2024届高三新高考化学大一轮专题练习--电解池

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习--电解池，共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

2024届高三新高考化学大一轮专题练习--电解池
一、单选题
1．（2023·浙江·统考高考真题）氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是
  
A．电极A接电源正极，发生氧化反应
B．电极B的电极反应式为：
C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的溶液
D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗
2．（2023·河南安阳·统考三模）二氧化氯(ClO2 )是一种安全的绿色消毒剂，实验室可用下列方法制备：
①电解NH4Cl的盐酸溶液制得NCl3(N元素为-3价)溶液；
②将NCl3溶液与NaClO2溶液混合制得ClO2。
下列说法正确的是
A．①中在电解池的阴极得到NCl3
B．组成①中的电解池除需要有电源、导线和大烧杯等，还必须有两个不同材质的电极
C．②中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比是6：1
D．②中反应后的溶液中主要存在的阳离子是Na+
3．（2023·全国·统考高考真题）室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx

下列叙述错误的是
A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
B．放电时外电路电子流动的方向是a→b
C．放电时正极反应为：2Na++S8+2e-→Na2Sx
D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
4．（2022秋·河南漯河·高三统考期末）下列说法中，正确的是
A．已知S(g)+O2(g)=SO2(g)    △H1，S(s)+O2(g)=SO2(g)    △H2，则△H1＞△H2
B．合成氨工业控制温度为773K是为了尽可能提高平衡转化率
C．氯碱工业生产中使用的是阳离子交换膜电解槽
D．增大反应物浓度，活化分子百分数增加，有效碰撞次数增多，反应速率增大
5．（2023·辽宁·校联考模拟预测）劳动成就梦想。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
工厂帮工：电镀工程师向铁制零件上镀锌
锌的金属性强于铁
B
社区服务：志愿者用泡腾片为社区消毒
具有氧化性，能灭活病菌
C
家务劳动：制备面点时添加作抗氧化剂
具有还原性
D
学农活动：草木灰和铵态氮肥不能混合施肥
碳酸根促进铵根水解使氨气逸出，降低肥效

A．A B．B C．C D．D
6．（2023春·江苏·高三统考期中）碳中和可有效解决全球变暖，在稀硫酸中利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料，其转化为乙醛(CH3CHO)原理如图所示，下列说法正确的是

A．铜电极上产生CH3CHO的电极反应式为：2CO2-10e−+10H+=CH3CHO+3H2O
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．每产生22.4LO2电路中要通过4mol电子
D．电解时，Pt电极附近的pH减小
7．（安徽省十校联盟2023年第三届高三下学期数理化生解题能力竞赛化学试题）探究实验：①用多孔石墨电极对，电解硫酸钠溶液3min。②取出阴极石墨电极，插入硫酸铜溶液中，石墨电极上析出红色物质。③用蒸馏水洗涤该石墨电极，然后浸入硝酸银溶液中，石墨电极上析出白色固体。④把白色固体浸入稀硝酸溶液中，白色固体消失。下列对应的方程式错误的是
A．实验①：
B．实验②：
C．实验③：
D．实验④：
8．（2023·山东烟台·统考二模）以和为原料用锂介导电解法合成氨，电解质为的乙醇溶液，含锂物质的转化如图，下列说法错误的是

A．阴极反应为
B．合成1mol，电路上至少转移3mol电子
C．若用代替，则合成的氨气中可能存在
D．生成的反应为
9．（2023·北京房山·统考二模）某储能电池原理如图。下列说法正确的是

A．放电时透过多孔活性炭电极向中迁移
B．放电时负极反应：
C．充电时每转移1mol电子，理论上释放0.5mol
D．充电过程中。NaCl溶液浓度增大
10．（2023春·上海浦东新·高三华师大二附中校考期中）如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色，下列说法错误的个数是

①X是负极，Y是正极
②若用右侧装置(电解液改为溶液)在钥匙上镀铜，则将钥匙放在b处
③溶液的酸性先增强，当铜电极有气泡产生时，此后一段时间酸性会继续增强
④若用右侧装置(电解液改为溶液)精炼粗铜时，则将粗铜放在b处
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
11．（2022秋·河南洛阳·高三新安县第一高级中学校考阶段练习）全固态锂电池以比容量高、安全、轻便等优势成为电动汽车的理想电池。近期，研究者以硅和石墨为基体，分别负载 Li 和 S 作为电池电极，以 Li3PS4为固体电解质进行充放电实验，发现该 Li-S电池具有高离子电导率。该电池的装置如图所示，下列说法正确的是

A．Li 和 S无需基体负载，也能正常放电产生电流
B．充电时，阴极电极反应式为：S+2e-+ 2Li+=Li2S
C．放电时，Li+从Li电极经 Li3PS4固体电解质迁移到 S 电极
D．用该电池电解饱和食盐水时，若生成 22.4LH2，则需要消耗 14 g Li
12．（2023春·江苏南京·高三南京市江宁高级中学校联考期中）氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体。利用太阳能电池电解得到高纯的装置如图所示：
  
下列说法正确的是
A．该装置工作时，只发生两种形式能量的转化
B．电解过程中由b极区向a极区迁移
C．电解时b极区溶液中减少
D．电解过程中参与反应，得到3mol电子
13．（2023春·山东济宁·高三统考期中）原电池原理在污染处理方面有重要应用。微生物脱盐池的a极上加入了呼吸细菌，工作时可将工业废水中的有机污染物转化为CO2，其工作原理如图所示。下列说法正确的是

A．工作时，a极发生氧化反应
B．工作时，电流从a极流向b极
C．M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜，脱盐室最终可得到淡盐水
D．若b极上消耗标准状况下11.2L气体，通过N膜的离子的物质的量为2mol

二、多选题
14．（2023·山东临沂·统考二模）己二腈是合成尼龙-66的中间体。利用丙烯腈()电解制备己二腈的原理如图1所示；己二腈、丙腈()的生成速率与季铵盐浓度的关系如图2所示。

下列说法错误的是
A．季铵盐作电解质，并有利于丙烯腈的溶解
B．电解过程中稀硫酸的浓度逐渐减小
C．生成己二腈的电极反应式为
D．季铵盐的浓度为时，电解1h通过质子交换膜的为

三、非选择题
15．（2023春·四川成都·高三四川省成都市新都一中校联考期中）电化学原理在工农业生产中有重要应用。已知N2H4是一种重要的清洁高能燃料，根据如图所示装置回答下列问题(C1～C6均为石墨电极，假设各装置在工作过程中溶液体积不变)：

(1)甲装置C2电极为___________极(填“正”“负”“阳”或“阴”)，C1电极上的电极反应式为___________。
(2)乙装置___________(填“是”或“不是”)电镀池，若乙装置中溶液体积为400 mL，开始时溶液pH为6，当电极上通过0.04 mol电子时，溶液pH约为___________。
(3)丙装置用于处理含高浓度硫酸钠的废水，同时获得硫酸、烧碱及氢气，膜X为___________交换膜(填“阳离子”“阴离子”或“质子”)，当电极上通过0.04 mol电子时，中间硫酸钠废水的质量改变___________ g(假定水分子不能通过膜X和膜Y)。
(4)电解一段时间后，丁装置的电解质溶液中能观察到的现象是___________，丁装置中电解反应的总化学方程式为___________。
16．（2023春·江苏镇江·高三统考期中）通常情况下，含砷As废水中同时存在三价砷和五价砷。工业上常用处理。去除过程中存在反应：，。
已知：①三价砷的毒性高于五价砷；
②；
③具有较强的氧化性。pH越小，其氧化性越强，稳定性越弱。
(1)pH约为7时，为除去废水中的砷，常加入的混合溶液，选择该试剂的原因是________。
(2)一定条件下，溶液的pH对去除废水中的砷的去除率影响如图所示：

①当时，pH越大，砷去除率越低，其原因可能是________。
②当时，pH越小，砷去除率越低，其原因可能是________。
(3)工业上可以通过电解浓溶液制备，其工作原理如图所示。阳极的电极反应式为________。

(4)易溶于水、有氧化性，利用体系去除废水中的五价砷，反应机理如图所示。反应均在粉表面进行，其中，·OH(羟基自由基)是一种不带电荷的活性中间体，“·”表示未成对电子。

①写出·OH的电子式________。
②在此过程中的作用与发生的变化可描述为________。
17．（2023春·山东菏泽·高三统考期中）电化学原理广泛应用于日常生活、生产和科学技术等方面，以满足不同的需要。根据如图所示实验装置，分别回答下列问题：

(1)装置1中石墨棒电极的电极反应式为_______。
(2)装置2中的是_______(填“正”或“负”)极，该装置发生的总反应的离子方程式为_______。
(3)装置3中甲烧杯盛放的溶液，乙烧杯盛放的溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞试液，观察到石墨电极附近首先变红。
①甲烧杯中铁电极的电极反应为_______。
②乙烧杯中电解反应的离子方程式为_______。
③停止电解，取出电极，洗涤、干燥、称量，电极增重，则甲烧杯中产生的气体在标准状况下的体积为_______。
(4)装置4为甲烷燃料电池的构造示意图。负极的电极反应式为_______。

18．（2023秋·福建泉州·高三统考期末）电工用铜纯度应大于99.95%，工业上一般采用电解精炼的方式提纯铜。
(1)电解精炼的原理如图。

①纯铜薄片连接电源的_______极。
②电解一段时间后，电解液中浓度增大的金属阳离子是_______。
(2)电解精炼铜的废液中含大量和，利用双膜三室电沉积法回收铜的装置如图。

①交换膜b为_______离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
②阳极的电极反应式为_______。
③若从浓缩室收集到1L 0.5mol/L的溶液，则阴极可回收_______g铜(不考虑副反应)。

参考答案：
1．B
【详解】A．电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池阳极，因此电极A接电源正极，发生氧化反应，故A正确；
B．电极B为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为：，故B错误；
C．右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右边，在右室获得浓度较高的溶液，故C正确；
D．改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B处的氧化性，通过反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗，故D正确。
综上所述，答案为B。
2．D
【分析】氯化铵溶液加入盐酸后电解生成氢气、NCl3溶液，阴极生成氢气，阳极生成NCl3，电解方程式为NH4Cl+2HClNCl3+3H2↑，加入NaClO2溶液发生反应生成ClO2、NH3和X溶液，NCl3中N元素为-3价，该反应中Cl元素化合价由+3价变为+4价，失电子发生氧化反应，则还存在Cl元素得电子发生还原反应，所以溶液X中含Cl-，溶液呈碱性，所以还存在OH-，发生反应为：NCl3+6NaClO2+3H2O=6ClO2+NH3+3NaOH+3NaCl，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，①中氯化铵溶液加入盐酸后电解生成氢气、NCl3溶液，阴极生成氢气，阳极生成NCl3，电解方程式为NH4Cl+2HClNCl3+3H2↑，A错误；
B．根据电解池的组成可知，组成①中的电解池除需要有电源、导线和大烧杯等，还必须有两个惰性电极，可以是相同材质如均为石墨，也可以不同材质如石墨作阳极，Cu作阴极等，B错误；
C．由分析可知，②中反应方程式为NCl3+6NaClO2+3H2O=6ClO2+NH3+3NaOH+3NaCl，故氧化剂NCl3与还原剂NaClO2的物质的量之比是1：6，C错误；
D．由分析可知，②中反应方程式为NCl3+6NaClO2+3H2O=6ClO2+NH3+3NaOH+3NaCl，故反应后的溶液中主要存在的阳离子是Na+，D正确；
故答案为：D。
3．A
【分析】由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。
【详解】A．充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na+由硫电极迁移至钠电极，A错误；
B．放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极，硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na+结合得到Na2Sx，电子在外电路的流向为a→b，B正确；
C．由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为2Na++S8+2e-→Na2Sx，C正确；
D．炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D正确；
故答案选A。

4．C
【详解】A．已知S(g)+O2(g)=SO2(g)H1，S(s)+O2(g)=SO2(g)H2，且等质量的物质气态时具有的总能量高于固态时具有的总能量，故前者放出热量更多，且放热，则H1＜H2，A错误；
B．已知合成氨的焓变为负，为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则控制温度（773K）远高于室温，不能提高平衡转化率，工业控制温度为773K是为了加快反应速率和催化剂的最适宜温度，提高生成效率，B错误；
C．氯碱工业生产中是用惰性电极电解饱和食盐水，阳极反应式为：2Cl- -2e-=Cl2↑，阴极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，为了避免Cl2与NaOH溶液反应，H2和Cl2接触发生反应甚至爆炸，工业使用的是阳离子交换膜电解槽，C正确；
D．增大反应物浓度，活化分子百分数不变，但由于单位体积内的活化分子数增多，有效碰撞次数增多，反应速率增大，D错误；
故答案为：C。
5．A
【详解】A．电镀工程师向铁制零件上镀锌，与锌和铁的金属性强弱无关，A错误；
B．ClO2具有氧化性，能灭活病菌，志愿者用ClO2泡腾片为社区消毒，B正确；
C．Na2S2O5具有还原性，制备面点时添加Na2S2O5作抗氧化剂，C正确；
D．碳酸根促进铵根水解使氨气逸出，降低肥效，草木灰和铵态氮肥不能混合施肥，D正确；
故答案为：A。
6．D
【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O—4e—=O2↑+4H+，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙醛和水，电极反应式为2CO2+10e−+10H+=CH3CHO+3H2O，电解池工作时，氢离子通过阳离子交换膜由阳极室进入阴极室。
【详解】A．由分析可知，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙醛和水，电极反应式为2CO2+10e−+10H+=CH3CHO+3H2O，故A错误；
B．由分析可知，电解池工作时，氢离子通过阳离子交换膜由阳极室进入阴极室，故B错误；
C．缺标准状况下，无法计算22.4L氧气的物质的量和电路中要通过电子的物质的量，故C错误；
D．由分析可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O—4e—=O2↑+4H+，则电解时，Pt电极附近溶液的pH减小，故D正确；
故选D。
7．D
【详解】A．电解硫酸钠溶液相当于在电解水，因此方程式为：，A正确；
B．析出的红色物质为Cu，因此反应方程式为：，B正确；
C．析出的白色固体为Ag单质，因此反应方程式为：，C正确；
D．Ag与稀硝酸溶液反应生成一氧化氮而不是二氧化氮，因此方程式为：，D错误；
故选D。
8．A
【分析】由含锂物质的转化示意图可知，氢离子和锂离子作用下氮气在阴极得到电子生成LixNH3−x，电极反应式为，C2H5O−作用下氢气在阳极失去电子生成乙醇，电极反应式为，生成氨气的反应方程式为，电池总反应为。
【详解】A． 由分析可知，阴极发生的反应为氢离子和锂离子作用下氮气在阴极得到电子生成LixNH3−x，电极反应式为，故A错误；
B．由分析可知，电池总反应为，则合成1mol，电路上至少转移3mol电子，故D正确；
C．由分析可知，阳极生成的C2H5OD与LixNH3−x反应得到的氨气中可能存在，故C正确；
D．由分析可知，生成氨气的反应方程式为，故D正确；
故选A。
9．B
【分析】放电时负极反应: ，正极反应: Cl2+2e-= 2C1-，消耗氯气，放电时，阴离子移向负极，充电时阳极: 2C1--2e-=Cl2↑；
【详解】A．放电时，阴离子向负极移动，则Cl-透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，选项A错误；
B．放电时负极发生失电子的氧化反应，电极反应式为，选项B正确；
C．充电时，每转移1mol电子，充电时阳极: 2C1--2e-=Cl2↑，不是CCl4释放Cl2，选项C错误；
D．充电时，阳极上为2C1--2e-=Cl2↑，Cl-被消耗，NaCl溶液浓度减小，选项D错误；
答案选B。
10．B
【分析】a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色，则b极上水放电得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，b为阴极，与之相连的Y为负极，则a为阳极、X为正极、Pt极为阳极、Cu为阴极；
【详解】①由分析可知，X是正极，Y是负极，错误；
②若用右侧装置(电解液改为溶液)在钥匙上镀铜，则镀件钥匙应该作为阴极，故放在b处，正确；
③溶液开始电解生成铜单质和氢离子，溶液酸性先增强；当铜电极有气泡产生时，此时本质为电解水，使得生成硫酸浓度变大，此后一段时间酸性会继续增强，正确；
④若用右侧装置(电解液改为溶液)精炼粗铜时，则将粗铜放在阳极a处，错误；
故选B。
11．C
【详解】A．硅和石墨为基体，分别负载 Li 和 S 作为电池电极，硫不导电，所以需用石墨为载体，故A错误；
B．充电时，Li电极为阴极，阴极电极反应式为：Li++e-=Li，故B错误；
C．放电时，Li为负极、S为正极，阳离子由负极向正极移动，Li+从Li电极经 Li3PS4固体电解质迁移到 S 电极，故C正确；
D．没有明确是否为标准状况，22.4LH2的物质的量不一定是1mol，所以消耗Li的质量不一定是14g，故D错误；
选C。
12．B
【分析】由图可知，该装置为电解池，a电极为电解池的阳极，碱性条件下氨分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，b极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，氢氧根离子通过阴离子交换膜由阴极区移向阳极区。
【详解】A．由图可知，该装置工作时，存在的能量转化方式为太阳能转为电能、电能转为化学能，故有3种能量的转化，故A错误；
B．由分析可知，电解过程中，a电极为电解池的阳极，b极为阴极，氢氧根离子通过阴离子交换膜由阴极区移向阳极区，故B正确；
C．由分析可知，电解过程中，b极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，生成的氢氧根离子通过阴离子交换膜由阴极区移向阳极区，则b区氢氧化钾的物质的量不变，故C错误；
D．由分析可知，电解过程中，a电极为电解池的阳极，碱性条件下氨分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，故D错误；
故选B。
13．A
【分析】a极有机污染物转化为二氧化碳，失去电子为负极，b极为正极，因此工作时，a极发生氧化反应，电流从b极流向a极，据此分析解题。
【详解】A．a极有机污染物转化为二氧化碳，失去电子为负极，发生氧化反应，故A正确；
B．a极为负极，b极为正极，因此工作时，电流从b极流向a极，故B错误；
C．阴离子向a极迁移，阳离子向b极迁移，因此N为阳离子交换膜，M为阴离子交换膜，故C错误；；
D．若b极上消耗标准状况下11.2LO2，则外电路中通过2mole−，此时通过阳离子交换膜的电荷数为2mol，经过N膜的离子为Na＋和Ca2＋，其所带电荷数不同，故此离子数目无法确定，故D错误；
故答案选A。
14．BD
【详解】A．季铵盐属于盐类，能电离，作电解质，根据装置图可判断丙烯腈可溶于季铵盐溶液中，所以还有利于丙烯腈的溶解，A正确；
B．阳极是水电离出的氢氧根放电，反应是为4OH――4e－＝2H2O+O2↑，生成氢离子通过质子交换膜进入阴极室，电解过程中阳极室溶剂减少，硫酸的物质的量不变，因此电解过程中稀硫酸的浓度逐渐增大，B错误；
C．丙烯晴在阴极得到电子生成己二腈，生成己二腈的电极反应式为，C正确；
D．生成丙腈的电极反应式为，季铵盐的浓度为时，己二腈和丙腈的生成速率分别为3.4×10-3 mol/h和0.8×10-3 mol/h，则每小时通过质子交换膜的氢离子的物质的量最少为3.4×10-3 mol/h×1h×2+0.8×10-3 mol/h×1h×2=8.4×10-3mol，D错误；
答案选BD。
15．(1) 正 N2H4 - 4e− + 4OH− = N2↑ + 4H2O
(2) 不是 1
(3) 阴离子 2.84
(4) 有白色沉淀生成(若多答“沉淀变色及产生气泡”、“铁电极溶解”也可) Fe + 2H2OFe(OH)2 + H2↑

【详解】（1）由图可知，装置甲为燃料电池，通入N2H4的一极(Cl)为负极，负极的电极反应式为：N2H4 - 4e− + 4OH− = N2↑ + 4H2O，通入氧气的一极(C2)为正极，乙、丙、丁为电解槽。
（2）乙装置中阳极材料和电解质溶液中阳离子不同，故不是电镀池，C3电极为阳极，阳极上4OH− - 4e− = 2H2O + O2↑，当电路中通过0.04 mol e−时有0.04 mol OH−放电，同时产生0.04 mol H+，此时c(H+) == 0.1 mol·L−1，pH = 1。
（3）丙装置中C4电极为阳极，阳极上4OH− - 4e− = 2H2O + O2↑，同时产生H+，正电荷增多，故中间室的硫酸根离子通过阴离子交换膜进入阳极室形成硫酸，C5电极为阴极，在阴极上H+放电产生氢气，同时产生OH−，阴极室负电荷增多，中间室的Na+通过阳离子交换膜进入阴极室形成NaOH，当通过0.04 mol e−时，阳极室产生0.04 mol H+，有0.02 mol SO进入阳极室，阴极室产生0.04 mol OH−，也就有0.04mol Na+进入阴极室，故中间室减少的质量 = 0.02 × 96g/mol + 0.04 × 23g/mol = 2.84 g。
（4）丁装置中Fe电极为阳极，电极反应为Fe - 2e− = Fe2+，C6电极为阴极，电极反应为2H2O + 2e− = H2 + 2OH−，产生OH−，故Fe2+ + 2OH− = Fe(OH)2↓，故电解池中有白色沉淀生成(若多答“沉淀变色及产生气泡”、“铁电极溶解”也可)，电解的化学方程式为Fe + 2H2OFe(OH)2 + H2↑。
16．(1)K2FeO4将三价砷氧化为五价砷，5H2O+2+3=2FeAsO4↓++10OH-，五价砷的毒性更低，生成的FeAsO4溶解度小，更易除去；使沉淀需要补充Fe3+
(2) pH升高，高铁酸钾氧化性减弱，转化为FeAsO4沉淀的量减小，砷去除率降低 pH降低，高铁酸钾不稳定分解，浓度降低，砷去除率降低
(3)Fe-6e-+8OH-=+4H2O
(4) 作为氧化剂，先在铁表面与铁反应生成Fe2+和，反应的方程式为+Fe=2+Fe2+；继续与Fe2+反应生成Fe3+和•，反应的方程式为+Fe2+= Fe3++•+；Fe2+和Fe3+将废水中的五价砷转化为As(V)共沉淀

【详解】（1）由题给信息可知，除去废水中砷的过程，实际上是将砷元素转化为溶度积小的FeAsO4沉淀的过程，则pH约为7时，向废水中加入K2FeO4，将三价砷氧化为五价砷，反应的化学方程式为5H2O+2FeO+3=2FeAsO4↓++10OH-，由方程式可知FeO不能将完全转化为FeAsO4沉淀，溶液中还存在离子，还需要加入FeCl3溶液将离子完全转化为FeAsO4沉淀，达到除去废水中砷的目的，则去除效果较好的试剂是FeCl3、K2FeO4；
（2）① 由题给信息可知，溶液pH越小，K2FeO4氧化性越强，则当溶液pH>8时，溶液pH越大，K2FeO4氧化性减弱，转化为FeAsO4沉淀的量减小，导致砷去除率降低，故答案为：pH升高，高铁酸钾氧化性减弱，转化为FeAsO4沉淀的量减小，砷去除率降低；
② 由题给信息可知，溶液pH越小，K2FeO4稳定性越弱，则当溶液pH<5时，溶液pH越小，K2FeO4不稳定分解，溶液中浓度降低，导致砷去除率越低，故答案为：pH降低，高铁酸钾不稳定分解，浓度降低，砷去除率降低；
（3）与电源正极相连的Fe电极是阳极，发生失电子的氧化反应，生成高铁酸钾：Fe-6e-+8OH-=+4H2O；
（4）① •OH是水分子去掉一个氢原子形成的不带电荷的自由基，电子式为；
② 由反应机理示意图可知，作为氧化剂，先在铁表面与铁反应生成Fe2+和，反应的方程式为+Fe=2+Fe2+；继续与Fe2+反应生成Fe3+和•，反应的方程式为+Fe2+= Fe3++•+；Fe2+和Fe3+将废水中的五价砷转化为As(V)共沉淀，故答案为：作为氧化剂，先在铁表面与铁反应生成Fe2+和，反应的方程式为+Fe=2+Fe2+；继续与Fe2+反应生成Fe3+和•，反应的方程式为+Fe2+= Fe3+•+；Fe2+和Fe3+将废水中的五价砷转化为As(V)共沉淀。
17．(1)
(2) 负
(3) 224
(4)

【详解】（1）装置1中发生铁的吸氧腐蚀，铁为负极，石墨为正极，正极发生还原反应，氧气得到电子被还原为OH-，电极反应式为，故答案为：；
（2）装置2形成原电池，Cu作负极，电极反应式为，石墨电极为正极，电极反应式为，将正负极反应相加即得总反应为，故答案为：负；；
（3）①反应一段时间后，停止通电．向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红，说明在石墨电极上生成OH-离子，则石墨电极的电极反应式为，发生还原反应，为电解池的阴极，连接电源的负极，则铁为阳极，阳极发生氧化反应，电极反应式为，故答案为：；
②乙烧杯电解硫酸铜溶液，石墨为阳极，电极反应为，Cu为阴极，电极反应为，则电解的总反应为，故答案为：；
③取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g，则生成Cu的物质的量为，根据可知，转移的电子的物质的量为0.01mol×2=0.02mol，甲烧杯产生气体的反应为，转移0.02mol电子生成0.01mol氢气，在标况下的体积为0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL，故答案为：224；
（4）燃料电池中，通入燃料的一极为负极，负极发生氧化反应，则甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极为负极，电极反应式为，故答案为：。
18．(1) 负 (锌离子)
(2) 阴 25.6

【详解】（1）精炼铜时，电解液为含Cu2＋溶液，粗铜除含有Cu外，还含有比铜活泼的锌等杂质，锌和铜在阳极发生氧化反应生成离子，而阴极上只有Cu2＋得电子发生还原反应生成铜；
①电解时，粗铜在阳极，纯铜在阴极，则纯铜薄片连接电源的负极；
②电解过程锌也会失去电子生成锌离子，一段时间后，电解液中浓度增大的金属阳离子是(锌离子)；
（2）由题图可知，与透过交换膜进入浓缩室，由离子移动方向可知左侧电极为阴极，右侧电极为阳极；
①阴极区通过交换膜b进入浓缩室，故交换膜b为阴离子交换膜；
②右侧电极为阳极，电极上发生氧化反应生成，发生反应的电极反应式为；
③若浓缩室得到1 L 0.5的溶液，则有0.4 mol 进入浓缩室，电路上有0.8 mol电子通过，可析出0.4 mol Cu，其质量为25.6 g。