高三化學一輪復習考點特訓-化學能與電能含解析

PAGE化學能與電能一、選擇題（共19題）1.燒杯A中盛放0.1mol/L的H2SO4溶液，燒杯B中盛放0.1mol/L的的CuCl2溶液（兩種溶液均足量），組成的裝置如圖所示。下列說法不正確的是A．A為原電池，B為電解池B．當A燒杯中產生0.1mol氣體時，B燒杯中產生氣體的物質的量也為0.1molC．經過一段時間，B燒杯中溶液的濃度減小D．將B中右側石墨改為銅電極，電極上發(fā)生的反應不變2.我國科學家設計了一種太陽能驅動的H2S分解裝置，工作原理如圖所示。下列敘述正確的是（）A．甲區(qū)發(fā)生反應的離子方程式為：2Fe3++S2-=2Fe2++S↓B．理論上每生成1molS時，H+由質子交換膜右側向左側移動的物質的量為2molC．丙區(qū)發(fā)生的電極反應為：H4[SiW12O40]+2e-+2H+=H6[SiW12O40]D．丁區(qū)H6[SiW12O40]在催化劑表面發(fā)生電化學反應生成H4[SiW12O40]和H23.最近英國斯特萊斯克萊德大學教授發(fā)明的直接尿素燃料電池，可用哺乳動物的尿液中的尿素作原料，電池原理如圖，有關該電池說法正確的是A．通尿液的電極為電池正極B．尿素電池工作時，OH－向正極移動C．該電池反應為：2CO(NH2)2+3O2=2CO2+2N2+4H2OD．該成果可用于航天空間站中發(fā)電和廢物處理4.某甲烷燃料電池構造示意圖如圖所示，關于該電池的說法不正確的是A．應該甲烷燃料電池的總反應：CH4+2O2=CO2+2H2OB．正極的電極反應是：O2+2H2O+4e-=4OH-C．a極是負極，發(fā)生氧化反應D．甲烷燃料電池是環(huán)保電池5.一種電化學“大氣固碳”電池工作原理如圖所示。該電池在充電時，通過催化劑的選擇性控制，只有Li2CO3發(fā)生氧化，釋放出CO2和O2。下列說法正確的是A．該電池放電時的正極反應為2Li－2e－＋CO32－=Li2CO3B．該電池既可選用含水電解液，也可選無水電解液C．充電時陽極發(fā)生的反應為C＋2Li2CO3－4e－=3CO2＋4Li＋D．該電池每放、充4mol電子一次，理論上能固定1molCO26.某華人科學家和他的團隊研發(fā)出“紙電池”(如圖)。這種一面鍍鋅、一面鍍二氧化錳的超薄電池在使用印刷與壓層技術后，變成一張可任意裁剪大小的“電紙”，厚度僅為0.5毫米，可以任意彎曲和裁剪。紙內的離子“流過”水和氧化鋅組成電解液，電池總反應式為：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH)。下列說法正確的是A．該電池的正極材料為鋅B．該電池反應中二氧化錳發(fā)生了氧化反應C．電池的正極反應式為2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-D．當有0.1mol鋅溶解時，流經電解液的電子數為1.204×10237.港珠澳大橋設計壽命達120年，對橋體鋼構件采用的主要的防腐方法有：①鋼梁上安裝鋁片；②使用高性能富鋅(富含鋅粉)底漆；③使用高附著性防腐涂料；④預留鋼鐵腐蝕量。下列分析不正確的是()A．鋼鐵在海水中的腐蝕主要為析氫腐蝕B．方法①②③只能減緩鋼鐵腐蝕，未能完全消除C．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時的負極反應式為：Fe-2e-Fe2+D．①②防腐原理是犧牲陽極的陰極保護法8.工信部正式向四大運營商頒發(fā)了5G商用牌照，揭示了我國5G元年的起點。通信用磷酸鐵鋰電池其有體積小、重量輕、高溫性能突出、可高倍率充放電、綠色環(huán)保等眾多優(yōu)點。磷酸鐵鋰電池是以磷酸鐵鋰為正極材料的一種鋰離子二次電池，放電時，正極反應式為M1-xFexPO4+e-+Li+=LiM1-xFexPO4，其原理如圖所示，下列說法正確的是（）A．放電時，電流由石墨電極流向磷酸鐵鋰電極B．充電時，Li+移向磷酸鐵鋰電極C．放電時，負極反應式為LiC6-e-=Li++6CD．電池總反應為M1-xFexPO4+LiC6LiM1-xFexPO4+6C9.2020年化學科學家用微生物燃料電池作電源進行模擬消除酸性工業(yè)廢水中的重鉻酸根離子(Cr2O72-)的示意圖如圖所示，反應一段時間后，在裝置②中得到Fe(OH)3和Cr(OH)3兩種沉淀。已知6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。下列說法錯誤的是（）A．裝置①中，a極的電極反應為HS--8e-+4H2O=SO42-+9H+B．向裝置②中加入適量Na2SO4，其主要作用是增強溶液的導電性C．裝置①中，b極上消耗的n(O2)與裝置②中惰性電極上生成的n(生成物)相等D．當裝置①中有0.6molH+通過質子交換膜時，裝置②中產生0.4mol沉淀10.研究發(fā)現，可以用石墨作陽極、鈦網作陰極、熔融CaF2—CaO作電解質，利用圖示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑還原二氧化鈦制備金屬鈦。下列說法中不正確的是（）A．由TiO2制得1mol金屬Ti，理論上外電路轉移4mol電子B．陽極的電極反應式為C+2O2-－4e-=CO2↑C．在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量會不斷減少D．裝置中石墨電極材料需要定期更換11.下列有關的敘述合理的是()A．銅的精煉工業(yè)和電鍍銅工業(yè)，均可采用CuSO4溶液做電解質溶液B．明礬可用于自來水的凈化和殺菌消毒C．水庫的鋼閘門與電源負極相連以防止其生銹，該法即犧牲陽極的陰極保護法D．測定醋酸鈉溶液pH的方法是用玻璃棒蘸取溶液，點在濕潤的pH試紙上12.下列關于金屬腐蝕與防護的說法不正確的是A．金屬腐蝕就是金屬失去電子被氧化的過程B．鋁制品的耐腐蝕性強，說明鋁的化學性質不活潑C．將海水中鋼鐵閘門與電源的負極相連，可防止閘門被腐蝕D．鐵在NaOH和NaNO2的混合液中發(fā)藍、發(fā)黑，使鐵表面生成一層致密的氧化膜Fe3O4，防止鋼鐵腐蝕，其反應為：9Fe+8H2O+4NaNO2=3Fe3O4+4NH3↑+4NaOH13.下列有關四個常用電化學裝置的敘述中，正確的是圖Ⅰ堿性鋅錳電池圖Ⅱ鉛蓄電池圖Ⅲ電解精煉銅圖Ⅳ氫氧燃料電池A．圖Ⅰ所示電池中，MnO2是正極，電極反應式是2H2O+2e-=H2↑+2OH-B．圖Ⅱ所示電池放電過程中，當外電路通過1mol電子時，理論上負極板的質量增加96gC．圖Ⅲ所示裝置工作過程中，陽極質量減少量等于陰極的質量增加量D．圖Ⅳ所示電池中，不管KOH溶液換成H2SO4溶液還是Na2SO4溶液，電池的總反應式不變14.用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的吸收液用三室膜電解技術處理，原理如圖所示．下列說法錯誤的是A．電極a為電解池陰極B．陽極上有反應HSO3—-2e—+H2O=SO42—+3H+發(fā)生C．當電路中通過1mol電子的電量時，理論上將產生0.5molH2D．處理后可得到較濃的H2SO4和NaHSO3產品15.電滲析法是海水淡化的常用方法，某地海水中主要離子的含量如下表，現利用“電滲析法”進行淡化，技術原理如圖所示（兩端為惰性電極，陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過）。下列說法錯誤的是（）A．淡化過程中易在甲室形成水垢B．淡化過程中戊室的電極反應式為：2Cl--2e-=Cl2↑C．淡化過程中乙室和丁室中部分離子的濃度減小，淡水的出口為a、cD．當甲室收集到標準狀況下11.2L氣體時，通過甲室陽膜的離子的物質的量一定為1mol16.通過NO傳感器可監(jiān)測NO的含量，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A．該裝置可以將化學能轉化為電能B．該電池的總反應為2NO+O2=2NO2C．NiO電極的電極反應式：NO+O2--2e-=NO2D．標況下當有2.24LO2參與反應時，轉移了0.2mole-17.空間實驗室“天宮一號”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC)，RFC是一種將水電解技術與氫氧燃料電池技術相結合的可充電電池。如圖為RFC工作原理示意圖，有關說法正確的是A．轉移0.1mol電子時，a電極產生1.12LH2B．b電極上發(fā)生還原反應C．酸性電解質溶液中H＋移向c電極D．d電極上發(fā)生的電極反應是：O2＋4H＋＋4e－=2H2O18.為減少二氧化碳排放，我國科學家設計熔鹽電解池捕獲二氧化碳的裝置，如圖所示。下列說法不正確的是A．過程①中有碳氧鍵斷裂B．過程②中C2O52-在a極上發(fā)生了還原反應C．過程③中的反應可表示為：CO2+O2-==CO32-D．過程總反應：CO2C+O219．相比鋰離子電池，鈉離子電池具有原材料豐富、成本低、無過放負載電特性等優(yōu)點。一種可充電鈉離子電池的工作原理如圖所示(兩電極材料均不溶于水，P為價)，下列說法正確的是()A．放電過程中Ti元素的化合價由降低到B．充放電過程中電解質溶液中基本保持不變C．充電過程中通過離子交換膜從右室移向左室D．充電時陰極反應為二、非選擇題（共7題）20．如圖所示，某同學設計了一個燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理的相關問題，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。請按要求回答相關問題：（1）石墨電極(C)作___極，丙池中滴有酚酞，實驗開始后觀察到的現象是_____，甲中甲烷燃料電池的負極反應式為________。（2）若消耗2.24L(標況)氧氣，則乙裝置中鐵電極上生成的氣體體積(標況)為___L。（3）丙中以CuSO4溶液為電解質溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質)的電解精煉，下列說法正確的是_______。A．b電極為粗銅B．粗銅接電源正極，發(fā)生還原反應C．CuSO4溶液的濃度保持不變D．利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬（4）若丙中以稀H2SO4為電解質溶液，電極材料b為鋁，則能使鋁表面生成一層致密的氧化膜，該電極反應式為__________。（5）假設乙裝置中氯化鈉溶液足夠多，若在標準狀況下，有224mL氧氣參加反應，則乙裝置中陽離子交換膜，左側溶液質量將_______，（填“增大”“減小”或“不變”），且變化了_____克。21．下圖是一個電化學過程的示意圖，請按要求填空：（1）通入CH3CH2OH的電極名稱是______________，B電極的名稱是_____________。（2）通入CH3CH2OH一極的電極反應式為_____________________________________。（3）乙池中總反應的化學方程式為___________________________________________。（4）當乙池中A(Fe)極的質量增加12.8g時，甲池中消耗O2_______mL(標況下)（5）火箭發(fā)射時可用肼(N2H4)為燃料，以二氧化氮做氧化劑，它們相互反應生成氮氣和水蒸氣。①寫出在堿性條件下負極反應式為：___________________________________________。②已知：N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g)，ΔH＝＋67.7kJ·mol－1；N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)，ΔH＝－534kJ·mol－1，則N2H4和NO2反應的熱化學方程式__________________________________________。22．如下圖所示，某研究性學習小組利用上述燃燒原理設計一個肼(N2H4)─空氣燃料電池(如圖甲)并探究某些工業(yè)原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜(即只允許陽離子通過)。根據要求回答相關問題：（1）甲裝置中通入____氣體的一極為正極，其電極反應式為：__________。（2）乙裝置中石墨電極為_____極（填“陽”或“陰”，其電極反應式為_____；可以用_____檢驗該反應產物，電解一段時間后，乙池中的溶液呈_________性。（3）圖中用丙裝置模擬工業(yè)中的_________原理，如果電解后丙裝置精銅質量增加3.2g，則理論上甲裝置中肼消耗質量為_________g。（4）如果將丙中的粗銅電極換為Pt電極，則丙中總化學方程式為________。23．高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型、高效的水處理劑，與水反應的化學方程式為4Na2FeO4＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋3O2↑＋8NaOH。電解制備Na2FeO4裝置示意圖如圖所示。（1）a是電源的________(填“正”或“負”)極。電解時，石墨電極附近溶液的堿性________(填“增強”“減弱”或“不變”)。（2）鐵電極的反應式為_________________________________________________。（3）維持一定的電流強度和電解溫度，NaOH起始濃度對Na2FeO4濃度影響如圖(電解液體積相同的情況下進行實驗)。①電解3.0h內，隨NaOH起始濃度增大，Na2FeO4濃度變化趨勢是________(填“增大”“不變”或“減小”)。②當NaOH起始濃度為16mol·L－1時，1.0～2.0h內生成Na2FeO4的速率是__________mol·L－1·h－1。（4）提純電解所得Na2FeO4，采用重結晶、過濾、洗滌、低溫烘干的方法，則洗滌劑最好選用________(填標號)溶液和異丙醇。A．Fe(NO3)3B．NH4ClC．CH3COONa（5）次氯酸鈉氧化法也可以制得Na2FeO4。已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝akJ·mol－1NaCl(aq)＋H2O(l)===NaClO(aq)＋H2(g)ΔH＝bkJ·mol－14Na2FeO4(aq)＋10H2O(l)===4Fe(OH)3(s)＋3O2(g)＋8NaOH(aq)ΔH＝ckJ·mol－1反應2Fe(OH)3(s)＋3NaClO(aq)＋4NaOH(aq)===2Na2FeO4(aq)＋3NaCl(aq)＋5H2O(l)的ΔH＝_______kJ·mol－1。24．電化學原理在防止金屬腐蝕、能量轉換等方面應用廣泛。（1）①鋼鐵在海水中容易發(fā)生電化學腐蝕，正極反應式是__________。②圖中，為減緩鋼閘門的腐蝕，材料B可以選擇__________(填“Zn”或“Cu”)。（2）如圖為鋼鐵防護模擬實驗裝置，則鐵做__________極，檢測鋼鐵保護效果的方法是：取少量鐵電極附近的溶液于試管中，_________，則說明保護效果好。（3）氫氧燃料電池是一種新型的化學電源，其構造如圖所示：a、b為多孔石墨電極，通入的氣體由孔隙中逸出，并在電極表面放電。①a的電極反應式是_________；②若電池共產生3.6g水，則電路中通過了_______mol的電子。25．鐵及其化合物用途非常廣泛。（1）已知赤鐵礦還原冶煉時是逐級進行的，已知：(a)3Fe2O3(s)＋CO(g)2Fe3O4(s)＋CO2(g)H=akJ·mol－1(b)Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)H=bkJ·mol－1(c)Fe3O4(s)＋CO(g)3FeO(s)＋CO2(g)H=ckJ·mol－1①上述反應(a)平衡常數表達式為K=___________________。②反應FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)H=__________kJ·mol－1（用含a、b、c的代數式表示）。（2）用類似冶煉鋁的方法，在600～1000℃時電解熔融的Fe2O3冶煉鐵（裝置示意圖如圖），該法除消耗能量較少外，另一最突出的優(yōu)點是__________________________________；電解時陽極發(fā)生的電極反應為____________。（3）生鐵在自然界中可發(fā)生析氫腐蝕和吸氧腐蝕，析氫腐蝕的負極的電極反應式為_________；如圖所示，純鐵處于a、b、c三種不同的環(huán)境中，鐵被腐蝕的速率由大到小的順序是（填字母）_____________。26．如下圖所示，A、F為石墨電極，B、E為鐵片電極。按要求回答下列問題。（1）打開K2，合并K1。B為________極，A的電極反應為________________________。寫出U型管中涉及的兩個主要化學反應方程式為_______________________；________________________。（2）打開K1，合并K2。E為________極，F極的電極反應為_____________________（3）若往U形管中滴加酚酞，進行（1）（2）操作時，A、B、E、F電極周圍能變紅的是________【參考答案及解析】一、選擇題1.【答案】D【解析】A．A燒杯中為稀硫酸，與C和Fe組成原電池，C為正極，Fe為負極，B燒杯為電解池，A正確；B．當A燒杯產生0.1mol氣體的時候，轉移電子數為0.2mol，故B燒杯中轉移電子數也為0.2mol，根據電解池的電極方程式2Cl--2e-=Cl2↑，可以計算出產生的氣體為0.1mol，B正確；C．經過一段時間后B燒杯中Cu2+得到電子質量減小，C正確；D．將右側C電極換成Cu電極后，電極方程式變?yōu)镃u-2e-=Cu2+，D錯誤；故選D。2.【答案】C【解析】【分析】根據圖可知，甲區(qū)：通入H2S，發(fā)生：H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+，S通過甲裝置下端排出，Fe2+與H+通過甲乙之間的泵到達乙區(qū)，Fe2+在乙區(qū)失去電子，發(fā)生：Fe2+-e-=Fe3+，Fe3+從左上面管子到甲區(qū)循環(huán)，H+通過質子交換膜進入丙區(qū)，發(fā)生：H4[SiW12O40]+2e-+2H+=H6[SiW12O40]，H6[SiW12O40]從右上管到達丁區(qū)，在催化劑作用下發(fā)生：H6[SiW12O40]=H4[SiW12O40]+H2↑，H4[SiW12O40]從丙丁之間的泵回到丙區(qū)循環(huán)，H2排出，據此分析解答?！驹斀狻緼.甲區(qū)：通入H2S，發(fā)生的離子反應方程式為：H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+，A錯誤；B.H+由質子交換膜左側向右側移動，B錯誤；C.丙區(qū)：發(fā)生反應為：H4[SiW12O40]+2e-+2H+=H6[SiW12O40]，C正確；D.丁區(qū)：在催化劑作用下發(fā)生：H6[SiW12O40]=H4[SiW12O40]+H2↑，沒發(fā)生電化學反應，D錯誤；故答案為：C。3.【答案】CD【解析】A.由裝置可知左側通尿液電極為電子流出的電極，原電池中電子由負極流出，故A錯誤；B.原電池電解質溶液中的離子移動方向：陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，因此氫氧根離子向負極移動，故B錯誤；C.由裝置可知尿素在負極反應轉變成氮氣和二氧化碳，氧氣和水在正極反應轉變成氫氧根離子，總反應為：2CO(NH2)2+3O2=2CO2+2N2+4H2O，故C正確；D.該裝置可實現廢物處理，同時可以產生電能利用，故D正確；故選：CD。4.【答案】A【解析】A.該電池所用電解質溶液為NaOH溶液是堿性環(huán)境，因此該甲烷燃料電池的總反應：CH4+2O2+2OH-=CO32?+3H2O，故A錯誤；B.正極的電極反應是：O2+2H2O+4e－=4OH－，故B正確；C.通入燃料的電極作負極，因此a極是負極，發(fā)生氧化反應，故C正確；D.甲烷燃料電池的產物對環(huán)境比較友好，因此甲烷燃料電池是環(huán)保電池，故D正確；綜上所述，答案為A。5.【答案】D【解析】A．原電池正極發(fā)生還原反應，放電時Li被氧化成Li+應為負極，正極反應為：3CO2+4e-+4Li+=2Li2CO3+C，故A錯誤；B．Li能與水反應，所以不能選用含水電解液，故B錯誤；C．充電時陽極只有Li2CO3發(fā)生氧化，釋放出CO2和O2，所以電極方程式為2Li2CO3-4e-=2CO2↑+4Li++O2↑，故C錯誤；D．根據放電時正極反應可知轉移4mol電子，可以吸收3molCO2，根據充電時陽極反應可知轉移4mol電子，釋放2mollCO2，所以每放、充4mol電子一次，理論上能固定1molCO2，故D正確；故答案為D?！军c睛】正確判斷放電時正極反應為解題關鍵，根據圖示放電時正極反應物只有二氧化碳，所以只能是碳元素被還原成C單質，同時生成碳酸鋰，充電時碳酸鋰被氧化，從而達到固定碳的目的。6.【答案】C【解析】【分析】由反應的總方程式可知，該原電池中，Zn元素化合價升高，被氧化，Mn元素化合價降低，被還原，則鋅作負極、二氧化錳作正極，負極電極反應為Zn-2e-+2OH-═ZnO+H2O，正極電極反應為2MnO2+2e-+2H2O═2MnO（OH）+2OH-，電子從負極沿導線流向正極。【詳解】A．該原電池中，鋅元素化合價由0價變?yōu)?2價，鋅失電子作負極，故A錯誤；

B．該原電池中，錳元素化合價由+4價變?yōu)?3價，所以二氧化錳作正極，發(fā)生還原反應，故B錯誤；

C．正極上二氧化錳得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為MnO2+e-+H2O═MnO（OH）+OH-，故C正確；

D．電子從負極沿導線流向之間，不經過電解質溶液，故D錯誤。

故答案為C【點睛】根據元素化合價變化確定正負極，難點是電極反應式的書寫，注意電子不進入電解質溶液，電解質溶液中陰陽離子定向移動形成電流。7.【答案】A【解析】A．海水成中性，或弱酸性，因此鋼鐵在海水中的腐蝕主要為吸氧腐蝕，故A錯誤；B．防腐方法并不能完全防止鐵的腐蝕，只能減緩鋼鐵腐蝕，故B正確；C．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時的負極是Fe失電子生成亞鐵離子，負極反應式為：Fe-2e-=Fe2+，故C正確；D．鋁和鋅的活潑性大于鐵，防腐過程中鋁和鋅均失去電子，鐵為正極被保護，所以①②防腐原理是犧牲陽極的陰極保護法，故D正確；故選A。8.【答案】C【解析】【分析】根據電池裝置圖知，石墨為負極，反應式為LiC6-e-=Li++6C，磷酸鐵鋰為正極，反應式為M1-xFexPO4+xLi++xe-=LiM1-xFexPO4，充電時，陰極、陽極反應式與負極、正極反應式正好相反，據此分析解答?！驹斀狻緼．放電時，電子由負極石墨電極流向正極磷酸鐵鋰電極，則電流由正極磷酸鐵鋰電極流向負極石墨電極，A錯誤；B．放電時，Li+移向正極磷酸鐵鋰電極，充電時Li+移向負極石墨電極，B錯誤；C．放電時，石墨電極為負極，負極反應式為LiC6-e-=Li++6C，C正確；D．根據電池結構可知，該電池的總反應方程式為：M1-xFexPO4+LiC6LiM1-xFexPO4+6C，D錯誤；故合理選項是C。【點睛】本題考查化學電源新型電池，明確充放電各個電極上發(fā)生的反應是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，側重考查原電池和電解池反應原理，注意放電時負極與充電時的陽極發(fā)生氧化反應，放電時的正極與充電時的陰極發(fā)生還原反應。9.【答案】C【解析】A．根據裝置圖可知，在a電極上HS-失去電子被氧化產生SO42-，由于電解質溶液為酸性，所以a電極反應式為：HS--8e-+4H2O=SO42-+9H+，A正確；B．在裝置②中，Fe電極連接電源正極，作陽極，失去電子發(fā)生氧化反應，Fe-2e-=Fe2+，Fe2+具有強的還原性，與廢水中的Cr2O72-發(fā)生氧化還原反應：6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；惰性電極連接電源負極，作陰極，發(fā)生還原反應：2H++2e-=H2↑，氫離子放電變?yōu)闅錃庖莩?，使溶液堿性增強，溶液中的Fe3+、Cr3+變?yōu)镕e(OH)3和Cr(OH)3沉淀，可見，Na2SO4電離產生的離子不參加化學反應，其主要作用是增強溶液的導電性，B正確；C．在裝置①中，每產生1molO2轉移4mol電子，在裝置②惰性電極上產生的氣體為H2，每反應產生1molH2轉移2mol電子，由于同一閉合回路中電子轉移數目相等，所以b極上消耗的n(O2)與裝置②中惰性電極上生成的n(生成物)不等，C錯誤；D．當裝置①中有0.6molH+通過質子交換膜時，轉移0.6mol電子，根據同一閉合回路中電子轉移數目相等，裝置②中由Fe-2e-=Fe2+可知反應產生0.3molFe2+，Fe2+再發(fā)生反應：6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，根據物質轉化關系可知0.3molFe2+反應轉化為0.3molFe3+，同時得到0.1molCr3+，0.3molFe3+產生0.3molFe(OH)3沉淀，0.1molCr3+產生0.1molCr(OH)3沉淀，故裝置②中共產生0.4mol沉淀，D正確；故合理選項是C。10.【答案】C【解析】A．由TiO2制得1mol金屬Ti，Ti元素化合價降低4價，所以轉移4mol電子，故A正確；B．石墨電極為陽極，根據圖示可知石墨被氧化和氧離子生成二氧化碳，電極方程式為C+2O2-－4e-=CO2↑，故B正確；C．鈣離子在陰極上被還原成鈣單質，之后鈣單質和TiO2反應又生成氧化鈣，所以氧化鈣的總量不變，故C錯誤；D．根據陽極電極反應可知C不斷被消耗，所以需要定期更換，故D正確；故答案為C。11.【答案】A【解析】A．銅的精煉工業(yè)和電鍍銅工業(yè)上，銅均需做陽極失電子變?yōu)镃u2+進入電解質溶液，Cu2+再在陰極上得到電子析出，故電解質溶液均選用含銅離子的溶液，均可以用CuSO4溶液，故A正確；B．明礬的凈水原理是利用鋁離子水解生成的氫氧化鋁膠體的吸附性，不能用于殺菌消毒，故B錯誤；C．水庫的鋼閘門與電源負極相連以防止其生銹，此時鐵作陰極，該法為外接電源的陰極保護法，故C錯誤；D．測定醋酸鈉溶液pH的方法是用玻璃棒蘸取溶液，點在pH試紙上，不能將pH試紙潤濕，會稀釋醋酸溶液，使pH增大，測量數據有誤差，故D錯誤；答案選A。12.【答案】B【解析】A.金屬腐蝕就指金屬在失電子被氧化的過程，A正確；B.鋁化學性質活潑，表面易形成穩(wěn)定的致密氧化膜，阻止反應進一步進行，故鋁制品的耐腐蝕性強，B錯誤；C.將海水中鋼鐵閘門與電源負極相連，作電解池的陰極被保護，防止閘門被腐蝕，C正確；D.鐵在NaOH和NaNO2的混合液中發(fā)生反應9Fe+8H2O+4NaNO2=3Fe3O4+4NH3↑+4NaOH，鐵表面生成一層致密的氧化膜Fe3O4防止鋼鐵腐蝕，D正確；答案選B。13.【答案】D【解析】A.正極上二氧化錳得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-，A錯誤；B.負極的電極反應式為：Pb(s)+SO42-(aq)+2e-=PbSO4(s)，所以當外電路通過1mol電子時，理論上負極板的質量增加48g，B錯誤；C.在銅的精煉中，陽極上不僅銅失電子還有其它金屬失電子，陰極上只有銅離子得電子，當轉移電子相等時，陽極質量減少量不等于陰極的質量增加量，C錯誤；D.圖Ⅳ所示電池中，不管KOH溶液換成H2SO4溶液還是Na2SO4溶液，電池總反應式都為：2H2+O2=2H2O，D正確；故合理選項是D。14.【答案】D【解析】A.從圖中箭標方向“Na+→電極a”，則a為陰極，與題意不符，A錯誤；B.電極b為陽極，發(fā)生氧化反應，根據圖像“HSO3-和SO42-”向b移動，則b電極反應式HSO3-–2e-＋H2O＝SO42-＋3H+，與題意不符，B錯誤；C.電極a發(fā)生還原反應，a為陰極，故a電極反應式為2H++2e–＝H2↑，通過1mol電子時，會有0.5molH2生成，與題意不符，C錯誤；D.根據圖像可知，b極可得到較濃的硫酸，a極得到亞硫酸鈉，符合題意，D正確；答案為D。15.【答案】D【解析】【分析】戊室電極與電源的正極相連，則為陽極室，Cl-放電，其電極反應式為：2Cl-－2e-=Cl2↑，甲室電極與電源的負極相連，則為陰極室，水得電子生成氫氣同時生成OH-，其電極反應式為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-。【詳解】A.由圖可知，甲室電極與電源負極相連，為陰極室，開始電解時，陰極上水得電子生成氫氣同時生成OH-，生成的OH-和HCO3-反應生成CO32-，Ca2+轉化為CaCO3沉淀，OH-和Mg2+生成Mg(OH)2，CaCO3和Mg(OH)2是水垢的成分，A正確；B.由圖可知，戊室電極與電源正極相連，為陽極室，Cl-放電能力大于OH-，所以陽極的電極反應式為：2Cl-－2e-=Cl2↑，B正確；C.陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過，電解時乙室中陽離子移向甲室，丁室中的陰離子移向戊室，則乙室和丁室中部分離子的濃度減小，剩下的物質主要是水，淡水的出口為a、c，C正確；D.甲室收集到的是H2，當甲室收集到22.4L(標準狀況)氣體時，則電路中轉移2mol電子，通過甲室陽膜的離子為陽離子，既有+1價的離子，又有+2價的離子，所以物質的量不是1mol，D錯誤；故答案為：D。16.【答案】D【解析】A.由電池裝置可知，該裝置為原電池，原電池是將化學能轉變成電能的裝置，故A正確；B.由圖示信息可知，一氧化氮在氧化鎳電極上結合氧離子轉變二氧化氮，氧氣在鉑電極上轉變成氧離子，總反應為2NO+O2=2NO2，故B正確；C.一氧化氮在氧化鎳電極上結合氧離子轉變二氧化氮，電極反應為NO+O2--2e-=NO2，故C正確；D.氧氣在鉑電極上的反應為：O2+4e-=2O2-，2,24L氧氣為0.1mol，轉移電子數為0.4mol，故D錯誤；故選：D。17.【答案】C【解析】A．根據RFC工作原理示意圖，a電極與電源負極相連，a電極為陰極，電極反應為2H＋＋2e－=H2↑，轉移0.1mol電子時，a電極產生標準狀況下的氣體1.12L，A項錯誤；B．b電極與電源正極相連，是電解池的陽極，發(fā)生氧化反應，B項錯誤；C．氣體Y是氧氣，在c電極得電子，做原電池的正極，酸性電解質溶液中H＋移向c電極，C項正確；D．d電極是氫氧燃料電池的負極，則d電極上發(fā)生的電極反應為H2-2e－=2H＋，D項錯誤；答案選C。18.【答案】B【解析】【分析】a極上，電極反應有：4CO2+2O2-=2C2O52-，2C2O52--4e-=4CO2↑+O2↑，總的電極反應為：2O2--4e-=O2↑；b極上，電極反應有：CO2+O2-=CO32-，CO32-+4e-=C+3O2-，總的電極反應為：CO2+4e-=C+2O2-；熔鹽電池的總的化學方程式為：CO2C+O2。【詳解】A、過程①的離子反應為：2CO2+O2-=C2O52-，其中CO2的結構式為O=C=O，對比CO2和C2O52-的結構式可知，該過程有碳氧鍵斷裂，A正確；B、過程②中，a極的電極反應為：2C2O52--4e-=4CO2↑+O2↑，該電極反應為氧化反應，B錯誤；C、根據題中信息，可以推出過程③中的反應可表示為：CO2+O2-=CO32-，C正確；D、經分析，熔鹽電池的總的化學方程式為CO2C+O2，D正確；故選B。19．【答案】B【解析】【分析】根據圖示可知，放電時，由生成，鐵元素的化合價由+3價變?yōu)?2價，a極元素化合價降低，作原電池的正極，b極為原電池的負極；充電時，a極失去電子，作陽極，b極作陰極?！驹斀狻緼．放電時b為負極，被氧化為，Ti元素的化合價由升高到，A錯誤；B．充放電過程中，在電解質溶液和電極材料中轉移，電解質溶液中基本不變，B正確；C．充電時，陽離子向陰極移動，即從左室移向右室，C錯誤；D．充電時，陰極電極反應式為，D錯誤；答案選B。二、非選擇題20．【答案】（1）陽兩電極均有氣泡冒出，左邊a電極附近溶液變紅CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O（2）4.48（3）AD（4）2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+（5）增大0.88【解析】【分析】在燃料電池中，投放燃料的電極是負極，投放氧化劑的電極是正極。在甲池中通入O2的Pt電極為正極，通入CH4的Pt電極為負極。（1）與原電池負極相連的為電解池的陰極，與正極相連的電極為陽極，陽極發(fā)生氧化反應，陰極發(fā)生還原反應，據此分析實驗現象；（2）根據串聯(lián)電路中轉移電子數相等計算鐵電極上生成氫氣的體積；（3）銅的精煉時，粗銅為陽極，純銅為陰極，陽極上Cu以及活潑性比Cu強的金屬失電子，陰極上銅離子得電子生成Cu；（4）電極材料b為鋁，b為陽極，Al失電子生成氧化鋁；（5）根據氧氣的體積計算氧氣的物質的量，然后計算電子轉移的物質的量，結合同一閉合回路中電子轉移數目相等，Fe電極上H+變?yōu)镠2，C電極上Cl-變?yōu)镃l2，乙池中，乙裝置中是陽離子交換膜，只允許Na+通過，根據Na+帶一個單位正電荷，其物質的量與電子轉移的物質的量相等，通過比較增加與減少的質量，確定左側質量變化情況?！驹斀狻浚?）甲池中通入燃料CH4的電極為負極，通入O2的電極為正極，根據圖示可知乙池中Fe電極連接電源負極為陰極，石墨電極(C)連接電源正極，作陽極；在丙池中滴有酚酞，a電極為陰極，發(fā)生反應：2H++2e-=H2↑，H+不斷放電，破壞了附近溶液中H2O的電離平衡，最終達到平衡時，溶液中c(OH-)>c(H+)，溶液顯堿性，使酚酞試液變?yōu)榧t色；b電極為陽極，發(fā)生氧化反應：4OH--4e-=2H2O+O2↑，因此丙池實驗開始后觀察到的現象是：兩電極均有氣泡冒出，左邊a電極附近溶液變紅；在燃料電池甲中，負極上CH4失電子發(fā)生氧化反應，與溶液中OH-結合形成CO32-，負極的因此負極的電極反應式為：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；（2）串聯(lián)電池中轉移電子數相等，若在標準狀況下，有2.24L氧氣參加反應，則轉移電子的物質的量n(e-)=×4=0.4mol，乙裝置中鐵電極上H+放電生成H2，每產生1molH2，轉移2mol電子，則轉移0.4mol電子時產生H2的物質的量為n(H2)==0.2mol，試液反應產生H2在標準狀況下的體積V(H2)=0.2mol×22.4L/mol=4.48L；（3）A．電解精煉銅，粗銅為陽極，與電源正極連接，精銅為陰極，與電源負極連接。a與負極相連為陰極，b電極連接電源正極為陽極，所以b電極材料為粗銅，A正確；B．粗銅接電源正極，作陽極，陽極上發(fā)生氧化反應，B錯誤；C．陽極上Cu以及活潑性比Cu強的金屬失電子，陰極上銅離子得電子生成Cu，溶解的金屬與析出的金屬質量不相等，所以CuSO4溶液的濃度會改變，C錯誤；D．粗銅為陽極，陽極上Ag、Pt、Au等活潑性比Cu弱的金屬在陽極不反應，形成陽極泥，所以利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬，D正確；故合理選項是AD；（4）電極材料b為鋁，b為陽極，Al失電子生成氧化鋁，酸性條件下，能使陽極鋁表面生成一層致密的氧化膜，則鋁電極的電極方程式為：2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+；（5）n(O2)==0.01mol，電子轉移n(e-)=4n(O2)=0.04mol，在乙池中，Fe電極為陰極，發(fā)生還原反應，電極反應式為：2H++2e-=H2↑，轉移0.04mol電子，放出H2的物質的量為0.02mol，其質量m(H2)=0.02mol×2g/mol=0.04g；由于乙裝置中離子交換膜是陽離子交換膜，只允許陽離子Na+通過，左側H+放電使溶液中陽離子減少，因此Na+由右側向左側通過，Na+帶一個單位正電荷，轉移0.04mol電子，則左側增加0.04molNa+，其質量是m(Na+)=0.04mol×23g/mol=0.92g，由于左側增加質量大于減少質量，因此左側質量會增加，增加質量為△m=m(Na+)-m(H2)=0.92g-0.04g=0.88g?！军c睛】本題綜合考查電解池和原電池，對于多池串聯(lián)，通入燃料的電池為原電池，起電源作用，其它池為電解池。在燃料電池中，通入燃料的電極為負極，失去電子，發(fā)生氧化反應；通入氧氣的電極為正極，得到電子，發(fā)生還原反應。與負極連接的電極為陰極，發(fā)生還原反應，與正極連接的電極為陽極，發(fā)生氧化反應，要結合電極材料和電解質溶液書寫電極反應式，根據在同一閉合回路中電子轉移數目相同進行有關計算。側重于學生的分析能力和計算能力，有利于培養(yǎng)學生的良好的科學素養(yǎng)。21．【答案】（1）負極陽極（2）C2H5OH-12e-+16OH-=2CO+11H2O（3）2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4（4）2240（5）N2H4-4e-+4OHˉ=N2+4H2O2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1135.7kJ?mol-1【解析】【分析】甲池為乙醇燃料電池，放電過程中乙醇被氧化作負極，由于電解質溶液顯堿性，所以生成CO和水；氧氣被還原作正極，堿性電解質溶液中生成OHˉ；乙池為電解池裝置，B電極與原電池正極相連為陽極，失電子發(fā)生氧化反應，A電極與原電池負極相連為陰極，得電子發(fā)生還原反應?！驹斀狻浚?）通入乙醇的電極失電子發(fā)生氧化反應，為原電池的負極；B電極與原電池正極相連為陽極；（2）乙醇被氧化作負極，由于電解質溶液顯堿性，所以生成CO和水，電極方程式為C2H5OH-12e-+16OHˉ=2CO+11H2O；（3）乙池中陽極上水電離出的氫氧根放電生成氧氣，同時產生氫離子，陰極上銅離子放電生成銅單質，所以電池總反應的化學方程式為2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4；（4）乙池中A電極為陰極，電極反應為Cu2++2e-=Cu，析出銅的物質的量為=0.2mol，所以轉移的電子為0.4mol，甲池中通入氧氣的一極的電極反應為O2+2H2O+4e-=4OHˉ，所以轉移0.4mol電子時消耗0.1mol氧氣，標況下體積為0.1mol×22.4L/mol=2.24L=2240mL；（5）①原電池中負極失電子發(fā)生氧化反應，該電池中N2H4被NO2氧化，所以N2H4為負極原料，電解質溶液顯堿性，所以電極方程式為N2H4-4e-+4OHˉ=N2+4H2O；②已知i：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)，△H=+67.7kJ?mol-1；

ii：N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O

(g)，△H=-534kJ?mol-1

根據蓋斯定律，2×②-①可得2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=2(-534kJ?mol-1)-(+67.7kJ?mol-1)=-1135.7kJ?mol-1?！军c睛】有關電解池和原電池串聯(lián)裝置的計算，要注意把握“電路中各處轉移電子數相等”進行計算。22．【答案】（1）空氣O2+4e-+2H2O=4OH-（2）陽2Cl--2e-=Cl2↑濕潤的淀粉碘化鉀試紙堿（3）粗銅的精煉0.82CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4【解析】（1）根據原電池反應原理，負極上失電子，正極上得電子，則正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為：O2+4e-+2H2O=4OH-；答案為空氣，O2+4e-+2H2O=4OH-。（2）乙裝置中石墨與電源正極相接，為陽極，陽極上氯離子失去電子生成氯氣，發(fā)生氧化反應，電極反應式為2Cl--2e-=Cl2↑，檢驗氯氣的方法是用濕潤的淀粉碘化鉀試紙，觀察是否變藍，電解食鹽水的總反應為2H2O+2Cl-Cl2↑+H2↑+2OH-，電解后的溶液呈堿性；答案為陽，2Cl--2e-=Cl2↑，濕潤的淀粉碘化鉀試紙，堿。（3）裝置丙中，粗銅作陽極，純銅作陰極，所以該裝置為粗銅精煉裝置；原電池負極和純銅電極上有：N2H4～N2～4e-，Cu～Cu2+～2e-，根據電子守恒得到關系式：N2H4～2Cu，n(N2H4)=n(Cu)=×=0.025mol，m(N2H4)=nM=0.025mol×32g/mol=0.8g；答案為粗銅的精煉，0.8。（4）將丙中的粗銅電極換為Pt電極，則Pt電極為惰性電極，裝置為電解硫酸銅溶液裝置，溶液中銅離子和氫氧根離子放電，生成Cu和O2，電解硫酸銅溶液的化學方程式為2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4；答案為2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4。23．【答案】（1）負增強（2）Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2O（3）增大8（4）C（5）－a－3b－c【解析】【分析】電解法制備Na2FeO4，鐵元素化合價升高，鐵失電子發(fā)生氧化反應，所以鐵電極是陽極、石墨電極為陰極；【詳解】（1）電解法制備Na2FeO4，鐵元素化合價升高，所以鐵電極是陽極、石墨電極為陰極，a是電源的負極。電解時，陰極反應式是，石墨電極附近溶液的堿性增強；（2）鐵電極是陽極，陽極鐵失電子生成Na2FeO4，陽極反應式為Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2O；（3）①根據圖示，電解3.0h內，隨NaOH起始濃度增大，Na2FeO4濃度增大；②當NaOH起始濃度為16mol·L－1時，1.0～2.0h內Na2FeO4的濃度變化量是16mol·L－1－8mol·L－1=8mol·L－1，1.0～2.0h內生成Na2FeO4的速率是8mol·L－1÷1h=8mol·L－1·h－1；（4）由4Na2FeO4＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋3O2↑＋8NaOH反應可知，堿性條件能抑制FeO42-與水反應，所以用堿性溶液洗滌最好，Fe(NO3)3、NH4Cl溶液呈酸性，CH3COONa溶液呈堿性，故選C；（5）①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝akJ·mol－1②NaCl(aq)＋H2O(l)===NaClO(aq)＋H2(g)ΔH＝bkJ·mol－1③4Na2FeO4(aq)＋10H2O(l)===4Fe(OH)3(s)＋3O2(g)＋8NaOH(aq)ΔH＝ckJ·mol－1根據蓋斯定律，-③÷2-②×3-①×得2Fe(OH)3(s)＋3NaClO(aq)＋4NaOH(aq)===2Na2FeO4(aq)＋3NaCl(aq)＋5H2O(l)的ΔH＝－a－3b－ckJ·mol－1。【點睛】本題考查蓋斯定律、電解原理的應用，明確電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應，陰極得電子發(fā)生還原反應，陰極與電源負極相連、陽極與電源正極相連；會用蓋斯定律計算反應焓變。24．【答案】（1）O2＋4e－＋2H2O＝4OH－Zn（2）陰滴加鐵氰化鉀(K3Fe(CN)6)溶液，若無藍色沉淀產生（3）H2－2e－＋2OH－＝2H2O0.4【解析】【分析】（1）①鋼鐵在海水中發(fā)生電化學腐蝕的正極反應取決于電化學腐蝕的類型，按類型書寫即可；②由圖判斷防護方法是原電池原理，據此可以選擇材料B；（2）圖知鋼鐵防護的方法是電解方法，則可判斷鐵是陰極；檢測鋼鐵保護效果的方法是：檢測鐵電極附近的溶液中的亞鐵離子濃度；（3）①通過通入電極a的反應物是氫氣，判斷電極是負極，書