2024届高三新高考化学大一轮专题练习----电解池

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习----电解池，共21页。试卷主要包含了单选题，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练习----电解池
一、单选题
1．（2023·辽宁·统考高考真题）某无隔膜流动海水电解法制的装置如下图所示，其中高选择性催化剂可抑制产生。下列说法正确的是
  
A．b端电势高于a端电势 B．理论上转移生成
C．电解后海水下降 D．阳极发生：
2．（2023·湖北·校联考模拟预测）我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置(如图所示)。闭合K2、断开K1时，制氢并储能；断开K2、闭合K1时，供电。已知Zn(OH)2与Al(OH)3的性质相似。下列说法正确的是
  
A．制氢时，太阳能直接转化为化学能
B．制氢时，每产生1molH2，X电极的质量增加2g
C．供电时，Zn电极发生的反应为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
D．供电时，电子流向为：Zn电极→用电器→X电极
3．（2023·全国·高三统考专题练习）电解质浓度不同形成的浓差电池，称为离子浓差电池。以浓差电池为电源，以石墨为电极将NH3转化为高纯H2的装置如图所示。下列说法正确的是
  
A．Cu(1)的电势低于Cu(2)的电势
B．C(1)极电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2 +6H2O
C．工作时，左池 从左侧经膜Ⅰ移向右侧，右池OH-从左侧经膜Ⅱ移向右侧
D．当浓差电池停止放电时，理论上可得到22.4L标准状况下的H2(忽略溶液体积变化)
4．（2023秋·湖北武汉·高三武汉市育才高级中学校联考期末）微生物电化学产甲烷法能将电化学法和生物还原法有机结合，装置如图所示(左侧转化为和，右侧和转化为)。有关说法正确的是
  
A．电源a端为负极
B．该方法能实现二氧化碳零排放
C．b电极的反应为：
D．外电路中每通过，与a相连的电极将产生
5．（2023秋·云南丽江·高三统考期末）下列图示与对应叙述不正确的
  
A．用图甲的装置可在实验室制备少量NH3
B．用图乙的装置可实现在铁表面镀铜
C．用图丙进行中和热的测定实验时，氢氧化钠分批加入，反应更充分，测定的中和热数值误差更小
D．在一定温度下，冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如图丁所示，a、b、c三点对应的溶液中，c(H+)由小到大的顺序是c＜a＜b
6．（2023·全国·高三统考专题练习）西北工业大学推出一种新型电池。该电池能有效地捕获，将其转化为，再将产生的电解制氨，过程如图所示。下列说法错误的是
  
A．d电极为电解池的阳极
B．电池总反应式为：
C．c极区溶液的pH升高
D．电路中转移时，理论上能得到
7．（2023·福建龙岩·统考模拟预测）我国科学家设计的一种从海水中提取金属锂的太阳能驱动装置如图所示，下列说法错误的是

A．催化电极反应式：2Cl- -2e=Cl2↑
B．固体陶瓷膜属于不透水的阳离子交换膜
C．导线中通过1mol电子时，海水减重约42.5g
D．在有机电解质中加入少量乙酸，以增强导电性
8．（2023春·四川绵阳·高三四川省绵阳南山中学校考期中）支撑海港码头基础的防腐技术，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述正确的是
      
A．高硅铸铁作用为传递电流和损耗阳极材料
B．通电后外电路电子被强制从钢管桩流向高硅铸铁
C．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
D．该防腐技术为牺牲阳极的阴极保护法
9．（2023·浙江·校联考三模）通过NO协同耦合反应，实现了NO的电催化歧化，并同时合成了双氮产物(和硝酸盐)是实现可持续固氮的一种极具潜力的方法，装置如图。下列说法正确的是
  
A．电解液E为阳极电解液，呈酸性
B．电极B的电极反应：
C．中间层的、分别透过选择性离子膜向A、B极迁移
D．若电解一段时间后，取两极所有产物于溶液中反应，可得硝酸盐和硝酸
10．（2023·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测）将、和熔融制成燃料电池，模拟工业电解法来处理含废水，如图所示：电解过程中溶液发生反应：，Y是可循环使用的氧化物。下列说法不正确的是

A．Y是
B．Fe(Ⅰ)的电极反应式为
C．若Fe(Ⅱ)电极改为Cu电极，电解结束时乙池中的产物会发生改变
D．若石墨Ⅰ消耗46g ，则乙池中可处理0.083mol
11．（2023·四川攀枝花·统考三模）在直流电场作用下双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-，并分别向两极迁移。如图所示装置，可将捕捉的二氧化碳转化为CaCO3而矿化封存，减少碳排放，同时得到氧气、氢气、高浓度盐酸等产品。下列说法正确的是

A．CaCO3在碱室形成
B．两个双极膜中间层的H+均向右移动
C．向碱室中加入NaHCO3固体，有利于CO2的矿化封存
D．b极为阳极，电极反应式为4OH--4e=O2↑+2H2O
12．（2023·四川乐山·统考三模）氨氮废水的处置一直是工业难题，最近我国科学家开发了如下电解装置可将其氧化去除。处理前先调节废水pH=12，通电后可将其转化为无害气体，已知装置中A、B电极均为惰性电极，下列分析错误的是
  
A．电极A应与外电源正极相连
B．处理废水过程中A电极附近pH降低
C．OH-从电极B向电极A定向移动
D．N2与H2的体积比为3：1
13．（2023·安徽马鞍山·统考一模）微生物燃料电池(MFC)可以用于光电催化处理污染物(苯酚)的电源，工作原理如图所示。下列说法不正确的是

A．电极a为阳极
B．电极c上的反应式为： CH3OH-6e-+H2O=6H++CO2↑
C．右池中的H+向d电极方向迁移
D．处理污染物苯酚lmol，理论上外电路中迁移了20mol 电子
14．（2023·辽宁阜新·校联考模拟预测）电解法合成氨因其原料转化率大幅度提高，有望代替传统的工业合成氨工艺。利用工业废水发电进行氨的制备(纳米作催化剂)的原理如图所示，其中M、N、a、b电极均为惰性电极。下列说法错误的是

已知：b极区发生的变化视为按两步进行，其中第二步为(未配平)。
A．M极是负极，发生的电极反应为
B．在b极发生电极反应：
C．理论上废水发电产生的与合成消耗的的物质的量之比为
D．上述废水发电在高温下进行优于在常温下进行

二、非选择题
15．（2022秋·福建漳州·高三校考期中）请仔细观察下列三种装置的构造示意图。根据要求回答问题：

(1)电解精炼铜(如图1)时，a极材料是_________(填“纯铜”或“粗铜”)；其电解质溶液能否用CuCl2替代？答：_________(“能”或“否”)。
(2)碱性锌锰电池(如图2)的总反应式为Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2，该电池的负极反应式为_________。若有6.5g锌参与了电池反应，则转移电子的物质的量为_________mol。
(3)铅-硫酸蓄电池(如图3)放电过程中，正极的电极反应式为_________，充电时，Pb电极应接电源的_________极(填“正”或“负”)。
16．（2022秋·山东济南·高三校考期中）如图所示，E为浸过含酚酞的Na2SO4溶液的滤纸。A、B分别为铂片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni制成的电极，在碱溶液中可视为惰性电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央滴一滴紫色的KMnO4溶液，将开关K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。回答下列问题：

(1)R为_______(填“正”或“负”)极。
(2)通电一段时间后，KOH溶液的浓度会_______(填“变大”、“变小”或“不变”)；B附近发生的电极反应式为_______。
(3)滤纸上的紫色点向_______(填“A”或“B”)方向移动。
(4)当C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间后，C、D中的气体逐渐减少，C中的电极为_______(填“正”或“负”)极，电极反应式为_______。
(5)如图，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，A、B为电源。将电源接通后，D电极上有无色气体放出。

①A为电源_______极。
②丙装置欲在铁钉上镀铜，则G电极上的反应式为_______。
③通电一段时间后，甲中出现浑浊，乙池中蓝色变浅，则甲中发生反应的化学方程式为：_______；乙池发生的离子方程式为：_______；
④工作一段时间后，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这说明Fe(OH)3胶粒带_______电，在电场作用下向Y极移动。
⑤若工作一段时间后停止通电，此时，乙中E、F两极上都产生2.24L气体(标准状况)，欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入_______(填序号)。
A．CuO　　　B．Cu2(OH)2CO3　　　C．Cu(OH)2　　　D．CuCO3
17．（2022秋·四川遂宁·高三遂宁中学校考期中）两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片和铝片作电极，甲同学将电极放入2mol/L H2SO4溶液A中，乙同学将电极放入6mol/L NaOH溶液B中，如图：

(1)原电池中的能量转化过程是将_______。
(2)A中正极的电极反应式为_______，电子的流向是由_______(填“Al→Mg或Mg→Al”)。
(3)B中负极为_______(填元素符号)。
(4)由此实验得出的下列结论中，正确的是_______(填字母)。
A．镁的金属性不一定比铝的金属性强
B．该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有实用价值
C．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
D．上述实验证明了“直接利用金属活动性顺序判断原电池中的正负极”这种做法不可靠
(5)两位同学继续用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。
请回答下列问题：

①A电极的电极反应式为_______。
②一段时间后，丙池中F电极上出现的现象是_______。
③当乙池中C极质量减轻10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为_______mL(标准状况)。
18．（2022秋·江苏扬州·高三统考期中）碳汇是指利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳[6CO2(g)+6H2O(l)→C6H12O6(s)+6O2(g)]从而减少温室气体在大气中浓度。已知利用植物的光合作用每吸收1 mol CO2需要吸收的能量约为470 kJ。请回答下列问题：
(1)碳汇过程中能量的转化形式为_______能转化为_______能；植物通过光合作用大约吸收了1.88×107 kJ能量，则吸收的CO2为_______kg。
(2)利用工业废气中的CO2加氢合成乙醇(CH3CH2OH)气体，同时生成水蒸气，已知：每转化22.4 L(标准状况下)CO2放出87 kJ热量，请写出该反应的热化学方程_______
(3)某科研小组模拟的“人工树叶”电化学装置如图所示，该装置能将CO2和H2O转化为糖类(用C6H12O6表示)和O2，X、Y是特殊催化剂型电极。

①写出X电极上发生的电极反应式_______，Y电极的名称是_______(填“阳极”或“阴极”)；
②标况下，生成11.2 L O2时，有_______mol H+由Y电极移向X电极；
③已知装置的电流效率=生成目标产物所需的电子数/电路中通过的电子总数×100%。当电路中通过3 mol电子时生成18 g C6H12O6，则该装置的电流效率为_______。

参考答案：
1．D
【分析】由图可知，左侧电极产生氧气，则左侧电极为阳极，电极a为正极，右侧电极为阴极，b电极为负极，该装置的总反应产生氧气和氢气，相当于电解水，以此解题。
【详解】A．由分析可知，a为正极，b电极为负极，则a端电势高于b端电势，A错误；
B．右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H++2e-=H2↑，则理论上转移生成，B错误；
C．由图可知，该装置的总反应为电解海水的装置，随着电解的进行，海水的浓度增大，但是其pH基本不变，C错误；
D．由图可知，阳极上的电极反应为：，D正确；
故选D。
2．D
【分析】闭合K2、断开K1时，制氢并储能，构成电解池，Pt电极发生还原反应，为阴极，X电极发生氧化反应，为阳极；断开K2、闭合K1时，构成原电池，X电极发生还原反应，为正极，Zn电极发生氧化反应，为负极。
【详解】A．制氢时，太阳能转化为电能，电能再转化为化学能，A错误；
B．制氢时，每生成1molH2，转移2mol电子，X电极为阳极，反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O，故每生成1molH2，X电极的质量减小2g，B错误；
C．供电时，Zn电极发生氧化反应，发生反应Zn-2e-+4OH-=ZnO+2H2O，C错误；
D．供电时，X电极发生还原反应，为正极，Zn电极发生氧化反应，为负极，故电子流向为：Zn电极→用电器→X电极，D正确；
答案为D。
3．B
【分析】以浓差电池为电源，以石墨为电极将NH3转化为高纯H2，C(1)电极上，NH3转化为N2，N元素化合价升高，发生氧化反应，C(1)电极为阳极，则C(2)电极为阴极，Cu(1)为正极，Cu(2)为负极。
【详解】A．由分析知，Cu(1)为正极，Cu(1)的电势高于Cu(2)的电势，A项错误；
B．C(1)极电极上NH3失电子被氧化为N2，电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，B项正确；
C．原电池中阴离子向负极迁移，则SO向电池负极移动，故SO经过阴离子交换膜Ⅰ从右侧移向左侧；电解池在阴离子向阳极迁移，故OH-经过阴离子交换膜Ⅱ由右侧移向左侧，C项错误；
D．当浓差电池左右浓度相等时则停止放电，设负极放电使溶液中增加x mol Cu2+，则正极减少x mol Cu2+，当浓差电池停止放电时有：x+2L×0.5mol/L=2L×2.5mol/L-x，解得x=2mol，则此时电路中转移电子2×2mol=4mol，右池阴极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则此时生成H2物质的量4mol×=2mol，标准状况下其体积为2mol×22.4L/mol=44.8L，D项错误；
答案选B。
4．C
【分析】左侧转化为和，发生氧化反应，故左侧为电解池阳极；右侧和转化为，发生还原反应，右侧为阴极。
【详解】A．根据分析可知，左侧为阳极，则电源a端为正极，A错误；
B．电解池总反应为CH3COO-+H+=CH4+CO2，故该方法不能实现二氧化碳零排放，B错误；
C．b极二氧化碳得电子与氢离子反应生成甲烷和水，故电极反应式为，C正确；
D．a极电极反应式为2H2O+CH3COO--8e-=2CO2+7H+，外电路中每通过，与a相连的电极在标准状态下将产生，D错误；
答案选C。
5．C
【详解】A．由图可知，装置甲的向下排空气法收集氨气的试管中用棉花防止氨气的溢出，减少与空气的对流，则装置甲能达到实验室制备少量氨气的实验目的，故A不符合题意；
B．电镀时，待镀镀件应该与电源的负极相连做阴极，故B不符合题意；
C．氢氧化钠分批加入，会造成热量的散失，误差较大，应一次性全部加入，故C符合题意；
D．溶液的导电能力越强，离子浓度越大，a、b、c三点中，导电能力最强的是b点，所以a、b、c三点对应的溶液中，c(H+)由小到大的顺序是c＜a＜b ，故D不符合题意；
故答案选C。
6．D
【分析】由图可知，锌为活泼金属，失去电子发生氧化反应，a为负极、b为正极，则c为阴极、d为阳极；
【详解】A．由分析可知，d电极为电解池的阳极，A正确；
B．电池总反应为锌和二氧化氮反应生成亚硝酸锌：，B正确；
C．c极区为阴极区，亚硝酸根离子发生还原生成，溶液碱性增强，故溶液的pH升高，C正确；
D．c极区为阴极区，亚硝酸根离子发生还原生成，电子转移为，则电路中转移时，理论上能得到，D错误；
故选D。
7．D
【分析】从图分析，有机电解质防止Li与水直接反应，所以Li在铜箔电极产生，它为电解池的阴极。而催化电极为阳极。
【详解】A．催化电极为阳极发生氧化反应为2Cl- -2e=Cl2↑，A项正确；
B． Li+经膜移向铜电极产生Li，而Li易于水反应，所以阴极区应该无水环境，所以固体陶瓷膜属于不透水的阳离子交换膜，B项正确；
C．由电子守恒关系得2e-~Cl2~2Li，导线中通过1mol电子时n(Cl2)=0.5mol、n(Li)=1mol所以海水中减少得质量为m(Li)+m(Cl2)=1×7+0.5×71g=42.5g，C项正确；
D．Li能与CH3COOH产生H2，D项错误；
故选D。
8．C
【详解】A．高硅铸铁为惰性辅助阳极，作用为传递电流，没有作损耗阳极材料，A错误；
B．高硅铸铁为阳极，通电后，电子从阳极（高硅铸铁）经导线流向电源正极，负极流向阴极（钢管柱），B错误；
C．钢管桩为电解池的阴极，没有被损耗，其表面腐蚀电流接近为零，C正确；
D．在电流的作用下，该装置为外接电源的阴极保护法，D错误；
故选C。
9．D
【分析】由图可知，A极氮元素价态降低得电子，故A极为阴极，电极反应式为NO+5H++5e-=NH3+H2O，B极为阳极，电极反应式为NO+2H2O-3e-=NO+4H+，据此分析解答。
【详解】A．根据以上分析，A极为阴极，电极反应式为NO+5H++5e-=NH3+H2O，则电解液E为阴极电解液，呈酸性，故A错误；
B．B极为阳极，电极反应式为NO+2H2O-3e-= NO+4H+，故B错误；
C．由两极反应式可知，阳极区产生氢离子，阴极区消耗氢离子，故中间层的OH-、H+分别透过选择性离子膜向B、A极迁移，故C错误；
D．由图可知，A极NO→NH3～5e-，B极NO→NO～3e-，根据电子得失守恒，电解一段时间后，取两极所有产物于溶液中反应，可得硝酸盐和硝酸，故D正确；
故选：D。
10．C
【详解】A．由题给示意图可知甲电池工作时，通的一极为燃料电池的负极，电极反应式为， 则Y是，故A正确；
B．Fe(Ⅰ)电极为电解池阳极，故电极反应式为，故B正确；
C．Fe(Ⅱ)为阴极，阴极电极材料不参加反应，则改为Cu不会影响电解产物，故C错误；
D．若石墨Ⅰ消耗46g ，则外电路中转移1mol ，Fe(Ⅰ)发生反应，生成0.5mol ，根据反应，0.5mol 被氧化需消耗的物质的量为，故D正确；
故答案选C。
11．D
【分析】右侧双极膜中氢离子进入酸室，氢氧根离子右移在电极b上发生还原反应生成O2，所以b为阳极，左侧双极膜中氢氧根离子进入碱室，与二氧化碳反应生成碳酸根离子，氢离子左移在电极a上发生还原反应生成H2，所以a为阴极，以此解答。
【详解】A．由图可知，CO通过左侧阴离子交换膜进入中间室内与Ca2+结合形成碳酸钙，CaCO3 在中间室形成，故A错误；
B．由图可知，右侧双极膜中氢离子进入酸室生成盐酸，左侧双极膜中氢离子左移在电极a上发生还原反应生成H2，故B错误；
C．碱室中二氧化碳和碱反应生成碳酸根离子，碳酸根离子通过左侧阴离子交换膜进入中间室内，与Ca2+结合形成碳酸钙，加入NaHCO3固体会消耗氢氧根不利于CO2的吸收，故C错误；
D．右侧双极膜中氢离子进入酸室，氢氧根离子右移在电极b上发生还原反应生成O2，所以b为阳极，电极反应式为4OH--4e=O2↑+2H2O，故D正确；
故选D。
12．D
【详解】A．根据图示，电极A上Cl-失电子被氧化为ClO-，A是阳极，电极A应与外电源正极相连，故A正确；
B．处理废水过程中A电极发生反应Cl--2e-+2OH-=ClO-+H2O，反应消耗OH-，pH降低，故B正确；
C．OH-向阳极移动，A是阳极，OH-从电极B向电极A定向移动，故C正确；
D．生成1molN2转移6mol电子，生成1molH2转移2mol电子，根据得失电子守恒，N2与H2的体积比为1：3，故D错误；
选D。
13．D
【分析】右池中为甲醇燃料电池，通入甲醇的一极为负极，即c为负极，d为正极。左池为电解池，与原电池正极相连的a为阳极，b为阴极。
【详解】A．由上分析，a为电解池的阳极，A项正确；
B．c极为负极甲醇发生氧化变为CO2，反应为 CH3OH-6e-+H2O=6H++CO2↑，B项正确；
C．根据分析，右池为原电池，离子的移动：阳离子移向正极，阴离子移向负极。H+移向d极，C项正确；
D．利用电子守恒有C6H6O~6CO2~28e-，即1mol苯酚转移28mol电子，D项错误；
故选D。
14．D
【分析】由图可知，左边为原电池，右边是电解池，含NO的废水中NO转化为N2，N元素化合价降低，得出N极为原电池的正极，所以M极为原电池的负极，从而判断a极为阳极， b极为阴极，在共熔物作用下水蒸气在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气，b电极为阴极，氮气在阴极上得到电子发生还原反应生成氨气，在阴极上得到电子发生还原反应生成，。
【详解】A．由分析可知，M极为原电池的负极，在负极失去电子生成CO2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，故A正确；
B．由分析可知，b电极为阴极，在阴极上得到电子发生还原反应生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，故B正确；
C．NO的废水中NO转化为N2，N元素化合价由+5价下降到0价，合成过程中，N元素由0价下降到-3价，根据得失电子守恒可知，理论上废水发电产生的与合成消耗的的物质的量之比为，故C正确；
D．上述废水发电过程中有微生物参与，高温不利于微生物生存，则上述废水发电在常温下进行优于在高温下进行，故D错误；
故选D。
15．(1) 纯铜 能
(2) Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 0.2
(3) PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4 +2H2O 负

【详解】（1）与电源正极相连的是阳极，所以b为阳极，精炼铜是粗作阳极，电解质含有可溶的铜盐，可以是硫酸铜、氯化铜和硝酸铜，故答案为：粗铜；能。
（2）负极发生氧化反应,锌失电子,电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，0.65g锌是0.01mol，而1mol的锌失去2mol的电子，所以转移电子的物质的量为0.02mol，故答案为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2；0.02。
（3）铅蓄电池放电时，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为：PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4 +2H2O，充电时是电解池的阴极，与电源的负极相连，故答案为：PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4 +2H2O；负。
16．(1)负
(2) 变大 4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2↑+4H+
(3)B
(4) 负 2H2+4OH--4e-=4H2O或H2+2OH--2e-=2H2O
(5) 正 Cu-2e-=Cu2+ 正 C

【分析】C、D和电解池中都充满浓KOH溶液，实际是电解水，由C、D中产生的气体体积可知，C中气体为H2，D中气体为O2，则M为阴极，N为阳极，R为电源负极，S为电源正极，B为阳极，A为阴极。
（5）C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，将电源接通后，甲装置电解MgC12溶液，反应为，D电极上生成的无色气体为氢气，则D为阴极，C为阳极。
【详解】（1）由分析可知，R为负极；
（2）M为阴极，电解消耗水电离生成的H+，生成OH-，则M极对应的电解质溶液的pH变大，生成的OH-移向N电极，故N电极对应的电解质溶液的pH变大；E为浸过含酚酞的Na2SO4溶液的滤纸，由分析可知，B为阳极，则电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2↑+4H+；
（3）B为阳极，阴离子()向阳极移动，则滤纸上的紫色点向B方向移动；
（4）当C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，此时装置变为燃料电池，经过一段时间，C、D中的气体逐渐减少，H2和O2反应生成水，在碱性条件下，C中H2发生氧化反应，C电极为负极，电极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O或H2+2OH--2e-=2H2O；
（5）①根据分析，D为阴极，C为阳极，电解池的阳极与电源正极相接，阴极与电源的负极相接，即A是正极、B是负极，故答案为正；
②丙装置中G为阳极，H为阴极，铁钉上镀铜时阳极为纯铜，阴极为铁钉，阳极上Cu失电子生成Cu2+，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，故答案为Cu-2e-=Cu2+；
③甲装置电解MgCl2溶液，总反应为；乙池电解CuSO4溶液，总反应的离子方程式为；故答案为；；
④丁中X为阳极、Y为阴极，X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，即Fe(OH)3胶粒移向阴极，则Fe(OH)3胶粒带正电荷，故答案为正；
⑤乙池中E为阳极、F为阴极，乙中E、F两极上都产生2.24L气体(标准状况)，则阳极上水中的氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为，即E极气体为O2，物质的量为，阴极首先是铜离子放电，电极反应式为，然后是水中的氢离子放电，电极反应式为，且生成H2的物质的量为0.1mol。根据电子守恒有2n(Cu2+)+2n(H2)= 4n(O2)，即2n(Cu2+)+0.1mol2=0.1mol4，解得n(Cu2+)= 0.1mol，所以电解CuSO4溶液时生成0.1molCu、0.1molH2和0.1mol O2，根据溶液恢复原则可知，向反应后溶液中加入0.1molCu(OH)2可恢复到起始状态，故答案为C。
17．(1)化学能转化为电能
(2) 2H++2e-=H2↑ Mg→Al
(3)Al
(4)CD
(5) CH4＋10OH-_8e-=CO＋7H2O 石墨上有红色固体析出 560

【分析】将电极放入2mol/L H2SO4溶液A中，镁活泼作负极，铝较不活泼作正极，将电极放入6mol/L NaOH溶液B中，镁不反应作正极，铝反应作负极；甲、乙、丙三池中，根据A、B电极中通入的甲烷和氧气可确定甲为原电池，其中A为负极、B为正极，乙、丙为电解池，乙中C为阳极、D为阴极，丙中为E阳极、F 为阴极。
【详解】（1）原电池是将化学能转化为电能；
（2）A中Al作正极，氢离子作氧化剂，电极反应式为2H++2e-=H2↑；电子的流向是由Mg（负极）→Al（正极）；
（3）B中负极为能在氢氧化钠溶液反应的Al，Mg不反应作正极；
（4）A．根据金属单质与水或酸置换出氢气的难易可得镁的金属性比铝的金属性强，Al在氢氧化钠溶液反应产生氢气不能作为比较金属性强弱的依据，A错误；
B．比较金属活动性顺序的依据要明确，不要被一些特殊反应混淆金属活动性顺序的比较，B错误；
C．该实验中镁铝在稀硫酸中比较置换出氢气的难易而可以比较金属性，镁铝在氢氧化钠溶液中镁不反应而铝反应是因为氢氧化铝具有两性能溶解于氢氧化钠而氢氧化镁只有碱性不能溶解于氢氧化钠，说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析，C正确；
D．上述实验证明了“直接利用金属活动性顺序判断原电池中的正负极”这种做法不可靠，要注意反应的特殊性和明确金属活动性顺序的比较方法，D正确；
答案选CD。
（5）A电极是原电池的负极，甲烷作还原剂在氢氧化钾介质下氧化为碳酸根离子，该电极反应式为CH4＋10OH-_8e-=CO＋7H2O； F是电解池的阴极，铜离子在该电极得电子还原为铜单质，现象是石墨上有红色固体析出；根据串联电极的电子守恒法可得。
18．(1) 太阳 化学 1760
(2)2CO2(g) + 6H2(g) = CH3CH2OH(g) + 6H2O(g)      ΔH = -174 kJ·mol-1
(3) 6CO2 + 24e- +24H+ = C6H12O6 +6H2O 阳极 2 80%

【详解】（1）碳汇过程中，利用植物的光合作用每吸收1molCO2需要吸收的能量约为470kJ，能量的转化形式为太阳能能转化为化学能；每吸收1molCO2需要吸收的能量约为470kJ，某块林木通过光合作用大约吸收了1.88×107kJ能量，则吸收的CO2物质的量为，质量为=1760kg；
（2）根据氧化还原反应得失电子守恒和元素守恒得到CO2加氢合成乙醇(CH3CH2OH)气体，同时生成水蒸气的化学方程式为2CO2 + 6H2 = CH3CH2OH + 6H2O，每转化22.4 L(标准状况下)即1molCO2放出87 kJ热量，则2mol二氧化碳参与反应放出174kJ热量，故热化学方程式为2CO2(g) + 6H2(g) = CH3CH2OH(g) + 6H2O(g)  ΔH = -174 kJ·mol-1；
（3）①从图示可知，X电极上CO2转化为C6H12O6，碳化合价降低，X为阴极连接电源负极，Y电极上H2O转化为O2，氧化合价升高，Y为阳极连接电源的正极。
②X电极上发生的电极反应式6CO2 +24e- +24H+ = C6H12O6 +6H2O；
③Y电极是阳极，电极反应式为：2H2O-4e- =4H++O2，标况下生成11.2 L 即0.5molO2时，有2mol H+由Y电极移向X电极；
④由X电极反应式为：，则当电路中通过3mol时，则生成18 g 时，所需的电子数为=2.4mol，所以该装置的电流效率为=80%。