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·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
2．（2023·江苏·统考二模）用电解法对酸性含氯氨氮废水进行无害化处理的过程如图所示。下列说法正确的是
  
A．DSA电极与外接电源的负极连接
B．发生的电极反应为：
C．降解过程中应该控制条件避免发生反应②
D．1mol HO·和足量反应，转移的电子数为
3．（2023·福建三明·统考模拟预测）下列有关海水及海产品综合利用的离子方程式错误的是
A．氯碱工业中电解饱和食盐水制氯气：
B．海水提溴中用水溶液富集溴：
C．海水提镁中用石灰乳沉镁：
D．海带提碘中用NaOH溶液反萃取中的碘：
4．（2023·内蒙古乌兰察布·统考二模）科学家研制了一种两相无膜锌/吩噻嗪电池，其放电时的工作原理如图所示(在水系/非水系电解液界面上来回穿梭，维持电荷守恒)。
  
已知：CH2Cl2的密度为1.33g·cm-3，难溶于水。下列说法错误的是
A．电池使用时不能倒置
B．放电时， 由CH2Cl2层移向水层
C．放电时，Zn板每减轻6. 5g，水层增重29g
D．充电时，石墨毡上的电极反应式为PTZ-e- =PTZ+
5．（2023·全国·高三专题练习）目前可采用“双极膜组”电渗析法淡化海水，同时获得副产品A和B，模拟工作原理如图所示。M和N为离子交换膜，在直流电作用下，双极阴阳膜(BP)复合层间的解离成和，作为和的离子源。下列说法正确的是

A．X电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑
B．M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜，BP膜的作用是选择性通过Cl-和Na+
C．每生成5.6L气体a，理论上获得副产品A和B各0.5mol
D．“双极膜组”电渗析法也可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH)
6．（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
7．（2023·安徽淮南·统考一模）通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得MnO2，电解示意图如图，下列说法正确的是
  
A．电池工作时电子从b电极流出，经过电解质溶液到达a电极表面
B．接通电源后a极产生的Li+和Mn2+，定向移动到b极区
C．电解一段时间后b极区pH增大
D．电极a的电极反应： 2LiMn2O4+6e-+ 16H+= 2Li++4Mn2++8H2O
8．（2023春·四川成都·高三校联考期中）高电压水系锌－有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是

A．放电时，Cl-通过阴膜向正极区迁移
B．放电时，负极区溶液的pH减小
C．充电时，Zn与外接直流电源负极相连
D．充电时，阳极电极反应式为FQH2-2e-=FQ+2H+
9．（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
10．（2023·福建·校联考三模）浓差电池指利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电。实验室利用浓差电池实现电解丙烯腈()合成己二腈［］，装置如图所示(实验前，隔膜两侧溶液均为200 mL，铜电极质量均为100 g)。

下列说法正确的是
A．Cu(1)极为负极，其电极反应为
B．隔膜为阴离子交换膜，C(2)极为阴极
C．上述装置理论上可制备0.6 mol己二腈
D．当电解停止时，Cu(1)极与Cu(2)极质量相差51.2 g
11．（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

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+
13．（2023春·山东菏泽·高三菏泽一中校考期中）如图所示装置是利用铅蓄电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法错误的是
  
A．电极附近生成的气体是氢气
B．阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜
D．当铅蓄电池中转移0.2mol电子时，电解池理论上可制得4.0gNaOH
14．（2023春·江苏南京·高三南京市第十三中学校考阶段练习）在新型钴基电催化剂作用下，用石墨、铁做电极材料，可将CO2和水转化为甲酸。其反应原理如图所示，下列说法正确的是

A．石墨做阳极，铁做阴极
B．阳极的电极反应式：2O2﹣﹣4e-=O2↑
C．阴极的电极反应式：CO2+2e-+2H+=HCOOH
D．电解过程中阳极的质量肯定不变

三、非选择题
15．（2023春·河北石家庄·高三正定中学校考阶段练习）Ⅰ．在1×105Pa， 25℃时，H-H键、N ≡N键和N- H键的键能分别为436 kJ·mol-1、945 kJ·mol-1和391 kJ·mol-1。
(1)①根据上述数据判断工业合成氨的反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应：
②25℃时，在催化剂存在下进行反应，消耗1 mol氮气和3 mol氢气，理论上放出或吸收的热量为Q1，实际生产中，加入0.5 mol氮气和1.5 mol氢气放出或吸收的热量为Q2， Q1与Q2比较，正确的是___________。
a． Q1> 2Q2 b． Q1Q2
Ⅱ． 某可逆反应在体积为5L的密闭容器中进行，0~3 min内各物质的物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体)。
  
(2)该反应的化学方程式为___________。
(3)反应开始至2min时，B的平均反应速率为___________。
(4)能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填字母)。
a． v(A)=2v(B)
b．容器内混合气体的密度保持不变
c．2v正(A)=v逆(B)
d．容器内各物质浓度保持不变
(5)在密闭容器里，通入一定量的A、B、C，发生上述反应。达平衡后，当改变下列条件时，反应速率会减小的是___________(填序号)。
①降低温度   ②加入正催化剂    ③减小容器容积
Ⅲ．为了探究原电池的工作原理，某化学学习小组设计了一组实验，其装置如图：
  
(6)乙装置中负极反应式为___________。
(7)丙装置中溶液碱性___________(填“增强”或“减弱”)。
(8)假设开始时甲装置中两电极质量相等，导线中转移0.3 mol电子时，两电极质量相差___________ g。
16．（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___________。
17．（2023·全国·高三专题练习）小组同学利用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

该电解池的阳极反应式为___________，此时通过阴离子交换膜的离子数___________(填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
18．（2023春·四川成都·高三校联考期中）按照要求回答下列问题：
(1)通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如图(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过，电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。

①电极B发生的电极反应式为______。
②电解一段时间后溶液中Mn2+浓度______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图所示(电极材料均为石墨)。

①图中A口产生的气体为______，B口流出的物质是______。
②b电极表面发生的电极反应式为______。
(3)Co是磁性合金的重要材料，也是维生素的重要组成元素。工业上可用如图装置制取单质Co并获得副产品盐酸(A、B均为离子交换膜)。

①A为______(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
②该电解池的总反应离子方程式为______。
③若产品室中阴极质量增加11.8g，则产品室增加的HCl的物质的量为______。

参考答案：
1．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。

2．C
【详解】A．NH3在DSA电极转化为N2，氮元素从-3价升高为0价，被氧化，该电极是电解池的阳极，与外接电源的正极相连，故A错误；
B．由图示知，Cl-在DSA电极表面转化为Cl2电极反应式为：2 Cl--2e-=Cl2↑，故B错误；
C．反应②中NH3转化为，没有达到氨氮废水无害化处理的目的，所以，降解过程中应该控制条件避免发生反应②，故C正确；
D．羟基自由基中氧元素为-1价，其还原产物中氧元素为-2价，一个HO·可得到一个电子，1mol HO·完全反应时转移的电子数为6.02×1023，故D错误；
故选C。
3．A
【详解】A．氯碱工业中电解饱和食盐水制氯气：，故A错误；
B．海水提溴中用水溶液富集溴，溴单质和二氧化硫、水反应生成硫酸和氢溴酸：，故B正确；
C．海水提镁中用石灰乳沉镁，得到氢氧化镁，氢氧化镁的溶解度小于氢氧化钙溶解度：，故C正确；
D．海带提碘中用NaOH溶液反萃取中的碘：，故D正确。
综上所述，答案为A。
4．C
【详解】A．二氯甲烷和水不互溶，密度比水大，可以将正极与负极隔开，倒置会引起电池内部短路，A项正确；
B．放电时，Zn板为负极，石墨毡为正极，则 由CH2Cl2层移向水层，B项正确；
C．放电时，Zn板每减轻6. 5g则转移0.2mol电子，水层增重6.5g，另外还有0.2mol转移到水层，则一共增重0.2mol×145g/mol+6.5g=35.5g，C项错误；
D．充电时，石墨毡为阳极，发生氧化反应，电极反应式为PTZ-e- =PTZ+，D项正确。
答案选C。
5．D
【分析】由BP双极膜中H+、OH-移动方向可知：X电极为电解池的阳极，电极反应式为：2+2e-=Cl2，Y电极为阴极，电极反应式为：2H++2e-=H2,电解总反应为：,精制食盐水中钠离子经过M离子交换膜移向产品A室，与BP双极膜中转移过来的氢氧根结合生成氢氧化钠，所以M膜为阳离子交换膜，盐室中氯离子经过N离子交换膜移向产品B室，与BP双极膜中转移过来的氢离子结合生成氯化氢，所以N为阴离子交换膜。
【详解】A．由图中氢氧根移动方向可知X电极为阳极，电极反应式为：2+2e-=Cl2，A错误；
B．由题意可知，精制食盐水中钠离子经过M离子交换膜移向产品A室，与BP双极膜中转移过来的氢氧根结合生成氢氧化钠，所以M膜为阳离子交换膜，盐室中氯离子经过N离子交换膜移向产品B室，与BP双极膜中转移过来的氢离子结合生成氯化氢，所以N为阴离子交换膜，BP双极膜的作用是选择性通过氢离子和氢氧根离子，B错误；
C．阳极反应式为：2+2e-=Cl2，电路中每生成标况下5.6L气体氯气，其物质的量为0.25mol，转移电子0.5mol，理论上获得副产品A（氢氧化钠溶液）和B（氯化氢溶液）各0.5mol，需标明标准状况，C错误；
D．“双极膜组”电渗析法从氯化钠溶液中获得酸（HCl）和碱（NaOH），由此可知：也可从M溶液制备相应的酸(HX)和碱(MOH)，D正确；
故选D。
6．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。
7．D
【分析】由图可知，b极Mn元素价态升高失电子，故b极为阳极，电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+，a极为阴极，电极反应式为2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，据此作答。
【详解】A．由分析可知，电池工作时电子从阳极b电极流出，经导线流向电源的正极，再由电源的负极流出，经导线流向阴极s极，电子不能经过电解质溶液，A错误；
B．由分析可知，a为阴极，b为阳极，电解池的电解质溶液中阳离子从阳极区流向阴极区，故接通电源后b电极产生的H+定向移动到a极区参与a电极反应，而a极产生的Li+和Mn2+，不会定向移动到b极区，B错误；
C．由分析可知，b电极为阳极，电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+，故电解一段时间后b极区pH减小，C错误；
D．由分析可知，电极a为阴极，其电极反应为： 2LiMn2O4+6e-+ 16H+= 2Li++4Mn2++8H2O，D正确；
故答案为：D。
8．A
【详解】A．原电池中阴离子向负极移动，故放电时，Cl-不会向正极区迁移，A错误；
B．放电时，负极区锌失去电子发生氧化反应，，溶液氢氧根离子浓度减小，pH减小，B正确；
C．充电时，Zn做阴极，与外接直流电源负极相连，C正确；
D．充电时，阳极的FQH2失去电子反应氧化反应，电极反应式为FQH2-2e-=FQ+2H+，D正确；
故选A。
9．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。
10．D
【分析】浓差电池中，Cu(2)失去电子，故电极为负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，Cu(1)电极为正极，电极上发生得电子的还原反应，电极反应为Cu2++2e-=Cu，则电解槽中C(1)极为阴极、C(2)极为阳极，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极上丙烯腈合成己二腈得电子，电极反应为2CH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN，据此分析解答。
【详解】A．由分析可知，Cu(1)极为正极，其电极反应为，A错误；
B．由分析可知，此电池为浓差电池，主要因为铜离子浓度不同形成的电势差，所以隔膜是阴离子交换膜，隔膜为阴离子交换膜，C(2)极为阳极，B错误；
C．当两电极中铜离子浓度相同时放电完毕，此时溶液中，所以转移电子的物质的量是0.8mol，由反应2CH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN可知，可制备0.4mol己二腈，C错误；
D．当两电极中铜离子浓度相同时放电完毕，此时溶液中，所以转移电子的物质的量是0.8mol，当电解停止时，则Cu(1)电极上析出0.4molCu，Cu(2)电极上溶解0.4molCu，故Cu(1)极与Cu(2)极质量相差0.8mol×64g/mol=51.2 g，D正确；
故答案为：D。
11．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。
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．CD
【分析】a电极与电源负极相连作阴极，发生反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，因此左侧出气口有氢气逸出，钠离子通过离子交换膜c进入左侧，从而提高了NaOH浓度；b电极作阳极，发生反应：2H2O-4e-=O2↑+4H+，右侧出气口有氧气逸出，硫酸根离子通过交换膜d进入右侧，提高了硫酸浓度，据此解答。
【详解】A．由以上分析可知，a电极附近生成氢气，故A正确；
B．由以上分析可知，阴极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故B正确；
C．由以上分析可知c膜允许钠离子通过，应为阳离子交换膜，d膜允许硫酸根离子通过，应为阴离子膜，故C错误；
D．由阴极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，电路中每转移2mol电子生成2mol氢氧根离子，即制得2molNaOH，则转移0.2mol电子时，电解池理论上可制得8.0gNaOH，故D错误；
故选：CD。
14．AB
【分析】连接电源的负极的为电解池的阴极，阴极上CO2得电子产生HCOOH，连接电源正极的为电解池的阳极，阳极上O2-失电子产生O2，故应该选择石墨电极为阳极，铁为电解池的阴极连接负极。
【详解】A．电解反应中，若铁作阳极，铁溶解，所以用石墨、铁做电极材料，石墨做阳极，铁做阴极，在阴极CO2转化为甲酸，发生还原反应，选项A正确；
B．石墨做阳极，在阳极O2-放电生成氧气，阳极的电极反应式：2O2﹣﹣4e﹣=O2↑，选项B正确；
C．在阴极CO2转化为甲酸，发生还原反应，需要水参与反应，同时生成氧离子，氧离子移向阳极，在阳极放电生成氧气，生成甲酸的电扳反应式：CO2+H2O+2e﹣=HCOOH+O2﹣，选项C错误；
D．电解过程中阳极生成氧气，氧气与电极石墨反应，所以阳极的质量会减少，选项D错误；
答案选AB。
15．(1) 放热 a
(2)2A(g)+B(g) 2C(g)
(3)0.1mol·L-1·min-1
(4)d
(5)①
(6)
(7)减弱
(8)18

【详解】（1）①根据反应过程中，断键时吸收能量，形成键的时候放热，工业合成氨反应N2+3H22NH3中，断裂键需要的能量时945+3×436=2253kJ，形成键时放出的能量是6×391=2346kJ，故放出的多，放出了能量为93kJ，该反应是放热反应，故答案为放热；
②由于该反应是可逆反应，实际反应放出的热量小于理论值，故Q1>2Q2，故选a；
（2）根据图像判断，减小的物质是反应物，增大的物质生成物，变化量之比是化学计量数之比，反应的A、B、C物质的量之比为(5-3): (2-1): (4-2)=2:1:2；且因为2min后各物质都存在，且物质的量不变，说明达到该反应是可逆反应，故方程式为：2A(g)+B(g) 2C(g)；
（3）反应开始至2min时，B的平均反应速率 mol·L-1·min-1；
（4）a．速率没有说明正逆，不能判断是否达到平衡装置，a不符合题意；
b．容器体积和气体总质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡，b不符合题意；
c．不同物质的速率比值不等于系数比，正逆反应速率不相等，不能说明达到平衡，c不符合题意；
d．容器内各物质浓度保持不变，说明平衡不再移动，能作为平衡标志，故d符合题意；
故选答案d；
（5）根据速率的影响因素进行判断，降低温度时速率会减小，加入正催化剂会加快反应速率，减小容器容积相当于增大物质浓度反应速率加快，故选①；
（6）乙装置中铝失去电子发生氧化反应生成偏铝酸根离子，为负极，负极反应式为；
（7）丙装置中总反应为甲烷和氧气、氢氧化钾反应生成碳酸钾，反应消耗氢氧根离子，故溶液碱性减弱；
（8）甲装置中两电极质量相等，反应时铁极溶解生成亚铁离子，Pt极上铜离子得到电子析出铜单质，导线中转移0.3 mol电子时，铁极减小0.15mol铁，质量为8.4g，Pt极析出0.15mol铜，质量为9.6g，两电极质量相差18g。
16．(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↑。
17． 小于
【分析】溶液中的OH－在阳极失电子产生O2：，所以在B口放出O2，从A口导出H2SO4。阴极得到电子产生H2：2H2O＋2e－=H2↑+2OH-，则从C口放出H2，从D口导出KOH溶液。因SO所带电荷数大于K＋所带电荷数，SO通过阴离子交换膜，K＋通过阳离子交换膜，所以通过阳离子交换膜的离子数大于通过阴离子交换膜的离子数。O2、H2、KOH溶液构成燃料电池时，O2在电池正极放电：O2＋4e－＋2H2O=4OH－。
【详解】根据分析可知阳极的电极反应为，因SO所带电荷数大于K＋所带电荷数，SO通过阴离子交换膜，K＋通过阳离子交换膜，所以通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数。
18．(1) 增大
(2) 氢气 氢氧化钠
(3) 阳 0.4mol

【详解】（1）①由图可知，电极B上Mn2+失去电子发生氧化反应生成二氧化锰，发生的电极反应式为；
②由图可知，电解总反应为，电解一段时间后溶液中Mn2+浓度增大；
（2）①电解池中阳离子向阴极移动，由图可知，a为阴极，水放电生成氢气和氢氧根离子，图中A口产生的气体为氢气，B口流出的物质是氢氧化钠；
②b电极为阳极，亚硫酸根离子失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，表面发生的电极反应式为；
（3）①工业上可用如图装置制取单质Co并获得副产品盐酸，Co2+在阴极发生还原反应生成Co单质，阳极水放电生成氧气和氢离子，阳极室中氢离子通过A膜、阴极室中氯离子通过B膜向产品室迁移得到HCl，故A为阳离子交换膜；
②由①分析可知，该电解池的总反应离子方程式为；
③若产品室中阴极质量增加11.8g，则生成0.2mol Co，根据电子守恒可知，，产品室增加的HCl的物质的量为0.4mol。