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23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·湖北武汉·统考模拟预测）科学家近年发明了一种新型光电催化装置，它能将葡萄糖和CO2转化为甲酸盐，如图所示。光照时，光催化电极a产生电子(e-)和空穴(h+)，图中的双极膜中间层中的H2O会解离产生H+和OH-。
  
下列说法错误的是
A．光催化电极a的反应为C6H12O6+12h++18OH-=6HCOO-+12H2O
B．双极膜中间层中的H+在外电场作用下向催化电极b移动
C．理论上电路中转移4mole-时可生成2molHCOO-
D．阳极区和阴极区的pH均减小
2．（2023·福建龙岩·统考模拟预测）我国科学家设计的一种从海水中提取金属锂的太阳能驱动装置如图所示，下列说法错误的是

A．催化电极反应式：2Cl- -2e=Cl2↑
B．固体陶瓷膜属于不透水的阳离子交换膜
C．导线中通过1mol电子时，海水减重约42.5g
D．在有机电解质中加入少量乙酸，以增强导电性
3．（2023春·四川绵阳·高三四川省绵阳南山中学校考期中）支撑海港码头基础的防腐技术，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述正确的是
      
A．高硅铸铁作用为传递电流和损耗阳极材料
B．通电后外电路电子被强制从钢管桩流向高硅铸铁
C．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
D．该防腐技术为牺牲阳极的阴极保护法
4．（2023·辽宁鞍山·鞍山一中校考模拟预测）近日，清华大学王保国教授团队设计出了一种双极膜(将解离成和)电解合成的反应器，其简化模型如图所示，已知：法拉第常数C⋅mol(法拉第常数的物理意义：每摩尔电子携带的电荷量)。下列说法错误的是

A．M极电势低于N极电势
B．电解合成过程中，N极附近电解质溶液的pH减小
C．阴极的电极反应式为
D．理论上产生0.02mol时，外电路流过的电量为1930C
5．（2023·江西鹰潭·统考二模）为探究电解过程中溶液pH的变化。装置、所得数据结果如图所示。电解过程中，充分搅拌使溶液均匀，忽略溶液体积的变化。下列说法错误的是
  
A．0-t1时：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3，t1-t2时：2H2O2H2↑+O2↑
B．若进行到t2时刻共有0.224L气体(标况下)产生，则外电路有0.04mol电子通过
C．若使用氢氧燃料电池为电源，t1时，理论上负极消耗的气体物质的量为0.005mol
D．电解到t1时刻，加入1.16gAg2O可使溶液复原
6．（2023春·浙江·高三校联考阶段练习）镁锂双盐电池是结合镁离子电池和锂离子电池而设计的新型二次离子电池。其工作原理如图所示，已知放电时，b极转化关系为：下列说法不正确的是

A．充电或放电时，a极电势均高于b极
B．放电过程中电子经导线由a极向b极移动
C．充电时阳极的电极反应式为
D．该电池工作时，若通过电路转移电子的物质的量为0.2mol，则负极质量变化2.4g
7．（2023·山东济宁·统考二模）可用电化学原理进行氮的氧化物脱除，下图装置可同时吸收和NO(已知连二亚硫酸稀)。

下列说法错误的是
A．N为直流电源的负极
B．装置中P为阳离子交换膜
C．左室的电极反应式为：
D．吸收池中的反应为：
8．（2023春·江苏宿迁·高三统考期中）实验室以一定浓度的和混合溶液为电解液，让同时在阴、阳两极发生反应来模拟隔膜电解法处理含的废水，工作原理如图所示。已知阴极区域主要反应可表示为：、(为活泼H)。下列说法不正确的是
  
A．直流电源b为负极
B．图中离子交换膜是阳离子交换膜
C．阳极区的反应可表示为：
D．电解过程中阴极区溶液的pH变小
9．（2023春·河北邯郸·高三大名县第一中学校考期中）氨广泛应用于化工、化肥、制药等领域，一种新型制备氨的方法如图。下列说法错误的是

A．反应①属于人工固氮
B．反应④属于氧化还原反应
C．反应③可利用电解溶液的方法实现
D．该转化过程总反应的反应物是和，产物是和
10．（2023·广东梅州·统考二模）一种清洁、低成本的三步法氯碱工艺的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
  
A．与传统氯碱工艺相比，该方法可避免使用离子交换膜
B．第一步中的阳极反应为Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+
C．第二步放电结束后，电解质溶液中NaCl的含量增大
D．第三步，Cl2在阳极产生
11．（2023·浙江金华·统考模拟预测）我国科研团队提出一种新型阴离子电极材料—的水系双离子电池，该电池以和为电极，其工作原理如图所示。下列有关叙述不正确的是
  
A．充电时，电极a应接电源的正极
B．放电时，若电极a得到6.4g Cu和1.44g ，则电路中转移0.22mol电子
C．充电时，电极b的电极反应式为
D．第2次放电时，溶液碱性逐渐增强

二、多选题
12．（2023春·山东菏泽·高三菏泽一中校考期中）应用电解法对煤电解脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将Mn2+转化成Mn3+，Mn3+再将煤中的含硫物质(主要是FeS2)氧化为Fe3+和SO。下列说法错误的是
  
A．根据信息推断，a为电源正极
B．整个电解脱硫过程与b连接的石墨电极只发生电极反应2H++2e－=H2↑
C．电解过程中，H+不断消耗，混合溶液的pH逐渐升高
D．混合液中发生反应的离子方程式为FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2SO+16H+

三、非选择题
13．（2023秋·湖北武汉·高三武汉市育才高级中学校联考期末）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：
I.二氧化氯()为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取的新工艺如图所示：
  
(1)图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取。产生的电极应连接电源的_______(填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为_______。
(2)a极区溶液的_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)图中离子交换膜应使用_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
Ⅱ.在日常生活中，金属腐蚀的现象普遍存在，某化学兴趣小组设计了如图所示的两套实验装置验证的腐蚀与防护：
  
(4)图中能保护不被腐蚀的是装置_______(填“A”或“B”)，其保护方法的名称是_______。
(5)另一装置中极的电极反应式为_______，检验其阳离子产物时加入_______溶液，产生特征蓝色沉淀，其反应离子方程式为_______。
14．（2023秋·云南丽江·高三统考期末）回答下列问题：
(1)锌－空气电池是金属空气电池的一种，电解质溶液为KOH溶液，工作示意图如图1所示。
  
Zn电极作______极，写出通入空气一极的电极反应式：______。
(2)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图2所示：
  
①a口产生的气体是______，c口获得的产品是______，当d口产生标况下2.24L气体时，电路中转移电子的物质的量为______。
②写出电解饱和食盐水的离子方程式______。
(3)钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。鉴于腐蚀问题的严重性，国内外对防腐工作都很重视，采取各种措施来减轻腐蚀的危害，图3是金属防护的两个例子。
  
①为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图3甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用______(填字母)。
A．铜       B．石墨      C．锌
②图3乙方案也可以降低铁闸门腐蚀的速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的______(填“正”或“负”)极，该金属防护的方法叫做______。
15．（2023春·四川成都·高三四川省成都市新都一中校联考期中）Ⅰ.铝合金和钢铁是国家重要的金属材料。回答下列问题：
(1)下列是气态铝原子或离子的电子排布式，其中处于激发态的有___________(填序号)。A变为D所需的能量为E1，D变为E所需的能量为E2，则E1___________E2(填“>”“<”或“=”)，理由是___________。
A．1s22s22p63s23p1    B．1s22s22p63s13px13py1     C．1s22s22p63s13px13pz1
D．1s22s22p63s2        E．1s22s22p63s1            F．1s22s22p63s13p1
(2)利用电解法可在铝制品表面形成致密的氧化物保护膜，不仅可以增加美观，而且可以延长铝制品使用时间。制取氧化物保护膜的装置如下图所示，阳极的电极反应方程式为___________。

Ⅱ.钢铁在潮湿空气中容易生锈，某兴趣小组查阅资料可知，钢铁腐蚀的快慢与温度、电解质溶液的pH值、氧气浓度以及钢铁中的含碳量有关，为此设计了下列实验。

编号
①
②
③
④
A
100 mL饱和NaCl溶液
100 mL饱和NaCl溶液
100 mLpH = 2 CH3COOH
100 mLpH = 5 H2SO4
B
m g铁粉
m g铁粉和n g碳粉混合物
m g铁粉和n g碳粉混合物
m g铁粉和n g碳粉混合物
锥形瓶中压强随时间变化




通过上述实验分析回答：
(3)上述实验①、②探究___________对铁的腐蚀快慢的影响，写出实验②碳电极上的电极反应式___________；
(4)上述四个实验中___________(用编号表示)发生吸氧腐蚀，上述四个实验铁腐蚀由快到慢的顺序为___________(用编号表示)。
16．（2021春·陕西汉中·高三统考期中）电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的在5.0~6.0之间，通过电解生成沉淀。有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去(或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置如图所示：

(1)实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的___________(填字母)。
a．    b．    c．    d．
(2)电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，则阳极的电极反应分别是___________；___________。
(3)该熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。
①正极的电极反应为___________。
②为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环，A物质的化学式是___________。
(4)实验过程中，若在阴极产生了67.2L(标准状况)气体，则熔融盐燃料电池消耗(标准状况)___________L。
17．（2023春·江苏南通·高三统考阶段练习）研究去除水体中的污染是环境保护的重要课题。
(1)一种活性炭载纳米铁粉吸附剂去除废水中的可能反应机理如图1所示。图中“*”表示微粒处于吸附状态。

①相同条件下，将活性炭载纳米铁粉和纳米铁粉分别加入含废水中，反应相同时间，采用活性炭载纳米铁粉去除的效率更高，原因是_______。
②实验测得反应相同时间，初始pH对去除率影响如图2所示。时，pH越小，去除率越低的原因是_______。
③图1所示反应机理可描述为_______。
(2)以石墨为阳极、铁为阴极电解含废水可用于去除。电解时各种含氮微粒的浓度、溶液的pH与时间的关系如图3所示。

①0~1min时，阴极发生的主要电极反应方程式为_______。
②若向废水中加入一定量的，则电解后废水中的几乎完全转化为，原因是_______。
18．（2023春·上海长宁·高三上海市延安中学校考开学考试）实验小组同学利用装置对电化学原理进行了一系列探究活动。请结合实验小组探究活动原理图，回答下列问题：

(1)甲池装置为________(填“原电池”或“电解池)。
(2)甲池反应前两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差，导线中通过________电子。
(3)实验过程中，甲池左侧烧杯中的浓度________(填“增大”、“减小”或“不变)。
(4)若乙池中溶液为足量的硝酸银溶液，工作一段时间后，若要使乙池中溶液恢复原浓度，可向溶液中加入________。(填化学式)
(5)若把乙池改为精炼铜装置(粗铜含、、、、等杂质)，电解质溶液为溶液，则下列说法正确的是________。
A．电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
B．乙池左侧电极为粗铜，发生氧化反应
C．溶液的浓度保持不变
D．杂质都将以单质的形式沉淀到池底

参考答案：
1．C
【分析】科学家近年发明了一种新型光电催化装置，它能将葡萄糖和CO2转化为甲酸盐，光照时，光催化电极a产生电子(e-)和空穴(h+)，电子经过电源到达催化电极b处，则光催化电池a为阳极，催化电极b为阴极，以此解答。
【详解】A．该装置可以将葡萄糖转化为甲酸盐，C6H12O6在电极a处得到空穴(h+)生成HCOO-，方程式为：C6H12O6+12h++18OH-=6HCOO-+12H2O，故A正确；
B．电解池中阳离子向阴极移动，则双极膜中间层中的H+在外电场作用下向催化电极b移动，故B正确；
C．CO2在电极b处得到电子生成HCOO-，电极方程式为：CO2+2e-+H2O= HCOO-+OH-，理论上电路中转移4mole-时可以在催化电极b处得到2mol HCOO-，另外光催化电极a处得到2mol HCOO-，共可生成4molHCOO-，故C错误；
D．光催化电极a处发生反应C6H12O6+12h++18OH-=6HCOO-+12H2O，氢氧根浓度减小，pH减小，电极b处CO2转化为甲酸，然后甲酸和KHCO3溶液反应使溶液pH减小，故D正确；
故选C。
2．D
【分析】从图分析，有机电解质防止Li与水直接反应，所以Li在铜箔电极产生，它为电解池的阴极。而催化电极为阳极。
【详解】A．催化电极为阳极发生氧化反应为2Cl- -2e=Cl2↑，A项正确；
B． Li+经膜移向铜电极产生Li，而Li易于水反应，所以阴极区应该无水环境，所以固体陶瓷膜属于不透水的阳离子交换膜，B项正确；
C．由电子守恒关系得2e-~Cl2~2Li，导线中通过1mol电子时n(Cl2)=0.5mol、n(Li)=1mol所以海水中减少得质量为m(Li)+m(Cl2)=1×7+0.5×71g=42.5g，C项正确；
D．Li能与CH3COOH产生H2，D项错误；
故选D。
3．C
【详解】A．高硅铸铁为惰性辅助阳极，作用为传递电流，没有作损耗阳极材料，A错误；
B．高硅铸铁为阳极，通电后，电子从阳极（高硅铸铁）经导线流向电源正极，负极流向阴极（钢管柱），B错误；
C．钢管桩为电解池的阴极，没有被损耗，其表面腐蚀电流接近为零，C正确；
D．在电流的作用下，该装置为外接电源的阴极保护法，D错误；
故选C。
4．D
【分析】由图可知M极硝酸根离子转变为氨气，氮元素的化合价降低得到电子，是电解池的阴极与电源负极相连，所以N极是电解池的阳极与电源正极相连，氢氧根离子失去电子生成氧气和水，以此分析。
【详解】A．左侧发生还原反应生成，电极反应式为，该电极为阴极，与电源负极相连，由于电源正极电极电势大于负极电势，故左边电极电势低于右边电极电势，A正确；
B．电解合成过程中，N极氢氧根离子失去电子生成氧气和水，所以附近电解质溶液的pH减小，B正确；
C．根据分析阴极的电极反应式为，C正确；
D．理论上产生时，氧的化合价由-2价升高到零价转移，因此外电路流过的电量，D错误；
故选D。
5．B
【详解】A．银离子氧化性大于氢离子的氧化性，所以溶液中银离子先被还原，水电离出的OH-被氧化生成氧气，0-t1时：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3，当银离子被电解完，水电离出来的氢离子被还原生成氢气，t1-t2时：2H2O2H2↑+O2↑，故A正确；
B．进行到t1时银离子被完全还原，溶液的pH为1，硝酸银溶液中，，由反应得消耗电子转移0.01mol，设此过程生成氧气的物质的量为，，，，，t1- t2电解水生成的气体体积为0.224L-0.056L=0.168L，其中氧气和氢气体积比为1：2，电解水生成的氧气体积为0.056L，氧气的物质的量为，电子转移0.01mol，共计电子转移0.02mol，故B错误；
C．若使用氢氧燃料电池为电源，氢气与通过电子的关系为： ，t1时，电子转移0.01mol，理论上负极消耗的氢气物质的量为0.005mol，故C正确；
D．电解到t1时刻，生成了0.01mol的银和0.025mol氧气，0.01mol硝酸，加入1.16gAg2O其物质的量为，0.005molAg2O与0.01mol硝酸恰好完全反应生成0.01mol硝酸银和0.005mol水，可使溶液复原，故D正确；
故选：B。
6．A
【详解】A.由题可知，放电时b为正极，充电时b为阳极，充电或放电时，b极电势均高于a极，A项错误；
B.放电时，b为正极，则电子经导线由a极向b极移动，B项正确；
C.已知放电时，b极转化关系为VS2→LixVS2，则充电时b为阳极，转化关系为LixVS2→VS2，电极反应式为 LixVS2−xe−=VS2+Li+，C项正确；
D.放电时，负极反应为Mg-2e－=Mg2＋，则转移电子为0.2mol时，负极质量变化2.4g，D项正确。
答案选A。
7．D
【分析】由图可知，在右边电极上发生还原反应生成H2S2O4，则右边电极为阴极，电极反应为2+2e-+4H+=H2S2O4+2H2O；在左边电极上SO2发生氧化反应生成H2SO4，左边电极为阳极，电极反应为；结合电解原理分析解答。
【详解】A．由图可知，在右边电极上发生还原反应生成H2S2O4，则右边为电解池的阴极， N极为直流电源的负极，故A正确；
B．电解过程中阳极区生成的氢离子通过离子交换膜向阴极区移动，因此装置中P为阳离子交换膜，故B正确；
C．由图可知，在左边电极上SO2发生氧化反应生成H2SO4，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，故C正确；
D．由图可知，吸收池中NO和H2S2O4反应生成N2和，H2S2O4是弱酸在离子方程式中不能拆，故D错误；
故选D。
8．D
【详解】A．电解池中阳离子移向阴极，直流电源a为正极，b为负极，故A正确；
B．图中离子交换膜能让钠离子通过，是阳离子交换膜，故B正确；
C．阳极还原剂失电子发生氧化反应，阳极区的反应可表示为：CH3CHO+H2O−2e−=CH3COOH+2H+，故C正确；
D．电解过程中阴极区发生H2O+e−=+OH−，产生氢氧根离子，溶液的pH值变大，故D错误；
故选D。
9．C
【详解】A．反应①为游离态氮转化为氮的化合物，属于人工固氮，故A正确；
B．反应④为和反应生成和，Cl、O元素化合价发生改变，属于氧化还原反应，B正确；
C．电解溶液生成氢气、氯气、氢氧化镁，电解熔融生成镁和氯气，故C错误；
D．由图可知，该转化过程总反应的反应物是和反应生成和，故D正确；
选C。
10．C
【详解】A．传统氯碱工艺使用阳离子交换膜，防止阳极生成的与阴极生成的反应，而该工艺的各步装置中均不需要使用离子交换膜，A正确；
B．第一步生产的装置为电解池，阳极反应为，B正确；
C．第二步提取和的装置为原电池，负极反应为，正极反应为，则溶液中的含量减小，C错误；
D．第三步生产的阳极反应为，D正确；
故选C。
11．C
【分析】由图可知，放电时a电极上得到电子发生还原反应最终生成铜，为正极，则b为负极；
【详解】A．放电时电极a为正极，则充电时电极a为阳极，应接电源的正极，故A正确；
B．放电时，电子转移情况为：、，若电极a得到6.4g Cu（为0.1mol）和1.44g （为0.01mol），则电路中转移0.1mol ×2+0.01mol ×2=0.22mol电子，B正确；
C．充电时，电极b为阴极，得到电子发生还原反应生成，电极反应式为，故C错误；
D．第2次放电时，得到电子发生还原反应生成铜和氢氧根离子，，溶液碱性逐渐增强，故D正确；
故选C。
12．BC
【分析】电极反应将Mn2+转化成Mn3+，则左边为阳极，右边为阴极，右边Mn3+再将煤中的含硫物质(主要是FeS2)氧化为Fe3+和SO。
【详解】A．根据左边的电极反应中Mn2+转化成Mn3+，可以判断左边为阳极，因此a为电源正极，故A正确；
B．由于生成了铁离子，铁离子的氧化性比氢离子氧化性强，因此整个电解脱硫过程与b连接的石墨电极不仅发生电极反应2H++2e－=H2↑，还会发生Fe3++e－＝Fe2+，故B错误；
C．根据Mn2+− e－＝Mn3+和FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2SO+16H+，则整个电解过程中，根据得失电子守恒，H+浓度不断增大，因此混合溶液的pH逐渐减小，故C错误；
D．根据图中信息FeS2与Mn3+反应生成Fe3+、Mn2++、SO和H+，则混合液中发生反应的离子方程式为FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2SO+16H+，故D正确。
综上所述，答案为BC。
13．(1) 正极 Cl－－5e－＋2H2O＝ClO2↑＋4H＋
(2)增大
(3)阳
(4) A 牺牲阳极法
(5) Fe－2e－= K3[Fe(CN)6] [Fe(CN)6]3-+Fe2++K+＝KFe[Fe(CN)6]↓

【详解】（1）电解饱和食盐水制取，反应中氯元素化合价升高，在阳极产生，所以产生的电极应连接电源的正极，对应的电极反应式为Cl－－5e－＋2H2O＝ClO2↑＋4H＋。
（2）a极是阴极，溶液中水电离出的氢离子放电，氢氧根浓度增大，所以a极区溶液的增大。
（3）由于阳极区产生氢离子，而阴极区氢离子放电，所以图中离子交换膜应使用阳离子交换膜。
（4）A装置是原电池，锌是负极，铁正极，被保护，B装置也原电池，铜是正极，铁是负极，铁被腐蚀，所以图中能保护不被腐蚀的是装置A，其保护方法的名称是牺牲阳极法。
（5）B装置中极是负极，电极反应式为Fe－2e－=，检验其阳离子产物时加入K3[Fe(CN)6]溶液，产生特征蓝色沉淀，其反应离子方程式为[Fe(CN)6]3-+Fe2++K+＝KFe[Fe(CN)6]↓。
14．(1) 负 O2+2H2O+4e-=4OH-
(2) Cl2 NaOH 0.2mol 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
(3) C 负 外加电流法

【详解】（1）锌易失电子发生氧化反应，Zn电极作负极，氧气易得电子发生还原反应，通入空气一极是正极，正极氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式O2+2H2O+4e-=4OH-；
（2）①左侧电极为阳极，阳极氯离子失电子生成氯气，a口产生的气体是Cl2；右侧是阴极，阴极反应式为，所以c口获得的产品是NaOH，d口放出氢气， 当d口产生标况下2.24L气体时，电路中转移电子的物质的量为0.2mol。
②电解饱和食盐水生成氢气、氯气、氢氧化钠，反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑。
（3）①图3甲所示的方案为牺牲阳极法，其中焊接在铁闸门上的固体材料R的活泼性大于铁，故选C。
②图3乙方案为外加电流阴极保护法，其中铁闸门应该连接在直流电源的负极。
15．(1) BCF < ①3p能级上的电子比3s能级上的电子能量高所以失去3p上的电子更容易，即需要的能量低；②失去一个电子后形成一价阳离子对外围电子有吸引作用，再失去一个电子变难，即需要的能量更高；③铝失去一个电子后3s能级上形成全满的稳定结构，即再失去一个电子需要的能量更高(答到一点即可)
(2)
(3) 含碳量多少(或是否含碳) 2H2O + O2 + 4e− = 4OH−
(4) ②④ ④ = ③ > ② > ①(或“④③②①”“③④②①”)

【详解】（1）基态铝原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，获得能量后低能级上的电子跃迁到较高能级变为激发态，故B、C、F为激发态原子或离子。A变为D所需的能量E1为第一电离能，D变为E所需的能量E2为第二电离能，E1小于E2，理由有三：①3p能级上的电子比3s能级上的电子能量高，所以失去3p上的电子更容易，即需要的能量低，②失去一个电子后形成一价阳离子对外围电子有吸引作用，再失去一个电子变难，即需要的能量更高；③铝失去一个电子后3s能级上形成全满的稳定结构，即再失去一个电子需要的能量更高，答案为：BCF，<，①3p能级上的电子比3s能级上的电子能量高所以失去3p上的电子更容易，即需要的能量低；②失去一个电子后形成一价阳离子对外围电子有吸引作用，再失去一个电子变难，即需要的能量更高；③铝失去一个电子后3s能级上形成全满的稳定结构，即再失去一个电子需要的能量更高(答到一点即可)；
（2）阳极铝失去电子生成氧化物氧化铝，电极反应方程式为：，答案为：；
（3）比较实验①②可知，实验①②探究的是是否含碳对铁腐蚀的影响，实验②发生吸氧腐蚀，其正极反应为：，答案为：含碳量多少(或是否含碳)，；
（4）分析压强与时间变化曲线可知，①②④压强随时间变化减小，①无碳粉为化学腐蚀，则发生吸氧腐蚀为②④。上述图中压强变化一个单位所需时间各不相同，相同时间转移电子越多，金属腐蚀越快，③中生成氢气的体积是相同时间④中吸收氧气的体积2倍，所以两者转移电子数相同，反应速率相等，上述四个实验铁腐蚀由快到慢的顺序为④ = ③ > ② > ①，答案为: ②④,④ = ③ > ② > ①(或“④③②①”“③④②①”)。
16．(1)c
(2)
(3)
(4)16.8

【详解】（1）保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀时，加入的使导电能力增强的电解质必须是可溶于水的、显中性的盐，即选硫酸钠；
（2）燃料电池中通入空气一极为正极，所以电解池中铁作阳极，活泼金属电极做电解池的阳极时电极本身放电，另外是水电离提供的氢氧根放电生成氧气，即两个电极反应为：Fe-2e-═Fe2+、2H2O-4e-=O2↑+4H+；
（3）①燃料电池中，正极反应是氧气得电子的过程，该电池的电解质环境是熔融碳酸盐，所以电极反应为：O2+2CO2+4e-=2；
②结合正极电极反应知二氧化碳参与电极反应，即物质A为二氧化碳；
（4）阴极电极反应为，若在阴极产生了67.2L(标准状况)气体，即生成3mol氢气，所以电路中共转移6mol电子，又消耗1mol甲烷转移8mol电子，所以需要消耗甲烷0.75mol，即标况下体积为16.8L。
17．(1) 活性炭具有吸附性，能吸附；活性炭载纳米铁粉能形成铁碳原电池，加快反应速率 pH低于4.0，纳米铁粉易与反应放出氢气，被还原的数目减少 失去电子转化为，失去电子转化为或，吸附于活性炭表面的得到电子转化为进入溶液(或离开活性炭表面)
(2) 电解时阳极产生，将溶液中的氧化为

【详解】（1）①活性炭具有吸附性，能吸附大量的，活性炭载纳米铁粉能形成铁碳原电池，原电池反应可以加快反应速率，这样可以提高的去除效率，故答案为：活性炭具有吸附性，能吸附；活性炭载纳米铁粉能形成铁碳原电池，加快反应速率；
②时，pH越小，氢离子浓度越大，纳米铁粉易与反应放出氢气，被还原的数目减少，故答案为：纳米铁粉易与反应放出氢气，被还原的数目减少；
③由图可知，失去电子转化为，失去电子转化为或，吸附于活性炭表面的得到电子转化为进入溶液(或离开活性炭表面)故答案为：失去电子转化为，失去电子转化为或，吸附于活性炭表面的得到电子转化为进入溶液(或离开活性炭表面)；
（2）①由图可知0~1min时，减小，浓度增大趋势大于氮气，则此时发生的主要反应为转化为，阴极电极反应为：，故答案为：；
②若向废水中加入一定量的，氯离子在阳极放电生成氯气，氯气具有强的氧化性，能将溶液中的氨气氧化成氮气，故答案为：电解时阳极产生，将溶液中的氧化为；
18．(1)原电池
(2)0.1
(3)增大
(4)Ag2O
(5)B

【分析】由题干装置图可知，甲池中有两个活泼性不同的金属电极，有电解质溶液和一个自发进行的氧化还原反应Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag，通过盐桥形成闭合的回路，故甲池为原电池，Cu电极为负极，发生的电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，Ag电极为正极，发生的电极反应为：2Ag++2e-=2Ag，乙池为电解池，左侧Pt电极是阳极，发生氧化反应，右侧Pt电极为阴极，发生还原反应
【详解】（1）由分析可知，甲池为原电池，故答案为：原电池；
（2）甲池中总反应为Cu+2Ag+=Cu2++2Ag，1mol Cu反应生成2mol Ag时转移2mol电子，反应前两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差14g，导线中通过电子的物质的量为×2mol=0.1mol，故答案为：0.1；
（3）实验过程中，盐桥中的阴离子即移向负极，阳离子即K+移向正极，甲池左侧烧杯中的浓度增大。故答案为：增大；
（4）若乙池中溶液为足量的硝酸银溶液，阴极生成Ag,阳极生成氧气，工作一段时间后，若要使乙池中溶液恢复原浓度，可向溶液中加入Ag2O，故答案为：Ag2O；
（5）A．电解过程中，阳极为粗铜，Cu极比Cu活泼的多种金属放电，阴极为纯铜，只有铜离子得电子析出，故阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等，故A错误；

B．乙池左侧电极为阳极，电极材料为粗铜，发生氧化反应，故B正确；
C．电解过程中，阳极为粗铜，Cu极比Cu活泼的多种金属放电，阴极为纯铜，只有铜离子得电子析出，CuSO4溶液的浓度减小，故C错误；
D．阳极为粗铜，Cu极比Cu活泼的多种金属如Zn、Fe等放电生成金属阳离子进入溶液，比铜活泼性差的金属如Au、Ag等形成阳极泥，以单质的形式沉淀到池底，故D错误；
故答案为：B。