1.2 化学能与电能的转化 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1

2024—2025学年高中化学苏教版选择性必修第一册1.2 化学能与电能的转化 一、单选题 1．科学家通过原位碳包覆策略有效提升了Zn/电池的电化学性能。Zn/@C电池具有比容量高、可逆性好和寿命长的优点，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，a电极的电极反应式为： B．放电时，电流由a电极沿导线流到b电极，再经电解质溶液流回a C．充电时，当有6.5g 移向阴极时，导线中通过0.2mol电子 D．包覆在上的碳可以增强@C电极的导电性 2．下列反应的离子方程式正确的是 A．电解饱和NaCl溶液： B．与NaOH溶液反应制取漂白剂： C．向KI溶液中通制取： D．用治疗胃酸过多： 3．三氯化铁浸出硫化锑()精矿提取锑的工艺流程如下，已知：I．氧化性：；Ⅱ．电解过程中无气体放出。 下列说法不正确的是 A．“矿渣”中含有硫单质 B．“浸出”过程中加稀盐酸的目的是防止和水解 C．“试剂X”最好选择CO D．“电解”得到的溶液A可循环利用 4．下面是几种常见的化学电源示意图，(相对原子质量：)。有关说法不正确的是 A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池 B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏 C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D．铅蓄电池工作过程中，每通过电子，负极质量减轻 5．相比传统工艺在ZnSO4-H2SO4体系中电解精炼锌，络合物电解法实现粗锌(主要杂质有Fe、Cu、Pb)的提纯，可以避免析氢和锌复溶等副反应的发生，原理如图所示。下列说法不正确的是 A．阴极材料为粗锌 B．获得高纯锌的电极反应式为[Zn(NH3)2]2++2e-+2H2O=Zn+2NH3⋅H2O C．电解产生的阳极泥主要成分为Fe、Cu、Pb D．传统工艺中析氢和锌复溶的离子反应为Zn+2H+=Zn2++H2↑ 6．杭州亚运会主火炬创新使用绿色“零碳甲醇”燃料。关于甲醇、空气和溶液组成的燃料电池，下列说法错误的是 A．向负极移动 B．可选用石墨、作电极 C．负极发生的电极反应为： D．相比直接燃烧甲醇发电，甲醇燃料电池能量利用率高 7．氧化乙烯制备乙醛同时获得电能的装置如图所示，其电池总反应为。下列说法错误的是 已知：两电极均为惰性电极。 A．M电极上发生氧化反应，失去电子 B．N电极上的反应式为 C．电池工作时，溶液中的阴离子往M电极迁移 D．电池工作时，外电路中电子流动方向为M→灯泡→N 8．碱吸-电解法处理硫酸厂烟气中SO2的流程和电解过程如下图。下列说法正确的是 A．电极a为电解池的阴极 B．电极b上发生的电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+ C．半透膜I为阳离子交换膜，半透膜Ⅱ为阴离子交换膜 D．若收集到标准状况下22.4L的气体G，则有1mol M离子移向左室 9．高纯镓(Ga)是制备第三代半导体的一种中间体，其化学性质与铝相似。下图为工业精炼镓的装置示意图。下列说法错误的是 A．铂电极Ⅰ接直流电源正极 B．电解过程中由右室移向左室 C．铂电极Ⅱ上发生反应 D．导线中通过时，理论上生成高纯镓的质量等于70g 10．锌铜原电池装置如下图所示，下列说法不正确的是 A．锌是负极，铜是正极 B．电子从铜片经电流表流向锌片 C．盐桥是离子导体，形成闭合回路 D．铜片上的电极反应为： 11．某钠离子二次电池如图所示，该电池主要依靠钠离子在两极之间移动来工作。下列说法正确的是 A．充电时，a电极发生还原反应 B．A为阴离子交换膜，B为阳离子交换膜 C．放电时，b电极的电极反应式： D．若放电前两极室质量相等，放电过程中转移1mol电子，则两极室质量差为23g 12．有关下列四个常用电化学装置的叙述中，不正确的是 A．图I所示电池中，粉是负极反应物 B．图Ⅱ所示装置工作过程中，盐桥中的离子向溶液迁移 C．图Ⅲ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大 D．图Ⅳ所示电池中，是氧化剂 13．瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池示意图如图所示，下列有关说法正确的是 A．电池工作时，Na+向电极1移动 B．电池工作一段时间后停止，溶液pH值变大 C．电极1发生的电极反应为2NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O D．用该电池做电源电解精炼铜，理论上每消耗0.2 mol NH3的同时阳极会得到19.2 g纯铜 14．实验小组为了探究原电池的工作原理，设计图1所宗装置，溶液中某些离子浓度的变化如图2所示(不考虑副反应)，下列说法错误的是 A．图1中/铜电极为负极，铂电极上发生还原反应 B．图1中，铂电极上的电极反应式为 C．图2中，N代表随时间的变化 D．图2中，a点时的转化率约为66.7% 15．元素及其化合物的转化在工业生产中具有极其重要的用途。下列物质间转化能实现的是 A．用制取： B．工业尾气中的处理： C．工业制取漂白粉：饱和食盐水漂白粉 D．铝土矿制铝：铝土矿Al 二、填空题 16．用如图所示的装置进行电解，A中盛有NaCl溶液，B中盛有饱和Na2SO4溶液，通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的D端变为蓝色。回答下列问题： (1)电源的F端为 (填“正”或“负”)极。 (2)A中发生反应的总化学方程式为 。 (3)B中石墨电极上的电极反应式为 ；Cu电极观察到的现象是 ；一段时间后，B中溶液pH (填“升高”、“降低”或“不变”)。 (4)去掉该装置中的电源，改用导线连接，为使湿润的淀粉KI试纸的D端变为蓝色，可将 (填“A”或“B”)中的溶液换成 (填“稀硫酸”或“浓硝酸”)。 17．如图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，完成下列问题： (1)甲池燃料电池的负极反应为 。 (2)写出乙池石墨电极的名称为 (填“正极”“负极”或“阴极”“阳极”)。写出乙池中电解总反应的化学方程式： 。 (3)甲池中消耗224 mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生 g沉淀，此时乙池中溶液的体积为400 mL，该溶液的pH= 。 (4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaOH溶液，开关闭合一段时间后，甲中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，丙中溶液的pH将 。 (5)某同学利用甲醇燃料电池设计电解法制取漂白液或Fe(OH)2的实验装置(如图)。若用于制漂白液，a为电池的 极，电解质溶液最好用 。若用于制Fe(OH)2，使用硫酸钠溶液作电解质溶液，阳极选用 作电极。阳极反应的电极方程式为 。                         18．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)利用甲醇燃料电池(甲池)作电源同时电解乙池和丙池。 ①放电时，向 (填“A极”或“B极”)移动；溶液过量时，甲池中负极的电极反应式为 。 ②当乙池中C极质量减轻时，甲池中B极理论上消耗的体积为 (标准状况)。 ③一段时间后，断开电键K，欲使丙池恢复到反应前的浓度，可加入的试剂是 (填化学式)。 (2)氯碱工业是高耗能产业，将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30％以上，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出所用的离子膜都只允许阳离子通过。 ①图中Y是 (填化学式)；X与稀溶液反应的离子方程式为 。 ②比较图示中氢氧化钠的质量分数a％与b％的大小： 。 ③若用装置B作为装置A的辅助电源，则每消耗标准状况下氧气时，装置B可向装置A提供的电量约为 (一个的电量为，计算结果精确到0.01)。 19．化学电池在日常生活中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)下列相关说法正确的是_______(填字母)。 A．单位质量或单位体积所能输出能量的多少，是判断电池优劣的指标之一 B．二次电池又称充电电池或蓄电池，这类电池可无限次重复使用 C．电能属于一次能源 D．原电池正极和负极必须是金属 (2)纯电动车采用了高效耐用的新型可充电电池，该电池的总反应式为 ①该电池放电时负极的电极反应式为 。 ②充电时每转移3mol电子，电解质溶液增重 g。 ③如下图所示是一种锌—空气电池，适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为[电极反应]。每转移0.1mol电子，消耗标准状况下空气的体积为 L(假设占空气体积的)，溶液中 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)利用电池原理治理各种污染是科研工作人员致力研究的重要课题之一：硫化氢是一种具有臭鸡蛋气味的有毒气体，我国在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如下图所示。 ①a极名称为 ，b极电极反应式为 。 ②气体去除的原理为 (语言叙述)。 三、计算题 20．重铬酸钾(K2Cr2O7)主要用于制革、印染、电镀等。其水溶液中存在平衡：+H2O2+2H+。以铬酸钾(K2CrO4)为原料，用电化学法制备重铬酸钾的实验装置如图。 ①不锈钢作 极，写出该电极的电极反应式 。 ②分析阳极区能得到重铬酸钾溶液的原因 。 ③当铬酸钾的转化率达到x时，阳极液中K与Cr的物质的量之比为 。 21．已知铅蓄电池的工作原理为：Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O，现用如图装置进行电解（电解液足量），测得当铅蓄电池中转移 0.4 mol 电子时铁电极的质量减少 11.2 g。请回答下列问题。 (1)A 是铅蓄电池的 极，铅蓄电池正极反应式为： 。 (2)Ag 电极的电极反应式是： ，该电极的电极产物共 g。 (3)Cu 电极的电极反应式是： ，CuSO4溶液的浓度 （填“减小”“增大”或“不变”）。 22．(1)用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液一段时间后，若要恢复到电解前的浓度和pH，须向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2。此电解过程中两个电极共放出气体为 mol，若要恢复到电解前的浓度和pH，还可加入0.1mol 和0.1molH2O。 (2)用Na2CO3熔融盐作电解质，CO、O2为原料组成的新型电池示意图如图： 为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环。该电池负极电极反应式为 。 (3)用该电池电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液，其装置如乙图。理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示(体积为标况下的体积)。 ①写出在t1后，石墨电极上的电极反应式 ；原NaCl溶液物质的量浓度为 mol/L(假设溶液体积不变)。 ②当向上述甲装置中通入标况下的氧气336mL时，理论上在铁电极上可析出铜的质量为 g。 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 B B C D A C B D B B 题号 11 12 13 14 15 答案 C C C B C 1．B 【分析】由电子流向可知，放电时a为负极，锌失去电子发生氧化反应，b为正极，得到电子发生还原反应；； 【详解】A．由分析，放电时，a电极的电极反应式为锌失去电子发生氧化反应：，A正确； B．放电时，电流经外电路由正极流向负极，则由b电极沿导线流到a电极，B错误； C．充电时，阳离子移向阴极，锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌单质：，当有6.5g （为0.1mol锌）移向阴极时，导线中通过0.2mol电子，C正确； D．石墨碳具有良好的导电性，包覆在上的碳可以增强@C电极的导电性，D正确； 故选B。 2．B 【详解】A．电解饱和NaCl溶液生成氯气、氢氧化钠和氢气，离子方程式为：，A错误； B．与NaOH溶液反应生成NaClO、NaCl和H2O，离子方程式为：，B正确； C．向KI溶液中通制取，Cl2被还原为Cl-，离子方程式为：，C错误； D．能够和胃酸反应，可用治疗胃酸过多，离子方程式为：，D错误； 故选B。 3．C 【分析】FeCl3具有氧化性，浸出锑，-2价硫易被氧化生成单质硫，生成FeCl2，Sb3+，加入试剂X，为了不生成新的杂质，故试剂X可以为Fe，将Sb从溶液中置换，电解FeCl2溶液，选Fe作阳极，石墨作阴极，得到FeCl2溶液，以此分析； 【详解】A．本流程利用FeCl3溶液的氧化性浸出锑，-2价硫易被氧化生成单质硫，A正确； B．Fe2+、Sb3+，水解生成H+，加入盐酸抑制水解，B正确； C．CO还原固体使用，根据分析，试剂X为Fe，C错误； D．过滤母液中主要含有FeCl2溶液，推断电解FeCl2溶液为了氯化铁循环使用，因此电解FeCl2溶液得到FeCl3溶液，可选做石墨阳极：，石墨做阴极，，在阳极回收FeCl3溶液，流程中氯化铁溶液可循环使用，D正确； 故选C。 4．D 【分析】如图所示，干电池为锌锰干电池，工作时锌在负极失去电子，被氧化，MnO2在正极得到电子被还原，不可充电，属于一次电池；铅蓄电池以铅作负极，氧化铅作正极，为可充电电池，属于二次电池；氢氧燃料电池中氧气在正极反应，氢气在负极反应，属于燃烧电池。据此答题。 【详解】A．根据分析知上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池，A正确； B．干电池中锌作负极，锌原子失去电子，被氧化生成，故干电池在长时间使用后，锌筒可被破坏，B正确； C．氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，C正确； D．铅蓄电池工作时，铅作负极，电极反应式为：，每通过电子，负极质量增加96g，D错误； 故选D。 5．A 【分析】用电解法对粗锌(主要杂质有Fe、Cu、Pb)进行提纯，粗锌作阳极，纯锌作阴极，活性比锌差的不放电，形成阳极泥，电解液用含有锌离子的电解液，据此分析解题。 【详解】A．阴极材料为纯锌，A错误； B．获得高纯锌的电极反应式为[Zn(NH3)2]2++2e-+2H2O=Zn+2NH3⋅H2O，B正确； C．电解时粗锌(主要杂质有Fe、Cu、Pb)中的Fe、Cu、Pb在阳极上不放电，以阳极泥的形式沉积下来，C正确； D．传统工艺中析氢和锌复溶中锌和氢离子反应，其离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑，D正确； 故答案为：A。 6．C 【详解】A．原电池中，阴离子移向负极，即OH-向负极移动，故A项正确； B．甲醇、空气和KOH溶液组成的燃料电池可选用石墨、Pt作电极，故B项正确； C．负极上甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：，故C项错误； D．甲醇燃烧先将化学能转化为热能，热能再转化为机械能，最后机械能转化为电能，转化过程中都有能量损失，燃料电池直接将化学能转化为电能，避免了能量转化过程中的损失，故D项正确； 故答案选C。 7．B 【分析】N电极氧气得电子生成水，N是正极、M是负极。 【详解】A．根据图示，M电极是负电极，失去电子，发生氧化反应，A正确； B．N电极发生得到电子的还原反应，反应式为，B错误； C．M是负极，负极发生氧化反应，失去电子，产生阳离子，所以溶液中的阴离子会向负极移动，以维持负极所在区域溶液的电荷守恒，C正确； D．电池工作时，N是正极、M是负极，外电路中电子的流动方向：M→灯泡→N，D正确； 故选B。 8．D 【分析】NaOH溶液中通入SO2，生成Na2SO3溶液。电解Na2SO3，转化为，则a电极为阳极，半透膜Ⅰ为阴离子交换膜，电极反应式为-2e-+H2O=+2H+；电极b为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，则Na2SO3溶液中的Na+透过阳离子交换膜Ⅱ进入阴极区。 【详解】A．由分析可知，电极a为电解池的阳极，A不正确； B．电极b上，H2O得电子生成H2和OH-，发生的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，B不正确； C．由分析可知，半透膜I为阴离子交换膜，半透膜Ⅱ为阳离子交换膜，C不正确； D．气体G为H2，若收集到标准状况下22.4L的气体H2，其物质的量为=1mol，转移电子2mol，则有1mol 离子移向左室，D正确； 故选D。 9．B 【分析】精炼镓，根据电解原理，粗镓熔融液在阳极上失电子，即铂电极Ⅰ作阳极，铂电极Ⅱ作阴极，据此分析； 【详解】A．工业上精炼镓，粗镓熔融液在阳极上失电子，因此铂电极Ⅰ作阳极，铂电极Ⅰ接电源的正极，故A说法正确； B．根据电解原理，阴离子向阳极移动，即OH-从左室移向右室，故B说法错误； C．铂电极Ⅱ作阴极，GaO得电子转化成Ga，电极反应式为GaO+3e-+2H2O=Ga+4OH-，故C说法正确； D．阴极电极反应式为GaO+3e-+2H2O=Ga+4OH-，每通过3mol电子，生成1mol镓单质，即生成镓的质量为70g，故D说法正确； 答案为B。 10．B 【分析】该原电池中，Zn易失电子发生氧化反应作负极，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，Cu作正极，电极反应为：Cu2++2e-=Cu,盐桥中阳离子向正极移动。 【详解】A．由分析可知，Zn电极作负极，Cu作正极，故A正确； B．原电池中电子由负极流向正极，Cu电极作正极，Zn电极作负极，则电子由锌片流向铜片，故B错误； C．原电池中，盐桥中K+向正极移动，Cl-向负极移动，即盐桥是离子导体，故C正确； D．该电池Cu作正极，正极上发生得电子的还原反应：Cu2++2e-=Cu,故D正确； 故选：B。 11．C 【分析】 该电池主要依靠钠离子在两极之间移动来工作，由电流方向可知，放电时，b极为负极，失去电子发生氧化反应生成：，此时钠离子通过阳离子膜B向左侧运动；a极为正极，得到电子发生还原反应生成：+2e-=，和通过阳离子膜A迁移过来的钠离子结合生成；充电时a与外接电源正极相连为阳极、b与外接电源负极相连为阴极； 【详解】A．充电时，a电极为阳极，发生氧化反应，A错误； B．由分析，A、B均为阳离子交换膜，B错误； C．放电时，b电极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式：，C正确；   D．若放电前两极室质量相等，根据电子转移关系可知钠离子迁移情况为e-~Na+，则放电过程中转移1mol电子时，有1mol钠离子由b极区迁移至a极区，b极区减少1mol钠离子、a极增加1mol钠离子，则两极质量差为23g/mol×1mol×2=46g，D错误； 故选C。 12．C 【详解】A．碱性锌锰电池中，Zn元素化合价升高，被氧化，Mn元素化合价降低，被还原，则锌作负极、二氧化锰作正极，故A正确； B．电池工作时，铜离子得电子发还原反应产生铜单质，右侧铜电极为正极，但由于铜离子浓度减少，则盐桥中K+移向硫酸铜溶液，左侧为锌失电子发生氧化反应产生锌离子，左侧锌电极为负极，此时溶液中正电荷数增多，则盐桥中的向溶液迁移，故B正确； C．铅蓄电池放电时电池反应为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，其中Pb失去电子作负极，PbO2得到电子作正极，放电过程消耗硫酸，所以硫酸的浓度减小，故C错误； D．银锌纽扣原电池中，正极上氧化银得电子生成银，所以Ag2O作氧化剂发生还原反应，故D正确； 故答案为C。 13．C 【分析】根据液氨—液氧燃料电池图示可知：在电极1上NH3失去电子被氧化为N2，则电极1为负极，通入O2的电极为正极，溶液中离子移动方向是阳离子向正极定向移动，阴离子向负极定向移动，结合电解质溶液酸碱性分析电极反应式。在电解池中阳极发生氧化反应，阴极上发生还原反应，据此分析解答。 【详解】A．在电极1上NH3失去电子被氧化为N2，同时反应产生H2O，则电极1为负极，原电池工作时，阳离子Na+向正极电极2定向移动，A错误： B．液氨—液氧燃料电池总方程式为：4NH3+3O2=2N2+6H2O，反应生成水，使溶液体积增大，因此溶液pH减小，B错误； C．在燃料电池的负极上发生燃料氨气失电子的氧化反应，则碱性环境下电极1发生的电极反应为：2NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O，C正确； D．由负极反应式2NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O可知：理论上每消耗0.2 mol NH3，可转移0.6 mol电子，用该原电池进行电解，由于同一闭合回路中电子转移数目相等，可知用该电池做电源电解精炼铜，阳极发生氧化反应，Cu-2e-=Cu2+，活动性比Cu强的金属如Zn、Fe等也会失去电子变为金属阳离子进入溶液，因此阳极上不可能得到铜单质，D错误； 故合理选项是C。 14．B 【详解】A．该原电池的原理是Cu和反应生成和，铜元素化合价升高，铜极为负极，铂极为正极，铁离子在铂极上得电子生成亚铁离子，化合价降低，发生还原反应，A项正确； B．图1中，铂电极为正极，铁离子在铂极上得电子生成亚铁离子，电极反应式为，B项错误； C．由图可知，由离子方程式可知，随着反应进行，逐渐减小，、逐渐增大，且变化的速率是、的，因此图2中，N代表与时间的关系，C项正确； D．a点时，结合离子方程式可知，a点时转化了，D项正确； 答案选B。 15．C 【详解】A．铁与反应生成氯化亚铁；溶液在蒸发时，由于水解生成，不能制备，A错误； B．二氧化硫与氯化钙不反应，不可用弱酸制强酸，B错误； C．电解食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠，氯气通入石灰乳中得到以氯化钙、次氯酸钙为主要成分的漂白粉，C正确； D．为共价化合物，不能通过电解的工方法制取金属铝，工业上电解熔融氧化铝制取金属铝，D错误； 故选C。 16． 负 有气泡产生 不变 A 稀硫酸 【分析】电源为原电池，图中另外三个池子均为电解池（包括淀粉KI试纸），由题意知，淀粉KI试纸D端的反应为2I- - 2e- = I2，故D端为阳极，则C端为阴极，电源E端为正极，F端为负极，电解池A中Fe为阳极，Pt为阴极，电解池B中石墨为阳极，Cu为阴极。 【详解】(1)由分析知，电源F端为负极，故此处填负； (2)A中Fe电极为阳极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，Pt为阴极，水产生的H+在阴极放电，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，叠加两极反应得总反应为； (3)B中石墨电极为阳极，水产生的OH-在阳极放电，电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+；Cu电极为阴极，水产生的H+在阴极放电，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故反应现象为有气泡产生；B反应中实际为电解水，由于Na2SO4溶液显中性，水减少对其pH没有影响，故此处填不变； (4)若将电源去掉，则可通过向A中加入酸使其形成原电池，若加入稀硫酸，则发生反应Fe+2H+=Fe2++H2↑，Fe作负极，Pt作正极，则试纸D端为电解池的阳极，发生反应2I- - 2e- = I2，出现变蓝现象，符合题意；若选浓硝酸，则Fe在浓硝酸中钝化后，Pt与浓硝酸不反应，故不能形成原电池，综上所述，此处填稀硫酸。 17．(1)CH3OH-6e-+8OH-=＋6H2O (2) 阳极 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 (3) 1.16 1 (4) 减小 增大 (5) 负 饱和食盐水 铁(Fe) Fe-2e-=Fe2+ 【分析】甲池为燃料电池，通入甲醇电极为负极，通入氧气电极为正极，则乙池中石墨电极为阳极，银电极为阴极，丙池中左边电极为阳极，右边电极为阴极。 【详解】（1）甲池燃料电池的负极失电子，发生氧化反应，反应为CH3OH-6e-+8OH-=＋6H2O； （2）根据分析知，乙池石墨电极的名称为阳极；乙池中阳极反应为：2H2O -4e-= O2↑+4H+，阴极反应为：2Cu2++4e-=2Cu，则电解总反应的化学方程式：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4； （3）甲池中根据电极反应：，所以消耗224 mL（标准状况下，则转移电子，丙装置中也转移电子，在阴极上是氢离子放电，减小的氢离子，生成的氢氧根离子是，根据，所以理论上最多生成氢氧化镁质量是固体；根据乙池中阳极反应，2H2O -4e-= O2↑+4H+，则生成氢离子，氢离子浓度为，该溶液的pH=1； （4）根据甲池的总反应式，2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，氢氧化钾溶液消耗，可以得到甲中溶液的pH将减小，丙中总反应为水电解生成氢气和氧气，氢氧化钠的浓度增大，则溶液的pH将增大； （5）若用于制漂白液，则氯气应在B极，A为电池的阴极，生成氢氧化钠，与向上移动的氯气制得产品，则a为电池的负极，电解质溶液最好用饱和食盐水；若用于制，使用硫酸钠溶液作电解质溶液，阳极选用铁做电极材料，铁在阳极失去电子生成亚铁离子，与阴极生成的氢氧根离子反应即可得到氢氧化亚铁沉淀，阳极反应的电极方程式为Fe-2e-= Fe2+。 18．(1) B极 280 CuO或 (2) b％＞a％ 【分析】甲醇燃料电池(甲池)，A为负极，B为正极，C、E为阳极，D、F为阴极。 A为电解池，电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠溶液，B为氢氧燃料电池。 【详解】（1）①甲醇燃料电池(甲池)，放电时，根据“同性相吸”，则向正极即B极移动；溶液过量时，甲池中负极是甲醇变为碳酸根，其电极反应式为；故答案为：B极；。 ②当乙池中C极质量减轻时，物质的量为0.05mol，转移0.05mol电子，则甲池中B极理论上消耗物质的量为0.0125mol，其标准状况的体积为0.0125mol ×22.4L∙mol−1 ×1000mL∙L−1＝280mL；故答案为：280。 ③一段时间后，断开电键K，丙池阳极得到氧气，阴极得到铜单质，溶液不断变为硫酸，欲使丙池恢复到反应前的浓度，可加入的试剂是CuO或；故答案为：CuO或。 （2）①电解饱和食盐水得到氯气、氢气和氢氧化钠溶液，B为燃料电池，则Y为氢气，B形成氢氧燃料电池，因此图中Y是；X(氯气)与稀溶液反应的离子方程式为；故答案为：；。 ②B为氢氧燃料电池，电解质溶液为氢氧化钠溶液，负极是氢气失去电子和氢氧根结合生成水，正极是氧气得到电子和水反应生成氢氧根，因此图示中氢氧化钠的质量分数a％与b％的大小：b％＞a％；故答案为：b％＞a％。 ③若用装置B作为装置A的辅助电源，则每消耗标准状况下氧气(物质的量为0.5mol)时，转移2mol电子，则装置B可向装置A提供的电量约为2mol ×NAmol−1 ×＝；故答案为：。 19．(1)A (2) 158 2.8 增大 (3) 负极 失去电子转化为，氧化生成S单质而除去 【详解】（1）A．通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少，可以判断该电池的优劣，A正确； B．二次电池可以多次使用，随着使用，电极和电解质溶液消耗，不能无限次重复使用，B错误； C．电能是由其他形式的能源转换而来的，无法直接从自然界获取，因此属于‌二次能源，C错误； D．原电池的电极材料可以是金属，也可以是非金属如石墨，D错误； 故选A。 （2）①该电池放电时负极的电极反应式为； ②充电时，发生失电子转化为的反应，电极反应为，每转移3mol电子，阳极消耗5 mol ，有1mol 被氧化生成1 mol和4 mol 生成；得到电子，发生转化为单质Zn的反应，电极反应为，每转移3mol电子，阴极消耗1.5 mol ，生成1.5 mol 和3 mol ，则这个该过程中，电解质溶液增重部分为m()=1 mol×(56+16×4)g/mol=120 g，m()=4 mol×18 g/mol=72 g，m()=(3-5)mol×17 g/mol=-34 g，则电解质溶液增重的质量为m=m()+m()+m()=120 g+72 g-34 g=158 g； ③通入空气的电极为正极，电极反应式为，每转移0.1mol电子，消耗标准状况下氧气的体积为，则消耗标准状况下空气的体积为；由于氢氧根离子转化为，则电解质溶液的碱性不断减弱，酸性不断增强，故氢离子浓度增大； （3）①电子从a极出发，回到b极，因此a极为负极，b极为正极，b极的电极方程式为； ②除去硫化氢有两个步骤，第一步失去电子转化为，第二步氧化生成S单质而除去。 20． 阴 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 阳极H2O放电，溶液H+浓度增大，使+H2O2+2H+向生成方向移动，部分K+通过阳离子交换膜移动到阴极区，使阳极区主要成分是K2Cr2O7 (2-x):1 【分析】不锈钢与电源的负极相连，作电解池的阴极，发生反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-；惰性电极与电源的正极相连，作电解池的阳极，发生反应2H2O-4e-=O2↑+4H+。 【详解】①由分析知，不锈钢作阴极，该电极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。答案为：阴；2H2O+2e-=H2↑+2OH-； ②在阳极区，H+的生成，促使+H2O2+2H+平衡的逆向移动，则能得到重铬酸钾溶液的原因：阳极H2O放电，溶液H+浓度增大，使+H2O2+2H+向生成方向移动，部分K+通过阳离子交换膜移动到阴极区，使阳极区主要成分是K2Cr2O7。答案为：阳极H2O放电，溶液H+浓度增大，使+H2O2+2H+向生成方向移动，部分K+通过阳离子交换膜移动到阴极区，使阳极区主要成分是K2Cr2O7； ③当铬酸钾的转化率达到x时，设K2CrO4的物质的量为1mol，则参加反应的K2CrO4的物质的量为xmol，生成K2Cr2O7的物质的量为0.5xmol，剩余K2CrO4的物质的量为(1-x)mol，从而得出阳极液中K与Cr的物质的量之比为[0.5xmol ×2+(1-x)mol ×2]:1=(2-x):1。 21． 负 PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O 2H++2e－=H2↑ 0.4 Cu-2e－=Cu2+ 不变 【分析】结合铅蓄电池工作原理及电解原理分析。 【详解】(1)当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减小11.2g，说明铁作阳极，银作阴极，阴极连接原电池负极，所以A是负极，B是正极，二氧化铅得电子发生还原反应，电极反应式为PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O； (2)银作阴极，电解稀硫酸时，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H++2e-═H2↑，生成氢气的质量=×2g/mol=0.4g； (3)铜作阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e-═Cu2+，阴极上析出铜，所以该装置是电镀池，电解质溶液中铜离子浓度不变。 【点睛】考查原电池和电解池原理，正确判断原电池正负极是解本题关键，根据离子放电顺序确定阴阳极电极反应，并结合得失电子守恒分析解题。 22． 0.2 CuCO3或CuO 2CO-4e-+2CO=4CO2 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 0.1 1.28 【详解】(1)若要恢复到电解前的浓度和pH，须向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2，则根据元素守恒可知电离时产生0.1molCu、0.1molH2、0.1molO2，所以共产生0.2mol气体； 加入0.1molH2O后，则还差0.1molCu和0.1molO，所以还可以再加入0.1mol CuCO3(可以与电离产生的氢离子反应生成0.1molCO2)或CuO； (2)该电池的原料为CO、O2，则总反应应为2CO+O2=2CO2，所通入CO的一极为负极，CO被氧化结合碳酸根生成CO2，电极反应为2CO-4e-+2CO=4CO2，气体A应为CO2，通入O2的一极为正极，O2发生还原反应生成CO； (3)石墨电极与原电池的正极相连，为阳极，铁电极与原电池的负极相连，为阴极；电解NaCl与CuSO4的混合溶液时，开始时阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，氯离子反应完后电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，开始时阴极反应为Cu2++2e-=Cu，铜离子反应完后电极反应为2H++2e-=H2↑，所以曲线Ⅱ为阳极气体，0~t1段为氯气，t1~t3段为氧气；曲线Ⅰ为阴极气体，0~t2段阴极生成Cu，t2~t3段为氢气； ①根据上述分析t1后，石墨电极上的电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑；阳极产生的氯气的标况下体积为224mL，物质的量为=0.01mol，根据元素守恒可知溶液中含有0.02molNaCl，浓度为=0.1mol/L； ②标况下336mL氧气的物质的量为=0.015mol，则转移0.06mol电子；而据图可知阴极上生成Cu时，阴极产生224mL氯气，112mL氧气，转移的电子为=0.04mol电子，所以转移0.06mol电子时铜离子已经完全反应，产生的铜为=0.02mol，质量为0.02mol64g/mol=1.28g。 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 $$