第四章 化学反应与电能同步习题
一、单选题（共14题）
1．一种新的工业制备无水氯化镁的工艺流程如下：
下列说法正确的是
A．工业生产时，物质最好选用
B．工业上常用电解水溶液制备金属镁
C．“氯化”过程中发生的反应为
D．“煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水
2．利用如图装置进行实验(U形管为耐压试管)，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法错误的是
A．铁丝的腐蚀速率：
B．一段时间后，a管液面高于b管液面
C．a管溶液的增大，b管溶液的减小
D．a、b两管中发生相同的电极反应为
3．下列说法不正确的是
A．已知NH5为离子化合物，则固体NH5中阴阳离子个数比为1:1
B．地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀，该法称牺牲阳极保护法
C．原电池中发生的反应达平衡时，该电池仍有电流产生
D．要证明亚硫酸钠部分变质可选用试剂稀盐酸和氯化钡
4．如图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图，下列说法正确的是
A．外电路电流方向是a→b
B．电池工作时正极区溶液的pH升高
C．电极 b发生的反应为CO2+2e-+2H+=HCOOH
D．1molH2O被完全氧化时有22.4LCO2被还原
5．废旧铅蓄电池会导致铅污染，利用RSR工艺回收铅的流程如图所示。
已知：铅膏的主要成分是和；是强酸。下列说法错误的是
A．的作用是将还原成
B．加入后发生的反应为
C．电解溶液时，若电路中转移1 mol电子，阴极增重51.75 g
D．整个流程中，可循环使用
6．图为一种利用原电池原理设计测定O2含量的气体传感器示意图，RbAg4I5是只能传导Ag+的固体电解质。O2可以通过聚四氟乙烯膜与碘化铝反应生成Al2O3和I2，通过电池电位计的变化可以测得O2的含量。下列说法正确的
A．正极反应为：3O2+12e﹣+4Al3+═2Al2O3
B．给传感器充电时，Ag+向多孔石墨电极移动
C．外电路转移0.01mol电子，消耗O2的体积通常状况下为0.56L
D．协同总反应为：3O2+4AlI3+12Ag═2Al2O3 +12AgI
7．NaCl溶于水，溶解过程如图所示。下列说法不正确的是
A．a离子为Cl ，b离子为Na+
B．NaCl在水分子的作用下，Na+和Cl 之间的离子键断裂
C．通电后，NaCl发生电离
D．NaCl溶液导电的原因是溶液中有自由移动的离子
8．可充电水系电池用锌和催化剂材料作两极，电池工作示意图如图所示，其中双极膜是由阳膜和阴膜制成的复合膜，在直流电场的作用下，双极膜复合层间的电离出的和可以分别通过膜移向两极。下列说法正确的是
A．溶液的：
B．充电时，极接外电源正极，实现电能转为化学能
C．放电时，当电路中转移电子时，理论上溶解
D．充电时，极的电极反应式为
9．关于下列化工生产流程的说法不正确的是
①铁矿石、焦炭、石灰石、空气、生铁
②黄铜矿Cu2SCu（粗）Cu（精）
③石英Si（粗）SiCl4Si（高纯）
④
A．①的主要设备是炼铁高炉，生产过程中产生的高炉煤气主要成分是等，形成的炉渣中某成分可用作生产普通玻璃
B．②中电解精炼铜时，粗铜中的杂质全部沉积在阳极区，由组成的电解液需循环更换
C．③中粗硅与反应后，可用分馏的方法提纯
D．④中Ⅰ、IV两步转化后的气体均需循环以提高原料的利用率
10．用如图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列说法不正确的是
A．压强增大主要是因为产生了H2
B．整个过程中，负极电极反应式均为：Fe–2e- = Fe2+
C．pH= 4.0时，体系为弱酸性，同时发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀
D．pH= 2.0时，体系为强酸性，正极只发生析氢腐蚀，电极方程式为：2H+ + 2e- = H2↑
11．二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。如图是目前已开发出用电解法制取的新工艺，下列说法中不正确的是
A．阳极产生的电极反应式：
B．当阴极产生的气体比阳极多0.3mol时通过阳离子交换膜的的物质的量为1mol
C．该电解池的总反应为：
D．若采用未经精制的食盐水，将降低离子交换膜的使用寿命
12．某商用锂离子电池以石墨为负极材料，以LiCoO2为正极材料，电解质为LiPF6与乙烯碳酸酯。电池充电时，锂离子从正极材料中出来而进入负极，放电时则反过来。那么，下列说法中不正确的是
A．充电时发生的正极反应为LiCoO2 →Li1-xCoO2 +xLi+ + xe-
B．负极反应为xLi++xe- +6C→LixC6
C．正极材料Li1-xCoO2中的Co充电时被氧化，从Co3+变为Co4+，放电时被还原，从Co4+变为Co3+
D．LiAlO2 和LiMn2O4等也可做正极材料
13．下列说法正确的是( )
A．合成氨生产中，使用高效催化剂可提高原料平衡转化率
B．铁质管道与锌用导线相连(如图所示)可防止管道被腐蚀
C．5 mL 18 mol·L－1浓硫酸与足量铜共热，反应最多转移0.18 mol电子
D．常温下，反应2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)能自发进行，该反应ΔH>0
14．如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列说法中不正确的是
A．装置A电极发生的反应：2Cl-－2e-=Cl2↑
B．B处出口的物质是氢气，该离子交换膜只能让阳离子通过
C．装置中发生的反应的离子方程式2Cl﹣+2H+ Cl2↑+H2↑
D．该装置是将电能转化为化学能
二、填空题（共9题）
15．(1)下列有关氢氧燃料电池汽车的说法不正确的是 (填字母)。
A．太阳光催化分解水制氢气比电解水制氢气更科学
B．氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境
C．分别以稀硫酸、KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的负极电极反应相同
D．分别以稀硫酸、KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的总反应相同
(2)某电动车采用一种高效耐用的新型可充电电池，该电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。
①该电池放电时的负极反应为 。
②放电时每转移3 mol电子，正极有 mol K2FeO4被还原。
(3)锰酸锂离子电池(如图所示)在混合动力车等大型蓄电池应用领域占主导地位。电池反应为Li1-xMnO4+LixCLiMnO4+C。
下列有关说法不正确的是 (填字母)。
A．放电时电池的正极反应为Li1-xMnO4+xLi++xe——=LiMnO4
B．放电过程中，石墨没有得失电子
C．该电池也能在KOH溶液中正常工作
D．充电时电池上标有“—”的电极应与外接电源的负极相连
16．原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。某课外实验小组欲探究铝和铜的金属性(原子失电子能力)强弱，同学们提出了如下实验方案：
A．比较铝和铜的硬度和熔点
B．比较二者在稀硫酸中的反应现象
C．将铝片放入硫酸铜溶液，观察铝片上是否有红色物质
D．将铝片、铜片用导线连接后共同投入氢氧化钠溶液中接入电流计，观察电流方向
(1)上述方案中能达到实验目的的是 (填字母)。
(2)上述方案D中负极为 ，电极反应为 。
(3)将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入500mL相同浓度的稀硫酸一段时间，两烧杯中均产生气泡，有同学认为产生气泡的位置相同，你赞同吗？请写出理由 。
(4)当甲中产生2.24L(标准状况)气体时，将锌、铜片取出(设反应前后溶液体积不变)，再将烧杯中的溶液稀释至1L，测得溶液中。试确定原稀硫酸的物质的量浓度为 mol/L。
(5)镍铁电池放电时也可产生FeO(OH)，其工作原理如图所示。
Fe放电生成后，继续放电时，电极上的可转化为，写出该过程的电极反应式： 。
17．小芳同学设计了甲、乙两个实验，以研究钢铁在不同环境下腐蚀的情况，实验装置如图所示。操作过程是：分别在水槽中的试管内放一枚铁钉，放置数天后均观察到铁钉生锈
请你根据有关实验现象，填写相应内容：
(1)甲试管内液面上升，则发生了 （填“析氢”或“吸氧”）腐蚀，
两极的电极反应为：负极： ，
正极： 。
(2)乙试管内液面下降，则发生了 （填“析氢”或“吸氧”）腐蚀，
两极的电极反应为：负极： ，
正极： 。
18．回答下列问题：
(1)已知常温时红磷比白磷稳定，比较下列反应中△H的大小：△H1 △H2(填“＞”或“＜”)。
①P4(白磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H1
②4P(红磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H2
(2)氨气是一种重要的物质，可用于制取化肥和硝酸等。已知H—H键、N—H键、N≡N键的键能分别是436kJ·mol-1、391kJ·mol-1、946kJ·mol-1.写出合成氨的热反应方程式： 。
(3)科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示，写出负极的电极反应式 。
19．如下图所示装置，两玻璃管及烧杯中是滴有酚酞的NaCl饱和溶液，C(I)、C(II)为多孔石墨电极。
(1)断开S2接通S1后，发现电极C(I)附近溶液变红，两玻璃管中均有气体生成。则电极C(I)是 极，该电极的反应式为 ；C(II)电极反应所得气体产物是 (写化学式)。
(2)通电一段时间后(两玻璃管中液面均未脱离电极)，断开S1，接通S2，发现电流表的指针发生偏转，则此时电极C(I)是 极，C(II)的电极反应式为 。
20．次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性。回答下列问题：
(1)H3PO2是一元中强酸，写出其电离方程式： 。
(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag＋还原为银，从而可用于化学镀银。
①H3PO2中，P元素的化合价为 ，NaH2PO2 (填“能”或“不能”)与NaOH反应。
②利用H3PO2进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1，则氧化产物为 (填化学式)。
(3)H3PO2的工业制法是：将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2，后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式： 。
(4)H3PO2也可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：
①写出阳极的电极反应式 。
②分析产品室可得到H3PO2的原因 。
21．科研小组设计利用甲烷(CH4)燃料电池(碱性溶液做电解质溶液)，模拟工业电镀、精炼和海水淡化的装置如下。
(1)甲装置中B电极发生 反应(填 “氧化”或“还原”)，A电极的电极反应式为 。电池工作一段时间后，甲池溶液pH (填“增大”或“减小”)。
(2)乙装置用来模拟电解精炼和电镀。
①若用于粗铜的精炼，装置中电极C是 (填“粗铜”或“纯铜”)。
②金属及塑料制品表面镀铬不仅美观还可提高金属制品抗腐蚀性能。镀铬时由CrO放电产生铬镀层的电极反应式为 。(已知：镀铬时常加硫酸作为催化剂)
(3)电渗析法是海水淡化的常用方法，某地海水中主要离子的含量如下表，现利用“电渗析法”进行淡化，技术原理如图丙所示(两端为惰性电极，阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过)。
离子 Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl- SO HCO
含量/mg L-1 9360 83 200 1100 16000 1200 118
①淡化过程中在 室中易形成水垢(选填“甲”、“戊”)
②产生淡水的出水口为 (选填“e”、“f”、“j”)。
22．（1）肼（）-空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为 。
（2）科研人员新近开发一种由甲醇和氧气为燃料，强碱溶液作电解质溶液的新型手机电池，可供手机连续使用一个月。则通入甲醇的是 填（“正”或“负”）极，写出该电池的负极反应式： 。
（3）干电池应用广泛，电解质溶液是混合溶液。
①该电池的负极材料是 。电池工作时，电子流向 填（“正”或“负”）极。
②若混合溶液中含有杂质，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是 。
③的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的溶液。阳极的主要电极反应式是 。若电路中通过4mol电子，标准状况下产生气体的物质的量为 。
23．(1)理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池．请你利用下列反应“Cu + 2Ag+ = 2Ag + Cu2+”设计一个化学电池：
①画出合理的原电池装置图 (标明正负极、电极材料和电解质溶液)
②正极质量 (填“增加”、“减少”或“不变”，下同)，负极质量
(2)甲烷燃料电池的工作原理如图所示．
①该电池工作时，b口通入的物质为 ，c口通入的物质为 ；
②该电池负极的电极反应式为： ；
③工作一段时间后，当3.2g甲烷完全反应生成CO2时，有 个电子转移。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【分析】海水经处理得苦卤水，苦卤水中加入物质X得到Mg(OH)2沉淀，Mg(OH)2煅烧得到MgO，MgO与C、氯气高温反应得到无水MgCl2和气体CO，据此分析作答。
【详解】A．工业生产时，物质X最好选用CaO或Ca(OH)2，因为选用NaOH成本较高，而CaO或Ca(OH)2可来自海边的贝壳(主要成分CaCO3)，CaCO3高温分解成CaO，CaO与H2O化合成Ca(OH)2，A项错误；
B．电解MgCl2溶液生成Mg(OH)2、H2和Cl2，不能制得Mg，工业上常用电解熔融MgCl2制备镁，B项错误；
C．“氯化”过程中MgO与C、氯气高温反应得到无水MgCl2和气体CO，反应的化学方程式为MgO+C+Cl2MgCl2+CO，C项正确；
D．“煅烧”后的产物为MgO，MgO与稀盐酸反应得MgCl2溶液，MgCl2溶液中存在Mg2+的水解平衡，加热蒸发时由于HCl的挥发，促进Mg2+的水解，最终不能获得无水MgCl2，D项错误；
答案选C。
2．C
【详解】A．a管电解质溶液为中性，发生吸氧腐蚀，b管电解质溶液为稀硫酸，发生析氢腐蚀，氢离子浓度大，所以腐蚀速率，A正确；
B．a发生吸氧腐蚀，吸收氧气，气体体积会减少，b发生析氢腐蚀，产生氢气气体体积会变大，所以一段时间后，a管液面高于b管液面，B正确；
C．a中产生OH-，pH会变大，b中消耗氢离子，pH也会变大，C错误；
D．金属的腐蚀，都是金属做负极，失去电子发生氧化反应，所以，a、b两管中负极的电极反应均为，D正确；
故选C。
3．C
【详解】A．已知NH5为离子化合物，可以写成NH4H，则固体NH5中阴阳离子个数比为1:1，故A正确；
B．地下钢铁管道用导线连接锌块，锌、铁、土壤中的电解质组成原电池，锌作负极，先腐蚀，从而减缓管道的腐蚀，该法称牺牲阳极阴极保护法，故B正确；
C．原电池中发生的反应达平衡时，该电池没有电流产生，故C错误；
D．取少量配成溶液，滴加BaCl2，有白色沉淀生成，继续滴加HCl，如果白色沉淀部分溶解,则试剂部分变质，故D正确；
故选C。
4．C
【分析】由图可知a电极上水失电子生成氧气，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，a电极为负极，b电极为正极，b电极上二氧化碳得电子生成甲酸，电极反应为：CO2+2e-+2H+=HCOOH，电池总反应为：2CO2+2H2O=2HCOOH+O2，据此分析解答。
【详解】A．原电池外电路电流方向是由电源正极流向负极，即b→a，故A错误；
B．由正极的电极反应CO2+2e-+2H+=HCOOH可知，负极产生的H+通过质子交换膜迁移到正极，CO2得电子，反应后生成了酸性较强的甲酸，故溶液的pH降低，故B错误；
C．电极b为正极，发生的反应为CO2+2e-+2H+=HCOOH，故C正确；
D．由电池总反应式可知，1molH2O被完全氧化时有1molCO2被还原，但状况未知，无法确定CO2的体积，故D错误；
答案选C。
5．C
【分析】铅膏主要成分是和，向浆液中加入和(NH4)2CO3，具有氧化性，将氧化，生成硫酸铅，再加入碳酸氨发生反应，生成和(NH4)2SO4；向中加入HBF4生成Pb(BF4)2和二氧化碳气体，电解Pb(BF4)2溶液得到铅单质。
【详解】A．根据分析可知的作用是将还原成，A正确；
B．根据分析可知，加入后，PbSO4转化为PbCO3，发生的反应为，B正确；
C．电解Pb(BF4)2溶液时，阴极电极反应式为Pb2++2e-=Pb，电路中转移1mol电子时，生成0.5mol Pb，则阴极增重的质量为0.5mol×207g/mol=103.5g，C错误；
D．电解Pb(BF4)2溶液的总反应方程式为，反应生成酸HBF4可以循环使用，D正确；
故选C。
6．D
【分析】由图可知，传感器中先发生反应4AlI3+3O2=2Al2O3+6I2，再发生原电池反应2Ag+I2=2AgI，所以原电池的负极发生反应Ag-e-=Ag+，正极发生反应I2+2Ag++2e-=2AgI，充电时，阳极与外加电源正极相接，阴极与外加电源负极相接，反应式与正极、负极反应式正好相反。
【详解】A．根据分析，通入氧气的一极作正极，而氧气通过聚四氟乙烯膜会发生反应4AlI3+3O2=2Al2O3+6I2，生成Al2O3和I2，此时I2参与正极反应，所以正极反应为I2+2Ag++2e-=2AgI，A错误；
B．给传感器充电时，银电极为阴极，所以Ag+向阴极移动，B错误；
C．选项中没有说明是标准状况，所以不能用22.4L/mol来计算消耗的氧气的体积，C错误；
D．根据分析，该传感器的总反应为3O2+4AlI3+12Ag═2Al2O3 +12AgI，D正确；
故选D。
7．C
【详解】A．因为Cl-的离子半径比Na+的半径小，所以a离子为Cl ，b离子为Na+，故A正确；
B．NaCl在水分子的作用下离解成自由移动的Na+和Cl ，使得Na+和Cl 之间的离子键断裂，故B正确；
C．通电后，NaCl溶液发生电解生成氯气、氢气和氢氧化钠，故C错误；
D．NaCl溶液导电的原因是在水分子的作用下离解成自由移动的Na+和Cl ，在电流的作用下，发生定向移动，故D正确；
故答案：C。
8．C
【分析】由图可知，在a电极上，Zn失去电子转化为Zn(OH)2锌元素由0价降低到+2价，发生氧化反应，为负极，电极反应为:Zn+4OH--2e-=，在b电极上，发生还原反应，CO2得到电子，转化为HCOOH，为正极，电极反应为:CO2+2H++2e-=HCOOH，H2O电离出的H+和OH-可以分别由双极膜移向b极、a极；
【详解】A．虽然HCOOH为弱酸，越稀越电离，但浓度较大的HCOOH溶液中H+浓度较大，故溶液的：，选项A错误；
B．根据分析可知，充电时，极接外电源负极，为阴极，实现电能转为化学能，选项B错误；
C．放电时，负极电极反应为:Zn+4OH--2e-=，当电路中转移电子时，理论上溶解，选项C正确；
D．充电时，极为阳极，电极反应式为，选项D错误；
答案选C。
9．B
【详解】A. 空气中的氮气不参与反应，所以高炉煤气的主要成分是等，炉渣中含石灰石，与铁矿石中的反应生成的，是普通玻璃的成分之一，A项正确；
B. 粗铜中的不活泼金属杂质如银、金、铂不溶解，在阳极区底部沉积，称为“阳极泥”，而较活泼的金属杂质如镍、铁、锡等溶解后进入电解液，并非所有杂质都沉积，同时因为较活泼金属阳离子进入电解液，会消耗电解液中的铜离子，故电解液需循环更换，B项错误；
C. 利用与各种氯化物杂质沸点的差异进行提纯，此方法称为分馏，C项正确；
D. 反应I可逆，分离出后将循环利用，反应IV生成循环氧化，提高了原料的利用率，D项正确；
答案选B。
10．D
【详解】A．pH=2.0的溶液，酸性较强，因此锥形瓶中的铁粉能发生析氢腐蚀，析氢腐蚀产生氢气，因此会导致锥形瓶内压强增大，A正确；
B．锥形瓶中的铁粉和碳构成原电池，铁粉作为原电池的负极，发生的电极反应Fe–2e- = Fe2+，B正确；
C．若pH= 4.0时，若只发生吸氧腐蚀，锥形瓶的压强会有下降，而图中锥形瓶内的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，铁还发生了析氢腐蚀，锥形瓶内的溶解氧减少，因此罪行平内压强几乎不变， C正确；
D．pH= 2.0时，体系为强酸性，压强变大，说明正极发生析氢腐蚀，电极方程式为：2H+ + 2e- = H2↑，但溶解氧减少，说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生，D错误；
故选D。
11．B
【分析】该装置为电解池，Cl元素由-1价升高为+4价，根据电解原理，阳极上失电子，化合价升高，在阳极上生成ClO2，即左边电极为阳极，右边电极为阴极，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，据此分析；
【详解】A．根据上述分析，阳极上产生ClO2，有元素守恒，阳极电极反应式为Cl--5e-+2H2O= ClO2↑+4H+，故A说法正确；
B．阳极反应式为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，总反应式为2Cl-+6H2O2ClO2↑+5H2↑+2OH-，当氢气物质的量比ClO2的物质的量多3mol时，转移电子物质的量10mol，交换膜为阳离子交换膜，只允许阳离子通过，共有10mol Na+、H+通过交换膜，即当阴极产生的气体比阳极多0.3mol时通过阳离子交换膜的Na+、H+总物质的量为1mol，故B说法错误；
C．根据B选项分析，总反应为2NaCl+6H2O2ClO2↑+5H2↑+2NaOH，故C说法正确；
D．粗盐中含有Mg2+、Ca2+等杂质，能与阴极产生OH-结合，生成沉淀，阻塞交换膜，降低离子交换膜的使用寿命，故D说法正确；
答案为B。
12．D
【解析】略
13．B
【详解】A、催化剂不能使平衡移动，故使用高效的催化剂平衡不移动，原料的转化率不能改变，选项A错误；
B..导线连接锌块，构成原电池时Zn为负极，Fe作正极被保护，则可以减缓管道的腐蚀，选项B正确；
C．5mL 18mol L-1浓硫酸中含有0.09mol硫酸，铜与浓硫酸的反应中，消耗0.09mol硫酸会生成0.045mol二氧化硫，转移0.09 mol电子，由于稀硫酸不与铜反应，所以反应生成的二氧化硫小于0.045mol，转移的电子小于0.09mol，选项C错误；
D、该反应△S<0，若反应能够自发进行，△H必须小于0，选项D错误；
答案选B。
14．C
【分析】从装置图中可以看出，A电极连接电源的正极，则A电极为阳极；B电极连接电源的负极，则B电极为阴极。
【详解】A．装置中A电极为阳极，Cl-失电子生成Cl2，发生的反应为：2Cl-－2e-=Cl2↑，A正确；
B．在B电极，H2O得电子生成H2和OH-，所以B处出口的物质是氢气，在溶液中，Na+从阳极移向阴极，所以该离子交换膜只能让阳离子通过，B正确；
C．装置中，阴极得电子物质H+来自弱电解质水的电离，所以发生反应的离子方程式为2Cl﹣+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-，C不正确；
D．该装置利用外接直流电源发生电解反应，将电能转化为化学能，D正确；
故选C。
15． C Zn+2OH——2e—=Zn(OH)2 1 C
【详解】（1）A．电解获得H2消耗较多的能量，而在催化剂作用下利用太阳能来分解H2O获得H2更科学，故正确；
B．氢氧燃料电池中生成物为H2O，对环境无污染，故正确；
C．以稀硫酸为电解质溶液的氢氧燃料电池，其负极反应为H2—2e—＝2H+，以KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池，其负极反应为H2+2OH——2e—＝2H2O，故错误；
D．氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2＝2H2O，故正确；
故选C。
（2）①可充电电池放电时是原电池，锌为负极，碱性条件下，锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌，电极反应式为Zn—2e—+2OH-＝Zn(OH)2，故答案为：Zn—2e—+2OH-＝Zn(OH)2；
②根据电池总反应可知，2molK2FeO4被还原时，反应中转移6mol电子，则放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被还原，故答案为：1；
（3）A．由电池总反应可知，放电时，LiMnO4为原电池的正极，在锂离子作用下， Li1-xMnO4得到电子发生还原反应生成LiMnO4，电极反应式为Li1-xMnO4+xLi++xe-＝LiMnO4，故正确；
B．由电池总反应可知，电池放电时，LixC做电池的负极，锂元素参与电极反应，碳元素没有参与电极反应，则石墨没有得失电子，故正确；
C．锂是活泼金属，能与氢氧化钾溶液中的水反应，导致电池无法正常工作，故错误；
D．充电过程是放电的逆过程，外接电源的负极提供的电子使原电池负极获得电子发生还原反应，则标有“-”的电极应与外接电源的负极相连，故正确；
故选C。
16．(1)BC
(2) Al
(3)不赞同，甲池构成原电池装置，在电极上发生还原反应产生，乙池为正常的与发生置换反应产生，故产生气泡位置不同(或其他合理答案)
(4)0.4
(5)
【详解】（1）A．铝和铜的硬度和熔点与金属性的强弱无关，故A不符合题意；
B．金属性越强，与酸反应越剧烈，可通过比较Cu、Al在稀硫酸中的表现判断其金属性强弱，故B符合题意；
C．金属活动性顺序中，排在氢前面的金属，能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气，排在前面的金属，能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来，将铝片放入硫酸铜溶液，若铝片上有红色物质生成，说明发生置换反应生成了铜，则可说明铝的金属性强于铜，故C符合题意；
D．与氢氧化钠溶液反应是铝的化学性质，与金属活泼性无关，故D不符合题意；
故答案为：BC；
（2）将铝片、铜片用导线连接后共同投入氢氧化钠溶液中，铝能与氢氧化钠反应而铜不能与氢氧化钠反应，形成的原电池中，铝作负极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为，故答案为：Al；；
（3）甲烧杯形成原电池，该原电池中，锌为负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，铜为正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，铜电极上产生气泡；乙烧杯中没有形成原电池，发生的是锌和稀硫酸的置换反应，锌电极上产生气泡，因此两烧杯中均产生气泡，但生成气泡的位置不同，故答案为：不赞同，甲池构成原电池装置，在电极上发生还原反应产生，乙池为正常的与发生置换反应产生，故产生气泡位置不同(或其他合理答案)；
（4）稀释后氢离子的物质的量为，生成氢气的氢离子的物质的量为，则原溶液中氢离子的物质的量为0.4mol，氢离子的浓度为，硫酸为二元强酸，则原稀硫酸的浓度为0.4mol/L，故答案为：0.4；
（5）Fe放电生成后，继续放电时，电极上的可转化为，则该过程的电极反应式为，故答案为：。
17． 吸氧 2Fe-4e-==2Fe2+ O2 + 2H2O +4e- =4OH- 析氢 Fe-2e-=Fe2+ 2 H+ +2e-=H2
【分析】
原电池中，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，电子从负极流出，电子沿着导线流向正极，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，原电池原理发生金属腐蚀时，极弱酸性、中性和碱性环境发生吸氧腐蚀，酸性溶液中，金属发生析氢腐蚀；电化学反应时，电极上电子数守恒，据此分析回答；
【详解】
(1)甲试管内液面上升，则试管内气体减少，则发生了吸氧腐蚀，铁合金内，铁作负极，发生氧化反应，电极方程式为： 2Fe-4e-==2Fe2+，石墨作正极，正极上发生还原反应，吸氧腐蚀时正极反应式为: O2 + 2H2O +4e- =4OH-；
(2)乙试管内液面下降，则试管内气体增加，则发生了析氢腐蚀，铁合金内，铁作负极，发生氧化反应，电极方程式为：Fe-2e-==Fe2+，石墨作正极，正极上发生还原反应，析氢腐蚀时正极反应式为: 2 H+ +2e-=H2。
18．(1)＜
(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92kJ/mol
(3)2H2S-4e-=S2+4H+
【详解】（1）已知常温时红磷比白磷稳定，说明白磷能量高，反应放出的热量较多，由于放热ΔH＜0，放出的能量越多反应热越小，因此ΔH1＜ΔH2；
（2）合成氨的反应方程式为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，H-H键、N-H键、N≡N键的键能分别是436kJ mol-1、391kJ mol-1、946kJ mol-1，焓变等于反应物的总键能-生成物的总键能，合成氨的焓变为946kJ mol-1+436kJ mol-1×3-391kJ mol-1×6=-92kJ mol-1，合成氨的热反应方程式：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ mol-1；
（3）a极上硫化氢失电子生成S2和氢离子，发生氧化反应，则a为负极，其电极反应为2H2S-4e-=S2+4H+；
19．(1) 阴 2H++2e-=H2↑ Cl2
(2) 负 Cl2+2e-=2Cl-
【详解】（1）断开S2接通S1后，形成了电解池。由C(I)附近溶液变红，说明是H+放电，溶液呈碱性，为阴极，产生氢气，电极方程式为：2H++2e-=H2↑；C(II)电极为阳极，发生氧化反应，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，所得气体产物是Cl2。
（2）一段时间后(两玻璃管中液面未脱离电极)，断开S1，接通S2，则形成了原电池。电池反应为：H2＋Cl2=2HCl，则此时电极C(I)是负极，C(II)为正极，氯气在正极得电子发生还原反应，其反应式为：Cl2+2e-=2Cl-。
20． H3PO2H2PO2—＋H＋ ＋1 不能 H3PO4 2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O＝3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑ 2H2O－4e－=O2↑＋4H＋ 阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO2-穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2
【详解】(1)H3PO2是一元中强酸，在水溶液里部分电离生成氢离子和酸根离子，电离方程式为H3PO2 H++H2PO2-，故答案为H3PO2 H++H2PO2-；
(2)①O元素为-2价、H元素为+1价，根据化合物中化合价的代数和为0,所以P元素为+1价，NaH2PO2为正盐，不能再与NaOH发生中和反应，故答案为+1；不能；
②该反应中银离子是氧化剂、H3PO2是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1，根据转移电子相等知，1molH3PO2失去4mol电子，所以反应后P元素为+5价，则氧化产物是H3PO4，故答案为H3PO4；
(3)白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2，反应方程式为2P4+3Ba(OH)2+6H2O=3Ba(H2PO2)2+2PH3↑，故答案为2P4+3Ba(OH)2+6H2O=3Ba(H2PO2)2+2PH3↑；
(4)①由于阳极中阴离子为硫酸根离子、氢氧根离子和H2PO2-，其中放电能力最强的是氢氧根离子，则阳极发生的电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，故答案为2H2O-4e-=O2↑+4H+；
②产品室可得到H3PO2的原因为：阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO2-穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2，故答案为阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO2-穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2。
21．(1) 还原 CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O 减小
(2) 粗铜 CrO+8H++6e-=Cr+4H2O
(3) 戊 ej
【分析】由图可知甲为原电池，结合c口通入氧气可知B电极为正极，则A为负极，乙为电解池，C电极与B相连为阳极，则D为阴极；同理可知丙装置中甲室一侧电极为阳极，戊室一侧电极为阴极，再根据电解原理分析解答。
【详解】（1）甲装置中B电极为正极，发生还原反应，A电极甲烷发生氧化反应，在碱性条件下转化成碳酸根离子，电极反应为：CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O；甲装置中的总反应为：，由反应可知反应消耗KOH，溶液碱性减弱，pH减小，故答案为：还原；CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O；减小；
（2）①乙装置为电解装置，若用于粗铜的精炼， 则纯铜作阴极，粗铜作阳极，结合上述分析电极C为阳极，则C为粗通，故答案为：粗铜；
②乙装置若用于电镀，则镀件作阴极， 镀层金属应在阴极析出，镀铬时由CrO放电产生铬镀层，CrO得电子生成Cr，电解质环境为酸性，则电极反应式为CrO+8H++6e-=Cr+4H2O，故答案为：CrO+8H++6e-=Cr+4H2O；
（3）丙装置用于海水淡化，由以上分析已知左侧为阳极，右侧为阴极，电极为惰性电极，阳极氯离子放电，则甲室、乙室中的氯离子在左侧电极放电，乙室中的钠离子通过阳膜进入丙室，可知e出口为淡水；丙室中海水中的钠离子无法通过阴膜进入丁室，氯离子无法通过阳膜进入乙室，因此f出口仍为海水；丁室中氯离子通过阴膜进入丙室，钠离子通过阳膜进入戊室，则j口得到淡水；戊室中水中的氢离子在电极放电生出氢气同时有氢氧根离子生成，氢氧根离子与HCO反应生成碳酸根结合钙离子生成碳酸钙，同时氢氧根与镁离子结合生成氢氧化镁沉淀，生成水垢，故答案为：戊；ej。
22． 负 锌 正极 Zn与生成Cu，Zn、Cu形成原电池，加快反应速率 2mol
【分析】在燃料电池中，通氧气的电极为正极，燃料作负极，书写电极反应时应注意电解质溶液的酸碱性，碱性条件下氧气参加反应生成氢氧根，酸性条件下氧气参加反应生成水，据此解(1)(2)。
在原电池中，负极失去电子，元素化合价升高，发生氧化反应，正极得到电子，元素化合价降低，发生还原反应，所以如果设定原电池的总反应，可根据反应中元素化合价的变化来确定正负极反应及得失电子数，据此解(3)。
【详解】(1)肼在负极上参加反应，根据环境是碱性，知电极反应式为;
(2)燃料电池中通入甲醇的—极为负极.其电极反应式为;
(3)①锌是活泼金属，在反应过程中失去电子化合价升高，因此锌为负极，根据原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极；
②锌比铜活泼，锌把铜置换出来，锌、铜、电解质溶液构成原电池，加快反应速率；
③阳极失电子，化合价升高，因此阳极反应式为，阴极反应式为，因此通过4mol，生成氢气的物质的量为2mol。
23． 增加 减少 CH4 O2(空气) CH4 - 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+ 1.6NA
【分析】(1)根据反应方程式知，Cu失电子，作负极，电解质溶液中含有得电子的Ag+，可用硝酸银溶液作电解质溶液，正极可用C，据此设计实验装置图，并结合原电池原理分析解答；
(2)①根据氢离子移动方向知，右侧电极为正极，左侧电极为负极；
②负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应；
③根据甲烷和转移电子之间的关系式计算。
【详解】(1)①原电池中失电子的物质作负极，根据反应方程式Cu + 2Ag+ = 2Ag + Cu2+知，Cu作负极，电解质溶液中含有得电子的Ag+，可用硝酸银溶液作电解质溶液，正极可用C，电子流动方向为负极到正极；则装置图为 ，故答案为 ；
②该电池工作时，正极上Ag+得电子生成金属银，质量增加，负极上铜失去电子变成铜离子，质量减小，故答案为增加；减少；
(2)①根据氢离子的移动方向知，右侧电极为正极，正极上氧气得电子，左侧电极为负极，负极上通入燃料甲烷，故答案为CH4；O2；
②负极上甲烷失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH4 - 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+，故答案为CH4 - 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+；
③3.2g甲烷的物质的量==0.2mol，根据CH4 - 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+知， 3.2g甲烷完全反应生成CO2时，转移电子的物质的量=0.2mol×8=1.6mol，则转移电子个数为1.6NA，故答案为1.6NA。
【点睛】根据正负极上得失电子及反应物和转移电子之间的关系式是解答本题的关键。本题的难点是(2)②中电极反应式的书写，要结合电解质溶液的酸碱性书写。
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