ一定是吸热过程 D．该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行 17．化学无处不在。利用化学原理对生活、生产中的现象解释正确的是 A．用明矾净水利用了Al3+的水解原理 B．“酒香不怕巷子深”体现了乙醇的化学性质 C．镀铅管截口处易生锈是铅成为阳极的缘故 D．调大燃气灶中空气的比例，使燃气燃烧更充分，提高了燃气的燃烧热 18．近日，电催化固氮领域取得重要进展，利用双功能催化剂可实现室温条件下电催化氮气还原制备氨气、氧化制备硝酸盐。装置如图所示： 下列说法错误的是 A．工作时，a极与电源负极相连 B．阳极区的电极反应为：N2＋6H2O-10e-=2NO＋12H＋ C．阳极区和阴极区消耗的N2的质量之比为5：3 D．该离子交换膜应使用质子交换膜 19．二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂。工业上通过惰性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备，其原理如图所示：下列说法不正确的是 A．b电极接电源的负极，在b极区流出的Y溶液是稀盐酸 B．二氧化氯发生器中排出的X溶液中溶质主要为NaCl和NaOH C．电解过程中二氧化氯发生器中产生2.24L(标准状况)NH3，则b极产生0.2gH2 D．电解池a极的电极反应式为-6e-+3Cl-=NCl3+4H+ 20．一种水基二次电池原理为，电解液为含Zn2+的水溶液，该电池可用于电网贮能。    下列说法正确的是（    ） A．放电时，Zn2+脱离插层 B．放电时，溶液中Zn2+浓度一直减小 C．充电时，电子由层经电解质溶液流向层 D．充电时，阳极发生电极反应： 二、非选择题（共5题） 21．如图是一个电化学过程的示意图。 请回答下列问题： (1)甲池为 装置。A (石墨)电极的名称是 。 (2)通入CH3OH一端的电极反应式为 。 (3)当乙池中B (Ag)极质量增加5.4 g，此时丙池中某电极析出1.6 g某金属，则丙池中的某盐溶液可能是 。 A．MgSO4 B．CuSO4 C．NaCl D．Zn(NO3)2 (4)在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32 g时，再加入一定量的 (填化学式) 能够使溶液恢复到原来的成分和浓度。 22．按要求书写方程式 (1)NH4Cl溶液呈酸性的原因(离子方程式) (2)Na2CO3溶液呈碱性的原因(离子方程式) (3)H3PO2的电离方程式(已知：H3PO2是一元弱酸) (4)在碱性条件下，甲烷燃料电池正极的电极方程式 (5)泡沫灭火器的原理(化学方程式) 23．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题，当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。 请回答下列问题： (1)甲池为燃料电池，通入电极的电极反应式为 ； (2)乙池是氯碱工业的原理示意图，中间的离子交换膜为 (填“阳”、“阴”或“质子”)交换膜，精制饱和溶液从 口进入装置(填“①”或“②”)，乙池总反应的离子方程式为： ； (3)丙池是在铜上镀银的装置， (填“C”或“D”)电极的材料是纯银； (4)丁池是电解处理含的酸性工业废水的装置图，将转变成，质子交换膜只允许通过，填写下列空白： ①废水一侧的电极反应式为 ， ②电解过程中通过质子交换膜 (填“从左向右”或“从右向左”)移动， ③废水一侧生成时，左侧溶液质量理论上减少 g。 24．依据《第四章化学反应与电能》所学知识填空。 (1)把 的装置叫做电解池。 (2)金属冶炼就是使矿石中的金属离子 的过程。 (3)金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等) 而引起的腐蚀，叫做化学腐蚀。当 时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。 (4)由于条件不同，钢铁腐蚀可分为 和 。金属的防护措施包括改变金属材料的组成、 、电化学保护法，其中电化学保护法包括 和 。 25．以CH4(g)为燃料可以设计甲烷燃料电池，该电池以稀H2SO4作电解质溶液，其负极电极反应式为 ，已知该电池的能量转换效率为86.4%，甲烷的燃烧热为-890.3 kJ·mol-1，则该电池的比能量为 kW·h·kg-1[结果保留1位小数，比能量=，1 kW·h=3. 6×106 J]。 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C D B C C A B D B 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 C D C B C A A C C D 1．C 含二氧化硫和二氧化碳的废气通入碳酸氢钠溶液中，二氧化硫与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳和亚硫酸钠，二氧化碳气体通入装置b的右室，CO2在电源右侧电极上反应生成HCOOH，则CO2得电子，右侧电极为阴极，电极反应式为；碳酸氢钠和亚硫酸钠混合溶液通入装置b的左室，左侧电极上亚硫酸根离子失电子生成硫酸根离子，则左侧电极为阳极，电极反应式为。 A．二氧化硫是酸性氧化物，废气中排放到空气中，遇水生成亚硫酸，亚硫酸易被氧气氧化生成硫酸，形成硫酸型酸雨，故A正确； B．装置a中，二氧化硫与碳酸氢钠溶液反应生成亚硫酸钠和二氧化碳：，故B正确； C．装置a中溶液的作用是吸收二氧化硫气体，二氧化碳与碳酸氢钠溶液不反应，不能吸收，故C错误； D．由分析中电解池阴极和阳极反应式可知，装置b中总反应为，故D正确； 故选C。 2．C 根据左边分析是甲烷燃料电池，甲烷做燃料，因此上面为原电池负极，下面为原电池正极，连正极的为阳极即C电极，D电极为阴极。 A．根据前面分析电极C为阳极，故A错误； B．D极为阴极，是水电离出的氢离子得到电子变为氢气，剩余氢氧根，因此电极D区溶液的增大，故B错误； C．甲烷为负极，因此该电池工作时负极反应式为：，故C正确； D．没有气体所处的温度和压强，无法进行换算，故D错误。 3．D A.从题图中可知形成一层致密的保护膜，阻止潮湿的空气和Cu接触，从而减缓Cu的腐蚀，因此属于无害锈，A项错误； B.能够与酸反应，酸性条件下，保护层被破坏，无法起到保护作用，B项错误； C.铜在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，C项错误； D.由题意可知将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，可使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3，Cu元素化合价升高，应被氧气氧化，结合电荷守恒、原子守恒、得失电子守恒可知发生反应为4CuCl+O2+2H2O+2=2Cu2(OH)2CO3+4Cl-，D项正确。 答案选D。 4．B A．惰性电极电解MgCl2溶液的离子方程式为：Mg2++2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓，选项A错误； B．用银作电极电解稀盐酸的离子方程式为：2Ag+2H++2Cl-H2↑+2AgCl，选项B正确； C．向氯化银悬浊液中滴加硫化氢溶液生成黑色沉淀的离子方程式为：2AgCl+H2S═Ag2S+2H++2Cl-，选项C错误； D．方铅矿(PbS)遇CuSO4溶液生成铜蓝(CuS)：Cu2+(aq)+(aq)+PbS(s)═CuS(s)+PbSO4(s)，选项D错误； 答案选B。 5．C 由图可知，右侧碳纳米管为正极，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，左侧碳纳米管为负极，电极反应式为H2-2e-=2H+，C6H12O6-2e-=2H++C6H10O6。 A．负极生成氢离子、正极消耗氢离子，图中的离子交换膜能透过氢离子，为阳离子交换膜，故A正确； B．由分析可知，负极区发生的电极反应主要为，故B正确； C．由分析可知，理论上消耗标况下2.24LO2，转移0.4mole-，由于负极区有H2和C6H12O6两种物质失电子，所以生成葡萄糖内酯小于0.4mol，故C错误； D．碳纳米管电极材料由石墨烯片层卷曲而成，有良好导电性能，且能高效吸附气体，故D正确； 选C。 6．C A．该电解装置通直流电电解产生Fe(OH)3、Al(OH)3胶体，则铝、铁必须失电子，要作阳极，故A错误； B．铁作阳极失电子生成亚铁离子，电极方程式为：Fe-2e-=Fe2+，污水中发生反应：4Fe2++O2+10H2O= 4Fe(OH)3+8H+，故B错误； C．海水中含有大量Cl-，电解时阳极Cl-放电能够生成Cl2，Cl2和海水反应可以生成NaClO，将污水中细菌杀灭，故C正确； D．该电解装置铝或铁为阳极，阴极为惰性电极，阴极上氢离子得电子生成H2，不能产生O2和Cl2，故D错误； 故选C。 7．A 氢氧燃料电池的工作原理是2H2+O2=2H2O，负极通入氢气，氢气失电子被氧化，正极通入氧气，氧气得电子被还原，根据电解质溶液的酸碱性确定电极反应式。 A. 通H2的一极是负极，电解质溶液为KOH溶液，则负极反应式为：2H2+4OH--4e-=4H2O，故A正确； B. 原电池工作时，电子从负极经导线流向正极，电子不进入溶液中，溶液中阴阳离子移动导电，故B错误； C. 氢氧燃料电池的总反应式为：2H2+O2=2H2O，产物为水，则工作一段时间后，KOH溶液的浓度增大，则电解质溶液pH增大，故C错误； D. 原电池中，阴离子向负极移动，故D错误； 故选A。 【点睛】氢氧燃料电池的工作原理是2H2+O2=2H2O，负极通入氢气，氢气失电子被氧化，正极通入氧气，氧气得电子被还原，根据电解质溶液的酸碱性确定电极反应式， ①若选用KOH溶液作电解质溶液，正极的电极反应式为O2 + 2H2O + 4e- =4OH-，负极的电极反应式为：2H2 - 4e- + 4OH- =4H2O； ②若选用硫酸作电解质溶液，正极的电极反应式为O2 + 4H+ + 4e- =2H2O，负极的电极反应式为：2H2 - 4e-=4H+；这是燃料电池的常考点，也是学生们的易混点，根据电解质溶液的酸碱性写电极反应式是关键。 8．B A．该反应在3~7min的化学反应速率约为，故A正确； B．已知：反应生成氢离子，酸性增强，由图可知，一段时间后反应速率明显增大，则酸性增强，总反应的反应速率加快，故B错误； C．由图可知，一段时间后反应速率明显增大，可能是生成的氯离子或硫酸根离子作催化剂使反应速率加快，也可能是反应放热温度升高的结果，故该反应可能是放热反应，故C正确； D．该反应为自发的氧化还原反应，可以利用该反应设计原电池，故D正确； 故选B。 9．D A．向溶液中滴加少量CuSO4溶液，锌置换出铜，构成原电池加快反应速率，但消耗锌，产生的氢气的体积减少，A错误； B．加入硝酸钾固体，硝酸根离子在酸性溶液中具有强氧化性，和金属反应得不到氢气，B错误； C．反应的实质是锌和氢离子发生置换反应，硫酸根离子不参与，所以不能用硫酸根浓度变化来表示该反应的反应速率，C错误； D．加入氯化钠溶液，相当于增大溶液体积，氢离子浓度减小，会导致反应速率减慢，D正确； 答案选D。 10．B A．电子从负极流向正极Pt，A正确； B．电池工作时，电解质中Ag＋数目不变，B错误； C．氯气在正极发生还原反应生成氯离子，氯离子与银离子反应生成AgCl沉淀，C正确； D．反应原理是Ag与氯气反应，D正确； 故选B。 11．C 根据放电时，正极反应式为M1−xFexPO4+e−+Li+=LiM1−xFexPO4可知，放电时磷酸铁锂电极为正极，石墨电极为负极。充电时，磷酸铁锂电极接电源的正极，作为电解池的阳极，石墨电极接电源的负极，作为电解池的阴极。 A．放电时，电流由正极流向负极，即由磷酸铁锂电极流向石墨电极，A错误； B．充电时，Li+由阳极移向阴极，根据分析，充电时石墨电极为阴极，Li+应该移向石墨电极，B错误； C．放电时，负极失电子，根据图象可知，负极由LiC6变为Li+和C，反应式为LiC6−e−=Li++6C，C正确； D．由图象可知，放电时，M1−xFexPO4和LiC6转化为LiM1−xFexPO4和C，充电则反之，故电池的总反应为M1−xFexPO4+LiC6LiM1−xFexPO4+6C，D错误； 故选C。 12．D 根据题意以及装置图，左边两个装置为燃料电池，通甲烷一极为负极，通氧气一极为正极，最右边装置为电解池，电极a连接电源的正极，电极a为阳极，电极b为阴极，据此分析作答。 A．通甲烷一极为负极，电解质为KOH溶液，因此负极反应式为：，A项错误； B．根据上述分析，电极a为阳极，根据电解原理，该极氯离子失去电子，产生氯气，B项错误； C．1mol甲烷转移8mol电子，生成1mol氯气转移2mol电子，每个电极通过的电量是相等的，所以甲烷和氯气的物质的量之比为1：4，标准状况下，体积比等于物质的量之比，所以若每个电池甲烷通入量为 1L (标准状况)，且反应完全，理论上最多能产生氯气的体积为 4L，C项错误； D．电解饱和食盐水时，反应产生氢氧化钠、氢气和氯气，总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑，D项正确； 答案选D。 13．C A．由图可知，电流由a极流向c极，则a为正极，b为负极，A项错误； B．由图可知，电流由a极流向c极，则a为正极，b为负极，B项错误； C．电解NaCl溶液生成NaOH、Cl2、H2，由NaOH生成，溶液碱性增强，C项正确； D．电解NaCl溶液生成NaOH、Cl2、H2，氯离子浓度减小，D项错误； 答案选C。 14．B A．断开K1、闭合K2，该装置为电解池，右室的电极与外接电源的正极相连作阳极，LiFePO4中的铁元素发生氧化反应，A项错误； B．断开K2、闭合K1，该装置为原电池，右室的电极为正极，得电子发生还原反应，电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4，B项正确； C．断开K2、闭合K1，外电路中通过a mol电子时，左室有0.5a mol Mg溶解，同时有a mol Li+移向右室，因此左室溶液质量增加，C项错误； D．该二次电池的总反应为xMg+xLi2SO4+2Li1-xFePO4xMgSO4+2LiFePO4，D项错误； 答案选B。 15．C A．隔膜只允许Li＋通过，不选用质子交换膜，故A错误； B．根据电池反应，放电时，LiCoO2发生电极反应式：Li1－xCoO2＋Li＋＋e－=LiCoO2，故B错误； C．石墨烯电池的优点是利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，从而提高电池的储锂容量进而提高能量密度，故C正确； D．根据石墨烯电池工作原理，废旧的该电池进行“放电处理”时，让Li+从石墨烯中脱嵌才有利于回收，故D错误。 答案选C。 16．A 由图可知，过程Ⅰ分子化学键断裂形成原子，属于吸热过程；过程Ⅲ由原子重新形成新的化学键，属于放热过程，该反应可通过燃料电池，实现化学能到电能的转化，据此分析解题。 A．过程Ⅰ中所有的旧化学键断裂，过程Ⅲ为新化学键形成的过程，A正确； B．过程Ⅰ分子化学键断裂形成原子，属于吸热过程，B错误； C．过程Ⅲ为新化学键形成的过程，是放热过程，C错误； D．该反应可通过燃料电池，实现化学能到电能的转化，D错误； 故答案为：A。 17．A A．生活中使用明矾净水，是利用Al3+水解生成的氢氧化铝胶体吸附杂质，与题意相符，A正确； B．乙醇具有挥发性，俗语“酒香不怕巷子深"中表达的化学意义就是乙醇容易挥发的性质，为物理性质，B错误； C．铁比铅活泼，故铁为阳极，C错误； D．调大燃气灶中空气的比例，使燃气燃烧更充分，但是不能提高燃气的燃烧热，D错误； 故选A。 18．C 该装置为电解池，a电极上N2被还原为氨气，所以a为阴极，b电极上N2被氧化为硝酸，所以b为阳极。 A．工作时a为阴极，连接电源负极，A正确； B．b为阳极，N2失电子结合水生成硝酸，电极反应为N2＋6H2O-10e-=2NO＋12H＋，B正确； C．阴极N2→NH3，N元素化合价降低3价，阳极N2→HNO3，N元素化合价升高5价，根据电子守恒可知阳极区和阴极区消耗的N2的质量之比为3：5，C错误； D．阳极产生H＋，阴极反应为N2+6e-+6H+=2NH3，为了能使氢离子顺利进入阴极区，离子交换膜应使用质子交换膜，D正确； 综上所述答案为C。 19．C b电极产生氢气，电极上氢离子得电子被还原，所以b极为阴极，与电源负极相连，a极为阳极，与电源正极相连，结合电解质溶液的变化可知，a电极上NH4Cl被氧化成NCl3。 A．电解池右边产生氢气，则b电极接电源的负极，在b极区氢离子得电子产生氢气，氯离子通过阴离子交换膜进入左边，盐酸变稀，则流出的Y溶液是稀盐酸，选项A正确； B．二氧化氯发生器中反应物有NCl3、NaClO2，产物有ClO2和NH3，说明该过程中+3价的N元素将+3价Cl元素氧化成+4价，结合电子守恒和元素守恒可得发生的反应为：NCl3+6NaClO2+3H2O=3NaCl+3NaOH+6ClO2↑+NH3↑，所以排出的X溶液中溶质主要为NaCl和NaOH，选项B正确； C．电解过程中二氧化氯发生器中产生2.24L(标准状况)NH3，即0.1molNH3，根据反应NCl3+6NaClO2+3H2O=3NaCl+3NaOH+6ClO2↑+NH3↑可知转移的电子的物质的量为0.6mol，根据电子守恒可知b极产生的氢气为0.3mol为0.6g，选项C错误； D．电解池a极为阳极，NH4Cl被氧化成NCl3，根据电子守恒可得电极反应式为-6e-+3Cl-=NCl3+4H+，选项D正确； 综上所述答案为C。 20．D A.放电时，利用原电池原理，Zn作负极，失去电子，得到电子，放电时是溶液中的Zn2+与插层结合，故A错误； B. 根据反应方程式，放电时，负极的锌板失去电子变成锌离子进入溶液中，然后与正极结合，所以溶液中的锌离子浓度是不变的，故B错误； C. 充电时是电解池原理，但电子不能通过电解质溶液，故C错误； D. 充电时，阳极失电子，电极反应为：，故D正确； 故选D。 【点睛】已知总反应书写电极反应时，根据得失电子情况加以判断，失电子，则化合价升高，发生氧化反应；总反应减去阳极的反应即可得到阴极的电极反应。 21． 原电池 阳极 CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O B Ag2O 根据图示，甲池是甲醇燃料电池，通入甲醇的一极为负极、通入氧气的一极为正极；乙池是电解池，A是阳极、B是阴极；丙是电解池，C是阳极、D是阴极； (1) 根据图示，甲池能自发进行氧化还原反应，所以甲池为原电池装置。乙是电解池，A连接原电池的正极，A (石墨)电极的名称是阳极； (2)甲是甲醇燃料电池，通入甲醇的一极为负极，负极CH3OH失电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，负极的电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O。 (3) 乙池是电解池，A是阳极、B是阴极，阴极反应式是，乙池中B (Ag)极质量增加5.4 g，说明电路中转移电子0.05mol，根据各电极转移电子相等，若丙池析出一价金属，其摩尔质量=，则该元素是硫元素，硫元素是非金属元素，所以错误，当丙池析出的是二价金属，其摩尔质量=，所以该金属是铜，则溶液是硫酸铜溶液，故选B； (4)在此过程中，乙池中B电极析出金属银4.32 g时，银的物质的量是0.04mol，电路中转移电子0.04mol，A电极反应式是，根据电子守恒，A极生成氧气的物质的量是0.01mol，所以再加入一定量的Ag2O能够使溶液恢复到原来的成分和浓度。 22．(1) (2) (3) (4) (5) 【解析】(1) NH4Cl是强酸弱碱盐，在溶液中盐电离产生的发生水解反应，消耗水电离产生的OH-，使水的电离平衡正向移动，最终达到平衡时，溶液中c(H+)＞c(OH-)，所以溶液呈酸性，用离子方程式表示为：； (2) Na2CO3是强碱弱酸盐，在溶液中盐电离产生的发生水解反应，消耗水电离产生的H+，使水的电离平衡正向移动，最终达到平衡时，溶液中c(OH-)＞c(H+)，所以溶液呈碱性，用离子方程式表示为：； (3) H3PO2是一元弱酸，存在电离平衡，电离产生H+、，则H3PO2的电离方程式为：； (4) 在碱性条件下，在甲烷燃料电池中，通入甲烷的电极为负极，通入O2的电极为正极，正极上O2得到电子，与H2O结合产生OH-，则正极的电极方程式为：； (5) 在泡沫灭火器中，Al2(SO4)3与NaHCO3发生双水解反应产生Na2SO4、Al(OH)3沉淀和CO2气体，反应的化学方程式为：。 23．(1) (2) 阳 ① (3)C (4) 从左向右 18 由图可知，甲池为燃料电池，通入甲醇的的Pt电极为负极，碱性条件下，甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，通入氧气的Pt电极为正极，碱性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子；乙池为电解池，A电极为电解池的阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气， B电极为阴极，水电离产生的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气；丙池为电镀池、铜上镀银，C电极为阳极，C为Ag，银失去电子被氧化， D电极为阴极、D为Cu，银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银，丁池为电解池，E电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气，氢离子透过质子交换膜进入阴极区，F电极为阴极，在氢离子参与下、硝酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成氮气，据此回答。 （1）由分析可知，甲池为原电池；通入甲醇的的Pt电极为负极，碱性条件下，甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为； （2）乙池是氯碱工业的原理示意图，通电后乙中发生的是惰性电极电解氯化钠溶液，产物为氢氧化钠，氢气和氯气：总反应方程式为。中间的离子交换膜允许钠离子通过进入阴极区、不允许氢氧根离子通过进入阳极区，则为阳交换膜，精制饱和溶液从①口进入装置、使氯离子在阳极放电，乙池总反应的离子方程式为：； （3）据分析，丙池是在铜上镀银的装置， C电极的材料是纯银； （4）丁池是电解处理含的酸性工业废水的装置图，将转变成，质子交换膜只允许通过，填写下列空白： ①废水一侧为阴极区，结合分析可知，电极反应式为， ②结合分析可知，电解过程中通过质子交换膜从左向右移动， ③由知，废水一侧生成时，转移电子为 ，左侧阳极反应式为，当转移2mol电子时，有1molH2O反应，生成的氧气逸出、氢离子通过质子交换膜进入右侧，故减少1molH2O、则左侧溶液质量理论上减少18g。 24．(1)电能转化为化学能的装置 (2)获得电子变成金属单质 (3) 直接反应 不纯的金属与电解质溶液接触 (4) 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 在金属表面覆盖层 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 （1）把电能转化为化学能的装置叫做电解池。 （2）金属冶炼就是使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程。 （3）金属腐蚀是指金属单质失去电子转化为化合物的过程，而化学腐蚀是指金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、 SO2等)直接反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀。电化学腐蚀是指当不纯的金属与电解质溶液接触时，金属和能导电的杂质形成两个电极，会发生原电池反应，比较活泼的金属作负极，发生氧化反应而被腐蚀，这种腐蚀叫电化学腐蚀。 （4）由于条件不同，钢铁的腐蚀可以分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种类型。金属的防护措施包括改变金属材料的组成、在金属表面覆盖层和电化学保护法。其中电化学保护法包括牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。 25． CH4-8e-＋2H2O=CO2＋8H＋ 13.4 甲烷燃料电池中，甲烷在负极被氧化，电解质为硫酸，负极反应式：CH4-8e-＋2H2O=CO2＋8H＋，该电池的能量转换效率为86.4%，甲烷的燃烧热为-890.3 kJ·mol-1，1 mol甲烷燃烧输出的电能为≈0.214 kW·h，比能量==≈13.4 kW·h·kg-1。 学科网（北京）股份有限公司 $$