2024届高三新高考化学大一轮专题训练--电解池

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题训练--电解池，共23页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

2024届高三新高考化学大一轮专题训练--电解池
一、单选题
1．（2023春·河北邢台·高三河北南宫中学校考阶段练习）Li-O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电Li-O2电池，光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动某极反应()和另一极反应对电池进行充电。下列叙述不正确的是

A．电解质不可选择LiCl水溶液
B．放电时，正极发生反应
C．充电时，每生成标准状况下22.4LO2，电路中转移4mol电子
D．放电时，从左通过离子交换膜向右迁移
2．（2023·全国·高三专题练习）一种Al-PbO2电池通过x和y两种离子交换膜隔成M、R、N三个区域，三个区域的电解质分别为Na2SO4、H2SO4、NaOH中的一种，结构如图。下列说法错误的是

A．a>b
B．放电时，R区域的电解质浓度逐渐增大
C．M区电解质为NaOH，放电时Na+通过x膜移向R区
D．放电时，PbO2电极反应为PbO2+2e-+4H+=Pb2++2H2O
3．（2023春·湖北·高三安陆第一高中校联考阶段练习）用铁板作电极电解污水，可使其中的杂质离子转化为沉淀而除去，其电解装置如图所示。下列说法正确的是

A．a接电源负极，Y为阴离子交换膜
B．X溶液可能为溶液或者溶液
C．若处理含的污水，左池会生成和两种沉淀
D．若处理含的污水，发生反应：
4．（2023春·广东揭阳·高三校考期中）目前发展势头强劲的绿色环保储能电池——钒电池的工作原理如下图所示，放电时电子由B极沿导线向A极移动，电解质溶液含硫酸，下列说法正确的是

A．基态原子钒的价层电子排布式为
B．放电时H+由B极经离子交换膜向A极移动
C．充电时电池被氧化为
D．充电时A极反应为
5．（2023·全国·高三专题练习）某有色金属工业的高盐废水中主要含有、、、、和，利用如图电解装置可回收、并尽可能除去和，其中双极膜(BP)中间层的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移，M膜、N膜需在一价阴离子交换膜和阳离子交换膜中选择。下列说法错误的是

A．BP膜中均向右侧溶液迁移，M膜为一价阴离子交换膜
B．溶液a的溶质主要为HF和HCl，溶液b的溶质主要为和
C．当阳极产生22.4L气体(标准状况)时，有4mol离子通过N膜
D．电解过程中，应控制高盐废水的pH不能过高
6．（2023春·江苏盐城·高三江苏省响水中学校考阶段练习）下列表述不正确的是

A．盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液
B．粗铜质量减少6.4g时，电路中转移0.2mol电子
C．a极附近产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
D．正极反应式为O2+4e－+2H2O=4OH－
7．（2023春·上海·高三上海市复兴高级中学校考阶段练习）“三酸二碱”在化工生产中有着重要的应用。下列说法正确的是

A．用过量的高压空气，以提高硫铁矿的燃烧利用率和SO2的催化氧化转化率
B．氯碱工业是中国现代化工之母，其主要反应是电解海水，得到烧碱和氯气，因此称为氯碱工业
C．合成氨工业为硝酸工业和纯碱工业提供了多种原料
D．如图是工业制盐酸的设备及其简易图
8．（2023秋·四川凉山·高三统考期末）在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下，下列说法不正确的是

A．电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．溶液从d处出
D．电解饱和食盐水的离子方程式为：
9．（2023·全国·高三专题练习）据统计，2022年我国光伏发电并装机容量突破3亿千瓦，连续七年稳居全球首位。已知四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成[(CH3)4NOH]，工作原理如图。下列说法正确的是

A．光伏并网发电装置中N型半导体为正极
B．c、d为阳离子交换膜，e为阴离子交换膜
C．a为阴极，电极反应式为2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑
D．制备182g四甲基氢氧化铵，两极共产生33.6L气体
10．（2023·全国·高三专题练习）在电还原条件下由PVC{}产生的氯离子可以直接用于串联电氧化氯化反应。PVC可用于常规回收DEHP(在电化学反应中可充当氧化还原介质，提高反应效率)，转化过程如图所示。

下列叙述错误的是
A．上述装置为将电能转化成化学能的装置
B．电极d上发生还原反应
C．上述转化的总反应方程式为
D．上述转化实现了资源回收与利用
11．（2023·全国·高三专题练习）我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO2电池，电池工作时，复合膜(由a、b膜复合而成)层间的H2O解离成H+ 和OH-，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。当闭合K1时，Zn-CO2电池工作原理如图所示。下列说法不正确的是

A．闭合K2时，Zn电极与直流电源正极相连
B．闭合K2时，Pd电极是阳极，发生氧化反应
C．闭合K1时，H+通过a膜向Pd电极方向移动
D．闭合K1时，Zn表面的电极反应式为Zn + 4OH- - 2e- = Zn(OH)
12．（2023·山东济南·山东省实验中学校考一模）在直流电源作用下，双极膜中间层中的解离为和。某技术人员利用双极膜(膜c、膜d)和离子交换膜高效制备和，工作原理如图所示：

下列说法错误的是
A．电势：N电极>M电极
B．双极膜膜c输出，膜a、膜e为阳离子交换膜
C．M极电极反应式为
D．当电路中转移时，整套装置将制得
13．（2023·辽宁沈阳·校联考模拟预测）处理烟气中的可以采用碱吸——电解法，其流程如图1；模拟过程Ⅱ如图2，下列推断不正确的是

A．电解溶液时，亚硫酸根离子通过阴离子交换膜进入右室
B．若用锌锰碱性电池为电源，a极与锌极相连
C．a极的电极反应式为
D．若收集22.4L的P(标准状况下)，则转移4mol电子

二、多选题
14．（2023春·山东·高三校联考阶段练习）浓差电池指利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电。某小组利用浓差电池实现电解丙烯腈合成己二腈，装置如图所示(隔膜两侧溶液均为200mL，铜电极质量均为100g)。

下列说法错误的是
A．隔膜为阳离子交换膜
B．Cu(1)极为正极，C(2)极放出
C．上述装置理论上可制备0.8mol己二腈
D．C(1)极的电极反应式为

三、非选择题
15．（2023秋·广东江门·高三台山市第一中学校考期末）铁、铜等金属及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。
(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。

为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述_____(填装置序号)装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为______。
(2)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在电极上分别通入甲烷和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，在高温下能传导O2-。

①图1中d电极上的电极反应式为______。
②如图2所示用惰性电极电解100mL0.50mol•L-1硫酸铜溶液，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入______(填字母)。
A．CuO B．Cu(OH)2 C．CuCO3 D．Cu2(OH)2CO3
16．（2023秋·福建泉州·高三统考期末）电工用铜纯度应大于99.95%，工业上一般采用电解精炼的方式提纯铜。
(1)电解精炼的原理如图。

①纯铜薄片连接电源的_______极。
②电解一段时间后，电解液中浓度增大的金属阳离子是_______。
(2)电解精炼铜的废液中含大量和，利用双膜三室电沉积法回收铜的装置如图。

①交换膜b为_______离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
②阳极的电极反应式为_______。
③若从浓缩室收集到1L 0.5mol/L的溶液，则阴极可回收_______g铜(不考虑副反应)。
17．（2022·河北衡水·河北衡水中学校考模拟预测）回答下列问题：
I.某小组研究Na2S溶液与KMnO4溶液反应，探究过程如下。
实验序号
I
Ⅱ
实验过程


实验现象
紫色变浅(pH>1)，生成棕褐色沉
淀(MnO2)
溶液呈淡黄色(pH≈8)，生成浅粉色沉淀(MnS)
资料：单质硫可溶于过量硫化钠溶液，Na2S2溶液呈淡黄色。
(1)根据实验可知，Na2S具有_______性。
(2)甲同学预测实验I中S2- 被氧化成SO。
①根据实验现象，乙同学认为甲的预测不合理，理由是_______。
②乙同学取实验I中少量溶液进行实验，检测到有SO，得出S2- 被氧化成SO的结论，丙同学否定了该结论，理由是_______。
③同学们经讨论后，设计了如下实验，证实该条件下MnO的确可以将S2- 氧化成SO。

右侧烧杯中的溶液是____；连通后电流计指针偏转，一段时间后，____(填操作和现象)。
II.甲烷和甲醇的燃料电池具有广阔的开发和应用前景。
(3)甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC的工作原理如图所示：

通入a物质的电极是原电池的_______(填“正”或“负”)极，其电极反应式为_______。
(4)某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示U形管中氯化钠溶液的体积为800mL。闭合K后，若每个电池中甲烷通入量为0.224L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为_______(法拉第常数，若产生的气体全部逸出，电解后溶液混合均匀，电解后U形管中溶液的pH为_______(假设反应后溶液体积不变)。

18．（2023春·湖北武汉·高三华中师大一附中校考期中）某研究性学习小组用下图所示的装置进行实验，探究原电池、电解池和电解精炼钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生，且X极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。请根据实验现象及所查资料，回答下列问题：
查阅资料：高铁酸根在溶液中呈紫红色。

(1)上述装置中，发生氧化反应的电极有_______(填字母)。
A． B． C． D．
(2)丙池中的_______(填“从左向右”、“从右向左”或“不”)移动。
(3)反应过程中，X极处发生的电极反应为和_______。
(4)一段时间后，若X极质量减小1.12g，Y电极收集到2.24L气体，则在X极收集到气体为_______mL(均已折算为标准状况时气体体积)。
(5)乙池是电解制备金属钴的装置图，理论上I室中_______(填“变大”、“变小”或“不变”)，该电解池总反应的化学方程式是_______。
(6)若撤掉装置乙中的阳离子交换膜，石墨电极上产生的气体除外，还可能有_______。

参考答案：
1．C
【分析】充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应（Li++e-=Li）和阳极反应（Li2O2+2h+═2Li++O2），即阴阳极反应式相加得到充电时总反应：Li2O2=2Li+O2，由图可知，放电时Li→Li+，失去电子，金属Li电极为负极，O2→Li2O2，氧气得到电子，光催化电极为正极。
【详解】A． Li是活泼金属，能与水反应生成LiOH和氢气，电解质不可选择LiCl水溶液，故A正确；
B． 放电时总反应与充电时相反，方程式为2Li+O2=Li2O2，正极反应为O2+2Li++2e-=Li2O2，故B正确；
C． 充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应（Li++e-=Li）和阳极反应（Li2O2+2h+═2Li++O2），总反应可用阴阳极反应式相加，方程式为：Li2O2=2Li+O2，充电时，每生成标准状况下22.4LO2，电路中转移2mol电子，故C错误；
D． 放电时，相当于原电池，阳离子移向正极，阴离子移向负极，正极为光催化电极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，放电时，从左通过离子交换膜向右迁移，故D正确；
故选C。
2．D
【分析】由图可知，铝极上铝失去电子发生氧化反应为负极、则PbO2极为正极；铝极生成四羟基合铝酸根离子，则M区电解质为氢氧化钠，那么R区为硫酸钠、N为硫酸；放电时铝极反应为，PbO2电极反应为；
【详解】A．正极反应为PbO2发生还原反应生成硫酸铅，，反应消耗硫酸，硫酸浓度减小，故a>b，A正确；
B．放电时，M区钠离子、N区硫酸根离子均向R区域迁移，电解质硫酸钠溶液浓度逐渐增大，B正确；
C．由分析可知，M区电解质为NaOH，放电时Na+通过x膜移向R区，C正确；
D．放电时，PbO2电极反应为，D错误；
故选D。
3．B
【详解】A．右池产生氢气，右侧铁板为电解池阴极，左侧铁板为电解池阳极，所以a接电源正极，左侧生成的与污水中离子反应，右侧产生的向左侧做定向移动，Y为阴离子交换膜，故A错误；
B．右侧放氢气生碱，X溶液可能为溶液或者溶液，故B正确；
C．若处理含的污水，发生反应，左池会生成和两种沉淀，故C错误；
D．若处理含的污水，发生反应，故D错误；
选B。
4．B
【分析】放电时电子由B极沿导线移向A极，则放电时B极为原电池的负极，该极发生氧化反应为V2+-e-=V3+；放电时，A为正极，该极发生还原反应为。
【详解】A．V为23号元素，其电子排布为[Ar]3d34s2，其价电子排布式为3d34s2，A项错误；
B．原电池（放电时）中，离子的移动方向：带正电的离子移向正极，带负电的离子移向负极，所以H+移向A极，B正确；
C．放电时为V2+-e-=V3+，充电为其逆过程为V3+被还原为V2+，C项错误；
D．放电时A极反应为，充电时为其逆过程为，D项错误；
故选B。
5．B
【分析】由图可知，最左侧为阳极室，水放电生成氧气和氢离子；最右侧为阴极室，水放电生成氢气和氢氧根离子；
【详解】A．电解池中阳离子向阴极移动，BP膜中均向右侧溶液迁移；氟离子、氯离子通过M膜向左侧迁移，故M膜为一价阴离子交换膜，A正确；
B．溶液a中氟离子、氯离子通过M膜向左侧迁移，氢离子与右侧双极膜迁移出来的OH-中和，故反应后溶液a的溶质主要为和；溶液b的溶质主要为右侧迁移过来的氟离子、氯离子与左侧前过来的氢离子生成的为HF和HCl，B错误；
C．阳极反应为，当阳极产生22.4L气体(标准状况下为1mol)时，根据电子守恒可知，有4mol离子通过N膜，C正确；
D．电解过程中，若pH过高则会导致锌离子、铜离子转化为沉淀，故应控制高盐废水的pH不能过高，D正确；
故选B。
6．B
【详解】A．Zn比铜活泼，则铜锌原电池中Zn为负极，Cu为正极，工作时阴离子移向负极，即盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液中，A项正确；
B．粗铜为阳极，其含有铁、锌等杂质，故当阳极减少的质量为6.4g时，电路中转移的电子不一定为0.2mol，B项错误；
C．该装置为惰性电极电解CuCl2装置，a电极为阳极，b电极为阴极，Cl－在阳极失电子生成Cl2，Cl2能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，C项正确；
D．铁、碳电极与氯化钠溶液构成原电池，碳电极为正极，正极上O2得电子生成OH－，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，D项正确；
答案选B。
7．C
【详解】A．制备硫酸的过程中，接触室中常压下二氧化硫的转化率已很高，不需要高压空气，采用过量常压空气即可，故A错误；
B．海水含杂质，应首先净化，工业用电解饱和食盐水制备氯气和氢氧化钠，故B错误；
C．合成氨工业是工业制硝酸的基础，产生的氨气通入饱和NaCl溶液中，再向其中通入过量的CO2生成NaHCO3，合成氨工业为硝酸工业和纯碱工业提供了多种原料，故C正确；
D．上图是工业上氯气与氢气化合产生HCl的设备，HCl被水吸收才得到盐酸，故D错误；
故选C。
8．D
【分析】由图可知，A极氯离子失去电子发生氧化反应生成氯气，为阳极，则B为阴极；
【详解】A．由分析可知，电极A为阳极，氯离子失去电子发生氧化反应生成氯气，A正确；
B．氯气能和氢氧根离子反应，故钠离子向阴极迁移在右侧得到氢氧化钠，离子交换膜为阳离子交换膜，B正确；
C．由B分析可知，溶液从d处出，C正确；
D．电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠，离子方程式为：，D错误；
故选D。
9．C
【分析】从图中可以看出，光伏并网发电装置中，a电极连接N型半导体，则其为负极，b电极连接P型半导体，则其为正极；电解装置中，a极为阴极，b极为阳极。从电解池a极区溶液中四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]浓度增大，也可推出(CH3)4N+透过c膜向a电极移动，则a电极为阴极，c膜为阳膜；Cl-透过d膜向右侧移动，则d膜为阴膜；Na+透过e膜向左侧移动，则e膜为阳膜。
【详解】A．由分析可知，光伏并网发电装置中，N型半导体为负极，A不正确；
B．由分析可知，c、e为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，B不正确；
C．a为阴极，(CH3)4N+得电子产物与电解质作用，生成(CH3)4NOH和H2，电极反应式为2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑，C正确；
D．182g四甲基氢氧化铵的物质的量为=2mol，则a极生成1molH2，b极生成0.5molO2，两极共产生1.5mol气体，但由于温度、压强未知，所以无法求出生成气体的体积，D不正确；
故选C。
10．B
【详解】A．上述装置有外接电源，为电解池，将电能转化成化学能，A正确；
B．电极d上氯离子失去电子生成氯原子，发生氧化反应，B错误；
C．结合反应过程，和电解生成、，转化的总反应方程式为，C正确；
D．根据题干信息，上述转化实现了PVC资源回收与利用，D正确；
故选B。
11．A
【详解】A．闭合开关K1时，Zn失电子与氢氧根结合变为Zn(OH)，做负极，则当闭合K2时，Zn极发生还原反应，应与电源负极相连，A错误；
B．闭合K2时，Zn与电源负极相连做阴极，则Pd与电源正极相连做阳极，电解池阳极发生氧化反应，B正确；
C．闭合开关K1时，Zn失电子与氢氧根结合变为Zn(OH)，做负极，H+为阳离子向正极移动，则H+通过a膜向Pd电极方向移动，C正确；
D．闭合开关K1时，Zn失电子与氢氧根结合变为Zn(OH)，电极反应式为Zn + 4OH- - 2e- = Zn(OH)，D正确；
故选A。
12．D
【分析】由题意可知该电解池可以高效制备和，说H2O在M极得到电子生成H2和OH-，电极方程式为：，膜a是阳离子交换膜，Na+通过膜a进入M极，双极膜膜c输出，膜b是阴离子交换膜，SO通过膜b进入膜b和膜c之间的区域生成；H2O在N极失去电子生成O2和H+，电极方程式为：，膜f是阴离子交换膜，SO通过膜f进入N极，双极膜膜d输出OH-，膜e是阳离子交换膜，Na+通过膜e进入膜e和膜d之间的区域生成；以此解答。
【详解】A．由分析可知，H2O在M极得到电子生成H2和OH-，M为阴极，H2O在N极失去电子生成O2和H+，N极为阳极，则电势：N电极>M电极，故A正确；
B．由分析可知，双极膜膜c输出，膜a、膜e为阳离子交换膜，故B正确；
C．由分析可知，M极电极反应式为，故C正确；
D．由分析可知，N极电极方程式为，当电路中转移时，N极生成，同时在膜b和膜c之间的区域生成1mol，故D错误；
故选D。
13．D
【分析】根据图2中信息左边生成浓的氢氧化钠溶液，说明钠离子穿过膜1进入到左边，亚硫酸根穿过膜2与在阳极和生成的氧气反应生成硫酸根，则a极为阴极，b极为阳极。
【详解】A．电解池“异性相吸”，电解溶液时，亚硫酸根离子向阳极即通过阴离子交换膜进入右室，故A正确；
B．根据前面分析a极为阴极，若用锌锰碱性电池为电源，a极与锌极相连，故B正确；
C．a极是水中氢离子得到电子变为氢气即电极反应式为，故C正确；
D．根据前面分析左边电极反应式为，若收集22.4L(物质的量为1mol)的P(标准状况下)，则转移2mol电子，故D错误；
综上所述，答案为D。
14．AC
【分析】浓差电池中，Cu(2) 失去电子，故电极为负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，Cu(1)电极为正极，电极上发生得电子的还原反应，电极反应为Cu2++2e-=Cu，则电解槽中C(1)极为阴极、C(2)极为阳极，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应为： 2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极上丙烯腈合成己二腈得电子，电极反应为
，据此分析解答。
【详解】A．此电池为浓差电池，主要因为铜离子浓度不同形成的电势差，所以隔膜是阴离子交换膜，A错误；
B．由分析可知Cu(1)极为正极，C(2)极放出，B正确；
C．当两电极中铜离子浓度相同时放电完毕，此时溶液中，所以转移电子的物质的量是，由可知，制备0.4mol己二腈 ，C错误；
D．C(1)极的电极反应式为，D正确；
故选AC 。
15．(1) ②③ 2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑
(2) CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O AC

【详解】（1）①铁比铜活泼，铁作负极，腐蚀速度加快，②Zn比铁活泼，铁作正极被保护，③铁连接电源的负极作阴极被保护，所以可以采用②③装置保护铁防止被腐蚀；装置③中总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑；
（2）①图1为原电池，根据电流方向，则c电极为正极， d极为负极，甲烷失电子，与氧离子反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O；
②如图2所示用惰性电极电解，a极为阳极，溶液中的水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，b极铜离子得电子生成铜，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，电路中转移4mol电子时，生成1molO2和2molCu，因此若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入CuO或CuCO3（因反应生成的CO2逸出从而也满足）即可，Cu(OH)2和Cu2(OH)2CO3因增加了水而不选，故选AC。
16．(1) 负 (锌离子)
(2) 阴 25.6

【详解】（1）精炼铜时，电解液为含Cu2＋溶液，粗铜除含有Cu外，还含有比铜活泼的锌等杂质，锌和铜在阳极发生氧化反应生成离子，而阴极上只有Cu2＋得电子发生还原反应生成铜；
①电解时，粗铜在阳极，纯铜在阴极，则纯铜薄片连接电源的负极；
②电解过程锌也会失去电子生成锌离子，一段时间后，电解液中浓度增大的金属阳离子是(锌离子)；
（2）由题图可知，与透过交换膜进入浓缩室，由离子移动方向可知左侧电极为阴极，右侧电极为阳极；
①阴极区通过交换膜b进入浓缩室，故交换膜b为阴离子交换膜；
②右侧电极为阳极，电极上发生氧化反应生成，发生反应的电极反应式为；
③若浓缩室得到1 L 0.5的溶液，则有0.4 mol 进入浓缩室，电路上有0.8 mol电子通过，可析出0.4 mol Cu，其质量为25.6 g。
17．(1)还原
(2) 溶液呈浅紫色，说明酸性KMnO4溶液过量，能被其继续氧化 因为KMnO4溶液是用H2SO4酸化的，溶液中本来就存在 0.01mol·L-1 KMnO4溶液(H2SO4酸化至pH=0) 取左侧烧杯中的溶液，用盐酸酸化后，滴加BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成
(3) 负 CH3OH-6e- +H2O=CO2↑+6H+
(4) 13

【详解】（1）实验I中KMnO4反应生成MnO2，Mn元素化合价由+7价降到+4价，KMnO4被还原，体现了Na2S的还原性。实验Ⅱ中KMnO4反应生成MnS，Mn元素化合价由+7价降到+2价，KMnO4被还原，体现Na2S的还原性；故答案为还原；
（2）①反应I，溶液紫色变浅，但紫色并未褪去，说明KMnO4过量，KMnO4能与SO 反应，则甲的预测不合理；故答案为溶液呈浅紫色，说明酸性KMnO4溶液过量，能被其继续氧化
②检验到溶液中存在SO，也不能说明S2- 被氧化为SO，因为KMnO4溶液是用H2SO4酸化的，溶液中本来就存在SO；故答案为因为KMnO4溶液是用H2SO4酸化的，溶液中本来就存在；
③要证明实验I中MnO将S2- 氧化为SO，则要先排除酸性高锰酸钾溶液中SO的干扰。可以将MnO与S2- 的氧化还原反应设计成带盐桥的原电池，将Na2S和酸性高锰酸钾分开反应。如果能在左侧烧杯中检验到SO，说明S2- 被氧化为SO。由实验I图可知，右侧烧杯中应放0.01mol·L-1 KMnO4溶液(H2SO4酸化至pH=0)；根据上述分析，取左侧烧杯中的溶液，用盐酸酸化后，滴加BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成；故答案为0.01mol·L-1 KMnO4溶液(H2SO4酸化至pH=0)；取左侧烧杯中的溶液，用盐酸酸化后，滴加BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成；
（3）燃料电池中，通入燃料的电极为负极，发生氯化反应。根据装置图可知左侧是电子流出的一极，所以通入a物质的电极是原电池的负极。由于存在质子交换膜，所以甲醇被氧化生成二氧化碳，电极反应式为CH3OH-6e- +H2O=CO2↑+6H+；故答案为负；CH3OH-6e- +H2O=CO2↑+6H+；
（4）串联电路电流处处相等，串联电路总电压等于各处电压之和，故题中两个相同的燃料电池串联，电子的传递量只能用一个电池计算。根据反应CH4+2O2=CO2+2H2O可知，电池通过的电量为；电解氯化钠溶液的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑可知关系式1mol CH4～8mol e- ～8mol NaOH，故若每个电池通入0.224L(标准状况)甲烷，生成0.08mol NaOH，c (NaOH)=0.08mol÷0.8L=0.1mol·L-1，pH=13；故答案为；13。
18．(1)A
(2)从右向左
(3)
(4)448
(5) 不变
(6)

【分析】丙装置是原电池，Zn作负极，Cu作正极，甲装置是电解池，乙装置是电解精炼钴的装置，与电源负极相连的的电极是电解池的阴极，与电源正极相连的的电极是电解池的阳极，则甲池中X极作阳极，Y作阴极，乙池中石墨作阳极，Co作阴极。据此分析解答。
【详解】（1）原电池中负极发生氧化反应，电解池中阳极发生氧化反应，则上述装置中，发生氧化反应的电极有丙中的Zn电极、甲中的X电极、乙池中的石墨电极，符合题意的是A选项，故答案为：A。
（2）根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，实验过程中，丙池中的会向正电荷较多的Zn电极方向移动，即从右向左移动，故答案为：从右向左。
（3）在电解过程中，X极作阳极，发生氧化反应，由实验现象可知，X极处发生的电极反应为和，故答案为：。
（4）根据条件可知，n(H2)==0.1mol，n(Fe)==0.02mol，在整个电路中电子转移数目相等，4n(O2)+6n(Fe)= 2n(H2)，即4n(O2)+60.02mol=20.1mol，n(O2)=0.02mol，即V(O2)= 0.02mol22.4L/mol=0.448L=448mL，故答案为：448。
（5）乙池中石墨为阳极，阳极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑，氢离子经过阳离子交换膜由I室进入II室，则I室中氢离子数目不变，所以理论上I室中n(H+)不变；该电解池的阳极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑，阴极反应式为Co2++2e-=Co，则总反应为，化学方程式为，故答案为：。
（6）若撤掉装置乙中的阳离子交换膜，由于放电顺序：Cl->OH-，Cl-更易放电，石墨电极上发生的反应为2Cl--2e-=Cl2↑，所以石墨电极上产生的气体除外，还可能有，故答案为：。