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    2024届高三新高考化学大一轮专题练习-电解池

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    2024届高三新高考化学大一轮专题练习-电解池

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    这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习-电解池,共20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·辽宁·统考高考真题)某无隔膜流动海水电解法制的装置如下图所示,其中高选择性催化剂可抑制产生。下列说法正确的是
      
    A.b端电势高于a端电势 B.理论上转移生成
    C.电解后海水下降 D.阳极发生:
    2.(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
    3.(2023春·河北廊坊·高三固安县第一中学校联考开学考试)一种钠硫电池在常温下的工作原理如图所示(以NaClO4和NaNO3的四乙二甲基醚混合溶液为电解液),下列说法正确的是
      
    A.电极甲的材料是金属钠,电极乙的材料是S8
    B.该电池放电时,电极甲上发生的电极反应为
    C.电池充电时,电极乙接电源的负极,发生还原反应
    D.可用 NaNO3的水溶液作为电解液来提高该电池的工作效率
    4.(2023春·湖北宜昌·高三校联考期中)2022年9月27日,宁德时代邦普一体化新能源产业园邦普时代项目在宜昌高新区开工,下图是其产品之一的简易装置图。工作时将正极材料转化为,甲酸盐转化为保持厌氧环境。已知右侧装置为原电池,电极a、b、c均不参与反应。下列说法正确的是
      
    A.在b电极上被氧化
    B.a电极反应式为
    C.装置工作时,A室溶液pH逐渐减小
    D.d电极反应式为
    5.(2023春·四川成都·高三四川省成都市新都一中校联考期中)如图装置可用于电催化制甲酸盐,同时释放电能。下列说法正确的是
        
    A.当开关K连接a时,该装置将化学能转化为电能
    B.当开关K连接b时,Zn电极发生氧化反应
    C.若该装置所用电源是铅蓄电池,则产生1 mol O2,铅蓄电池负极质量增重96 g
    D.该装置制甲酸盐时,每消耗22.4 L CO2,外电路转移电子数目为2NA
    6.(2023春·四川成都·高三四川省成都市新都一中校联考期中)如图所示的装置,甲中盛有CuSO4溶液,乙中盛有KI溶液,电解一段时间后,分别向C、D电极附近滴入淀粉溶液,D电极附近变蓝。下列说法正确的是
      
    A.E、F电极分别是阴极、阳极
    B.若甲池是电解精炼铜,则A电极为粗铜
    C.甲中Cu2+移向B电极
    D.若C电极为惰性电极,则电解后乙中溶液的pH增大
    7.(2023·全国·高三专题练习)基于硫化学的金属硫电池有望替代当前锂离子电池技术,满足人类社会快速增长的能源需求,该电池的结构及原理如图所示。下列有关叙述正确的是

    A.该电池可采用含的水溶液为电解质溶液
    B.放电时,电子的移动方向:电极电极隔膜电极a
    C.充电时,阳极区可能发生的反应有
    D.充电时,电路中转移时,阴极质量减重
    8.(2023·全国·高三专题练习)某浓差电池的装置如图所示,该电池使用前先将K与M连接一段时间,K再与N连接,当正负电极室中溶液的浓度相等时,电池将停止放电。下列说法错误的是

    A.K与M连接时,当电路中转移0.1mol电子时,乙室溶液质量减少17g
    B.K与N连接时,甲室的电极反应式为
    C.若换成阳离子交换膜,电池将不能正常使用
    D.K分别与M、N连接时,在电解质溶液中的移动方向相反
    9.(2023·全国·高三专题练习)利用介质耦合微生物电化学系统与电催化还原系统,既能净化废水,又能向高附加值产物转化,其工作原理示意图如图a和图b所示,下列说法错误的是

    A.图a装置和图b装置中的都是从左向右移动
    B.图a装置中甲电极的反应式为:
    C.图b装置中丙电极的电势比丁电极高
    D.图b装置中丁电极中每消耗(标准状况),转移电子数约为
    10.(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
    11.(2023·山东威海·威海市第一中学统考二模)将CO2转化为系列化工原料,越来越引起科研工作者的重视。光、电催化酶耦合反应器固定CO2原理如图所示。已知固碳酶在催化反应时需要辅助因子NAD(P)H提供还原力。下列说法错误的是   

    A.装置工作时,由光能、电能转化为化学能
    B.转化生成1mol 得到6mol
    C.当有2mol 通过交换膜进入阴极室,一定生成1mol HCOOH
    D.在电解液中添加并给反应器施加电压,有利于转换为NAD(P)H
    12.(2023·河北·校联考三模)单液流锌镍电池以其成本低、效率高、寿命长等优势表现出较高的应用价值,电解液为ZnO溶解于碱性物质的产物Zn(OH),总反应为Zn+2NiOOH+2H2O+2OH-Zn(OH)+2Ni(OH)2,电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是
      
    A.充电时,锌极发生的电极反应为Zn(OH)+2e-=Zn+4OH-
    B.放电时,镍极发生的电极反应为NiOOH+H2O+4e-=Ni(OH)2+OH-
    C.充电时,阴离子从镍极区向锌极区移动,在锌极上反应生成Zn(OH)
    D.利用循环泵驱动电解液进行循环流动,可有效提高电池能量效率

    二、多选题
    13.(2023·海南海口·海南华侨中学校考模拟预测)最近我国科学家设计了一种协同转化装置,实现对天然气中和的高效去除。示意图如图所示,其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为:



    该装置工作时,下列叙述正确的是
    A.阴极的电极反应:
    B.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低
    C.协同转化总反应:
    D.若采用取代,溶液可为中性
    14.(2023·山东泰安·统考二模)NO-空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保一体化,某兴趣小组用该电池模拟工业处理废气和废水的过程,装置如图。下列说法错误的是

    A.b膜为阴离子交换膜
    B.乙池中总反应的离子方程式为:5SO2+2NO+8H2O+8NH310NH+5SO
    C.当浓缩室得到4L浓度为0.6mol•L-1的盐酸时,M室溶液的质量变化为36g(溶液体积变化忽略不计)
    D.若甲池有5.6LO2参加反应,则乙池中处理废气(SO2和NO)的总体积为15.68L

    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秋·甘肃天水·高三天水市第一中学校考期末)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。如图是以乙醇燃料电池为电源,电解含的废气制备示意图(c、d均为石墨电极)。

    (1)请判断该装置的电极名称:a__________、c__________。
    (2)甲池中a极上的电极反应式为:__________,乙池中c极上的电极反应式:__________。
    (3)甲池中向______极迁移,乙池中向______极迁移(用a、b、c、d表示)。
    (4)假设电解前,乙池两侧溶液体积均为,左侧溶液中为。电解结束后,左侧溶液中变为,若忽略溶液体积变化,则处理的体积为______mL(标准状况);乙池右侧溶液与电解前相比__________(填“增大”、“减小”、“不变”)。
    17.(2023秋·陕西宝鸡·高三统考期末)回答下列问题:
    (1)土壤中的微生物可将H2S经两步反应氧化成,两步反应的能量变化示意图如图:

    1molH2S(g)全部氧化为(aq)的热化学方程式为_____________________。
    (2)标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa时,最稳定的单质生成1mol化合物的焓变。已知25℃和101kPa时下列反应:



    写出乙烷(C2H6)标准摩尔生成焓的焓变=_________(用含、、的式子表示)。
    (3)我国某科研团队设计了一种电解装置,将CO2和NaCl高效转化为CO和NaClO,原理如图2所示:

    通入CO2气体的一极为_________(填“阴极”、“阳极”、“正极”或“负极”),写出该极的电极反应式:__________________________,若电解时电路中转移0.4mol电子,则理论上生成NaClO的物质的量为_________mol。
    18.(2023秋·吉林辽源·高三校联考期末)回答下列问题:
    (1)依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题:

    ①电极X的材料是_______,电解质溶液Y是_______。
    ②银电极为电池的_______极,发生的电极反应式为_______。
    (2)如图所示,甲、乙为相互串联的两个电解池。

    ①甲池为粗铜的精炼装置,A电极为_______(填“阳极”或“阴极”),电极材料是_______,电极反应式为_______。
    ②乙池中Fe极的电极反应式是_______,若在乙池中滴入少量酚酞溶液,电解一段时间后,Fe极附近呈_______色。

    参考答案:
    1.D
    【分析】由图可知,左侧电极产生氧气,则左侧电极为阳极,电极a为正极,右侧电极为阴极,b电极为负极,该装置的总反应产生氧气和氢气,相当于电解水,以此解题。
    【详解】A.由分析可知,a为正极,b电极为负极,则a端电势高于b端电势,A错误;
    B.右侧电极上产生氢气的电极方程式为:2H++2e-=H2↑,则理论上转移生成,B错误;
    C.由图可知,该装置的总反应为电解海水的装置,随着电解的进行,海水的浓度增大,但是其pH基本不变,C错误;
    D.由图可知,阳极上的电极反应为:,D正确;
    故选D。
    2.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。

    3.C
    【分析】从图中可以看出,电极甲附近,S8→Na2S6→Na2S4→Na2S,则此电极为正极,电极材料为S8;电极乙材料为钠,作负极,Na失电子生成Na+进入溶液,向电极甲移动。
    【详解】A.由分析可知,电极乙的材料是金属钠,电极甲的材料是S8,A不正确;
    B.该电池放电时,电极甲为正极,S8得电子产物与电解质反应生成Na2S,发生的电极反应为,B不正确;
    C.电池放电时,电极乙为负极,则电池充电时,电极乙应为阴极,接电源的负极,得电子发生还原反应,C正确;
    D.电极乙为钠,钠能与水发生剧烈反应,所以不能用 NaNO3的水溶液作为电解液来提高该电池的工作效率,D不正确;
    故选C。
    4.B
    【分析】右侧装置为原电池,工作时将正极材料转化为,可知d为正极、c为负极,负极甲酸盐失电子生成二氧化碳;左侧装置为电解池,则a是阳极、b是阴极。
    【详解】A.b是阴极,氢离子在b电极上被还原为氢气,故A错误;
    B.a为阳极,甲酸盐在a极失电子被氧化为二氧化碳,a电极反应式为,故B正确;
    C.装置工作时,a极发生反应,b极发生反应2H++2e-=H2↑,根据电子守恒,电路中转移2mol电子,b极消耗2molH+,a极只生成1molH+,即a只能提供1molH+进入A室,所以A室溶液pH逐渐增大,故C错误;
    D.工作时将正极材料转化为,d电极反应式为,故D错误;
    选B。
    5.B
    【详解】A.当开关K连接a时,该装置为电解池,将电能转化为化学能,A错误;
    B.当开关K连接b时,为原电池装置,锌极为负极,Zn失去电子发生氧化反应,B正确;
    C.若该装置所用电源是铅蓄电池,放电时负极反应为,产生1 mol O2,转移电子4mol,则铅蓄电池负极质量增重192 g,C错误;
    D.该装置每消耗标准状况下22.4 L CO2,外电路转移电子数目为2NA,没有标况不能计算反应二氧化碳的物质的量,D错误;
    故选B。
    6.D
    【分析】乙中盛有KI溶液,电解一段时间后,分别向C、D电极附近滴入淀粉溶液,D电极附近变蓝,则D极生成I2,碘元素价态升高失电子,故D极为阳极,电极反应式为2I--2e-=I2,C极为阴极,F极为正极,E极为负极,A极为阴极,B极为阳极,据此作答。
    【详解】A.根据题目信息D电极附近变蓝,可知D电极I−放电产生I2,是阳极,E、F电极分别是负极、正极,A错误;
    B.若甲池是电解精炼铜,则B电极作阳极,为粗铜,B错误;
    C.甲中Cu2+移向阴极(A电极),C错误;
    D.若C电极为惰性电极,乙中电解总反应为2KI+2H2O2KOH+H2↑+I2,生成KOH,电解后乙中溶液的pH增大,D正确;
    故选D。
    7.C
    【详解】A.K性质活泼,会和水反应,不可采用含K+的水溶液作为电解质溶液,A项错误;
    B.电子不经过电解质溶液,B项错误;
    C.充电时,b极为阳极,可能发生,C项正确;
    D.充电时,a极为阴极,发生K++e-=K,电路中转移时,阴极质量增加,D项错误。
    答案选C。
    8.B
    【分析】浓度差电池是利用两极电势差实现两个氧化还原半反应,总反应类似扩散原理,最终两池电解质浓度将相等。该电池使用前先将K与M连接一段时间,开关与M相连时,为电解池,左侧甲室内Ag电极为阳极,右侧乙室内Ag电极为阴极,阳极上Ag失去电子转化为Ag+,阴极上Ag+得到电子转化为Ag,硝酸根透过阴离子交换膜向阳极移动进入左侧,一段时间后,两池中浓度不同;然后将K与N相连,装置为原电池,左侧甲室内硝酸银溶液浓度大,银离子氧化性强,则银离子得电子发生还原反应,左侧甲室内Ag电极为正极,则右侧乙室Ag电极为负极,硝酸根向负极移动进入乙室,据此回答;
    【详解】A. 据分析,K与M连接时,右侧乙室内、硝酸根迁出,当转移1mol电子时,乙室溶液质量减少(108+62)g=170g,则当电路中转移0.1mol电子时,乙室溶液质量减少17g,A正确;
    B.K与N连接时为原电池,甲室为正极区,电极反应式为,B不正确;
    C.若换成阳离子交换膜,若有1mol电子转移,阳极1mol Ag溶解、阴极析出1mol Ag,1mol Ag+透过阳离子交换膜进入乙室,则两池中Ag+浓度将相同,开关与N相连时,不会产生电流、将不能正常使用,因此应该选择阴离子交换膜电池,C正确;
    D.据分析,K分别与M、N连接时,在电解质溶液中的移动方向相反,D正确;
    答案选B。
    9.B
    【分析】由图可知,甲极发生氧化反应生成二氧化碳,为负极,则乙为正极;丙极发生氧化反应生成,为阳极,则丁为阴极;
    【详解】A.a中氢离子向正极右侧迁移,b中氢离子向阴极右侧迁移,故A说法正确;
    B.a装置中甲电极上乙酸根离子失去电子发生氧化反应生成二氧化碳,反应式为:,故B说法错误;
    C.图b装置中丙电极为阳极、丁电极为阴极,则丙的电势比丁电极高,故C说法正确;
    D.图b装置中丁电极二氧化碳转化为甲醇,电子转移情况为,则每消耗(标准状况下为1mol),转移电子数约为6×6.02×1023=,故D说法正确;
    故选B。
    10.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。
    11.C
    【分析】由题干原理图示信息可知,阳极(即与电源正极相连的电极)上发生氧化反应,电极反应式为:2H2O-4e-=4H++O2↑,H+通过质子交换膜移向阴极室,阴极电极反应为:NAD(P)+H++e-=NAD(P)H,CO2+2NAD(P)H=2NAD(P)+HCOOH或者CO2+6NAD(P)H=CH3OH+H2O+6NAD(P),光能捕获与电子激发器中吸收太阳能,激发失去电子,从而也发生NAD(P)+H++e-=NAD(P)H,据此分析解题。
    【详解】A.由分析可知,装置工作时,由光能、电能转化为HCOOH、CH3OH、NAD(P)、NAD(P)H中的化学能,A正确;
    B.根据电子守恒可知,CO2转化生成1mol CH3OH得到6mol e-,B正确;
    C.由分析可知,阴极室发生的反应有:NAD(P)+H++e-=NAD(P)H,CO2+2NAD(P)H=2NAD(P)+HCOOH或者CO2+6NAD(P)H=CH3OH+H2O+6NAD(P),且光能捕获与电子激发器中吸收太阳能,激发失去电子,从而也发生NAD(P)+H++e-=NAD(P)H,故当有2mol通过交换膜进入阴极室,不一定生成1mol HCOOH,C错误;
    D.在电解液中添加可以增强电解质溶液的导电性,并给反应器施加电压,可加快反应速率,故有利于转换为NAD(P)H,D正确;
    故答案为:C。
    12.C
    【分析】由总反应可知,放电时锌极上锌失去电子发生氧化反应为负极,镍极的NiOOH得到电子发生还原反应为正极;
    【详解】A.充电时,锌极为阴极,电极反应为,A正确;
    B.放电时,镍极为正极,电极反应为,B正确;
    C.充电时,镍极为阳极,阴离子从锌极区向镍极区移动,在锌极上得电子生成金属锌,C错误;
    D.利用循环泵驱动电解液使其通过输送管道在电池反应槽与储液罐之间循环流动,可有效抑制电池内部电解液的浓度差造成的影响,从而提高电池能量效率,D正确。
    故选C。
    13.AC
    【分析】该装置属于电解池,CO2在ZnO@石墨烯电极上转化为CO,发生得到电子的还原反应,为阴极,石墨烯电极为阳极,发生失去电子的氧化反应,据此解答。
    【详解】A.CO2在ZnO@石墨烯电极上转化为CO,发生得到电子的还原反应,为阴极,电极反应式为CO2+H++2e-=CO+H2O,A正确;
    B.石墨烯电极为阳极,与电源的正极相连,因此石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯电极上的高,B错误;
    C.石墨烯电极上发生的电极反应为信息反应①,氧化产物继续发生信息反应②即把H2S转化为H+和S,因此总反应式为CO2+H2S=CO+H2O+S,C正确;
    D.由于铁离子、亚铁离子均易水解,所以如果采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需要酸性,D正确;
    故选:AC。
    14.CD
    【分析】NO-空气质子交换膜燃料电池,通入空气的一极为原电池的正极,通入NO的一极为负极。乙和丙池均为电解池,SO2、M室均与电源正极相连为阳极,而N室和NO极均与电源的负极相连为阴极。
    【详解】A.M室反应2H2O-4e-=O2+4H+产生的H+通过a膜和N室通过b膜的Cl-在浓缩室形成HCl,所以b膜为阴离子交换膜,A项正确;
    B.乙池中SO2被氧化为而NO被还原为,按升降守恒5molSO2只能还原2molNO,反应中需要补充NH3,所以总反应的离子方程式为5SO2+2NO+8H2O+8NH310NH+5SO,B项正确;
    C.M室产生1molO2移出4molH+相当于M室减少2molH2O,得到关系式:4H+~2H2O(减少),浓缩室得到4L浓度为0.6mol•L-1的盐酸即产生H+物质的量为4L×(0.6-0.1)mol/L=2mol。所以M室减少的水物质的量为1mol,质量为1×18g=18g,C项错误;
    D.甲池消耗O2物质的量为。根据电子守恒得到关系式为:5O2~20e-~4NO~10SO2,则NO、SO2的物质的量分别为0.25mol×=0.2mol、0.25mol×2=0.5mol。没有给条件无法计算气体体积,D项错误;
    故选CD。
    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) 负极 阳极
    (2)
    (3) b d
    (4) 448 不变

    【详解】(1)a极进入甲醇,甲醇失电子为负极,b极进入氧气,为正极,与正极相连的c极就是阳极。
    (2)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-12e-=2CO2↑+12H+。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=+4H+。
    (3)甲池为原电池,向正极(b极)迁移,乙池为电解池,向阴极(d极)迁移。
    (4)乙池两侧溶液体积均为100ml,左侧溶液中c(HNO3)为0.1 mol/L。电解结束后,左侧溶液中c(HNO3)变为0.3 mol/L,反应后增加了(0.3 mol/L-0.1 mol/L)×0.1L=0.02mol,根据N原子守恒可知,处理NO的物质的量为0.02mol,体积为0.02mol×22.4L/mol=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。
    17.(1)H2S(g)+2O2(g)=SO(aq)+2H+(aq) △H=-806.39kJ·mol-1
    (2)2∆H2+∆H3-∆H1
    (3) 阴极 2H++CO2+2e-=CO+H2O 0.2

    【详解】(1)第一步反应为,第二步反应为,根据盖斯定律,两式相加得所求热化学方程式:;
    (2)①;
    ②;
    根据盖斯定律,乙烷标准摩尔生成焓的焓变,即乙烷标准摩尔生成焓的热化学方程式为kJ/mol;
    (3)该装置为电解池,,碳元素化合价降低,发生还原反应,则通入气体一极为阴极,电极反应式:,阳极a上的反应式为:,若电解时,电路中转移0.4mol电子,则理论上生成NaClO的物质的量为0.2mol。
    18.(1) 铜 硝酸银 正 Ag++e-=Ag
    (2) 阴极 精铜 Cu2++2e-=Cu 2H++2e-=H2↑ 红

    【详解】(1)根据氧化还原反应可知,反应中Cu失电子生成Cu2+,Ag+得电子生成Ag。
    ①反应中Cu失电子,因此电极X的材料为铜;电解质溶液中Ag+得电子,电解质溶液Y为可溶性的银盐,为硝酸银;
    ②银电极对应的溶液中的Ag+得电子生成Ag,因此Ag电极为电池的正极,该电池的电极反应式为Ag++e-=Ag。
    (2)①要电解精炼铜,则需要将精铜与电解池的阴极相连,粗铜与电解池的阳极相连,因此:A极为电解池的阴极;电极材料为精铜;此时甲池中的Cu2+在阴极上得电子生成Cu,反应的电极式为Cu2++2e-=Cu;
    ②电解池乙为电解NaCl溶液的装置,Fe与电源的负极连接,Fe一极为电解池的阴极,反应的电极式为2H++2e-=H2↑;电解一段时间后,Fe极附近的H+减少,剩余OH-,向乙池中滴入少量的酚酞,Fe电极附近呈红色。

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