第四章 化学反应与电能测试题
一、选择题
1．下列事实中，与电化学腐蚀无关的是
A．用铜质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀
B．在空气中，银器表面会生成一层黑色的物质
C．在远洋海轮的船体吃水线以下焊上一定数量的锌板
D．埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更容易被腐蚀
2．下列实验装置(部分夹持装置已略去)可以达到对应实验目的的是
A．测定锌与稀硫酸反应速率 B．测定中和反应的反应热
C．比较AgCl和溶解度大小 D．探究铁的析氢腐蚀
3．锂电池研发已有重大突破，关于锂电池的叙述正确的是
A．放电时电能转化为化学能 B．电容量大，质量轻
C．不可循环放电 D．废旧锂电池是干垃圾
4．化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀在镀件表面形成的镀层。某化学镀铜的反应速率随镀液pH变化如图所示。(已知：该镀铜过程中，镀液pH控制在12.5左右)。根据图中信息，下列说法正确的是
A．若采用电镀的方法，镀件应与电源正极连接
B．若用铜盐进行化学镀铜，镀件做氧化剂
C．可以调节溶液的pH至8-9之间使反应停止
D．同等条件下，使用化学镀比电镀反应速率更快
5．下列有关金属冶炼的说法正确的是
A．制Na：高温分解NaCl制备Na
B．制Al：将溶于盐酸中，电解所得溶液
C．制Fe：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中的铁的氧化物
D．制Cu：“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”发生了分解反应
6．下列说法正确的是
A．铁与碘反应易生成碘化铁
B．电解ZnSO4溶液可以得到Zn
C．用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+，生成碳酸镁
D．SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀
7．空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)， RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图有关说法正确的是
A．左端装置中化学能转化为电能，右端装置中电能转化为化学能
B．c极上发生的电极反应式： O2+2H2O+4e- =4OH-
C．d极上进行还原反应，右端装置B中的H+可以通过隔膜进入A
D．当有0. 2mol电子转移时，a极产生标准状况下2. 24LH2
8．下列关于电解池的叙述中不正确的是
A．与电源正极相连的是电解池的阴极 B．与电源负极相连的是电解池的阴极
C．电解池的阳极发生氧化反应 D．电解池的阴极发生还原反应
9．某小组研究SCN-分别与Cu2+和Fe3+的反应：
编号 1 2 3
实验
现象 溶液变为黄绿色，产生白色沉淀(白色沉淀为CuSCN) 溶液变红，向反应后的溶液中加 K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，且沉淀量逐渐增多 接通电路后，电压表指针不偏转。 段时间后，取出左侧烧杯中少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，没有观察到蓝色沉淀
下列说法不正确的是
A．实验1中发生了氧化还原反应，KSCN为还原剂
B．实验2中“溶液变红”是Fe3+与SCN-结合形成了配合物
C．若将实验3中Fe2(SO4)3溶液替换为0.25 mol/LCuSO4溶液，接通电路后，可推测出电压表指针会发生偏转
D．综合实验1～3，微粒的氧化性与还原产物的价态和状态有关
10．10mL2mol/L溶液与过量锌粉反应，在一定温度下，为了使产生的速率减缓，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的
A．溶液 B．固体
C．溶液 D．固体
11．全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城市拟用如图所示方法保护埋在弱碱性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法不正确的是
A．钢质管道易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池
B．这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法
C．钢管上的电极反应式：
D．也可以外接直流电源保护钢管，直流电源正极连接金属棒X
12．在硫酸盐还原细菌的作用下，深埋地下的铁管道与土壤中的硫酸根离子会发生电化学腐蚀，其原理如图所示。下列说法正确的是
A．铁管道发生的是吸氧腐蚀
B．铁管道附近土壤的pH会减小
C．铁管道上镀锌可以延缓管道的腐蚀
D．输送高温水蒸气的铁管道也会发生该类型腐蚀
13．pH计是通过测定电池两极电势差(即电池电动势E)确定待测液pH的仪器，复合电极pH计的工作原理如图。室温下，E=0.059pH+0.2 (E的单位为V)。下列说法错误的是
A．pH计工作时，化学能转变为电能
B．指示电极的电极电势随待测溶液的c(H+)变化而变化
C．若参比电极电势比指示电极电势高，则指示电极的电极反应式：AgCl(s)+e- = Ag(s) +Cl-
D．室温下，若E为0. 377V，则待测溶液的pH=3.0
14．化学反应中通常伴随着能量变化，下列说法中错误的是
A．二次电池放电时将电能转化为化学能
B．原电池将化学能转化为电能
C．煤燃烧时并不能将化学能全部转化为热能
D．镁条燃烧时将部分化学能转化为光能
15．2022年中国团队在巴塞罗那获得“镁未来技术奖”。一种以MgCl2-聚乙烯醇为电解液的镁电池如图所示，放电时，正极的电极反应式为Mg2+ +2e-+V2O5=MgV2O5。下列说法不正确的是
A．放电时，负极的电极反应式为Mg-2e- =Mg2+
B．充电时，Mg2+ 嵌入V2O5晶格中
C．放电一段时间后，聚乙烯醇中的(Mg2+)几乎保持不变
D．若将电解液换成MgCl2水溶液，工作时电池可能产生鼓包
二、填空题
16．完成下列问题
(1)如图所示，能够组成原电池(烧杯里为相应物质的溶液)，并且产生明显电流的是_______。
(2)某化学小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置如图所示。回答问题：若电极a为Fe、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式是_______。燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所产生的化学能直接转化为电能，现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，CH4为燃料，采用酸性溶液做电解液，则CH4应通入_______极 (填“a”或“b”)；电池的负极反应式是_______。
(3)工业电解饱和食盐水制烧碱时必须阻止OH- 移向阳极，目前采用阳离子交换膜将两极溶液分开(如下图所示)。F处加少量NaOH的目的是_______；C、D分别是直流电源的两电极，则C是电源_______极；若不采用阳离子交换膜，OH-向阳极移动，发生的反应可用离子方程式表示为_______。
17．可采用如图所示的装置来制取氯气。装置中的离子膜只允许_______(写离子符号)通过，氯气的逸出口是_______(填标号)。
18．铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品；采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl)＝1∶2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为________。
(2)FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为 _______；与MnO2 -Zn电池类似，K2FeO4 -Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为_______________________________；
19．某公司开发了一种以甲醇为原料，以 KOH 为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池，充一次电可连续使用一个月。其中 B 电极的电极材料为碳，如图是一个电化学过程的示意图。请填空：
(1)充电时，原电池的负极与电源______极相连。乙池中阳极的电极反应为_____
(2)放电时：甲池中负极的电极反应式为______。
(3)在此过程中若完全反应，乙池中A极的质量增加 648g，则甲池中理论上消耗O2______L (标准状况下)。
(4)若要使乙中电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入______(填化学式)
20．钌基配合物光敏染料敏化太阳能电池工作时的反应为2RuII*+I=2RuIII+3I-，装置如图。该电池负极材料为_______，负极对应的产物为_______；正极材料为_______，正极对应的产物为_______，正极反应式：_______。
21．常温下D、E、F、I、J为气体，H、I、J都为氧化物；C的焰色反应为黄色；M为红褐色的固体，由G分解得到的H、I、J三者的物质的量相等．下图表示各物质之间的转化关系．
试回答下列问题：
（1）写出L的化学式____________．
（2）基于反应①原理的化学工业称为______________．
写出该反应①的离子方程式__________________________________________．
（3）反应②的现象是__________________________________________．
（4）写出H与Al在高温下反应的化学方程式___________________________________．
（5）写出反应③的化学方程式___________________________________．
22．有资料显示过量的氨气和氯气在常温下可合成岩脑砂(主要成分为)，某实验小组对该反应进行探究，并对岩脑砂进行元素测定，回答下列问题：
(1)岩脑砂的制备
①利用装置A制取实验所需的氨气，写出反应的化学方程式：_______。
②该实验中用浓盐酸与反应制取所需氯气，写出反应的离子方程式_______；则装置中的试剂是_______(填写试剂名称)。
③为了使氨气和氯气在D中充分混合，请确定上述装置的合理连接顺序：a→_______←b(提示：氨气和氯气形成逆向流动更有利于两者充分混合)。
④证明岩脑砂中有Cl-生成，需要的检验试剂中有_______。
(2)岩脑砂中元素的测定：准确称取ag岩脑砂，与足量的氧化铜混合加热，发生的反应为：，利用下列装置测定岩脑砂中氮元素和氯元素的质量之比(夹持装置省略)。
①待反应结束，气体冷却至室温后，利用如图所示装置读取气体体积时，应注意_______。
②若装置I增重bg，利用装置K测得气体体积为VL(已知常温常压下气体摩尔体积为)，则岩脑砂中_______(用含b、V的代数式表示，不必化简)。若测量体积时气体温度高于常温(其他操作均正确)，则比正常值_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(3)Co能与强酸反应产生。工业上采用惰性电极电解溶液制备Co，不能用溶液代替溶液的理由是(请结合电极反应式简述)_______。
23．锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池的反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：
(1)外电路的电流方向是由_______(填“a”或“b”，下同)极流向_______极。电源的负极为_______。发生的反应类型为_______(填氧化反应或还原反应)
(2)电池的正极反应式为_______。
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．铁的活动性大于铜，用铜质铆钉铆接铁板，容易发生电化学反应，铁板易被腐蚀，A正确；
B．在空气中，银与空气中氧气反应生成氧化银，银器表面会生成一层黑色的物质，不涉及电化学腐蚀，B错误；
C．在远洋海轮的船体吃水线以下焊上一定数量的锌板，锌活动性强，做原电池的负极，保护了钢铁船底，C正确；
D．埋在潮湿土壤里的铁管由于潮湿土壤中的电解质更容易导电，发生电化学反应，故比埋在干燥土壤里的铁管更容易被腐蚀，D正确；
故选B。
2．A
解析：A．反应中可以通过生成氢气速率的快慢来测定锌与稀硫酸反应速率，A符合题意；
B．测定中和反应的反应热应该在量热计中进行，B不符合题意；
C．反应中硝酸银过量，不能比较AgCl和溶解度大小，C不符合题意；
D．探究铁的析氢腐蚀应该在酸性环境中，D不符合题意；
故选A。
3．B
解析：A．电池放电时是化学能转化成电能，故A错误；
B．Li相对原子质量较小，密度小，因此相同质量的金属锂的体积小，单位质量能量比高，具有电容量大，质量轻的优点，故B正确；
C．锂电池属于二次电池，可以循环充电使用，故C错误；
D．电池属于有害垃圾，污染土壤和水，不属于干垃圾，故D错误；
答案为B。
4．C
解析：A．电镀池中，镀件作阴极，与电源的负极相连，故A错误；
B．要把铜从铜盐中置换铜出来，铜离子发生还原反应生成金属铜，镀件做还原剂，故B错误；
C．根据图示信息，pH=8﹣9之间，反应速率为0，所以要使反应停止，调节溶液的pH至8﹣9 之间，故C正确；
D．同等条件下，电化学反应速率比化学反应快，故D错误；
选C。
5．C
解析：A．钠元素的金属性强，不能用高温分解制备金属钠，所以工业上用电解熔融氯化钠的方法制备金属钠，故A错误；
B．电解氯化铝溶液生成氢氧化铝、氢气和氯气，不能用于制备金属铝，所以工业上用电解熔融氧化铝的方法制备金属铝，故B错误；
C．铁是较活泼金属，工业上用焦炭和空气反应产生的一氧化碳在高温下还原铁矿石中的铁的氧化物制备金属铁，故C正确；
D．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”制备铜发生的反应为铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸亚铁和铜，故D错误；
故选C。
6．B
解析：A．I2属于弱氧化剂，与Fe反应生成FeI2，A错误；
B．电解一定浓度的硫酸锌溶液，Zn2+在阴极得电子析出Zn，B正确；
C．石灰沉淀Mg2+生成的沉淀是Mg(OH)2，C错误；
D．SO2通入BaCl2溶液中不能生成BaSO3沉淀，因为H2SO3酸性比HCl弱，该复分解反应不能发生，D错误；
故答案选B。
7．D
【分析】由图知，左边为电解池，a 极的电极反应式为 2H＋＋2e－=H2 ↑ ，b 电极与电源正极相连，是阳极，电极反应式为 2H2O－4e－=4H＋+O2 ↑ ，则气体X为氢气，Y为氧气，右边为氢氧燃料电池，以此解答。
解析：A．由图知，右边为氢氧燃料电池，化学能转化为电能；左边为电解池，电能转化为化学能，故A错误；
B．由分析可知，气体X为氢气，Y为氧气，右边为氢氧燃料电池，c极为正极，发生的电极反应式为：O2+4H++4e- =2H2O，故B错误；
C．d电极为电池负极，发生氧化反应，阳离子向正极移动，即 H+进入 A ，故 C 项错误；
D．a 极的电极反应式为 2H＋+2e－= H2↑ ，转移 0.2 mol 电子时，在标准状况下产生 2.24 L 氢气， 故D正确；
正确答案是D。
8．A
解析：A.电解池中，与外接电源负极相连的为阴极，与正极相连的为阳极，故A叙述错误；
B.电解池中，与外接电源负极相连的为阴极，故B叙述正确；
C.电解池中阳极上失电子发生氧化反应，故C叙述正确；
D.电解池中阴极上得电子发生还原反应，故D叙述正确；
答案选A。
9．C
解析：A．在反应1中，SCN-失去电子被氧化为(SCN)2，Cu2+得到电子被还原为Cu+，Cu+再与SCN-反应产生CuSCN沉淀，反应方程式为2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2，该反应中KSCN为还原剂，A正确；
B．Fe3+与SCN-反应产生络合物Fe(SCN)3，使溶液变为血红色，B正确；
C．在实验2中溶液变为红色，发生可逆反应：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，反应产生Fe(SCN)3使溶液变为红色。向反应后的溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，且沉淀量逐渐增多，说明其中同时还发生了氧化还原反应：2Fe3++2SCN-=2Fe2++(SCN)2，Fe2+与[Fe(CN)6]3+反应产生Fe3[Fe(CN)6]2蓝色沉淀，因此接通电路后，电压表指针会发生偏转。将0.125 mol/LFe2(SO4)3溶液与0.05 mol/LCuSO4溶液通过U型管形成闭合回路后，接通电路后，电压表指针不偏转，说明没有发生氧化还原反应，未产生Fe2+，故滴入K3[Fe(CN)6]溶液，也就不会产生蓝色沉淀，可见Fe2(SO4)3溶液浓度降低后不能发生氧化还原反应，故若加入CuSO4溶液0.25 mol/L，比0.5 mol/LCuSO4溶液浓度也降低一半，则接通电路后，可推测出电压表指针也不会发生偏转，C错误；
D．0.5 mol/LCuSO4溶液及0.25 mol/L溶液会与0.1 mol/LKSCN溶液发生氧化还原反应，当三种物质浓度都是原来的一半时，未发生氧化还原反应，说明微粒的氧化性与还原产物的价态和状态有关，D正确；
故合理选项是C。
10．B
解析：A．向反应物中加入适量的，相当于存在硝酸，金属与硝酸反应不会产生氢气，A错误；
B．向反应物中加入适量的，醋酸根离子会结合氢离子形成醋酸，使氢离子浓度降低，当硫酸消耗的过程中醋酸会电离出氢离子，不影响生成氢气的总量，B正确；
C．向反应物中加入适量的，锌与硫酸铜反应生成铜，此时锌、铜、硫酸会构成原电池，加快反应速率，C错误；
D．会消耗硫酸使氢气的量减少，D错误；
故选B。
11．D
解析：A．钢铁在潮湿的空气中能形成原电池因而易发生电化学腐蚀，金属铁是负极，易被腐蚀，A正确；
B．原电池的负极被腐蚀，正极被保护的方法称为牺牲阳极的阴极保护法，B正确；
C．由于发生吸氧腐蚀，故正极上氧气放电，电极反应为O2+2H2O+4e- ═ 4OH-，C正确；
D．用外加电源的负极保护法时，被保护的金属做阴极，故钢管应接电源的负极，通常正极连接惰性电极比如碳棒，D错误；
故答案为：D。
12．C
【分析】根据图示可知该电化学腐蚀中，硫酸根离子得电子生成硫离子，电极反应式为：，铁管道做负极，发生失电子的氧化反应生成亚铁离子，据此结合电化学腐蚀原理分析解答。
解析：A．根据上述分析可知，铁管道正极不是氧气得电子，发生的不是吸氧腐蚀，A错误；
B．根据铁管道的正极反应：可知，该腐蚀会使铁管道附近土壤的pH会增大，B错误；
C．锌的金属活动性大于铁的，所以铁管道上镀锌，锌隔绝了铁与外界的接触，既使锌破损，锌做负极，铁做正极，被保护，可以延缓管道的腐蚀，C正确；
D．高温下，水蒸气与铁发生氧化还原反应生成四氧化三铁和氢气，与上述类型腐蚀不同，D错误；
答案选C。
13．C
解析：A．pH计的工作原理是通过测定电池电动势E(即指示电极和参比电极的电势差)来确定待测溶液的pH，则pH计工作时，化学能转化为电能，故A正确；
B．根据pH计的工作原理可知，指示电极参比膜内外c(H+)的差异会引起电池电动势的变化从而使得其能确定溶液的pH，故B正确；
C．若参比电极电势比指示电极电势高，正极的电势比负极的高，则指示电极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为Ag(s)-e-+Cl-=AgCl(s)，故C错误；
D．根据E=0.059pH+0.2，若E为0. 377V，则pH=，故D正确；
故选：C。
14．A
解析：A．二次电池放电过程是原电池原理，将化学能转化为电能，故A错误；
B．原电池将化学能转化为电能，故B正确；
C．煤燃烧时化学能转化为热能和光能，故C正确；
D．镁条燃烧时发光、放热，即化学能转化为光能和热能，故D正确；
答案选A。
15．B
【分析】原电池放电时负极失去电子发生氧化反应；充电时，阳极吸引阴离子，阴极吸引阳离子；据此分析解题。
解析：A．原电池放电时负极失去电子发生氧化反应，负极的电极反应式为Mg-2e- =Mg2+，故A正确；
B．充电时，阴极吸引阳离子，Mg2+ 向石墨移动，故B错误；
C．放电时，正极的电极反应式为Mg2+ +2e-+V2O5=MgV2O5，Mg-2e- =Mg2+，总反应不消化Mg2+，所以放电一段时间后，聚乙烯醇中的(Mg2+)几乎保持不变，故C正确；
D．若将电解液换成MgCl2水溶液，工作时电池会产生气体，可能产生鼓包，故D正确；
故答案选B。
二、填空题
16．(1)BEF
(2) 2H++2e-=H2↑ b CH4+2H2O-8e-=8H++CO2
(3) 增强溶液的导电性 负 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
解析：（1）根据原电池的构成条件判断，原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应；
A．酒精不是电解质，不能形成原电池，故A不选；
B．锌为负极，铜为正极，电解质溶液为硫酸，可形成原电池，故B选；
C．两电极相同，不能形成原电池，故C不选；
D．Cu和Sn都不能和稀硫酸进行自发进行的氧化还原反应，不能形成原电池，故D不选；
E．Zn为负极，Ag为正极，电解质溶液为硝酸银溶液，可形成原电池，故E选；
F．Al为负极，Mg为正极，电解质溶液为氢氧化钠溶液，可形成原电池，故F选；
故选BEF。
（2）铁、铜和稀硫酸形成原电池，铁比铜活泼，作负极，铜作正极，正极上H+得电子生成氢气，正极反应式为2H++2e-=H2↑；燃料电池中，燃料发生失电子的反应、氧化剂发生得电子的反应，则甲烷酸性燃料电池中，CH4应通入负极b极，O2应通入正极a极，负极上CH4失电子生成CO2，负极反应式为CH4+2H2O-8e-=8H++CO2。
（3）F处加少量NaOH的目的是增强溶液的导电性，由Na+移动方向知右侧电极为阴极，C、D分别是直流电源的两电极，故C是电源负极，D是电源正极；若不采用阳离子交换膜，OH-向阳极移动，与Cl2发生反应，离子方程式表示为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
17． a
【分析】阳极室产生氯气，阴极室产生氢气和氢氧化钠。
解析：阳极产生氯气，氯离子减少，多余的钠离子通过交换膜转移到阴极室，生成氢氧化钠，故离子交换膜只能通过钠离子；氯气在阳极室产生，逸出口为a；
故答案为：Na+；a。
18．(1)10%
(2) 2Fe(OH)3+3ClO-+ 4OH-=2+3Cl-+5H2O +3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-
解析：（1）设FeCl2和FeCl3的物质的量分别为a、b，则（a+b）：（2a+3b）=1:2.1，a:b=9:1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为；
（2）铁离子再强碱环境下为氢氧化铁，FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，铁元素化合价升高、氯元素化合价降低变为-1，其反应的离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+ 4OH-=2+3Cl-+5H2O； K2FeO4在电池中作为正极材料，得到电子，发生还原反应生成氢氧化铁，其电极反应式为+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-。
19． 负 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 33.6 Ag2O
【分析】甲池为甲醇燃料电池，乙池为电解池，甲醇燃料电池放电时，甲醇失电子发生氧化反应作负极，则A极为阴极，B极为阳极；充电时，燃料电池的正极作阳极，所以正极应该与电源正极相连，原电池负极与电源负极相连。
解析：(1) 充电时，原电池负极与电源负极相连；乙池为电解池，根据放电顺序，阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应，电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑；
(2)放电时：甲池中负极甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，所以甲池中负极的电极反应式为；
(3) 乙池中A极为阴极，银离子得电子发生还原反应生成银单质，当乙池中A极的质量增加648g，根据电子守恒，每生成1个Ag得1个电子，每消耗一个氧气得到4个电子，则甲池中理论上消耗O2体积=××22.4L/mol=33.6L；
(4)乙中总反应为4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3，可加入Ag2O与硝酸反应恢复到电解前的状态。
20． 透明导电玻璃 RuIII 镀导电玻璃
解析：根据原电池中电子由负极流向正极，可得钌基配合物光敏染料敏化太阳能电池工作时电池的负极为透明导电玻璃，发生失电子的氧化反应，电极反应式为2RuII*-2e-= 2RuIII，故负极对应产物为RuIII；正极为镀导电玻璃，发生得电子的还原反应，电极反应式为，正极产物为。
21． Fe(OH)2 氯碱工业 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ 白色→灰绿色→红褐色 3FeO + 2AlAl2O3+ 3Fe FeC2O4FeO + CO↑+CO2↑
【分析】常温下D、E、F、I、J为气体,L放置在空气中生成红褐色固体M,则M是Fe(OH)3、L是Fe(OH)2，C的焰色反应为黄色,则C中含有Na元素,C和K反应生成A和Fe(OH)2，根据复分解反应条件知,C为NaOH、K中含有亚铁离子,电解A的溶液能生成两种气体和NaOH,电解氯化钠符合生成两种气体、NaOH条件且氢氧化钠和氯化亚铁生成NaCl,所以A为NaCl、B为H2O,根据元素守恒知K为FeCl2；氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,所以F为HCl；盐酸和FeO生成氯化亚铁和水,F+H→K+B,则H为FeO,D、I是水煤气的主要成分,水煤气的主要成分是CO和氢气,电解氯化钠溶液生成氯气和氢气,所以D是H2、E是Cl2；I是水煤气的成分CO,I和水反应生成二氧化碳和氢气,则J是CO2,由G分计算得出到的H、I、J三者的物质的量相等,则G的化学式为FeC2O4；据以上分析解答。
解析：常温下D、E、F、I、J为气体,L放置在空气中生成红褐色固体M,则M是Fe(OH)3、L是Fe(OH)2，C的焰色反应为黄色,则C中含有Na元素,C和K反应生成A和Fe(OH)2，根据复分解反应条件知,C为NaOH、K中含有亚铁离子,电解A的溶液能生成两种气体和NaOH,电解氯化钠符合生成两种气体、NaOH条件且氢氧化钠和氯化亚铁生成NaCl,所以A为NaCl、B为H2O,根据元素守恒知K为FeCl2；氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,所以F为HCl；盐酸和FeO生成氯化亚铁和水,F+H→K+B,则H为FeO,D、I是水煤气的主要成分,水煤气的主要成分是CO和氢气,电解氯化钠溶液生成氯气和氢气,所以D是H2、E是Cl2；I是水煤气的成分CO,I和水反应生成二氧化碳和氢气,则J是CO2,由G分计算得出到的H、I、J三者的物质的量相等,则G的化学式为FeC2O4；
（1）结合以上分析可知，L的化学式为Fe(OH)2；
故答案为Fe(OH)2；
（2）电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠，反应的离子方程式为：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑，该反应在化学工业称为氯碱工业；
故答案为氯碱工业；2Cl－＋2H2O 2OH－＋H2↑＋Cl2↑；
（3）氢氧化亚铁在空气中之间变为灰绿色，最后为红褐色；
故答案为白色→灰绿色→红褐色；
（4）氧化亚铁与金属铝高温下反应生成铁和氧化铝，反应的化学方程式：3FeO + 2AlAl2O3 + 3Fe；
故答案为3FeO +2AlAl2O3+ 3Fe；
（5）结合以上分析可知，FeC2O4加热分解为氧化亚铁、一氧化碳、二氧化碳；反应③的化学方程式为：FeC2O4FeO +CO↑+CO2↑；
故答案为FeC2O4FeO +CO↑+CO2↑。
22．(1) 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O MnO2+2C1-+4H+Mn2++Cl2↑+2H2O 饱和食盐水 a→d→c→e-f←h←g←j←i←b 蒸馏水、稀HNO3、AgNO3溶液
(2) 要使两侧压强保持一数要使J、K装置的液面相平再读取体积 ： 偏高
(3)如果电解，阳极上电极反应为：，生成强酸，Co能与强酸反应产生
解析：（1）①装置A适用于加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取氨气，反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；
②浓盐酸与MnO2在加热条件下生成氯化锰、氯气、水，反应的离子方程式是
MnO2+2C1-+4H+Mn2++Cl2↑+2H2O；装置F的作用是除氯气中的氯化氢，F中的试剂是饱和食盐水；
③氨气和氯气形成逆向流动更有利于两者充分混合，氨气的密度比氯气的小，应该从e管通入氨气、f管通入氯气，氨气通过碱石灰干燥，氯气通过饱和食盐水除去HCl，在通过浓硫酸干燥，合理连接顺序： a→d→c→e-f←h←g←j←i←b。
④证明氨气和氯气反应有岩脑砂生成，需要验证岩脑砂中含氯离子，加蒸馏水溶解，加入硝酸酸化，再加硝酸银，产生白色沉淀证明有氯离子，故检验氯离子需要的试剂有蒸馏水、稀HNO3、AgNO3溶液；
（2）①待反应结束，气体冷却至室温后，利用如图所示装置读取气体体积时，应注意要使两侧压强保持一数要使J、K装置的液面相平再读取体积；
②装置I吸收氯化氢，若装置I增重bg，则n(HCl)= ；装置K收集的是氮气，利用装置K测得气体体积为VL(已知常温常压下气体摩尔体积为24.5L/mol)， n(N2)= ，则岩脑砂中m(N)： m(Cl)= ：；
若测量体积时气体温度高于常温，V偏大，则m(N)比正常值偏高。
（3）惰性电极电解溶液制备Co，阴极上电极反应为：；阳极上电极反应为：；不能用溶液代替溶液，如果电解，阳极上电极反应为：，生成强酸，Co能与强酸反应产生。
23．(1) b a a 氧化反应
(2)MnO2＋e-＋Li＋=LiMnO2
解析：锂锰电池中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中生成LiMnO2，则MnO2电极为正极，电极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2，Li电极为负极，原电池工作时，外电路中电流由正极经过负载流向负极，据此解答。
（1）锂锰电池中，电极b为正极，电极a为负极，原电池工作时，外电路中电流由正极经过负载流向负极，即电流由b极流向a极；电源的负极为a，电极反应为：Li-e-=Li+，失去电子发生氧化反应。
（2）锂锰电池中，电极b为正极，电极a为负极，正极上MnO2得到电子和Li+结合生成LiMnO2，电极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2。
