第四章 化学反应与电能 测试题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

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第四章 化学反应与电能测试题
一、选择题
1．下列说法正确的是
A．煤的干馏和石油的裂解均能得到乙烯
B．锌锰干电池是一次电池，其产生的电能属于一次能源
C．化学平衡常数值越大，反应物的平衡转化率越大，其反应速率也越快
D．硅可作半导体材料，可用于测定一些文物的年代，自然界中两种元素都以游离态存在
2．下列有关说法正确的是
A．镀锡铁皮的镀层破损后铁皮会加速腐蚀，主要原因是形成了原电池
B．形成的酸雨放置一段时间后pH降低，是因为的挥发
C．NaOH溶液可吸收NO和的混合气体，是因为NO和均为酸性氧化物
D．双氧水与在碱性环境下可制备消毒剂，是因为具有氧化性
3．用图示的方法可以保护钢质闸门，下列说法不正确的是

A．当a、b间用导线连接时，则X应发生氧化反应
B．当a、b间用导线连接时，则X可以是锌
C．当a、b与外接电源相连时，a应连接电源的负极
D．当a、b与外接电源相连时，其方法为牺牲阳极的阴极保护法
4．硼酸()为一元弱酸，已知与足量NaOH溶液反应的离子方程式为，可以通过电解的方法制备。电解溶液制备的原理如图所示，下列叙述正确的是

A．通电片刻后，M室pH增大，N室pH减小
B．a膜、c膜为阴离子交换膜，b膜为阳离子交换膜
C．理论上每生成1mol ，两极室共产生标准状况下11.2L气体
D．阳极的电极电势高于阴极的电极电势
5．下面是四个化学反应，你认为理论上不可以用于设计原电池的化学反应是
A．
B．
C．
D．
6．化学与生产、生活和社会发展密切相关，下列叙述正确的是
A．港珠澳大桥使用高性能富锌底漆防腐，依据的是外加电流的保护法
B．华为5G手机麒麟9000芯片(HUAWEIKirin)主要成分是二氧化硅
C．用于自来水的消毒和净化，是因为具有强氧化性，被还原后生成的水解生成胶状物净化水
D．根据反应可推知硅酸酸性比碳酸强
7．化学反应通常伴随着能量变化，下列说法中正确的是
A．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多
B．电解水制氢气时将部分化学能转化为电能
C．炸药爆炸时将部分化学能转化为动能
D．已知，则氢气的燃烧热为
8．下列实验装置图正确且能达到相应实验目的的是

A．图甲是中和热的测定
B．图乙是钢闸门与外接电源的正极相连以实现外加电流的阴极保护
C．图丙是铁钥匙上镀铜
D．图丁是铁发生吸氧腐蚀
9．“北溪”天然气管道至少泄漏8万吨天然气，近20年间甲烷的温室效应率是的84倍。已知管道接口处有钢铁材料等，海水的pH约为8.0。设为阿伏伽德罗常数的值。下列有关叙述不正确的是

A．损坏的钢铁材料在海水中主要发生吸氧腐蚀
B．制造管道时表面涂层能起到抗腐蚀作用
C．铁在海水中完全发生电化学腐蚀时转移电子数一定为
D．修复管道时在钢管表面镶嵌锌块，这种方法叫牺牲阳极法
10．通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得MnO2，电解示意图如图，下列说法正确的是

A．电池工作时电子从b电极流出，经过电解质溶液到达a电极表面
B．接通电源后a极产生的Li+和Mn2+，定向移动到b极区
C．电解一段时间后b极区pH增大
D．电极a的电极反应： 2LiMn2O4+6e-+ 16H+= 2Li++4Mn2++8H2O
11．下列装置或过程能实现化学能转化为电能的是

A．图1碱性锌锰干电池
B．图2冶炼金属钠
C．图3太阳能电池
D．图4天然气燃烧
12．高铁电池是一种新型高能高容量电池，某高铁电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是

A．M极电势高于N极电势
B．电池工作时，电子移动方向：M→A→N→M
C．N极的电极反应式为
D．电池工作一段时间后，正极区中pH变小
13．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．电解精炼铜时，电路中每通过NA个电子时阳极溶解32gCu
B．22.4LCl2(标准状况)与水充分反应转移NA个电子
C．常温下，1LpH=9的CH3COONa溶液中，水电离出的OH-的数目为10-5NA
D．常温常压下，13.6g金刚烷()中所含C－C共价键的数目为1.36NA
14．为保护环境、利用资源，垃圾需分类回收处理。下列垃圾的分类及处理方式正确的是（ ）
A．残余饭菜属于厨余垃圾，堆肥处理
B．废报纸属于可回收垃圾，填埋处理
C．废塑料属于有害垃圾，直接焚烧处理
D．旧电池属于其他垃圾，随意丢弃处理
15．爱迪生蓄电池在充电和放电时发生的反应为，下列对该蓄电池的叙述错误的是
A．放电时，Fe参与负极反应，参与正极反应
B．放电时，电解质溶液中的阴离子向负极移动
C．放电时，负极上的电极反应式为
D．充电时，该蓄电池的负极连接电源的负极
二、填空题
16．用情性电极电解下列溶液
(1)电解KNO3溶液阳极反应___________
(2)电解CuCl2溶液阴极反应___________
(3)电解氢氧化钠溶液的总反应___________
(4)电解CuSO4与NaCl混合溶液开始时阳极反应___________，阴极反应___________
17．随着科学技术的发展，电化学已经渗透到我们生产生活的方方面面，几种生产生活中对电化学的应用的原理模型图如图所示：

回答下列问题：
(1)模型图甲~戊中包含电解池装置的是____________。
(2)一种电化学制备的装置如图甲所示，其中质子传输陶瓷所起的作用是____________；Pd电极b的电极反应式为____________。
(3)我国科学家设计了一种能循环利用人体呼出的并提供的装置(如图乙所示)，总反应为。该装置的能量转化模式(涉及三种形式的能量转化)为____________；移向____________(填“X”或“Y”)电极，该电极的产物为____________(填化学式)。
(4)如图丙所示，若a、b电极材料选择粗铜和纯铜。则该装置可应用于工业___________；若a、b电极选用惰性电极，电解硫酸铜溶液，当a电极产生2.24L(标准状况)气体时，停止电解，要使电解质溶液恢复到电解前的状态，则可加入___________mol___________ (填化学式)。
18．如图所示为在直流电源的作用下电解CuSO4溶液的装置，其中A、B为石墨电极，a、b为电源的两极，当接通电源，通电一段时间后，将B电极取出，洗干净并干燥后称量，其质量增加了3.2g，则：

（1）a电极为电源的___极。
（2）写出电极反应式：A极___，B极__。
（3）若要使反应后的溶液恢复到原来状态，则应该加入__，加入__g。
19．亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]俗名黄血盐，可溶于水，不溶于乙醇，应用广泛。工业上可以用电镀厂排放的含NaCN废液为主要原料制备黄血盐；常温下，HCN的电离常数Ka=6.2×10-10。回答下列问题：
(1)实验室配制一定浓度的NaCN溶液时，将NaCN溶解于一定浓度的NaOH溶液中，加水稀释至指定浓度，其操作的目的是___________。浓度均为0.5mol·L−1的NaCN和HCN的混合溶液显___________(填“酸”“碱”或“中”)性，通过计算说明：___________。
(2)工业生产中NaCN、FeSO4、KCl等物质经过一系列操作可转化为K4[(Fe(CN)6]，相同温度下溶解度：Na4[Fe(CN)6]___________K4[Fe(CN)6](填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)实验室中，K4[(Fe(CN)6]可用于检验Fe3+，生成的难溶盐KFe[Fe(CN)6]可用于治疗可溶性盐Tl2SO4中毒，得到K2SO4及另外一种复杂难溶物，试写出上述治疗Tl2SO4中毒的离子方程式：______。
(4)一种太阳能电池的工作原理如图所示，电解质为铁氰化钾K3[(Fe(CN)6]和亚铁氰化钾K4[(Fe(CN)6]的混合溶液。

①K+移向催化剂___________(填“a”或“b”)。
②催化剂a表面发生的反应为___________。
20．电化学知识在工业生产、科技研究中应用广泛。
Ⅰ.可采用电化学防护技术减缓海水中钢铁设施的腐蚀，下图是钢铁桥墩部分防护原理示意图。

(1)K与M连接时钢铁桥墩的电化学防护方法为_______，K与N连接时，钢铁桥墩为_______极(填"正"、"负"、"阴"或"阳")
Ⅱ.利用电化学原理，将CO、O2和熔融K2CO3制成燃料电池，模拟工业电解法处理含Cr2O72-的废水，电解过程中溶液中发生如下反应：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。如下图所示：

(2)甲池工作时，CO在石墨Ⅰ电极放电生成Y，Y可循环使用，甲池内的CO32-向_______移动(填“左”或“右”)；石墨Ⅱ附近发生的电极反应式为_______。
(3)乙池中Fe(Ⅰ)的电极反应式为_______。
(4)甲池中消耗3.6molCO，最多可以处理含Cr2O_______mol的废水。
Ⅲ.某科研机构用NaOH溶液吸收硫酸工业废气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到某种副产物，其原理如图所示(电极材料均为石墨)。

(5)稀NaOH溶液的作用是_______，阳极的电极反应式为_______。
21．由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池，可使手机连续使用一个月才充一次电。
①该电池负极的电极反应式为_______；
②若以该电池为电源，用石墨做电极电解200mL含有如下离子的溶液。
离子
Cu2+
H+
Cl-

c/mol•L-1
0.5
2
2
0.5
电解一段时间后，当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，阳极上发生的电极反应式为_______。
22．为验证反应，利用如图电池装置进行实验。

(1)由固体配制溶液，需要的仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、托盘天平、___________(填写名称)；在烧杯中溶解固体时，先加入一定体积的___________稀溶液，搅拌后再加入一定体积的水。
(2)电流表显示电流由银电极流向石墨电极，可知石墨电极的电极反应式为___________，银电极的电极反应式为___________。
(3)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。如果盐桥中电解质为，反应一段时间后，可以观察到电流表指针反转，原因是___________。
三、元素或物质推断题
23．铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解液为稀硫酸。工作时该电池总反应式为：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)＋2H2O(l)。根据上述情况判断：
(1)放电时，电解质溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)放电时，电解质溶液中阴离子移向_____极，电子从_____极流向____极。
(3)写出负极的电极方程式：_____________________________________。
24．A、B、C、D、E、F、G均为短周期元素，原子序数依次递增。A元素原子核内无中子，B元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，D是地壳中含量最多的元素，E是短周期中金属性最强的元素，F与G位置相邻，G是同周期元素中原子半径最小的主族元素。请回答下列问题：
（1）C在元素周期表中的位置为______________，G的原子结构示意图是___________。
（2）D与E按原子个数比1:1形成化合物甲，其电子式为____________________，所含化学键类型为___________________。向甲中滴加足量水时发生反应的化学方程式是___________________________。
（3）E、F、G形成的简单离子，半径由大到小顺序是____________。（用离子符号表示）
（4）用BA4、D2和EDA的水溶液组成燃料电池，电极材料为多孔惰性金属电极。在a极通入BA4气体，b极通入D2气体，则b极是该电池的_____极，负极的电极反应式为_______________________________
【参考答案】
一、选择题
1．A
解析：A．煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，得到的焦炉气中含有氢气、甲烷、乙烯、CO等可燃性气体，可用作气体燃料或化工原料；石油裂解是将石油分馏产品在高温或催化剂作用下分解得到小分子气态烃的过程，可以得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的化工原料，故A正确；
B．锌锰干电池是一次电池，但其产生的电能是用一次能源加工得到的，属于二次能源，故B错误；
C．化学平衡常数 K 值越大，只能说明反应向右进行的程度越大，反应物的平衡转化率越大，反应能否发生和其反应速率均和平衡常数无关，故C错误；
D．利用硅的半导体性质可作半导体材料，利用 14C的放射性可用于测定一些文物的年代，自然界中硅元素全部以化合态存在，碳元素在自然界既有游离态，也有化合态，故D错误；
故选A。
2．A
解析：A．铁比锡活泼，镀层破坏后形成原电池反应，铁为负极被氧化，加快腐蚀，A正确；
B．酸雨主要成分是亚硫酸，而久置后被空气中的氧气进一步氧化为强酸即为硫酸，所以pH会减小，B错误；
C．NO2 和NO可以用NaOH溶液来吸收，其主要反应为2NO2 +2NaOH=NaNO2 +NaNO3 +H2O和NO+NO2 +2NaOH=2NaNO2 +H2O，该反应为氧化还原反应，NO、NO2不是酸性氧化物，C错误；
D．，其中H2O2中O元素化合价升高，具有还原性，D错误；
故答案为：A。
3．D
【分析】可以利用牺牲阳极法和外加电流法保护金属。
解析：A．当a、b间用导线连接时形成了原电池，铁需要被保护，则铁做正极，X做负极，发生氧化反应，故A正确；
B．当a、b间用导线连接时形成了原电池，铁需要被保护，则铁做正极，X做负极，X需要的是一种活泼性比铁强的金属，可以是锌，故B正确；
C．当a、b与外接电源相连时，铁需要被保护，则铁做阴极，a应连接电源的负极，故C正确；
D．当a、b与外接电源相连时，利用电解原理保护金属铁，其方法是外加电流法，故D错误；
故选D。
4．D
【分析】M室中石墨电极连接正极为阳极，电解时阳极上水失电子生成氧气和H+，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，M室pH减小；N室中石墨电极为阴极，电解时阴极上水得电子生成氢气和OH-，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，N室pH增大；
解析：A．根据分析可知，M室pH减小，N室pH增大，选项A错误；
B．原料室中的通过b膜进入产品室，Na+通过c膜进入N室，M室中氢离子通入a膜进入产品室，所以产品室中发生的反应为＋H+ =H3BO3+ H2O，则a膜、c膜为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜，选项B错误；
C．理论上每生成l mol H3BO3，M室生成 l mol H+，转移电子l mol，N室生成0.5 mol H2，M室生成0.25 mol O2，两极室共产生标准状况下 16.8 L气体，选项C错误；
D．正极电势高于负极电势，所以阳极的电势高于阴极的电势，选项D正确；
答案选D。
5．C
【分析】只有自发的氧化还原反应才能用于设计原电池。
解析：A．反应属于自发的氧化还原反应，可以设计为原电池，故A不符合题意；
B．反应属于自发的氧化还原反应，能设计成氢氧燃料电池，故B不符合题意；
C．反应前后元素化合价不变，不属于自发的氧化还原反应，不能设计成原电池，故C符合题意；
D．反应属于自发的氧化还原反应，能设计成甲烷燃料电池，故D不符合题意。
综上所述，答案为C。
6．C
解析：A．港珠澳大桥使用高性能富锌底漆防腐，锌为负极，失电子，被腐蚀，保护了钢体大桥，是牺牲阳极的阴极保护法，A错误；
B．手机芯片主要成分是硅单质而不是二氧化硅，B错误；
C．具有强氧化性，可以杀菌消毒，其还原产物水解后生成胶体，具有吸附性，可以达到净水目的，C正确；
D．根据元素周期律，碳元素的非金属性强于硅元素，碳酸的酸性强于硅酸， 反应在高温下能发生，是因为生成了气体，D错误；
故选C。
7．C
解析：A．根据气态到液态放热，液态到固态放热，得，，可知等量的硫蒸气和硫固体完全燃烧，硫蒸气放出热量多，故A错误；
B．电解是将电能转化为化学能的过程，故B错误；
C．炸药爆炸是剧烈化学反应的结果，其能量转化方式为化学能转化为热能、动能等，故C正确；
D．燃烧热是指在25℃、101kPa下，1mol纯物质在完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量；常温常压下，水为液态，反应中，H2O为气态，故D错误；
故选C。
8．D
解析：A．图甲中小烧杯上方间隙太大，热量散失较多，误差较大，不能准确测定中和热，故A错误；
B．要保护钢闸门，应该将其与外接电源的负极相连，做阴极以实现外加电流的阴极保护，故B错误；
C．电镀时，镀层金属应做阳极，镀件做阴极，所以图丙应该铁钥匙连接电源的负极，做阴极，故C错误；
D．食盐水为中性溶液，易发生吸氧腐蚀，故D正确；
故选D。
9．C
解析：A．钢铁在弱碱性环境中主要发生吸氧腐蚀，A项正确；
B．表面涂层能防止钢铁管道和水、O2等物质接触，从而起到抗腐蚀作用，B项正确；
C．钢铁腐蚀时负极电极反应式为，铁在海水中完全发生电化学腐蚀时转移电子数为，后续发生，不属于电化学腐蚀，C项错误；
D．锌比铁活泼，在海水中构成原电池，锌为负极，铁为正极，这种保护钢铁的方法叫牺牲阳极法，D项正确。
答案选C。
10．D
【分析】由图可知，b极Mn元素价态升高失电子，故b极为阳极，电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+，a极为阴极，电极反应式为2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，据此作答。
解析：A．由分析可知，电池工作时电子从阳极b电极流出，经导线流向电源的正极，再由电源的负极流出，经导线流向阴极s极，电子不能经过电解质溶液，A错误；
B．由分析可知，a为阴极，b为阳极，电解池的电解质溶液中阳离子从阳极区流向阴极区，故接通电源后b电极产生的H+定向移动到a极区参与a电极反应，而a极产生的Li+和Mn2+，不会定向移动到b极区，B错误；
C．由分析可知，b电极为阳极，电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+，故电解一段时间后b极区pH减小，C错误；
D．由分析可知，电极a为阴极，其电极反应为： 2LiMn2O4+6e-+ 16H+= 2Li++4Mn2++8H2O，D正确；
故答案为：D。
11．A
解析：A．碱性锌锰干电池是原电池，是化学能转化成电能，A正确；
B．冶炼金属钠是电解熔融的氯化钠，属于电解池，是电能转化成化学能，B错误；
C．太阳能电池是将太阳能转化成电能，C错误；
D．天然气燃烧是化学能变成光能和热能的过程，D错误；
答案选A。
12．C
【分析】由图可知，M电极为原电池的负极，碱性条件下铁失去电子发生氧化反应生成氢氧化亚铁，N电极为正极，水分子作用下高铁酸根离子得到电子发生还原反应生成氢氧化铁和氢氧根离子。
解析：A．由分析可知，M极为负极，N极为正极，则负极M极电势低于正极N极电势，故A错误；
B．由分析可知，M极为负极，N极为正极，原电池工作时，电子由负极经过外电路流向正极，不经过电解质溶液，则电子移动方向为M→A→N，故B错误；
C．由图可知，N电极为正极，水分子作用下高铁酸根离子得到电子发生还原反应生成氢氧化铁和氢氧根离子，电极反应式为，故C正确；
D．由图可知，N电极为正极，水分子作用下高铁酸根离子得到电子发生还原反应生成氢氧化铁和氢氧根离子，电极反应式为，放电生成氢氧根离子，正极区溶液pH变大，故D错误；
故选C。
13．C
解析：A．电解精炼铜时，阳极除铜外，锌、镍等杂质金属单质也会放电生成金属阳离子，故电路中每通过NA个电子时阳极溶解Cu质量小于32g，A错误；
B．氯气和水反应为可逆反应，故22.4LCl2(标准状况1mol)与水充分反应转移小于NA个电子，B错误；
C．CH3COONa水解导致溶液显碱性，促进水的电离；常温下，1LpH=9的CH3COONa溶液中，pOH=5，水电离出的OH-为1L×10-5mol/L=10-5mol，数目为10-5NA，C正确；
D．1分子金刚烷含有12个碳碳键，常温常压下，13.6g金刚烷()为0.1mol，所含C－C共价键的数目为1.2NA，D错误；
故选C。
14．A
解析：A．残余饭菜属于厨余垃圾，可以堆肥处理，故A正确；
B．废报纸属于可回收垃圾，不能填埋处理，可以采用脱墨工艺，脱掉废旧报纸上的墨迹，处理成纸浆，再加入一定比例木浆，可以生产出高质量的新纸品，故B错误；
C．废塑料属于可回收垃圾，有的塑料制品里含有氯等元素，焚烧会产生有害物质，可通过再生，制成建筑填料、垃圾袋、微孔凉鞋、雨衣及器械的包装材料等，故C错误；
D．废旧电池属于有害垃圾。纽扣电池、蓄电池等含有大量的重金属、酸、碱、电解质溶液等污染物质，对环境和人体有较大危害，不能随意丢弃，故D错误；
故选A。
15．C
解析：A．Fe元素化合价由0价变为+2价、Ni元素化合价由+4价变为+2价，则Fe参与负极反应，NiO2参与正极反应，故A正确；
B．放电时为原电池，原电池中，电解质溶液中的阴离子向负极方向移动，阳离子向正极移动，故B正确；
C．根据题意，电解质为碱性溶液，放电时，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2，故C错误；
D．放电时，Fe作负极，作正极，充电时，Fe电极连接外部电源的负极做电解池的阴极，即该蓄电池的负极连接电源的负极，故D正确；
故选C。
二、填空题
16．(1)4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+
(2)Cu2++2e-=Cu
(3)2H2OO2↑+2H2↑
(4) 2Cl--2e-=Cl2↑ Cu2++2e-=Cu
解析：（1）惰性电极电解硝酸银溶液时，阳极为水电离出的氢氧根放电生成氧气，电极方程式为4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+；
（2）惰性电极电解CuCl2溶液时，阴极铜离子放电生成铜单质，电极方程式为Cu2++2e-=Cu；
（3）惰性电极电解NaOH溶液时，阳极氢氧根放电生成氢气，阴极水电离出的氢离子放电生成氢气，实质上是电解水，总反应为2H2OO2↑+2H2↑；
（4）惰性电极电解CuSO4与NaCl混合溶液开始时阳极氯离子放电生成氯气：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极为铜离子放电生成铜单质：Cu2++2e-=Cu。
17．(1)甲、乙、丙
(2) 传导，隔离和
(3) 太阳能一电能一化学能 Y
(4) 电解法精炼铜 0.2 CuO
解析：（1）由图可知甲为氮气、氢气在通电条件下制取氨气，为电解池；乙、丙中均有电源，都属于电解池；故答案为：甲、乙、丙；
（2）甲中质子传输陶瓷所起的作用是隔离氮气和氢气，避免直接接触反应，同时传导，形成闭合回路；氢气在电极b上失电子生成氢离子，电极反应为：，故答案为：传导，隔离和；；
（3）装置乙中首先将太阳能通过左侧装置转化为电能，然后电能通过右侧电解装置转化为化学能；由电荷的移动方向可知N型半导体作负极，P型半导体作正极，则电极Y为阳极，电极X为阴极，电解池中阴离子向阳极移动，则向Y电极移动，该电极发生反应：，电极产物为氧气，故答案为：太阳能一电能一化学能；Y；；
（4）丙装置中，若a、b电极材料选择粗铜和纯铜，电解质为硫酸铜，工业上用此法电解法精炼铜；当a电极产生2.24L(标准状况)气体时，即生成0.1mol，结合电极反应：，可知转移电子物质的量为0.4mol，阴极反应：，阴极生成Cu的物质的量0.2mol，要使电解质溶液恢复到电解前的状态，则可加入0.2 CuO，故答案为：电解法精炼铜；0.2；CuO；
18． 正 2H2O-4e-=O2↑+4H+ Cu2++2e-=Cu CuO 4.0
【分析】B电极质量增加依据电解池原理分析判断，B为电解池的阴极，A为阳极，a为电源正极，b为电源负极；电解过程中阳极电极反应4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极电极反应为: Cu2++2e-=Cu。
解析：(1) a为电源正极，故答案为：正；
(2) 依据分析可知A为阳极，溶液中氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应为: 4OH--4e-=2H2O+O2↑，B为阴极，溶液中铜离子得到电子生成铜，电极反应为： Cu2++2e-=Cu，故答案为：4OH--4e-=2H2O+O2↑， Cu2++2e-=Cu；
(3)将B电极取出洗干净并干燥后称量其质量增加了3.2g，则析出铜的物质的量=，如果想使反应溶液恢复到原来状态，可以加入CuO恢复溶液浓度，依据元素守恒得到加入氧化铜质量=0.05mol×80g/mol=4.0g，故答案为：CuO，4.0。
19．(1) 抑制CN−水解 碱 Kh= 1.6×10−5＞6.2×10−10，即水解平衡常数大于电离平衡常数，所以溶液呈碱性
(2)大于
(3)KFe[Fe(CN)6](s)+Tl+(aq)=TlFe[Fe(CN)6](s)+K+(aq)
(4) b Fe(CN) − e−=Fe(CN)
解析：（1）由于CN−要发生水解，因此将NaCN溶解于一定浓度的NaOH溶液中，加水稀释至指定浓度，其操作的目的是抑制CN−水解。HCN的电离常数Ka=6.2×10−10，Kh= 1.6×10−5＞6.2×10−10，即水解平衡常数大于电离平衡常数，因此浓度均为0.5mol·L−1的NaCN和HCN的混合溶液显所以溶液呈碱性；故答案为：抑制CN−水解；碱；Kh= 1.6×10−5＞6.2×10−10，即水解平衡常数大于电离平衡常数，所以溶液呈碱性。
（2）工业生产中NaCN、FeSO4、KCl等物质经过一系列操作可转化为K4[(Fe(CN)6]，反应都是向离子浓度减小的方向进行，因此相同温度下溶解度：Na4[Fe(CN)6] 大于K4[Fe(CN)6]；故答案为：大于。
（3）实验室中，K4[(Fe(CN)6]可用于检验Fe3+，生成的难溶盐KFe[Fe(CN)6]可用于治疗可溶性盐Tl2SO4中毒，得到K2SO4及另外一种复杂难溶物TlFe[Fe(CN)6]，其治疗Tl2SO4中毒的离子方程式：KFe[Fe(CN)6](s)+Tl+(aq)=TlFe[Fe(CN)6](s)+K+(aq)；故答案为：KFe[Fe(CN)6](s)+Tl+(aq)=TlFe[Fe(CN)6](s)+K+(aq)。
（4）①根据题中得到催化剂a为负极，b为正极，根据原电池“同性相吸”原理，因此K+移向正极即催化剂b；故答案为：b。②催化剂a是负极，失去电子，因此催化剂a表面发生的反应为Fe(CN)−e−=Fe(CN)；故答案为：Fe(CN)−e−=Fe(CN)。
20．(1) 外加电流的阴极保护法 正
(2) 左 O2+4e-+2CO2=2CO
(3)Fe-2e-=Fe2+
(4)0.6
(5) 增强溶液导电性 SO-2e-+H2O=SO+2H+
解析：（1）K与M连接时，电源负极连接钢铁桥墩，钢铁桥墩做电解池的阴极，受到保护，该电化学防护方法为外加电流的阴极保护法，K与N连接时，钢铁桥墩做原电池正极，受到保护，故为：外加电流的阴极保护法；正；
（2）甲是燃料电池，乙是电解池，石墨1做负极，石墨2做正极，原电池中阴离子移向负极，所以甲池内的CO32-向左移动，O2在正极参加反应，电极反应式O2+4e-+2CO2=2CO，故为：左；O2+4e-+2CO2=2CO；
（3）Fe(Ⅰ)电解池做阳极，Fe失电子，电子反应式Fe-2e-=Fe2+，故为：Fe-2e-=Fe2+；
（4）甲池中消耗3.6molCO，转移电子，则乙池中3.6mol Fe失电子生成Fe2+，，则处理含Cr2O，故为：0.6；
（5）阴极水放电产生H2和OH-增强，纯水导电性弱，所以加入NaOH增加导电性，阳极SO放电生成SO，电极反应式SO-2e-+H2O=SO+2H+，故为：增强溶液导电性；SO-2e-+H2O=SO+2H+。
21． CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O 2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=2H2O+O2↑
解析：①甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池采用原电池原理进行放电，其中甲醇在负极失去电子在碱性条件下生成碳酸根离子，发生氧化反应；氧气在正极得到电子发生还原反应，所以该电池负极的电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O；
②根据电解池原理中的放电顺序可知，阴极：Cu2+＞H+；阳极：Cl-＞H2O中OH-＞，则电解一段时间后，阴极铜离子首先反应，其电极反应式为： Cu2++2e- =Cu，然后再产生氢气，其电极反应式为：2H++2e- = H2↑；若两极收集到相同体积(相同条件)的气体时，根据电子转移数守恒可知，阳极氯离子与水中的氢氧根离子均参与反应，其电极反应式分别为：2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=2H2O+O2↑。
22．(1) 容量瓶 硫酸
(2)
(3)原电池反应使增大，同时进入石墨电极酸性溶液中，氧化亚铁离子，又增大，致使平衡正向移动
解析：（1）由固体配制500mL溶液，需要的仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、托盘天平、500mL容量瓶；Fe3+易水解，配制溶液时，加入稀硫酸抑制Fe3+的水解。
（2）电流由银电极流向石墨电极，可知电子由石墨电极流向银电极，可以判断流出电子的石墨电极为负极，银电极为正极，石墨电极的电极反应式为，银电极的电极反应式为；
（3）反应属于可逆反应，原电池反应使c(Fe3+)增大，同时离子进入石墨电极酸性溶液中，氧化亚铁离子，使c(Fe3+)又增大，平衡正向移动，电流指针发生反转。
三、元素或物质推断题
23． 增大 负 负 正 Pb -2e-+SO4 2-＝PbSO4
【分析】放电时，负极发生氧化反应，Pb失去电子产生Pb2+，Pb2+与溶液中的SO42-结合形成PbSO4，反应消耗硫酸，硫酸的浓度减小，负极得到PbSO4，正极上PbO2获得电子变为Pb2+，Pb2+与溶液中的SO42-结合形成PbSO4，电子由负极经外电路流向正极，由此分析解答。
解析：(1)该电池总反应式为：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)。根据工作原理可知：在放电时Pb发生氧化反应，失去电子变为Pb2+，电极反应式为Pb-2e-=Pb2+；正极上PbO2获得电子变为Pb2+，电极反应式为：PbO2+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，反应消耗硫酸，使硫酸的浓度减小，溶液中c(H+)降低，所以溶液的pH增大；
(2)放电时，由于负极不断产生Pb2+，使正电荷数目增大，所以电解质溶液中阴离子SO42-移向负极，电子从负极Pb极流向正极PbO2极；
(3)负极失去电子，发生氧化反应，负极的电极反应式：Pb+SO42--2e-=PbSO4。
24． 第二周期ⅤA族 离子键和非极性共价键（或离子键和共价键） 2Na2O2＋2H2O==4NaOH＋O2↑ S2-＞Cl－＞Na+ 正 CH4 -8e- + 10OH- = CO32- + 7H2O
解析：A、B、C、D、E、F、G均为短周期元素，原子序数依次递增．A元素原子核内无中子，则A为氢元素；B元素原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍，则B有2个电子层，最外层有4个电子，则B为碳元素；D元素是地壳中含量最多的元素，则D为氧元素；C原子序数介于碳、氧之间，故C为氮元素；E元素是短周期元素中金属性最强的元素，则E为Na；F与G的位置相邻，G是同周期元素中原子半径最小的元素，可推知F为S元素、G为Cl元素．
(1)C是氮元素，原子有2个电子层，最外层电子数为5，在元素周期表中的位置：第二周期第VA族，G为Cl元素，原子结构示意图是 ，故答案为第二周期第VA族；；
(2)D与E按原子个数比1：1形成化合物甲为Na2O2，其电子式为，所含化学键类型为：离子键、共价键，向过氧化钠中滴加足量水时发生反应的化学方程式是：2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑，故答案为；离子键、共价键；2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑；
(3)电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，离子电子层越多离子半径越大，故离子半径由大到小的顺序是：S2-＞Cl-＞Na+，故答案为S2-＞Cl-＞Na+；
(4)用CH4、O2和NaOH的水溶液组成燃料电池，电极材料为多孔惰性金属电极．在a极通入CH4气体，b极通入O2气体，甲烷发生氧化反应，则a极是该电池的负极，b为正极，氧气在正极获得电子，碱性条件下生成氢氧根离子，正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e-═4OH-，负极的反应式为CH4 -8e- + 10OH- = CO32- + 7H2O，故答案为正；CH4 -8e- + 10OH- = CO32- + 7H2O。