还剩17页未读，
继续阅读
2019届二轮复习电化学基础 作业（全国通用） 练习
展开
电化学基础
一、单选题（每小题只有一个正确答案）
1．如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是（ ）
A． a为负极、b为正极 B． a为阳极、b为阴极
C． 电解过程中，氯离子浓度不变 D． 电解过程中，d电极质量增加
2．下列说法错误的是（ ）
A、①能组成Zn，Cu原电池 B、①能证明Zn，Cu金属活动性强弱
C、②能证明酸性：HCl＞H2CO3＞H2SiO3 D、②能证明非金属性：Cl＞C＞Si
3．现有一装置如右图所示(G表示电流计)，下列有关说法不正确的是( )
A． 该装置将化学能转化为电能 B． Zn是负极，发生还原反应
C． 电子由锌片通过导线流向铜片 D． 铜片上发生的反应为 2H＋＋2e－===H2↑
4．某工业废气中的SO2经如下图中的两个循环可分别得到S和H2SO4，假设循环I、II处理等质量的SO2。下列说法正确的是（ ）
A． “反应1”和“电解”中的氧化产物分别是ZnFeO3.5和MnO2
B． “反应2”和“吸收”中的SO2均起还原剂的作用
C． 铁网或石墨均可作为循环II中电解过程中的阳极材料
D． 循环I、II中理论上分别得到S和H2SO4的物质的量比为1∶1
5．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，不能形成原电池的是（ ）
A． A B． B C． C D． D
6．下列叙述不正确的是（ ）
A．金属腐蚀的本质是金属原子失去电子而被氧化
B．钢铁吸氧腐蚀的正极反应是：O2+4e-+2H2O=4OH-
C．将地下钢管与直流电源的正极相连，用来保护钢管
D．氢氧燃料电池中，氢气在负极发生氧化反应
7．下列说法正确的是（ ）
A．铜和铁与FeCl3溶液构成的原电池中：Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
B．铁上镀锌时阴极析出6.5g锌，溶液中减少Zn2+数为0.1mol
C．在反应:4CuS + 5O2 = 2Cu2O + 4SO2中CuS既是氧化剂又是还原剂
D．生铁与浓H2SO4加热反应可产生SO2和CO2气体
8．现有一个碳酸盐燃料电池，以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。以煤气(CO、H2)直接作燃料，其工作原理如下图所示。下列说法不正确的是( )
A． B电极为正极
B． CO32-移向A电极
C． A极的电极反应式为CO+H2+2CO32-+4e-=3CO2+H2O
D． B极的电极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32-
9．下图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液，下列实验现象中正确的是( )
A． 逸出气体的体积，a电极的小于b电极的
B． 一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C． a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D． a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
10．可从铅蓄电池中回收铅，实现铅的再生。在工艺中得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液后生成Pb，如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A． 阳极区会有气泡冒出，产生O2
B． 一段时间后，阳极附近pH明显增大
C． 阴极的电极反应方程式为PbCl42−+ 2e− Pb + 4Cl－
D． Na2PbCl4浓度下降后可在阴极区加入PbO，实现电解液的继续使用
11．某充电宝锂离子电池的总反应为：xLi + Li1-xMn2O4 LiMn2O4，某手机镍氢电池总反应为：NiOOH + MH M+ Ni(OH)2（M为储氢金属或合金），有关上述两种电池的说法不正确的是： （ ）
A． 锂离子电池放电时Li+向正极迁移
B． 镍氢电池放电时，正极电极反应式：NiOOH+H2O +e－==Ni(OH)2+OH－
C． 上图表示用锂离子电池给镍氢电池充电
D． 锂离子电池充电时，阴极的电极反应式： LiMn2O4—xe－== Li1-xMn2O4+ xLi+
12．下图为直流电源，Ⓑ为浸透饱和碘化钾溶液和淀粉溶液的滤纸，Ⓒ为电镀槽。接通电路后发现Ⓑ上的d点显蓝色。为实现铁上镀锌，接通后，使c、d两点短路。下列叙述不正确的是（ ）
A． f电极为锌板 B． c极发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
C． a为直流电源的正极 D． e极发生氧化反应
二、填空题
13．碳、氮元素及其化合物与人类的生产生活密切相关。试回答下列有关问题：
NH3极易溶于水，其水溶液俗称氨水。用水稀释0.1mol·L—1的氨水，溶液中随着水量的增加而减小的是_____________（填序号）
（2）标准状况下，将1.12LCO2通入100mL1mol·L—1的NaOH溶液中，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为_________________________________________________；
①c（OH—）=2c（H2CO3）+______________________________________________；
②c（H+）+c（Na+）=___________________________________________________。
（3）甲烷燃料电池中发生的化学反应为：CH4+2O2=CO2+2H2O，该电池的电解质溶液为H2SO4溶液，则原电池工作时电解质溶液中向正极移动的离子是_____________。
14．全矾液流电池是一种新型电能储存和高效转化装置，其电解质溶液为VOSO4溶液，该电解质溶液可通过下列方法制取：将18.2gV2O5和30mL浓H2SO4加入到40mL水中，并在充分搅拌下在水浴上加热20min。向溶液中加水稀释至375mL，通SO2至悬浮液变成深蓝色溶液。将此溶液蒸发浓缩至原体积的五分之一，通入足量的CO2。再将溶液煮沸后，用稀释至1000mL，全矾液流电池的工作原理为：
（1）通入SO2发生反应的化学方程式为______________________。
（2）通入CO2的目的是_________________________。
（3）全矾液流电池充电时，阳极的电极反应式为____________________。
（4）某溶液中含有VO2+、Cr2O32—，现向此溶液中滴入29.00mL0.1mol/L的FeSO4溶液，恰好使VO2+→VO2+，Cr2O32—→ Cr3+。再滴入2.00mL，0.020mol/LKMnO2溶液，又恰好使VO2+→VO2+,而Cr3+不变,试求溶液中Cr的质量(mg) .
15．（1）铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 ；
若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极。
（2）铅蓄电池是常见的化学电源之一，其充电、放电的总反应是：
2PbSO4 + 2H2OPb + PbO2 + 2H2SO4
铅蓄电池放电时， （填物质名称）在负极发生反应。放电过程中硫酸浓度由5mol/L下降到 4mol/L，电解液体积为2000mL（反应过程溶液体积变化忽略不计）；求放电过程中外电路中转移电子的物质的量为 mol。
（3）有人设计将两根Pt丝作电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入甲烷和氧气而构成燃料电池。则此燃料电池工作时，其电极反应式为：
负极：
正极：
16．如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题：
（1）当电极a为Al，电极b为Cu，电解质溶液为浓硝酸时，正极的电极反应式为：__________________。
（2）当电极a为Al，电极b为Mg，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该电池的正极为________，负极的电极反应式为：__________________ ，当反应中收集到标准状况下448 mL气体时，消耗的电极质量为______________g。
（3）燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所产生的能量直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，乙醇（C2H5OH）为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，则乙醇应通入_____极(填“a”或“b”)，该电极的电极反应式为：________________________ 。
17．氨是生产氮肥、尿素等物质的重要原料。
（1）合成氨反应N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)在一定条件下能自发进行的原因是 。电化学法是合成氨的一种新方法，其原理如图1所示，阴极的电极反应式是 。
（2）氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]对合成尿素[2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)]有影响，恒温恒容时，将总物质的量3 mol的NH3和CO2以不同的氨碳比进行反应，结果如图2所示。a、b线分别表示CO2或NH3的转化率变化，c线表示平衡体系中尿素的体积分数变化。[n(NH3)/ n(CO2)]= 时，尿素产量最大；经计算，图中y= （精确到0.01）。
（3）废水中含氮化合物的处理方法有多种。
①NaClO溶液可将废水中的NH4+转化为N2。若处理过程中产生N20.672 L（标准状况），则需要消耗0.3mol·L-1的NaClO溶液 L。
②在微生物的作用下，NH4+经过两步反应会转化为NO3-，两步反应的能量变化如图3所示。则1 mol NH4+(aq)全部被氧化成NO3-(aq)时放出的热量是 kJ。
③用H2催化还原法可降低水中NO3-的浓度，得到的产物能参与大气循环，则反应后溶液的pH （填“升高”、“降低”或“不变”）。
三、推断题
18．已知A、B、C、E的焰色反应均为黄色，其中B常作食品的膨化剂，A与C按任意比例混合，溶于足量的水中，得到的溶质也只含有一种，并有无色、无味的气体D放出。X为一种黑色固体单质，X也有多种同素异形体，其氧化物之一参与大气循环，为温室气体，G为冶炼铁的原料，G溶于盐酸中得到两种盐。A～H之间有如下的转化关系（部分物质未写出）：
（1）写出物质的化学式：A______________；F______________。
（2）物质C的电子式为______________。
（3）写出G与稀硝酸反应的离子方程式：____________________________。
（4）已知D→G转化过程中，转移4 mol电子时释放出a kJ热量，写出该反应的热化学方程式：____________________________。
（5）科学家用物质X的一种同素异形体为电极，在酸性介质中用N2、H2为原料，采用电解原理制得NH3，写出电解池阴极的电极反应方程式：____________________。
19．A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素，其中仅含有一种金属元素，A和D原子的最外层电子数相同；B、C和E在周期表中相邻，且C、E同主族。B、C原子的最外层电子数之和等于D原子的核外电子数，A和C可形成两种常见的液态化合物。请回答下列问题：
（1）C、D、E三种原子对应的离子半径由大到小的顺序是________________ (填离子符号)，由A、B、C三种元素按原子个数比4∶2∶3组成的化合物所含的化学键类型有______________（选填“离子键”、“极性键”、“非极性键”）；
（2）地壳中含量最高的金属元素的单质与 D的最高价氧化物对应水化物的溶液反应，其离子方程式为：______________________________________________________；
（3）A、C两元素的单质与KOH溶液组成的燃料电池，其负极反应式为：______________________________；
（4）可逆反应2EC2(g)＋C2(g) 2EC3(g)在一密闭容器A中进行，A容器中有一个可上下移动的活塞 (如右图所示)，若在A中充入1 mol C2和2 mol EC2，下列可以作为判断该反应达到平衡的标志的为__________（选填序号）。
① 容器内混合气体的总压强不随时间变化
② 容器内混合气体的密度不随时间变化
③ 各组分浓度不再变化
④ 单位时间内消耗a mol C2同时生成2a mol EC3
四、实验题
20．某同学在探究废干电池内的黑色固体回收利用时，进行如图所示实验：
查阅教材可知，普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质。请回答以下问题：
（1） 操作①的名称是 ；
（2）操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、 、泥三角和三脚架；操作③灼烧滤渣中的黑色固体时，产生一种无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测灼烧前的滤渣中存在的物质有 。
（3）往操作④的试管中加入操作③灼烧后所得黑色固体，试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体，据此可初步认定灼烧后的黑色固体为 , 操作④相关的化学方程式为 。
（4）该同学要对滤液的成分进行检验，以确认是否含有NH4+，该同学取少许滤液于试管中， 。 (填写操作与现象)，则证实滤液中含有NH4+。
（5）该同学利用在废旧干电池中回收的Zn片和石墨电极，设计一个原电池实验，比较铜与锌的金属活动性强弱。
限用材料：铜片、锌片、石墨电极、稀硫酸、CuSO4溶液、ZnSO4溶液；
限用仪器：直流电源、电流计、导线、烧杯、试管、盐桥等中学化学常见的药品和仪器
请画出实验装置图，并作相应标注，同时写出正极方程式
21．某课外小组分别用图中所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。
请回答：
Ⅰ.用甲图装置进行第一组实验。
（1）在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu作电极的是________(填序号)。
A．铝 B．石墨 C．银 D．铂
（2）N极为_______（填 “正” “负” “阴” “阳”）电极，发生反应的电极反应式为__________。
（3）实验过程中，SO42－________(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.用乙图装置进行第二组实验。实验过程中，观察到与第一组实验不同的现象：两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料得知，高铁酸根离子(FeO)在溶液中呈紫红色，且需碱性环境才可产生。
（4）电解过程中，X极区溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
（5）电解过程中，Y极发生的电极反应为_______________和____________________。
（6）若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积)，则Y电极(铁电极)质量减少________g。
（7）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为2K2FeO4＋3Zn===Fe2O3＋ZnO＋2K2ZnO2。该电池正极发生的反应的电极反应式为__________________________________。
五、计算题
22．氢氧燃料电池是将H2通入负极，O2通入正极而发生电池反应的，其能量转换率高。
（1）若电解质溶液为KOH，负极反应为_________________________________________
（2）若电解质溶液为硫酸，其正极反应为________________ ，若在常温下转移2mol电子，可产生水质量为_________g。
（3）若用氢氧燃料电池电解由NaCl和CuSO4组成的混合溶液，其中c（Na+）=3c（Cu2+）=3mol·L—1，取该混合液100mL用石墨做电极进行电解，通电一段时间后，在阴极收集到1.12L （标准状况）气体。此时氢氧燃料电池中消耗H2和O2的物质的量各是多少？（写出计算过程）（保留2位小数）
23．在由铜片、锌片和200 mL稀硫酸组成的原电池中，若锌片只发生电化学腐蚀，当在铜片上放出3.36 L（标准状况）的H2时，硫酸恰好用完，则：
① 产生这些气体消耗的锌的质量是多少？② 通过导线的电子的物质的量是多少？
③ 原稀硫酸的物质的量浓度是多少？④ 若整个反应用时5分钟,则用H+表示该反应的平均速率为多少?
参考答案
1．D
【解析】
A．由电流方向可知a为正极，b为负极，A错误；B．a、b为电源的两极，为正极、负极，B错误；C．电解时阳极发生氧化反应，氯离子被氧化生成氯气，则氯离子浓度降低，C错误；D．阴极发生还原反应，铜离子被还原生成铜，则d电极质量增加，D正确，答案选D。
2．D
【解析】
试题分析：A、根据装置图可知①是原电池，其中锌的金属性强，作负极，铜是正极，A正确；B、一般活泼的金属作原电池的负极，则①能证明Zn，Cu金属活动性强弱，B正确；C、根据较强酸制备较弱酸原理可知，盐酸能与碳酸钠反应生成CO2，所以盐酸的酸性强于碳酸。生成的CO2通入到硅酸钠溶液中生成硅酸沉淀，说明碳酸的酸性强于硅酸，C正确；D、盐酸是无氧酸，不是氯元素的最高价氧化物对应的水化物，所以不能据此说明氯元素的非金属性强于碳元素，D错误，答案选D。
考点：考查原电池、非金属性强弱比较
3．B
【解析】A、该装置是原电池，原电池是把化学能转变为电能的装置，选项A正确；B、该原电池中，较活泼的金属锌作负极，负极上锌失去电子发生氧化反应，选项B不正确；C、原电池放电时，负极上失去电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电子从负极沿导线流向正极，电流从正极沿导线流向负极锌，选项C正确；D、铜片作为正极，发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑，选项D正确。答案选B。
4．D
【解析】
【分析】
本题考查了氧化还原反应原理，还原剂判断，电极材料选取和工业流程图分析。
【详解】
A. 由图可知，“反应1”是ZnFeO4与H2反应生成ZnFeO3.5，ZnFeO4化合价降低，发生还原反应，还原产物是ZnFeO3.5；“电解”是硫酸锰电解生成硫酸和二氧化锰，硫酸锰发生氧化反应，氧化产物是MnO2，A错误；
B. “反应2”中二氧化硫转化为硫单质，SO2发生还原反应，是氧化剂；“吸收”中SO2转化为硫酸根，发生氧化反应，是还原剂，B错误；
C. 金属作为循环II中电解过程中的阳极材料时，参与电解反应，故不能用铁丝，C错误；
D. 由于二氧化硫转化为硫单质或硫酸根，根据S守恒可知，n（S）=n（H2SO4），D正确。
答案为D。
5．D
【解析】构成原电池的条件为：①两个活动性的材料作电极；②要有电解质溶液；③要形成闭合回路；④能自发发生氧化还原反应；A正确，B正确，C正确，D错误，不能形成闭合回路；正确选项D。
6．C
【解析】
试题分析：A、金属腐蚀的本质是金属原子在负极上失去电子而被氧化的过程，故A正确；B、钢铁吸氧腐蚀的正极是氧气发生得电子的还原反应，电极反应是：O2+4e-+2H2O=4OH-，故B正确；C、将地下钢管与电源负极相连，作电解池的阴极被保护，能防止钢铁锈蚀，故C错误；D、氢氧燃料电池中，在负极上是燃料发生氧化反应的过程，故D正确；故选C。
【考点定位】考查金属的电化学腐蚀与防护
【名师点晴】本题考查学生金属的腐蚀和防护知识以及燃料电池的工作原理知识。关于金属的电化学腐蚀需要掌握以下规律：1、对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。2．活动性不同的两金属：活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀越快。3．对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度越高，腐蚀越快。4．电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。5．对于不同氧化剂来说，氧化性越强，金属腐蚀越快。反之，防腐措施由好到差的顺序为：外接电源的阴极保护法防腐＞牺牲阳极的阴极保护法防腐＞有一般防护条件的防腐＞无防护条件的防腐。
7．CD
【解析】
试题分析：A．铜和铁与FeCl3溶液构成的原电池中，由于活动性Fe>Cu.所以电池反应是Fe+2 Fe3+ = 3Fe2+.。错误。B. 铁上镀锌时阳极是镀层金属，镀件作阴极。当阴极析出6.5g锌，在阳极就会溶解Zn6.5g.因此溶液中Zn2+数基本不变。错误。C.在反应:4CuS + 5O2 = 2Cu2O + 4SO2中CuS的Cu化合价降低，得到电子，所以CuS作氧化剂，S失去电子，化合价升高，所以CuS作还原剂。因此CuS既是氧化剂又是还原剂.正确。D.生铁中含有杂质C，所以生铁与浓H2SO4加热反应可产生SO2和CO2气体。正确。
考点：考查氧化还原反应的应该知识。
8．C
【解析】
【分析】
该燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为CO+H2-4e-+2CO32- =3CO2+H2O，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2CO2+O2+4e-=2CO32-，据此分析解答。
【详解】
A．B电极是正极，A是负极，A正确。
B．A是负极，阴离子CO32-移向负极，B正确。
C．A极的电极反应式为CO+H2-4e-+2CO32- =3CO2+H2O，C错误。
D．B极的电极反应式正确，D正确。本题选C。
9．D
【解析】试题分析：根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，溶液中的阴离子SO42-、OH－移向阳极b极，在b极上OH－放电，产生O2，b极附近c(H＋)>c(OH－)，石蕊试液变红。溶液中的阳离子Na＋、H＋移向阴极a极，在a极H＋放电产生H2，a极附近c(OH－)>c(H＋)，石蕊试液变蓝。根据同一闭合回路中电子转移数目相等可知反应产生的氧气与氢气的体积关系是：V(H2)=2V(O2)，所以产生的气体体积a电极的大于b电极的；两种气体均为无色无味的气体。A、B、C均错误，D选项正确。
考点：考查电解原理的应用的知识。
10．B
【解析】A、阳极2H2O－4e−=4H＋＋O2，阳极区会有气泡冒出，产生O2，故A正确；B、阳极2H2O－4e−=4H＋＋O2，一段时间后，阳极附近氢离子浓度增大，pH明显减小，故B错误；C、阴极的电极反应是发生还原反应，元素化合价降低，阴极的电极反应方程式为PbCl42−+ 2e− Pb + 4Cl－，故C正确；D. 阴极电解一段时间后溶液为HCl和NaCl的混合溶液，根据题意“将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液”继续向阴极区加PbO粗品可恢复其浓度且实现物质的循环利用，故D正确；故选B。
11．D
【解析】
试题分析：A、放电时，相当于原电池，则阳离子向正极移动，正确；B、镍氢电池放电时，正极发生还原反应，元素的化合价降低，则NiOOH得到电子生成氢氧化镍，正确；C、根据装置图中的电极材料可知，左图是锂离子电池的放电反应，上图是镍氢电池的充电反应，所以表示用锂离子电池给镍氢电池充电，正确；D、锂离子电池充电时，阴极发生还原反应，所以锂离子得到电子生成Li单质，错误，答案选D。
考点：考查电化学反应原理的应用
12．A
【解析】依据c点显红色，可判断出c极发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑，选项B正确；故c点连接的b极为直流电源的负极，a极为直流电源的正极，选项C正确；依次确定e极为阳极、发生氧化反应，选项D正确；f极为阴极、发生还原反应，则铜片作阳极、铁片作阴极，f电极为铁片，选项A不正确。答案选A。
13．（1）b、d（2分，答对1个得1分，答错1个得0分）
（2）c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+）（2分）
①c（H+）+c（HCO3-）（2分）
②2c（CO2-3）+（HCO3-）+c（OH-）（2分）
（3）H+（2分）
14． （1）SO2+V2O5+H2SO4=VOSO4+H2O；或者V2O5+H2SO4=（VO2）2SO4+H2O，（VO2）2SO4+SO2=2VOSO4； （2）除去溶液中没有反应的SO2气体； （3）VO2++H2O-e-=VO2++H+
【解析】（1）SO2中的硫是+4价，既有氧化性，又有还原性，V2O5中的V元素是+5价，具有氧化性，V2O5与硫酸混合发生：V2O5+H2SO4=（VO2）2SO4+H2O，（VO2）2SO4+SO2=2VOSO4，所以在酸性条件下V2O5与SO2两者反应生成VOSO4，反应的化学方程式：SO2+V2O5+H2SO4=VOSO4+H2O， 正确答案：SO2+V2O5+H2SO4=VOSO4+H2O；或者V2O5+H2SO4=（VO2）2SO4+H2O，（VO2）2SO4+SO2=2VOSO4；
（2）深蓝色溶液溶解了没有反应的SO2气体，通入CO2气体，降低SO2气体的溶解度，CO2气体的逸出也带动SO2气体从溶液中逸出，加热煮沸除去CO2气体，所以通入CO2气体的作用：除去溶液中没有反应的SO2气体，正确答案：除去溶液中没有反应的SO2气体；
（3）根据充电电池的总反应式：，充电时阳极失去电子发生氧化反应，化合价升高，所以，阳极的电极反应式：VO2++H2O-e-=VO2++H+，正确答案：VO2++H2O-e-=VO2++H+；
（4）VO2+、Cr2O3具有氧化性，将Fe2+氧化为Fe3+，VO2+ →VO2+，Cr2O3→ Cr3+,KMnO4将VO2+氧化为VO2+ ，所以整个反应过程中，Fe2+失去电子，Cr2O3和KMnO4得到电子，
设溶液中铬元素的质量为xg
根据得失电子守恒得：29ml×10-3×0.1mol·L-1×（3-2）=x÷52g·mol-1×（6-3）+2ml×10-3×0.02mol·L-1×（7-2），x=0.0468g=46.8mg，m（Cr）=46.8mg，正确答案：46.8mg。
15．（1）2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋
（2）铅 2 （3）CH4＋10 OH――8e－＝CO32－＋7H2O 2O2＋8e－＋4H2O＝8OH－
【解析】（1）铁离子的具有氧化性，能氧化铜，方程式为2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋。根据方程式可知，铜失去电子，所以铜是负极，电解质溶液是氯化铁溶液。所以装置图为。
（2）放电相当于原电池，充电相当于电解池。原电池中负极失去电子，发生氧化反应，所以根据方程式可判断，铅是负极，在负极发生反应。根据方程式可知，每消耗2mol硫酸，反应中就转移2mol电子。消耗硫酸是（5mol/L－4mol/L）×2.0mol=2.0mol，所以转移电子是2mol。
（3）在氢氧燃料电池，氢气在负极通入，氧气在正极通入。由于电解质是氢氧化钾溶液，所以正负极的电极反应式分别是正极：2O2＋8e－＋4H2O＝8OH－、负极：CH4＋10 OH――8e－＝CO32－＋7H2O。
16． 2H＋＋ NO3-+e－=== NO2↑+H2O Mg Al+ 4OH- -3 e－ == AlO2- +2H2O 0.36 b C2H5OH+16OH--12e－===2CO32-+11H2O
【解析】(1)Al、Cu、浓硝酸构成的原电池，金属Al发生钝化，为正极；金属Cu被氧化为负极，电池的总反应为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 +2NO2↑+2H2O，离子方程式为Cu+4H++2NO3-=Cu2+ +2NO2↑+2H2O，负极上Cu失去电子，则电池反应的离子反应为Cu-2e-= Cu2+，用总反应减去负极反应，得正极反应为2H＋＋ NO3-+e－=== NO2↑+H2O，故答案为：2H＋＋ NO3-+e－=== NO2↑+H2O；
(2)Al、Mg、NaOH溶液可构成原电池，Al为负极，Mg为正极，正极上水中的氢离子得到电子，负极上Al失去电子生成偏铝酸根离子，负极反应式为Al+ 4OH- -3 e－ == AlO2- +2H2O，标准状况下448 mL氢气的物质的量为=0.02mol，转移电子0.04mol，消耗的电极铝的质量为×27g/mol= 0.36g，故答案为：Mg； Al+ 4OH- -3 e－ == AlO2- +2H2O ；0.36；
(3)乙醇(C2H5OH)为燃料，具有还原性，通入乙醇的电解为负极，延长应通入b电极，乙醇被氧化生成碳酸根离子和水，电极反应式为C2H5OH+16OH--12e－===2CO32-+11H2O，故答案为：b；C2H5OH+16OH--12e－===2CO32-+11H2O。
点睛：本题考查原电池原理，为高频考点，把握图中装置的分析及原电池的工作原理为解答的关键，侧重电极、电极反应、转移电子的考查，注意(1)(2)中不能直接利用金属活泼性判断负极，应从氧化还原反应的角度考虑。
17．（1）△H <0 N2+6H++6e—=2NH3
（2）2 0.36
（3）①0.3 ②346 ③升高
18．NaOHFe3Fe3O4+28 H++9Fe3++NO↑+14H2O3Fe(s)+2O2 (g)Fe3O4(s) ΔH=−2a kJ/molN2+6H++6e−2NH3
【解析】
(1)A、B、C、E中均有钠元素，根据B的用途可猜想出B为NaHCO3，X为C(碳)，能与CO2反应生成NaHCO3的物质可能是Na2CO3或NaOH，但A、B之间能按物质的量之比为1∶1反应，则A是NaOH，E为Na2CO3，能与NaHCO3反应放出无色无味的气体，且这种物质中含有钠元素，则C只能为Na2O2，D为O2，结合题设条件可知F为Fe，G为Fe3O4。
(2)Na2O2中Na+与以离子键结合，中O原子与O原子以共价键结合，其电子式为。
(3)Fe3O4中含有Fe2+和Fe3+，Fe2+被稀HNO3氧化为Fe3+，反应的离子方程式为：3Fe3O4+28 H++9Fe3++NO↑+14H2O。
(4)D→G反应为3Fe+2O2Fe3O4，转移4 mol电子时释放出a kJ热量，则转移8 mol电子放出2a kJ热量，则其热化学反应方程式为：3Fe(s)+2O2(g)Fe3O4(s) ΔH=−2a kJ/mol。
(5)N2在阴极上得电子发生还原反应生成NH3：N2+6H++6e−2NH3。
19． S2－ O2－ Na＋ 极性键和离子键 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑ H2－2e－＋2OH－===2H2O ②③
【解析】由题中信息可知，A和C可形成两种常见的液态化合物分别为水和双氧水，所以A为H、C为O；；B、C和E在周期表中相邻，且C、E同主族，所以B为N、E为S。B、C原子的最外层电子数之和等于D原子的核外电子数，A和D原子的最外层电子数相同，所以D为Na.所以A、B、C、D、E分别为H、N、O、Na、S等5种元素。
（1）C、D、E三种原子对应的离子中，硫离子有3个电子层，所以半径最大；氧离子和钠离子有2个电子层，核电荷数较小的半径较大，所以半径由大到小的顺序是S2－>O2－>Na＋，由A、B、C三种元素按原子个数比4∶2∶3组成的化合物是硝酸铵（NH4NO3）所含的化学键类型有离子键 、 极性键 ；
（2）地壳中含量最高的金属元素的单质铝，它与 D的最高价氧化物对应水化物氢氧化钠的溶液反应的离子方程式为：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑；
（3）A、C两元素的单质与KOH溶液组成的燃料电池，其负极上氢气发生氧化反应，反应式为：H2－2e－＋2OH－===2H2O；
（4）A是一个恒压密闭容器，若在A中充入1 mol O2和2 molSO2，发生的可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)是一个气体分子数减少的反应，所以气体的密度和各组分的浓度是变化量，变化量不变时为平衡状态，所以可以作为判断该反应达到平衡的标志的为 ②（ 容器内混合气体的密度不随时间变化）和③ （各组分浓度不再变化）；①压强一直不变，所以不能作为平衡状态的标志；④ 单位时间内消耗a mol O2同时生成2a mol SO3，描述的都是正反应速率，不能说明正反应速率和逆反应速率相等，所以不是平衡状态的标志。
20．（1）溶解 （2）坩埚，C(碳) （3）二氧化锰（MnO2） 2H2O22H2O+O2↑
（4）加入浓氢氧化钠溶液并加热，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口附近，试纸变蓝色
（5）
正极方程式：Cu2+ + 2e- = Cu
【解析】
试题分析：（1） 普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质。把混合物加入水中搅拌使NH4Cl、ZnCl2等容易溶解的物质充分溶解，而MnO2不能溶解于水。以便于混合物的分离。因此操作①的名称是溶解。（2）操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、坩埚、泥三角和三脚架；操作③灼烧滤渣中的黑色固体时，产生一种无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测灼烧前的滤渣中存在的物质含有碳单质。将黑色固体放入盛有过氧化氢的水溶液中，看到产生大量的气体。该操作④的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑（4）检验铵根离子 NH4+的方法是取少许滤液于试管加入浓氢氧化钠溶液并加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口附近，试纸变为蓝色，证实滤液中含有NH4+。（5）证明Cu、Zn活动性强弱的实验装置图碱答案。其中正极电极式为Cu2+ + 2e- = Cu；负极电极式为Zn-2e-=Zn2+。
考点：考查普通锌锰电池的黑色物质成分的确定及Zn、Cu活动性强弱的比较的实验设计的知识。
21． A 阴 2H＋＋2e－=H2↑(或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－) 从右向左 滤纸上有红褐色斑点产生(答出“红褐色斑点”或“红褐色沉淀”即可) 增大 Fe－6e－＋8OH－=FeO42－＋4H2O 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 0.28 2FeO42－＋6e－＋5H2O=Fe2O3＋10OH－
【解析】(1)在保证电极反应不变的情况下，仍然是锌作负极，则正极材料必须是不如锌活泼的金属或导电的非金属，铝是比锌活泼的金属，所以不能代替铜，故选A；
(2)N电极连接原电池负极，所以是电解池阴极，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-═H2↑+2OH-)，故答案为：2H++2e-═H2↑(或2H2O+2e-═H2↑+2OH-)；
(3)原电池放电时，阴离子向负极移动，所以硫酸根从右向左移动，电解池中，阴极上氢离子得电子生成氢气，阳极上铁失电子生成亚铁离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧气氧化生成氢氧化铁，所以滤纸上有红褐色斑点产生，故答案为：从右向左，滤纸上有红褐色斑点产生；
(4)电解过程中，阴极上氢离子放电生成氢气，则阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子溶液，溶液呈碱性，溶液的pH增大，故答案为：增大；
(5)铁是活泼金属，电解池工作时，阳极上铁失电子发生氧化反应，氢氧根离子失电子发生氧化反应，所以发生的电极反应式为：Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O和4OH--4e-═2H2O+O2↑，故答案为：Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O；4OH--4e-═2H2O+O2↑；
(6)X电极上析出的是氢气，Y电极上析出的是氧气，且Y电极失电子进入溶液，设铁质量减少为xg，根据转移电子数相等有： ×2＝×4+×6，x=0.28，故答案为：0.28g；
(7)正极上高铁酸根离子得电子发生还原反应，反应方程式为2FeO42-+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-，故答案为：2FeO42-+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-。
点睛：本题考查了原电池和电解池原理，注意：电解池中如果活泼金属作阳极，则电解池工作时阳极材料失电子发生氧化反应，为易错点。
22．(1) 2 H2－4 e－ + 4 OH－＝4 H2O (2) O2+4e－+ 4 H＋ ＝ 2 H2O 18 g
（3）H2和O2的物质的量分别为：0. 15 mol， 0.075 mol
【解析】（1）负极失去电子，所以电极反应式为2 H2－4 e－ + 4 OH－＝4 H2O。
（2）正极得到电子，所以氧气在正极通入，电极反应式为O2+4e－+ 4 H＋ ＝ 2 H2O。每生成1mol水就转移2mol电子，所以是的质量是18g。
（3）考查电解池的有关计算。
阴极生成气体，说明铜离子全部析出，所以反应中转移电子是1mol/L×0.1L×2＋1.12L÷22.4L/mol×2＝0.3mol。
设消耗H2和O2的物质的量分别为x、y，则根据电子得失守恒可知
2H2 + O2 2H2O 4e—
2mol 1mol 4mol
x y 0.3mol
解得：x=0. 15 mol y=0.075 mol
23．① 9.75 g；② 0.3 mol；③ 0.75 mol/L ④ 0.3 mol•L-1•min-1
【解析】
试题分析：①铜片、锌片和稀硫酸组成的原电池中，金属锌为负极，电极反应为：Zn－2e－＝Zn2+。金属铜为正极，电极反应为：2H+＋2e－＝H2↑，当在铜片上放出3.36L（标准状况）即0.15mol的H2时，转移电子为0.3mol，在负极消耗金属锌为0.15mol，质量为0.15mol×65g/mol＝9.75g。
③氢气的物质的量是0.15mol，则根据氢原子守恒可知，200mL稀硫酸中硫酸的物质的量为0.15mol，乙醇稀硫酸的物质的量浓度c＝0.15mol÷0.2L＝0.75mol/L。
④反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，则用H+表示该反应的平均速率＝＝0.3 mol•L-1•min-1。
考点：考查原电池原理的有关判断、应用和计算
点评：该题是中等难度的试题，主要是考查学生对原电池原理的熟悉了解程度，有利于培养学生的规范答题能力。根据原电池的工作原理书写电极反应并根据电极反应进行计算是考试的热点，需要重点掌握并能灵活运用。
一、单选题（每小题只有一个正确答案）
1．如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是（ ）
A． a为负极、b为正极 B． a为阳极、b为阴极
C． 电解过程中，氯离子浓度不变 D． 电解过程中，d电极质量增加
2．下列说法错误的是（ ）
A、①能组成Zn，Cu原电池 B、①能证明Zn，Cu金属活动性强弱
C、②能证明酸性：HCl＞H2CO3＞H2SiO3 D、②能证明非金属性：Cl＞C＞Si
3．现有一装置如右图所示(G表示电流计)，下列有关说法不正确的是( )
A． 该装置将化学能转化为电能 B． Zn是负极，发生还原反应
C． 电子由锌片通过导线流向铜片 D． 铜片上发生的反应为 2H＋＋2e－===H2↑
4．某工业废气中的SO2经如下图中的两个循环可分别得到S和H2SO4，假设循环I、II处理等质量的SO2。下列说法正确的是（ ）
A． “反应1”和“电解”中的氧化产物分别是ZnFeO3.5和MnO2
B． “反应2”和“吸收”中的SO2均起还原剂的作用
C． 铁网或石墨均可作为循环II中电解过程中的阳极材料
D． 循环I、II中理论上分别得到S和H2SO4的物质的量比为1∶1
5．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，不能形成原电池的是（ ）
A． A B． B C． C D． D
6．下列叙述不正确的是（ ）
A．金属腐蚀的本质是金属原子失去电子而被氧化
B．钢铁吸氧腐蚀的正极反应是：O2+4e-+2H2O=4OH-
C．将地下钢管与直流电源的正极相连，用来保护钢管
D．氢氧燃料电池中，氢气在负极发生氧化反应
7．下列说法正确的是（ ）
A．铜和铁与FeCl3溶液构成的原电池中：Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
B．铁上镀锌时阴极析出6.5g锌，溶液中减少Zn2+数为0.1mol
C．在反应:4CuS + 5O2 = 2Cu2O + 4SO2中CuS既是氧化剂又是还原剂
D．生铁与浓H2SO4加热反应可产生SO2和CO2气体
8．现有一个碳酸盐燃料电池，以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。以煤气(CO、H2)直接作燃料，其工作原理如下图所示。下列说法不正确的是( )
A． B电极为正极
B． CO32-移向A电极
C． A极的电极反应式为CO+H2+2CO32-+4e-=3CO2+H2O
D． B极的电极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32-
9．下图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液，下列实验现象中正确的是( )
A． 逸出气体的体积，a电极的小于b电极的
B． 一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C． a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D． a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
10．可从铅蓄电池中回收铅，实现铅的再生。在工艺中得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液后生成Pb，如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A． 阳极区会有气泡冒出，产生O2
B． 一段时间后，阳极附近pH明显增大
C． 阴极的电极反应方程式为PbCl42−+ 2e− Pb + 4Cl－
D． Na2PbCl4浓度下降后可在阴极区加入PbO，实现电解液的继续使用
11．某充电宝锂离子电池的总反应为：xLi + Li1-xMn2O4 LiMn2O4，某手机镍氢电池总反应为：NiOOH + MH M+ Ni(OH)2（M为储氢金属或合金），有关上述两种电池的说法不正确的是： （ ）
A． 锂离子电池放电时Li+向正极迁移
B． 镍氢电池放电时，正极电极反应式：NiOOH+H2O +e－==Ni(OH)2+OH－
C． 上图表示用锂离子电池给镍氢电池充电
D． 锂离子电池充电时，阴极的电极反应式： LiMn2O4—xe－== Li1-xMn2O4+ xLi+
12．下图为直流电源，Ⓑ为浸透饱和碘化钾溶液和淀粉溶液的滤纸，Ⓒ为电镀槽。接通电路后发现Ⓑ上的d点显蓝色。为实现铁上镀锌，接通后，使c、d两点短路。下列叙述不正确的是（ ）
A． f电极为锌板 B． c极发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
C． a为直流电源的正极 D． e极发生氧化反应
二、填空题
13．碳、氮元素及其化合物与人类的生产生活密切相关。试回答下列有关问题：
NH3极易溶于水，其水溶液俗称氨水。用水稀释0.1mol·L—1的氨水，溶液中随着水量的增加而减小的是_____________（填序号）
（2）标准状况下，将1.12LCO2通入100mL1mol·L—1的NaOH溶液中，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为_________________________________________________；
①c（OH—）=2c（H2CO3）+______________________________________________；
②c（H+）+c（Na+）=___________________________________________________。
（3）甲烷燃料电池中发生的化学反应为：CH4+2O2=CO2+2H2O，该电池的电解质溶液为H2SO4溶液，则原电池工作时电解质溶液中向正极移动的离子是_____________。
14．全矾液流电池是一种新型电能储存和高效转化装置，其电解质溶液为VOSO4溶液，该电解质溶液可通过下列方法制取：将18.2gV2O5和30mL浓H2SO4加入到40mL水中，并在充分搅拌下在水浴上加热20min。向溶液中加水稀释至375mL，通SO2至悬浮液变成深蓝色溶液。将此溶液蒸发浓缩至原体积的五分之一，通入足量的CO2。再将溶液煮沸后，用稀释至1000mL，全矾液流电池的工作原理为：
（1）通入SO2发生反应的化学方程式为______________________。
（2）通入CO2的目的是_________________________。
（3）全矾液流电池充电时，阳极的电极反应式为____________________。
（4）某溶液中含有VO2+、Cr2O32—，现向此溶液中滴入29.00mL0.1mol/L的FeSO4溶液，恰好使VO2+→VO2+，Cr2O32—→ Cr3+。再滴入2.00mL，0.020mol/LKMnO2溶液，又恰好使VO2+→VO2+,而Cr3+不变,试求溶液中Cr的质量(mg) .
15．（1）铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 ；
若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极。
（2）铅蓄电池是常见的化学电源之一，其充电、放电的总反应是：
2PbSO4 + 2H2OPb + PbO2 + 2H2SO4
铅蓄电池放电时， （填物质名称）在负极发生反应。放电过程中硫酸浓度由5mol/L下降到 4mol/L，电解液体积为2000mL（反应过程溶液体积变化忽略不计）；求放电过程中外电路中转移电子的物质的量为 mol。
（3）有人设计将两根Pt丝作电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入甲烷和氧气而构成燃料电池。则此燃料电池工作时，其电极反应式为：
负极：
正极：
16．如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题：
（1）当电极a为Al，电极b为Cu，电解质溶液为浓硝酸时，正极的电极反应式为：__________________。
（2）当电极a为Al，电极b为Mg，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该电池的正极为________，负极的电极反应式为：__________________ ，当反应中收集到标准状况下448 mL气体时，消耗的电极质量为______________g。
（3）燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所产生的能量直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，乙醇（C2H5OH）为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，则乙醇应通入_____极(填“a”或“b”)，该电极的电极反应式为：________________________ 。
17．氨是生产氮肥、尿素等物质的重要原料。
（1）合成氨反应N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)在一定条件下能自发进行的原因是 。电化学法是合成氨的一种新方法，其原理如图1所示，阴极的电极反应式是 。
（2）氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]对合成尿素[2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)]有影响，恒温恒容时，将总物质的量3 mol的NH3和CO2以不同的氨碳比进行反应，结果如图2所示。a、b线分别表示CO2或NH3的转化率变化，c线表示平衡体系中尿素的体积分数变化。[n(NH3)/ n(CO2)]= 时，尿素产量最大；经计算，图中y= （精确到0.01）。
（3）废水中含氮化合物的处理方法有多种。
①NaClO溶液可将废水中的NH4+转化为N2。若处理过程中产生N20.672 L（标准状况），则需要消耗0.3mol·L-1的NaClO溶液 L。
②在微生物的作用下，NH4+经过两步反应会转化为NO3-，两步反应的能量变化如图3所示。则1 mol NH4+(aq)全部被氧化成NO3-(aq)时放出的热量是 kJ。
③用H2催化还原法可降低水中NO3-的浓度，得到的产物能参与大气循环，则反应后溶液的pH （填“升高”、“降低”或“不变”）。
三、推断题
18．已知A、B、C、E的焰色反应均为黄色，其中B常作食品的膨化剂，A与C按任意比例混合，溶于足量的水中，得到的溶质也只含有一种，并有无色、无味的气体D放出。X为一种黑色固体单质，X也有多种同素异形体，其氧化物之一参与大气循环，为温室气体，G为冶炼铁的原料，G溶于盐酸中得到两种盐。A～H之间有如下的转化关系（部分物质未写出）：
（1）写出物质的化学式：A______________；F______________。
（2）物质C的电子式为______________。
（3）写出G与稀硝酸反应的离子方程式：____________________________。
（4）已知D→G转化过程中，转移4 mol电子时释放出a kJ热量，写出该反应的热化学方程式：____________________________。
（5）科学家用物质X的一种同素异形体为电极，在酸性介质中用N2、H2为原料，采用电解原理制得NH3，写出电解池阴极的电极反应方程式：____________________。
19．A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素，其中仅含有一种金属元素，A和D原子的最外层电子数相同；B、C和E在周期表中相邻，且C、E同主族。B、C原子的最外层电子数之和等于D原子的核外电子数，A和C可形成两种常见的液态化合物。请回答下列问题：
（1）C、D、E三种原子对应的离子半径由大到小的顺序是________________ (填离子符号)，由A、B、C三种元素按原子个数比4∶2∶3组成的化合物所含的化学键类型有______________（选填“离子键”、“极性键”、“非极性键”）；
（2）地壳中含量最高的金属元素的单质与 D的最高价氧化物对应水化物的溶液反应，其离子方程式为：______________________________________________________；
（3）A、C两元素的单质与KOH溶液组成的燃料电池，其负极反应式为：______________________________；
（4）可逆反应2EC2(g)＋C2(g) 2EC3(g)在一密闭容器A中进行，A容器中有一个可上下移动的活塞 (如右图所示)，若在A中充入1 mol C2和2 mol EC2，下列可以作为判断该反应达到平衡的标志的为__________（选填序号）。
① 容器内混合气体的总压强不随时间变化
② 容器内混合气体的密度不随时间变化
③ 各组分浓度不再变化
④ 单位时间内消耗a mol C2同时生成2a mol EC3
四、实验题
20．某同学在探究废干电池内的黑色固体回收利用时，进行如图所示实验：
查阅教材可知，普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质。请回答以下问题：
（1） 操作①的名称是 ；
（2）操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、 、泥三角和三脚架；操作③灼烧滤渣中的黑色固体时，产生一种无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测灼烧前的滤渣中存在的物质有 。
（3）往操作④的试管中加入操作③灼烧后所得黑色固体，试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体，据此可初步认定灼烧后的黑色固体为 , 操作④相关的化学方程式为 。
（4）该同学要对滤液的成分进行检验，以确认是否含有NH4+，该同学取少许滤液于试管中， 。 (填写操作与现象)，则证实滤液中含有NH4+。
（5）该同学利用在废旧干电池中回收的Zn片和石墨电极，设计一个原电池实验，比较铜与锌的金属活动性强弱。
限用材料：铜片、锌片、石墨电极、稀硫酸、CuSO4溶液、ZnSO4溶液；
限用仪器：直流电源、电流计、导线、烧杯、试管、盐桥等中学化学常见的药品和仪器
请画出实验装置图，并作相应标注，同时写出正极方程式
21．某课外小组分别用图中所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。
请回答：
Ⅰ.用甲图装置进行第一组实验。
（1）在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu作电极的是________(填序号)。
A．铝 B．石墨 C．银 D．铂
（2）N极为_______（填 “正” “负” “阴” “阳”）电极，发生反应的电极反应式为__________。
（3）实验过程中，SO42－________(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.用乙图装置进行第二组实验。实验过程中，观察到与第一组实验不同的现象：两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料得知，高铁酸根离子(FeO)在溶液中呈紫红色，且需碱性环境才可产生。
（4）电解过程中，X极区溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
（5）电解过程中，Y极发生的电极反应为_______________和____________________。
（6）若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积)，则Y电极(铁电极)质量减少________g。
（7）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为2K2FeO4＋3Zn===Fe2O3＋ZnO＋2K2ZnO2。该电池正极发生的反应的电极反应式为__________________________________。
五、计算题
22．氢氧燃料电池是将H2通入负极，O2通入正极而发生电池反应的，其能量转换率高。
（1）若电解质溶液为KOH，负极反应为_________________________________________
（2）若电解质溶液为硫酸，其正极反应为________________ ，若在常温下转移2mol电子，可产生水质量为_________g。
（3）若用氢氧燃料电池电解由NaCl和CuSO4组成的混合溶液，其中c（Na+）=3c（Cu2+）=3mol·L—1，取该混合液100mL用石墨做电极进行电解，通电一段时间后，在阴极收集到1.12L （标准状况）气体。此时氢氧燃料电池中消耗H2和O2的物质的量各是多少？（写出计算过程）（保留2位小数）
23．在由铜片、锌片和200 mL稀硫酸组成的原电池中，若锌片只发生电化学腐蚀，当在铜片上放出3.36 L（标准状况）的H2时，硫酸恰好用完，则：
① 产生这些气体消耗的锌的质量是多少？② 通过导线的电子的物质的量是多少？
③ 原稀硫酸的物质的量浓度是多少？④ 若整个反应用时5分钟,则用H+表示该反应的平均速率为多少?
参考答案
1．D
【解析】
A．由电流方向可知a为正极，b为负极，A错误；B．a、b为电源的两极，为正极、负极，B错误；C．电解时阳极发生氧化反应，氯离子被氧化生成氯气，则氯离子浓度降低，C错误；D．阴极发生还原反应，铜离子被还原生成铜，则d电极质量增加，D正确，答案选D。
2．D
【解析】
试题分析：A、根据装置图可知①是原电池，其中锌的金属性强，作负极，铜是正极，A正确；B、一般活泼的金属作原电池的负极，则①能证明Zn，Cu金属活动性强弱，B正确；C、根据较强酸制备较弱酸原理可知，盐酸能与碳酸钠反应生成CO2，所以盐酸的酸性强于碳酸。生成的CO2通入到硅酸钠溶液中生成硅酸沉淀，说明碳酸的酸性强于硅酸，C正确；D、盐酸是无氧酸，不是氯元素的最高价氧化物对应的水化物，所以不能据此说明氯元素的非金属性强于碳元素，D错误，答案选D。
考点：考查原电池、非金属性强弱比较
3．B
【解析】A、该装置是原电池，原电池是把化学能转变为电能的装置，选项A正确；B、该原电池中，较活泼的金属锌作负极，负极上锌失去电子发生氧化反应，选项B不正确；C、原电池放电时，负极上失去电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电子从负极沿导线流向正极，电流从正极沿导线流向负极锌，选项C正确；D、铜片作为正极，发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑，选项D正确。答案选B。
4．D
【解析】
【分析】
本题考查了氧化还原反应原理，还原剂判断，电极材料选取和工业流程图分析。
【详解】
A. 由图可知，“反应1”是ZnFeO4与H2反应生成ZnFeO3.5，ZnFeO4化合价降低，发生还原反应，还原产物是ZnFeO3.5；“电解”是硫酸锰电解生成硫酸和二氧化锰，硫酸锰发生氧化反应，氧化产物是MnO2，A错误；
B. “反应2”中二氧化硫转化为硫单质，SO2发生还原反应，是氧化剂；“吸收”中SO2转化为硫酸根，发生氧化反应，是还原剂，B错误；
C. 金属作为循环II中电解过程中的阳极材料时，参与电解反应，故不能用铁丝，C错误；
D. 由于二氧化硫转化为硫单质或硫酸根，根据S守恒可知，n（S）=n（H2SO4），D正确。
答案为D。
5．D
【解析】构成原电池的条件为：①两个活动性的材料作电极；②要有电解质溶液；③要形成闭合回路；④能自发发生氧化还原反应；A正确，B正确，C正确，D错误，不能形成闭合回路；正确选项D。
6．C
【解析】
试题分析：A、金属腐蚀的本质是金属原子在负极上失去电子而被氧化的过程，故A正确；B、钢铁吸氧腐蚀的正极是氧气发生得电子的还原反应，电极反应是：O2+4e-+2H2O=4OH-，故B正确；C、将地下钢管与电源负极相连，作电解池的阴极被保护，能防止钢铁锈蚀，故C错误；D、氢氧燃料电池中，在负极上是燃料发生氧化反应的过程，故D正确；故选C。
【考点定位】考查金属的电化学腐蚀与防护
【名师点晴】本题考查学生金属的腐蚀和防护知识以及燃料电池的工作原理知识。关于金属的电化学腐蚀需要掌握以下规律：1、对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。2．活动性不同的两金属：活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀越快。3．对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度越高，腐蚀越快。4．电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。5．对于不同氧化剂来说，氧化性越强，金属腐蚀越快。反之，防腐措施由好到差的顺序为：外接电源的阴极保护法防腐＞牺牲阳极的阴极保护法防腐＞有一般防护条件的防腐＞无防护条件的防腐。
7．CD
【解析】
试题分析：A．铜和铁与FeCl3溶液构成的原电池中，由于活动性Fe>Cu.所以电池反应是Fe+2 Fe3+ = 3Fe2+.。错误。B. 铁上镀锌时阳极是镀层金属，镀件作阴极。当阴极析出6.5g锌，在阳极就会溶解Zn6.5g.因此溶液中Zn2+数基本不变。错误。C.在反应:4CuS + 5O2 = 2Cu2O + 4SO2中CuS的Cu化合价降低，得到电子，所以CuS作氧化剂，S失去电子，化合价升高，所以CuS作还原剂。因此CuS既是氧化剂又是还原剂.正确。D.生铁中含有杂质C，所以生铁与浓H2SO4加热反应可产生SO2和CO2气体。正确。
考点：考查氧化还原反应的应该知识。
8．C
【解析】
【分析】
该燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为CO+H2-4e-+2CO32- =3CO2+H2O，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2CO2+O2+4e-=2CO32-，据此分析解答。
【详解】
A．B电极是正极，A是负极，A正确。
B．A是负极，阴离子CO32-移向负极，B正确。
C．A极的电极反应式为CO+H2-4e-+2CO32- =3CO2+H2O，C错误。
D．B极的电极反应式正确，D正确。本题选C。
9．D
【解析】试题分析：根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，溶液中的阴离子SO42-、OH－移向阳极b极，在b极上OH－放电，产生O2，b极附近c(H＋)>c(OH－)，石蕊试液变红。溶液中的阳离子Na＋、H＋移向阴极a极，在a极H＋放电产生H2，a极附近c(OH－)>c(H＋)，石蕊试液变蓝。根据同一闭合回路中电子转移数目相等可知反应产生的氧气与氢气的体积关系是：V(H2)=2V(O2)，所以产生的气体体积a电极的大于b电极的；两种气体均为无色无味的气体。A、B、C均错误，D选项正确。
考点：考查电解原理的应用的知识。
10．B
【解析】A、阳极2H2O－4e−=4H＋＋O2，阳极区会有气泡冒出，产生O2，故A正确；B、阳极2H2O－4e−=4H＋＋O2，一段时间后，阳极附近氢离子浓度增大，pH明显减小，故B错误；C、阴极的电极反应是发生还原反应，元素化合价降低，阴极的电极反应方程式为PbCl42−+ 2e− Pb + 4Cl－，故C正确；D. 阴极电解一段时间后溶液为HCl和NaCl的混合溶液，根据题意“将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液”继续向阴极区加PbO粗品可恢复其浓度且实现物质的循环利用，故D正确；故选B。
11．D
【解析】
试题分析：A、放电时，相当于原电池，则阳离子向正极移动，正确；B、镍氢电池放电时，正极发生还原反应，元素的化合价降低，则NiOOH得到电子生成氢氧化镍，正确；C、根据装置图中的电极材料可知，左图是锂离子电池的放电反应，上图是镍氢电池的充电反应，所以表示用锂离子电池给镍氢电池充电，正确；D、锂离子电池充电时，阴极发生还原反应，所以锂离子得到电子生成Li单质，错误，答案选D。
考点：考查电化学反应原理的应用
12．A
【解析】依据c点显红色，可判断出c极发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑，选项B正确；故c点连接的b极为直流电源的负极，a极为直流电源的正极，选项C正确；依次确定e极为阳极、发生氧化反应，选项D正确；f极为阴极、发生还原反应，则铜片作阳极、铁片作阴极，f电极为铁片，选项A不正确。答案选A。
13．（1）b、d（2分，答对1个得1分，答错1个得0分）
（2）c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+）（2分）
①c（H+）+c（HCO3-）（2分）
②2c（CO2-3）+（HCO3-）+c（OH-）（2分）
（3）H+（2分）
14． （1）SO2+V2O5+H2SO4=VOSO4+H2O；或者V2O5+H2SO4=（VO2）2SO4+H2O，（VO2）2SO4+SO2=2VOSO4； （2）除去溶液中没有反应的SO2气体； （3）VO2++H2O-e-=VO2++H+
【解析】（1）SO2中的硫是+4价，既有氧化性，又有还原性，V2O5中的V元素是+5价，具有氧化性，V2O5与硫酸混合发生：V2O5+H2SO4=（VO2）2SO4+H2O，（VO2）2SO4+SO2=2VOSO4，所以在酸性条件下V2O5与SO2两者反应生成VOSO4，反应的化学方程式：SO2+V2O5+H2SO4=VOSO4+H2O， 正确答案：SO2+V2O5+H2SO4=VOSO4+H2O；或者V2O5+H2SO4=（VO2）2SO4+H2O，（VO2）2SO4+SO2=2VOSO4；
（2）深蓝色溶液溶解了没有反应的SO2气体，通入CO2气体，降低SO2气体的溶解度，CO2气体的逸出也带动SO2气体从溶液中逸出，加热煮沸除去CO2气体，所以通入CO2气体的作用：除去溶液中没有反应的SO2气体，正确答案：除去溶液中没有反应的SO2气体；
（3）根据充电电池的总反应式：，充电时阳极失去电子发生氧化反应，化合价升高，所以，阳极的电极反应式：VO2++H2O-e-=VO2++H+，正确答案：VO2++H2O-e-=VO2++H+；
（4）VO2+、Cr2O3具有氧化性，将Fe2+氧化为Fe3+，VO2+ →VO2+，Cr2O3→ Cr3+,KMnO4将VO2+氧化为VO2+ ，所以整个反应过程中，Fe2+失去电子，Cr2O3和KMnO4得到电子，
设溶液中铬元素的质量为xg
根据得失电子守恒得：29ml×10-3×0.1mol·L-1×（3-2）=x÷52g·mol-1×（6-3）+2ml×10-3×0.02mol·L-1×（7-2），x=0.0468g=46.8mg，m（Cr）=46.8mg，正确答案：46.8mg。
15．（1）2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋
（2）铅 2 （3）CH4＋10 OH――8e－＝CO32－＋7H2O 2O2＋8e－＋4H2O＝8OH－
【解析】（1）铁离子的具有氧化性，能氧化铜，方程式为2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋。根据方程式可知，铜失去电子，所以铜是负极，电解质溶液是氯化铁溶液。所以装置图为。
（2）放电相当于原电池，充电相当于电解池。原电池中负极失去电子，发生氧化反应，所以根据方程式可判断，铅是负极，在负极发生反应。根据方程式可知，每消耗2mol硫酸，反应中就转移2mol电子。消耗硫酸是（5mol/L－4mol/L）×2.0mol=2.0mol，所以转移电子是2mol。
（3）在氢氧燃料电池，氢气在负极通入，氧气在正极通入。由于电解质是氢氧化钾溶液，所以正负极的电极反应式分别是正极：2O2＋8e－＋4H2O＝8OH－、负极：CH4＋10 OH――8e－＝CO32－＋7H2O。
16． 2H＋＋ NO3-+e－=== NO2↑+H2O Mg Al+ 4OH- -3 e－ == AlO2- +2H2O 0.36 b C2H5OH+16OH--12e－===2CO32-+11H2O
【解析】(1)Al、Cu、浓硝酸构成的原电池，金属Al发生钝化，为正极；金属Cu被氧化为负极，电池的总反应为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 +2NO2↑+2H2O，离子方程式为Cu+4H++2NO3-=Cu2+ +2NO2↑+2H2O，负极上Cu失去电子，则电池反应的离子反应为Cu-2e-= Cu2+，用总反应减去负极反应，得正极反应为2H＋＋ NO3-+e－=== NO2↑+H2O，故答案为：2H＋＋ NO3-+e－=== NO2↑+H2O；
(2)Al、Mg、NaOH溶液可构成原电池，Al为负极，Mg为正极，正极上水中的氢离子得到电子，负极上Al失去电子生成偏铝酸根离子，负极反应式为Al+ 4OH- -3 e－ == AlO2- +2H2O，标准状况下448 mL氢气的物质的量为=0.02mol，转移电子0.04mol，消耗的电极铝的质量为×27g/mol= 0.36g，故答案为：Mg； Al+ 4OH- -3 e－ == AlO2- +2H2O ；0.36；
(3)乙醇(C2H5OH)为燃料，具有还原性，通入乙醇的电解为负极，延长应通入b电极，乙醇被氧化生成碳酸根离子和水，电极反应式为C2H5OH+16OH--12e－===2CO32-+11H2O，故答案为：b；C2H5OH+16OH--12e－===2CO32-+11H2O。
点睛：本题考查原电池原理，为高频考点，把握图中装置的分析及原电池的工作原理为解答的关键，侧重电极、电极反应、转移电子的考查，注意(1)(2)中不能直接利用金属活泼性判断负极，应从氧化还原反应的角度考虑。
17．（1）△H <0 N2+6H++6e—=2NH3
（2）2 0.36
（3）①0.3 ②346 ③升高
18．NaOHFe3Fe3O4+28 H++9Fe3++NO↑+14H2O3Fe(s)+2O2 (g)Fe3O4(s) ΔH=−2a kJ/molN2+6H++6e−2NH3
【解析】
(1)A、B、C、E中均有钠元素，根据B的用途可猜想出B为NaHCO3，X为C(碳)，能与CO2反应生成NaHCO3的物质可能是Na2CO3或NaOH，但A、B之间能按物质的量之比为1∶1反应，则A是NaOH，E为Na2CO3，能与NaHCO3反应放出无色无味的气体，且这种物质中含有钠元素，则C只能为Na2O2，D为O2，结合题设条件可知F为Fe，G为Fe3O4。
(2)Na2O2中Na+与以离子键结合，中O原子与O原子以共价键结合，其电子式为。
(3)Fe3O4中含有Fe2+和Fe3+，Fe2+被稀HNO3氧化为Fe3+，反应的离子方程式为：3Fe3O4+28 H++9Fe3++NO↑+14H2O。
(4)D→G反应为3Fe+2O2Fe3O4，转移4 mol电子时释放出a kJ热量，则转移8 mol电子放出2a kJ热量，则其热化学反应方程式为：3Fe(s)+2O2(g)Fe3O4(s) ΔH=−2a kJ/mol。
(5)N2在阴极上得电子发生还原反应生成NH3：N2+6H++6e−2NH3。
19． S2－ O2－ Na＋ 极性键和离子键 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑ H2－2e－＋2OH－===2H2O ②③
【解析】由题中信息可知，A和C可形成两种常见的液态化合物分别为水和双氧水，所以A为H、C为O；；B、C和E在周期表中相邻，且C、E同主族，所以B为N、E为S。B、C原子的最外层电子数之和等于D原子的核外电子数，A和D原子的最外层电子数相同，所以D为Na.所以A、B、C、D、E分别为H、N、O、Na、S等5种元素。
（1）C、D、E三种原子对应的离子中，硫离子有3个电子层，所以半径最大；氧离子和钠离子有2个电子层，核电荷数较小的半径较大，所以半径由大到小的顺序是S2－>O2－>Na＋，由A、B、C三种元素按原子个数比4∶2∶3组成的化合物是硝酸铵（NH4NO3）所含的化学键类型有离子键 、 极性键 ；
（2）地壳中含量最高的金属元素的单质铝，它与 D的最高价氧化物对应水化物氢氧化钠的溶液反应的离子方程式为：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑；
（3）A、C两元素的单质与KOH溶液组成的燃料电池，其负极上氢气发生氧化反应，反应式为：H2－2e－＋2OH－===2H2O；
（4）A是一个恒压密闭容器，若在A中充入1 mol O2和2 molSO2，发生的可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)是一个气体分子数减少的反应，所以气体的密度和各组分的浓度是变化量，变化量不变时为平衡状态，所以可以作为判断该反应达到平衡的标志的为 ②（ 容器内混合气体的密度不随时间变化）和③ （各组分浓度不再变化）；①压强一直不变，所以不能作为平衡状态的标志；④ 单位时间内消耗a mol O2同时生成2a mol SO3，描述的都是正反应速率，不能说明正反应速率和逆反应速率相等，所以不是平衡状态的标志。
20．（1）溶解 （2）坩埚，C(碳) （3）二氧化锰（MnO2） 2H2O22H2O+O2↑
（4）加入浓氢氧化钠溶液并加热，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口附近，试纸变蓝色
（5）
正极方程式：Cu2+ + 2e- = Cu
【解析】
试题分析：（1） 普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质。把混合物加入水中搅拌使NH4Cl、ZnCl2等容易溶解的物质充分溶解，而MnO2不能溶解于水。以便于混合物的分离。因此操作①的名称是溶解。（2）操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、坩埚、泥三角和三脚架；操作③灼烧滤渣中的黑色固体时，产生一种无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测灼烧前的滤渣中存在的物质含有碳单质。将黑色固体放入盛有过氧化氢的水溶液中，看到产生大量的气体。该操作④的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑（4）检验铵根离子 NH4+的方法是取少许滤液于试管加入浓氢氧化钠溶液并加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口附近，试纸变为蓝色，证实滤液中含有NH4+。（5）证明Cu、Zn活动性强弱的实验装置图碱答案。其中正极电极式为Cu2+ + 2e- = Cu；负极电极式为Zn-2e-=Zn2+。
考点：考查普通锌锰电池的黑色物质成分的确定及Zn、Cu活动性强弱的比较的实验设计的知识。
21． A 阴 2H＋＋2e－=H2↑(或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－) 从右向左 滤纸上有红褐色斑点产生(答出“红褐色斑点”或“红褐色沉淀”即可) 增大 Fe－6e－＋8OH－=FeO42－＋4H2O 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 0.28 2FeO42－＋6e－＋5H2O=Fe2O3＋10OH－
【解析】(1)在保证电极反应不变的情况下，仍然是锌作负极，则正极材料必须是不如锌活泼的金属或导电的非金属，铝是比锌活泼的金属，所以不能代替铜，故选A；
(2)N电极连接原电池负极，所以是电解池阴极，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-═H2↑+2OH-)，故答案为：2H++2e-═H2↑(或2H2O+2e-═H2↑+2OH-)；
(3)原电池放电时，阴离子向负极移动，所以硫酸根从右向左移动，电解池中，阴极上氢离子得电子生成氢气，阳极上铁失电子生成亚铁离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧气氧化生成氢氧化铁，所以滤纸上有红褐色斑点产生，故答案为：从右向左，滤纸上有红褐色斑点产生；
(4)电解过程中，阴极上氢离子放电生成氢气，则阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子溶液，溶液呈碱性，溶液的pH增大，故答案为：增大；
(5)铁是活泼金属，电解池工作时，阳极上铁失电子发生氧化反应，氢氧根离子失电子发生氧化反应，所以发生的电极反应式为：Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O和4OH--4e-═2H2O+O2↑，故答案为：Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O；4OH--4e-═2H2O+O2↑；
(6)X电极上析出的是氢气，Y电极上析出的是氧气，且Y电极失电子进入溶液，设铁质量减少为xg，根据转移电子数相等有： ×2＝×4+×6，x=0.28，故答案为：0.28g；
(7)正极上高铁酸根离子得电子发生还原反应，反应方程式为2FeO42-+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-，故答案为：2FeO42-+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-。
点睛：本题考查了原电池和电解池原理，注意：电解池中如果活泼金属作阳极，则电解池工作时阳极材料失电子发生氧化反应，为易错点。
22．(1) 2 H2－4 e－ + 4 OH－＝4 H2O (2) O2+4e－+ 4 H＋ ＝ 2 H2O 18 g
（3）H2和O2的物质的量分别为：0. 15 mol， 0.075 mol
【解析】（1）负极失去电子，所以电极反应式为2 H2－4 e－ + 4 OH－＝4 H2O。
（2）正极得到电子，所以氧气在正极通入，电极反应式为O2+4e－+ 4 H＋ ＝ 2 H2O。每生成1mol水就转移2mol电子，所以是的质量是18g。
（3）考查电解池的有关计算。
阴极生成气体，说明铜离子全部析出，所以反应中转移电子是1mol/L×0.1L×2＋1.12L÷22.4L/mol×2＝0.3mol。
设消耗H2和O2的物质的量分别为x、y，则根据电子得失守恒可知
2H2 + O2 2H2O 4e—
2mol 1mol 4mol
x y 0.3mol
解得：x=0. 15 mol y=0.075 mol
23．① 9.75 g；② 0.3 mol；③ 0.75 mol/L ④ 0.3 mol•L-1•min-1
【解析】
试题分析：①铜片、锌片和稀硫酸组成的原电池中，金属锌为负极，电极反应为：Zn－2e－＝Zn2+。金属铜为正极，电极反应为：2H+＋2e－＝H2↑，当在铜片上放出3.36L（标准状况）即0.15mol的H2时，转移电子为0.3mol，在负极消耗金属锌为0.15mol，质量为0.15mol×65g/mol＝9.75g。
③氢气的物质的量是0.15mol，则根据氢原子守恒可知，200mL稀硫酸中硫酸的物质的量为0.15mol，乙醇稀硫酸的物质的量浓度c＝0.15mol÷0.2L＝0.75mol/L。
④反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，则用H+表示该反应的平均速率＝＝0.3 mol•L-1•min-1。
考点：考查原电池原理的有关判断、应用和计算
点评：该题是中等难度的试题，主要是考查学生对原电池原理的熟悉了解程度，有利于培养学生的规范答题能力。根据原电池的工作原理书写电极反应并根据电极反应进行计算是考试的热点，需要重点掌握并能灵活运用。
相关资料
更多
