2022届高考化学二轮复习专题06电化学原理应用（1）

这是一份2022届高考化学二轮复习专题06电化学原理应用（1），共25页。试卷主要包含了单选题，共15小题，非选择题，共6小题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题，共15小题
1．（2022·全国·高三专题练习）以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清洁燃料电池，下列说法正确的是
A．放电过程中，K+均向负极移动
B．放电过程中，KOH物质的量均减小
C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料电池的理论放电量最大
D．消耗1mlO2时，理论上N2H4—O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L
2．（2021·天津·南开中学高三阶段练习）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．在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B．阳极上的反应式为：+2H++2e-=+H2O
C．制得乙醛酸，理论上外电路中迁移了电子
D．双极膜中间层中的在外电场作用下向铅电极方向迁移
3．（2022·全国·高三专题练习）某燃料电池主要构成要素如图所示，下列说法正确的是
A．电池可用于乙醛的制备
B．b电极为正极
C．电池工作时，a电极附近pH降低
D．a电极的反应式为O2+4e- -4H+ =2H2O
4．（2022·全国·高三专题练习）熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为(x=5~3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是
A．Na2S4的电子式为
B．放电时正极反应为
C．Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极
D．该电池是以为隔膜的二次电池
5．（2022·福建省福州教育学院附属中学高二期末）采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是
A．阳极反应为
B．电解一段时间后，阳极室的pH未变
C．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移
D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量
6．（2022·全国·高三专题练习）电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是
A．Ag为阳极B．Ag+由银电极向变色层迁移
C．W元素的化合价升高D．总反应为：WO3+xAg=AgxWO3
7．（2022·全国·高三专题练习）利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是
A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能
B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+2H++2MV+
C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3
D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
8．（2022·全国·高三专题练习）随着电池的研究取得了新进展，某小组以该电池为电源电解处理含废水和含、的酸性废水，并分别获得溶液和单质镍。电解处理的工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．电池可使用水溶液做电解液
B．X与该电池的Li电极相连
C．若去掉离子膜M将两室合并，则X电极的反应不变
D．离子膜M为阳离子交换膜，离子膜N为阴离子交换膜
9．（2022·全国·高三专题练习）化学家正在研究尿素燃料电池，尿素燃料电池结构如图所示，用这种电池直接去除城市废水中的尿素，下列有关描述正确的是
A．甲电极为电池的正极
B．乙电极的电极反应式为：
C．电池工作时氢离子向甲电极移动
D．电池工作时，理论上净化消耗标准状况下
10．（2022·全国·高三专题练习）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，如图所示。下列说法正确的是
A．X是阳极
B．Y极发生还原反应
C．该装置将电能转化为化学能
D．X极的电极反应为：Fe2＋-e → Fe3＋
11．（2022·全国·高三专题练习）电化学催化重整法将转化为甲烷的原理如下图所示。下列有关说法正确的是
A．电解过程中化学能转化成电能
B．Cu电极发生的反应为
C．电解过程中，由左室向右室移
D．电解过程中，右室里的KOH溶液浓度逐渐变大
12．（2022·全国·高三专题练习）某科研团队利用连续闭合的电化学—化学反应循环实现氮还原的原理示意图如图所示，其中Fe—TiO2作为氮还原的催化剂，则下列说法正确的是
A．氢离子由A电极经过质子交换膜移向B电极
B．电解液中POM2转化为POM1的过程为还原反应
C．A电极的电势低于B电极
D．该电池生成3ml氧气时可还原氮气44.8L
13．（2022·全国·模拟预测）一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物为固态电解质，其电池结构如图1所示，图2是有机高聚物的结构片段。其电池总反应为：；下列说法不正确的是
A．吸收ZnSO4溶液的有机高聚物固态电解质中离子可自由移动
B．充电时，SO向阴极移动
C．放电时，含有锌膜的碳纳米管纤维作电池负极
D．放电时，电极的正极反应为：MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-
14．（2022·全国·高三专题练习）近期，我国科技工作者设计了一种电催化装置(如图所示)，实现了低电压电解产氢和硫元素的回收利用。下列说法正确的是
A．通电后负极区溶液的pH减小
B．交换膜b为阴离子交换膜
C．阳极区的电极反应为
D．电路中转移时，中间隔离室离子数增加
15．（2022·全国·高三专题练习）利用假单胞菌分解有机物的电化学原理如图所示。下列说法正确的是
A．该过程将电能转化为化学能
B．电流方向：b电极→用电器→a电极
C．负极的电极反应式为：X+2e- =Y+2H+
D．当外电路通过4 NA电子时，消耗氧气的体积为22.4 L
二、非选择题，共6小题
16．（2021·北京·模拟预测）根据下列要求回答下列问题。
(1)次磷酸钴[C(H2PO2)2]广泛用于化学镀钴，以金属钴和次磷酸钠为原料，采用四室电渗析槽电解法制备，原理如图：
则C的电极反应式为___________，A、B、C为离子交换膜，其中B为___________离子交换膜(填“阳”或“阴”)。
(2)我国科研人员研制出的可充电“Na­CO2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，总反应方程式为4Na＋3CO22Na2CO3＋C．放电时该电池“吸入”CO2，其工作原理如图所示：
①放电时，正极的电极反应式为___________。
②若生成的Na2CO3和C全部沉积在正极表面，当正极增加的质量为28g时，转移电子的物质的量为___________。
③可选用高氯酸钠­四甘醇二甲醚作电解液的理由是___________。
17．（2021·北京·模拟预测）电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题：
(1)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺如图所示：
①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。产生ClO2的电极应连接电源的___________(填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为_____________________。
②a极区pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③图中应使用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(2)电解K2MnO4溶液制备KMnO4。工业上，通常以软锰矿(主要成分是MnO2)与KOH的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的K2MnO4，化学方程式为___________。用镍片作阳极(镍不参与反应)，铁板为阴极，电解K2MnO4溶液可制备KMnO4。上述过程用流程图表示如下：
则D的化学式为___________；阳极的电极反应式为___________；阳离子迁移方向是___________。
(3)电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3，其工作原理如图所示：
①阴极的电极反应式为___________。
②将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3，则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为___________。
18．（2021·北京·模拟预测）回答下列问题
(1)氢碘酸也可以用“电解法”制备，装置如图所示。其中双极膜(BPM)是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH-；AB为离子交换膜。
①B膜最佳应选择___________。
②阳极的电极反应式是___________。
③少量的I－因浓度差通过BPM膜，若撤去A膜，其缺点是___________。
(2)利用电化学高级氧化技术可以在电解槽中持续产生·OH，使处理含苯酚(C6H5OH)废水更加高效，装置如下图所示。已知a极主要发生的反应是O2生成H2O2，然后在电解液中产生·OH并迅速与苯酚反应。
①b极连接电源的___________极(填“正”或“负”)。
②a极的电极反应式为___________。
③除电极反应外，电解液中主要发生的反应方程式有___________。
19．（2021·北京·模拟预测）请回答下列问题：
(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许________离子通过，氯气的逸出口是________(填标号)。
(2)CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示：
①阴极上的反应式为_______________。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，则消耗的CH4和CO2体积比为________。
20．（2021·北京·模拟预测）电化学普遍应用于生活和生产中，前途广泛，是科研的重点方向。
(1)为处理银器表面的黑斑()，将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，可转化为Ag。食盐水的作用为___________。
(2)用原电池原理可以除去酸性废水中的三氯乙烯和，其原理如图所示(导电壳内部为纳米铁)。
①正极电极反应式为：___________。
②在标准状况下，当电路中有0.4ml电子转移时，就会有___________L乙烷生成。
(3)一种钾离子电池的工作原理如图所示。
①放电时通过阳离子交换膜向___________电极移动(填“石墨”或“”)。
②充电时，阳极的电极反应式为：___________。
(4)已知双极膜是一种复合膜，在电场作用下双极膜中间界面内水解离为和并实现其定向通过。用下图所示的电化学装置合成重要的化工中间体乙醛酸。
①阴极电极反应式为___________。
②其中的作用是___________。
③制得2ml乙醛酸，理论上外电路中迁移了___________ml电子。
21．（2020·全国·模拟预测）氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的基本化学工业，回答下列问题：
(1)工业电解饱和溶液的化学方程式为_______。
(2)氯碱工业中采取膜技术，若阳离子交换膜损伤会造成阳极能检测到，产生的电极反应式为_______。下列生产措施有利于提高产量、降低阳极含量的是_______。
a．定期检查并更换阳离子交换膜
b．向阳极区加入适量盐酸
c．使用Cl-浓度高的精制饱和食盐水为原料
d．停产一段时间后，继续生产
(3)氯碱工业是高耗能产业，按下图将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上，且相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。
①图中装置I和装置II中属于原电池的是_______(选填装置编号)。
②X的化学式为_______；Y在装置II中发生的电极反应为_______。
③图中氢氧化钠质量分数大小关系为a%_______b%。(选填“>”、“=”或“＜”)
参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
碱性环境下，甲醇燃料电池总反应为：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O；N2H4-O2清洁燃料电池总反应为：N2H4+O2=N2+2H2O；偏二甲肼[(CH3)2NNH2]中C和N的化合价均为-2价，H元素化合价为+1价，所以根据氧化还原反应原理可推知其燃料电池的总反应为：(CH3)2NNH2+4O2+4KOH=2K2CO3+N2+6H2O，据此结合原电池的工作原理分析解答。
【详解】
A．放电过程为原电池工作原理，所以钾离子均向正极移动，A错误；
B．根据上述分析可知，N2H4-O2清洁燃料电池的产物为氮气和水，其总反应中未消耗KOH，所以KOH的物质的量不变，其他两种燃料电池根据总反应可知，KOH的物质的量减小，B错误；
C．理论放电量与燃料的物质的量和转移电子数有关，设消耗燃料的质量均为mg，则甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2放电量（物质的量表达式）分别是：、、，通过比较可知(CH3)2NNH2理论放电量最大，C正确；
D．根据转移电子数守恒和总反应式可知，消耗1mlO2生成的氮气的物质的量为1ml，在标准状况下为22.4L，D错误；
故选C。
2．D
【解析】
【分析】
该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，阳极上Br-被氧化为Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的H+在直流电场作用下移向阴极，OH-移向阳极。
【详解】
A．KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的Br2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物，故A错误；
B．阳极上为Br-失去电子生成Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，故B错误；
C．电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，1ml乙二酸生成1ml乙醛酸转移电子为2ml，1ml乙二醛生成1ml乙醛酸转移电子为2ml，根据转移电子守恒可知每生成1ml乙醛酸转移电子为1ml，因此制得2ml乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2ml电子，故C错误；
D．由上述分析可知，双极膜中间层的H+在外电场作用下移向阴极，即H+移向铅电极，故D正确；
综上所述，说法正确的是D项，故答案为D。
3．A
【解析】
【分析】
该燃料电池中，乙烯和水发生氧化反应，所以通入乙烯和水的电极是负极，氧气易得电子发生还原反应，所以通入氧气的电极是正极，由图可知负极上乙烯和水生成乙醛和氢离子，氢离子移向正极，正极上氧气和氢离子反应生成水，x为水，由此分析。
【详解】
A．该电池将乙烯和水转化为了乙醛，可用于乙醛的制备，故A符合题意；
B．根据分析，a电极为正极，b电极为负极，故B不符合题意；
C．电池工作时，氢离子移向正极，a电极的反应式为O2+4e- +4H+ =2H2O，a电极附近pH升高，故C不符合题意；
D．根据分析，a电极为正极，正极发生还原反应，a电极的反应式为O2+4e- +4H+ =2H2O，故D不符合题意；
答案选A。
4．C
【解析】
【分析】
根据电池反应：可知，放电时，钠作负极，发生氧化反应，电极反应为：Na-e-= Na+，硫作正极，发生还原反应，电极反应为，据此分析。
【详解】
A．Na2S4属于离子化合物，4个硫原子间形成三对共用电子对，电子式为，故A正确；
B．放电时发生的是原电池反应，正极发生还原反应，电极反应为：，故B正确；
C．放电时，Na为电池的负极，正极为硫单质，故C错误；
D．放电时，该电池是以钠作负极，硫作正极的原电池，充电时，是电解池，为隔膜，起到电解质溶液的作用，该电池为二次电池，故D正确；
答案选C。
5．D
【解析】
【分析】
a极析出氧气，氧元素的化合价升高，做电解池的阳极，b极通入氧气，生成过氧化氢，氧元素的化合价降低，被还原，做电解池的阴极。
【详解】
A.依据分析a极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以阳极的反应式是2H2O-4e-=4H++O2↑，故A正确，但不符合题意；
B.电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时间后，阳极室的pH值不变，故B正确，但不符合题意；
C.有B的分析可知，C正确，但不符合题意；
D.电解时，阳极的反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，阴极的反应为：O2+2e-+2H+=H2O2，总反应为：O2+2H2O=2H2O2，要消耗氧气，即是a极生成的氧气小于b极消耗的氧气，故D错误，符合题意；
故选：D。
6．C
【解析】
【分析】
从题干可知，当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3器件呈现蓝色，说明通电时，Ag电极有Ag+生成然后经固体电解质进入电致变色层，说明Ag电极为阳极，透明导电层时阴极，故Ag电极上发生氧化反应，电致变色层发生还原反应。
【详解】
A．通电时，Ag电极有Ag+生成，故Ag电极为阳极，故A项正确；
B．通电时电致变色层变蓝色，说明有Ag+从Ag电极经固体电解质进入电致变色层，故B项正确；
C．过程中，W由WO3的+6价降低到AgxWO3中的+(6-x)价，故C项错误；
D．该电解池中阳极即Ag电极上发生的电极反应为：xAg-xe- = xAg+，而另一极阴极上发生的电极反应为：WO3+xAg++xe- = AgxWO3，故发生的总反应式为：xAg + WO3 =AgxWO3，故D项正确；
答案选C。
【点睛】
电解池的试题，重点要弄清楚电解的原理，阴、阳极的判断和阴、阳极上电极反应式的书写，阳极反应式+阴极反应式=总反应式，加的过程中需使得失电子数相等。
7．B
【解析】
【分析】
由生物燃料电池的示意图可知，左室电极为燃料电池的负极，MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+，电极反应式为MV+—e—= MV2+，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+，反应的方程式为H2+2MV2+=2H++2MV+；右室电极为燃料电池的正极，MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+，电极反应式为MV2++e—= MV+，放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+，反应的方程式为N2+6H++6MV+=6MV2++NH3，电池工作时，氢离子通过交换膜由负极向正极移动。
【详解】
A项、相比现有工业合成氨，该方法选用酶作催化剂，条件温和，同时利用MV+和MV2+的相互转化，化学能转化为电能，故可提供电能，故A正确；
B项、左室为负极区，MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+，电极反应式为MV+—e—= MV2+，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+，反应的方程式为H2+2MV2+=2H++2MV+，故B错误；
C项、右室为正极区，MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+，电极反应式为MV2++e—= MV+，放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+，故C正确；
D项、电池工作时，氢离子（即质子）通过交换膜由负极向正极移动，故D正确。
故选B。
【点睛】
本题考查原池原理的应用，注意原电池反应的原理和离子流动的方向，明确酶的作用是解题的关键。
8．D
【解析】
【详解】
A．锂能与水反应，电池不能使用水溶液做电解液，故A错误；
B．电池中Li是负极，根据题意，Y电极生成金属Ni，Y是阴极，所以Y与该电池的Li电极相连，故B错误；
C．X电极的反应为，若去掉离子膜M将两室合并，氯离子在X极失电子生成氯气，故C错误；
D． a中Ba2+、c中的Cl-转移到b中生成，所以膜M为阳离子交换膜，离子膜N为阴离子交换膜，故D正确；
选D。
9．D
【解析】
【分析】
由尿素燃料电池结构图 可知，甲电极中氮元素由-3价上升为0价，失电子发生氧化反应作负极，电极反应式为CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6H+，乙电极得电子价态降低，作正极发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+4H+═2H2O，电池总反应为2CO(NH2)2+3O2=2CO2↑+2N2↑+4H2O，负极产生氢离子，透过质子交换膜移向正极，两极转移电子数目相等；据此作答。
【详解】
A．由上述分析可知，甲电极为电池的负极，乙电极为电池的正极，故A错误；
B．由上述分析可知，乙电极得电子价态降低，作正极发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+4H+═2H2O，故B错误；
C．由上述分析可知，电池工作时，负极产生氢离子，透过质子交换膜移向正极，即氢离子向乙电极移动，故C错误；
D．由上述分析可知，电池总反应为2CO(NH2)2+3O2=2CO2↑+2N2↑+4H2O，电池工作时，理论上净化，生成1mlN2，转移6ml e-，消耗标准状况下1.5mlO2，即标况下O2的体积为V(O2)=1.5ml×22.4L/ml=33.6L，故D正确；
答案为D。
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．装置有电源，说明是电解池，氢离子移向X极，X极是阴极；故A错误；
B．Y极是阳极，发生氧化反应；故B错误；
C．装置有电源，是电解池，是电能转化为化学能，故C正确；
D．X极是阴极，发生还原反应，电极反应为Fe3＋+e -=Fe2＋；故D错误；
故答案为：C
11．B
【解析】
【分析】
由图可知，Cu电极与电源的负极相连，它是电解池的阴极。
【详解】
A．电解是在直流电的作用下，物质间发生化学反应，所以电解过程中电能转化成化学能，A不正确；
B．Cu电极作阴极，CO2得电子产物与H2O反应生成CH4等，电极反应式为，B正确；
C．K+为阳离子，电解过程中向阴极移动，所以由右室向左室移动，C不正确；
D．电解过程中，右室里发生的反应为4OH- -4e- =O2↑+2H2O，所以KOH溶液浓度逐渐减小，D不正确；
故选B。
12．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据图示分析可知H2O在B电极失电子发生氧化反应生成氧气，B为电解池阳极，连接电源的正极，A电极为电解池阴极，连接电源负极，根据离子迁移规律氢离子由阳极移向阴极，即由B电极经过质子交换膜移向A电极， A错误；
B．电解液中转化为的过程为氧化反应，B错误；
C．A电极为阴极，电势低于B电极，C正确 ；
D．根据得失电子守恒，阳极生成3ml转移12ml，可还原2ml，标准状况下体积为44.8L，选项中未指明标准状况，D错误；
故选C。
13．B
【解析】
【详解】
A．内电路通过离子的移动导电，所以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物固态电解质中离子可自由移动，故A正确；
B．充电时，阴离子移向阳极，SO向阳极移动，故B错误；
C．根据总反应式，放电时，锌的化合价升高，含有锌膜的碳纳米管纤维作电池负极，故C正确；
D．放电时，MnO2中Mn元素的化合价降低生成MnOOH，所以电极的正极反应为MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH -，故D正确；
选B。
14．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．负极区与电源负极相连，又称为阴极区，其溶液的电极反应：，氢离子浓度减小，pH增大，故A错误；
B．阳极区的电极反应为，钠离子透过交换膜b进去中间隔离室，b为阳离子交换膜，故B错误；
C．根据图示可知电极反应为，故C正确；
D．电路中转移2 ml 时，阳极区2 ml 进入中间隔离室，阴极区1 ml 进入中间隔离室，中间隔离室离子数增加，故D错误；
故答案：C。
15．B
【解析】
【分析】
由图可知，b极氧气得电子发生还原反应，作正极，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，则a极为负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为X-2e-═Y+2H+，正极区消耗氢离子，负极区生成氢离子，氢离子由负极区透过质子交换膜进入正极区，据此分析解题。
【详解】
A．由图结合分析可知，该装置为原电池，是将化学能转化为电能的装置，A错误；
B．由分析可知，该装置中a电极为负极，b电极为正极，电子由负极a流出，经过导线进入b电极，电流方向和电子流向相反，所以电流流向：b电极→用电器→a电极，B正确；
C．根据图中反应过程可知，X到Y少了2个H，发生失电子的氧化反应，有机物X失去失去2个电子生成Y，故负极的电极反应式为X-2e-═Y+2H+，C错误；
D．由于题干中未告知气体O2所处的状态，故无法计算消耗氧气的体积，D错误；
故答案为：B。
16．(1) C-2e-=C2＋ 阴
(2) 3CO2＋4Na＋＋4e-=2Na2CO3＋C 0.5ml 导电性好、与金属钠不反应、难挥发等
【解析】
【分析】
(1)
以金属钴和次磷酸钠为原料，用电解法制备次磷酸钴[C(H2PO2)2]，C的化合价从0升高到＋2，则C的电极反应式为C-2e-=C2+，产品室可得到次磷酸钴的原因是阳极室中的C2＋通过阳离子交换膜进入产品室，原料室中的H2PO通过阴离子交换膜进入产品室与C2＋结合生成C(H2PO2)2，所以B是阴离子交换膜；
(2)
①放电时，正极发生得到电子的还原反应，则根据总反应式可知电极反应式为3CO2＋4Na＋＋4e-=2Na2CO3＋C；
②根据反应式可知每转移4ml电子，正极质量增加2×106g＋12g=224g，所以当正极增加的质量为28g时，转移电子的物质的量为×4ml=0.5ml；
③根据题干信息以及金属钠的化学性质可知可选用高氯酸钠­四甘醇二甲醚作电解液的理由是其导电性好、与金属钠不反应、难挥发等。
17．(1) 正极 Cl-－5e-＋2H2O=ClO2↑＋4H＋ 增大 阳
(2) 2MnO2＋4KOH＋O22K2MnO4＋2H2O KOH －e-= K＋由阳离子交换膜左侧向右侧迁移
(3) NO＋5e－＋6H＋=＋H2O 1∶4
【解析】
【分析】
(1)
①根据题意可知，Cl－放电生成ClO2的电极为阳极，接电源的正极。根据元素守恒，有水参加反应，同时生成H＋，电极反应式为Cl－－5e－＋2H2O=ClO2↑＋4H＋；②a极区为阴极区，电极反应式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，阴极区OH－浓度增大，溶液的pH增大；③根据溶液中电荷守恒的规律，图中应使用阳离子交换膜。
(2)
软锰矿(主要成分是MnO2)与KOH小火加热至熔融，得到K2MnO4，Mn元素化合价由＋4价升为＋6价，则空气中的O2作氧化剂，化学方程式为2MnO2＋4KOH＋O2 2K2MnO4＋2H2O；电解锰酸钾溶液时，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，K＋通过阳离子交换膜由左侧向右侧迁移，所以D是氢氧化钾溶液，阳极上失电子生成，电极反应式为－e－===。
(3)
①由图示可知，NO在阴极上得电子生成，电极反应式为NO＋5e－＋6H＋=＋H2O；②NO在阳极上失电子生成，电极反应式为NO－3e－＋2H2O =＋4H＋，电解总反应式为8NO＋7H2O 3NH4NO3＋2HNO3，故当实际参加反应的NO为8 ml时，要将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3，还应通入2 ml NH3，则n(NH3)∶n(NO)＝2 ml∶8 ml＝1∶4。
18．(1) Na＋交换膜 2H2O－4e-=O2↑＋4H＋ I-会在阳极失电子得到碘单质，沉积在阳极表面，损伤阳极板
(2) 正 O2＋2e-＋2H＋=H2O2 C6H6O＋28·OH=6CO2↑＋17H2O
【解析】
【分析】
(1)
①从图上看，右端的BPM膜和B膜之间产生NaOH，BPM膜提供OH－，B膜最好是Na＋交换膜；②阳极附近溶液为硫酸溶液，水电离出的氢氧根离子失电子，故阳极的电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋；③A膜应为阳离子交换膜，阳极产生的H＋透过A膜和少量的I－反应得到少量的HI，若撤去A膜，I－会在阳极失电子得到碘单质，沉积在阳极表面，损伤阳极板。
(2)
①a极主要发生的反应是O2生成H2O2，O元素化合价降低、得到电子、发生还原反应，则a电极为阴极、与电源负极相接，所以b电极为阳极、与电源正极相接；②a电极为阴极，O2得到电子生成H2O2，电解质溶液显酸性，电极反应式为O2＋2e－＋2H＋=H2O2；③H2O2分解产生·OH，化学方程式为H2O2=2·OH，·OH除去苯酚生成无毒的氧化物，该氧化物为CO2，反应的化学方程式为C6H6O＋28·OH=6CO2↑＋17H2O。
19．(1) Na＋ a
(2) CO2＋2e－=CO＋O2－ 6∶5
【解析】
【分析】
(1)
结合题图电解装置，可知阴极上水电离出的H＋得电子生成H2，Na＋从左侧通过离子膜向阴极移动，即该装置中的离子膜只允许Na＋通过；电解时阳极上Cl－失去电子，Cl2在a出口逸出。
(2)
①结合图示可知CO2在阴极发生还原反应生成CO，即阴极上的反应式为CO2＋2e－=CO＋O2－。②设生成C2H4和C2H6的物质的量分别为2 ml和1 ml，则反应中转移电子的物质的量为4 ml×2＋2 ml×1＝10 ml，根据碳原子守恒，可知反应的CH4为6 ml；则由CO2→CO转移10 ml电子，需消耗5 ml CO2，则反应中消耗CH4和CO2的体积比为6∶5。
20． 作电解质溶液 1.12 K0.5MnO2 Br2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物 2
【解析】
【分析】
【详解】
(1)为处理银器表面的黑斑(Ag2S)，将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，该装置构成原电池，食盐水作电解质溶液，形成原电池，故答案为：作电解质溶液；
(2)①原电池正极得电子发生还原反应，据题图可知在酸性条件下，正极上C2HCI3，被还原为乙烷，则电极反应式为；
②根据电极反应式，当电路中有0.4ml电子转移时,就会有0.05ml乙烷生成，其体积是；
(3)①放电时为原电池，K+通过阳离子交换膜由负极石墨电极向正极K0.5MnO2移动；
②充电时为电解池，阴阳极反应与原电池负正极反应相反，即阳极反应式为；
(4)①阴极发生还原反应，其电极反应式为；
②该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，阳极上Br-被氧化为Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，故Br2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物；
③阳极区和阴极区均有乙醛酸生成，且1ml乙二酸转化为1ml乙醛酸、与1ml乙二醛转化为1ml乙醛酸均转移2ml电子，根据电子守恒，理论上外电路中迁移2ml电子，则制得2ml乙醛酸。
21． abc 装置II ＜
【解析】
【分析】
装置I是电解池，电解饱和食盐水，装置I右端产生NaOH溶液，说明右端电极是阴极，发生反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，因此Y是氢气，装置I的左端是阳极，发生反应：2Cl--2e-=Cl2↑，X为Cl2，氯气和NaOH溶液的反应的离子方程式为：2OH-+Cl2=ClO-+Cl-+H2O，装置II中通氧气的一极为正极，环境是NaOH溶液，因此正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，产生的NaOH浓溶液。
【详解】
(1)工业电解饱和溶液生成氢氧化钠、氯气、氢气，化学方程式为。故答案为：；
(2)氯碱工业中采取膜技术，若阳离子交换膜损伤会造成阳极能检测到，阳极，氢氧根离子失电子得到氧气，产生的电极反应式为。下列生产措施有利于提高产量、降低阳极含量的是：
a．定期检查并更换阳离子交换膜，减少阳极产生氧气的机会，故a选；
b．向阳极区加入适量盐酸，降低氢氧根离子的浓度，故b选；
c．使用Cl-浓度高的精制饱和食盐水为原料，提高氯离子浓度，故c选；
d．停产一段时间后，继续生产，对产物没有影响，故d不选；
故选abc；
故答案为：；abc；
(3)①图中装置I是电解池，电解饱和食盐水，装置II是燃料电池，Y是氢气，属于原电池的是装置II(选填装置编号)。故答案为：装置II；
②装置I的左端是阳极，发生反应：2Cl--2e-=Cl2↑，X的化学式为；装置II是燃料电池，Y是氢气，氢气在装置II中发生氧化反应生成水，电极反应为。故答案为：；；
③装置II中通氧气的一极为正极，环境是NaOH溶液，因此正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，产生的NaOH浓溶液，图中氢氧化钠质量分数大小关系为a%＜b%。(选填“>”、“=”或“＜”)，故答案为：＜。