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冲刺2021高考化学押题训练（六）化学反应中的能量变化
一、单选题
1．（2021·延边模拟）海水中锂资源非常丰富，但是海水中的锂浓度低，很难被提取出来。我国科学家设计了一种太阳能驱动下，利用选择性固体陶瓷膜电解海水提取金属锂的装置(示意图如下)，该装置工作时，下列说法错误的是（　　）
A．该装置主要涉及的能量变化：太阳能→电能→化学能
B．电极B上的电极反应式：4OH -4e =O2↑+2H2O
C．选择性固体陶瓷膜不允许H2O通过
D．工作时，电极A为阴极
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．根据图示可知：太阳能转化为电能，然后利用太阳能电解海水提取金属锂，实现了电能转化为化学能，因此该装置主要涉及的能量变化：太阳能→电能→化学能，故A不符合题意；
B．在B电极上，电子流出，发生氧化反应，根据图示可知是海水中的Cl-失去电子被氧化为Cl2，故该电极为阳极，阳极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，故B符合题意；
C．在固体陶瓷膜上部区域是有机电解质，下部区域为海水，有机物与海水互不相溶，因此该选择性固体陶瓷膜不允许H2O通过，只允许Li+通过，故C不符合题意；
D．根据图示可知电子流入铜电极，Li+在Cu电极上得到电子被还原为Li单质。在电解池中，电子流入的电极为阴极，故A电极为阴极，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据海水提取金属锂的装置图知，根据电子流向判断，为氯离子放电生成氯气，催化电极上放出气体，因此催化电极为阳极，则铜箔为阴极，阴极上得电子发生还原反应析出金属锂，据此分析解答。
2．（2021·齐齐哈尔模拟）锌-空气燃料电池(ZAFC)具有携带方便、成本低及安全无污染等优点，在离网电源及汽车电源的应用上具有广阔的前景。我国研制的新型锌-空气燃料电池工作原理如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．放电时，负极反应为Zn+4OH- -2e-=[Zn(OH)4]2-
B．充电时，电解质溶液中c(OH)-逐渐增大
C．放电时，当负极减少6. 5 g，通过隔膜的电子个数约为1.204×1023
D．多孔炭可增大电极与电解质溶液的接触面积，也有利于O2扩散至电极表面
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．放电时，Zn失电子生成[Zn(OH)4]2-，电极反应式为Zn+4OH--2e-═[Zn(OH)4]2-，故A不符合题意；
B．充电时，电池反应为[Zn(OH)4]2-=2Zn+O2+4OH-+2H2O，电解质溶液中c(OH-)逐渐增大，故B不符合题意；
C．放电时，电子由负极经过导线流向正极，不能通过隔膜进入电解质溶液中，故C符合题意；
D．采用多孔炭可提高电极与电解质溶液的接触面积、有利于氧气扩散至电极表面，使原电池工作持续、稳定，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据图示，Zn失去电子生成[Zn(OH)4]2-，Zn为负极，电极反应式为Zn+4OH--2e-═[Zn(OH)4]2-，通入O2的电极为原电池的正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；电池充电与放电时电极反应相反，据此分析解答。
3．（2021·贵阳模拟）某锂铜二次电池工作质理如图所示。在该电池中，水系电解液和非水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片(LISICON) 隔开。下列有关说法错误的是（　　）
A．放电时，N极电极反应式为Cu2++2e -=Cu
B．Li+可以通过陶瓷片，水分子不能
C．充电时，接线柱B应与电源的负极相连
D．充电时，M电极发生还原反应
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．放电时，N极是原电池的正极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故A不符合题意；
B．非水系电解液和水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片（LISICON）隔开，则陶瓷片允许Li+通过，不允许水分子通过，故B不符合题意；
C．放电时，N极是原电池的正极，充电时，接线柱B应与电源的正极相连，故C符合题意；
D．充电时，M极是阴极，因此M电极发生还原反应，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】锂铜可充电电池，工作原理：放电时，金属锂是负极，发生失电子的氧化反应，在充电时，电源的正极连接原电池的正极，发生失电子的氧化反应，非水系电解液和水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片（LISICON）隔开，则陶瓷片允许Li+通过，不允许水分子通过，据此回答。
4．（2021·桂林模拟）一种新型的锂-空气电池的工作原理如图所示。关于该电池的说法中正确的是（　　）
A．电池总反应为4Li+O2+2H2O=4LiOH
B．可将有机电解液改为水溶液
C．金属锂作正极，发生氧化反应
D．当有22.4LO2被还原时，溶液中有4mol Li+向多孔碳电极移动
【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A． 负极反应式为Li-e-=Li+，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，则电池总反应为4Li+O2+2H2O=4LiOH，A符合题意；
B．
因为金属锂可与水反应，则不可将有机电解液改为水溶液，B不符合题意；
C．
金属锂作负极，失电子，发生氧化反应，C不符合题意；
D．
未指明为标准状况，则不能计算22.4LO2的物质的量，故不能计算移向多孔碳电极的Li+的物质的量，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】锂-空气电池中，活泼金属锂作负极，多孔碳作正极，负极反应式为Li-e-=Li+，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，据此分析解答。
5．（2021·宁波模拟）钠离子电池是非常有发展潜力的电池体系，其工作原理如图所示。放电时电池反应为：Na1-xMO2+NaxC=C+NaMO2 (M代表过渡金属)。下列说法错误的是（　　）
A．放电时，含硬碳材料电极为负极
B．充电时，电解质溶液中Na+向硬碳材料区迁移
C．放电时，正极的电极反应式为Na1-xMO2+xNa++xe-=NaMO2
D．充电时，若转移1mol e-，硬碳材料电极将增重23x g
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】由题干信息，放电时电池反应为：Na1-xMO2+NaxC=C+NaMO2，可知反应中NaxC中Na的化合价升高转化为+1价的Na+，发生氧化反应，故为负极，充电时与电源的负极相连，Na1-xMO2中M的化合价降低转化为NaMO2，发生还原反应，故为正极，充电时与电源的正极相连，据此分析解题：
A．由分析可知，放电时，含硬碳材料电极为负极，A不符合题意；
B．由分析可知，充电时，硬碳材料接电源的负极，含钠过渡金属氧化物一极接电源的正极，故电解质溶液中Na+向硬碳材料区迁移，B不符合题意；
C．放电时，正极发生还原反应，故电极反应式为Na1-xMO2+xNa++xe-=NaMO2，C不符合题意；
D．充电时硬碳材料电极发生的反应为：C + xe- + xNa+=NaxC，故若转移1mol e-，硬碳材料电极将增重23 g，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】放电时，NaC做负极，钠失去电子发生氧化反应，Na1-xMO2做正极材料得到电子发生还原反应，充电时，正极变成了阳极，吸引大量的阴离子，发生氧化反应，负极变成了阴极，吸引了大量的阳离子，得到电子发生还原反应。根据电子转移情况即可计算出质量的变化
6．（2021·乌鲁木齐模拟）某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管做电极材料，以ZnSO4溶液的有机高聚物为固态电解质，其电池总反应为：MnO2+ Zn+(1+ )H2O+ ZnSO4 MnOOH+ ZnSO4·3Zn(OH)2·xH2O，其电池结构如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．放电时，锌膜发生还原反应
B．放电时，电池的正极反应为：MnO2+e-+H+=MnOOH
C．充电时，Zn2+移向MnO2膜
D．充电时，含有锌膜的碳纳米管纤维一端连接电源负极
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．锌膜为原电池的负极，放电时锌极发生氧化反应，而不是还原反应，A不符合题意；
B．放电过程正极上是二氧化锰得到电子生成MnOOH，电极反应为MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-，B不符合题意；
C．放电过程中含有锌膜的碳纳米管纤维为负极，充电过程中，含有锌膜的碳纳米管纤维作阴极，阳离子移向阴极， 即Zn2+移向Zn膜，C不符合题意；
D．充电时，含有锌膜的碳纳米管纤维一 端中锌离子要还原成单质锌，所以应作阴极，应连电源的负极，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】做原电池时，负极是锌失电子，被氧化，正极是二氧化锰得电子，被还原。做电解池时，阴极是锌离子得电子，发生还原反应，阳极是 MnOOH 失去电子，被氧化
7．（2021·临沂模拟）最近我国科学家以 CO2与辛胺为原料实现了甲酸盐和辛腈的高选择性合成，该装置的工作原理如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．b为电源的负极
B．In/ 电极上可能有副产物 O2生成
C．每生成1mol辛腈，同时生成1mol HCOO-
D．在 Ni2P 电极上发生的反应为：
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析知，b为电源正极，A不符合题意；
B．由分析知，In/In2O3-x电极为阴极，溶液中H+可能在阴极放电产生副产物H2，OH-可能在阳极放电产生副产物O2，B不符合题意；
C．由辛胺（分子式：C8H19N）→辛腈（分子式：C8H15N），C元素化合价由-2价升高到 价（平均价），即转移电子关系为：辛胺~辛腈~4e-，故1 mol辛腈生成，电路中转移4 mol电子，由分析知，CO2转化为HCOO-，C元素化合价由+4价降到+2价，即生成1 mol HCOO-转移电子2 mol，故当电路中转移4 mol电子时，生成HCOO-应为2 mol，C不符合题意；
D．由C选项分析知，1 mol辛胺→辛腈转移4 mol电子，初步确定电极反应为：CH3(CH2)7NH2 - 4e-→CH3(CH2)6CN，根据图示，可在左边添加4个OH-配平电荷守恒，右边添加4个H2O配平元素守恒，最终得电极反应为：CH3(CH2)7NH2 - 4e- + 4OH- = CH3(CH2)6CN + 4H2O，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图示知，该装置为电解池，In/In2O3-x电极发生反应CO2转化为HCOO-，C元素化合价由+4价降到+2价，得电子被还原，故In/In2O3-x电极为阴极，则Ni2P为阳极，电源a极为负极，b极为正极。
8．（2021·宿迁模拟）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案(原理如图)，下列说法错误的是（　　）
A．电源a端为负极
B．Fe2+的电子排布式为[Ar]3d6
C．阳极发生的电极反应式为2HCl－2e－=2H＋＋Cl2
D．电路中转移1mol电子，需要消耗11.2LO2(标准状况)
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电解池左侧发生反应Fe3+→Fe2+，左侧是阴极，电源a端为负极，故A不符合题意；
B．Fe的价电子排布式是3d64s2，Fe2+的电子排布式为[Ar]3d6，故B不符合题意；
C．根据图示，b是阳极，阳极发生的电极反应式为2HCl－2e－=2H＋＋Cl2，故C不符合题意；
D．根据电子守恒，电路中转移1mol电子，需要消耗0.25mol氧气，标准状况下的体积是5.6L，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据ab极发生的反应，确定正负极，a得到电子发生还原反应作为负极，铁离子的得到电子变成亚铁离子，b极失去电子发生氧化反应。氯化氢失去电子变为氯气，根据转移电子数目计算出产生的气体物质的量
9．（2021·南京模拟）对固体电解质体系的研究是电化学研究的重要领域之一、用离子交换膜H+/ 型 Nafion膜作电解质，在一定条件下实现了常温常压下电化学合成氨，原理如下图所示。下列说法错误的是（　　）
A．电极M接电源的正极
B．离子交换膜中H+、 浓度均保持不变
C．H+/ 型离子交换膜具有较高的传导质子能力
D．阴极的电极反应式：N2+6e-+6H+=2NH3，2H++2e-=H2↑
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知M作阳极，连接电源的正极，故A不符合题意；
B．由图示信息可知， 铵根离子在电解过程中转变成氨气和氢离子，浓度下降，故B符合题意；
C．由图可知H+/ 型离子交换膜允许氢离子自由通过，具有较高的传导氢离子的能力，故C不符合题意；
D．由图可知阴极电极上氮气和氢离子均得电子分别转变成氨气和氢气，电极反应分别为：N2+6e-+6H+=2NH3，2H++2e-=H2↑，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由装置可知H2通入M极，在M极上失电子转变成氢离子，则M作电解池的阳极，接电源的正极，N2通入N极，在N极上得电子并结合电解质中的氢离子生成NH3，同时部分氢离子也在阴极得电子转变氢气，则电极N作电解池的阴极，连接电源的负极，据此分析。
10．（2021·信阳模拟）一种使用 (二甲亚砜)作为电解液，并用多孔的黄金作为电极的锂-空气电池的实验模型，这种实验电池在充放电100次以后，其电池容量仍能保持最初的95%。该电池放电时在多孔的黄金上氧分子与锂离子反应，形成过氧化锂，其装置如图所示。下列有关叙述正确的是（　　）
A． 电解液可以换成水溶液仍能正常工作
B．负极的电极反应式为 ，生成的 从左向右移动
C．该电池放电时每消耗 空气，转移 电子
D．给该锂-空气电池充电时，金属锂接直流电源正极
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．水可以与锂反应生成氢气，容易发生爆炸，A项不符合题意；
B．金属锂做负极，失去电子，阳离子移向正极，B项符合题意；
C．参与反应的为空气中的氧气，2mol空气中氧气含量约为0.4mol，转移电子小于4mol，C项不符合题意；
D．充电时，电源正极与电池正极相连，电源负极与电池负极相连，金属锂做负极与电源负极相连，D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】锂的活动强很强不能与水接触，锂的活动性很强，锂做负极，发生氧化反应，失去电子变成锂离子。多孔的黄金做为正极，氧气得到电子发生还原反应。充电时，锂电极与电池的负极相连接。
11．（2021·珠海模拟）某NH3传感器工作原理如图所示(其中固体电解质允许 O2-发生迁移)，下列说法正确的是（　　）
A．传感器的内外电路中，电流均是由电子定向移动形成的
B．传感器工作时，O2参与的电极反应式为：
C．传感器工作时，负极上 NH3 被消耗，pH 会降低
D．传感器工作时，每消耗 3mol O2，生成 2mol N2
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．传感器内部，固体电解质体系是靠离子自由移动导电的，即电流此时是由离子定向移动形成的，A不符合题意；
B．由分析知，O2得电子转化为O2-，电极反应为：O2+4e- = 2O2-，B不符合题意；
C．该装置使用的是固体电解质，除了O2-，其他离子、分子均不进入电解质体系，且O2-不影响pH，故pH不变，C符合题意；
D．消耗3 mol O2，电路中转移电子3 mol×4=12 mol，由电极反应2NH3+3O2--6e-=N2+3H2O，得：N2~6e-，故生成N2的物质的量= ，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图示知，Pt1电极上NH3失电子被氧化为N2，故Pt1电极为负极，Pt2电极为正极，O2在正极得电子转化为O2-。
12．（2021·汕头模拟）2020 年，中国科学院在钠离子电池的研究上取得新突破，其应用领域广、安全性能好，在未来有巨大市场前景。某水系钠离子二次电池总反应为：2NaFePO4F+ Na3Ti2(PO4)3 2Na2FePO4F+ NaTi2(PO4)3，下列说法正确的是（　　）
A．放电时，溶液中的 Na+移向 a 极
B．放电时，
C．充电时，Na2FePO4F 发生还原反应
D．充电时，电路中通过 1mol e-时，b 极增重 46g
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析知，a极为负极，b为正极，放电时，Na+移向正极，即b极，A不符合题意；
B．由分析知，放电时，Na3Ti2(PO4)3转化为NaTi2(PO4)3，对应电极反应为：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，B符合题意；
C．充电时，Na2FePO4F转化为NaFePO4F，Fe元素由+2价升高到+3，发生氧化反应，C不符合题意；
D．充电时，b极发生反应Na2FePO4F转化为NaFePO4F，对应电极反应为：Na2FePO4F-e-
=NaFePO4F+Na+，1 mol电子转移时，b电极失去1 mol Na+，故电极质量减小23 g，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由电池总反应知，放电时，NaFePO4F转化为Na2FePO4F，Fe元素化合价由+3价降低到+2价，发生还原反应，故b极为正极，Na3Ti2(PO4)3转化为NaTi2(PO4)3，Ti元素化合价由+3价升高到+4价，发生氧化反应，故a极为负极。
13．（2021·梅州模拟）双极膜(CM/AM)在电场作用下能将水解离为H+和 OH-，用双极膜电解槽电解糠醛( )溶液制备糖醇( )和糠酸盐( )，电解时 在电极与糠醛之间传递电子，电解过程如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．通电时双极膜将水解离为 H+和 OH-，H+向Y电极方向移动
B．X 接直流电源负极，糠醛在阴极表面得到电子被氧化为糠醇
C．电解时，阳极反应为
D．生成糠酸盐的反应为 +MnO2+H2O +MnOOH
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电解池中阳离子流向阴极，即H+向X电极方向移动，A不符合题意；
B．糠醛在阴极表面得到电子被还原为糠醇，B不符合题意；
C．Y电极为阳极，据图可知Y电极上MnOOH失电子被氧化生成MnO2，结合电子守恒和元素守恒可知电极反应为 ，C符合题意；
D．选项所给离子方程式元素和电荷均不守恒，符合题意离子方程式应为 +2MnO2+OH- +2MnOOH，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】X电解上糠醛被还原为糠醇，所以X电极为阴极，Y电极为阳极。
14．（2021·揭阳模拟）一种新型水锂充电电池采用复合膜包裹的金属锂和锰酸锂( )作电极材料，以 水溶液作电解质，工作时电池的总反应为 。下列有关该电池的说法错误的是（　　）
A．该电池放电时，溶液中的 向电极a移动
B．该电池的负极反应式为
C．电池充电时，阳极的锂元素质量分数减小
D．去掉包裹金属锂的复合膜能使金属锂的利用率更高
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A． 电极a为负极，放电时，阴离子移动向负极，则溶液中的 向电极a移动，A不符合题意；
B． 电极a为负极，锂失去电子生成锂离子，负极反应式为 ，B不符合题意；
C． 电极b为正极，充电时，电极b为阳极，电极反应式为 ，则阳极的锂元素质量分数减小，C不符合题意；
D． 去掉包裹金属锂的复合膜，由于锂化学性质活泼，易与水或氧气反应，使金属锂的利用率降低，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】结合总反应可知电极a为负极，电极b为正极。
15．（2021·漳州模拟）利用固体氧化物电解池研究高温电解将CO2和H2O转化为合成气(CO+H2)，示意图如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．该装置的能量转化方式只有电能转化为化学能
B．Y为电源的负极
C．阳极的电极反应式为
D．若阴极生成 1 mol 的合成气，则电路中转移2 mol电子
【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．该装置先将风能转化为电能，再通过电解将电能转化为化学能，故A符合题意；
B．由于与Y所接的一极发生得电子的反应，则与Y所接的一极为阴极，即Y为电源的负极，故B不符合题意；
C．阳极的电极反应式为 ，故C不符合题意；
D．阴极每生成1 mol CO或H2，转移的电子均为2 mol，因此若生成1 mol CO和H2的混合气体，转移的电子也应该是 2 mol，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】该反应是利用风力发电做电源，再进行电解操作，根据物质的转换关系，确定Y为负极，Y极区域为阴极区域发生还原反应，X为正极，X区域为阳极区域，发生氧化反应
16．（2021·厦门模拟）一种有机废水发电装置示意图如图所示，装置工作时，下列说法错误的是（　　）
A．H+从a极区向b极区迁移
B．可使用碱性电解质水溶液
C．该发电装置应在条件温和的环境下进行
D．理论上， 完全被还原为 时，a极有 电子流出
【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A. 该装置为原电池，a极上(C6H10O5)n转化为CO2，碳元素化合价升高，发生失电子的氧化反应，则a极为负极，原电池中阳离子H+从负极a极区向正极b极区迁移，选项A不符合题意；
B．若使用碱性电解质水溶液，则CO2与碱反应生成 ，选项B符合题意；
C．该发电装置应在条件温和的环境下进行，否则无 柄细胞会失去生理活性，选项C不符合题意；
D．理论上， ，即0.1mol ，完全被还原为 时，转移电子的物质的量为 ，则a极有 电子流出，选项D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】该电池是原电池，有机物一极做负极即a做负极，失去电子发生氧化反应，考虑到产物为CO2，故不能用碱性电解质溶液，b极为正极，锰酸根得到电子，发生还原反应。根据锰酸根的质量可以计算出转移电子数
17．（2021·安庆模拟）锂—铜空气燃料电池(图1)容量高、成本低，该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为：2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH-，用该电池电解含有尿素［CO(NH2)2]的碱性溶液，用于废水处理和煤液化供氢，其装置如图2所示。装置中c、d均为惰性电极，隔膜仅阻止气体通过，电解时，c极接b极。下列说法错误的是（　　）
A．放电时，b极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-
B．电解时，理论上标准状况下，有33.6L O2参与反应时，c电极区可产生22.4L N2
C．电解一段时间后，d电极区pH增大
D．图1整个反应过程，Cu起了催化剂的作用
【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．该电池通过一种复杂的铜腐蚀而产生电力，由方程式可知铜电极上并非是氧气直接放电，正极反应为Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-，A符合题意；
B．原电池中，正极上发生4Cu+O2=2Cu2O，Cu2O+H2O+2e-=Cu+2OH-；电解池中，c与原电池的正极相接，为阳极，电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液时，阳极上[CO(NH2)2]发生失电子的氧化反应生成氮气，电极反应式为CO(NH2)2-6e-+8OH-=CO32-+N2↑+6H2O，根据得失电子守恒，n(N2)：n(O2)=1：1.5；根据阿伏加德罗定律可得，相同状况下，V(N2)：V(O2)=1：1.5，即理论上标况下，有33.6L O2参与反应时，c电极区可产生22.4L N2，B不符合题意；
C．电解时，d极与原电池的负极相接，为阴极，阴极上发生还原反应生成氢气，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则电解一段时间后，d电极区pH增大，C不符合题意；
D．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，放电时Cu2O转化为Cu，则整个反应过程中，铜相当于催化剂，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】根据两极的物质的种类以及性质，确定a为负极有机电解质失去电子，发生氧化反应，b为正极，氧化亚铜得到电子，发生还原反应。c是阳极，吸引大量的阴离子，d为阴极。根据氧气的消耗可以计算出电子转移的数目，即可计算电解时产生的气体
18．（2020高三上·蚌埠月考）微生物脱盐电池是高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含CH3COO－的溶液为例)。下列说法错误的是（　　）
A．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
B．负极反应为CH3COO－＋2H2O－8e－＝2CO2↑＋7H＋
C．当电路中转移1 mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5 g
D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2：1
【答案】A
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】由图可知，a极C化合价升高，故a极为负极，b极为正极
A.要实现海水淡化，即海水中的阴阳离子往正负极迁移，故阴离子移向负极，则隔膜1为阴离子交换膜，故A符合题意
B.负极反应为 CH3COO－＋2H2O－8e－＝2CO2↑＋7H＋ 书写正确，故B不符合题意
C.转移1mol电子，阴阳离子移动也是1mol，海水中主要溶质为NaCl，故1mol58.5g，故C不符合题意
D.负极产生的是CO2~4e-、正极产生的是氢气，故H2~2e-，根据电子守恒，有产生氢气和二氧化碳的物质的量之比为2：1，故D不符合题意
故答案为：A
【分析】原电池中化合价升高的为负极，降低的为正极，溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极
19．（2020高一下·邵阳期末）下列叙述正确的是（　　）
A．煤的气化和液化都是物理变化
B．燃料电池中通入燃气的一极为负极
C．用品红溶液不能鉴别CO2和SO2
D．24g镁与27g铝中，含有相同的质子数
【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.煤的气化和液化都是化学变化，故A不符合题意
B.通入燃气的一极为负极，故B符合题意
C.二氧化硫能使品红溶液褪色，能鉴别，故C不符合题意
D.含有相同的原子数，24g镁有12NA质子，27g铝有13NA质子，故D不符合题意
故答案为：B
【分析】 燃料电池通入燃气的一极为负极，通入氧气的一极为正极。
20．（2020高一下·邵阳期末）2018年5月美国研究人员成功实现了在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如下图所示：
下列叙述正确的是（　　）
A．H+向a极区移动
B．图中能量转化方式只有2种
C．b极上每产生22.4LNH3流过电极的电子数为3NA
D．a极发生的电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由H2O→O2，化合价升高，失电子，吸引负电荷，故A不符合题意
B.能量转化形式有，风能，光能转化为电能，电能转化为化学能，故B不符合题意
C.未标明在标准情况下，故C不符合题意
D.a极发生的电极反应为2H2O-4e-=O2+4H+，故D符合题意
故答案为：D
【分析】易错项C：要标明在标况下，才能用22.4L
21．（2020·北京模拟）某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是（　　）
A．该装置工作时，H+从a极区向b极区迁移
B．该装置将化学能转化为光能和电能
C．a电极的反应式为3CO2＋18H＋－18e－=C3H8O＋5H2O
D．每生成3 mol O2，有88 g CO2被还原
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A. a与电源负极相连，所以a是阴极，而电解池中氢离子向阴极移动，所以H+从阳极b极区向阴极a极区迁移，A不符合题意；
B. 该装置是电解池装置，是将电能转化为化学能，所以该装置将光能和电能转化为化学能，B不符合题意；
C. a与电源负极相连，所以a是阴极，发生还原反应，电极反应式为：3CO2+18H++18e-=C3H8O+5H2O，C不符合题意；
D. 电池总的方程式为：6CO2+8H2O 2C3H8O+9O2，即生成9mol的氧气，阴极有6mol的二氧化碳被还原，也就是3mol的氧气，阴极有2mol的二氧化碳被还原，所以被还原的二氧化碳为88g，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、与电源正极相连的是电解池的阳极，负极相连的是电解池的阴极，a与电源负极相连，所以a是阴极，而电解池中氢离子向阴极移动；
B、电解池是将电能转化为化学能；
C、a与电源负极相连，所以a是负极阴极，二氧化碳得电子发生还原反应生成C3H8O；
D、根据方程式分析解答。
22．（2020·北京模拟）下列关于轮船嵌有锌块实施保护的判断不合理的是（　　）
A．嵌入锌块后的负极反应：Fe﹣2e- = Fe2+
B．可用镁合金块代替锌块进行保护
C．腐蚀的正极反应：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
D．该方法采用的是牺牲阳极的阴极保护法
【答案】A
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
【解析】【解答】A. 嵌入锌块做负极，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，A符合题意；
B. 上述方法为牺牲阳极的阴极保护法，即牺牲做负极的锌块保护做正极的轮船，故可以用镁合金来代替锌块，B不符合题意；
C. 由于海水呈弱碱性，铁发生吸氧腐蚀，故正极反应为2H2O+O2+4e-=4OH-，C不符合题意；
D. 此保护方法是构成了原电池，牺牲了锌块保护轮船，故为牺牲阳极的阴极保护法，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】轮船嵌有锌块后能形成原电池，锌块做负极被腐蚀，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，轮船做正极被保护，氧气在正极上放电，电极反应为2H2O+O2+4e-═4OH-，据此分析。
23．（2020·西城模拟）以氮气和水蒸气为原料，电化学合成氨装置（电极不参与反应）示意图如下。下列说法错误的是（　　）
A．电极a连接电源的正极
B．OH 向电极a迁移
C．电极b的电极反应：N2+6e +6H+= 2NH3
D．总反应：2N2+6H2O(g) 4NH3+3O2
【答案】C
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．根据分析，a为阳极与电源正极相连，故A不符合题意；
B．电解池中，阴离子向阳极移动，a为阳极，则OH 向电极a迁移，故B不符合题意；
C．根据图示，该电解池电解质为碱性熔融物，不含氢离子，则电极b的电极反应：N2+6e +6H2O=2NH3+6OH-，故C符合题意；
D．根据图示可知，N2和6H2O(g)在电解的作用下生成NH3和O2，则总反应：2N2+6H2O(g) 4NH3+3O2，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据图示，b电极上氮气转化为NH3氮元素由0价变为-3价，化合价降低，得电子，被还原，b为阴极，与电源负极相连，a为阳极与电源正极相连，据此分析解答。
24．（2020·顺义模拟）利用偏铝酸钠（NaAlO2）溶液电解法制备氢氧化铝的简易装置如图所示，其中两电极均为惰性电极。下列说法正确的是（　　）
A．电极A为阳极
B．气体b为H2
C．所得料浆液的pH大于原料NaAlO2溶液的pH
D．该方法总反应方程式是：4NaAlO2+10H2O 4Al(OH)3+4NaOH+O2↑+2H2↑
【答案】D
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A. 阴极上H+得到电子，发生还原反应，其电极反应式为：4H2O+4e-=2H2↑+4OH-，碱性增强，有图像可知，电极A附近稀NaOH变为浓NaOH，碱性增强，则电极A为阴极，A不符合题意；
B. 电极A为阴极，电极B为阳极，阳极上AlO2-失去电子，发生氧化反应，其电极反应式为：4AlO2--4e-+6H2O=O2↑+ 4Al(OH)3↓，气体b为O2，B不符合题意；
C. 电极B上生成料浆液，电极B为阳极，阳极上AlO2-失去电子，发生氧化反应，其电极反应式为：4AlO2--4e-+6H2O=O2↑+ 4Al(OH)3↓，pH小于原料NaAlO2溶液的pH，C不符合题意；
D. 该电解池总反应方程式是：4NaAlO2+10H2O 4Al(OH)3+4NaOH+O2↑+2H2↑，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】电解NaAlO2溶液制备氢氧化铝，阳极AlO2-失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：4AlO2--4e-+6H2O=O2↑+ 4Al(OH)3↓，阴极H+得到电子，发生还原反应，电极反应式为：4H2O+4e-=2H2↑+4OH-，总反应为：4NaAlO2+10H2O 4Al(OH)3+4NaOH+O2↑+2H2↑。
25．（2020·顺义模拟）碲(Te)元素在元素周期表中位于第ⅥA族，其単质是重要的工业原料。工业上可用电解法从铜阳极泥(主要成分是Cu2Te、含Ag、Au等杂质)中提取单质碲，步骤如下：
①将铜阳极泥在空气中焙烧使碲转化为TeO2；
②用NaOH溶液碱浸；
③以石墨为电极电解②所得溶液获得Te。
已知：TeO2微溶于水，易与较浓的强酸、强碱反应
下列说法错误的是（　　）
A．Cu2Te中，Te的化合价是-2
B．步骤②中，碱浸的子离方程式是：TeO2+2OH-=TeO32-+H2O
C．步骤③中，阴极上发生反应的电极方程式是：TeO32-+4e-+6H+=Te+3H2O
D．在阳极区溶液中检验出有TeO42-存在，可能原因是阳极生成的氧气氧化TeO32-得到TeO42-
【答案】C
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A. S和Te为同主族元素，类比Cu2S，Cu2Te中，Te的化合价是-2，A不符合题意；
B. TeO2与较浓的强酸、强碱反应，为两性氧化物，与碱强反应的化学反应方程式为：TeO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O，其离子反应方程式为：TeO2+2OH-=TeO32-+H2O，B不符合题意；
C.阴极上发生反应的电极方程式为： TeO32-+4e-+3H2O=Te↓+6OH-，C符合题意；
D. 阳极的电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，亚碲酸根离子也可能发生氧化反应，其电极反应式为TeO32--2e-+2OH-= TeO42-+H2O，D不符合题意；故答案为：C。
【分析】工业上可从电解精炼铜的阳极泥（主要成分Cu2Te，还有少量的Ag、Au）中提取碲，铜阳极泥在空气中焙烧使碲转化为TeO2，其化学反应方程式为：Cu2Te+2O2 焙烧__2CuO+TeO2，用NaOH溶液碱浸，其化学反应方程式为：TeO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O，以石墨为电极，电解Na2TeO3溶液时，溶液中的离子有Na+、H+、TeO32-、OH-，阴极得电子能力：TeO32- >H+>Na+，阴极的电极反应式为TeO32- +4e-+3H2O=Te↓+6OH-，阳极的电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，亚碲酸根离子也可能发生氧化反应，其电极反应式为TeO32--2e-+2OH-= TeO42- +H2O。
二、综合题
26．（2020·南通模拟）H2O2的制取及其在污水处理方面的应用是当前科学研究的热点。
（1）“氧阴极还原法”制取H2O2的原理如题图所示：
阴极表面发生的电极反应有：
Ⅰ.2H++O2+2e-=H2O2
Ⅱ. H2O2+2H++ 2e-=2H2O
Ⅲ. 2H+ +2e-=H2↑
①写出阳极表面的电极反应式：　 　。
②其他条件相同时，不同初始pH(均小于2)条件下，H2O2浓度随电解时间的变化如图所示，c(H+)过大或过小均不利于H2O2制取，原因是　 　。
（2）存碱性条件下，H2O2的一种催化分解机理如下：
H2O2(aq)+Mn2+(aq)=·OH(aq)+Mn3+(aq)+OH-(aq) H=akJ/mol
H2O2(aq)+ Mn3+(aq) +2OH-(aq)= Mn2+(aq) +·O2-(aq) +2H2O(l) H=bkJ/mol
·OH(aq) +·O2-(aq)=O2(g) +OH-(aq) H=ckJ/mol
2H2O2(aq)= 2H2O(l)+O2(g) △H=　 　 。该反应的催化剂为 　 　。
（3）H2O2、O3在水中可形成具有超强氧化能力的羟基自由基(·OH)，可有效去除废水中的次磷酸根离子(H2PO2-)。
①弱碱性条件下·OH将H2PO2-氧化成PO43-，理论上l.7g·OH可处理含0.001mol/L H2PO2-的模拟废水的体积为　 　。
②为比较不同投料方式下含H2PO2-模拟废水的处理效果，向两份等体积废水样品中加入等量H2O2和O3，其中一份再加入FeSO4。反应相同时间，实验结果如图所示：
添加FeSO4后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是　 　。
【答案】（1）；c（H+）过小时，反应Ⅰ的化学反应速率较慢，c（H+）过大时，主要发生反应Ⅲ
（2）（a+b+c）kJ/mol；Mn2+
（3）25L；Fe2+促进H2O2和O3产生·OH，氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉淀
【知识点】氧化还原反应；盖斯定律及其应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）由电解装置图可知阳极表面消耗水，产生氧气，则电极方程式为 ，
故答案为： ；（2）已知①H2O2(aq)+Mn2+(aq)=·OH(aq)+Mn3+(aq)+OH-(aq) H=akJ/mol②H2O2(aq)+ Mn3+(aq) +2OH-(aq)= Mn2+(aq) +·O2-(aq) +2H2O(l) H=bkJ/mol③·OH(aq) +·O2-(aq)=O2(g) +OH-(aq) H=ckJ/mol
由盖斯定律可得，①＋②+③可得所求热化学方程式 ，则△H=（a+b+c）kJ/mol， Mn2+为中间产物反应前后不发生改变为催化剂，
故答案为：（a+b+c）kJ/mol；Mn2+；（3）①弱碱性条件下·OH将H2PO2-氧化成PO43-，反应为： ， l.7g·OH物质的量 ，则参与反应的H2PO2-物质的量为0.025mol，则废水的体积 ，
故答案为：25L；②由图可知添加FeSO4后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是Fe2+促进H2O2和O3产生·OH，氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉淀，
故答案为：Fe2+促进H2O2和O3产生·OH，氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉淀。
【分析】（1）由电解装置图可知阳极表面消耗水，产生氧气，以此写出电极方程式；（2）由盖斯定律可得，①＋②+③可得所求热化学方程式，中间产物Mn2+为催化剂；（3）①弱碱性条件下 OH将H2PO2-氧化成PO43-，反应为： ，以此计算废水的体积；②由图可知添加FeSO4后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是Fe2+促进H2O2和O3产生·OH，氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉淀。
27．（2020·海淀模拟）镍镉电池是应用广泛的二次电池，其总反应为：
Cd+2NiOOH+2H2O 2Ni(OH)2+Cd(OH)2
制造密封式镍镉电池的部分工艺如下：
（1）I．Ni(OH)2的制备
以硫酸镍(NiSO4)为原料制备Ni(OH)2的主要过程如下图所示。制备过程中，降低Ni(OH)2沉淀速率，可以避免沉淀团聚，提升电池性能。
已知：Ni2++6NH3 H2O [Ni(NH3)6]2++6H2O
操作a是 　 　。
（2）制备过程中，需先加氨水，再加过量NaOH，请分析：
①先加氨水的目的是 　 　。
②用化学平衡移动原理分析加入NaOH需过量的原因是　 　。
（3）用无水乙醇代替水洗涤滤渣的优点是　 　答出1条即可）。
（4）II．镍镉电池的组装
主要步骤：①将Ni(OH)2和Cd(OH)2固定，中间以隔膜隔开（如下图所示）；②将多组上述结构串联；③向电池中注入KOH溶液；④密封。
下列对镍镉电池组装和使用的分析正确的是　 　（填字母序号）。
a．密封镍镉电池可以避免KOH变质
b．镍电极为电池的负极，镉电极为电池的正极
c．电池组装后，应先充电，再使用
（5）III.过度充电的保护
电池充电时，若Cd(OH)2和Ni(OH)2耗尽后继续充电，会造成安全隐患，称为过度充电。制造电池时，在镉电极加入过量的Cd(OH)2可对电池进行过度充电保护，该方法称为镉氧循环法。
Cd(OH)2耗尽后继续充电，镉电极上生成的物质为　 　。
（6）已知：①隔膜可以透过阴离子和分子：②O2可以与Cd发生反应生成Cd(OH)2。请结合两个电极上的电极反应式说明用镉氧循环法实现过度充电保护的原理：　 　。
【答案】（1）过滤
（2）先加入氨水，可使Ni2+发生反应转化为[Ni(NH3)6]2+，降低溶液中Ni2+的浓度，再加入NaOH时，可减慢Ni(OH)2的沉降速率；加入NaOH后，溶液中存在两个平衡，平衡①：Ni2+(aq)+2OH-(aq) Ni(OH)2(s)，平衡②：Ni2++6NH3 H2O [Ni(NH3)6]2++6H2O；OH-过量，使平衡①正向移动，溶液中Ni2+的浓度减小，促使平衡②逆向移动，从而提高Ni(OH)2的产率。
（3）除去Ni(OH)2表面的水分(或乙醇易挥发，有利于真空干燥；降低Ni(OH)2的溶解度)
（4）ac
（5）H2(或氢气)
（6）过度充电时，由于镉电极Cd(OH)2过量，阴极电极反应为2Cd(OH)2+4e-=2Cd+4OH-，避免生成H2，阳极电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O；O2通过隔膜进入阴极室，与Cd发生反应2Cd+O2+2H2O=2Cd(OH)2，可继续作为阴极反应物，OH-透过隔膜进入阳极室补充消耗的OH-，使反应循环发生
【知识点】常见化学电源的种类及其工作原理；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)从工艺流程图操作a后续使用无水乙醇洗涤滤渣，可逆推分析得知操作a是过滤（2）从题干已知信息已知：Ni2++6NH3 H2O [Ni(NH3)6]2++6H2O可知①制备过程中，需先加氨水可使Ni2+发生反应转化为[Ni(NH3)6]2+，降低溶液中Ni2+的浓度。②再加入NaOH时，可减慢Ni(OH)2的沉降速率。(3)用无水乙醇代替水洗涤滤渣的优点是乙醇易挥发，有利于真空干燥，除去Ni(OH)2表面的水分。降低Ni(OH)2的溶解度。(4)下列对镍镉电池组装和使用的分析正确的是ac
a．密封镍镉电池可以避免空气中二氧化碳与KOH反应生成碳酸钾而变质，a项正确
b．通过Cd+2NiOOH+2H2O 2Ni(OH)2+Cd(OH)2 可以判断电池的电极，放电时Cd是负极，镍电极是正极，b向不正确
c．电池组装后，应先充电，再使用，c项正确(5) Cd(OH)2耗尽后继续充电，水中氢离子放电生成氢气，所以镉电极上生成的物质为H2(6) 过度充电时，由于镉电极Cd(OH)2过量，阴极电极反应为2Cd(OH)2+4e-=2Cd+4OH-，避免生成H2，阳极电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O；O2通过隔膜进入阴极室，与Cd发生反应2Cd+O2+2H2O=2Cd(OH)2，可继续作为阴极反应物，OH-透过隔膜进入阳极室补充消耗的OH-，使反应循环发生。
【分析】（1）根据硫酸镍(NiSO4)为原料制备Ni(OH)2的流程图可知：硫酸镍(NiSO4)加氨水得到[Ni(NH3)6]2+ ，再加过量NaOH得到Ni(OH)2，通过过滤可以得到Ni(OH)2粗产品，再经过洗涤干燥得到Ni(OH)2。（2）通过Cd+2NiOOH+2H2O 2Ni(OH)2+Cd(OH)2 可以判断电池的电极，放电时Cd是负极，镍电极是正极。
28．（2020高一下·菏泽期中）利用化学反应将储存在物质内部的化学能转化为电能，科学家设计出了原电池，从而为人类生产、生活提供能量。 一同学依据氧化还原反应：2Ag＋＋Cu=Cu2＋＋2Ag设计的原电池如图所示：
①负极的材料是　 　，发生的电极反应为　 　；正极发生的电极反应为　 　。
②外电路中的电子是从　 　电极流向　 　电极。(写出电极材料的名称)
③当反应进行到一段时间后取出电极材料，测得某一电极增重了5.4 g，则该原电池反应共转移的电子数目是　 　。
【答案】铜；Cu－2e－=Cu2＋；2Ag＋＋2e－=2Ag；铜；银；0.05NA(或3.01×1022)
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】③正极：
Ag＋＋e－= Ag
0.05 mol 0.05 mol
转移电子数为0.05NA。
【分析】关于原电池的题目，核心在于判断正负极，掌握正向正、负向负的电荷移动原理，结合核心产物与溶液环境，书写电极反应式，根据电极反应式进行计算。
29．（2020高一下·菏泽期中）在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol－1表示。请认真观察下图，然后回答问题。
（1）图中所示反应是　 　(填“吸热”或“放热”)反应。
（2）已知拆开1 mol H—H键、1 mol
I—I键、1 mol H—I键分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ、299 kJ。则由1
mol氢气和1 mol碘反应生成HI会　 　(填“放出”或“吸收”)　 　kJ的热量。在化学反应过程中，是将　 　转化为　 　。
（3）下列反应中，属于放热反应的是　 　(填序号，下同)，属于吸热反应的是　 　。
①物质燃烧②炸药爆炸③酸碱中和反应④二氧化碳通过炽热的碳⑤食物因氧化而腐败⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应⑦铁粉与稀盐酸反应
【答案】（1）放热
（2）放出；11；化学能；热能
（3）①②③⑤⑦；④⑥
【知识点】化学反应中能量的转化
【解析】【解答】(1)由题图可知反应物的总能量高于生成物的总能量，故该反应为放热反应。(2)H2(g)＋I2(g)=2HI(g)，断裂1 mol H—H键和1 mol I—I键需要吸收436 kJ＋151 kJ＝587 kJ热量，生成2 mol HI放出2×299 kJ＝598 kJ热量，所以1 mol氢气和1 mol碘反应生成HI放出11 kJ的热量；在化学反应过程中，将化学能转化为热能。(3)应熟悉常见的吸热反应和放热反应：中和反应、燃料的燃烧、有氧参与的氧化还原反应、多数化合反应等属于放热反应；多数分解反应(H2O2分解除外)、二氧化碳通过炽热的碳、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应等属于吸热反应。
【分析】（1）根据图像，生成物的总能量低于反应物的总能量属于放热反应；
（2）根据方程式，结合物质结构，进行计算能量变化；
（3）掌握常见的放热反应与吸热反应，常见的放热反应有酸碱中和反应、金属与酸的反应、饶绍反应，厂家的吸热反应有氢氧化钡与氯化铵的反应，二氧化碳与碳的反应。
30．（2019·镇海模拟）两份等质量Na2O2和NaHCO3均匀混和物，向其中一份加入100mL盐酸，充分反应呈中性，放出气体经干燥后测得体积为2.24L（标准状况）。如将该气体通入另一混和物中充分反应后，气体体积变为2.016L（标准状况）。若混合物中NaHCO3的物质的量大于Na2O2。则：
（1）原混和物中Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为　 　；
（2）加入盐酸的物质的量的浓度为　 　mol·L-1。
【答案】（1）2︰9
（2）1.3mol/L
【知识点】氧化还原反应；化学基本反应类型
【解析】【解答】(1)根据题意，发生的反应有：①2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2，②NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2，③2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
NaHCO3与盐酸反应产生CO2，Na2O2与盐酸反应生成O2，因此第一步反应生成的气体为二氧化碳和氧气的混合气体，2.24 L气体的物质的量为 =0.1 mol，即第一步反应生成二氧化碳和氧气共0.1mol。CO2与Na2O2反应将产生O2，因为混合物中NaHCO3的物质的量大于Na2O2，故第两步反应后的剩余气体一定有O2和CO2，2.016 L气体的物质的量为 =0.09 mol，即第二步反应生成二氧化碳和氧气0.09mol，
2Na2O2+ 2CO2=2Na2CO3+O2 △n(g)
0.02mol 0.02mol 0.01mol
n n 0.1mol-0.09mol=0.01mol
n(Na2O2)=0.02mol。
根据方程式①，第一份生成的O2为0.01mol，则CO2为0.1mol-0.01mol=0.09mol，因此碳酸氢钠为0.09mol，原混和物中Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为0.02mol∶0.09mol=2∶9，故答案为：2∶9；(2)
2Na2O2 + 4HCl=4NaCl+2H2O+ O2
0.02mol 0.04mol 0.01mol
NaHCO3 + HCl=NaCl+H2O+ CO2
0.09mol 0.09mol 0.09mol
消耗的HCl为 0.04mol+0.09mol=0.13mol，c(HCl)= =1.3 mol/L，故答案为：1.3 mol/L。
【分析】（1）过氧化钠和盐酸之间发生的反应为氧化还原反应，碳酸氢钠和盐酸发生的反应属于复分解反应；
（2）根据消耗的盐酸的物质的量与体积的比可以计算出盐酸的物质的量浓度。
31．（2019·浙江模拟）某研究小组为了探究一种有机盐 X(仅含四种元素)的组成与性质，设计并完成如下实验：
已知： A、B、C 均为常见物质。气体 A 为无色无味混合气体，两种气体组成元素相同。
（1）有机盐
X 的化学式为　 　
（2）写出
X 受热分解的化学方程式　 　
（3）一定条件下，固体 C 与气体 A 中的某一成分可能发生某一氧化还原反应生成红棕色　 　固体，写出此反应可能的化学方程式　 　
【答案】（1）FeC2O4 2H2O
（2）FeC2O4 2H2O FeO+CO+CO2+2H2O
（3）Fe2O3；2FeO+CO2=Fe2O3+CO
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】根据题意可知有机盐X隔绝空气加热分解得到常见物质A、B、C，A能使澄清石灰水变浑浊，则A中含二氧化碳气体，B能使无水硫酸铜变蓝则B为水蒸气，C可溶于盐酸，所得溶液在无氧条件下雨氢氧化钠反应生成白色沉淀，白色沉淀再空气中迅速变化为红褐色沉淀，则钙沉淀高温分解生成红色固体为氧化铁，C为氧化亚铁，n (FeO)= 2n(Fe2O3) = =0. 2mol，n(H2O) = =0.4mol，n (CO2) =n(CaCO3) = =0.2mol，因为X仅含四种元素，所以n (CO) = =0.2mol，n(Fe)：n(C)：n(O)：n(H)=0.2mol： (0.2+0.2) mol：(0.2mol×2+0.4mol+0.2mol×2+0.2mol)： 0.8mol=1： 2： 6： 4，X的化学式：FeC2O4 2H2O。(1)有机盐 X 的化学式为FeC2O4 2H2O；(2) X 受热分解生成氧化亚铁、一氧化碳、二氧化碳和水，反应的化学方程式为FeC2O4 2H2O FeO+CO+CO2+2H2O；(3)一定条件下，固体 C 为氧化亚铁，与气体 A中的某一成分（为二氧化碳）可能发生某一氧化还原反应生成红棕色Fe2O3固体，此反应可能的化学方程式为2FeO+CO2=Fe2O3+CO。
【分析】（1）根据实验流程图可以逆推出有机盐 X 的化学式；
（2）二水合草酸亚铁晶体受热分解生成氧化亚铁、一氧化碳、二氧化碳和水；
（3）氧化亚铁可能会和二氧化碳发生氧化还原反应，生成红棕色的固体氧化铁和一氧化碳。
32．（2019·浙江模拟）KIO3
是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。利用“KClO3
氧化法”制备
KIO3 工艺流程如下图所示，回答下列问题：
（1）“酸化反应”所得产物有
KH(IO3)2、Cl2 和
KCl。“逐 Cl2”采用的方法是　 　；
（2）“滤液”中的溶质主要是　 　；“调
pH”中发生反应的化学方程式为　 　；
（3）结晶过滤时工人发现 KH(IO3)2 为悬浮絮状沉淀，以下可以采用的方法是________；
A．倾析法 B．重结晶法 C．抽滤法 D．离心分离法
（4）生产中，如果省去“酸化”、“逐氯”、“结晶①、过滤”这三步操作，直接用试剂 X 调整反应后溶液的
pH，对生产碘酸钾有什么具体影响　 　；
（5）KIO3 也可采用“电解法”制备，装置如图所示。与“电解法”相比，“KClO3
氧化法”的主要不足之处有　 　；(写出一点)
（6）已知：KIO3＋5KI＋3H2SO4=3K2SO4＋3I2＋3H2O；I2＋2S2O32-=2I－＋S4O62-。测定加碘食盐中碘的含量，学生甲设计的实验步骤如下：
a．准确称取 w g 食盐，加适量蒸馏水使其完全溶解；
b．用稀硫酸酸化所得溶液，加入过量
KI 溶液，使 KIO3 与
KI 反应完全；
c．以淀粉为指示剂，加入物质的量浓度为2.0×10-3mol·L-1 的 Na2S2O3 溶液 10.0mL 恰好反应。 则加碘食盐样品中的碘元素含量是　 　mg/kg；(以含 w 的代数式表示)
（7）学生乙又对纯净的
NaCl(不含 KIO3)进行了下列实验：
操作步骤 实验现象
　
　
取 1g 纯净的 NaCl，加 3mL 水配成溶液。 溶液无变化
　
　
滴入 5 滴淀粉溶液和 1mL 0.1 mol·L－1KI 溶液，振荡。 溶液无变化
　
　
然后再滴入 1 滴
1mol·L－1
的 H2SO4，振荡。 溶液变蓝色
　
　
据学生乙的实验结果，请对学生甲的实验结果作出简要评价　 　。
【答案】（1）加热
（2）KCl；KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O
（3）B；D
（4）I2+ KClO3+ H2O = KH(IO3)2+KCl+Cl2溶液中的氯气会与KOH反应生成次氯酸钾，次氯酸钾具有强氧化性，可以将KIO3氧化成KIO4从而得不到碘酸钾。
（5）产生氯气，污染环境
（6）
（7）4I-+4H++O2=2I2+H2O；加入的KI过量，在酸性条件下，I-会与空气中的氧气反应，生成I2，造成甲的实验结果偏大
【知识点】氧化还原反应；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）将溶解在溶液中的气体排出的一般方法是将溶液加热，原因是气体的溶解度是随着温度上升而减小；第一步反应得到的产品中氯气在“逐 Cl2”时除去； (2) 根据图示，碘酸钾在最后得到，所以过滤时KH(IO3)2应该在滤渣中，所以滤液中主要为KCl；“调 pH”的主要目的是将KH(IO3)2转化为KIO3，所以发生反应的化学方程式为KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O；(3)结晶过滤时工人发现 KH(IO3)2 为悬浮絮状沉淀，可以采用重结晶法或离心分离法得到较纯的KH(IO3)2晶体，
故答案为：BD；（4）反应I2＋KClO3＋H2O=KH(IO3)2＋KCl＋Cl2↑产生的氯气跟KOH反应生成KClO， KClO具有强氧化性，能将KIO3氧化成KIO4从而不能得到碘酸钾。导致操作失败，前功尽弃；(5)KClO3氧化法的最大不足之处在于，生产中会产生氯气，污染环境；(6)设碘酸钾的物质的量为x，根据反应KIO3＋5KI＋3H2SO4=3K2SO4＋3I2＋3H2O；I2＋2S2O32-=2I－＋S4O62-。可得关系式：KIO3~ I2 ~ 6S2O32-，
则KIO3~ I2 ~ 6S2O32-
1 6
x 2.0×10-3mol/L×0.01L
x= = ×10-5mol
根据碘原子守恒知，碘元素的质量= ×10-5mol×127g/mol= ×10-5g，
所以碘元素的质量分数为： ；(7) 4I-+4H++O2=2I2+H2O 加入的KI过量，在酸性条件下，I-会与空气中的氧气反应，生成I2，造成甲的实验结果偏大。
【分析】（1）气体的溶解度随温度的升高而减小；
（2）“调 pH”中发生反应的化学反应产生碘酸钾和水，属于复分解反应；
（3）重结晶是将晶体溶于溶剂或熔融以后，又重新从溶液或熔体中结晶的过程。重结晶可以使不纯净的物质获得纯化，或使混合在一起的盐类彼此分离；
（4）次氯酸钾直接将碘酸钾氧化为高碘酸钾；
（5）氯气属于有毒有害物质，排放到空气后会污染环境，危害人类健康；’
（6）根据氧化还原反应中物质的物质的量比值可以求算出碘元素的含量；
（7）为了减小实验的误差，应该避免干扰操作。
33．（2019·黄浦模拟）已知:
化合物 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3
类型 离子化合物 离子化合物 离子化合物 共价化合物
熔点/℃ 2800 2050 714 191
（1）工业制镁时，电解MgCl2而不电解MgO的原因是　 　。
工业制铝时，电解Al2O3面不电解AlCl3的原因是　 　。
（2）钠的金属性比钾弱，而工业上却可用钠与氯化钾在850℃时制取钾，化学方程式为Na(l)+KCl(l)
K(g)+NaCl(l)，该反应化学平衡常数表达式为　 　。
（3）解释用该反应制备金属钾的原理　 　。
【答案】（1）氧化镁的熔点远远高于氯化镁，熔融时耗费更多资源，增加生产成本；氯化铝是共价化合物，熔融态难导电
（2）K =c(K)
（3）工业上用钠制取钾利用的是化学平衡移动原理，从体系中蒸出钾，生成物的浓度减少，化学平衡向正反应方向移动，即向生成钾的方向移动
【知识点】氧化还原反应；氧化还原反应方程式的配平
【解析】【解答】根据表格可知： 氯化镁的熔点低于氧化镁，如果电解氧化镁会浪费大量能源，所以用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁；
故答案为：氧化镁的熔点远远高于氯化镁，熔融时耗费更多资源，增加生产成本。
根据表格可知：氯化铝是共价化合物，熔融态不能提供自由移动的带电微粒，故不导电；
故答案为：氯化铝是共价化合物，熔融态难导电（2）Na(l)+KCl(l) K(g)+NaCl(l)平衡常数表达式是可逆反应达到平衡时，产物浓度计量系数次方的乘积与反应物浓度计量系数次方的乘积之比为平衡常数（纯液体和固体忽略）；
故答案为：K =c(K);（3）根据表中数据可以知道，金属钠与氯化钾的反应时，钾的沸点比钠低，不断地将钾的蒸气分离出去，就能使正反应持续进行；
故答案为：工业上用钠制取钾利用的是化学平衡移动原理，从体系中蒸出钾，生成物的浓度减少，化学平衡向正反应方向移动，即向生成钾的方向移动。
【分析】（1）电解熔融的氯化镁可以得到氯气和镁单质；
（2）化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也不考虑反应物起始浓度大小，最后都达到平衡，这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值是个常数；
（3）根据勒夏特列原理，在可逆反应中，改变某一因素，反应会向减弱这一因素的方向进行。
34．（2018·绵阳模拟）钴酸锂电池应用广泛，电池正极材料主要含有LiCoO2、导电剂乙炔黑、铝箔及少量Fe，可通过下列实验方法回收钴、锂。
几种金属离子沉淀完全(离子浓度为10-5mo/L) 的pH如下表：
离子 Fe3+ Al3+ Fe2+ Co2+
溶液pH 3.2 4.7 9.0 9.2
回答下列问题：
（1）LiCoO2中，Co元素的化合价为　 　，滤液I的主要成分是　 　。
（2）已知：氧化性Co3+>H2O2>Fe3+，“酸浸”过程中H2O2所起主要作用是　 　。“调节pH”除去的离子主要有Al3+和　 　。
（3）酸浸时浸出率随温度变化如图所示，温度升高至50℃以上时漫出率下降的原因是　 　。
（4）“萃取”和“反萃取“可简单表示为： Co2++2(HA)2 Co(HA2)2+2H+。则反萃取过程加入的试剂X是　 　。
（5）向CoSO4溶液中加入NH4HCO3溶液，发生反应的离子方程式为　 　。
（6）工业上用Li2CO3粗品制备高纯Li2CO3可采用如下方法：将Li2CO3溶于盐酸，加入如图所示的电解槽，电解后向LiOH溶液中加入稍过量的NH4HCO3溶液，过滤、烘干得高纯Li2CO3。
①电解槽中阳极的电极反应式是　 　。
②向LiOH溶液中加入稍过量的NH4HCO3溶液时，发生反应的化学方程式为　 　。
【答案】（1）＋3；NaAlO2、NaOH
（2）将Co3+还原为Co2+；Fe3+
（3）温度升高，H2O2分解速率加快，参与酸浸反应的H2O2的量减少，导致浸出率下降
（4）H2SO4溶液
（5）Co2+＋2HCO =CoCO3↓＋CO2↑＋H2O
（6）2Cl－－2e－=Cl2↑；2NH4HCO3＋2LiOH= Li2CO3↓＋(NH4)2CO3＋2H2O
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】(1)LiCoO2中，Co元素的化合价为+3，铝溶于氢氧化钠溶液成为偏铝酸钠，滤液I的主要成分是NaAlO2、NaOH。(2)已知：氧化性Co3+>H2O2>Fe3+，“酸浸”过程中H2O2所起主要作用是将Co3+还原为Co2+。“调节pH”除去的离子主要有Al3+和Fe3+。(3)温度升高至50℃以上时漫出率下降的原因是温度升高，H2O2分解速率加快，参与酸浸反应的H2O2的量减少，导致浸出率下降。(4)从反萃取产生CoSO4溶液可知反萃取过程加入的酸类试剂X是H2SO4溶液。(5)向CoSO4溶液中加入NH4HCO3溶液，发生反应的离子方程式为Co2+＋2HCO =CoCO3↓＋CO2↑＋H2O。(6) ①电解槽中阳极的电极反应式是2Cl－－2e－=Cl2↑。②向LiOH溶液中加入稍过量的NH4HCO3溶液时，发生反应的化学方程式为 2NH4HCO3＋2LiOH= Li2CO3↓＋(NH4)2CO3＋2H2O。
答案为：（1）＋3；NaAlO2、NaOH； （2）将Co3+还原为Co2+、Fe3+；（3）温度升高，H2O2分解速率加快，参与酸浸反应的H2O2的量减少，导致浸出率下降； （4）H2SO4溶液；（5）Co2+＋2HCO 3 - =CoCO3↓＋CO2↑＋H2O； （6）2Cl－－2e－=Cl2↑、2NH4HCO3＋2LiOH= Li2CO3↓＋(NH4)2CO3＋2H2O。
【分析】本题主要考查对于回收钴、锂实验方法的评价。
35．（2018·资阳模拟）工业废水中含＋6价的铬会损害环境，必须进行处理。某工厂的处理工艺流程如下：
（1）N2H4的电子式为　 　。
（2）下列溶液中，可替代N2H4的是　 　。（填选项序号字母）
a．FeSO4溶液
b.浓HNO3溶液
c.酸性KMnO4溶液
d.Na2SO3溶液
（3）已知加入N2H4后，N2H4转化为无污染的物质，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　 　。
（4）在实际工业生产中，处理含铬废水还可采用直接沉淀的方法，其成本较低。
①已知酸性废水中存在Cr2O72-和CrO42-的转化平衡，请用离子方程式表示它们之间的转化反应　 　；
②加入沉淀剂BaCl2溶液之前需加入一定量的NaOH溶液，以利于沉淀的生成，则生成的沉淀为　 　（写化学式）。
（5）工业上还可用电解法来处理含Cr2O72-的酸性废水，通过电解制得还原剂。右图为电解装置示意图（电极材料分别为铁和石墨）。
①装置中b电极的材料是　 　（填“铁”或“石墨”）。
②该处理过程中，Cr2O72-被还原成Cr3+的离子方程式为　 　。
【答案】（1）
（2）ad
（3）2∶3
（4）Cr2O72-＋H2O 2CrO42-＋2H+；BaCrO4
（5）铁；Cr2O72-＋6Fe2+＋14H+＝2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O
【知识点】氧化还原反应；氧化还原反应方程式的配平
【解析】【解答】本题以处理含Cr2O72-的工业废水的流程为载体，考查氧化还原反应的基本概念和有关计算，外界条件对化学平衡的影响，电解原理。
（1）N2H4中只存在共价键，电子式为 。
（2）根据流程加入N2H4，Cr2O72-被还原成Cr3+，N2H4在反应中作还原剂，能替代N2H4的物质具有还原性，FeSO4溶液、Na2SO3溶液具有还原性，可替代N2H4；浓HNO3溶液、酸性KMnO4溶液具有强氧化性，不能替代N2H4；
故答案为：ad。
（3）N2H4转化为无污染的物质，N2H4被氧化成N2，N2H4作还原剂，N元素的化合价由-2价升至0价；Cr2O72-被还原成Cr3+，Cr2O72-作氧化剂，Cr元素的化合价由+6价降至+3价；根据得失电子守恒，4n（N2H4）=6n（Cr2O72-），n（Cr2O72-）：n（N2H4）=2：3，即氧化剂与还原剂物质的量之比为2：3。
（4）①Cr2O72-和CrO42-之间的转化平衡用离子方程式表示为Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+。
②先加入一定量的NaOH溶液，OH-消耗H+，平衡“Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+”正向移动，CrO42-浓度增大，则加入沉淀剂BaCl2溶液，生成的沉淀为BaCrO4。
（5）①根据题意通过电解制得还原剂，铁为活性电极，石墨为惰性电极，则Fe作阳极，Fe失电子生成还原剂Fe2+，装置中b电极为阳极，则b电极的材料是铁。②电解时阳极电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，Cr2O72-被还原成Cr3+，则Fe2+被氧化成Fe3+，反应可写成Fe2++Cr2O72-→Fe3++Cr3+，根据得失电子守恒配平为6Fe2++Cr2O72-→6Fe3++2Cr3+，结合废水呈酸性和原子守恒，写出离子方程式为6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。
故正确答案为：（1），（2）ad，（3）2∶3，（4）Cr2O72-＋H2O 2CrO42-＋2H+，BaCrO4，（5）铁，Cr2O72-＋6Fe2+＋14H+＝2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O。
【分析】注意电子式的检查，最外层电子数是否全部表示出来。氧化还原反应的方程式配平根据电子守恒，即化合价的升降来进行配平。
1 / 1冲刺2021高考化学押题训练（六）化学反应中的能量变化
一、单选题
1．（2021·延边模拟）海水中锂资源非常丰富，但是海水中的锂浓度低，很难被提取出来。我国科学家设计了一种太阳能驱动下，利用选择性固体陶瓷膜电解海水提取金属锂的装置(示意图如下)，该装置工作时，下列说法错误的是（　　）
A．该装置主要涉及的能量变化：太阳能→电能→化学能
B．电极B上的电极反应式：4OH -4e =O2↑+2H2O
C．选择性固体陶瓷膜不允许H2O通过
D．工作时，电极A为阴极
2．（2021·齐齐哈尔模拟）锌-空气燃料电池(ZAFC)具有携带方便、成本低及安全无污染等优点，在离网电源及汽车电源的应用上具有广阔的前景。我国研制的新型锌-空气燃料电池工作原理如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．放电时，负极反应为Zn+4OH- -2e-=[Zn(OH)4]2-
B．充电时，电解质溶液中c(OH)-逐渐增大
C．放电时，当负极减少6. 5 g，通过隔膜的电子个数约为1.204×1023
D．多孔炭可增大电极与电解质溶液的接触面积，也有利于O2扩散至电极表面
3．（2021·贵阳模拟）某锂铜二次电池工作质理如图所示。在该电池中，水系电解液和非水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片(LISICON) 隔开。下列有关说法错误的是（　　）
A．放电时，N极电极反应式为Cu2++2e -=Cu
B．Li+可以通过陶瓷片，水分子不能
C．充电时，接线柱B应与电源的负极相连
D．充电时，M电极发生还原反应
4．（2021·桂林模拟）一种新型的锂-空气电池的工作原理如图所示。关于该电池的说法中正确的是（　　）
A．电池总反应为4Li+O2+2H2O=4LiOH
B．可将有机电解液改为水溶液
C．金属锂作正极，发生氧化反应
D．当有22.4LO2被还原时，溶液中有4mol Li+向多孔碳电极移动
5．（2021·宁波模拟）钠离子电池是非常有发展潜力的电池体系，其工作原理如图所示。放电时电池反应为：Na1-xMO2+NaxC=C+NaMO2 (M代表过渡金属)。下列说法错误的是（　　）
A．放电时，含硬碳材料电极为负极
B．充电时，电解质溶液中Na+向硬碳材料区迁移
C．放电时，正极的电极反应式为Na1-xMO2+xNa++xe-=NaMO2
D．充电时，若转移1mol e-，硬碳材料电极将增重23x g
6．（2021·乌鲁木齐模拟）某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管做电极材料，以ZnSO4溶液的有机高聚物为固态电解质，其电池总反应为：MnO2+ Zn+(1+ )H2O+ ZnSO4 MnOOH+ ZnSO4·3Zn(OH)2·xH2O，其电池结构如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．放电时，锌膜发生还原反应
B．放电时，电池的正极反应为：MnO2+e-+H+=MnOOH
C．充电时，Zn2+移向MnO2膜
D．充电时，含有锌膜的碳纳米管纤维一端连接电源负极
7．（2021·临沂模拟）最近我国科学家以 CO2与辛胺为原料实现了甲酸盐和辛腈的高选择性合成，该装置的工作原理如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．b为电源的负极
B．In/ 电极上可能有副产物 O2生成
C．每生成1mol辛腈，同时生成1mol HCOO-
D．在 Ni2P 电极上发生的反应为：
8．（2021·宿迁模拟）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案(原理如图)，下列说法错误的是（　　）
A．电源a端为负极
B．Fe2+的电子排布式为[Ar]3d6
C．阳极发生的电极反应式为2HCl－2e－=2H＋＋Cl2
D．电路中转移1mol电子，需要消耗11.2LO2(标准状况)
9．（2021·南京模拟）对固体电解质体系的研究是电化学研究的重要领域之一、用离子交换膜H+/ 型 Nafion膜作电解质，在一定条件下实现了常温常压下电化学合成氨，原理如下图所示。下列说法错误的是（　　）
A．电极M接电源的正极
B．离子交换膜中H+、 浓度均保持不变
C．H+/ 型离子交换膜具有较高的传导质子能力
D．阴极的电极反应式：N2+6e-+6H+=2NH3，2H++2e-=H2↑
10．（2021·信阳模拟）一种使用 (二甲亚砜)作为电解液，并用多孔的黄金作为电极的锂-空气电池的实验模型，这种实验电池在充放电100次以后，其电池容量仍能保持最初的95%。该电池放电时在多孔的黄金上氧分子与锂离子反应，形成过氧化锂，其装置如图所示。下列有关叙述正确的是（　　）
A． 电解液可以换成水溶液仍能正常工作
B．负极的电极反应式为 ，生成的 从左向右移动
C．该电池放电时每消耗 空气，转移 电子
D．给该锂-空气电池充电时，金属锂接直流电源正极
11．（2021·珠海模拟）某NH3传感器工作原理如图所示(其中固体电解质允许 O2-发生迁移)，下列说法正确的是（　　）
A．传感器的内外电路中，电流均是由电子定向移动形成的
B．传感器工作时，O2参与的电极反应式为：
C．传感器工作时，负极上 NH3 被消耗，pH 会降低
D．传感器工作时，每消耗 3mol O2，生成 2mol N2
12．（2021·汕头模拟）2020 年，中国科学院在钠离子电池的研究上取得新突破，其应用领域广、安全性能好，在未来有巨大市场前景。某水系钠离子二次电池总反应为：2NaFePO4F+ Na3Ti2(PO4)3 2Na2FePO4F+ NaTi2(PO4)3，下列说法正确的是（　　）
A．放电时，溶液中的 Na+移向 a 极
B．放电时，
C．充电时，Na2FePO4F 发生还原反应
D．充电时，电路中通过 1mol e-时，b 极增重 46g
13．（2021·梅州模拟）双极膜(CM/AM)在电场作用下能将水解离为H+和 OH-，用双极膜电解槽电解糠醛( )溶液制备糖醇( )和糠酸盐( )，电解时 在电极与糠醛之间传递电子，电解过程如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．通电时双极膜将水解离为 H+和 OH-，H+向Y电极方向移动
B．X 接直流电源负极，糠醛在阴极表面得到电子被氧化为糠醇
C．电解时，阳极反应为
D．生成糠酸盐的反应为 +MnO2+H2O +MnOOH
14．（2021·揭阳模拟）一种新型水锂充电电池采用复合膜包裹的金属锂和锰酸锂( )作电极材料，以 水溶液作电解质，工作时电池的总反应为 。下列有关该电池的说法错误的是（　　）
A．该电池放电时，溶液中的 向电极a移动
B．该电池的负极反应式为
C．电池充电时，阳极的锂元素质量分数减小
D．去掉包裹金属锂的复合膜能使金属锂的利用率更高
15．（2021·漳州模拟）利用固体氧化物电解池研究高温电解将CO2和H2O转化为合成气(CO+H2)，示意图如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．该装置的能量转化方式只有电能转化为化学能
B．Y为电源的负极
C．阳极的电极反应式为
D．若阴极生成 1 mol 的合成气，则电路中转移2 mol电子
16．（2021·厦门模拟）一种有机废水发电装置示意图如图所示，装置工作时，下列说法错误的是（　　）
A．H+从a极区向b极区迁移
B．可使用碱性电解质水溶液
C．该发电装置应在条件温和的环境下进行
D．理论上， 完全被还原为 时，a极有 电子流出
17．（2021·安庆模拟）锂—铜空气燃料电池(图1)容量高、成本低，该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为：2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH-，用该电池电解含有尿素［CO(NH2)2]的碱性溶液，用于废水处理和煤液化供氢，其装置如图2所示。装置中c、d均为惰性电极，隔膜仅阻止气体通过，电解时，c极接b极。下列说法错误的是（　　）
A．放电时，b极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-
B．电解时，理论上标准状况下，有33.6L O2参与反应时，c电极区可产生22.4L N2
C．电解一段时间后，d电极区pH增大
D．图1整个反应过程，Cu起了催化剂的作用
18．（2020高三上·蚌埠月考）微生物脱盐电池是高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含CH3COO－的溶液为例)。下列说法错误的是（　　）
A．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
B．负极反应为CH3COO－＋2H2O－8e－＝2CO2↑＋7H＋
C．当电路中转移1 mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5 g
D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2：1
19．（2020高一下·邵阳期末）下列叙述正确的是（　　）
A．煤的气化和液化都是物理变化
B．燃料电池中通入燃气的一极为负极
C．用品红溶液不能鉴别CO2和SO2
D．24g镁与27g铝中，含有相同的质子数
20．（2020高一下·邵阳期末）2018年5月美国研究人员成功实现了在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如下图所示：
下列叙述正确的是（　　）
A．H+向a极区移动
B．图中能量转化方式只有2种
C．b极上每产生22.4LNH3流过电极的电子数为3NA
D．a极发生的电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+
21．（2020·北京模拟）某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是（　　）
A．该装置工作时，H+从a极区向b极区迁移
B．该装置将化学能转化为光能和电能
C．a电极的反应式为3CO2＋18H＋－18e－=C3H8O＋5H2O
D．每生成3 mol O2，有88 g CO2被还原
22．（2020·北京模拟）下列关于轮船嵌有锌块实施保护的判断不合理的是（　　）
A．嵌入锌块后的负极反应：Fe﹣2e- = Fe2+
B．可用镁合金块代替锌块进行保护
C．腐蚀的正极反应：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
D．该方法采用的是牺牲阳极的阴极保护法
23．（2020·西城模拟）以氮气和水蒸气为原料，电化学合成氨装置（电极不参与反应）示意图如下。下列说法错误的是（　　）
A．电极a连接电源的正极
B．OH 向电极a迁移
C．电极b的电极反应：N2+6e +6H+= 2NH3
D．总反应：2N2+6H2O(g) 4NH3+3O2
24．（2020·顺义模拟）利用偏铝酸钠（NaAlO2）溶液电解法制备氢氧化铝的简易装置如图所示，其中两电极均为惰性电极。下列说法正确的是（　　）
A．电极A为阳极
B．气体b为H2
C．所得料浆液的pH大于原料NaAlO2溶液的pH
D．该方法总反应方程式是：4NaAlO2+10H2O 4Al(OH)3+4NaOH+O2↑+2H2↑
25．（2020·顺义模拟）碲(Te)元素在元素周期表中位于第ⅥA族，其単质是重要的工业原料。工业上可用电解法从铜阳极泥(主要成分是Cu2Te、含Ag、Au等杂质)中提取单质碲，步骤如下：
①将铜阳极泥在空气中焙烧使碲转化为TeO2；
②用NaOH溶液碱浸；
③以石墨为电极电解②所得溶液获得Te。
已知：TeO2微溶于水，易与较浓的强酸、强碱反应
下列说法错误的是（　　）
A．Cu2Te中，Te的化合价是-2
B．步骤②中，碱浸的子离方程式是：TeO2+2OH-=TeO32-+H2O
C．步骤③中，阴极上发生反应的电极方程式是：TeO32-+4e-+6H+=Te+3H2O
D．在阳极区溶液中检验出有TeO42-存在，可能原因是阳极生成的氧气氧化TeO32-得到TeO42-
二、综合题
26．（2020·南通模拟）H2O2的制取及其在污水处理方面的应用是当前科学研究的热点。
（1）“氧阴极还原法”制取H2O2的原理如题图所示：
阴极表面发生的电极反应有：
Ⅰ.2H++O2+2e-=H2O2
Ⅱ. H2O2+2H++ 2e-=2H2O
Ⅲ. 2H+ +2e-=H2↑
①写出阳极表面的电极反应式：　 　。
②其他条件相同时，不同初始pH(均小于2)条件下，H2O2浓度随电解时间的变化如图所示，c(H+)过大或过小均不利于H2O2制取，原因是　 　。
（2）存碱性条件下，H2O2的一种催化分解机理如下：
H2O2(aq)+Mn2+(aq)=·OH(aq)+Mn3+(aq)+OH-(aq) H=akJ/mol
H2O2(aq)+ Mn3+(aq) +2OH-(aq)= Mn2+(aq) +·O2-(aq) +2H2O(l) H=bkJ/mol
·OH(aq) +·O2-(aq)=O2(g) +OH-(aq) H=ckJ/mol
2H2O2(aq)= 2H2O(l)+O2(g) △H=　 　 。该反应的催化剂为 　 　。
（3）H2O2、O3在水中可形成具有超强氧化能力的羟基自由基(·OH)，可有效去除废水中的次磷酸根离子(H2PO2-)。
①弱碱性条件下·OH将H2PO2-氧化成PO43-，理论上l.7g·OH可处理含0.001mol/L H2PO2-的模拟废水的体积为　 　。
②为比较不同投料方式下含H2PO2-模拟废水的处理效果，向两份等体积废水样品中加入等量H2O2和O3，其中一份再加入FeSO4。反应相同时间，实验结果如图所示：
添加FeSO4后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是　 　。
27．（2020·海淀模拟）镍镉电池是应用广泛的二次电池，其总反应为：
Cd+2NiOOH+2H2O 2Ni(OH)2+Cd(OH)2
制造密封式镍镉电池的部分工艺如下：
（1）I．Ni(OH)2的制备
以硫酸镍(NiSO4)为原料制备Ni(OH)2的主要过程如下图所示。制备过程中，降低Ni(OH)2沉淀速率，可以避免沉淀团聚，提升电池性能。
已知：Ni2++6NH3 H2O [Ni(NH3)6]2++6H2O
操作a是 　 　。
（2）制备过程中，需先加氨水，再加过量NaOH，请分析：
①先加氨水的目的是 　 　。
②用化学平衡移动原理分析加入NaOH需过量的原因是　 　。
（3）用无水乙醇代替水洗涤滤渣的优点是　 　答出1条即可）。
（4）II．镍镉电池的组装
主要步骤：①将Ni(OH)2和Cd(OH)2固定，中间以隔膜隔开（如下图所示）；②将多组上述结构串联；③向电池中注入KOH溶液；④密封。
下列对镍镉电池组装和使用的分析正确的是　 　（填字母序号）。
a．密封镍镉电池可以避免KOH变质
b．镍电极为电池的负极，镉电极为电池的正极
c．电池组装后，应先充电，再使用
（5）III.过度充电的保护
电池充电时，若Cd(OH)2和Ni(OH)2耗尽后继续充电，会造成安全隐患，称为过度充电。制造电池时，在镉电极加入过量的Cd(OH)2可对电池进行过度充电保护，该方法称为镉氧循环法。
Cd(OH)2耗尽后继续充电，镉电极上生成的物质为　 　。
（6）已知：①隔膜可以透过阴离子和分子：②O2可以与Cd发生反应生成Cd(OH)2。请结合两个电极上的电极反应式说明用镉氧循环法实现过度充电保护的原理：　 　。
28．（2020高一下·菏泽期中）利用化学反应将储存在物质内部的化学能转化为电能，科学家设计出了原电池，从而为人类生产、生活提供能量。 一同学依据氧化还原反应：2Ag＋＋Cu=Cu2＋＋2Ag设计的原电池如图所示：
①负极的材料是　 　，发生的电极反应为　 　；正极发生的电极反应为　 　。
②外电路中的电子是从　 　电极流向　 　电极。(写出电极材料的名称)
③当反应进行到一段时间后取出电极材料，测得某一电极增重了5.4 g，则该原电池反应共转移的电子数目是　 　。
29．（2020高一下·菏泽期中）在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol－1表示。请认真观察下图，然后回答问题。
（1）图中所示反应是　 　(填“吸热”或“放热”)反应。
（2）已知拆开1 mol H—H键、1 mol
I—I键、1 mol H—I键分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ、299 kJ。则由1
mol氢气和1 mol碘反应生成HI会　 　(填“放出”或“吸收”)　 　kJ的热量。在化学反应过程中，是将　 　转化为　 　。
（3）下列反应中，属于放热反应的是　 　(填序号，下同)，属于吸热反应的是　 　。
①物质燃烧②炸药爆炸③酸碱中和反应④二氧化碳通过炽热的碳⑤食物因氧化而腐败⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应⑦铁粉与稀盐酸反应
30．（2019·镇海模拟）两份等质量Na2O2和NaHCO3均匀混和物，向其中一份加入100mL盐酸，充分反应呈中性，放出气体经干燥后测得体积为2.24L（标准状况）。如将该气体通入另一混和物中充分反应后，气体体积变为2.016L（标准状况）。若混合物中NaHCO3的物质的量大于Na2O2。则：
（1）原混和物中Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为　 　；
（2）加入盐酸的物质的量的浓度为　 　mol·L-1。
31．（2019·浙江模拟）某研究小组为了探究一种有机盐 X(仅含四种元素)的组成与性质，设计并完成如下实验：
已知： A、B、C 均为常见物质。气体 A 为无色无味混合气体，两种气体组成元素相同。
（1）有机盐
X 的化学式为　 　
（2）写出
X 受热分解的化学方程式　 　
（3）一定条件下，固体 C 与气体 A 中的某一成分可能发生某一氧化还原反应生成红棕色　 　固体，写出此反应可能的化学方程式　 　
32．（2019·浙江模拟）KIO3
是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。利用“KClO3
氧化法”制备
KIO3 工艺流程如下图所示，回答下列问题：
（1）“酸化反应”所得产物有
KH(IO3)2、Cl2 和
KCl。“逐 Cl2”采用的方法是　 　；
（2）“滤液”中的溶质主要是　 　；“调
pH”中发生反应的化学方程式为　 　；
（3）结晶过滤时工人发现 KH(IO3)2 为悬浮絮状沉淀，以下可以采用的方法是________；
A．倾析法 B．重结晶法 C．抽滤法 D．离心分离法
（4）生产中，如果省去“酸化”、“逐氯”、“结晶①、过滤”这三步操作，直接用试剂 X 调整反应后溶液的
pH，对生产碘酸钾有什么具体影响　 　；
（5）KIO3 也可采用“电解法”制备，装置如图所示。与“电解法”相比，“KClO3
氧化法”的主要不足之处有　 　；(写出一点)
（6）已知：KIO3＋5KI＋3H2SO4=3K2SO4＋3I2＋3H2O；I2＋2S2O32-=2I－＋S4O62-。测定加碘食盐中碘的含量，学生甲设计的实验步骤如下：
a．准确称取 w g 食盐，加适量蒸馏水使其完全溶解；
b．用稀硫酸酸化所得溶液，加入过量
KI 溶液，使 KIO3 与
KI 反应完全；
c．以淀粉为指示剂，加入物质的量浓度为2.0×10-3mol·L-1 的 Na2S2O3 溶液 10.0mL 恰好反应。 则加碘食盐样品中的碘元素含量是　 　mg/kg；(以含 w 的代数式表示)
（7）学生乙又对纯净的
NaCl(不含 KIO3)进行了下列实验：
操作步骤 实验现象
　
　
取 1g 纯净的 NaCl，加 3mL 水配成溶液。 溶液无变化
　
　
滴入 5 滴淀粉溶液和 1mL 0.1 mol·L－1KI 溶液，振荡。 溶液无变化
　
　
然后再滴入 1 滴
1mol·L－1
的 H2SO4，振荡。 溶液变蓝色
　
　
据学生乙的实验结果，请对学生甲的实验结果作出简要评价　 　。
33．（2019·黄浦模拟）已知:
化合物 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3
类型 离子化合物 离子化合物 离子化合物 共价化合物
熔点/℃ 2800 2050 714 191
（1）工业制镁时，电解MgCl2而不电解MgO的原因是　 　。
工业制铝时，电解Al2O3面不电解AlCl3的原因是　 　。
（2）钠的金属性比钾弱，而工业上却可用钠与氯化钾在850℃时制取钾，化学方程式为Na(l)+KCl(l)
K(g)+NaCl(l)，该反应化学平衡常数表达式为　 　。
（3）解释用该反应制备金属钾的原理　 　。
34．（2018·绵阳模拟）钴酸锂电池应用广泛，电池正极材料主要含有LiCoO2、导电剂乙炔黑、铝箔及少量Fe，可通过下列实验方法回收钴、锂。
几种金属离子沉淀完全(离子浓度为10-5mo/L) 的pH如下表：
离子 Fe3+ Al3+ Fe2+ Co2+
溶液pH 3.2 4.7 9.0 9.2
回答下列问题：
（1）LiCoO2中，Co元素的化合价为　 　，滤液I的主要成分是　 　。
（2）已知：氧化性Co3+>H2O2>Fe3+，“酸浸”过程中H2O2所起主要作用是　 　。“调节pH”除去的离子主要有Al3+和　 　。
（3）酸浸时浸出率随温度变化如图所示，温度升高至50℃以上时漫出率下降的原因是　 　。
（4）“萃取”和“反萃取“可简单表示为： Co2++2(HA)2 Co(HA2)2+2H+。则反萃取过程加入的试剂X是　 　。
（5）向CoSO4溶液中加入NH4HCO3溶液，发生反应的离子方程式为　 　。
（6）工业上用Li2CO3粗品制备高纯Li2CO3可采用如下方法：将Li2CO3溶于盐酸，加入如图所示的电解槽，电解后向LiOH溶液中加入稍过量的NH4HCO3溶液，过滤、烘干得高纯Li2CO3。
①电解槽中阳极的电极反应式是　 　。
②向LiOH溶液中加入稍过量的NH4HCO3溶液时，发生反应的化学方程式为　 　。
35．（2018·资阳模拟）工业废水中含＋6价的铬会损害环境，必须进行处理。某工厂的处理工艺流程如下：
（1）N2H4的电子式为　 　。
（2）下列溶液中，可替代N2H4的是　 　。（填选项序号字母）
a．FeSO4溶液
b.浓HNO3溶液
c.酸性KMnO4溶液
d.Na2SO3溶液
（3）已知加入N2H4后，N2H4转化为无污染的物质，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　 　。
（4）在实际工业生产中，处理含铬废水还可采用直接沉淀的方法，其成本较低。
①已知酸性废水中存在Cr2O72-和CrO42-的转化平衡，请用离子方程式表示它们之间的转化反应　 　；
②加入沉淀剂BaCl2溶液之前需加入一定量的NaOH溶液，以利于沉淀的生成，则生成的沉淀为　 　（写化学式）。
（5）工业上还可用电解法来处理含Cr2O72-的酸性废水，通过电解制得还原剂。右图为电解装置示意图（电极材料分别为铁和石墨）。
①装置中b电极的材料是　 　（填“铁”或“石墨”）。
②该处理过程中，Cr2O72-被还原成Cr3+的离子方程式为　 　。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．根据图示可知：太阳能转化为电能，然后利用太阳能电解海水提取金属锂，实现了电能转化为化学能，因此该装置主要涉及的能量变化：太阳能→电能→化学能，故A不符合题意；
B．在B电极上，电子流出，发生氧化反应，根据图示可知是海水中的Cl-失去电子被氧化为Cl2，故该电极为阳极，阳极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，故B符合题意；
C．在固体陶瓷膜上部区域是有机电解质，下部区域为海水，有机物与海水互不相溶，因此该选择性固体陶瓷膜不允许H2O通过，只允许Li+通过，故C不符合题意；
D．根据图示可知电子流入铜电极，Li+在Cu电极上得到电子被还原为Li单质。在电解池中，电子流入的电极为阴极，故A电极为阴极，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据海水提取金属锂的装置图知，根据电子流向判断，为氯离子放电生成氯气，催化电极上放出气体，因此催化电极为阳极，则铜箔为阴极，阴极上得电子发生还原反应析出金属锂，据此分析解答。
2．【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．放电时，Zn失电子生成[Zn(OH)4]2-，电极反应式为Zn+4OH--2e-═[Zn(OH)4]2-，故A不符合题意；
B．充电时，电池反应为[Zn(OH)4]2-=2Zn+O2+4OH-+2H2O，电解质溶液中c(OH-)逐渐增大，故B不符合题意；
C．放电时，电子由负极经过导线流向正极，不能通过隔膜进入电解质溶液中，故C符合题意；
D．采用多孔炭可提高电极与电解质溶液的接触面积、有利于氧气扩散至电极表面，使原电池工作持续、稳定，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据图示，Zn失去电子生成[Zn(OH)4]2-，Zn为负极，电极反应式为Zn+4OH--2e-═[Zn(OH)4]2-，通入O2的电极为原电池的正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；电池充电与放电时电极反应相反，据此分析解答。
3．【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．放电时，N极是原电池的正极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故A不符合题意；
B．非水系电解液和水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片（LISICON）隔开，则陶瓷片允许Li+通过，不允许水分子通过，故B不符合题意；
C．放电时，N极是原电池的正极，充电时，接线柱B应与电源的正极相连，故C符合题意；
D．充电时，M极是阴极，因此M电极发生还原反应，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】锂铜可充电电池，工作原理：放电时，金属锂是负极，发生失电子的氧化反应，在充电时，电源的正极连接原电池的正极，发生失电子的氧化反应，非水系电解液和水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片（LISICON）隔开，则陶瓷片允许Li+通过，不允许水分子通过，据此回答。
4．【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A． 负极反应式为Li-e-=Li+，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，则电池总反应为4Li+O2+2H2O=4LiOH，A符合题意；
B．
因为金属锂可与水反应，则不可将有机电解液改为水溶液，B不符合题意；
C．
金属锂作负极，失电子，发生氧化反应，C不符合题意；
D．
未指明为标准状况，则不能计算22.4LO2的物质的量，故不能计算移向多孔碳电极的Li+的物质的量，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】锂-空气电池中，活泼金属锂作负极，多孔碳作正极，负极反应式为Li-e-=Li+，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，据此分析解答。
5．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】由题干信息，放电时电池反应为：Na1-xMO2+NaxC=C+NaMO2，可知反应中NaxC中Na的化合价升高转化为+1价的Na+，发生氧化反应，故为负极，充电时与电源的负极相连，Na1-xMO2中M的化合价降低转化为NaMO2，发生还原反应，故为正极，充电时与电源的正极相连，据此分析解题：
A．由分析可知，放电时，含硬碳材料电极为负极，A不符合题意；
B．由分析可知，充电时，硬碳材料接电源的负极，含钠过渡金属氧化物一极接电源的正极，故电解质溶液中Na+向硬碳材料区迁移，B不符合题意；
C．放电时，正极发生还原反应，故电极反应式为Na1-xMO2+xNa++xe-=NaMO2，C不符合题意；
D．充电时硬碳材料电极发生的反应为：C + xe- + xNa+=NaxC，故若转移1mol e-，硬碳材料电极将增重23 g，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】放电时，NaC做负极，钠失去电子发生氧化反应，Na1-xMO2做正极材料得到电子发生还原反应，充电时，正极变成了阳极，吸引大量的阴离子，发生氧化反应，负极变成了阴极，吸引了大量的阳离子，得到电子发生还原反应。根据电子转移情况即可计算出质量的变化
6．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．锌膜为原电池的负极，放电时锌极发生氧化反应，而不是还原反应，A不符合题意；
B．放电过程正极上是二氧化锰得到电子生成MnOOH，电极反应为MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-，B不符合题意；
C．放电过程中含有锌膜的碳纳米管纤维为负极，充电过程中，含有锌膜的碳纳米管纤维作阴极，阳离子移向阴极， 即Zn2+移向Zn膜，C不符合题意；
D．充电时，含有锌膜的碳纳米管纤维一 端中锌离子要还原成单质锌，所以应作阴极，应连电源的负极，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】做原电池时，负极是锌失电子，被氧化，正极是二氧化锰得电子，被还原。做电解池时，阴极是锌离子得电子，发生还原反应，阳极是 MnOOH 失去电子，被氧化
7．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析知，b为电源正极，A不符合题意；
B．由分析知，In/In2O3-x电极为阴极，溶液中H+可能在阴极放电产生副产物H2，OH-可能在阳极放电产生副产物O2，B不符合题意；
C．由辛胺（分子式：C8H19N）→辛腈（分子式：C8H15N），C元素化合价由-2价升高到 价（平均价），即转移电子关系为：辛胺~辛腈~4e-，故1 mol辛腈生成，电路中转移4 mol电子，由分析知，CO2转化为HCOO-，C元素化合价由+4价降到+2价，即生成1 mol HCOO-转移电子2 mol，故当电路中转移4 mol电子时，生成HCOO-应为2 mol，C不符合题意；
D．由C选项分析知，1 mol辛胺→辛腈转移4 mol电子，初步确定电极反应为：CH3(CH2)7NH2 - 4e-→CH3(CH2)6CN，根据图示，可在左边添加4个OH-配平电荷守恒，右边添加4个H2O配平元素守恒，最终得电极反应为：CH3(CH2)7NH2 - 4e- + 4OH- = CH3(CH2)6CN + 4H2O，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图示知，该装置为电解池，In/In2O3-x电极发生反应CO2转化为HCOO-，C元素化合价由+4价降到+2价，得电子被还原，故In/In2O3-x电极为阴极，则Ni2P为阳极，电源a极为负极，b极为正极。
8．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电解池左侧发生反应Fe3+→Fe2+，左侧是阴极，电源a端为负极，故A不符合题意；
B．Fe的价电子排布式是3d64s2，Fe2+的电子排布式为[Ar]3d6，故B不符合题意；
C．根据图示，b是阳极，阳极发生的电极反应式为2HCl－2e－=2H＋＋Cl2，故C不符合题意；
D．根据电子守恒，电路中转移1mol电子，需要消耗0.25mol氧气，标准状况下的体积是5.6L，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据ab极发生的反应，确定正负极，a得到电子发生还原反应作为负极，铁离子的得到电子变成亚铁离子，b极失去电子发生氧化反应。氯化氢失去电子变为氯气，根据转移电子数目计算出产生的气体物质的量
9．【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知M作阳极，连接电源的正极，故A不符合题意；
B．由图示信息可知， 铵根离子在电解过程中转变成氨气和氢离子，浓度下降，故B符合题意；
C．由图可知H+/ 型离子交换膜允许氢离子自由通过，具有较高的传导氢离子的能力，故C不符合题意；
D．由图可知阴极电极上氮气和氢离子均得电子分别转变成氨气和氢气，电极反应分别为：N2+6e-+6H+=2NH3，2H++2e-=H2↑，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由装置可知H2通入M极，在M极上失电子转变成氢离子，则M作电解池的阳极，接电源的正极，N2通入N极，在N极上得电子并结合电解质中的氢离子生成NH3，同时部分氢离子也在阴极得电子转变氢气，则电极N作电解池的阴极，连接电源的负极，据此分析。
10．【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．水可以与锂反应生成氢气，容易发生爆炸，A项不符合题意；
B．金属锂做负极，失去电子，阳离子移向正极，B项符合题意；
C．参与反应的为空气中的氧气，2mol空气中氧气含量约为0.4mol，转移电子小于4mol，C项不符合题意；
D．充电时，电源正极与电池正极相连，电源负极与电池负极相连，金属锂做负极与电源负极相连，D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】锂的活动强很强不能与水接触，锂的活动性很强，锂做负极，发生氧化反应，失去电子变成锂离子。多孔的黄金做为正极，氧气得到电子发生还原反应。充电时，锂电极与电池的负极相连接。
11．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．传感器内部，固体电解质体系是靠离子自由移动导电的，即电流此时是由离子定向移动形成的，A不符合题意；
B．由分析知，O2得电子转化为O2-，电极反应为：O2+4e- = 2O2-，B不符合题意；
C．该装置使用的是固体电解质，除了O2-，其他离子、分子均不进入电解质体系，且O2-不影响pH，故pH不变，C符合题意；
D．消耗3 mol O2，电路中转移电子3 mol×4=12 mol，由电极反应2NH3+3O2--6e-=N2+3H2O，得：N2~6e-，故生成N2的物质的量= ，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图示知，Pt1电极上NH3失电子被氧化为N2，故Pt1电极为负极，Pt2电极为正极，O2在正极得电子转化为O2-。
12．【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析知，a极为负极，b为正极，放电时，Na+移向正极，即b极，A不符合题意；
B．由分析知，放电时，Na3Ti2(PO4)3转化为NaTi2(PO4)3，对应电极反应为：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，B符合题意；
C．充电时，Na2FePO4F转化为NaFePO4F，Fe元素由+2价升高到+3，发生氧化反应，C不符合题意；
D．充电时，b极发生反应Na2FePO4F转化为NaFePO4F，对应电极反应为：Na2FePO4F-e-
=NaFePO4F+Na+，1 mol电子转移时，b电极失去1 mol Na+，故电极质量减小23 g，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由电池总反应知，放电时，NaFePO4F转化为Na2FePO4F，Fe元素化合价由+3价降低到+2价，发生还原反应，故b极为正极，Na3Ti2(PO4)3转化为NaTi2(PO4)3，Ti元素化合价由+3价升高到+4价，发生氧化反应，故a极为负极。
13．【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电解池中阳离子流向阴极，即H+向X电极方向移动，A不符合题意；
B．糠醛在阴极表面得到电子被还原为糠醇，B不符合题意；
C．Y电极为阳极，据图可知Y电极上MnOOH失电子被氧化生成MnO2，结合电子守恒和元素守恒可知电极反应为 ，C符合题意；
D．选项所给离子方程式元素和电荷均不守恒，符合题意离子方程式应为 +2MnO2+OH- +2MnOOH，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】X电解上糠醛被还原为糠醇，所以X电极为阴极，Y电极为阳极。
14．【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A． 电极a为负极，放电时，阴离子移动向负极，则溶液中的 向电极a移动，A不符合题意；
B． 电极a为负极，锂失去电子生成锂离子，负极反应式为 ，B不符合题意；
C． 电极b为正极，充电时，电极b为阳极，电极反应式为 ，则阳极的锂元素质量分数减小，C不符合题意；
D． 去掉包裹金属锂的复合膜，由于锂化学性质活泼，易与水或氧气反应，使金属锂的利用率降低，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】结合总反应可知电极a为负极，电极b为正极。
15．【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．该装置先将风能转化为电能，再通过电解将电能转化为化学能，故A符合题意；
B．由于与Y所接的一极发生得电子的反应，则与Y所接的一极为阴极，即Y为电源的负极，故B不符合题意；
C．阳极的电极反应式为 ，故C不符合题意；
D．阴极每生成1 mol CO或H2，转移的电子均为2 mol，因此若生成1 mol CO和H2的混合气体，转移的电子也应该是 2 mol，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】该反应是利用风力发电做电源，再进行电解操作，根据物质的转换关系，确定Y为负极，Y极区域为阴极区域发生还原反应，X为正极，X区域为阳极区域，发生氧化反应
16．【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A. 该装置为原电池，a极上(C6H10O5)n转化为CO2，碳元素化合价升高，发生失电子的氧化反应，则a极为负极，原电池中阳离子H+从负极a极区向正极b极区迁移，选项A不符合题意；
B．若使用碱性电解质水溶液，则CO2与碱反应生成 ，选项B符合题意；
C．该发电装置应在条件温和的环境下进行，否则无 柄细胞会失去生理活性，选项C不符合题意；
D．理论上， ，即0.1mol ，完全被还原为 时，转移电子的物质的量为 ，则a极有 电子流出，选项D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】该电池是原电池，有机物一极做负极即a做负极，失去电子发生氧化反应，考虑到产物为CO2，故不能用碱性电解质溶液，b极为正极，锰酸根得到电子，发生还原反应。根据锰酸根的质量可以计算出转移电子数
17．【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．该电池通过一种复杂的铜腐蚀而产生电力，由方程式可知铜电极上并非是氧气直接放电，正极反应为Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-，A符合题意；
B．原电池中，正极上发生4Cu+O2=2Cu2O，Cu2O+H2O+2e-=Cu+2OH-；电解池中，c与原电池的正极相接，为阳极，电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液时，阳极上[CO(NH2)2]发生失电子的氧化反应生成氮气，电极反应式为CO(NH2)2-6e-+8OH-=CO32-+N2↑+6H2O，根据得失电子守恒，n(N2)：n(O2)=1：1.5；根据阿伏加德罗定律可得，相同状况下，V(N2)：V(O2)=1：1.5，即理论上标况下，有33.6L O2参与反应时，c电极区可产生22.4L N2，B不符合题意；
C．电解时，d极与原电池的负极相接，为阴极，阴极上发生还原反应生成氢气，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则电解一段时间后，d电极区pH增大，C不符合题意；
D．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，放电时Cu2O转化为Cu，则整个反应过程中，铜相当于催化剂，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】根据两极的物质的种类以及性质，确定a为负极有机电解质失去电子，发生氧化反应，b为正极，氧化亚铜得到电子，发生还原反应。c是阳极，吸引大量的阴离子，d为阴极。根据氧气的消耗可以计算出电子转移的数目，即可计算电解时产生的气体
18．【答案】A
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】由图可知，a极C化合价升高，故a极为负极，b极为正极
A.要实现海水淡化，即海水中的阴阳离子往正负极迁移，故阴离子移向负极，则隔膜1为阴离子交换膜，故A符合题意
B.负极反应为 CH3COO－＋2H2O－8e－＝2CO2↑＋7H＋ 书写正确，故B不符合题意
C.转移1mol电子，阴阳离子移动也是1mol，海水中主要溶质为NaCl，故1mol58.5g，故C不符合题意
D.负极产生的是CO2~4e-、正极产生的是氢气，故H2~2e-，根据电子守恒，有产生氢气和二氧化碳的物质的量之比为2：1，故D不符合题意
故答案为：A
【分析】原电池中化合价升高的为负极，降低的为正极，溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极
19．【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.煤的气化和液化都是化学变化，故A不符合题意
B.通入燃气的一极为负极，故B符合题意
C.二氧化硫能使品红溶液褪色，能鉴别，故C不符合题意
D.含有相同的原子数，24g镁有12NA质子，27g铝有13NA质子，故D不符合题意
故答案为：B
【分析】 燃料电池通入燃气的一极为负极，通入氧气的一极为正极。
20．【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由H2O→O2，化合价升高，失电子，吸引负电荷，故A不符合题意
B.能量转化形式有，风能，光能转化为电能，电能转化为化学能，故B不符合题意
C.未标明在标准情况下，故C不符合题意
D.a极发生的电极反应为2H2O-4e-=O2+4H+，故D符合题意
故答案为：D
【分析】易错项C：要标明在标况下，才能用22.4L
21．【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A. a与电源负极相连，所以a是阴极，而电解池中氢离子向阴极移动，所以H+从阳极b极区向阴极a极区迁移，A不符合题意；
B. 该装置是电解池装置，是将电能转化为化学能，所以该装置将光能和电能转化为化学能，B不符合题意；
C. a与电源负极相连，所以a是阴极，发生还原反应，电极反应式为：3CO2+18H++18e-=C3H8O+5H2O，C不符合题意；
D. 电池总的方程式为：6CO2+8H2O 2C3H8O+9O2，即生成9mol的氧气，阴极有6mol的二氧化碳被还原，也就是3mol的氧气，阴极有2mol的二氧化碳被还原，所以被还原的二氧化碳为88g，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、与电源正极相连的是电解池的阳极，负极相连的是电解池的阴极，a与电源负极相连，所以a是阴极，而电解池中氢离子向阴极移动；
B、电解池是将电能转化为化学能；
C、a与电源负极相连，所以a是负极阴极，二氧化碳得电子发生还原反应生成C3H8O；
D、根据方程式分析解答。
22．【答案】A
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
【解析】【解答】A. 嵌入锌块做负极，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，A符合题意；
B. 上述方法为牺牲阳极的阴极保护法，即牺牲做负极的锌块保护做正极的轮船，故可以用镁合金来代替锌块，B不符合题意；
C. 由于海水呈弱碱性，铁发生吸氧腐蚀，故正极反应为2H2O+O2+4e-=4OH-，C不符合题意；
D. 此保护方法是构成了原电池，牺牲了锌块保护轮船，故为牺牲阳极的阴极保护法，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】轮船嵌有锌块后能形成原电池，锌块做负极被腐蚀，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，轮船做正极被保护，氧气在正极上放电，电极反应为2H2O+O2+4e-═4OH-，据此分析。
23．【答案】C
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．根据分析，a为阳极与电源正极相连，故A不符合题意；
B．电解池中，阴离子向阳极移动，a为阳极，则OH 向电极a迁移，故B不符合题意；
C．根据图示，该电解池电解质为碱性熔融物，不含氢离子，则电极b的电极反应：N2+6e +6H2O=2NH3+6OH-，故C符合题意；
D．根据图示可知，N2和6H2O(g)在电解的作用下生成NH3和O2，则总反应：2N2+6H2O(g) 4NH3+3O2，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据图示，b电极上氮气转化为NH3氮元素由0价变为-3价，化合价降低，得电子，被还原，b为阴极，与电源负极相连，a为阳极与电源正极相连，据此分析解答。
24．【答案】D
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A. 阴极上H+得到电子，发生还原反应，其电极反应式为：4H2O+4e-=2H2↑+4OH-，碱性增强，有图像可知，电极A附近稀NaOH变为浓NaOH，碱性增强，则电极A为阴极，A不符合题意；
B. 电极A为阴极，电极B为阳极，阳极上AlO2-失去电子，发生氧化反应，其电极反应式为：4AlO2--4e-+6H2O=O2↑+ 4Al(OH)3↓，气体b为O2，B不符合题意；
C. 电极B上生成料浆液，电极B为阳极，阳极上AlO2-失去电子，发生氧化反应，其电极反应式为：4AlO2--4e-+6H2O=O2↑+ 4Al(OH)3↓，pH小于原料NaAlO2溶液的pH，C不符合题意；
D. 该电解池总反应方程式是：4NaAlO2+10H2O 4Al(OH)3+4NaOH+O2↑+2H2↑，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】电解NaAlO2溶液制备氢氧化铝，阳极AlO2-失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：4AlO2--4e-+6H2O=O2↑+ 4Al(OH)3↓，阴极H+得到电子，发生还原反应，电极反应式为：4H2O+4e-=2H2↑+4OH-，总反应为：4NaAlO2+10H2O 4Al(OH)3+4NaOH+O2↑+2H2↑。
25．【答案】C
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A. S和Te为同主族元素，类比Cu2S，Cu2Te中，Te的化合价是-2，A不符合题意；
B. TeO2与较浓的强酸、强碱反应，为两性氧化物，与碱强反应的化学反应方程式为：TeO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O，其离子反应方程式为：TeO2+2OH-=TeO32-+H2O，B不符合题意；
C.阴极上发生反应的电极方程式为： TeO32-+4e-+3H2O=Te↓+6OH-，C符合题意；
D. 阳极的电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，亚碲酸根离子也可能发生氧化反应，其电极反应式为TeO32--2e-+2OH-= TeO42-+H2O，D不符合题意；故答案为：C。
【分析】工业上可从电解精炼铜的阳极泥（主要成分Cu2Te，还有少量的Ag、Au）中提取碲，铜阳极泥在空气中焙烧使碲转化为TeO2，其化学反应方程式为：Cu2Te+2O2 焙烧__2CuO+TeO2，用NaOH溶液碱浸，其化学反应方程式为：TeO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O，以石墨为电极，电解Na2TeO3溶液时，溶液中的离子有Na+、H+、TeO32-、OH-，阴极得电子能力：TeO32- >H+>Na+，阴极的电极反应式为TeO32- +4e-+3H2O=Te↓+6OH-，阳极的电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，亚碲酸根离子也可能发生氧化反应，其电极反应式为TeO32--2e-+2OH-= TeO42- +H2O。
26．【答案】（1）；c（H+）过小时，反应Ⅰ的化学反应速率较慢，c（H+）过大时，主要发生反应Ⅲ
（2）（a+b+c）kJ/mol；Mn2+
（3）25L；Fe2+促进H2O2和O3产生·OH，氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉淀
【知识点】氧化还原反应；盖斯定律及其应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）由电解装置图可知阳极表面消耗水，产生氧气，则电极方程式为 ，
故答案为： ；（2）已知①H2O2(aq)+Mn2+(aq)=·OH(aq)+Mn3+(aq)+OH-(aq) H=akJ/mol②H2O2(aq)+ Mn3+(aq) +2OH-(aq)= Mn2+(aq) +·O2-(aq) +2H2O(l) H=bkJ/mol③·OH(aq) +·O2-(aq)=O2(g) +OH-(aq) H=ckJ/mol
由盖斯定律可得，①＋②+③可得所求热化学方程式 ，则△H=（a+b+c）kJ/mol， Mn2+为中间产物反应前后不发生改变为催化剂，
故答案为：（a+b+c）kJ/mol；Mn2+；（3）①弱碱性条件下·OH将H2PO2-氧化成PO43-，反应为： ， l.7g·OH物质的量 ，则参与反应的H2PO2-物质的量为0.025mol，则废水的体积 ，
故答案为：25L；②由图可知添加FeSO4后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是Fe2+促进H2O2和O3产生·OH，氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉淀，
故答案为：Fe2+促进H2O2和O3产生·OH，氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉淀。
【分析】（1）由电解装置图可知阳极表面消耗水，产生氧气，以此写出电极方程式；（2）由盖斯定律可得，①＋②+③可得所求热化学方程式，中间产物Mn2+为催化剂；（3）①弱碱性条件下 OH将H2PO2-氧化成PO43-，反应为： ，以此计算废水的体积；②由图可知添加FeSO4后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是Fe2+促进H2O2和O3产生·OH，氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉淀。
27．【答案】（1）过滤
（2）先加入氨水，可使Ni2+发生反应转化为[Ni(NH3)6]2+，降低溶液中Ni2+的浓度，再加入NaOH时，可减慢Ni(OH)2的沉降速率；加入NaOH后，溶液中存在两个平衡，平衡①：Ni2+(aq)+2OH-(aq) Ni(OH)2(s)，平衡②：Ni2++6NH3 H2O [Ni(NH3)6]2++6H2O；OH-过量，使平衡①正向移动，溶液中Ni2+的浓度减小，促使平衡②逆向移动，从而提高Ni(OH)2的产率。
（3）除去Ni(OH)2表面的水分(或乙醇易挥发，有利于真空干燥；降低Ni(OH)2的溶解度)
（4）ac
（5）H2(或氢气)
（6）过度充电时，由于镉电极Cd(OH)2过量，阴极电极反应为2Cd(OH)2+4e-=2Cd+4OH-，避免生成H2，阳极电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O；O2通过隔膜进入阴极室，与Cd发生反应2Cd+O2+2H2O=2Cd(OH)2，可继续作为阴极反应物，OH-透过隔膜进入阳极室补充消耗的OH-，使反应循环发生
【知识点】常见化学电源的种类及其工作原理；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)从工艺流程图操作a后续使用无水乙醇洗涤滤渣，可逆推分析得知操作a是过滤（2）从题干已知信息已知：Ni2++6NH3 H2O [Ni(NH3)6]2++6H2O可知①制备过程中，需先加氨水可使Ni2+发生反应转化为[Ni(NH3)6]2+，降低溶液中Ni2+的浓度。②再加入NaOH时，可减慢Ni(OH)2的沉降速率。(3)用无水乙醇代替水洗涤滤渣的优点是乙醇易挥发，有利于真空干燥，除去Ni(OH)2表面的水分。降低Ni(OH)2的溶解度。(4)下列对镍镉电池组装和使用的分析正确的是ac
a．密封镍镉电池可以避免空气中二氧化碳与KOH反应生成碳酸钾而变质，a项正确
b．通过Cd+2NiOOH+2H2O 2Ni(OH)2+Cd(OH)2 可以判断电池的电极，放电时Cd是负极，镍电极是正极，b向不正确
c．电池组装后，应先充电，再使用，c项正确(5) Cd(OH)2耗尽后继续充电，水中氢离子放电生成氢气，所以镉电极上生成的物质为H2(6) 过度充电时，由于镉电极Cd(OH)2过量，阴极电极反应为2Cd(OH)2+4e-=2Cd+4OH-，避免生成H2，阳极电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O；O2通过隔膜进入阴极室，与Cd发生反应2Cd+O2+2H2O=2Cd(OH)2，可继续作为阴极反应物，OH-透过隔膜进入阳极室补充消耗的OH-，使反应循环发生。
【分析】（1）根据硫酸镍(NiSO4)为原料制备Ni(OH)2的流程图可知：硫酸镍(NiSO4)加氨水得到[Ni(NH3)6]2+ ，再加过量NaOH得到Ni(OH)2，通过过滤可以得到Ni(OH)2粗产品，再经过洗涤干燥得到Ni(OH)2。（2）通过Cd+2NiOOH+2H2O 2Ni(OH)2+Cd(OH)2 可以判断电池的电极，放电时Cd是负极，镍电极是正极。
28．【答案】铜；Cu－2e－=Cu2＋；2Ag＋＋2e－=2Ag；铜；银；0.05NA(或3.01×1022)
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】③正极：
Ag＋＋e－= Ag
0.05 mol 0.05 mol
转移电子数为0.05NA。
【分析】关于原电池的题目，核心在于判断正负极，掌握正向正、负向负的电荷移动原理，结合核心产物与溶液环境，书写电极反应式，根据电极反应式进行计算。
29．【答案】（1）放热
（2）放出；11；化学能；热能
（3）①②③⑤⑦；④⑥
【知识点】化学反应中能量的转化
【解析】【解答】(1)由题图可知反应物的总能量高于生成物的总能量，故该反应为放热反应。(2)H2(g)＋I2(g)=2HI(g)，断裂1 mol H—H键和1 mol I—I键需要吸收436 kJ＋151 kJ＝587 kJ热量，生成2 mol HI放出2×299 kJ＝598 kJ热量，所以1 mol氢气和1 mol碘反应生成HI放出11 kJ的热量；在化学反应过程中，将化学能转化为热能。(3)应熟悉常见的吸热反应和放热反应：中和反应、燃料的燃烧、有氧参与的氧化还原反应、多数化合反应等属于放热反应；多数分解反应(H2O2分解除外)、二氧化碳通过炽热的碳、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应等属于吸热反应。
【分析】（1）根据图像，生成物的总能量低于反应物的总能量属于放热反应；
（2）根据方程式，结合物质结构，进行计算能量变化；
（3）掌握常见的放热反应与吸热反应，常见的放热反应有酸碱中和反应、金属与酸的反应、饶绍反应，厂家的吸热反应有氢氧化钡与氯化铵的反应，二氧化碳与碳的反应。
30．【答案】（1）2︰9
（2）1.3mol/L
【知识点】氧化还原反应；化学基本反应类型
【解析】【解答】(1)根据题意，发生的反应有：①2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2，②NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2，③2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
NaHCO3与盐酸反应产生CO2，Na2O2与盐酸反应生成O2，因此第一步反应生成的气体为二氧化碳和氧气的混合气体，2.24 L气体的物质的量为 =0.1 mol，即第一步反应生成二氧化碳和氧气共0.1mol。CO2与Na2O2反应将产生O2，因为混合物中NaHCO3的物质的量大于Na2O2，故第两步反应后的剩余气体一定有O2和CO2，2.016 L气体的物质的量为 =0.09 mol，即第二步反应生成二氧化碳和氧气0.09mol，
2Na2O2+ 2CO2=2Na2CO3+O2 △n(g)
0.02mol 0.02mol 0.01mol
n n 0.1mol-0.09mol=0.01mol
n(Na2O2)=0.02mol。
根据方程式①，第一份生成的O2为0.01mol，则CO2为0.1mol-0.01mol=0.09mol，因此碳酸氢钠为0.09mol，原混和物中Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为0.02mol∶0.09mol=2∶9，故答案为：2∶9；(2)
2Na2O2 + 4HCl=4NaCl+2H2O+ O2
0.02mol 0.04mol 0.01mol
NaHCO3 + HCl=NaCl+H2O+ CO2
0.09mol 0.09mol 0.09mol
消耗的HCl为 0.04mol+0.09mol=0.13mol，c(HCl)= =1.3 mol/L，故答案为：1.3 mol/L。
【分析】（1）过氧化钠和盐酸之间发生的反应为氧化还原反应，碳酸氢钠和盐酸发生的反应属于复分解反应；
（2）根据消耗的盐酸的物质的量与体积的比可以计算出盐酸的物质的量浓度。
31．【答案】（1）FeC2O4 2H2O
（2）FeC2O4 2H2O FeO+CO+CO2+2H2O
（3）Fe2O3；2FeO+CO2=Fe2O3+CO
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】根据题意可知有机盐X隔绝空气加热分解得到常见物质A、B、C，A能使澄清石灰水变浑浊，则A中含二氧化碳气体，B能使无水硫酸铜变蓝则B为水蒸气，C可溶于盐酸，所得溶液在无氧条件下雨氢氧化钠反应生成白色沉淀，白色沉淀再空气中迅速变化为红褐色沉淀，则钙沉淀高温分解生成红色固体为氧化铁，C为氧化亚铁，n (FeO)= 2n(Fe2O3) = =0. 2mol，n(H2O) = =0.4mol，n (CO2) =n(CaCO3) = =0.2mol，因为X仅含四种元素，所以n (CO) = =0.2mol，n(Fe)：n(C)：n(O)：n(H)=0.2mol： (0.2+0.2) mol：(0.2mol×2+0.4mol+0.2mol×2+0.2mol)： 0.8mol=1： 2： 6： 4，X的化学式：FeC2O4 2H2O。(1)有机盐 X 的化学式为FeC2O4 2H2O；(2) X 受热分解生成氧化亚铁、一氧化碳、二氧化碳和水，反应的化学方程式为FeC2O4 2H2O FeO+CO+CO2+2H2O；(3)一定条件下，固体 C 为氧化亚铁，与气体 A中的某一成分（为二氧化碳）可能发生某一氧化还原反应生成红棕色Fe2O3固体，此反应可能的化学方程式为2FeO+CO2=Fe2O3+CO。
【分析】（1）根据实验流程图可以逆推出有机盐 X 的化学式；
（2）二水合草酸亚铁晶体受热分解生成氧化亚铁、一氧化碳、二氧化碳和水；
（3）氧化亚铁可能会和二氧化碳发生氧化还原反应，生成红棕色的固体氧化铁和一氧化碳。
32．【答案】（1）加热
（2）KCl；KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O
（3）B；D
（4）I2+ KClO3+ H2O = KH(IO3)2+KCl+Cl2溶液中的氯气会与KOH反应生成次氯酸钾，次氯酸钾具有强氧化性，可以将KIO3氧化成KIO4从而得不到碘酸钾。
（5）产生氯气，污染环境
（6）
（7）4I-+4H++O2=2I2+H2O；加入的KI过量，在酸性条件下，I-会与空气中的氧气反应，生成I2，造成甲的实验结果偏大
【知识点】氧化还原反应；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）将溶解在溶液中的气体排出的一般方法是将溶液加热，原因是气体的溶解度是随着温度上升而减小；第一步反应得到的产品中氯气在“逐 Cl2”时除去； (2) 根据图示，碘酸钾在最后得到，所以过滤时KH(IO3)2应该在滤渣中，所以滤液中主要为KCl；“调 pH”的主要目的是将KH(IO3)2转化为KIO3，所以发生反应的化学方程式为KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O；(3)结晶过滤时工人发现 KH(IO3)2 为悬浮絮状沉淀，可以采用重结晶法或离心分离法得到较纯的KH(IO3)2晶体，
故答案为：BD；（4）反应I2＋KClO3＋H2O=KH(IO3)2＋KCl＋Cl2↑产生的氯气跟KOH反应生成KClO， KClO具有强氧化性，能将KIO3氧化成KIO4从而不能得到碘酸钾。导致操作失败，前功尽弃；(5)KClO3氧化法的最大不足之处在于，生产中会产生氯气，污染环境；(6)设碘酸钾的物质的量为x，根据反应KIO3＋5KI＋3H2SO4=3K2SO4＋3I2＋3H2O；I2＋2S2O32-=2I－＋S4O62-。可得关系式：KIO3~ I2 ~ 6S2O32-，
则KIO3~ I2 ~ 6S2O32-
1 6
x 2.0×10-3mol/L×0.01L
x= = ×10-5mol
根据碘原子守恒知，碘元素的质量= ×10-5mol×127g/mol= ×10-5g，
所以碘元素的质量分数为： ；(7) 4I-+4H++O2=2I2+H2O 加入的KI过量，在酸性条件下，I-会与空气中的氧气反应，生成I2，造成甲的实验结果偏大。
【分析】（1）气体的溶解度随温度的升高而减小；
（2）“调 pH”中发生反应的化学反应产生碘酸钾和水，属于复分解反应；
（3）重结晶是将晶体溶于溶剂或熔融以后，又重新从溶液或熔体中结晶的过程。重结晶可以使不纯净的物质获得纯化，或使混合在一起的盐类彼此分离；
（4）次氯酸钾直接将碘酸钾氧化为高碘酸钾；
（5）氯气属于有毒有害物质，排放到空气后会污染环境，危害人类健康；’
（6）根据氧化还原反应中物质的物质的量比值可以求算出碘元素的含量；
（7）为了减小实验的误差，应该避免干扰操作。
33．【答案】（1）氧化镁的熔点远远高于氯化镁，熔融时耗费更多资源，增加生产成本；氯化铝是共价化合物，熔融态难导电
（2）K =c(K)
（3）工业上用钠制取钾利用的是化学平衡移动原理，从体系中蒸出钾，生成物的浓度减少，化学平衡向正反应方向移动，即向生成钾的方向移动
【知识点】氧化还原反应；氧化还原反应方程式的配平
【解析】【解答】根据表格可知： 氯化镁的熔点低于氧化镁，如果电解氧化镁会浪费大量能源，所以用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁；
故答案为：氧化镁的熔点远远高于氯化镁，熔融时耗费更多资源，增加生产成本。
根据表格可知：氯化铝是共价化合物，熔融态不能提供自由移动的带电微粒，故不导电；
故答案为：氯化铝是共价化合物，熔融态难导电（2）Na(l)+KCl(l) K(g)+NaCl(l)平衡常数表达式是可逆反应达到平衡时，产物浓度计量系数次方的乘积与反应物浓度计量系数次方的乘积之比为平衡常数（纯液体和固体忽略）；
故答案为：K =c(K);（3）根据表中数据可以知道，金属钠与氯化钾的反应时，钾的沸点比钠低，不断地将钾的蒸气分离出去，就能使正反应持续进行；
故答案为：工业上用钠制取钾利用的是化学平衡移动原理，从体系中蒸出钾，生成物的浓度减少，化学平衡向正反应方向移动，即向生成钾的方向移动。
【分析】（1）电解熔融的氯化镁可以得到氯气和镁单质；
（2）化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也不考虑反应物起始浓度大小，最后都达到平衡，这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值是个常数；
（3）根据勒夏特列原理，在可逆反应中，改变某一因素，反应会向减弱这一因素的方向进行。
34．【答案】（1）＋3；NaAlO2、NaOH
（2）将Co3+还原为Co2+；Fe3+
（3）温度升高，H2O2分解速率加快，参与酸浸反应的H2O2的量减少，导致浸出率下降
（4）H2SO4溶液
（5）Co2+＋2HCO =CoCO3↓＋CO2↑＋H2O
（6）2Cl－－2e－=Cl2↑；2NH4HCO3＋2LiOH= Li2CO3↓＋(NH4)2CO3＋2H2O
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】(1)LiCoO2中，Co元素的化合价为+3，铝溶于氢氧化钠溶液成为偏铝酸钠，滤液I的主要成分是NaAlO2、NaOH。(2)已知：氧化性Co3+>H2O2>Fe3+，“酸浸”过程中H2O2所起主要作用是将Co3+还原为Co2+。“调节pH”除去的离子主要有Al3+和Fe3+。(3)温度升高至50℃以上时漫出率下降的原因是温度升高，H2O2分解速率加快，参与酸浸反应的H2O2的量减少，导致浸出率下降。(4)从反萃取产生CoSO4溶液可知反萃取过程加入的酸类试剂X是H2SO4溶液。(5)向CoSO4溶液中加入NH4HCO3溶液，发生反应的离子方程式为Co2+＋2HCO =CoCO3↓＋CO2↑＋H2O。(6) ①电解槽中阳极的电极反应式是2Cl－－2e－=Cl2↑。②向LiOH溶液中加入稍过量的NH4HCO3溶液时，发生反应的化学方程式为 2NH4HCO3＋2LiOH= Li2CO3↓＋(NH4)2CO3＋2H2O。
答案为：（1）＋3；NaAlO2、NaOH； （2）将Co3+还原为Co2+、Fe3+；（3）温度升高，H2O2分解速率加快，参与酸浸反应的H2O2的量减少，导致浸出率下降； （4）H2SO4溶液；（5）Co2+＋2HCO 3 - =CoCO3↓＋CO2↑＋H2O； （6）2Cl－－2e－=Cl2↑、2NH4HCO3＋2LiOH= Li2CO3↓＋(NH4)2CO3＋2H2O。
【分析】本题主要考查对于回收钴、锂实验方法的评价。
35．【答案】（1）
（2）ad
（3）2∶3
（4）Cr2O72-＋H2O 2CrO42-＋2H+；BaCrO4
（5）铁；Cr2O72-＋6Fe2+＋14H+＝2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O
【知识点】氧化还原反应；氧化还原反应方程式的配平
【解析】【解答】本题以处理含Cr2O72-的工业废水的流程为载体，考查氧化还原反应的基本概念和有关计算，外界条件对化学平衡的影响，电解原理。
（1）N2H4中只存在共价键，电子式为 。
（2）根据流程加入N2H4，Cr2O72-被还原成Cr3+，N2H4在反应中作还原剂，能替代N2H4的物质具有还原性，FeSO4溶液、Na2SO3溶液具有还原性，可替代N2H4；浓HNO3溶液、酸性KMnO4溶液具有强氧化性，不能替代N2H4；
故答案为：ad。
（3）N2H4转化为无污染的物质，N2H4被氧化成N2，N2H4作还原剂，N元素的化合价由-2价升至0价；Cr2O72-被还原成Cr3+，Cr2O72-作氧化剂，Cr元素的化合价由+6价降至+3价；根据得失电子守恒，4n（N2H4）=6n（Cr2O72-），n（Cr2O72-）：n（N2H4）=2：3，即氧化剂与还原剂物质的量之比为2：3。
（4）①Cr2O72-和CrO42-之间的转化平衡用离子方程式表示为Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+。
②先加入一定量的NaOH溶液，OH-消耗H+，平衡“Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+”正向移动，CrO42-浓度增大，则加入沉淀剂BaCl2溶液，生成的沉淀为BaCrO4。
（5）①根据题意通过电解制得还原剂，铁为活性电极，石墨为惰性电极，则Fe作阳极，Fe失电子生成还原剂Fe2+，装置中b电极为阳极，则b电极的材料是铁。②电解时阳极电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，Cr2O72-被还原成Cr3+，则Fe2+被氧化成Fe3+，反应可写成Fe2++Cr2O72-→Fe3++Cr3+，根据得失电子守恒配平为6Fe2++Cr2O72-→6Fe3++2Cr3+，结合废水呈酸性和原子守恒，写出离子方程式为6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。
故正确答案为：（1），（2）ad，（3）2∶3，（4）Cr2O72-＋H2O 2CrO42-＋2H+，BaCrO4，（5）铁，Cr2O72-＋6Fe2+＋14H+＝2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O。
【分析】注意电子式的检查，最外层电子数是否全部表示出来。氧化还原反应的方程式配平根据电子守恒，即化合价的升降来进行配平。
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