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2024年秋季学期人教A版（2019）高二年级期末教学质量检测
化学
本试卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项:
1.请将符合题意的答案填入答题卷相应空格中.
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．下列说法正确的是
A．一定条件下，将和置于密闭容器中充分反应生成放出热量，其热化学方程式为
B．在同温同压下 ； ，则
C．根据 ，可知氢气的燃烧热为
D．已知 ，则稀醋酸与稀溶液反应生成水，放出热量
2．某小组利用50mL 0.50盐酸和50mL 0.55 NaOH溶液测定中和反应的H，装置如图所示。
下列叙述正确的是
A．可用铜制搅拌器代替玻璃搅拌器
B．搅拌时上下移动玻璃搅拌器
C．盐酸倒入内筒时有少量溅出不影响实验结果
D．计算中和反应的反应热时，应根据NaOH的量计算
3．新农村建设大力推进养殖场利用沼气作为清洁能源，沼气的主要成分是，已知： ； 。下列判断正确的是
A．
B．的燃烧热为
C．以上两反应均满足反应物总能量高于生成物总能量
D．
4． 。当反应达到平衡时，下列措施：①升温、②恒容通入惰性气体、③增加浓度、④减压、⑤增加的浓度、⑥恒压通入惰性气体，能提高转化率的是
A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥
5．下图是工业合成氨反应中铁触媒作为催化剂的催化历程，下列说法正确的是
已知：① ；
② ；
③ 。
A．
B．反应①逆反应的活化能为
C．键能关系：
D．相同条件下，反应的③速率最慢
6．已知 ，的平衡转化率随温度、压强(改变体积)的变化如图所示，下列说法正确的是
A． B．X和Y分别代表压强和温度
C．平衡常数： D．b点的浓度与c点的浓度相等
7．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A．反应达平衡后，对容器进行压缩，气体颜色变深
B．开启啤酒瓶后马上泛起大量泡沫
C．将CO中毒者送入高压氧舱治疗
D．实验室用排饱和食盐水来收集氯气
8．时，下列说法不正确的是
A．水电离出的氢离子浓度为的溶液不一定呈中性
B．相同温度下，向的氨水中加入等体积的NaOH溶液，pH将变大
C．的溶液和的NaOH溶液等体积混合后溶液呈酸性
D．取的某酸HA10mL，加水稀释至100mL后，b-a<1该酸可能是强酸
9．下列说法正确的是
A．配制硫酸亚铁溶液，常向其中加入一定量铁粉和稀硫酸
B．在中和热的测定实验中，需要将盐酸缓缓加入到氢氧化钠溶液中，使其充分反应
C．石蕊变色范围是5~8，因此可以作为酸碱中和滴定时的指示剂
D．比较不同条件下与反应速率的快慢，可通过测定收集等体积气体所需时间来实现
10．25°时，水的离子积，若温度T时水的离子积常数为，则下列叙述正确的是
A．
B．时，向纯水中加入HCl气体，水的电离被抑制，水的离子积将变小
C．任何温度，任何水溶液中水电离出的与水电离出的一定相等
D．温度T时，的盐酸中由水电离出的浓度是
11．时，向浓度为的溶液中加入NaOH固体调节pH(忽略温度和溶液体积变化)，溶液中与pH的关系如图所示：
下列有关说法正确的是
A．时
B．时
C．的电离平衡常数约为
D．W点所代表的溶液中
12．关于如图所示的原电池，下列说法正确的是
A．盐桥中的阳离子向硫酸铜溶液中迁移
B．可以用铜导线替代图中的盐桥
C．铜电极发生氧化反应，其电极反应是
D．取出盐桥后，电流表仍会偏转，锌电极在反应后质量减少
13．我国有着丰富的海风资源，在海水中建立风电设备，防腐蚀是一个突出问题。下列说法正确的是
A．钢铁发生吸氧腐蚀时负极发生的反应为
B．可将钢铁构件与电源负极连接减缓腐蚀发生
C．海水中发生化学腐蚀的速率大于电化学腐蚀速率
D．钢铁构件表面的镀铜破损后依然会保护内部钢铁不被腐蚀
14．M、N、P、E四种金属，已知：①；②M、P用导线连接放入溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应式分别为，。则这四种金属的还原性的强弱顺序是
A． B．
C． D．
15．如图是甲醇燃料电池的结构示意图，电池反应为，下列说法正确的是
A．左电极为电池的正极，a处通入的物质是甲醇
B．右电极为电池的负极，b处通入的物质是空气
C．负极反应为
D．正极反应为
二、非选择题:本題共5小题,共55分。
二、填空题
16．回答下列问题。
(1)用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。
①CaSO4(s)＋CO(g) CaS(s)＋CO2(g) ΔH1=-47.3 kJ·mol-1
②CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋CO2(g)＋SO2(g) ΔH2=＋210.5 kJ·mol-1
③CO(g)C(s)＋CO2(g) ΔH3=-86.2 kJ·mol-1
反应2CaSO4(s)＋7CO(g)CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)的ΔH= (用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。
(2)已知：
甲醇脱水反应 2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH1=-23.9 kJ·mol-1
甲醇制烯烃反应 2CH3OH(g)=C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH2=-29.1 kJ·mol-1
乙醇异构化反应C2H5OH(g)=CH3OCH3(g) ΔH3=＋50.7 kJ·mol-1
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)＋H2O(g)=C2H5OH(g)的ΔH= kJ·mol-1。
17．丙烷是一种重要的化工原料，工业上常用丙烷制备丙烯。
化学反应为C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)△H。在25℃、101kPa条件下，几种物质的燃烧热如表所示：
物质 C3H8(g) C3H6(g) H2(g)
燃烧热/(kJ/mol) -2219.9 -2049 -286
(1)△H= kJ/mol。
(2)该反应正向自发进行的条件为 (填“高温”“低温”或“任何温度”)。
(3)某温度下，在某刚性密闭容器中充入一定量的C3H8(g)，发生上述反应，回答下列问题。
①下列说法可以判断该反应达到平衡状态的是 。
A．C3H6的浓度与H2的浓度之比为1：1
B．C3H8在混合气体中的体积分数不再改变
C．容器中压强不再改变
D．气体密度不再随时间改变
②达到化学平衡状态后，欲同时增大化学反应速率和丙烷的平衡转化率，可采取的措施为 (填标号)。
A．增大丙烷的浓度 B．加入高效催化剂
C．升高温度 D．及时分离出丙烯
③平衡时容器中总压为akPa，丙烷的转化率为x，则该反应的平衡常数Kp为 kPa(用含x的式子表示，用分压计算的平衡常数为Kp，分压=总压×物质的量分数)。
18．已知：25℃时，相关酸的电离平衡常数如下表所示：
酸
电离常数(K)
请回答下列问题：
(1)25℃时，溶液的，则由水电离产生的 。
(2)向溶液中加蒸馏水稀释到1L后，下列说法不正确的是 (填序号)。
a．的电离程度增大 b．增大
c．减小 d．减小
(3)①比较表中四种酸的酸性强弱 (由强到弱排序)；
②“84消毒液”中滴加白醋，可增强溶液的漂白性，原因： (用离子方程式解释)。
(4)相同条件下，取等体积、等的、和三种碱溶液，分别滴加等浓度的盐酸将它们恰好中和，用去酸的体积分别为、、，则三者的大小关系为 。
(5)某温度下，，将的溶液和的溶液混合均匀，测得溶液的，则 。
19．载人航天工程对科学研究及太空资源开发具有重要意义。
(1)氢氧燃料电池(构造示意图如图)单位质量输出电能较高，反应生成的水可作为航天员的饮用水，氧气可以作为备用氧源供给航天员呼吸。由此判断X极为电池的 极，向 (填“正”或“负”)极作定向移动，Y极的电极反应式为 。
(2)“神舟”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。
①飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将 能转化为 能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。其工作原理为，充电时，阳极的电极反应式为 ；当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，此时负极附近溶液的碱性 (填“增大”“减小”或“不变”)。
②紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为，其负极的电极反应式为 。
20．现有如下图所示装置，所有电极均为Pt，请按要求回答下列问题：
(1)甲装置是 (填“原电池”或“电解池”)，甲池中a极的电极反应式 ，乙池中c极的电极反应式 。
(2)通电5min后，电路中通过0.2mol电子，乙中共收集2.24L气体(标准状况)，溶液体积为200mL，则通电前溶液的物质的量浓度为 (设电解前后溶液体积无变化)，若加入一种物质即可使乙装置溶液恢复到电解前的状态，则加入的物质是 (填选项)，其物质的量为 。
A．Cu B．NaOH C． D．CuO
(3)现用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾，其中M、N为离子交换膜，只允许某些离子通过，则N为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B C B C C A B A C
题号 11 12 13 14 15
答案 D A B A C
1．B
2．B
3．C
4．B
5．C
6．C
7．A
8．B
9．A
10．C
11．D
12．A
13．B
14．A
15．C
16．(1)4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3
(2)-45.5
17．(1)+115.1
(2)高温
(3) BC C
18．(1)
(2)bd
(3)
(4)
(5)
19．(1) 负 负
(2) 太阳 电 减小
20．(1) 原电池
(2) 0.25mol/L C 0.05mol
(3)阳
1．B
【详解】A．是可逆反应，和没有完全反应，A项错误；
B．的能量比高，反应生成时，前者放出的热量多，反应热为负值，故，B项正确；
C．燃烧热是指物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，C项错误；
D．稀强酸与稀强碱反应生成水和可溶性盐，放出热量为，稀醋酸为弱酸，电离时要吸热，反应放出热量小于，D项错误；
答案选B。
2．B
【详解】A．铜具有良好的导热性，若用铜制搅拌器会导致热量损失，故A错误；
B．搅拌可加快酸和碱混合反应，使用玻璃搅拌器搅拌时不能旋转搅拌，应上下移动搅拌，故B正确；
C．盐酸倒入内筒时有少量溅出，导致反应物损失，则放出的热量会减少，所测中和热偏大，故C错误；
D．用50mL 0.50盐酸和50mL 0.55NaOH溶液反应，NaOH过量，HCl完全反应，选择HCl的量进行计算，故D错误；
故选：B。
3．C
【详解】A．甲烷的燃烧属于放热反应，，放热越多，值越小，生成液态水比生成气态水放出的热量多，则值越小，所以，A错误；
B．燃烧热指的是101kPa时，1mol 纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，碳元素的指定产物为，氢元素的指定产物为，故甲烷的燃烧热为，B错误；
C．甲烷的燃烧属于放热反应，不管是生成气态水或液态水，反应物的总能量都高于生成物的总能量，C正确；
D．根据题目热化学方程式可知，为第二个反应第一个反应以后再除以2得到的，得到焓变，D错误；
故答案为：C。
4．B
【详解】根据反应特点可知，该反应是正向气体体积减小的吸热反应。
①升温，平衡向正向移动，转化率提高；
②恒容通入惰性气体，平衡不移动，转化率不变；
③增加浓度，平衡逆向移动，转化率降低；
④减压，平衡正向移动，转化率提高；
⑤增加的浓度，平衡正向移动，但转化率降低；
⑥恒压通入惰性气体，相当于减小压强，平衡正向移动，转化率提高；
故转化率提高的是①④⑥，答案选B。
5．C
【详解】A．由图可知，ΔH2=E1－E2，A错误；
B．由图可知，反应①为总反应，其逆反应的活化能为E′，B错误；
C．由图可知，反应①ΔH1<0，ΔH1=反应物总键能－生成物总键能，所以键能关系 ，C正确；
D．由图可知，反应③的活化能最小，所以相同条件下反应③的速率最快，D错误；
故选C。
6．C
【详解】A．该反应是气体分子数减小的反应，压强增大，平衡正向移动，二氧化氮的平衡转化率增大，可知X表示温度，Y表示压强，且加压时二氧化氮的平衡转化率增大，则，A错误；
B．该反应是气体分子数减小的反应，压强增大，平衡正向移动，二氧化氮的平衡转化率增大，和图示不符合，则X表示温度，Y表示压强，B错误；
C．由选项B分析X表示温度，该反应为放热反应，则升温平衡逆向移动，平衡常数减小，温度相同时，K相同，则，C正确；
D．由图可知b，c两点的平衡转化率相等，但起始浓度不确定，因此无法判断两点的浓度大小，D错误；
故选：C。
7．A
【详解】A．反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)是反应前后气体体积不变的反应。当反应达平衡后，对容器进行压缩，容器的容积减小，气体物质浓度增大，混合气体颜色变深，但化学平衡没有发生移动，因此不能用勒夏特列原理解释，A符合题意；
B．啤酒中存在平衡H2CO3CO2(g)+ H2O，开启啤酒瓶后，压强减小，平衡正向移动，二氧化碳逸出，可以用勒夏特列原理解释，故B不符合题意；
C．煤气中毒病人血液中的化学平衡CO+HbO2O2+HbCO，CO中毒的病人置于高压氧舱，增大氧气浓度，会使平衡逆向移动，让一氧化碳失去和血红蛋白结合的机会，能用勒夏特列原理解释，故C不符合题意；
D．氯化钠在溶液中完全电离，所以饱和食盐水中含有大量的氯离子，氯气和水反应存在平衡Cl2+H2OHClO+H++Cl-，相当于氯气溶于水的反应中增加了大量的生成物氯离子，根据勒夏特列原理，平衡向逆反应方向移动，氯气溶解量减小，所以可以勒夏特列原理解释，故D不符合题意；
故选A。
8．B
【详解】A．若溶液中存在的两种溶质均为酸性或碱性，其中一种对水的电离起到促进作用，另一种起到抑制作用，且两种作用相等，则此溶液中水电离出的氢离子浓度也可以为。如硫酸和硫酸铵混合溶液显酸性，硫酸抑制水的电离，硫酸铵促进水的电离，若促进和抑制程度相同，则该溶液中水电离出的氢离子浓度为，所以水电离出的氢离子浓度为的溶液不一定呈中性，A正确；
B．相同温度下，向的氨水中加入等体积的NaOH溶液，溶液中氢氧根离子浓度不变，pH将不变，B错误；
C．的溶液中电离出的H+浓度为0.01mol/L和的NaOH溶液OH-浓度为0.01mol/L，但醋酸为弱电解质部分电离，故醋酸浓度大于氢氧化钠，等体积混合后溶液为醋酸和醋酸钠混合溶液，且醋酸浓度大于醋酸钠浓度，醋酸电离程度大于醋酸钠水解程度，故溶液呈酸性，C正确；
D．HA溶液若为极稀的强酸，例如10-6mol/L的盐酸溶液，稀释10倍后，此时不能忽略水的电离，最终溶液的略小于7，故的某酸HA10mL，加水稀释至100mL后，b-a<1该酸可能是强酸，D正确；
故选B。
9．A
【详解】A．配制硫酸亚铁溶液，加入铁粉是为了防止亚铁离子被氧化，加入稀硫酸是为了抑制硫酸亚铁水解，A正确；
B．在中和热的测定实验中，需要将盐酸一次性快速加到氢氧化钠溶液中，减少热量损失，B错误；
C．石蕊变色不明显不易观察，不能做酸碱中和滴定时的指示剂，C错误；
D．测定气体体积需要要同温同压下，题中未注明，D错误；
故选A。
10．C
【详解】A．水的电离为吸热过程，温度升高促进水的电离，KW增大，>，则，故A错误；
B．只受温度影响，温度不变则不变，故B错误；
C．水的电离：；由电离方程式可知水电离出的与水电离出的始终相等，故C正确；
D．温度T时，的盐酸中，溶液中的氢氧根离子完全来自水的电离=，水电离出的浓度是，故D错误；
故选：C。
11．D
【分析】加入NaOH，pH上升且浓度变大，浓度降低，故图像中上升的实线为，下降的虚线为，据此解答。
【详解】A．由图像可知，时，小于，A错误；
B．由电荷守恒c，则，又由元素守恒，故，时，，所以，B错误；
C．W点时，，的电离平衡常数，C错误；
D．由电荷守恒，W点又有，可知W点所代表的溶液中，D正确；
故选D。
12．A
【分析】原电池中，较活泼金属作负极，Zn作负极，失去电子，发生氧化反应，Cu作正极，得到电子，发生还原反应，负极电极反应为：，正极电极反应为：，电子从负极沿导线流向正极，盐桥中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，由此分析回答。
【详解】A．盐桥中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以盐桥中的阳离子向硫酸铜溶液中迁移，A正确；
B．盐桥中是离子导体，采用离子导体联通2个半电池构成闭合回路，铜是金属导体，不能用铜导线替代图中的盐桥，B错误；
C．作正极，发生还原反应，其电极反应是，C错误；
D．取出盐桥后，不是闭合回路，没有电流产生，电流表不会偏转，D错误；
故选A。
13．B
【详解】A．钢铁发生吸氧腐蚀时负极发生的反应为Fe-2e-=Fe2+，A错误；
B．将钢铁部件与电源负极连接作阴极，属于外加电流法，可以减缓腐蚀发生，B正确；
C．发生电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀速率，C错误；
D．铜镀层破损后，Cu、Fe和海水构成原电池，Fe失电子作负极，Fe加速被腐蚀，D错误；
故选：B。
14．A
【详解】金属的活动性越强，其还原性越强，由①可知，金属活动性：；M、P用导线连接放入溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属活动性：；由③可知，N作原电池的负极，故金属活动性：，综上所述，金属的还原性：；
故选A。
15．C
【分析】根据电子移动方向可知，该装置左侧为负极，燃料甲醇在a通入发生氧化反应，右侧为正极，氧气在b处发生还原反应。
【详解】A．根据分析可知，左电极为电池的负极，a处通入的物质是甲醇，A错误；
B．根据分析可知，右电极为电池的正极，b处通入的物质是空气，B错误；
C．左电极为电池的负极，燃料甲醇在a通入发生氧化反应：，C正确；
D．右侧为正极，氧气在b处发生还原反应：，D错误；
答案选C。
16．(1)4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3
(2)-45.5
【详解】（1）根据盖斯定律，由①×4＋②＋③×2可得目标热化学方程式2CaSO4(s)＋7CO(g)CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)，故有ΔH=4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3；
（2）2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH1=-23.9 kJ·mol-1 ①
2CH3OH(g)=C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH2=-29.1 kJ·mol-1 ②
C2H5OH(g)=CH3OCH3(g) ΔH3=＋50.7 kJ·mol-1 ③
根据盖斯定律，由①-②-③得C2H4(g)＋H2O(g)=C2H5OH(g) ΔH=-23.9 kJ·mol-1+29.1 kJ·mol-1-50.7 kJ·mol-1=-45.5 kJ·mol-1。
17．(1)+115.1
(2)高温
(3) BC C
【详解】（1）由表可知：
①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H1=-2219.9kJ/mol
②C3H6(g)+O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) △H2=-2049kJ/mol
③H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H3=-286kJ/mol
由盖斯定律，①-②-③得C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) △H=△H1-△H2-△H3=+115.1kJ/mol；
（2）该反应△H=+115.1kJ/mol>0，为吸热反应，反应后气体物质的量增加，△S>0，△G=△H-T△S<0反应自发，则高温会正向自发进行；
（3）①A．C3H6的浓度与H2的浓度之比为1∶1，不能说明正逆反应速率相等，不能判断反应是否平衡；
B．C3H8在混合气体中的体积分数不再改变，则平衡不再移动，反应达到平衡；
C．反应气体分子数改变的反应，容器中压强不再改变，则平衡不再移动，反应达到平衡；
D．容器体积和气体质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡；
故选BC；
②A．反应为气体分子数增大的反应，增大丙烷的浓度，则相当于增大压强，会导致平衡逆向移动，丙烷的平衡转化率减小，错误；
B．加入高效催化剂，加快反应速率，不改变平衡移动，错误；
C．反应为吸热反应，升高温度，反应速率加快，且导致平衡正向移动，正确；
D．及时分离出丙烯，物质浓度减小，反应速率减小，错误；
故选C；
③假设丙烷投料为1mol，则：
总的物质的量为1+x，平衡时容器中总压为a kPa，则该反应的平衡常数
。
18．(1)
(2)bd
(3)
(4)
(5)
【详解】（1）25℃时，溶液的，即溶液中=10-3mol/L，根据水的离子积常数Kw=c(H+) c(OH-)，则由水电离产生的；
（2）a．加水促进弱电解质的电离，故的电离程度增大，a正确；
b．加水稀释减小，b错误；
c．加水稀释促进醋酸电离，但醋酸电离增大程度小于溶液体积增大程度，溶液酸性减弱，减小，c正确； 　　　　　　
d．，温度不变Ka不变，减小，则比值增大，d错误；
故答案选bd；
（3）①结合表中数据分析，Ka(HNO2)＞Ka(CH3COOH) ＞Ka(HClO)＞Ka(HCN)，对于一元弱酸，电离常数越大的电离程度越大，其酸性越强，则酸性：；
②“84消毒液”中滴加白醋，可增强溶液的漂白性，原因是NaClO和醋酸反应生成HClO，次氯酸起到漂白作用，反应的离子方程式为：；
（4）相同条件下，取等体积、等pH的pH的Ba(OH)2、NaOH和NH3 H2O三种碱溶液，溶质的物质的量关系为2n[Ba(OH)2]=n(NaOH)＜n(NH3﹒H2O)，则分别滴加等浓度的盐酸将它们恰好中和，用去酸的体积分别为V1、V2、V3，则三者的大小关系为V1=V2＜V3；
（5）pH=4的HCl溶液中c(H+)=10-4mol/L，某温度下，，pH=9的Ba(OH)2溶液中，将的溶液和的溶液混合均匀，测得溶液的，溶液显碱性，可得，则9:1。
19．(1) 负 负
(2) 太阳 电 减小
【详解】（1）根据电子流向可知，X极为电池的负极，原电池中阴离子向负极移动，则向负极作定向移动，Y极是正极，氧气得到电子，电极反应为；
（2）①太阳能电池帆板将太阳能转化为电能。镉镍蓄电池充电时相当于是电解池，阳极失去电子，其电极反应为；镉镍蓄电池供电时相当于是原电池，失去电子结合氢氧根离子生成，负极反应为Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2，因此负极附近溶液的碱性减小；
②应急电池放电时其正极是Ag2O，电极反应为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-，负极是，其电极反应为。
20．(1) 原电池
(2) 0.25mol/L C 0.05mol
(3)阳
【分析】由图可知，甲装置为燃料电池，通入甲醇的电极a为燃料电池的负极，碱性条件下甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极b为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水；乙、丙装置为电解池，乙装置中c电极和丙装置中的左侧电极为阳极，d电极和右侧电极为阴极；
【详解】（1）由分析可知，甲装置为燃料电池，通入甲醇的电极a为燃料电池的负极，碱性条件下甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为，乙池为电解池，c极为阳极，水电离出氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式；
（2）乙装置为电解池，c电极为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子和氧气，电路中通过0.2mol电子时，标准状况下阳极生成氧气的体积为0.2mol××22.4L/mol=1.12L＜2.24L，则铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜后，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成标准状况下1.12L氢气，由得失电子数目守恒可知，通电前硫酸铜溶液的浓度为=0.25mol/L，则由铜原子和氢原子个数守恒可知，加入0.05mol氢氧化铜固体可使乙装置溶液恢复到电解前的状态，故选C；
（3）由分析可知，丙装置为电解池，左侧电极为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子和氧气，右侧电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子和氢气，则利用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾时，硫酸钾溶液中钾离子通过阳离子交换膜N加入阴极室。
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