第四章《化学反应与电能》单元复习题-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》单元复习题 一、单选题 1．中科院福建物构所制备了一种新型的铋基有机复合框架()，电池用其做电极能大大提高放电效率，电池结构如图所示，下列说法错误的是 已知：双极膜能在直流电场的作用下，将膜复合层间的解离成和并移向两极。 A．锌片为负极 B．放电时，电极上发生的反应： C．该电池工作时，锌片上每消耗锌，双极膜内将解离 D．铋基有机复合框架在电池中主要起吸附、催化转化为的作用 2．以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料的可充电“Na-CO2”电池的工作原理如图所示，放电时的总反应为：4Na+3CO2=2Na2CO3+C。下列说法中，不正确的是 A．放电时，电子的流向为钠箔→导线→MWCNT B．放电时，正极反应为2CO2+4Na+ +4e-＝2Na2CO3 C．充电时，向MWCNT极移动 D．充电时，每转移0.1 mol电子，释放出CO2的体积在标准状况下为1.68L 3．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法不正确的是 A．电池工作时，向电极移动 B．电极上参与的电极反应为： C．电极上发生的电极反应为： D．反应，每消耗转移电子数目约 4．香港城市大学一课题组开发了纳米片为正极的全碱性肼-硝酸根燃料电池(如图)，双极膜由阴、阳离子膜组成。下列叙述正确的是 A．极为正极，发生氧化反应 B．极上的电极反应式为 C．放电过程中，由双极膜向极区迁移 D．常温常压下，生成时转移电子 5．甘油高选择性转化为甲酸盐与制氢的酸碱双电解液电化学原理如图所示，下列说法错误的是 A．电极为阴极 B．通过阳离子交换膜由左侧移向右侧 C．电极的电极反应式为 D．当电路中转移电子时，电极区溶液质量增重 6．微生物燃料电池能将污水中的乙二胺(H2NCH2CH2NH2)氧化成环境友好的物质，示意图如图所示，a、b均为石墨电极。下列说法错误的是 A．a电极的电极反应为H2NCH2CH2NH2-16e-＋4H2O=2CO2↑＋N2↑＋16H＋ B．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 C．a电极上的电势比b电极上的电势低 D．开始放电时b电极附近溶液的pH保持不变 7．液体锌二次电池具有电压高、成本低、安全性强和可循环使用等特点。已知：①Zn(OH)2＋2OH-=；②KOH凝胶中允许离子存在、生成或迁移。下列说法错误的是 A．电池放电时，电子由电极A经导线流向电极B B．电池放电时，电池总反应为MnO2＋Zn＋4H＋＋4OH-=Mn2＋＋＋2H2O C．电池充电时，H＋向电极B移动 D．电池充电时，电极B的质量增大 8．用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图①。电解过程中的实验数据如图②，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。则下列说法正确的是 A．电解过程中，b 电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生 B．a电极上发生的反应方程式为：2H2O +2e-= 2OH-+ H2↑和 2H2O-4e-= 4H+ + O2↑ C．曲线0～P段表示H2和O2混合气体的体积变化，曲线 P～Q段表示O2的体积变化 D．从开始到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为17g•mol-1 9．电化学原理可应用于处理环境污染问题。一种能有效消除氮氧化物(NOx)污染物又能充分利用化学能的装置如图。 下列说法正确的是 A．电极M为正极，电极N上发生氧化反应 B．电子从电极N经导线流向电极M C．电极N上的电极反应式为 D．当生成15.68L(标准状况)N2时，反应中转移电子的物质的量为2.4mol 10．高铁酸钾(K2FeO4)是环保型水处理剂，以光伏电池为电源先制备高铁酸钠，再将其转化为高铁酸钾，装置如图所示，下列说法不正确的是 A．石墨为阴极，铁电极发生氧化反应 B．a可能是H2，b为Na2FeO4溶液 C．若电路中转移1 mol电子，则石墨电极区NaOH溶液质量增加23 g D．铁电极反应式为Fe-6e-＋8OH-=＋4H2O 11．环境监察局常用“定电位”NOx传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准，其工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．对电极是负极 B．工作电极上发生的电极反应为NO2＋2e-＋2H＋=NO＋H2O C．对电极的材料可能为锌 D．传感器工作时H＋由工作电极移向对电极 12．双盐Mg-CoS2电池由Li+替代了Mg2+在正极材料中的嵌入，解决了Mg2+扩散缓慢、锂离子电池锂枝晶生长等问题，其充、放电过程如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，电流由Mg电极流向CoS2电极 B．放电时，每转移2mole-，正极质量减少14g C．充电时，若充电电压为2.0V，可能造成电池性能衰减 D．充电时，充电电压为2.75V时，阳极反应为：Co+2Li2S+4e-=CoS2+4Li+ 13．一种将酸—碱双电解液分开且具有双溶解沉积反应的酸碱混合高电压水系可充电电池的放电过程如图所示。下列说法中错误的是 A．放电时，电极作负极 B．放电时，消耗，中间溶液中溶质增加 C．充电时，Ⅰ区溶液中的逐渐变小 D．充电时，Ⅱ区的电极方程式 14．氮气电解催化装置可以实现同时制备铵盐和硝酸盐，利用双极膜(M、N)将水解离成、还可以浓缩溶液(图中进、出气通道及部分反应均省略)。 下列说法不正确的是 A．a端接电源负极，电子从电极Y流向b B．阳极室的总反应为 C．M、N为选择性透过膜，经M膜进入阴极室的是 D．工作相同时间，X、Y电极上消耗的质量比为5：3 二、非选择题 15．焦亚硫酸钠在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题： (1)生产，通常是由过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式 。 (2)制备也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中碱吸收液中含有和。阳极的电极反应式为 。电解后， 室的浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到。 (3)已知与稀硫酸反应放出，其离子方程式为： 。 (4)检验产品中含有碳酸钠杂质所需试剂是 （填编号）。 ①足量酸性高锰酸钾      ②澄清石灰水    ③饱和碳酸氢钠溶液 ④饱和食盐水      ⑤稀硫酸 16．回答下列问题： (1)日常生活中，钢铁制品在潮湿环境中发生的电化学腐蚀类型主要是 腐蚀，此时正极反应为 ，一段时间后，钢铁制品表面会生成铁锈，其主要成分为 (填化学式)， (填“能”或“不能”)阻止内部继续发生腐蚀。 (2)如图1所示的金属电化学防护法为 法，实验室模拟这个过程可设计如图2所示实验，一段时间后取Fe电极附近的少量溶液于试管中，滴加 溶液(填化学式)，若无蓝色沉淀，则证明Fe被保护；若有蓝色沉淀，则证明Fe被腐蚀，产生该蓝色沉淀的离子方程式为 。 (3)燃料电池具有广阔的发展前景，能量转化效率高。工作时，燃料和氧化剂由外部供给，分别在惰性电极上参与电极反应。若通入的燃料为甲醇，电解质溶液为碱性，则在电极上发生反应的方程式为 。 (4)全钒液流电池的寿命远远高于铅酸蓄电池，如图为其基本工作原理示意图，两电极均为惰性电极，“隔膜”为质子交换膜，以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同种类的钒离子(、、、)为正极和负极电极反应的活性物质，电池总反应为。 ①铅酸蓄电池放电时正极的电极方程式为 。 ②放电时，通过隔膜 (填“从左向右”或“从右向左”)迁移。 ③充电时，a极发生的电极反应式为 。 17．电化学知识给人类的生活和工业生产带来极大的方便。回答下列问题： (1)碱性锌锰电池的总反应式为。负极材料为 ，该电池正极反应式为 。 (2)甲烷燃料电池为绿色化学电源，以NaOH溶液为电解质溶液时，负极的电极反应式为 。 (3)用如图装置电解硫酸钾溶液，可获得H2、O2、硫酸和氢氧化钾溶液。X电极上发生的电极反应为 。氢氧化钾溶液从 口导出(填“A”或“D”)，M、N交换膜中属于阳离子交换膜的是 (填“M”或“N”)。 (4)如图所示，若电解10min时，测得银电极的质量减少5.40g。试回答下列问题： ①电源中Y极是 (填“正”或“负”)极。 ②通电10min时，B中共收集到392mL(标准状况)气体，溶液体积为200mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前 mol/L，如果电解后要使该电解液复原，可以加入物质的化学式为 。 18．2020年第七十五届联合国大会上，中国向世界郑重承诺在2030年前实现碳达峰，在2060年前实现碳中和。大力发展绿色能源、清洁能源是实现碳中和的最有效方法。 (1)下图是 装置，能量转化是， 能转化为 能。 (2)Zn棒是该电池的 极，发生 (填“氧化”或“还原”)反应。 (3)Cu棒，上发生的电极反应是 。 (4)溶液中H⁺向 (填“Zn”或“Cu”)电极定向移动。 (5)下图是 装置，a极是该电池的 极，b极是该电池的 极。 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 C B B B D D A D C C 题号 11 12 13 14 答案 D C C B 1．C 【分析】由图可知，锌片为原电池的负极，碱性条件下锌失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子，Bi—ZMOF电极为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，双极膜中的氢离子移向Bi—ZMOF电极、氢氧根离子移向锌片。 【详解】A．由分析可知，锌片为原电池的负极，碱性条件下锌失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子，故A正确； B．由分析可知，Bi—ZMOF电极为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为，故B正确； C．由分析可知，双极膜中的氢离子移向Bi—ZMOF电极、氢氧根离子移向锌片，电池工作时，锌片上消耗6.5g锌时，外电路转移电子的物质的量为×2=0.2mol，则双极膜内将解离0.2mol水，故C错误； D．由分析可知，Bi—ZMOF电极为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，所以铋基有机复合框架在电池中主要起吸附二氧化碳、催化二氧化碳转化为甲酸的作用，故D正确； 故选C。 2．B 【分析】钠是活泼的金属，失去电子，被氧化，作负极，右侧电极是正极，据此解答。 【详解】A．放电时，钠失去电子，电子流向：钠箔→导线→MWCNT，A正确； B．正极上CO2得电子与Na+反应生成固体沉积物Na2CO3和C，电极反应式为3CO2+4Na+ +4e-＝2Na2CO3+C，B错误； C．充电时相当于电解池，向阳极(电池的正极MWCNT极)移动，C正确； D．由总反应4Na+3CO2＝2Na2CO3+C可知，充电时，释放3 mol CO2，则转移4mol电子，因此转移0.1mol电子时，释放0.075molCO2，在标准状况下的体积为V(CO2)=0. 075 mol×22.4 L/mol=1.68 L，D正确。 答案选B。 3．B 【分析】电极A通入燃料，则A为负极，电极B通入氧气，为正极，发生O2+2CO2+4e-=2。阴离子向负极A移动，故向电极A移动。 【详解】A．电池工作时，为原电池，阴离子向负极A移动，故向电极A移动，故A正确； B．H2在负极上失电子生成水，则电极A上H2参与的电极反应为：H2+-2e-=CO2+H2O，故B错误； C．电极B上发生的电极反应为：O2+2CO2+4e-=2，故C正确； D．该反应转移的电子数为6，故每消耗1molCH4转移电子数目约6×6.02×1023，故D正确。 故选B。 4．B 【分析】由题干原电池装置图可知，电极a为由N2H4转化为N2，发生氧化反应，故a为负极，电极反应为：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，则b为正极，电极反应为：+6H2O+8e-=NH3+9OH-，据此分析解题。 【详解】A．转化为，失去了电子，a极为负极发生氧化反应，A错误； B．b为正极，电极反应为：，B正确； C．a极上的电极反应式为，向a极区迁移，C错误； D．生成28g（1mol）转移4mol电子，D错误； 故选B。 5．D 【分析】该装置为电解池，由电极甘油转化为HCOO-，C元素化合价升高，可知为阳极，电极反应式为：，为阴极，电极反应式为：，据此作答。 【详解】A．根据分析可知，电极为阴极，故A正确； B．为阳极，电极为阴极，阳离子通过阳离子交换膜移向阴极，因此通过阳离子交换膜由左侧移向右侧，故B正确； C．根据分析可知，为阳极，电极反应式为：，故C正确； D．为阴极，电极反应式为：，当电路中转移电子时，产生的H2为1mol，减少了2g，增加的为2mol，即增加的质量为，因此增加的质量共为：，故D错误； 故答案选D。 6．D 【分析】根据原电池装置图分析，H2N(CH2)2NH2在a电极上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，则a为负极，电极反应式为H2N(CH2)2NH2＋4H2O-16e-=2CO2↑＋N2↑＋16H＋，氧气在正极b上得电子发生还原反应，电极反应式为：O2＋4e-＋4H＋=2H2O，据此分析； 【详解】A．a为负极，电极反应式为H2N(CH2)2NH2＋4H2O-16e-=2CO2↑＋N2↑＋16H＋，A正确； B．原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，因此，电池工作时质子(H＋)通过质子交换膜由负极区向正极区移动，B正确； C．由上述分析可知，a电极为负极，b电极为正极，故a电极上的电势比b电极上的电势低，C正确； D．开始放电时，氧气在正极b上得电子发生还原反应，发生的电极反应式为O2＋4e-＋2H2O=4OH-，pH保持增大，D错误； 故选D。 7．A 【分析】原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，由装置图可知电极A为正极，电极B为负极，对电池充、放电时的电极反应分析如下：放电时，正极(A极)：MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，负极(B极)：Zn＋4OH－-2e－=；充电时，阳极(A极)：Mn2＋＋2H2O-2e－=MnO2＋4H＋，阴极(B极)：＋2e－=Zn＋4OH－，据此分析； 【详解】A．电池放电时，电子由负极经导线流向正极，即放电时，电子由电极B经导线流向电极A，A错误； B．放电时，负极反应为：Zn＋4OH－-2e－=，正极反应为：MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，则电池总反应为：MnO2＋Zn＋4H＋＋4OH－=Mn2＋＋＋2H2O，B正确； C．电池充电时为电解池，阳离子移向阴极，即H＋向电极B移动，C正确； D．电池充电时，电极B为阴极，发生电极反应：＋2e－=Zn＋4OH－，电极B上有单质Zn生成，故质量增大，D正确； 故选A。 8．D 【分析】如图装置，电流从正极流向负极，可以得到， b电极为阳极失电子，发生氧化反应，a 电极为阴极得电子，发生还原反应，惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，阳极始终是生成氧气，阴极先是铜离子生成铜，然后是溶液中的氢离子生成氢气。 【详解】A．根据分析可知，b电极为阳极，阳极始终是生成氧气，A错误； B．a 电极为阴极，先是铜离子生成铜，然后是溶液中的氢离子生成氢气，离子方程式为：，，B错误； C．根据分析，曲线0～P段表示O2的体积变化，曲线 P～Q段表示H2和O2混合气体体积的变化，C错误； D．根据图②中P点收集到的是氧气体积为1.12L，对应物质的量为0.05mol，Q点收集到的是氢气和和氧气的混合气，总体积为3.36L，对应混合气体的物质的量为0.15mol，曲线 P～Q段表示H2和O2混合气体物质的量之比为2:1；故曲线0～Q段其中氧气和氢气都是0.1mol，则混合气的平均摩尔质量为（2＋32）g/mol÷2＝17g/mol，D正确； 故选D。 9．C 【分析】根据装置图可知，电极M通入氨气，氨气被氧化为氮气，则电极M发生氧化反应，为原电池的负极，电极方程式为：，则电极N为原电池正极，电极反应为：，电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极，据此分析答题。 【详解】A．根据分析可知，M为电池的负极，发生氧化反应，N为电池的正极，发生还原反应，A错误； B．电子由负极流向正极，故电子从电极M经导线流向电极N，B错误； C．根据分析可知，电极N上的电极反应式为，C正确； D．当生成15.68L(标准状况)N2时，N2的物质的量为0.7mol，NOx中x未知，则无法确定转移的电子数，D错误； 答案选C。 10．C 【分析】由图可知，与光伏电池正极相连的铁电极为阳极，碱性条件下铁失去电子发生氧化反应生成高铁酸根离子和水，电极反应式为Fe-6e-＋8OH-=＋4H2O，阳膜和阴膜之间的氢氧化钠溶液中的氢氧根离子通过阴膜移向阳极区，石墨电极为阴极，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，电极反应式为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，阳膜和阴膜之间的氢氧化钠溶液中的钠离子通过阳膜移向阴极区。 【详解】A．由分析可知，与光伏电池正极相连的铁电极为阳极，碱性条件下铁失去电子发生氧化反应生成高铁酸根离子和水，石墨电极为阴极，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，故A正确； B．由分析可知，与光伏电池正极相连的铁电极为阳极，碱性条件下铁失去电子发生氧化反应生成高铁酸根离子和水，石墨电极为阴极，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，则a为氢气、b为高铁酸钠，故B正确； C．由分析可知，石墨电极为阴极，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，电极反应式为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，阳膜和阴膜之间的氢氧化钠溶液中的钠离子通过阳膜移向阴极区，则电路中转移1 mol电子时，石墨电极区氢氧化钠溶液增加质量为1mol×23g/mol—1mol××2g/mol=22g，故C错误； D．由分析可知，与光伏电池正极相连的铁电极为阳极，碱性条件下铁失去电子发生氧化反应生成高铁酸根离子和水，电极反应式为Fe-6e-＋8OH-=＋4H2O，故D正确； 故选C。 11．D 【分析】由二氧化氮转化为一氧化氮可知，工作电极为原电池的正极，酸性条件下二氧化氮在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水，对电极是负极，电极材料可能为锌，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子。 【详解】A．由分析可知，对电极是原电池的负极，故A正确； B．由分析可知，工作电极为原电池的正极，酸性条件下二氧化氮在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水，电极反应式为NO2＋2e-＋2H＋=NO＋H2O，故B正确； C．由分析可知，对电极是负极，电极材料可能为锌，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，故C正确； D．由分析可知，工作电极为原电池的正极，对电极是负极，则传感器工作时氢离子由对电极移向工作电极，故D错误； 故选D。 12．C 【分析】由已知信息和图示可知，放电时，Mg为负极，发生反应，正极上是CoS2发生得电子的还原反应，电极反应，充电时，阴极反应：阳极反应式，据此分析； 【详解】A．放电时，电子由Mg电极流向CoS2电极，A错误； B．放电时，正极上是CoS2发生得电子的还原反应，电极反应，每转移2mole-，正极质量增加2molLi+，正极质量增加14g，B错误； C．若充电电压为2.0V，Co反应生成Co3S4，造成电池性能衰减，C正确； D．充电电压为2.75V时，阳极反应发生氧化反应，D错误； 故选C。 13．C 【分析】图中为放电过程，放电时Zn电极失电子，而惰性电极得到电子，可知放电时，Zn电极为负极，惰性电极为正极，交换膜M为阳离子交换膜，交换膜N为阴离子交换膜；充电时，Zn电极连接电源负极作为电解池的阴极，惰性电极连接电源正极作为电解池的阳极，据此作答。 【详解】A．由分析可知，放电时，Zn电极为负极，A正确； B．由分析可知，放电时，硫酸钾溶液中的钾离子通过阳离子交换膜M向右移动，硫酸根离子通过阴离子交换膜N向左移动，则当消耗6.5g锌时，电极反应式为： ，转移的电子数为0.2mol，因此有0.2molK+、0.1mol通过交换膜，可知中间硫酸钾溶液中溶质增加，故B正确； C．充电时Ⅰ区中[Zn(OH)4]2-得到电子生成Zn，为电解池的阴极，电极反应式为：，因此逐渐增大，故C错误； D．充电时，Ⅱ区中Mn2+转化为，电极方程式为：，故D正确； 故答案选C。 14．B 【分析】由已知信息可知，氮气电解催化装置可以实现同时制备铵盐和硝酸盐，根据图给示意图可知，左侧氮气转化为氨气,，为阴极，右侧氮气转化为硝酸，为阳极。 【详解】A．根据分析可知，a端为负极接电源负极，电子从电极Y流向b，A正确； B．右侧氮气转化为硝酸，为阳极，阳极室的总反应为，B错误； C．M、N为选择性透过膜，经M膜进入阴极室的是，C正确； D．X为负极，阴极室的总反应为：，Y为正极，阳极室的总反应为，由此可知消耗相同电子转移数量比为3：5，则工作相同时间，转移电子数量相同，X、Y电极上消耗的质量比为5：3，D正确； 故选B。 15．(1) (2) a (3) (4)①②⑤ 【详解】（1）过饱和溶液经结晶脱水生成，反应方程式为； （2）阳极水失电子放出氧气，阳极电极反应式为。电解后，阳极室中氢离子移向a室，和氢离子反应生成，所以a室浓度增加。 （3）与稀硫酸反应生成氯酸钠、、水，其离子方程式为。 （4）产品中加稀硫酸，放出的气体通入足量酸性高锰酸钾溶液，除去二氧化硫，剩余气体通入石灰水中，石灰水变浑浊，证明含有碳酸钠杂质，选用的试剂为①②⑤。 16．(1) 吸氧 不能 (2) 牺牲阳极 (3) (4) 从左向右 【详解】（1）日常生活中，电化学腐蚀速率较快，则钢铁制品在潮湿环境中以电化学腐蚀为主，且主要是吸氧腐蚀，正极为空气中的氧气得电子还原反应生成，电极反应式为；铁锈是由失去部分水生成的，主要成分为，其结构疏松多孔，不能阻止钢铁内部继续发生腐蚀。 （2）根据图1可知，钢闸门直接连接锌板，Zn作原电池的负极，作为正极的钢闸门被保护，因此采用的金属电化学防护法为牺牲阳极法；图2所示实验中，Fe被保护作原电池的正极，若无生成，则可以证明Fe被保护，实验操作为取Fe电极附近的少量溶液于试管中，滴加溶液，若无蓝色沉淀，则证明Fe被保护；若有蓝色沉淀，则证明Fe被腐蚀；与溶液反应产生蓝色沉淀，离子方程式为。 （3）甲醇燃料电池中，电解质溶液为碱性，则在负极失电子氧化生成和水，电极方程式为。 （4）①铅酸蓄电池放电时，正极为得电子还原反应生成，电极方程式为。 ②根据装置图和电池总反应可知，放电时，电极a为负极，电极反应为，电极b为正极，电极反应为，此时正极区阳离子浓度减小，向正极区移动，即从左向右迁移。 ③根据②中分析，放电时a为负极，电极反应为，则充电时，a极发生的电极反应式为。 17．(1) 锌 2MnO2＋2H2O+2e-=2MnOOH+2OH- (2) (3) D N (4) 正 0.100mol/L CuO和H2O 【详解】（1）由总反应可知，锌发生氧化反应为负极；二氧化锰得到电子发生还原反应生成MnOOH为正极，反应为2MnO2＋2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-。 （2）甲烷燃料电池中甲烷失去电子发生氧化反应，在碱性溶液中生成碳酸根离子和水，作为负极，故负极反应为：。 （3）用如图装置电解硫酸钾溶液，可获得H2、O2、硫酸和氢氧化钾溶液；则X电极上水放电发生氧化反应生成氧气和氢离子，发生的电极反应为；Y电极上水放电发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，中间室中硫酸根离子向左侧迁移，在左室得到硫酸，中间室中钾离子向右侧迁移，在右室得到氢氧化钾，故M、N交换膜中属于阳离子交换膜的是N，氢氧化钾溶液从D口导出。 （4）①电解10min时，测得银电极的质量减少5.40g，则银电极发生氧化反应，为阳极，与之相连的为Y 为正极，则X为负极； ②电解10min时，测得银电极的质量减少5.40g，反应0.05mol银，Ag~e-，电路中转移0.05mol电子；通电10min时，B中共收集到392mL(标准状况)气体，总的物质的量为0.0175mol；右侧阳极反应为，根据电子守恒，生成0.0125mol氧气；则左侧阴极会发生反应，生成氢气0.0175mol-0.0125mol=0.005mol，消耗电子0.01mol，则Cu2++2e-=Cu反应中消耗电子0.05mol-0.01mol=0.04mol，反应铜离子为0.02mol，溶液体积为200mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)= =0.100mol/L，该电解过程中初始生成铜和氧气，后期为电解水生成氢气和氧气，故如果电解后要使该电解液复原，可以加入物质的化学式为CuO和H2O。 18．(1) 原电池 化学能 电能 (2) 负极 氧化反应 (3)2H++2e-=H2 (4)Cu (5) 电解池 阳极 阴极 【分析】铜锌原电池中Zn为负极，发生Zn-2e-=Zn2+，Cu为正极发生2H++2e-=H2↑；氯碱工业中阳极发生氧化反应：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极发生还原反应：2H2O+2e-= H2↑+2OH-。 【详解】（1）根据原电池的结构特征可知，图中所示为铜锌原电池，原电池是能将化学能直接转化为电能的装置； （2）据分析，Zn棒为负极，发生氧化反应； （3）据分析，Cu棒上发生还原反应，电极方程式为2H++2e-=H2↑； （4）在原电池中阳离子向正极移动，因此氢离子向Cu电极移动； （5）根据结构判断该电池为电解池，a极与电源的正极相接为电解池的阳极，b极与电源的负极相接为电解池的阴极。 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 $$