高中化学单元测试——第四章化学反应与电能（较易版01）

**基本信息** 高中化学第四章“化学反应与电能”单元卷，全面覆盖电化学核心知识，通过真实情境与梯度问题设计，融合化学观念、科学思维及科学探究与实践素养，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|14题/42分|原电池原理（水果电池）、电解池工作（Cu与稀H₂SO₄反应设计）、金属腐蚀（马铁与白铁皮）、新型电池（Na-CO₂电池）|结合生活应用（海港钢桩防护）与科技前沿（电催化还原CO₂），考查化学观念与科学思维| |填空题|4题/58分|探究实验（Fe³⁺与I⁻反应）、电解制备（ClO₂）、微生物电池、工业脱硫|设计多装置综合分析（双隔膜电池、燃料电池-电解联用），体现科学探究与实践及科学态度与责任|

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）某化学兴趣小组将锌片和铜片插入番茄中制成水果电池(如图) ，下列叙述正确的是 A．铜片上发生氧化反应 B．锌电极是该电池的正极 C．电子由锌片通过导线流向铜片 D．外电路转移2 mol电子时，产生22.4 L气体 4．（本题3分）铜的还原性较弱，不能与稀硫酸反应被稀硫酸氧化。某学生根据所学知识，欲实现Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑反应，设计了四个实验，如图所示，你认为可行的实验是 A． B． C． D． 5．（本题3分）金属腐蚀的现象普遍存在，金属腐蚀常常是自发进行的，下列说法正确的是 A．钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，此时主要发生析氢腐蚀 B．金属与O2直接反应引起的腐蚀称为电化学腐蚀 C．疏松的铁锈覆盖在钢铁制品表面，能阻止钢铁继续发生腐蚀 D．马铁是在薄钢板表面镀上一层锡，白铁皮是在薄钢板表面镀上一层锌，马铁破损时比白铁皮破损时腐蚀更快 6．（本题3分）海港的钢制管桩受到海水的长期侵袭，常用如图所示装置对其进行保护(高硅铸铁为惰性辅助电极)。下列有关叙述正确的是 A．钢制管桩连接直流电源正极 B．通电后使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零 C．高硅铸铁是作为损耗阳极材料发挥作用的 D．外加电压偏高时，高硅铸铁表面可发生反应： 7．（本题3分）某固体酸燃料电池以固体为电解质传递，其基本结构如图所示，电池总反应可表示为。下列有关说法错误的是 A．电子通过外电路从a极流向b极 B．a极上的电极反应式为 C．由a极通过固体酸电解质传递到b极 D．理论上电池工作一段时间后固体的质量减小 8．（本题3分）电催化还原CO2可实现捕捉并将其转化为燃料CO，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．Co-N-C/P电极与直流电源的正极相连 B．溶液中H+通过质子交换膜向石墨电极一侧移动 C．Co-N-C/P电极发生的反应为： D．工作过程中石墨电极周围溶液的pH不变 9．（本题3分）下列有关电化学装置的描述正确的是 A．可用于铁钉镀锌 B．可用于电解精炼铜 C．应使用阴离子交换膜 D．铅蓄电池放电过程中，负极质量不断减小 A．A B．B C．C D．D 10．（本题3分）我国科学家研发了一种室温下可充电的Na—CO2电池，如题图所示。放电时，Na2CO3与C均沉积在碳纳米管中。下列说法不正确的是 A．充电时，阴极电极反应式为： B．充电时，电源b极为正极，Na+向钠箔电极移动 C．放电时，转移0.4mol电子，碳纳米管电极增重22.4g D．放电时，电池的总反应为 11．（本题3分）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是 A．b电极为电池负极 B．电池工作时，海水中的向b电极移动 C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水碱性增强 D．每消耗1mol Al，理论需要消耗为33.6L 12．（本题3分）研究表明以为氮源电解可直接制备，原理如图所示。 下列有关说法正确的是 A．电极上发生还原反应生成 B．通过质子交换膜从右室移向左室 C．电解一段时间后，阴极区溶液不变 D．若转移电子，可获得标准状况下 13．（本题3分）利用水性电解液离子选择双隔膜电池[图1，KOH溶液中，以存在]电解溶液(图2，Z为离子交换膜，X、Y均为惰性电极)装置如图所示。下列说法正确的是 A．图1中Ⅱ区的通过隔膜向Ⅰ区迁移 B．图2中，若为阴离子交换膜，电解一小段时间后，则极区溶液浓度变小 C．图1中电池总反应为 D．若图1中消耗锌，则理论上极上产生(标准状况下) 14．（本题3分）微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．该微生物燃料电池，负极为b B．该电池正极电极反应式为 C．当有1 mol的通过质子交换膜，则电路中有0.5 mol电子发生转移 D．升高温度可以加快化学反应速率，故应在较高温度下工作，保证该电池的供电速率 二、填空题 15．（本题14分）某化学兴趣小组用如图装置探究反应的进行程度。 已知：①、均为石墨电极；②实验中使用的电流计有电流通过时，指针偏向正极；③空气不影响该实验。 (1)闭合开关，电流计指针偏向右边，此时电极为_______极，电极的电极反应式为_______。 (2)一段时间后，电流计指针回到原点。断开开关，取极附近溶液于试管中，加入淀粉溶液，观察到混合溶液颜色变为_______色；取极附近溶液于试管中，滴加几滴溶液，可以观察到_______。 (3)往形管右侧溶液中加入粉末，充分溶解后，重新闭合开关，观察到指针偏向左边。闭合开关后，极的电极反应式为_______；检验极附近溶液中是否含有，可以选用的试剂是_______(填化学式)溶液。 (4)结合以上实验现象可知硫酸铁溶液和碘化钾溶液反应的化学方程式为_______；实验装置盐桥中的电解质溶液不选用饱和溶液的原因可能是_______。 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）依据电化学原理，回答下列问题： (1)一种微生物电池可用于净化污水和淡化海水，工作原理如图所示 ①放电时电极b附近溶液的___________(升高、降低或不变)； ②理论上处理，a极产生 (标准状况下)体积为___________ (2)用溶液吸收烟气中的，将所得的溶液进行电解，可循环再生，同时得到，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。 ①图中a极要连接电源的___________ (填“正极”或“负极”)，A口获得的物质是___________。 ②放电的电极反应式为___________。 (3)某新型电池装置如图所示，已知：还原性，隔膜只允许通过。 多孔碳电极区的电极反应方程式为___________，电路路中转移电子时，电极质量增加___________。 18．（本题15分）回答下列问题 (1)用惰性电极电解碘化钾溶液，阳极电极反应式为_______。 (2)爱迪生蓄电池在充电和放电时发生的反应为，放电时正极的电极反应式为_______；充电时，Fe电极应为外接电源的_______极相连。 (3)利用N2H4(l)燃料电池(产物均为环境友好物质)电解AgNO3溶液并制备，装置如下图所示(C1∼C5均为石墨电极，假设各装置在工作过程中溶液体积不变)。 ①工作时，甲装置C1电极为_______(填“正”“负”“阳”或“阴”)极，电极反应式为_______。 ②工作时，乙装置中向_______(填“C3”或“Ag”)极移动。 ③若乙装置中溶液体积为400 mL，当电极质量增加4.32 g时，溶液pH约为_______。若将乙装置中两电极调换，一段时间后，AgNO3溶液浓度将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 ④丙装置中K、M、L为离子交换膜，其中M膜是_______(填“阳离子”“阴离子”或“质子”)交换膜。 ⑤若甲装置C2电极上消耗标准状况下2.24 L的O2，理论上丙装置阳极室溶液质量减少_______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 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）某化学兴趣小组将锌片和铜片插入番茄中制成水果电池(如图) ，下列叙述正确的是 A．铜片上发生氧化反应 B．锌电极是该电池的正极 C．电子由锌片通过导线流向铜片 D．外电路转移2 mol电子时，产生22.4 L气体 【答案】C 【分析】根据题目所给图，该图为原电池结构，Zn为负极，Cu为正极，电子由负极流向正极； 【详解】A．铜片作为正极，发生还原反应，故A错误； B．根据分析，Zn作为原电池的负极，故B错误； C．原电池的电子由负极流向正极，即由Zn片通过导线流向Cu片，故C正确； D．气体的体积计算一定要注明是说明条件下，选项没有说明是标准状况下，无法计算转移了多少摩尔电子，故D错误； 答案选C。 4．（本题3分）铜的还原性较弱，不能与稀硫酸反应被稀硫酸氧化。某学生根据所学知识，欲实现Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑反应，设计了四个实验，如图所示，你认为可行的实验是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】铜为不活泼金属，与稀硫酸不反应，如完成反应Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑，应设计成电解池，且铜为阳极，发生氧化反应，电解质溶液为硫酸，BD是原电池，故BD错误，A中铜作阴极，故A错误； 故选C。 5．（本题3分）金属腐蚀的现象普遍存在，金属腐蚀常常是自发进行的，下列说法正确的是 A．钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，此时主要发生析氢腐蚀 B．金属与O2直接反应引起的腐蚀称为电化学腐蚀 C．疏松的铁锈覆盖在钢铁制品表面，能阻止钢铁继续发生腐蚀 D．马铁是在薄钢板表面镀上一层锡，白铁皮是在薄钢板表面镀上一层锌，马铁破损时比白铁皮破损时腐蚀更快 【答案】D 【详解】A．钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，此时主要发生吸氧腐蚀，A项错误； B．金属与O2直接反应引起的腐蚀称为化学腐蚀，B项错误； C．疏松的铁锈覆盖在钢铁制品表面，不能阻止钢铁继续发生腐蚀，C项错误。 D．活动性锌大于铁大于锡，故形成原电池后，锡会加速铁锈蚀，而锌会保护铁，D正确； 故选D。 6．（本题3分）海港的钢制管桩受到海水的长期侵袭，常用如图所示装置对其进行保护(高硅铸铁为惰性辅助电极)。下列有关叙述正确的是 A．钢制管桩连接直流电源正极 B．通电后使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零 C．高硅铸铁是作为损耗阳极材料发挥作用的 D．外加电压偏高时，高硅铸铁表面可发生反应： 【答案】B 【分析】该方法为外加电流阴极保护法，原理是将被保护金属作电解池阴极，通过外加电流抑制金属电化学腐蚀，据此分析： 【详解】A．要保护钢制管桩，需将其连接直流电源负极，作电解池阴极，A错误； B．外加电流阴极保护法的原理就是通过外加电压，使被保护的钢制管桩表面的腐蚀电流接近零，阻止腐蚀发生，B正确； C．题干明确说明高硅铸铁为惰性辅助电极，不会作为损耗阳极发挥作用，只有牺牲阳极法才会牺牲阳极，C错误； D．高硅铸铁连接电源正极，作电解池阳极，阳极发生失电子的氧化反应，而给出的反应是得电子的还原反应，D错误； 答案选B。 7．（本题3分）某固体酸燃料电池以固体为电解质传递，其基本结构如图所示，电池总反应可表示为。下列有关说法错误的是 A．电子通过外电路从a极流向b极 B．a极上的电极反应式为 C．由a极通过固体酸电解质传递到b极 D．理论上电池工作一段时间后固体的质量减小 【答案】D 【分析】根据电池总反应可知，通入氢气的一极为电池的负极，通入氧气的一极为电池的正极，即a极是负极，b极是正极。 【详解】A．通入的a极为负极，通入的b极为正极，原电池中电子从负极经外电路流向正极，因此电子从a极流向b极，A正确； B．a极为负极，失电子生成，电极反应式为，B正确； C．原电池中阳离子向正极移动，因此由a极通过固体酸电解质传递到b极，C正确； D．仅作为电解质传递，不参与总反应，理论上电池工作时其质量不变，D错误； 故选D。 8．（本题3分）电催化还原CO2可实现捕捉并将其转化为燃料CO，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．Co-N-C/P电极与直流电源的正极相连 B．溶液中H+通过质子交换膜向石墨电极一侧移动 C．Co-N-C/P电极发生的反应为： D．工作过程中石墨电极周围溶液的pH不变 【答案】C 【分析】石墨电极产生O2，为阳极，Co-N-C/P电极消耗CO2转化为CO，为阴极，电极方程式为：，据此回答。 【详解】A．Co-N-C/P电极为阴极，与直流电源的负极相连，A错误； B．阳离子向阴极移动，所以溶液中H+通过质子交换膜向Co-N-C/P电极一侧移动，B错误； C．Co-N-C/P电极为阴极，所以电极反应式为：，C正确； D．石墨电极为阳极，电极反应式为：，H+浓度增大，pH减小，D错误； 故选C。 9．（本题3分）下列有关电化学装置的描述正确的是 A．可用于铁钉镀锌 B．可用于电解精炼铜 C．应使用阴离子交换膜 D．铅蓄电池放电过程中，负极质量不断减小 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．电镀时，镀件与电源负极相连作阴极，镀层金属单质与电源正极相连作阳极，含镀层金属阳离子的电解质溶液作电解质，故图示装置可用于铁钉镀锌，A正确； B．电解精炼铜时，粗铜应与电源正极相连作阳极，纯铜与电源负极相连作阴极，B错误； C．Cl2能与NaOH溶液反应，防止OH-通过离子交换膜进入阳极，应该选用阳离子交换膜，C错误； D．铅蓄电池中负极电极反应为：，硫酸铅难溶，故负极质量不断增加，D错误； 故答案选A。 10．（本题3分）我国科学家研发了一种室温下可充电的Na—CO2电池，如题图所示。放电时，Na2CO3与C均沉积在碳纳米管中。下列说法不正确的是 A．充电时，阴极电极反应式为： B．充电时，电源b极为正极，Na+向钠箔电极移动 C．放电时，转移0.4mol电子，碳纳米管电极增重22.4g D．放电时，电池的总反应为 【答案】D 【详解】A．放电时，Na为负极，反应式为，充电时，阴极反应为：，A正确； B．结合分析可知，充电时右侧为阳极，则b为正极，Na+向钠箔电极（阴极）移动，B正确； C．根据反应式，由于碳酸钠和C均沉积在碳纳米管，当转移0.4mol电子时，沉积0.1molC和0.2mol碳酸钠，总质量为，C正确； D．放电时，钠为负极，反应式为，正极吸收二氧化碳，反应式为，故总反应式为，D错误； 故选D。 11．（本题3分）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是 A．b电极为电池负极 B．电池工作时，海水中的向b电极移动 C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水碱性增强 D．每消耗1mol Al，理论需要消耗为33.6L 【答案】B 【分析】Al和海水构成的原电池中，铝为活泼金属，发生失电子的氧化反应生成Al3+，则a电极为负极，b电极为正极，负极反应式为Al-3e-=Al3+，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，原电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，据此分析解答。 【详解】A．由分析可知，Al为负极，则b为正极，故A错误； B．原电池工作时，阳离子向正极移动，即海水中的Na+向b电极移动，故B正确； C．原电池工作时，a电极为负极，负极反应式为Al-3e-=Al3+，铝离子水解使a电极区域的海水呈酸性，故C错误； D．没有说明标准状况，故不能计算氧气的体积，故D错误； 答案选B。 12．（本题3分）研究表明以为氮源电解可直接制备，原理如图所示。 下列有关说法正确的是 A．电极上发生还原反应生成 B．通过质子交换膜从右室移向左室 C．电解一段时间后，阴极区溶液不变 D．若转移电子，可获得标准状况下 【答案】C 【详解】A．电极a上转化为，N元素化合价升高，失电子发生氧化反应，A错误； B．电解池中阳离子向阴极移动，右侧电极为阴极，因此从左室移向右室，B错误； C．阴极反应为，电路中每转移电子，阴极生成，同时有从阳极通过质子交换膜迁移到阴极，二者中和生成水，阴极区浓度不变，pH不变，C正确； D．生成1 mol 转移2 mol电子，转移1 mol电子时生成0.5 mol ，标准状况下体积为11.2 L，D错误； 故答案选C。 13．（本题3分）利用水性电解液离子选择双隔膜电池[图1，KOH溶液中，以存在]电解溶液(图2，Z为离子交换膜，X、Y均为惰性电极)装置如图所示。下列说法正确的是 A．图1中Ⅱ区的通过隔膜向Ⅰ区迁移 B．图2中，若为阴离子交换膜，电解一小段时间后，则极区溶液浓度变小 C．图1中电池总反应为 D．若图1中消耗锌，则理论上极上产生(标准状况下) 【答案】C 【分析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知，锌为活泼金属，Ⅲ区Zn为电池的负极，电极反应为，Ⅰ区MnO2为电池的正极，电极反应为；电池在工作过程中，阳离子向正极迁移、阴离子向负极迁移，因此Ⅰ区的向Ⅱ区移动，Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动； 【详解】A．根据分析，Ⅰ区的向Ⅱ区移动，A错误； B．X为电解池的阴极、Y为阳极，阳极氯离子失去电子发生氧化反应生成氯气，阴极铜离子得到电子发生还原生成铜单质，若为阴离子交换膜，则阴极区氯离子向阳极区移动，电解一小段时间后，则极区溶液浓度不变，B错误； C．由分析可知，电池总反应为，C正确； D．若图1中消耗锌为1mol，转移电子1mol×2=2mol，则理论上阳极Y极上产生1mol氯气，为(标准状况下)氯气，D错误； 故选C。 14．（本题3分）微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．该微生物燃料电池，负极为b B．该电池正极电极反应式为 C．当有1 mol的通过质子交换膜，则电路中有0.5 mol电子发生转移 D．升高温度可以加快化学反应速率，故应在较高温度下工作，保证该电池的供电速率 【答案】B 【详解】A．该微生物燃料电池，b极通入氧气，氧气发生还原反应，则b为正极，A错误； B．正极上得电子，在酸性环境下与结合生成，电极反应式为，B正确； C．根据电荷守恒，1 mol 带1 mol正电荷，当有1 mol 通过质子交换膜时，电路中有1 mol电子发生转移，C错误； D．较高温度下微生物的蛋白质会变性失活，导致电池无法正常工作，不能在高温下工作，D错误； 故选B。 二、填空题 15．（本题14分）某化学兴趣小组用如图装置探究反应的进行程度。 已知：①、均为石墨电极；②实验中使用的电流计有电流通过时，指针偏向正极；③空气不影响该实验。 (1)闭合开关，电流计指针偏向右边，此时电极为_______极，电极的电极反应式为_______。 (2)一段时间后，电流计指针回到原点。断开开关，取极附近溶液于试管中，加入淀粉溶液，观察到混合溶液颜色变为_______色；取极附近溶液于试管中，滴加几滴溶液，可以观察到_______。 (3)往形管右侧溶液中加入粉末，充分溶解后，重新闭合开关，观察到指针偏向左边。闭合开关后，极的电极反应式为_______；检验极附近溶液中是否含有，可以选用的试剂是_______(填化学式)溶液。 (4)结合以上实验现象可知硫酸铁溶液和碘化钾溶液反应的化学方程式为_______；实验装置盐桥中的电解质溶液不选用饱和溶液的原因可能是_______。 【答案】(1) 负 (2) 蓝 有蓝色沉淀产生 (3) (4) 硫酸铁溶液呈酸性，在酸性条件下，具有强氧化性，会干扰实验 【分析】分析可逆反应可知，初始加入硫酸铁和碘化钾，Fe3+为氧化剂，得电子做正极，I-为还原剂，失电子做负极，达到平衡时改变条件平衡发生移动。 【详解】（1）I-为还原剂，失电子做负极，Fe3+为氧化剂，得电子做正极，正极反应方程式为 （2）I-为还原剂，失电子做负极，生成碘单质，遇淀粉变蓝；Fe3+为氧化剂，得电子做正极，正极反应方程式为，遇生成蓝色沉淀，； （3）该反应为可逆反应，加入后平衡逆向移动， 故a电极反应式为；检验三价铁离子可以加入后溶液变红或加入出现蓝色沉淀； （4）该反应为可逆反应，故化学方程式为；硫酸铁溶液水解呈酸性，在酸性条件下，具有强氧化性，会氧化Fe2+和I-，会干扰实验 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）依据电化学原理，回答下列问题： (1)一种微生物电池可用于净化污水和淡化海水，工作原理如图所示 ①放电时电极b附近溶液的___________(升高、降低或不变)； ②理论上处理，a极产生 (标准状况下)体积为___________ (2)用溶液吸收烟气中的，将所得的溶液进行电解，可循环再生，同时得到，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。 ①图中a极要连接电源的___________ (填“正极”或“负极”)，A口获得的物质是___________。 ②放电的电极反应式为___________。 (3)某新型电池装置如图所示，已知：还原性，隔膜只允许通过。 多孔碳电极区的电极反应方程式为___________，电路路中转移电子时，电极质量增加___________。 【答案】(1) 升高 28L (2) 负极 氢气 (3) 【详解】（1）由图可知，a极碳元素价态升高失电子，a极为负极，电极反应式为C6H12O6-24e-+6H2O═6CO2↑+24H+，b极为正极，电极反应式为2NO+10e-+6H2O=N2↑+12OH-，据此作答。 ①b极为正极，电极反应式为2NO+10e-+6H2O=N2↑+12OH-，生成氢氧根离子，pH升高； ②b电极反应式为2NO+10e-+6H2O=N2↑+12OH-，处理转移5mol电子，a极反应式为C6H12O6-24e-+6H2O═6CO2↑+24H+，根据电子守恒，生成的CO2为=1.25mol，产生 (标准状况下)体积为； （2）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图中a极要连接电源的负极，阴极上是H2O中氢离子得到电子变为H2，所以A口流出的物质是氢气； ②SO在阳极失去电子变成SO，电极反应式为； （3）已知：还原性，则Pb为负极，多孔碳为正极，正极上Fe3+得电子变为Fe2+，电极反应式为；负极反应式为Pb-2e-+SO=PbSO4，当转移2mol电子时，增重质量为96g，电路路中转移电子时，电极质量增加4.8g。 18．（本题15分）回答下列问题 (1)用惰性电极电解碘化钾溶液，阳极电极反应式为_______。 (2)爱迪生蓄电池在充电和放电时发生的反应为，放电时正极的电极反应式为_______；充电时，Fe电极应为外接电源的_______极相连。 (3)利用N2H4(l)燃料电池(产物均为环境友好物质)电解AgNO3溶液并制备，装置如下图所示(C1∼C5均为石墨电极，假设各装置在工作过程中溶液体积不变)。 ①工作时，甲装置C1电极为_______(填“正”“负”“阳”或“阴”)极，电极反应式为_______。 ②工作时，乙装置中向_______(填“C3”或“Ag”)极移动。 ③若乙装置中溶液体积为400 mL，当电极质量增加4.32 g时，溶液pH约为_______。若将乙装置中两电极调换，一段时间后，AgNO3溶液浓度将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 ④丙装置中K、M、L为离子交换膜，其中M膜是_______(填“阳离子”“阴离子”或“质子”)交换膜。 ⑤若甲装置C2电极上消耗标准状况下2.24 L的O2，理论上丙装置阳极室溶液质量减少_______g。 【答案】(1) (2) NiO2+2H2O+2e-=Ni(OH)2+2OH- 负 (3) 负 C3 1 不变 阳离子 22.2 【详解】（1）惰性电极电解碘化钾溶液，阳极电极反应为碘离子失去电子发生氧化反应生成碘单质：； （2）由总反应可知，正极NiO2得电子被还原生成Ni(OH)2，电极反应式为NiO2+2H2O+2e-=Ni(OH)2+2OH-；充电时，Fe电极为阴极，电极反应式为Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-，故应与外接电源的负极相连； （3）甲为燃料电池，通燃料的为负极，通氧气的为正极，故C1为负极，C2为正极；乙为电解池，C3为阳极，Ag为阴极；丙为电解池，C4为阳极，C5为阴极。 ①甲为燃料电池，通燃料的为负极，工作时在碱性条件下，失去电子发生氧化反应生成对环境友好物质氮气和水，反应为， C1电极为负极； ②乙装置为电解池装置，C3为阳极，Ag为阴极；工作时，向阳极C3极移动。 ③乙装置中溶液体积为400 mL，阳极水放电生成氧气和氢离子：，阴极银离子得到电子还原为银单质：，当电极质量增加4.32 g时，反应生成0.04molAg，转移电子0.04mol，则生成0.04mol氢离子，氢离子浓度为0.1mol/L，溶液pH约为1。将乙装置中两电极调换，阳极为活性阳极：Ag- e-= Ag+，阴极反应：Ag++e-= Ag，阴阳两极得失电子相等，所以一段时间后，溶液浓度将不变； ④丙为电解池，C4为阳极，C5为阴极，阴极电极反应式为：，阴极生成带负电荷的OH-，原料室中的Na+经过M膜移向阴极室，M膜是阳离子交换膜； ⑤甲为燃料电池，通氧气的为正极，电极反应式为：，丙为电解池，C4为阳极，其电极反应式为：，阳极室中Ca2+移向产品室中，由电子得失守恒及电荷守恒，可以得出如下关系：，阳极室溶液质量减少为逸出的氯气和移向产品室的Ca2+质量之和，甲装置电极上消耗标准状况下2.24L的氧气即0.1mol，相当于减少0.2molCaCl2，故理论上丙装置阳极室溶液质量减少为22.2g。 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 $