化学选择性必修1第二单元 化学能与电能的转化课后复习题

这是一份化学选择性必修1第二单元 化学能与电能的转化课后复习题，共28页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验探究题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．2020年科学报道科研人员研发了一种将乙烯高效转化为环氧乙烷的电化学合成方法，反应在KCl电解液的流动池中进行，工作原理如图，电解结束后，将明阳极电解液输出混合，便可生成环氧乙烷。下列说法错误的是
A．电源负极与铂箔电极相连，其电极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B．离子交换膜为阴离子交换膜，整个过程中，电解前后溶液中氯离子浓度不变
C．甲室中乙烯发生了加成反应
D．反应I中生成环氧乙烷的离子方程式：+OH-→+Cl-+H2O
2．下列有关说法正确的是
A．若电工操作中将铝线与铜线直接相连，会导致铜线更快被氧化
B．工业上用石墨电极电解食盐水，边电解边搅拌，可生产含有的漂白液
C．铅蓄电池放电时，正负极极板质量均减小
D．加入硫酸铜可使锌与稀硫酸的反应速率加快，说明具有催化作用
3．钴()的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是
A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的均增大
B．生成，Ⅰ室溶液质量理论上减少
C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
D．电解总反应：
4．某科研团队研制了一种基于阳离子型活性分子的中性水系有机液流电池，以[Pyr-TEMPO]和[Pyr-PV]Cl4作中性水系有机液流电池的电极材料，已知放电时[Pyr-PV]2+先转化为[Pyr-PV]3+，后转化为[Pyr-PV]4+，电池工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．放电的过程中，氯离子由b电极向a电极移动
B．放电时，负极的电极反应之一为[Pyr-PV]3+-=[Pyr-PV]4+
C．a电极的电势比b电极的低
D．充电时，b电极为阳极，发生氧化反应
5．用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，电解液的pH增大了的是
A．H2SO4B．KOHC．AgNO3D．Na2SO4
6．在和的混合溶液中，，用石墨电极电解一段时间后，两极均收集到气体(标准状况)，假定电解后溶液体积任仍为，不参与电极反应，下列说法正确的是
A．电解得到的的物质的量为
B．向电解后的溶液中加入的可恢复为原溶液
C．原混合溶液中
D．电解后溶液中
7．锂离子浓差电池是利用锂离子在石墨烯(C6)表面和电极之间快速穿梭运动的特性而研发的新型可充电电池，其工作原理如图所示。关于该电池的说法正确的是
A．放电时，Li+嵌入石墨烯
B．放电时，电子流动方向：a→b→K2→K3→a
C．充电时，钴元素被氧化
D．电池总反应为LixC6+ Li1-xCO2C6+ LiCO2
8．“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是
A．通入的一极为原电池的正极
B．该装置工作时负极的电极反应式为：
C．该装置工作时每转移电子，理论上可捕获标准状况下
D．将该装置作为电源对粗铜进行精炼时，金属铝每减重时，理论上阴极增重
9．载人空间站的生态系统中，要求分离人呼出的二氧化碳，同时需要提供氧气。某电化学装置利用太阳能转化的电能可以实现上述要求，同时还有燃料一氧化碳生成，该电化学装置中得电子的电极发生的反应是2CO2＋4e－＋2H2O=2CO＋4OH－。下列判断错误的是
A．上述电化学装置相当于电解池
B．上述装置进行的总反应为2CO2=2CO＋O2
C．反应结束后该电化学装置中的电解质溶液碱性增强
D．失电子的电极发生的反应是2H2O－4e－=O2↑＋4H＋
10．在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下，下列说法正确的是
A．电极B为阴极，发生氧化反应生成氢气
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．饱和NaCl溶液从a处进，NaOH溶液从d处出
D．OH－迁移的数量等于导线上通过电子的数量
二、填空题
11．电解原理在化学工业中有广泛的应用。如图表示一个电解池，装有电解液a，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①电解池中X极上的电极反应式为 ，在X极附近观察到的现象是 。电解液中向X极方向移动的离子是 。
②Y电极上的电极反应式为 。
(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是 ，电极反应式为 。
②Y电极的材料是 ，电极反应式为 。
(2)某新型可充电电池，能长时间保持稳定的放电电压，该电池的总反应3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。
①放电时负极反应式为 ；
②充电时Fe(OH)3发生 反应；(填“氧化”或“还原”)
③放电时1 ml K2FeO4发生反应，转移电子数是 。
12．A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如表所示：
在图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨。
接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中电极c质量增加了16g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图所示。据此回答下列问题：
(1)M为电源的 (填“正”或“负”)极，电极b上发生的电极反应为 。
(2)电极e上生成的气体在标准状态下的体积为 。
(3)写出乙烧杯中的电解池反应 。
(4)若电解过程中，乙烧杯中的B溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行，为什么? 。
(5)若经过一段时间后，测得乙烧杯中电极c质量增加了16 g，要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态，正确的操作是 。
13．如图所示3套实验装置，分别回答下列问题：
(1)装置1为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入KSCN溶液呈无色，再滴入氯水即可观察到铁钉附近的溶液变红色，表明铁被 (填氧化、还原)；向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞试液，可观察到碳棒附近的溶液变红，该电极反应为 。
(2)装置2中的石墨是 极(填“正”或“负”)，该装置发生的总反应的离子方程式为 。
(3)装置3中甲烧杯盛放100 mL 0.2 ml·L-1的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 ml·L-1的CuSO4溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞试液，观察到石墨电极附近首先变红。
①电源的M端为 极，甲烧杯中铁电极的电极反应为 ；
②乙烧杯中电解反应的离子方程式为 ；
③停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量，电极增重0.64 g，则甲烧杯中产生的气体在标准状况下为 mL。
14．下图是利用双功能催化剂实现室温条件下电催化氮气还原制备氨气、氧化制备硝酸盐的示意图，实现氮的固定和综合利用。
回答下列问题：
(1)b极与电源的 极相连，工作时电流流入 极(填“a”或“b”)。
(2)a极发生 反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为 。
(3)通过离子交换膜的离子是 ，阴极区和阳极区消耗的质量之比为 。
15．按要求书写电极反应式和总反应方程式。
(1)用惰性电极电解MgCl2溶液
阳极反应式： ；
阴极反应式： ；
总反应离子方程式： 。
(2)用Al作电极电解NaOH溶液
阳极反应式： ；
阴极反应式： ；
总反应离子方程式： 。
(3)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜
阳极反应式： ；
阴极反应式： ；
总反应方程式： 。
16．离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl7—和AlCl4—组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。
(1)钢制品应接电源的 极。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为 。
(2)为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6 ml电子时,所得还原产物的物质的量为 ml。
(3)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，化学方程式为 需要的试剂还有 。
a．KCl b. KClO3 c. MnO2 d. Mg
取少量铝热反应所得到的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象 （填“能”或“不能”）说明固体混合物中无Fe2O3，理由是 （用离子方程式说明）。
17．如图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，完成下列问题：
(1)甲池中通氧气的一极为 (填正极或负极)。该电极的电极反应式为 。
(2)写出乙池中电解总反应的化学方程式： 。
(3)甲池中消耗2.24 L(标准状况下)O2，此时乙池中 (填石墨或银)电极析出固体的质量为 。
(4)丙池中两极放出的气体在标况下的体积比为 。
18．下图所示装置中，属于电解池的是 (填序号)。

19．下图是一个电化学过程的示意图，回答下列问题：
（1）甲池将 能转化为 能，乙装置中电极A是 极。
（2）甲装置中通入CH4的电极反应式为 ，乙装置中电极B(Ag)的电极反应式为 。
（3）一段时间，当丙池中产生112 mL(标准状况)气体时，均匀搅拌丙池，所得溶液在25 ℃时的pH＝ (已知：NaCl溶液足量，电解后溶液体积为500 mL)。若要使丙池恢复电解前的状态，应向丙池中通入 (写化学式)。
20．电化学知识在生产、科技研究中应用广泛。
(1)电解饱和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，电解装置如图所示，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电解饱和食盐水的总反应的离子方程式是 。
②电解500mL饱和食盐水一段时间后，在e口收集到气体5.6L(标准状况下)，假设电解后溶液体积不变且忽略气体的溶解，则此时阴极室的n(OH-)为 。
(2)可采用电化学防护技术减缓海水中钢铁设施的腐蚀，下图是钢铁桥墩部分防护原理示意图。
①K 与 M 连接时钢铁桥墩的电化学防护方法为 。
②K与N连接时，钢铁桥墩为 极(填"正"、"负"、"阴"或"阳")，电极反应式为 。
(3)燃料电池由于其较高的能量密度而备受关注，其工作原理如图所示。
电池工作时，A极区 NaOH浓度不变，则离子交换膜为 (填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)；电极 B的电极反应式为 ；电池工作时参加反应的= 。
三、实验探究题
21．铝的阳极氧化是一种重要的表面处理技术，其原理是用电化学方法处理铝件表面，优化氧化膜结构，增强铝件的抗腐蚀性，同时便于表面着色。取铝片模拟该实验，并测定氧化膜厚度，操作步骤如下：
(1)铝片预处理
铝片表面除去油垢后，用2ml/LNaOH溶液在60～70℃下洗涤，除去铝表面薄氧化膜，离子方程式为： ；再用10％(质量分数)的HNO3溶液对铝片表面进行化学抛光。若取一定体积68％(质量分数)的浓硝酸配制该化学抛光液，需要用到的玻璃仪器有 、 、玻璃棒和胶头滴管。
(2)电解氧化
取预处理过的铝片和铅做电极，控制电流恒定为0.06A，用直流电源在5～6ml/L硫酸中电解。其中铝片接电源 极，产生氧化膜的电极反应式为 ，氧化膜的生长过程可大致分为A、B、C三个阶段(如图所示)，C阶段多孔层产生孔隙的离子反应方程式为 ，A阶段电压逐渐增大的原因是 。
(3)氧化膜质量检验
取出阳极氧化并封闭处理过的铝片，洗净、干燥，在铝片表面滴一滴氧化膜质量检查液(3gK2Cr2O7+75mL水+25mL浓硫酸)，用秒表测定表面颜色变为绿色(产生Cr3+)所需时间，可判断氧化膜的耐腐蚀性。写出该变色反应的离子方程式： 。
(4)氧化膜厚度测定
①取氧化完毕的铝片，测得表面积为4.0cm2，洗净吹干，称得质量为0.7654g；
②将铝片浸于60℃的溶膜液中煮沸10分钟进行溶膜处理；
③取出铝片，洗净吹干，称得除膜后铝片质量为0.7442g。
已知氧化膜的密度为2.7g/cm3，可以计算得出氧化膜厚度为 μm(1μm=1×10-4cm)。
22．化学反应中伴随着能量变化，探究各种能量变化是永恒的主题。某兴趣小组同学利用稀硫酸和稀氢氧化钠溶液进行中和热的测定，其实验结果如表：
(1)上述实验中温度变化的平均值为 ℃，若近似认为稀硫酸与稀NaOH溶液的密度均为1，反应所得溶液的比热容C=4.18J/(g·℃)，则中和热ΔH的数值为 (保留1位小数)。
(2)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是_______(填序号)。
A．用温度计小心搅拌B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C．轻轻地振荡烧杯D．用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(3)下列对该实验的说法错误的是_______(填序号)。
A．分多次将NaOH溶液倒入内桶中与硫酸充分反应
B．量热计中的隔热层可以减少实验过程中的热量散失
C．可用铜做的搅拌器代替玻璃搅拌器，因铜和盐酸不反应
D．用量筒量取NaOH溶液和稀硫酸体积时均仰视，测得中和热数值将偏大
(4)常温下，研究小组将2L 0.5 稀溶液与2L 1.0氨水充分混合，生成正盐溶液，测得放出70.6kJ热量，则溶液中电离△H= 。
(5)研究化学能转化为电能：现连接如图装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)，进行实验：
i.K闭合时，指针偏移。放置一段时间后指针偏移减小。
ii.随后向U形管左侧逐渐加入浓溶液，发现电流表指针的变化依次为偏移减小→回到零点→逆向偏移。
①实验i中银作 极。
②综合实验i、ii的现象，得出和反应的离子方程式是 。
23．如图所示三套实验装置，分别回答下列问题。

图1 图 2 图 3
（1）图1中，① 若开始时开关K与a连接，则该装置为 （填装置名称），电极A的电极反应式为
②若开始时开关K与b连接，则总反应的离子方程式为
（2）2004年美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池，它用磺酸类质子溶剂，在200°C左右时供电，电池示意如图2所示：
① 极（填a或b）为电池的正极，电池工作时电流方向为 （填a→b或b→a）
②写出该电池负极的电极反应式
（3）用图3装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾（电解槽内的阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过）。
①该电解槽的阴极反应式为 。
②制得的硫酸溶液从出口 （填“A”、“D”）导出,并简述原因 (请用化学用语和文字解释)
阳离子
Na+、K+、Cu2+
阴离子
、OH-
实验序号
起始温度/℃
最高温度/℃
100mL 0.5
100mL 1.0 NaOH
平均值
I
26.2
26.0
26.1
32.2
II
25.9
25.9
25.9
31.8
III
26.4
26.2
26.3
32.3
参考答案：
1．B
【分析】泡沫镍电极上氯离子失电子生成氯气，为阳极，铂箔电极为阴极；阳极消耗Cl−，Cl−从阴极向阳极定向移动，电解过程中消耗水；甲室中次氯酸与乙烯发生加成反应；反应Ⅰ中和KOH反应生成、KCl和H2O，据此分析解题。
【详解】A．泡沫镍电极上氯离子失电子生成氯气，为阳极，铂箔电极为阴极，与电源的负极相连，其电极反应：2H2O＋2e−=H2↑＋2OH−，故A正确；
B．阳极消耗Cl−，为维持溶液电中性，需Cl−从阴极向阳极定向移动，故离子交换膜应为阴离子交换膜，电解过程中消耗水，则电解前后溶液中氯离子浓度发生改变，故B错误；
C．甲室生成的氯气与水反应生成次氯酸，次氯酸与乙烯发生加成反应，故C正确；
D．反应Ⅰ中和KOH反应生成、KCl和H2O，其反应的离子方程式为：+OH-→+Cl-+H2O，故D正确；
故答案选B。
【点睛】本题考查电解池，侧重考查学生电解原理的掌握情况，试题难度中等。
2．B
【详解】A．若电工操作中将铝线与铜线直接相连，会形成Al-Cu原电池，铜做正极得到保护，故A错误；
B．工业上用石墨电极电解食盐水，阳极为氯离子失电子生成氯气，阴极为氢离子得电子生成氢气，氢氧根离子增多，搅拌时生成的氯气和氢氧根离子反应，可生产含有的漂白液，故B正确；
C．铅蓄电池放电时，正负极均生成硫酸铅，正负极极板质量均增加，故C错误；
D．加入硫酸铜可使锌与稀硫酸的反应速率加快，是由于锌与硫酸铜反应生成的铜附着在锌表面形成Cu-Zn原电池，加快反应速率，故D错误。
故答案为B。
3．D
【分析】由图可知，该装置为电解池，石墨电极为阳极，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+，Ⅰ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，钴电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式为C2++2e-=C，Ⅲ室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数，氯离子过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动，电解的总反应的离子方程式为2C2++2H2O2 C +O2↑+4H+。
【详解】A．由分析可知，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，使Ⅱ室中氢离子浓度增大，溶液pH减小，故A错误；
B．由分析可知，阴极生成1ml钴，阳极有1ml水放电，则Ⅰ室溶液质量减少18g，故B错误；
C．若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则移除离子交换膜，石墨电极的电极反应会发生变化，故C错误；
D．由分析可知，电解的总反应的离子方程式为2C2++2H2O2 C +O2↑+4H+，故D正确；
故选D。
4．B
【分析】已知放电时先转化为，后转化为，可知b电极失电子，发生氧化反应，为电源负极，则a电极为正极，即放电时，a电极为正极，b电极为负极。
【详解】A．由分析可知，放电时，a电极为正极，b电极为负极，则氯离子由a电极向b电极移动，A错误：
B．已知放电时先转化为，后转化为，则负极的电极反应之一为，B正确；
C．由分析可知，放电时，a电极为正极，b电极为负极，则充电时，a电极为阳极，b电极为阴极，故无论放电或充电，a电极的电势均比b电极的高，C错误；
D．由C选项可知，充电时，b电极为阴极，发生还原反应，D错误；
故选B。
5．B
【详解】A．用惰性电极电解硫酸溶液，阴极上氢离子放电，阳极上水提供的氢氧根离子放电，结果相当于电解水，所以硫酸溶液浓度增大、酸性增强，pH减小， A不符合；
B．用惰性电极电解KOH溶液，阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，结果相当于电解水，所以KOH溶液浓度增大、碱性增强，pH增大， B符合；
C．用惰性电极电解Cu(NO3)2溶液时，阴极上铜离子放电生成铜，阳极上氢氧根离子放电，得到铜、硝酸和氧气，所以电解质溶液的酸性增强，溶液的pH减小， C不符合；
D．用惰性电极电解Na2SO4溶液实质是电解水，电解前后溶液的pH不变， D不符合；
答案选B。
6．B
【详解】A．石墨电极电解时，溶液中阳离子的放电顺序为，阴极的电极反应式为：、，阳极电极反应式为：当阳极收集氧气为1ml时，转移的电子总数为4ml，根据整个电路中得失电子守恒，计算可得电解得到的的物质的量为，A项错误；
B．整个过程中消耗铜离子为，电解后溶液变为、，加入的计算出，恢复为原溶液，B项正确；
C．根据计算，，，溶液呈电中性，可计算出，C项错误；
D．阳极电极反应式为：或（），当阳极收集氧气为1ml时，产生，，D项错误；
答案选B。
7．C
【分析】根据图象，放电时，电池内电路，阳离子向正极移动，则a极为正极，b极为负极，电极反应式为LixC6-xe-=C6+xLi+。
【详解】A．放电时，b极为负极，LixC6失电子生成Li+，A说法错误；
B．放电时，电子流动方向：b→K2→K3→a，B说法错误；
C．充电时，钴元素的化合价升高，被氧化，C说法正确；
D．电池总反应为LixC6+ Li1-xCO2C6+ LiCO2，D说法错误；
答案为C。
8．C
【详解】A．由图可知，转化为，C元素化合价降低，因此通入的一极为原电池的正极，故A正确；
B．由该装置可知，Al作负极，失电子发生氧化反应，所以工作时负极的电极反应式为：，故B正确；
C．根据转化为，C元素失去电子,所以该装置工作时每转移电子，可捕获，标准状况下为，故C错误；
D．将该装置作为电源对粗铜进行精炼时，金属铝每减重时电路中转移，阴极对应得到，增重，故D正确；
故答案：C。
9．C
【分析】该电化学装置中，阴极的电极反应为2CO2＋4e－＋2H2O=2CO＋4OH－，阳极的电极反应为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，则总反应为2CO2=2CO＋O2，以此解答。
【详解】A．该电化学装置将电能转化为化学能，符合电解池原理，所以题述电化学装置相当于电解池，A项正确；
B．该电化学装置中，阴极的电极反应为2CO2＋4e－＋2H2O=2CO＋4OH－，阳极的电极反应为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，则总反应为2CO2=2CO＋O2，故B正确；
C．该电化学装置中，总反应为2CO2=2CO＋O2，所以反应结束后该电化学装置中的电解质溶液碱性不变，故C错误；
D．由分析可知，失电子的电极发生的反应是2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，故D正确；
故选C。
10．C
【详解】A．电极B产生氢气，说明是水中氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，B为阴极，故A错误；
B．B为阴极，水中氢离子生成氢气，剩余氢氧根，阳极区域的钠离子穿过离子交换膜生成氢氧化钠溶液，因此离子交换膜为阳离子交换膜，故B错误；
C．饱和NaCl溶液从a处进，氯离子在阳极失去电子变为氯气，钠离子穿过阳离子交换膜进入到阴极区域，因此NaOH溶液从d处出，故C正确；
D．钠离子迁移到阴极区域，OH－不迁移，故D错误。
综上所述，答案为C。
11． 2H2O+2e-=2OH-+H2↑或2H++2e-=H2↑ 溶液变红 Na+、H+ 2Cl--2e-=Cl2↑ 精铜 Cu2++2e- =Cu 粗铜 Zn-2e- =Zn2+、Ni-2e- =Ni2+、Cu-2e- =Cu2+ Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 氧化 1.806×1024
【详解】(1)X、Y都是惰性电极，X电极与电源的负极相连，则X极为阴极，Y极为阳极。
①电解池中，在X极上H2O得电子生成OH-和H2，电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑或2H++2e-=H2↑；在X极附近，溶液呈碱性，所以观察到的现象是溶液变红。电解液中向X极方向移动的离子为阳离子，则是Na+、H+。
②在Y电极上，Cl-失电子生成Cl2，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑。答案为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑或2H++2e-=H2↑；溶液变红；Na+、H+；2Cl--2e-=Cl2↑；
(2)①X电极为阴极，材料是精铜，电极反应式为Cu2++2e- =Cu。
②Y电极为阳极，材料是粗铜，粗铜中含有的Fe、Ni、Cu都会失电子生成相应的离子，电极反应式为Zn-2e- =Zn2+、Ni-2e- =Ni2+、Cu-2e- =Cu2+。答案为：精铜；Cu2++2e- =Cu；粗铜；Zn-2e- =Zn2+、Ni-2e- =Ni2+、Cu-2e- =Cu2+；
(2)①放电时，在负极Zn失电子产物与OH-反应生成Zn(OH)2，负极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2；
②充电时Fe(OH)3所在电极为阳极，Fe(OH)3失电子转化为K2FeO4，发生氧化反应；
③放电时K2FeO4转化为Fe(OH)3，Fe由+6价降低为+3价，则1 ml K2FeO4转移电子数是3ml×6.02×1023ml-1=1.806×1024。答案为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2；氧化；1.806×1024。
12．(1) 负 4OH－－4e－=2H2O + O2↑
(2)5.6L
(3)2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
(4)能，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应变为电解水的反应
(5)向丙烧杯中加4.5g水
【分析】测得乙中c电极质量增加了16g，由表可知乙中含有Cu2+，结合离子的共存可知，B为CuSO4，丙中pH不变，则C为硫酸钠或硫酸钾，甲中pH增大，则A为KOH或NaOH；
【详解】（1）c电极析出Cu，由铜离子在阴极得电子生成Cu可知c为阴极，则M为负极，N为正极；b与正极相连，则b为阳极，所以b电极上是氢氧根离子失电子生成氧气，其电极反应式为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；故答案为负；4OH--4e-=2H2O+O2↑；
（2）e与电源负极相连为阴极，则e电极上是氢离子得电子生成氢气，已知n(Cu)==0.25ml，由Cu～2e-～H2↑可知生成标况下氢气的体积为0.25ml×22.4L/ml=5.6L；故答案为5.6L；
（3）乙烧杯中为惰性电极电解硫酸铜溶液，总反应为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4；故答案为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4；
（4）如果电解过程中CuSO4溶液中的金属离子全部析出，此时溶液变成硫酸溶液，继续通电，溶液中电解的是水；故答案为能；因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应变为电解水；
（5）丙中的电解质是硫酸钠或硫酸钾，电解时被电解的是水，所以要使丙恢复到原来的状态，需加水；已知n(Cu)==0.25ml，由Cu～2e-～H2↑～H2O，则n(H2O)=0.25ml，所以需要加入m(H2O)=0.25ml×18g/ml=4.5g；即向丙烧杯中加4.5 g水；故答案为向丙烧杯中加4.5 g水。
13． 氧化 O2＋4e－＋2H2O=4OH－ 正 2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋ 正 Fe－2e－=Fe2＋ 2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 224
【详解】(1)装置1为铁的电化学腐蚀，铁钉附近的溶液有蓝色沉淀，表明铁被氧化，铁为负极，碳为正极。观察到碳棒附近的溶液变红，说明在碳极上氧气得电子生成OH-离子，反应的电极反应式为O2+ 4e－+ 2H2O = 4OH－；
(2)装置2为原电池，负极为Cu，铜失去电子，生成铜离子而溶解。石墨是正极，溶液中的铁离子得到电子生成亚铁离子，所以总的离子方程式是2Fe3＋ + Cu = 2Fe2＋ + Cu2＋。
(3)①反应一段时间后，停止通电．向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红，说明在石墨电极上生成OH-离子，即石墨是阴极，所以铁是阳极，M是电源的正极，则铁电极的方程式是Fe -2e－= Fe2＋；
②乙烧杯电解硫酸铜溶液，石墨为阳极，铜是阴极，所以电解的总方程式是2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋；
③取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g，则生成Cu的物质的量为0.64g ÷64g/ml ＝0.01ml，转移的电子的物质的量为0.01ml×2＝0.02ml，根据甲烧杯产生气体的电极反应可知，
，所以V＝0.224L。
14．(1) 正极 a
(2) 还原
(3) 5:3
【详解】（1）b极中N2变为HNO3，化合价由0价升高变为+5价，失去电子发生氧化反应为电解池的阳极，与电池的正极相连；工作电流由正极流出，负极流入，则a与负极相连，电流流入a极；
（2）a极与电源的负极相连，为电解池的阴极，阴极得到电子，发生还原反应；a极上N2变为NH3，氮元素由0价变为-3价，得到电子发生还原反应，电极反应式为：；
（3）阳极反应的电极反应式为，生成氢离子，阴极电极反应式为，消耗氢离子，该离子交换膜应使用质子交换膜，交换的离子为；根据得失电子守恒，可得阳极消耗3ml的N2，同时阴极消耗5ml的N2，阴极区和阳极区消耗的质量之比为5:3。
15．(1) 2Cl－－2e－=Cl2↑ Mg2＋＋2H2O＋2e－=H2↑＋Mg(OH)2↓ Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑
(2) 2Al－6e－＋8OH－=2＋4H2O 6H2O＋6e－=3H2↑＋6OH－ 2Al＋2H2O＋2OH－2＋3H2↑
(3) 2Al－6e－＋3H2O=Al2O3＋6H＋ 6H＋＋6e－=3H2↑ 2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑
【详解】（1）用惰性电极电解MgCl2溶液，MgCl2溶液中放电离子为Cl-、Mg2+，阳极上Cl-失电子产生Cl2，电极反应式为：2Cl－－2e－=Cl2↑，阴极上水电离出来的氢离子得电子产生氢气，同时氢氧根离子与镁离子反应产生氢氧化镁，电极反应式为：Mg2＋＋2H2O＋2e－=H2↑＋Mg(OH)2↓，总反应离子方程式：Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑；
（2）电解池的阳极若为活性电极，则电极材料失电子，所以Al电极电解NaOH溶液时，阳极电极反应为：2Al－6e－＋8OH－=2＋4H2O；
阴极为水电离出的氢离子放电，电极反应式为6H2O＋6e－=3H2↑＋6OH－；
将两电极反应式相加得到总反应式为2Al＋2H2O＋2OH－2＋3H2↑；
（3）铝为阳极，会发生氧化反应，表面形成氧化膜，即Al→Al2O3，由此可知2Al-6e-→Al2O3，溶液显酸性2Al-6e-→Al2O3+6H+，所以阳极电极反应式为：2Al－6e－＋3H2O=Al2O3＋6H＋；
阴极上，氢离子得电子产生氢气，电极反应式为6H＋＋6e－=3H2↑；
电极总反应方程式为2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑。
16． 负 H2 3 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 b、d 不能 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+
【详解】（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，由有机阳离子、和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得到电子生成，电极反应为：，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↑，故答案为：负；H2 ；
（2）依据铝和氢氧化钠反应的化学方程式分析，2Al+2NaOH+3H2O=2NaAlO2+3H2↑，还原产物为氢气，当反应转移6ml电子时，所得还原产物的物质的量为3ml；
（3）铝热反应需要引发剂引发高温反应，用少量氯酸钾和镁条引发，点燃镁条燃烧放热使氯酸钾分解生成氧气助燃产生反应引发所需要的温度，反应的化学方程式为：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3，铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足量H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，说明无铁离子，但不能说明固体中不含氧化铁，因为铝热反应生成铁，溶解于硫酸后，铁可以还原铁离子为亚铁离子，离子方程式为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，Fe+2Fe3+=3Fe2+；故答案为：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；b、d；不能；Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+。
17．(1) 正 O2＋4e-＋2H2O=4OH-
(2)2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
(3) Ag 12.8g
(4)1：1
【详解】（1）根据总反应可知通入的O2发生还原反应，则为正极，电极反应为O2＋4e-＋2H2O=4OH-；
（2）甲池中通入氧气的一极为正极，通入甲醇的一极为负极，则乙醇中石墨电极为阳极，水电离出的氢氧根放电生成氧气，Ag电极为阴极，铜离子放电生成铜单质，总反应为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4；
（3）2.24 L(标准状况下)O2的物质的量为0.1ml，转移0.4ml电子，根据(2)可知，乙池中Ag电极上析出铜单质，根据电子守恒可知析出的Cu为0.2ml，质量为0.2ml×64g/ml=12.8g；
（4）丙池为电解氯化镁溶液，阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑、阴极反应为2H++2e-=H2↑，根据电子守恒可知两极放出的气体在标况下的体积比为1：1。
18．③⑥
【详解】根据电解池的构成条件判断：①②⑤无外接直流电源，不能构成电解池；④无电解质溶液或熔融电解质；⑦中蔗糖属于非电解质，不能构成电解池；⑧没有形成闭合回路，不能构成电解池，故答案为③⑥。
19． 化学 电 阳 CH4＋10OH－－8e－=＋7H2O Ag＋＋e－=Ag 12 HCl
【详解】（1）甲池中一极通入甲烷，另一极通入氧气，所以甲池为甲烷形成的燃料电池，是把化学能变为电能的装置；通入甲烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，A与正极相连，所以A为阳极；正确答案：化学 ；电； 阳；
(2)在负极上失电子，碱性条件下生成碳酸根，所以甲装置中通入的电极反应式为：CH4＋10OH－－8e－=CO32- ＋7H2O ；乙装置中的电极为阴极，溶液中的银离子得电子，其电极反应式为: Ag＋＋e－=Ag ；正确答案：CH4＋10OH－－8e－=CO32- ＋7H2O ； Ag＋＋e－=Ag 。
（3）用两个惰性电极电解氯化钠溶液，总反应为2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑, 产生112 mL(标准状况)气体时，气体的量为0.005ml，产生氢气和氯气分别为0.0025ml，根据方程式可知，生成NaOH的量为0.005ml，c(OH-)=0.005/0.5=0.01ml/L，c(H+)=10-12 ml/L，pH＝12；因为电解生成和从溶液中逸出，所以应该加二者的化合物，即加入HCl；正确答案：12； HCl。
20．(1) 2Cl- +2H2O2OH-+H2↑ +Cl2 ↑ 0.5ml
(2) 外加电流的阴极保护法 正 O2+4e-+2H2O=4OH-
(3) 阴离子交换膜 N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O 8:17
【详解】（1）①电解饱和食盐水时，反应生成氢氧化钠，氢气和氯气，反应的离子方程式为：2Cl- +2H2O2OH-+H2↑ +Cl2 ↑；
②钠离子向右移动，则A电极为阴极，在e口收集到氢气气体5.6L，物质的量= ；依据电解方程式：，可知n(OH-)=2×0.25=0.5ml；
（2）①根据图示可知，当K与M连接时，桥墩做阴极被保护，此方法为外加电源的阴极保护法；
②K与N连接时，桥墩和锌在海水中形成原电池，锌做负极，桥墩做正极被保护，正极上氧气放电：O2+4e-+2H2O=4OH-；
（3）N2H4-H2O2燃料电池中，由于B电极上N2H4放电生成N2，根据电解质溶液为碱性溶液，可知B的电极反应为：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，故B为阳极，则A为阴极，H2O2在A电极放电的电极反应为2H2O2+4e-=4OH-，根据A极区NaOH浓度不变，则离子交换膜为阴离子交换膜；根据两极反应可知，两极上消耗的N2H4和H2O2的物质的量之比为1:2，则得。
21．(1) Al2O3+2OH-=2+H2O 烧杯 量筒
(2) 正 2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+ Al2O3+6H+=Al3++3H2O 电流不变时，氧化膜覆盖阳极表面，电阻增大
(3)2Al++14H+=2Cr3++2Al3++7H2O
(4)19.6
【详解】（1）铝片表面除去油垢后，用2ml/LNaOH溶液在60～70℃下洗涤，除去铝表面薄氧化膜，即Al2O3与NaOH溶液反应的离子方程式为：Al2O3+2OH-=2+H2O，用浓硝酸配制一定量的10％(质量分数)的HNO3溶液，需要的实验步骤为：计算、量取、稀释、装瓶，需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒和胶头滴管，故答案为：Al2O3+2OH-=2+H2O；量筒；烧杯；
（2）本电解的目的是将铝片电解氧化生成致密的氧化物保护膜，电解池中阳极发生氧化反应，则其中铝片接电源正极，产生氧化膜的电极反应式为氧化膜的生长过程可大致分为A、B、C三个阶段(如图所示)，C阶段多孔层产生孔隙即生成有Al2O3保护膜，同时又被生成的H+消耗掉一部分Al2O3，从而形成多孔层产生空隙，该过程的离子反应方程式为2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+、Al2O3+6H+=Al3++3H2O，随着电解的进行氧化膜覆盖阳极表面厚度加厚，电阻增大，则为了保持电流不变，则A阶段电压需逐渐增大，故答案为：正；2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+、Al2O3+6H+=Al3++3H2O；电流不变时，氧化膜覆盖阳极表面，电阻增大；
（3）该变色反应即K2Cr2O7转化为了Cr3+，被还原，即Al参与该反应转化为Al3+，根据氧化还原反应配平可得，该反应的离子方程式为：2Al++14H+=2Cr3++2Al3++7H2O，故答案为：2Al++14H+=2Cr3++2Al3++7H2O；
（4）由题干可知，氧化膜的质量为：0.7654g-0.7442g=0.0212g，则氧化膜的体积为：=0.00785cm3，则氧化膜的厚度为：=0.00196cm=19.6um，故答案为：19.6。
22．(1) 6.0 50.2
(2)D
(3)AC
(4)
(5) 正
【分析】通过实验对中和热的测定，再将氢氧化钠溶液换成氨水进行测定，利用中和热及硫酸与氨水反应的热效应对氨水的电离焓变进行计算，利用实验探究氧化还原反应进行的可能性；
【详解】（1）三次温度差分别为32.2℃-26.1℃=6.1℃、31.8℃-25.9℃=5.9℃、32.3℃-26.3℃=6.0℃，三次温度差平均值为，100mL 0.5 与100mL 1.0 NaOH进行中和反应，生成水的物质的量为，则生成0.1ml水放出的热量Q=cm△T=，即-5.016kJ，所以实验测得的中和热△H=-=-50.2kJ/ml；
（2）使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作方法是:用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动;温度计是测量温度的，不能使用温度计搅拌;也不能轻轻地振荡烧杯，否则可能导致液体溅出或热量散失，影响测定结果;更不能打开硬纸片用玻璃棒搅拌，否则会有热星散失，故选D，故答案为:D；
（3）A．分多次将NaOH溶液倒入内桶中与硫酸充分反应，会造成热量损失，使测定结果偏小，选项A错误；
B．实验关键是保温工作，隔热层可以保温，减少实验过程中热量散失，选项B正确；
C．金属的导热性很好，用铜做的搅拌器会导致热量的散失，实验结果偏小，选项C错误；
D．在量取溶液体积时仰视，则实际量取体积偏大，测得中和热数值将偏大，选项D正确；
答案选AC；
（4）将2L 0.5 稀溶液与2L 1.0氨水充分混合，生成正盐溶液，生成2ml水，测得放出70.6kJ热量，则得H+(aq)+ (aq)=(aq)+H2O(l) △=-35.3kJ/ml，中和热为-50.2kJ/ml，故溶液中电离△H=-35.3kJ/ml –(-50.2kJ/ml)= ；
（5）①亚铁离子失电子发生氧化反应，所以石墨作负极，银作正极，答案为正；
②综合实验ⅰ、ⅱ的现象，可知Ag+和Fe2+的反应可逆，故得出Ag+和Fe2+反应的离子方程式为。
23． 原电池 2H2O＋O2＋4e－＝4OH－ 2H2O＋2Cl-2OH－＋H2↑＋Cl2↑ b b→a C2H5OH-12e－+3H2O＝12H++2CO2 2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑ 或2H+＋2e－＝H2↑ A 2H2O-4e－＝4H+＋O2↑,OH－在阳极放电，使水的电离平衡正向移动， c(H+)增大，SO42-通过阴离子交换膜进入阳极，和H+结合成硫酸
【详解】本题考查电化学。（1）图1中，开关K与a连接形成原电池反应，发生吸氧腐蚀，A电极石墨做正极溶液中氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；②开关K与b连接，装置为电解池，石墨作阳极，铁为阴极，相当于电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，电解总反应的离子方程式为2Cl﹣+2H2O2OH﹣+H2↑+Cl2↑；（2）①燃料电池中，燃料乙醇在负极(a极)发生失电子的反应，氧气是在正极(b极)上发生得电子的反应，电流在电路中从正极流向负极，即b→a；②该电池负极的电极反应式为：C2H5OH+3H2O﹣12e﹣=2CO2+12H+；（3）①电解时，阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H++2e﹣=H2↑或2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑；②阳极上失电子发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力，所以阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑，OH－在阳极放电，因此硫酸根离子向阳极移动，该电极上会产生硫酸，阴极氢离子放电，因此钾离子向阴极移动，电解产生的氢氧化钾在阴极生成，所以氢氧化钾溶液从出口D流出，制得的硫酸溶液从A口流出。
点睛：原电池电极反应书写的思维模板：
(1)明确两极的反应物；
(2)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物；
(3)确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物；
(4)配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。
注意：①H＋在碱性环境中不存在；②O2－在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H＋，生成H2O，在中性或碱性环境结合H2O，生成OH－；③若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。