(通用版)高考化学一轮复习单元训练卷第十二章电化学基础A卷(含解析)

这是一份(通用版)高考化学一轮复习单元训练卷第十二章电化学基础A卷(含解析)，共7页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答，【答案】D等内容，欢迎下载使用。
第十二单元 电化学基础

注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 P 31 S 32 Cl 35.5 Cu 64 Zn 65

一、选择题（每小题3分，共48分）
1．课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是

A．原电池是将化学能转化成电能的装置
B．原电池由电极、电解质溶液和导线等组成
C．图中a极为铝条、b极为锌片时，导线中会产生电流
D．图中a极为锌片、b极为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片
2．化学反应中通常伴随着能量变化，下列说法中错误的是
A．煤燃烧时将部分化学能转化为热能 B．电解熔融Al2O3时将部分化学能转化为电能
C．炸药爆炸时将部分化学能转化为动能 D．镁条燃烧时将部分化学能转化为光能
3．原电池电极的“正”与“负”不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中正确的是
A．由Fe、Cu和FeCl3溶液组成的原电池中，负极反应式为：Cu－2e−=Cu2+
B．由Al、Cu和稀硫酸组成的原电池中，负极反应式为：Cu－2e−=Cu2+
C．由Al、Mg和NaOH溶液组成的原电池中，负极反应式为：Al＋4OH−－3e−=AlO＋2H2O
D．由Al、Cu和浓HNO3溶液组成的原电池中，负极反应式为：Al－3e−=Al3+
4．a、b、c、d、e五种金属，将a与b用导线接起来浸入电解质溶液中，a金属溶解；将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应强烈；将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化，把铜浸入c的盐溶液里，有c析出；将a与e用导线连接浸入电解质溶液中，电子沿导线流向a。则活动性顺序为
A．a＞c＞e＞d＞b B．d＞a＞b＞c＞e
C．d＞b＞a＞c＞e D．e＞d＞a＞b＞c
5．肼(N2H4)空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。下列说法不正确的是
A．该电池放电时，通入肼的一极为负极
B．电池每释放1mol N2转移的电子数为4NA
C．通入空气的一极的电极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．电池工作一段时间后，电解质溶液的pH将不变
6．下列图示中关于铜电极的连接错误的是

7．宇宙飞船配备的高效MCPC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾，已知该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，负极反应为H2＋CO－2e－===CO2↑＋H2O，则下列推断中，正确的是
A．电池工作时，CO向负极移动
B．电池放电时，外电路电子由通氧气的正极流向通氢气的负极
C．正极的电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
D．通氧气的电极为正极，发生氧化反应
8.硼化钒(VB2)—空气电池是目前储电能力最强的电池，电池结构示意图如图，该电池工作时总反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，下列说法正确的是
A．电极a为电池负极，发生还原反应
B．每消耗1mol VB2转移6mol电子
C．电池工作时，OH－向电极a移动
D．VB2极发生的电极反应式为2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O
9．用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内的物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是
A．AgNO3[AgNO3]　　　 B．NaOH[H2O]
C．KCl[KCl]　　　 D．CuSO4[Cu(OH)2]
10．银锌（Ag—Zn）可充电电池广泛用做各种电子仪器的电源，电解质为KOH。其电池总反应式为Ag2O+Zn+H2O2Ag+Zn(OH)2，下列说法正确的是
A．放电时Ag2O参与反应的电极为负极
B．放电时正极附近的pH逐渐减小
C．充电时阴极的电极反应为：Zn(OH)2+2e－＝Zn+2OH－
D．充电时每生成1mol Ag2O转移1mol电子
11．如图A为碱性硼化钒(VB2)—空气电池示意图，两极用离子交换膜隔开，VB2放电时生成两种氧化物。若用该电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图B所示。则下列说法错误的是

A．碱性硼化钒(VB2)—空气电池中使用阴离子交换膜
B．外电路中电子由VB2电极流向c电极
C．电解过程中，b电极表面产生的气体可以收集后充入A池中的电极循环利用
D．VB2电极发生的电极反应为2VB2－22e－＋11H2O===V2O5＋2B2O3＋22H＋
12．一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH-4e−+H2O=4H++
CH3COOH，下列有关说法正确的是
A．检测时，电解质溶液中的H+向负极移动
B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气
C．乙醇所在的电极发生了氧化反应
D．正极上发生的反应为：O2+4e−+2H2O=4OH−
13．甲、乙两个电解池均以Pt为电极且互相串联。甲池盛有AgNO3溶液，乙池盛有一定量的某盐溶液，通电一段时间后，测得甲池阴极质量增加2.16g，乙池电极析出0.24g金属，则乙池中溶质可能是
A．CuSO4　　　B．MgSO4 C．Al(NO3)3　　　D．Na2SO4
14．H2S是一种剧毒气体，对H2S废气资源化利用的途径之一是回收能量并得到单质硫。如图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法正确的是

A．电极a发生还原反应
B．当电路中通过4mol电子时，有4mol H+经质子膜进入负极区
C．电池总反应为：2H2S＋3O2 =2SO2＋2H2O
D．电极b的电极反应式为：O2＋4e－＋4H＋=2H2O
15.H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。反应原理为2H2S(g)＋O2(g)===S2(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－632kJ·mol－1。如图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法正确的是

A．电极a为电池的正极
B．电极b上发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．电路中每流过4mol电子，电池内部释放632 kJ热能
D．每17 g H2S参与反应，有1mol H＋经质子膜进入正极区
16．用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，下列有关说法中不正确的是

A．X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极
B．阳极区pH增大
C．图中的b>a
D．该过程中的产品主要为H2SO4和H2
二、非选择题（共6小题，52分）
17．根据下列原电池的装置图，回答问题：

(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为__________________________；反应进行一段时间后溶液C的pH将________(填“升高”“降低”或“基本不变”)。
(2)若需将反应：Cu＋2Fe3+=Cu2+＋2Fe2+设计成如上图所示的原电池装置，则负极A极材料为____________，正极B极材料为____________，溶液C为____________。
(3)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：

①则电极b是____(填“正极”或“负极”)，电极a的反应方程式为_______________。
②若线路中转移2mol电子，则上述燃料电池消耗的O2在标准状况下的体积为____L。
19．电化学应用广泛。请回答下列问题：
（1）自发进行的氧化还原反应可以设计成原电池。若电池放电时的反应式为：2Cu＋2H2SO4＋O2= 2CuSO4＋2H2O，该电池的负极材料为_______；正极的电极反应式为____________。
（2）燃料电池和二次电池的应用非常广泛。
①如图为甲烷燃料电池的示意图，则负极的电极反应式为_____________________；

②铅蓄电池为生活中常用的二次电池。放电时的反应为：PbO2 +Pb+2H2SO4=2PbSO4 + 2H2O，铅蓄电池负极的电极反应式为_____；充电时，铅蓄电池的PbO2极应与外加直流电源的____极相连。
（3）以铅蓄电池为电源精炼粗铜(含Fe、Pb、Ag、Au及其他不反应物质)时，以硫酸铜溶液为电解质溶液，粗铜做____极；精炼一段时间后，当阴极增重128 g时，铅蓄电池参加反应的硫酸的物质的量为____mol。
19．(1)高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置：

①该电池放电时正极的电极反应式为_______________________________________；若维持电流强度为1 A，电池工作十分钟，理论消耗Zn________g(已知F＝96500C·mol－1)。
②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向______(填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向________(填“左”或“右”)移动。
③图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有________________________________________________________________。

(2)有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是_______________，A是________。

(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2−可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O2−的移动方向________(填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应式为__________________________。

20．Ⅰ.用图1所示装置实验，U形管中a为25mL CuSO4溶液，X、Y为电极。
(1)若X为铁，Y为纯铜，则该装置所示意的是工业上常见的________池，阳极反应式为___________________________________________。
(2)若X为纯铜，Y为含有Zn、Ag、C等杂质的粗铜，则该图所示意的是工业上常见的____________装置。反应过程中，a溶液的浓度________发生变化(填“会”或“不会”)。
Ⅱ.现代氯碱工业常用阳离子交换膜将电解槽隔成两部分，以避免电解产物之间发生二次反应。图2为电解槽示意图。

(3)阳离子交换膜，只允许溶液中的______通过(填标号)。
①H2　②Cl2　③H＋　④Cl－　⑤Na＋　⑥OH－
(4)写出阳极的电极反应式：___________________________________。
(5)已知电解槽每小时加入10%的氢氧化钠溶液10 kg，每小时能收集到标准状况下氢气896 L，而且两边的水不能自由流通。则理论上：
①电解后流出的氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为________________________。
②通过导线的电量为________________。(已知NA＝6.02×1023 mol－1，电子电荷为1.60×10－19 C)
21．（1）某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2＝2AgCl。

①正极反应为_________。
②当电路中转移0.01 mol e－时，交换膜左侧溶液中约减少______mol离子。
（2）最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：①EDTA-Fe2+-e−=EDTA-Fe3+；②2EDTA-Fe3++H2S=2H++S+2EDTA-Fe2+

该装置工作时，阴极的电极反应：_________；协同转化总反应：___________；若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为_______性（碱性、中性、酸性）
（3）以石墨为电极，电解Pb(NO3)2溶液制备PbO2，若电解过程中以铅蓄电池为电源，当电解装置中阳极增重23.9g时(忽略副反应)，理论上蓄电池正极极增重______g。
（4）电化学降解法可用于处理酸性硝酸盐污水，设计一电解池（如图所示）。 若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为____g。
















单元训练金卷·高三·化学卷（A）
第十二单元 电化学基础
答 案

一、选择题（每小题3分，共48分）
1．【答案】D
【解析】原电池是将化学能转化成电能的装置，A正确；原电池由电极、电解质溶液和导线等组成，B正确；图中a极为铝条、b极为锌片时，构成原电池，导线中会产生电流，C正确；图中a极为锌片、b极为铜片时，锌片作负极，电子由锌片通过导线流向铜片，D错误。
2．【答案】B
【解析】A．煤燃烧时部分化学能转化为热能，还有光能，烧煤取暖证明了这一点，故A正确；B．电解熔融Al2O3时是将电能转化为化学能，故B错误；C．炸药爆炸过程中，化学能转化为热能、动能、光能等，故C正确；D．镁条燃烧时发光、放热，即部分化学能转化为光能和热能，故D正确；故答案为B。
3．【答案】C
【解析】前两项都按常规，应该是活泼金属作负极；C项中Al能与NaOH溶液反应，作负极。D项中Al在浓HNO3中钝化，Cu能与浓HNO3溶液反应，Cu作负极。
4．【答案】D
【解析】将a与b用导线接起来，浸入电解质溶液中，a金属溶解，a为负极，则活动性a＞b，将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应强烈，可知活动性d＞a；将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化，把铜浸入c的盐溶液里，有c析出，可知活动性b＞Cu＞c；将a与e用导线连接浸入电解质溶液中，电子沿导线流向a，则金属活动性e＞a，则活动性顺序由强到弱为e＞d＞a＞b＞c。故选D。
5．【答案】D　
【解析】该电池中肼是燃料，在负极通入，A正确；肼中氮元素的化合价是－2价，氧化产物是N2，负极反应为N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑，所以每释放1mol N2 转移的电子数为4NA，B正确；通入空气的一极为正极，正极上O2发生还原反应，反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确；电池总反应为N2H4＋O2===N2↑＋2H2O，反应生成水，溶液浓度降低，KOH溶液的pH将降低，D错。
6．【答案】C　
【解析】A项，锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，连接正确；B项，电解精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，连接正确；C项，电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，连接错误；D项，电解氯化铜溶液，铜作阴极，石墨作阳极，连接正确。
7．【答案】A　
【解析】A项，电池放电时，电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，所以CO向负极移动，正确；B项，原电池放电时，电子从负极沿导线流向正极，即电子从通入氢气的负极沿导线流向通入氧气的正极，错误；C项，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO，错误；D项，燃料电池中，通入燃料的电极是负极，通入氧化剂的电极是正极，正极上得电子发生还原反应，所以该燃料电池中，通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，正极上得电子发生还原反应，错误。
8．【答案】D　
【解析】由题图可知，空气通入电极a，显然电极a为正极，发生还原反应，A错误；4mol VB2发生反应时消耗11mol O2，同时转移44mol电子，故消耗1mol VB2时转移11mol电子，B错误；电池工作时，阴离子(OH－)向负极(VB2极)移动，C错误；正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，用总反应式减去正极反应式的11倍即得负极反应式，故VB2在负极上发生氧化反应，电极反应式为2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O，D正确。
9．【答案】B　
【解析】A项：4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3，脱离反应体系的物质是4Ag＋O2，相当于2Ag2O，加入适量Ag2O才能复原(加入AgNO3，会使NO的量增加)；B项：2H2O2H2↑＋O2↑，脱离反应体系的是2H2＋O2，相当于2H2O，加入适量水可以复原；C项：2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑，脱离反应体系的是H2＋Cl2，相当于2HCl，通入适量HCl气体才能复原(加入盐酸时，同时也增加了水)；D项：2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑，脱离反应体系的是2Cu＋O2，相当于2CuO，加入适量CuO可以复原。
10．【答案】C
【解析】放电时，该装置是原电池，负极上锌失电子发生氧化反应，正极上氧化银得电子发生还原反应；充电时，阴极上氢氧化锌得电子发生还原反应，阳极上银失电子发生氧化反应，据此分析作答。A．放电时，氧化银得电子发生还原反应，所以Ag2O参与反应的电极为正极，A项错误；B．放电时，正极上的反应式为：Ag2O+H2O+2e−=2Ag+2OH−，所以正极附近溶液的pH增大，B项错误；C．充电时，阴极上氢氧化锌得电子发生还原反应，所以该电极反应为：Zn(OH)2+2e−=Zn+2OH−，C项正确；D．根据电池反应式知，充电时时每生成1mol Ag2O转移2mol电子，D项错误；选C。
11．【答案】D　
【解析】硼化钒—空气燃料电池中，VB2在负极失电子，氧气在正极得电子，电池总反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，VB2放电时生成两种氧化物，氧化物会和酸反应，所以电池中使用阴离子交换膜，故A正确；VB2极是负极，外电路中电子由VB2电极流向阴极c电极，故B正确；电解过程中，b电极是阳极，该电极表面产生的气体是氧气，可以收集后充入A池中的电极循环利用，故C正确；负极上是VB2失电子发生氧化反应，因在碱性环境中，VB2极发生的电极反应为2VB2＋22OH−－22e−===V2O5＋2B2O3＋11H2O，故D错误。
12．【答案】C
【解析】酸性乙醇燃料电池的负极反应为：CH3CH2OH-4e−+H2O=CH3COOH+4H+，正极应为O2得电子被还原，电极反应式为：O2+4e−+4H+=2H2O，正负极相加可得电池的总反应式为：CH3CH2OH+
O2=CH3COOH+H2O，可根据电极反应式判断离子和电子的转移问题。A.原电池中，阳离子向正极移动，A错误；B.氧气得电子被还原，化合价由0价降低到-2价，若有0.4mol电子转移，则应有0.1mol氧气被还原，在标准状况下的体积为2.24L，B错误；C.酸性乙醇燃料电池的负极反应为：CH3CH2OH-
4e−+H2O=CH3COOH+4H+，可知乙醇被氧化生成乙酸和水发生氧化反应，C正确；D.在燃料电池中，氧气在正极得电子被还原生成水，正极反应式为：O2+4e−+4H+=2H2O，溶液为酸性，不能产生OH−，D错误；故合理选项是C。
13．【答案】A　
【解析】Pt为惰性电极，电解各种盐溶液时，阳离子在阴极放电，阳离子的放电顺序为Cu2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+，乙池中的溶质若为MgSO4、Al(NO3)3或Na2SO4，电解过程中阴极不会析出金属，故乙池中的溶质只能为CuSO4。甲、乙两个电解池串联，通过各个电极的电子数相等。甲、乙两池的阴极分别发生的反应为2Ag+＋2e－===2Ag、Cu2+＋2e－===Cu，则存在关系式：2Ag～2e－～Cu，n(Cu)＝n(Ag)＝×＝0.01mol，故乙池中析出金属Cu的质量为m(Cu)＝0.01 mol×64 g·mol－1＝0.64 g，但实际上仅析出0.24g Cu，这说明CuSO4的量不足，还发生反应：2H+＋2e－===H2↑。
14. 【答案】D
【解析】从图上可以看出，该燃料电池通入H2S生成S2的电极发生失电子的氧化反应，为负极，通入氧气生成水的一极为正极，发生还原反应。A．电极a实现了由H2S变为S2，发生了氧化反应，A项错误；B．在内电路中，质子应向正极区移动，B项错误；C．图示明确给出了氧化产物是S2，不是SO2，C项错误；D．由于使用的是质子固体电解质膜，正极发生的反应为：O2＋4e－＋4H＋=2H2O，D项正确；所以答案选择D项。
15．【答案】D　
【解析】由2H2S＋O2===S2＋2H2O得出负极H2S失电子发生氧化反应，则a为电池的负极，故A错误；正极O2得电子发生还原反应，所以电极b上发生的电极反应为O2＋4H+＋4e－===2H2O，故B错误；电路中每流过4 mol电子，则消耗1 mol氧气，但该装置将化学能转化为电能，所以电池内部几乎不放出热能，故C错误；每17g即＝0.5mol H2S参与反应，则消耗0.25mol氧气，则根据O2＋4H+＋4e－===2H2O可知，有1 mol H＋经质子膜进入正极区，故D正确。
16．【答案】B
【解析】由图可知与X电极相连的电极区发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑，所以Pt(Ⅰ)为阴极，X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极，A正确。在阴极区由于发生反应2H＋＋2e－=H2↑，破坏了附近的水的电离平衡，水继续电离，最终导致阴极区的c(OH－)增大，pH增大，溶液碱性增强；在阳极区，发生反应SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋，HSO－2e-＋H2O=SO＋3H＋，溶液中的c(H+)增大，溶液的酸性增强，pH减小，B错误。根据B选项的分析可知在阳极区由于不断产生硫酸，所以产生的硫酸的浓度比加入的硫酸的浓度要大，C正确。在反应的过程中，阳极区不断产生H2SO4，阴极区不断产生H2，阴极区得到的Na2SO3溶液则循环使用，因此该过程中的产品主要为H2SO4和H2，D正确。
二、非选择题（共52分）
17．【答案】(1)2H+＋2e－===H2↑　升高　
(2)Cu　石墨(或比铜活泼性弱的金属)　含Fe3+的溶液
(3)①正极　CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H+
②11.2
【解析】(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，A电极为正极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，溶液pH升高。(2)将反应Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋设计成如题图所示的原电池装置，Cu元素的化合价由0价升高到＋2价，失电子作原电池的负极，则负极A极材料为Cu，正极B极材料为石墨或比铜活泼性弱的金属，Fe3＋在正极得电子发生还原反应，溶液C用可溶性铁盐，即含Fe3＋的溶液。(3)①根据甲烷燃料电池的结构示意图可知，电子流出的电极为负极，a为负极，b为正极，在燃料电池中，氧气在正极得电子发生还原反应，甲烷在负极失电子发生氧化反应，所以电极a的反应方程式为CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H+。②根据正极电极反应式：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，可知线路中转移2mol电子时，消耗的O2为0.5mol，在标准状况下的体积为0.5 mol×22.4L/mol＝11.2 L。
18．【答案】（1）铜或Cu O2+4e−+4H+=2H2O
（2）CH4+10OH−-8e−=CO+7H2O Pb +SO-2e−=PbSO4 正
（3）阳 4
【解析】（1）原电池中负极失去电子，发生氧化反应，化合价升高，根据总反应知，Cu化合价升高，则该电池的负极材料为Cu；正极得电子，发生还原反应，正极的电极反应式为：O2+4e−+4H+
=2H2O；（2）①如图所示该电池为碱性燃料电池，甲烷作负极，失电子后结合氢氧根生成碳酸根，则负极的电极反应式为：CH4+10OH−-8e−=CO+7H2O；②根据总反应分析知，放电时，铅蓄电池负极失去电子，化合价升高，电极反应式为：Pb +SO-2e−=PbSO4；充电时，铅蓄电池的PbO2极要转化为Pb，发生还原反应，所以应与外加直流电源的正极相连；（3）精炼时，粗铜要被溶解发生氧化反应，所以做阳极；当阴极增重128 g时，n(Cu)==2mol，阴极电极反应为Cu2++2e-=Cu，由总反应PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O~2e−得：n(硫酸)=n(e−)=2mol×2=4mol。
19．【答案】(1)①FeO＋4H2O＋3e−=Fe(OH)3↓＋5OH－　0.2　②右　左　③使用时间长、工作电压稳定
(2)N2＋8H＋＋6e－=2NH　氯化铵
(3)从b到a　CO＋O2－－2e－=CO2
【解析】(1)①放电时石墨为正极，高铁酸钾在正极上发生还原反应，电极反应式为FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3↓＋5OH－；若维持电流强度为1A，电池工作十分钟，转移电子的物质的量为1×10×60÷96500＝0.0062mol。理论消耗Zn的质量为0.0062mol÷2×65g·mol－1≈0.2g。②电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，所以盐桥中氯离子向右移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向左移动。③由题图中高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，可知高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定。(2)该电池的本质反应是合成氨反应，电池中氢气失电子在负极发生氧化反应，氮气得电子在正极发生还原反应，则正极反应式为N2＋8H＋＋6e－===2NH，氨气与HCl反应生成氯化铵，则电解质溶液为氯化铵溶液。(3)工作时电极b作正极，O2－由电极b移向电极a；该装置是原电池，通入一氧化碳的电极a是负极，负极上一氧化碳失去电子发生氧化反应，电极反应式为CO＋O2－－2e－===CO2。
20．【答案】(1)电镀　Cu－2e－===Cu2＋
(2)铜的电解精炼　会　
(3)③⑤
(4)2Cl－－2e－===Cl2↑　
(5)①35.7%　②7.71×106 C
【解析】(3)阳离子交换膜，只允许阳离子通过，所以H＋、Na＋可以通过。(5)m(NaOH)原＝10 kg×10%＝1kg。在阴极区，H＋放出，但又有Na＋移来，引起阴极区增重，所以有2H2O→H2～2NaOH～增重2[M(Na)－M(H)]～转移2e－
＝＝＝
解得m(NaOH)生成＝3 200 g＝3.2 kg，m(溶液)增＝1 760 g＝1.76 kg，Q≈7.71×106 C，故w(NaOH) ＝×100%＝×100%≈35.7%。
21．【答案】（1）Cl2+2e−=2Cl− 0.02
（2）CO2+2H++2e−=CO+H2O CO2+H2S=CO+H2O+S 酸性
（3）6.4
（4）14.4
【解析】（1）①根据电池总反应为2Ag+Cl2═2AgCl可知，氯气在正极上得电子生成氯离子，电极反应式为Cl2+2e−═2Cl−，故答案为：Cl2+2e−═2Cl−；②放电时，当电路中转移0.01mol e−时，交换膜左侧的电极放电产生0.01mol Ag＋，与电解质中的0.01mol Cl−结合生成AgCl沉淀，同时约有0.01mol H＋通过阳离子交换膜转移到右侧溶液中，则交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子，故答案为：0.02；（2）石墨烯失电子作阳极，ZnO@石墨烯作阴极，CO2被还原生成CO，电极反应式为CO2+2H++2e−=CO+H2O；石墨烯失电子作阳极，阳极Fe2+失电子生成Fe3+，Fe3+继续与H2S反应生成Fe2+与S，故协同转化总反应为CO2+H2S=CO+H2O+S，Fe2+、Fe3+易水解，只能在酸性条件下存在，故答案为：CO2+2H++2e-=CO+H2O；CO2+H2S=CO+H2O+S；酸性；（3）电解Pb(NO3)2溶液制备PbO2时，阳极上铅离子失电子发生氧化反应生成二氧化铅，电极反应式为Pb2++2H2O-2e−=PbO2↓
+4H+，23.9g PbO2的物质的量为0.1mol，反应转移的电子数目为0.2mol，蓄电池正极为PbO2，PbO2得电子发生还原反应生成电极反应式为PbO2+2e−+4H++SO=PbSO4+2H2O，由电极反应式可知，当PbO2得到2mol电子时，正极增重64g，则反应转移的电子数目为0.2mol，正极增重6.4g，故答案为：6.4；（4）转移2mol电子时，阳极（阳极反应为H2O失电子氧化为O2和H+）消耗1mol水，产生2mol H+进入阴极室，阳极室质量减少18g；阴极的电极反应式为2NO3-+6H++10e−=N2↑+6OH−，转移2mol电子，阴极室中放出0.2mol N2（5.6g），同时有2mol H+（2g）进入阴极室，因此阴极室质量减少3.6g，故膜两侧电解液的质量变化差（△m左-△m右）=18g-3.6g=14.4g，故答案为：14.4。