第四章 化学反应与电能 同步习题 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第四章 化学反应与电能同步习题 一、单选题 1．下列叙述正确的是 A．在碱性介质中氢氧燃料电池负极的电极反应式为 B．用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为 C．精炼铜时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为 D．钢铁发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为 2．下列有关金属腐蚀和防护的说法不正确的是 A．为减缓海水中钢闸门腐蚀，常将钢闸门与直流电源的阳极相连，该方法为牺牲阳极法 B．用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理生成一层致密的四氧化三铁薄膜 C．一定条件下，钢铁制品和纯铜制品均能发生吸氧腐蚀 D．钢管表面镀锌可以防止钢管被腐蚀，镀层破损后，钢管也不易腐蚀 3．下列叙述中,正确的是 ①电解池是将化学能转变为电能的装置②原电池是将电能转变成化学能的装置③金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化④不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理有可能实现⑤电镀过程相当于金属的“迁移”,可视为物理变化 A．①②③④ B．③④ C．③④⑤ D．④ 4．对于下图所示的锌、铜和稀硫酸组成的原电池，下列说法正确的是 A．负极的反应式为2H+＋2e-=H2↑ B．电流由Zn经外电路流向Cu，再经硫酸溶液流回Zn C．反应一段时间后，溶液的酸性增强 D．硫酸既提供反应物，又起导电作用 5．碱性氢氧燃料电池以溶液为电解质溶液，可用于航天飞机。下列说法错误的是 A．负极反应为 B．供电时的总反应为，随着反应的进行，溶液的pH降低 C．产物为无污染的水，属于环境友好型 D．燃料的能量利用效率可达100% 6．下列金属防腐的措施中，使用牺牲阳极的阴极保护法的是(　　) A．地下钢管连接镁块 B．金属护栏表面涂漆 C．汽车底盘喷涂高分子膜 D．水中的钢闸门连接电源的负极 7．关于钢铁腐蚀与防护的说法不正确的是(　　) A．钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋ B．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．地下钢管连接镁块是采用牺牲阳极保护法 D．用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，钢铁接电源的正极 8．如图是研究铁被海水腐蚀的实验装置。图2中M是某种与铁片紧贴的金属，下列说法正确的是 A．若M是铜片，可保护铁 B．若M是锌片，可保护铁 C．图1铁片靠近烧杯底部的部分，腐蚀更严重 D．M是铜或是锌都不能保护铁，是因没有构成原电池 9．某固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆一氧化钇为电解质，此固体电解质在高温下允许氧离子在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是 A．有参加反应的电极为电池的负极 B．多孔电极的电极反应式为 C．多孔电极的电极反应式为 D．该电池的总反应式为 10．浓差电池是电化学电池的一种，主要部分包括正、负两个电极与电解质。一般所说的原电池在电池工作时都有某种化学变化发生，因而被称为化学电池；浓差电池虽然也经历了氧化还原过程，但电池的总反应中并没有反映出这种变化，其净作用仅仅是一种物质从高浓度状态向低浓度状态的转移。如图是利用硫酸铜溶液构成的浓差电池的示意图,下列说法错误的是 A．电池需采用阳离子交换膜 B．左室发生反应：Cu2++2e—=Cu C．左室流出硫酸铜溶液物质的量浓度低于2 mol/L D．工作一段时间后右室电极质量减轻 11．500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3-)=6.0mol·L-1，用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体(标准状况),假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是 A．原混合溶液中c(K+)为4mol·L-1 B．上述电解过程中共转移4mol电子 C．电解得到的Cu的物质的量为0.5mol D．电解后溶液中c(H+)为2mol·L-1 12．用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，电解过程中的实验数据如图所示．横坐标表示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）．下列判断正确的是 A．电解过程中，溶液的H+浓度不断减小 B．当转移0.4mol e﹣时，电解生成的铜为6.4g C．阳极电极反应式为2H2O+4e﹣=4H++O2↑ D．Q点对应的气体中，H2与O2的体积比为2：1 二、填空题 13．燃料电池是利用燃料（如CO、H2、CH4等）与氧气反应，将反应产生的化学能转变为电能的装置，通常用氢氧化钾作为电解质溶液。完成下列关于甲烷（CH4）燃料电池的填空： （1）甲烷与氧气反应的化学方程式为： （2）已知燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，电池中有一极的电极反应为CH4+10OH--8e-= CO32－+7H2O，这个电极是燃料电池的 （填“正极”或“负极”），另一个电极上的电极反应式为： （3）随着电池不断放电，电解质溶液的碱性 （填“增大”、“减小”或“不变”） （4）通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率 （填“大于”、“小于”或“等于”）甲烷燃烧的能量利用率。 14．某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2=2AgCl。    (1)当电路中转移a mol e-时，交换膜左侧溶液中约减少 mol离子。交换膜右侧溶液中c(HCl) (填“>”“<”或“=”)1 mol·L-1(忽略溶液体积变化)。 (2)若质子交换膜换成阴离子交换膜，其他不变。若有11.2 L氯气(标准状况)参与反应，则必有 mol 离子(填离子符号)由交换膜 侧通过交换膜向 迁移。交换膜右侧溶液中c(HCl) (填“>”“<”或“=”)1 mol·L-1(忽略溶液体积变化)。 15．将Fe片和石墨用导线相连，一组插入稀H2SO4中，一组插入FeCl3溶液中，分别形成了原电池。 (1)这两个原电池中，正极分别是 。 a．石墨、石墨    b．石墨、Fe片   c．Fe片、Fe片   d．Fe片、石墨 (2)写出插入H2SO4中形成原电池的正极反应式(用离子方程式表示) 。 (3)写出插入FeCl3溶液中形成原电池的电池总反应式(用离子方程式表示) 。 16．下图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到 336 mL (标准状态)气体。回答：    (1)直流电源中，M为 极。 (2)Pt电极上生成的物质是 ，其质量为 g。 (3)电源输出电子的物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为2: : : 。 (4)AgNO3溶液的浓度 (填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，AgNO3溶液的pH ，硫酸的浓度 ，硫酸的pH 。 (5)若硫酸的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的硫酸 g。 17．盐桥的作用 (1)概念：盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。 (2)盐桥的作用： ① ； ② ； ③ ； (3)单池原电池和盐桥原电池的对比 不同点：图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2+，会有部分直接反应，该装置中既有化学能转化为电能，又化学能转化为热能，装置的温度会升高。图2中Zn与Cu2+不直接接触，无直接反应全部是化学能转化为电能，电流稳定，且持续时间长。 18．用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如图所示(电极材料为石墨)。 ①中a极要连接电源的 (填“正”或“负”)极,C口流出的物质是 。 ②SO32—放电的电极反应式为 。 ③电解过程中阴极区碱性明显增强,用平衡移动原理解释原因: 。 19．如图所示，U形管内盛有100 mL 的溶液，按要求回答下列问题： （1）打开K2，闭合K1，若所盛溶液为CuSO4溶液：则A为 极，A极的电极反应式为 。若所盛溶液为KCl溶液，则B极的电极反应式为 。 （2）打开K1，闭合K2，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，则A电极附近可观察到的现象是 ，Na＋移向 极(填A、B)；总反应化学方程式是 。 （3）如果要用电解的方法精炼粗铜，打开K1，闭合K2，电解液选用CuSO4溶液，则A电极的材料应换成是 (填“粗铜”或“纯铜”)，反应一段时间后电解质溶液中Cu2＋的浓度将会 (填“增大”、“减小”、“不变”)。 三、计算题 20．用铂作电极电解1000mL 0.1mol/L AgNO3溶液，通电一段时间后关闭电源，测得溶液的质量减少了13.4g。请回答： (1)写现电解过程中阴极反应的电极反应式 。 (2)电解过程中流经外电路的电子数目为 。 (3)加入 使电解液彻底复原(填具体物质及其物质的量)。 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 1．B 【详解】A. 负极失去电子，电极反应式应为，故A错误； B. 在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，故B正确； C. 精炼铜时，粗铜作阳极与电源的正极相连，故C错误； D. 钢铁发生电化学腐蚀时，铁作负极，铁失去电子转化为亚铁离子，则负极的电极反应式为，故D错误； 答案选B。 2．A 【详解】A．为减缓海水中钢闸门腐蚀，常将钢闸门与直流电源的负极相连，该方法为外加电流法，A错误； B．用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理生成一层致密的四氧化三铁薄膜，B正确； C．一定条件下，钢铁制品和纯铜制品均能发生吸氧腐蚀，C正确； D．钢管表面镀锌可以防止钢管被腐蚀，镀层破损后，钢管作正极也不易腐蚀，D正确； 故选A。 3．B 【详解】①电解池是将电能转变成化学能的装置，故①错误； ②原电池是将化学能转变成电能的装置，故②错误； ③金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化，发生电能和化学能的转化，一定发生化学变化，故③正确； ④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理有可能实现，如铜和稀硫酸的反应，铜与电源的正极相连接，铜为阳极被氧化，可生成硫酸铜，故④正确； ⑤电镀时镀层金属在阳极失电子，金属阳离子在阴极得电子析出金属，是化学变化，故⑤错误。 答案选B。 4．D 【详解】A．锌作负极，负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-═Zn2+，A错误； B．电子从负极锌沿导线流向正极铜，而电流则由正极Cu沿导线流向负极Zn，但不经过硫酸溶液，B错误； C．锌、铜和稀硫酸组成的原电池中，活泼金属锌作负极，铜作正极，正极氢离子得电子生成氢气，所以消耗氢离子，使溶液的酸性减弱，C错误； D．锌、铜和稀硫酸组成的原电池中，硫酸既提供反应物，又起导电作用，D正确； 故合理选项是D。 5．D 【详解】A．负极上氢气失电子发生氧化反应生成的与结合生成水，电极反应式为，A正确； B．负极上氢气失电子，正极上氧气得电子，电池总反应为，随着反应的进行，溶液体积增大，的物质的量不变，导致c(KOH)减小，则溶液的pH降低，B正确； C．电池产物只有水一种物质，对环境没有污染，属于环境友好型，C正确； D．放电时，化学能除转化为电能外，还有一部分转化为热能，所以其能量利用效率小于100%，D错误； 故选D。 6．A 【分析】金属防腐的措施中，使用牺牲阳极的阴极保护法，说明该装置构成原电池，被保护的金属作正极，据此分析判断。 【详解】A．地下钢管连接镁块，Fe、Mg、电解质溶液构成原电池，Fe失电子能力小于Mg而作正极被保护，所以该保护方法属于牺牲阳极的阴极保护法，故A正确； B．金属护拦表面涂漆，阻止Fe与空气、水接触，从而防止金属被腐蚀，属于物理方法，故B错误； C．汽车底盘喷涂高分子膜，阻止Fe与空气、水接触，从而防止金属被腐蚀，属于物理方法，故C错误； D．水中的钢闸门连接电源的负极，充当电解池的阴极，属于外加电流的阴极保护法，故D错误； 答案选A。 7．D 【详解】A项、钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀中，铁都作负极，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e-═Fe2+，故A正确； B项、钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-，故B正确； C项、镁、铁和电解质溶液构成原电池时，镁易失电子而做负极，铁做正极，做正极的金属被保护，牺牲负极保护正极的方法属于牺牲阳极的阴极保护法，故C正确； D项、利用外接电源保护金属时，被保护的金属做阴极，所以如果保护铁时，铁要连接电源负极，故D错误； 故选D。 【点睛】牺牲阳极的阴极保护法是铁与比铁活泼的金属连接，铁做正极被保护，外加电流的阴极保护法是铁要连接电源负极，铁做阴极被保护。 8．B 【详解】A．若M是铜片，构成原电池，铁是负极，铁被腐蚀，故A错误； B．若M是锌片，构成原电池，锌是负极，锌被腐蚀，铁被保护，故B正确； C．图1铁片靠近水面的部分，水分、氧气充足，腐蚀更严重，故C错误； D．M是锌能保护铁，因构成原电池，锌是负极，故D错误； 选B。 9．D 【分析】该电池属于固体燃料电池，以固体氧化锆-氧化钇为电解质，电池工作时，正极上氧气得电子发生还原反应生成阳离子，电极反应式为；负极上氢气失电子发生氧化反应生成水，电极反应式为，电池的总反应为：，据此作答。 【详解】A．由分析可知，燃料电池中，有O2参加的a极为原电池的正极，故A错误； B．b极为燃料电池的负极，负极上氢气失电子发生氧化反应生成水，电极反应式为，故B错误； C．a极为燃料电池的正极，正极上氧气得电子发生还原反应生成阳离子，电极反应式为，故C错误； D．由分析可知，电池的总反应为：，故D正确； 故选D。 10．A 【解析】左室发生的反应为，右室发生的反应为，离子从左室移动到右室。 【详解】A. 根据分析，电池需采用阴离子交换膜，A错误； B. 左室发生的反应为，B正确； C. 左室Cu2+发生还原反应，其物质的量减少，故左室流出硫酸铜溶液物质的量浓度低于2 mol/L，C正确； D. 右室Cu棒发生氧化反应，铜不断溶解，质量减轻，D正确； 故答案选A。 11．B 【分析】根据题干信息分析可知，阴极上分段发生以下两个反应：Cu2＋＋2e－==Cu，2H＋＋2e－==H2↑，阳极反应式为4OH－－4e－==2H2O＋O2↑，当阳极产生22.4 L氧气时，转移电子4 mol，此时阴极上H＋放电2 mol，还有2 mol电子转移来自于Cu2＋放电，即会析出1 mol Cu，据此分析解答。 【详解】A．根据上述分析，结合电荷守恒可知，溶液中c(K＋)＝c(NO3－)－2c(Cu2＋)＝6.0 mol·L－1－2×＝2.0 mol·L－1，A错误； B．根据分析可知，上述阳极产生22.4 L氧气时，转移电子的物质的量为4 mol，B正确； C．根据电子转移守恒可知，有1mol铜离子放电，则得到的Cu的物质的量为1mol，C错误； D．根据电荷守恒，电解后溶液中c(H＋)＝2c(Cu2＋)＝4 mol·L－1，D错误； 故选B。 12．B 【分析】惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，开始时阳极上析出O2、阴极上析出Cu，发生2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，如果只有阳极析出气体，则转移电子和生成氢气体积关系应该成正比，为一条直线，结合图2可知，0-P为直线、P-Q为直线，且二者斜率不同，说明P-Q时阴极上析出氢气，则P-Q发生反应2H2O2H2↑+O2↑，0-P收集的气体是O2，P到Q点时收集到的混合气体为H2和O2。 【详解】A．惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，发生2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，结合图2可知，通过0.2mol电子时电解硫酸铜，然后电解硫酸溶液，实质电解水，溶液pH在电解过程中是减小，溶液的H+浓度不断增大，故A错误； B．电解过程中的阴极上，先发生Cu2++2e-═Cu，后发生2H++2e-═H2↑，a电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生，电解过程中的阳极，溶液中的氢氧根离子放电，4OH--4e-═H2O+O2↑，分析图象可知转移0.2mol电子阴极析出铜0.1mol，质量为6.4g，故B正确； C．由上述分析可知，曲线0～P段表示O2的体积变化，曲线P～Q段表示H2和O2混合气体的体积变化，电解过程中的阳极上溶液中的氢氧根离子放电，4OH--4e-═H2O+O2↑，故C错误； D．到Q点时收集到的混合气体为氢气和氧气，P点1.12L为O2，PQ段3.36L气体中，由电解水反应可知0.2mol电子通过时生成0.1mol H2、0.05mol O2，体积比为2：1，Q点收集到的气体中H2和O2体积比为1：1，故D错误； 故选B。 13． CH4+2O2CO2+2H2O 负极 2O2+4H2O+8e-==8OH- 减小 大于 【详解】（1）甲烷是可燃性气体，与氧气反应的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O； （2）已知燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，电池中有一极的电极反应为CH4+10OH--8e-= CO32－+7H2O，反应中甲烷失去电子，因此这个电极是燃料电池的负极，另一个电极上是氧气得到电子，所以根据总反应式可知正极的电极反应式为2O2+4H2O+8e-==8OH-； （3）根据总反应式可知随着电池不断放电，氢氧化钾的浓度逐渐减小，电解质溶液的碱性逐渐减小； （4）通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率大于甲烷燃烧的能量利用率。 14．(1) 2a > (2) 1 Cl- 右 左 = 【分析】由电池总反应及电池装置图可知，Ag电极为负极，发生氧化反应生成Ag+，与溶液中的Cl-结合生成氯化银，为维持溶液中电荷守恒，左侧氢离子通过质子交换膜向右侧移动；通入氯气的一极为正极，发生还原反应生成氯离子。 【详解】（1）正极的电极反应式为Cl2＋2e-=2Cl-，负极的电极反应式为Ag-e-＋Cl-=AgCl，隔膜只允许氢离子通过，转移a mol电子，必有a mol Cl-沉淀。为了维持电荷平衡，交换膜左侧溶液中必有a mol H＋向交换膜右侧迁移，故交换膜左侧共减少2a mol离子(a mol Cl-＋a mol H＋)。交换膜右侧溶液中氯化氢浓度增大。 （2）n(Cl2)=0.5 mol，n(Cl-)=1 mol。正极的电极反应式为Cl2＋2e-=2Cl-，n(e-)=1 mol，Ag-e-＋Cl-=AgCl，交换膜右侧溶液中增加了1 mol负电荷(或增加了1 mol Cl-)，左侧减少了1 mol负电荷(或减少了1 mol Cl-)。如果质子交换膜换成阴离子交换膜，只允许阴离子(Cl-)通过交换膜，不允许H＋通过。为了维持电荷平衡，必有1 mol Cl-从交换膜右侧溶液中通过交换膜向左侧迁移，氯离子迁移之后，两侧溶液中盐酸浓度保持不变。 15． a 2H＋＋2e－=H2↑ 2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋ 【分析】Fe片和石墨用导线连接，插入稀H2SO4中，Fe失电子为负极，石墨为正极，正极上氢离子得电子生成氢气；将Fe片和石墨用导线连接插入FeCl3溶液中，Fe失电子为负极，石墨为正极，正极上铁离子得电子生成亚铁离子，据此分析解答。 【详解】Fe片和石墨用导线连接，插入稀H2SO4中，Fe失电子为负极，石墨为正极，正极上氢离子得电子生成氢气；将Fe片和石墨用导线连接插入FeCl3溶液中，Fe失电子为负极，石墨为正极，正极上铁离子得电子生成亚铁离子。 (1)由上述分析可知，两个电池中正极均为石墨，故答案为：a； (2) Fe片和石墨用导线连接，插入稀H2SO4中形成原电池，正极上氢离子得电子生成氢气，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，故答案为：2H++2e-=H2↑； (3)将Fe片和石墨用导线连接插入FeCl3溶液中形成原电池，Fe与铁离子反应生成亚铁离子，原电池的总反应式：Fe+2Fe3+=3Fe2+，故答案为：Fe+2Fe3+=3Fe2+。 【点睛】明确原电池原理是解本题关键，本题的易错点为(3)，要注意氧化还原反应方程式的配平。 16．(1)正 (2) Ag 2.16 (3) 2 0.5 1 (4) 不变 不变 增大 减小 (5)45.18 【详解】（1）电解5.00%的稀H2SO4，实际上是电解其中的水，阴极产生H2，阳极产生O2，且V(H2)∶V(O2)=2∶1，依据装置图中 电极气体体积分析，可确定d极为阴极，则电源的N极为负极，c极为阳极，b为阴极，a为阳极，M为正极； （2）依据硫酸溶液电解水的反应，V(H2)=336mL×=224mL，即为0.01mol，V(O2)=336mL×=112mL，即为0.005mol．说明电路上有0.02mol电子，因此在b极(Pt、阴极)产生Ag，质量为0.02mol×108g/mol=2.16g； （3）电源输出的电子为0.02 mol，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质为Ag、O2、H2，生成Ag、O2、H2时转移电子数之比为1∶4∶2，因此它们的物质的量之比为n(e-)∶n(Ag)∶n(O2)∶n(H2)=0.02∶0.02∶0.005∶0.01=2∶2∶0.5∶1 （4）由Ag(阳)电极、Pt(阴)电极和AgNO3溶液组成的电镀池，因此AgNO3溶液浓度不变，pH也不变；电解5.00%的H2SO4溶液，由于其中的水发生电解，因此H2SO4溶液浓度增大，pH减小； （5）设原5.00%的H2SO4溶液的质量为x，电解消耗水的物质的量为0.01mol，质量为0.01mol×18 g/mol =0.18g，则5.00%x=5.02%(x-0.18)，解得x=45.18g。 17． 连接内电路，形成闭合回路 平衡电荷，使原电池不断产生电流 使能量利用转化更高效 【详解】盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻，其作用是：一.连接内电路，形成闭合回路；二. 平衡电荷，使原电池不断产生电流；三. 使能量利用转化更高效。由于盐桥的存在，氧化剂与还原剂不能直接接触，使失去电子的氧化反应与得到电子的还原反应在装置的不同位置发生，故无直接反应全部是化学能转化为电能，电流稳定，且持续时间长。 18． 负 硫酸 SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+ H2O⇌H＋＋OH－，在阴极H＋放电生成H2，c(H＋)减小，水的电离平衡正向移动，碱性增强 【详解】①根据电解池中阴阳离子的移动方向：阳离子移向阴极可以判断①图中a极要连接电源的负极，SO32-在阳极失去电子变成SO42-，所以C口流出的物质是H2SO4； ②SO32-放电的电极反应式为SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+； ③在阴极H+放电生成H2，c（H+）减小，水的电离平衡H2O⇌H++OH-正向移动，所以碱性增强；故答案为①负；硫酸；②SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+；③H2O⇌H＋＋OH－，在阴极H＋放电生成H2，c(H＋)减小，水的电离平衡正向移动，碱性增强。 19． 负 Zn－2e－=Zn2＋ 2H2O＋O2＋4e－=4OH－ A极上有气泡，电极附近溶液变红 A 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 纯铜 减小 【分析】(1)根据所盛溶液为CuSO4溶液,打开K2,合并K1,该装置是原电池,较活泼的金属作负极,负极上发生氧化反应,较不活泼的金属或导电的非金属作正极,正极上发生氧化反应,所盛溶液为KCl溶液,则B极上氧气得到电子发生还原反应进行分析; (2)根据打开K1,合并K2,该装置是电解池,阳极上失去电子发生氧化反应,阴极上得到电子发生还原反应进行分析; (3)根据用电解的方法精炼粗铜,粗铜作阳极,精铜作阴极,阳极上发生氧化反应,阴极上发生还原反应进行分析. 【详解】(1)若所盛溶液为CuSO4溶液,打开K2,合并K1,该装置是原电池,锌作负极,碳作正极,负极上锌失去电子发生氧化反应,电极反应式为: Zn－2e－=Zn2＋,若所盛溶液为KCl溶液,则B极上氧气得到电子发生还原反应,电极反应式为: 2H2O＋O2＋4e－=4OH－;答案：负、Zn－2e－=Zn2＋、 2H2O＋O2＋4e－=4OH－。 (2)打开K1,合并K2,若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液,该装置是电解池,碳作阳极,锌作阴极,A电极上氢离子放电生成氢气,同时溶液中生成氢氧化钠,溶液显碱性,酚酞遇碱变红色,所以A电极附近可观察到的现象是:产生无色气泡,电极附近溶液变红色。阳离子向阴极移动,所以Na+移向A极,B极上氯离子放电生成氯气 ,总反应化学方程式是: 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑;答案：A极上有气泡，电极附近溶液变红、 A 、 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 (3)用电解的方法精炼粗铜,粗铜作阳极,精铜作阴极,阳极上发生氧化反应,阴极上发生还原反应,所以A电极的材料应换成是纯铜,阳极上不仅铜,还有其他金属失去电子进入溶液,阴极上只有铜离子得到电子,所以反应一段时间后电解质溶液中Cu2+的浓度将会减小。答案是：纯铜、减小。 20．(1)、 (2)0.3NA (3)0.05mol Ag2O、0.1mol H2O 【详解】（1）用铂作电极电解1000mL 0.1mol/L AgNO3溶液，阴极反应首先是，假设所有的银离子0.1mol全部放电，转移电子的物质的量为0.1mol，则析出金属银的质量为0.1mol×108g/mol=10.8g，此时阳极放电的电极反应为：，转移0.1mol电子时生成的氧气的质量是0.025mol×32g/mol=0.8g，所以溶液质量减少总量为10.8g+0.8g=11.6g＜13.4g，接下来阴极放电的是氢离子，阳极仍是氢氧根放电，相当于此阶段电解水：，还要电解掉水的质量为13.4g-11.6g=1.8g，水为0.1mol，转移电子的物质的量为0.2mol，所以阴极反应式为、； （2）根据（1）知阴极上生成Ag和氢气，阳极上只有氧气生成，生成0.1molAg转移0.1NA个电子、生成1.8g水转移0.2NA电子，所以一共转移电子0.3NA个； （3）根据（1）知，用Pt作电极电解AgNO3溶液，阳极上OH-放电生成O2，阴极上有Ag和氢气生成，所以相当于析出Ag2O和水，根据“析出什么加入什么”原则加入物质即可使溶液恢复原状，生成0.1molAg、1.8g水，根据Ag原子守恒得n(Ag2O)=0.1mol÷2=0.05mol，生成n(H2O) =0.1mol，故需加入0.05mol Ag2O、0.1mol H2O。 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 $