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21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春·云南曲靖·高三曲靖市民族中学校考期中）高铁酸钠()易溶于水，是一种新型多功能水处理剂，可以用电解法制取，工作原理如图所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的，镍电极有气泡产生。下列说法错误的是

A．铁电极与电源正极相连
B．阳极室中发生的电极反应为
C．电解总方程式为
D．电解结束后，阳极室溶液的pH将增大
2．（2023春·江苏·高三校联考专题练习）易溶于水，其水溶液显酸性。从电镀污泥[含、、、和等]中回收制备和其他金属的工艺流程如图所示。

下列叙述不正确的是
A．“酸浸”时，为加快浸出速率，应加入相同体积、高浓度的硫酸
B．用惰性电极“电解”后的电解液中主要存在的阳离子有等
C．“除Fe、Cr”时通入更有利于生成沉淀
D．溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作可得到
3．（2023春·江苏连云港·高三统考期中）为节约资源，许多重要的化工产品可以进行联合生产。如氯碱工业、金属钛的冶炼工业、甲醇的合成工业可以进行联合生产。联合生产时的物质转化如下图所示：
  
部分反应的热化学方程式为：
2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH＝－221.0kJ·mol－1
CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g) ΔH＝－90.7kJ·mol－1
TiO2(s)＋2C(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋2CO(g)  ΔH＝－70.0kJ·mol－1
下列关于联合生产的有关说法正确的是
A．通过电解MgCl2溶液可以实现镁的再生
B．电解饱和食盐水时，阳极附近溶液pH升高
C．还原反应时，每生成48gTi，反应共转移2mol电子
D．反应TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g)在任何条件下均不能自发进行
4．（2023春·湖北·高三校联考期中）间接电解法除N2O，其工作原理如图所示，已知H2S2O4是一种弱酸。下列有关该装置工作的说法正确的是

A．b为直流电源的负极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．电解池的阴极电极反应式为2H2SO3+2e-+2H+=H2S2O4+2H2O
D．在吸收池中，H2S2O4被N2O还原为H2SO3从而实现循环使用
5．（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
6．（2023春·浙江温州·高三校联考期中）如图所示，甲池的总反应式为：，下列关于该电池工作时的说法正确的是

A．甲池中负极反应为：
B．该装置工作时，Ag电极上有气体生成
C．甲池和乙池中的溶液的pH前者不变，后者减小
D．当甲池中消耗0.1mol时，乙池中理论上最多产生12.8g固体
7．（2023秋·广东深圳·高三统考期末）碘因来源丰富和具有较快的氧化还原动力性能使其作为电池的正极材料备受青睐。如图为聚乙二醇(PEG)水系电解液锌碘双离子二次电池的装置示意图。已知：PEG与易发生络合反应，生成的PEG的碘化物不能穿过隔膜，下列说法不正确的是

A．PEG可以防止穿梭到N电极区域
B．放电时，电子由N极经外电路流向M极
C．充电时，N电极反应式为
D．隔膜上的孔隙越小，电池的性能越好
8．（2017·北京海淀·人大附中校考三模）化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀在镀件表面形成的镀层。某化学镀铜的反应速率随镀液pH变化如图所示。(已知：该镀铜过程中，镀液pH控制在12.5左右)。根据图中信息，下列说法正确的是

A．若采用电镀的方法，镀件应与电源正极连接
B．若用铜盐进行化学镀铜，镀件做氧化剂
C．可以调节溶液的pH至8-9之间使反应停止
D．同等条件下，使用化学镀比电镀反应速率更快
9．（2023·全国·模拟预测）2023年2月，我国首个兆瓦级铁-铬液流电池储能项目在内蒙古成功试运行，该项目刷新了全球最大容量记录。铁-铬液流电池的电解质溶液是含铁盐和铬盐的稀盐酸溶液。下列说法错误的是

A．安全性高、成本低、绿色低碳、能量密度低是该电池的特点
B．充电时电池的反应为：
C．放电时，电路中每流过0.1mol电子，浓度降低0.1mol/L
D．负极每被氧化，电池中有1mol通过交换膜向正极转移
10．（2023春·江苏·高三校联考阶段练习）周期表中VIA族元素及其化合物应用广泛。是常见的氧化剂和助燃剂。催化氧化是工业制硫酸的重要反应之一(中和热为)。(硒)是重要的工业原材料与动物体必须营养素。提取的主要原材料为电解铜产生的阳极泥。可通过阳极泥硫酸化焙烧提取，硫酸化焙烧提取的步骤主要分为两步：第一步焙烧，硫酸将单质氧化为。第二步还原吸收，在水中将转化为单质。下列化学反应表示正确的是
A．焙烧时浓硫酸将氧化为：
B．将通入过量氨水中：
C．电解精炼铜时阴极电极反应为：
D．溶液与溶液的反应：
11．（2023·湖北·高三统考专题练习）双极膜(BP)可以在电场作用下，使水分子快速解离为和，并透过阴、阳离子膜进入溶液。用此工艺捕获烟道气中的过程如图所示，已知盐室中生成实现捕获，下列说法正确的是

A．捕获装置中，阴极反应为
B．溶液中的X为
C．交换膜A为阳离子交换膜
D．捕获1.12L 转化为沉淀，则转移电子2mol
12．（2023春·四川绵阳·高三统考阶段练习）我国科学家研发了一种用于合成氨的自供电Haber-Bosch反应器(机理如图所示)。该装置工作时，将Zn-NO2水溶液体系电池反应中的产物，通过自供电转换为NH3•H2O，从而在单个设备内完成氮循环中的多个关键转换步骤。

下列说法正确的是
A．b电极为Zn电极
B．放电过程中，负极发生的反应为
C．电解过程中，阴极区溶液的pH逐渐减小
D．理论上，每得到1molNH3•H2O，至少需要消耗390gZn
13．（2023春·江西·高三铅山县第一中学校联考阶段练习）电解法转化可实现资源化利用。电解制甲酸盐()的原理如图所示。下列说法不正确的是

A．电解一段时间后，阳极区的溶液浓度降低
B．Sn片上发生的电极反应为
C．若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，会使的产率降低
D．Sn极上每消耗0.1mol ，同时有0.2mol 从Sn极区向Pt极区迁移

二、多选题
14．（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
15．（2021秋·宁夏银川·高三六盘山高级中学校考期中）R、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。R的最外层电子数是内层电子数的两倍，X2W2可用于呼吸面具，Y的主族序数与周期数相等，Z的氢化物的分子式为H2Z。

(1)Z在周期表中的位置是______。
(2)RZ2的结构式是______，X2Z2的电子式是______。
(3)H2ZW3在水中电离的方程式为__________________，向H2ZW3水溶液滴入少量酸性高锰酸钾溶液，发生反应的离子方程式为__________________。
(4)某传感器可以检测空气中ZW2的含量，工作原理如图所示。则电流流向为____________时针方向(填“顺”或“逆”)，其阴极电极反应式________________________。
16．（2022秋·重庆巫山·高三重庆市巫山大昌中学校校考期末）为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用如图所示的装置进行实验，回答下列问题。
Ⅰ.用甲装置进行第一组实验：

(1)甲装置中电解池在 (左侧或右侧)，在保证电极反应不变的情况下，下列材料不能代替左侧Cu电极的是_______(填序号)。
A．石墨 B．镁 C．银 D．铂
(2)实验过程中，SO_____(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象有_______。
Ⅱ.该小组同学用乙装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，Y极溶液逐渐变成紫红色，停止实验后观察到铁电极明显变细，电解液仍澄清。查阅资料知，高铁酸根离子()在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息，填写下列空白：

(3)电解过程中，X极溶液的pH_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)电解过程中，Y极发生的电极反应为______和_______。
(5)已知K2FeO4和Zn可以构成碱性电池，其中K2FeO4在电池中作正极材料，电池总反应为2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2，则该电池正极发生的电极反应为：_______。
17．（2021秋·江苏苏州·高三统考期中）利用电解法转化可实现资源化利用。
(1)以过渡金属为催化剂电解制的原理示意图如图所示。

①石墨电极1上发生反应的电极反应式为___________。
②石墨电极2上发生反应的电极反应式为___________。
③电解的总反应方程式为___________。
(2)电解制的原理示意图如图所示。

①阴极上与反应时，还原为的电极反应式为___________。
②阳极室排出的气体的化学式为___________。
③电解一段时间后，阳极区的溶液浓度降低，其原因是___________。
18．（2021秋·辽宁营口·高三校考阶段练习）降低能耗是氯碱工业发展的重要方向。
(1)我国利用氯碱厂生产的H2作为电池燃料，再将电池应用于氯碱工业，原理如图，a、b、c、d均为石墨电极。

①a极为___________(填“正”或“负”)极，c 极为___________(填“阴”或“阳”)极。
②乙装置中电解饱和NaCl溶液的化学方程式为___________；反应一段时间后，d极产生1mol气体时，乙装置中转移电子___________mol。
③下列说法正确的是___________(填字母序号)。
A．甲装置可实现化学能向电能的转化
B．甲装置中Na+透过阳离子交换膜向a极移动
C．乙装置中c极一侧流出的是浓盐水
④结合电极反应式解释d极区产生NaOH的原因：___________。
⑤实际生产中，阳离子交换膜的损伤会造成OH- 迁移至阳极区，从而在电解池阳极能检测到O2，产生O2的电极反应式为___________；下列生产措施有利于提高Cl2产量、降低阳极O2含量的是___________(填字母序号)。
A．使用Cl-浓度低的食盐水为原料
B．定期检查并更换阳离子交换膜
C．停产一段时间后，继续生产
(2)降低氯碱工业能耗的另一种技术是“氧阴极技术”。通过向阴极区通入O2，避免水电离的H+直接得电子生成H2，降低了电解电压，电耗明显减少。“氧阴极技术”的阴极反应为___________。

参考答案：
1．D
【分析】装置通电后，铁电极附近生成紫红色的，铁电极为阳极，镍电极有气泡产生，镍电极为阴极。
【详解】A．铁电极为阳极，与电源正极相连，A正确；
B．铁电极上发生的电极反应为，发生氧化反应，B正确；
C．Ni电极发生的电极反应为，铁电极发生的电极反应为，电解总方程式为，C正确；
D．阳极室消耗，且生成水，降低，pH将减小，D错误；
故选D。
2．A
【分析】电镀污泥加入硫酸酸浸除去二氧化硅滤渣，滤液电解分离出铜后，加入碳酸钠、通入氧气除去铁、铬，滤液加入萃取剂萃取后处理得到硫酸镍溶液，制的硫酸镍晶体；
【详解】A．“酸浸”时，加入相同体积、高浓度的硫酸，增加的硫酸用量，且电解产生硫酸会增加后续碳酸钠的用量，A错误；
B．惰性电极“电解”时铜离子被还原为铜、水被氧化为氧气和氢离子，得到电解液中主要存在的阳离子有等，B正确；
C．电解过程中铜会和铁离子生成亚铁离子，“除Fe、Cr”时通入可以将二价铁转化为三价铁且利于形成大颗粒沉淀形成，将更有利于生成沉淀，C正确；
D．溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出晶体、洗涤、干燥等操作可得到晶体，D正确；
故选A。
3．D
【详解】A．电解MgCl2溶液生成Mg(OH)2、H2和Cl2，没有Mg生成，不能实现镁的再生，A不正确；
B．电解饱和食盐水时，阳极生成Cl2，阴极生成NaOH、H2等，所以阴极附近溶液pH升高，B不正确；
C．还原反应时，Ti元素的化合价由+4价降为0价，48gTi的物质的量为1mol，则反应共转移4mol电子，C不正确；
D．由反应TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=－70.0kJ·mol-1和2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)  ΔH＝－221.0kJ·mol－1，根据盖斯定律可得出TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+151kJ·mol-1，该反应的ΔS＜0，△H＞0，则在任何条件下均不能自发进行，D正确；
故选D。
4．C
【分析】根据图示，左边反应室H2SO3经反应后生成H2S2O4，S元素的化合价降低，电源a是负极，b是正极，电解池中，硫酸的浓度增大，H+应该向左边移动，所以离子交换膜应该是阳离子交换膜；
【详解】A．根据图示，左边反应室H2SO3经反应后生成H2S2O4，S元素的化合价降低，电源a是负极，b是正极，选项A错误；
B．右边阳极室发生反应2H2O-4e-=4H++O2↑，硫酸的浓度增大，H+应该向左边移动，所以离子交换膜应该是阳离子交换膜，选项B错误；
C．阴极电极反应式为2H2SO3+2e-+2H+=H2S2O4+2H2O，选项C正确；
D．在吸收池中，H2S2O4被N2O氧化为H2SO3从而实现循环使用，选项D错误；
答案选C。
5．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。
6．D
【分析】甲池能自发的发生氧化还原反应而作原电池，通入肼的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，乙池为电解池，阴极Ag反应为Cu2++2e-=Cu、阳极石墨反应为4OH-- 4e- = 2H2O +O2↑；
【详解】A．通入肼的电极为负极，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，选项A错误；
B．乙池为电解池，阴极Ag反应为Cu2+ + 2e- = Cu，没有气体生成，选项B错误；
C．甲池中反应生成水，氢氧化钾的浓度减小，pH减小，乙池中电解生成硫酸，溶液的pH减小，选项C错误；
D．甲池N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，消耗0.1mol N2H4时，转移0.4mol电子，乙池Cu2+ + 2e- = Cu，产生0.2mol铜，为12.8g固体，选项D正确；
答案选 D。
7．D
【分析】该装置为二次电池，放电时：N为负极，M为正极；充电时：N为阴极，M为阳极。
【详解】A．PEG通过络合反应，防止在水系电解液中溶解，可防止碘化物穿梭，A正确；
B．放电时，电子由N极(负极)经外电路流向M极(正极)，B正确；
C．充电时，N电极反应式为：，M电极反应式为：，C正确；
D．隔膜孔隙过小，会增加电解液离子迁移难度，电阻增大使电池性能下降，D错误；
故选D。
8．C
【详解】A．电镀池中，镀件作阴极，与电源的负极相连，故A错误；
B．要把铜从铜盐中置换铜出来，铜离子发生还原反应生成金属铜，镀件做还原剂，故B错误；
C．根据图示信息，pH=8﹣9之间，反应速率为0，所以要使反应停止，调节溶液的pH至8﹣9 之间，故C正确；
D．同等条件下，电化学反应速率比化学反应快，故D错误；
选C。
9．C
【分析】该装置能作原电池和电解池；充电时，左侧为阳极、右侧为阴极；放电时该装置为原电池，电路中每流过0.1mol电子，Fe3+的物质的量降低0.1mol；负极每1molCr2+被氧化生成1molCr3+，则转移1mol电子，每个电子和每个H+所带电荷相同，所以二者的物质的量相同。
【详解】A.该电池属于水系电池，故安全，且铁铬的价格低廉，其可将太阳能或风能转化为电能存储，故绿色低碳，但能量密度远低于锂电 ，故A说法正确；
B.充电时，左侧为阳极、右侧为阴极，则左侧Fe2+失电子生成Fe3+，右侧Cr3+得电子生成Cr2+，电池总反应式为Cr3++Fe2+═Cr2++Fe3+，故B正确；
C. 放电时该装置为原电池，电路中每流过0.1mol电子，Fe3+的物质的量降低0.1mol，溶液体积未知，无法判断铁离子浓度降低值，故C错误；
D. 负极每1molCr2+被氧化生成1molCr3+，则转移1mol电子，每个电子和每个H+所带电荷相同，所以二者的物质的量相同，则电池中有1molH+通过交换膜向正极转移，故D正确；
故选C。
10．A
【详解】A．焙烧时浓硫酸将氧化为，S元素由+6价下降到+4价，Se由0价上升到+4价，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：，故A正确；
B．将通入过量氨水中生成(NH4)2SO3，离子方程式为：，故B错误；
C．电解精炼铜时阴极Cu2+得电子生成Cu，电极方程式为：，故C错误；
D．中和热是指在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态水时所释放的热量，1mol与1mol溶液反应生成沉淀和2molH2O，放出的热量不是，故D错误；
故选A。
11．A
【详解】A．阴极发生还原反应，溶液中放电，为，A正确；
B．碱室是转化为，应由双极膜产生不断补充，保持碱的浓度，X应为，B错误；
C．盐室生成，就需要穿过交换膜A，所以交换膜A为阴离子交换膜，C错误；
D．捕获1.12L ，未指明标准状况，无法计算转移电子数，D错误；
故选A。
12．D
【分析】由题干图示信息可知，TiO2电极将转化为NH3•H2O可知TiO2电极为阴极，电极反应式为：+7H++6e-=NH3•H2O+H2O，石墨电极为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，故a电极为负极，发生氧化反应，即Zn为负极，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，b电极为正极，发生还原反应，电极反应式为：NO2+e-=，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，a电极为Zn电极是负极，A错误；
B．放电过程中，负极发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，B错误；
C．由分析可知，电解过程中，TiO2电极为阴极，电极反应式为：+7H++6e-=NH3•H2O+H2O，则阴极区溶液的pH逐渐增大，C错误；
D．由于两个a电极串联，理论上，每得到1molNH3•H2O，需得到12mol电子，故至少需要消耗Zn的质量为=390g，D正确；
故答案为：D。
13．D
【分析】CO2、HCOO-中碳元素的化合价分别为+4、+2，阴极发生还原反应，电极（Sn电极）反应为CO2+2e-+H+= HCOO-(或2CO2+2e-+H2O=HCO+HCOO-)，阳极（Pt电极）生成O2：，由电极反应可得出电解总反应为2CO2+2H2O2HCOOH+ O2↑，据此分析解答。
【详解】A．电解过程中，Pt电极发生反应：，Pt电极为阳极，同时K+向Sn电极移动，所以左侧中KHCO3溶液浓度降低；右侧Sn电极发生反应：，Sn电极为阴极，右侧中KHCO3溶液浓度降低，A正确；
B．右侧Sn电极发生反应：，B正确；
C．若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，左侧钾离子不能移向Sn电极，不能得到甲酸盐，会使的产率降低，C正确；
D．电解过程中，阳离子向阴极移动，Sn极上每消耗0.1mol ，转移0.1mol电子，则同时有0.2mol 从Pt极区向Sn极区迁移，D错误；
故选D。
14．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。
15．(1)第三周期第ⅥA族
(2) S=C=S
(3) 、 5H2SO3+2=2Mn2++5+3H2O+4H+
(4) 逆 2+2H++2e-=+2H2O

【分析】R、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。R的最外层电子数是内层电子数的两倍，R含2个电子层，最外层电子数为4，为C元素；X2W2可用于呼吸面具，为Na2O2，则X为Na元素，W为O元素；Y的主族序数与周期数相等，原子序数比11大，为Al元素；Z的氢化物的分子式为H2Z，则Z为S元素，结合元素周期律和电解池的工作原理分析解题。
【详解】（1）由分析可知，Z为S元素，Z在周期表中位于第三周期第ⅥA族，故答案为：第三周期第ⅥA族；
（2）由分析可知，RZ2的化学式为CS2，与CO2的结构相似，结构式为S=C=S；X2Z2的化学式为Na2S2，与Na2O2的结构相似，电子式为，故答案为：S=C=S；；
（3）由分析可知，Z为S，W为O，故H2ZW3为H2SO3是一种弱酸，其在水中电离的方程式为：、，向H2ZW3水溶液滴入少量酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸、硫酸钾、硫酸锰和水，发生反应的离子方程式为：5H2SO3+2=2Mn2++5+3H2O+4H+，故答案为：、；5H2SO3+2=2Mn2++5+3H2O+4H+；
（4）某传感器可以检测空气中SO2的含量，阴极上发生还原反应，根据工作原理示意图，Pt电极上转化为，其中S元素的化合价由+4价变成+3价，发生还原反应，因此Pt电极为阴极，故电源a为正极，b为负极，电流方向是由正极经外电路流向负极，即电流方向为逆时针方向，阴极上的电极反应式为2+2H++2e-=+2H2O，故答案为：逆；2+2H++2e-=+2H2O。
16．(1)B
(2) 从右向左 滤纸上有蓝色沉淀产生
(3)增大
(4) 4OH−−4e−=2H2O+O2↑ Fe−6e−+8OH−=+4H2O
(5)2+6e−+5H2O=Fe2O3+10OH−

【分析】甲装置中左侧为原电池装置，锌比铜活泼，则锌为负极，锌失电子，生成锌离子；铜为正极，铜离子得电子生成单质铜；电池的内电路中，阴离子向负极移动；外电路电解池中，阴离子向阳极移动；乙为电解池，左侧铜作阳极失电子；右侧铜做阴极，水得电子生成氢气和氢氧根离子。
（1）
甲装置中电解池在右侧；原电池中在保证电极反应不变，正极材料的活泼性不能大于Zn，因此不能用镁代替铜，答案选B。
（2）
硫酸根离子向负极移动，移动方向为从右向左。M极作阳极，失去电子有铜离子生成，铜离子结合氢氧根离子生成氢氧化铜沉淀。故答案为：从右向左；滤纸上有蓝色沉淀产生。
（3）
X极作阴极，得到电子生成氢气和氢氧根离子，故X极溶液的逐渐增大。故答案为：增大。
（4）
由题意可知，铁作阳极，阳极发生氧化反应，氢氧根离子失去电子生成氧气、铁失去电子生成。电极反应为4OH−−4e−=2H2O+O2↑和Fe−6e−+8OH−=+4H2O。
（5）
碱性电池中锌作负极，K2FeO4在电池中作正极材料；在正极得到电子发生还原反应转化为氧化铁，电极反应为：2+6e−+5H2O=Fe2O3+10OH−。
17．(1)
(2) O2 室放出的气体为O2，同时剩余氢离子，发生反应

【解析】(1)
由图可知，石墨2上水生成氧气，则石墨2电极为阳极，电极反应式为，石墨1电极为阴极，电极反应式为,总式为：，故答案为：；；。
(2)
阴极上得电子还原为的电极反应式为，阳极区水失电子发生氧化反应，所以阳极室放出的气体为O2，同时剩余氢离子，发生反应，阳极附近碳酸氢根离子离子浓度会降低。故答案为：；O2；阳极室放出的气体为O2，同时剩余氢离子，发生反应。
18．(1) 负 阳 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 2 A 2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Na+从c极区透过阳离子交换膜进入d极区，与OH- 结合生成NaOH 4OH-﹣4e-=O2↑+2H2O B
(2)O2+4e-+2H2O =4OH-

【详解】（1）甲装置为燃料电池，通氢气一极为负极，通氧气一极为正极，乙装置为电解池，c电极连接b电极，即c为阳极，d电极为阴极；
①a电极通入氢气，根据上述分析，a电极为负极，c电极为阳极，故答案为负；阳；
②c、d电极为石墨电极，根据电解原理，电解饱和NaCl溶液的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，d电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，d电极产生的气体为H2，产生1molH2时，乙装置转移电子物质的量为2mol；故答案为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；2；
③A．甲装置为燃料电池，实现化学能向电能的转化，故A正确；
B．根据原电池工作原理，Na＋透过阳离子交换膜向b极移动，故B错误；
C．c电极为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，Na＋透过阳离子交换膜流入d极区，c极一侧流出的是淡盐水或淡水，故C错误；
答案为A；
④根据上述分析，d电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，Na＋透过阳离子交换膜流入d极区，Na＋与OH－结合生成NaOH；故答案为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Na+从c极区透过阳离子交换膜进入d极区，与OH- 结合生成NaOH；
⑤根据离子放电顺序，OH－迁移至阳极区，OH－在阳极上放电，即电极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；故答案为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；
A．根据阴离子放电顺序，Cl－先放电，如果使用Cl－浓度低的食盐水为原料，水溶液中OH－放电，产生O2，使阳极O2的含量增多，故A不符合题意；
B．如果阳离子交换膜损伤，会使大量OH－迁移至阳极区，产生大量的O2，因此定期检查并更换阳离子交换膜，可以提高氯气产量，降低阳极氧气的含量，故B符合题意；
C．停产一段时间，继续生产，影响经济效益，不符合客观实际，故C不符合题意；
答案为B。
（2）阴极区通入氧气，避免水电离出H＋直接得电子生成H2，应是氧气在该电极得电子，即电极反应式O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故答案为O2＋2H2O＋4e－=4OH－。