11化学反应与电能（电解池）-广东省2023-2024学年高二化学上学期期中、期末重点知识点专题练习（人教版2019）

这是一份11化学反应与电能（电解池）-广东省2023-2024学年高二化学上学期期中、期末重点知识点专题练习（人教版2019），共27页。试卷主要包含了单选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．（2023上·广东汕头·高二统考期末）某钠离子电池的负极材料为NaxCy，正极材料为Na2Mn[Fe(CN)6]，其充放电过程是Na+ 在正负极间的镶嵌与脱嵌(图中箭头指示电子的转移方向)。下列说法正确的是
A．放电时，电子的流向为A→外电路→B→电解质溶液→A
B．该电池可以选择NaOH溶液为电解质
C．充电时，Na+ 从B极脱嵌，在A极嵌入
D．放电时，B极的电极反应式为：NaxCy－xe－= xNa++ Cy
2．（2023上·广东汕头·高二统考期末）宏观—微观—符号是化学的三重表征，下列有关化学符号表征正确的是
A．电解精炼Cu时，阴极发生反应：Cu2++2e－= Cu
B．过氧化钠常做供氧剂，发生反应的离子方程式：2+2CO 2 = 2+O2↑
C．氢气燃烧热的热化学方程式为：H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ΔH=－285.8 kJ·ml－1
D．AlCl3溶液显酸性，是因为发生了反应：Al3++3H2O =Al(OH)3↓+3H+
3．（2024上·广东深圳·高二校考期末）下列实验装置能达到实验目的的是
A．图①用标准NaOH溶液滴定盐酸B．图②在铁上镀铜
C．比较AgCl和Ag2S溶解度大小D．图④蒸干溶液获得
4．（2024上·广东深圳·高二统考期末）利用双极膜可设计多功能水系充放电电池，电池工作原理如图，电极为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体被转化为乙烯等。工作时，在双极膜界面处被催化解离成和。下列说法不正确的是
A．放电时，Zn作负极
B．放电时，生成电极反应：
C．充电时，右池中的向左移动
D．充电时，每转移，生成(标准状况)
5．（2024上·广东深圳·高二深圳市光明区高级中学校联考期末）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系的是
A．AB．BC．CD．D
6．（2021上·广东茂名·高二统考期末）下列各项装置中，工作一段时间后电解质溶液的成分及浓度均未改变的是
A． B．
C． D．
7．（2023上·广东深圳·高二统考期末）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．（2023上·广东深圳·高二统考期末）可利用三室式电解法电解Na2SO4溶液制备硫酸、NaOH溶液、和，原理如图所示。下列说法不正确的是
A．阴极区加入稀NaOH溶液增强导电性
B．a可使用阳离子交换膜
C．电解时阴极区发生还原反应
D．电解时阳极区反应式为：
9．（2023上·广东深圳·高二统考期末）广东省拥有中国最大的电动汽车充电网络，电动汽车充电桩数量超过整个美国。下列说法不正确的是
A．电动汽车的推广有利于改善大气环境
B．电动汽车充电桩提供的电能属于二次能源
C．电动汽车充电过程是将化学能转化为电能的过程
D．与燃油汽车相比，电动汽车对能量的利用率更高
10．（2023上·广东广州·高二统考期末）电解法将粗Cu(含Zn、Fe、Ag、Pt等杂质)精炼纯Cu的装置图如下所示，下列叙述中错误的是
A．a是粗Cu，作阳极，发生氧化反应
B．电解时，b极上的电极反应为
C．电解时，外电路每通过0.2 ml电子，阳极上减小的Cu为6.4 g
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中含有少量Ag、Pt等金属
11．（2023上·广东广州·高二统考期末）下列方程式书写正确的是
A．的电离方程式：
B．水解的离子方程式：
C．碱性锌锰电池中，参与的电极反应式：
D．用惰性电极电解溶液：
12．（2023上·广东广州·高二统考期末）能量与科学、技术、社会、环境关系密切。下列应用中能量转化关系错误的是
A．AB．BC．CD．D
二、填空题
13．（2024上·广东深圳·高二统考期末）原电池和电解池在生产生活中具有广泛的应用。
Ⅰ．电解溶液
(1)实验室中电解溶液的实验装置如图1所示。
①某同学用如图1装置模拟工业电解精炼铜实验，则为 (填“精铜”，或“粗铜”)。
②某同学用图2电解溶液，、均为碳棒，写出的电极反应式：
③某同学一不小心将一段铜棒掉入溶液中，仍用图2完成电解溶液实验，发现铜棒 (选填“A”或“B”)端变粗。
Ⅱ．燃料电池在工业上的应用
(2)利用燃料电池电解，可将雾霾中的NO、分别转化为和，如图3装置所示。充入的一端是 (选填“甲”或“乙”)。通入一端的电极反应式为： ，当电路中转移2.5ml电子时，的浓度为 (电解过程中忽略溶液体积变化)。
Ⅲ．“火星”电池
(3)火星大气由96%的二氧化碳气体组成，火星探测器采用电池供电，其反应机理如下图4：
电池中的“交换膜”应为 交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)。写出CO2电极反应式： 。
14．（2024上·广东深圳·高二深圳市光明区高级中学校联考期末）工业上常用溶液除去烟气中的，某小组设计如图所示装置（a、b电极均为石墨），对除硫后产物溶液进行电解，制得和循环再生。
(1)甲池中通入氧气的一端为 极（填“正”或“负”），写出通入氢气的电极反应式 。
(2)①乙池中阳极室口流出的是较浓的，则为 （填“阳”或“阴”）离子交换膜，写出阳极室的电极反应式 。
②阴极室中溶液浓度增大的原因是：阴极室中水电离出的 （用离子符号或化学式填空，下同）得电子反应生成 ，其浓度减小，使溶液中 浓度增大，为了保持阴极室溶液中阴阳离子电荷平衡， 从原料室向阴极室迁移，从而使阴极室中的浓度增大。
(3)在标准状况下，若甲池中有参加反应，理论上乙池可生成 。
(4)比能量是指参与反应单位质量的电极材料所能输出电能的多少，电池输出电能与反应的电子转移数目成正比。理论上，与均作负极时，它们的比能量之比为 。
15．（2023上·广东深圳·高二统考期末）利用太阳能电解水制H2是一种“绿氢”制备方案。采用固体氧化还原调节剂作为离子交换体系，实现H2、O2分离，工作原理如图。
请回答下列问题。
(1)导线中电子由太阳能电池流向 (填“a”“b”“c”或“d”，下同)电极，电解质溶液中，流向 电极。
(2)太阳能电池工作时，b电极上发生的电极反应式为 。
(3)电解一段时间后，右池溶液pH (填“增大”“减小”或“不变”)，此时若将b、c电极对调，循环利用是否可行 (填“是”或“否”)。
(4)若电解质溶液用稀硫酸代替，会引起的后果是 。
(5)该电解过程中产生的和可以在NaOH溶液中构成燃料电池，将储存的太阳能释放出，使能源循环利用。
①燃料电池中负极应通入的气体为 。
②燃料电池中通入的电极上发生的电极反应式为 。
16．（2023上·广东深圳·高二统考期末）载人航天工程对科学研究及太空资源开发具有重要意义，其发展水平是衡量一个国家综合国力的重要指标。中国正在逐步建立自己的载人空间站“天宫”，神舟十三号载人飞船在北京时间10月16日0时23分点火发射，又一次正式踏上飞向浩渺星辰的征途。
(1)氢氧燃料电池(构造示意图如图)单位质量输出电能较高，反应生成的水可作为航天员的饮用水，氧气可以作为备用氧源供给航天员呼吸。由此判断X极为电池的 极，OH向 (填“正”或“负”)极作定向移动，Y极的电极反应式为 。
(2)在宇宙飞船或潜艇中，还可利用氢氧燃料电池所产生的水作为饮用水，今欲得常温下1.8L水，则电池内电子转移的物质的量约为 ml
(3)“神舟”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将 能转化为电能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。其工作原理为：Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2，充电时，阳极的电极反应式为 ；当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，此时负极附近溶液的碱性 (填“增大”“减小”或“不变”)。
17．（2023上·广东湛江·高二统考期末）某化学兴趣小组设计如图所示装置来研究电化学知识。其中A、B为石墨电极。
回答下列问题：
(1)闭合开关K，甲装置是 (填“原电池”或“电解池”)，并写出甲装置总反应的离子反应方程式 ，一段时间后，甲装置电解质溶液pH (填“增大”或“减小”)。
(2)当乙有0.4 ml电子通过电路时，发现B极增重6.4 g，则B极上发生的电极反应式为 ， 。要使电解液恢复为原状态需加入物质 (填化学式)
(3)丙装置为氯碱工业，则W的物质为 ，则电极材料为Fe电极的是 (填“C”或“D”)。
18．（2023上·广东佛山·高二统考期末）氢氧化钠和溴化氢是重要的化工原料。可采用双极膜BMP技术电解制备。在电场的作用下，水在双极膜(BMP)作用下离解成和，分别向电解池的两极移动，工作原理如图所示：
回答下列问题：
(1)阳极的电极反应式为 。
(2)C膜为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(3)下列说法正确的是_______。
A．电解过程中，两极室浓度均不变
B．电解后NaBr溶液浓度降低
C．N室有NaOH生成
D．该装置的总反应为：
(4)可用溶液吸收可制备原料液，同时产生和 。上述反应中氧化剂和还原剂物质的量的比为 。
(5)氯碱工业也可制备，同时产生 。
三、解答题
19．（2023上·广东汕头·高二统考期末）废旧锌锰电池回收处理可实现资源的再利用，初步处理后的废料中含有MnO2、MnOOH、Zn(OH)2、及Fe等，用该废料制备Zn和MnO2的一种工艺流程如下：
资料a：Mn的金属活动性强于Fe；
Mn2+在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被O2氧化。
资料b：生成氢氧化物沉淀的pH
回答下列问题：
(1)“还原焙烧”是为了把Mn元素转化为MnO，请写出MnOOH发生反应的化学方程式 。
(2)为了提高“酸浸”的速率，可以采取的措施有 ；滤渣1的主要成分为 。
(3)“净化”时通入O2的目的是 ，加入MnCO3时必须控制pH范围为 ；检验净化后的溶液中是否含有Fe元素的试剂是 。
(4)“电解”时MnO2在 (填“阳”或“阴”)极生成，其电极反应式为 。
20．（2022上·广东广州·高二广州市协和中学校联考期末）过渡金属催化的反应已成为重要的合成工具，贵金属成本高，会对环境造成不利影响，因此研究成本低廉的含锰、铁、钴、镍、铜等催化剂成为热点。以下是以含钴废渣(主要成分CO、，还含有、ZnO等杂质)为原料制备的一种工艺流程：
已知：，
回答下列问题：
(1)“酸浸”时通入的目的是 。
(2)“除铝”步骤中，铝离子发生的离子反应方程式 。
(3)“萃取”过程可表示为，(水层)(有机层)(有机层)(水层)，从有机层获取，下列试剂最好选择_______。
A．稀硫酸B．NaOH溶液C．HXD．水
(4)“沉钴”的离子方程式是 。“沉钴”步骤选择，而不选择是为了避免有的生成，向溶液加入溶液，当溶液的pH达到8时，就会同时有生成，计算当溶液的pH为8时，此时溶液中的浓度 ml/L。
(5)与纯碱反应可以制备重要的电极材料钴酸锂()。一种充电电池的装置如图所示，充放电过程中，存在与之间的转化，放电过程中从A电极向B电极迁移，写出该电池放电时的正极反应： ，若用该电池为外接电源，惰性电极电解饱和氯化钠溶液，则电解饱和氯化钠溶液的离子方程式为 。当通过隔膜的离子数目为时，电解池阴极收集到的气体体积在标准状况下为 L。

21．（2022上·广东广州·高二广州市协和中学校联考期末）氢气是一种清洁高效的新型能源，如何经济实用的制取氢气成为重要课题。
I．氨气中氢含量高，是一种优质的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气：方法一：氨热分解法制氢气。
相关化学键的键能数据
(1)反应 kJ/ml
(2)已知反应的J∙ml-1∙K-1，在下列哪些温度下，反应能自发进行？_______(填标号)
A．25℃B．125℃C．225℃D．325℃
(3)298 K时，1 g H2燃烧生成放热121 kJ，1 ml 蒸发吸热44 kJ，表示燃烧热的热化学方程式为 。
方法二：氨电解法制氢气。
利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示：
(4)电解过程中的移动方向为 (填“从左往右”或“从右往左)
(5)阳极的电极反应式为 。
Ⅱ．可用于高效制取氢气，发生的反应为。
若起始时容器中只有，平衡时三种物质的物质的量与裂解温度的关系如图。

(6)图中曲线Z表示的物质是 (填化学式)。
(7)C点时的转化率为 %(保留一位小数)。
(8)A点时，设容器内的总压为p Pa，则平衡常数 Pa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
22．（2022上·广东广州·高二广州市第八十九中学校考期末）实验是化学研究的重要手段，定性与定量是实验研究的两个不同角度。
(1)为了比较Fe、C、Cu三种金属的活动性，某实验小组设计如图实验装置。
①甲装置中C电极附近产生气泡，C电极的电极反应式为 。
②丙装置中X电极附近溶液先变红，X电极名称为 极，反应一段时间后，可制得NaClO消毒液，丙装置中的总化学反应方程式为 。
③三种金属的活动性由强到弱的顺序是 。
(2)为了测定市售白醋的总酸量(g/100mL)，某实验小组设计如下实验流程。

①“量取白醋样品10.00mL”用到的量取仪器是 ，“配制100mL待测白醋溶液”用到的仪器有烧杯、玻璃棒和 。
②用0.1ml/L的NaOH标准液进行“酸碱中和滴定”，实验记录如下
该市售白醋总酸量= g/100mL。
③“酸碱中和滴定”过程中，下列操作会使实验结果偏大的是 。
A．未用标准NaOH溶液润洗滴定管
B．碱式滴定管的尖嘴在滴定前有气泡，滴定后气泡消失
C．锥形瓶中加入待测白醋溶液后，再加入少量水
D．锥形瓶在滴定时剧烈摇动，有少量液体溅出
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
工业用电解熔融制备金属钠
金属钠的还原性很强
B
在高温和高压条件下，和在催化剂作用下合成氨
升高温度、增大压强均可使反应物分子中活化分子的百分数增加
C
氨气作冷库中的制冷剂
氨气极易溶于水
D
溶液导电性比同浓度醋酸强
溶液的比醋酸的高
水电站
硅太阳能电池
天然气燃气炉
电解镀锌
A．化学能→电能
B．太阳能→电能
C．化学能→热能
D．电能→化学能
Mn(OH)2
Zn(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
8.1
6.2
1.9
完全沉淀时
10.1
8.2
3.2
化学键
键能E/(KJ/ml)
946
436
391
滴定次数
1
2
3
4
V(待测白醋)mL
20.00
20.00
20.00
20.00
V(NaOH)(消耗)mL
15.95
15.00
15.05
14.95
参考答案：
1．C
【详解】A．放电时，电子不经过电解质溶液，故A错误；
B．NaOH为电解质时溶液为碱性，锰元素会沉淀，故B错误；
C．充电时，B极为阳极释放Na+ ，即Na+从B极脱嵌，A极为阴极,电极反应式为：xNa++ Cy+ xe－= NaxCy，即Na+在A极嵌入，故C正确；
D．放电时，B极为正极，应该发生还原反应，而NaxCy－xe－= xNa++ Cy为氧化反应，故D错误；
故答案为：C。
2．A
【详解】A．电解精炼Cu时，阴极上Cu2+被还原为Cu，则阴极发生反应：Cu2++2e-=Cu，A正确；
B．过氧化钠常做供氧剂，与CO2反应的化学方程式为：，但该反应是固体与气体之间的反应，不属于离子反应，不能改写成离子方程式，B错误；
C．氢气燃烧热的热化学方程式为：，产物应为液态水而非气态水，C错误；
D．AlCl3溶液显酸性，是因为Al3+发生了水解反应：，D错误；
故选A。
3．D
【详解】A．标准NaOH溶液应该装在碱式滴定管中，右边的滴定管才是碱式滴定管，且应该观察 溶液颜色变化而不是注视滴定管刻度，选项A错误；
B．铁件与电源的正极相连为电解池的阳极发生反应Fe-2e-=Fe2+，且Cu2+应该在阴极发生还原反应，无法实现镀铜，选项B错误；
C．溶液中滴入NaCl之后有AgCl和AgNO3等，加入Na2S产生黑色沉淀Ag2S。沉淀转化的一般规律溶解度大的转化为溶解度小的。但具体是AgCl转化为Ag2S还是AgNO3转化为Ag2S无法确定，选项C错误；
D．在溶液中水解生成硫酸和Fe(OH)3，但由于硫酸不挥发，故水解不能被促进，硫酸又能和氢氧化铁反应生成，故最后得到的即为，选项D正确；
答案选D。
4．B
【分析】由图可知，放电时，锌为原电池负极，碱性条件下失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子，电极反应式为，右侧电极为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成乙烯，电极反应式为；充电时，锌与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，电极反应式为，右侧电极为阳极，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，则电解质溶液1是碱性溶液、电解质溶液2是酸性溶液。
【详解】A．由分析知，放电时，Zn作负极，A正确；
B．由分析知，放电时，生成电极反应：，B错误；
C．由分析知，充电时，左侧为阴极，故右池中的向左移动，C正确；
D．由分析知，充电时生产氧气的电极反应式为，每转移，生成0.01ml氧气，标准状况0.01ml氧气的体积为，D正确；
故选B。
5．A
【详解】A．Na为活泼金属，工业上用电解熔融氯化钠制备金属钠，2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑，故A正确；
B．增大压强单位体积内活化分子的数目增加，但活化分子百分数不变，故B错误；
C．液氨汽化时吸收大量热，具有制冷作用，可作制冷剂，与氨气极易溶于水的性质无关，故C错误；
D．1ml•L-1NaCl溶液的导电性比同浓度醋酸强，是因为氯化钠为强电解质，醋酸为弱电解质，氯化钠溶液中离子浓度大，和pH无关，故D错误；
故选A。
6．D
【详解】A．有外接电源的属于电解池，阳极上锌失电子，形成锌离子进入溶液，阴极上铜离子得电子，析出铜，则溶液中硫酸铜浓度减小，硫酸锌浓度由无到有，且逐渐增大，A错误；
B．有外接电源的属于电解池，阳极上氢氧根离子放电，阴极上水中的氢离子放电，实际上是电解水导致溶液中溶液的体积减小，溶质的物质的量不变，则浓度增大，B错误；
C．有外接电源的属于电解池，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，实际上是电解HCl，所以溶液中溶质的物质的量减小，浓度也减小，C错误；
D．有外接电源的属于电解池，又属于电镀池，阳极上铜失电子，阴极上铜离子得电子，所以溶液中溶质的物质的量不变，浓度也不变，D正确；
故选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．D
【分析】该装置为电解池，与电源正极相连的电极为阳极，阳极反应为：，b为阴离子交换膜，阳极区制备硫酸和氧气；与电源负极相连的电极为阴极，电极反应为：，a为阳离子交换膜，阴极区制备氢氧化钠和氢气。
【详解】A．根据电解原理可知在阴极区得到NaOH溶液，所以为了增强溶液导电性，电解开始前阴极区中加入的溶液为NaOH溶液，A正确；
B．需要进入阴极区，需要进入阳极区，所以a可使用阳离子交换膜，B正确；
C．电解时阴极区得到电子，发生还原反应，C正确；
D．电解时阳极区反应式为：，D错误；
故选D。
9．C
【详解】A．电动汽车的推广有利于改善大气环境，A正确；
B．电能属于二次能源，B正确；
C．电动汽车充电过程是将电能转化为化学能的过程，C错误；
D．与燃料直接燃烧相比，电池转化电能的能量利用率更高，D正确；
故选C。
10．C
【详解】A．电解精炼粗铜时，粗铜作阳极、纯铜作阴极，即a是粗Cu，作阳极，发生氧化反应，A正确；
B．精铜连接电源的负极，阴极发生还原反应，b极上的电极反应为：Cu2++2e- = Cu，B正确；
C．粗铜作阳极，阳极连接原电池正极，铜、铁、锌等失电子发生氧化反应，阳极反应式为：Cu-2e-=Cu2+，Fe-2e-=Fe2+，Zn-2e-=Zn2+，故电解时，外电路每通过0.2 ml电子，阳极上减小的Cu的质量小于6.4 g，C错误；
D．电解后，电解槽底部会形成含有少量Ag、Pt等金属的阳极泥，D正确；
故答案为：C。
11．A
【详解】A．的电离方程式：，故A正确；
B．水解的离子方程式：，故B错误；
C．碱性锌锰电池中，参与的电极反应式：，故C错误；
D．用惰性电极电解溶液：，故D错误；
故选：A。
12．A
【详解】A．水电站，是势能转化为动能，动能转化为电能，不是化学能转化为电能，A错误；
B．太阳能电池，是把太阳能转化为电能，B正确；
C．天然气燃气炉，是甲烷的燃烧放出热量，是化学能转化为热能，C正确；
D．电解镀锌，是用电将锌离子转化为锌单质，是电能转化为化学能，D正确；
故答案为：A。
13．(1) 粗铜 A
(2) 甲 2
(3) 阳离子
【详解】（1）电解精炼铜应以粗铜为阳极，纯铜为阴极，图1中C1为阳极，所以C1为粗铜；图2中C1为惰性阳极，电解溶液时，其电极反应式：；某同学一不小心将一段铜棒掉入溶液中，仍用图2完成电解溶液实验，则此时A端发生反应：，所以铜棒A端变粗；
（2）图3中左为燃料电池、右为电解池，NO、SO2分别转化为和时NO发生还原反应，所以通入NO的这极为阴极，另外一极为阳极，即甲为负极通入燃料，所以通入的一端是甲；通入一端的电极为阳极，电极反应式为：；电解池总反应式，即每转移10ml电子生成8mlH+，电路中转移2.5ml电子时，的浓度为；
（3）根据图示可知左侧锂电极为负极，Li失去电子变成锂离子，进入电解质中，其反应式为Li-e-=Li+，在二氧化碳电极上二氧化碳得到电子变为碳单质，同时产生碳酸根，碳酸根与电解质中的锂离子结合，生成碳酸锂，则正极反应式为，为维持溶液呈电中性，Li+ 要通过离子交换膜由左侧进入右侧，因此离子交换膜为阳离子交换膜。
14．(1) 正 H2 – 2e－+ 2OH－= 2H2O
(2) 阴 H+ H2 OH－ Na+
(3)0.02
(4)65:14
【分析】甲池为燃料电池，左侧通入氧气为正极，右侧通入氢气为负极，a为阴极，b为阳极。阳极室亚硫酸根失去电子生成硫酸根，亚硫酸根通过N离子交换膜迁移过来，N为阴离子交换膜，C处为较浓的硫酸溶液；阴极室水得电子生成氢气和氢氧根，钠离子迁移过来，M为阳离子交换膜，B处为较浓的NaOH溶液。
【详解】（1）甲池中通入氧气的一端为：正极；通入氢气的电极反应式：H2 – 2e－+ 2OH－= 2H2O；
（2）①根据分析，为阴离子交换膜，阳极室的电极反应式：；
②根据分析，阴极室中溶液浓度增大的原因是：阴极室中水电离出的H+得电子反应生成H2，其浓度减小，使溶液中OH－浓度增大，为了保持阴极室溶液中阴阳离子电荷平衡，Na+从原料室向阴极室迁移，从而使阴极室中的浓度增大；
（3）在标准状况下，若甲池中有参加反应，转移电子0.04ml，生成1mlH2SO4转移2ml电子，故理论上乙池可生成：0.02；
（4）设Li和Zn的质量均为1g，则两者的比能量之比为：。
15．(1) a bd
(2)
(3) 增大 是
(4)NiOOH、被硫酸溶解
(5)
【分析】该装置为电解池装置，d电极产生氧气，为阳极，c为阴极，b为阳极，a为阴极。
【详解】（1）a电极是电解池的阴极，且电子不经过溶液，故导线中电子应从太阳能电池流向电解池a极，电解质溶液中，阴离子流向电解池的阳极，故分别流向两个电解池的b、d电极；
（2）b极反应式：；
（3）电解时，电极a发生反应，电极b发生反应：，与电极b合计未消耗和，故左池溶液pH不变；电极d发生反应：，电极c发生反应：，每转移4个e-，c、d电极合计消耗2分子，右池溶液pH增大。电解一段时间后，b电极附着大量NiOOH、c电极附着大量，将其对调可将含镍化合物循环利用；
（4）该装置工作原理示意图中循环转化的物质NiOOH，均能被硫酸溶解；
（5）①通入的电极应为燃料电池的负极；
②通入的电极上发生的电极反应式为。
16．(1) 负 负 O2+2H2O+4e-=4OH-
(2)200
(3) 太阳能或光能 Ni(OH)2 - e-+ OH- = NiOOH + H2O 减小
【详解】（1）根据电子流向可知，X电极是电子流出的一极，由此判断X极为电池的负极，原电池中阴离子向负极移动，则OH-向负极作定向移动，Y极是正极，氧气得到电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e-=4OH-，故答案：负；负；O2＋2H2O＋4e-=4OH-；
（2）1.8L水质量为1800g，1800g水的物质的量为；氢氧燃料电池总反应式为，每生成一个水分子，转移2个电子，故生成100ml水，电子转移的物质的量约为，故答案：200；
（3）飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将太阳能或光能转化为电能；其工作原理为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，充电时相当于是电解池，阳极Ni失去电子，其电极反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O；当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，此时相当于是原电池，Cd失去电子结合氢氧根离子生成Cd(OH)2，因此负极附近溶液的碱性减小，故答案：太阳能或光能；Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O；减小。
17．(1) 原电池 减小
(2) Cu2++2e- =Cu 2H2O+2e-=2OH-+H2↑ Cu(OH)2(或和H2O)
(3) 饱和食盐水 D
【分析】闭合开关后，甲装置中，左侧Pt电极加入燃料甲醇，右侧Pt电极通入助燃剂O2，所以甲装置为原电池，乙、丙装置为电解池，且A、C为阳极，B、D为阴极。
【详解】（1）根据装置图甲中明显的燃料物质甲醇和O2在两极的信息，可知甲为原电池；甲醇燃烧生成的二氧化碳在碱性环境中转化为碳酸盐，总反应为；根据总反应方程式可知，一段时间后体系内OH-被消耗，c(OH-)降低，pH减小；答案为：原电池；；减小。
（2）当乙中有0.4ml电子通过时，理论上阴极生成0.2ml Cu，但实际上溶液中只有0.1ml Cu2+，Cu2+不足，则阴极生成的铜为0.1ml，阴极上接着由水中的H+放电生成H2，故阴极的电极反应有Cu2++2e- =Cu、2H2O+2e-=2OH-+H2↑；根据电子转移的物质的量，可知阴极得到0.1ml Cu，且还有0.2ml水被电解，因此要使电解液恢复为原状态需加入物质是Cu(OH)2(或和H2O)。答案为：Cu2++2e- =Cu；2H2O+2e-=2OH-+H2↑；Cu(OH)2(或和H2O)。
（3）氯碱工业，即电解饱和食盐水，所以W为饱和食盐水；阳极要生成氯气，必须为惰性材料，则活泼电极Fe为阴极，故选D；答案为：饱和食盐水；D。
18．(1)
(2)阳
(3)BD
(4) HBr(溴化氢) 1：1
(5)、(“氢气、氯气”)
【分析】电解池中，与电源负极相连的一极作阴极，电极反应式为，与电源正极相连一极作阳极，电极反应式为；左侧BMP中，移向阴极室，移向M室，C膜为阳离子交换膜，原料室中的Na+经C膜移向M室，因而从M室可得到NaOH；右侧BMP中，移向阳极室，移向N室，原料室中的Br-经阴离子交换膜移向N室，因而从N室可得到HBr；据此分析解答。
【详解】（1）与电源正极相连一极作阳极，电极反应式为；
（2）根据分析，C膜为阳离子交换膜；
（3）A．阳极的电极反应式为，因此阳极有水生成，浓度减小，A错误；
B．原料室中的Na+经C膜移向M室，Br-经阴离子交换膜移向N室，因此电解后NaBr溶液浓度降低，B正确；
C．根据分析，M室有NaOH生成，C错误；
D．该反应的实质是电解水，同时由于离子的移动，反应有NaOH和HBr生成，则该装置的总反应为：，D正确；
故选BD。
（4）和反应生成、CO2和HBr，反应的化学方程式为；中Br元素化合价由0价降低到-1价，作氧化剂，中C元素化合价由+2价升高到+4价，作还原剂，根据化学反应方程式可知，氧化剂和还原剂物质的量之比为1：1；
（5）氯碱工业也可制备，化学反应方程式为，则电解过程中同时产生、。
19．(1)2MnOOH + C 2MnO + CO↑ + H2O
(2) 充分搅拌、适当升高温度、提高酸的浓度等 C(或炭黑)
(3) 将Fe2+ 氧化为Fe3+ 3.2～5.5 硫氰化钾或(KSCN)
(4) 阳 Mn2+− 2e－+ 2H2O=MnO2+ 4H+
【分析】废料中含有MnO2、MnOOH、Zn(OH)2、Fe等。废料加入过量的炭黑焙烧，把Mn元素转化为MnO，加硫酸“酸浸”，炭黑不溶于硫酸，过滤除去炭黑，滤液中含有硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁，滤液通入氧气把Fe2+ 氧化为Fe3+，加溶液碳酸锰调节pH生成氢氧化铁沉淀除铁，电解硫酸锰、硫酸锌溶液，阳极生成二氧化锰、阴极生成金属锌。
【详解】（1）“还原焙烧”是为了把Mn元素转化为MnO，MnOOH和过量的C反应生成MnO和CO，根据得失电子守恒，发生反应的化学方程式2MnOOH + C 2MnO + CO↑ + H2O。
（2）根据影响反应速率的因素，为了提高“酸浸”的速率，可以采取的措施有充分搅拌、适当升高温度、提高酸的浓度等；炭不溶于稀硫酸，滤渣1的主要成分为炭黑。
（3）“净化”是除去铁元素，通入O2的目的是将Fe2+ 氧化为Fe3+；“净化”时只生成氢氧化铁沉淀，加入MnCO3时必须控制pH范围为3.2～5.5；Fe3+遇KSCN溶液变红，检验净化后的溶液中是否含有Fe元素的试剂是KSCN溶液。
（4）“电解”时硫酸锰发生氧化反应生成MnO2，MnO2在阳极生成，其电极反应式为Mn2+− 2e－+ 2H2O=MnO2+ 4H+。
20．(1)将三价钴离子还原为二价钴离子
(2)Al3++3=Al(OH)3↓+3CO2↑
(3)A
(4) C2++2=CCO3↓+CO2↑+H2O ml/L
(5) 2.24
【分析】含钴废渣中有CO，C2O3，Al2O3，ZnO等，酸浸同时通入二氧化硫，由于SO2具有还原性，把三价钴转化为二价钴，锌、铝氧化物转化为离子，钴的氧化物都转化为C2+离子，加入碳酸氢钠，碳酸氢根离子与铝离子发生双水解反应沉淀除去铝离子，加入萃取剂除去锌离子，最后又加入碳酸氢钠沉钴，形成CCO3沉淀。
【详解】（1）SO2具有还原性，可以把三价钴离子还原为二价钴离子，最终生成CCO3沉淀；
（2）酸浸后铝以铝离子形式存在，加入NaHCO3溶液，Al3+与发生双水解反应，方程式为Al3++3=Al(OH)3↓+3CO2↑；
（3）(水层)(有机层)(有机层)(水层)这个反应是可逆反应，再从有机层中得到ZnSO4，用加入硫酸的方法让反应逆向进行就可以了，所以选用硫酸；
（4）沉钴是C2+和的反应，生成CCO3沉淀同时有CO2气体生成，方程式为C2++2=CCO3↓+CO2↑+H2O；根据两种物质的溶度积常数计算：，，由pH=8得出c(OH-)=ml/L，=c(C2+)，c(C2+)=ml/L，再由= c(C2+)，得出=7ml/L；
（5）正极是得电子结合Li+生成LiCO2，正极的电极反应式为，电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠，离子方程式为，通过隔膜的离子数目为时，电路中有0.2ml电子通过，阴极得到0.1ml氢气，标况下体积为2.24L。
21．(1)+92
(2)CD
(3)H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ•ml-1
(4)从右往左
(5)2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
(6)S2
(7)66.7
(8)0.2p
【详解】（1）断裂旧键吸收能量，形成新键释放能量，根据△H=断裂旧键吸收的能量-形成新键释放的能量可得，2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)△H=(+2×3×391-946-3×436)kJ•ml-1=+92 kJ•ml-1，故答案为：+92；
（2）若反应能正向自发进行，△G=△H-T•△S＜0，代入数据，△G=ΔH-T△S=92×103J•ml-1-T×198.9 J∙ml-1∙K-1＜0，则T＞462.5K，将K转化为摄氏度，T＞189.5℃，故答案为：CD；
（3）298K时，1gH2燃烧生成H2O(g)放热121kJ，1mlH2O(l)蒸发变成H2O(g)吸热44kJ，则1mlH2燃烧生成H2O(l)放出热量为(2×121+44)kJ=286kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ•ml-1，故答案为：H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ•ml-1；
（4）电解过程中阴离子OH-向正电荷较多的阳极区移动。根据图示可知：在左侧NH3失去电子产生N2，在右侧NH3得到电子产生H2，所以左侧为阳极，右侧为阴极，因此OH-从右往左移动，故答案为：从右往左；
（5）在左侧阳极上NH3失去电子产生N2，其中的+1价的H+与溶液中的OH-结合生成H2O，则阳极的电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，故答案为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；
（6）起始时容器中只有H2S，随着反应进行，H2与O2的物质的量逐渐增多，且H2的物质的量为O2的两倍，故图中曲线Z表示的物质是S2，曲线Y表示的物质是H2，曲线X表示的物质是H2S，故答案为：S2；
（7）设起始时H2S的物质的量为xml,列三段式：，x=8+4=12ml,转化率α(H2S)=×100%≈66.7%，故答案为：66.7；
（8）已知起始时H2S的物质的量为12ml,列三段式：，A点硫化氢与氢气的物质的量相等，故12-2y=2y,y=3，则混合气体总物质的量为15ml,由于两种气体物质的量相等，故其压强相同，，故答案为：0.2p。
22．(1) 2H++2e-=H2↑ 阴 NaCl+H2ONaClO+H2↑ Fe＞C＞Cu
(2) 酸式滴定管 100mL容量瓶、胶头滴管、量筒 4.500 AB
【详解】（1）①甲装置中，C电极附近产生气泡，则C为正极，H+在C电极上得电子生成H2，C电极的电极反应式为2H++2e-=H2↑；
②丙装置中X电极附近溶液先变红，则此处溶液呈碱性，表明水电离产生的H+得电子，所以X电极名称为阴极。反应一段时间后，阴极生成NaOH，阳极(Y极)Cl-失电子生成Cl2，生成的Cl2再与阴极产生的NaOH反应，从而制得NaClO消毒液，则丙装置中的总化学反应方程式为NaCl+H2ONaClO+H2↑；
③甲装置中，Fe为负极，C为正极，则金属活动性Fe＞C，丙装置中可得出，X电极为阴极，Y电极为阳极，则C电极为负极，Cu电极为正极，则金属活动性C＞Cu，三种金属的活动性由强到弱的顺序是Fe＞C＞Cu。
（2）①醋酸显酸性，且要求体积保留2位小数，则“量取白醋样品10.00mL”用到的量取仪器是酸式滴定管，“配制100mL待测白醋溶液”用到的仪器有烧杯、玻璃棒和100mL容量瓶、胶头滴管、量筒。
②第1次实验结果偏差过大，舍去，则V(NaOH)(消耗)==15.00mL，该市售白醋总酸量==4.500g/100mL。
③A．未用标准NaOH溶液润洗滴定管，则NaOH溶液浓度减小，所用NaOH溶液体积偏大，测定结果偏大，A符合题意；
B．碱式滴定管的尖嘴在滴定前有气泡，滴定后气泡消失，则读取NaOH溶液的体积偏大，测定结果偏大，B符合题意；
C．锥形瓶中加入待测白醋溶液后，再加入少量水，白醋的物质的量不变，测定结果不变，C不符合题意；
D．锥形瓶在滴定时剧烈摇动，有少量液体溅出，则所用NaOH体积偏小，测定结果偏小，D不符合题意；
故选AB。
【点睛】从题中提供的数据可以看出，求出的数据应保留四位有效数字。