电解池 同步测试 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

4.2电解池同步测试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．下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是ABCD锌锰干电池燃气燃烧电池充电火力发电A．A B．B C．C D．D2．有关利用某新型电化学装置(如下图所示)电催化合成偶氮化合物()的研究，下列说法中不正确的是A．CoP电极是阴极B．电极反应式为C．合成1mol偶氮化合物，要消耗4molD．向极移动3．关于电镀铜和电解精炼铜，下列说法正确的是（）A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极 B．电解液的浓度均保持不变C．阳极反应都只有Cu-2e-=Cu2+ D．阴极反应都只有Cu2++2e-=Cu4．酸性条件下通过电催化法可生成，c-NC、i-NC是可用于阴极电极的两种电催化剂，其表面发生转化原理如图所示。下列有关说法正确的是A．i-NC电极处发生氧化反应B．合成过程中均作为还原剂C．合成过程中用c-NC作电极催化剂更利于生成D．c-NC电极上发生反应：5．下列实验装置能达到实验目的的是A．装置①验证Fe和Cu的还原性强弱B．装置②制备少量NaClOC．装置③比较、和S的氧化性D．装置④测定中和反应的反应热6．据估计，海水中锂的总含量为陆地锂总含量的5000倍以上。Li+能够嵌入某些氧化物中并在一定条件下脱出，据此可以进行锂元素的富集。某电化学集锂系统如图所示，工作时，向MnO2所在腔室加入海水，启动电源l，使海水中的Li+嵌入MnO2结构中形成LixMn2O4；一段时间后，关闭电源1和海水通道，启动电源2，同时向电极2通入空气，使LixMn2O4中的Li+脱出。下列说法错误的是A．启动电源1后，Li+的嵌入反应为B．启动电源1后，电极1作阳极C．启动电源2后，电极2的电极反应为D．启动电源2后，腔室2中LiOH将减少7．利用电解法可以将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述中不正确的是（）A．电解时以粗铜作阳极B．电解时阳极上只发生的反应为C．精铜连接电源的负极，其电极反应式为D．电解后，电解槽底部会形成含有少量Ag、Pt等金属的阳极泥8．氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是A．电极A接电源正极，发生氧化反应B．电极B的电极反应式为：C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的溶液D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗9．利用电解无害化法处理水体中的NO，最终生成N2逸出。其装置及转化图如图所示。下列说法错误的是（）A．阴极反应式是NO+8e-+10H+=NH+3H2OB．生成氮气的离子反应为2NH+3HClO=N2↑+3Cl-+5H++3H2OC．阳极反应式是Cl--2e-+H2O=HClO+H+D．反应过程中Cl-的浓度保持不变10．1，5-戊二胺()是生产新型聚酰胺产品的重要原料。利用双极膜(BPM，在直流电场的作用下，双极膜复合层间的解离成和，可透过相应的离子交换膜)电渗析产碱技术可将生物发酵液中的1，5-戊二胺硫酸盐(含和)转换为1，5-戊二胺，实现无害化提取，工作原理如图所示。下列说法错误的是（）A．m为阳离子交换膜、n为阴离子交换膜B．电解过程中，图中两处溶液的溶质种类和物质的量均不变C．a极区产生22.4L(标准状况)气体，理论上产生2mol1，5-戊二胺D．该技术实现了酸性和碱性物质的同时生产11．电镀废液中可通过下列反应转化成铬黄：ΔH<0该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是（）A． B．C． D．12．以铝土矿(主要成分为，含和等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。下列说法不正确的是A．过滤Ⅰ所得滤渣进行洗涤的目的是提高产率B．加入溶液发生的反应是：HCO3C．电解Ⅰ是电解熔融，电解过程中作阴极的石墨易消耗D．实验室常规灼烧操作所需的硅酸盐质仪器包括：坩埚、泥三角、玻璃棒、酒精灯13．由乙烯制备2-氯乙醇(HOCH2CH2Cl)的原理为：CH2=CH2+HClO→HOCH2CH2Cl。用铂(Pt)作电极电解KCl溶液制备2-氯乙醇的装置如下图所示。下列说法错误的是（）A．Y连接电源的负极B．电解时，K+通过阳离子交换膜从左侧移向右侧C．理论上，制取1mol2-氯乙醇生成气体b的体积为11.2L(标准状况)。D．电解时，左侧溶液pH逐渐减小，右侧溶液pH逐渐增大14．下列说法正确的是A．通常用实验的方法测定的反应热B．溶液中的可以加入氨水调pH，使生成沉淀而除去C．电解熔融可以制得钠，电解KF溶液可以制得单质氟D．烃、肼、甲醇均可作燃料电池的燃料，化学能转化为电能的转化率到达100%15．液体锌电池是一种电压较高的二次电池，具有成本低、安全性强、可循环使用等特点，其示意图如图。下列说法不正确的是已知：①②凝胶中允许离子存在、生成或迁移。A．充电过程中，阴极的电极反应：B．放电过程中，正极的电极反应：C．放电过程中，由正极向负极迁移D．充电过程中，凝胶中的可再生16．近期科技工作者设计了一种电催化合成偶氮化合物的新装置，该装置如下图所示。下列说法正确的是（）A．催化电极a连接电源的正极B．电解过程中负极区的pH减小C．负极区的反应为D．当电路中转移4mol时，理论上会产生17．1，5-戊二胺()是生物法制备尼龙材料的重要原料，利用双极膜(BPM)电渗析产碱技术可将生物发酵液中的1，5-戊二胺硫酸盐(含和SO)转换为1，5-戊二胺，实现无害化提取，工作原理如图所示。下列说法错误的是（）A．a极的电势比b极的低B．m膜为阳离子交换膜，n膜为阴离子交换膜C．电解过程中，H2SO4极室溶液的pH逐渐减小D．b极区每生成11.2L气体(标准状况)，理论上可生成2mol1，5-戊二胺18．科学家设计了一种高效、低能耗制备H2O2的装置，装置如图所示。下列有关说法不正确的是A．a为电源的正极B．阳极区反应为—2e—＋3OH—=2H2O＋C．阴极区产生2molOH—时，参加反应的O2在标准状况下的体积为11.2LD．该装置中，离子交换膜为阴离子交换膜19．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（）A．6.8g液态中含有0.05NA个阳离子B．溶液中含有微粒数小于0.1NAC．电解精炼铜时，电路中通过NA个电子，阳极消耗32g铜D．标况下，2.24L氯气溶于水中，所得溶液中20．近日“宁德时代”宣布2023年实现钠离子电池产业化，钠离子电池以其低成本、高安全性及其位优异电化学属性等成为锂离子电池的首选“备胎”，其充放电过程是在正负极间的镶嵌与脱嵌。下列说法错误的是（）A．放电时负极区钠单质失去电子B．充电时由“B极”向“A极”移动C．由于未使用稀缺的锂钴元素，量产后该电池生产成本比锂离子电池低D．该电池一种正极材料为，充电时的电极反应为：二、综合题21．甲醇是重要的工业原料和燃料。（1）甲醇燃料电池(DMFC)为现代便携式电子产品提供了电能。在以KOH为电解质的甲醇燃料电池中，CH3OH在电源(填“正”或“负”)极反应，当电路中转移0.6mol电子时，消耗CH3OH的物质的量是；该电池工作一段时间后，电解质溶液的pH(填“增大”“减小”或“不变”)。（2）利用甲醇通过惰性电解法先获得α-羟基缩酮，α-羟基缩酮再在酸性条件下水解得到一种食品增香剂3-羟基丁酮，其原理如图所示。①M极上发生(填“氧化反应”或“还原反应”)。②N为电解池的极(填“阴”或“阳”)，电极反应式是。③此法合成3-羟基丁酮的总反应式是(不用写反应条件)。22．金山银山不如绿水青山，实现碳达峰碳中和是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求。（1）二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料，以CO2、H2为原料制备二甲醚涉及的主要反应如下：I.2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH1=-122.5kJ/molⅡ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.1kJ/mol①在压强、CO2和H2的起始投料一定的条件下，发生反应I、Ⅱ，实验测得CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。(已知：CH3OCH3的选择性=)其中表示平衡时CH3OCH3的选择性的曲线是(填“①”或“②”)；温度高于300℃时，曲线②随温度升高而升高的原因是。②对于反应Ⅱ的反应速率v=v正-v逆=k正p(CO2)·p(H2)-k逆p(CO)·p(H2O)，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压(分压=总压×物质的量分数)。a．降低温度，k正-k逆(填“增大”“减小”或”不变”)；b．在一定温度和压强下的反应Ⅱ，按照n(H2)：n(CO2)=1：1投料，CO2转化率为50%时v(正)：v(逆)=3：4，用气体分压表示的平衡常数Kp=。（2）石化工业，常采用碳酸钠溶液作为脱硫吸收剂。已知：25℃，H2CO3Ka1=4.5×10-7Ka2=4.7×10-11；H2SKa1=1.1×10-7Ka2=1.3×10-13。请写出H2S与足量碳酸钠溶液反应的离子方程式：。（3）化工废水中常常含有以二甲胺(CH3)2NH)为代表的含氮有机物，可以通过电解法将二甲胺转化为无毒无害的气体排放，装置如图所示。反应原理是：(i)Cl-在阳极转化为Cl2；(ii)Cl2在碱性溶液中歧化为ClO-；(iii)ClO-将二甲胺氧化为N2，和H2O。①写出电解池中阴极发生反应的方程式。②电解池中选择阴离子交换膜而不选择阳离子交换膜的原因是。③当阴极区收集到6.72L(标况下)H2时，阳极区收集到N2的体积(标况下)是L。23．依据如图所示三套实验装置，分别回答下列问题。（1）装置I的实验目的是用惰性电极电解饱和食盐水，C电极连接电源的极，B管吸收的气体是，电解食盐水总反应的离子方程式为。（2）装置II的实验目的是在铁棒上镀铜，铁棒为(填“E”或“F”)。另一电极用于及时补充消耗的镀层物质，结合化学用语说明其原理：。（3）装置III利用Fe3+与Cu发生的反应，设计一个可正常工作的电池，补全该电化学装置示意图，写出电池工作一段时间后的现象。供选择的实验用品：KCl溶液，FeCl2溶液，FeCl3溶液，CuSO4溶液，铜棒，锌棒，铁棒，石墨棒，氯化钾盐桥。24．电化学在工业生产中有广泛的应用价值。（1）下图中，为了减缓海水对铁闸门A的腐蚀，材料B可以选择(填字母序号)。a.碳棒b.锌板c.铜板用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因：。（2）利用电解法制备(下图为简易原理装置)。在(填“A”或“C”)区生成。请结合电极反应式分析产生的过程。（3）用二甲醚()燃料电池电解法可将酸性含铬废水(主要含有)转化为。原理如下图：①燃料电池中的负极是(填“M”或“N”)电极，其电极反应为。②用电极反应式和离子反应方程式解释阳极区域能将酸性含铬废水(主要含有)转化为的原因。25．通过化学方法可使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能量转化率。回答下列问题：（1）下列反应可以设计成原电池的是____(填字母序号)。A．2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2OB．Zn+CuSO4=ZnSO4+CuC．2H2+O22H2OD．2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑（2）如图是乙烷燃料电池的工作原理示意图。①电池的负极是电极(填“a”或“b”)，该极的电极反应式为。②电池工作一段时间后，电解质溶液的pH(填“增大”、“减小”或“不变”)。（3）某科研小组以SO2为原料制取硫酸，先用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理如图所示。①用Na2SO3溶液吸收SO2得NaHSO3溶液的离子方程式为。②电极b连电源的极(填“正”或“负”)，b电极发生的电极反应式为。③电解过程中，中间室电解质溶液的浓度不断降低，则离子交换膜a为离子交换膜(填“阳”或“阴”)。

答案解析部分1．【答案】C2．【答案】C3．【答案】D【解析】【解答】A．镀铜时，纯铜作阳极，镀件作阴极，故A不符合题意；B．镀铜时，电解液中Cu2+浓度保持不变；电解精炼铜时，阳极粗铜中铁、锌等溶解成为金属离子进入溶液导致电解液中浓度减小，故B不符合题意；C．由于粗铜中含有金属性强于铜的锌、铁等杂质，电解精炼铜时，活泼金属首先失去电子，所以还有其他阳极反应，故C不符合题意；D．阴极反应都是铜离子得到电子发生还原反应，只有电极反应：Cu2++2e-=Cu，故D符合题意；故答案为：D。

【分析】易错分析：B.电解冶炼铜时，粗铜为阳极，纯铜为阴极，但是粗铜里含有活泼金属铁、锌等杂质会先失去电子，导致阴极析出的铜变多，溶液中铜离子浓度会降低。4．【答案】C5．【答案】C6．【答案】D7．【答案】B【解析】【解答】A．电解精炼粗铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，选项A不符合题意；B．电解时阳极发生反应有Cu-2e-=Cu2+、Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+，选项B符合题意；C．精铜连接电源的负极，作阴极，阴极上铜离子得到电子，发生还原反应，阴极电极反应为Cu2++2e-=Cu，选项C不符合题意；D．阳极发生反应有Cu-2e-=Cu2+、Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+，活泼性比Cu弱金属Ag、Pt等金属在电解槽底部会形成阳极泥，选项D不符合题意；故答案为：B。

【分析】A．电解时阳离子在阴极析出，故精铜在阴极，粗铜在阳极；B．电解时阳极失去电子发生反应有Cu-2e-=Cu2+、Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+；C．电解池的阴极对应电池负极，电解池阳极对应电池正极，阴极的电子发生还原反应；D．活泼性比Cu弱金属Ag、Pt等金属不会失去电子参加反应，在电解槽底部会形成阳极泥；8．【答案】B【解析】【解答】A、由分析可知，电极A为阳极，因此电极A应与电源的正极相连，发生失电子的氧化反应，A不符合题意。

B、由分析可知，电极B的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－，B符合题意。

C、电极B周围产生OH－，要在右室得到较高浓度的NaOH溶液，则应使左室的Na＋通过离子交换膜进入右室，因此应选用阳离子交换膜，C不符合题意。

D、改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，从而减少能耗，D不符合题意。

故答案为：B

【分析】电极A上Cl－发生失电子对应反应，生成Cl2，因此电极A为阳极，其电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑。电极B上O2发生得电子的还原反应，为阴极，其电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－。9．【答案】D【解析】【解答】A．由分析可知，NO在阴极上得到电子发生还原反应生成NH，阴极反应式是NO+8e-+10H+=NH+3H2O，故A不符合题意；B．左电极生成的NH与右电极生成的HClO发生氧化还原反应生成氮气，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，离子方程式为：2NH+3HClO=N2↑+3Cl-+5H++3H2O，故B不符合题意；C．由分析可知，Cl-在阳极上失去电子发生氧化反应生成HClO，电极反应式是Cl--2e-+H2O=HClO+H+，故C不符合题意；D．由电极反应式：NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O，Cl--2e-+H2O=HClO+H+，反应1molNO3-，反应4molCl-，由2NH4++3HClO=N2↑+3Cl-+5H++3H2O知同时生成1.5molCl-，反应过程中Cl-的浓度减小，故D符合题意；故答案为：D。【分析】该装置属于电解池，根据图中物质（或离子）的转化关系，氮元素的化合价降低，氯元素的化合价升高，则NO3-得电子发生还原反应，Cl-失电子发生氧化反应，所以左侧电极作阴极，其电极反应式为NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O，右侧电极作阳极，其电极反应式为Cl--2e-+H2O=HClO+H+。A为电源的负极，B为正极。10．【答案】A【解析】【解答】A．由题意可知生物发酵液中的应透过n膜进入产品室中与氢氧根离子反应生成，因此n膜为阳离子交换膜，生物发酵液中的透过m膜进入左侧与BPM双极膜生成的氢离子结合生成硫酸，因此m膜应为阴离子交换膜，故A符合题意；B．图中两处溶液中的阴阳离子进不能透过双极膜，双极膜中生成得氢离子进入右侧，在b电极上得电子生成氢气，左侧双极膜生成得氢氧根离子进入左侧，在a极上失电子生成氧气和水，因此溶质种类和物质的量均不变故B不符合题意；C．a极上发生反应：，产生22.4L(标准状况)气体时转移的电子为4mol，同时进入产品室中的氢氧根离子数为4mol，+2OH-=，消耗4molOH-产生的1，5-戊二胺为2mol，故C不符合题意；D．该技术同时得到了硫酸和1，5-戊二胺实现了酸性和碱性物质的同时生产，故D不符合题意；故答案为：A。

【分析】根据产品即可得出n为阳离子交换膜，n为阴离子交换膜，电解过程中硫酸钠的溶质和物质的量均不变，根据两电极的电极方程式即可计算出物质的量，左侧电极得到的是硫酸，右侧电极得到的是胺显碱性结合选项即可判断11．【答案】A【解析】【解答】A.该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，生成物的物质的量浓度减小，反应物的物质的量浓度增大，平衡常数随着温度的升高而减小，故A符合题意B.pH增大，c(H+)减小，平衡向正反应方向移动，重铬酸根离子转化率增大，故B不符合题意C.温度升高，正逆反应速率增大，故C不符合题意D.增大反应物Pb2+的物质的量浓度，平衡正向移动，另一反应物重铬酸根离子的物质的量减小，故D不符合题意故答案为：A

【分析】根据反应方程式ΔH<0，温度升高正逆速率均增大，且平衡逆向移动，因此平衡常数减小，当pH增大时促进正反应的发生，导致平衡右移，增加铅离子的浓度重铬酸根转化率增大，浓度降低12．【答案】C13．【答案】C【解析】【解答】A．根据上述分析可知，Y电极为阴极，连接电源的负极，A不符合题意；B．电解池工作中，阳离子移向阴极，所以上述装置中，钾离子通过阳离子交换膜从左侧会移向右侧，B不符合题意；C．当制取1mol2-氯乙醇时，消耗1molHClO，因生成的氯气与水反应为可逆反应，所以电极中电子转移数会大于1mol，则生成氢气的体积大于0.5mol，即不为11.2L（标准状况），C符合题意；D．电解时，左侧氯气与水反应生成HCl和HClO，HClO与乙烯反应，但生成的HCl会使溶液pH逐渐减小，右侧溶液中“放氢生碱”，所以溶液pH逐渐增大，D不符合题意；故答案为：C。

【分析】电解池的题目要注意几个问题：

1、连接外接电源正极的为阳极，若阳极为活性电极则阳极失去电子，若阳极为惰性电极，则溶液中的阴离子在阳极失去电子，阳极发生氧化反应；连接外接电源负极的为阴极，溶液中的阳离子在阴极得到电子，阴极发生还原反应；

2、溶液中的离子放电顺序：

阳离子：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）；

阴离子：S2–>I->Br->Cl->OH->(NO3－、SO42–等)含氧酸根>F－；

3、电极反应式的书写要结合原子守恒以及溶液形成判断，酸性条件不出现氢氧根，碱性条件下不出现氢离子。14．【答案】B15．【答案】C16．【答案】D【解析】【解答】A．根据分析可知催化电极a连接电源的负极，故A不符合题意；B．电解过程负极区发生2+8e-+4H2O=+8OH-，pH增大，故B不符合题意；C．根据分析可知正极区的反应2-4e-+4OH-=++2H2O，故C不符合题意；D．当电路中转移4mol时，a电极各产生0.5mol，b极产生1mol，理论上会产生，故D符合题意；故答案为：D。【分析】电解池的题目要注意几个问题：

1、连接外接电源正极的为阳极，若阳极为活性电极则阳极失去电子，若阳极为惰性电极，则溶液中的阴离子在阳极失去电子，阳极发生氧化反应；连接外接电源负极的为阴极，溶液中的阳离子在阴极得到电子，阴极发生还原反应；

2、溶液中的离子放电顺序：

阳离子：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）；

阴离子：S2–>I->Br->Cl->OH->(NO3－、SO42–等)含氧酸根>F－；

3、电极反应式的书写要结合原子守恒以及溶液形成判断，酸性条件不出现氢氧根，碱性条件下不出现氢离子。17．【答案】D【解析】【解答】A．据分析，阳离子朝a极运动，a极是阴极，则b极是阳极，故a极的电势比b极的低，A不符合题意；B．据分析，m膜为阳离子交换膜，n膜为阴离子交换膜，B不符合题意；C．据分析，电解过程中SO进入H2SO4极室，生成H2SO4，pH逐渐减小，C不符合题意；D．据分析，b极区是阳极区，电渗析过程生成O2，每生成11.2L气体(标准状况)转移电子=2mol，而生成转移电子2mol，故理论上可生成1mol1，5-戊二胺，D符合题意；故答案为：D。

【分析】1，5-戊二胺阳离子变成1，5-戊二胺过程得电子，说明a极为阴极，b极为阳极，阳离子向a极移动，m为阳离子交换膜，阴离子向阳极移动，n为阴离子交换膜，写出阴极和阳极电极反应，然后进行计算即可。18．【答案】C19．【答案】A【解析】【解答】A，6.8g液态KHSO4的物质的量是0.05mol，其中含有0.05NA个阳离子，A符合题意；B，没有给出溶液的体积无法计算微粒数，B不符合题意；C，电解精炼铜的时候，阳极溶解的物质除了铜还有其他的铁，锌，故电路中通过NA个电子，阳极消耗铜的质量小于32g，C不符合题意；D，氯水中氯的存在形式，除了氯离子，次氯酸根离子，次氯酸分子还有氯气分子，故，D不符合题意；故答案为：A。

【分析】A.液态KHSO4中含K+和HSO4-离子；

B.溶液体积不知，不能计算溶液中微粒数；

C.电解精炼铜时，阳极失电子的金属有铜、铁、锌、镍等，结合电子守恒分析判断；

D.标况下，2.24L氯气溶于水中，依据结合氯元素守恒分析判断。20．【答案】A【解析】【解答】A．该电池充放电过程是Na+在正负极间的镶嵌与脱嵌，不存在钠单质的失电子，A符合题意；B．充电时阳离子从阳极向阴极移动，即Na+由B极向A极移动，B不符合题意；C．稀缺的锂钴元素的价格比锂更高，该电池未使用稀缺的锂钴元素，量产后该电池生产成本比锂离子电池低，C不符合题意；D．充电时正极得电子，电极反应为：，D不符合题意；故答案为：A。

【分析】A.根据题干信息，该钠离子电池充放电过程是在正负极间的镶嵌与脱嵌。

B.充电时为电解池原理，阳离子从阳极向阴极移动。

C.稀缺的锂钴元素的价格比锂更高。

D.充电时正极得电子，电极反应为。21．【答案】（1）负；0.1mol；减小（2）氧化反应；阴；2CH3OH+2e-=2CH3O-+H2↑；+H2O+H2↑【解析】【解答】(1)甲醇燃料电池中，氧气得电子发生还原反应，氧气做正极，CH3OH在电源负极反应，电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=+6H2O，当电路中转移0.6mol电子时，消耗CH3OH的物质的量是0.1mol；总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，电池工作一段时间后，产物是水，所以电解质溶液的pH减小；(2)①M极上I-→I2中碘元素化合升高，发生氧化反应；②N极上CH3OH→CH3O-中碳元素化合价降低，为电解池的阴极，电极反应式是2CH3OH+2e-=2CH3O-+H2↑；③此法用和水反应合成3-羟基丁酮和氢气，总反应式是+H2O+H2↑。

【分析】(1)燃料电池中，氧气在正极反应，燃料在电源负极反应，依据化合价的变化判断转移电子数；反应时消耗氢氧根离子，同时生成水；(2)①元素化合升高，发生氧化反应；②元素化合价降低，发生还原反应，为电解池的阴极；③依据原子守恒分析。22．【答案】（1）①；温度高于300℃时，反应Ⅱ起主导作用，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，二氧化碳的转化率升高；减小；0.75（2）H2S+=HS-+HCO（3）；需要阴极区产生的迁移到阳极区维持阳极区的碱性；0.448【解析】【解答】（1）①由于反应I正反应为放热反应，反应Ⅱ正反应为吸热反应，故升高温度，平衡I逆向移动，则CH3OCH3选择性下降，故CH3OCH3选择性对应曲线①；300℃之前，以反应I为主，反应I为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO2的平衡转化率减小，温度高于300℃时，以反应Ⅱ为主，反应Ⅱ为吸热反应，温度升高，温度高于300℃时，反应Ⅱ起主导作用，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，二氧化碳的转化率升高；②a.反应Ⅱ为吸热的反应，降低温度，均减小，平衡逆向移动，则减小的幅度大于，所以k正减小的幅度大于k逆，故减小；b.在一定温度和压强下的反应Ⅱ，按照投料，可以假设，转化率为50%时，则转化浓度相同条件下压强比等于物质的量比，由三段式可知，；已知，，则，当反应达到平衡时，，则，故；（2）根据题意知道，H2S的Ka1大于H2CO3的Ka2小于Ka1，故H2S与足量碳酸钠溶液反应的离子方程式为：H2S+=HS-+HCO3-；（3）①阴极上，水电离出的氢离子放电产生氢气，则电解池中阴极发生反应的方程式为，故答案为：；②由于需要阴极区产生的OH-迁移到阳极区维持阳极区的碱性，所以电解池中选择阴离子交换膜而不选择阳离子交换膜，故答案为：需要阴极区产生的OH-迁移到阳极区维持阳极区的碱性；③当阴极区收集到6.72L(标况下)H2时，氢气的物质的量是0.3mol，转移0.6mol电子，根据电子得失守恒守恒可知生成0.3mol氯气，产生0.3molClO-，根据方程式15ClO-+2(CH3)2NH+8OH-=N2↑+4+15Cl-+11H2O，可知阳极区收集到N2的体积(标况下)是0.02mol×22.4L/mol=0.448L，故答案为：0.448。

【分析】（1）①依据化学平衡移动原理分析；利用三段式法计算；

（2）根据Ka，利用强酸制弱酸判断；

（3）①电解时，阳极元素化合价升高，发生氧化反应；阴极元素化合价降低，发生还原反应；

②电解时，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极；

③根据电子得失守恒守恒。23．【答案】（1）负；Cl2；2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-（2）E；阳极反应为：Cu-2e-=Cu2+，阴极反应为：Cu2++2e-=Cu（3）CuSO4溶液蓝色加深，FeCl3溶液黄色变浅，甚至转化为浅绿色，铜片质量减少，【解析】【解答】(1)由题干图示可知，装置I中A试管用向下排空法收集气体，故A收集的为H2，B用NaOH吸收气体，则B为Cl2，故装置I的实验目的是用惰性电极电解饱和食盐水，C电极连接电源的负极作阴极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，B管吸收的气体是Cl2，电解食盐水总反应的离子方程式为：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-，故答案为：负；Cl2；2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-；(2)电镀时待镀的镀件与电源负极相连作阴极，镀层金属与电源正极相连作阳极，含有镀层金属离子的电解质作电解质，故装置II的实验目的是在铁棒上镀铜，铁棒为E，另一电极用于及时补充消耗的镀层物质，阳极反应为：Cu-2e-=Cu2+，阴极反应为：Cu2++2e-=Cu，故答案为：E；阳极反应为：Cu-2e-=Cu2+，阴极反应为：Cu2++2e-=Cu；(3)装置III利用Fe3+与Cu发生的反应，反应原理为：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，故两个电极为：Cu和石墨棒，电解质溶液分别为CuSO4和FeCl3，电电极反应分别为：Cu-2e-=Cu2+、Fe3++e-=Fe2+，并用KCl盐桥形成闭合回路，故电池工作一段时间后的现象为CuSO4溶液蓝色加深，FeCl3溶液黄色变浅，甚至转化为浅绿色，铜片质量减少，根据电子的流向可知，右侧电极为铜电极，作负极，左侧电极为石墨电极，作正极，故原电池装置图为：，故答案为：CuSO4溶液蓝色加深，FeCl3溶液黄色变浅，甚至转化为浅绿色，铜片质量减少，。

【分析】(1)依据题中图像，利用气体收集装置确定电极名称，利用放电时离子放电顺序书写；(2)电镀时待镀的镀件与电源负极相连作阴极，镀层金属与电源正极相连作阳极，含有镀层金属离子的电解质作电解质；(3)I利用Fe3+与Cu发生的反应，依据原电池的构造原理设计。24．【答案】（1）B；锌板做铁锌原电池的负极，发生氧化反应而被损耗（2）C；C为阴极区，水发生还原反应生成氢气和氢氧根离子（3）M；；