2024届高三新高考化学大一轮专题训练——电解池

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题训练——电解池，共23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训练——电解池
一、单选题
1．（2023秋·辽宁丹东·高三统考期末）现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池和原电池中。电解NaB(OH)4溶液可制备H3BO3，其工作原理如图所示。下列叙述错误的是

A．N室：
B．改变工作电源电压，反应速率不变
C．产品室发生的反应是
D．生成1mol，M室溶液质量理论上减少9g
2．（2023·全国·高三专题练习）工业废气中的可用来生产，工艺流程如图所示。若装置Ⅰ中反应后，下列说法错误的是

A．装置Ⅰ中反应的离子方程式为
B．装置Ⅰ中若有5.6L(标准状况下)参与反应，则转移0.75电子
C．装置Ⅱ中的操作是电解，阳极的电极反应式为
D．装置Ⅲ中反应的还原剂是
3．（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
4．（2023春·浙江宁波·高三宁波市北仑中学校考开学考试）新型镁−锂双离子二次电池的工作原理如图。下列关于该电池的说法正确的是

A．放电时，Li+通过离子交换膜向左移动
B．放电时，Li1-yFePO4/LiFePO4一极电极反应式为Li1-yFePO4+yLi+−ye－=LiFePO4
C．充电时，x与电源的正极相连
D．充电时，导线上每通过0.4mole－，左室中溶液的质量减少2g
5．（2023·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考期末）如图装置甲为甲烷和构成的燃料电池示意图，电解质为较浓的溶液，装置乙为电解饱和溶液的装置，X为阳离子交换膜。用该装置进行实验，反应开始后观察到Fe电极附近出现白色沉淀。下列说法错误的是

A．实验开始后，甲中溶液的pH减小、乙中溶液的pH增大
B．理论上甲中每消耗2.24L，乙中溶液质量减少52.4g
C．乙池中移向Fe电极
D．甲中B处通入，电极反应式为：
6．（2023春·安徽·高三校联考开学考试）装置甲为铁镍可充电电池：；装置乙为电解池(两电极均为惰性电极)，当闭合开关K时，Y附近溶液先变红。下列说法正确的是

A．闭合K时，Y极发生氧化反应
B．闭合K时，A电极反应式为
C．理论上，电解一段时间后X极与Y极产生的气体物质的量相等
D．装置甲充电时，通过阴离子交换膜，移向B电极
7．（2023·湖南娄底·高三涟源市第一中学校考阶段练习）中科院研发的一种双离子电池的工作原理如图所示，涂炭铝箔作为负极和集流体，石墨为正极，电解液为的溶液[溶剂为碳酸甲乙酯(EMC)]，下列说法正确的是

A．放电时溶液中阴离子浓度减小
B．放电时，正极电极式为
C．充电时，与金属Al发生化学反应
D．充电时，转移1mol电子时，两极质量变化差为152g
8．（2023秋·广东肇庆·高三统考期末）2022年11月10日，中国科学院成功开发出能量密度高、可逆性高的Cd-Mn混合型液流电池。该电池放电时的工作原理如下图所示，下列说法正确的是

A．放电时，a极发生氧化反应
B．放电时，b极区电解质溶液中减小
C．充电时，a极发生的电极反应为
D．充电时，b极区溶液减重20.8g时，外电路理论上通过个电子
9．（2023春·辽宁锦州·高三统考阶段练习）我国科学家采用单原子Ni和纳米Cu作串联催化剂，通过电解法将转化为乙烯，装置示意图如图。已知：电解效率。下列说法正确的是

A．电极a连接电源的正极
B．电极b上发生反应：
C．通电后右室溶液质量减少
D．若电解效率为60%，电路中通过1mol电子时，标况下产生1.12L乙烯
10．（2023春·河北保定·高三河北省唐县第二中学校考阶段练习）利用反应消除的简易装置如图所示(P、Q电极均为惰性电极)，下列说法正确的是

A．R为电源的负极
B．电池工作时，Q电极发生还原反应，失去电子
C．P电极上的电极反应式为
D．该离子交换膜为阴离子交换膜
11．（2023秋·山东枣庄·高三统考期末）一种电化学“大气固碳”电池工作原理如图所示。该电池充电时，通过催化剂的选择性控制，只有Li2CO3发生氧化，释放出CO2和O2。下列说法正确的是

A．充电时阳极发生的反应为C+2Li2CO3-4e-=3CO2+4Li+
B．图中Li+的移动方向是充电时的移动方向
C．该电池放电时的正极反应为3CO2+4e-+4Li+=2Li2CO3+C
D．该电池每放、充4mol电子一次，理论上能固定2molCO2

二、多选题
12．（2022秋·湖南邵阳·高三湖南省邵东市第一中学校考期中）2021年3月5日，李克强总理在国务院政府报告中指出，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。科研工作者通过开发新型催化剂，利用太阳能电池将工业排放的CO2转化为CO，实现节能减排的目标。如图所示，下列有关说法正确的是

A．N极为阳极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．阳极的电极反应式为：CO2+2e-+2H+＝CO+H2O
D．理论上该装置在工作时，H3PO4与KH2PO4缓冲溶液的pH保持不变
13．（2023·山东·高三专题练习）下列装置可分离废水中的Co2+和Ni2+。已知Ni2+和Co2+性质相似，Co2+和乙酰丙酮不反应。下列说法正确的是

A．M电极接太阳能电池的P电极
B．通电一段时间后，I、IV室内溶液pH均减小
C．膜a、膜b分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D．每生成1molSO，理论上双极膜至少解离7molH2O
14．（2023·山东临沂·统考一模）一种光照充电电池结构如图所示，充电时TiO2光辅助电极受光激发产生电子和空穴，空穴作用下NaI转化为NaI3。下列说法正确的是

A．充电过程中，光能最终转化为电能
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，电极M为正极，电极反应为S+6e-=4S2-
D．放电时N电极室增加2mol离子，理论上外电路转移1mol电子

三、非选择题
15．（2023春·江苏镇江·高三江苏省镇江中学校考期中）铁元素的纳米材料因具备良好的电学特性和磁学特性，而引起了广泛的研究。纳米零价铁可用于去除水体中的六价铬与硝酸盐等污染物。
(1)用溶液与(H元素为-1价)溶液反应制备纳米零价铁的化学方程式：。当生成时，反应中转移电子的物质的量为___________。
(2)纳米铁碳微电技术是一种利用铁和碳的原电池反应去除水中污染物的技术达到无害排放，该技术处理酸性废水中时，正极电极反应式为___________。
(3)我国科学家研究出USTB工艺制取金属钛，其原理如图。该方法使用的固溶体为具有导电性的，电解质为氯化钙熔盐，电解时阳极发生的主要电极反应为___________。

(4)聚合硫酸铁广泛用于水的净化。以为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数：准确称取液态样品，置于锥形瓶中，加入适量稀盐酸，加热，滴加稍过量的溶液(将还原为)，充分反应后，除去过量的。用溶液滴定至终点(滴定过程中与反应生成和)，消耗溶液。
①上述实验中若不除去过量的，样品中铁的质量分数的测定结果将___________(填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。
②计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程)___________。
16．（2023春·四川成都·高三四川省成都市新都一中校联考期中）电化学原理在工农业生产中有重要应用。已知N2H4是一种重要的清洁高能燃料，根据如图所示装置回答下列问题(C1～C6均为石墨电极，假设各装置在工作过程中溶液体积不变)：

(1)甲装置C2电极为___________极(填“正”“负”“阳”或“阴”)，C1电极上的电极反应式为___________。
(2)乙装置___________(填“是”或“不是”)电镀池，若乙装置中溶液体积为400 mL，开始时溶液pH为6，当电极上通过0.04 mol电子时，溶液pH约为___________。
(3)丙装置用于处理含高浓度硫酸钠的废水，同时获得硫酸、烧碱及氢气，膜X为___________交换膜(填“阳离子”“阴离子”或“质子”)，当电极上通过0.04 mol电子时，中间硫酸钠废水的质量改变___________ g(假定水分子不能通过膜X和膜Y)。
(4)电解一段时间后，丁装置的电解质溶液中能观察到的现象是___________，丁装置中电解反应的总化学方程式为___________。
17．（2023·全国·高三专题练习）回答下列问题：
(1)可利用甲醇燃烧反应设计一个燃料电池。如图1所示，用作电极材料，用氢氧化钾溶液作电解质溶液，在两个电极上分别充入甲醇和氧气。

①写出燃料电池负极的电极反应式：_______。
②若利用该燃料电池作电源，与图1右边烧杯相连，在铁件表面镀铜，则铁件应是_______极(填“A”或“B”)；当铁件的质量增加时，燃料电池中消耗标准状况下氧气的体积为_______L。
(2)电解法可消除甲醇对水质造成的污染，原理为通电后转化为，然后将甲醇氧化成和(用石墨烯除去)。现用如图2所示装置模拟上述过程，则在阳极的电极反应式为_______。除去甲醇的离子方程式为_______。

(3)一种用铅蓄电池进行电絮凝净水装置如图3所示，回答下列问题：

①装置Ⅰ中Y电极的电极材料是_______(填化学式)，工作时向_______(填“X”或“Y”)电极移动；Y电极的电极反应式为_______。
②装置Ⅱ中电极的电极反应式为_______。
③每消耗，装置的电流效率为，则理论上电解池阴极上生成_______。
18．（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)。

参考答案：
1．B
【详解】A．N室中石墨为阴极，电解时阴极上水得电子生成H2和OH-，原料室中的钠离子通过c膜进入N室，溶液中c(NaOH)增大，所以N室a%＜b%即a＜b，M室中氢离子通入a膜进入产品室，则a膜为阳离子交换膜，A正确；
B．电压升高，电流增大，电解速率加快，B错误；
C．原料室中的通过b膜进入产品室，M室中氢离子通入a膜进入产品室，、H+发生反应生成H3BO3，反应方程式为，C正确；
D．理论上每生成1molH3BO3，则M室中就有1mol氢离子通入a膜进入产品室即转移1mole-， 根据电子守恒和M室电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+可知，M室溶液质量理论上减少9g ，D正确；
故答案为：B。
2．B
【详解】A．由图示知装置Ⅰ中反应物为NO和Ce4+，生成物有Ce3+、，反应中NO中的+2价N化合价升高到+5价和+3价，装置Ⅰ中反应后，设均为1mol，则共失去4mol电子，根据得失电子守恒，和前配4，再结合电荷守恒和原子守恒配平得，A项正确；
B．根据反应的离子方程式，2molNO参加反应，转移电子4 mol。5.6L(标准状况下)(0.25)参与反应，转移0.5电子，B项错误；
C．装置Ⅱ中的操作是电解，阳极发生氧化反应，电极反应式为，C项正确；
D．比较装置Ⅲ中的反应物和生成物可知，反应的化学方程式为，作氧化剂，作还原剂，D项正确；
故选B。
3．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。
4．D
【分析】根据图中信息Mg为原电池的负极，右边为原电池正极。
【详解】A．放电时，根据原电池“同性相吸”，则Li+通过离子交换膜向右移动，故A错误；
B．放电时，左边失去电子，右边得到电子，因此Li1-yFePO4/LiFePO4极电极反应式为Li1-yFePO4+yLi++ye－=LiFePO4，故B错误；
C．放电时Mg为负极，充电时，x与电源的负极相连，故C错误；
D．充电时，导线上每通过0.4mole－，则有0.2mol镁单质生成，有0.4mol Li+移向左室，因此左室中溶液的质量减少0.4mol×7g∙mol−1−0.2mol×24g∙mol−1＝2g，故D正确。
综上所述，答案为D。
5．B
【分析】装置乙为电解饱和溶液的装置，Fe电极附近出现白色沉淀，说明Fe作阴极，电极反应式为，C作阳极，电极反应式为，总反应为；装置甲中，与Fe电极相连的一极作负极，B处通入，电极反应式为：，与C电极相连的一极作正极，A处通入O2，电极反应式为，总反应为；据此分析解答。
【详解】A．甲中发生反应化学方程式为：，由反应可知，消耗了，生成了和，溶液的pH减小，乙中发生反应化学方程式为：，反应中放电，产生，溶液的pH增大，A正确；
B．未说明是在标况下，B错误；
C．Fe电极为阴极，移向Fe电极，C正确；
D．根据分析，甲中B处通入，电极反应式为：，D正确；
故选B。
6．C
【分析】当闭合开关K时，装置乙是电解池，电极Y附近溶液先变红，说明Y电极附近有氢氧根离子生成，则为阴极，电极反应式为，X为阳极，电极反应式为，所以A是正极、B是负极。
【详解】A．闭合开关K后，电极Y附近溶液先变红，说明Y电极附近有氢氧根离子生成，则电极Y为阴极，得电子发生还原反应，故A错误；
B．此电池为碱性电池，在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+，则闭合开关K后，A电极是正极得电子发生还原反应，反应为，故B错误；
C．根据分析，X为阳极，产生Cl2，Y为阴极，生成H2，且转移等量电子生成的氯气和氢气的物质的量相等，即理论上，电解一段时间后X极与Y极产生的气体物质的量相等，故C正确；
D．装置甲充电时，原来正极A应该连接电源正极作阳极，所以OH-通过阴离子交换膜，移向A电极阳极，故D错误；
故选C。
7．B
【详解】A．题目给出的示意图上有电源，为充电示意图。充电时溶液中阴离子浓度减小，则放电时，溶液中阴离子浓度增大，A错误；
B．充电时移向石墨电极，放电时，正极(石墨电极)反应式为，B正确；
C．充电时，发生的电极反应为，不与金属Al发生化学反应，C错误；
D．充电时，转移1mol电子时，两极质量变化差为(31+19×6-7)g=138g，D错误；
故选：B。
8．D
【详解】A．由题图可知，a为正极，b为负极，放电时，正极发生还原反应，A项错误；
B．放电时，阴离子向负极移动，即b极区电解质溶液中增大，B项错误；
C．充电时电极反应与放电时相反，a极发生的电极反应为，C项错误；
D．充电时，b极区的转为Cd，且从b极区移向a极区，故溶液减重20.8g，即减少0.1molCdSO4时，外电路理论上通过个电子，D项正确；
故选D。
9．D
【详解】A．CO2在a极发生还原反应生成乙烯，a是阴极，电极a连接电源的负极，故A错误；
B．CO2在a极发生还原反应生成乙烯，a是阴极，b是阳极，电极b上发生反应：，故B错误；
C．根据，若电路中转移4mol电子，阳极放出1mol氧气，4molOH-通过阴离子交换膜由左室移入右室，右室质量增加36g，故C错误；
D．阴极反应式为，若电解效率为60%，电路中通过1mol电子时，生成0.05mol乙烯，标况下产生乙烯的体积为1.12L，故D正确；
选D。
10．D
【详解】A．根据，可知NH3在P极失电子生成氮气，P为阳极，R为电源的正极，故A错误；
B．根据，可知电池工作时，NO2在Q极得电子生成氮气，Q电极发生还原反应，故B错误；
C．NH3在P极失电子生成氮气，P电极上的电极反应式为，故C错误；
D．P电极发生反应，Q电极发生反应，P电极消耗氢氧根离子、Q电极生成氢氧根离子，所以氢氧根离子通过离子交换膜由右向左移动，所以该离子交换膜为阴离子交换膜，故D正确；
选D。
11．C
【详解】A．根据信息电池充电时，通过催化剂的选择性控制，只有Li2CO3发生氧化，释放出CO2和O2，因此充电时阳极发生的反应为2Li2CO3－4e－＝2CO2↑＋4Li＋＋O2↑，故A错误；
B．Li为负极，电极B为正极，因此图中Li＋的移动方向是放电时的移动方向，故B错误；
C．根据信息该电池放电时的正极反应为3CO2+4e-+4Li+=2Li2CO3+C，故C正确；
D．根据放电正极电极反应式3CO2＋4e－＋4Li＋＝2Li2CO3＋C，充电阳极反应式2Li2CO3－4e－＝2CO2↑＋4Li＋＋O2↑，因此该电池每放、充4mol电子一次，理论上能固定1mol CO2，故D错误；
故选：C。
12．AD
【分析】根据图示可知，该装置外电路连接有太阳能光伏电池，故该装置为电解池装置，在P极上，CO2得电子转化为CO，N极上H2O失去电子变为O2，故P极为阴极，N极为阳极，P极上电极反应式为CO2+2e-+2H+＝CO+H2O，N极上电极反应式为2H2O-4e-＝O2↑+4H+。据此回答问题。
【详解】A．N极上H2O失去电子变为O2，所以N极为阳极，A正确；
B．P极上电极反应式为CO2+2e-+2H+＝CO+H2O，需要缓冲溶液提供H+，故离子交换膜为阳离子交换膜，B错误；
C．N极为阳极，N极上电极反应式为2H2O-4e-＝O2↑+4H+，C错误；
D．根据得失电子守恒，结合电极反应式可知，缓冲溶液流入P极的H+与N极流入缓冲液的H+数目相同，因此缓冲液中c(H+)保持不变，即pH不变，D正确；
故选AD。
13．AD
【分析】由图可知，Q极硫元素失去电子发生氧化反应，为原电池负极，P极氧气得到电子发生还原反应生成水，为正极；由氢离子移动方向可知，N极为阴极，连接原电池负极Q极，则M为阳极，连接原电池正极P极；
【详解】A．由分析可知，M电极接太阳能电池的P电极，A正确；
B．根据电子守恒，双极膜产生的氢离子与N极消耗的氢离子量相同，故V室内溶液pH不会减小，B错误；
C．装置可分离废水中的Co2+和Ni2+，由图可知，镍离子通过b膜迁移到Ⅲ室和乙酰丙酮反应而和Co2+分离，故b为阳离子交换膜；Ⅲ室为碱性，故氢离子不能通过ab膜进入Ⅲ室，故a为阴离子交换膜；C错误；
D．硫元素化合价由-1变为+6生成硫酸根离子，，双极膜上水电离出的氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，；根据电子守恒可知，每生成1molSO，理论上双极膜至少解离7molH2O，D正确；
故选AD。
14．BD
【分析】充电时TiO2光辅助电极受光激发产生电子和空穴，空穴作用下NaI转化为NaI3，则电极N做阳极，放电时则做正极；电极M充电时做阴极，放电时则作负极。
【详解】A．充电过程中，光能最终转化为化学能，故A错误；
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，故B正确；
C．据分析可知放电时，电极M为负极，电极反应为4S2- -6e-=S，故C错误；
D．放电时N电极做正极，电极反应是，理论上当外电路转移1mol电子，有1molNa+从M电极室移向N电极室室，所以N电极室共增加2mol离子，故D正确；
故选BD。
15．(1)
(2)
(3)
(4) 偏大 12.32%

【详解】（1）根据反应：，，氢从-1价升高到0价，化合价升高8价，，氢从+1价降低到0价，化合价降6价，铁从+2价降低到0价，化合价降2，总共将8价，所以当生成1mol Fe时，反应中转移电子的物质的量为8mol；
（2）要使除水中污染物的技术达到无害排放，该技术处理酸性废水中时正极生成无毒气体，电极反应式为：；
（3）TiO·TiC固溶体作阳极，发生失电子的氧化反应，生成Ti2+和CO，其电极反应为TiO·TiC-4e-=2Ti2++CO；
（4）①Sn2+具有还原性，能被K2Cr2O7氧化，从而导致K2Cr2O7消耗偏多，则样品中铁的质量分数的测定结果将偏大；
②将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为Cr3+，消耗一个转移6个电子，氧化一个亚铁离子转移一个电子，根据转移电子守恒可得关系式，则，Fe元素质量，则样品中铁的质量分数。
16．(1) 正 N2H4 - 4e− + 4OH− = N2↑ + 4H2O
(2) 不是 1
(3) 阴离子 2.84
(4) 有白色沉淀生成(若多答“沉淀变色及产生气泡”、“铁电极溶解”也可) Fe + 2H2OFe(OH)2 + H2↑

【详解】（1）由图可知，装置甲为燃料电池，通入N2H4的一极(Cl)为负极，负极的电极反应式为：N2H4 - 4e− + 4OH− = N2↑ + 4H2O，通入氧气的一极(C2)为正极，乙、丙、丁为电解槽。
（2）乙装置中阳极材料和电解质溶液中阳离子不同，故不是电镀池，C3电极为阳极，阳极上4OH− - 4e− = 2H2O + O2↑，当电路中通过0.04 mol e−时有0.04 mol OH−放电，同时产生0.04 mol H+，此时c(H+) == 0.1 mol·L−1，pH = 1。
（3）丙装置中C4电极为阳极，阳极上4OH− - 4e− = 2H2O + O2↑，同时产生H+，正电荷增多，故中间室的硫酸根离子通过阴离子交换膜进入阳极室形成硫酸，C5电极为阴极，在阴极上H+放电产生氢气，同时产生OH−，阴极室负电荷增多，中间室的Na+通过阳离子交换膜进入阴极室形成NaOH，当通过0.04 mol e−时，阳极室产生0.04 mol H+，有0.02 mol SO进入阳极室，阴极室产生0.04 mol OH−，也就有0.04mol Na+进入阴极室，故中间室减少的质量 = 0.02 × 96g/mol + 0.04 × 23g/mol = 2.84 g。
（4）丁装置中Fe电极为阳极，电极反应为Fe - 2e− = Fe2+，C6电极为阴极，电极反应为2H2O + 2e− = H2 + 2OH−，产生OH−，故Fe2+ + 2OH− = Fe(OH)2↓，故电解池中有白色沉淀生成(若多答“沉淀变色及产生气泡”、“铁电极溶解”也可)，电解的化学方程式为Fe + 2H2OFe(OH)2 + H2↑。
17．(1) B 1.12
(2)
(3) X 、

【详解】（1）①用作电极材料，用氢氧化钾溶液作电解质溶液，在两个电极上分别充入甲醇和氧气，甲醇失电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，通入甲醇的一极为负极，负极的电极反应式为；
②利用该燃料电池作电源，与题图1右边烧杯相连，在铁件表面镀铜，则铁件作电解池的阴极，阴极与电源负极连接，题图1中与甲醇相连的B电极是阴极；所以铁件应是B极；在铁件表面镀铜，当铁件的质量增加时，根据可知转移电子，燃料电池中消耗氧气的电极反应式为，依据得失电子守恒，消耗的氧气的物质的量为，标准状况下氧气的体积为；
（2）通电后，转化为，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应式为；作氧化剂把水中的甲醇氧化成和，自身被还原为，反应的离子方程式为；
（3）①由装置Ⅱ中电极失电子发生的氧化反应知为阳极、为阴极，与相接的铅蓄电池的Y电极为正极，电极材料是；工作时向负极移动，即移向X电极；Y电极得电子生成PbSO4，电极反应式为。
②装置Ⅱ是电絮凝净水装置，工作时，转化为胶体，电极反应式为；由题图3知，还发生反应。
③由可知消耗，转移电子的物质的量为，装置的电流效率为，故装置Ⅱ阴极上参与反应的电子为，该电极反应式为，即产生。
18．(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。