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27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，工业流程题等内容，欢迎下载使用。
1．（2022·湖南衡阳·高三期末）普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理、化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag。下列有关说法错误的是
A．正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
B．测量原理示意图中，电子从Cu经溶液流向Ag2O/Ag电极
C．电池工作时，OH-向Cu电极移动
D．2mlCu和1mlAg2O的总能量高于1mlCu2O和2mlAg的总能量
2．（2022·广西河池·高三期末）如图所示是Zn、Cu以及稀硫酸形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在书本上的记录如下，则以下描述合理的是
实验后的记录：
①Cu为正极，Zn为负极
②Zn极上有气泡产生，发生还原反应
③向Cu极移动
④若产生标准状况下2.24L气体，则消耗Zn的质量为6.5g
⑤若将导线断开铜锌电极上均会产生气泡
A．①③④B．①②④C．③④⑤D．②③④
3．（2022·贵州·高三学业考试）如图所示是电解NaCl溶液(滴加有酚酞溶液)装置，其中c、d为石墨电极。下列有关的判断正确的是
A．a为负极，d为阳极
B．电解过程中，d电极附近溶液变红
C．电解过程中，氯离子的浓度保持不变
D．c电极上的电极反应式为：
4．（2022·广西南宁·高三期末）锂—铜空气燃料电池容量高、成本低，电池反应为2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH-，工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．Li是电池的负极
B．正极的电极反应式为Cu2O+2H++2e-=2Cu+H2O
C．将锂电极区有机电解质换成水溶液电解质，可提高电池工作效率
D．0.1mlCu2O参与反应时有0.1mlLi+通过固体电解质向铜极移动
5．（2022·重庆八中高三期末）利用电解原理由含苯甲醛的废水制备苯甲酸和苯甲醇不仅能减少污染，还能产生新的化工产品，其原理如图所示(图中双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移)。下列说法正确的是
A．a为直流电源的正极
B．M电极上发生的反应为：+2e-+2H2O=+2OH-
C．双极膜中向N电极迁移
D．电路中每通过2ml 时，N电极上产生22.4L
6．（2022·河南安阳·高三期末）近日，复旦大学郑耿峰教授、北京理工大学韩庆报道了表面锂掺杂的锡(s-SnLi)催化剂通过电化学法将CO2转化为甲酸盐，同时产生电能，工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．放电时，Zn电极周围溶液pH升高
B．放电时，每生成1 ml HCOO-，转移电子数为NA
C．充电时，阳极反应式为
D．充电时，溶液中K+向Zn电极迁移
7．（2022·河南·永城高中高三期末）锌锰干电池的内部构造示意图如图。下列有关描述中正确的是
A．该电池属于二次电池
B．电池工作时，电子从正极经糊流向负极
C．石墨棒作正极，在正极发生还原反应
D．锌筒作负极，电极反应式为
8．（2022·内蒙古包头·高三期末）下列对如图所示装置实验现象的描述正确的是
A．AB．BC．CD．D
9．（2022·云南昆明·高三期末）科学家研制了一种以为电解液的铅-醌(Pb-PCHL)电池，其装置如图所示。已知：四氯对苯醌(PCHL)的结构简式为。下列叙述错误的是
A．充电时，向氧化石墨烯电极迁移
B．放电时，Pb电极的电极电势高于氧化石墨烯电极
C．充电时，0.2 ml电子流经外电路，理论上Pb电极质量减少9.6 g
D．放电时，电池总反应为2Pb+4H++ +2SO→+2PbSO4
10．（2022·四川南充·高三期末）近期，我国科学家在氯碱工业的基础之上，用电解法研究“碳中和”中的处理，其装置工作原理如图。下列说法错误的是
A．X为氯气
B．a为电源的负极
C．膜II为阴离子交换膜
D．M电极的电极反应式为：
11．（2022·四川·乐山市教育科学研究所高三期末）用铜片、银片设计成如图所示的一个原电池，其中盐桥里装有含琼胶的KNO3饱和溶液。下列说法正确的是
A．外电路中电子由铜片流向银片B．盐桥可以用装有含琼胶的KCl饱和溶液代替
C．银片上发生的反应是Ag-e-=Ag+D．电路中每转移2mle-，正极增重108g
12．（2022·广东东莞·高三期末）锂离子电池具有体积小、重量轻、可高倍率充放电、绿色环保等众多优点。某磷酸铁锂电池工作原理如图所示(为嵌锂石墨)。下列说法正确的是
A．磷酸铁锂中铁为+3价B．放电时：
C．该电池使用非水电解质溶液D．充电时磷酸铁锂电极发生还原反应
二、多选题
13．（2022·贵州·高三学业考试）某原电池装置如图所示，下列关于该装置的说法正确的是
A．铜片为负极
B．锌片上发生氧化反应
C．该装置可将化学能转化为电能
D．电子由铜片通过导线流向锌片
14．（2022·山东省招远第一中学高三期末）钠电池具有性能稳定、安全性好等优点。某钠离子二次电池工作原理如图所示，电池总反应：(，M为过渡金属)。
下列说法正确的是
A．铝箔是原电池的负极
B．放电时，导线中每通过1电子，理论上石墨烯纳米片质量减轻23g
C．充电时，阳极上发生的电极反应为
D．放电时，在铝箔电极上得电子被还原
三、填空题
15．（2022·北京一七一中高三阶段练习）甲烷燃料电池采用铂为电极，作为化学电源进行电解实验
(1)写出燃料电池的正、负极反应式
负极：_______，
正极：_______。
(2)已知 A 中两个电极的材料分别为石墨和铁，用该装置可以制备高铁酸钾K2FeO4。资料显示： FeO在溶液中呈紫红色。闭合 K，一段时间后，发现某电极附近溶液变成紫红色，该电极是_______(填 a 或 b)，该电极的电极反应式 为：_______。
(3)若 B 中的溶液为饱和 NaCl 溶液，用该装置模拟氯碱工业。
① 检验 c 电极产物的方法是：_______。
② 写出 d 电极的电极反应式：_______。
(4)若用 B 装置模拟工业粗铜精炼，则 c 极为_______，电解质溶液为_______。电解一段时间后， 电解液浓度_______(填“变大” 、“不变”或“变小”)；当燃料电池消耗标准状况下 O2的体积为 0.112L 时，理论上可以得到纯铜_______g。
16．（2022·江苏省灌云高级中学高三阶段练习）天然气的综合利用是实现社会可持续发展的需要。
(1)由甲烷催化制取氢气的原理如下：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH=＋260kJ·ml-1
①对于该反应，一定能提高平衡体系中H2的百分含量，又能加快反应速率的措施是___________。
②空速代表单位时间内通过催化剂的原料量。在一定温度下，不同催化剂作用下，甲烷的转化率与空速的关系如图，随空速增大甲烷转化率减小的可能原因是___________。
(2)甲烷通过电解法制备有机物的原理如图：
①M为电源的___________极
②写出CH4生成C2H4的电极反应式___________。
③若生成C2H4和C2H6各1ml，则理论上需要CO2的物质的量为___________。
17．（2022·江西·芦溪中学高三阶段练习）完成下列问题
(1)用Zn、Cu与稀盐酸设计一个原电池，此电池的正极是___________。
(2)如图为甲烷燃料电池原理示意图。
a电极的电极反应式：___________，当电路中累计有2ml电子通过时，消耗的氧气体积为(在标准状况下)___________L。
(3)某学习小组用如下图所示装置A、B分别探究金属铝与稀氢氧化钠溶液的反应，实验过程中装置A中烧杯内的溶液温度升高，装置B中烧杯的电流计指针发生偏转，请回答以下问题。
装置B中Mg上的现象是___________，Al发生的电极反应式是___________。
18．（2022·河北石家庄·高三期末）电化学原理有着重要的应用。
(1)探究电化学反应的规律
某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和NaCl溶液的实验装置如图所示。
①甲烷燃料电池工作时，负极上通入的气体为____(填化学式)；闭合开关K后a、b电极上均有气体产生，其中a电极上得到的气体为____(填化学式)。
②若每个电池甲烷通入量均为1L(标准状况)，且反应完全，则理论上最多能产生氯气的体积为____L(标准状况)。
(2)探究氧化还原反应的规律
为探究NaHSO3溶液与CuSO4溶液反应时，Cl-对反应的影响，设计如图实验。
①实验乙中右边烧杯电极的反应式为____。
②已知E为电池电动势【又称理论电压，为两个电极电位之差，即E=E(+)-E(-)】，根据实验可知，甲电池与乙电池相比较，E甲____E乙(填“＞”、“＜”或“=”)。
③从氧化还原反应的角度分析，Cl-对反应的影响为____(填选项字母)。
A．增强了Cu2+的氧化性 B．减弱了Cu2+氧化性
C．增强了HSO的还原性 D．减弱了HSO的还原性
19．（2022·河北·徐水综合高中高三阶段练习）乙醇是一种比较理想的可用于燃料电池的有机物。乙醇来源丰富，可以通过含糖有机物的发酵进行大规模的生产。下图是以乙醇燃料电池为电源，电解含NO的废气制备HNO3示意图(c、d均为石墨电极)。
(1)请写出甲池中a极上的电极反应式：___________。
(2)导线中电子转移的方向为___________→___________、___________ →___________ (用a、b、c、d表示)。___________
(3)请写出乙池中c极上的电极反应式：___________。
(4)假设电解前，乙池两侧溶液体积均为100ml，左侧溶液中c (HNO3)为0.1 ml/L。电解结束后，左侧溶液中c (HNO3)变为0.3 ml/L，则处理NO的体积为___________(标准状况)；若忽略溶液体积变化，乙池右侧溶液的pH与电解前相比___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
四、实验题
20．（2022·四川省内江市第六中学高三期末）常温下二氧化氯(ClO2)为黄绿色气体，其熔点为-59.5℃，沸点为 11.0℃，极易溶于水，不与水反应，主要用于纸浆、纤维、小麦面粉和淀粉的漂白，油脂、蜂蜡等的精制和漂白。温度过高，二氧化氯的水溶液可能会爆炸。某研究性学习小组拟用如图所示装置(加热和夹持装置均省略)制取并收集 ClO2。
(1)盛装稀硫酸的仪器名称为_______。实验时需要加热至 60～80℃之间反应，较为适宜的加热方式为_______。
(2)在仪器 a 中先放入一定量的 KClO3和草酸(H2C2O4)，然后再加入足量稀硫酸，加热，反应生成 ClO2、CO2和一种硫酸盐，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。反应开始后，可以观察到仪器 a 内的现象是_______。
(3)装置 B 的作用是_______。
(4)装置 D 中的 NaOH 溶液吸收尾气中的 ClO2，生成物质的量之比为 1：1 的两种盐，一种为 NaClO3，写出该反应的离子方程式：_______。
(5)ClO2很不稳定，需随用随制。上述实验的产物用水吸收可得到 ClO2溶液。为测定所得溶液中 ClO2的含量，进行了下列实验：
步骤 1：量取 ClO2溶液 10mL，稀释成 100mL 试样，量取 V1mL 试样加入锥形瓶中；
步骤 2：调节试样的 pH≤2.0，加入足量 KI 晶体，振荡后，静置片刻；
步骤 3：加入指示剂淀粉溶液，用 cml·L-1的 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗 Na2S2O3标准溶液 V2mL。
已知：①2ClO2+8H++10I-=5I2+2Cl-+4H2O
②2 Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
原 ClO2溶液的浓度为_______g·L-1(用含 V1、V2、c 的代数式表示)。
(6)目前已开发出用电解法制取 ClO2的新工艺。如图所示，阴极发生的电极反应方程式为 _______。
21．（2022·天津外国语大学附属外国语学校高三期末）依据如图所示三套实验装置，分别回答下列问题。

(1)装置Ⅰ的实验目的是用惰性电极电解饱和食盐水，C电极连接电源的___________极，B管吸收的气体是___________，电解食盐水总反应的离子方程式为___________。
(2)装置Ⅱ的实验目的是在铁棒上镀铜，铁棒为___________(填“E”或“F”)。
(3)如下装置利用与Cu发生的反应，设计一个可正常工作的电池，补全该电化学装置示意图，_______、_________、___________、_____________
五、原理综合题
22．（2022·云南昆明·高三期中）从能量转化角度看，原电池是将化学能转化为电能的装置；从化学反应角度看，原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经外接导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行｡
(1)下列反应通过原电池装置，不能实现化学能直接转化为电能的是____(填序号)｡
A．2H2+O22H2O
B．CaO+H2O=Ca(OH)2
C．Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
(2)FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板，反应过程的离子方程式为___，若将此反应设计成原电池，请写出该原电池正极的电极反应：____｡
(3)如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置｡请回答下列问题：
①当电极a为Zn片，电极b为Cu片，且两极板质量相等｡电解质溶液为CuSO4溶液，当电路中有0.1mle-通过时，两极板的质量差为____g｡
②当电极a为Mg片，电极b为Al片，电解质溶液为NaOH溶液时，则负极的电极反应式为____｡
(4)某种燃料电池的工作原理示意图如图所示，a、b均为惰性电极｡
①空气从____(填“A”或“B”)口通入，溶液中OH-移向____极(填“a”或“b”)｡
②当电路中通过2ml电子时，理论上消耗标准状况下的O2____L｡
23．（2022·山东·泰安一中高三期中）随着人类社会的发展，氮氧化物的排放导致一系列环境问题。
(1)NO加速臭氧层被破坏，其反应过程如图所示：
①NO的作用是_______。
②反应O3(g) + O(g) = 2O2(g) △H= -143 kJ/ml
反应1： O3(g)+ NO(g)=NO2(g) + O2(g) △H1= -200.2 kJ/ml
反应2：热化学方程式为_______。
(2)通过NOx，传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如：
①Pt电极上发生的是_______反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出NiO电极的电极反应式： _______。
(3)将质量相等的铜片和铂片插入硫酸铜溶液中，铜片与电源正极相连，铂片与电源负极相连，以电流强度1A通电10min，然后将电源反接，以电流强度为1A继续通电20min。试回答：最后时刻两电极的电极反应式：
①铜电极_______；
②铂电极_______。
(4)装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。下列说法正确的是_______
A．b处应通入CH4，电极反应式是CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO+7H2O
B．电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH变小，装置Ⅱ中Cu2+的物质的量浓度不变
C．在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化25.6g，则装置Ⅰ中理论上消耗标准状况下甲烷1.12L
D．电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH﹣以外还含有CO (忽略水解)
六、工业流程题
24．（2022·四川省内江市第六中学高三阶段练习）某 NiO 的废料中有 FeO、CuO、Al2O3、MgO、SiO2等杂质，用此废料提取 NiSO4和 Ni 的流程如下：
已知：有关金属离子生成氢氧化物沉淀所需的 pH 如下表：
(1)滤渣 1 的主要成分为_______(填化学式)。
(2)从滤液 2 中获得 NiSO4∙6H2O 的实验操作_______、_______、过滤、洗涤、干燥。
(3)用离子方程式解释加入 H2O2的作用_______。
(4)当加 NiO 调节溶液的 pH 为 3.2 时，则生成沉淀的离子方程式_______。
(5)电解浓缩后的滤液 2 可获得金属镍，其基本反应原理如图：
写出 B 电极的电极反应式：_______；若一段时间后，在A、B 两极均收集到 11.2L 气体(标准状况下)，能得到 Ni_______g。
a电极
b电极
X溶液
实验现象
A
石墨
石墨
a极质量增加，b极放出无色气体
B
石墨
Fe
a极质量增加，b极放出无色气体
C
Cu
Fe
a极质量增加，b极质量减少
D
石墨
石墨
HCl
a、b极都放出无色气体
编号
甲
乙
实验
现象
电流计发生较小偏转，3min时无明显现象
电流计发生明显偏转，30s时，左边烧杯石墨电极上产生气体；右边烧杯石墨电极上产生白色沉淀(经检验为CuCl)
供选择的实验用品：KCl溶液，溶液，溶液，溶液，铜棒，锌棒，铁棒，石墨棒，氯化钾盐桥。
氢氧化物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Ni(OH)2
Fe(OH)2
Mg(OH)2
开始沉淀时pH
1.5
3.6
7.3
7.0
9.6
完全沉淀时pH
3.8
4.7
9.3
9.0
12.0
参考答案：
1．B
【详解】A．由总反应知Ag2O得电子变为Ag，则正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-，A正确；
B．Cu失去电子，为负极，则Ag2O/Ag为正极，电子从Cu经外电路流向Ag2O/Ag电极，电子不能通过溶液，B错误；
C．阴离子向负极移动，故OH-向Cu电极移动，C正确；
D．此装置能量转化为化学能转化为电能，即反应物总能量高于生成物总能量，故2mlCu和1mlAg2O的总能量高于1mlCu2O和2mlAg的总能量，D正确；
故答案为B。
2．A
【详解】在该原电池中，比活泼，故作负极，作正极，电子由流出经导线流向，负极反应为，正极反应为。
①Cu为正极，Zn为负极，①正确；
②铜电极上有气泡产生，发生还原反应，②错误；
③在溶液中向正极(铜极)移动，向负极移动，③正确；
④若产生标准状况下气体，转移电子，则消耗的质量为，④正确；
⑤若将导线断开，铜电极上不会产生气泡，⑤错误；
故①③④正确，②⑤错误。答案选A。
3．B
【分析】电源的电流是从正极流出，由电流电流的流向知，a极是正极，b极是负极。
【详解】A.阳极与电源的正极连接，故c极是阳极，A错误；
B.d极是阴极，电极反应式为，有氢氧根生成，d电极附近溶液变红，B正确；
C.点解过程，氯离子失电子生成氯气，氯离子浓度变小，C错误；
D. c电极上的电极反应式为，D错误；
故选B。
4．A
【分析】由电池反应为2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH-，Li元素化合价由0价变为+1价，Li是负极；Cu元素化合价由+1价变为0价，Cu电极是正极，正极反应式为Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-，据此分析作答。
【详解】A．据电池反应式知，该反应中Li元素化合价由0价变为+1价、Cu元素化合价由+1价变为0价，所以Li是负极，Cu电极是正极，A项正确；
B．根据电池反应式知，正极反应式为Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-，B项错误；
C．因为金属锂可以和水之间发生反应，所以该电池负极不能用水溶液作为电解质，C项错误；
D．放电时，阳离子向正极移动，根据电池反应：2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH-，0.1mlCu2O参与反应时有0.2mlLi+通过固体电解质，D项错误；
答案选A。
5．C
【分析】根据图中信息，N电极是氯离子失去电子变为氯气，则N为电解质的阳极，b为直流电源的正极，a为负极。
【详解】A．根据图中信息，N是氯离子失去电子变为氯气，则为电解池的阳极，则b为正极，a为直流电源的负极，故A错误；
B．M电极为阴极，氢离子向M极移动，则M极上发生的反应为： ＋2e－＋2H＋＝，故B错误；
C．根据电解池“异性相吸”，则双极膜中向阳极即N电极迁移，故C正确；
D．电路中每通过2ml 时，N电极上生成1ml氯气，由于不清楚是否为标准状况下，则氯气体积未知，若为标准状况下则产生22.4L ，故D错误。
综上所述，答案为C。
6．D
【详解】A．根据图示可知：在电池充电时，外电路电子流向锌，Zn电极反应为：Zn(OH) +2e-=Zn+4OH-，则在电池放电时，Zn电极失去电子变为Zn2+进入溶液，与溶液中OH-结合生成Zn(OH)，导致附近溶液中c(OH-)减小，故放电时，Zn电极周围溶液pH降低，A错误；
B．放电时，右侧电极反应式为：CO2+2e-+H2O=HCOO-+OH-，每反应产生1 ml HCOO-，反应过程中转移2 ml电子，故转移电子数目是2NA，B错误；
C．充电时，装置为电解池，阳极上溶液中的OH-失去电子变为O2，故阳极的电极反应式为4OH- -4e-=O2↑+2H2O，C错误；
D．充电时，装置为电解池，溶液中K+向负电荷较多的Zn电极迁移，D正确；
故合理选项是D。
7．C
【详解】A． 该电池是干电池，属于一次电池，故A错误；
B． 电池工作时，电子从负极经外电路流向正极，故B错误；
C．石墨棒作正极，在正极发生还原反应，故C正确；
D． 锌筒作负极，电极反应式为，故D错误；
故选C。
8．C
【详解】A．没有自发的氧化还原反应，不能构成原电池，A错误；
B．符合原电池构成条件，且Fe(b)为负极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+，电极质量减小，无气体放出，石墨(a)为正极，发生反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，无质量增加，B错误；
C．符合原电池构成条件，且Fe(b)为负极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+，电极质量减小，Cu(a)为正极，发生反应：Cu2++2e-=Cu，电极质量增加，C正确；
D．没有自发的氧化还原反应，不能构成原电池，没有反应发生，D错误；
故选C。
9．B
【分析】由图可知，放电时电子从铅电极流出，可以确定放电时，铅电极为负极，氧化石墨烯电极为正极；充电时，电子流向铅电极，铅电极作阴极，接外接电源负极，氧化石墨烯电极作阳极，接外接电源正极。
【详解】A．硫酸根离子带负电，充电时往带正电的阳极移动，即氧化石墨烯电极，A正确；
B．放电时铅电极作负极，氧化石墨烯电极为正极，负极电势应低于正极，B错误；
C．充电时，铅电极作阴极，得到电子，发生的电极反应为：PbSO4+2e-=Pb+ SO，当转移0.2ml电子时，铅电极会生成0.1ml硫酸根，硫酸根摩尔质量为96g/ml，所以铅电极质量减少为0.1ml×96g/ml=9.6g， C正确；
D．放电时铅电极为负极，醌电极为正极，溶液电解质为硫酸，由图可以确定出反应后具体的产物，D正确；
故选B。
10．C
【分析】该装置中含有外加电源，因此该装置为电解池，M电极：CO2→HCOO-，C元素化合价由+4价降低为+2，CO2在M极上得电子，即M电极为阴极，N电极为阳极，据此分析；
【详解】A．根据上述分析，N电极为阳极，根据放电顺序，Cl-在阳极上先放电，Cl-失去电子转化成氯气，即X为氯气，故A说法正确；
B．根据上述分析，M电极为阴极，根据电解原理，a为电源的负极，故B说法正确；
C．根据装置图，中间产生NaOH，即右边电极区的Na+向左移动，膜Ⅱ为阳离子交换膜，故C说法错误；
D．M电极：CO2→HCOO-，同时产生OH-，电极反应式为，故D说法正确；
答案为C。
11．A
【分析】该原电池中，铜片作负极，在反应中失去电子，电极方程式为Cu-2e-= Cu2+，银片为正极，在反应中得到电子，电极方程式为Ag++e-=Ag，据此分析作答
【详解】A．电子通过外电路从负极流向正极，则外电路中电子由铜片流向银片，A项正确；
B．用装有含琼胶的KCl饱和溶液代替，氯离子会与银离子反应，生成沉淀，B项错误；
C．银片为正极，在反应中得到电子，电极方程式为Ag++e-=Ag，C项错误；
D．电路中每转移2mle-，生成2mlAg，则正极增重216g，D项错误；
答案选A。
12．C
【详解】A．磷酸铁锂(LiFePO4)中磷酸根为-3价，锂为+1价，根据化合物的化合价代数和为0，铁的化合价为+2，A错误；
B．放电时，负极上发生反应为：LiC6-e-=Li++6C，充电时，阴极上锂离子得电子，则阴极反应式为Li++6C+e-=LiC6，B错误；
C．锂能与水反应，常使用非水电解质溶液，C正确；
D．充电时，总的电极反应式为：LiM1-xFexPO4+6C=M1- xFexPO4+LiC6，Fe的化合价升高，而锂的化合价降低，所以LiFePO4既发生氧化反应又发生还原反应，D错误；
故选C。
13．BC
【详解】A．金属性锌强于铜，锌作负极，铜片为正极，A错误；
B．锌作负极，锌片上发生失去电子的氧化反应，B正确；
C．该装置属于原电池，可将化学能转化为电能，C正确；
D．锌作负极，铜片为正极，电子由锌片通过导线流向铜片，D错误；
答案选BC。
14．BC
【详解】A．放电时钠失去电子，被氧化，铜箔作负极，铝箔是原电池的正极，A错误；
B．负极反应是为xe－＝xNa＋+，因此放电时，导线中每通过1电子，理论上石墨烯纳米片减少1ml，即质量减轻23g，B正确；
C．充电时铝箔与电源的正极相连作阳极，发生失去电子的氧化反应，阳极上发生的电极反应为，C正确；
D．放电时，镶嵌在铝箔电极上，M元素得电子被还原，D错误；
答案选BC。
15．(1) CH4-8e- +10OH-=CO+7H2O O2+4e- +2H2O =4OH-
(2) a Fe-6e- +8OH- =FeO+4H2O
(3) 将一湿润的淀粉碘化钾试纸置于管口附近， 试纸变蓝 2H2O+2e- =H2 ↑+2OH-
(4) 粗铜 CuSO4 溶液 变小 0.64g
【解析】(1)
负极甲烷失电子生成碳酸钾和水，负极反应式为CH4-8e- +10OH-=CO+7H2O；正极氧气得电子生成氢氧根离子，正极反应式为O2+4e- +2H2O =4OH-。
(2)
闭合 K一段时间后，发现某电极附近溶液变成紫红色，说明该电极有生成FeO，铁失电子发生氧化反应生成FeO，该电极为阳极，所以该电极是a，该电极的电极反应式为Fe-6e- +8OH- =FeO+4H2O。
(3)
① c电极为阳极，阳极生成氯气，将一湿润的淀粉碘化钾试纸置于管口附近， 试纸变蓝，说明有氯气生成。
②d 电极为阴极，阴极上，氢离子得电子生成氢气，阴极电极反应式为2H2O+2e- =H2 ↑+2OH-；
(4)
电解法粗铜精炼，粗铜为阳极，精铜为阴极，硫酸铜溶液为电解质溶液，则 c 极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液；电解一段时间后，电解液浓度变小；当燃料电池消耗标准状况下 O2的体积为 0.112L 时，电路中转移0.02ml电子，理论上可以得到0.01m纯铜，质量为0.01ml×64g/ml=0.64g。
16．(1) 升高温度 单位时间内，空速越大则单位时间内气体与催化剂接触时间短(或没有充分反应)，CH4转化率低
(2) 正 2CH4+2O2--4e-=C2H4+2H2O 3ml
【解析】(1)
①该反应为吸热反应，升高温度，反应速率增大，平衡正向进行，平衡体系中H2百分含量增大；故对于该反应，一定能提高平衡体系中H2的百分含量，又能加快反应速率的措施是升高温度；
②单位时间内，空速越大则单位时间内气体与催化剂接触时间短(或没有充分反应)，反应深度浅，CH4转化率低；
(2)
①电极P上CH4转化为C2H4或C2H6，C元素化合价由-4价升高为-2或-3价，失去电子，则P为阳极，连接电源的正极，故M为正极；
②CH4在阳极上失电子生成C2H4，C元素由-4价升高为-2价，介质为固体电解质（可传导O2-），发生的电极反应式为2CH4+2O2--4e-=C2H4+2H2O；
③若生成C2H4和C2H6各1ml，阳极电极反应式4CH4+3O2--6e-= C2H4+C2H6+3H2O，阴极电极反应式3CO2+6e-=3CO+3O2-，则理论上需要CO2的物质的量为3ml。
17．(1)Cu
(2) CH4-8e-+10OH-=+7H2O 11.2
(3) 有气泡冒出 Al-3e-+4OH-=+2H2O
【解析】(1)
用Zn、Cu与稀盐酸设计一个原电池，比较活泼的金属作负极，锌比铜活泼，故此电池的正极是Cu。
(2)
甲烷燃料电池，甲烷充入的a电极作为负极，失去电子，与电解质溶液NaOH反应，电极反应式：CH4-8e-+10OH-=+7H2O；正极是氧气得电子后与水结合生成氢氧根离子，电极反应式：O2+4e-+2H2O=4OH-，当电路中累计有2ml电子通过时，消耗的氧气0.5ml，在标准状况下体积为11.2L。
(3)
实验过程中装置A中烧杯内的溶液温度升高，说明金属铝与稀氢氧化钠溶液发生了放热反应，而金属镁与NaOH不反应，故装置B中示意的原电池，Al作为负极失去电子，Mg是正极，电子流入，上面有气泡冒出；Al发生的电极反应式是：Al-3e-+4OH-=+2H2O。
18．(1) CH4 Cl2 4
(2) Cu2++e-+Cl-=CuCl↓ ＜ A
【解析】(1)
①甲烷燃料电池工作时，负极上反应类型为氧化反应，故通入的气体为甲烷CH4，甲烷中碳元素化合价升高，失去电子在碱性环境中生成碳酸根离子；
甲烷燃料电池中通入氧气一极为正极，氧气中氧元素化合价降低，得到电子发生还原反应； a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，氯化钠溶液中氯离子在阳极放电，发生氧化反应，生成氯气Cl2；
②甲烷燃料电池工作时，负极上甲烷发生电极反应为：CH4＋10OH--8e-=CO＋7H2O；电解质中氯离子在阳极发生反应为：2Cl－-2e－=Cl2↑；根据电子守恒可知，CH4～8e- ～4Cl2，相同条件下气体体积比等于物质的量比；因为两个甲烷燃料电池串联，每个电池甲烷通入量均为1L(标准状况)且反应完全，那么电路通过的电子为1L甲烷反应转移的电子的量，故理论上最多能产生氯气的体积为1L×4=4L(标准状况)。
(2)
①实验乙中右边烧杯石墨电极上产生白色沉淀CuCl，说明溶液中铜离子化合价降低，得到电子发生还原反应生成Cu+，Cu+与Cl-生成CuCl沉淀，右边烧杯电极的反应式为Cu2++e-+Cl-=CuCl↓。
②实验中，甲电池电流计发生较小偏转，乙电池发生明显偏转，根据实验可知，甲电池与乙电池相比较，E甲＜E乙。
③电池甲和电池乙的变量为氯离子，实验探究NaHSO3溶液与CuSO4溶液反应时，Cl-对反应的影响；
A．电池乙中反应明显，乙中右侧烧杯中，铜离子发生还原反应生成CuCl沉淀，铜离子做氧化剂，说明氯离子增强了Cu2+的氧化性，A正确；
B．由A分析可知，增强了Cu2+氧化性，B错误；
C．电池甲、乙左侧烧杯中溶液成分完全一样，不能证明氯离子增强了HSO的还原性，C错误；
D．由C分析可知，不能证明氯离子减弱了HSO的还原性，D错误；
故选A。
19．(1)CH3CH2OH＋3H2O-12e-=2CO2↑＋12H＋
(2)a → d、c →b
(3)NO-3e-＋2H2O = NO＋4H＋
(4) 448mL 不变
【解析】(1)
a极进入甲醇，甲醇失电子为负极，发生氧化反应，a极上的电极反应式：CH3CH2OH＋3H2O-2e－=2CO2↑＋12H＋。
(2)
电子由负极经过导线流向正极，a为负极，b为正极，导线中电子转移的方向为a → d、c →b。
(3)
乙池中c极与正极相连则为阳极，阳极NO失电子发生氧化反应，根据题意可知生成硝酸根，电极反应式：NO-3e-＋2H2O = NO＋4H＋。
(4)
乙池两侧溶液体积均为100ml，左侧溶液中c (HNO3)为0.1 ml/L。电解结束后，左侧溶液中c (HNO3)变为0.3 ml/L，反应后NO增加了(0.3 ml/L-0.1 ml/L)×0.1L=0.02ml，根据N原子守恒可知，处理NO的物质的量为0.02ml，体积为0.02ml×22.4L/ml=0.448L=448mL。生成的氢离子会通过质子交换膜向右侧移动，所以乙池右侧溶液的pH与电解前相比不变。
20．(1) 分液漏斗 水浴加热
(2) 2：1 溶液中有气泡逸出，烧瓶内出现黄绿色气体
(3)冷凝并收集ClO2
(4)2ClO2 + 2OH- =ClO+ ClO+H2O
(5)
(6)ClO2+ e-= ClO
【分析】装置A中氯酸钾、草酸及硫酸发生氧化还原反应生成硫酸钾、二氧化氯、二氧化碳和水，已知温度过高，二氧化氯的水溶液发生爆炸，则反应温度控制在60～80℃之间；装置B中试管的水浴温度为0℃，而ClO2沸点为11.0℃，则在装置B中收集ClO2；二氧化氯有毒，则装置D吸收过量的二氧化氯。
(1)
由图可知盛装稀硫酸的仪器名称为：分液漏斗；加热温度低于100℃，可采用水浴加热控制温度；
(2)
分析可知，利用氧化还原反应中得失电子守恒可知：2KClO3+ H2C2O4 + H2SO4=K2SO4 + 2ClO2↑+2H2O+2CO2↑，故氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：1；ClO2是黄绿色气体，因此反应开始后，可观察到的现象是溶液中有气泡逸出，烧瓶内出现黄绿色气体；
(3)
已知ClO2的熔点为-59.5℃，沸点为11.0℃，因此装置B的作用是冷凝并收集ClO2；
(4)
NaOH溶液吸收尾气中的ClO2，生成物质的量之比为1：1的两种盐，根据得失电子守恒可知，一种为NaClO3，另一种盐为NaClO2，则反应的离子方程式为： 2ClO2 + 2OH- =ClO+ ClO+H2O；
(5)
根据两个方程式，可得到2ClO2~5I2~10Na2S2O3，则原ClO2溶液的浓度=g/L= g/L；
(6)
由图可知，A极电极反应为ClO2变为，化合价降低，得电子，电极反应为ClO2+e-=。
21．(1) 负 Cl2 2Cl-+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-
(2)E
(3) 石墨棒 溶液 铜棒 溶液
【解析】(1)
由题干图示可知，装置I中A试管用向下排空法收集气体，故A收集的为H2，B用NaOH吸收气体，则B为Cl2，故装置I的实验目的是用惰性电极电解饱和食盐水，C电极连接电源的负极作阴极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，B管吸收的气体是Cl2，电解食盐水总反应的离子方程式为：2Cl-+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-，故答案为：负；Cl2；2Cl-+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-；
(2)
电镀时待镀的镀件与电源负极相连作阴极，镀层金属与电源正极相连作阳极，含有镀层金属离子的电解质作电解质，故装置II的实验目的是在铁棒上镀铜，铁棒为E，另一电极用于及时补充消耗的镀层物质，阳极反应为：Cu-2e-=Cu2+，阴极反应为：Cu2++2e-=Cu，故答案为：E；
(3)
装置III利用Fe3+与Cu发生的反应，反应原理为：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，故两个电极为：Cu和石墨棒，电解质溶液分别为CuSO4和FeCl3，电极反应分别为：Cu-2e-=Cu2+、Fe3++e-=Fe2+，并用KCl盐桥形成闭合回路，电池工作一段时间后的现象为CuSO4溶液蓝色加深，FeCl3溶液黄色变浅，甚至转化为浅绿色，铜片质量减少，根据电子的流向可知，右侧电极为铜电极，作负极，左侧电极为石墨电极，作正极，故原电池装置图为：，补全该电化学装置如图，四个括号中分别为：石墨棒、溶液、铜棒、溶液。故答案为：石墨棒；溶液；铜棒；溶液。
22．(1)B
(2) 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ Fe3++e-=Fe2+
(3) 6.45 Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O
(4) B a 11.2
【解析】(1)
A项，反应是放热的氧化还原反应，能够实现化学能向电能的转化，可以设计为原电池。B项，反应不是氧化还原反应，因此不能实现化学能向电能的转化，不能设计为原电池。C项，反应是放热的氧化还原反应，能够实现化学能向电能的转化，可以设计为原电池；故选B。
(2)
常用于腐蚀印刷电路铜板，反应生成氯化亚铁和氯化铜，因此反应过程的离子方程式为，若将此反应设计成原电池，则铜化合价升高，失去电子，作负极，铁离子得到电子，在正极反应，因此该原电池正极的电极反应为。
(3)
①当电极a为Zn片，电极b为Cu片，且两极板质量相等。电解质溶液为溶液时，则负极是，正极是，当电路中有通过时，说明负极有0.05mlZn溶解，正极有0.05mlCu生成，则两极板的质量差为g。
②当电极a为Mg片，电极b为Al片，电解质溶液为NaOH溶液时，由于Mg和NaOH溶液不反应，而Al和NaOH溶液反应，因此Al为负极，则负极的电极反应式为。
(4)
①根据图中电子转移方向得知a为负极，b为正极，则空气从B口通入，燃料从A口通入，根据原电池“同性相吸”，因此溶液中移向a极。
②当电路中通过2ml电子时，理论上消耗氧气0.5ml，则标况下的。
23．(1) 催化剂 NO2(g)+O(g)=NO(g)+O2(g) ΔH2=+57.2kJ/ml
(2) 还原 NO+O2--2e-=NO2
(3) 2Cu2++4e=2Cu 4OH--4e-=O2↑+2H2O
(4)BD
【解析】(1)
①反应1为NO和O3生成NO2和O2，反应2为NO2和O生成NO和O2，则NO可加速臭氧层被破坏，由化学方程式可得NO为催化剂；
②反应2为NO2和O生成NO和O2，根据盖斯定律可知ΔH2=ΔH-ΔH1，其热化学方程式为NO2(g)+O(g)=NO(g)+O2(g) ΔH2=+57.2kJ/ml；
(2)
①由图可知，固体电解质传导，阴离子向阳极移动，则NiO电极为阳极与电源正极相连，Pt电极为阴极与电源负极相连发生还原反应；
②NiO为阳极，电极上发生NO变为NO2，则电极反应式为；
(3)
①铜片与电源正极相连为电解池的阳极，Pt为惰性电极，则刚开始时电极反应式为，电解到最后时刻时，铜电极为阴极，则阴极的电极反应式为：；
②Pt为惰性电极，刚开始与电源负极相连作为电解池的阴极，则阴极的电极反应式为：，电解到最后时刻，Pt电极为阳极，则阳极的电极反应式为：；
(4)
装置①为甲烷燃料电池，燃料甲烷通入负极，电解质溶液为KOH，装置Ⅱ为铁棒上镀铜，则待镀金属为铁，镀层金属为铜，待镀金属与电源负极相连，镀层金属与电源正极相连，电解质溶液为硫酸铜溶液，据此答题；
A．b电极为燃料电池的正极，则b处通入的气体为O2，A项错误；
B．电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的KOH变为K2CO3，溶液的碱性减弱pH减小，装置Ⅱ中阳极产生Cu2+，阴极消耗Cu2+，则溶液中Cu2+的物质的量浓度不变，B项正确；
C．装置Ⅱ中阴极质量变化25.6g，则阴极的电极反应式为，产生的铜的物质的量为0.4ml，则整个过程中转移的电子数为0.8ml，装置Ⅰ中负极的电极反应式为：CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO+7H2O，则消耗的甲烷为0.1ml，在标准状况下，甲烷的体积为2.24L，C项错误；
D．电镀结束后，装置Ⅰ中负极的电极反应式为：CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO+7H2O，则溶液中存在OH﹣以外还含有CO，D项正确；
答案选BD。
24．(1)SiO2
(2) 蒸发浓缩 冷却结晶
(3)2H++H2O2+2Fe2+=2Fe3++2H2O
(4)2Fe3++3NiO+3H2O=2Fe(OH)3+3Ni2+
(5) 4OH-－4e-=2H2O+O2↑ 29.5
【分析】NiO 的废料中有 FeO、CuO、Al2O3、MgO、SiO2 等杂质，用硫酸溶解，SiO2和硫酸不反应，浸出液中含有NiSO4、FeSO4、CuSO4、Al2(SO4)3、MgSO4等，电解浸出液生成单质铜脱铜，溶液中加双氧水把Fe2+氧化为Fe3+，用NiO调节pH生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除铁铝，过滤，滤液1中加NH4F生成MgF2沉淀除镁，滤液2蒸发浓缩、冷却结晶得晶体，滤液1电解生成金属Ni。
(1)
SiO2和硫酸不反应，所以滤渣 1 的主要成分为SiO2。
(2)
NiSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得NiSO4∙6H2O晶体。
(3)
加双氧水把Fe2+氧化为Fe3+，反应式离子方程式为2H++H2O2+2Fe2+=2Fe3++2H2O；
(4)
当加 NiO 调节溶液的 pH 为 3.2 时生成Fe(OH)3沉淀，生成沉淀的离子方程式2Fe3++3NiO+3H2O=2Fe(OH)3+3Ni2+；
(5)
SO向B电极移动，B为阳极，阳极氢氧根离子失电子生成氧气，电极的电极反应式4OH-－4e-=2H2O+O2↑；阴极先生成Ni，后放出氢气，设生成Ni的物质的量为xml，若一段时间后，在A、B 两极均收集到 11.2L 气体(标准状况下)，根据电子守恒，，x=0.5ml，得到 Ni的质量为29.5g。