第四章化学反应与电能 单元测试 2023--2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能练习题 一、单选题 1．用4种物质进行实验，下表中“操作”对应的“现象”正确的是 选项 物质 操作 现象 A FeSO4 加入铁氰化钾溶液 溶液变蓝，无沉淀析出。 B Ca(OH)2溶液 通入(NH4)2CO3受热分解产生的气体 变浑浊，继续通入，浑浊不消失 C 浓硝酸 将铁片和铜片用导线连接后插入盛有浓硝酸的烧杯中组成原电池 铜片上有大量红棕色气体产生 D 品红溶液 通入体积比为1∶1的SO2和Cl2混合气体 溶液褪色，加热后红色恢复 A．A B．B C．C D．D 2．利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂，装置如图所示，下列说法正确的是 A．电极b反应式是 B．甲中每消耗64g，乙中有通过隔膜 C．c电极上的电极反应式为 D．每转移电子，生成和 3．电瓶车所用电池一般为铅蓄电池，这是一种典型的可充电电池，电池总反应式为：2PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4。则下列说法正确的是 A．充电时：正极反应为PbSO4+2H2O-2e-→PbO2+4H++SO B．放电时：负极反应是PbSO4+2e-→Pb+SO C．放电时：电池中硫酸的浓度不断增大 D．充电时：铅蓄电池的负极应与充电器电源的正极相连 4．近日，华中科技大学武汉光电国家研究中心王鸣魁/申燕课题组等人利用分子篮的“限域效应”将纳米团簇封装在MFI沸石通道中，允许中间体在沸石通道中形成(*代表吸附在固体表面)，实现了的高效还原与转化，装置如图所示。下列叙述正确的是    A．放电时，电子流向极极膜极 B．放电时，转移电子时理论上a极质量增重 C．放电时，正极反应式为 D．放电时，被还原生成的通过膜向极迁移 5．下列实验装置进行的相应实验，实验装置正确且与对应叙述相符的是 A．用图1装置可制备并能较长时间观察其颜色 B．用图2装置可制备无水 C．图3装置反应开始后，注射器活塞向右移，说明该反应为放热反应 D．用图4装置滴定溶液的浓度 6．南开大学科研团队以KSn合金为负极，以含羧基多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)为正极催化剂构建了可充电K-CO2电池，电解质溶液为有机电解质，电池放电反应为4KSn+3CO2=2K2CO3+C+4Sn。该成果对改善环境和缓解能源问题具有巨大潜力。下列说法正确的是 A．充电时，阴极反应为2K2CO3+C-4e- =4K+ +3CO2↑ B．电池每吸收22.4L CO2，电路中转移4mol e- C．放电时，内电路中电流由KSn合金经有机电解质流向MWCNTs-COOH D．为了更好的吸收温室气体CO2，可用适当浓度的KOH溶液代替有机电解质 7．下列说法正确的是 选项 A B C D 装置 结论 Zn为阴极，为阳极 由b电极向a电极移动 锌筒因发生氧化反应而变薄 溶液的浓度始终不变 A．A B．B C．C D．D 8．一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池将化学能转化成电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其原理如图所示。下列说法错误的是    A．电极的电势低于电极的电势 B．燃料电池总反应为 C．Ptl电极附近发生的反应为 D．该电池放电时从电极通过质子交换膜向电极移动 9．具有开放性铁位点的金属有机框架材料，可以用于乙烷的催化氧化形成乙醇，反应过程如图所示，其中TS表示过渡态。下列说法正确的是 A．该反应过程中的原子利用率为100% B．物质c为乙烷催化氧化的重要催化剂 C．过程中铁的价态没有发生改变 D．由于电负性O＞N＞Fe，所以的O原子与催化剂上的Fe产生吸附 10．如下图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。A、B为电源，将电源接通后，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。则以下说法正确的是    A．电源B极是正极 B．欲用丙装置给铜镀银，H应该是Cu，电镀液是AgNO3溶液 C．甲、乙装置的C、E电极均有单质生成，其物质的量之比为1：1 D．装置丁电解一段时间后溶液的pH不变。 11．如图所示，装置连接好后，电流计指针发生了偏转，下列说法中正确的是    A．锌是负极 B．两个铜片上均发生氧化反应 C．石墨作阴极 D．两个番茄及相关电极均构成了原电池 12．盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似NH4Cl。工业上主要采用向两侧电极分别通入NO和H2，以盐酸为电解质来进行制备，其电池装置(图1)和含Fe的催化电极反应机理(图2)如图。不考虑溶液体积的变化，下列说法正确的是 A．电池工作时，含Fe的催化电极为正极，发生还原反应 B．图2中，A为H＋和e－，B为 C．电池工作时，每消耗标况下2.24LNO，左室溶液质量增加3.0g D．电池工作一段时间后，正、负极区溶液的pH均下降 13．氨热再生电池工作原理如图所示，下列说法正确的是    A．b为负极 B．从左室向右室迁移 C．电池工作时，右池中的CuSO4溶液的浓度增大 D．a电极上的反应为Cu-2e−+4NH3=[Cu(NH3)4]2+ 14．我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置(如图所示)。闭合K2、断开K1时，制氢并储能；断开K2、闭合K1时，供电。下列说法错误的是 A．制氢时，溶液中向Pt电极移动 B．供电时，X电极发生还原反应，生成还原产物 C．供电时，Zn电极附近溶液的pH不变 D．制氢时，X电极反应式为 15．用碱性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如下所示。下列说法中正确的是   A．燃料电池工作时，负极反应为：H2-2e-= 2H+ B．若a极是铜，b极是石墨，电解一段时间后，溶液中铜离子浓度会减小 C．若要实现电解精炼粗铜，则a极发生还原反应， b极质量增加 D．当a、b均是石墨时，当消耗H2 22.4L(标况)时，b极析出铜64g 二、填空题 16．如下图所示的装置中，若通入直流电5min时，铜电极质量增加2.16g，试回答： (1)电源电极X的名称为 。 (2)B中阳极电极反应式： ，溶液pH变化： (填“增大”、“减小”或“不变)。 (3)若A中KCl溶液的体积是200mL，电解后溶液的pH为 (设电解前后溶液体积无变化)。 (4)一氧化氮—空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其工作原理如图所示，写出放电过程中负极的电极反应式： ，若过程中产生2 mol HNO3，则消耗标准状况下O2的体积为 。 17．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是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则： ①电解池中X极上的电极反应式是 。在X极附近观察到的现象是 。 ②Y电极上的电极反应式是 ，检验该电极反应产物的方法是 。 (2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则： ①X电极的材料是 ，电极反应式是 。 ②Y电极的材料是 ，电极反应式是 。(说明：杂质发生的电极反应不必写出) 18．化学能和电能的转化是一种重要的能量转化形式，也因此发现制备了许多新物质。如图所示装置中，两玻璃管盛满滴有酚酞试液的NaCl饱和溶液，C(I)、Cl(II)为多孔石墨电极。 (1)接通S1后，C(I)附近溶液变红，则：a为电源的 极，C(II)作 极，C(I)附近溶液变红原因是 。 (2)一段时间后，两玻璃管内均声生了气体(两玻璃管中液面未脱离电极)，断开S1，接通S2，，电流表的指针发生偏转。此时：C(I)的电极名称是 ，C(II)的电极反应式是 。 19．下图是几种电化学装置，请答下列问题。 （1）图一被保护的钢闸门应与外接电源的 极相连，这种方法称之为 ； （2）图二往Fe极区滴入2滴黄色的K3[Fe(CN) 6]溶液，一段时间后的现象 。 （3）图三烧杯中盛放足量的CuSO4溶液总反应的离子方程式为 ；25℃，若起始时盛放100mLpH =5的CuSO4溶液，一段时间后溶液的pH变为1，此时仍只有一个电极上产生气体，若要使溶液恢复到起始时的浓度(忽略溶液体积的变化)，可向溶液中加入 (填写物质的化学式) g。 20．回答下列问题 (1)二氧化氯具有杀菌、漂白、除臭、消毒、保鲜的功能。电解法制取的新工艺如图所示。 ①用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取（如图所示），阳极产生的电极反应式为 。 ②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为（标准状况）时，停止电解，则通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为 。 (2)粗银精炼装置如图所示，电解液为稀硫酸。 ①阳极的电极反应式为 。 ②下列说法正确的是 （填字母）。 a.一段时间后，阳极质量减小 b.阴极区可获得银单质的原理： c.体系中存在沉淀溶解平衡： (3)一种用于心脏起搏器的微型电池具有容量大、寿命长和电压稳定等特点。该电池的电极材料是石墨和锂，电解质溶液为等物质的量的、溶解在中形成的溶液。这种电池的总反应为。 ①锂电极的电势比石墨电极的 （填“低”或“高”）。 ②放电时，石墨电极发生 （填“氧化”或“还原”）反应。 ③电池的正极反应为 。 21．研究催化去除汽车尾气、工业烟气中的氮及硫的化化物是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。 (1)汽车尾气主要含 CO2、N2、CO、SO2、NOx等。 ①用Na2CO3溶液能吸收SO2的原因是 。 ②汽车尾气中形成硝酸型酸雨的物质是 。 (2)生物法脱H2S的原理为:、，硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的倍，该菌的作用是 。 (3)太阳能光电催化—化学耦合分解H2S的装置如图所示。该太阳能光电催化—化学耦合分解H2S的过程可描述为 。 22．原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重要贡献。 (1)现有如下两个反应： A．NaOH+HCl=NaCl+H2O B．Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2 上述反应能设计成原电池的 是(填字母)，应选用的负极材料是 。 (2)将纯锌片和纯铜片按如图甲、乙所示方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题： ①下列说法正确的是 (填字母)。 A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B．乙中铜片上没有明显变化 C．甲中铜片质量减少，乙中锌片质量减少 D．两烧杯中溶液的pH均增大 ②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲 (填“＞”“＜”或“=”)乙 ③请写出图中构成原电池的装置负极的电极反应式： 。 (3)若将甲装置中稀硫酸分别换成下列试剂，则电流表会偏转的是 (填字母)。 A．醋酸溶液B．无水乙醇C．苯D．CuSO4溶液 23．人们利用原电池原理制作了多种电池，以满足日常生活、生产和科学技术等方面的需要。请根据题中提供的信息，回答下列问题。 (1)铅蓄电池在放电时的总反应为，则其正极反应为 。 (2)FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板时发生反应：，若将此反应设计成原电池，则负极所用的电极材料为 ，电极反应式： 。 (3)已知甲醇燃料电池的工作原理如图所示，该电池工作时，b口通入的物质为 (填化学式)，该电池正极上的电极反应式为 ；当6.4g甲醇(CH3OH)完全反应生成CO2时，有 mol电子发生转移。若将电池的电解质溶液换为KOH溶液，则负极反应式为 。 24．I、如图所示，X是一种生活中常见的金属元素，A、B、C、D为石墨电极，E、F分别为短周期相邻两种活泼金属中的一种，且E能与NaOH溶液反应。按图示接通线路，反应一段 时间(实验中所有溶液均足量)。 （1）甲池是 (填“原电池”或“电解池”，下同]装置；乙池是 装置。 （2）D极为 (填“阴极”或“阳极”)。 （3）烧杯中溶液会变蓝的是 (填“a”或“b”)；C极上的电极反应式为 。 （4）F极上的电极反应式为： 。 （5）当电路中通过0.02mol电子时，B电极上沉积0.64g金属X，则X为 (填元素符号)，甲池中反应的化学方程式为 。 II、（1）从辉铜矿中浸取铜元素，可用FeCl3作浸取剂。 ①反应Cu2S+4FeCl3=2CuCl2+4FeCl2+S，每生成1molCuCl2，反应中转移电子的数目为 ；浸取时，在有氧环境下可维持Fe3+较高浓度。有关反应的离子方程式是 。 ②浸取过程中加入洗涤剂溶解硫时，铜元素的浸取率的变化见如图1。其原因是 。 ③353K时，向FeCl3浸取液中加入CuCl2，能加快铜元素的浸取速率，其反应原理可用化学方程式表示为： ，CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2。 （2）辉铜矿可由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)通过电化学反应转变而成，有关转化见如图2。转化时正极的电极反应式为 。 25．图所示，是原电池的装置图。请回答： (1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且做负极，则A电极上发生的电极反应式为 ；反应进行一段时间后溶液C的pH将 (填“升高”“降低”或“基本不变”) (2)若需将反应：Cu＋2Fe3＋==Cu2＋＋2Fe2＋设计成如上图所示的原电池装置，则A(负极)极材料为 ，B(正极)极材料为 ，溶液C为 。 (3)若C为CuCl2溶液，Zn是 极，Cu极发生 反应，电极反应为 。反应过程溶液中c(Cu2＋) (填“变大”“变小”或“不变”)。 (4)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下： 电池总反应为2CH3OH＋3O2==2CO2＋4H2O，则c电极是 (填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为 。若线路中转移2mol电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的O2在标准状况下的体积为 L。 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： 1．B 【详解】A．铁氰化钾溶液和Fe2+生成蓝色沉淀，描述现象不正确，故A错误； B．碳酸铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水蒸气，将碳酸铵分解生成的气体通入Ca(OH)2溶液发生的反应为Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O、NH3+H2O=NH3•H2O，溶液呈碱性，沉淀不溶解，符合现象，故B正确； C．Fe和浓硝酸发生钝化现象，Cu和浓硝酸反应生成NO2，该装置构成原电池，Fe作正极、Cu作负极，所以铁片上有大量红棕色气体生成，故C错误； D．SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl，根据方程式知，通入体积比为1∶1的SO2和Cl2混合气体，两种气体反应生成硫酸和盐酸，硫酸和盐酸没有漂白性，所以溶液不褪色，故D错误； 故选B。 2．D 【分析】由图可知，甲池为原电池，电极a为负极，二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸，电极b为正极，酸性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，乙池为电解池，与电极b相连的惰性电极c为电解池的阳极，在无水硝酸作用下，四氧化二氮在阳极失去电子发生氧化反应生成五氧化二氮，惰性电极d为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气。 【详解】A．由分析可知，电极b为正极，酸性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为，故A错误； B．64g二氧化硫的物质的量为=1mol，1mol二氧化硫失去2mol电子生成硫酸，由得失电子数目守恒可知，d电极上2mol氢离子放电生成氢气，则有2mol氢离子通过隔膜由左侧移向右侧，故B错误； C．由分析可知，电极c为电解池的阳极，在无水硝酸作用下，四氧化二氮在阳极失去电子发生氧化反应生成五氧化二氮，电极反应式为，故C错误； D．由分析可知，电极a为负极，二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸，电极c为电解池的阳极，在无水硝酸作用下，四氧化二氮在阳极失去电子发生氧化反应生成五氧化二氮，由得失电子数目守恒可知，每转移电子，电极c生成2mol五氧化二氮、电极a生成1mol硫酸，故D正确； 故选D。 3．A 【详解】A．充电时，正极即阳极，发生氧化反应，正极反应为PbSO4+2H2O-2e-→PbO2+4H++SO，故A正确； B．放电时，Pb失电子发生氧化反应生成PbSO4，负极反应是Pb+SO-2e-→PbSO4，故B错误； C．根据2PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4，放电时，消耗硫酸，电池中硫酸的浓度不断减小，故C错误； D．充电时：铅蓄电池的负极PbSO4→Pb，发生还原反应，应与充电器电源的负极相连，故D错误； 选A。 4．C 【分析】由图可知，CO2的高效还原与转化装置为原电池，b极上CO2→Li2CO3和C，CO2发生还原反应生成单质C，则b为正极，a极为负极，负极反应式为Li-e-=Li+，正极反应式为3CO2+4Li++4e-═2Li2CO3+C，放电时，电子由负极a经过导线流向正极，不能进入电解质溶液中，据此分析解答该题。 【详解】A．由分析可知，放电时，极为负极，为电子流出极，极为正极，为电子流入极，且电子不会通过膜X，A错误； B．由分析可知，放电时，负极反应式为Li-e-=Li+，转移电子时理论上电极a质量减轻，B错误； C．由分析可知，放电时，正极反应式为3CO2+4Li++4e-═2Li2CO3+C，C正确； D．由分析可知，膜为阳离子交换膜，允许锂离子由负极区向正极区迁移，中间产物在正极上继续被还原生成，不会通过膜X，D错误； 故答案为：C。 5．B 【详解】A．图1装置中Fe为阴极，无法生成，则无法制备，A错误； B．HCl气流可以抑制水解，从而制备无水，B正确； C．浓氨水和生石灰反应产生了气体，使活塞向右移动，不能证明该反应放热，C错误； D．高锰酸钾溶液具有强氧化性，会腐蚀橡胶，应该用酸式滴定管，D错误； 答案选B。 6．C 【分析】由题干信息可知，电解质溶液为有机电解质，电池放电反应为4KSn+3CO2=2K2CO3+C+4Sn，故KSn合金作负极，电极反应为：K-e-=K+，正极反应式为：3CO2+4e-=C+2，则充电时，阴极反应式为：K++e-=K，阳极电极反应式为：C+2-4e-=3CO2，据此分析解题。 【详解】A．充电时，阴极发生还原反应，故其电极反应为K++e-=K，A错误； B．题干未说明标况，故无法计算22.4L CO2的物质的量，无法计算电路中转移的电子数目，B错误； C．放电时，内电路中电流是由负极流向正极，即由KSn合金经有机电解质流向MWCNTs-COOH，C正确； D．由于K能与KOH溶液中的H2O反应，故不能用适当浓度的KOH溶液代替有机电解质，D错误； 故答案为C。 7．C 【详解】A．该装置为原电池，Zn的化合价由0→+2价，化合价升高，Zn为负极，中Ag化合价由+1→0价，为正极，A错误； B．该装置为电解池，a极由H2O→H2，发生氧化反应，为阳极，阳极带负电，会向b极移动，B错误； C．该装置为锌锰干电池，锌筒为负极，发生氧化反应被消耗，故变薄，C正确； D．该装置为电解池，精炼铜，阳极泥中含有铁、锌杂质会将硫酸铜中的铜置换，故溶液的浓会改变，D； 答案选C。 8．A 【分析】放电时， Pt2电极通入O2发生还原反应生成H2O，则Pt2电极为正极，Pt1电极为负极，通入NO、H2O、HNO3转化为HNO3，以此解答。 【详解】A．由分析可知，电极为正极，Pt1电极为负极，电极的电势高于电极的电势，故A错误； B．由图可知，燃料电池总反应为NO和O2、H2O反应生成HNO3，方程式为：，故B正确； C．Pt1电极为负极，通入NO、H2O、HNO3转化为HNO3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：，故C正确； D．由分析可知，电极为正极，Pt1电极为负极，该电池放电时从电极通过质子交换膜向电极移动，故D正确； 故选A。 9．D 【分析】从图中可以看出，进线为反应物，出线为产物，总反应方程式为： ，催化剂为a，由于产物有乙醇和氮气，原子利用率小于100%。 【详解】A．根据分析，由于产物有乙醇和氮气，原子利用率小于100%，A错误； B．根据分析，物质a为乙烷催化氧化的重要催化剂，B错误； C．从图中可以看出，铁的成键数目发生了变化，铁的价态也发生改变，C错误； D．由于电负性O＞N＞Fe，O的电负性强，对Fe的吸引能力强，故N2O的O原子与催化剂上的Fe产生吸附，D正确； 故选D。 10．B 【分析】向(乙)中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色，说明该电极为氢离子放电生成氢气，溶液中的氢氧根离子浓度增大，显碱性。即该电极为阴极。 【详解】F为阴极，则对应的B为负极。 A. 根据分析，电源B极是负极，故错误； B. 欲用丙装置给铜镀银，镀层金属银应在阳极，即为G极，H应该是Cu，电镀液是AgNO3溶液，故正确； C. 甲、乙装置的C电极产生氧气，E极产生氯气，二者根据电子守恒分析，其物质的量之比为1：2，故错误； D. 装置丁为电解水生成氢气和氧气，一段时间后溶液的pH变小，故错误。 故选B。 11．A 【详解】A、装置中依据活泼性差别判断，锌为原电池负极，选项A正确； B、原电池中铜电极发生还原反应，右装置是电解池，铜电极上发生还原反应，选项B错误； C、石墨和原电池正极相连做电解池的阳极，选项C错误； D、左装置是原电池，右装置是电解池，选项D错误； 答案选A。 【点睛】本题考查原电池、电解池原理的分析应用，电极名称、电极判断、电极反应是解题关键，依据图装置分析可知铜和锌电极发生的是原电池反应，锌做负极，铜做正极；右装置是电解池，铜做电解池的阴极，碳做电解池的阳极。 12．A 【分析】由图可知，Pt电极上H2→H+，失去电子发生氧化反应，做负极，电极反应式：H2-2e-=2H+；含铁的催化电极为正极，其电极反应为：NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl，以此解答。 【详解】A．由分析可知，含Fe的催化电极为正极，发生还原反应，故A正确； B．根据题意可知，NH2OH具有类似NH3的弱碱性，可以和盐酸反应生成盐酸羟胺，所以缺少的一步为反应为：NH2OH+H+=NH3OH+，图2中，A为H+，B为，故B错误； C．含铁的催化电极为正极，其电极反应为：NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl，4个氢离子中有1个是左侧溶液中HCl提供的，3个是右侧溶液迁移过来的；标况下消耗2.24LNO的物质的量为=0.1mol，则左室增加的质量为0.1molNO和0.3molH+的质量，即增加质量为3.3g，故C错误； D．负极电极反应式：H2-2e-=2H+，H+浓度增大pH值减小，正极电极反应为：NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl，正极区H+浓度减小，pH增大，故D错误； 故选A。 13．D 【分析】该电池连有负载，为原电池装置，电极a 上 Cu失去电子结合 NH3生成[Cu( NH3)4]2+，则电极a为负极，电极b为正极。 【详解】A．由上述分析可知，该装置为原电池装置，电极b为正极，故A错误； B．原电池中阴离子向负极移动，则从右室向左室迁移，故B错误； C．原电池中阴离子向负极移动，则从右室向左室迁移，右池中的CuSO4溶液的浓度减小，故C错误； D．电极a 上 Cu失去电子结合 NH3生成[Cu( NH3)4]2+，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：Cu-2e−+4NH3=[Cu(NH3)4]2+，故D正确； 故选D。 14．C 【分析】闭合K2、断开K1时，制氢并储能，构成电解池，Pt电极发生还原反应，为阴极，X电极发生氧化反应，为阳极；断开K2、闭合K1时，构成原电池，X电极发生还原反应，为正极，Zn电极发生氧化反应，为负极。 【详解】A．制氢时，Pt电极为阴极，电子从X电极向Pt电极移动，溶液中K+向Pt电极移动，A正确； B．供电时，X电极发生还原反应，NiOOH转化为Ni(OH)2，B正确； C．供电时，Zn电极发生氧化反应，发生反应Zn-2e-+4OH-=ZnO22-+2H2O，消耗OH-，pH减小，C错误； D．制氢时，X电极为阳极，反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O，D正确； 答案为C。 15．D 【分析】氢氧燃料电池中通入氢气的一极为负极，通入氧气的一极为正极，则在电解池中，a极为阳极，b极为阴极，据此分析解答。 【详解】A． 该氢氧燃料电池为碱性环境，电极方程式中不出现H＋，应该为H2-2e－＋2OH－=2H2O；A项错误； B． a极为阳极，b极为阴极，若a极是铜，b极是石墨，阳极发生的反应为Cu-2e－=Cu2＋，阴极发生的反应为Cu2＋＋2e－=Cu，则溶液中铜离子浓度不变，B项错误； C． 若要实现电解精炼粗铜，a极为粗铜，b极为纯铜，a极为阳极，则a极发生氧化反应，b极发生的反应为Cu2＋＋2e－=Cu，则b极质量增加，C项错误； D． (标况) 22.4L H2的物质的量为1mol，当a、b均是石墨时，电解CuSO4溶液，b为阴极，阴极发生的反应为Cu2＋＋2e－=Cu，根据转移电子数目守恒可得，H2~ Cu，则b极析出1mol铜，即64g，D项正确； 答案为D。 16．(1)负极 (2) 4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+ 减小 (3)13 (4) NO-3e-+2H2O=NO+4H+ 33.6 【分析】该装置为电解池，通电5min后，铜电极质量增加2.16g，则说明铜电极为阴极，溶液中的Ag+在铜电极上得到电子生成银单质：Ag++e-=Ag，2.16gAg的物质的量为0.02mol，所以电路中转移电子为0.02mol。 【详解】（1）由分析知，铜电极处发生还原反应，为阴极，则电源电极X为负极； （2）B中的电极均为惰性Pt电极，阳极处是水中的OH-放电，OH-被氧化为氧气，故电极反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+，则溶液pH减小； （3）A中放电的是Cl-和水电离产生的H+，生成氢气、KOH和氯气，电解总反应的离子方程式为：，根据电路中转移电子0.02mol可知，生成的n(OH-)=0.02mol，则电解后溶液中c(OH-)==0.1mol/L，那么c(H+)=1.0mol/L，pH为13； （4）由图知，NO在负极被氧化为HNO3，则电极反应式为：NO-3e-+2H2O=NO+4H+，氧气在正极被还原为水，电极反应式为：，由于，，那么，当过程中产生2 mol HNO3时，消耗标准状况下O2的物质的量为，体积为。 17． 2H++2e-=H2↑ 放出气体，溶液变红 2Cl--2e-=Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色 纯铜 Cu2++2e-=Cu 粗铜 Cu-2e-=Cu2+ 【分析】(1) 用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极上是氯离子失电子，阴极上是氢离子得电子，据此分析解答； (2)电解法精炼粗铜，应该选粗铜做阳极，精铜做阴极，含铜离子的盐溶液做电解质溶液，据此分析解答。 【详解】(1)①和电源的负极相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即2H++2e-=H2↑，所以该电极附近氢氧根离子的浓度增大，碱性增强，滴入几滴酚酞试液，溶液会变红，故答案为：2H++2e-=H2↑；放出气体，溶液变红； ②和电源的正极相连的电极Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl--2e-=Cl2↑，氯气能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，可以用于氯气的检验，故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色； (2)①电解法精炼粗铜，电解质溶液a选用CuSO4溶液，阳极Y为粗铜，阴极X为纯铜，阴极上铜离子得到电子生成铜，电极反应为Cu2++2e-=Cu，故答案为：纯铜，Cu2++2e-=Cu； ②电解法精炼粗铜，电解池的阳极Y为粗铜，阳极的电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，故答案为：粗铜；Cu-2e-=Cu2+。 【点睛】本题的易错点为(2)，要注意电解原理的应用，如果电解池的阳极为活性电极，电极本身要放电。 18． 负 阳 水中的H+放电变为H2，剩余了OH-，所以遇酚酞显红色 负极 【分析】(1)接通S1后，该装置为电解池，C(I)附近溶液变红，应为阴极，则C(II)作阳极； (2)一段时间后(玻璃管中液面未脱离电极)，断开S1，则C(I)、C(II)两玻璃管内气体的体积分别为氢气和氯气，断开S1接通S2，电流表的指针发生偏转，形成原电池。 【详解】(1)接通S1后，C(I)附近溶液变红，应为阴极，则a为电源的负极，C(II)作阳极，阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，C(I)附近溶液变红原因是水中的H+放电变为H2，剩余了OH-，所以遇酚酞显红色，故答案为：负；阳；水中的H+放电变为H2，剩余了OH-，所以遇酚酞显红色； (2)一段时间后(玻璃管中液面未脱离电极)，断开S1，则C(I)、C(II)两玻璃管内气体的体积分别为氢气和氯气，断开S1接通S2，电流表的指针发生偏转，形成原电池，该原电池反应中的还原剂H2在负极上发生氧化反应，富集H2的C(I)为负极，负极电极反应式为H2+2OH-=2e-+2H2O；富集氧化剂Cl2的C(II)为正极，正极电极反应式为Cl2+2e-=2Cl-，故答案为：负极；。 【点睛】本题考查原电池原理和电解原理的应用，其中电极判断是解题关键，原电池中通常活泼金属作负极，正极上发生还原反应，而电解池的阴极发生还原反应，可根据阴极周围阳离子的氧化性强弱分析电解产物。 19． 负 外加电流的阴极保护法 生成有特征蓝色的沉淀 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ CuO (或CuCO3) 0.4 (或0.62) 【详解】(1)根据图示可知，此电化学防护的方法为外加电源的阴极保护法，即钢闸门、辅助电极和外接电源构成电解池，其中钢闸门做电解池的阴极被保护，辅助电极做阳极，钢闸门做阴极，故应与外接电源的负极相连，该装置的原理是外加电源的阴极保护法，故答案为负；外加电源的阴极保护法； (2)滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液时，发生反应：3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓，产生蓝色沉淀；故答案为产生蓝色沉淀； (3)乙装置中阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，阴极上铜离子得电子生成Cu，其电解反应的离子方程式为：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；故答案为2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+； ③由2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，要使溶液恢复原状态，可加入CuO(或CuCO3)，一段时间后溶液的pH变为1，则c(H+)=0.1mol/L-10-5mol/L=0.1mol/L，n(H+)=0.1L×0.1mol/L =0.01mol，则由电解反应可知析出的Cu的物质的量为0.005mol，由Cu原子守恒可知，m(CuO)=0.005mol×80g/mol=0.4g，或m(CuCO3)=0.005mol×124g/mol=0.62g，故答案为CuO(或CuCO3)；0.4(或0.62)。 点睛：本题考查原电池与电解池的工作原理，需要明确离子放电顺序、电极反应式的书写方法。本题的易错点为电解质溶液的恢复，本着“出什么加什么”的思想来让电解质复原，注意不能加氢氧化铜。 20．(1) 0.02 (2) bc (3) 低 还原 【详解】（1）①由题意可知，阳极上放电生成，由质量守恒可知，有水参加反应，同时生成，阳极的电极反应式为； ②阴极反应：，生成的氢气的物质的量为，所以通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为； 故答案为：；0.02； （2）①阳极的电极反应式为； ②a．一段时间后，阳极生成，质量增加，a项错误； b．阴极的电极反应式为，b项正确； c．体系中存在，就会存在沉淀溶解平衡：，c项正确。 故答案为：；bc； （3）①由电池总反应可知，Li失去电子，化合价升高，为负极，则石墨电极为正极，则锂电极的电势比石墨电极的低； ②放电时，石墨为正极，发生还原反应； ③总反应为8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S，Li失去电子，化合价升高，为负极，负极反应为，则正极反应为：； 故答案为：低；还原；。 21．(1) 亚硫酸的酸性比碳酸强（或Na2CO3溶液呈碱性） NOx (2)催化作用 (3)Fe2+在电极上失电子发生反应，生成的Fe3+氧化H2S生成硫单质，离子方程式为，H+通过质子交换膜从a极，移向b极，在b极得电子生成H2 【详解】（1）①二氧化硫溶于水生成亚硫酸，亚硫酸酸性大于碳酸，根据强酸制取弱酸的原理，二氧化硫可以与碳酸钠反应，反应为：，故答案为：亚硫酸的酸性比碳酸强（或Na2CO3溶液呈碱性）； ②形成硫酸型酸雨是SO2造成的，形成硝酸型酸雨是NOx造成的，故答案为：NOx； （2）硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，说明硫杆菌起到催化剂的作用，故答案为：催化作用； （3）根据图示看到Fe2+在电极a上失电子发生反应Fe2+-e—=Fe3+，生成的Fe3+氧化H2S生成硫单质，离子方程式为，H+通过质子交换膜从a极移向b极，在b极得电子生成H2，故答案为：Fe2+在电极上失电子发生反应，生成的Fe3+氧化H2S生成硫单质，离子方程式为，H+通过质子交换膜从a极，移向b极，在b极得电子生成H2。 22． B Cu BD > Zn－2e－=Zn2＋ AD 【分析】根据构成原电池的条件判断是否构成原电池；根据原电池原理判断正负和书写电极反应式；根据反应方程式进行浓度的计算。 【详解】(1)原电池原理必须是氧化还原反应，伴随着电子转移，则能设计成原电池的是B反应，B反应中Cu失去电子，作负极，发生氧化反应，故答案为：B；Cu； (2)①A.由装置图可知，甲装置形成了闭合回路，具备原电池的条件，可以将化学能转变为电能；乙装置中未形成闭合回路，没有构成原电池，所以不能将化学能转变为电能，故A错误； B.乙装置未构成原电池，铜与稀硫酸不反应，所以铜片上没有明显变化，故B正确； C.甲装置构成了原电池，锌作负极，锌片质量减小，铜作正极，铜片上有氢气生成，铜片质量不变，乙装置中Zn片溶解，锌片质量减少，故C错误； D.两烧杯中均发生了锌与稀硫酸的反应，溶液酸性减弱，pH均增大，故D正确，故答案选：BD； ②甲装置构成了原电池，促使反应速率加快，所以反应速率：甲＞乙，故答案为：>； ③活泼金属锌作负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn－2e－=Zn2＋，故答案为：Zn－2e－=Zn2＋； (3)锌与醋酸溶液发生氧化还原反应，锌与硫酸铜溶液也能发生氧化还原反应，无水乙醇与苯都不是电解质溶液，不能组成闭合回路，故答案为：AD。 23． Cu CH3OH 1.2 【详解】(1)铅蓄电池在放电时的电池反应为，反应中二氧化铅得到电子，作正极，则其正极上的电极反应为； (2)溶液腐蚀印刷电路铜板时发生反应：，反应中铜失去电子，因此若将此反应设计成原电池，则负极所用的电极材料为Cu，电极反应式为； (3)根据装置图可知氢离子向右侧移动，所以右侧电极是正极，左侧是负极，则该电池工作时，b口通入的物质为，氧气在正极上发生得到电子的还原反应，因此该电池正极上的电极反应式为；6.4g甲醇()的物质的量是0.2mol，反应中碳元素化合价从－2价升高到+4价，失去6个电子，因此完全反应生成时，有1.2mol电子发生转移，电池的电解质溶液换为KOH溶液时，碳的最终存在形式是CO32-，其电极反应式是：。 24． 电解池 原电池 阴极 a 2Cl--2e-=Cl2↑ 2H2O+2e-=H2↑+2OH- Cu 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 2NA 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 硫覆盖在Cu2S表面，阻碍了浸取 Cu2S+2 CuCl2=4CuCl+S 2 CuFeS2+6H++2e-=Cu2S+2Fe2++3H2S↑ 【分析】I、E、F分别为短周期相邻两种活泼金属中的一种，且E能与NaOH溶液反应，说明E是金属铝，F是金属镁，乙装置为原电池，其中Al作负极，Mg作正极，C是阳极，D是阴极，A是阳极，B是阴极，据此判断； II、（1）①根据反应方程式判断电子转移的数量； ②生成的硫覆盖在Cu2S表面； ③353K时，向FeCl3浸取液中加入CuCl2，CuCl2与Cu2S反应生成CuCl，CuCl与FeCl3反应生成CuCl2和FeCl2； （2）利用原电池的工作原理判断，负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应； 【详解】E、F分别为短周期相邻两种活泼金属中的一种，且E能与NaOH溶液反应，说明E是金属铝，F是金属镁，乙装置为原电池，其中Al作负极，Mg作正极，C是阳极，D是阴极，A是阳极，B是阴极，据此判断； （1）由分析可知甲池是电解池，乙池是原电池； （2）D极为阴极； （3）D是阴极，该电极上产生氢气， A中氯离子失电子变成氯气，能将碘离子氧化为碘单质，遇到淀粉变蓝色，所以烧杯中溶液会变蓝的是a ，C极为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑； （4）由分析可知F是金属镁，作正极，水中的氢得电子生成氢气，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-； （5）设X的摩尔质量为M，电解时，2X2++2e-=X，电路中通过0.02mol电子时，n(X)=0.01mol=,则M=64g/mol，即X为Cu，甲池中的反应为：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4； II、（1）①反应为Cu2S+4FeCl3=2CuCl2+4FeCl2+S，Cu从+1价升高到+2价，S从-2价升高到0价，Fe从+3价降低到+2价，生成2molCuCl2，电子转移4mol，那么每生成1molCuCl2，电子转移2mol电子转移2NA；Fe2+很容易被氧化，发生反应4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，因而浸取时，在有氧环境下可维持Fe3+较高浓度； ②由图可知，未加入洗涤剂溶解硫时，铜的浸取率低是应为生成的硫覆盖在Cu2S表面，阻碍了浸取； ③353K时，向FeCl3浸取液中加入CuCl2，CuCl2与Cu2S反应生成CuCl，CuCl与FeCl3反应生成CuCl2和FeCl2；发生的反应为Cu2S+2 CuCl2=4CuCl+S，CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2； （2）由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)通过电化学反应转化而成，正极上得电子，发生还原反应，电极反应为：2 CuFeS2+6H++2e-=Cu2S+2Fe2++3H2S↑。 25． 2H＋＋2e－==H2↑ 升高 Cu 石墨 FeCl3溶液 负极 还原 Cu2＋＋2e－==Cu 变小 负极 CH3OH－6e－＋H2O==CO2＋6H＋ 11.2 【详解】(1)铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应，所以正极反应是氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H++2e-═H2↑；溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小，pH升高； (2)Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如上图所示的原电池装置，根据方程式中物质发生的反应类型判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可．溶液C中含有Fe3+，如FeCl3溶液； (3)Zn比较活泼，在原电池中做负极，Cu做正极，正极发生还原反应，Cu2+在正极得到电子变成Cu，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，Cu2+发生了反应，则c（Cu2+）变小； (4)甲醇具有还原性，在负极上发生氧化反应生成CO2，电极反应式为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，因c为负极，d为正极，粗铜精炼时，粗铜作阳极，与电源的正极d相连，精铜电极电极反应式：Cu2++2e-=Cu，Cu2+的物质的量为==1mol，由电子得失守恒可知电子转移2mol，原电池中正极电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑，则生成氧气物质的量为0.5mol，体积=0.5mol×22.4L/mol=11.2L。 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 $$