2023版高中化学人教版选择性必修1 第四章 化学反应与电能 综合拔高练

这是一份2023版高中化学人教版选择性必修1 第四章 化学反应与电能 综合拔高练，共20页。
综合拔高练
五年高考练
考点1　原电池原理与化学电源
1.(2021山东,10)以KOH溶液为离子导体,分别组成CH3OH-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2清洁燃料电池,下列说法正确的是(　　)
A.放电过程中,K+均向负极移动
B.放电过程中,KOH物质的量均减小
C.消耗等质量燃料,(CH3)2NNH2-O2燃料电池的理论放电量最大
D.消耗1 mol O2时,理论上N2H4-O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2 L
2.(2021湖南,10)锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池,广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示:

下列说法错误的是(　　)
A.放电时,N极为正极
B.放电时,左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小
C.充电时,M极的电极反应式为Zn2++2e- Zn
D.隔膜允许阳离子通过,也允许阴离子通过
3.(2020课标Ⅲ,12)一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如图所示,其中在VB2电极发生反应:VB2+16OH--11e- VO43-+2B(OH)4-+4H2O。该电池工作时,下列说法错误的是(　　)

A.负载通过0.04 mol电子时,有0.224 L(标准状况)O2参与反应
B.正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高
C.电池总反应为4VB2+11O2+20OH-+6H2O 8B(OH)4-+4VO43-
D.电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极
4.(2020课标Ⅰ,12)科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池。电池示意图如下,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Zn-2e-+4OH- Zn(OH)42-
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2Zn(OH)42-2Zn+O2↑+4OH-+2H2O
D.充电时,正极溶液中OH-浓度升高
5.(2020山东,10)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水,采用惰性电极,用下图装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是(　　)

A.负极反应为CH3COO-+2H2O-8e- 2CO2↑+7H+
B.隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜
C.当电路中转移1 mol电子时,模拟海水理论上除盐58.5 g
D.电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1
考点2　电解池
6.(2021全国甲,13)乙醛酸是一种重要的化工中间体,可采用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-,并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是(　　)

A.KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B.阳极上的反应式为+2H++2e-+H2O
C.制得2 mol乙醛酸,理论上外电路中迁移了1 mol电子
D.双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移
7.(2021全国乙,12)沿海电厂采用海水为冷却水,但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率。为解决这一问题,通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示),通入一定的电流。

下列叙述错误的是(　　)
A.阳极发生将海水中的Cl-氧化生成Cl2的反应
B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO
C.阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气
D.阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理
8.(2018课标Ⅰ,13)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,下列叙述错误的是(　　)
A.阴极的电极反应:CO2+2H++2e- CO+H2O
B.协同转化总反应:CO2+H2S CO+H2O+S
C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低
D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性
9.[2020北京,15(2)]已知反应2H2O2 2H2O+O2↑能自发进行,反向不能自发进行,通过电解可以实现由H2O和O2为原料制备H2O2。下图为制备装置示意图。

①a极的电极反应式是　　　　　　　　　　。 
②下列说法正确的是　　　　。 
A.该装置可以实现电能转化为化学能
B.电极b连接电源负极
C.该方法具有原料廉价,对环境友好等优点
10.[2019课标Ⅱ,27(4)]环戊二烯可用于制备二茂铁[Fe(C5H5)2,结构简式为],后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。


该电解池的阳极为　　　　　,总反应为　　　　　　　　　　　　　　。电解制备需要在无水条件下进行,原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
考点3　金属的腐蚀与防护
11.(2020江苏单科,11)将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在下图所示的情境中,下列有关说法正确的是(　　)

A.阴极的电极反应式为Fe-2e-Fe2+
B.金属M的活动性比Fe的活动性弱
C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
12.(2019江苏单科,10)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是(　　)

A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e- Fe3+
B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀三年模拟练
应用实践
1.(2022河南省实验中学期中)科学家研发了“全氢电池”,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A.吸附层a上发生的电极反应为H2-2e-+2OH- 2H2O
B.NaClO4的作用是传导离子并参与电极反应
C.Na+在装置中从左侧通过阳离子交换膜向右侧移动
D.“全氢电池”工作时,将酸碱中和反应的热效应转化为电能
2.(2022河北任丘一中期中)目前,光电催化反应器(PEC)可以有效地进行能源的转换和储存,一种PEC装置如图所示,通过光解水可由CO2制得主要产物异丙醇。下列说法中错误的是(　　)

A.该装置的能量来源为光能
B.光催化剂电极反应为2H2O-4e- O2↑+4H+
C.每生成60 g异丙醇,电路中转移电子的数目一定为18NA(NA为阿伏加德罗常数的值)
D.H+从光催化剂电极一侧通过蛋白质纤维膜向电化学催化剂电极移动
3.(2022北京四中期中)实验小组研究金属电化学腐蚀,实验如下:
实验Ⅰ　
5 min时的现象:铁钉表面及周边未见明显变化。
25 min时的现象:铁钉周边零星、随机出现极少量红色和蓝色区域,有少量红棕色铁锈生成。
实验Ⅱ　
5 min时的现象:铁钉周边出现红色区域,未见蓝色出现,锌片周边未见明显变化。
25 min时的现象:铁钉周边红色加深,区域变大,未见蓝色出现,锌片周边未见明显变化。
下列说法不正确的是(　　)
A.实验Ⅱ中Zn保护了Fe,使铁的腐蚀速率比实验Ⅰ慢
B.实验Ⅱ中正极的电极反应式:O2+2H2O+4e- 4OH-
C.实验Ⅰ的现象说明K3[Fe(CN)6]溶液与Fe反应生成了Fe2+
D.若将Zn片换成Cu片,推测Cu片周边会出现红色,铁钉周边会出现蓝色
4.(2021甘肃兰州一中期末)按如图所示装置进行实验,下列叙述不正确的是(　　)

A.铁腐蚀的速率由大到小的顺序:只闭合K3>只闭合K1>都断开>只闭合K2
B.只闭合K3,正极反应式:2H2O+O2+4e- 4OH-
C.先只闭合K1,一段时间后,漏斗内液面上升,然后断开K1闭合K2,漏斗内液面继续上升
D.只闭合K2,U形管左、右两端液面均下降
5.(2021北京海淀期末)利用电化学方法可以将CO2有效地转化为HCOO-(其中C元素的化合价为+2价),装置如图所示。

(1)在该装置中,左侧Pt电极为　　　　(填“阴极”或“阳极”)。 
(2)装置工作时,阴极除了生成HCOO-,还可能生成副产物降低电解效率。
已知:电解效率=一段时间内生成目标产物转移电子数一段时间内电解池转移电子总数。
①副产物可能是　　　　(写出一种即可)。 
②标准状况下,当阳极生成氧气体积为224 mL 时,测得整个阴极区内的c(HCOO-)=0.017 mol/L,电解效率为　　　　(忽略电解前后溶液的体积变化)。 
(3)研究表明,溶液pH会影响CO2转化为HCOO-的效率。下图是CO2(以H2CO3计)在水溶液中各种存在形式的物质的量分数δ随pH变化的情况。

①pH>12时,CO2几乎未转化为HCOO-,此时CO2在溶液中的主要存在形式为　　　　　　　　。 
②pH=8.5时,CO2的转化效率较高,溶液中相应的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　。有人认为,在此条件下装置工作一段时间后,阴极附近溶液的pH几乎不发生变化(忽略电解前后溶液的体积变化),你是否同意他的观点并说明理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
迁移创新
6.(2022福建龙岩一中期中)电化学原理在生产生活中应用广泛,下面是常见的一些应用。
Ⅰ.汽车尾气中NO、CO会污染环境,运用电化学方法可以进行NO的消除和CO的含量检测。
(1)间接电解法除NO。其原理如图1所示,从A口出来的气体是　　　　,阴极反应式为　　　　　　　　　。用离子方程式表示吸收柱中除去NO的原理:　　　　　　　　　　　　　　　　。 

图1
(2)用电化学气敏传感器测定汽车尾气中CO的含量,原理如图2所示,B电极是该电池的　　　　(填“正极”或“负极”),A电极上的电极反应式为　　　　　　　　。 


图2
Ⅱ.电解Na2CO3溶液可以制备小苏打和烧碱,原理如图3所示。

图3
(3)B处排出的溶液主要溶质为　　　　(填化学式)。电解槽中的离子交换膜为　　　　(填“阴”或“阳”)离子交换膜,当阳极区收集到11.2 L气体(标准状况下),阴极区质量变化　　　　g。 
Ⅲ.电解法可用于提纯金属。已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质(矿物杂质与酸不反应),某小组在实验室以CuSO4溶液为电解液,用电解的方法实现粗铜精炼,并对阳极泥进行回收。
步骤一:电解精炼铜。
步骤二:电解完成后,该小组同学按以下流程对电解液进行处理:

(4)步骤一电解过程中,CuSO4溶液的浓度会　　　　(填“增大”“不变”或“减小”)。 
(5)步骤二阳极泥的综合利用中,操作a需要用到的玻璃仪器除了烧杯,还有　　　　　　　　。 
(6)残渣含有少量的金,为了回收金,查阅了相关资料:
反应1:Au+6HNO3(浓) Au(NO3)3+3NO2↑+3H2O,其化学平衡常数很小;
反应2:Au3++4Cl- AuCl4-。
从资料中可知,金难以与浓硝酸反应,但可溶于王水(浓硝酸与浓盐酸体积比1∶3的混合物)。请从化学平衡的角度解释金能溶于王水的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案全解全析
五年高考练
1.C　原电池放电时,阳离子向正极移动,故K+均向正极移动,A项错误;CH3OH-O2和(CH3)2NNH2-O2放电时产生的二氧化碳与KOH反应,KOH的物质的量减小,N2H4-O2放电时电池总反应式为N2H4+O2 N2+2H2O,放电过程中溶液中KOH的物质的量不变,B项错误;三种燃料转移电子数关系为CH3OH~6e-,N2H4~4e-,(CH3)2NNH2~16e-,1 g CH3OH、N2H4、(CH3)2NNH2分别转移316 mol,18 mol、415 mol电子,故消耗等质量燃料,(CH3)2NNH2-O2燃料电池的理论放电量最大,C项正确;根据N2H4-O2放电时电池总反应式:N2H4+O2 N2+2H2O,可知消耗1 mol O2时,理论上气体产物的体积在标准状况下为22.4 L,D项错误。
2.B　A项,放电时,Zn失电子,Br2得电子,N为正极,正确;B项,放电时,总反应为Zn与Br2反应生成ZnBr2,因此左侧ZnBr2的浓度不断增大,错误;C项,充电时,M极得电子,电极反应式为Zn2++2e- Zn,正确;D项,由双极性碳和塑料电极上沉积了锌,可知Zn2+通过隔膜后得电子生成了Zn,再结合题图可知,Br2得电子生成的Br-从隔膜中迁移出来进入循环回路,正确。
3.B　正极发生的电极反应为O2+2H2O+4e- 4OH-,因此当负载通过0.04 mol电子时,消耗O2 0.01 mol,即标准状况下0.224 L,A项正确;正极O2发生反应产生OH-,c(OH-)增大,正极区溶液pH升高,负极VB2发生反应消耗OH-,c(OH-)减小,负极区溶液pH降低,B项错误;正极反应×11即11O2+22H2O+44e- 44OH-,负极反应×4即4VB2+64OH--44e- 4VO43-+8B(OH)4-+16H2O,相加可得电池总反应为4VB2+11O2+20OH-+6H2O 8B(OH)4-+4VO43-,C项正确;外电路中,电流由电池正极(复合碳电极)经负载流到负极(VB2电极),电池内部,电流由电池负极经电解质溶液(KOH溶液)流回正极,D项正确。
4.D　A项,放电时Zn极为负极,负极反应式为Zn-2e-+4OH- Zn(OH)42-,正确;B项,放电时,正极反应为CO2+2e-+2H+HCOOH,每转化1 mol CO2,转移2 mol电子,正确;C项,充电时,阳极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑,阴极反应式为2Zn(OH)42-+4e-2Zn+8OH-,将两极电极反应式相加得总反应,正确;D项,充电时,正极溶液中OH-浓度降低,错误。
5.B　A项,结合题给微生物脱盐电池装置可知,a极的电极反应式为CH3COO-+2H2O-8e- 2CO2↑+7H+,故a极为负极,b极为正极,正确。B项,a极区有H+产生,阳离子增多,为保证溶液呈电中性,Cl-需定向迁移到a极区,隔膜1为阴离子交换膜;同理,b极的电极反应式为2H++2e- H2↑,需Na+定向迁移到b极区,隔膜2为阳离子交换膜,错误。C项,当电路中转移1 mol电子时,有1 mol Na+和1 mol Cl-发生定向迁移,故理论上除盐58.5 g,正确。D项,结合电极反应式,得8e-~2CO2~4H2,故电池工作一段时间后,正、负极产生的气体的物质的量之比为2∶1,正确。
6.D　A项,由题图可知,Br-在反应过程中被氧化为Br2,生成的Br2又将乙二醛氧化为乙醛酸,KBr在合成过程中不只起到电解质的作用,错误;B项,阳极上Br-失电子,发生氧化反应,错误;C项,由题图可知,铅电极为阴极,发生反应:HOOC—COOH+2e-+2H+OHC—COOH+H2O,石墨电极为阳极,发生反应:2Br--2e- Br2,Br2+OHC—CHO+2OH-2Br-+OHC—COOH+H2O,故制得2 mol乙醛酸,理论上外电路中迁移2 mol电子,错误;D项,双极膜中间层中的H+在外电场的作用下向阴极即铅电极方向迁移,正确。
7.D　A项,电解时,阳极电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑,正确;B项,阳极产生的Cl2与阴极产生的OH-发生反应产生ClO-,ClO-具有强氧化性,可以灭杀附着生物,正确;C项,H2聚集易发生爆炸,应及时通风稀释排出,正确;D项,阴极电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,OH-遇海水中的Mg2+产生白色沉淀Mg(OH)2,而非出现在阳极表面,错误。
8.C　由石墨烯电极区反应①可知该极发生氧化反应,为阳极,则ZnO@石墨烯为阴极。阴极的电极反应为CO2+2H++2e- CO+H2O,A正确;装置工作时涉及三个反应,Fe2+与Fe3+的转化循环进行,总反应为CO2与H2S之间的反应,根据得失电子守恒可知总反应为CO2+H2S CO+H2O+S,B正确;石墨烯与电源正极相连,ZnO@石墨烯与电源负极相连,故石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的高,C错误;Fe2+、Fe3+均在酸性环境中稳定存在,D正确。
9.答案　①O2+2H++2e- H2O2　②AC
解析　①a极O2得电子生成H2O2,发生还原反应,为阴极;b极H2O失电子生成O2和H+,发生氧化反应,为阳极。②电极b连接电源正极。
10.答案　Fe电极

水会阻碍中间物Na的生成;水会电解生成OH-,进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2
解析　根据反应历程可知,铁电极溶解生成了Fe2+,故应让Fe电极作电解池的阳极;由反应历程可知,反应物为Fe与环戊二烯,生成物为二茂铁和H2,再根据原子守恒写出总反应式;反应历程中有Na生成,水会阻碍Na的生成,且电解过程中水会在阴极生成OH-,进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2。
11.C　A项,题图中金属的防护方法是牺牲阳极法,金属M失去电子被氧化,水在钢铁设施表面得到电子,错误;B项,金属M和钢铁设施构成原电池,金属M作负极,故金属M的活动性比铁的活动性强,错误;C项,电子流向钢铁设施,钢铁设施表面积累大量电子而被保护,正确;D项,海水中含有大量电解质,故钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢,错误。
12.C　铁作负极,Fe-2e- Fe2+,A不正确;电化学腐蚀过程中化学能部分转化为电能,还有部分转化为热能,B不正确;活性炭可作为原电池的正极,加快负极铁的腐蚀,C正确;以水代替NaCl溶液,铁仍然能发生吸氧腐蚀,只是吸氧腐蚀的速率会减慢,D不正确。
三年模拟练
1.B　由装置图中电子流向可知,吸附层a上发生氧化反应,电极反应为H2-2e-+2OH- 2H2O,A正确;NaClO4的作用是传导离子,并未参与电极反应,B错误;原电池中阳离子向正极移动,该电池左侧为负极,右侧为正极,故Na+在装置中从左侧通过阳离子交换膜向右侧移动,C正确;由题图可知负极反应为H2-2e-+2OH- 2H2O,正极反应为2H++2e- H2↑,总反应为H++OH- H2O,所以“全氢电池”工作时,将酸碱中和反应的热效应转化为电能,D正确。
2.C　由题图可知,该装置的能量来源是光能,A正确;由题图可知,光催化剂电极上H2O发生氧化反应生成O2,故该电极的电极反应式为2H2O-4e- O2↑+4H+,B正确;电化学催化剂电极发生的电极反应为3CO2+18H++18e- CH3CH(OH)CH3+5H2O、2H++2e- H2↑,故每生成60 g(即1 mol)异丙醇,电路中转移的电子数目不为18NA,C错误;由题图可知,电化学催化剂电极为正极,光催化剂电极为负极,原电池中阳离子向正极移动,故H+从光催化剂电极一侧通过蛋白质纤维膜向电化学催化剂电极移动,D正确。
素养解读
　　本题以光电催化反应器进行能源的转换和储存为情境,考查原电池原理的综合应用。能够有效考查学生知识的掌握程度及应用能力,培养学生证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
3.C　实验Ⅰ中Fe作负极,碳作正极,实验Ⅱ中Zn作负极,Fe作正极,所以实验Ⅱ中Zn保护了Fe,铁的腐蚀速率比实验Ⅰ慢,A正确;实验Ⅱ中Fe作正极,在正极氧气得电子发生还原反应,其电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-,B正确;实验Ⅰ的现象不能说明K3[Fe(CN)6]溶液与Fe反应生成了Fe2+,25 min 时蓝色区域的出现也可能是因为Fe失去电子生成Fe2+,K3[Fe(CN)6]溶液与Fe2+发生反应生成蓝色沉淀,C错误;若将Zn片换成Cu片,Fe比Cu活泼,Fe作负极,Cu作正极,可推测Cu片上氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子,Cu片周边出现红色,铁钉失电子发生氧化反应生成Fe2+,Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应,使其周边出现蓝色,D正确。
4.A　金属腐蚀速率:电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极,只闭合K3,是原电池,铁棒作负极,只闭合K2,是电解池,铁棒作阴极,只闭合K1,铁棒作阳极,因此腐蚀速率是只闭合K1>只闭合K3>都断开>只闭合K2,A错误;只闭合K3,铁棒发生吸氧腐蚀,正极的电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-,B正确;只闭合K1,铁棒作阳极,阳极反应式为Fe-2e- Fe2+,阴极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-,U形管中气体压强增大,因此漏斗内液面上升,然后断开K1闭合K2,铁棒作阴极,阴极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-,阳极反应式为Cl--2e-+2OH- ClO-+H2O,U形管中气体压强增大,漏斗内液面继续上升,C正确;只闭合K2,铁棒作阴极,阴极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-,阳极反应式为2Cl--2e- Cl2↑,U形管中气体压强增大,左、右两端液面均下降,D正确。
5.答案　(1)阳极　(2)①H2(或CO等其他合理答案)　②85%　(3)①CO32-　②H2O+HCO3-+2e- HCOO-+2OH-(或3HCO3-+2e- HCOO-+2CO32-+H2O)　同意,阴极发生电极反应H2O+HCO3-+2e- HCOO-+2OH-的同时,阳极发生电极反应2H2O-4e- O2↑+4H+,当外电路转移2 mol电子时,2 mol H+通过质子交换膜向阴极移动,恰好与阴极生成的2 mol OH-反应
解析　(1)装置右侧通入CO2,CO2得电子被还原生成HCOO-,所以右侧Pt电极为阴极,左侧Pt电极为阳极。
(2)①右侧Pt电极(阴极)上CO2被还原,其还原产物还可能为CO等其他低价态的碳的化合物或者溶液中水电离出的氢离子被还原生成氢气。②阳极反应式为2H2O-4e- O2↑+4H+,标准状况下,224 mL氧气的物质的量为0.224 L22.4 L·mol-1=0.01 mol,装置中转移0.04 mol电子,1 mol CO2转化为1 mol HCOO-转移2 mol电子,所以电解效率为0.017mol×20.04mol×100%=85%。
(3)①根据题图可知当pH>12时,CO2在水溶液中的主要存在形式为CO32-。②根据题图可知当pH=8.5时,CO2在水溶液中的主要存在形式为HCO3-,HCO3-得电子被还原成HCOO-,电极反应式为H2O+HCO3-+2e- HCOO-+2OH-或3HCO3-+2e- HCOO-+2CO32-+H2O;阴极发生电极反应H2O+HCO3-+2e- HCOO-+2OH-的同时阳极发生电极反应2H2O-4e- O2↑+4H+,当外电路转移2 mol电子时,2 mol H+通过质子交换膜向阴极移动,恰好与阴极生成的2 mol OH-反应。
6.答案　(1)O2　2HSO3-+2H++2e- S2O42-+2H2O　2NO+2S2O42-+2H2O N2+4HSO3-
(2)正极　CO+H2O-2e- CO2+2H+
(3)NaHCO3　阳　44　
(4)减小　
(5)玻璃棒、漏斗
(6)反应1为可逆反应,生成的Au3+会与王水中的Cl-反应生成AuCl4-,降低了Au3+的浓度,使平衡正向移动,Au不断溶解
解析　(1)阳极为H2O电离出来的OH-放电生成O2,从A口出来的气体是O2;阴极为HSO3-得电子发生还原反应,生成S2O42-,电极反应式为2HSO3-+2H++2e- S2O42-+2H2O。由题图1可知吸收柱中除去NO的原理是2NO+2S2O42-+2H2O N2+4HSO3-。
(2)A极上CO失电子,发生氧化反应,A极作负极,负极反应式为CO+H2O-2e- CO2+2H+,则通O2的B极为正极。
(3)电解Na2CO3溶液,结合题图3可知,阳极反应为2H2O-4e-+4CO32- O2↑+4HCO3-,阴极反应为2H2O+2e- H2↑+2OH-,则B处排出的溶液主要溶质为NaHCO3;钠离子向阴极移动,电解槽中的离子交换膜为阳离子交换膜;在标准状况下,11.2 L O2的物质的量为11.2 L22.4 L/mol=
0.5 mol,由关系式O2~4e-~2H2,n(H2)=2n(O2)=1 mol,转移电子的物质的量为2 mol,有2 mol Na+进入阴极区,有1 mol H2从阴极区逸出,所以阴极区的质量变化为2 mol×23 g/mol-2 g=44 g。
(4)阴极上铜离子得电子产生铜单质,阳极上溶解的是Cu和比Cu活泼的Fe、Zn等,电解过程中硫酸铜溶液的浓度会减小。
(5)操作a是过滤,需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。
(6)王水中含有大量Cl-,Au3+与Cl-形成AuCl4-,使Au+6HNO3(浓) Au(NO3)3+3NO2↑+3H2O平衡正向移动,Au不断溶解。
素养解读
　　本题以生产生活中的常见情境为素材,综合考查原电池、电解原理的应用及其相关计算。可提升学生利用化学知识解决具体情境中问题的能力,培养学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识的化学学科核心素养。