化学反应与电能单元同步练习题 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章化学反应与电能单元同步练习题2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1一、单选题1．粗铜中含有少量的Zn、Fe、Ag、Au等，采用电解法提纯，下列说法错误的是（）A．可用硫酸铜溶液作电解质溶液B．粗铜与电源的正极相连C．在精炼过程中，Ag、Au沉积于阳极底部D．在精炼过程中，阳极、阴极的质量变化量相等2．某同学设计了下图所示两个实验装置(图I、图II中除连接的铜棒不同外，其他均相同)，有关说法不正确的是A．图I中温度计的示数高于图II的示数B．图II中铜片和锌片上均有气泡产生C．图I中锌棒溶解的速率比图II的快D．图II中氧化反应与还原反应在不同区域进行3．理论比容量指单位质量的负极材料提供的电量（已知：1个电子带电量为）。下列金属作负极时理论比容量最大的是（）A．锂 B．钠 C．铝 D．锌4．铁镍可充电电池的充、放电总反应表示为：NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2，由此可知，该电池放电时的负极是（）A．Fe B．Ni(OH)2 C．Fe(OH)2 D．NiO25．用铂电极电解2mol/L的溶液，当浓度变为1mol/L时停止通电，加入下列物质，能使溶液恢复成原来浓度的是（）A． B．CuO C． D．无水6．下列有关电化学原理的说法正确的是（）A．用惰性电极电解MgCl2饱和溶液可制得金属镁B．用惰性电极电解CuCl2溶液时，阳极表面生成红色物质C．在铁钉表面电镀铜时，将铁钉作阳极，铜作阴极，硫酸铜溶液为电解质D．用石墨电极电解饱和食盐水的过程中，溶液的pH逐渐增大7．某氢氧燃料电池的原理如图所示。该电池的负极反应式为。则下列判断中错误的是A．a处通入的是 B．Y极的反应为C．电极X是负极，气体a被氧化 D．电解质溶液可能是NaOH溶液8．如图为某原电池简易装置，下列关于该装置的说法正确的是（）A．该装置能实现电能和化学能的相互转化B．溶液中铜离子向Fe电极移动C．碳棒是正极D．该装置的总反应为2Fe+3Cu2+=2Fe3++3Cu9．下图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴酚酞溶液。下列实验现象描述正确的是（）A．a电极附近呈红色，b电极附近呈无色B．溶液阴离子向a电极移动，阳离子向b电极移动C．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气体D．电路中有0.2mol电子转移时，b电极上有1.12L气体产生10．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2。下列说法中不正确的是（）A．原电池放电时，负极上发生反应的物质是ZnB．工作时，负极区溶液c(OH-)减小C．正极发生的反应是Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-D．外电路中电流由Zn流向Ag2O11．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如下图。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是（）A．该电池工作时电能转化为化学能B．该电池中电极a是正极C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极aD．该电池的总反应：2H2＋O2=2H2O12．研究人员研制出一种新型储备电源－锂水电池(结构如图，高硅铸铁为惰性辅助电极)，使用时加入水即可放电。下列关于该电池工作时的说法正确的是（）A．高硅铸铁发生氧化反应B．OH－向高硅铸铁电极移动C．负极的电极反应式为Li－e－＝Li＋D．电流的方向：锂电极→导线→高硅铸铁电极13．以Fe3O4/Pd为催化材料，可实现用H2消除酸性废水中的致癌物NO，其反应过程示意图如图所示，下列说法错误的是（）A．Pd上发生的电极反应为：H2-2e-=2H+B．Fe(II)与Fe(III)的相互转化起到了传递电子的作用C．反应过程中NO被Fe(II)还原为N2D．用该法处理后水体的pH降低14．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池如图所示，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液。使用时，电池中的总反应为：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag。下列对该电池使用时的叙述不正确的是A．正极材料是Ag2OB．负极反应为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2C．电子由Zn极经外电路流向Ag2O极D．电解质KOH会被不断消耗15．普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液．根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间．此法的原理如图所示，反应的总方程式为2Cu+Ag2O═Cu2O+2Ag，下列有关说法正确的是（）A．2molCu与1molAg2O的总能量低于1molCu2O与2molAg具有的总能量B．负极的电极反应式为2Cu+2OH--2e-═Cu2O+H2OC．测量原理示意图中，电流方向从Cu→Ag2OD．电池工作时，OH-向正极移动16．科学家研发了一种以Al和Pd@石墨烯为电极的Al-电池，电池以-离子液体作电解质，放电时在提供能量的同时实现了人工固氮，示意图如下。下列说法不正确的是（）A．放电时离子浓度增大，离子浓度减少B．充电时Al电极是阴极C．放电时正极反应为D．放电时电路中每通过6mol，电池总质量理论上增加28g17．某原电池的总反应的离子方程式是2Fe3+＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，则该反应的原电池组成正确的是（）选项ABCD正极CuCuCFe负极FeFeCuCu电解质溶液CuCl2FeCl3FeCl3FeCl3A．A B．B C．C D．D18．电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是（）A．b极与电源的负极相连，发生还原反应B．a极反应式为C．电解一段时间，a、b两电极区的均减小D．相同时间内，a、b两极消耗的物质的量之比为19．某科研小组用碱性甲烷燃料电池制备，其工作原理如图所示(已知电解装置的电极材料分别为金属钴和不锈钢)：下列有关说法错误的是（）A．N电极为不锈钢B．电极n处电极反应式为：C．电解一段时间后，N极区溶液增大D．膜a、膜c均为阳离子交换膜20．为了应对气候变化，我国提出了“力争2030年前实现碳达峰，努力争取2060年前实现碳中和”的庄严承诺。中国科学家发明了一种新型电池，可把CO2转化为HCOOH(甲酸)的同时还能对外提供电能，装置如下图所示双极膜的阴、阳膜复合层间的可解离成和，并可分别通过阳膜和阴膜。下列说法错误的是（）A．放电时，电极为负极，发生氧化反应B．放电时，电流由极流向极C．放电时，极的电极反应为D．多孔钯纳米材料可增大的接触面积，加快反应速率二、综合题21．(1)为了比较Fe、Co、Cu三种金属的活动性，某实验小组设计如图实验装置。丙装置中充入滴有酚酞的氯化钠溶液，X、Y均为石墨电极。反应一段时间后，可观察到甲装置中Co电极附近产生气泡，丙装置可用于制备NaClO消毒液，其中X极附近溶液先变红。①丙装置中Y极为极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)。②写出甲装置中Co电极的电极反应式：。③三种金属的活动性由强到弱的顺序是(用元素符号表示)。④写出丙装置中的总化学反应方程式：。(2)工业上电解NO制备NH4NO3(已知电解质溶液环境为酸性)，其工作原理如图所示①电解过程中阳极区的pH会(填“增大”、“减小”、“不变”)②阴极的电极反应式为：；③为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是。22．天然气的主要成分为CH4，一般还含有C2H6等烃类，是重要的燃料和化工原料。（1）乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)ΔH1，相关物质的燃烧热数据如表所示：物质C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃烧热ΔH/(kJ·mol-1)-1560-1411-286则ΔH1=kJ·mol-1。（2）以CH4为原料设计原电池电解下列物质，如图：①甲池是将能转化为能的装置，乙装置中电极A的名称是。（填“正极”或“负极”或“阴极”或“阳极”）。②甲装置中通入CH4的电极反应式为，乙装置中电极A(石墨)的电极反应式为，丙装置中D极的产物是(写化学式)。③一段时间，当C极上产生5.6L(标准状况下)气体时，电路中转移mol电子。均匀搅拌丙池，所得溶液的c(OH-)=(已知：NaCl溶液足量，电解后溶液体积为500mL)。若要使乙池恢复电解前的状态，应向乙池中加入(写化学式)。23．用如图所示的装置进行电解，A中盛有NaCl溶液，B中盛有饱和Na2SO4溶液，通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的D端变为蓝色。回答下列问题：（1）电源的F端为(填“正”或“负”)极。（2）A中发生反应的总化学方程式为。（3）B中石墨电极上的电极反应式为；Cu电极观察到的现象是；一段时间后，B中溶液pH(填“升高”、“降低”或“不变”)。（4）去掉该装置中的电源，改用导线连接，为使湿润的淀粉KI试纸的D端变为蓝色，可将(填“A”或“B”)中的溶液换成(填“稀硫酸”或“浓硝酸”)。24．（1）选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，完成下列反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu。①画出装置图：。②电极材料和电解质溶液各是什么。？③写出电极反应式：负极：；正极：。（2）用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25克，铜表面析出了氢气L（标准状况下）。导线中通过mol电子。25．由于油价飙升、能源多样化和能源供应安全需求，以及全球环境问题，使天然气成为一种全球性的能源，也使氢气被视为未来的能源媒介。国际上最为有效的制氢工艺是甲烷水蒸气重整反应，涉及的主要反应如下：反应I：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H1=+206kJ·mol-1反应II：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)△H2=+165kJ·mol-1反应III：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H3回答下列问题：（1）△H3=。已知(R、C为常数)，反应I、II、III的平衡常数与温度T的变化关系如图甲所示，其中表示反应II的是曲线(填标号)。（2）不同压强下，将甲烷和水蒸气按照物质的量之比为1：3的比例投料，测得平衡状态下某物质随温度的变化如图乙所示。图中纵坐标可以表示(填“CH4转化率”或“CO2物质的量分数”)，压强p1、p2、p3由大到小的顺序是。（3）一定条件下，向恒容容器中以物质的量之比为1：3的比例投入甲烷和水蒸气，达到平衡时，甲烷和水蒸气的转化率分别是80%和40%，则H2的物质的量分数x(H2)=，反应III以物质的量分数表示的平衡常数Kx=。(可用分数表示)（4）一种高性能甲烷燃料电池的工作原理如图丙所示，使用特定催化剂只发生反应I，以熔融碳酸盐(MCO3)为电解质，燃料电池负极的电极反应式为。

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】粗铜中含有少量的Zn、Fe、Ag、Au等，采用电解法提纯时，粗铜与电源的正极连接作阳极，精铜与电源的负极连接作阴极，以含有Cu2+的溶液硫酸铜溶液作电解质溶液。电解时，阳极发生反应主要为：Cu-2e-=Cu2+，活动性比Cu强的Zn、Fe也会发生氧化反应，Zn-2e-=Zn2+，Fe-2e-=Fe2+，变为金属阳离子进入溶液，而活动性比Cu弱的金属Au、Ag则沉淀在阳极底部，形成阳极泥；阳极上发生反应为Cu2++2e-=Cu，在同一闭合回路中电子转移数目相等，可见在精炼过程中，阳极减少的金属质量与阴极增加的质量不一定相等，故答案为：D。

【分析】粗铜的精炼中，粗铜作为阳极，精铜作为阴极，电解质溶液为铜盐，通电后，粗铜中比铜活泼的金属单质先放电形成离子溶于电解质溶液中，比铜不活泼的金属单质形成阳极泥掉落在电解质溶液形成沉淀，溶液中的铜离子移向阴极形成铜，完成精炼过程；

A、硫酸铜时铜盐；

B、阳极连接正极；

C、银和金比铜不活泼；

D、由于阳极中除了铜还有其他杂质，而阴极的生成只有铜，因此质量不相等。2．【答案】C3．【答案】A【解析】【解答】依题意，单位质量金属失去电子数越多，理论比容量越大。单位质量的锂，钠、铝、锌的理论失电子物质的量（mol）依次为，、、，故这四种金属中理论比容量最大的是锂；故答案为：A。

【分析】单位质量金属失去电子数越多，理论比容量越大。4．【答案】A【解析】【解答】A．Fe为放电时的负极，故A符合题意；B．Ni(OH)2为充电时的阳极，故B不符合题意；C．Fe(OH)2为充电时的阴极，故C不符合题意；D．NiO2为放电时的正极，故D不符合题意；故答案为：A。【分析】负极失电子，化合价升高，金属单质在化学反应中化合价升高，作为负极。5．【答案】B【解析】【解答】电解过程中由于硫酸铜过量，故电极总反应为↑，电解时脱离体系的是和，故应加入使溶液恢复为原来浓度。故答案为：B。

【分析】用铂电极电解硫酸铜的反应为，从溶液中析出的物质是氧气和铜，相当于析出CuO，所以向溶液中加入CuO即可。6．【答案】D【解析】【解答】A．Mg是比较活泼的金属，用惰性电极电解MgCl2饱和溶液，溶液中水电离出的H+在阴极的放电性比Mg2+强，故用惰性电极电解MgCl2饱和溶液不能制得金属镁，A不符合题意；B．用惰性电极电解CuCl2溶液时，阳极发生氧化反应，阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，阳极表面无红色物质生成，B不符合题意；C．在电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，含镀层金属阳离子的盐溶液作电解质溶液，在铁钉表面电镀铜时，将铁钉作阴极，铜作阳极，硫酸铜溶液为电解质溶液，C不符合题意；D．用石墨电极电解饱和食盐水的电解方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，故用石墨电极电解饱和食盐水的过程中，溶液的pH逐渐增大，D符合题意；故答案为：D。

【分析】

A.惰性电极电解，氢离子放电；

B.阳极是氯离子放电，无红色物质生成；

C.铁钉作阴极才可镀铜；

D.电解食盐水生成氯气氢气和氢氧化钠，pH增大。7．【答案】D8．【答案】C【解析】【解答】A．该装置为原电池装置，能实现化学能转化电能，不能相互转化，A说法不符合题意；B．原电池内部，溶液中铜离子向正电极，即碳电极移动，B说法不符合题意；C．分析可知，碳棒是正极，C说法符合题意；D．该装置中，铁失电子生成亚铁离子，总反应为Fe+Cu2+=Fe2++Cu，D说法不符合题意；答案为C。【分析】Fe可与硫酸铜发生氧化还原反应，Fe、C的活泼性不同，形成闭合回路，为原电池装置，Fe失电子，作负极，C电极上铜离子得电子，生成铜，作正极。9．【答案】A【解析】【解答】A.根据电解原理，b为阳极，电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，b极附近溶液呈无色，a极为阴极，电极反应式2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，a电极附近呈红色，故A符合题意；B.根据电解原理，阴离子向阳极移动，即向b极移动，阳离子向阴极移动，即向a极移动，故B不符合题意；C.a、b两极产生的气体为H2、O2，两种气体均为无色无味气体，故C不符合题意；D.题中没有说明条件是标准状况，因此无法计算气体的体积，故D不符合题意；故答案为A。

【分析】A.根据电解原理，判断电极附近的酸碱性，明确现象；B.根据电解原理，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动；C.电解稀Na2SO4水溶液相当于电解水；D.注意计算气体的体积时必须在标准状况下；10．【答案】D【解析】【解答】A.根据电池反应式知，放电时Zn为负极，Zn失电子生成Zn2+，负极上发生反应的物质是Zn，故A正确；

B.负极上Zn失电子生成Zn2+，电极反应式为Zn+2OH－-2e－═Zn(OH)2，则负极区溶液c(OH-)减小，故B正确；

C.Ag2O为正极，正极反应为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-，故C正确；

D.放电时Zn为负极，Ag2O为正极，外电路中电流由正极流向负极，即外电路中电流由Ag2O流向Zn，故D错误；

故选D。

【分析】根据总反应式知，Zn失电子发生氧化反应，则Zn为负极，Ag2O为正极，负极发生的反应为Zn+2OH－-2e－═Zn(OH)2，正极上发生反应为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-，放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，据此分析解答。11．【答案】D【解析】【解答】A．燃料电池属于原电池，是将化学能转化为电能的装置，故A不符合题意；B．根据分析，氢氧燃料电池中通入燃料氢气的一极为负极，通入氧气的一极为正极，结合图示，该电池中电极a处通入的为氢气，则该电极为负极，故B不符合题意；C．根据分析，该燃料电池电极a为负极，电极b为正极，外电路中电流由电极b流向a，电子的流向与电流的方向相反，由电极a通过导线流向电极b，故C不符合题意；D．根据分析，该电池的总反应：2H2＋O2=2H2O，故D符合题意；故答案为：D。

【分析】燃料电池以可燃物的燃烧反应为基础设计，可燃物作负极，助燃剂作正极，由图可知，电极a通入氢气为负极，电极反应式为H2-2e-=2H+，电极b通入氧气为正极，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，氢离子由负极向正极迁移，电池总反应为2H2＋O2=2H2O。

12．【答案】C【解析】【解答】A.由分析可知，铁电极为正极，发生得电子的还原反应，A不符合题意；B.在原电池中，阴离子向负极移动，因此OH-向锂电极移动，B不符合题意；C.由分析可知，负极的电极反应式为Li－e－=Li＋，C符合题意；D.在原电池中，电流由正极经导线流向负极，D不符合题意；故答案为：C【分析】该锂水电池中，金属Li发生失电子的氧化反应，为负极，其电极反应式为Li－e－=Li＋；铁电极为正极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；据此结合选项进行分析。13．【答案】D【解析】【解答】A．由图Pd上氢气失电子生成氢离子，所以电极反应为：H2-2e-=2H+，故A不符合题意；B．Fe(Ⅲ)得电子生成Fe(Ⅱ)，Fe(Ⅱ)失电子生成Fe(Ⅲ)，则Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的相互转化起到了传递电子的作用，故B不符合题意；C．由图可知反应过程中NO得到Fe(Ⅱ)给的电子生成N2，所以反应过程中NO被Fe(Ⅱ)还原为N2，故C不符合题意；D．总反应方程式可知：2H＋+2NO+3H2N2+4H2O，所以用该法处理后水体的pH升高，故D符合题意；故答案为：D。

【分析】以Fe3O4/Pd为催化材料，可实现用H2消除酸性废水中的致癌物NO，Pd上氢气失电子生成氢离子，作负极，发生H2-2e-=2H+，总反应方程式可知：2H＋+2NO+3H2N2+4H2O，正极为：8H＋+2NO2+6e-=N2+4H2O。14．【答案】D15．【答案】B【解析】【解答】A．因为原电池的构成条件之一为自发的放热的氧化还原反应，所以该反应为放热反应，则2molCu与1molAg2O的总能量大于1molCu2O与2molAg具有的总能量，故A不符合题意；B．负极发生氧化反应，电极方程式为2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O，故B符合题意；C．测量原理示意图中，电流方向从正极流向负极，即Ag2O→Cu，故C不符合题意；D．原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故D不符合题意；故答案为：B。

【分析】根据给出的反应，形成原电池时，反应是放热反应，铜发生氧化反应，氧化银发生还原反应，因此铜做负极，铜失去电子结合氢氧根变为铜单质和水，氢氧根由正极流向负极，氧化银做正极，氧化银得到电子结合水变为银单质和氢氧根。电子是由铜流向氧化银16．【答案】A【解析】【解答】A、放电过程中，AlCl4－与Al2Cl7－相互转化，因此放电时溶液中c(AlCl4－)、c(Al2Cl7－)不变，A符合题意。

B、放电时Al为负极，因此充电时Al为阴极，B不符合题意。

C、由分析可知，放电时正极的电极反应式为N2＋6e－＋8Al2Cl7－=2AlN＋14AlCl4－，C不符合题意。

D、放电时电路电路中通过6mole－时，则有1molN2转化为AlN，电池增加的质量即为反应的N2的质量，所以电池增加的质量为1mol×28g·mol－1=28g，D不符合题意。

故答案为：A

【分析】Al－N2电池放电时的总反应为：2Al＋N2=2AlN。电池以AlCl4－～Al2Cl7－离子液体作为电解质，因此放电时负极的电极反应式为：Al－3e－＋7AlCl4－=2Al2Cl7－；正极的电极反应式为：N2＋6e－＋8Al2Cl7－=2AlN＋14AlCl4－。17．【答案】C【解析】【解答】根据原电池总反应离子方程式为：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，负极上铜失电子发生氧化反应，正极上铁离子得电子发生还原反应，所以负极材料应该是铜，正极材料应该是不如铜活泼的金属或石墨，电解质溶液可以是氯化铁或硫酸铁，只有C符合，故答案为：C。

【分析】根据2Fe3+＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋可知，Cu失去电子发生氧化反应，则负极为Cu，电解质溶液为FeCl3，正极材料应该是不如铜活泼的金属或石墨。18．【答案】A【解析】【解答】A．由图可知，b极上N2得到电子被还原为，即b极为阴极，应与电源负极相连，故A符合题意；B．a极上N2失去电子被氧化为，电解质溶液为酸性溶液，电极反应式为，故B不符合题意；C．b极电极反应式为，电解过程中c(H+)减小，溶液pH逐渐增大，a极电极反应式为，电解过程中c(H+)增大，溶液pH逐渐减小，故C不符合题意；D．由上述可知，a极上每消耗1molN2时转移10mole-，b极上每消耗1molN2时转移6mole-，由转移电子守恒可知，电解相同时间内，a、b两极消耗N2的物质的量之比为3：5，故D不符合题意；故答案为：A。【分析】由图可知，电极a上氮气转化为硝酸根，N元素的化合价升高，发生氧化反应，则电极a为阳极，电极反应为，电极b为阴极，电极反应为。19．【答案】B【解析】【解答】A．该装置用于制备Co(H2PO2)2，M电极为阳极，则M电极为金属Co，M电极的电极反应为Co-2e-=Co2+，N电极为不锈钢，A不符合题意；B．n电极为碱性甲烷燃料电池的负极，n电极通入CH4，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O，B符合题意；C．N电极为阴极，N电极电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，电解一段时间后，N极区碱性增强，溶液的pH增大，C不符合题意；D．阳极室中的Co2+通过膜a进入产品室，膜a为阳离子交换膜，原料室中通过膜b进入产品室，膜b为阴离子交换膜，则原料室中Na+通过膜c进入阴极室，膜c为阳离子交换膜，D不符合题意；故答案为：B。【分析】金属Co作阳极，阳极反应为Co-2e-=Co2+，Co2+通过a膜移动到产品室，则图中m为电源的正极，n为负极，N电极为阴极，阴极室H2O得到电子生成H2，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，通过膜b进入产品室生成Co(H2PO2)2，所以膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜，膜c为阳离子交换膜，碱性甲烷燃料电池中负极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。20．【答案】C【解析】【解答】A.放电时，a极为负极，失电子生成锌离子，发生氧化反应，A不符合题意；B.放电时，b极为正极，电流由b极经外电路流向a极，B不符合题意；C.放电时，b极为正极，得电子发生还原反应，电极反应式应该为，C符合题意；D.多孔钯纳米材料，可以增大接触面积，加快反应速率，D不符合题意；故答案为：C。

【分析】放电时，Zn发生氧化反应生成Zn2+，则a极为负极，负极发生氧化反应，b极为正极，正极发生还原反应，电子由负极经导线流向正极，电流由正极经导线流向负极，据此解答。21．【答案】阳；2H＋＋2e-=H2↑；Fe>Co>Cu；NaCl+H2ONaClO+H2↑；减小；NO＋5e-＋6H＋=NH＋H2O；NH322．【答案】（1）+137（2）化学；电；阳极；CH4+10OH--8e-=CO+7H2O；2H2O-4e-=O2+4H+；H2和NaOH；0.5；1mol·L-1；Ag2O【解析】【解答】(1)①由表中燃烧热数值可知：①C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)∆H1=-1560kJ∙mol-1；②C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)∆H2=-1411kJ∙mol-1；③H2(g)+O2(g)=H2O(l)∆H3=-286kJ∙mol-1；根据盖斯定律可知，①-②-③得C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)，则∆H=∆H1-∆H2-∆H3=(-1560kJ∙mol-1)-(-1411kJ∙mol-1)-(-286kJ∙mol-1)=+137kJ∙mol-1，故答案为+137；(2)①甲池中一极通入甲烷，另一极通入氧气，所以甲池为甲烷形成的燃料电池，是将化学能转化为电能的装置；通入甲烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，A与正极相连，所以A为阳极；②甲装置中由于电解质为KOH溶液，是碱性的溶液。所以通入CH4的电极反应式为CH4+10OH--8e-=CO+7H2O，通入氧气的电极反应式是O2+4e-+2H2O=4OH-.乙装置为电解池，在乙装置中A为阳极，B为阴极。B(Ag)的电极反应式为Ag＋＋e－＝Ag。丙装置为电解池，C为阳极，D为阴极。由于氧化性H+＞Na+，所以在D极上发生反应：2H++2e-=H2↑，由于消耗了H+，破坏了附近的水的电离平衡，水继续电离，最终在阴极附近产生大量的NaOH溶液。故D极的产物是H2和NaOH；③在丙中，阳极反应：2Cl-+2e-=Cl2↑；阴极反应：2H++2e-=H2↑，n(气体)==0.005mol，所以转移电子的物质的量为n(e-)=0.005mol，n(OH-)=0.005mol，c(OH-)==0.01mol/L，c(H+)==10-12mol/L，pH=12，NaOH+HCl=NaCl+H2O，n(NaOH)=n(HCl)=0.005mol，所以若要使丙池恢复电解前的状态，应向丙池中通入HCl气体0.005mol。【分析】(1)①先写出三种气体的燃烧热的热化学方程式，然后根据盖斯定律进行计算，得到目标反应的∆H；(2)①甲池为甲烷形成的燃料电池；根据原电池的正负极判断电解池的阴阳极；②CH4在负极上失电子，碱性条件下生成碳酸根；乙装置中B（Ag）的电极为阳离子得电子；丙装置中D极为阴极；③电解氯化钠溶液时，阴极上氢离子放电，阳极上氯离子放电，根据氯气和氢氧化钠的关系式计算氢氧化钠的物质的量浓度，从而得出溶液的pH；根据电解的产物分析，根据“析出什么元素加入什么元素”的原则确定加入的物质。23．【答案】（1）负（2）（3）；有气泡产生；不变（4）A；稀硫酸【解析】【解答】(1)由分析知，电源F端为负极，故此处填负；(2)A中Fe电极为阳极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，Pt为阴极，水产生的H+在阴极放电，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，叠加两极反应得总反应为；(3)B中石墨电极为阳极，水产生的OH-在阳极放电，电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+；Cu电极为阴极，水产生的H+在阴极放电，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故反应现象为有气泡产生；B反应中实际为电解水，由于Na2SO4溶液显中性，水减少对其pH没有影响，故此处填不变；(4)若将电源去掉，则可通过向A中加入酸使其形成原电池，若加入稀硫酸，则发生反应Fe+2H+=Fe2++H2↑，Fe作负极，Pt作正极，则试纸D端为电解池的阳极，发生反应2I--2e-=I2，出现变蓝现象，正确；若选浓硝酸，则Fe在浓硝酸中钝化后，Pt与浓硝酸不反应，故不能形成原电池，综上所述，此处填稀硫酸。【分析】（1）通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的D端变为蓝色，说明生成碘，发生氧化反应，则D为阳极，C为阴极，E为正极，F为负极；

（2）A为电解NaCl溶液，阴极为Pt，阳极为Fe，阳极Fe失电子生成Fe2+，阴极氢离子放电生成氢气，促进水的电离生成氢氧根离子，进而生成氢氧化亚铁；

（3）装置B的实质是电解水；

（4）若将电源去掉，则可通过向A中加入酸使其形成原电池，若加入稀硫酸，则发生反应Fe+2H+=Fe2++H2↑，Fe作负极，Pt作正极，则试纸D端为电解池的阳极，发生反应2I--2e-=I2，出现变蓝现象。24．【答案】（1）；负极：锌片、正极：铜片；CuSO4溶液；Zn–2e-=Zn2+；Cu2++2e-=Cu（2）1.12L；0.1【解析】【解答】（1）①利用反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计原电池，根据反应可知，Zn为负极，则正极可以是活泼性不如Zn的金属如铜等，也可以是碳棒，电解质溶液应为CuSO4，设计的原电池装置为：；②根据以上设计可知，负极为锌片，正极为铜片，电解质溶液为CuSO4溶液；③原电池中负极活泼金属失电子发生氧化反应，电极反应为：Zn–2e-=Zn2+，正极为溶液中的阳离子得到电子发生还原反应，CuSO4溶液中的阳离子有Cu2+和H+，放电能力Cu2+大于H+，正极反应为：，Cu2++2e-=Cu；（2）用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中构成的原电池中，负极：Zn–2e-=Zn2+，正极：2H++2e-=H2↑，由电极反应n(H2)=n(Zn)=，V(H2)=0.05mol´22.4L/mol=1.12L，n(e