第四章化学反应与电能单元测试题2023-2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

这是一份第四章化学反应与电能单元测试题2023-2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1，共24页。
第四章 化学反应与电能 单元测试题

一、单选题
1．回收利用工业废气中的和，实验原理示意图如下。
  
下列说法不正确的是
A．废气中排放到大气中会形成酸雨
B．装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度
C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的和
D．装置中的总反应为
2．下列变化中与原电池原理无关的是
A．生铁在潮湿的环境中易生锈 B．镀锌铁表面有划损时，仍能阻止铁被氧化
C．铝在空气中表面形成氧化膜 D．锌与稀硫酸反应制H2时，加入几滴CuSO4溶液
3．某研究所为硫酸工厂的尾气处理专门设计了SO2—空气质子交换膜燃料电池，以实现制硫酸、发电、环保的结合，电池示意图如下。下列说法正确的是(空气中氧气体积分数按20%计)
    
A．该电池放电时质子从电极B移向电极A
B．负极的电极反应为
C．a端的电势高于b端
D．相同条件下，放电过程中消耗的SO2和空气的体积比为2：5
4．通过在MnO晶体(正极)中嵌入和脱嵌，实现电极材料充放电的原理如图所示。

下列说法正确的是
A．①为MnO活化过程，其中Mn的价态不变
B．每个晶胞中含有0.61个
C．②代表充电过程，③代表放电过程
D．每个晶胞完全转化为晶胞，转移电子数为8x
5．某研究机构使用Li-SO2Cl2电池作为电源电解制备，其工作原理如图所示。已知电池反应为，下列说法错误的是
  
A．电池中C电极的电极反应式为
B．电池的e极连接电解池的h极
C．膜a、c是阳离子交换膜，膜b是阴离子交换膜
D．生成时，理论上电解池中不锈钢电极附近溶液质量增加46克
6．双极膜可用于电渗析生产酸碱、争水、电池等。下列有关描述不合理的是
  
A．外加电场作用于双极膜，使水的电离度增大
B．电渗析装置实现了由溶液制取和
C．双极膜电池中极上发生的电极反应为
D．双极膜电池中的双极膜的左侧为阳膜，右侧为阴膜
7．实验室模拟工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸(HOOC-CHO)，原理如下图1所示，该装置中M、N均为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸。直流电源可用普通锌锰干电池，简图如下图2所示，该电池工作时的总反应为Zn+2+2MnO2=[Zn(NH3)2]2++Mn2O3+H2O。下列说法正确的是

A．干电池提供电流很弱时，可接入电源充电后再使用
B．以干电池为电源进行粗铜电解精炼时，金属锌质量减少6.5g时，理论上精炼池阳极质量减少6.4g
C．N电极上的电极反应式：HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O
D．若有2molH+通过质子交换膜并完全参与反应，则电解生成的乙醛酸为1mol
8．下列实验过程可达到实验目的的是
A
B
C
D




铁件上镀铜
测定稀硫酸和稀氢氧化钠的中和热
测反应生成H2的体积
无水MgCl2固体

A．A B．B C．C D．D
9．为探究原电池的构成条件，进行了如下两组实验，装置如图1和图2所示，下列说法不正确的是

A．图1中电子经导线从Zn移向Cu B．图1中铜片上发生还原反应
C．图2中铜棒的a处会变粗 D．图2中电流计指针不发生偏转
10．下列根据实验操作及现象进行的分析和推断中，不正确的是
操作

现象
一段时间后：①中……：②中铁钉裸露在外的附近区域变蓝，铜丝附近区域变红
A．NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路
B．①中可观察到铁钉裸露在外的附近区域变蓝
C．②中变红是因为发生反应发生了还原反应
D．①和②中发生负极反应均可表示为(M代表锌或铁)
11．我国科学家设计的“海泥电池”，既可用于深海水下仪器的电源补给，又有利于海洋环境污染治理，其中微生物代谢产物显酸性，电池工作原理如图所示。下列说法错误的是

A．A电极的电势高于B电极
B．质子从海底沉积层通过交接面向海水层移动
C．负极的电极反应式为CH2O-4e-+H2O=CO2+4H+
D．海水和海泥作为电解质的一部分，富含盐分，导电性高，有利于输出电能
12．为防止因天然气泄漏，居家安装天然气报警器很重要。当空间内甲烷达到一定浓度时，传感器随之产生电信号并联动报警，图1是成品装置，其工作原理如图2所示，其中可以在固体电解质中移动。当报警器触发工作时，下列说法正确的是
  
A．图2中的多孔电极b上发生氧化反应
B．在电解质中向a电极移动，电流方向由a电极经导线向b电极
C．当电路中有0.008mol电子转移时，则电极a有22.4mL甲烷参与反应
D．多孔电极a极上发生的反应的电极反应式为：

二、多选题
13．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
14．一种锰矿的主要成分为，杂质为、、MnS、FeS、CuS、NiS等。研究人员设计了如下流程制备金属锰，可能用到的数据见下表。
  





开始沉淀pH
1.9
4.2
6.5
7.6
沉淀完全pH
3.2
6.7
8.5
9.8
下列说法正确的是
A．“脱硫”过程中FeS发生反应：
B．物质X为，滤渣Y为
C．上述流程表明：，
D．“电解”所得阳极产物均可循环利用

三、非选择题
15．硫化氢广泛存在于燃气及废水中、热分解或氧化硫化氢有利于环境保护并回收硫资源。回答下列问题：
(1)写出的电子式： 。
(2)与溶液反应可生成两种酸式盐，该反应的离子方程式为 。
(3)氯气可用于除去废水中，写出反应的化学方程式： 。
(4)将含尾气的空气按一定流速通入酸性溶液中，可实现含尾气的空气脱硫，在溶液吸收的过程中也发生了反应，溶液中的及被吸收的随时间t的变化如图所示。时刻前，溶液中减小速率较快，时刻后，溶液中基本不变，其原因是 。

(5)科学家设计出质子膜燃料电池，实现了利用废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜燃料电池的结构如图所示。

①电极b极为 (填“正极”或“负极”)，写出该电极的电极反应式： 。
②电池工作时，经质子膜进入 (填“a极”或“b极”)区。
16．如图所示，E为浸过含酚酞的Na2SO4溶液的滤纸。A、B分别为铂片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni制成的电极，在碱溶液中可视为惰性电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央滴一滴紫色的KMnO4溶液，将开关K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。回答下列问题：

(1)R为 (填“正”或“负”)极。
(2)通电一段时间后，KOH溶液的浓度会 (填“变大”、“变小”或“不变”)；B附近发生的电极反应式为 。
(3)滤纸上的紫色点向 (填“A”或“B”)方向移动。
(4)当C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间后，C、D中的气体逐渐减少，C中的电极为 (填“正”或“负”)极，电极反应式为 。
(5)如图，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，A、B为电源。将电源接通后，D电极上有无色气体放出。

①A为电源 极。
②丙装置欲在铁钉上镀铜，则G电极上的反应式为 。
③通电一段时间后，甲中出现浑浊，乙池中蓝色变浅，则甲中发生反应的化学方程式为： ；乙池发生的离子方程式为： ；
④工作一段时间后，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这说明Fe(OH)3胶粒带 电，在电场作用下向Y极移动。
⑤若工作一段时间后停止通电，此时，乙中E、F两极上都产生2.24L气体(标准状况)，欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入 (填序号)。
A．CuO　　　B．Cu2(OH)2CO3　　　C．Cu(OH)2　　　D．CuCO3
17．回答下列问题
(1)以KOH溶液为电解质溶液设计氢氧燃料电池时，其负极反应的电极反应式为 。
(2)电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，Y极附近颜色加深。请回答：

①外接直流电源中A为 极，甲中电解时的化学反应方程式为 ，通过一段时间后向所得溶液中加入0.2 mol Cu(OH)2粉末，恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为 。
②现用丙装置给铜件镀银，H为 (填“镀件”或“镀层”)，当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为 。
(3)利用如图所示装置电解硝酸银溶液和饱和硫酸钠溶液(甲中盛有AgNO3溶液，乙中盛有饱和Na2SO4溶液)。

①通电一段时间，观察到湿润的淀粉KI试纸的 (选填“C”或“D”)端变蓝。
②装置甲中阳极为 ，阴极的电极反应式 为 。
③电解一段时间后，装置甲、乙中共收集到气体0.168 L(标准状况下)，测得装置甲中溶液的体积为1 L，则装置甲中溶液的pH为 。
18．两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片和铝片作电极，甲同学将电极放入2mol/L H2SO4溶液A中，乙同学将电极放入6mol/L NaOH溶液B中，如图：

(1)原电池中的能量转化过程是将 。
(2)A中正极的电极反应式为 ，电子的流向是由 (填“Al→Mg或Mg→Al”)。
(3)B中负极为 (填元素符号)。
(4)由此实验得出的下列结论中，正确的是_______(填字母)。
A．镁的金属性不一定比铝的金属性强
B．该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有实用价值
C．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
D．上述实验证明了“直接利用金属活动性顺序判断原电池中的正负极”这种做法不可靠
(5)两位同学继续用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。
请回答下列问题：

①A电极的电极反应式为 。
②一段时间后，丙池中F电极上出现的现象是 。
③当乙池中C极质量减轻10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况)。

参考答案：
1．C
【详解】A．是酸性氧化物，废气中排放到空气中会形成硫酸型酸雨，故A正确；
B．装置a中溶液的溶质为，溶液显碱性，说明的水解程度大于电离程度，故B正确；
C．装置a中溶液的作用是吸收气体，与溶液不反应，不能吸收，故C错误；
D．由电解池阴极和阳极反应式可知，装置b中总反应为，故D正确；
选C。

2．C
【详解】A．生铁在潮湿的环境中易生锈，是因为生铁中碳等杂质与铁、覆盖生铁表面的电解质薄膜形成原电池， A不符合；    
B．镀锌铁表面有划损时，镀锌铁构成原电池，铁作正极被保护，故仍能阻止铁被氧化，B不符合；
C．铝在空气中表面被氧化，是铝与氧气直接反应生成氧化铝，与原电池无关， C符合；    
D．铁与CuSO4反应生成的铜附着在铁的表面，与稀硫酸共同构成原电池，能加快铁与酸的反应， D不符合；
答案选C。
3．D
【分析】由题干SO2—空气质子交换膜燃料电池装置示意图可知，惰性多孔电极A通入SO2，反应中SO2发生氧化反应，故电极A为负极，电极反应为：，惰性多孔电极B为正极，发生还原反应，电极反应为：O2+4H++4e-=2H2O，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，电极A为负极，B为正极，故该电池放电时质子从电极A移向电极B，A错误；
B．由分析可知，负极的电极反应为，B错误；
C．由分析可知，电极A为负极，B为正极，故a端的电势低于于b端，C错误；
D．由题干信息空气中氧气体积分数按20%计，相同条件下，根据电子守恒可知，n(SO2)=2n(O2)，则n(SO2)=2n(空气)×20%，同温同压下气体的体积之比等于物质的量之比，故放电过程中消耗的SO2和空气的体积比为2：5，D正确；
故答案为：D。
4．D
【详解】A．MnO中Mn为+2价，中设Mn化合价为x，由化合物中正负化合价代数和为0知，0.61x-21=0，解得x=+价，价态发生变化，选项A错误；
B．的1个晶胞中，O原子占据8个顶点，6个面心，O原子数为8+6=4，则1个晶胞中含有40.61，选项B错误；
C．由图知，②为+xZn2++2xe-=Znx，故为放电过程，Zn2+在正极中嵌入，③为Znx-2xe-= xZn2++，即Zn2+在电极上脱嵌，故为充电过程，选项C错误；
D．由选项B可知，每个晶胞中含有4个O原子，由选项C中电极反应知，每个晶胞完全转化为Znx，转移电子为42x=8x，选项D正确；
答案选D。
5．D
【分析】根据电池反应为2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑可知，放电时Li元素化合价由0价变为+1价，失去电子，所以Li电极是负极，则碳棒是正极，正极是SO2Cl2中+6价的硫得电子、发生还原反应，结合方程式书写电极反应；电解池中，Ni电极失去电子生成Ni2+，通过膜a进入产品室Ⅱ室，所以g电极为阳极、与锂-磺酰氯（Li-SO2Cl2）电池的正极C棒相接，H2PO由原料室III室通过膜b进入产品室II室，与Ni2+生成Ni（H2PO2）2，h电极为阴极，与原电池的e电极相接，H2O或H+发生得电子的还原反应，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑，Na+通过膜c进入IV室，形成闭合回路，所以膜a、c是阳离子交换膜，膜b是阴离子交换膜。
【详解】A．由图示可知，Li电极为负极，发生氧化反应，则C电极为正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为SO2Cl2+2e−=2Cl−+SO2↑，A正确；
B．原电池中Li电极为负极，C电极为正极，电解池中，Ni电极失去电子生成Ni2+，即g电极为阳极，则h电极为阴极，接原电池的e极，B正确；
C．电解池中，Ni电极失去电子生成Ni2+，通过膜a进入产品室II室，H2PO由原料室III室通过膜b进入产品室II室，在产品室II室中与Ni2+生成Ni（H2PO2）2，Na+通过膜c进入IV室，形成闭合回路，所以膜a、c都是阳离子交换膜，b是阴离子交换膜，C正确；
D．电解池中不锈钢电极即h电极为阴极，电极上H2O或H+发生得电子的还原反应，电极反应式为：，生成时，电路中转移2mol电子，同时2molNa+通过膜c进入IV室，理论上电解池中不锈钢电极附近溶液质量增加(23×2- 2)g=44g，D错误；
故选D。
6．D
【详解】A．外加电场作用于双极膜时，水分别在电极两端产生氢离子及氢氧根离子，故而水的电离度增大，A正确；
B．双极膜的作用是选择性的让阴阳离子通过，如图，电渗析装置中氢离子及氢氧根离子分别向阴极及阳极移动，其他离子不能通过，故可抽取和MOH，B正确；
C．依题意，双极膜电池中极可由CO2转化为HCOOH：，C正确；
D．由C知，右侧电极发生还原反应，Y极是正极，根据阳离子流向正极可知双极膜中右侧为阳膜，D错误。
故答案为：D。
7．C
【分析】电解池中阳离子向阴极移动，“双极室成对电解法”装置中根据H+​的移向可判断M电极是阳极，而N电极是阴极；根据Zn+2+2MnO2=[Zn(NH3)2]2++Mn2O3+H2O，判断得出Zn​失去电子发生氧化反应，该电极为负极，石墨电极上二氧化锰得到电子发生还原反应，该电极为正极，以此解题。
【详解】A．干电池属于一次电池，发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后，不能再使用，故A错误
B．金属锌质量减少6.5g，即减少0.1molZn，转移0.2mol电子，而电解精炼铜时，阳极上金属铜和比铜活泼的金属杂质都失去电子，则消耗的Cu不是0.1mol，阳极质量减少不一定是6.4g，故B错误；
C．N电极为阴极，发生还原反应，即HOOC−COOH​得电子生成HOOC−CHO​，电极反应式为HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O​，故C正确；
D．根据电解池的总反应OHC-CHO+ HOOC-COOH=2HOOC-CHO可推知，若有2molH+通过质子交换膜并完全参与反应时，电路中有2mole-发生转移，可生成2mol乙醛酸，故D错误；
答案选C。
8．C
【详解】A．电镀时，镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，即待镀铁件作阴极，铜片作阳极，故A错误；
B．图中缺少环形玻璃搅拌器，为了减少热量损失，大小烧杯口应在同一水平，故B错误；
C．锌与稀硫酸反应生成氢气，注射器内收集的气体体积即反应生成氢气的体积，故C正确；
D．通过蒸发氯化镁溶液得到无水氯化镁固体，需要在HCl氛围中进行，抑制Mg2+水解，题中所给装置没有在HCl氛围中进行，不能得到无水氯化镁固体，得到氧化镁等物质，故D错误；
答案为C。；
9．D
【详解】A．图1中构成原电池，Zn为负极，失去电子，电子经导线从Zn移向Cu，A正确；
B．图1中Zn为负极，失去电子，铜片上铜离子得到电子生成铜，发生还原反应，B正确；
C．图2中构成Zn-Cu-CuSO4原电池，而铜棒构成了电解池，铜棒的a极为阴极，铜离子得到电子生成铜，a处会变粗，C正确；
D．图2中构成Zn-Cu-CuSO4原电池，而铜棒构成了电解池，电流计指针发生偏转，D错误；
故选D。
10．B
【详解】A．原电池的形成条件之一是形成闭合回路，①和②实验中，NaCl的琼脂水溶液作用是形成闭合回路，利于离子迁移，A正确；
B．中性或碱性条件下，Zn、Fe形成原电池，发生吸氧腐蚀，促进了水的电离，但Zn比Fe活泼，Zn作负极、Fe作正极，正极上反应为2H2O+O2+4e-═4OH-，导致酚酞变红，B错误；
C．②中NaCl溶液、Cu、Fe形成原电池，Fe比Cu活泼，Fe作负极、Cu作正极，负极反应式Fe-2e-═Fe2+，正极反应为2H2O+O2+4e-═4OH-，发生还原反应，铜丝附近区域酚酞遇到碱而变红，C正确；
D．①中Zn和②中Fe均作负极，均失去2e-生成+2价的阳离子（Zn2+和Fe2+）、发生氧化反应，所以Zn、Fe发生的氧化反应可表示为M-2e-═M2+，D正确；
故答案为：B。
11．C
【分析】由图可知，A极物质由氧气转化为水，化合价降低，所以A极是正极，B极是负极，据此解答。
【详解】A．由分析可知，A极是正极，B极是负极，正极的电势高于负极电势，所以A电极的电势高于B电极，故A正确；
B．由分析可知，A极是正极，B极是负极，质子带正电荷，放电时向正极移动，所以质子从海底沉积层通过交接面向海水层移动，故B正确；
C．在微生物作用下与硫酸根离子反应生成CO2和HS-，并不是在负极的电极反应，负极上HS-失去电子发生氧化反应生成硫单质，电极反应式为：HS--2e-=S↓+H+，故C错误；
D．海水和海泥作为电解质一部分，富含盐分，可增强水的导电性，有利于电池电能的输出，故D正确；
故选C。
12．D
【分析】由图可知，气体传感器为燃料电池装置，通入空气的多孔电极b极为燃料电池的正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子，电极反应式为，通入甲烷的多孔电极a为负极，在氧离子作用下，甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为。
【详解】A．由分析可知，通入空气的多孔电极b为正极，得电子，发生还原反应，A错误；
B．电池工作时，阴离子氧离子向负极(电极a)移动，但电流方向由正极b经导线向负极a，B错误；
C．根据的关系计算，当电路中有0.008mol电子转移时，则电极a标准状况下有22.4mL甲烷参与反应，但题中未说明标准状况，不能进行体积计算，C错误；
D．由分析可知，通入甲烷的多孔电极a为负极，在氧离子作用下，甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为，D正确；
故答案选D。
13．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。
14．AD
【分析】锰矿（主要成分为，杂质为、、MnS、FeS、CuS、NiS）在催化剂条件下与氢氧化钠、空气反应生成硫单质、硅酸钠和金属氢氧化物，过滤，向滤渣中加入硫酸进行酸浸，生成硫酸盐，过滤，滤渣1为硫和硫酸钙，向滤液中加入MnO调节pH=4从而沉淀铁离子，过滤，向滤液中加入MnS沉淀铜和镍元素后再过滤得到主要含有MnSO4的溶液，将该溶液电解得到金属锰，据此结合混合物分离提纯原理分析解答。
【详解】A．“脱硫”过程中FeS被氧气氧化在碱性条件下生成硫单质与氢氧化铁，，A正确；
B．脱硫过程二氧化硅与氢氧化钠溶液发生反应转化为硅酸钠，硅酸钠与硫酸反应会生成硅酸，滤渣中还含有硫酸钙，B错误；
C．难溶沉淀会像更难溶沉淀转化，“除杂”过程中加入MnS的目的是为了使Ni2+与Cu2+转化为NiS和CuS，推知、，C错误；
D．惰性电极“电解”MnSO4，会产生氧气和硫酸，这些所得阳极产物均可循环利用，D正确；
故选AD。
15．(1)
(2)
(3)
(4)时刻前，溶液中的浓度较大，与反应速率较快；时刻后，溶液中的被空气氧化为，生成的与发生氧化还原反应，这两个反应的速率近似相等。因此溶液中的的物质的量基本不变
(5) 正极 b极

【分析】转化为S2的一极，硫元素化合价升高，该极为负极，则a极为负极；O2转化为H2O，氧元素化合价降低，该极为正极，则b极为正极；据此分析解答。
【详解】（1）是共价化合物，其电子式是 ；
（2）与溶液反应可生成两种酸式盐，该反应的离子方程式为；
（3）氯气可用于除去废水中，根据氧化还原反应的特点可写出反应的化学方程式：Cl2+=2HCl+S↓；
（4）酸性具有一定的氧化性，具有一定的还原性，两者发生反应如下：2+=2+S↓+2HCl，还原性较强，能被空气中的氧气氧化生成。分析图像，时刻前，溶液中减小速率较快，时刻后，溶液中基本不变，其原因可能是时刻前，溶液中较大，与反应速率较快，反应得到的逐渐增大，并被空气中的氧气氧化得到，消耗的反应速率与生成反应速率近似相等，所以时刻后，溶液中基本不变；
（5）①转化为S2的一极，硫元素化合价升高，该极为负极，则a极为负极，b极为正极，b极由O2转化为为H2O，电极方程式是；
②电池工作时，经质子膜进入正极，即b极区。
16．(1)负
(2) 变大 4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2↑+4H+
(3)B
(4) 负 2H2+4OH--4e-=4H2O或H2+2OH--2e-=2H2O
(5) 正 Cu-2e-=Cu2+ 正 C

【分析】C、D和电解池中都充满浓KOH溶液，实际是电解水，由C、D中产生的气体体积可知，C中气体为H2，D中气体为O2，则M为阴极，N为阳极，R为电源负极，S为电源正极，B为阳极，A为阴极。
（5）C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，将电源接通后，甲装置电解MgC12溶液，反应为，D电极上生成的无色气体为氢气，则D为阴极，C为阳极。
【详解】（1）由分析可知，R为负极；
（2）M为阴极，电解消耗水电离生成的H+，生成OH-，则M极对应的电解质溶液的pH变大，生成的OH-移向N电极，故N电极对应的电解质溶液的pH变大；E为浸过含酚酞的Na2SO4溶液的滤纸，由分析可知，B为阳极，则电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2↑+4H+；
（3）B为阳极，阴离子()向阳极移动，则滤纸上的紫色点向B方向移动；
（4）当C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，此时装置变为燃料电池，经过一段时间，C、D中的气体逐渐减少，H2和O2反应生成水，在碱性条件下，C中H2发生氧化反应，C电极为负极，电极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O或H2+2OH--2e-=2H2O；
（5）①根据分析，D为阴极，C为阳极，电解池的阳极与电源正极相接，阴极与电源的负极相接，即A是正极、B是负极，故答案为正；
②丙装置中G为阳极，H为阴极，铁钉上镀铜时阳极为纯铜，阴极为铁钉，阳极上Cu失电子生成Cu2+，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，故答案为Cu-2e-=Cu2+；
③甲装置电解MgCl2溶液，总反应为；乙池电解CuSO4溶液，总反应的离子方程式为；故答案为；；
④丁中X为阳极、Y为阴极，X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，即Fe(OH)3胶粒移向阴极，则Fe(OH)3胶粒带正电荷，故答案为正；
⑤乙池中E为阳极、F为阴极，乙中E、F两极上都产生2.24L气体(标准状况)，则阳极上水中的氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为，即E极气体为O2，物质的量为，阴极首先是铜离子放电，电极反应式为，然后是水中的氢离子放电，电极反应式为，且生成H2的物质的量为0.1mol。根据电子守恒有2n(Cu2+)+2n(H2)= 4n(O2)，即2n(Cu2+)+0.1mol2=0.1mol4，解得n(Cu2+)= 0.1mol，所以电解CuSO4溶液时生成0.1molCu、0.1molH2和0.1mol O2，根据溶液恢复原则可知，向反应后溶液中加入0.1molCu(OH)2可恢复到起始状态，故答案为C。
17．(1)
(2) 正极 +2H2SO4 0.4mol 镀件 5.4g
(3) C Pt 2

【详解】（1）以KOH溶液为电解质溶液设计氢氧燃料电池时，燃料电池属于原电池，其负极发生氧化反应。负极物质为氢气，碱性环境，所以反应的电极反应式为：，故答案为：；
（2）将直流电源接通后，Y极附近颜色加深，胶粒带正电荷，向阴极移动，所以Y极为阴极。可得出D、F、H、Y均为阴极，C、E、G、X均为阳极，A是电源正极，B是电源负极；故答案为：正极；在甲中C是阳极，D是阴极。在该溶液中阴离子有、，放电顺序：>，C电极发生反应：；阳离子有H+、，放电能力：> H+,所以D电极发生反应：，电解时总反应方程式为：+2H2SO4，故答案为：+2H2SO4；通电后加入0.2mol（相当于氧化铜和水）后溶液与电解前相同，根据铜元素守恒，所以析出金属铜的物质的量是0.2mol，则转移的电子是0.4mol；故答案为：0.4mol；电镀装置中，镀层金属必须作阳极连接电源的正极，镀件做阴极，连接电源的负极，所以丙装置中H应该是镀件，G是镀层金属；故答案为：镀件；当乙中溶液的pH是13时，(此时乙溶液体积为500 mL)时，根据电极反应，则放电的氢离子的物质的量为：0.1mol/L×0.5L=0.05mol，转移电子的物质的量为0.05mol电子时，丙中镀件上析出银的质量为m=0.05mol×108g/mol=5.4g; 故答案为：5.4g；
（3）D端与电源负极相连，为阴极，因此C端为阳极，发生氧化反应变成I2 ， I2遇到淀粉变蓝，故答案为：C; 装置甲中Pt与正极相连为阳极，Fe为阴极，阴极上得电子生成Ag，则阴极电极方程式为：，故答案为：Pt    ；甲乙装置共收集气体0.168L(标况下)，应该分别为氧气和氢气，则氧气为0.168L×=0.056L,转移电子0.01mol，甲中有AgNO3溶液，电解生成硝酸，，则，则pH=2, 故答案为：2。
18．(1)化学能转化为电能
(2) 2H++2e-=H2↑ Mg→Al
(3)Al
(4)CD
(5) CH4＋10OH-_8e-=CO＋7H2O 石墨上有红色固体析出 560

【分析】将电极放入2mol/L H2SO4溶液A中，镁活泼作负极，铝较不活泼作正极，将电极放入6mol/L NaOH溶液B中，镁不反应作正极，铝反应作负极；甲、乙、丙三池中，根据A、B电极中通入的甲烷和氧气可确定甲为原电池，其中A为负极、B为正极，乙、丙为电解池，乙中C为阳极、D为阴极，丙中为E阳极、F 为阴极。
【详解】（1）原电池是将化学能转化为电能；
（2）A中Al作正极，氢离子作氧化剂，电极反应式为2H++2e-=H2↑；电子的流向是由Mg（负极）→Al（正极）；
（3）B中负极为能在氢氧化钠溶液反应的Al，Mg不反应作正极；
（4）A．根据金属单质与水或酸置换出氢气的难易可得镁的金属性比铝的金属性强，Al在氢氧化钠溶液反应产生氢气不能作为比较金属性强弱的依据，A错误；
B．比较金属活动性顺序的依据要明确，不要被一些特殊反应混淆金属活动性顺序的比较，B错误；
C．该实验中镁铝在稀硫酸中比较置换出氢气的难易而可以比较金属性，镁铝在氢氧化钠溶液中镁不反应而铝反应是因为氢氧化铝具有两性能溶解于氢氧化钠而氢氧化镁只有碱性不能溶解于氢氧化钠，说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析，C正确；
D．上述实验证明了“直接利用金属活动性顺序判断原电池中的正负极”这种做法不可靠，要注意反应的特殊性和明确金属活动性顺序的比较方法，D正确；
答案选CD。
（5）A电极是原电池的负极，甲烷作还原剂在氢氧化钾介质下氧化为碳酸根离子，该电极反应式为CH4＋10OH-_8e-=CO＋7H2O； F是电解池的阴极，铜离子在该电极得电子还原为铜单质，现象是石墨上有红色固体析出；根据串联电极的电子守恒法可得。