第四章《化学反应与电能》单元检测题2023-2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

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第四章《化学反应与电能》单元检测题
一、单选题
1．科技工作者利用催化剂和电化学原理还原CO2，使其转化为可被利用的燃料。如图所示装置就可以将CO2转化为燃料CO。下列有关判断正确的是

A．该装置为原电池装置，M极发生还原反应
B．该装置工作时，N电极的电极反应式为
C．质子由N电极区通过质子交换膜移向M电极区
D．M电极可用金属钠作电极材料
2．肼(N2H4)是一种常见的还原剂，设其在酸性溶液中以N2H形式存在。利用如图电解装置，N2H可将UO转化为U4+(N2H转化为N2)。下列说法不正确的是

A．镀铂钛网上发生的电极反应式为：N2H-4e-=N2↑+5H+
B．标准状况下，若生成11.2LN2，则有2molH+从镀铂钛网通过质子交换膜流向钛板
C．电解一段时间后电解质溶液的pH减小
D．在该电解装置中，N2H还原性强于H2O
3．选择性电催化甲烷制取甲醇，用碳酸盐、固体氧化物分别作电解质的装置如下图甲、乙所示：

该装置工作时，下列说法错误的是
A．甲中CO、乙中O2-均向阳极移动
B．甲中阴极上发生的电极反应与乙中的相同
C．甲中阳极上发生：CH4+CO-2e- = CH3OH + CO2
D．甲、乙两电解池的电解总反应相同
4．碱性氢氧燃料电池以溶液为电解质溶液，可用于航天飞机。下列说法错误的是
A．负极反应为
B．供电时的总反应为，随着反应的进行，溶液的pH降低
C．产物为无污染的水，属于环境友好型
D．燃料的能量利用效率可达100%
5．装置为锂钒氧化物二次电池，其成本较低，且对环境无污染：V2O5 + xLi LixV2O5；在下图中用该电池电解含镍酸性废水可得到单质镍。下列说法正确的是
   
A．该电池充电时，B电极的电极反应式为LixV2O5-xe-=V2O5+xLi+
B．锂钒氧化物二次电池可以用LiCl水溶液作为电解液
C．电解过程中，b中NaCl溶液的物质的量浓度会增大
D．当锂钒氧化物二次电池中有7gLi参与放电时，一定能得到29.35g镍
6．绿水青山就是金山银山。现利用如图所示装置对工业废气、垃圾渗透液进行综合治理并实现发电。下列有关说法错误的是

A．惰性电极a为负极
B．在b极被还原
C．相同时间内a、b两极产生的物质的量之比为3∶5
D．在硝化细菌的作用下被氧化成
7．Co是磁性合金的重要材料，也是维生素重要的组成元素。工业上可用如下装置制取单质Co并获得副产品盐酸(A、B均为离子交换膜)。下列说法正确的是

A．A为阴离子交换膜，B为阳离子交换膜
B．若去掉膜A，石墨电极的电极反应不变
C．当电路中转移2mol电子时，阳极产生
D．若产品室，阴极溶液质量减少13g
8．我国科学家在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法不正确的是

A．该装置的总反应为H2SH2＋S
B．能量转化方式主要为“光能→电能→化学能”
C．a极上发生的电极反应为Fe2＋-e-=Fe3＋
D．a极区需不断补充含Fe3＋和Fe2＋的溶液
9．下列反应的离子方程式书写正确的是
A．硫酸铝溶液中加过量氨水：Al3++4NH3•H2O=AlO+4NH+2H2O
B．NaClO溶液中通入少量CO2：2ClO-+CO2+H2O=2HClO+CO
C．惰性电极电解MgCl2水溶液Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑
D．澄清石灰水与足量小苏打溶液混合：Ca2++OH-+HCO=CaCO3↓+H2O
10．最近，一种CO2-Al新型电池在某科研所研制成功，其简易装置如图所示。下列说法错误的是

A．每消耗27g Al，吸收1.5mol CO2
B．该装置实现了化学能转化为电能
C．金属铝作负极，发生氧化反应
D．正极反应式为2CO2+2e-=C2O
11．如图所示是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是
  
A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B．干电池在长时间使用后，锌筒变软
C．铅蓄电池工作过程中，每通过 2 mol 电子，负极质量减轻 207 g
D．碱性氢氧燃料电池负极反应式为：H2－2e－＋2OH－ = 2H2O
12．目前工业废水处理备受关注。我国科研人员设计了一种通过内部物质循环处理含有机物Cm(H2O)n的废水的实验装置，其工作原理如图所示，其中双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-，并在直流电场作用下分别向两极迁移。图中·OH 表示电中性的自由基。下列说法错误的是
  
A．循环利用的气体X为O2
B．工作时两极区H2SO4溶液和NaOH溶液的浓度均逐渐减小
C．相同时间内，理论上生成CO2的物质的量小于生成O2的物质的量
D．工作时需向催化电极M区补充适量气体X
13．以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池，采用电解法制备Fe(OH)2，装置如图所示，其中电解池两极材料分别为铁和石墨，通电一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀。则下列说法正确的是

A．石墨电极Ⅱ处的电极反应式为O2＋4e－===2O2－
B．X是铁电极
C．电解池中的电解液为蒸馏水
D．若将电池两极所通气体互换，X、Y两极材料也互换，实验方案更合理
14．工业上仅以食盐和水为原料，不能得到的产品是
A．烧碱 B．NaClO溶液 C．盐酸 D．氮肥NH4Cl
15．如图所示装置进行实验，下列有关说法正确的是

A．电子流向为：电极a → 电极d →电极c →电极b
B．电极b发生的电极反应为O2 + 2H2O + 4e－ = 4OH－
C．在电极a参与反应的气体体积在相同状况下与在电极c产生的气体体积为1:1
D．为了防止大气污染，应在d端的U形管出口连接导管通入到NaOH溶液中

二、填空题
16．如图所示。请回答：

(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，A极材料为铜，B电极材料为Zn，A为 极，此电池所发生的反应化学方程式为 ，反应进行一段时间后溶液C中c(H+)将 (填“变大”“变小”或“基本不变”)。溶液中的移向 极(填“A”或“B”)
(2)若C为CuSO4溶液，A极材料为石墨，B电极材料为Fe。则B电极上发生的电极反应式为 ；A极产生的现象是 ；若AB两电极质量相同，当AB两电极质量差为12g时，理论上反应过程中电子发生转移的物质的量为 。
17．研究大气中含硫化合物(主要是和)的转化具有重要意义。
(1)土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成，两步反应的能量变化示意图如下：

全部氧化成的热化学方程式为 。
(2)二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含快速启动，其装置示意图如下：

①质子的流动方向为 (填“从A到B”或“从B到A”)。
②负极的电极反应式为 。

三、实验题
18．某学习小组通过下列装置模拟氯碱工业进行实验探究。请回答：

(1)A物质是 (填化学式)，电解NaCl溶液总反应的离子方程式为 。
(2)在阴极产生448 mL气体(标准状况)后停止实验，测得阴极室中溶液的体积为400 mL，则常温下此溶液的pH= 。
(3)经分析，饱和NaCl的作用有4个，①提供，参与电极反应：②通过定向移动，形成闭合网路；③生成NaOH；④ 。
(4)有同学认为，改从B处加入饱和食盐水，并改用阴离子交换膜也可实现氯碱生产。如此改变的不利之处是 (写一条即可)。
(5)将所得通入下列装置，可观察到A、B处的棉花颜色均发生变化。

①A处现象为 。
②B处变红后又变黄色。进行如下实验探究B处“变黄色”的原因：取出B处棉花，挤出溶液分为两份，取其中一份滴加KSCN溶液，得红色溶液。查资料知电子式为，该同学猜想可能被氧化。根据电负性分析，中C元素的化合价为 。设计一筒约实验验证此猜想：取第二份样品溶液予试管中， ，则证明此设想成立。
19．请用下图所示仪器装置设计一个包括电解饱和食盐水并测定电解时产生的氢气的体积和检验氯气的氧化性的实验装置。

（1）所选仪器连接时，各接口的顺序是(填各接口的代号字母)：A接，接，B接，接。
（2）实验时，装置中的石墨电极接电源的 极，所发生的电极反应式为 ；铁电极接电源的 极，所发生的电极反应式为 ；此电解总反应方程式为 。
（3）实验测得产生的氢气体积(已折算成标准状况)为5.60 mL，电解后溶液的体积恰好为50.0 mL，则溶液中OH－的浓度为 。

四、计算题
20．将银电极插入298 K的1.000 × 10-1mol·L-1 NH4NO3和1.000 ×10-3 mol·L-1AgNO3混合溶液中，测得其电极电势φ随溶液pH的变化如下图所示。已知氨水的解离常数Kb为1.780 × 10-5，理想气体常数R=8.314 J·mol-1·K-1，法拉第常数F = 96500 C·mol-1


(1)计算298 K中银电极的标准电极电势φ 。
(2)计算银氨配合物离子的逐级稳定常数K1和K2 。
(3)利用银离子的配合反应设计一个原电池，其电池反应方程式为：Ag+ (aq) + 2NH3 (aq) = Ag(NH3)(aq)
计算该原电池的标准电动势 。若未能算出银氨配合物离子个、二级逐级标准稳定常数，可假设都是1.00 ×103.
21．在由铜片、锌片和200 mL稀H2SO4组成的原电池中，若锌片只发生电化腐蚀。则当在铜片上共放出3.36 L(标准状况)的气体时，H2SO4恰好反应完。求：
(1)产生这些气体消耗的锌是 g；
(2)有 个电子通过导线。
(3)原稀硫酸的物质的量浓度是 mol/L。

参考答案：
1．B
【分析】发生氧化反应，发生还原反应，故M电极为负极，N电极为正极；
【详解】A．该电化学装置产生电能的装置，为原电池装置，M极上水发生氧化反应，A项错误；
B．N电极的二氧化碳发生还原反应生成一氧化碳，电极反应为，B项正确；
C．原电池工作时，阳离子从负极移向正极，即质子从M电极区通过质子交换膜移向N电极区，C项错误；
D．钠为活泼金属，会和电解质溶液中氢离子反应，不能使M电极材料，D项错误；
答案选B。
2．C
【详解】A.镀铂钛网外接电源的正极，可知镀铂钛网是阳极，其电极反应式是还原剂失电子，故其电解反应式为N2H-4e-=N2↑+5H+，故A正确；
B.钛板外接电源负极，是电解池的阴极， 其电极反应式为2UO+8 H++4e-=2 U4++4H2O，故电解池总反应式为2UO+8 H++ N2H= 2 U4++N2↑+5H++4H2O，标准状况下，若生成22.4LN2，需消耗4molH+，则若生成11.2LN2，则消耗电子2molH+，则有2molH+从镀铂钛网通过质子交换膜流向钛板，故B正确；
C.从电解反应式来看2UO+8 H++ N2H= 2 U4++N2↑+5H++4H2O，电解过程中消耗氢离子，则电解一段时间后，溶液的pH增大，故C错误；
D.在该电解装置中，是N2H失去电子，而不是水，故D正确；
本题答案C。
3．B
【详解】A．由装置甲、乙图可知，都属于电解池，阴离子都向阳极移动，所以甲中CO、乙中O2-均向阳极移动，故A正确；
B．甲中阴极反应：O2+2CO2+4e-=2，乙中的阴极反应为O2+4e-=2O2-，电极反应不同，故B错误；
C．甲烷在阳极发生氧化反应，电解质为碳酸盐，所以甲中阳极上发生：CH4+CO-2e- = CH3OH + CO2，故C正确；
D．由以上分析可知，甲中阳极反应：CH4+CO-2e- = CH3OH +CO2，阴极反应为：O2+2CO2+4e-=2，总反应为：O2+2CH4=2CH3OH；乙中阳极反应为：CH4+O2--2e-=CH3OH，阴极反应：O2+4e-=2O2-，总反应为：O2+2CH4=2CH3OH；甲、乙两电解池的电解总反应相同，故D正确；
故选B。
4．D
【详解】A．负极上氢气失电子发生氧化反应生成的与结合生成水，电极反应式为，A正确；
B．负极上氢气失电子，正极上氧气得电子，电池总反应为，随着反应的进行，溶液体积增大，的物质的量不变，导致c(KOH)减小，则溶液的pH降低，B正确；
C．电池产物只有水一种物质，对环境没有污染，属于环境友好型，C正确；
D．放电时，化学能除转化为电能外，还有一部分转化为热能，所以其能量利用效率小于100%，D错误；
故选D。
5．C
【详解】A.该电池充电时，A为阳极，阳极上LixV2O5失电子，阳极上电极反应式为：LixV2O5-xe-=V2O5+xLi+，B电极为阴极，电极反应式为Li++e-=Li，A错误；
B.Li是活泼金属，能与水反应而自损，所以锂钒氧化物二次电池不能用LiC1水溶液作为电解液，B错误；
C.电解过程中，a中Na+透过阳离子膜进入b中，c中Cl-透过阴离子膜进入b中，使b中NaC1溶液的物质的量浓度会增大，C正确；
D.当锂钒氧化物二次电池中有7gLi参与放电时，转移电子为1mol，随着电解的进行，c(Ni2+)减小，H+的放电能力大于Ni2+，所以得到Ni的质量小于或等于×1mol×58.7g/mol=29.35g，D错误；
故合理选项是C。
6．C
【分析】根据物质的化合价变化，可知惰性电极a为负极，其电极反应式为，惰性电极b为正极，其电极反应式为；
【详解】A．根据分析可知，惰性电极a为负极，选项A正确；
B．惰性电极b为正极，其电极反应式为，选项B正确；
C．根据得失电子守恒可知，a、b两极产生的物质的量之比为5∶3，选项C错误；
D．在硝化细菌的作用下，N元素由-3价升高为+5价，被氧化成，选项D正确；
答案选C。
7．D
【分析】由图可知，Co为阴极，电极反应式为Co2++2e-=Co，石墨为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，据此作答。
【详解】A．氯离子透过B膜进入盐酸溶液，故B膜为阴离子交换膜，阳极生成氢离子，氢离子透过A膜进入盐酸，故A膜为阳离子交换膜，A错误；
B．若去掉膜A，则阳极室的电解质溶液为硫酸和盐酸的混合溶液，此时石墨电极的电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，发生改变，B错误；
C．根据电子守恒可知，当电路中转移2mol电子时，阳极产生O2的物质的量为：=0.5mol，由于题干未告知气体所处的状态，故无法计算其体积，C错误；
D．若产品室Δn（HCl）═0.2mol，则有0.2mol氯离子透过交换膜B进入盐酸溶液，析出Co0.1mol，阴极室质量减少0.1mol×59g/mol+0.2mol×35.5g/mol=13g，D正确；
故答案为：D。
8．D
【详解】A．该装置发生的有关反应为H2S＋2Fe3＋=2H＋＋S＋2Fe2＋(a极区)、2Fe2＋-2e-=2Fe3＋(a极)、2H＋＋2e-=H2(b极)，这三个反应相加，结合反应条件得到总反应H2SH2＋S，A项正确；
B．该制氢工艺中光能转化为电能，最终转化为化学能， B项正确；
C．a电极上的发生的反应是由Fe2＋转化为Fe3＋，电极反应方程式为Fe2＋-e-=Fe3＋，C项正确；
D．a极区涉及两步反应，第一步利用氧化态Fe3＋高效捕获H2S得到硫和还原态Fe2＋，第二步是还原态Fe2＋在a极表面失去电子生成氧化态Fe3＋，这两步反应反复循环进行，所以a极区无需补充含Fe3＋和Fe2＋的溶液， D项错误。
答案为D。
9．C
【详解】A．硫酸铝溶液中加过量氨水，发生化学反应，生成硫酸铵和氢氧化铝沉淀，由于Al(OH)3能溶于强碱溶液不能溶于弱碱溶液，其离子方程式为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3，故A错误；
B．由于HClO的酸性强于，则NaClO溶液中通入少量CO2，发生化学反应，生成NaHCO3和HClO，其离子方程式为ClO-+CO2+H2O═HClO+，故B错误；
C．惰性电极电解MgCl2水溶液，阴极H+放电产生H2，阳极Cl-放电产生Cl2，在阴极附近产生Mg(OH)2沉淀，其离子方程式为Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑，故C正确；
D．澄清石灰水与足量小苏打溶液混合，书写离子方程式时，以不足的Ca(OH)2为基准，即1mol Ca(OH)2与2molNaHCO3反应，其离子方程式为Ca2++2OH-+2═CaCO3↓++2H2O，故D错误；
答案为C。
10．A
【详解】A．27g Al即1mol，Al被氧化为Al2(C2O4)3，所以转移3mol电子，CO2被还原为C2O，C元素化合价降低1价，所以转移3mol电子时吸收3molCO2，A错误；
B．该装置为新型电池，即原电池，可以将化学能转化为电能，B正确；
C．据图可知Al失电子被氧化为Al2(C2O4)3，作负极，C正确；
D．正极上CO2被还原为C2O，根据电子守恒、元素守恒可得反应式为2CO2+2e-=C2O，D正确；
综上所述答案为A。
11．C
【详解】A. 干电池放电后不能再次复原，属于一次电池，铅蓄电池在放电后可以充电继续使用，属于二次电池，氢氧电池能够把燃料的化学能转化为电能，属于燃料电池，故A正确；
B. 在干电池的使用过程中，Zn为负极，失去电子被氧化，因此锌筒被消耗会慢慢变软，故B正确；
C. 铅蓄电池工作时负极的反应为：，每通过2mol电子消耗1molPb，同时生成1molPbSO4，附着在负极上，因此每通过 2 mol 电子，负极Pb的质量减轻207 g，同时生成了303g PbSO4，因此负极质量增加96g，故C错误；
D. 碱性氢氧燃料电池，燃料做负极失去电子，负极反应式为：H2－2e－＋2OH－ = 2H2O，故D正确；
答案选C。
12．C
【分析】从图看，催化电极M为O2结合H+发生还原反应，该极为电解池的阴极。则电极N为电解池的阳极，该极OH-优先放电得到O2。
【详解】A．M极消耗O2，而N极产生的O2可循环利用，所以X为O2，A项正确；
B．M极H+与O2结合消耗导致酸的浓度下降，同时在N极OH-被电解消耗，所以H2SO4溶液和NaOH溶液的浓度均逐渐减小，B项正确；
C．由电子得失守恒mCO2~Cm(H2O)n~mO2，即生成CO2的物质的量等于生成O2的物质的量，C项错误；
D．M极其他还原物质可能消耗O2，所以需要适量补充O2，D项正确；
故选C。
13．D
【分析】左边装置是原电池，通入氢气的电极I是负极、通入氧气的电极II是正极，负极反应式为H2-2e-+CO32-═CO2+H2O，正极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-，右边装置是电解池，X是阴极、Y是阳极，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-、阳极反应式为Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2↓，以此解答。
【详解】A. 通入氧气的电极II是正极，电极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-，选项A错误；
B. X是阴极、Y是阳极，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故X是石墨电极，选项B错误；
C. ．电解过程是阴极上氢离子放电得到溶液中的氢氧根离子交换亚铁离子生成氢氧化亚铁，所以可以用NaOH溶液作为电解液，蒸馏水的导电性较差一般不用做电解液，选项C错误；
D. 若将电池两极所通气体互换，X、Y两极材料也互换，则Y极产物的氢气能起保护气作用，防止X极产生的氢氧化铁迅速氧化，实验方案更合理，选项D正确。答案选D。
【点睛】本题考查新型电池，为高频考点，题目难度不大，注意把握原电池的工作原理以及电极反应式的书写，解答本题的关键是根据物质的性质判断原电池的正负极。
14．D
【详解】工业上电解饱和食盐水制得氢气、氯气和氢氧化钠，反应生成的氯气和氢氧化钠溶液反应可以制得次氯酸钠，氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制得盐酸，无法制得氮肥NH4Cl，故选D。
15．C
【分析】左边为氢氧燃料电池，磷酸为电解质，通入氢气的一极a极为负极，通入氧气的一极b极为正极，右边为电解氯化钠溶液的电解池，连接正极的c极为阳极，连接负极的d极为阴极。
【详解】A．电子流向为：电极a→电板d，电极c→电极b，电子不能在溶液中流动，选项A错误；
B．电极b为正极，酸性条件下氧气得电子与氢离子反应生成水，发生的电极反应为O2+4H++4e-=2H2O，选项B错误；
C．根据得失电子守恒，在电极a 参与反应的气体氢气体积在相同状况下与在电极c产生的气体氯气体积为1：1，选项C正确；
D．c端产生氯气，为了防止大气污染，应在c 端的U形管口连接导管通入到NaOH溶液中吸收氯气，选项D错误；
答案选C。
16． 正 Zn+ H2SO4= ZnSO4+ H2↑ 变小 B Fe-2e-=Fe2+ 有红色物质析出 0.2mol
【分析】(1)锌比铜活泼，则锌作负极，原电池反应是锌与稀硫酸置换氢气的反应，正极反应是氢离子得电子生成氢气，负极上是金属铁发生失去电子的氧化反应，结合原电池的工作原理分析作答；
（2）若C为CuSO4溶液，B电极材料为Fe，A极材料为石墨，则总反应为铁与硫酸铜发生自发的氧化还原反应。原电池中，B电极为负极，发生失电子的氧化反应，A电极为正极，发生得电子的还原反应，结合原电池的工作原理及电化学计算中电子转移数守恒作答。
【详解】(1)若溶液C为稀H2SO4溶液，A极材料为铜，B电极材料为Zn，由于锌比铜活泼，则该原电池锌作负极，铜做正极， A极材料为铜，即A为正极，该原电池反应是锌与稀硫酸置换氢气的反应： Zn+ H2SO4== ZnSO4+ H2↑；依据该反应可知溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度变小；原电池中阴离子移向负极，则溶液中的移向B极。故答案为：正；Zn+ H2SO4= ZnSO4+ H2↑；变小；B；
(2) 若C为CuSO4溶液，A极材料为石墨，B电极材料为Fe ，则由电极和电解质溶于可知该原电池的反应为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu， 则B电极Fe为原电池的负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：Fe-2e-==Fe2+；A极铜离子得电子转化为铜单质，其电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，故A极现象为有红色物质析出；根据Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，当AB两电极质量差为12g时，则消耗的铁的质量为m(Fe)= =5.6g，反应过程中电子发生转移的物质的量为0.2mol。故答案案为：Fe-2e-=Fe2+；有红色物质析出；0.2mol。
17．(1)
(2) 从A到B

【详解】（1）根据图示可知第一步反应①为，第二步反应②为，根据盖斯定律由①+②可得
（2）由图可知总反应式为，A为负极，B为正极，质子即为H+，朝正极移动，故移动方向为从A到B；负极的电极反应式为：
18．(1)
(2)13
(3)提供，抑制在水中的溶解
(4)无法阻止与反应；造成NaOH纯度下降(合理即可)
(5) 浅红色变无色 +4 滴加氯化钡溶液或硝酸钡溶液，观察有白色沉淀生成(合理即可给分)

【分析】在氯碱工业中，左侧电极上氯离子失电子产生氯气，为阳极，右侧水得电子产生A为氢气，同时氢氧根离子浓度增大，左侧钠离子通过阳离子交换器进入右侧，产生氢氧化钠；
将氯气通入滴有酚酞的亚硫酸钠溶液、滴有KSCN溶液的FeCl2溶液，对氯气的氧化性进行探究；
【详解】（1）根据分析可知，A物质是，电解NaCl溶液产生氢氧化钠、氯气和氢气，总反应的离子方程式为；
（2）在阴极产生448 mL气体(标准状况)后停止实验，测得阴极室中溶液的体积为400 mL，则常温下此溶液的c(OH-)==0.1mol/L，故常温下此溶液的理论pH=13；
（3）经分析，饱和NaCl的作用有4个，①提供，参与电极反应：②通过定向移动，形成闭合网路；③生成NaOH；④Cl2在水中存在平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO，故提供，抑制在水中的溶解；
（4）若改从B处加入饱和食盐水，并改用阴离子交换膜，无法阻止与反应；造成NaOH纯度下降，不利于实现氯碱生产；
（5）通电一段时间后，可观察到A处现象为浅红色变无色；
②中S为-2价，N为-3价，则C元素的化合价为+4价；设计一筒约实验验证此猜想：取第二份样品溶液予试管中，滴加氯化钡溶液或硝酸钡溶液，观察有白色沉淀生成，则证明此设想成立。
19． GFHDEC 正 2Cl－－2e－===Cl2↑ 负 2H＋＋2e－=H2↑ 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ c(OH－)＝0.01 mol·L－1
【详解】（1）U形管反应器中的两个电极未限定哪个是阳极或阴极，可以任意选用。而反应器两边连接哪些仪器及其连接顺序，取决于A、B为哪种电极、其电极产物和实验要求。设A上电极为铁质电极、B上电极为石墨电极，则反应器两边所选用的各仪器接口连接顺序为A接贮气瓶的G―→F，把水挤入量筒上H导管，用量筒测量出排出的水量，以测定氢气产生的体积。B接洗气瓶的D―→E，生成的氯气在洗气瓶里氧化淀粉碘化钾溶液，以证明其氧化性，多余的氯气通入烧杯里的C导管，借助氢氧化钠吸收氯气，防止污染大气，故答案为G　F　H　D　E　C；（2）根据电解饱和食盐水阳极所发生的反应式：2Cl—－2e—===Cl2↑，为防止电极被腐蚀，实验中一般选用石墨作阳极，阴极发生的是水电离出的H＋离子被还原，2H＋＋2e—===H2↑，从而破坏水的电离平衡，在阴极区域里形成氢氧化钠，显碱性，阴极通常使用铁电极。电解的总反应方程式为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，故答案为正、2Cl－－2e－===Cl2↑、负、2H＋＋2e－===H2↑、2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；（3）
已知电解产生氢气5.60 mL，其物质的量为＝2．5×10－4mol，由方程式可得

x＝2×2.5×10－4mol＝5×10－4mol
c(OH—)＝＝0.01 mol·L—1，故答案为0.01 mol·L—1。
【点睛】本题重点考查了电解饱和食盐水的实验、原理以及有关物质的量的计算。
20． 0.799 V =2.07 × 103;=8.07 × 103 0.427 V
【详解】本题涉及配位平衡、酸碱平衡，考查了能斯特方程的应用，以及在复杂体系中对物料守恒的使用，要求学生能够理解φ-pH图，利用能斯特方程将图中信息转化为数学方程，正确使用分布系数简化方程，并正确使用守恒方程求解未知量。
2-1本题考查对能斯特方程的直接运用。
由图可知，在pH < 6时pH对电极电势没有影响，φ 。保持 在0.622 V不变。根据半反应的能斯
特方程
Ag+(aq)+e-→Ag
φ=  φ +ln[Ag+]=φ+0.0591V×lg[Ag+]      (1)
可知当pH < 6时，[Ag+ ]保持不变，说明此时体系中的NH3浓度太低，配位平衡可以忽略。所以
[Ag+]== 1.000 ×10-3mol·L-1
将φ 与[Ag+]代入能斯特方程可解出：
φ = 0.799 V
2-2本题需要考虑配位平衡，而且题目中要求计算逐级稳定常数，说明Ag(NH3)+与Ag(NH3)2+同时存在，而且由于稳定常数未知，二者浓度的相对大小就未知，因此不能轻易忽略其中任何一方的浓度。对于这样的复杂体系，可以使用副反应系数和守恒方程来进行计算。
先来考虑NH3/NH4+的酸碱平衡，NH3的副反应系数为：
= =          (2)
注意到
>>
因此式(2)可改写为：
= =
[NH3]=                                                 (3)
由式(3)可以计算出任何pH条件下NH3的浓度。
对Ag+也可以运用类似的技巧，求出[Ag+ ]与[NH3]的关系：
=1+ K1[NH3] + K1K2[NH3]2
[Ag+]=       (4)
至此，得出了[Ag+]与[NH3]的关系(即式(4))和[NH3]与[H +]的关系(即式(3))。也就是说，对于任一pH，都可以通过式(3)和式(4)表示[Ag+]；通过式(1)和图中读出的电极电势数据可以求出[Ag+]大小。于是可以建立方程求解。
当pH= 8时，由式(1)求出[Ag+]= 2.064 × 10-6 mol·L-1，由式(3)求出[NH3]=5.319 × 10-3 mol·L-1。
2.064 × 10-6=     (5)
当pH> 12时，由式(1)求 出[Ag+]= 5.979× 10-9 mol·L-1，由于是强碱性环境，因此
[NH3]= =1.000 ×10-1mol·L-1。
5.979 × 10-9 =    (6)
式(5)和式(6)联立可解得：
=2.07 × 103
=8.07 × 103
2-3本题主要考查配位平衡对电极电势的影响，由已知简单离子的标准电极电势和配合物稳定常数，求配合物标准电极电势的问题，属于电化学中的简单问题，直接应用能斯特方程即可求解。
对于半反应
Ag(NH3) (aq)+e- →Ag(S) + 2NH3(aq)
[Ag(NH2)]= [NH3]= 1 mol·L-1，根据稳定常数表达式可知[Ag+]=。
代入式(1)可知：
φ= φ=φ+ 0.0591V×lg= 0.372 V
用Ag(NH3)/Ag做负极，用Ag+ /Ag做正极，二者构成原电池反应：
Ag+ (aq) + 2NH3(aq) =  Ag(NH3) (aq)
E=φ-φ= 0.427 V
(若用假定的稳定常数计算，则结果为E = 0.355V。) 。
21． 9.75 1.806×1023 0.75
【详解】(1)由于锌比铜活泼，所以锌作负极，所以消耗的金属为锌，锌失电子生成锌离子进入溶液，锌片电极反应式为：Zn-2e-=Zn 2+，铜片上氢离子得电子生成氢气，所以铜片电极反应式为：2H++2e-=H2↑，总反应：Zn+2H+=H2↑+Zn2+，则关系式，解得m(Zn)=9.75g，所以消耗锌的质量为9.75g；
(2)，解得n(e-)=0.3mol，则通过导线的电子数目为1.806×1023个；
(3)根据氢原子守恒，H+全部由H2SO4提供，所以n(H2)=n(H2SO4)=0.15mol，c(H2SO4)==0.75mol/L。