高中化学选择性必修1单元分层过关检测(人教2019)第四章化学反应与电能【单元测试B卷】含解析答案

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第四章 化学反应与电能(B卷)时间：75分钟，满分：100分一、选择题(本题共18小题，每小题3分，共54分。) 1．近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是A．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点B．氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点C．锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌D．太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置2．为研究电化学原理，设计如图所示实验装置，实验过程中电流计指针持续偏转。下列叙述错误的是A．左侧导管内的红色水柱缓缓上升，锌发生吸氧腐蚀B．浸没在CuSO4溶液中的铜丝作阳极，表面变得粗糙无光泽C．正极反应为O2+2H2O+4e−=4OH−，正极附近溶液pH增大D．实验结束后称量铜棒质量增加0.064g，则电路中转移0.004mol电子3．研究金属腐蚀及防护的装置如图所示.下列有关说法不正确的是（    ）图1                    图2A．图1：a点溶液变红 B．若图2中为铜，海水换成稀硫酸，则铜棒产生C．图2：若为锌，则铁不易被腐蚀 D．图1：点产生的铁锈比点的少4．在水溶液中，电化学方法合成高能物质时，伴随少量生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是A．电解时，向Ni电极移动B．生成的电极反应：C．电解一段时间后，溶液pH升高D．每生成的同时，生成5．硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的主要成分(酸性)及反应过程如图所示。下列说法错误的是A．惰性电极2为阳极B．反应前后WO/WO数量不变C．阴极电极反应式：O2+2e-+2H2O=H2O2+2OH-D．外电路通过1mol电子，可得到1mol水6．碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是A．电池工作时，发生氧化反应B．电池工作时，通过隔膜向正极移动C．环境温度过低，不利于电池放电D．反应中每生成，转移电子数为7．LiFePO4二次电池具有安全性能高、热稳定性好等优点，应用于新能源汽车。电池反应：Li1-xFePO4＋LixC6LiFePO4＋6C，石墨层和过渡金属氧化物为电极，离子导体由锂盐掺杂在液态的有机溶剂中形成(原理如图)。下列说法错误的是A．放电时，电流由石墨层经外电路流向过渡金属氧化物B．放电时，正极电极反应式：Li1-xFePO4＋xLi＋＋xe-=LiFePO4C．充电时，阴极电极反应式：xLi＋＋6C＋xe-=LixC6D．充电时，Li＋向石墨层电极移动，若电路中通过1 mol 电子，质量增加7 g8．利用如下装置模拟工业上电渗析法实现海水淡化。下列说法错误的是A．乙室的Ag电极电势高于甲室B．Cl电极的反应为C．膜1为阳离子交换膜、膜2为阴离子交换膜D．当乙室Ag电极的质量增加时，理论上NaCl溶液减少9．一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)电池工作时，下列叙述错误的是A．电池总反应为B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入D．两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a10．钠硫电池是室温低成本、高比能量能源存储系统的重要部件，其结构如图。下列说法不正确的是A．充电时，电极连接电源的负极，得到电子，发生还原反应B．充电时，电极的电极反应为C．放电时，当熔融多硫化钠盐反应转移电子时，电极A中液态钠减轻D．放电时，增大两电极之间的距离可以增大电池的放电电压11．我国科技工作者设计了如图所示的可充电电池，以为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺()以捕获，使放电时还原产物为。该设计克服了导电性差和释放能力差的障碍，同时改善了的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。对上述电池放电时CO2的捕获和转化过程开展了进一步研究，电极上CO2转化的三种可能反应路径及相对能量变化如图(*表示吸附态)。下列说法错误的是A．PDA捕获CO2的反应为B．路径2是优先路径，速控步骤反应式为C．路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同；路径2、3起始物相同但产物不同D．三个路径速控步骤均涉及*CO2*-转化，路径2、3的速控步骤均伴有PDA再生12．已知：Ni2+在pH为7.1时开始沉淀。如图所示，工业上用电解法回收含镍废水中的镍。下列说法错误的是A．在含镍废水中离子的氧化性：B．阳极上发生的电极反应式是：C．电解过程中，NaCl溶液的浓度将不断降低D．为提高Ni的回收率，电解中废水的pH应低于7.113．我国科学家发明了一种以和MnO2为电极材料的新型电池，其内部结构如下图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料学转化为下列说法错误的是A．放电时，电子从b电极经过导线传导到a电极B．放电时，a电极的电极反应式为MnO2+4H++2e⁻=Mn2++2H2OC．充电时，③区溶液碱性增强D．充电一段时间后，②区K2SO4浓度增大。14．科学家在电极表面沉积非晶态以高选择性合成，装置及阴极转化过程如题图所示。阴极区溶液酸化后可得。下列说法正确的是[已知：选择性，*表示吸附在表面的原子]A．阴极生成的反应式为：B．参与阴极反应，共转移电子C．电解后，阳极室溶液中的增大D．形成吸附态有利于键断裂15．铁—铬液流电池储能技术被称为储能时间最长、最安全的电化学储能技术之一，其工作原理如图所示。下列说法错误的是A．放电时，M为正极B．充电时，阴极反应式为C．若用该电池电解饱和食盐水，当有生成时，则有被氧化D．充电时，被氧化时，则有由左向右通过质子交换膜16．恒温条件下，用图1所示装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。下列说法正确的是A．AB段越大，析氢速率越大B．其他条件不变，增大空气中氧气浓度，析出质量减少C．BC段正极反应式主要为D．DE段溶液基本不变，可能的原因：相同时间内，消耗的量与产生的量基本相同17．“太阳水”电池装置如图所示，该电池由三个电极组成，其中a为Ti02电极，b为Pt电极，c为WO3电极，电解质溶液为pH=3的Li2SO4一H2SO4溶液。锂离子交换膜将电池分为A、B两个区，A区与大气相通，B区为封闭体系并有N2保护。下列关于该电池的说法错误的是A．若用导线连接a、c，则a为负极，该电极附近pH减小B．若用导线连接a、c，则c电极的电极反应式为HxWO3-xe一=WO3+xH+C．若用导线先连接a、c，再连接b、c，可实现太阳能向电能转化D．若用导线连接b、c，b电极的电极反应式为O2+4H++4e一═2H2O18．某沉积物-微生物燃料电池可以把含硫废渣(硫元素的主要存在形式为)回收处理并利用，工作原理如图所示。下列说法错误的是A．电子的移动方向：碳棒用电器碳棒B．碳棒上生成的电极反应式：C．每生成，理论上消耗(标准状况下)D．工作一段时间后溶液酸性增强，氧硫化菌失去活性，电池效率降低二、非选择题(本题共5小题，共46分。)19．各类电池广泛用在交通工具(如电动汽车、电动自行车等)上，实现了节能减排，也为生活带来了极大的便利。  (1)传统汽车中使用的电池主要是铅蓄电池，其构造如图所示。①放电时，铅蓄电池总反应为 。②充电时，电源正极与 (填“”或“”)连接，溶液的会 (填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)重庆在新能源汽车的制造和开发上走在时代的前列。新能源汽车使用的主要是锂离子电池，某锂离子电池工作原理如图所示。    总反应为①放电时，电极是 极，电极反应为 。②充电时，当导线中通过时，阴极的固体质量增加 g。(3)与传统的铅蓄电池相比，锂电池具有的优点： (一点即可)。20．某课外小组用如图装置进行实验，试回答下列问题：  (1)若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式是 。(2)若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式是 。上述实验进行一段时间后，需向U形管中 ，才能使电解质恢复原浓度。(3)该小组同学认为，可以模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，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。  ①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。②制得的KOH溶液从出口 (填“A”“B”“C”或“D”)导出。③若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的反应式为 。21．装置如图所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：(1)B极是电源的 极，C极的电极反应式为 ，一段时间后丁中X极附近的颜色逐渐 (填“变深”或“变浅”)。(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成，对应单质的物质的量之比为 。(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是 (填“铜”或“银”)，电镀液是 溶液。常温下，当乙中溶液的c(OH－)=0.1mol·L－1时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为 g，甲中溶液的酸性 (填“变大”“变小”或“不变”)。22．电化学在化学工业中有着广泛应用。(1)根据图示电化学装置，回答下列问题：①甲池通入乙烷(C2H6)一极的电极反应式为 。②乙池中，若X、Y都是石墨，A是Na2SO4溶液，实验开始时，同时在两极附近溶液中各滴入几滴紫色石蕊溶液，X极的电极反应式为 ；一段时间后，在Y极附近观察到的现象是 。③乙池中，若X、Y都是石墨，A是足量AgNO3溶液，体积为0.2 L，则Y极的电极反应式为 ；电解一段时间后，甲池消耗112 mL O2(标准状况下)，则乙池溶液的pH为 (忽略溶液体积的变化)。(2)若要用该装置在铁质钥匙表面镀一层金属铜，CuSO4溶液作电解液，则乙池中：①X极的材料是 ，电极反应式为 。②Y极的材料是 ，电极反应式为 。(3)工业上通过电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，则阳极的电极反应式为 ，阴极反应式为 。23．某小组同学利用下图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验：(1)小组同学认为以上两种检验方法，均能证明铁发生了吸氧腐蚀。①实验 i 中的现象是 。②用化学用语解释实验i中的现象： 。(2)查阅资料：K3[Fe(CN)6]具有氧化性。①据此有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是 。②进行下列实验，在实验几分钟后的记录如下：a．以上实验表明：在 条件下，K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。b．为探究Cl-的存在对反应的影响，小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净) 后再进行实验 iii，发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明 Cl-的作用是 。(3)有同学认为上述实验仍不严谨。为进一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性对实验 ii 结果的影响，又利用(2)中装置继续实验。其中能证实以上影响确实存在的是 (填 字母序号)。装置分别进行的操作现象i. 连好装置一段时间后，向烧杯中滴加酚酞ii. 连好装置一段时间后，向烧杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液铁片表面产生蓝色沉淀实验滴管试管现象0.5 mol·L-1 K3[Fe(CN)6]溶液iii. 蒸馏水无明显变化iv. 1.0 mol·L-1NaCl溶液铁片表面产生大量蓝色沉淀v. 0.5 mol·L-1Na2SO4溶液无明显变化实验试剂现象A酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]溶液(已除O2)产生蓝色沉淀B酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]和 NaCl 混合溶液(未除O2)产生蓝色沉淀C铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl 混合溶液(已除O2)产生蓝色沉淀D铁片、K3[Fe(CN)6]和盐酸混合溶液(已除 O2)产生蓝色沉淀参考答案：1．D【详解】A．理想的新能源应具有可再生、无污染等特点，故A正确；B．氢氧燃料电池利用原电池将化学能转化为电能，对氢气与氧气反应的能量进行利用，减小了直接燃烧的热量散失，产物无污染，故具有能量转化率高、清洁等优点，B正确；C．脱嵌是锂从电极材料中出来的过程，放电时，负极材料产生锂离子，则锂离子在负极脱嵌，则充电时，锂离子在阳极脱嵌，C正确；D．太阳能电池是一种将太阳能能转化为电能的装置，D错误；本题选D。2．D【分析】左侧锥形瓶为原电池装置，锌为原电池负极，浸没在ZnSO4溶液中的铜丝作正极，右侧烧杯为电解池，浸没在CuSO4溶液中的铜丝作阳极，浸没在CuSO4溶液中的右侧铜作阴极。【详解】A．若左侧锌发生吸氧腐蚀，则锥形瓶内气压减小，左侧红墨水在外界大气压作用下被压入红色水柱，左侧导管内的红色水柱缓缓上升，A正确；B．浸没在CuSO4溶液中的铜丝作阳极，与原电池正极相连，表面变得粗糙无光泽，B正确；C．正极反应为O2+2H2O+4e−=4OH−，正极附近溶液pH增大，碱性增强，C正确；D．实验结束后称量铜棒质量增加0.064g，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，则电路中转移0.002mol电子，D错误。故选D。3．D【分析】食盐水的边缘处，与空气中的氧气接触，氧气得电子，即a为正极，b点为负极，负极被腐蚀；【详解】A．食盐水的边缘处，与空气中的氧气接触，氧气得电子，反应式：，则a点处有氢氧根离子生成，即a点溶液变红，故A正确；B．若为铜，海水换成稀硫酸，则Fe作负极，Cu作正极，在正极发生得电子的还原反应：，故B正确；C．Fe与Zn形成原电池，Zn为负极，Fe为正极，正极被保护，则铁不易被腐蚀，故C正确；D．食盐水的边缘处，与空气中的氧气接触，氧气得电子，即a为正极，b点为负极，负极被腐蚀，生成的Fe2+移动到a极形成铁锈，所以a点产生的铁锈比b点的多，故D错误；答案选D。4．B【分析】由电解原理图可知，Ni电极产生氢气，作阴极，发生还原反应，电解质溶液为KOH水溶液，则电极反应为：；Pt电极失去电子生成，作阳极，电极反应为：，同时，Pt电极还伴随少量生成，电极反应为：。【详解】A．由分析可知，Ni电极为阴极，Pt电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即向Pt电极移动，A错误；B．由分析可知，Pt电极失去电子生成，电解质溶液为KOH水溶液，电极反应为：，B正确；C．由分析可知，阳极主要反应为：，阴极反应为：，则电解过程中发生的总反应主要为：，反应消耗，生成，电解一段时间后，溶液pH降低，C错误；D．根据电解总反应：可知，每生成1mol，生成0.5mol，但Pt电极伴随少量生成，发生电极反应：，则生成1molH2时得到的部分电子由OH-放电产生O2提供，所以生成小于0.5mol，D错误；故选B。5．C【分析】惰性电极1，1mol氧气得到2mol电子生成1mol，则惰性电极1为阴极，惰性电极2上失去电子被氧化为，为阳极，循环反应，数量不变。【详解】A．惰性电极2，被氧化为，惰性电极2为阳极，A项正确；B．如图可知，循环反应，反应前后数量不变，B项正确；C．根据分析可知，惰性电极1为阴极，1mol氧气得到2mol电子生成1mol，电极方程式为：，C项错误；D．外电路通过1mol电子，消耗0.5mol，根据C选项分析消耗1mol氧气，得到2mol电子生成2mol，因此外电路通过1mol电子，可得到1mol水，D项正确；答案选C。6．C【分析】Zn为负极，电极反应式为：，MnO2为正极，电极反应式为：。【详解】A．电池工作时，为正极，得到电子，发生还原反应，故A错误；B．电池工作时，通过隔膜向负极移动，故B错误；C．环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故C正确；D．由电极反应式可知，反应中每生成，转移电子数为，故D错误；故选C。7．A【详解】A．由原理图和电池反应可知，石墨层为电池放电时的负极，过渡金属氧化物为正极，故放电时，电流由正极流向负极，应由过渡金属氧化物流向石墨层，A错误；B．放电时，正极Li1-xFePO4得电子生成LiFePO4，电极反应式为，B正确；C．充电时，阴极Li＋得电子生成LixC6，电极反应式为xLi＋＋6C＋xe-=LixC6，C正确；D．充电时，Li＋向石墨层电极移动，若电路中通过1 mol电子，石墨层电极质量增加1 mol Li的质量，为7 g，D正确；答案选A。8．C【分析】该装置左侧为浓差原电池，右侧为电解池，实现海水淡化装置，甲室电极发生，该电极为负极，乙室的电极发生，该电极为正极，故Cl电极为阳极，C2电极为阴极，溶液中阳离子移向阴极室，膜2为阳离子交换膜，阴离子移向阳极室，膜1为阴离子交换膜，从而模拟实现海水淡化。【详解】A．由上述分析可知，乙室的电极为正极，故电势高于甲室，A正确；B．Cl电极为阳极，电极反应为，B正确；C．溶液中阳离子移向阴极室，膜2为阳离子交换膜，阴离子移向阳极室，膜1为阴离子交换膜，C错误；D．乙室的电极发生，增加为生成的的质量，物质的量为，转移电子0.2mol，理论上NaCl溶液移向阳极室的为0.2mol，移向阴极室的为0.2mol，故质量减少，D正确；答案选C。9．C【分析】由题中信息可知，b电极为负极，发生反应，然后再发生；a电极为正极，发生反应，在这个过程中发生的总反应为。【详解】A．由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的在a电极上得电子生成，电极反应式为；b电极为电池负极， 在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为，则电池总反应为，A正确；B．b电极上CuO将葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸后被还原为，在b电极上失电子转化成CuO，在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B正确；C．根据反应可知，参加反应时转移2 mol电子，的物质的量为0.1 mmol，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C错误；D．原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故迁移方向为b→a，D正确。综上所述，本题选C。10．D【分析】根据放电时电流方向可知，放电时为原电池，电极A是负极，B是电池的正极，负极上Na失电子生成Na+，负极反应式为Na-e-=Na+，正极反应式为2Na++xS+2e-=Na2Sx，电池总反应为2Na+xS═Na2Sx，放电时阳离子移向正极、阴离子移向负极；充电时为电解池，原电池正负极接电源的正负极，负极变为阴极、正极变为阳极，阴极反应为Na++e-=Na，阳极反应为Na2Sx-2e-=2Na++xS，据此分析解答。【详解】A．由分析可知，充电时，电极连接电源的负极，得到电子，发生还原反应，电极反应为Na++e-=Na，A正确；B．由分析可知，充电时，电极与电源正极相连，为阳极，发生氧化反应，电极反应为，B正确；C．放电时，当熔融多硫化钠盐反应转移电子时，电极A是负极，负极反应式为Na-e-=Na+，则有1molNa+流向正极，既电极A中液态钠减轻1mol×23g/mol=23g，C正确；D．放电时，增大两电极之间的距离将增大内电阻和内电动势，既将导致减小电池的放电电压，D错误；故答案为：D。11．D【分析】放电时CO2转化为MgC2O4，碳元素化合价由+4价降低为+3价，发生还原反应，所以放电时，多孔碳纳米管电极为正极、Mg电极为负极，则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、Mg电极为阴极： 【详解】A．根据题给反应路径图可知，(1，3-丙二胺)捕获的产物为，因此捕获的反应为，故A正确；B．由反应进程－相对能量图可知，路径2的最大能垒最小，因此与路径1和路径3相比，路径2是优先路径，且路径2的最大能垒为的步骤，据反应路径2的图示可知，该步骤有参与反应，因此速控步骤反应方程式为，故B正确；C．根据反应路径图可知，路径1、3的中间产物不同，即经历了不同的反应步骤，但产物均为，而路径2、3的起始物均为，产物分别为和，故C正确；D．根据反应路径与相对能量的图像可知，三个路径的速控步骤中都参与了反应，且由B项分析可知，路径2的速控步骤伴有再生，但路径3的速控步骤为转化为和，没有的生成，故D错误；故选D。12．C【分析】由题干信息和电解装置可知，铁棒作阴极，电极反应为：Ni2++2e-=Ni，石墨电极为阳极，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，Cl-由阴极区经过阴离子交换膜进入阳极室，据此分析解题。【详解】A．由分析可知，阴极上Ni2+优先放电，故在含镍废水中离子的氧化性：，A正确；B．由分析可知，阳极上发生的电极反应式是：，B正确；C．由分析可知，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，Cl-由阴极区经过阴离子交换膜进入阳极室，根据电荷守恒可知，有多少Cl-被消耗就有多少Cl-由阴极室进入阳极室，故电解过程中，NaCl溶液的浓度基本不变，C错误；D．由题干信息可知，Ni2+在pH为7.1时开始沉淀，故为提高Ni的回收率，电解中废水的pH应低于7.1，D正确；故答案为：C。13．D【分析】放电时，电极材料转化为，电极反应-2ne-=+2nK+，是原电池的负极，阳离子增多需要通过阳离子交换膜进入②区；二氧化锰得到电子变成锰离子，是原电池的正极，电极反应：MnO2+4H⁺+2e⁻=Mn2++2H2O，阳离子减少，多余的阴离子需要通过阴离子交换膜进入②区，故③为碱性溶液是电极，b为负极，①为酸性溶液是二氧化锰电极，a为正极，据此回答。【详解】A．放电时，电子从负极到正极，所以b电极经过导线传导到a电极，A正确；B．放电时，a电极为正极，电极反应式为MnO2+4H⁺+2e⁻=Mn2++2H2O，B正确；C．充电时，b电极方程式为：+2nK++2ne-=，③区溶液碱性在增强，C正确；D．充电时，②区溶液中向①区迁移，②区K2SO4浓度减小，D错误；故选D。14．B【分析】如图所示，左边为阴极区，发生还原反应阴极反应和，且的选择性为91%，右边为阳极区，电解氢氧化钾，如此作答即可。【详解】A．碱性环境，氢离子不存在，阴极反应，故A错误；B．根据分析，阴极反应两个反应，且的选择性为91%，则参与阴极反应，可知共转移电子，即，故B正确；C．电解后，阴极氢氧根增多，根据电荷守恒，所以钾离子要向左移动，阳极区电解氢氧化钾生成水，阳极室溶液中的减小，故C错误；D．由阴极反应可知，形成吸附态生成，没有发生键的断裂，故D错误；答案选B。15．C【分析】由图示可知，放电时，正极反应式为，负极反应式为，因此M为正极、N为负极；充电时，阳极反应式为，阴极反应式为，因此M接电源正极为阳极、N接电源负极为阴极。【详解】A．放电时，正极反应式为，因此M为正极，故A正确；B．根据分析可知，充电时，阴极反应式为，故B正确；C．电解饱和食盐水时，生成氯气的电极反应式为，生成，未知气体的状态，无法进行计算，故C错误；D．充电时，阳极反应式为，即被氧化，即失去电子，溶液保持电中性，则电池中有通过交换膜由左(阳极)通过质子交换膜向右(阴极)迁移，故D正确；故答案选C。16．BD【分析】图1中构成原电池，铁作负极，开始时pH较小，AB段溶液pH值增大，体系压强增大，铁主要发生析氢腐蚀；BD段溶液的pH值增加，体系压强减小，正极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O；DE段溶液pH基本不变，但压强减小，产生的Fe2+被O2氧化，pH基本不变可能的原因：相同时间内，2Fe + O2 + 4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2+ + O2 +10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同。【详解】A．铁主要发生析氢腐蚀，负极，正极，越大，析氢速率越小，A错误；B．铁主要发生析氢腐蚀，负极，正极，当氧气浓度增大时，还会发生O2+4e-+4H+=2H2O，因此析出质量减小，B正确；C．由图可知BC段的pH为3-5，正极不能产生氢氧根，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，C错误；D．pH基本不变可能的原因：相同时间内，2Fe + O2 + 4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2+ + O2 +10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同，D正确； 故选BD。17．B【详解】A．有图可知，连接a、c时，a极上水失去电子生成氧气，发生氧化反应，则a极是负极，电极反应式是2H2O-4e-=O2+4H+，生成氢离子，a极附近pH减少 ，故A不选；B．有图可知，用导线连接a、c，a极上水失去电子生成氧气，发生氧化反应，则a极是负极，c极是正极，则c电极的电极反应式为WO3+xH+ +xe一= HxWO3 ，故B选；C．若用导线先连接a、c，则c电极是正极，发生WO3生成HxWO3，将太阳能转化为化学能储存，再连接b、c，b极发生氧气生成水，为正极，则c电极是负极，实现化学能转化为电能，对外供电，故C不选；D．用导线连接b、c，b电极发生氧气生成水为正极，电极反应式为O2+4H++4e一═2H2O ，故D不选；故选：B。18．C【分析】燃料电极为原电池，根据图中反应可知二硫化亚铁在碳棒b的表面反应生成硫单质，而后生成硫酸根，因此碳棒b为负极，生成水的碳棒a是正极，据此作答。【详解】A．碳棒上发生氧化反应，碳棒为原电池的负极，碳棒为原电池的正极，在外电路，电子从负极移动到正极，A项正确；B．碳棒上(负极)生成的电极反应式：，B项正确；C．负极上每生成，电路中转移电子，理论上消耗(标准状况下)，C项错误；D．根据负极的电极反应可以判断，工作一段时间后，生成了，酸性增强，氧硫化菌失去活性，电池效率降低，D项正确；故答案选C。19．(1) 减小(2) 负 14(3)质量轻、电池寿命长、体积小、便于携带、绿色环保等(任写一条)【分析】(1)铅蓄电池放电时铅为负极，二氧化铅为正极，放电时的总反应为：；充电时，负极与外加电源的负极相连，正极与外加电源的正极相连，充电时的总反应为：；(2)锂离子电池总反应式为：LixCy+Li1-xCoO2⇌LiCoO2+Cy，由图可知，放电时，b极为负极，电极反应式为LixCy-xe-=xLi++Cy，a极为正极，电极反应式为Li1-xCoO2+xe-+xLi+=LiCoO2，充电时，a极为阳极，b极为阴极，电极反应式为xLi++Cy+xe-=LixCy；【详解】（1）①由上述分析知，铅蓄电池放电时总反应为：；故答案为：；②充电时电池的正极()与外加电源的正极相连，充电总反应为，溶液的会减小；故答案为：；减小；（2）①放电时，b极为负极，a极为正极，电极反应式为Li1-xCoO2+xe-+xLi+=LiCoO2，故答案为：负；Li1-xCoO2+xe-+xLi+=LiCoO2；②充电时，b极为阴极，电极反应式为xLi++Cy+xe-=LixCy，当导线中通过2mole-时，阴极的固体质量增加2mol×7g/mol=14g,故答案为：14；（3）与传统的铅蓄电池相比，锂电池具有的优点有质量轻、电池寿命长、体积小便于携带等，故答案为：质量轻、电池寿命长、体积小便于携带等。【点睛】考查可充电电池和燃料电池，能依据图象和信息准确判断正负极和阴阳极是解题的关键，难点是电极反应式的书写。20．(1)(2) 通入HCl气体(3) 小于 D 【详解】（1）若开始时开关K与a连接，该装置为原电池，铁发生吸氧腐蚀，则B极为负极，电极反应式是。（2）若开始时开关K与b连接，构成电解池，B是阴极，B极氢离子得电子生成氢气，则B极的电极反应式是，石墨电极为阳极，氯离子失电子生成氯气。根据元素守恒，上述实验进行一段时间后，需向U形管中通入HCl气体，才能使电解质恢复原浓度。（3）①阳极氢氧根离子失电子生成氧气，该电解池的阳极反应式为，阳极制取硫酸，硫酸根离子通过阴离子交换膜进入阳极室，阴极氢离子得电子生成氢气，阴极制取氢氧化钾，钾离子通过阳离子交换膜进入阴极室，根据电荷守恒，此时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。②阴极制取氢氧化钾，制得的KOH溶液从出口D导出。③若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，正极氧气得电子生成氢氧根离子，则电池正极的反应式为。21．(1) 负 2H2O-4e-=O2↑+4H+ 变浅(2)1：2：2：2(3) Cu 硝酸银 5.4 变小【分析】C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同（假设通电前后溶液体积不变），A、B为外接直流电源的两极，将直流电源接通后，F极附近呈红色，说明F电极附近有碱生成，则F电极上氢离子放电生成氢气，为阴极，所以C、E、G、X是阳极，D、F、H、Y是阴极，连接阳极的电极A是正极、连接阴极的电极B是负极。【详解】（1）由分析可知，B为负极，C与电源正极相连，则C是阳极，用惰性电极电解CuSO4溶液时，水电离出的OH-在阳极放电生成氧气，电极反应式为2H2O－4e-=O2↑+4H+；丁中氢氧化铁胶体发生电泳现象，Y极是阴极，氢氧化铁胶体离子带正电荷，向Y极移动，所以X电极颜色逐渐变浅；（2）C电极反应为2H2O－4e-=O2↑+4H+，D电极反应为Cu2++2e-=Cu，E电极反应为2Cl-－2e-=Cl2↑，F电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，一定时间内，四个电极转移的电子数相同，所以甲、乙装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为1：2：2：2；（3）丙装置是电镀池，镀层Ag为阳极、镀件Cu为阴极，电镀液是硝酸银溶液，G是阳极、H是阴极，所以G是镀层Ag、H是镀件Cu，电镀液是硝酸银溶液；常温下，乙中溶液c(OH-)=0.1mol/L，溶液的体积为500mL，则n(OH-)=0.1mol/L×0.5L=0.05mol，根据电极反应式2H2O+2e-=2OH-+H2↑，可知转移电子的物质的量为0.05mol，根据镀银的阴极反应式：Ag++e-=Ag，可知生成银的质量为0.05mol×108g/mol=5.4g；甲中电解硫酸铜溶液生成硫酸，故pH变小。22．(1) C2H6＋18OH－－14e－=2CO＋12H2O 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 电极表面产生气泡，附近溶液变蓝 Ag＋＋e－=Ag 1(2) 铜 Cu－2e－=Cu2＋ 铁质钥匙 Cu2＋＋2e－=Cu(3) Fe＋8OH－－6e－=FeO＋4H2O 2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑【详解】（1）①甲池中乙烷(C2H6)通入左侧电极发生氧化反应，则左侧Pt电极为负极，电解质溶液为KOH溶液，故通入乙烷电极的反应式为C2H6＋18OH－－14e－===2CO＋12H2O。②乙池中，若X、Y都是石墨，A是Na2SO4溶液，则X是阳极，发生氧化反应，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。Y是阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，则Y极附近观察到的现象是电极表面产生气泡，附近溶液变蓝。③甲池中右侧Pt电极发生的反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，消耗标准状况下112 mL O2(即0.005 mol)时电路中转移电子的物质的量为0.005 mol×4＝0.02 mol。乙池中，若X、Y都是石墨，A是足量AgNO3溶液，Y极是阴极，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag。X极是阳极，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，据得失电子守恒可知，电路中转移0.02 mol电子时，X极生成0.02 mol H＋，则乙池溶液中c(H＋)＝0.2mol÷0.2L＝0.1 mol·L－1，溶液pH＝1。（2）①在铁表面镀一层金属铜，X极是阳极，要用镀层金属铜作阳极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。②Y极是阴极，要用待镀件——铁质钥匙作阴极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。（3）由图可知，Fe电极与电源正极相连，作电解池的阳极，Fe被氧化生成FeO，故阳极的电极反应式为Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2O。Cu极与电源的负极相连，作电解池的阴极，发生还原反应析出H2，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。23． 碳棒附近溶液变红 O2+4e-+2H2O=4OH- K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2＋，会干扰由于电化学腐蚀负极生成Fe2＋的检验 Cl-存在 Cl-破坏了铁片表面的氧化膜 AC【分析】根据图像可知，该装置为原电池装置，铁作负极，失电子生成亚铁离子；C作正极氧气得电子与水反应生成氢氧根离子，正极附近显红色。要验证K3Fe(CN)6具有氧化性，则需要排除其它氧化剂的干扰，如氧气、铁表面的氧化膜等，据此分析解答。【详解】(1)①实验i中，发生吸氧腐蚀，碳棒为正极，发生O2得电子生成OH-的反应，从而使碳棒附近溶液变红；②正极氧气得电子与水反应生成氢氧根离子，电极反应式O2+4e-+2H2O=4OH-；(2)①有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是既然K3[Fe(CN)6]具有氧化性，可能氧化Fe为亚铁离子，影响实验结果；②a．对比试验iv和v，溶液中的Na+、SO42-对铁的腐蚀无影响，Cl-使反应加快；实验表明：在Cl-存在的条件下，K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应；b．用稀硫酸酸洗后，铁片表面的氧化膜被破坏，再进行实验iii，铁片表面产生蓝色沉淀，则Cl-的作用与硫酸相同，也是破坏铁表面的氧化膜；(3)A．已除O2的铁片不能发生吸氧腐蚀，只能发生铁片、K3[Fe(CN)6]溶液的反应，从而表明K3[Fe(CN)6]能与铁作用生成Fe2+，故A符合题意；B．酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(未除O2)，同时满足两个反应发生的条件，既可能是K3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe2+，也可能是铁片发生了吸氧腐蚀，故B不合题意；C．铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(已除O2)，不能发生吸氧腐蚀，只能是Cl-破坏氧化膜，然后K3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe2+，C符合题意；D．铁片、K3[Fe(CN)6]和盐酸混合溶液(已除O2) 反应产生蓝色沉淀，可能是铁片与盐酸直接反应生成Fe2+，也可能是K3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe2+，故D不合题意；答案为AC。【点睛】钢铁在中性或碱性溶液中发生吸氧腐蚀，铁失电子发生氧化反应做负极，正极是氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子；钢铁在酸性或碱性溶液中发生析氢腐蚀，正极是氢离子得电子发生还原反应生成氢气。电极过程电极反应式Mg电极放电Mg-2e-=Mg2+充电Mg2++2e-= Mg多孔碳纳米管电极放电Mg2++2CO2+2e-=MgC2O4充电MgC2O4-2e-= Mg2++2CO2↑