2024届高三新高考化学大一轮专题练习 电解池

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习 电解池，共24页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2024届高三新高考化学大一轮专题练习--电解池
一、单选题
1．（2023春·湖北·高三校联考阶段练习）二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池电解含有尿素的碱性溶液，用于废水处理，其装置如图所示(装置中c、d均为惰性电极，隔膜仅阻止气体通过)。

下列说法正确的是
A．通入的一极是燃料电池的负极
B．当有个质子通过质子交换膜时，产生
C．装置中电子移动方向：电极a→电极d→隔膜→电极c→电极b
D．电极c附近发生的电极反应为
2．（2022秋·福建泉州·高三校考阶段练习）一种新型镁储备电池储存寿命长，电压平稳，电池反应为Mg+Cu2Cl2=2Cu+MgCl2。实验室以该电池为电源处理含Na2SO4废水，同时制备NaOH和H2SO4的装置如图所示。下列说法错误的是

A．M电极材料为Mg
B．ab为阴离子交换膜
C．N极的电极反应式为Cu2Cl2+2e-=2Cu+2Cl-
D．电路上每通过4mole-，阴阳两极总共产生67.2L气体
3．（2023·四川成都·成都七中校考二模）2022年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学做出贡献的三位科学家。我国科学家在寻找新的点击反应砌块的过程中，意外发现一一种安全，高效合成化合物，其结构简式如图所示，其中X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素，Y与W是同一主族元素，下列说法正确的是

A．电解Z的简单氢化物的水溶液可制得Y单质
B．简单离子半径：W>Z>Y
C．简单氢化物的沸点：W>X
D．最高价含氧酸的酸性：Z>W
4．（2022秋·广东·高三校联考期末）利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法不正确的是

A．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移
B．电解时Na2SO4溶液浓度保持不变
C．当电路中转移4mol电子时，标况下阳极产生22.4LO2
D．电极b上反应为CO2+8HCO+8e-=CH4+8CO+2H2O
5．（2023春·天津和平·高三天津一中校考阶段练习）盐酸羟胺(化学式为，其中N为价)是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似。工业上主要采用如图1所示的方法制备，其电池装置中含Fe的催化电极的电极反应机理如图2所示。下列说法错误的是


A．含Fe的催化电极的电极反应为
B．图2中，A为，B为
C．电池工作时，每消耗2.24L NO(标准状况下)，左室溶液质量减少3.3g
D．电池工作时，从右室穿过氢离子交换膜向左室迁移
6．（2023·全国·高三专题练习）我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为和的原电池一电解池组合装置(如图所示，其中是具有强氧化性的羟基自由基)，实现发电、环保二位一体。下列说法正确的是

A．电极的电势比较：
B．c电极区有氢气生成，溶液质量减小
C．d电极区发生反应：，
D．工作时，Ⅱ室中数目都减小，则M、N分别为阴、阳离子交换膜
7．（2022秋·山东聊城·高三统考期末）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．（2023·全国·高三专题练习）用如图所示装置除去含废水中的时，控制溶液为9~10，阳极产生的将氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是

A．阴极的电极反应式为
B．阳极的电极反应式为
C．电解时使用锂钒氧化物二次电池作电源，电池充电时a电极的电极反应式为
D．除去的反应：
9．（2023·全国·高三专题练习）研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源，还能对工业污水等进行处理。利用微生物燃料电池处理含硫废水并电解制备KIO3的原理如图所示，下列说法正确的是

A．右侧电池中K+通过阳离子交换膜从P极移向Q极
B．光照强度大小不影响KIO3的制备速率
C．电极Q处发生电极反应： I2 +12OH-- l0e- =2 +6H2O
D．不考虑损耗，电路中每消耗11．2LO2 (标准状况下)，理论上Q极可制得342.4g KIO3
10．（2023秋·江苏南京·高三南京师大附中校考期末）下列有关NaBH4和H2O2组成燃料电池的说法正确的是

A．中不含配位键，与甲烷互为等电子体
B．放电过程中电极b区的溶液pH上升
C．放电过程中1molH2O2参与反应，失去约2×6.02×1023个电子
D．a电极上的反应为：
11．（2023春·山东济南·高三统考期末）钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置。下列说法正确的是

A．电势：Co电极>石墨电极
B．外电路每通过1mol电子，Ⅲ室溶液质量理论上减少65g
C．移除阳离子交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
D．电解过程中，Ⅱ室盐酸浓度变小

二、多选题
12．（2023秋·重庆渝北·高三重庆市两江育才中学校校考期末）某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法不正确的是

A．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出
B．整个电解过程中，的浓度不断减小
C．电解初期，主要反应方程式为：
D．电解过程中，铜电极上有产生
13．（2023春·山东青岛·高三专题练习）某种电催化法以CoP、Ni2P为催化电极合成腈类化合物(RCN)和偶氮化合物(R－N=N－R)，装置示意图如图。下列说法错误的是

A．左侧电极的电势比右侧的高，且发生氧化反应
B．阴极发生反应：
C．OH-从左侧经过阴离子交换膜向右侧移动
D．每当合成得到1molRCN，同时合成1molR－N=N－R
14．（2022秋·山东济南·高三校考期中）假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。①~⑧为各装置中的电极编号。当K闭合后，下列说法正确的有

A．D 装置中纯Cu 电极反应为： Cu2++2e-=Cu
B．整个电路中电子的流动方向为： ③→②；①→⑧； ⑦→⑥；⑤→④
C．C 装置原理上是一个电镀池(Ag表面镀Cu)，期中Cu作阴极， Ag作阳极
D．A装置中C电极反应为： O2+4e-+2H2O=4OH-

三、非选择题
15．（2023秋·陕西渭南·高三统考期末）回答下列问题：
(1)①反应过程中的能量变化如图所示，该反应_______(用含、式子表示)。

②在容积固定的密闭绝热容器中发生上述可逆反应，能证明该可逆反应达到平衡状态的依据是_______
A．混合气体的密度保持不变
B．混合气体的平均摩尔质量保持不变
C．容器内的温度保持不变
D．达到平衡时
E.达到平衡状态时保持不变
F.混合气体的总压强不变
(2)符合某些特征的化学反应理论上都可以设计成原电池。下列化学反应_______(填字母)不能设计成原电池。
A． B．
C． D．
(3)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入和，电解溶液。某研究小组以甲烷燃料电池(装置甲)为电源，模拟氯碱工业生产原理，装置如图所示。

请回答以下问题：
①观察到C极和D极不同的现象是_______
②C极可以选用的材料是_______(填标号)。
A．铁棒    B．铂片    C．铜棒    D．石墨棒
③A极发生的电极反应为_______
④装置甲、乙中的电解质溶液足量，当电路中通过电子时，理论上得到的气体c在标准状况下的体积为_______；此时气体a、b的总物质的量与气体c、d的总物质的量之比为_______。
16．（2023春·内蒙古兴安盟·高三乌兰浩特市第四中学校考阶段练习）甲醇()燃料电池的工作原理如图甲所示，回答下列问题：

(1)该电池工作时，b口通入的物质为_______(填化学式)。
(2)该电池负极的电极反应式为_______。
(3)精炼铜时，粗铜应与甲醇燃料电池的_______(填“正”或“负”)极相连，阴极的电极反应式为_______，电解质溶液为_______。
(4)以该燃料电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊(如图乙)，原因是：_______(用相关的电极反应式表示)。
17．（2023秋·福建泉州·高三统考期末）电工用铜纯度应大于99.95%，工业上一般采用电解精炼的方式提纯铜。
(1)电解精炼的原理如图。

①纯铜薄片连接电源的_______极。
②电解一段时间后，电解液中浓度增大的金属阳离子是_______。
(2)电解精炼铜的废液中含大量和，利用双膜三室电沉积法回收铜的装置如图。

①交换膜b为_______离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
②阳极的电极反应式为_______。
③若从浓缩室收集到1L 0.5mol/L的溶液，则阴极可回收_______g铜(不考虑副反应)。
18．（2022·河北衡水·河北衡水中学校考模拟预测）回答下列问题：
I.某小组研究Na2S溶液与KMnO4溶液反应，探究过程如下。
实验序号
I
Ⅱ
实验过程


实验现象
紫色变浅(pH>1)，生成棕褐色沉
淀(MnO2)
溶液呈淡黄色(pH≈8)，生成浅粉色沉淀(MnS)
资料：单质硫可溶于过量硫化钠溶液，Na2S2溶液呈淡黄色。
(1)根据实验可知，Na2S具有_______性。
(2)甲同学预测实验I中S2- 被氧化成SO。
①根据实验现象，乙同学认为甲的预测不合理，理由是_______。
②乙同学取实验I中少量溶液进行实验，检测到有SO，得出S2- 被氧化成SO的结论，丙同学否定了该结论，理由是_______。
③同学们经讨论后，设计了如下实验，证实该条件下MnO的确可以将S2- 氧化成SO。

右侧烧杯中的溶液是____；连通后电流计指针偏转，一段时间后，____(填操作和现象)。
II.甲烷和甲醇的燃料电池具有广阔的开发和应用前景。
(3)甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC的工作原理如图所示：

通入a物质的电极是原电池的_______(填“正”或“负”)极，其电极反应式为_______。
(4)某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示U形管中氯化钠溶液的体积为800mL。闭合K后，若每个电池中甲烷通入量为0.224L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为_______(法拉第常数，若产生的气体全部逸出，电解后溶液混合均匀，电解后U形管中溶液的pH为_______(假设反应后溶液体积不变)。


参考答案：
1．A
【分析】在二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池中，电极a上SO2发生氧化反应生成H2SO4，电极a为负极，电极反应式为SO2-2e-+2H2O=+4H+，电极b为正极，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O；电解含有尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液过程中，电极c作阳极，电极反应式为，电极c作阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；据此分析解答。
【详解】A．在二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池中，电极a上SO2发生氧化反应生成H2SO4，电极a为负极，A正确；
B．当有个质子通过质子交换膜时，说明电路中转移0.6mol电子，根据电极反应式可知产生N21mol，未指明标况下，无法计算产生氮气的体积，B错误；
C．电子只能在导线中移动，溶液中不存在电子的移动，C错误；
D．根据分析，电极c附近发生的电极反应为CO(NH2)2-6e-+8OH-=+N2↑+6H2O，D错误；
故选A。
2．D
【分析】依题意，电解池中，应透过ab膜进入左侧稀H2SO4溶液中，Na+应透过cd膜进入右侧稀NaOH溶液中，所以左侧电极为阳极，右侧电极为阴极，ab为阴离子交换膜，cd为阳离子交换膜。从而得出，N电极为正极，M电极为负极。
【详解】A．在电池反应Mg+Cu2Cl2=2Cu+MgCl2中，Mg失电子发生氧化反应，则Mg电极为负极，所以M电极材料为Mg，A正确；
B．由分析可知，ab为阴离子交换膜，B正确；
C．N极为正极，Cu2Cl2得电子生成Cu等，电极反应式为Cu2Cl2+2e-=2Cu+2Cl-，C正确；
D．在电解池中，阳极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极反应式为4H2O+4e-=4OH-+2H2↑，电路上每通过4mole-，阴阳两极总共产生3mol气体，题中未指明温度和压强，所以气体的体积不一定是67.2L，D错误；
故选D。
3．A
【分析】由结构简式可知，X能形成3个共价键、Y形成2个共价键、Z形成1个共价键、W形成6个共价键，X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素，Y与W是同一主族元素，则X为N元素、Y为O元素、Z为F元素、W为S元素。
【详解】A．氟离子的放电能力弱于氢氧根离子，则电解氢氟酸溶液实际上是电解水，水在阳极失去电子发生氧化反应制得氧气，故A正确；
B．电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越大，则氧离子的离子半径大于氟离子，故B错误；
C．氨分子能形成分子间氢键，硫化氢不能形成分子间氢键，氨分子间的作用力强于硫化氢，沸点高于硫化氢，故C错误；
D．氟元素的非金属性最强，没有正化合价，不存在最高价含氧酸，故D错误；
故选A。
4．B
【分析】该装置为电解池，有O2生成的一极失电子发生氧化反应，则电极a作阳极，电极反应式为；电极b作阴极，电极反应式为；据此分析解答。
【详解】A．有O2生成的一极失电子发生氧化反应，则电极a作阳极，电极b作阴极，阳离子向阴极移动，因此H+由a极区经质子交换膜向b极区迁移，故A正确；
B．电解时，a作阳极，电极反应式为，实质是电解水，溶液中的水消耗，所以Na2SO4溶液的浓度增大，故B错误；
C．由a极电极反应式可知，当电路中转移4mol电子时，产生1molO2，标况下体积为22.4L，故C正确；
D．b电极作阴极，得到电子，则b电极上反应为，故D正确；
故选B。
5．C
【详解】A．根据图示，含Fe的催化电极通入NO生成，N元素化合价降低，含Fe的催化电极为阴极，电极反应为，故A正确；
B．图2中和A反应生成B，则A为，B为，故B正确；
C．根据，电池工作时，每消耗2.24L NO(标准状况下)，电路中转移0.3mol电子，有0.3molH+由右室移入左室，所以左室溶液质量增加0.1mol×30g/mol+0.3g=3.3g，故C错误；
D．根据图示，含Fe的催化电极通入NO生成，N元素化合价降低，含Fe的催化电极为阴极，电池工作时，从右室穿过氢离子交换膜向左室迁移，故D正确；
选C。
6．C
【分析】a极发生还原反应：，该电极为原电池正极，b极苯酚失电子被氧化为，电极反应式为，该电极为原电池负极，c极为电解池阴极，电极反应为，d极为电解池阳极，电极反应为，可进一步氧化苯酚，化学方程式为，据此答题。
【详解】A．电极的电势比较：a（正极）>d（阳极）>c（阴极）>b（负极），A错误；
B．c电极区消耗生成氢气，则有由右室进入左室，所以溶液质量不变，B错误；
C．c极为电解池阴极，电极反应为，故C错误；
D．由分析可知，a为正极，原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，Ⅱ室中透过M膜进入a极区，透过N膜进入b极区，所以M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜，D错误；
故选：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
【分析】与电源b电极相连电极上产生H2，该电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；与电源a电极相连的电极为阳极，电极反应式为Cl-+2OH--2e-=ClO-+H2O。
【详解】A．由分析可知，与电源b电极相连电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，A正确；
B．与电源a电极相连的电极为阳极，电极反应式为Cl-+2OH--2e-=ClO-+H2O，B正确；
C．与电源a电极相连的电极为阳极，则电源a电极为正极，使用锂钒氧化物二次电池充电时，正极的反应式为LixV2O5-xe-=V2O5+xLi+，C正确；
D．阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体，两种气体为和，该反应在碱性环境中发生，反应的离子方程式为2CN-+5ClO-+H2O=N2↑+2CO2↑+5Cl-+2OH-，D错误；
故选D。
9．C
【分析】石墨电极M处，CO2在光合菌、光照条件下转化为O2，O2在M极放电生成H2O，发生还原反应，M为正极，正极电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，N极为负极，硫氧化菌将FeSx氧化为S，硫再放电生成，负极电极反应式为S-6e-+4H2O=+8H+，H+通过质子交换膜由右室移向左室；铂电极P为阴极，铂电极Q为阳极，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极反应式为I2+12OH--10e-=2+6H2O，阴极生成氢氧根离子，而阳极生成的比消耗的OH-少，溶液中K+通过阳离子交换膜从Q极移向P极，据此分析解题。
【详解】A．铂电极P为阴极，铂电极Q为阳极，阴极生成氢氧根离子，而阳极生成的比消耗的OH-少，溶液中K+通过阳离子交换膜从Q极移向P极，A错误；
B．光照强度大小影响单位时间内生成氧气的量，即影响电流强度，会影响KIO3的制备速率，B错误；
C．由分析可知，铂电极Q为阳极，阳极反应式为I2+12OH--10e-=2+6H2O，C正确；
D．不考虑损耗，电路中每消耗11．2LO2 (标准状况下)即=0.5molO2，转移电子为2mol，阳极反应式为I2+12OH--10e-=2+6H2O，可知生成KIO3为2mol×=0.4mol，理论上Q极可制得KIO3的质量为0.4mol×214g/mol=85.6g， D错误；
故答案为：C。
10．B
【详解】A．B最外层有3个电子，它和3个氢原子形成3个共价键，再没有更多的电子了。所以只能是H得到一个外来电子，H-提供1个提供给B一对孤对电子，而形成配位键；故A错误；
B．放电过程中，b电极上反应式为H2O2＋2e−=2OH−，溶液中c(OH−)增大，溶液的pH上升，故B正确；
C．放电过程中H2O2得电子生成OH−，电极反应式为H2O2＋2e−=2OH−，所以放电过程中1molH2O2参与反应，得到2×6.02×1023个电子，故C错误；
D．a电极上失电子和OH−反应生成和H2O，电极反应式为，故D错误；
故答案选B。
【点睛】本题考查原电池，侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力，明确原电池概念、电极反应式的书写方法是解本题关键，难点是电极反应式的书写，题目难度不大。
11．B
【分析】由图可知，该装置为电解池，石墨电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，Ⅰ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，钴电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式为Co2++2e-=Co，Ⅲ室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数，氯离子通过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动，电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O2Co+O2+4H+。
【详解】A．电解池的阳极电势高于电解池的阴极，即阳极的石墨电极电势高于钴电极（阴极），A错误；
B．由分析知，Ⅲ室中Co2++2e-=Co，氯离子通过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动，当外电路每通过1mol电子时，有0.5mol Co2+和1molCl-脱离Ⅲ室，故Ⅲ室溶液质量理论上减少，B正确；
C．移除阳离子交换膜后，石墨电极上发生的反应变成氯离子失电子生成氯气，C错误；
D．Ⅰ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，氯离子通过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动，故电解过程中，Ⅱ室盐酸浓度变大，D错误；
故选B。
12．BD
【分析】由题干电解池装置图可知，Cu电极与电源正极相连，作阳极，发生氧化反应，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，石墨电极与电源负极相连，作阴极，初期电极反应为：2H++2e-=H2↑，后期电极反应为：Cu2++2e-=Cu，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，石墨电极与电源负极相连，作阴极，初期电极反应为：2H++2e-=H2↑，后期电极反应为：Cu2++2e-=Cu，即电解一定时间后，石墨电极上有铜析出，A正确；
B．由分析可知，石墨电极与电源负极相连，作阴极，初期电极反应为：2H++2e-=H2↑，后期电极反应为：Cu2++2e-=Cu，Cu2+浓度不变，则溶液中H+浓度不变，即整个电解过程中，并不是的浓度不断减小，而是先减小后不变，B错误；
C．由分析可知，Cu电极与电源正极相连，作阳极，发生氧化反应，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，石墨电极与电源负极相连，作阴极，初期电极反应为：2H++2e-=H2↑，故电解初期，主要反应方程式为：，C正确；
D．Cu电极与电源正极相连，作阳极，铜失去电子，电解过程中，铜电极上不会有产生，D错误；
故答案为：BD。
13．CD
【分析】该装置为电解池。左侧RCH2NH2失去电子生成RCN，则Ni2P为阳极，CoP为阴极。
【详解】A．右侧电极硝基苯发生还原反应，右侧为阴极、左侧为阳极，所以左侧电极的电势比右侧的高，且发生氧化反应，故A正确；
B．右侧电极硝基苯得到电子生成偶氮化合物，电解质溶液为碱性，根据电子守恒、电荷守恒写出的电极反应式正确 ，故B正确；
C．电解池中，阴离子移向阳极。该电解池右侧为阴极、左侧为阳极， OH- 从右侧经过阴离子交换膜向左侧移动，故C错误；
D．阳极反应式为：RCH2NH2-4e-+4OH-=RCN+4H2O，根据得失电子守恒，每当合成得到 1molRCN ，同时合成 0.5molR−N=N−R ，故D错误；
故选CD。
14．AB
【分析】当K闭合时，B装置能自发进行氧化还原反应，所以为原电池，则A、C、D都是电解池，B中Zn易失电子作负极、Cu作正极，所以A中C、C中Cu、D中粗铜都是阳极，A中Fe、C中Ag、D中纯铜都是阴极；当K打开时，B不能形成闭合回路，所以不能构成原电池，则锌和稀硫酸发生化学腐蚀，据此分析解答。
【详解】A．D装置中纯Cu是阴极，电极反应为Cu2++2e-＝Cu，故正确；
B．当K闭合后，B为原电池，A、C、D为电解池，电子从负极流向阴极，再从阴极流向阳极，所以整个电路中电子的流动方向为①→⑧；⑦→⑥；⑤→④；③→②，电子不进入电解质溶液，故正确；
C．C装置中Cu是阳极，Ag是阴极，可以实现银上镀铜，故错误；
D．A装置中C电极是阴极，电极上发生反应：2H++2e-＝H2↑，故错误；
故选AB。
15．(1) E1-E2 BCEF
(2)C
(3) C极现象为产生黄绿色气体，D极现象为产生无色气体，且D极附近溶液变红 BD CH4-8e-+10OH-=+7H2O 4.48L 3：8

【分析】甲为燃料电池，A为电子流出极，故A极为负极，通入甲烷，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O，B为正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，乙为电解池，D为阴极，氢离子得电子生成d为氢气，C为阳极，氯离子失电子生成c为氯气；
【详解】（1）①由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应，△H=(E1-E2)kJ/mol，故答案为：E1-E2；
②A．容器内气体质量和体积不变，混合气体的密度始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故A错误；
B．反应前后气体质量不变，气体物质的量变化，当容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变，说明反应达到平衡状态，故B正确；
C．该反应为放热反应，当温度保持不变，说明反应达到平衡状态，故C正确；
D．不能说明反应达到平衡状态，故D错误；
E．物质C的百分含量保持不变说明C的浓度不再发生变化，说明反应达到平衡状态，故E正确；
F．.反应前后气体物质的量变化，当混合气体的总压强不变，说明反应达到平衡状态，故F正确；
故答案为：BCEF；
（2）A．CH4+2O2═CO2+2H2O为自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池，故A正确；
B．Fe+CuSO4═FeSO4+Cu为自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池，故B正确；
C．2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O为非氧化还原反应，不能设计成原电池，故C错误；
D．Zn+2MnO2+2H2O═Zn(OH)2+2MnO(OH)为自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池，故D正确；
故答案为：C；
（3）①C为阳极，氯离子放电生成氯气，故C极现象为产生黄绿色气体，D为阴极，水放电生成氢气和氢氧根离子，故D极现象为产生无色气体，且D极附近溶液变红，故答案为：C极现象为产生黄绿色气体，D极现象为产生无色气体，且D极附近溶液变红；
②乙为电解池，模拟氯碱工业生产原理，C极为阳极，氯离子放电，故C极为惰性电极，铂、石墨为惰性电极，铁、铜为活性电极，故答案为：BD；
③A为电子流出极，故A极为负极，通入甲烷，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O，
④A极为负极，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O，B极为正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，当电路中通过0.4mol电子时，消耗甲烷和氧气的物质的量的和为0.05mol+0.1mol=0.15mol，C极为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，当电路中通过0.4mol电子时，生成氯气0.2mol，体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L，D为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，生成氢气和氯气的物质的量的和为0.2mol+0.2mol=0.4mol，此时气体a、b的总物质的量与气体c、d的总物质的量之比为0.15mol：0.4mol=3：8，故答案为：4.48L；3：8。
16．(1)CH3OH
(2)
(3) 正 CuSO4溶液
(4)

【详解】（1）根据图示，氢离子由左向右移动，左侧电极为负极，该电池工作时，b口通入的物质为CH3OH；
（2）甲醇在负极失电子生成二氧化碳和氢离子，该电池负极的电极反应式为
（3）精炼铜时，粗铜为阳极，应与甲醇燃料电池的正极相连，铜离子在阴极得电子生成金属铜，阴极的电极反应式为，电解质溶液为硫酸铜；
（4）铝失电子生成铝离子，铝离子和碳酸氢根离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳，所以溶液逐渐变浑浊，电极反应式为。
17．(1) 负 (锌离子)
(2) 阴 25.6

【详解】（1）精炼铜时，电解液为含Cu2＋溶液，粗铜除含有Cu外，还含有比铜活泼的锌等杂质，锌和铜在阳极发生氧化反应生成离子，而阴极上只有Cu2＋得电子发生还原反应生成铜；
①电解时，粗铜在阳极，纯铜在阴极，则纯铜薄片连接电源的负极；
②电解过程锌也会失去电子生成锌离子，一段时间后，电解液中浓度增大的金属阳离子是(锌离子)；
（2）由题图可知，与透过交换膜进入浓缩室，由离子移动方向可知左侧电极为阴极，右侧电极为阳极；
①阴极区通过交换膜b进入浓缩室，故交换膜b为阴离子交换膜；
②右侧电极为阳极，电极上发生氧化反应生成，发生反应的电极反应式为；
③若浓缩室得到1 L 0.5的溶液，则有0.4 mol 进入浓缩室，电路上有0.8 mol电子通过，可析出0.4 mol Cu，其质量为25.6 g。
18．(1)还原
(2) 溶液呈浅紫色，说明酸性KMnO4溶液过量，能被其继续氧化 因为KMnO4溶液是用H2SO4酸化的，溶液中本来就存在 0.01mol·L-1 KMnO4溶液(H2SO4酸化至pH=0) 取左侧烧杯中的溶液，用盐酸酸化后，滴加BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成
(3) 负 CH3OH-6e- +H2O=CO2↑+6H+
(4) 13

【详解】（1）实验I中KMnO4反应生成MnO2，Mn元素化合价由+7价降到+4价，KMnO4被还原，体现了Na2S的还原性。实验Ⅱ中KMnO4反应生成MnS，Mn元素化合价由+7价降到+2价，KMnO4被还原，体现Na2S的还原性；故答案为还原；
（2）①反应I，溶液紫色变浅，但紫色并未褪去，说明KMnO4过量，KMnO4能与SO 反应，则甲的预测不合理；故答案为溶液呈浅紫色，说明酸性KMnO4溶液过量，能被其继续氧化
②检验到溶液中存在SO，也不能说明S2- 被氧化为SO，因为KMnO4溶液是用H2SO4酸化的，溶液中本来就存在SO；故答案为因为KMnO4溶液是用H2SO4酸化的，溶液中本来就存在；
③要证明实验I中MnO将S2- 氧化为SO，则要先排除酸性高锰酸钾溶液中SO的干扰。可以将MnO与S2- 的氧化还原反应设计成带盐桥的原电池，将Na2S和酸性高锰酸钾分开反应。如果能在左侧烧杯中检验到SO，说明S2- 被氧化为SO。由实验I图可知，右侧烧杯中应放0.01mol·L-1 KMnO4溶液(H2SO4酸化至pH=0)；根据上述分析，取左侧烧杯中的溶液，用盐酸酸化后，滴加BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成；故答案为0.01mol·L-1 KMnO4溶液(H2SO4酸化至pH=0)；取左侧烧杯中的溶液，用盐酸酸化后，滴加BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成；
（3）燃料电池中，通入燃料的电极为负极，发生氯化反应。根据装置图可知左侧是电子流出的一极，所以通入a物质的电极是原电池的负极。由于存在质子交换膜，所以甲醇被氧化生成二氧化碳，电极反应式为CH3OH-6e- +H2O=CO2↑+6H+；故答案为负；CH3OH-6e- +H2O=CO2↑+6H+；
（4）串联电路电流处处相等，串联电路总电压等于各处电压之和，故题中两个相同的燃料电池串联，电子的传递量只能用一个电池计算。根据反应CH4+2O2=CO2+2H2O可知，电池通过的电量为；电解氯化钠溶液的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑可知关系式1mol CH4～8mol e- ～8mol NaOH，故若每个电池通入0.224L(标准状况)甲烷，生成0.08mol NaOH，c (NaOH)=0.08mol÷0.8L=0.1mol·L-1，pH=13；故答案为；13。