1、第四章化学反应与电能第四章化学反应与电能 一、单选题一、单选题 1利用电解法将 CO2转化为 CH4的原理如图所示。下列说法正确的是 A电解过程中，H+由 a 极区向 b 极区迁移 B电极 b 上反应为 CO2+8HCO-3-8e-=CH4+CO2-3+2H2O C电解过程中化学能转化为电能 D电解时 Na2SO4溶液浓度保持不变 2有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂 N2O5，所用装置如图所示，下列说法正确的是 A图中的甲池为电解池，乙池为原电池 BN2O5在 c 极上产生，c 极的电极反应为 N2O4-2e-+H2O=N2O5+2H+ Ca 极发生的电极反应为 SO2-2e-+
2、2H2O=2-4SO+4H+ D每转移 2mol 电子，生成 1molN2O5和 1molH2SO4 3一定条件下，碳钢腐蚀与溶液 pH 的关系如下： pH 2 4 6 6. 5 8 13. 5 14 腐蚀快慢 较快 慢 较快 主要产物 Fe2+ Fe3O4 Fe2O3 -2FeO 下列说法不正确的是 A在 pH4 的溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀 B在 pH6 的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀 C在 pH14 的溶液中，碳钢腐蚀的反应为 O2+4OH-+4e-=2H2O D在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢 4电解精炼铜的废液中含有大量的2Cu、2-4SO，下图为用惰性电极回收废液中
3、铜、浓缩24Na SO溶液的装置示意图。下列说法正确的是 A交换膜 m 为阴离子交换膜 B若电极 a 改为 Cu，仍可达到预期实验目的 Cb 极电极反应式：-22Cl -2e =Cl D当获得 1L 0.51mol L 24Na SO溶液时，最多回收 25.6g Cu 5下列关于硫酸、硝酸说法正确的是 A纯锌与稀硫酸反应制氢气比粗锌慢，因为粗锌中含有比锌活泼的金属杂质 B为增大铜与硝酸制取 NO 的反应速率，将稀硝酸改用浓硝酸 C实验室用 75%的硫酸与亚硫酸钠制 SO2，比用 98%的浓硫酸速率快，因为 75%的硫酸 H+浓度大 D铝片与稀硫酸反应，开始很缓慢，一段时间后反应速率加快，因为生
4、成的 Al3+有催化作用 6混合动力汽车(HEV)中使用了镍氢电池，其工作原理如图所示：其中 M 为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金，KOH溶液作电解液。关于镍氢电池，下列说法正确的是 A充电时，阴极附近pH降低 B发电机工作时溶液中-OH向甲移动 C放电时正极反应式为：22NiOOHH Oe =Ni(OH)OH D电极总反应式为：放电充电2M+Ni(OH)MH+NiOOH 7青铜器(铜锡合金)文物表面常覆盖有因腐蚀而产生的碱式氯化铜化学式 Cu2(OH)3Cl，下列说法错误的是 A青铜比纯铜硬度更大 B青铜器在潮湿环境中比在干燥环境中腐蚀快 C青铜器产生 Cu2(OH)3Cl 的过程中
5、铜元素被还原 D青铜的熔点低于纯铜 8我国科学家成功研制出2CO /Mg二次电池，在潮湿条件下的放电原理为22322Mg+3CO +2H O=2MgCOH O+C，模拟装置如图所示(已知放电时，2+Mg由负极向正极迁移)。下列说法正确的是 A放电时，电流由镁极经外电路流向石墨极 B放电时，正极的电极反应式为2+-22323CO +2Mg+2H O+4e =2MgCOH O+C C充电时，阴极上放出2CO，发生还原反应 D充电时，当阳极质量净减 12g 时，转移了 4mol 电子 9关于下列各装置图的叙述错误的是 A图装置用于实现铁上镀铜，a 极为铜，b 极为铁 B图装置中的 X 极若为负极，则
6、该装置可实现粗铜的精炼 C图装置中正极的电极反应式为：-22Ag O+2e +H O=2Ag+2OH D图装置中钢闸门应与外接电源的负极相连以实现外加电流的阴极保护 10微生物电化学产甲烷法是将电化学法和生物还原法有机结合，装置如图所示(左侧 CH3COO-转化为 CO2和 H+，右侧 CO2和 H+转化为 CH4)。有关说法正确的是 A电源 a 为负极 B该技术能助力“碳中和”(二氧化碳“零排放”)的战略愿景 C外电路中每通过 lmol e-与 a 相连的电极将产生 2.8L CO2 Db 电极的反应为：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O 11500mLKCl 和 Cu(NO3)2的混
7、合溶液中 c(Cu2+)=0.2mol L-1，用石墨作电极电解此溶液，通电一段时间后，两电极均收集到 5.6L(标准状况下)气体，假设电解后溶液的体积仍为 500mL，下列说法正确的是 A原混合溶液中 c(Cl-)=0.3mol L-1 B上述电解过程中共转移 0.5mol 电子 C电解得到的无色气体与有色气体的体积比为 3：7 D电解后溶液中 c(OH-)=0.2mol L-1 12下列实验操作正确且能达到相应实验目的的是 选项 实验目的 实验操作 A 测定3CH COOH溶液的pH 用玻璃棒蘸取溶液，点在湿润的 pH 试纸上 B 称取 2.0gNaOH固体 先在托盘上各放一张滤纸，然后在
8、右盘上放 2g 砝码，左盘上添加NaOH固体 C 检验溶液中是否含有取少量待测液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产4NH 生的气体 D 验证铁的吸氧腐蚀 将铁钉放入试管中，用盐酸浸没 AA BB CC DD 13某课外研究小组设计了一款可充电电池，在两惰性电极(多孔碳棒)上加装两个玻璃罩，装置如图所示。先关闭K1，打开 K2，工作一段时间后，再打开 K1，关闭 K2。下列说法不正确的是 A打开 K1，关闭 K2时，Na+向 B 极迁移 B该装置电解过程总反应方程式为：2H2O电解2H2+O2 C电极 A 发生还原反应过程中，A 区域碱性增强 D关闭 K1，打开 K2，
9、转移 2mol 电子，左池增重 44g 14锂资源短缺而钠资源丰富，使钠离子电池成为弥补锂不足的替代研究对象。2020 年 9 月和 2021 年 7 月，我国两家企业率先发布钠离子商用电池，在国际竞争中领先。某种钠离子电池放电时的工作原理如图。假定电极材料及反应设计为：211366211221222222122+x-x36633333333Na Ni Ti Co O + Na Ni Mn ONaNi Ti Co O + NaNi Mn O放电充电。下列叙述正确的是 A钠离子电池较锂离子电池具有更高的能量密度 B放电时，负极的电极反应式为：211366-+2112222+x36633NaNi
10、Ti Co O -xe =Na Ni Ti Co O +xNa C隔膜为阳离子交换膜且孔径应比锂离子电池隔膜的孔径小 D充电、放电时，钠离子均向电势更高的电极移动 15 科学家近年发明了一种新型 ZnCO2水介质电池。 电池示意图如图， 电极为金属锌和选择性催化材料， 放电时，温室气体 CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。 下列说法错误的是 A放电时，负极反应为24Zn2e4OHZn(OH) B放电时，1 mol CO2转化为 HCOOH，转移的电子数为 2 mol C充电时，电池总反应为24222Zn(OH)2ZnO4OH2H O D充电时，正极溶液中 OH浓
11、度升高 二、填空题二、填空题 16装置如图所示，C、D、E、F、X、Y 都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B 为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F 极附近呈红色。氢氧化铁胶体的胶粒带正电荷。请回答： (1)B 极是电源的_极，甲中溶液的 pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。 (2)乙溶液中总反应的离子方程式是_。一段时间后丁中 X 极附近的颜色逐渐_(填“变深”或“变浅”)。 (3)现用丙装置给铜件镀银，则 H 应该是_(填“铜”或“银”)。 (4)当外电路中通过 0.04mol 电子时， 甲装置内共收集到 0.448L 气体(标准状况)，
12、 若甲装置内的液体体积为 200mL(电解前后溶液体积不变)，则电解前 CuSO4溶液的物质的量浓度是多少？(写出计算过程)_ 17如图所示为水溶液锂离子电池体系。放电时，电池的负极是_（填“a”或“b”） ，溶液中的Li从_（填“a向 b”或“b 向 a”）迁移。 18从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应：2H2+O2=2H2O。 (1)下图能正确表示该反应中能量变化的是_。 (2)氢氧燃料电池的总反应方程式为 2H2+O2=2H2O。其中，氢气在_极发生_反应。电路中每转移 0.2 mol 电子，标准状况下消耗 H2的体积是_L。 (3)理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池
13、，请你利用下列反应“Cu+2Ag+=Cu2+2Ag”设计一个化学电池，并回答下列问题： 该电池的正极材料是 _ ，负极材料是 _ ，电解质溶液是 _。 正极上出现的现象是 _，负极上出现的现象是 _ 。 19某课外小组同学对不同条件下铁钉的锈蚀进行了如图实验： 实验序号 实验内容 (1)一周后观察，铁钉被腐蚀程度最大的是_(填实验序号)。 (2)实验中主要发生的是_(填“化学腐蚀”或“电化学腐蚀”)。 (3)铁发生电化学腐蚀的负极反应式为_。 (4)实验中正极的电极反应式为_。 (5)根据上述实验，你认为铁发生电化学腐蚀的条件是_。 (6)据资料显示，全世界每年因腐蚀而报废的金属材料相当于其年
14、产量的 20%以上。金属防腐的方法很多，常用方法有： A喷涂油漆 B电镀金属 C电化学保护法 D制成不锈钢 手术刀采用的防腐方法是_(填字母序号，下同)，钢铁桥梁常采用的防腐方法是_。 三、计算题三、计算题 20某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的开关时，观察到电流表的指针发生了偏转。 请回答下列问题： (1)甲池为_(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入 O2电极的电极反应式为_。 (2)乙池中 C(石墨)电极的名称为_(填“正极”“负极”或“阴极”“阳极”)，总反应的化学方程式为_。 (3)当乙池中 D 极质量增加 5.4g 时，甲池中理论上消耗 O
15、2的体积为_mL(标准状况)，转移的电子数为_。 (4)丙池中_(填“E”或“F”)极析出铜。 (5)若丙中电极不变， 将其溶液换成NaCl溶液， 开关闭合一段时间后， 丙中溶液的pH将_(填“增大”“减小”或“不变”)。 21用铂电极电解250mLCuCl与4CuSO的混合溶液（浓度均为12mol L） ，当阴极析出9.6g固体时，阳极产生标准状况下的氧气_L。 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.
16、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)。 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)。 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
17、出铜的质量为_g。 23.在 2.0L 的密闭容器中，充入 1.0molN2和 3.0molH2，在一定的条件下反应，2.0 分钟后达到平衡状态，相同温度下，测得平衡时混合气体的总物质的量比反应前混合气体的总物质的量减小了110，填写下列空白： (1)平衡时混合气体中三种气体的物质的量比为_。 (2)N2的转化率为_。 (3)2.0 分钟内，NH3的平均反应速率为_。 .(4)4g 硫粉完全燃烧时放出 37kJ 热量，该反应的热化学方程式是_。 (5)熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用 Li2CO3和 Na2CO3熔融盐混合物作电解质，CO 为负极燃气，空气与 CO2混合气体为
18、正极助燃气，制得在 650下工作的燃料电池，负极反应式：2CO-4e-+2CO23=4CO2，正极反应式为_。 四、实验题四、实验题 24为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。 回答下列问题： (1)电池装置中， 盐桥连接两电极电解质溶液。 盐桥中阴、 阳离子不与溶液中的物质发生化学反应， 并且电迁移率(u)应尽可能地相近。根据表中数据，盐桥中应选择_作为电解质。 阳离子 u 108/(m2 s-1 V-1) 阴离子 u 108/(m2 s-1 V-1) Li+ 4.07 HCO3 4.61 Na+ 5.19 NO3 7.40 Ca2+ 6.59 Cl- 7.91 K+
19、7.62 SO24 8.27 (2)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入_电极溶液中。 (3)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中 c(Fe2+)增加了 0.02mol L-1。石墨电极上未见 Fe 析出。可知，石墨电极溶液中 c(Fe2+)=_。 (4)根据(2)、(3)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为_，铁电极的电极反应式为_。因此，验证了 Fe2+氧化性小于_、还原性小于_。 (5)实验前需要对铁电极表面活化。在 FeSO4溶液中加入几滴 Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是_。 25某实验小组通过以下实
20、验，探究镀件表面镀铜的最佳条件。 【查阅资料】Cu2+24-27P OCu(P2O7)26-K=1 109 Cu+在溶液中不稳定，容易发生歧化。 【实验设计】用 CuSO4 5H2O、Na4P2O7 10H2O(焦磷酸钠)、添加剂配制一定浓度的电镀液，分别用纯铜和镀件作为两极材料，探究电镀液的 pH、电流密度、电极板间距对层的影响。 (1)要配制一定体积 40g/L 的 CuSO4溶液，以下仪器不需要用到的是_(填仪器名称)。 (2)镀件表面的油污可用_清洗。 (3)电镀时阴极上发生的主要反应的电极反应式为_。 【实验结果与数据分析】 .其他条件不变时，电位 10min，pH 对电镀的影响如下
21、表： 实验信号 pH 值 镀膜质量/g 镀层外观 1 3 0.0136 表面斑驳 2 7 0.0258 光亮，不光滑 3 8.5 0.0356 光亮，光滑 4 10 0.0216 表面部分斑驳 (4)实验 3 中，铜镀层的沉积速率 v(Cu)=_mol/min(保留两位有效数字)。 (5)实验 1 和实验 4 中，酸性或碱性较强时，镀层出现斑驳的可能原因是_。 .电流密度、电极板间距与镀膜质量的关系 (6)电流密度小于 0.50A/dm2时镀膜质量随电流密度增大而增大的原因是_。 (7)本实验电镀的最佳条件是 pH 为 8.5、_、_。 (8)使用最佳条件电镀时，在阳极附近的电镀液中出现红色固
22、体沉积物，其可能原因用离子方程式表示为_，通空气搅拌可防止红色固体沉积物形成。 26CuSO4溶液是一种较重要的铜盐试剂，在电镀、印染、颜料、农药等方面有广泛应用。某同学利用 CuSO4溶液进行以下实验探究： (1)下图是根据反应 Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4设计成的锌铜原电池： 该原电池的正极为_(填“Zn”或“Cu”)，电解质溶液甲是_(填“ZnSO4”或“CuSO4”)溶液；若盐桥中的成分是 KNO3溶液，则盐桥中 K+向_(填“甲”或“乙”)烧杯中移动。 (2)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、 Zn、 Ag、 Pt、 Au等杂质)的电解精炼， 下列说法正确的是_(填
23、字母)。 a溶液中 Cu2+向阳极移动 b粗铜接电源正极，发生还原反应 c电解后 CuSO4溶液的浓度减小 d利用阳极泥可回收 Ag、Pt、Au 等金属 (3)利用反应 2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4 + 2H2O 可制备 CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应为_。 (4)下图中， 是甲烷燃料电池(电解质溶液为 KOH 溶液)的结构示意图。 该同学想在中实现铁上镀铜，b 处通入的是_(填“CH4”或“O2”)，a 处电极上发生的电极反应式是_。 中电解前 CuSO4溶液的浓度为 2mol/L，当线路中有 0.2 mol 电子通过时，则此时电解液 CuSO4溶液的浓度为_
24、，阴极增重_ g。 27用零价铁Fe去除水体中的硝酸盐3NO已成为环境修复研究的热点之一 1 Fe还原水体中3NO的反应原理如图 1 所示 作负极的物质是_ 正极的电极反应式是_ 2将足量铁粉投入水体中，经 24 小时测定3NO的去除率和 pH，结果如下： 初始 pH pH2.5 pH4.5 3NO的去除率 接近100% 50% 24 小时 pH 接近中性 接近中性 铁的最终物质形态 pH4.5时，3NO的去除率低其原因是_ 3实验发现：在初始pH4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的2Fe可以明显提高3NO的去除率对2Fe的作用提出两种假设： 2.Fe直接还原3NO； 2.Fe破坏F
25、eO OH氧化层 做对比实验，结果如图 2 所示，可得到的结论是_ 同位素示踪法证实2Fe能与FeO OH反应生成34Fe O .结合该反应的离子方程式，解释加入2Fe提高3NO去除率的原因：_ 4其他条件与 2相同，经 1 小时测定3NO的去除率和 pH，结果如表： 初始 pH pH2.5 pH4.5 3NO的去除率 约10% 约3% 1 小时 pH 接近中性 接近中性 与 2中数据对比，解释 2中初始 pH 不同时，3NO去除率和铁的最终物质形态不同的原因：_ 答案第 14 页，共 12 页 参考答案参考答案 1A 【解析】 通过电解法可知此电池为电解池， 由 a 极生成 O2可以判断出
26、a 极为阳极， 则 b 为阴极。 阳离子向阴极流动，a 极上反应为 4OH4e2H2OO2，电极 b 上反应为 CO28HCO3+8eCH48CO2-32H2O。电解时OH比2-4SO更容易失去电子在阳极生成 O2，所以电解 Na2SO4溶液的实质是电解水，溶液中的水发生消耗，所以 Na2SO4溶液的浓度是增大的。 A由 a 极生成 O2可以判断出 a 极为阳极，b 为阴极，阳离子向阴极流动。则 H+由 a 极区向 b 极区迁移正确，故 A 正确； B 电极方程式配平发生错误，电极 b 上反应应为 CO28HCO3+8eCH48CO2-32H2O，故 B 错误； C通过电解法可知此电池为电解池
27、，所以电解过程中是电能转化为化学能，故 C 错误； D电解时 OH比2-4SO更容易失去电子，所以电解 Na2SO4溶液的实质是电解水，溶液中的水发生消耗，所以 Na2SO4溶液的浓度是增大的，故 D 错误； 故选 A。 2C 【解析】 由图可知甲装置能自发的进行氧化还原反应， 所以甲是原电池， 总反应为 2SO2+2H2O+O2=2H2SO4，用来制备硫酸，二氧化硫的电极失电子发生氧化反应，a 为负极，电极反应为：SO2-2e-+H2O=2-4SO+4H+，则 b 为正极，电极反应为：O2+4H+4e-=2 H2O，乙属于电解池，与电源的正极 b 相连的电极 c 为阳极，N2O4在阳极失电子
28、生成 N2O5，电极反应为：N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，d 电极为阴极，据此分析解题。 A由分析可知甲是原电池，乙是电解池，A 错误； Bc 是阳极，d 是阴极，阳极上 N2O4放电生成 N2O5，电极反应为 N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，B 错误； C由分析可知，a 极为负极，发生的电极反应为 SO2-2e-+2H2O=2-4SO+4H+，C 正确； D结合分析可知，每转移 2mol 电子，生成 2molN2O5和 1molH2SO4，D 错误； 故答案为 C。 3C 【解析】 A. 当 pH4 溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，负极电极反应式为：Fe-
29、2e-=Fe2+，正极上电极反应式为：2H+2e-=H2，故 A 正确； B. 当 pH6 溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，负极电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极上电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故 B 正确； C. 在 pH14 溶液中，碳钢腐蚀的正极反应 O2+2H2O+4e-=4OH-，故 C 错误； D. 将碱性溶液煮沸除去氧气后，正极上氧气生成氢氧根离子的速率减小，所以碳钢腐蚀速率会减缓，故 D 答案第 15 页，共 12 页 正确； 故选 C。 4D 【解析】该装置为电解装置，由图可知，Na+与2-4SO透过交换膜进入浓缩室，由离子移动方向可知电极 a 为阳极
30、，电极 b 为阴极，据此分析回答。 A由图可知，阳极区 Na+通过交换膜 m 进入浓缩室，故交换膜 m 为阳离子交换膜，故 A 错误； B电极 a 为阳极，电极上 Cl-发生氧化反应生成氯气，若电极 a 改为 Cu，则 Cu 失电子生成 Cu2+，也会通过交换膜 m 进入浓缩室，故不能达到预期实验目的，故 B 错误； Cb 极为阴极，电极上 Cu2+发生还原反应生成 Cu，发生的电极反应式为：2-Cu+2e =Cu，故 C 错误； D若浓缩至得到 1L 0.51mol L 24Na SO溶液，则有(0.5mol/L1L-0.1mol/L1L)=0.4mol2-4SO进入浓缩室，电路中有 0.8
31、mol 电子通过，可析出 0.4molCu，其质量为 64g/mol0.4mol=25.6g，故 D 正确； 答案选 D。 5C 【解析】 A 纯锌与稀硫酸反应制氢气比粗锌慢， 是因为粗锌中含有比锌活泼性弱的金属杂质或能导电的 C 等非金属杂质，锌与比锌活泼性弱的金属杂质或能导电的 C 等非金属杂质及稀硫酸构成原电池，可以加快化学反应速率，故 A 错误； B若将稀硝酸改用为浓硝酸，则铜与浓硝酸反应时生成的是 NO2而不是 NO，故 B 错误； C实验室用 75%的硫酸与亚硫酸钠制 SO2，比用 98%的浓硫酸速率快，是因为 75%的硫酸中 H+浓度大，而 98%浓硫酸中 H+浓度太小，不利于二
32、氧化硫的生成，故 C 正确； D铝片与稀硫酸反应，开始很缓慢，一段时间后反应速率加快，是因为铝表面的氧化膜逐渐溶解且反应为放热反应，加快了反应速率，故 D 错误； 答案选 C。 6C 【解析】放电过程为原电池，NiOOH 转变为 Ni(OH)2，镍元素化合价由+3 价降到+2 价，乙为正极，电极反应式为 NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-，甲为负极，MH 中氢元素化合价由 0 价升高到+1 价，发生氧化反应与溶液中的氢氧根离子结合成水， 电极反应为 MH-e-+OH-M+H2O； 充电是放电的逆过程， 此时甲为阴极，发生还原反应，乙为阳极，发生氧化反应。 A. 充电时，阴极发生还原
33、反应，电极反应为 M+H2O+eMH+OH，生成氢氧根，pH 增大，A 错误； B. 发电机工作时是充电过程，电解池原理，溶液中氢氧根离子向阳极移动，即乙电极迁移，B 错误； C. 正极得电子，发生还原反应，其电极反应式为 NiOOH+H2O+eNi(OH)2+OH，C 正确； D. 放电过程的正极反应为：NiOOH+H2O+eNi(OH)2+OH，负极反应为：MH-e-+OH-M+H2O，则电池总反应为：充电放电2M+Ni(OH)MH+NiOOH，D 错误；故答案为：C。 答案第 16 页，共 12 页 7C 【解析】A合金一般具有较大的硬度，青铜比纯铜硬度更大，A 项正确； B 在潮湿环境
34、中金属更容易发生电化学腐蚀， 因此青铜器在潮湿环境中比在干燥环境中腐蚀快， B 项正确； C青铜器产生 Cu2(OH)3Cl 的过程中，铜元素由 0 价变为+2 价，被氧化，C 项错误； D合金的熔点通常低于组分金属的熔点，青铜的熔点低于纯铜，D 项正确； 故选 C。 8B 【解析】该装置为电池装置，根据放电原理，Mg 的化合价升高，Mg 电极为负极，石墨为正极，据此分析； A放电属于原电池，电流的方向是由正极经外电路流向负极，即电流由石墨经外电路流向镁极，故 A 错误； B放电时，Mg2由负极向正极迁移，根据在潮湿条件下的放电原理，正极反应式为 3CO22Mg22H2O4e=2MgCO3 H
35、2OC，故 B 正确； C充电时，电池的正极接电源的正极，电池的负极接电源的负极，充电时，石墨为阳极，阳极电极反应式为 2MgCO3 H2OC4e=3CO22Mg22H2O，故 C 错误； D 根据C选项分析， 充电时， 阳极上质量减少的是2MgCO3 H2O和C， 即当阳极质量净减(2 10212)g=216g时，转移电子物质的量为 4mol，故 D 错误； 答案为 B。 9B 【解析】A由图可知，a 为电镀池的阳极，若要实现铁上镀铜，则 a 极为铜、b 极为铁，故 A 正确； B精炼铜时，粗铜为精炼池的阳极，与直流电源的正极相连，则 X 极为直流电源的正极，故 B 错误； C由图可知，氧化
36、银在正极上得到电子发生还原反应生成银，电极反应式为-22Ag O+2e +H O=2Ag+2OH，故 C 正确； D由图可知，该装置为外加电流的阴极保护法保护钢闸门不被腐蚀，钢闸门与外接电源的负极相连做电解池的阴极，被保护，故 D 正确； 故选 B。 10D 【解析】电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极上失去电子发生氧化反应，左侧电极上 CH3COO-转化为 CO2和 H+，发生氧化反应，左侧为阳极，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上氧化剂得到电子发生还原反应，右侧 CO2和 H+转化为 CH4；为还原反应，右侧为阴极； A 据分析，左侧电极为阳极，则电源 a 为正极，A 错误； B电化
37、学反应时，电极上电子数守恒，则有左侧32CH COO82COe ，右侧有24CO8eCH，二氧化碳不能零排放，B 错误； C 不知道气体是否处于标准状况，则难以计算与 a 相连的电极将产生的 CO2的体积，C 错误； D 右侧为阴极区，b 电极上发生还原反应，结合图示信息可知，电极反应为：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O， 答案第 17 页，共 12 页 D 正确； 答案选 D。 11D 【解析】电解 KCl 和 Cu(NO3)2的混合溶液，溶液中存在：Cu2+、H+、OH-、Cl-、K+、NO3-离子；根据离子的还原性顺序可知，阳极氯离子先放电，氢氧根离子后放电，电极反应式为：2Cl
38、-2e-Cl2，4OH-4e-= O2+2H2O；阴极铜离子先放电，氢离子后放电，电极反应式为：Cu2+2e-Cu，2H+2e-=H2；两电极均收集到 5.6L(标准状况下)气体，气体的物质的量为 0.25mol；混合溶液中 c(Cu2+)=0.2mol L-1，n(Cu2+)=0.1mol，转移电子 0.2mol； n(H2)= 0.25mol， 转移电子为 0.5mol， 所以阴极共转移电子 0.7mol， 阳极也转移电子 0.7mol；设生成氯气为 xmol，氧气为 ymol，则 x+y=0.25，2x+4y=0.7，解之得 x=0.15mol，y=0.1mol，据此解题。 A结合以上分
39、析可知，n(Cl-)=2n(Cl2)=0.3mol，假设电解后溶液的体积仍为 500mL，原混合溶液中c(Cl-)=0.6mol L-1，故 A 错误； B结合以上分析可知，电解过程中共转移 0.7mol 电子，故 B 错误； C电解得到的无色气体为氢气和氧气，共计 0.25+0.1=0.35mol，有色气体为氯气，为 0.15mol，气体的体积之比和物质的量成正比，所以无色气体与有色气体的体积比为 7：3，故 C 错误； D结合以上分析可知，电解过程中消耗氢离子 0.5mol，消耗氢氧根离子 0.4mol，剩余氢氧根离子 0.1mol，假设电解后溶液的体积仍为 500mL，电解后溶液中 c(
40、OH-)=0.2mol L-1，故 D 正确； 故选 D。 12C 【解析】 A 用pH试纸测定3CH COOH溶液的pH时， 试纸不可润湿， 润湿后会导致3CH COOH溶液被稀释，导致测得的pH偏大，A 错误； B称量强腐蚀性试剂时需将试剂放在烧杯内称量，否则会造成托盘污染腐蚀且称量不准确，NaOH有强腐蚀性，且NaOH固体易潮解，要放在烧杯中称量，B 错误； C检验4NH可以使用氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液中的OH能与4NH结合产生氨气：43 NH HOH N 2H O，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C 正确； D铁在中性或弱酸性溶液中发生吸氧腐蚀，在酸性溶液中发生析氢腐蚀，故在盐酸中无
41、法验证铁的吸氧腐蚀，D 错误。 答案选 C。 13B 【解析】 A打开 K1，关闭 K2时，形成氢氧燃料电池，A 极是充满氢气负极，B 极是充满氧气的正极，电解质里的阳离子向电池的阳极移动，即 Na+向 B 极迁移，A 项正确； B该装置电解过程总反应方程式为：2222H O = 2HO电解，选项中漏写了气体符号，B 项错误； 答案第 18 页，共 12 页 C电极 A 发生还原反应过程中，反应的电极方程式为：2H2O+2e-=2OH-+H2，即 A 区域碱性增强，C 项正确； D关闭 K1，打开 K2，形成电解池，A 极阴极，B 极是阳极，Na+向 A 极移动，A 极电极方程式为：2H2O+
42、2e-=2OH-+H2，当转移 2mol 电子时，Na+也转移了 2mol，即增重的质量为 46g，但同时有 1mol 氢气产生，即 2g 氢气，所以左池增重 44g，D 项正确； 答案选 B。 14B 【解析】 A因为钠的相对原子质量较锂的大，且 r(Na+)r(Li+)，单位质量或单位体积的钠离子电池储能、放能较锂离子电池少，钠离子电池的能量密度较锂离子电池低，故 A 错误； B放电时，负极失去电子，发生氧化反应，其电极反应为311662-+221122+x336623NaNi Ti Co O Na Ni Ti CO-xe =+xNao，故 B 正确； C 由图示可知， 钠离子电池充放电时
43、依靠 Na+迁移导电， 则该隔膜为阳离子交换膜； 又因为 r(Na+)r(Li+)，则孔径应比锂离子电池隔膜的孔径大，故 C 错误； D充电时，作电解池，阳离子向阴极移动，即钠离子向阴极迁移，阴极的电势低于阳极的电势，故 D 错误； 答案为 B。 15D 【解析】由题可知，放电时，CO2转化为 HCOOH，即 CO2发生还原反应，故放电时右侧电极为正极，左侧电极为负极，Zn 发生氧化反应生成2-4Zn(OH)；充电时，右侧为阳极，H2O 发生氧化反应生成 O2，左侧为阴极，2-4Zn(OH)发生还原反应生成 Zn，以此分析解答。 A放电时，负极上 Zn 发生氧化反应，电极反应式为：-2-4Zn
44、-2e +4OH =Zn(OH)，故 A 正确，不选； B 放电时， CO2转化为 HCOOH， C 元素化合价降低 2， 则 1molCO2转化为 HCOOH 时， 转移电子数为 2mol，故 B 正确，不选； C充电时，阳极上 H2O 转化为 O2，负极上2-4Zn(OH)转化为 Zn，电池总反应为：2-4222Zn(OH) =2Zn+O+4OH +2H O，故 C 正确，不选； D 充电时， 正极即为阳极， 电极反应式为：-+222H O-4e =4H +O ， 溶液中H+浓度增大， 溶液中c(H+)c(OH-)=KW，温度不变时，KW不变，因此溶液中 OH-浓度降低，故 D 错误，符合
45、题意； 答案选 D。 16(1) 负 变小 (2) 2Cl-+2H2O通电Cl2+H2+2OH- 变浅 (3)铜 答案第 19 页，共 12 页 (4)0.05mol/L 【解析】将直流电源接通后，F 极附近呈红色可知，F 为电解池的阴极，E 为电解池的阳极；则 B 为电源的负极，A 为电源正极；C 为电解池的阳极，D 为电解池阴极；X 为电解池阳极，Y 为电解池阴极。 (1) 根据分析可知，B 为电源的负极，C 为电解池的阳极，水电离出的氢氧根离子在阳极失去电子氧化反应生成氧气，电极反应式为 4OH-4e-=2H2O+O2；甲池电解硫酸铜溶液，电解时反应生成硫酸、铜和氧气，溶液中氢离子浓度增
46、大，溶液的 pH 减小； (2) 由图示可知，乙溶液中为电解饱和食盐水的过程，离子方程式是 2Cl-+2H2O通电Cl2+H2+2OH-；由以上分析可知，B 为电源的负极，故 Y 为阴极，X 为阳极，氢氧化铁胶体粒子带正电，向 Y 移动，所以 X 极附近的颜色逐渐变浅； (3) 由图可知，G 为电镀池的阳极，则丙装置给铜件镀银时，H 为镀件铜； (4) 电解 CuSO4溶液阳极发生 4OH-4e-=2H2O+O2，阴极先2+-Cu +2e =Cu，后2+-2H +2e =H ；当外电路中通过0.04mol 电子时阳极得到氧气 0.01mol， 标准状况下的体积为 0.224L， B 装置内共收
47、集到 0.448L 气体(标准状况)，则氢气体积为 0.448L0.224L=0.224L，生成氢气 0.01mol，得到的电子 0.02mol，根据得失电子总数相等，则溶液中 Cu2+得到电子 0.02mol，Cu2+物质的量为 0.01mol，则电解前 CuSO4溶液的物质的量浓度是0.01mo1=0.05mol/L0.2L。 17 b b 向 a 【解析】 Li为活泼金属，失电子发生氧化反应，所以电池的负极是 b，正极是 a；原电池中阳离子向正极移动，即Li从 b 向 a 迁移。 18 A 负 氧化 2.24L C Cu AgNO3溶液 正极上出现银白色物质、质量增加 负极溶解、质量减少
48、 【解析】 (1) 氢气与氧气化合成水的反应为放热反应，由图可知，A 中反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，故答案为：A ； (2) 根据电池反应式知，H 元素化合价由 0 价变为+1 价、O 元素化合价由 0 价变为-2 价，所以氢气在负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为2H2e2H，电路中转移 0.2mol 电子，消耗标准状况下氢气体积= 0.2mol1 22.4L/mol=2.24L2 ，故答案为：负，氧化，2.24L； (3) 根据电池总反应可知，在反应中， Cu 失电子被氧化，应为原电池的负极，则正极为活泼性较 Cu 弱的金属或导电的非金属，如碳棒，Ag+在正极上得电子被
49、还原，电解质溶液为 AgNO3溶液，故答案为：C， 答案第 20 页，共 12 页 Cu，AgNO3溶液； 原电池工作时，负极反应为 Cu- 2e- = Cu2+，Cu 极溶解，电极质量不断减小，正极反应为 Ag+e-= Ag，正极上有银白色物质析出，质量不断增加，故答案为：正极上出现银白色物质、质量增加，负极溶解、质量减少。 19(1) (2)电化学腐蚀 (3)Fe-2e-=Fe2+ (4)O2+2H2O+4e-=2H2O (5)铁接触空气和电解质溶液(铁与潮湿空气接触) (6) D A 【解析】 (1) 在干燥空气中难以腐蚀；隔绝空气也难以腐蚀； 发生电化学腐蚀， 但中电解质溶液离子浓度大
50、，导电性强，电化学腐蚀速率快，因此一周后观察，铁钉被腐蚀程度最大的是； (2) 中 Fe 与水、空气增大 O2发生的主要是发生吸氧腐蚀，则发生的是电化学腐蚀； (3) 铁发生电化学腐蚀时，Fe 为负极，失去电子发生氧化反应，则负极的电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+； (4) 实验中在正极杂质 C 上 O2得到电子被还原为 OH-，因此正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=2H2O； (5) 根据上述分析可知： 铁发生电化学腐蚀的条件是： 金属铁、 与铁接触空气和电解质溶液(铁与潮湿空气接触)； (6) 手术刀使用的是不锈钢作材料，采用了改变物质的内部结构，增强物质的抗腐蚀性能，故合理