高考化学一轮专题训练：化学反应与电能

这是一份高考化学一轮专题训练：化学反应与电能，共26页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
1．（2022·广西百色·高三模拟预测）据最近媒体报道，化学研究人员开发了一种可充电锌空气电池，这种电池的电解质溶液为KOH溶液，储电量是锂电池的五倍，而且更安全、更环保，反应原理为2Zn+O2 + 4KOH+2H2O 2K2Zn(OH)4。下列说法正确的是
A．该电池放电时的反应与充电时的反应互为可逆反应
B．充电时，电解质溶液K+向阳极方向移动，且发生氧化反应
C．放电时，负极反应式为Zn-2e -+4OH- =
D．充电时，电解质溶液中OH- 浓度逐渐减小
2．（2022·青海·模拟预测）室温氟穿梭电池装置如图所示，负极为Ce/CeF3，正极为CuF2/Cu，氟氢离子液体作电解质，已知放电时总反应式为3CuF2+2Ce=3Cu+2CeF3，正极的电极反应式为CuF2+4[(FH)3F]-+2e-=Cu+ 6[(FH)2F]-。下列说法正确的是( )
A．放电时，电能转化为化学能
B．充电时，Ce与外接电源的正极相连
C．充电时，阳极的电极反应式为Cu+2F- -2e- =CuF2
D．放电时，负极发生的电极反应为Ce+ 9[(FH)2F]- - 3e- =CeF3 +6[(FH)3F]-
3．（2022·山东济宁·高三模拟预测）科学家研发出一种有利于“碳中和”的新电池系统，通过二氧化碳溶于水触发电化学反应，其工作原理如图所示(钠超离子导体只允许通过)。系统工作时，下列有关说法中错误的是
A．将从a极移动到b极
B．该电池的电解液可以换成更易导电的饱和溶液
C．b极区可能会发生
D．b极区每生成1 ml转移2 ml电子
4．（2022·河南·濮阳市油田第二高级中学高三模拟预测）如图甲、乙为相互串联的两个电解池。下列说法正确的是
A．甲池若为精炼铜的装置，A极材料是粗铜
B．Fe极的电极反应式为
C．乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后石墨极附近变浅红色
D．若甲池为电镀铜的装置，阴极增重12.8g，乙池阳极放出气体为4.48L
5．（2022·黑龙江·鹤岗一中高三模拟预测）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
6．（2022·陕西咸阳·高三模拟预测）“容和一号”铁铬液流电池的总反应为，工作原理如图所示，其中a电极上涂有固态氢化铋()。下列说法错误的是
A．闭合时，与b电极连接的是电源的正极B．充电时，只起导电的作用
C．放电时，正极反应式为D．放电时，从a极区移向b极区
7．（2022·四川凉山·高三模拟预测）“定电位”传感器可以用来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准，工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．对电极的材料可能为活泼金属锌
B．该方法既能实现完全清除氮氧化物的排放，又能充分利用化学能
C．工作电极上的电极反应式为
D．传感器工作时，电子从工作电极经过放大器后流向对电极
8．（2022·福建莆田·高三模拟预测）一种熔融碳酸盐燃料电池的原理示意图如下。下列说法错误的是
A．催化重整发生的反应：
B．电池工作时，外电路电子从电极X向电极Y移动
C．电池工作时，内电路向电极Y移动
D．电极X上参与的反应：
9．（2022·北京·高三专题练习）某电化学装置如图所示，该装置能将CO2转化为燃料C2H5OH，从而实践“碳中和”。下列说法正确的是
A．该电化学装置实现“碳中和”的同时将光能转化为电能
B．该电化学装置工作时，溶液中的H+由a极区移向b极区
C．a电极的反应式为2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O
D．每生成3.36LO2，有4.4gCO2被还原
10．（2022·广东茂名·高三模拟预测）钾离子电池是一种新兴的电池，一种钾离子电池的工作原理如图所示，其总反应为，下列说法正确的是
A．放电时，向a极移动
B．放电时，a极发生的反应为
C．充电时，b极发生还原反应
D．充电时，理论上电路通过8ml，b极质量减小39g
11．（2022·浙江省普陀中学高三开学考试）苯甲醛是生产除草剂野燕枯、植物生长调节剂抗倒胺的中间体。某研究团队以为电极材料，由苯甲醇电催化氧化合成苯甲醛的装置如图所示。下列说法错误的是
A．M极的电势高于N极的电势
B．隔膜适宜选用阴离子交换膜
C．阳极区的总反应为
D．是苯甲醇电催化氧化合成苯甲醛的中间产物
二、多选题
12．（2022·湖南·衡阳市一中高三模拟预测）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O可解离为H+和OH-，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是
A．KBr在上述电化学合成过程中起电解质和反应物的作用
B．阳极上的电极反应式为：+2H+ +2e-= + H2O
C．制得1ml乙醛酸，理论上外电路中迁移了2ml电子
D．双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移
13．（2022·山东聊城·高三模拟预测）一种检测空气中甲醛(HCHO)含量的电化学传感器的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．工作时，电子由工作电极经导线流向对电极
B．工作时，对电极的反应为：
C．传感器工作过程中，电解质溶液浓度减小
D．传感器工作过程中，电流大小不受空气中甲醛含量的影响
14．（2022·河北承德·高三模拟预测）利用氢气燃料电池电解CuSO4溶液、MgCl2溶液，装置如图所示：
下列说法错误的是
A．甲池是将化学能转化为电能的装置，乙、丙池是将电能转化为化学能的装置
B．反应一段时间后，向乙池中加入一定量CuO能使CuSO4溶液恢复到原浓度
C．丙池的Pt(II)电极发生的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑
D．甲池中消耗280mLO2，此时丙池中理论上最多产生1.45g固体
三、填空题
15．（2022·北京·高三专题练习）回答下列问题：
(1)我国某科研团队设计了一种电解装置，将CO2和NaCl高效转化为CO和NaClO，原理如图1所示：
通入CO2气体的一极为___________(填“阴极”、“阳极”、“正极”或“负极”)，写出该极的电极反应式：___________。
(2)全钒液流电池是利用不同价态的含钒离子在酸性条件下发生反应，其电池结构如图2所示。已知酸性溶液中钒以VO(黄色)、V2+(紫色)、VO2+(蓝色)、V3+(绿色)的形式存在。放电过程中，电池的正极反应式为___________，右侧储液罐中溶液颜色变化为___________。
(3)如果用全钒液流电池作为图1电解装置的电源，则催化电极b应与该电池的___________极(填“X’或“Y’)相连；若电解时电路中转移0.4ml电子，则理论上生成NaClO的质量为___________g；
16．（2022·福建·莆田一中高三期中）回答下列问题：
(1)丙烷热值较高，污染较小，是一种优良的燃料。试回答下列问题。
①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1ml液态H2O过程中的能量变化图，写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：___。
(2)氢气是一种热值高、环境友好型燃料。等物质的量的氢气完全燃烧生成液态水与生成气态水相比，生成液态水时放出热量____(填“多”“少”或“相等”)。
(3)通过氢气的燃烧反应，也可以设计成电池，被称为氢氧燃料电池。如图就是能够实现该转化的装置(其中电解质溶液为H2SO4溶液)，该电池的a极是____(填“正”或“负”)，对应的电极反应式为____；该电池的b极是___(填“正”或“负”)，对应的电极反应式为____。
17．（2022·四川·雅安中学高三期中）根据电化学原理回答下列问题：
(1)氯碱工业上利用电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等一系列化工产品。如图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。试回答下列问题：
①电解精制饱和食盐水的化学方程式___________。
②氢氧化钠溶液从图中___________(填“a”“b”“c”或“d”，下同)处收集。
(2)可作超级电容器材料。用惰性电极电解溶液制得，其阳极的电极反应式为___________。
(3)图甲是一种将废水中的氯乙烯()转换成对环境无害的微生物电池装置，同时利用此装置在铁上镀铜。
①M为___________(填写“正极、负极、阴极、阳极”)，镀铜时，___________(填写X或Y)与铁电极相连，工作过程中，N极区域溶液中pH将___________(填写增大、减小、不变)
②若M极消耗0.1ml氯乙烯，则铁电极增重___________g，硫酸铜溶液的浓度将___________(填写“增大、减小、不变”)
18．（2022·吉林·东北师大附中高三期中）电池在我们的生活中有着重要的应用，请回答下列问题：
(1)为了验证Fe2+与Cu2+氧化性强弱，下列装置能达到实验目的的是_______(填序号)。若构建原电池时两个电极的质量相等，当导线中通过0.1ml电子时，两个电极的质量差为_______。
(2)将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。
实验测得OH-向B电极定向移动，则_______(填“A”或“B”)处电极入口通甲烷，其电极反应式为_______。当消耗甲烷的体积为33.6L(标准状况下)时，假设电池的能量转化率为80%，则导线中转移电子的物质的量为_______。
(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2-可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O2-的移向_______(填“电极a”或“电极b”)，负极发生的电极反应式为_______。
(4)有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示。电池正极的电极反应式是_______。
19．（2022·重庆·望江中学高三期中）请回答下列问题：
(1)把A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验。
根据表中信息判断四种金属活动性由大到小的顺序是_______；写出装置乙中正极的电极反应式：_______。
(2)锂离子电池已经成为新一代实用的蓄电池，它具有能量密度大、电压高的特性。某锂离子电池放电时电极反应如下：
负极Li-e-=Li+，
正极Li1-xMnO2+xLi++xe-=LiMnO2
该锂离子电池放电时电池的反应方程式为_______。
(3)H2还原CO电化学法制备甲醇(CO+2H2=CH3OH)的工作原理如下图所示：
通入H2的一端是电池的_______极(填“正”或“负”)，电池工作过程中H+通过质子膜向_______(填“左”或者“右”)移动，通入CO的一端发生的电极反应式为_______。
四、实验题
20．（2022·江苏·南京市第五高级中学高三模拟预测）为迎接江苏省2022年首届中学生实验操作大赛，某校化学研究性学习小组在研究用石墨电极电解氯化铜溶液时，查阅资料得知，CuCl显黄色，氯化铜溶液显蓝绿色或黄绿色；浓度分别为0.01ml/L、0.05ml/L、0.10ml/L、0.50ml/L的氯化铜溶液中加入NaCl至饱和，对比发现，溶液的颜色由黄绿色向蓝绿色转变。
(1)阳极上的气体呈_______色，检验该气体可用_______。
(2)写出电解的离子方程式_______。
(3)实验中，装置的阴极溶液颜色由蓝绿色变为黄绿色，原因是_______。
(4)取出阴极的石墨棒，发现表面由浅蓝色固体，试设计实验探究此浅蓝色固体：_______。
(5)为什么要设计连接后面的装置_______。
21．（2022·北京·高三专题练习）实验小组探究不同浓度溶液的电解反应。分别用石墨电极电解溶液和溶液，记录实验现象如下表。
(1)经检验，阳极产生的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。①中电解反应的化学方程式为___________。
Ⅰ．探究②中产生白色固体的原因。
查阅资料：
i．阴极附近的白色固体为；
ii．在水溶液中单独存在时不稳定，容易发生反应：。
结合资料分析CuCl产生的路径有如下两种可能：
(2)路径1：阴极发生电极反应分两步：
i．___________
ⅱ．，同时伴随反应，生成白色沉淀。
(3)路径2：阴极发生电极反应，而后发生反应a：___________(写出离子方程式)，生成白色沉淀。同学们通过实验证明反应a可以发生，其实验操作和现象是___________。
Ⅱ．探究②中阴极区液体中黑色物质的成分。
进一步查阅资料，提出以下猜想。
猜想1．生成氢氧化铜，进而转化为极细小的氧化铜；
猜想2．生成铜的速率快，形成黑色纳米铜；
猜想3．发生反应(棕黑色)。
(4)若猜想1成立，则阴极一定还存在的电极反应是___________。
取2mL黑色液体于试管中，分别加入不同试剂，记录实验现象如下表。
(5)甲同学根据实验③产生的现象得出结论：黑色液体中一定有纳米铜。乙同学认为甲同学的结论不合理，他做出判断的依据是___________。
(6)由上述实验可得到的关于黑色物质成分的结论是___________。
五、原理综合题
22．（2022·四川·射洪中学高三阶段练习）某化学兴趣小组的同学用如下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合K时，观察到电流表的指针发生了偏移。请回答下列问题：
(1)甲装置的名称是_______；乙装置的名称是_______；Zn为_______极；Pt为_______极。
(2)写出电极反应：Cu极：_______；石墨棒极：_______。
(3)当甲中产生0.1ml气体时，乙中析出铜的质量应为_______；乙中产生的气体在标准状况下的体积应为_______。
(4)若乙中溶液不变，将其电极都换成铜电极，闭合K一段时间后，乙中溶液的颜色_______(填“变深”、“变浅”或“无变化”)。
(5)若乙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，闭合K一段时间后，甲中溶液的pH将_______(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)；乙中溶液的pH将_______。
23．（2022·吉林·长春外国语学校高三模拟预测）推广氢燃料电池汽车有利于实现“碳中和”的宏伟目标，2022年2月北京冬奥会基本实现100%绿电供应。回答下列有关问题：
(1)氢能是一种具有发展前景的理想清洁能源，氢气燃烧时放出大量的热。氢气燃烧时断裂的化学键是_______(填“离子键”或“共价键”)，若断开1ml氢气中的化学键消耗的能量为，断开1ml氧气中的化学键消耗的能量为，形成1ml水中的化学键释放的能量为，则、、之间的关系为_______。
(2)利用和在光催化酶作用下可以高效合成甲醇()。
①甲醇燃烧属于_______(填“吸热”或“放热”)反应。
②氢气燃料电池在北京冬奥会上得到广泛应用。下图是酸性氢气燃料电池的工作原理示意图：
a电极是原电池的_______(填“正极”或“负极”)，该极的电极反应式为_______；b电极发生反应_______(填“氧化”或“还原”)；外电路中电子流入的是_______(填“a”或“b”)电极。
24．（2022·四川达州·高三模拟预测）“84”消毒液，它是一种以次氯酸钠(NaClO)为有效成分的高效消毒剂。已知：Ka(HClO)=4.7×10-8；Ka1(H2CO3)=4.3×10-7，Ka2(H2CO3)=5.6×10-11。回答下列问题：
(1)“84”消毒液溶液呈_______性，其原因是_______，“84”消毒液通入少量CO2时的离子方程式_______。
(2)浓度均为0.1ml/LNaClO、Na2CO3、NaHCO3的pH由大到小的是_______。
(3)用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液可制得“84”消毒液，装置如图所示。
a为_______极，与a相连的电极反应式为_______。
(4)测定“84”消毒液中NaClO的物质的量浓度。
量取10.00mL“84”消毒液于锥形瓶中，加入过量的KI溶液，用足量的乙酸酸化，加入几滴指示剂，用0.5000m/LNa2S2O3溶液滴定，滴定终点时耗Na2S2O3溶液25.00mL(三次平均值)。
①滴定时所用指示剂是_______，终点时的现象_______。
②该“84”消毒液中NaClO的物质的量浓度_______ml/L。
(已知：2CH3COOH+2I-+ClO-=I2+Cl-+2CH3COO-+H2O；I2+2S2O=2I-+S4O。)
装置
电子从A到B
C电极的质量增加
二价金属D不断溶解
实验装置
实验编号及试剂
实验现象
①溶液(蓝色)
阳极：产生有刺激性气味的气体
阴极：电极上有红色固体析出
②溶液(绿色)
阳极：产生有刺激性气味的气体
阴极：电极上有少量红色固体和白色固体析出，同时电极附近液体变为黑色
实验编号
③
④
⑤
加入试剂
4mL浓
4mL浓HCl
实验现象
溶液变澄清，呈绿色，试管口有浅红棕色气体生成
黑色液体颜色变深
溶液变澄清，呈绿色，同时出现少量白色沉淀
参考答案：
1．C【分析】根据总反应以及原电池工作原理，锌为负极，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，通氧气一极为正极，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，据此分析；
【详解】A．放电反应和充电反应不属于可逆反应，因为反应条件不同，充电时，需要外加电源，放电时不需要，故A错误；
B．充电属于电解池，根据电解原理，K+向阴极移动，钾离子不参与反应，故B错误；
C．根据总反应以及原电池工作原理，锌为负极，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，故C正确；
D．充电时，总反应式为2K2Zn(OH)42Zn+O2+4KOH+2H2O，电解液中c(OH-)增大，故D错误；
答案为C。
2．D【详解】A．放电时为原电池装置，将化学能转化为电能，A错误；
B．充电时，CeF3得到电子转化为Ce为阴极，与外接电源的负极相连，B错误；
C．充电时，阳极的电极反应式为Cu+ 6[(FH)2F]--2e-= CuF2+4[(FH)3F]-，C错误；
D．放电时，总反应减去正极电极反应式得到负极发生的电极反应为：Ce+ 9[(FH)2F]- - 3e- =CeF3 +6[(FH)3F]-，D正确；
故答案为D。
3．B【分析】由电池工作原理示意图可知反应中Na被氧化为Na+，为原电池的负极反应，则a电极反应式为Na-e-=Na+，b正极水电离的H+得电子被还原生成H2，电极反应式为2CO2+2H2O+2e-=2HCO3-+H2，原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
【详解】A． a电极反应式为Na-e-=Na+，Na+从a极移动到b极，故A正确；
B． 电极a是金属钠，能与水反应，则电池的电解液不能换成更易导电的饱和NaCl溶液，故B错误；
C．b正极上水电离的H+得电子被还原生成H2，电极反应式为2CO2+2H2O+2e-=2HCO3-+H2，电解液中钠离子和碳酸氢根离子达到饱和时， b极区可能会发生，故C正确；
D． 由电极反应式为2CO2+2H2O+2e-=2HCO3-+H2，可知每生成1mlH2转移2ml电子，故D正确；
故选：B。
4．B【分析】由图可知，题给装置是两个串联的电解池，由直流电源上午正负极可知，甲池中A为阴极、B为阳极，乙池中铁为阴极，石墨为阳极。
【详解】A．由分析可知，甲池中A为阴极、B为阳极，甲池若为精炼铜的装置，粗铜为电解池的阳极，则B极材料是粗铜，故A错误；
B．由分析可知，乙池中铁为阴极，石墨为阳极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为，故B正确；
C．由分析可知，乙池中铁为阴极，石墨为阳极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后铁极附近变浅红色，故C错误；
D．缺标准状况下，无法计算甲池阴极增重12.8g时，乙池阳极放出氯气的体积，故D错误；
故选B。
5．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。
6．B【分析】“容和一号”铁铬流液电池的总反应为，由图可知，放电时，b为正极，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，a为负极，电极反应式为Cr2+-e-=Cr3+，充电时，a为阴极，b为阳极。
【详解】A．闭合K1，此时电池充电，b为阳极，与电源的正极相连，A正确；
B．充电时，a为阴极，电极反应式为Cr3++e-=Cr2+，发生反应BiHX+Cr3+=Bi+Cr2++，BiHX起导电和转移电子的作用，B错误；
C．放电时，b为正极，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，C正确；
D．放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，故H+向b电极移动，D正确；
故答案选B。
7．A【详解】A．根据图中信息，工作电极表面氮元素化合价降低，作正极，则对电极为负极，因此对电极的材料可能为活泼金属锌，故A正确；
B．该方法是二氧化氮得到电子变为一氧化氮，不能实现完全清除氮氧化物的排放，故B错误；
C．工作电极上二氧化氮得到电子变一氧化氮，其电极反应式为，故C错误；
D．传感器工作时，电子从对电极经过放大器后流向工作电极，故D错误；
综上所述，答案为A。
8．C【分析】该装置为化学电源，根据装置图，电极X中通入CO、H2，生成CO2和H2O，C、H的化合价升高，根据原电池工作原理，电极X为负极，则电极Y为正极，据此分析；
【详解】A．根据装置图，催化重整的方程式为CH4+H2OCO+3H2，故A说法正确；
B．根据上述分析，以及原电池工作原理，电子从电极X经外电路流向电极Y，故B说法正确；
C．根据原电池工作原理，阴离子向负极移动，即CO移向电极X，故C说法错误；
D．CO移向电极X，负极上失去电子，化合价升高，因此氢气在负极上发生电极反应式为H2+ CO-2e-= CO2+H2O，故D说法正确；
答案为C。
9．C【详解】A．该装置是电解池装置，是将电能转化为化学能，所以该装置将光能和电能转化为化学能，故A错误；
B．a与电源负极相连，所以a是阴极，而电解池中氢离子向阴极移动，所以H+从阳极b极区向阴极a极区迁移，故B错误；
C．a与电源负极相连，所以a是阴极，二氧化碳得电子发生还原反应生成C2H5OH，电极反应式为2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O，故C正确；
D．无标准状况，无法计算氧气的物质的量，故D错误；
故选C。
10．B【分析】由图可知，放电时总反应为K0.5-xMnO2+xKC8=K0.5MnO2+8xC，该过程中KC8被氧化生成K+和C，石墨电极为负极，K0.5MnO2电极为正极，负极反应式为KC8-e-═K++8C，正极反应式为K0.5-xMnO2+xK++xe-═K0.5MnO2，原电池工作时，阳离子由负极石墨移向正极，充电时为电解池，阴阳极反应与原电池负正极反应相反。
【详解】A． 原电池工作时，阳离子由负极石墨移向正极，放电时，向b极移动，故A错误；
B． 放电时，a极为负极，负极反应式为KC8-e-═K++8C，，故B正确；
C． 电时为电解池，阴阳极反应与原电池负正极反应相反，即阳极反应式为K0.5MnO2-xe-═K0.5-xMnO2+xK+，b极发生氧化反应，故C错误；
D． 充电时，即阳极反应式为K0.5MnO2-xe-═K0.5-xMnO2+xK+，理论上电路通过8ml，b极质量减小39g×8=312g，故D错误；
故选B。
11．B【分析】根据图示，电极N上放出H2，电极M上Mn2+发生失电子的氧化反应生成MnO2，MnO2与C6H5CH2OH发生氧化还原反应生成C6H5CHO和Mn2+，则电极N为阴极，电极M为阳极。
【详解】A．电极N为阴极，电极M为阳极，则M极的电势高于N极的电势，A项正确；
B．电极N的电极反应式为2H++2e-=H2↑，阳极区的反应为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+，MnO2+C6H5CH2OH+2H+=Mn2++C6H5CHO+2H2O，故隔膜适宜选用阳离子交换膜（或质子交换膜），B项错误；
C．阳极区的反应为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+，MnO2+C6H5CH2OH+2H+=Mn2++C6H5CHO+2H2O，总反应为C6H5CH2OH-2e-=C6H5CHO+2H+，C项正确；
D．根据C项解析，MnO2是苯甲醇电催化氧化合成苯甲醛的中间产物，D项正确；
答案选B。
12．BC【分析】如图电解池，乙二酸转化为乙醛酸发生还原反应，故铅电极为阴极，反应为：HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O，石墨极为阳极，反应为：2Br--2e-=Br2，H+移向铅电极，OH-移向石墨极；
【详解】A．KBr中Br-参与阳极反应，2Br--2e-=Br2，后发生反应：OHC-CHO+Br2+2OH-=HOOC-CHO+H2O+2Br-，故在上述电化学合成过程中起电解质与催化剂的作用，故A正确；
B．阳极失电子发生氧化反应，阳极上的反应式为：2Br--2e-=Br2，故B错误；
C．设：阴极区生成乙醛酸为x，阳极区生成乙醛酸为y，则x+y=1ml，根据阴极反应HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O，阴极区生成的乙醛酸与得电子数之比为1：2，故阴极区得电子物质的量为2x，阳极区反应：OHC-CHO+Br2+2OH-=HOOC-CHO+H2O+2Br-，生成的乙醛酸与消耗的Br2之比为1：1，根据阳极反应2Br--2e-=Br2，阳极区生成的乙醛酸与阳极区失电子数之比为1：2，故阳极区失电子物质的量为2y，根据得失电子守恒，2x=2y，x=y=0.5ml，故制得1ml乙醛酸理论上外电路中迁移电子的物质的量=2×0.5ml=1ml，故C错误；
D．阳离子移向阴极，故双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移，故D正确；
故选：BC。
13．AC【分析】该装置为化学电源，通氧气一极为正极，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，通甲醛一极为负极，其电极反应式为HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+，据此分析；
【详解】A．工作电极为负极，对电极为正极，根据原电池工作原理，电子从负极经外电路流向正极，即工作时，电子从工作电极经导线流向对电极，故A说法正确；
B．交换膜为质子交换膜，因此负极反应式为HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+，故B说法错误；
C．正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，负极反应式为HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+，电池总反应为HCHO+O2=CO2+H2O，反应生成水，稀释电解质，即电解质溶液浓度减小，故C说法正确；
D．负极反应式为HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+，甲醛越多，通过电子物质的量越多，因此电流大小受空气中甲醛含量的影响，故D说法错误；
答案为AC。
14．CD【分析】由图可知，该装置为原电池和电解池串联的装置，甲池为原电池，乙池和丙池为电解池。甲池中通入氢气的一极为负极，同氧气的一极为正极，则乙池的石墨电极为阳极，银电极为阴极，丙池中Pt(I)为阳极，Pt(II)为阴极。
【详解】A．由分析可知，甲池为原电池，是将化学能转化为电能的装置，乙和丙池为电解池，为将电能转化为化学能的装置，A正确；
B．乙池电解过程中发生反应：，从体系中出去的元素为Cu和O元素，且个数比为1:1，所以加入一定量CuO能使CuSO4溶液恢复到原浓度，B正确；
C．Pt(II)为阴极，发生还原反应，应该为，C错误；
D．选项中没有标况，无法计算氧气的物质的量，所以无法判断丙池中产生沉淀的质量，D错误；
故选CD。
15．(1) 阴极 2H++CO2+2e-=CO+H2O
(2) 2H++VO+e-=VO2++H2O 溶液由紫色变为绿色
(3) X 14.9
【解析】（1）
该装置有外接电源，为电解池，将CO2和NaCl高效转化为CO和NaClO；CO2→CO，碳元素化合价降低，发生还原反应，则通入CO2气体的一极为阴极，电极反应式：2H++CO2+2e-=CO+H2O；
（2）
由电子流入的一极为正极，则X为正极，放电时正极上发生还原反应，反应式：2H++VO+e-=VO2++H2O；放电过程中，右罐为负极，发生氧化反应，反应式：V2+-e-═V3+，则溶液颜色逐渐由紫色变为绿色；
（3）
图2是原电池，Y极电子流出，则Y为负极，X为正极；图1是电解池，催化电极b是阳极，由电解池的阳极接原电池的正极，则催化电极b应与该电池的正极X极相连，催化电极b的电极反应式为：H2O+Cl--2e-=HClO+H+，电路中转移0.4ml电子，则理论上生成0.2mlNaClO，质量为m=nM=0.2ml×74.5g/ml=14.9g。
16．(1)C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2215kJ/ml
(2)多
(3) 负 2H2-4e-=4H+ 正 O2+4H++4e-=2H2O
【解析】(1)
①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1ml液态H2O过程中的能量变化图，1mlC3H8(g)燃烧生成4mlH2O(l),表示丙烷燃烧热的热化学方程式：C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(l) △H=-553.75kJ/ml×4=-2215kJ/ml。故答案为：C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2215kJ/ml；
(2)
水蒸气液化时放热，等物质的量的氢气完全燃烧生成液态水与生成气态水相比，生成液态水时放出热量多(填“多”“少”或“相等”)。故答案为：多；
(3)
通过氢气的燃烧反应，也可以设计成氢氧燃料电池。如图就是能够实现该转化的装置(其中电解质溶液为H2SO4溶液)，H2在a极上失电子，发生氧化反应，该电池的a极是负(填“正”或“负”)，对应的电极反应式为2H2-4e-=4H+；氧气在b极上得电子，发生还原反应，该电池的b极是正(填“正”或“负”)，对应的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O。故答案为：负；2H2-4e-=4H+；正；O2+4H++4e-=2H2O。
17．(1) d
(2)
(3) 负极 X 增大 32g 不变
【解析】(1)
①电解精制饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气，反应的化学方程式。
②阴极反应为，氢氧化钠是阴极产物，从图中d处收集。
(2)
用惰性电极电解溶液制得，锰元素化合价升高，在阳极失电子发生氧化反应，是氧化产物，阳极的电极反应式为。
(3)
①氧气在N极得电子生成水，可知N是正极，则M为负极；镀铜时，铜作阳极、铁作阴极， 所以X与铁电极相连。工作过程中，N极反应式为，N极区域溶液中pH将增大；
②氯乙烯()转换成对环境无害物质，M极反应式为，消耗0.1ml氯乙烯，转移1ml电子，铁电极发生反应Cu2++2e-=Cu，生成0.5ml铜，增重32g，电镀过程中，电解质溶液的浓度不变，硫酸铜溶液的浓度不变。
18．(1) ③ 6g
(2) B CH4－8e－+10OH－＝CO+7H2O 9.6ml
(3) 电极a CO－2e－+O2－＝CO2
(4)N2+6e－+8H+=2NH
【解析】(1)
①中铜是负极，②中铁在浓硝酸中钝化，铜是负极。为了验证Fe2+与Cu2+氧化性强弱，装置能达到实验目的的是③，形成原电池中铁做负极，Fe失电子发生氧化反应，铜离子在正极铜上析出，反应为：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物，则Fe2+与Cu2+氧化性强弱为：Fe2+＜Cu2+，若构建原电池时两个电极的质量相等，当导线中通过0.1 ml电子时，负极电极反应Fe-2e-=Fe2+，质量减小，减小质量为：0.05ml×56g/ml=2.8g，正极电极反应：Cu2++2e-=Cu，质量增加0.05ml铜，增加的质量为：0.05ml×64g/ml=3.2g，所以两个电极的质量差为：2.8g+3.2g=6g；
(2)
实验测得OH－定问移向B电极，得到B为负极、A为正极，燃料电池中通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极，所以B处通入甲烷，甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4－8e－+10OH－＝CO+7H2O，当消耗甲烷的体积为33.6L（标准状况下）时，物质的量=33.6L÷22.4L/ml=1.5ml，根据CH4－8e－+10OH－＝CO+7H2O知，假设电池的能量转化率为80%，导线中转移电子的物质的量=1.5ml×8×80%=9.6ml；
(3)
氧气得到电子，通入空气的电极b是正极，通入CO的电极a是负极，原电池中阴离子移向负极，工作时O2－的移向电极a，负极发生的电极反应式为CO－2e－+O2－＝CO2。
(4)
氮气通入极为正极，电极反应式为N2+6e－+8H+=2NH，氮气与氢气合成氨气，氨气和HCl反应生成氯化铵，故A为氯化铵。
19．(1) D＞A＞B＞C Cu2++2e-=Cu
(2)C6Li+Li1-xMnO2=LiMnO2+C6Li1-x
(3) 负 左 CO+4e-+4H+=CH3OH
【分析】在原电池反应中，活泼金属为负极，失去电子，发生氧化反应；不活泼的金属为正极，正极上得到电子发生还原反应。电子由负极经外电路流向正极，溶液中阳离子向正极定向移动，阴离子向负极定向移动，同一闭合回路中电子转移数目相等，据此分析解答。
(1)
在装置甲中，电子从A到B，则A为负极，B为正极，所以金属活动性：A＞B；
在装置乙中，C电极质量增加，说明在C上Cu2+得到电子变为Cu单质，因此C电极为正极，正极的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu；B电极为负极，则金属活动性：B＞C；
在装置丙中，二价金属D不断溶解，则D失去电子，发生氧化反应，所以D为负极，A为正极，故金属活动性：D＞A。
综上所述可知：四种金属活动性由大到小的顺序是：D＞A＞B＞C；装置乙中C电极为正极，正极的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu；
(2)
在原电池反应中，同一闭合回路中电子转移数目相等。负极电极反应式为：Li-e-=Li+，正极电极反应式为：Li1-xMnO2+xLi++xe-=LiMnO2，将负极电极式与正极电极式相加，可得该锂离子电池放电时电池的反应方程式为：C6Li+Li1-xMnO2=LiMnO2+C6Li1-x；
(3)
根据总反应方程式CO+2H2=CH3OH可知：H2失去电子变为H+，发生氧化反应，CO得到电子发生还原反应变为CH3OH。故在该燃料电池中，通入H2的一端为原电池的负极，失去电子发生氧化反应，通入CO的一端为正极，得到电子发生还原反应。电池工作过程中H+通过质子膜向正极CO一端即向左移动，通入CO的一端为正极，正极上的电极反应式为：CO+4e-+4H+=CH3OH。
20．(1) 黄绿色 湿润的淀粉碘化钾试纸
(2)Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑
(3)铜离子浓度减小
(4)取此固体溶于盐酸中，若溶液变为蓝色，说明是氢氧化铜
(5)吸收氯气，防止污染空气
【解析】(1)
惰性电极电解氯化铜溶液，阳极上氯离子放电生成氯气，氯气体呈黄绿色，氯气具有强氧化性，能把碘离子氧化为单质碘，因此检验该气体可用湿润的淀粉碘化钾试纸。
(2)
惰性电极电解氯化铜溶液，生成氯气和铜，电解的离子方程式为Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑。
(3)
由于实验中阴极上铜离子放电，铜离子浓度减小，因此装置的阴极溶液颜色由蓝绿色变为黄绿色。
(4)
阴极上电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，当铜离子放电完毕后，氢离子放电，2H++2e-=H2↑，致使该电极附近呈碱性，因此有氢氧化铜生成，即浅蓝色固体是氢氧化铜，由于铜不溶于盐酸，所以实验方案为取此固体溶于盐酸中，若溶液变为蓝色，说明是氢氧化铜。
(5)
由于氯气有毒，需要尾气处理，所以要设计连接后面的装置吸收氯气，防止污染空气。
21． CuCl2Cu+Cl2↑ Cu2++e-=Cu+ Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓ 在5ml/LCuCl2溶液中加入少量铜粉(或打磨过的铜片)，观察到有白色固体生成 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 若猜想3成立，[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]-中+1价铜具有还原性，也可与硝酸反应产生类似的现象 黑色物质中一定含[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]-，可能含纳米铜粉【详解】(1)电解溶液，阳极产生的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝，是氯气，阴极上有红色固体析出，固体为铜，则电解反应的化学方程式为CuCl2Cu+Cl2↑。
Ⅰ．(2)若阴极电极反应分两步，第二步是，则第一步是生成Cu+，则电极反应为Cu2++e-=Cu+。
(3)若阴极先发生电极反应，而后发生资料ⅱ中可逆反应的逆反应，即铜和铜离子的归中反应，生成的Cu+和溶液中的Cl-生成CuCl白色沉淀：Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓。要通过实验证明反应a能发生，可以在5ml/LCuCl2溶液中加入少量铜粉(或打磨过的铜片)，观察到有白色固体生成。
Ⅱ．(4)若猜想1成立，需要生成OH-，所以阴极一定还存在的电极反应是2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
(5)实验③发生了氧化还原反应，铜被氧化生成Cu2+，硝酸被还原生成NO，但不一定是单质铜被氧化，也可能是中的+1价铜被氧化，所以乙同学认为甲同学的结论不合理。
(6)由上述实验可知猜想1不成立，因为阴极没有气体产生，根据实验④，加入浓盐酸，增大了Cl-的浓度，使平衡正向移动，黑色液体颜色加深，根据实验⑤，加水，平衡逆向移动，溶液变澄清，呈绿色，同时出现少量白色沉淀CuCl，所以黑色物质一定有，根据实验③，也可能含有纳米铜粉。
22．(1) 原电池 电解池 负 阳
(2) 2H＋+2e－=H2↑ Cu2＋+2e－=Cu
(3) 6.4 g 2.24 L
(4)无变化
(5) 增大 增大
【解析】(1)
闭合开关后，Zn、Cu和稀硫酸可构成原电池，其中Zn活泼是负极，Cu是正极；则乙装置是电解池，石墨棒与负极相连为阴极，Pt与正极相连为阳极；
(2)
Cu极为正极，发生还原反应为：2H＋＋2e－=H2↑；石墨棒为阴极，发生还原反应为：Cu2＋＋2e－=Cu；
(3)
甲、乙装置中转移电子的物质的量相等，甲中产生气体为H2，当生成0.1 ml气体时，反应中转移了0.2 ml电子，则乙中析出0.1 ml Cu，质量为6.4g；同时阳极放出0.1 ml Cl2，标况下体积为2.24L；
(4)
若将乙中两个电极都换成铜，则乙装置相当于电镀铜的装置，阳极溶解的铜和阴极析出的铜一样多，溶液中Cu2＋的浓度基本不变，故溶液的颜色基本不变；
(5)
若将乙中溶液换成NaCl溶液，则乙装置就是电解饱和食盐水的装置，因反应生成了NaOH，故电解后溶液的pH增大；反应时甲溶液中消耗了H＋，溶液酸性减弱，pH也增大。
23．(1) 共价键 2Q3>2Q1+Q2
(2) 放热 负极 还原 b
【解析】（1）氢气分子中H与H之间通过共价键连接，所以氢气燃烧时断裂的化学键是共价键。氢气燃烧生成水为放热反应，断裂化学键吸收的能量小于形成化学键释放的能量，2ml氢气和1ml氧气反应生成2ml水，所以2Q3>2Q1+Q2。
（2）①物质的燃烧是放热反应，所以甲醇燃烧属于放热反应。②氢氧燃料电池中，氢气通入的a电极为负极，电极反应式为。b电极为氧气得电子再与氢离子反应生成水，发生还原反应。外电路中电子从负极流出，流入正极。
24．(1) 碱 ClO-+H2OHClO+OH- ClO-+CO2+H2O=HClO+
(2)Na2CO3＞NaClO＞NaHCO3
(3) 负 2H2O+2e-=H2↑+2OH-
(4) 淀粉溶液 当最后一滴溶液滴下时，溶液由蓝色变为无色，且30s内不恢复 0.625
【解析】(1)
“84”消毒液的主要成分为NaClO，由于ClO-会水解：ClO-+H2OHClO+OH-，因此该溶液呈碱性，由电离平衡常数可知，酸性：H2CO3＞HClO＞，则“84”消毒液通入少量CO2时，生成NaHCO3和HClO，反应的离子方程式为ClO-+CO2+H2O=HClO+；
(2)
酸性：H2CO3＞HClO＞，则水解程度：＞ClO-＞，因此相同浓度下碱性：Na2CO3＞NaClO＞NaHCO3，则pH：Na2CO3＞NaClO＞NaHCO3；
(3)
用石墨做电极电解饱和NaCl溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气，氯气和氢氧化钠反应可生成次氯酸钠，氢气从上端逸出，则a为负极，b为正极；与a相连的电极为阴极，水电离的H+得到电子生成H2，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
(4)
①用Na2S2O3溶液滴定I2，可用淀粉溶液作指示剂，滴定终点时的现象为：当最后一滴溶液滴下时，溶液由蓝色变为无色，且30s内不恢复；
②反应过程中的相关离子方程式为：；，由反应可得：，，，的物质的量浓度=。