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周测13　电解原理　金属的腐蚀与防护
(时间：60分钟　分值：100分)
一、选择题(本题共13小题，每小题6分，共78分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．若要在铁钉上镀铜，下列设计正确的是(　　)
选项 接电源正极 接电源负极 电解质溶液
A Cu Fe CuSO4溶液
B Cu Fe FeSO4溶液
C Fe Cu CuSO4溶液
D Fe Cu FeSO4溶液
2．如图所示，将锌棒和铜棒插入稀硫酸中。下列说法正确的是(　　)
A．甲装置中锌棒作负极，发生氧化反应，乙装置中锌棒作阴极，发生还原反应
B．甲装置中电子由锌棒经导线流向铜棒
C．乙装置中电解质溶液中的氢离子流向锌棒
D．甲、乙两个装置的反应原理不同
3．(2022·海南，9)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如下。
下列有关说法正确的是(　　)
A．在b电极上，N2被还原
B．金属Ag可作为a电极的材料
C．改变工作电源电压，反应速率不变
D．电解过程中，固体氧化物电解质中O2－不断减少
4．(2023·重庆高二月考)氯碱工业的原理示意图如图。下列说法正确的是(　　)
A．M为负极
B．通电使氯化钠发生电离
C．出口c收集的物质是氯气
D．通电一段时间后，阴极区pH降低
5．金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍(已知：氧化性：Fe2＋A．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni
6．(2022·广东，11)为检验牺牲阳极法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3% NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是(　　)
A．加入AgNO3溶液产生沉淀
B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C．加入KSCN溶液无红色出现
D．加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成
7．如图表示的是钢铁在海水中的锈蚀过程，有关金属的腐蚀和防护说法正确的是(　　)
A．铁主要发生的是析氢腐蚀，酸性条件下发生的是吸氧腐蚀
B．正极为C，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．可在轮船上焊金属锌对铁加以保护，此法为外加电流法
D．镀锌白铁的保护层破损，金属铁很快就会被腐蚀
8．(2024·安徽滁州定远育才学校高二检测)工业上采用电化学法对煤进行脱硫处理，减少硫排放。脱硫原理：将Mn2＋氧化成Mn3＋，Mn3＋再将煤中的含硫物质(主要是FeS2)氧化为Fe3＋和SO，FeS2＋15Mn3＋＋8H2O===Fe3＋＋15Mn2＋＋2SO＋16H＋。模拟装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．电极a为负极
B．石墨1上的反应式为Mn3＋＋e－===Mn2＋
C．电子流向：a→b，b→石墨2
D．电路上转移1.5 mol电子理论上处理12.0 g FeS2
9．“84”消毒液(主要成分为NaClO)广泛应用于杀菌消毒。某化学学习小组用甲烷燃料电池电解饱和食盐水制备“84”消毒液，装置如图所示，a、b、c、d均为惰性电极，下列说法正确的是(　　)
A．c是阳极
B．甲烷发生的电极反应为CH4－8e－＋8OH－===CO2＋6H2O
C．消耗2.24 L(标准状况)甲烷，K＋通过阳离子交换膜向左室移动0.8 mol
D．电解装置中的总反应为NaCl＋H2ONaClO＋H2↑
10.将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿出现棕色铁锈环(b)，如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．铁片腐蚀过程发生的总反应为4Fe＋6H2O＋3O2===4Fe(OH)3
B．液滴之下氧气含量少，铁片作负极，发生还原反应：Fe－2e－===Fe2＋
C．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．铁片腐蚀最严重区域不是生锈最多的区域
11．(2023·威海高二质检)电解液来源丰富、成本低廉的新型酸碱混合锌铁液流电池的示意图如图，下列说法错误的是(　　)
A．放电时，电流由B经导线流向A
B．放电时，负极反应式为Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－
C．离子交换膜a为阳离子交换膜
D．充电时，每转移2 mol电子，参与反应的铁元素质量为56 g
12．(2022·全国乙卷，12)Li O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来，科学家研究了一种光照充电Li O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动阴极反应(Li＋＋e－===Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是(　　)
A．充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li＋O2
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D．放电时，正极发生反应：O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2
13．(2022·山东，13改编)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2(s)转化为Co2＋，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是(　　)
A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大
B．装置工作一段时间后，乙室应补充水
C．乙室电极反应式为LiCoO2＋2H2O＋e－===Li＋＋Co2＋＋4OH－
D．若甲室Co2＋减少200 mg，乙室Co2＋增加300 mg，则此时已进行过溶液转移
二、非选择题(本题共2小题，共22分)
14．(10分)电能是一种清洁的二次能源，是用途最广泛的能源之一。一氧化氮 空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。如图所示，某同学设计用该电池探究将雾霾中的SO2、NO转化为(NH4)2SO4的原理和粗铜的精炼原理。
(1)(3分)燃料电池放电过程中正极的电极反应式为________________________。
(2)乙装置中物质A是________(填化学式)。
(3)丙装置中粗铜含有锌、银等杂质，工作一段时间后，CuSO4溶液的浓度将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)(3分)若甲装置有3.36 L(标准状况下)O2参加反应，则丙装置中析出铜的质量为________g。
15．(12分)目前，液流电池是电化学储能领域的一个研究热点，优点是储能容量大、使用寿命长，一种简单钒液流电池的电解液存储在储液罐中，放电时的结构及工作原理如图：
回答下列问题：
(1)放电时，导线中电流方向为________(填“从A到B”或“从B到A”，下同)，质子通过质子交换膜的方向为________。
(2)用该电池作为电源电解饱和食盐水，电解反应的总化学方程式为____________________；若欲利用电解所得产物制取含149 kg NaClO的消毒液用于环境消毒，理论上电解过程中至少需通过________mol电子。
(3)若将该电池电极连接电源充电，则A极连接电源的________极，发生的电极反应为______________________。
周测13　电解原理　金属的腐蚀与防护
(时间：60分钟　分值：100分)
一、选择题(本题共13小题，每小题6分，共78分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．若要在铁钉上镀铜，下列设计正确的是(　　)
选项 接电源正极 接电源负极 电解质溶液
A Cu Fe CuSO4溶液
B Cu Fe FeSO4溶液
C Fe Cu CuSO4溶液
D Fe Cu FeSO4溶液
答案　A
解析　要在铁钉上镀铜，则Cu与电源正极相连，为阳极，阴极为铁，接电源负极，电解质溶液应为含铜离子的盐溶液，故A正确。
2．如图所示，将锌棒和铜棒插入稀硫酸中。下列说法正确的是(　　)
A．甲装置中锌棒作负极，发生氧化反应，乙装置中锌棒作阴极，发生还原反应
B．甲装置中电子由锌棒经导线流向铜棒
C．乙装置中电解质溶液中的氢离子流向锌棒
D．甲、乙两个装置的反应原理不同
答案　B
解析　甲装置是原电池，锌棒作负极，失去电子被氧化，乙装置是电解池，锌棒与电源的正极相连，作阳极发生氧化反应，A项错误；甲装置中锌棒作负极失去电子，电子经过导线流向铜棒，B项正确；乙装置中，电解质溶液中的氢离子向阴极铜棒移动，C项错误；甲、乙两装置中对应的氧化还原反应均为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，反应原理相同，D项错误。
3．(2022·海南，9)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如下。
下列有关说法正确的是(　　)
A．在b电极上，N2被还原
B．金属Ag可作为a电极的材料
C．改变工作电源电压，反应速率不变
D．电解过程中，固体氧化物电解质中O2－不断减少
答案　A
解析　由装置示意图可知，b电极上N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b电极为阴极，电极反应式为N2＋3H2O＋6e－===2NH3＋3O2－，a为阳极，电极反应式为2O2－－4e－===O2，据此分析解答。由分析可得，在b电极上，N2被还原，A正确；a电极为阳极，若金属Ag作a电极的电极材料，则金属Ag优先失去电子，B错误；改变工作电源的电压，导致电流大小改变，反应速率也会改变，C错误；电解过程中，阴极电极反应式为N2＋3H2O＋6e－===2NH3＋3O2－，阳极电极反应式为2O2－－4e－===O2，因此固体氧化物电解质中O2－不会减少，D错误。
4．(2023·重庆高二月考)氯碱工业的原理示意图如图。下列说法正确的是(　　)
A．M为负极
B．通电使氯化钠发生电离
C．出口c收集的物质是氯气
D．通电一段时间后，阴极区pH降低
答案　C
解析　A错，饱和食盐水从a口进入，在出口变为稀食盐水，则可以推出Cl－在左侧电极放电，则该电极为阳极，所以M为电源的正极；B错，氯化钠在水的作用下发生电离，不需要通电；C对，Cl－在左侧放电，所以在出口c收集的物质是Cl2；D错，右侧电极为阴极，该处产生OH－，则通电一段时间后，OH－浓度增大，pH增大。
5．金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍(已知：氧化性：Fe2＋A．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni
答案　A
解析　粗镍作阳极，含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，Cu和Pt不失电子，沉降在电解槽底部形成阳极泥，电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt，A正确；电解过程中，阳极失电子的有Fe、Zn、Ni，阴极析出的是Ni，依据得失电子守恒，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等，B错误；电解后，溶液中存在的金属阳离子有Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋，C错误；阳极发生氧化反应，其电极反应式为Ni－2e－===Ni2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Zn－2e－===Zn2＋，D错误。
6．(2022·广东，11)为检验牺牲阳极法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3% NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是(　　)
A．加入AgNO3溶液产生沉淀
B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C．加入KSCN溶液无红色出现
D．加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成
答案　D
解析　将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，锌作原电池的负极，铁作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶液反应产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成。氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不符合题意；淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质生成，故B不符合题意；KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述过程中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合题意；K3[Fe(CN)6]溶液是用于检测Fe2＋的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K3[Fe(CN)6]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D符合题意。
7．如图表示的是钢铁在海水中的锈蚀过程，有关金属的腐蚀和防护说法正确的是(　　)
A．铁主要发生的是析氢腐蚀，酸性条件下发生的是吸氧腐蚀
B．正极为C，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．可在轮船上焊金属锌对铁加以保护，此法为外加电流法
D．镀锌白铁的保护层破损，金属铁很快就会被腐蚀
答案　B
解析　根据题图可知，正极上生成OH－而使溶液呈弱碱性，所以是在碱性条件下发生吸氧腐蚀，故A错误；Fe、C和海水构成原电池，Fe易失电子作负极，C作正极，根据题图知，氧气在C上得电子生成OH－，则正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故B正确；Zn、Fe和海水构成原电池，Zn易失电子作负极，Fe作正极而被保护，该方法中没有外加电源，所以不属于外加电流法，属于牺牲阳极法，故C错误；镀锌白铁的保护层破损时，Zn失电子作负极，Fe作正极，从而保护Fe不被腐蚀，故D错误。
8．(2024·安徽滁州定远育才学校高二检测)工业上采用电化学法对煤进行脱硫处理，减少硫排放。脱硫原理：将Mn2＋氧化成Mn3＋，Mn3＋再将煤中的含硫物质(主要是FeS2)氧化为Fe3＋和SO，FeS2＋15Mn3＋＋8H2O===Fe3＋＋15Mn2＋＋2SO＋16H＋。模拟装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．电极a为负极
B．石墨1上的反应式为Mn3＋＋e－===Mn2＋
C．电子流向：a→b，b→石墨2
D．电路上转移1.5 mol电子理论上处理12.0 g FeS2
答案　D
解析　分析可知，电极a为正极，石墨1为电解池的阳极，Mn2＋在阳极上失去电子发生氧化反应生成Mn3＋，电极反应式为Mn2＋－e－===Mn3＋，故A、B错误；电子由电源的负极b流向电解池的阴极石墨2，由电解池阳极石墨1流向电源正极a，电池内电路和电解池电解质溶液中无电子流动，故C错误；由图可知1 mol FeS2被氧化为Fe3＋和SO时，失去(1＋7×2) mol＝15 mol电子，则电路上转移1.5 mol电子理论上处理FeS2的质量为0.1 mol×120 g·mol－1＝12.0 g，故D正确。
9．“84”消毒液(主要成分为NaClO)广泛应用于杀菌消毒。某化学学习小组用甲烷燃料电池电解饱和食盐水制备“84”消毒液，装置如图所示，a、b、c、d均为惰性电极，下列说法正确的是(　　)
A．c是阳极
B．甲烷发生的电极反应为CH4－8e－＋8OH－===CO2＋6H2O
C．消耗2.24 L(标准状况)甲烷，K＋通过阳离子交换膜向左室移动0.8 mol
D．电解装置中的总反应为NaCl＋H2ONaClO＋H2↑
答案　D
解析　a、b、c、d均为惰性电极，用甲烷燃料电池电解饱和食盐水时，在阳极生成Cl2，在阴极生成H2和NaOH，为保证Cl2与NaOH充分反应制备NaClO，则d电极为阳极，生成Cl2，c电极为阴极；a电极与c电极相连，则a为甲烷燃料电池的负极，b为甲烷燃料电池的正极。A错，c为阴极；B错，甲烷燃料电池中所用电解质溶液为KOH溶液，甲烷发生的电极反应式为CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O；C错，a为甲烷燃料电池的负极，b为甲烷燃料电池的正极，原电池中阳离子向正极移动，则K＋通过阳离子交换膜向右室移动；D对，电解装置中发生的反应为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑、Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，则电解装置中的总反应为NaCl＋H2ONaClO＋H2↑。
10.将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿出现棕色铁锈环(b)，如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．铁片腐蚀过程发生的总反应为4Fe＋6H2O＋3O2===4Fe(OH)3
B．液滴之下氧气含量少，铁片作负极，发生还原反应：Fe－2e－===Fe2＋
C．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．铁片腐蚀最严重区域不是生锈最多的区域
答案　B
解析　铁片发生吸氧腐蚀，腐蚀过程发生的总反应为4Fe＋6H2O＋3O2===4Fe(OH)3，A正确；铁片作负极，发生氧化反应，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，B错误；O2在液滴边缘发生还原反应，作正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确；铁片腐蚀最严重区域不是生锈最多的区域，而是液滴中心区，D正确。
11．(2023·威海高二质检)电解液来源丰富、成本低廉的新型酸碱混合锌铁液流电池的示意图如图，下列说法错误的是(　　)
A．放电时，电流由B经导线流向A
B．放电时，负极反应式为Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－
C．离子交换膜a为阳离子交换膜
D．充电时，每转移2 mol电子，参与反应的铁元素质量为56 g
答案　D
解析　放电时，A为负极，其电极反应为Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－，B为正极，电路中电流由正极流向负极，即电流由B经导线流向A，A、B正确；在原电池中，阳离子向正极移动，则钠离子可以通过交换膜a，C正确；充电时，阳极反应式为Fe2＋－e－===Fe3＋，每转移2 mol电子，参与反应的铁元素质量为112 g，D错误。
12．(2022·全国乙卷，12)Li O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来，科学家研究了一种光照充电Li O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动阴极反应(Li＋＋e－===Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是(　　)
A．充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li＋O2
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D．放电时，正极发生反应：O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2
答案　C
解析　充电时为电解池，由题目信息知，光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应(Li＋＋e－===Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)，则充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li＋O2，因此，充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，A、B正确；放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li＋从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误。
13．(2022·山东，13改编)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2(s)转化为Co2＋，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是(　　)
A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大
B．装置工作一段时间后，乙室应补充水
C．乙室电极反应式为LiCoO2＋2H2O＋e－===Li＋＋Co2＋＋4OH－
D．若甲室Co2＋减少200 mg，乙室Co2＋增加300 mg，则此时已进行过溶液转移
答案　D
解析　左侧为电解池，乙酸盐溶液所在电极的电极反应为CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋，装置工作时，H＋通过阳膜向甲室移动，甲室溶液pH减小，A错误；乙室电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH－，乙室电极反应式为LiCoO2＋e－＋4H＋===Li＋＋Co2＋＋2H2O，且消耗H＋，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B、C错误；若甲室Co2＋减少200 mg，转移电子的物质的量为n(e－)＝×2≈0.006 8 mol，乙室Co2＋增加300 mg，转移电子的物质的量为n(e－)＝×1≈0.005 1 mol，说明此时已进行过溶液转移，D正确。
二、非选择题(本题共2小题，共22分)
14．(10分)电能是一种清洁的二次能源，是用途最广泛的能源之一。一氧化氮 空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。如图所示，某同学设计用该电池探究将雾霾中的SO2、NO转化为(NH4)2SO4的原理和粗铜的精炼原理。
(1)(3分)燃料电池放电过程中正极的电极反应式为________________________。
(2)乙装置中物质A是________(填化学式)。
(3)丙装置中粗铜含有锌、银等杂质，工作一段时间后，CuSO4溶液的浓度将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)(3分)若甲装置有3.36 L(标准状况下)O2参加反应，则丙装置中析出铜的质量为________g。
答案　(1)O2＋4e－＋4H＋===2H2O　(2)H2SO4　(3)减小　(4)19.2
解析　甲装置为原电池，通入氧气的电极为原电池正极，氧气得到电子生成水，电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，通入NO的电极为原电池负极，NO转化为HNO3，电极反应为NO－3e－＋2H2O===NO＋4H＋。乙池为电解池，左边石墨为阳极，电极反应式为SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋，右边石墨为电解池阴极，电极反应式为NO＋5e－＋6H＋===NH＋H2O，粗铜为电解池阳极，精铜为电解池阴极。(2)根据反应5SO2＋2NO＋8H2O(NH4)2SO4＋4H2SO4可知，产物中除有(NH4)2SO4外还有H2SO4生成，故乙装置中物质A是H2SO4。(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，则阳极上不仅铜失去电子，还有锌也会失电子变为金属阳离子进入溶液，杂质银在阳极底部形成阳极泥，阴极上只有Cu2＋得到电子变为单质Cu析出。根据转移电子数相等可知，阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜，故丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将减小。(4)若在标准状况下，甲装置有3.36 L O2参加反应，其物质的量n(O2)＝＝＝0.15 mol,1 mol O2反应转移4 mol电子，则根据同一闭合回路中电子转移数目相等可知丙装置中阴极上析出铜的物质的量n(Cu)＝＝0.3 mol，其质量m(Cu)＝0.3 mol×64 g·mol－1＝19.2 g。
15．(12分)目前，液流电池是电化学储能领域的一个研究热点，优点是储能容量大、使用寿命长，一种简单钒液流电池的电解液存储在储液罐中，放电时的结构及工作原理如图：
回答下列问题：
(1)放电时，导线中电流方向为________(填“从A到B”或“从B到A”，下同)，质子通过质子交换膜的方向为________。
(2)用该电池作为电源电解饱和食盐水，电解反应的总化学方程式为____________________；若欲利用电解所得产物制取含149 kg NaClO的消毒液用于环境消毒，理论上电解过程中至少需通过________mol电子。
(3)若将该电池电极连接电源充电，则A极连接电源的________极，发生的电极反应为______________________。
答案　(1)从A到B　从B到A　(2)2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑　4×103　(3)正　VO2＋－e－＋H2O===VO＋2H＋
解析　题图为钒液流电池放电时的工作原理，由题图可知，A极上VO转化为VO2＋，V元素化合价降低，得电子，被还原，则A极为正极，电极反应为VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O，B极为负极，V2＋失电子，被氧化，电极反应为V2＋－e－===V3＋。
(1)原电池中阳离子向正极移动，则质子通过质子交换膜的方向为从B到A。(2)149 kg NaClO的物质的量为＝2 000 mol，根据反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O可知，消耗氯气的物质的量为2 000 mol，电解时，阳极电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，则理论上电解过程中至少需通过2 000 mol×2＝4×103 mol电子。(3)若将该电池电极连接电源充电，该装置为电解装置，则A极由正极变为阳极，连接电源的正极，发生的电极反应为正极时电极反应的逆过程，则电极反应为VO2＋－e－＋H2O===VO＋2H＋。

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