高中化学单元测试——第四章化学反应与电能（适中版02）

**基本信息** 本单元卷聚焦“化学反应与电能”，以港珠澳大桥防腐、海水电池等真实情境为载体，覆盖原电池、电解池等核心知识，通过基础判断与综合应用梯度设计，适配单元复习需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|14/42|原电池原理、电解池工作、金属腐蚀防护|结合氟离子电池等科技前沿，考查电极反应与电子流向分析| |填空题|4/58|电化学装置设计、电解精炼、废水处理|通过甲醇燃料电池与电解耦合等综合题，培养科学探究与问题解决能力|

高中化学单元测试 —— 第四章 化学反应与电能 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题3分）下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是 A． B． C． D． 2．（本题3分）下列说法错误的是 A．将电能转化为化学能的装置叫电解池 B．电解时，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动 C．电解池中阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应 D．电解时，电子从电解池的阴极流出，沿导线流回电源的负极 3．（本题3分）Zn-Cu原电池的反应原理示意图如图所示，该装置工作时，下列说法错误的是 A．M的电极材料为Cu B．往R电极迁移 C．该装置中R电极与铅蓄电池Pb电极(放电时)上均发生氧化反应 D．电子的流动方向为R→外电路→M→电解质溶液→R 4．（本题3分）某同学按下图所示的装置进行电解实验。下列说法不正确的是 A．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出 B．电解过程中，铜电极上有H2产生 C．电解初期，主反应方程式为：Cu+H2SO4CuSO4+H2↑ D．电解初期，H+的浓度不断减小 5．（本题3分）相同材质的铁在下图中的各情形下最不易被腐蚀的是 A． B． C． D． 6．（本题3分）港珠澳大桥钢管桥墩防腐技术先进，外壳镶嵌铝合金片，其结构如图所示。下列说法正确的是 A．桥墩为负极 B．海水层为电子迁移的通路 C．铝合金片上发生反应： D．若用外加电流法保护桥墩可使腐蚀电流接近零 7．（本题3分）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造装置如图所示。该装置工作时，下列说法错误的是 A．M电极上的电极反应式为 B．N电极上发生还原反应 C．电子流动方向为M→用电器→N→海水→玻璃陶瓷→隔膜→M D．能量的转化形式主要是化学能转化为电能 8．（本题3分）背靠背式电解池可用于电化学合成氨，如图。下列说法正确的是 A．阳极反应： B．外电路电子由b流向a C．每生成，消耗 D．经交换膜从右向左移动 9．（本题3分）有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是 Ⅰ碱性锌锰电池 Ⅱ铅蓄电池 Ⅲ电解精炼铜 Ⅳ银锌纽扣电池 A．图Ⅰ所示电池中，是催化剂 B．图Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大 C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解过程中电解质溶液物质的量浓度不变 D．图Ⅳ所示电池工作过程中，电子由Zn极流向极 10．（本题3分）一种以H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置如图所示(两电极均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法正确的是 A．O2-往N电极迁移 B．若两电极的电极材料均换成Fe电极，所得气体产物均不变 C．N电极上的电极反应式为 D．若工作电池为铅(酸)蓄电池，M电极应与该电池的PbO2电极相连 11．（本题3分）用酸性 溶液吸收工业尾气NO，同时储存电量和得到副产品X，可以达到废物利用的目的，其工作原理如图所示： 已知每个电子的带电量为 设NA 表示阿伏加德罗常数的值。 下列说法正确的是 A．X为KNO3 B．工作时，H+由左室通过质子交换膜进入右室 C．正极的电极反应式： D．该装置每吸收2.24 L NO，储电器储存的电量为 12．（本题3分）将CO2直接还原成固体碳可以实现碳源的有效固定。一种利用电化学技术固定碳源的装置及其转化过程如图所示，下列说法正确的是 A．电极A连接外接电源的负极，发生氧化反应 B．外电路通过1mol e-时，理论上可固定12 g碳 C．阴极的电极方程式为 D．该装置需要定期补充熔融碳酸盐 13．（本题3分）以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。下列说法正确的是 A．燃料电池工作时，正极反应式为O2+4H+−4e−=2H2O B．a极是铁，b极是铜时，能达到铁上镀铜的目的 C．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，两极质量变化相同 D．a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体与电池中消耗乙烷的体积之比为2:7 14．（本题3分）氟离子电池是一种前景广阔的新型二次电池，工作原理如图所示，充电时从乙电极流向甲电极。已知和均难溶于水。下列有关说法正确的是 A．放电时，甲电极为负极，其电极反应式为 B．充电时，乙电极与外接电源的负极相连 C．放电时，导线上每通过电子，乙电极的质量减少1.9克 D．充电时，电池总反应为 二、填空题 15．（本题14分）人们利用原电池原理制作了多种电池，以满足日常生活、生产和科技技术等方面的需要。请根据题中提供的信息，回答下列问题。 (1)铅酸蓄电池在放电时的总反应为，则其正极反应式为___________。 (2)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，负极所用的电极材料为___________，负极电极反应式：___________。 (3)已知甲烷燃料电池的工作原理如图1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___________；当甲烷完全反应生成时，有___________电子发生转移。若将电池的电解质溶液换为溶液，则负极电极反应式为___________。 (4)有人设想以和为反应物，以溶有的盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图2所示，电池正极的电极反应式是___________，A是___________(填名称)。 16．（本题14分）电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题： (1)二氧化氯()为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取的新工艺如图所示： ①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取。产生的电极应连接电源的___________(填“正极”或“负极”)， 学法题：如何判断电源正负极___________；对应的电极反应式为___________。 ②a极区pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③图中应使用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。 (2)电解硝酸工业的尾气NO可制备，其工作原理如图所示： ①阴极的电极反应式为___________。 ②将电解生成的全部转化为，则通入的与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为___________。 17．（本题15分）回答下列问题。 (1)依据氧化还原反应：2Ag+(aq) + Cu(s) = Cu2+(aq) + 2Ag(s)设计的原电池如图所示。 请回答下列问题： ①电极X的材料是___________，电解质溶液Y是___________。(填名称) ②银电极发生的电极反应为___________。 ③如果把2Ag+(aq) + Cu(s) = Cu2+(aq) + 2Ag(s)设计为电解池，Cu电极应与直流电源的___________极相连。 (2)以NiSO4溶液为电解质溶液进行粗镍(含Fe、Zn、Cu、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是___________(填代号)。(已知氧化性：Fe2+<Ni2+<Cu2+) A．电解过程中，化学能转化为电能 B．粗镍作阳极，发生还原反应 C．利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属 D．粗镍精炼时通过的电量与阴极析出的镍质量成正比 (3)图甲是一种将废水中的氯乙烯()进行环境无害化处理的微生物电池装置，同时利用此装置在铁上镀铜。 ①M为___________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，镀铜时，___________(填“X”或“Y”)与铁电极相连。 ②若M极消耗0.1mol氯乙烯，则铁电极增重___________g，硫酸铜溶液的浓度将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 18．（本题15分）下图是甲醇CH3OH燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同。 (1)_______(填甲、乙或丙)装置是化学能转化为电能，C电极的名称_______。 (2)写出甲池中通O2电极反应式_______，B电极实验现象_______。 (3)甲池消耗KOH的质量为_______(结果保留两位有效数字)，乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为_______。 (4)丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如下图，则反应结束丙装置溶液中c(Fe2+)=_______，溶液增重的质量=_______。 (5)电解法制取纳米级Cu2O，反应为，采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O，装置如图所示： 该离子交换膜为_______离子交换膜(填“阴”或“阳”)，该电池阳极的总反应式为_______。 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 2 / 2 $ 高中化学单元测试 —— 第四章 化学反应与电能 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题3分）下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．装置中形成铜锌原电池，铜为正极，氢离子在正极被还原为氢气，A符合题意； B．装置中铜和银都不和稀硫酸反应生成氢气，不能生成氢气，B不符合题意； C．装置中铜和银都不和稀硫酸反应生成氢气，不能生成氢气，C不符合题意； D．没有形成闭合电路，铜不反应，锌和稀硫酸生成氢气，D不符合题意； 故选A。 2．（本题3分）下列说法错误的是 A．将电能转化为化学能的装置叫电解池 B．电解时，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动 C．电解池中阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应 D．电解时，电子从电解池的阴极流出，沿导线流回电源的负极 【答案】D 【详解】A、电解池是将电能转化成化学能的装置，故A正确； B、根据电解的原理，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，故B正确； C、根据电解原理，阳离子在阴极上得电子，发生还原反应，阴离子在阳极上失去电子，发生氧化反应，故C正确； D、电解池中，电子从电源的负极流出，转移到电解池的阴极上，溶液中的阳离子在此处得到电子，阴离子在阳极上失去电子，电子沿导线流向电源的正极，故D错误。 答案选D。 3．（本题3分）Zn-Cu原电池的反应原理示意图如图所示，该装置工作时，下列说法错误的是 A．M的电极材料为Cu B．往R电极迁移 C．该装置中R电极与铅蓄电池Pb电极(放电时)上均发生氧化反应 D．电子的流动方向为R→外电路→M→电解质溶液→R 【答案】D 【分析】由题可知，电子从R流向M，则R为负极，锌发生氧化反应，电极反应式为；M为正极，硫酸发生还原反应，电极反应式为，据此解答。 【详解】A．M为正极，M的电极材料为Cu，A正确； B．在原电池中，阴离子向负极移动，所以往R电极迁移，B正确； C．该装置中R电极为负极，发生氧化反应，铅蓄电池Pb电极也作负极，发生氧化反应，所以均发生氧化反应，C正确； D．在原电池中，电子只能在导线上移动，不能在电解质溶液中移动，D错误； 故选D。 4．（本题3分）某同学按下图所示的装置进行电解实验。下列说法不正确的是 A．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出 B．电解过程中，铜电极上有H2产生 C．电解初期，主反应方程式为：Cu+H2SO4CuSO4+H2↑ D．电解初期，H+的浓度不断减小 【答案】B 【分析】据图可知，该装置为电解池；初始阶段，阳极铜失电子生成铜离子，电极反应式为，阴极硫酸电离的氢离子得电子生成氢气，电极反应式为，总反应方程式为，据此作答。 【详解】A．依据分析，石墨电极是阴极，开始时电极反应式为，一段时间后，铜离子浓度增大，铜离子在阴极得电子，电极反应式为，即石墨电极上有铜析出，A正确； B．初始阶段，铜电极与电源正极相连作阳极，铜失电子生成铜离子，即铜电极上不会有H2产生，B错误； C．依据分析，电解初期总反应为，C正确； D．依据分析，电解初期，阴极电极反应式为，即氢离子的浓度不断减小，D正确； 故答案选B。 5．（本题3分）相同材质的铁在下图中的各情形下最不易被腐蚀的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．铁做负极、铜做正极，食醋为电解质溶液，形成原电池，铁发生电化学腐蚀，A不符合； B．铁做负极、合金中的碳等材料做正极，食盐水为电解质溶液，形成原电池，铁发生电化学腐蚀，B不符合； C．铜镀层把铁完全覆盖，构不成原电池而不被腐蚀，铁不易被腐蚀，C符合； D．铁做负极、铜做正极，酸雨为电解质溶液，形成原电池，铁发生电化学腐蚀，D不符合； 故答案为：C。 6．（本题3分）港珠澳大桥钢管桥墩防腐技术先进，外壳镶嵌铝合金片，其结构如图所示。下列说法正确的是 A．桥墩为负极 B．海水层为电子迁移的通路 C．铝合金片上发生反应： D．若用外加电流法保护桥墩可使腐蚀电流接近零 【答案】D 【详解】A．该防护方法为牺牲阳极法，铝合金的活泼性强于铁，故铝合金片作负极，桥墩钢管作正极，A错误； B．海水层为离子迁移的通路，电子通过导线在电极间迁移，电子不能进入电解质溶液，B错误； C．铝合金片为负极，发生氧化反应：，桥墩钢管为正极，发生吸氧腐蚀的还原反应：，C错误； D．外加电流法中，桥墩钢管作阴极被保护，外加电流抑制金属的氧化反应，可使腐蚀电流接近零，D正确； 故选D。 7．（本题3分）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造装置如图所示。该装置工作时，下列说法错误的是 A．M电极上的电极反应式为 B．N电极上发生还原反应 C．电子流动方向为M→用电器→N→海水→玻璃陶瓷→隔膜→M D．能量的转化形式主要是化学能转化为电能 【答案】C 【分析】M电极（左侧）： 由金属锂（Li）构成。锂是一种非常活泼的金属，极易失去电子。在原电池中，活泼金属通常作负极。N电极（右侧）： 浸泡在海水中，作为正极。隔膜与玻璃陶瓷： 起到隔离和离子传导的作用，防止锂直接与水剧烈反应，同时允许特定离子通过以形成闭合回路。 【详解】A．由分析可知， M是负极，发生氧化反应。锂原子失去一个电子变成锂离子，电极反应式为：，A正确； B．由分析可知，N是正极，发生还原反应，B正确； C．由分析可知，M是负极，N是正极，电子从负极（M）流向正极（N），但电子不能通过溶液，C错误； D．这是一个原电池装置，可以将化学能转化为电能的装置，D正确； 故选C。 8．（本题3分）背靠背式电解池可用于电化学合成氨，如图。下列说法正确的是 A．阳极反应： B．外电路电子由b流向a C．每生成，消耗 D．经交换膜从右向左移动 【答案】D 【分析】该装置为阴离子交换膜电解池，右侧通入与生成，氮元素化合价从0降低至-3，发生得电子的还原反应，因此右侧电极为阴极，连接电源负极b，阴极反应为；左侧电极为阳极，连接电源正极a，在阳极失电子发生氧化反应，阳极反应为，总电解反应为； 【详解】A．阳极是失去电子生成氧气，正确电极反应式为，A错误； B．右侧转化为，N元素化合价降低发生得电子的还原反应，故右侧为阴极，b为电源负极，a为电源正极，外电路电子只能在导线中移动，路径为b流向阴极、阳极流向a，不存在b直接流向a的路径，B错误； C．根据总反应，生成消耗，则生成 仅消耗，C错误； D．电解池通用规律为阴离子向阳极移动，阳极在装置左侧，体系中迁移的阴离子可穿过阴离子交换膜，因此从阴极区向阳极区移动，D正确； 故选D。 9．（本题3分）有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是 Ⅰ碱性锌锰电池 Ⅱ铅蓄电池 Ⅲ电解精炼铜 Ⅳ银锌纽扣电池 A．图Ⅰ所示电池中，是催化剂 B．图Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大 C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解过程中电解质溶液物质的量浓度不变 D．图Ⅳ所示电池工作过程中，电子由Zn极流向极 【答案】D 【详解】A．碱性锌锰电池中，得到电子被还原，作正极，不是催化剂，A错误； B．铅蓄电池放电总反应为，反应消耗硫酸，硫酸浓度不断减小，B错误； C．电解精炼铜时，阳极上比铜活泼的杂质金属优先失电子进入溶液，阴极只有得电子生成Cu，溶液中浓度减小，电解质溶液物质的量浓度减小，C错误； D．银锌纽扣电池中Zn为负极，为正极，原电池工作时电子由负极经外电路流向正极，即电子由Zn极流向极，D正确； 故选D。 10．（本题3分）一种以H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置如图所示(两电极均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法正确的是 A．O2-往N电极迁移 B．若两电极的电极材料均换成Fe电极，所得气体产物均不变 C．N电极上的电极反应式为 D．若工作电池为铅(酸)蓄电池，M电极应与该电池的PbO2电极相连 【答案】D 【分析】由图可知，M极氧离子失去电子发生氧化反应生成氧气，为电解池的阳极；电极反应式为：，N极得电子发生还原反应生成，为电解池的阴极，电极反应式为电极反应式为：，据此分析作答。 【详解】A．由分析可知，电极为阳极，N电极为阴极，电解池中阴离子向电极阳极迁移，故A错误； B．阳极（M极）：若换为Fe电极，Fe是活性电极，会优先于失电子：，不再生成，气体产物改变；阴极（N极）：Fe作阴极，不参与反应，产物不变仍为，故B错误； C．由分析可知N电极反应式为：，故C错误； D．由分析可知，与直流电源正极相连的电极M极为电解池的阳极，与负极相连的N极为电解池的阴极，二氧化铅电极是铅酸蓄电池的正极、铅电极为负极，则工作电源为铅酸蓄电池时，M电极应与该电池的PbO2电极相连，故D正确； 故答案选D。 11．（本题3分）用酸性 溶液吸收工业尾气NO，同时储存电量和得到副产品X，可以达到废物利用的目的，其工作原理如图所示： 已知每个电子的带电量为 设NA 表示阿伏加德罗常数的值。 下列说法正确的是 A．X为KNO3 B．工作时，H+由左室通过质子交换膜进入右室 C．正极的电极反应式： D．该装置每吸收2.24 L NO，储电器储存的电量为 【答案】C 【分析】该装置为原电池，中Mn元素从+7价降低为+2价，则电极M为正极，电极反应式为 ，N电极为负极，电极反应式为，据此解答。 【详解】A．由分析知，右边负极区，电极反应式为，质子交换膜只允许H+通过，由电极反应式知，当转移3mol电子时，生成4mol氢离子，其中3mol氢离子通过质子交换膜进入正极区，剩下1mol氢离子，则X应为HNO3，A错误； B．原电池中阳离子移向正极，左室为正极区（被还原），H+应从右室（负极区）通过质子交换膜进入左室，B错误； C．正极在酸性条件下被还原为Mn2+，Mn元素从+7价降为+2价，得5e-，结合H+生成H2O，电极反应式为，C正确； D．2．24 L NO未指明标准状况，无法计算其物质的量及转移电子数，D错误； 故选C。 12．（本题3分）将CO2直接还原成固体碳可以实现碳源的有效固定。一种利用电化学技术固定碳源的装置及其转化过程如图所示，下列说法正确的是 A．电极A连接外接电源的负极，发生氧化反应 B．外电路通过1mol e-时，理论上可固定12 g碳 C．阴极的电极方程式为 D．该装置需要定期补充熔融碳酸盐 【答案】C 【分析】该装置为电解池，根据转化过程判断：转化为固体时元素化合价降低，得电子，因此电极为阴极（接电源负极，发生还原反应），电极为阳极（失电子生成，接电源正极，发生氧化反应），逐一分析选项： 【详解】A．A极为阴极，则电极A连接外接电源的负极，发生还原反应，A错误； B．从中的价变为价的单质，生成（即碳）需要转移电子，因此转移电子时，仅固定碳，，B错误； C．阴极上得电子生成和，电极反应，原子守恒、电荷守恒，符合反应原理，C正确； D．该过程的总反应为，在循环中再生，不需要定期补充熔融碳酸盐，D错误； 故选C。 13．（本题3分）以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。下列说法正确的是 A．燃料电池工作时，正极反应式为O2+4H+−4e−=2H2O B．a极是铁，b极是铜时，能达到铁上镀铜的目的 C．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，两极质量变化相同 D．a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体与电池中消耗乙烷的体积之比为2:7 【答案】B 【分析】电池工作时，O2转化为H2O，由O元素的价态变化，可确定通入O2的电极为正极，通入乙烷的电极为负极；右侧电池为电解池，a电极为阴极，b电极为阳极。 【详解】A．燃料电池工作时，通入O2的电极为正极，O2得电子产物与电解质反应生成H2O，正极反应式为O2+4H++4e−=2H2O，A不正确； B．往铁上镀铜，则右侧电池为电镀池，铜应作阳极，铁应作阴极，则a极为阴极，应是铁，b极是阳极，应是铜，B正确； C．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，但由于粗铜中混有铁、锌、金、银等杂质，在电解过程中，Fe、Zn等失电子，而溶液中只有Cu2+在阴极得电子，且粗铜中的金、银会形成阳极泥，所以两极质量变化不相同，C不正确； D．a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体为O2，电池中消耗乙烷，依据得失电子守恒可建立如下关系式：7O2——28e-——2C2H6，二者的体积之比等于物质的量之比，则为7:2，D不正确； 故选B。 14．（本题3分）氟离子电池是一种前景广阔的新型二次电池，工作原理如图所示，充电时从乙电极流向甲电极。已知和均难溶于水。下列有关说法正确的是 A．放电时，甲电极为负极，其电极反应式为 B．充电时，乙电极与外接电源的负极相连 C．放电时，导线上每通过电子，乙电极的质量减少1.9克 D．充电时，电池总反应为 【答案】B 【分析】充电时，阴离子向阳极移动，已知从乙电极流向甲电极，说明充电时甲为阳极，乙为阴极；对应放电时，甲为正极，乙为负极。据此分析解答。 【详解】A．放电时甲为正极，不是负极，甲的电极反应应为，A错误； B．充电时，阴极接外接电源的负极，乙为阴极，因此乙与外接电源负极相连，B正确； C．放电时乙为负极，电极反应为，每转移电子，乙电极结合，质量增加，不是减少，C错误； D．题干给出的总反应是放电时的总反应，充电是放电的逆过程，总反应应为，D错误； 故选B。 二、填空题 15．（本题14分）人们利用原电池原理制作了多种电池，以满足日常生活、生产和科技技术等方面的需要。请根据题中提供的信息，回答下列问题。 (1)铅酸蓄电池在放电时的总反应为，则其正极反应式为___________。 (2)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，负极所用的电极材料为___________，负极电极反应式：___________。 (3)已知甲烷燃料电池的工作原理如图1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___________；当甲烷完全反应生成时，有___________电子发生转移。若将电池的电解质溶液换为溶液，则负极电极反应式为___________。 (4)有人设想以和为反应物，以溶有的盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图2所示，电池正极的电极反应式是___________，A是___________(填名称)。 【答案】(1) (2) (3) 1.6 (4) 氯化铵 【详解】（1）电池正极发生得电子、还原反应，根据总反应可知，为正极反应； 故答案为：； （2），在该反应中，发生失电子、氧化反应，为原电池负极变化，则设计成原电池，负极所用的电极材料为Cu，负极反应式为； 故答案为：Cu；； （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；甲烷的物质的量为，反应中碳元素化合价从－4价升高到+4价，失去8个电子，因此完全反应生成时，有1.6mol电子发生转移；若将电池的电解质溶液换为溶液，碳元素以形式生成，则负极电极反应式为； 故答案为：；；1.6；； （4）根据题意可知，该燃料电池以和为反应物，以溶有的盐酸为电解质溶液，则电池总反应为，电池正极发生得到电子的还原反应，即电极反应式是；根据装置图中稀的的盐酸溶液为电解质，反应后为浓的A溶液，再分离出A，可知A为，即名称为氯化铵； 故答案为：；氯化铵。 16．（本题14分）电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题： (1)二氧化氯()为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取的新工艺如图所示： ①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取。产生的电极应连接电源的___________(填“正极”或“负极”)， 学法题：如何判断电源正负极___________；对应的电极反应式为___________。 ②a极区pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③图中应使用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。 (2)电解硝酸工业的尾气NO可制备，其工作原理如图所示： ①阴极的电极反应式为___________。 ②将电解生成的全部转化为，则通入的与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为___________。 【答案】(1) 正极 与电解池阳极相连的为正极，与电解池阴极相连的为负极 增大 阳 (2) 1∶4 【分析】（1）在b极上，Cl－放电生成ClO2，所以b极为阳极，接电源的正极，电极方程式为；a极为阴极，接电源的负极，电极方程式为；在电解池中，阳离子向阴极区移动，所以Na＋通过离子交换膜进入a极区，离子交换膜为阳离子交换膜； （2）工业上电解NO制备，由装置图可知阳极发生氧化反应， NO被氧化生成，电极反应式为；阴极发生还原反应，NO被还原生成，电极反应式为；总反应方程式为：，据此分析。 【详解】（1）①根据题意可知，Cl－放电生成ClO2的电极为阳极，接电源的正极；根据元素守恒，有水参加反应，同时生成H＋，电极反应式为；如何判断电源正负极：与电解池阳极相连的为正极，与电解池阴极相连的为负极，故答案为：正极；与电解池阳极相连的为正极，与电解池阴极相连的为负极；； ②a极区为阴极区，电极反应式：，阴极区OH－浓度增大，溶液的pH增大，故答案为：增大； ③根据溶液中电荷守恒的规律，图中应使用阳离子交换膜，故答案为：阳； （2）①由图示可知，NO在阴极上得电子生成，电极反应式为，故答案为：； ②NO在阳极上失电子生成，电极反应式为，电解总反应式为，故当实际参加反应的NO为8 mol时，要将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3，还应通入2 mol NH3，则n(NH3)∶n(NO)＝2 mol∶8 mol＝1∶4，故答案为：1∶4。 17．（本题15分）回答下列问题。 (1)依据氧化还原反应：2Ag+(aq) + Cu(s) = Cu2+(aq) + 2Ag(s)设计的原电池如图所示。 请回答下列问题： ①电极X的材料是___________，电解质溶液Y是___________。(填名称) ②银电极发生的电极反应为___________。 ③如果把2Ag+(aq) + Cu(s) = Cu2+(aq) + 2Ag(s)设计为电解池，Cu电极应与直流电源的___________极相连。 (2)以NiSO4溶液为电解质溶液进行粗镍(含Fe、Zn、Cu、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是___________(填代号)。(已知氧化性：Fe2+<Ni2+<Cu2+) A．电解过程中，化学能转化为电能 B．粗镍作阳极，发生还原反应 C．利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属 D．粗镍精炼时通过的电量与阴极析出的镍质量成正比 (3)图甲是一种将废水中的氯乙烯()进行环境无害化处理的微生物电池装置，同时利用此装置在铁上镀铜。 ①M为___________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，镀铜时，___________(填“X”或“Y”)与铁电极相连。 ②若M极消耗0.1mol氯乙烯，则铁电极增重___________g，硫酸铜溶液的浓度将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】(1) 铜 硝酸银 正 (2)CD (3) 负极 X 32 不变 【详解】（1）①原电池中负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，结合题图可确定X为铜，Y为硝酸银溶液； ②负极电极反应为，正极（银电极）电极反应为； ③如果把2Ag+(aq) + Cu(s) = Cu2+(aq) + 2Ag(s)设计为电解池，其阴极电极反应式为，阳极电极反应式为，所以阳极的电极材料应该为铜，铜电极与直流电源正极相连。 （2）A．NiSO4溶液为电解质溶液进行粗镍(含Fe、Zn、Cu、Pt、Au等杂质)的电解精炼为电解池，是将电能转化为化学能，A错误； B．粗镍作阳极，发生氧化反应，B错误； C．电解过程中，粗镍作电解精炼池的阳极，比镍的金属性弱的铜、铂、金等金属不能在阳极失去电子发生氧化反应生成金属阳离子，从而沉积形成可以回收的阳极泥，C正确； D．在电解精炼镍时，阴极反应为，通过的电量越多，阴极得到的电子越多，析出的镍质量就越大，二者成正比，D正确； 故答案选CD。 （3）①由图可知，甲装置为原电池，N极氧气得到电子发生还原反应生成水，则N电极为正极，M电极为负极；镀铜时，铁作镀件，应为电解池的阴极，故X与铁电极相连； ②该电池工作过程中碳元素的化合价由-1价变为+4价，0.1 mol氯乙烯失去1 mol电子，根据得失电子守恒，则铁电极生成0.5 molCu，增重0.5mol×64g/mol=32 g；电解池中阳极铜转化为铜离子，铜离子在阴极转化为铜，故硫酸铜溶液的浓度将不变。 18．（本题15分）下图是甲醇CH3OH燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同。 (1)_______(填甲、乙或丙)装置是化学能转化为电能，C电极的名称_______。 (2)写出甲池中通O2电极反应式_______，B电极实验现象_______。 (3)甲池消耗KOH的质量为_______(结果保留两位有效数字)，乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为_______。 (4)丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如下图，则反应结束丙装置溶液中c(Fe2+)=_______，溶液增重的质量=_______。 (5)电解法制取纳米级Cu2O，反应为，采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O，装置如图所示： 该离子交换膜为_______离子交换膜(填“阴”或“阳”)，该电池阳极的总反应式为_______。 【答案】(1) 甲 阳极 (2) 先析出紫红色固体，然后有无色气体生成 (3) 7.5g 2.24L (4) 5.0mol∙L-1 12.8g (5) 阴 【分析】从图中可以看出，甲装置是燃料电池，则通CH3OH的Pt电极为负极，通O2的Pt电极为正极；乙、丙装置为电解池，其中A为阳极，B为阴极，C为阳极，D为阴极。在乙池，A电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+；B电极反应式：Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑，0.1molCu2+获得0.2mole-，生成0.1molCu，设得电子的H+的物质的量为x，则生成H2的物质的量为0.5x，线路中转移电子的物质的量为(0.2+x)，生成O2的物质的量0.25(0.2+x)，依据题意：0.5x=0.25(0.2+x)，求得x=0.2mol，线路中通过电子的物质的量为0.4mol。 【详解】（1）由分析可知，甲池为燃料电池，则甲装置是化学能转化为电能，C电极的名称阳极。 （2）甲池中，通O2电极为正极，O2得电子产物与电解质反应生成OH-，电极反应式为，B电极为阴极，Cu2+得电子生成Cu，铜离子消耗完后，电解水产生氢气，实验现象为先析出紫红色固体，然后有无色气体生成。 （3）由分析可知，乙池中，线路中通过电子的物质的量为0.4mol，甲池反应为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，可建立关系式：4KOH——12e-，则消耗KOH的质量为≈7.5g，乙中A极转移电子0.4mol，析出的气体(O2)0.1mol，在标准状况下的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L。 （4）丙装置中，C电极反应为Cu-2e-=Cu2+，D电极反应为2Fe3++2e-=2Fe2+，结合图中数据可得出，①表示Fe3+的物质的量随转移电子物质的量的变化，②表示Fe2+的物质的量随转移电子物质的量的变化，③表示Cu2+的物质的量随转移电子物质的量的变化。则反应结束丙装置溶液中c(Fe2+)==5.0mol∙L-1，溶液增重的质量=m(Cu)=0.2mol×64g/mol=12.8g。 （5）Cu电极与电源正极相连，则Cu电极为阳极，Cu失电子产物与电解质(OH-)反应生成Cu2O等，则该离子交换膜允许OH-透过，为阴离子交换膜，该电池阳极的总反应式为。 【点睛】燃料电池中，通燃料的电极为负极，通助燃剂的电极为正极。 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 2 / 2 $