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

这是一份第四章 化学反应与电能 同步习题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1，共22页。
第四章 化学反应与电能同步习题

一、单选题
1．化学与能源息息相关。下列说法正确的是
A．华为Mate系列手机采用的超大容量高密度电池是一种一次电池
B．锌锰干电池是一种常用的一次电池
C．太阳能电池主要材料为二氧化硅
D．充电电池在放电和充电时都将化学能转化为电能
2．用下列实验装置进行的实验，能达到相应的实验目的的是 （ ）
A．铜锌原电池
B．检验火柴头燃烧产生的SO2
C．分液操作
D．制作氨气
3．下列说法不正确的是
A．某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现
B．电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程
C．直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流出，经电解质溶液流向电解池阳极
D．电解冶炼镁、铝通常是电解熔融的MgCl2和Al2O3
4．供氢剂氢化钙遇水剧烈反应。某学习小组用如图装置制备，下列说法不正确的是

A．为提高装置a中生成氢气的速率，可用粗锌(含铜)代替纯锌反应
B．酸R为浓盐酸，装置b中盛装浓硫酸
C．点燃酒精灯前，需先检纯氢气
D．实验结束后先熄灭酒精灯，等装置冷却后再关闭活塞K
5．下列措施对增大反应速率无明显效果的是
A．H2和N2工业合成NH3时，升高温度
B．将铝片改为铝粉，做铝与氧气反应的实验
C．K2SO4与BaCl2在溶液中反应时，增大压强
D．Fe与稀硫酸反应时，加入少量CuSO4固体
6．如图是Pt作电极电解稀Na2SO4溶液的装置，通电后在Pt电极A和B附近分别滴加石蕊溶液。下列有关叙述不正确的是

A．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
B．逸出气体的体积，A电极的大于B电极的
C．A电极附近呈蓝色，B电极附近呈红色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶解呈中性
7．稀土铈(Ce)元素主要存在于独居石中，金属铈在空气中易氧化变暗，受热时燃烧，遇水很快反应并产生气体。已知：铈常见的化合价为＋3和＋4，且Ce4＋＋Fe2＋=Ce3＋＋Fe3＋。下列说法正确的是
A．用Pt作阴极，Fe作阳极，电解熔融CeO2，可在阳极获得铈
B．将少量的碘化亚铁溶液滴加到Ce(SO4)2溶液中，其离子方程式为：Ce4＋＋Fe2＋=Ce3＋＋Fe3＋
C．金属铈着火，可采用普通的泡沫灭火器灭火
D．金属铈可浸于煤油中保存，储存在阴凉、通风的地方，要远离火种和热源
8．下列有关电化学装置的说法正确的是

A．图a可验证铁的析氢腐蚀，负极反应式为：
B．图b中的Y极若为负极，则该装置可实现粗铜的精炼
C．图c通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀
D．利用图d可处理银器表面的黑斑，银器表面的反应为
9．化学气敏传感器可用于监测环境中的含量，其工作原理示意图如图。下列说法不正确的是

A．该传感器原理是利用化学能转化为电能
B．工作时，K+从电极a极区向电极b极区迁移
C．反应消耗的与O2的物质的量之比为2：3
D．电极a上的电极反应式为：
10．模拟电渗析法淡化海水的工作原理示意图如下。已知X、Y均为惰性电极，模拟海水中含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO42-等离子。下列叙述不正确的是（   ）

A．N是阴离子交换膜
B．Y电极上产生有色气体
C．X电极区域有浑浊产生
D．X电极反应式为2H2O－4e－=4H＋＋O2#
11．某装置如图所示，下列有关叙述正确的是                  （ ）
  
A．该装置为电解池
B．用铜导线代替盐桥，该装置依然能正常工作
C．该装置中总反应为；Cu+2Ag+=Cu2++2Ag
D．Ag一极的反应为：2H++2e一=H2↑
12．下列说法正确的是
A．反应能自发进行，其原因是
B．一定温度下，增大反应容器的体积，平衡正向移动
C．向0.1CH3COONa溶液中加入少量水，溶液中减小
D．电解精炼铜时，粗铜做阴极，精铜作阳极
13．有机物液流电池因其电化学性能可调控等优点而备受关注。某研究团队设计了一种水系分散的聚合物微粒“泥浆"电池如图1所示。该电池在充电过程中聚对苯二酚(图2)被氧化。下列说法正确的是

A．充电时，a电极附近的pH增大
B．放电时，电子由a电极流向b电极
C．聚对苯二酚可以通过电池中间的半透膜
D．放电时，b电极的电极反应方程式为：-4ne-= +4nH+

二、填空题
14．如下图所示的装置中，若通入直流电5min时，铜电极质量增加2.16g，试回答：

(1)电源电极X的名称为 。
(2)pH变化：A (填“增大”、“减小”或“不变)，B ，C 。
(3)写出A中电解的总反应的离子方程式 。
(4)写出C中Ag电极的电极反应式 。
(5)通电5min后，B中共收集224mL气体(标准状况)，溶液体积为200mL，则通电前溶液的物质的量浓度为 (设电解前后溶液体积无变化)。
15．各种新型的电池有3000多种，金属常作为电池的电极材料。
(1)关于金属元素在自然界存在情况的叙述，不正确的是 ；
A．金属元素仅存在于矿物中
B．金属元素存在于矿物和动物体内，但植物体内不含
C．少量金属元素以游离态存在，大多数金属元素以化合态存在
D．金属元素不仅存在矿物中，动物和植物体内也存在少量金属元素
(2)30号元素锌常用作电池的电极材料，画出锌的原子结构示意图 ；
(3)碱性锌锰电池是日常生活中消耗量最大的电池，放电时总反应为：Zn+2H2O+2MnO2=Zn(OH)2+2MnOOH。MnOOH中，Mn元素的化合价为 ；该电池的负极反应式为 ；若某碱性锌锰电池维持电流强度0.5 A(相当于每秒通过5×10-6mol电子)，连续工作80分钟即接近失效。如果制造一节电池所需的锌粉为6 g，则电池失效时仍有 %的锌粉未参加反应。
16．将A、B两个电极，分别用接线柱平行地固定在一块塑料板上，与电流表连结，插入盛有溶液C的小烧杯中。试回答下列问题：
(1)若A、B分别为铜和铝C为浓，原电池的负极为 (填“铝”或“铜”)极，铝片上的电极反应式为： 。
(2)若A、B分别为镁和铝，C为氢氧化钠溶液，原电池的负极为 (填“铝”或“镁”)极铝片上的电极反应式为： 。
(3)若A、B分别为碳和铝，C为氯化钠溶液，原电池正极上的电极反应式为： 。
17．“绿水青山就是金山银山”。近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。请回答下列关于大气污染物治理相关的问题：
(1)硫酸工业排出的尾气(主要含SO2)可用软锰矿浆(MnO2)吸收，写出如图所示“反应”的化学方程式： 。

(2)治理汽车尾气中NO2和CO的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转化装置，使NO2和CO在催化剂作用下转化为无毒物质，发生反应，一定温度下，向容积固定的2L的密闭容器中充入一定量的CO和NO2，NO2的物质的量随时间的变化曲线如图所示。

①0～10min内该反应的平均速率 。
②从11min起其他条件不变，压缩容器的容积变为1L，则的变化曲线可能为图中的 (填字母)。
③恒温恒容条件下，不能说明该反应已经达到平衡状态的是 (填序号)。
A．容器内混合气体颜色不再变化
B．容器内的压强保持不变
C．容器内混合气体密度保持不变
(3)利用反应构成原电池的装置如图所示。此方法既能实现有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，回答下列问题：

电极A是原电池的 (填“正极”或“负极”)，发生 (填“氧化反应”或“还原反应”)，电极B上发生的电极反应为： 。
18．如图所示，A、B、C三个装置中的烧杯分别盛有足量的CuCl2溶液。

（1）A、B、C三个装置中属于原电池的是 (填标号)。
（2）A池中Zn是 极，电极反应式为 ；A中总反应的离子方程式 。
（3）B池中总反应的方程式为 。
（4）C池中Zn是 极，发生 反应，电极反应式为 ；反应过程中，CuCl2溶液浓度 (填“变大”“变小”或“不变”)。
19．氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气和烧碱等化工产品。如图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。完成下列填空：

（1）电解饱和食盐水的离子方程式为 。
（2）氢氧化钠溶液从图中 （填“a”、“b”、“c”或“d”）位置流出。
（3）有一种节能的氯碱工业新工艺，将电解池与燃料电池相组合，相关流程如图所示(电极未标出)。通入氢气的电极的电极反应式为 ，燃料电池中阳离子的移动方向 （“从左向右”或“从右向左”）。电解池中产生2molCl2，理论上燃料电池中消耗O2的物质的量为 。a、b、c的大小关系为 。

20．根据题意完成下列方程式
（1）写出实验室制备氨气的化学方程式 ；
（2）写出实验室制备Cl2的离子方程式 ；
（3）高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为 ；K2FeO4-Zn可组成碱电池，电池总反应式为：2Fe O42-+8H2O+3Zn=2Fe（OH）3+3Zn（OH）2+4OH-。写出该电池的正极反应式 ；
21．电解原理在化学工业中有广泛应用。
（1）电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法，电解示意图如图所示，图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过，请回答以下问题：

①图中A极要连接电源的 （填“正”或“负”）极。
②精制饱和食盐水从图中 位置补充，氢氧化钠溶液从图中 位置流出。（选填“a”、“b”、“c”、“d”、“e”或“f”）
③电解总反应的离子方程式是 。
（2）电解法处理含氮氧化物废气，可回收硝酸，具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NOx的装置如图所示（图中电极均为石墨电极）。若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验。

①写出电解时NO2发生反应的电极反应 。
②若有标准状况下2.24LNO2被吸收，通过阳离子交换膜（只允许阳离子通过）的H+为 mol。
（3）为了减缓钢制品的腐蚀，可以在钢制品的表面镀铝。电解液采用一种非水体系的室温熔融盐，由有机阳离子、A12C17-和AlCl4-组成。
①钢制品应接电源的 极。
②已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为 。
③若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极电极反应式为 。
22．如图所示，甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题。

（1）若两池中均为CuSO4溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是甲池中的 棒，乙池中的 棒。
②乙池中阳极的电极反应式是： 。
（2）若两池中均为饱和NaCl溶液：
①写出乙池中总反应的离子方程式： 。
②甲池中碳极的电极反应式是： ，乙池中碳极的电极反应属于 (填“氧化反应”或“还原反应”)。
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙池中碳极附近，发现试纸变蓝，过一段时间后又发现蓝色褪去，这是因为过量的Cl2又将生成的I2氧化。若反应的Cl2和I2物质的量之比为5∶1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为： 。

参考答案：
1．B
【详解】A. 华为Mate系列手机采用的超大容量高密度电池，可以进行多次充放电，为二次电池，故A错误；
B. 锌锰干电池是一种常用的一次电池，故B正确；
C. 太阳能电池主要材料为硅单质，故C错误；
D. 充电电池在放电时化学能转化为电能，充电时将电能转化为化学能，故D错误；
故答案选：B。
2．D
【详解】A．因离子不能通过铜丝，不能构成原电池，A错误；
B．要利用高锰酸钾检验二氧化硫的生成，试管中的导管应长进短出，B错误；
C．分液时下层液体从下口流出，分液漏斗的下端紧靠烧杯内壁，C错误；
D．浓氨水与生石灰可制取氨气，氨气可利用碱石灰干燥，并利用向下排空气法收集，D正确；
故选D。
3．C
【详解】A．某些不能自发的氧化还原可通过电解实现，比如Cu与稀硫酸不反应，但当以Cu为阳极，碳棒为阴极时电解硫酸溶液可实现此反应，故A正确；
B．电解质溶液导电是靠溶液中自由移动的阴阳离子，在两极上发生氧化还原反应实现，即电解质溶液被电解的过程，故B正确；
C．在电解池中，电子从电源负极流出，进入阴极，相关粒子在阴极得电子被还原，体系中相关粒子在阳极失电子发生氧化反应，失去的电子流入电源的正极，从而形成闭合回路，故C错误；
D．工业上采用电解熔融的MgCl2冶炼金属镁，电解熔融的Al2O3冶炼金属铝，故D正确；
故答案选C。
4．B
【详解】A．粗锌中含铜会形成原电池，锌作负极，加快反应速率，A项正确；
B．浓盐酸有挥发性，流程中未涉及除去HCl的装置，所以不能用浓盐酸制取氢气，可用稀硫酸，b中盛浓硫酸干燥，B项错误；
C．氢气不纯受热易发生爆炸，且需要用氢气排尽装置内的空气，避免空气参与反应，所以点燃酒精灯前，需先检纯氢气，一是安全，二是纯净的氢气也说明空气被排尽，C项正确；
D．实验结束需先熄灭酒精灯，继续通入氢气，直至冷却，防止产品高温下氧化变质，D项正确。
答案选B。
5．C
【详解】A．升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞次数几率增大，反应速率加快，故A不选；
B．做铝与氧气反应的实验时，将铝片改为铝粉，增大固体接触面积，反应速率加快，故B不选；
C．压强对在溶液中进行的化学反应的反应速率无影响，故C选；
D．Fe与CuSO4反应生成铜，铜铁在稀硫酸中形成原电池，加快反应速率，故D不选；
答案选C。
6．A
【解析】如图是一个用Pt作电极，电解稀的Na2SO4溶液的装置，实质就是电解水，据此分析解答。
【详解】A．用Pt作电极电解稀的Na2SO4溶液实质就是电解水生成氧气和氢气，氧气和氢气都是无色无味的气体，不可能逸出刺激性气味气体，故A错误；
B．用Pt作电极电解稀的Na2SO4溶液实质就是电解水生成氧气和氢气，其中A电极是阴极产生氢气，B电极是阳极产生氧气，两者的体积之比为2∶1，所以逸出气体的体积，A电极的大于B电极的，故B正确；
C．A电极是阴极产生氢气，阴极附近溶液中产生氢氧根离子，呈碱性，因此石蕊溶液呈蓝色，B电极是阳极产生氧气，阳极附近溶液中产生氢离子，呈酸性，采用石蕊溶液呈红色，故C正确；
D．惰性电极电解稀的Na2SO4溶液实质就是电解水，电解后的溶液仍呈中性，所以将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶解呈中性，故D正确；
故选A。
7．D
【详解】A．电解时活性电极做阳极，阳极本身失电子发生氧化反应，熔融的CeO2中的四价铈离子不放电，A错误；
B．将少量的碘化亚铁溶液滴加到Ce(SO4)2溶液中，由于I-和Fe2+都有还原性，故两者均可以与Ce4＋反应，反应为3Ce4＋＋Fe2＋+2I-=3Ce3＋＋I2+Fe3＋，B错误；
C．普通的泡沫灭火器中有二氧化碳和氢氧化铝的糊状物，由于铈是活泼金属，会与糊状物中的水反应，所以不能用泡沫灭火器灭火，C错误；
D．金属铈是活泼金属，易与水、氧气反应，所以保存时放在煤油中隔离空气，储存在阴凉、通风的地方，要远离火种和热源，D正确；
故选D。
8．D
【详解】A．食盐水为中性溶液，铁发生吸氧腐蚀，负极：，正极：，选项A错误；
B．电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，故若Y为负极，此进和Y(负极)相连的粗铜作了阴极，选项B错误；
C．“牺牲阳极的阴极保护法”是原电池保护，铁（钢闸门）作正极可被保护，图c接电源了，为电解池保护，为“外接电源的阴极保护法”，铁作阴极被保护。选项C错误；
D．图d构成原电池，Al为负极失电子：Al-3e-=Al3+，Ag2S作正极，得电子：Ag2S+2e-=2Ag+S2-，选项D正确；
答案选D。
9．C
【分析】该传感器原理是原电池原理，电极a上NH3发生失电子的氧化反应生成N2，电极a为负极，电极b为正极；据此分析作答。
【详解】A．该传感器原理是原电池原理，原电池将化学能转化为电能，A正确；
B．原电池工作时阳离子向正极迁移，故工作时K+从电极a极区向电极b极区迁移，B正确；
C．电极a的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，电极b的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，根据负极失去的电子与正极得到的电子相等，反应消耗的NH3与O2物质的量之比为4：3，C错误；
D．电极a上NH3发生失电子的氧化反应生成N2，电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，D正确；
答案选C。
10．D
【分析】由图中信息可知，电极X为阴极、电极Y为阳极。要实现海水淡化，需要在电解过程中，让海水中的阳离子全部移向阴极，阴离子全部移向阳极，故N为阴离子交换膜、M为阳离子交换膜。
【详解】A.由图示可知，淡水最终在两个离子交换膜之间产生，因此海水中的阳离子Na＋、Ca2＋、Mg2＋移向X电极，海水中的SO42-移向Y电极，故离子交换膜M、N分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜，A不符合题意；
B.Y电极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2#，产生的Cl2为黄绿色气体，B不符合题意；
C.X电极的电极反应式为：2H++2e-=H2#，H+来自于水电离产生，X电极附近c(OH-)增大，可与溶液中的Mg2+结合成Mg(OH)2沉淀，C不符合题意；
D.X电极为阴极，发生得电子的还原反应2H++2e-=H2#，D不符合题意；
故答案为D
【点睛】本题解题的关键是通过电源判断阴极、阳极，明确海水淡化要实现的目标，根据电解原理进行分析。
11．C
【分析】该装置中，负极上铜失电子发生氧化反应，正极上银离子得电子发生还原反应；总反应为；Cu+2Ag+=Cu2++2Ag；
【详解】A．该装置没有外接电源，能自发的进行氧化还原反应，形成原电池，属于原电池，选项A错误；
B．铜导线不能传导离子，故用铜导线代替盐桥不能正常工作，选项B错误；
C．该装置中，负极上铜失电子发生氧化反应，正极上银离子得电子发生还原反应，所以电池反应式为Cu+2Ag＋=Cu2＋+2Ag，选项C正确；
D．银作正极，正极上银离子得电子发生还原反应，电极反应式为Ag＋+e－=Ag，选项D错误；
答案选C。
12．A
【详解】A．在一定条件下该反应可自发进行，则△G=△H-T•△S＜0，又该反应的△H＞0，所以△S＞0，故A正确；
B．一定温度下，增大反应容器的体积即减小压强，平衡向气体分子数增大的方向移动，即平衡逆向移动，故B错误；
C．向0.1 mol•L-1 CH3COONa溶液中加入少量水，促进醋酸根的水解，则醋酸根变少，但溶液变稀，碱性减弱，氢离子变多，所以溶液中增大，故C错误；
D．电解精炼铜时，粗铜作阳极，失去电子，而阴离子上铜离子得到电子，精铜作阴极，故D错误；
故选：A。
13．D
【分析】该电池在充电过程中，聚对苯二酚被氧化，则a极为电解池的阳极，b极为电解池的阴极，据此解答。
【详解】A．充电时，聚对苯二酚在a电极被氧化，释放出氢离子，酸性增强，a电极附近的pH减小，A错误；
B．充电时a极为电解池的阳极，b极为电解池的阴极，则放电时a电极接电源的正极，b电极接电源的负极，放电时，电子由b电极流向a电极，B错误；
C．聚对苯二酚是高分子，不能透过半透膜，C错误；
D．放电时，b电极为电池的负极， 失电子，发生的电极反应为 -4ne-= +4nH+，D正确；
答案选D。
14．(1)负极
(2) 增大 减小 不变
(3)
(4)
(5)

【分析】该装置为电解池，通电5min后，铜电极质量增加2.16g，则说明铜电极为阴极，溶液中的Ag+在铜电极上得到电子生成银：Ag++e-=Ag，2.16gAg的物质的量为0.02mol，所以电路中转移电子为0.02mol。
【详解】（1）铜为阴极，则电源电极X为负极；
（2）A装置中阳极是Cl-失去电子变为氯气，阴极是水电离出来的H+得到电子生成氢气，水电离出H+的同时会电离出OH-，导致溶液中OH-浓度增大，溶液pH增大；B装置阴极是Cu2+得到电子生成铜，阳极是水电离出来的OH-失去电子生成氧气，水电离出OH-的同时还电离出H+，导致溶液中H+浓度增大，溶液的pH减小；C装置阳极是电极材料Ag失去电子生成Ag+，同时溶液中的Ag+在阴极得到电子变为Ag析出，溶液的pH不变；
（3）A中放电的是Cl-和水电离的H+，生成氢气、NaOH和氯气，电解总反应的离子方程式为：；
（4）C中银为阳极，在阳极，银失去电子变为Ag+，电极反应式为：；
（5）B中收集到的224mL气体的物质的量为0.01mol。在B中，阳极始终是水电离出来的OH-失去电子生成氧气：2H2O-4e-=O2↑+4H+，通电5min，电路中转移电子为0.02mol，则生成的氧气为0.005mol，所以在阴极还有0.005molH2生成，即阴极开始时是溶液中的Cu2+得到电子生成Cu，当Cu2+消耗结束时，溶液中的H+得到电子生成H2：2H++2e-=H2↑，生成0.005molH2，转移0.01mol电子，则铜离子生成铜转移0.001mol电子，根据电极反应式：Cu2++2e-=Cu可知，溶液中的Cu2+为0.005mol，所以通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为0.005mol÷0.2L=0.025mol/L。
15． AB +3 Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 87
【详解】(1) A．金属元素在自然界中分布广泛，不仅存在矿物中，海水中也含有大量金属元素，动物和植物体内也存在少量金属元素，A错误；
B．植物体内也含有金属元素，比如叶绿素中有Mg元素，B错误；
C．大多数金属元素以化合态存在，但有少数不活泼的金属元素以游离态存在，如Au，C正确；
D．金属元素在自然界中分布广泛，金属元素不仅存在矿物中，动物和植物体内也存在少量金属元素，如Ca（骨骼中）、Fe（血红蛋白中）、Mg（叶绿素中）等元素，D正确；
故选AB；
(2)Zn是30号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，K、L、M、N层电子数分别为2、8、18、2，故原子结构示意图为；
(3) MnOOH中，O为-2价，H为+1价，设Mn的化合价为x，则有x+1-2×2=0，解得x=+3，故Mn的化合价为+3价；由电池的总反应可知Zn为负极，失电子发生氧化反应，电解质为碱性，负极反应的方程式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2；电流强度0.5A(相当于每秒通过5×10-6mol电子)，连续工作80分钟，转移的电子总物质的量为5×10-6mol×80×60=2.4×10-2mol，Zn的物质的量为×2.4×10-2mol=1.2×10-2mol，Zn的质量为1.2×10-2mol×65g/mol=0.78g，未参加反应的Zn的质量为6g-0.78g=5.22g，百分比为=87%。
16． 铜 铝
【详解】(1)在浓硝酸中，铝被钝化，铜溶解，所以铜易失电子为负极，铝是正极，正极上硝酸根离子得电子生成二氧化氮，正极电极方程式为；
(2)该原电池中，Al易失电子作负极，Mg作正极，Al极上铝失电子生成偏铝酸根离子，铝片上的电极反应式为：；
(3)该原电池中，Al易失电子作负极，碳作正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，正极的电极方程式为：。
17．(1)
(2) d C
(3) 负极 氧化反应

【详解】（1）由图示可得，用软锰矿浆()吸收生成，化学反应方程式为。
（2）①反应速率之比是化学计量数之比，则根据方程式和图象乐子；
②从11min起其他条件不变，压缩容器的体积为1L，瞬间浓度增大到原来的2倍，压强增大，平衡正向移动，NO2的物质的量减小，则曲线d符合的变化。
③A.容器内混合气体颜色不再变化，说明二氧化氮的浓度不变，即反应达到平衡状态，A项正确；
B.因反应前后的气体分子数不一样，所以容器内的压强保持不变，说明气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，B项正确；
C.反应前后容器容积和气体的物质的量均不变化，所以容器内混合气体密度始终保持不变，C项错误。
答案选C。
（3）由反应可知，反应中为氧化剂，为还原剂，则A为负极，B为正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，通入的B电极为正极，发生得电子的还原反应生成N2，电极反应式为。
18． A 负 Zn－2e-=Zn2＋ Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu CuCl2Cu+Cl2↑ 阴 还原 Cu2＋＋2e-=Cu 不变
【分析】（1）A、B、C三个装置中，没有外接电源的属于原电池。
（2）A池中，相对活泼的金属作负极，电极反应式为金属失电子生成金属离子；A中总反应为负极金属与电解质发生氧化还原反应。
（3）B池中总反应为电解氯化铜。
（4）C池中，与正极相连的电极为阳极，阳极失电子发生氧化反应；通过分析两电极反应，可确定反应过程中，CuCl2溶液浓度变化情况。
【详解】（1）A、B、C三个装置中，没有外接电源的属于原电池，则原电池是A。答案为：A；
（2）A池中，相对活泼的金属是Zn，Zn是负极，电极反应式为Zn－2e-=Zn2＋；A中总反应的离子方程式为Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu。答案为：负；Zn－2e-=Zn2＋；Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu；
（3）B池中总反应，就是电解氯化铜的反应，方程式为CuCl2Cu+Cl2↑。答案为：CuCl2Cu+Cl2↑；
（4）C池中，与负极相连的电极为阴极，Zn与电源负极相连，是阴极，得电子，发生还原反应，电极反应式为Cu2＋＋2e-=Cu；反应过程中，阳极Cu-2e-=Cu2+，生成的Cu2+与阴极消耗的Cu2+物质的量相等，则CuCl2溶液浓度不变。答案为：阴；还原；Cu2＋＋2e-=Cu；不变。
【点睛】不管是原电池还是电解池，解题的切入点都是电极的判断。通常，原电池的负极金属材料都会失电子生成阳离子；而电解池的阳极材料是否失电子，则要看其是否为活性电极。若阳极为活性电极，则在电解时阳极材料失电子；若为惰性电极，则阳极发生溶液中阴离子失电子的反应。
19． 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ d 负极 从左向右 1mol c＞a＞b
【分析】（1）电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气；
（2）电解槽中阴极是氢离子放电生成氢气，水电离平衡正向进行氢氧根离子浓度增大；
（3）分析题给装置图知，该装置是以碱性氢氧燃料电池电解饱和食盐水的装置。
【详解】（1）电解饱和食盐水，溶液中的氯离子在阳极失电子生成氯气，氢离子在阴极得到电子生成氢气，阴极附近氢氧根离子浓度增大生成氢氧化钠，反应的离子方程式：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；
（2）电解槽中阴极是氢离子放电生成氢气，水电离平衡正向进行氢氧根离子浓度增大，生成氢氧化钠溶液，NaOH溶液的出口为d；
（3）根据燃料电池的工作原理：负极是燃料氢气发生失电子的氧化反应，正极是氧气发生得电子得还原反应，则通氢气的电极为负极；原电池中，阳离子交换膜使阳离子通过，阳离子移向正极，从左向右；
电解池中产生2mol Cl2，依据电子守恒，结合电极反应式O2+4e-+2H2O=4OH-，4Cl--4e-=2Cl2↑，计算得到消耗氧气1mol；
燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%小于c%，负极氢气失电子生成氢离子消耗氢氧根离子，所以b%＜a%，得到b%＜a%＜c%，即c＞a＞b。
【点睛】本题考查原电池、电解池原理应用，电极判断和电极反应书写及相关计算，易错点为（2）电解槽中阴极是氢离子放电生成氢气，水电离平衡正向进行氢氧根离子浓度增大，生成氢氧化钠溶液，NaOH溶液的出口为d。
20． Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+5H2O+3Cl- FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3↓+5OH-
【详解】（1）实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热的条件下反应生成氯化钙和氨气和数，方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O，故答案为：Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O；
（2）实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热的条件下反应时成氯化锰和氯气和水，方程式为MnO2+4HCl MnCl2+Cl2↑+2H2O，则离子方程式为：， 故答案为：
（3）氯化铁与次氯酸钾反应生成高铁酸钾，铁元素化合价升高，则氯元素化合价降低，生成氯化钾，方程式为；
正极得电子，化合价降低，根据总反应分析，高铁酸根离子中的铁化合价降低，在正极反应，生成氢氧化铁，在玩根据电荷守恒和原子守恒配平即可得正极反应为：，故答案为：；。
21． 正 a d 2Cl－+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH－ NO2－e-＋H2O＝NO3－＋2H+ 0.1 负 4Al2Cl＋3e－=Al＋7AlCl 2H++2e－＝H2↑
【详解】（1）①电解过程中阳离子向阴移动，则图中A极为阳极，要连接电源的正极。
②B电极为阴极，表面H+发生还原反应，促进水的电离，阴极区产物大量OH-，同时阳极区Cl-发生氧化反应，则精制饱和食盐水从图中a位置补充，氢氧化钠溶液从图中d位置流出。③电解饱和食盐水发生反应的离子方程式是2Cl－+2H2OCl2↑+H2↑+2OH－。
（2）①根据图知，电解时，左室中电极上氢离子放电生成氢气，则左室为阴极室，右室为阳极室，阳极上通入的是氮氧化物，生成的硝酸，所以阳极上氮氧化物失电子和水生成硝酸，阳极反应式为NO2-e-+H2O=NO3-+2H+；②n（NO2）=2.24L÷22.4L/mol=0.1mol，阳极反应式为NO2-e-+H2O=NO3-+2H+，有0.2mol氢离子生成，因为有0.1mol硝酸生成，则有0.1mol氢离子通过阳离子交换膜；
（3）①依据电镀原理分析，钢铁上镀铝是利用铝做阳极与电源正极相连，钢铁做阴极与电源负极相连；②由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体做电解液来实现，离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，则阴极反应生成铝是发生的还原反应，铝元素化合价降低，分析离子液体成分，结合电荷守恒分析可知是Al2Cl7-得到电子生成，电极反应为：4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-；
③改用AlCl3水溶液作电解液是溶液中氢离子在阴极放电生成氢气，2H++2e-=H2↑
22． 碳 铁 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 2H2O＋O2＋4e－=4OH－ 氧化反应 5Cl2＋I2＋6H2O=2HIO3＋10HCl
【详解】（1）①甲池为原电池，原电池中活泼金属做负极，发生氧化反应，碳棒做正极，有Cu析出，乙池为电解池，外电路电子流向电源正极，所以碳棒为阳极，放出氯气，阴极铁电极上发生还原反应有Cu析出；
②乙池中，惰性电极为阳极，电解硫酸铜溶液，阳极氢氧根离子放电生成氧气，电极反应为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。
（2）①若电解质溶液为饱和氯化钠溶液，则乙池就是用惰性电极为阳极电解氯化钠溶液，乙池中总反应的离子方程式为2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－；
②甲池中碳棒为正极，发生还原反应，氧气得到电子生成氢氧根，与吸氧腐蚀的电极反应相同，2H2O＋O2＋4e－=4OH－，乙装置中，碳棒是阳极，发生失电子的氧化反应；
③根据题意知Cl2将生成的I2氧化，若反应的Cl2和I2物质的量之比为5∶1，则生成盐酸和碘酸两种酸，利用化合价升降法配平，该反应的化学方程式为5Cl2＋I2＋6H2O=2HIO3＋10HCl。