高考化学新一轮总复习 课时作业：第六章 化学反应与能量练习题及答案解

这是一份高考化学新一轮总复习 课时作业：第六章 化学反应与能量练习题及答案解，共23页。试卷主要包含了下列说法错误的是，已知热化学方程式，已知等内容，欢迎下载使用。

A．反应热和焓变的单位都是kJ
B．如果反应是在恒温恒压条件下进行的，此时的反应热与焓变相等
C．如果反应是在恒温恒容条件下进行的，此时的反应热与焓变相等
D．任何化学反应的反应热均可通过实验直接测定
解析：选B。反应热和焓变的单位都是kJ·ml－1，A错误；恒温恒压时的反应热与焓变相等，B正确，C错误；有些反应的反应热不能通过实验直接测定，如C不完全燃烧生成CO，故D错误。
2．对热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·ml－1最准确的理解是( )
A．碳和水反应吸收131.3 kJ热量
B．1 ml碳和1 ml水反应生成一氧化碳和氢气，同时放出131.3 kJ热量
C．1 ml碳和1 ml水蒸气反应生成1 ml CO和1 ml H2，同时吸收131.3 kJ热量
D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1 kJ
解析：选C。热化学方程式的系数表示物质的量，故A、D错误；B的说法不准确，未强调“水蒸气”，且应为吸收热量。
3．(2014·豫西五校联考)下列说法错误的是( )
A．化学反应中的能量变化都表现为热量变化
B．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应
C．向醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热后若溶液红色加深，则说明盐类水解是吸热的
D．反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热
解析：选A。化学反应中的能量变化除了表现为热量变化外，还可以表现为电能和光能等。
4．(2014·温州联考)已知热化学方程式(Q1，Q2均为正值)：
C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH＝－Q1 kJ·ml－1，
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－Q2 kJ·ml－1，有关上述反应的叙述错误的是( )
A．Q1B．生成物总能量均高于反应物总能量
C．由1 ml C反应生成1 ml CO气体时放出Q1 kJ热量
D．1 ml CO2气体具有的能量大于1 ml干冰具有的能量
解析：选B。1 ml碳完全燃烧生成CO2放出的能量大于1 ml碳不完全燃烧生成CO放出的能量，Q1，Q2均为正值，故Q2>Q1，A项正确；两反应均为放热反应，故生成物总能量均低于反应物总能量，B项错误；生成1 ml CO气体时放出Q1kJ热量，C项正确；等物质的量的同种物质，气态时所具有的能量高于固态时所具有的能量，D项正确。
5．(2014·武汉模拟)在一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷，放出热量为Q kJ(Q>0)，经测定完全吸收生成的二氧化碳需要消耗5 ml·L－1的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐，则此条件下反应C4H10(g)＋eq \f(13,2)O2(g)4CO2(g)＋5H2O(g)的ΔH为( )
A．＋8Q kJ·ml－1 B．－8Q kJ·ml－1
C．＋16Q kJ·ml－1 D．－16Q kJ·ml－1
解析：选D。0.5 ml KOH与0.25 ml CO2恰好反应生成K2CO3，丁烷完全燃烧生成0.25 ml CO2放出Q kJ热量，则生成4 ml CO2放出的热量为16Q，所以ΔH＝－16Q kJ·ml－1，D对。
6．(2014·万宁期中)下列有关热化学方程式及其叙述正确的是( )
A．氢气的燃烧热为285.5 kJ·ml－1，则水分解的热化学方程式为：2H2O(l)===2H2＋O2(g) ΔH＝＋285.5 kJ·ml－1
B．已知2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·ml－1，则石墨的燃烧热为110.5 kJ·ml－1
C．已知N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·ml－1，则在一定条件下将1 ml N2和3 ml H2置于一密闭容器中充分反应后最多可放出92.4 kJ的热量
D．已知乙醇和乙烯的燃烧热分别为1 366.8 kJ·ml－1和1 411.0 kJ·ml－1，则乙烯水化制乙醇的热化学方程式为：C2H4(g)＋H2O(l)===C2H5OH(l) ΔH＝－44.2 kJ·ml－1
解析：选D。燃烧热是指1 ml可燃物燃烧时所放出的热量，所以当1 ml水分解时才吸热285.5 kJ，A项错；燃烧热是指生成稳定的氧化物所放出的热量，而CO不是稳定氧化物，B项错；合成氨是可逆反应，提供的反应物不会全部反应，放出的热量小于92.4 kJ，C项错；根据盖斯定律，将表达乙烯燃烧热的热化学方程式和表达乙醇燃烧热的热化学方程式相减可得D项热化学方程式。
7．(2014·烟台调研)已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－890.3 kJ·ml－1；H2(g)＋eq \f(1,2)O(g)===H2O(l) ΔH2＝－285.8 kJ·ml－1。CO2气体与H2气体反应生成甲烷气体与液态水的热化学方程式为CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(l)ΔH3，其中ΔH3的数值为( )
A．－252.9 kJ·ml－1 B．＋252.9 kJ·ml－1
C．－604.5 kJ·ml－1 D．＋604.5 kJ·ml－1
解析：选A。ΔH3＝4ΔH2－ΔH1＝－252.9 kJ·ml－1。
8．(2014·琼海模拟)一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量161.9 kJ，经测定完全吸收生成的CO2需消耗5 ml·L－1的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐，则此条件下热化学方程式：C4H10(g)＋13/2O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)的ΔH为( )
A．2 590.4 kJ·ml－1 B．－2 590.4 kJ·ml－1
C．1 295.2 kJ·ml－1 D．－1 295.2 kJ·ml－1
解析：选B。n(KOH)＝5 ml·L－1×0.1 L＝0.5 ml由：2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O知：n(CO2)＝eq \f(1,2)×0.5 ml＝0.25 ml。即丁烷的物质的量为：0.25 ml×eq \f(1,4)＝eq \f(0.25,4) ml。由题意知：eq \f(0.25,4) ml丁烷燃烧放热161.9 kJ，故1 ml 丁烷燃烧放热161.9 kJ÷eq \f(0.25,4)＝2 590.4 kJ。即ΔH＝－2 590.4 kJ·ml－1。
9．(2014·福建德化三中月考)下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。
据此判断下列说法中正确的是( )
A．石墨转变为金刚石是吸热反应
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1，S(S)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2，则ΔH1>ΔH2
C．白磷比红磷稳定
D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH>0
解析：选A。金刚石的能量高于石墨，所以石墨转变为金刚石是吸热反应，A正确；固态S的能量低于气态S的能量，所以气态S燃烧放出的热量多，但放热越多，ΔH越小，B不正确；白磷的能量高于红磷的能量，所以红磷比白磷稳定，C不正确；D项反应为放热反应，ΔH<0，D错误。
10．(2014·北 京通州摸底)已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＝－270 kJ/ml。下列说法正确的是( )
A．在相同条件下，1 ml H2(g)与1 ml F2(g)的能量总和大于2 ml HF(g)的能量
B．1 ml H2(g)与1 ml F2(g)反应生成2 ml液态HF放出的热量小于270 kJ
C．该反应的逆反应是放热反应
D．该反应过程的能量变化可用下图来表示
解析：选A。B项，物质由气态变为液态时要放热，所以当生成2 ml液态HF时，放出的热量大于270 kJ；C项，正反应是放热反应，逆反应就是吸热反应；D项，放热反应中反应物的总能量大，生成物的总能量小，而图表示的正好相反。
11. (1)已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸气状态时，含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体，其中S4、S6和S8具有相似的结构特点，其结构如下图所示：
①在一定温度下，测得硫蒸气的平均摩尔质量为80 g·ml－1，则该蒸气中S2分子的体积分数不小于________。
②若已知硫氧键的键能为d kJ·ml－1，氧氧键的键能为e kJ·ml－1，S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－a kJ·ml－1，则S8分子硫硫键的键能为________。
(2)下表是部分化学键的键能数据：
①已知白磷的燃烧热为2 982 kJ·ml－1，白磷(P4)、P4O6、P4O10结构如下图所示，则上表中X＝________；
②0.5 ml白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6，放出的热量为________kJ。
解析：(1)①本题用极值法讨论，因为M＝80 g·ml－1，所以当混合气体中只含有S2和S4时，S2的体积分数最小，设S2的体积分数为x，则eq \f(64 g·ml－1·x＋128 g·ml－1·（1－x）,1 ml)＝80 g·ml－1x＝eq \f(3,4)，即75%。
②设硫硫键的键能为x kJ·ml－1，则：
－a kJ·ml－1＝eq \f(1,8)×8·x kJ·ml－1＋e kJ·ml－1－2d kJ·ml－1，x＝(2d－a－e)kJ·ml－1。
(2)①由题意可知P4＋5O2===P4O10，ΔH＝－2 982 kJ·ml－1。根据图示知，1 ml P4含有6 ml P－P键，1 ml P4O10含12 ml P－O键，4 ml P===O键，根据键能与反应热关系，反应热等于反应物总键能与产物总键能之差，断裂1 ml共价键吸收的能量与生成1 ml该共价键放出的能量数值相等。有198 kJ·ml－1×6＋498 kJ·ml－1×5－360 kJ·ml－1×12－4X＝－2 982 kJ·ml－1，X＝585 kJ·ml－1。②P4＋3O2===P4O6，1 ml P4O6含有12 ml P－O键，反应热为ΔH＝198 kJ·ml－1×6＋498 kJ·ml－1×3－360 kJ·ml－1×12＝－1 638 kJ·ml－1，0.5 ml白磷(P4) 与O2完全反应生成固态P4O6放出的热量为1 638 kJ·ml－1×0.5 ml＝819 kJ。
答案：(1)①75% ②(2d－a－e) kJ·ml－1 (2)①585 ②819
12．(2014·北京昌平期末)硫酸盐在生产、生活中有广泛的应用。
Ⅰ.工业上以重晶石(主要成分BaSO4)为原料制备BaCl2，其工艺流程示意图如下：
某研究小组查阅资料得：
BaSO4(s)＋4C(s)===4CO(g)＋BaS(s)
ΔH1＝＋571.2 kJ·ml－1①
BaSO4(s)＋2C(s)===2CO2(g)＋BaS(s)
ΔH2＝＋226.2 kJ·ml－1②
(1)用过量NaOH溶液吸收气体，得到硫化钠。该反应的离子方程式是_______________。
(2)反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH＝________
________________________________________________________________________。
(3)实际生产中必须加入过量的碳，同时还要通入空气，其目的有两个：
①从原料角度看，___________________________________________________________；[来源:Z#xx#k.Cm]
②从能量角度看，①②为吸热反应，碳和氧气反应放热维持反应所需高温。
Ⅱ.某燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构如下图所示，电池总反应可表示为2H2＋O2===2H2O。
请回答：
(4)H＋由________极通过固体酸是电解质传递到另一极(填a或者b)。
(5)b极上发生的电极反应是_______________________。
解析：Ⅰ.(2)由盖斯定律得ΔH＝(ΔH1－ΔH2)/2＝＋172.5 kJ·ml－1。
Ⅱ.(4)a极为负极，H＋在电池内部由负极流向正极。
答案：Ⅰ.(1)H2S＋2OH－===S2－＋2H2O
(2)＋172.5 kJ·ml－1
(3)使BaSO4(s)得到充分的还原，提高BsS的产量
Ⅱ.(4)a
(5)O2＋4e－＋4H＋===2H2O
13．(2014·浙江省杭州市高三第二次月考)(1)用CH4催化还原NOx 可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－574 kJ·ml－1
CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1160 kJ·ml－1
若用标准状况下4.48L CH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为________(阿伏加德罗常数用NA表示)，放出的热量为________ kJ。
(2)已知：C3H8(g )===CH4(g)＋HCCH(g)＋H2(g) ΔH1＝＋156.6 kJ·ml－1
CH3CH＝CH2(g)===CH4(g)＋HCCH(g)
ΔH2＝＋32.4 kJ·ml－1
则相同条件下，反应C3H8(g)===CH3CH＝CH2 (g)＋H2(g)的ΔH＝________kJ·ml－1。
(3)甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为：CH4(g)＋H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))CO(g)＋3H2(g)。部分物质的燃烧热数据如下表：已知1 ml H2O(g)转变为1ml H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式________________________________________________________________________。
(4)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl－NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式______________________。
解析：(1)根据盖斯定律可知，①＋②即得到CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－867 kJ·ml－1。标准状况下4.48 L CH4的物质的量为0.2 ml，失去0.2 ml×8＝1.6 ml电子，放出的热量为0.2 ml×867 kJ·ml－1＝173.4 kJ。
(2)同样根据盖斯定律可知，①－②即得到C3H8(g)===CH3CH＝CH2 (g)＋H2(g)，所以该反应的ΔH＝＋156.6 kJ·ml－1－32.4 kJ·ml－1＝＋124.2 kJ/ml。
(3)根据物质的燃烧热可知，①H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·ml－1、②CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·ml－1、③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·ml－1、④ H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ/ml。所以根据盖斯定律可知，③＋④－①×3－②即得到CH4(g) ＋ H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温)) CO(g) ＋ 3H2(g) ΔH＝ －1420.7 kJ/ml。
(4)原电池中正极得到电子，所以氮气在正极得到电子。又因为溶液显酸性，所以正极电极反应式是N2 ＋ 6e－＋ 8H＋ ===2NHeq \\al(＋,4)。
答案：(1)1.6NA 173.4 (2)＋124.2 (3)CH4(g)＋H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))CO(g)＋3H2(g) ΔH＝－1420.7 kJ·ml－1
(4)N2＋6e－＋8H＋===2NHeq \\al(＋,4)
14．(2014·宁波八校联考)已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热分别为285.8 kJ·ml－1、283.0 kJ·ml－1和726.5 kJ·ml－1。请回答下列问题。
(1)用太阳能分解5 ml液态水消耗的能量是________kJ。
(2)液态甲醇不完全燃烧生成一氧化碳气体和液态水的热化学方程式为________________________________。
(3)在以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，则正极的电极反应式为__________________________。
理想状态下，该燃料电池消耗2 ml甲醇所能产生的最大电能为1 404.2 kJ，则该燃料电池的理论效率为________。(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)
解析：(1)根据能量守恒定律可知分解5 ml液态水消耗的能量与生成5 ml液态水放出的能量相等，285.8 kJ·ml－1×5 ml＝1 429 kJ。
(2)2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566.0 kJ·ml－1①
2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－1 453.0 kJ·ml－1②
根据盖斯定律(②－①)÷2得：CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝－443.5 kJ·ml－1。
(3)甲醇燃料电池的正极反应物为O2，酸性条件下生成H2O：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。2 ml甲醇完全燃烧放出的热量为1 453.0 kJ，故该电池的理论效率为1 404.2 kJ÷1 453.0 kJ×100%＝96.6%。
答案：(1)1 429
(2)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－443.5 kJ·ml－1
(3)O2＋4e－＋4H＋===2H2O 96.6%
1．(2014·东城高三月考)关于原电池的叙述正确的是( )
A．原电池工作时，电极上不一定都发生氧化还原反应
B．某可充电电池充、放电时的反应式为Li1－xNiO2＋xLieq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电))LiNiO2，放电时此电池的负极材料是Li1－xNiO2
C．铅、银和盐酸构成的原电池工作时，铅板上有5.175 g铅溶解，正极上就有1 120 mL(标准状况)气体析出
D．在理论上可将反应CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH<0设计成原电池
解析：选D。A中原电池工作时电极上一定都发生氧化还原反应；B中电池放电时，负极材料是Li；C中通过计算知正极上生成的气体在标准状况下应为560 mL。
2．(2014·成都毕业诊断)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是( )
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2
C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O
解析：选C。A项，由电池反应可知，Ni2O3→Ni(OH)2，Ni的化合价由＋3价→＋2价，化合价降低，发生还原反应，故Ni2O3为正极，Fe→Fe(OH)2，Fe的化合价由0价→＋2价，化合价升高，发生氧化反应，故Fe为负极，正确；B项，负极发生氧化反应，Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，正确；C项，阴极发生还原反应，Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，c(OH－)增大，溶液的pH增大，故错误；D项，阳极发生氧化反应，电极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O，D正确。
3．(2014·南通调研)一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气，其中某一电极反应式为C2H6＋18OH－－14e－===2COeq \\al(2－,3)＋12H2O。有关此电池的推断不正确的是( )
A．通入氧气的电极为正极
B．参加反应的O2与C2H6的物质的量之比为7∶2
C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降
D．放电一段时间后，正极区附近溶液的pH减小
解析：选D。A项，通入乙烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，正确；B项，1 ml乙烷参与反应时转移14 ml电子，则参与反应的氧气的量为eq \f(14 ml,4)＝eq \f(7,2) ml，故正确；C项，根据电极反应式或总反应方程式可知，氢氧化钾被消耗，故正确；D项，放电时正极产生OH－，则pH增大，D错。
4．(2014·黄冈质检)一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率。现用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2混合气体，其总反应为：2CO＋O2===2CO2。则下列说法中正确的是( )
A．通CO的一极是电池的正极
B．负极发生的电极反应是：O2＋2CO2＋4e－===2COeq \\al(2－,3)
C．负极发生的电极反应是：CO＋COeq \\al(2－,3)－2e－===2CO2
D．正极发生氧化反应
解析：选C。据题意知通入CO的一极为电源的负极，CO失去电子转变为CO2，发生氧化反应，故A、B、D错误，C正确。
5．(2014·厦门期末)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是( )
A．电子通过外电路从b极流向a极
B．b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．每转移0.1 ml电子，消耗1.12 L的H2
D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
解析：选D。由电池总反应方程式及原电池原理可知，充入H2的一极即a极是负极，充入O2的一极即b极是正极；电子由负极经外电路流向正极；电池内部阳离子即H＋移向正极，正极即b极的电极反应式为：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，故A项、B项错误，D项正确。C项没有指明标准状况，故C项错误。
6．(2014·吉林模拟)某小组为研究电化学原理，设计右图装置，下列叙述不正确的是( )
A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋＋2e－===Cu
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色
D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动
解析：选D。a和b不连接时，铁与CuSO4溶液发生反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，A项正确；a和b用导线连接时，组成了原电池，Fe作负极，Cu作正极，铜片上发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu，铁片上发生氧化反应：Fe－2e－===Fe2＋，B项正确；通过以上分析可知，无论a和b是否连接，均发生反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，故溶液均从蓝色(Cu2＋的颜色)逐渐变成浅绿色(Fe2＋的颜色)，C项正确；a和b分别连接直流电源正、负极时，构成电解池，铜片作阳极，铁片作阴极，Cu2＋应向阴极(铁电极)移动，D项错误。
7．(2014·哈尔滨月考)一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列对该燃料电池说法不正确的是( )
A．在熔融电解质中，O2－移向负极
B．电池的总反应是：2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O
C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2＋4e－===2O2－
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10＋26e－＋13O2－===4CO2↑＋5H2O
解析：选D。由原电池原理知阴离子移向负极，A正确；原电池反应就是一个氧化还原反应，只是氧化反应和还原反应分别在两极进行，由丁烷的燃烧反应知，该电池的总反应为：2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O，且丁烷失电子，O2得电子，故选D。
8．(2014·苏南四校联考)固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghuse)公司研制开发的。它以固体氧化锆－氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是( )
A．有O2放电的a极为电池的负极
B．有H2放电的b极为电池的正极
C．a极对应的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．该电池的总反应方程式为：2H2＋O2===2H2O
解析：选D。H2在O2中燃烧的方程式为2H2＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2H2O，所以氢氧燃料电池的总方程式为2H2＋O2===2H2O，D对；而O2为氧化剂，在正极反应，所以a极为正极，A错；因反应介质中没有水，所以正极反应式为O2＋4e－===2O2－，C错；根据总反应写出负极反应式为2H2＋2O2－－4e－===2H2O，H2为负极反应物，B错。
9．(2014·河北省石家庄市模拟)综合如图判断，下列说法正确的是( )
A．装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋
B．装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动
D．放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大
解析：选D。装置Ⅰ中，由于Zn比Fe活泼，所以Zn作原电池的负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋；Fe作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。由于正极有OH－生成，因此溶液的pH增大。装置Ⅱ中，Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋；Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。正极由于不断消耗H＋，所以溶液的pH逐渐增大。据此可知A、B皆错，D正确。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，所以C错误。
10. (2011·高考安徽卷)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水和海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电流总反应可表示为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是( )
A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl
B．每生成1 ml Na2Mn5O10转移2 ml电子
C．Na＋不断向“水”电池的负极移动
D．AgCl是还原产物
解析：选B。A项，Ag＋Cl－－e－===AgCl应为负极反应式，故错误；B项，负极只有Ag失电子，根据电荷守恒，由总反应式可知B项正确；C项，Na＋向正极移动，故错误；D项，AgCl为氧化产物，故错误。
11．(2014·天津联考) 金属镁在目前的汽车、航天、航空、机械制造、军事等产业中得到迅猛发展。
(1)目前市场上某些品牌笔记本电脑(如神舟电脑、IBM电脑等)的外壳一改以往的有机合成材料，而使用镁铝合金、钛铝合金等材料。镁铝合金材料在电脑上代替有机合成材料的目的是________(多选)。
A．降低成本 B．增强美观
C．利于散热 D．增加强度
E．增加运算速度
(2)某学校研究性学习小组欲以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液设计原电池。
①给你一只安培表，请你画出该原电池的示意图，并标出正负极。





②一段时间后，铝片发生的电极反应式是_______________；镁条表面只有极少量的气泡产生，则镁电极产生的主要反应的电极反应式为____________。
解析：(1)铝合金材料比有机合成材料在价格上要高，所以A错；实际上铝合金材料在电脑外壳上的使用是从“增加强度”和“增强美观”的角度考虑的，当然铝合金作为电脑的外壳材料散热效果要比有机合成材料好的多；铝合金材料的应用与电脑的运算速度没有关系。
(2)铝能够与NaOH溶液反应，所以作原电池的负极，而镁与NaOH溶液不反应作正极。
答案：(1)BCD
(2)①如图所示 ②Al＋4OH－－3e－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O 2H＋＋2e－===H2↑
12．(2014·江西八校联考) 氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图所示为电池示意图，该电池电极表面均匀地镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答下列问题：
(1)氢氧燃料电池能量转化的主要形式是____________________，在导线中电子流动的方向为______________________(用a、b表示)。
(2)负极反应式为_________。
(3)电极表面镀铂粉的原因为______________________
________________________________________________________________________。
(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断地提供电能，因此大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ.2Li＋H2eq \(=====,\s\up7(△))2LiH
Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是________，反应Ⅱ中的氧化剂是________。
②已知LiH固体的密度为0.82 g·cm－3。用锂吸收224 L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积之比为________。
③由②生成的LiH与H2O反应放出的H2用作电池燃料，若能量的转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为________ml。
解析：本题考查电化学知识。(1)原电池原理是将化学能转化成电能。该燃料电池的总反应方程式为2H2＋O2===2H2O，其中H元素从0价升至＋1价，失去电子，即电子从a流向b。(2)负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H＋，由于电解质溶液是碱性的，故电极反应式左右两边应各加上OH－。(3)铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。(4)由题给两个方程式可知，Li从0价升至＋1价，作还原剂。H2O中的H由＋1价降至H2中的0价，作氧化剂。由反应Ⅰ知，当吸收10 ml H2时，生成20 ml LiH，V(LiH)＝m/ρ＝20×7.9/(0.82×103)≈192.68×10－3(L)。V(LiH)/V(H2)＝192.68×10－3 L/224 L≈8.7×10－4。20 ml LiH可生成20 ml H2，实际参加反应的H2的物质的量为20×80%＝16 (ml)，1 ml H2转移2 ml电子，所以16 ml H2转移32 ml电子。
答案：(1)化学能转化为电能 由a到b
(2)H2＋2OH－－2e－===2H2O
(3)增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，可加快反应速率
(4)①Li H2O ②8.7×10－4 ③32
13．(2014·宁波模拟)近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：
请回答下列问题：
(1)Pt(a)电极是电池的________极，电极反应式为____________________________；Pt(b)电极发生________反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为____________________。
(2)电池的总反应方程式为____________________。
(3)如果该电池工作时电路中通过2 ml电子，则消耗的CH3OH有________ml。
解析：从示意图中可以看出电极Pt(a)原料是CH3OH和水，反应后产物为CO2和H＋，CH3OH中碳元素化合价为－2，CO2中碳元素化合价为＋4，说明Pt(a)电极上CH3OH失去电子，电极Pt(a)是负极，则电极Pt(b)是正极，Pt(b)电极原料是O2和H＋，反应后的产物为H2O，氧元素化合价由0→－2，发生还原反应，因为电解质溶液是稀H2SO4，可以写出电池总反应式为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，再写出较为简单的正极反应式：3O2＋12e－＋12H＋===6H2O，用总反应式减去正极反应式即可得到负极反应式为：2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋。
答案：(1)负 2CH3OH＋2H2O－12e－＝2CO2↑＋12H＋ 还原 3O2＋12H＋＋12e－===6H2O
(2)2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
(3)eq \f(1,3)
14．(2014·珠海模拟)某研究性学习小组根据反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 ml·L－1，溶液的体积均为200 mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。
回答下列问题：
(1)此原电池的正极是石墨________(填“a”或“b”)，发生________反应。
(2)电池工作时，盐桥中的SOeq \\al(2－,4)移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。
(3)两烧杯中的电极反应式分别为
甲________________________________________________________________________，
乙________________________________________________________________________。
(4)若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5 ml·L－1，则反应中转移的电子为________ml。
解析：(1)根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO4作氧化剂，发生还原反应，故石墨a是正极。(2)电池工作时，SOeq \\al(2－,4)向负极移动，即向乙烧杯移动。(3)甲烧杯中的电极反应式为MnOeq \\al(－,4)＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O；乙烧杯中的电极反应式为5Fe2＋－5e－===5Fe3＋。(4)溶液中的MnSO4浓度由1 ml·L－1变为1.5 ml·L－1，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成的MnSO4的物质的量为0.5 ml·L－1×0.2 L＝0.1 ml，转移的电子为0.1 ml×5＝0.5 ml。
答案：(1)a 还原
(2)乙
(3)MnOeq \\al(－,4)＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O
5Fe2＋－5e－===5Fe3＋
(4)0.5

1．(2012·高考上海卷)用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是( )
A．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片
B．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片
C．用氢氧化铜溶液吸收阴极产物
D．用带火星的木条检验阳极产物
解析：选B。A项是在铂上电镀铜，无法提取铜，错误。利用电解法提取CuCl2溶液中的铜，阴极应发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极可以用碳棒等惰性材料作电极，B项正确。电解时阴极产生铜，无法用NaOH溶液吸收，C项错误。阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，无法用带火星的木条检验，D项错误。
2．(2014·潍坊模拟)用铂电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，在电解后的电解液中加适量水，能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是( )
A．NaCl B．Na2CO3
C．CuSO4 D．K2S
解析：选B。加适量水能使溶液恢复到电解前的浓度，则电解的实质是电解水，故选项B符合。
3．(2014·哈尔滨模拟)电解100 mL含c(H＋)＝0.30 ml·L－1下列溶液，当电路中通过0.04 ml电子时，理论上析出金属质量最大的是( )
A．0.10 ml·L－1AgNO3溶液
B．0.10 ml·L－1ZnSO4溶液
C．0.20 ml·L－1CuCl2溶液
D．0.20 ml·L－1Pb(NO3)2溶液
解析：选C。根据金属活动性顺序表可知：Ag和Cu排在H后面，而Zn和Pb排在H以前，所以Ag＋、Cu2＋的氧化性比H＋大，应优先于H＋放电而析出。因为0.01 ml Ag的质量小于0.02 ml Cu的质量，所以C项正确。
4．(2012·高考安徽卷)某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。
下列有关描述正确的是( )
A．断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为
2H＋＋2Cl－eq \(=====,\s\up7(通电))Cl2↑＋H2↑
B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红
C．断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为：Cl2＋2e－===2Cl－
D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极
解析：选D。解答本题时应特别注意，金属Cu在电解池和原电池中作何种电极。当断开K2，闭合K1时为电解池，由于两极都有气泡冒出，故相当于惰性电极电解饱和食盐水，故铜作阴极而石墨作阳极，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，电池总反应的离子方程式为2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))H2↑＋Cl2↑＋2OH－，A、B都错；当断开K1，闭合K2时组成原电池，铜作负极而石墨作正极，铜电极的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，故C错而D正确。
5．(2014·重庆模拟)下列有关电化学装置完全正确的是( )
解析：选C。电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，纯铜作阴极，故A错误；铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，故B错误；C是外加电流的阴极保护法，正确；铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中，故D错误。
6．(2012·高考浙江卷)以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：
下列说法不正确的是( )
A．在阴极室，发生的电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
B．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H＋浓度增大，使平衡2CrOeq \\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq \\al(2－,7)＋H2O向右移动
C．该制备过程中总反应的化学方程式为4K2CrO4＋4H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑
D．测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比(nK/nCr)为d，则此时铬酸钾的转化率为1－eq \f(d,2)
解析：选D。本题应结合电解的原理来具体分析、解决问题。根据阴、阳离子的放电顺序可知，该电解池中的反应如下：
阴极：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－、阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阳极区K2CrO4溶液中存在平衡：2CrOeq \\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq \\al(2－,7)＋H2O，H＋浓度增大，使该平衡右移生成Cr2Oeq \\al(2－,7)。故电解池中的总反应式可写成4K2CrO4＋4H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑。故A、B、C项均正确。D项，设K2CrO4转化为K2Cr2O7的转化率为α，则：
2K2CrO4～K2Cr2O7
初始量 2 0
转化量 2α α
最终量 2－2α α
则有nK/nCr＝eq \f(2（2－2α）＋2α,2－2α＋2α)＝d
解得α＝2－d，D项错误。
7．(2014·哈一中模拟)“天宫一号”飞行器在太空工作期间必须有源源不断的电源供应。其供电原理是：白天太阳能帆板发电，将一部分电量直接供给天宫一号，另一部分电量储存在镍氢电池里，供黑夜时使用。如图为镍氢电池构造示意图(氢化物电极为储氢金属，可看做H2直接参加反应)。下列说法正确的是( )
A．放电时NiOOH在电极上发生氧化反应
B．充电时阴极区电解质溶液pH降低
C．放电时负极反应为：M＋H2O＋e－===MH＋OH－
D．充电时阳极反应为：Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O
解析：选D。放电时NiOOH在正极发生还原反应，A项错误；充电时阴极区电解质溶液pH增大；放电时负极发生氧化反应，C项错误；只有D项正确。
8．(2014·银川模拟)用惰性电极电解100 mL 4 ml·L－1Cu(NO3)2溶液，一定时间后在阳极收集到标准状况下气体1.12 L。停止电解，向电解后的溶液中加入足量的铁粉，充分作用后溶液中的Fe2＋浓度为(设溶液的体积不变)( )
A．0.75 ml·L－1 B．3 ml·L－1
C．4 ml·L－1 D．3.75 ml·L－1
解析：选D。本题涉及的反应过程可分为两个阶段，第一个阶段是电解Cu(NO3)2溶液，第二个阶段是混合溶液与足量的铁粉反应，注意硝酸与足量铁粉反应是生成硝酸亚铁。电解后溶液中硝酸和硝酸铜分别为0.2 ml、0.3 ml，前者与足量的铁粉反应生成硝酸亚铁0.075 ml，后者与足量的铁粉反应生成0.3 ml硝酸亚铁。
9．(2014·合肥模拟)以酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示。
下列说法正确的是( )
A．燃料电池工作时，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．a极是铁，b极是铜时，b极逐渐溶解，a极上有铜析出
C．a、b两极若是石墨，在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等
D．a极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出
解析：选D。本题结合原电池和电解池综合考查电化学的基本理论。图中左侧为氢氧燃料电池，右侧为电解池，燃料电池为酸性介质，负极反应为2H2－4e－===4H＋，正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，A错误；a为阳极，b为阴极，金属铁作阳极，优先失电子，a极逐渐溶解，B错误；a、b两极若是石墨，b极上析出铜，a极上产生O2，C错误；粗铜为阳极，铜及比铜活泼的金属失电子形成离子进入溶液中，铜离子得电子后在b极上析出，D正确。
10．(2014·乌鲁木齐高三测验)下列有关电化学的图示完全正确的是( )
解析：选D。A选项，铁作阳极被腐蚀，不能起到保护作用，错误；B选项，在粗铜的精炼中应该是粗铜作阳极，精铜作阴极，错误；C选项，电镀时应该是镀层金属作阳极，镀件作阴极，错误；D选项，铁棒作阴极，氢离子被还原生成氢气收集在小试管中，可以验证氢气的存在，碳棒作阳极，氯离子被氧化生成氯气，能使碘化钾淀粉溶液变蓝，D选项正确。
11．化学在环境保护中起着十分重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
(1)催化反硝化法中，H2能将NOeq \\al(－,3)还原为N2。25 ℃时，反应进行10 min，溶液的pH由7变为12。
①N2的结构式为________。
②上述反应离子方程式为________，其平均反应速率v(NOeq \\al(－,3))为________ml·L－1·min－1。
③还原过程中可生成中间产物NOeq \\al(－,2)，写出3种促进NOeq \\al(－,2)水解的方法__________________。
(2)电化学降解NOeq \\al(－,3)的原理如图所示。
①电源正极为________(填“A”或“B”)，阴极反应式为__________________________。
②若电解过程中转移了2 ml电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为________g。
解析：根据溶液的氧化还原反应规律及题意书写离子方程式，根据电极上发生的反应类型判断电极名称，根据电极反应式及质子的移动方向分析溶液的质量变化。
(1)①N2电子式为eq \\al(·,·)N⋮⋮Neq \\al(·,·)，结构式为NN。②反应中碱性增强，故应有OH－生成，根据得失电子守恒有：5H2＋2NOeq \\al(－,3)——N2＋OH－，据电荷守恒得5H2＋2NOeq \\al(－,3)——N2＋2OH－，最后由元素守恒得5H2＋2NOeq \\al(－,3)eq \(=====,\s\up7(催化剂))N2＋2OH－＋4H2O。③水解的离子方程式为NOeq \\al(－,2)＋H2OHNO2＋OH－，据“越热越水解、越稀越水解”，可知加热或加水稀释能促进水解；另外，降低生成物浓度，也可促进水解。
(2)①NOeq \\al(－,3)生成N2发生了还原反应，应在电解池的阴极发生，故A为原电池的正极；阴极发生还原反应，故电极反应式为2NOeq \\al(－,3)＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－。由电极反应式可知，通过2 ml电子，溶液减少的质量为5.6 g(N2)，同时有2 ml H＋通过质子交换膜进入右侧，故右侧溶液减少3.6 g。
②正极发生的反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，每通过2 ml电子，生成16 g O2，同时有2 ml H＋通过质子交换膜进入右侧，使左侧溶液质量减少18 g，故两侧溶液减少的质量差为14.4 g。
答案：(1)①NN ②2NOeq \\al(－,3)＋5H2eq \(=====,\s\up7(催化剂))N2＋2OH－＋4H2O 0.001 ③加酸，升高温度，加水
(2)①A 2NOeq \\al(－,3)＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－
②14.4
12．按下图所示装置进行实验，并回答下列问题：
(1)判断装置的名称：A池为________，B池为________。
(2)锌极为________极，电极反应式为___________________
________________________________________________________________________；
铜极为________极，电极反应式为___________________________________；
石墨棒C1为________极，电极反应式为________；石墨棒C2附近发生的实验现象为________________________________________________________________________。
(3)当C2极析出224 mL气体(标准状况)时，锌的质量________(填“增加”或“减少”)________g，CuSO4溶液的质量________(填“增加”或“减少”)________g。
解析：A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中构成原电池，B池中两个电极均为石墨电极，在以A为电源的情况下构成电解池，即A原电池带动B电解池。A池中Zn为负极，Cu为正极，B池中C1为阳极，C2为阴极，阴极区析出H2，周围OH－富集，酚酞变红，且n(H2)＝0.224/L22.4 L·ml－1＝0.01 ml，故电路中转移电子的物质的量为0.01 ml×2＝0.02 ml，根据得失电子守恒，锌极有0.01 ml Zn溶解，即Zn极质量减少0.01 ml×65 g·ml－1＝0.65 g，铜极上有0.01 ml Cu析出，即CuSO4溶液增加了0.01 ml×(65 g·ml－1－64 g·ml－1)＝0.01 g。
答案：(1)原电池 电解池
(2)负 Zn－2e－===Zn2＋ 正 Cu2＋＋2e－===Cu 阳 2Cl－－2e－===Cl2↑ 有无色气体产生，附近溶液出现红色 (3)减少 0.65 增加 0.01
13．(2014·西安一检)已知铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO4eq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电))2PbSO4＋2H2O，现用如图装置进行电解(电解液足量)，测得当铅蓄电池中转移0.4 ml电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答下列问题。
(1)A是铅蓄电池的________极，铅蓄电池正极反应式为__________________________，放电过程中电解液的密度________(填“减小”、“增大”或“不变”)。
(2)Ag电极的电极反应式是________________________，该电极的电极产物共________g。
(3)Cu电极的电极反应式是________________________，CuSO4溶液的浓度________(填“减小”、“增大”或“不变”)
(4)如图表示电解进行过程中某个量(纵坐标x)随时间的变化曲线，则x表示________。
a．各U形管中产生的气体的体积
b．各U形管中阳极质量的减少量
c．各U形管中阴极质量的增加量
解析：根据在电解过程中铁电极质量的减少可判断A是电源的负极，B是电源的正极，电解时Ag极作阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，Fe作阳极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，左侧U形管中总反应式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。右侧U形管相当于电镀装置，Zn电极作阴极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，铜电极作阳极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，电镀过程中CuSO4溶液的浓度保持不变，根据上述分析可得答案。
答案：(1)负 PbO2＋4H＋＋SOeq \\al(2－,4)＋2e－===PbSO4＋2H2O 减小
(2)2H＋＋2e－===H2↑ 0.4
(3)Cu－2e－===Cu2＋ 不变 (4)b
14．(2014·西安师大附中期末) 25 ℃时，用两个质量相同的铜棒作电极，电解500 mL 0.1 ml·L－1 H2SO4溶液，电解过程中，电解液的pH变化如表所示(假定溶液温度保持不变)。电解2 h后，取出电极，对电极进行干燥，并称量，测得两电极的质量差为9.6 g。已知，25 ℃时0.1 ml·L－1 CuSO4溶液的pH为4.17。
(1)实验刚开始阶段电解池阴极所发生反应的电极反应式为_____________。
(2)电解进行到1.5 h后，电解质溶液的pH不再发生变化的原因是________________________________；用离子反应方程式表示0.1 ml·L－1 CuSO4溶液的pH为4.17的原因______________________________。
(3)电解进行的2 h中，转移电子的总物质的量________0.15 ml(填“<”、“＝”或“>”)。
(4)若欲使所得电解质溶液复原到500 mL 0.1 ml·L－1 H2SO4溶液，应对溶液进行怎样处理？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：根据题意及表中数据可知，电解刚开始阶段，阳极反应式是Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；随着电解的继续，溶液中Cu2＋的浓度增大，此时阳极反应不变，而H＋已被电解完，阴极反应则变成Cu2＋＋2e－===Cu；若电解过程中只有电镀铜的过程，阳极溶解的铜与阴极生成的铜质量相同，溶液的组成保持不变，则阳极铜的减少为9.6 g/2＝4.8 g，转移电子的物质的量为0.15 ml，而实际上先有H2产生，后有电镀铜的过程，故实际转移电子的物质的量大于0.15 ml；要使溶液复原则需要通入H2S，H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4。
答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑ (2)电解持续进行，H＋电解完后，电解过程发生转变，阳极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，电解质溶液的组成、浓度不再发生变化，溶液的pH也不再发生变化 Cu2＋＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))Cu(OH)2＋2H＋ (3)>
(4)向溶液中通入约0.05 ml H2S


化学键
P—P
P－O
OO
PO
键能(kJ·ml－1)
198
360
498
X
物质
燃烧热(kJ·ml－1)
H2(g)
－285.8
CO(g)
－283.0
CH4(g)
－890.3x k b 1
A
B
C
D
铜的精炼
铁上镀银
防止Fe被腐蚀
构成铜锌原电池
时间/h
0.5
1
1.5
2
pH
1.3
2.4
3.0
3.0