第四章 化学反应与电能 单元训练题 2023-2024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》单元训练题 一、单选题 1．用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液为混合溶液。下列叙述不正确的是 A．用浓硫酸作电解液更有利于电解形成氧化膜 B．电解质溶液中加入H2C2O4，有利于得到较厚的氧化膜 C．阳极的电极反应为： D．每生成0.01 mol氧化物，同时生成标准状况下672 mL H2 2．是一种新型二次电池，其装置的示意图如下(透过膜只允许通过)。下列说法正确的是 A．断开、闭合，左室的电极为阳极，发生还原反应 B．断开、闭合，右室的电极反应式： C．断开、闭合，外电路中通过电子时，左室溶液质量增加 D．该二次电池的总反应为 3．我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成加氢气的速率为(折算成标准状况)。下列说法正确的是 A．a电极的电势比b电极的高 B．a电极反应式为 C．离子交换膜为阳离子交换膜 D．海水为电解池补水的速率为10 4．某课题组设计了一种新型可充放电的“生物质电池”，实现了在存储和释放电力的同时生产高附加值的化学品。电化学装置如图所示，电解质溶液为KOH溶液，实线代表放电，虚线代表充电，下列说法正确的是 A．放电时，M极电势高于N极 B．放电时，N极电极反应式为 C．充电时，电路中每转移1mol，理论上可生产糠醇49g D．充电时，M极附近溶液pH不断减小 5．金属锌具有储量丰富、电池理论容量高﹑氧化还原电位低，对环境友好等诸多优势，锌的化合物在防腐、电镀、医学、纺织等领域有诸多应用。一种水性电解液Zn-V2O5离子选择双隔膜电池如图所示，放电结束后左侧电极片上生成VOSO4.已知VOSO4可溶于水，强碱性环境下Zn2+最终转化为。下列说法正确的是 A．Zn极为正极，发生氧化反应 B．该电池负极反应式为Zn-2e-＋4OH-=，发生还原反应 C．该电池中a膜为阴离子交换膜 D．当电路中转移lmol电子时，V2O5电极质量减少9lg 6．利用富磺酸盐修饰锌碘二次电池，总反应为，其装置如下。 下列关于充电过程说法错误的是 A．a为阳极 B．向b极移动的原因是电场作用 C．理论上消耗转移电子数目为 D．富磺酸盐的作用是减缓b电极的腐蚀 7．我国科学家首次设计了一种可充电的铋-空气电池，具有较强稳定性，该电池使用了非碱性的三氟甲磺酸铋水系电解质溶液，简写为 Bi(OTf)₃(Mr=656g·mol⁻¹)，该电池工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，Y极电极反应式：2H2O+O₂+4e⁻=4OH⁻ B．充电时，Y电极发生还原反应 C．电解质溶液的作用是让电子在电池内通过，形成闭合回路 D．若标准状况下消耗1.68L O₂，理论上负极区电解质溶液增重65.6g 8．钕（Nd）是制造永磁材料NdFeB的原料，工业上，广泛采用NdF3-LiF为熔剂，电解熔融的Nd2O3制备钕，模拟装置如图所示。下列叙述错误的是 A．极为纯金属钛 B．石墨极与电源正极连接 C．极反应式为 D．石墨极产生11.2L（标准状况）时，转移电子数约为 9．设计如图装置回收金属钴。已知电极材料均为石墨材质。右侧装置为原电池，可将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室，保持细菌所在环境稳定，降解乙酸盐生成。下列说法正确的是 A．装置工作时，甲室溶液逐渐增大 B．装置工作时，乙室中阳离子通过阳膜向另一边迁移 C．乙室电极反应式为 D．若甲室减少，乙室增加，则此时已进行溶液转移 10．热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源，电解质LiCl-KCl混合物一旦受热熔融，电池瞬间即可输出电能。一种热激活电池的总反应为，其基本结构如图所示。该电池的下列说法不正确的是 A．硫酸铅电极为电池的正极 B．放电时，向钙电极移动 C．正极的电极反应为 D．常温时，在正负极之间连上检流计，指针不偏转 11．微生物脱盐池是在微生物燃料电池的基础上发展而来的新兴生物电化学系统，示意图如图所示。下列说法正确的是 A．该装置能同时实现海水淡化、化学能转化为电能 B．当消耗标况下氧气11.2L时，透过X、Y交换膜的离子总数是个 C．负极反应为 D．Y为阴离子交换膜 12．双阴极微生物燃料电池处理含NH4废水的工作原理如图2所示，双阴极通过的电流相等，废水在电池中的运行模式如图1所示，下列说法错误的是 A．I、Ⅲ为阴极室，Ⅱ为阳极室 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．Ⅲ室会发生反应 D．生成3.5gN2，理论上需要消耗10gO2 13．锌—空气电池具有能量密度高、成本低、易组装等优势。某锌—空气碱性电池示意图如下，下列说法错误的是 A．放电时，甲极的电势比乙极高 B．放电时，负极反应： C．充电时当有通过中间隔膜时，理论上甲极释放出 D．该电池是一种对环境友好的二次电池 14．石墨烯电极材料可在光照条件下产生电子（）和空穴（），其制氧效果优越。原理如下图所示。下列叙述正确的是 A．放电时电势高低：a<b B．放电时，电子流向：b→离子交换膜→a C．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 D．放电时存在反应： 二、非选择题 15．如下图所示，A为电源，B为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央有一滴溶液，C、D为电解槽，其电极材料如图所示。C装置中溶液为溶液，D装置中溶液为溶液。 (1)关闭，打开，通电后，B的紫红色液滴向d端移动。则电源a端为 极，通电一段时间后，观察到滤纸c端出现的现象是： 。 (2)打开，关闭，通电一段时间：则D装置中Cu极的电极反应式： 。C装置中电极上的电极反应式为： 。C装置中总反应方程式为： 。 16．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(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题： (1)丙池中E电极为 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”) (2)当乙池中C极质量减轻5.4g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为 mL(标况)。 (3)一段时间后，断开电键K，下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是_______ (填选项字母)。 A．Cu B．CuO C．Cu(OH)2 D．Cu2(OH)2CO3 (4)爱迪生蓄电池的反应式为：Fe+NiO2+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2；高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水，是一种新型净水剂。用如图装置可以制取少量高铁酸钠。 ①此装置中爱迪生蓄电池的正极是 (填“a“或"b")，该电池工作一段时间后必须充电，充电时阴极的电极反应式为 。 ②写出在用电解法制取高铁酸钠时，阳极的电极反应式为 。 17．电化学的发展是化学对人类的一项重大贡献。探究原电池和电解池原理，对生产生活具有重要的意义。 (1)利用新型镁-锂双离子二次电池的(图甲)做电源同时电解乙池和丙池。 ①放电时，Li+的向 (镇“m极”或“n极”)移动；甲池中正极的电极反应式为： 。 ②给镁-锂双离子二次电池充电时，m与电源的 极相连，当导线中每通过0.2mole-，甲池的左室中溶液的质量减少 g。 ③电解一段时间后，乙池中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ④丙池发生电解反应的总方程式为 。 (2)用电化学装置探究c(H+)对与Cl-反应生成Cl2的影响。 ①在酸性条件下，该反应的离子方程式为 。 ②上图装置验证增大c(H+)，可提高的氧化性，请补全操作和现象：闭合K，至指针读数稳定后， 。 18．Ⅰ.回答下列问题 (1)利用反应Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2，设计成如图所示的原电池，回答下列问题： ①写出电极反应式。正极： ；负极： 。 ②图中X溶液的溶质是 (填化学式，下同)，Y溶液的溶质是 。 ③原电池工作时，盐桥中的 (填“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动。 (2)控制合适的条件将反应2Fe3＋＋2I-2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。请回答下列问题： ①反应开始时，乙中石墨电极上发生 (填“氧化”或“还原”，下同)反应，电极反应式为 。甲中石墨电极上发生 反应，电极反应式为 。 ②电流计读数为0时，反应达到平衡状态，此时在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨作 (填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为 。 (3)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为 。 Ⅱ.已知：①将 0.1 mol·Lˉ1KI 溶液加入到 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中时，可以看到溶液颜色加深，滴加淀粉后溶液变为蓝色； ②当离子浓度相同时，氧化性：Ag+＞Fe3+； ③ 若浓度减小时，离子的氧化性也会随之减弱。 (4)甲同学猜测，0.1 mol·Lˉ1 KI 溶液(加入几滴淀粉溶液)加入0.1mol·Lˉ1AgNO3 溶液中时，溶液应变蓝色。请写出该猜测对应的离子方程式 。实验结果未见到蓝色。 (5)乙同学认为甲同学的实验方案有问题，理由是 。请设计原电池证明Ag+也能氧化 Iˉ，画出装置图，并标明电极材料及电解质溶液。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C D C D B D D D C 题号 11 12 13 14 答案 A D C C 1．A 【详解】A．浓硫酸以H2SO4分子为主，导电性差，故A错误； B．电解质溶液中加入H2C2O4，H2C2O4可失电子变为CO2，减缓Al生成氧化膜的速率，有利于得到较厚的氧化膜，故B正确； C．阳极为Al，失去电子形成Al2O3，电极反应为：，故C正确； D．总反应式为：，每生成0.01 mol氧化物，转移电子数为0.06mol，生成H2物质的量为0.03mol，标准状况下体积为672mL，故D正确； 故选A。 2．C 【详解】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失去电子发生氧化反应生成Li1-xFePO4，A错误； B．断开K2、闭合K1，该装置为原电池，右室的电极为正极，Li1-xFePO4得电子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应式为：Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4，B错误； 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正确； D．该二次电池的总反应为：xMg+xLi2SO4+2Li1-xFePO4xMgSO4+2LiFePO4，D错误； 故选C。 3．D 【分析】由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源负极相连，为电解池的阴极，b电极与电源负正极相连，为电解池的阳极，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，电池总反应为2H2O2H2↑+O2↑，据此解答。 【详解】A．由分析可知，a电极为电解池的阴极，b电极为电解池的阳极，a电极的电势比b电极的低，A错误； B．a电极与电源负极相连，为电解池的阴极，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B错误； C．该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为，为保持OH-离子浓度不变，则阴极产生的OH-离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换膜，C错误； D．由电解总反应可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率为，则补水的速率也应是，D正确； 故选D。 4．C 【分析】由题意可知，放电时：N电极转化为Ni(OH)2，得到电子，N电极为正极，则M为负极，此时糠醛转化为糠酸；充电时：M电极糠醛转化为糠醇，发生还原反应，M为阴极，N电极Ni(OH)2转化为，N为阳极。 【详解】A．放电时，正极电势高于负极，则N极电势高于M极，A错误； B．放电时，N极电极反应式为，B错误； C．49g糠醇是0.5mol，充电时，当生产0.5mol糠醇时，有2.5mol的0价碳（平均价态）降低到-价（平均价态），转移1mole-，C正确； D．充电时，M极电极反应：+2H2O+2e-=2OH-+，则M极附近溶液pH不断增大，D错误； 故选C。 5．D 【分析】该装置为原电池，电极为正极，Zn电极为负极，左侧电极片上生成，该电极反应式为，右侧电极反应式为。 【详解】A．由题意可知Zn-电池中，Zn电极为负极，发生氧化反应，A错误； B．负极的电极反应式为，发生氧化反应，B错误； C．由图可知，电池放电过程，浓K2SO4变为稀K2SO4溶液，根据离子移动规则可知，钾离子通过a膜移向正极，硫酸根通过b膜移向负极，a膜为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜，C错误； D．正极电极反应式为，当转移1mol电子时，溶解0.5mol，则m(V2O5)=0.5mol×182g/mol=91g，D正确； 答案选D。 6．B 【分析】充电时，a极为阳极，发生氧化反应，I-失去电子，电极反应式为：，b极为阴极，电极反应式为：。 【详解】A．由分析得，a为阳极，故A正确； B．充电过程中，在电场作用下，向阳极，即a电极移动，故B错误； C．由电极反应式可知，理论上消耗转移电子数目为，故C正确； D．富磺酸盐中含有Zn2+，作用是减缓b电极的腐蚀，故D正确； 故选B。 7．D 【分析】由图可知，放电时，X电极为原电池的负极，铋在负极失去电子发生氧化反应生成铋离子，Y电极为正极，铋离子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成三氧化二铋；充电时，与直流电源负极相连的X电极为电解池的阴极，铋离子在阴极得到电子发生还原反应生成铋，Y电极为阳极，三氧化二铋在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和铋离子。 【详解】A．放电时，Y电极为正极，铋离子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成三氧化二铋，电极方程式为：3O₂+12e⁻+4Bi3+=2Bi2O3，A错误； B．由分析可知，充电时，Y电极为阳极，发生氧化反应，B错误； C．电子不能在电解质溶液中通过，C错误； D．放电时，X电极为原电池的负极，铋在负极失去电子发生氧化反应生成铋离子，电极反应式为Bi-3e-=Bi3+，若标准状况下消耗1.68L O₂，物质的量为=0.075mol，转移0.3mol，负极区溶液中增加铋离子的质量为0.1mol×209g/mol=20.9g，同时有0.1mol   通过阴离子交换膜由正极区进入负极区，所以负极区电解质溶液增重20.9g+0.1mol×447g/mol=65.6g，D正确； 故选D。 8．D 【分析】由题干图示信息可知，工业上，广泛采用NdF3-LiF为熔剂，电解熔融的Nd2O3制备钕，电极M为阴极，电极反应为：Nd3++3e-=Nd，石墨电极为阳极，电极反应为：2O2- -4e-=O2↑，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，M为阴极，电极反应为：Nd3++3e-=Nd，则M极为纯金属钛，A正确； B．由分析可知，石墨电极为阳极，则石墨极与电源正极连接，B正确； C．由分析可知，M为阴极，电极反应为：Nd3++3e-=Nd，C正确； D．由分析可知，石墨极产生11.2L即=0.5mol（标准状况）时，根据电极反应：2O2- -4e-=O2↑可知转移电子数约为0.5mol×4×6.02×1023mol-1=1.204×1024，D错误； 故答案为：D。 9．D 【分析】由题意可知，右侧装置为原电池，则左侧装置为电解池，原电池中细菌电极为电解池的负极，水分子作用下乙酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3COO--8e-+2H2O =2CO2↑+7H+，钴酸锂电极为正极，酸性条件下钴酸锂在正极得到电子发生还原反应生成锂离子、钴离子和水，电极反应式为2LiCoO2+2e-+8H+=2Li++2Co2++4H2O，电池的总反应为CH3COO-+8LiCoO2+25H+=2CO2↑+8Li++8Co2++14H2O；电解池中，与原电池正极相连的细菌电极为阳极，水分子作用下乙酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3COO--8e-+2H2O =2CO2↑+7H+，右侧石墨电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式为Co2++2e-=Co，电解的总反应为CH3COO-+4Co2+++2H2O =2CO2↑+7H++4Co。 【详解】A．电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体，同时生成H+，电极反应式为CH3COO--8e-+2 H2O =2CO2↑+7 H+，H+通过阳膜进入阴极室，甲室的电极反应式为Co2++2e-=Co，因此，甲室溶液pH逐渐减小，A错误； B．由分析可知，乙室是原电池，乙室中在得到电子生成，电极为正极，阳离子通过阳离子交换膜进入正极即乙室，B错误； C．电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH-，乙室电极反应式为：LiCoO2+e-+4H+=Li++Co2++2H2O，C错误； D．若甲室Co2+减少200 mg，则电子转移物质的量为n(e-)=；若乙室Co2+增加300 mg，则转移电子的物质的量为n(e-)=，由于电子转移的物质的量不等，说明此时已进行过溶液转移，即将乙室部分溶液转移至甲室，D正确； 故选D。 10．C 【分析】电池总反应为，Ca化合价升高，失去电子，作负极，化合价降低，得到电子，作正极。 【详解】A．根据分析可知硫酸铅电极为电池的正极，A正确； B．放电时，阳离子移向正极、阴离子移向负极可知，因此向正极(硫酸铅)移动，向钙电极移动，B正确； C．硫酸铅作正极材料，熔融的LiCl作为电解质，电极反应为：，C错误； D．根据题中信息，电解质的无水LiCl-KCl混合物需要受热熔融，因此常温时，电解质为固态，没有可自由移动的离子，不能导电，因此在正负极之间连上检流计，指针不偏转，D正确； 故答案选C。 11．A 【分析】燃料电池通入O2的电极为正极，因此b为正极；CH3COO-反应的电极为负极，即a为负极； 【详解】A．原电池内电路中：阳离子通过阳离子交换膜移向正极，阴离子通过阴离子交换膜移向负极，从而使海水中含量减少形成淡水，该装置工作时为原电池，是将化学能转化为电能的装置，能提供电能，A正确； B．由图可知，通入氧气的电极为正极，得电子发生还原反应，消耗标况下氧气11.2L，相当于消耗0.5mol氧气，0.5mol氧气得到电子，因此Y阳离子交换膜通过2NA离子，同时X阴离子交换膜也通过2NA离子，所以透过X、Y交换膜的离子总数是4NA个，B错误； C．由图可知，负极为有机弱酸性废水CH3COO-的电极，失电子发生氧化反应，溶液为酸性，电极反应为，C错误； D．原电池中阳离子移向正极、阴离子移向负极，从而达到脱盐目的，所以Y为阳离子交换膜、X为阴离子交换膜，D错误； 故选A。 12．D 【详解】A．I室和Ⅲ室发生反应，反应类型为还原反应，I室和Ⅲ室为阴极室，Ⅱ室发生反应为氧化反应，为阳极室，故A正确； B．Ⅱ室为阳极室、Ⅲ室为阴极室，Ⅱ室消耗阴离子，所以离子交换膜为阳离子交换膜，故B正确； C．根据图1所示，Ⅲ室中液体运动到I室，I室硝酸根离子发生还原反应，可知Ⅲ室中生成硝酸根离子，所以除了O2→H2O，还会发生的反应为，故C正确； D．I室发生反应，生成3.5gN2，即0.125mol，左侧阴极转移1.25mol电子，消耗0.25mol硝酸根离子；双阴极通过的电流相等，所以右侧阴极同样转移1.25mol电子，右侧阴极反应消耗氧气的物质的量为0.3125mol，Ⅲ室发生反应生成0.25mol硝酸根离子消耗0.5mol氧气，理论上需要消耗0.8125molO2，即26g，故D错误； 答案选D。 13．C 【分析】锌失去电子，乙电极是负极，甲电极是正极，氧气得到电子，结合原电池工作原理分析解答。 【详解】A．从题图示外电路电子转移方向可以判断，甲为正极、乙为负极，故放电时甲的电势比乙高，A正确； B．从图示中可以看出负极的反应是和从正极室过来的反应生成：，B正确； C．没有指明温度和压强，不能计算生成气体的体积，C错误； D．从图示中离子移动方向可知，该电池是二次电池，可以充电放电，使用过程中不产生污染和废弃物，同时可以通过更换锌和空气电极来实现重复利用，D正确。 故选C。 14．C 【分析】由图可知，放电时Zn在b电极失去电子生成，则b为负极，a为正极。 【详解】A．由分析可知，b为负极，a为正极，放电时电势高低：a>b，A错误； B．由分析可知，b为负极，a为正极，放电时，电子流向：b→导线→a，B错误； C．石墨烯电极材料可在光照条件下产生电子（）和空穴（），驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，则充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，C正确； D．由图可知，放电时，O2在正极得到电子生成H2O，电极方程式为：O2+4e-+4H+=2H2O，D错误； 故选C。 15．(1) 负 有无色气泡产生，滤纸c端附近变为红色 (2) 【详解】（1）关闭K1，打开K2，通电后，电解过程中阴离子向阳极方向移动，向d端方向移动，d端是阳极，电源b端是正极，电源a端是负极，c端是阴极，，生成NaOH，因此有无色气泡产生，滤纸c端附近变为红色。 （2）打开K1，关闭K2，电源b端是正极，D装置中Cu极是阳极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+；电源a端是负极，C装置中Pt1电极为阴极，电极反应式为Ag++e-=Ag；C装置中Pt2电极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑，则C装置中总反应方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3。 16．(1)阳极 (2)280 (3)B (4) b Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH- Fe-6e-+8OH-=+4H2O 【分析】甲池是甲醇碱式燃料电池，所以乙丙两池均是电解池，根据图象信息及电解池工作原理，则A为负极、B为正极；C、E为阳极、D、F为阴极。 【详解】（1）据分析，E电极为阳极。 （2）甲乙丙池中每个电极转移电子数相等。乙池C电极Ag失电子变成Ag+，消耗Ag的物质的量为： ，则电极上转移电子0.05mol， 由关系式O2~4e-，参与反应的O2物质的量是0.0125mol，则甲池中B电极理论上消耗O2的体积为280mL(标况)。 （3）丙池电解硫酸铜溶液，阳极产生O2，阴极产生Cu，丙池离子方程式为2Cu2++ 2H2O2Cu +O2↑+4H+，产物对应的元素是电解液在电解过程中损失的元素成分，且n(O2):n(Cu)=1:2，则原子个数比为n(O):n(Cu)=1:1，所以只要加入一定量符合这个比例关系的铜氧化合物，即可使电解液恢复至电解之前的状态，即补充CuO，选B。 （4）①用该电解装置制备Na2FeO4， Fe电极做阳极，所以爱迪生电池正极应是b电极；根据爱迪生电池的总反应方程式，二次电池充电时，阴极上发生还原反应，即Fe(OH)2得电子重新生成Fe，电极方程式为：Fe(OH)2 +2e-=Fe+ 2OH-”。 ②用电解法制取高铁酸钠时，阳极铁失去电子被氧化为高铁酸根，电极反应式为。 17．(1) n Li1-xFePO4+xLi++xe-= LiFePO4 负 1g 减小 2H2O+ 2Cl-+Mg2+Cl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓ (2) 6H+++ 5Cl-=3Cl2↑+3H2O 向左边烧杯中加入少量硫酸，观察电压表示数逐渐变大，右边烧杯产生有刺激性气味的气体产生； 【分析】确定甲池是电源，为原电池，活泼的金属镁（m极）是负极，含Li1-xFePO4/ LiFePO4（n极）是正极，该极是铁元素化合价发生变化。所以乙池中石墨电极为阳极，Ag电极为阴极，电解CuSO4溶液；丙池中左边Pt电极为阴极，右边Pt电极为阳极，电解氯化镁溶液。化学装置探究c(H+)对与Cl-反应生成Cl2的影响，可以通过改变氢离子的浓度进行比较。 【详解】（1）①放电时是原电池的工作原理，在原电池中，离子流向是正正负负，所以放电时，Li+的向n极移动，甲池中正极的电极反应式为Li(1-x)FePO4+xLi++xe-= LiFePO4，故答案是n；Li(1-x)FePO4+xLi++e-= LiFePO4； ②二次电池充电时，电池负极接外部电源的负极。所以给镁-锂双离子二次电池充电时，m与电源的负极相连；当导线中每通过0.2mol e-，甲池的左室中发生反应，Mg2+- 2e-= Mg，且有0.2molLi+，通过膜到左室，此时溶液的质量减少为0.1mol×24g/mol-0.2mol×7g/mol =1g，故答案是负；1g； ③乙池中，实际是电解CuSO4溶液，石墨电极发生反应：2H2O-4e-=O2↑+4H+，Ag电极发生Cu2++2e-=Cu↓，溶液中产生大量H+，所有乙池中溶液的pH将减小；故答案是减小； ④丙池中电解氯化镁溶液，根据溶液中离子的放电顺序，阳极是Cl-放电，阴极是H+放电，发生反应的总方程式是2H2O+ 2Cl-+Mg2+ Cl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓；故答案是2H2O+ 2Cl-+Mg2+ Cl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓； （2）①根据氧化还原反应的特点，在酸性条件下，与Cl-反应生成Cl2的方程式是6H+++ 5Cl-=3Cl2↑+3H2O，故答案是6H+++ 5Cl-=3Cl2↑+3H2O； ②分析装置，该装置是原电池，左边烧杯发生还原反应，右边烧杯Cl-发生氧化反应，不同酸性条件下，若的氧化性越强，同等时间内电压表的读数越大，同时右边烧杯生成氯气越多，产生气泡越多。所以可设计实验如下，闭合K，至指针读数稳定后，向左边烧杯中加入少量硫酸，观察电压表示数逐渐变大，右边烧杯产生有刺激性气味的气体，通过以上即可验证增大c(H+)，可提高的氧化性，注意本实验中的硫酸不能换成盐酸或者硝酸，因为盐酸中的氯离子和硝酸中的硝酸根离子可能会引起干扰。故答案是向左边烧杯中加入少量硫酸，观察电压表示数逐渐变大，右边烧杯产生有刺激性气味的气体产生； 18．(1) 2Fe3++2e-=2Fe2+ Cu-2e-=Cu2+ FeCl3 CuCl2 阳 (2) 氧化 2I--2e-=I2 还原 2Fe3++2e-=2Fe2+ 正 I2+2e-=2I- (3)O2+4e-+4H＋=2H2O (4)2Ag++2Iˉ=2Ag+I2 (5) Ag+会与Iˉ发生反应生成AgI沉淀，使Ag+的浓度下降，从而减弱Ag+的氧化性，使上述反应很难发生 【详解】（1）从反应Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2可得出，负极材料为Cu，电解质为FeCl3，且正极材料的活动性比Cu弱； ①正极：电解质溶液中的Fe3+得电子生成Fe2+，电极反应式为2Fe3++2e-=2Fe2+；负极：Cu失电子生成Cu2+，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+； ②由分析知，X溶液的溶质是FeCl3，从总反应式看，Y溶液应为CuCl2； ③原电池工作时，盐桥中的阳离子向正极的溶液方向移动，即向X溶液方向移动。答案为：2Fe3++2e-=2Fe2+；Cu-2e-=Cu2+；FeCl3；CuCl2；阳； （2）从反应2Fe3＋＋2I-2Fe2＋＋I2看，甲池中Fe3+得电子生成Fe2+，甲池内石墨电极为正极；乙池中I-失电子生成I2，乙池中石墨电极为负极： ①由分析可知，反应开始时，乙中石墨电极为负极，I-失电子发生氧化反应，电极反应式为2I--2e-=I2。甲中石墨电极为正极，Fe3+得电子发生还原反应，电极反应式为2Fe3++2e-=2Fe2+； ②电流计读数为0时，反应达到平衡状态，此时在甲中加入FeCl2固体，增大溶液中FeCl2浓度，促使平衡逆向移动，即FeCl2向生成FeCl3的方向转化，甲池石墨为负极，则乙中的石墨作正极，该电极I2得电子生成I-，电极反应式为I2+2e-=2I-。答案为：氧化；2I--2e-=I2；还原；2Fe3++2e-=2Fe2+；正；I2+2e-=2I-； （3）若将反应2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O设计为原电池，其正极O2得电子产物与电解质反应生成H2O等，电极反应式为O2+4e-+4H＋=2H2O。答案为：O2+4e-+4H＋=2H2O； （4）由已知信息可知，氧化性：Ag+＞Fe3+＞I-，则0.1 mol·Lˉ1 KI 溶液(加入几滴淀粉溶液)加入0.1mol·Lˉ1AgNO3 溶液中，I-应被Ag+氧化生成I2和Ag，I2使淀粉溶液变蓝色。此猜测对应的离子方程式2Ag++2Iˉ=2Ag+I2。答案为：2Ag++2Iˉ=2Ag+I2； （5）设计原电池证明Ag+也能氧化 Iˉ，则应让Ag+与I-不接触，分别放在两个烧杯内，用石墨作电极，用盐桥连接，则装置图为：。答案为：Ag+会与Iˉ发生反应生成AgI沉淀，使Ag+的浓度下降，从而减弱Ag+的氧化性，使上述反应很难发生；。 【点睛】设计原电池，为避免阴、阳离子发生反应生成沉淀等，可将含两种离子的电解质放在两只烧杯中，用盐桥形成闭合回路。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$