第五章化学反应与能量章末综合检测（实战演练）-【高考引领教学】高考化学一轮针对性复习方案（全国通用）

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第五章　化学反应与能量章末综合检测
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共14×3=42分）
1.我国科学家最近发明了一种Zn-PbO2二次电池,电解质分别为K2SO4,、H2SO4,和KOH中的一种,由M和N两种离子交换膜隔开,形成a、b、c三个电解质溶液区域,结构示意图如图所示，下列说法不正确的是（ ）

A.电池放电时,电子由Zn电极经导线流入PbO2电极
B.充电时,PbO2电极的电极反应式为PbSO4+2H2O-2e-═PbO2+4H++SO42-
C.电池放电后b区域的电解质溶液浓度增大
D.阳离子交换膜为图中的N膜,可允许K通过
【答案】D
【解析】A项：放电时,Zn电极为负极,PbO2电极为正极,电子由负极(Zn)经导线流入正极PbO2,A项正确;
B项：充电时,PbO2电极的电极反应式为PbSO4+2H2O-2e═PbO2+4H++SO42-,B项正确;
C项：a区域的电解质为KOH,b区域的电解质为K2SO4,c区域的电解质为H2SO4,M膜是阳离子交换膜,放电时允许K+由a通向b,N膜是阴离子交换膜,放电时允许SO42-由c通向b,b中的电解质K2SO4的浓度增大，C项正确,
D项：,M膜是阳离子交换膜,N膜是阴离子交换膜,D项错误。
2．（宁夏中卫市2022届高三下学期5月联考）科学家对具有广泛应用前景的新型Li−CO2电化学储能系统研究发现，用碳化钼（Mo2C）作Li极催化剂时CO2的放电产物为Li2C2O4，装置如图所示。若用Au和多孔碳作Li极催化剂，则产物为Li2CO3和C。下列说法正确的是（ ）。

A．该电池最好选用Li2C2O4水溶液作为电解质溶液
B．用Mo2C作催化剂时，负极每消耗7gLi，正极消耗11.2LCO2
C．用Au作催化剂时CO2放电的电极反应式为4Li++4e−+3CO2＝2Li2CO3+C
D．生成等物质的量Li2C2O4和Li2CO3消耗CO2的量相同，电路中转移电子数相同
【答案】C
【解析】A项：由于2Li+2H2O＝2LiOH+H2↑，故该电池不能选用Li2C2O4水溶液作为电解质溶液，A错误；
B项：用Mo2C作催化剂时，发生的总反应为：2Li+2CO2＝Li2C2O4，故负极每消耗7gLi，消耗1molCO2，故正极消耗标准状况下1mol×22.4L/mol＝22.4LCO2，且未告知气体是否在标准状况下，无法计算气体的体积，B错误；
C项：用Au作催化剂时，产物为Li2CO3和C，故CO2放电的电极反应式为4Li++4e−+3CO2＝2Li2CO3+C，C正确；
D项：有反应方程式可知，2Li+2CO2＝Li2C2O4，4Li+3CO2＝2Li2CO3+C可知，生成等物质的量Li2C2O4和Li2CO3消耗CO2的量不相同，电路中转移电子数相同，D错误。
3．（2021届高三湖北十一校第二次联考）我国某科研机构设计如图装置，利用K2Cr2O7实现含苯酚废水的有效处理，处理后的废水毒性降低且不引入其它杂质。一段时间后，中间室中NaCl溶液的浓度减小。下列说法中错误的是（ ）。

A．工作时，N极附近溶液pH升高
B．工作时，每转移3mol电子，N极室和M极室质量变化相差65g
C．a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜
D．N电极反应式为Cr2O72－+6e－+7H2O＝2Cr（OH）3↓+8OH－
【答案】B
【解析】A项：本题考查原电池的反应原理、电极反应等电化学知识。放电过程中，M极电极反应为C6H5OH－28e－+11H2O＝6CO2↑+28H+，N极电极反应为Cr2O72－+6e－+7H2O＝2Cr（OH）3↓+8OH－，M极PH升高；A正确
B项：由于该装置的目的是对废水进行有效处理，生成的H+应迁移到中间室，a为阳离子交换膜，生成的OH－应迁移到中间室，与H+反应生成H2O，使NaCl溶液浓度降低，b为阴离子交换膜。每转移3mol电子，M极室减少3molH+和9/14molCO2，共31.3g，N极室减少4molOH－，共68g，因此N极室和M极室质量变化相差36.7g，B错误。
C项：a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜。C正确。
D项：N电极反应式为Cr2O72－+6e－+7H2O＝2Cr（OH）3↓+8OH－；D正确。
4．（2021·全国高考乙卷试题）沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。

下列叙述错误的是
A．阳极发生将海水中的氧化生成的反应
B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的
C．阴极生成的应及时通风稀释安全地排入大气
D．阳极表面形成的等积垢需要定期清理
【答案】D
【解析】海水中除了水，还含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电极电解海水，阳极区溶液中的Cl-会优先失电子生成Cl2，阴极区H2O优先得电子生成H2和OH-，结合海水成分及电解产物分析解答。
A．根据分析可知，阳极区海水中的Cl-会优先失去电子生成Cl2，发生氧化反应，A正确；
B．设置的装置为电解池原理，根据分析知，阳极区生成的Cl2与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生成NaCl、NaClO和H2O，其中NaClO具有强氧化性，可氧化灭杀附着的生物，B正确；
C．因为H2是易燃性气体，所以阳极区生成的H2需及时通风稀释，安全地排入大气，以排除安全隐患，C正确；
D．阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，会使海水中的Mg2+沉淀积垢，所以阴极表面会形成Mg(OH)2等积垢需定期清理，D错误。
故选D。
5．（山东新高考2021届高三第二次模拟）蔥醌（AQDS）是一种具有氧化还原活性的廉价有机分子，蔥醌/碘化铵液流可充电电池（如图）以其环保、价廉、稳定等优点被研究及广泛应用。充电时，AQDS转化为AQDS（NH4）2。下列说法错误的是（ ）。

A．放电时，a极电势高于b极
B．充电时，a极的电极反应式为3I−－2e−＝I3－
C．充电时，电路中每转移1mole−，膜两侧电解液的质量变化差为36g
D．该装置中的阳膜也可以用阴膜代替
【答案】D
【解析】A项：充电时，AQDS转化为AQDS（NH4）2，说明b极为阴极，a极为阳极，则放电时a极为正极，b极为负极。根据分析，放电时，b极为负极，因此b极电势低于a极，故A正确；
B项：充电时，a极为阳极，电极反应式为3I−－2e−＝I3－，故B正确；
C项：充电时，电路中每转移1mol e−，左侧1mol NH4+移动到右侧，膜左侧质量减少18g，右侧质量增加18g，膜两侧电解液的质量变化差为36g，故C正确；
D项：该装置中的阳膜不能用阴膜代替，如果用阴膜代替，铵根离子不能穿过则不能生成AQDS（NH4）2，故D错误。
6．（四川成都2021年高三3月模拟）氨硼烷（NH3·BH3）电池可在常温下工作，装置如图所示。未加入氨硼烷之前，两极室质量相等，电池反应为NH3·BH3+3H2O2＝NH4BO2+4H2O。已知H2O2足量，下列说法正确的是（ ）。

A．正极的电极反应式为2H++2e－＝H2↑
B．电池工作时，H+通过质子交换膜向负极移动
C．电池工作时，正、负极分别放出H2和NH3
D．工作足够长时间后，若左右两极室质量差为1.9g，则电路中转移0.6mol电子
【答案】D
【解析】A项：右侧为正极，H2O2得到电子发生还原反应，电极反应式为H2O2+2H++2e－＝2H2O，故A错误；
B项：放电时，阳离子向正极移动，所以H+通过质子交换膜向正极移动，故B错误；
C项：电池工作时，负极的电极反应式为NH3·BH3+2H2O－6e－＝NH4BO2+6H+，正极电极反应式为3H2O2+6H++6e－＝6H2O，不能放出H2和NH3，故C错误；
D项：未加入氨硼烷之前，两极室质量相等，通入氨硼烷后，负极的电极反应式为NH3·BH3+2H2O－6e－＝NH4BO2+6H+，正极的电极反应式为3H2O2+6H++6e－＝6H2O，假定转移6mol电子，则左室质量增加：31g－6g＝25g，右室质量增加6g，两极室质量相差19g，则理论上转移0.6mol电子，工作一段时间后，左右两极室质量差为1.9g，故D正确。
7．（2022·天津高三一模）微生物电化学产甲烷法是将电化学法和生物还原法有机结合，装置如图所示(左侧CH3COO-转化为CO2和H+，右侧CO2和H+转化为CH4)。有关说法正确的是

A．电源a为负极
B．该技术能助力“碳中和”(二氧化碳“零排放”)的战略愿景
C．外电路中每通过lmol e-与a相连的电极将产生2.8L CO2
D．b电极的反应为：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O
【答案】D
【解析】
电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极上失去电子发生氧化反应，左侧电极上CH3COO-转化为CO2和H+，发生氧化反应，左侧为阳极，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上氧化剂得到电子发生还原反应，右侧CO2和H+转化为CH4；为还原反应，右侧为阴极；
A． 据分析，左侧电极为阳极，则电源a为正极，A错误；
B．电化学反应时，电极上电子数守恒，则有左侧 ，右侧有，二氧化碳不能零排放，B错误；
C． 不知道气体是否处于标准状况，则难以计算与a相连的电极将产生的CO2的体积，C错误；
D． 右侧为阴极区，b电极上发生还原反应，结合图示信息可知，电极反应为：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，D正确；
答案选D。
8.（贵州省遵义市2021届高三下学期3月模拟）中国科学院研发了一种新型钾电池，有望成为锂电池的替代品。该电池的电解质为CF3SO3K溶液，其简要组成如图所示。电池放电时的总反应为2KC14H10+xMnFe（CN）6＝2K1－xC14H10+xK2MnFe（CN）6则下列说法中，正确的是（ ）。

A．放电时，电子从电极A经过CF3SO3K溶液流向电极B
B．充电时，电极A质量增加，电极B质量减少
C．放电时，CF3SO3K溶液的浓度变大
D．充电时，阳极反应为K2MnFe（CN）6－2e－＝2K++MnFe（CN）6
【答案】D
【解析】A项：放电时电子不可能经过电解质溶液，故A错；
B项：充电时应将放电总反应倒过来看，显然电极A的质量是减少的，电极B的质量是增加的，故B错。
C项：放电时，很容易看出CF3SO3K溶液的浓度是不发生变化的，故C也错。
D项：充电时，阳极反应为K2MnFe（CN）6－2e－＝2K++MnFe（CN）6D选项是正确的。
9．（2022·山东潍坊市·高三三模）将电化学法和生物还原法有机结合，利用微生物电化学方法生产甲烷，装置如图所示。下列说法错误的是

A．离子交换膜可允许H+通过
B．通电时，电流方向为：a→电子导体→离子导体→电子导体→b
C．阳极的电极反应式为
D．生成0.1molCH4时阳极室中理论上生成CO2的体积是4.48L(STP)
【答案】C
【解析】
由图示知，左池中CH3COO-在电极上失电子被氧化为CO2，故左池为电解的阳极室，右池为电解的阴极室，电源a为正极，b为负极。
A．由图示知，阳极反应产生H+，阴极反应消耗H+，故H+通过交换膜由阳极移向阴极，A正确；
B．这个装置中电子的移动方向为：电源负极(b)→电解阴极，电解阳极→电源正极(a)，故电流方向为：电源正极(a)→外电路(电子导体)→电解质溶液(离子导体，阳极→阴极)→外电路(电子导体)→电源负极(b)，形成闭合回路，B正确；
C．由分析知，左池为阳极，初步确定电极反应为：CH3COO--8e-→2CO2↑，根据图示知可添加H+配平电荷守恒，添加H2O配平元素守恒，得完整方程式为：CH3COO--8e-+2H2O→2CO2↑+7H+，C错误；
D．由图示知，右池生成CO2转化为CH4，根据转移电子关系CH4~8e-，0.1 mol CH4生成转移0.8 mol电子，由C选项知：CO2~4e-，故生成CO2的n(CO2)=，故V(CO2)=0.2 mol×22.4 L/mol=4.48 L，D正确；
故答案选C。
10．（山东中学联盟2021届12月高三大联考）南京大学研究发现电化学“大气固碳”有效方法，电池工作原理示意图如图所示。充电时，利用催化剂的选择性，阳极电极反应式为：2Li2CO3－e－＝2CO2+O2+4Li+，下列有关说法正确的是（ ）。

A．放电时，M电极的电势比N电极的高
B．放电时，正极电极反应式：3CO2+4e－+4Li+＝C+2Li2CO3
C．充电时，M电极接外电源负极，电解质可选含Li+水溶液
D．该电池每放电、充电一次，若均转移1mol电子，理论上能固定标准状况下11.2LCO2
【答案】B
【解析】A项：放电时为原电池，M为负极，N为正极，正极电势比负极电势高，即M高于N，故A错误；
B项：原电池的正极上CO2得电子生成C和Li2CO3，反应式为3CO2+4Li++4e－＝C+2Li2CO3，故B正确；
C项：充电时若电极A质量增加14gLi，则转移电子2mol，即聚合物电解质膜上通过Li+2mol，电子不能通过交换膜，故C错误；
D项：电池每放电一次转移2mol电子就有0.5mol碳生成，充电一次且每转移1mole－时生成0.25molO2，C+O2＝CO2，所以该电池每放、充2mol电子一次，理论上能固定0.25molCO2，标准状况下为5.6LCO2，故D错误。
11．（2022·陕西西安市·高三二模）对氨基苯甲酸()是一种用途广泛的化工产品和医药中间体，以对硝基苯甲酸()为原料，采用电解法合成对氨基苯甲酸的装置如图。下列说法中不正确的是

A．铅合金与电源负极相连
B．阴极的主要电极反应式为+6e-+6H+→+2H2O
C．每转移1 mole-时，阳极电解质溶液的质量减少9 g
D．反应一段时间后阳极区pH不变
【答案】D
【解析】
该装置为电解池，右侧生成氧气，则右侧为阳极，电极反应式为，左侧为阴极，据此分析解答。
A. 该电解池右侧为阳极，则左侧为阴极，铅合金与电源负极相连，选项A正确；
B. 阴极得电子发生还原反应生成氨基苯甲酸，则阴极的主要电极反应式为+6e-+6H+→+2H2O，选项B正确；
C. 阳极发生反应，氢离子移动向阴极，当转移4mole－时，阳极电解质溶液减少2mol水，则每转移1mole－时，阳极电解质溶液减少0.5mol水，质量为9g，选项C正确；
D. 阳极发生反应，氢离子移动向阴极，则反应结束后阳极区硫酸浓度会增大，pH减小，选项D错误；
答案选D。
12．（2021届高考化学终极押题卷新高考版山东专版）南开大学陈军院士团队研究了一种K－CO2可充电电池，该电池以KSn合金为电极材料，MWCNTs－COOH为电极催化剂，其工作原理示意图如下。研究表明，该电池的优势源于K和Sn的合金反应：K+SnKSn，原电池的电流效率（电路中通过的电子数与电池反应中转移的电子数之比）为80%。下列说法正确的是（ ）。

A．放电时，Y极的电极反应式为Sn－e－Sn+
B．放电时，K+由X极向Y极方向迁移
C．放电时，外电路中每转移1mol e－，消耗16.8L（标准状况）CO2
D．充电时，X极的电极反应式为2K2CO3+C－4e－4K++3CO2↑
【答案】D
【解析】A项：由信息可知KSn是两种金属的混合物，书写电极反应式时不能拆开写，故电极反应式为KSn－e－K++Sn，A项错误；
B项：放电时，X为正极，Y为负极，K+向正极方向移动，B项错误；
C项：放电时，正极反应式为4K++3CO2+4e－2K2CO3+C，电流效率为80%，故外电路中转移1mole－时，实际上消耗（）mol CO2，即消耗标准状况下21L CO2，C项错误；
D项：充电时，X极为阴极，根据电子得失守恒、原子守恒可得电极反应式为2K2CO3+C－4e－4K++3CO2↑，D项正确。
13．（重庆市2021年选择性考试预测卷一）甲醇不仅作为F1赛车的燃料添加剂，也广泛应用于甲醇燃料电池。某燃料电池装置如图所示，下列说法错误的是（ ）。

A．乙池负极反应为：CH3OH－6e－+3CO32－＝4CO2↑+2H2O
B．乙池中电池工作时，CO32－不断移向负极
C．理论上32g甲醇被消耗时，C极上放出气体体积（标准状况下）为67.2L
D．甲池中Cu电极发生的反应为2Cl－－2e－Cl2↑
【答案】D
【解析】由题给示意图可知，乙池为燃料电池，甲池为电解池，甲醇流入的一极为燃料电池的负极，与负极相连的石墨电极是电解池的阴极，通入氧气的一极为正极，与正极相连的铜电极为阳极。由分析可知，
A项：乙池为燃料电池，甲醇流入的一极为燃料电池的负极，在熔融碳酸盐作用下，甲醇在负极上失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为CH3OH－6e－+3CO32－＝4CO2↑+2H2O，故A正确；
B项：燃料电池中，阴离子向负极移动，则乙池中电池工作时，CO32－不断移向负极，故B正确；
C项：由题给示意图可知，甲池为电解池，与负极相连的石墨电极为电解池的阴极，水在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气，由得失电子数目守恒可得CH3OH~3H2，则标准状况下氢气的体积为×3×22.4L/mol＝67.2L，故C正确；
D项：由题给示意图可知，甲池为电解池，与正极相连的铜电极为阳极，阳极上铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，电极反应式为Cu－2e－＝Cu2+，故D错误。
14．（山东省德州市2021届高三上学期期中考试）双极膜（BP）是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH－，作为H+和OH－离子源。利用双极膜电渗析法电解食盐水可获得淡水、NaOH和HCl，其工作原理如图所示，M、N为离子交换膜。下列说法错误的是（ ）。

A．Y电极与电源正极相连，发生的反应为4OH－－4e－＝O2↑+2H2O
B．M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜
C．“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）
D．若去掉双极膜（BP），电路中每转移1mol电子，两极共得到0.5mol气体盐
【答案】D
【解析】室加入NaCl浓溶液，阴离子向Y电极移动，则Y电极为阳极，则氯离子向Y电极移动，则N为阴离子交换膜；则X电极为阴极。分析可知，
A项：Y电极为阳极，与电源正极相连，发生的反应为4OH－－4e－＝O2↑+2H2O，A说法正确；
B项：分析可知，M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜，B说法正确；
C项：“双极膜组”电渗析法利用阴阳离子的定向移动，可应用于从盐溶液（MX）制备相应的酸（HX）和碱（MOH），C说法正确；
D项：若去掉双极膜（BP），电路中每转移1mol电子，两极可产生0.5mol氯气和0.5mol的氢气，共得到1mol气体，D说法错误。
二．主观题（共4小题，共58分）
15．（2022·四川高三期中）（14分）铅蓄电池、镍镉碱性充电电池都是重要的二次电池。已知：
①铅蓄电池总的化学方程式为：，使用(放电)段时间后，其内阻明显增大，电压却几乎不变，此时只有充电才能继续使用；
②镍镉碱性充电电池在充电时的总反应的化学方程式为：Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2＝Cd + 2NiOOH + 2H2O。使用(放电)到后期，当电压明显下降时，其内阻却几乎不变，此时充电后也能继续使用；
回答下列问题：
(1)铅蓄电池负极板上覆盖的物质是_______(填名称)，充电时，PbSO4在________(填“阳极”、“阴极”或“两个电极”)上________(填“生成或除去”)。
(2)镍镉碱性电池放电时，正极反应为：_________________________________
负极反应式：_____________________________
(3)铅蓄电池和镍镉碱性充电电池使用一段时间后，一个内阻明显增大，而另一个内阻却几乎不变的主要原因可能是_____________________。
（4）目前已开发出用镍镉碱性充电电池电解法制取ClO2的新工艺。

上图示意用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。写出阳极产生ClO2的电极反应式：_________________________。
【答案】（每空2分）(1)铅 两个电极 除去
(2)

(3)放电时，铅蓄电池中硫酸溶液浓度减小，故内阻明显增大，而镍镉碱性电池的电解质溶液浓度几乎不变，故内阻几乎不变
（4）Cl－－5e－+2H2O＝ClO2↑+4H+
【解析】(1)反应中Pb失去电子，作负极，因此铅蓄电池负极板上覆盖的物质是铅，由于放电时两个电极上均生成硫酸铅，所以充电时，PbSO4在两个电极除去。
(2)镍镉碱性充电电池放电时，正极反应为：，负极反应式：，因此镍镉碱性充电电池放电时的总反应式为Cd + 2NiOOH + 2H2O＝Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2，则在充电时的总反应的化学方程式为Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2＝Cd + 2NiOOH + 2H2O。
(3)由于放电时，铅蓄电池中硫酸溶液浓度减小，故内阻明显增大，而镍镉碱性电池的电解质溶液浓度几乎不变，故内阻几乎不变。
（4）由题意可知，氯离子放电生成ClO2，由元素守恒可知，有水参加反应，同时生成氢离子，电极反应式为：Cl－－5e－+2H2O＝ClO2↑+4H+。
16．(2021·江西南昌高三摸底)（14分）为验证反应Fe3＋＋AgFe2＋＋Ag＋，利用如图电池装置进行实验。

(1)由Fe2(SO4)3固体配制500 mL 0.1 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液，需要的仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、　　　　　　　　(填写名称)；在烧杯中溶解固体时，先加入一定体积的　　　　稀溶液，搅拌后再加入一定体积的水。
(2)电流表显示电流由银电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入　　　　电极溶液中。
(3)根据(2)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为_____________________，银电极的电极反应式为_______________　　　　　　　　。因此，Fe3＋氧化性小于　　　　。
(4)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。如果盐桥中电解质为KNO3，反应一段时间后，可以观察到电流表指针反转，原因是________________________________________。
【答案】（每空2分）(1)药匙、托盘天平　硫酸　
(2)银
(3)Fe2＋－e－===Fe3＋　Ag＋＋e－===Ag　 Ag＋
(4)原电池反应使c(Fe3＋)增大，同时NO进入石墨电极酸性溶液中，氧化亚铁离子，c(Fe3＋)又增大，致使平衡正向移动
【解析】(1)由固体配制500 mL一定物质的量浓度的溶液，整个过程需要的仪器有托盘天平、药匙、胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶。Fe2(SO4)3为强酸弱碱盐，在溶解固体时，应在烧杯中先加入一定体积的稀硫酸，以防止Fe3＋水解。
(2)电流表显示电流由银电极流向石墨电极，则银电极为正极。由原电池的工作原理可知，阳离子向正极移动，即盐桥中的阳离子进入银电极溶液中。
(3)石墨电极为负极，电极反应式为Fe2＋－e－===Fe3＋。银电极为正极，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag。电池的总反应为Ag＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ag，由此可知Ag＋的氧化性大于Fe3＋。
(4)随着原电池反应Ag＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ag的进行，溶液中c(Fe3＋)增大，当盐桥中电解质为KNO3时，NO进入石墨电极酸性溶液中，氧化亚铁离子，c(Fe3＋)又增大，致使Fe3＋＋AgAg＋＋Fe2＋平衡正向移动，故一段时间后，可观察到电流表指针反转。
17．（重庆市2021~2021学年下期高2021届七校三诊）（16分）电化学在我们的工业生产、生活中发挥着越来越大的作用。根据题给信息，回答问题：
（1）电化学降解法治理硝酸盐污染的工作原理如图所示。

①A为直流电源的______极。
②Ag-Pt电极发生的电极反应为______。
③当阳极室溶液质量减少45g，则阴极室溶液质量减少__g。
（2）某工业废水中含有一定浓度的Ni2+和Cl－，现采用双膜三室电沉积法回收Ni2+。根据图甲、图乙所给信息回答下列问题：

①交换膜a是____（填“阴离子”“阳离子”）交换膜。
②根据图乙分析，pH过高或过低，镍的回收率都低的原因：_____。
③当浓缩室得到1L0.6mol/L盐酸时，转移电子____mol。
(4).电解法转化CO2可实现CO2资源化利用，电解CO2制HCOOH的原理示意图如图：

a、b表示CO2进气管，其中_______（填“a”或“b”）管是不需要的。电解一段时间后，若两侧电极液中K+的物质的量相差0.04mol，则阳极产生的气体在标准状况下的总体积为_______L（假设产生的气体全部逸出）。
【答案】（每空2分）（1）①正 ②2NO+10e-+12H+＝N2↑+6H2O ③9
（2）①阳离子 ②pH过高，Ni2+可能转变为Ni（OH）2沉淀，pH过低，溶液中H+浓度较大，氢离子在阴极放电，Ni2+被还原的量减少，所以镍的回收率都低 ③0.5
(3)a；0.56
【解析】（1）①由题给示意图可知，硝酸根离子中氮元素化合价降低，说明硝酸根离子得电子发生还原反应生成氮气，则Ag-Pt电极为电解池的阴极，Pt电极为电解池的阳极，则与Pt电极相连的直流电源的A电极为正极，故答案为：正；
②由分析可知，Ag-Pt电极为电解池的阴极，硝酸根离子在阴极得电子发生还原反应生成氮气，电极反应式为2+10e-+12H+＝N2↑+6H2O，故答案为：2+10e-+12H+＝N2↑+6H2O；
③阳极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，若阳极转移2mol电子，阳极消耗1mol水，同时生成2mol氢离子通过质子交换膜进入阴极区，减少质量为18g，阴极室放出0.2mol氮气，同时有2mol氢离子进入，阴极室质量减少为0.2mol28g/mol-2mol1g/mol=3.6g，则当阳极室溶液质量减少45g，则阴极室溶液质量减少g=9g，故答案为：9；
（2）阳极区域是稀硫酸，阳极氢氧根离子失电子生成氧气，氢离子通过交换膜a进入浓缩室，所以交换膜a为阳离子交换膜，阴极发生还原反应，酸性强时主要氢离子发生还原反应生成氢气，酸性弱时主要Ni2+发生还原反应生成Ni。①由分析可知，交换膜a为阳离子交换膜，故答案为：阳离子；②根据图乙可知，若溶液pH过高，Ni2+可能转变为Ni（OH）2沉淀，若pH过低，溶液中H+浓度较大，氢离子在阴极放电，Ni2+被还原的量减少，所以镍的回收率都低，故答案为：pH过高，Ni2+可能转变为Ni（OH）2沉淀，pH过低，溶液中H+浓度较大，氢离子在阴极放电，Ni2+被还原的量减少，所以镍的回收率都低；③当浓缩室得到1L0.6mol/L盐酸时，溶液中氢离子增大的物质的量为0.5mol，则转移电子的物质的量0.5mol，故答案为：0.5。
(3).CO2发生还原反应，故应该在阴极通入。根据电荷守恒K+~e－，可知每转移1mol电子则有1molK+由阳极进入阴极，所以在两侧电极液中K+的物质的量相差0.04mol时，即有0.02molK+由阳极进入阴极，则反应转移电子的物质的量为n（e－）＝0.02mol，根据阳极反应式4HCO3―－4e－＝4CO2↑+O2↑+2H2O，则阳极产生的气体的物质的量为：n（气体）＝n（e－）＝×0.02mol＝0.025mol，其在标准状况下的体积为：V（气体）＝0.025mol×22.4L/mol＝0.56L。
18．（2022·山东师范大学附中高三期中）（14分）利用电化学原理，将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池，模拟工业电解法来处理含Cr2O废水，如下图所示；电解过程中溶液发生反应：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。

（1）甲池工作时，NO2转变成绿色硝化剂Y，Y是N2O5，可循环使用。则石墨Ⅰ是电池的________极；石墨Ⅰ附近发生的电极反应式为___________________。
（2）工作时，甲池内的NO向___________极移动(填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”)；在相同条件下，消耗的O2和NO2的体积比为____________。
（3）乙池中Fe(Ⅰ)棒上发生的电极反应为_________________________________。
Fe(Ⅱ）棒上发生的电极反应为_________________________________。
（4）乙池中发生的反应：____________________________________________，若溶液中减少了0.01 mol Cr2O，则电路中至少转移了___________mol电子。
【答案】（每空2分）（1）负 NO2＋NO－e－===N2O5
（2）石墨Ⅰ 1∶4
（3） Fe－2e－===Fe2＋
（4）Cr2O72-＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，0.12
【解析】(1)甲池工作时，NO2转变成N2O5，说明氮元素的化合价升高，石墨Ⅰ为负极，电极反应式为NO2+NO3--e-=N2O5，石墨Ⅱ为正极，故答案为负；NO2+NO3--e-=N2O5；
(2)由于石墨Ⅰ为负极，原电池中阴离子向负极移动，根据得失电子守恒计算1molO2反应中转移4mol电子，4molNO2转变成N2O5，转移4mol电子，相同状况下气体的体积比等于物质的量之比，故O2和NO2的体积比为1：4，故答案为石墨Ⅰ；1：4；
(3)由于石墨Ⅰ为负极，故Fe(Ⅰ)为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，故答案为Fe-2e-=Fe2+；
(4) 根据Cr2O72-＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，0.01mol Cr2O72-能够氧化0.06mol Fe2＋，即电解过程中需要生成0.06mol Fe2＋，Fe(I)为阳极，电极反应式为Fe-2e-= Fe2＋，故转移电子的物质的量为0.06mol×2= 0.12mol，故答案为0.12。