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新高考化学一轮复习专题突破卷07 化学反应与能量（2份打包，原卷版+解析版）
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一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的）
1．下列有关电化学知识的描述正确的是
A．锌、铜与稀硫酸组成的原电池，在工作过程中，电解质溶液的pH保持不变
B．用足量锌粒与稀硫酸反应制取，若要增大反应速率，可以滴入几滴溶液
C．将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁作负极，铜作正极，其负极反应式为
D．燃料电池是利用燃料和氧化剂之间的氧化还原反应，将化学能转化为热能，然后再转化为电能的化学电源
【答案】B
【详解】A．锌、铜与稀硫酸组成的原电池，在工作过程中，H+在正极上放电生成H2，电解质溶液的pH增大，A错误；
B．用足量锌粒与稀硫酸反应制取，滴入几滴溶液，Zn与Cu2+发生置换反应，锌粒表面由Cu生成，在稀硫酸形成原电池，能增大反应速率，B正确；
C．将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，常温下铁遇浓硝酸发生钝化，因此铜作负极，铁作正极，其负极反应式为：，C错误；
D．燃料电池是利用燃料和氧化剂之间的氧化还原反应，将化学能转化电能的化学电源，D错误；
故选B。
2．钢铁在中性条件下发生电化学腐蚀时，正极上的电极反应式为
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】钢铁在中性条件下发生电化学腐蚀时，正极上氧气得电子生成OH－，正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，B项正确。
答案选B。
3．下列反应属于氧化还原反应，且能量变化如图所示的是
A．甲烷在空气中燃烧的反应B．灼热的木炭与CO2反应
C．锌粒和稀硫酸反应D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
【答案】B
【分析】根据图像可知，反应物总能量小于生成物总能量，属于吸热反应。
【详解】A．甲烷在空气中燃烧属于放热反应，A不符合题意；
B．灼热的木炭与CO2反应生成CO，有化合价变化，是氧化还原反应且该反应吸热，B符合题意；
C．锌粒和稀硫酸是放热反应，C不符合题意；
D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应生成氯化钡、氨气和水，没有化合价的变化，是非氧化还原反应，D不符合题意；
故选B。
4．X、Y、Z、M代表四种金属元素，金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，Z极上有放出；单质Z可以从Y的盐溶液中置换出单质Y；又知的氧化性强于。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有氢气放出，所以X是负极，Z是正极，故金属的活动性：；单质Z可以从Y的盐溶液中置换出Y，说明金属的活动性：；离子的氧化性强于离子，所以金属的活动性；综上可知四种金属的活动性由强到弱的顺序为，A项正确。
5．如图所示装置中，试管A、B中电极为多孔石墨电极，C、D为铂夹。断开，闭合、一段时间后，A、B中气体的量之间的关系如图所示：
下列说法正确的是
A．a为正极，b为负极
B．滤纸上紫红色液滴向C端移动
C．断开、，闭合，A极电极反应式为
D．断开、，闭合，水槽中溶液的pH增大
【答案】C
【详解】A．断开，闭合、，水槽中电解氢氧化钾溶液，相当于电解水，总反应为，结合题图试管中气体的量之间的关系可知，A中生成气体是氧气，A为阳极，B中多孔石墨为阴极，阳极与电源正极相连，则a为负极，b为正极，故A错误；
B．滤纸上C为阴极，D为阳极，电解池中阴离子向阳极移动，显紫色的离子为，则紫红色液滴向D端移动，故B错误；
C．断开、，闭合，构成氢氧燃料电池，A中为氧气，A是正极，B中为氢气，B为负极，A极电极反应式为，故C正确；
D．断开、，闭合，构成氢氧燃料电池，电池总反应为，则溶液中水增多，氢氧根离子的浓度减小，溶液的碱性减弱，pH减小，故D错误；
选C。
6．下列热化学方程式正确的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】D
【详解】A．燃烧热是指1ml可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所释放的热量，应是1ml气态H2和气态O2反应生成1ml液态水放出的热量，故A错误；
B．根据1mlSO2、0.5mlO2完全反应后，放出热量98.3kJ可知，则2mlSO2、1mlO2完全反应后，放出热量196.6kJ，因此2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH＝−196.6 kJ∙ml−1，故B错误；
C．根据H＋(aq)+OH－(aq)＝H2O(l) ΔH＝−57.3 kJ∙ml−1，生成BaSO4沉淀，放出的热量大于114.6 kJ ，故H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)＝BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH＜−114.6 kJ∙ml−1，故C错误；
D．根据31g即0.25ml白磷比31g即1ml红磷能量多bkJ，白磷转化为红磷会释放能量，1ml白磷固体变为4ml红磷固体释放4bkJ的热量，因此P4(白磷,s)＝4P(红磷,s) ΔH＝−4b kJ∙ml−1，故D正确。
综上所述，答案为D。
【点睛】无论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热 Δ H 都表示反应进行到底 ( 完全转化 ) 时的能量变化。
7．某课外小组自制的氢氧燃料电池如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述中不正确的是
A．a极是负极，该电极上发生氧化反应
B．b极反应式是O2+4OH--4e-=2H2O
C．总反应方程式为2H2+O2=2H2O
D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
【答案】B
【详解】A．a极通入氢气，氢气失电子发生氧化反应，a是负极，故A正确；
B．b极通入氧气，氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，反应式是O2+2H2O +4e-=4OH-，故B错误；
C．氢氧燃料电池，总反应方程式为2H2+O2=2H2O，故C正确；
D．氢氧燃料电池反应产物是水，氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，故D正确；
选B。
8．用惰性电极电解CuSO4和NaCl 的混合溶液，开始时阴极和阳极上分别析出的物质是
A．H2和Cl2B．Cu和Cl2C．H2和O2D．Cu和O2
【答案】B
【详解】根据电解原理，阳离子放电顺序是Cu2＋>H＋>Na＋，阴离子放电顺序是Cl->OH->，所以开始时阴极反应式Cu2＋+2e-=Cu，阳极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑，故选B。
9．下面有关电化学的图示，完全正确的是
A．Cu-Zn原电池B．粗铜的精炼
C．铁片镀锌D．验证NaCl溶液(含酚酞)电解产物
【答案】D
【详解】A．在Cu-Zn原电池中，Zn电极可以被稀硫酸氧化，Zn作负极，Cu作正极，H2在正极产生，A错误；
B．粗铜精炼时，粗铜作阳极，发生氧化反应生成Cu2+，精铜作阴极，CuSO4溶液作电解液，B错误；
C．电镀时，应待镀件铁片作阴极，镀层金属Zn作阳极，ZnCl2溶液作电解液，C错误；
D．电解NaCl溶液的装置中，碳棒作阳极，Cl-在阳极发生电极反应，生成Cl2，可以将其通入碘化钾淀粉溶液中，若溶液变蓝，即可证明此产物为Cl2；阴极由溶液中的H2O反应生成H2和OH-，可以将生成的气体收集后点燃，以进行验证，D正确。
本题选D。
10．肼()是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1ml化学键所需的能量(kJ)：N=N键为942、O=O键为500、N-N键为154，则断裂1mlN-H键所需的能量是
A．194kJB．391kJC．516kJD．658kJ
【答案】B
【详解】根据图中内容可知，，化学反应的焓变等于产物的能量与反应物能量的差值，旧键断裂吸收能量，新建形成释放能量，设断裂1mlN-H键所需的能量为K，所以有154+4K+500=2218；解得K=391；
故答案选B。
11．双极膜亦称双极性膜，是特种离子交换膜，它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层，工作时水层中的H2O解离成H+和OH-，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。三碘甲烷(CHI3)又名碘仿，在医药和生物化学中用作防腐剂和消毒剂。电解法制取碘仿的工作原理如图所示，生成三碘甲烷的反应原理为C2H5OH+5IO-=CHI3++2I-+OH-+2H2O。下列说法正确的是
A．电极X连接直流电源的正极
B．电极Y上的主要反应为I--2e-+2OH-=IO-+H2O
C．电解一段时间后，硫酸溶液浓度升高
D．每制备0.25ml三碘甲烷，理论上双极膜内解离90gH2O
【答案】B
【详解】A．电极X上H+放电生成H2，发生还原反应，该电极为阴极，应连接直流电源的负极，故A错误；
B．电极M为阳极，电极上I-被氧化成IO-，电极反应式为I--2e-+2OH-=IO-+H2O，故B正确；
C．电解过程中阴极区每消耗lmlH+，双极膜内就向阴极区转移lmlH+，所以硫酸浓度不变，故C错误；
D．每制备0.25ml三碘甲烷，需要消耗1.25ml IO-，导线上转移2.5mle-，分别有2.5mlOH-和2.5mlH+移出双极膜，所以理论上双极膜内解离45gH2O，故D错误；
故选B。
12．光催化微生物燃料电池的工作原理如图所示：
已知：电极a在光激发条件下会产生电子(e-)—空穴(h+)。下列说法错误的是
A．电极电势：电极a＞电极b
B．电极b发生的电极反应式为(C6H10O5)n-24e-+7H2O=6CO2↑+24H+
C．光激发时，光生电子会与O2结合，光生空穴会与电极b产生的电子结合
D．电池工作一段时间后，右侧溶液pH保持不变(不考虑CO2的溶解)
【答案】B
【详解】A．根据题图信息判断，(C6H10O5)n在电极b上失电子，转化为CO2，则电极b为负极，电极a为正极，原电池中，正极的电极电势高于负极的电极电势，则电极电势：电a>电极b，故A正确；
B．根据得失电子守恒判断，电极b发生的电极反应式为(C6H10O5)n-24ne-+7nH2O=6nCO2↑+24nH+，故B错误；
C．根据题图信息判断，电极a在光激发条件下会产生电子(e-)、空穴(h+)，光生电子会与O2结合，光生空穴会与电极b产生的电子结合，故C正确；
D．根据电极反应判断，每转移24nml电子时，右侧溶液中生成24nmlH+，同时会有24n ml H+通过阳离子交换膜移向左侧溶液，则右侧溶液的pH保持不变，故D正确；
故选B。
13．电解食盐水间接氧化法去除工业废水中氨氮的原理如图所示，通过电解氨氮溶液(含有少量的NaCl)，将转化为(无逸出)，下列说法正确的是
A．M为负极B．N极附近pH值不变化
C．D．电解后上升
【答案】C
【分析】该装置为电解池装置，在M电极上氯离子失去电子生成氯气(无 Cl2逸出)，然后氯气将氨氧化为氮气，氯气又被还原为氯离子，在这过程中氯离子做了催化剂，M电极为阳极，阳极区的总反应为；N电极为阴极，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
【详解】A．由分析可知，M电极为阳极，A错误；
B．由分析可知，N电极为阴极，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故该电极附近pH增大，B错误；
C．M电极为阳极，阳极区的总反应为，阴极的电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，根据电路中电子转移守恒可知，生成的氢气更多，C正确；
D．由分析可知，在阳极上氯离子失去电子生成氯气，然后氯气又被氨还原为氯离子，电解后氯离子浓度不可能上升，D错误；
故选C。
14．甲、乙、丙三个电解槽如图所示(其中电极的大小、形状、间距均相同)。乙、丙中AgNO3溶液浓度和体积均相同，通电一段时间后，若甲中铜电极的质量增加0.128g，则乙中电极上银的质量增加
A．0.054gB．0.108gC．0.216gD．0.432g
【答案】C
【详解】甲中铜电极增重0.128g，说明析出铜为0.002ml。由图示可知，乙、丙并联后与甲串联，又因乙、丙两槽中的电极反应相同，故乙、丙中的电子转移分别是甲中的一半。甲中转移电子为0.004ml，则乙中转移的电子为0.002ml，故乙中析出的银为0.002ml，质量为。故选C。
15．三碘甲烷()又名碘仿，在医药和生物化学中用作防腐剂和消毒剂。电解法制取碘仿的工作原理如图所示，其中电解液为KI、的碱性溶液。已知反应中生成等物质的量的与。下列说法错误的是
A．电极N连接直流电源的负极
B．电极M上的电极反应式为
C．阳极区发生反应的离子方程式为
D．电解一段时间后，电解液的pH减小
【答案】D
【分析】电极N上，放电生成，发生还原反应，该电极为阴极，电极M为阳极。
【详解】A．电极N上，放电生成，发生还原反应，该电极为阴极，应连接直流电源的负极，A正确；
B．电极M为阳极，电极上被氧化成，电极反应式为，B正确；
C．阳极生成的将氧化成和，配平可得反应的离子方程式为，C正确；
D．该电解池工作的总反应为，反应中生成，则电解一段时间后，电解液的pH增大，D错误；
故选D。
二、填空题（本题包括4小题，共55分）
16．（12分）回答下列问题：
(1)已知和反应生成1ml过程中能量变化如图所示。根据下列已知键能数据计算A—B键键能为 kJ/ml。
(2)在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可计算中和反应的反应热。
①从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃仪器是 。烧杯间填满碎纸条的作用是 。若大烧杯上不盖硬纸板，求得的中和反应反应热 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②甲同学用50mL盐酸与50mLNaOH溶液进行中和反应，通过计算得到，该结果与有偏差，产生此偏差的原因可能是 (填字母)。
A．用温度计测量盐酸起始温度后直接测量NaOH溶液的温度
B．一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
C．实验装置保温、隔热效果差
③若改用60mL盐酸与60mLNaOH溶液进行反应，与②中实验相比，所放出的热量 (填“相等”或“不相等”)；若用50mL溶液代替盐酸进行②中实验，测得反应前后温度的变化值 (填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
【答案】(1)391
(2) 环形玻璃搅拌器 保温(或隔热或减少实验过程中热量损失) 偏大 AC 不相等 偏小
【详解】（1）由题干图示信息可知，为放热反应，
。设A—B键键能为x，反应物的键能总和-生成物的键能总和，，故答案为：391；
（2）①该实验装置是中和反应反应热的测定装置，图中缺少的一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌器，为了减少实验过程中热量损失，烧杯间填满碎纸条，若大烧杯上不盖硬纸板，会有热量散失，测得的中和反应反应热的数值偏小，偏大，故答案为：环形玻璃搅拌器；保温(或隔热或减少实验过程中热量损失)；偏大；
②用温度计测量盐酸起始温度后，没有冲洗、冷却温度计，直接测量NaOH溶液的温度导致测量温度偏高，使得偏小，求得的中和反应反应热偏大，A符合题意；一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中，符合操作要求，B不符合题意；实验装置保温、隔热效果差，造成热量损失，使求得的中和反应反应热偏大，C符合题意，故答案为：AC；
③所放出的热量与反应物的物质的量有关，若改用60mL盐酸与60mLNaOH溶液进行反应，参加反应的HCI和NaOH的物质的量比②中实验的大，放出的热量比②中实验多；醋酸为弱酸，电离要吸热，若用50mL溶液代替②中盐酸进行实验，测得反应前后温度的变化值会偏小，故答案为：不相等；偏小。
17．（15分）某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
(1)甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为 。
(2)乙池中A(石墨)电极的名称为 (填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，乙池总反应式为 。
(3)当乙池中B极质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况下)，丙池中 极析出 g铜。
(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) 原电池 CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O
(2) 阳极 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3
(3) 280 D 1.60
(4) 减小 增大
【分析】由题干图示信息可知，甲池为甲醇燃料电池，通CH3OH的一极为负极，电极反应为：CH3OH+8OH--6e-=+6H2O，通O2的一极为正极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；乙池为电解池，石墨电极A为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，Ag电极B为阴极，电极反应为：Ag++e-=Ag；丙池为电解池，电极C为阳极，电极反应为：2Cl- -2e-=Cl2↑，电极D为阴极，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，据此分析解题。
【详解】（1）①由分析可知，甲池为原电池；
②通入CH3OH 电极的电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=+6H2O；
（2）①由分析可知，乙池A(石墨)电极的名称为阳极；
②电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，Ag电极B为阴极，电极反应为：Ag++e-=Ag，则乙池中总反应式为：4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2↑；
（3）①由分析可知，当乙池中B极质量增加 5.40g ，即析出5.40g的Ag时，n(Ag)==0.05ml，则电路中转移的电子的物质的量为0.05ml，故甲池中理论上消耗 O2的体积为=0.28L=280mL；
②丙池中阴极（即D极）;
③析出铜的质量为=1.60g；
（4）①若丙中电极不变，将其溶液换成 NaCl 溶液，电键闭合一段时间后，甲池为甲醇燃料电池，通CH3OH的一极为负极，电极反应为：CH3OH+8OH--6e-=+6H2O，通O2的一极为正极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-则溶液的 pH 将减小；
②若丙中电极不变，将其溶液换成 NaCl 溶液，电键闭合一段时间后，即用惰性电极电解NaCl溶液，丙中D极即阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则阴极的产物为NaOH、H2，由于生成了NaOH，则溶液的 pH 将增大。
18．（14分）载人航天工程对科学研究及太空资源开发具有重要意义，其发展水平是衡量一个国家综合国力的重要指标。中国正在逐步建立自己的载人空间站“天宫”，神舟十三号载人飞船在北京时间10月16日0时23分点火发射，又一次正式踏上飞向浩渺星辰的征途。
(1)氢氧燃料电池(构造示意图如图)单位质量输出电能较高，反应生成的水可作为航天员的饮用水，氧气可以作为备用氧源供给航天员呼吸。由此判断X极为电池的 极，OH-向 (填“正”或“负”)极作定向移动，Y极的电极反应式为 。
(2)“神舟”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。
①飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将 能转化为 能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。其工作原理为:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，充电时，阳极的电极反应式为 ；当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，此时负极附近溶液的碱性 (填“增强”“减弱”或“不变”)。
②紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2，其负极的电极反应式为 。
【答案】(1) 负 负 O2＋2H2O＋4e-=4OH-
(2) 太阳 电 Ni(OH)2－e-+OH-=NiOOH+H2O 减弱 Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
【详解】（1）根据电子流向可知，X电极是电子流出的一极，由此判断X极为电池的负极，原电池中阴离子向负极移动，则OH-向负极作定向移动，Y极是正极，氧气得到电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e-=4OH-。
（2）①飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将太阳能转化为电能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。其工作原理为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，充电时相当于是电解池，阳极Ni失去电子，其电极反应式为Ni(OH)2－e-+OH-=NiOOH+H2O；当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，此时相当于是原电池，Cd失去电子结合氢氧根离子生成Cd(OH)2，因此负极附近溶液的碱性减弱。
②紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2，其负极是Zn失去电子，其电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。
19．（14分）电解原理在化学工业中有广泛应用。
(1)电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法，电解示意图如图所示，图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过，请回答以下问题：
①电解饱和食盐水的总反应的离子方程式是 。
②精制饱和食盐水在b口加入的物质为 (写化学式)
(2)全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统，工作原理如图：
①全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应，该电池放电时总反应式是 。
②当完成储能时，阴极溶液的颜色是
(3)将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为
③电解过程中，Na2PbCl4电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，应该向 极室(填“阴”或者“阳”)加入 (填化学式)。
【答案】(1) 2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑ NaOH
(2) V2++VO+2H+=V3++VO2++H2O 紫色
(3) PbCl+2e−=Pb+4Cl− H+ 阴 PbO
【分析】由电解食盐水装置图可知，钠离子移向右边，则左边电极为阳极，右边电极为阴极，据此分析解答；全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应生成V3+，则 VO离子发生还原反应生成VO2+，据此书写反应的总方程式，电池储能时为电解池，电解的总反应为放电总反应的逆反应，据此分析解答；将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb，阴极发生还原反应生成Pb，阳极发生氧化反应生成氧气，据此分析解答。
【详解】（1）①电解饱和食盐水总反应的离子方程式是2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-，故答案为：2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-；
②由电解食盐水的装置图可知，钠离子移向右边，则左边电极为阳极，A连接电源正极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，所以精制饱和食盐水从图中a位置补充，右边电极为阴极，B连接电源负极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH- 或2H++2e-=H2↑，生成氢氧化钠从图中d位置流出，b口加入的物质是稀氢氧化钠溶液，故答案为：NaOH；
（2）①全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应，则 VO离子发生还原反应，反应的总方程式为V2++VO═V3++VO2++H2O，故答案为：V2++VO+2H+=V3++VO2++H2O；
②电池储能时为电解池，电解的总反应为V3++VO2++H2O= V2++VO+2H+，阴极发生还原反应，阴极反应式为V3++e-═V2+，阴极溶液颜色变为紫色，故答案为：紫色；
（3）①阴极发生还原反应，Na2PbC14被还原生成Pb，阴极反应式为PbCl+2e-=Pb+4Cl-，故答案为：PbCl+2e-=Pb↓+4Cl-；
②电解时阳离子向阴极移动，通过阳离子交换膜的离子主要为氢离子，故答案为：H+；
③电解过程中，Na2PbCl4在阴极发生还原反应，阴极发生还原反应生成Pb，阳极发生氧化反应生成氧气，Na2PbCl4浓度不断减小，为恢复浓度，则应在阴极加入PbO，溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，故答案为：阴；PbO。
选项
已知条件
热化学方程式
A
H2的燃烧热为a kJ∙ml−1
H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH＝−a kJ∙ml−1
B
1mlSO2、0.5mlO2完全反应后，放出热量98.3kJ
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH＝−98.3 kJ∙ml−1
C
H＋(aq)+OH－(aq)＝H2O(l) ΔH＝−57.3 kJ∙ml−1
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)＝BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH＝−114.6 kJ∙ml−1
D
31g白磷比31g红磷能量多bkJ
P4(白磷,s) ＝ 4P(红磷,s) ΔH＝−4b kJ∙ml−1
化学键
B—B
键能(kJ/ml)
946
436
离子种类
VO
VO2+
V3+
V2+
颜色
黄色
蓝色
绿色
紫色
一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的）
1．下列有关电化学知识的描述正确的是
A．锌、铜与稀硫酸组成的原电池，在工作过程中，电解质溶液的pH保持不变
B．用足量锌粒与稀硫酸反应制取，若要增大反应速率，可以滴入几滴溶液
C．将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁作负极，铜作正极，其负极反应式为
D．燃料电池是利用燃料和氧化剂之间的氧化还原反应，将化学能转化为热能，然后再转化为电能的化学电源
【答案】B
【详解】A．锌、铜与稀硫酸组成的原电池，在工作过程中，H+在正极上放电生成H2，电解质溶液的pH增大，A错误；
B．用足量锌粒与稀硫酸反应制取，滴入几滴溶液，Zn与Cu2+发生置换反应，锌粒表面由Cu生成，在稀硫酸形成原电池，能增大反应速率，B正确；
C．将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，常温下铁遇浓硝酸发生钝化，因此铜作负极，铁作正极，其负极反应式为：，C错误；
D．燃料电池是利用燃料和氧化剂之间的氧化还原反应，将化学能转化电能的化学电源，D错误；
故选B。
2．钢铁在中性条件下发生电化学腐蚀时，正极上的电极反应式为
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】钢铁在中性条件下发生电化学腐蚀时，正极上氧气得电子生成OH－，正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，B项正确。
答案选B。
3．下列反应属于氧化还原反应，且能量变化如图所示的是
A．甲烷在空气中燃烧的反应B．灼热的木炭与CO2反应
C．锌粒和稀硫酸反应D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
【答案】B
【分析】根据图像可知，反应物总能量小于生成物总能量，属于吸热反应。
【详解】A．甲烷在空气中燃烧属于放热反应，A不符合题意；
B．灼热的木炭与CO2反应生成CO，有化合价变化，是氧化还原反应且该反应吸热，B符合题意；
C．锌粒和稀硫酸是放热反应，C不符合题意；
D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应生成氯化钡、氨气和水，没有化合价的变化，是非氧化还原反应，D不符合题意；
故选B。
4．X、Y、Z、M代表四种金属元素，金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，Z极上有放出；单质Z可以从Y的盐溶液中置换出单质Y；又知的氧化性强于。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有氢气放出，所以X是负极，Z是正极，故金属的活动性：；单质Z可以从Y的盐溶液中置换出Y，说明金属的活动性：；离子的氧化性强于离子，所以金属的活动性；综上可知四种金属的活动性由强到弱的顺序为，A项正确。
5．如图所示装置中，试管A、B中电极为多孔石墨电极，C、D为铂夹。断开，闭合、一段时间后，A、B中气体的量之间的关系如图所示：
下列说法正确的是
A．a为正极，b为负极
B．滤纸上紫红色液滴向C端移动
C．断开、，闭合，A极电极反应式为
D．断开、，闭合，水槽中溶液的pH增大
【答案】C
【详解】A．断开，闭合、，水槽中电解氢氧化钾溶液，相当于电解水，总反应为，结合题图试管中气体的量之间的关系可知，A中生成气体是氧气，A为阳极，B中多孔石墨为阴极，阳极与电源正极相连，则a为负极，b为正极，故A错误；
B．滤纸上C为阴极，D为阳极，电解池中阴离子向阳极移动，显紫色的离子为，则紫红色液滴向D端移动，故B错误；
C．断开、，闭合，构成氢氧燃料电池，A中为氧气，A是正极，B中为氢气，B为负极，A极电极反应式为，故C正确；
D．断开、，闭合，构成氢氧燃料电池，电池总反应为，则溶液中水增多，氢氧根离子的浓度减小，溶液的碱性减弱，pH减小，故D错误；
选C。
6．下列热化学方程式正确的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】D
【详解】A．燃烧热是指1ml可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所释放的热量，应是1ml气态H2和气态O2反应生成1ml液态水放出的热量，故A错误；
B．根据1mlSO2、0.5mlO2完全反应后，放出热量98.3kJ可知，则2mlSO2、1mlO2完全反应后，放出热量196.6kJ，因此2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH＝−196.6 kJ∙ml−1，故B错误；
C．根据H＋(aq)+OH－(aq)＝H2O(l) ΔH＝−57.3 kJ∙ml−1，生成BaSO4沉淀，放出的热量大于114.6 kJ ，故H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)＝BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH＜−114.6 kJ∙ml−1，故C错误；
D．根据31g即0.25ml白磷比31g即1ml红磷能量多bkJ，白磷转化为红磷会释放能量，1ml白磷固体变为4ml红磷固体释放4bkJ的热量，因此P4(白磷,s)＝4P(红磷,s) ΔH＝−4b kJ∙ml−1，故D正确。
综上所述，答案为D。
【点睛】无论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热 Δ H 都表示反应进行到底 ( 完全转化 ) 时的能量变化。
7．某课外小组自制的氢氧燃料电池如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述中不正确的是
A．a极是负极，该电极上发生氧化反应
B．b极反应式是O2+4OH--4e-=2H2O
C．总反应方程式为2H2+O2=2H2O
D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
【答案】B
【详解】A．a极通入氢气，氢气失电子发生氧化反应，a是负极，故A正确；
B．b极通入氧气，氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，反应式是O2+2H2O +4e-=4OH-，故B错误；
C．氢氧燃料电池，总反应方程式为2H2+O2=2H2O，故C正确；
D．氢氧燃料电池反应产物是水，氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，故D正确；
选B。
8．用惰性电极电解CuSO4和NaCl 的混合溶液，开始时阴极和阳极上分别析出的物质是
A．H2和Cl2B．Cu和Cl2C．H2和O2D．Cu和O2
【答案】B
【详解】根据电解原理，阳离子放电顺序是Cu2＋>H＋>Na＋，阴离子放电顺序是Cl->OH->，所以开始时阴极反应式Cu2＋+2e-=Cu，阳极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑，故选B。
9．下面有关电化学的图示，完全正确的是
A．Cu-Zn原电池B．粗铜的精炼
C．铁片镀锌D．验证NaCl溶液(含酚酞)电解产物
【答案】D
【详解】A．在Cu-Zn原电池中，Zn电极可以被稀硫酸氧化，Zn作负极，Cu作正极，H2在正极产生，A错误；
B．粗铜精炼时，粗铜作阳极，发生氧化反应生成Cu2+，精铜作阴极，CuSO4溶液作电解液，B错误；
C．电镀时，应待镀件铁片作阴极，镀层金属Zn作阳极，ZnCl2溶液作电解液，C错误；
D．电解NaCl溶液的装置中，碳棒作阳极，Cl-在阳极发生电极反应，生成Cl2，可以将其通入碘化钾淀粉溶液中，若溶液变蓝，即可证明此产物为Cl2；阴极由溶液中的H2O反应生成H2和OH-，可以将生成的气体收集后点燃，以进行验证，D正确。
本题选D。
10．肼()是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1ml化学键所需的能量(kJ)：N=N键为942、O=O键为500、N-N键为154，则断裂1mlN-H键所需的能量是
A．194kJB．391kJC．516kJD．658kJ
【答案】B
【详解】根据图中内容可知，，化学反应的焓变等于产物的能量与反应物能量的差值，旧键断裂吸收能量，新建形成释放能量，设断裂1mlN-H键所需的能量为K，所以有154+4K+500=2218；解得K=391；
故答案选B。
11．双极膜亦称双极性膜，是特种离子交换膜，它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层，工作时水层中的H2O解离成H+和OH-，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。三碘甲烷(CHI3)又名碘仿，在医药和生物化学中用作防腐剂和消毒剂。电解法制取碘仿的工作原理如图所示，生成三碘甲烷的反应原理为C2H5OH+5IO-=CHI3++2I-+OH-+2H2O。下列说法正确的是
A．电极X连接直流电源的正极
B．电极Y上的主要反应为I--2e-+2OH-=IO-+H2O
C．电解一段时间后，硫酸溶液浓度升高
D．每制备0.25ml三碘甲烷，理论上双极膜内解离90gH2O
【答案】B
【详解】A．电极X上H+放电生成H2，发生还原反应，该电极为阴极，应连接直流电源的负极，故A错误；
B．电极M为阳极，电极上I-被氧化成IO-，电极反应式为I--2e-+2OH-=IO-+H2O，故B正确；
C．电解过程中阴极区每消耗lmlH+，双极膜内就向阴极区转移lmlH+，所以硫酸浓度不变，故C错误；
D．每制备0.25ml三碘甲烷，需要消耗1.25ml IO-，导线上转移2.5mle-，分别有2.5mlOH-和2.5mlH+移出双极膜，所以理论上双极膜内解离45gH2O，故D错误；
故选B。
12．光催化微生物燃料电池的工作原理如图所示：
已知：电极a在光激发条件下会产生电子(e-)—空穴(h+)。下列说法错误的是
A．电极电势：电极a＞电极b
B．电极b发生的电极反应式为(C6H10O5)n-24e-+7H2O=6CO2↑+24H+
C．光激发时，光生电子会与O2结合，光生空穴会与电极b产生的电子结合
D．电池工作一段时间后，右侧溶液pH保持不变(不考虑CO2的溶解)
【答案】B
【详解】A．根据题图信息判断，(C6H10O5)n在电极b上失电子，转化为CO2，则电极b为负极，电极a为正极，原电池中，正极的电极电势高于负极的电极电势，则电极电势：电a>电极b，故A正确；
B．根据得失电子守恒判断，电极b发生的电极反应式为(C6H10O5)n-24ne-+7nH2O=6nCO2↑+24nH+，故B错误；
C．根据题图信息判断，电极a在光激发条件下会产生电子(e-)、空穴(h+)，光生电子会与O2结合，光生空穴会与电极b产生的电子结合，故C正确；
D．根据电极反应判断，每转移24nml电子时，右侧溶液中生成24nmlH+，同时会有24n ml H+通过阳离子交换膜移向左侧溶液，则右侧溶液的pH保持不变，故D正确；
故选B。
13．电解食盐水间接氧化法去除工业废水中氨氮的原理如图所示，通过电解氨氮溶液(含有少量的NaCl)，将转化为(无逸出)，下列说法正确的是
A．M为负极B．N极附近pH值不变化
C．D．电解后上升
【答案】C
【分析】该装置为电解池装置，在M电极上氯离子失去电子生成氯气(无 Cl2逸出)，然后氯气将氨氧化为氮气，氯气又被还原为氯离子，在这过程中氯离子做了催化剂，M电极为阳极，阳极区的总反应为；N电极为阴极，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
【详解】A．由分析可知，M电极为阳极，A错误；
B．由分析可知，N电极为阴极，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故该电极附近pH增大，B错误；
C．M电极为阳极，阳极区的总反应为，阴极的电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，根据电路中电子转移守恒可知，生成的氢气更多，C正确；
D．由分析可知，在阳极上氯离子失去电子生成氯气，然后氯气又被氨还原为氯离子，电解后氯离子浓度不可能上升，D错误；
故选C。
14．甲、乙、丙三个电解槽如图所示(其中电极的大小、形状、间距均相同)。乙、丙中AgNO3溶液浓度和体积均相同，通电一段时间后，若甲中铜电极的质量增加0.128g，则乙中电极上银的质量增加
A．0.054gB．0.108gC．0.216gD．0.432g
【答案】C
【详解】甲中铜电极增重0.128g，说明析出铜为0.002ml。由图示可知，乙、丙并联后与甲串联，又因乙、丙两槽中的电极反应相同，故乙、丙中的电子转移分别是甲中的一半。甲中转移电子为0.004ml，则乙中转移的电子为0.002ml，故乙中析出的银为0.002ml，质量为。故选C。
15．三碘甲烷()又名碘仿，在医药和生物化学中用作防腐剂和消毒剂。电解法制取碘仿的工作原理如图所示，其中电解液为KI、的碱性溶液。已知反应中生成等物质的量的与。下列说法错误的是
A．电极N连接直流电源的负极
B．电极M上的电极反应式为
C．阳极区发生反应的离子方程式为
D．电解一段时间后，电解液的pH减小
【答案】D
【分析】电极N上，放电生成，发生还原反应，该电极为阴极，电极M为阳极。
【详解】A．电极N上，放电生成，发生还原反应，该电极为阴极，应连接直流电源的负极，A正确；
B．电极M为阳极，电极上被氧化成，电极反应式为，B正确；
C．阳极生成的将氧化成和，配平可得反应的离子方程式为，C正确；
D．该电解池工作的总反应为，反应中生成，则电解一段时间后，电解液的pH增大，D错误；
故选D。
二、填空题（本题包括4小题，共55分）
16．（12分）回答下列问题：
(1)已知和反应生成1ml过程中能量变化如图所示。根据下列已知键能数据计算A—B键键能为 kJ/ml。
(2)在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可计算中和反应的反应热。
①从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃仪器是 。烧杯间填满碎纸条的作用是 。若大烧杯上不盖硬纸板，求得的中和反应反应热 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②甲同学用50mL盐酸与50mLNaOH溶液进行中和反应，通过计算得到，该结果与有偏差，产生此偏差的原因可能是 (填字母)。
A．用温度计测量盐酸起始温度后直接测量NaOH溶液的温度
B．一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
C．实验装置保温、隔热效果差
③若改用60mL盐酸与60mLNaOH溶液进行反应，与②中实验相比，所放出的热量 (填“相等”或“不相等”)；若用50mL溶液代替盐酸进行②中实验，测得反应前后温度的变化值 (填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
【答案】(1)391
(2) 环形玻璃搅拌器 保温(或隔热或减少实验过程中热量损失) 偏大 AC 不相等 偏小
【详解】（1）由题干图示信息可知，为放热反应，
。设A—B键键能为x，反应物的键能总和-生成物的键能总和，，故答案为：391；
（2）①该实验装置是中和反应反应热的测定装置，图中缺少的一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌器，为了减少实验过程中热量损失，烧杯间填满碎纸条，若大烧杯上不盖硬纸板，会有热量散失，测得的中和反应反应热的数值偏小，偏大，故答案为：环形玻璃搅拌器；保温(或隔热或减少实验过程中热量损失)；偏大；
②用温度计测量盐酸起始温度后，没有冲洗、冷却温度计，直接测量NaOH溶液的温度导致测量温度偏高，使得偏小，求得的中和反应反应热偏大，A符合题意；一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中，符合操作要求，B不符合题意；实验装置保温、隔热效果差，造成热量损失，使求得的中和反应反应热偏大，C符合题意，故答案为：AC；
③所放出的热量与反应物的物质的量有关，若改用60mL盐酸与60mLNaOH溶液进行反应，参加反应的HCI和NaOH的物质的量比②中实验的大，放出的热量比②中实验多；醋酸为弱酸，电离要吸热，若用50mL溶液代替②中盐酸进行实验，测得反应前后温度的变化值会偏小，故答案为：不相等；偏小。
17．（15分）某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
(1)甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为 。
(2)乙池中A(石墨)电极的名称为 (填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，乙池总反应式为 。
(3)当乙池中B极质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况下)，丙池中 极析出 g铜。
(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) 原电池 CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O
(2) 阳极 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3
(3) 280 D 1.60
(4) 减小 增大
【分析】由题干图示信息可知，甲池为甲醇燃料电池，通CH3OH的一极为负极，电极反应为：CH3OH+8OH--6e-=+6H2O，通O2的一极为正极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；乙池为电解池，石墨电极A为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，Ag电极B为阴极，电极反应为：Ag++e-=Ag；丙池为电解池，电极C为阳极，电极反应为：2Cl- -2e-=Cl2↑，电极D为阴极，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，据此分析解题。
【详解】（1）①由分析可知，甲池为原电池；
②通入CH3OH 电极的电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=+6H2O；
（2）①由分析可知，乙池A(石墨)电极的名称为阳极；
②电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，Ag电极B为阴极，电极反应为：Ag++e-=Ag，则乙池中总反应式为：4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2↑；
（3）①由分析可知，当乙池中B极质量增加 5.40g ，即析出5.40g的Ag时，n(Ag)==0.05ml，则电路中转移的电子的物质的量为0.05ml，故甲池中理论上消耗 O2的体积为=0.28L=280mL；
②丙池中阴极（即D极）;
③析出铜的质量为=1.60g；
（4）①若丙中电极不变，将其溶液换成 NaCl 溶液，电键闭合一段时间后，甲池为甲醇燃料电池，通CH3OH的一极为负极，电极反应为：CH3OH+8OH--6e-=+6H2O，通O2的一极为正极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-则溶液的 pH 将减小；
②若丙中电极不变，将其溶液换成 NaCl 溶液，电键闭合一段时间后，即用惰性电极电解NaCl溶液，丙中D极即阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则阴极的产物为NaOH、H2，由于生成了NaOH，则溶液的 pH 将增大。
18．（14分）载人航天工程对科学研究及太空资源开发具有重要意义，其发展水平是衡量一个国家综合国力的重要指标。中国正在逐步建立自己的载人空间站“天宫”，神舟十三号载人飞船在北京时间10月16日0时23分点火发射，又一次正式踏上飞向浩渺星辰的征途。
(1)氢氧燃料电池(构造示意图如图)单位质量输出电能较高，反应生成的水可作为航天员的饮用水，氧气可以作为备用氧源供给航天员呼吸。由此判断X极为电池的 极，OH-向 (填“正”或“负”)极作定向移动，Y极的电极反应式为 。
(2)“神舟”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。
①飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将 能转化为 能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。其工作原理为:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，充电时，阳极的电极反应式为 ；当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，此时负极附近溶液的碱性 (填“增强”“减弱”或“不变”)。
②紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2，其负极的电极反应式为 。
【答案】(1) 负 负 O2＋2H2O＋4e-=4OH-
(2) 太阳 电 Ni(OH)2－e-+OH-=NiOOH+H2O 减弱 Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
【详解】（1）根据电子流向可知，X电极是电子流出的一极，由此判断X极为电池的负极，原电池中阴离子向负极移动，则OH-向负极作定向移动，Y极是正极，氧气得到电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e-=4OH-。
（2）①飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将太阳能转化为电能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。其工作原理为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，充电时相当于是电解池，阳极Ni失去电子，其电极反应式为Ni(OH)2－e-+OH-=NiOOH+H2O；当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，此时相当于是原电池，Cd失去电子结合氢氧根离子生成Cd(OH)2，因此负极附近溶液的碱性减弱。
②紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2，其负极是Zn失去电子，其电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。
19．（14分）电解原理在化学工业中有广泛应用。
(1)电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法，电解示意图如图所示，图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过，请回答以下问题：
①电解饱和食盐水的总反应的离子方程式是 。
②精制饱和食盐水在b口加入的物质为 (写化学式)
(2)全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统，工作原理如图：
①全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应，该电池放电时总反应式是 。
②当完成储能时，阴极溶液的颜色是
(3)将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为
③电解过程中，Na2PbCl4电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，应该向 极室(填“阴”或者“阳”)加入 (填化学式)。
【答案】(1) 2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑ NaOH
(2) V2++VO+2H+=V3++VO2++H2O 紫色
(3) PbCl+2e−=Pb+4Cl− H+ 阴 PbO
【分析】由电解食盐水装置图可知，钠离子移向右边，则左边电极为阳极，右边电极为阴极，据此分析解答；全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应生成V3+，则 VO离子发生还原反应生成VO2+，据此书写反应的总方程式，电池储能时为电解池，电解的总反应为放电总反应的逆反应，据此分析解答；将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb，阴极发生还原反应生成Pb，阳极发生氧化反应生成氧气，据此分析解答。
【详解】（1）①电解饱和食盐水总反应的离子方程式是2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-，故答案为：2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-；
②由电解食盐水的装置图可知，钠离子移向右边，则左边电极为阳极，A连接电源正极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，所以精制饱和食盐水从图中a位置补充，右边电极为阴极，B连接电源负极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH- 或2H++2e-=H2↑，生成氢氧化钠从图中d位置流出，b口加入的物质是稀氢氧化钠溶液，故答案为：NaOH；
（2）①全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应，则 VO离子发生还原反应，反应的总方程式为V2++VO═V3++VO2++H2O，故答案为：V2++VO+2H+=V3++VO2++H2O；
②电池储能时为电解池，电解的总反应为V3++VO2++H2O= V2++VO+2H+，阴极发生还原反应，阴极反应式为V3++e-═V2+，阴极溶液颜色变为紫色，故答案为：紫色；
（3）①阴极发生还原反应，Na2PbC14被还原生成Pb，阴极反应式为PbCl+2e-=Pb+4Cl-，故答案为：PbCl+2e-=Pb↓+4Cl-；
②电解时阳离子向阴极移动，通过阳离子交换膜的离子主要为氢离子，故答案为：H+；
③电解过程中，Na2PbCl4在阴极发生还原反应，阴极发生还原反应生成Pb，阳极发生氧化反应生成氧气，Na2PbCl4浓度不断减小，为恢复浓度，则应在阴极加入PbO，溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，故答案为：阴；PbO。
选项
已知条件
热化学方程式
A
H2的燃烧热为a kJ∙ml−1
H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH＝−a kJ∙ml−1
B
1mlSO2、0.5mlO2完全反应后，放出热量98.3kJ
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH＝−98.3 kJ∙ml−1
C
H＋(aq)+OH－(aq)＝H2O(l) ΔH＝−57.3 kJ∙ml−1
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)＝BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH＝−114.6 kJ∙ml−1
D
31g白磷比31g红磷能量多bkJ
P4(白磷,s) ＝ 4P(红磷,s) ΔH＝−4b kJ∙ml−1
化学键
B—B
键能(kJ/ml)
946
436
离子种类
VO
VO2+
V3+
V2+
颜色
黄色
蓝色
绿色
紫色
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