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阶段重点练（一）
一、化学反应的热效应
1.生产水煤气的反应C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）的能量变化如图，下列说法正确的是（　　）
A.该反应过程中既有能量的吸收又有能量的释放
B.C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）　ΔH＝－（b－a）kJ·mol－1
C.容器内充入1 mol CO、1 mol H2后充分反应，放出（b－a）kJ的热量
D.加入催化剂可以减小（b－a）的值，从而提高反应速率
2.已知101 kPa、25 ℃下，葡萄糖的摩尔燃烧焓ΔH＝－2 804 kJ·mol－1。图中能正确表示反应：6CO2（g）＋6H2O（g）C6H12O6（s）＋6O2（g）的能量变化曲线是（　　）
A.曲线1　　　　　　　B.曲线2
C.曲线3 D.曲线4
3.下列选项正确的是（　　）
A.图①可表示反应Fe2O3（s）＋3C（s）2Fe（s）＋3CO（g）　ΔH＝＋492.7 kJ·mol－1的能量变化
B.图②中ΔH表示碳的摩尔燃烧焓
C.实验的环境温度为20 ℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，测得混合液最高温度随V（H2SO4）的变化如图③所示（已知V1＋V2＝60 mL）
D.已知稳定性：B＞A＞C，某反应由两步构成A→B→C，反应过程中的能量变化曲线如图④所示
4.CO2与H2反应合成HCOOH是实现“碳中和”的有效途径之一，其相关的转化过程及能量变化如图所示。则ΔH为（　　）
A.－31.4 kJ·mol－1 B.－113.8 kJ·mol－1
C.＋83.8 kJ·mol－1 D.＋113.8 kJ·mol－1
二、化学能转化为电能——原电池
5.锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（　　）
A.铜电极上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后，甲池的c（S）减小
C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D.阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
6.某高能电池以磷酸溶液作为电解质溶液，利用乙烯直接氧化法制乙酸，其总反应式为C2H4＋O2CH3COOH。某兴趣小组将该反应设计成如图所示的燃料电池，下列有关说法正确的是（　　）
A.在电池工作过程中，溶液中的P向正极移动
B.电子移动方向：电极a→磷酸溶液→电极b
C.当电路中通过0.04 mol电子时，参加反应的C2H4为224 mL
D.负极的电极反应式为C2H4－4e－＋2H2OCH3COOH＋4H＋
7.我国科学家发明的水溶液锂电池为电动汽车发展扫除了障碍，装置原理如图所示，其中固体薄膜只允许Li＋通过。锂离子电池的总反应为xLi＋Li1－xMn2O4LiMn2O4。下列有关说法错误的是（　　）
A.该电池的缺点是存在副反应2Li＋2H2O2LiOH＋H2↑
B.放电时，正极反应为Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－LiMn2O4
C.充电时，电极b为阳极，发生氧化反应
D.放电时，Li＋穿过固体薄膜进入水溶液电解质中
8.如图所示原电池工作时，右池中Y2转化为Y3＋，下列叙述正确的是（　　）
A.左池发生的电极反应为X4＋＋2e－X2＋
B.每消耗1 mol Y2，转移3 mol电子
C.左池中阴离子数目增加
D.左、右两池的阴、阳离子能通过盐桥转移
三、电能转化为化学能——电解
9.电解CuSO4溶液时，若要达到以下三个要求：①阳极质量减少；②阴极质量增加；③电解液中c（Cu2＋）不变，则可选用的电极是（　　）
A.纯铜作阳极，含Zn、Ag的Cu合金作阴极
B.含Zn、Ag的Cu合金作阳极，纯铜作阴极
C.纯铁作阳极，纯铜作阴极
D.石墨作阳极，惰性电极（Pt）作阴极
10.某同学设计了一种电解法制取Fe（OH）2的实验装置（如图）。通电后，溶液中产生白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是（　　）
A.电源中a为负极，b为正极
B.电解池中的电解液不可以是NaCl溶液
C.B电极发生的反应：2H＋＋2e－H2↑
D.A、B两端都必须使用铁作电极
11.下列实验装置能达到实验目的的是（　　）
A.电解饱和食盐水并检验气体 B.构成铜锌原电池
C.电解精炼铜 D.铁片镀银
12.利用太阳能光伏电池电解水获得H2，工作示意图如图。下列分析不正确的是（　　）
A.控制开关连接K1，电极1发生反应：2H2O＋2e－H2↑＋2OH－
B.控制开关连接K2，电极3附近溶液的c（OH－）减小
C.通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2
D.电极3的主要作用是通过NiOOH和Ni（OH）2相互转化实现电子转移
13.H2S是一种剧毒气体，如图为质子膜H2S燃料电池的示意图，可对H2S废气资源化利用。下列说法错误的是（　　）
A.a是负极，电池工作时，电子的流动方向是：电极a→负载→电极b→质子膜→电极a
B.电池工作时，若有32 g S2生成，会消耗标准状况下的O2 11.2 L
C.电极b上发生的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋2H2O
D.电路中通过4 mol电子时，有4 mol H＋经质子膜进入正极区
14.（2025·福建福州高二质检）LiOH是生产航空航天润滑剂的原料。清华大学首创三室膜电解法制备氢氧化锂，其模拟装置如图所示。下列有关说法正确的是（　　）
A.膜1为阳离子交换膜
B.a极为电源负极
C.每转移2 mol电子，理论上生成24 g LiOH
D.X极的电极反应式为2H2O－4e－4H＋＋O2↑
15.某反应由两步反应ABC构成，反应过程中的能量变化曲线如图（E1、E3表示两反应的活化能）。下列有关叙述正确的是（　　）
A.两步反应均为放热反应
B.整个反应的ΔH＝E1－E2＋E3－E4
C.加入催化剂可以改变反应的焓变
D.三种物质所含能量由高到低依次为：A、B、C
16.科学家设计微生物原电池，用于处理废水（酸性）中的有机物及脱除硝态氮，该装置示意图如图。有关该微生物电池说法正确的是（　　）
A.电子由m极转移到n极
B.H＋可通过质子交换膜移向右侧极室
C.m电极反应为2N＋6H2O＋10e－N2↑＋12OH－
D.每生成1 mol CO2转移e－的物质的量为4 mol
17.羟基自由基（·OH）具有强氧化性，可用于处理废水中的还原性污染物。利用电化学方法可产生羟基自由基，其原理如图所示。下列说法正确的是（　　）
A.电子移动方向为a→Y→X→b
B.甲池中离子交换膜为质子交换膜
C.Y电极上得到H2O2的反应为O2－2e－＋2H＋H2O2
D.当乙池中产生1 mol羟基自由基（·OH）时，甲池中理论上至少消耗标准状况下8.96 L CH4
18.最近，科学家研发了一种“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列说法正确的是（　　）
A.左边吸附层中发生了还原反应
B.电池的总反应为H＋＋OH－H2O
C.正极的电极反应为O2＋4e－＋4H＋2H2O
D.电解质溶液中Na＋向左移动，Cl向右移动
19.如图是一套电解装置，两U形管中均盛有50.0 mL电解质溶液，a、b、c、d为Pt电极，通电一段时间后，d电极上析出金属Ag 2.16 g，没有气体产生，同时在b、c两电极收集到标准状况下相同体积的气体。请回答：
（1）c电极为　　　　极，写出c电极上的电极反应：　　　　　　　　　　　　，c电极收集到的气体体积在标准状况下为　　　　　　L。
（2）b电极为　　　极，写出b电极上的电极反应，开始时是　　　　　　　，后来是　　　　　　　。
（3）原CuCl2溶液中溶质的物质的量浓度为　　　　　　mol·L－1。
20.（1）用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液一段时间后，若要恢复到电解前的浓度，须向所得的溶液中加入0.2 mol Cu（OH）2。此电解过程中两个电极共放出气体为　　　　 mol，若要恢复到电解前的浓度，还可加入0.2 mol　　　和0.2 mol H2O。
（2）用Na2CO3熔融盐作电解质，CO、O2为原料组成的新型电池示意图如图：
为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环。该电池负极电极反应为　　　　　　　　　　　　　。
（3）用该电池电解200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液，其装置如乙图。理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示（体积为标准状况下的体积）。
①写出在t1后，石墨电极上的电极反应：　　　　　　　　　　　　　；
原NaCl溶液物质的量浓度为　　　　 mol·L－1（假设溶液体积不变）。
②当向上述甲装置中通入标准状况下的氧气336 mL 时，理论上在铁电极上可析出铜的质量为　　　　g。
阶段重点练（一）
1.A　该反应过程中断裂旧的化学键吸收能量，形成新的化学键放出能量，因此该过程中既有能量的吸收又有能量的释放，A项正确；该反应的反应物总能量低于反应产物总能量，是吸热反应，根据图中信息得到C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）　ΔH＝＋（b－a）kJ·mol－1，B项错误；容器内充入1 mol CO、1 mol H2后充分反应，由于该反应是可逆反应，反应物不能完全转化，因此放出的热量小于（b－a）kJ，C项错误；加入催化剂不影响反应热，即不能减小（b－a）的值，D项错误。
2.B　葡萄糖的摩尔燃烧焓ΔH＝－2 804 kJ·mol－1。图中能正确表示反应：6CO2（g）＋6H2O（g）C6H12O6（s）＋6O2（g） 的反应为吸热反应，该反应吸收的热量小于2 804 kJ，故为曲线2。
3.C　图中反应物总能量高于产物总能量，为放热反应，反应Fe2O3（s）＋3C（s）2Fe（s）＋3CO（g）　ΔH＝＋492.7 kJ·mol－1为吸热反应，与图示不符，A错误；C的摩尔燃烧焓是指1 mol C完全燃烧生成CO2（g）时的焓变，且反应物的总能量高于产物的总能量，B错误；H2SO4、NaOH溶液的物质的量浓度相等，当二者体积比为1∶2时，二者恰好完全反应，放出的热量最多，混合液温度最高，此时H2SO4溶液为20 mL，NaOH溶液的体积为40 mL，C正确；已知稳定性：B＞A＞C， 根据物质的能量越低越稳定可知，物质的能量：B＜A＜C，故A→B为放热反应，B→C为吸热反应，A→C为吸热反应，与图示不符，D错误。
4.A　由图可知，①H2（g）＋O2（g）H2O（g）　ΔH1＝－241.8 kJ·mol－1；②CO2（g）CO（g）＋O2（g）　ΔH2＝＋283.0 kJ·mol－1，ΔH1＋ΔH2＝ΔH＋72.6 kJ·mol－1，ΔH＝（－241.8＋283.0－72.6）kJ·mol－1＝－31.4 kJ·mol－1。
5.C　A项，Cu作正极，电极上发生还原反应，错误；B项，电池工作过程中，S不参加电极反应，故甲池中c（S）基本不变，错误；C项，电池工作时，甲池反应为Zn－2e－Zn2＋，乙池反应为Cu2＋＋2e－Cu，甲池中的Zn2＋会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中的电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64 g Cu析出，就有65 g Zn2＋进入乙池，乙池溶液总质量略有增加，正确；D项，由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，错误。
6.D　根据原电池总反应式CH2CH2＋O2CH3COOH可知，通入O2的b电极为正极，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋2H2O，通入CH2CH2的a电极为负极，电极反应式为CH2CH2－4e－＋2H2OCH3COOH＋4H＋，原电池工作时，电子由负极a电极经过负载流向正极b电极，阳离子移向正极b、阴离子移向负极a。原电池工作时，阴离子P移向负极a电极，即溶液中的P向负极移动，A项错误；原电池工作时，电子由负极a电极经过负载流向正极b电极，不能经过电解质溶液，B项错误；气体的状态未知，C项错误；通入CH2CH2的a电极为负极，电极反应式为CH2CH2－4e－＋2H2OCH3COOH＋4H＋，D项正确。
7.A　锂和水不接触，不存在锂和水的反应，A错误；放电时，正极发生还原反应，Li1－xMn2O4得到电子，反应为Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－LiMn2O4，B正确；b为原电池的正极，充电时连接电源正极，为电解池的阳极，发生氧化反应，C正确；原电池工作时阳离子向正极移动，则放电时，Li＋穿过固体薄膜进入水溶液电解质中，D正确。
8.C　右池中Y2转化为Y3＋，发生还原反应，说明右池中的石墨为原电池的正极，则左池发生失电子的氧化反应，由溶液呈电中性可知，盐桥中的阴离子移向左池，左池中阴离子数目增加，A项错误，C项正确；每消耗1 mol Y2，转移6 mol电子，B项错误；盐桥不能转移左、右两池中的离子，D项错误。
9.A　题目中的三个要求符合电镀铜原理，只要选择纯铜作阳极，就可使阳极质量减少，阴极质量增加，电解液中c（Cu2＋）不变。
10.C　因为生成的氢气将装置中原有氧气带出，且氢气的密度小于水，所以氢气从B端阴极析出，A电极则是铁作阳极失去电子生成亚铁离子，所以a为正极，b为负极，A错误；因为阳极是铁，活泼电极作阳极时，阳极材料铁失去电子生成亚铁离子，阴极上氢离子放电，同时破坏水的电离平衡，产生氢氧根离子，所以能生成氢氧化亚铁白色沉淀，则电解液选用NaCl溶液不影响实验，B错误；阳极应该用铁电极，阴极可以是铁也可以是其他惰性电极，阴极上氢离子得到电子生成氢气，C正确，D错误。
11.B　铁棒做阴极，阴极上放电的是氢离子，而不是氯离子，所以阴极上得不到氯气，淀粉碘化钾溶液不会变蓝，A错误；锌做负极，铜做正极，发生的自发氧化还原反应为Zn＋Cu2＋Zn2＋＋Cu，符合构成原电池的条件，B正确；电解精炼铜时，粗铜做阳极，精铜做阴极，C错误；铁做阳极，铁自身放电，消耗铁电极，无法镀银，D错误。
12.B　当控制开关连接K1，电极1连接电源的负极，作阴极，溶液中的H2O得到电子，电极反应为2H2O＋2e－H2↑＋2OH－，A正确；当控制开关连接K2，电极3作阴极，NiOOH转化为Ni（OH）2，电极反应为NiOOH＋e－＋H2ONi（OH）2＋OH－，电极附近产生OH－，c（OH－）增大，B错误；当控制开关连接K1时，电极1处H2O得到电子得到H2，当控制开关连接K2时，电极2处OH－失去电子得到O2，因此通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2，C正确；当控制开关连接K1，Ni（OH）2转化为NiOOH；当控制开关连接K2，NiOOH转化为Ni（OH）2。电极3处NiOOH和Ni（OH）2相互转化实现了电子转移，D正确。
13.A　该燃料电池中，电极a为负极，电极b为正极，电子由负极a经过导线流向正极b，但不能进入溶液中，即电子不经过质子膜，A项错误；H2S燃料电池的总反应为2H2S＋O2S2＋2H2O，若有32 g S2生成即物质的量为＝0.5 mol，会消耗0.5 mol O2，标准状况下O2的体积为0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L，B项正确；电极b为正极，正极上O2发生得电子的还原反应生成水，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋2H2O，C项正确；正极反应为O2＋4H＋＋4e－2H2O，所以当电路中通过4 mol电子时，有4 mol H＋经质子膜进入正极区，D项正确。
14.D　该电解池实质是电解水，X极导出的是浓硫酸，则X极应为水电离出的OH－放电，则X极为阳极，阳极反应式为2H2O－4e－4H＋＋O2↑，气体1为O2。Y极导出的浓LiOH，则Y极是水电离出的氢离子放电生成H2，则Y为电解池的阴极，气体2为H2，阴极电极反应式为2H2O＋2e－2OH－＋H2↑。X极为阳极，导出的是硫酸，则S向阳极移动，膜1为阴离子交换膜，Y极为阴极，导出的LiOH，则Li＋向阴极移动，膜2为阳离子交换膜，A项错误；X极为阳极，所以a极为正极，b极为负极，B项错误；Y极为阴极，电极反应式：2H2O＋2e－2OH－＋H2↑，每转移2 mol电子，理论上有2 mol Li＋向Y极迁移形成2 mol LiOH，其质量是48 g，C项错误；X极上水电离产生的OH－失去电子发生氧化反应产生O2，电极反应式为2H2O－4e－4H＋＋O2↑，D项正确。
15.B　A→B的反应为吸热反应，B→C的反应为放热反应，A错误；整个反应中ΔH＝E1－E2＋E3－E4，B正确；加入催化剂，只改变反应的活化能，不改变反应热，也不影响反应的焓变，C错误；物质的总能量越低，越稳定，所以三种化合物的稳定性顺序：B＜A＜C，D错误。
16.D　该原电池中电极m上硝酸根离子转化为氮气发生还原反应，所以电极m为正极，电极n为负极。原电池中电子由负极经外电路流向正极，即由n极转移到m极，A错误；阳离子向正极移动，即H＋可通过质子交换膜移向左侧极室，B错误；左边装置中电极m是正极，电极反应为2N＋10e－＋12H＋N2↑＋6H2O，C错误；电极n上C6H12O6转化为CO2，C元素化合价由0价变为＋4价，所以每生成1 mol CO2转移e－的物质的量为4 mol，D正确。
17.B　根据电极上的反应可知，甲池为燃料电池，通入燃料CH4的a电极为负极，通入氧气的b电极为正极，乙池为电解池，X电极为阳极，Y电极为阴极。串联装置中，电子由原电池负极流向电解池阴极，即a→Y，由电解池阳极流向原电池正极，即X→b，电子不能在电解质溶液中移动，A错误；甲池中，a电极电极反应为CH4－8e－＋2H2OCO2＋8H＋，b电极电极反应为2O2＋8e－＋8H＋4H2O，根据平衡电荷需要，应让H＋从左向右移动，所以离子交换膜为质子交换膜，B正确；据图可知O2在Y电极上得电子生成H2O2，电解质溶液呈酸性，可得Y电极上生成H2O2的电极反应式为O2＋2e－＋2H＋H2O2，C错误；乙池中生成羟基自由基的反应为Fe2＋＋H2O2＋H＋Fe3＋＋·OH＋H2O，所以产生1 mol羟基自由基时，消耗1 mol Fe2＋和1 mol H2O2，根据电极反应可知转移3 mol电子，甲池中理论上至少消耗标准状况下8.4 L CH4，D错误。
18.B　左边为负极，发生氧化反应，A项错误；氢气在负极上发生氧化反应，电解质中有强碱，故负极的电极反应为H2－2e－＋2OH－2H2O，H＋在正极发生还原反应，电极反应为2H＋＋2e－H2↑，电池总反应为H＋＋OH－H2O，B项正确；H＋在正极发生还原反应，电极反应为2H＋＋2e－H2↑，C项错误；电解质溶液中Na＋向右边的正极移动，Cl向左边的负极移动，D项错误。
19.（1）阳　2H2O－4e－4H＋＋O2↑
0.112　（2）阴　Cu2＋＋2e－Cu　2H2O＋2e－H2↑＋2OH－　（3）0.10
解析：（1）连接电源负极的电极作阴极，连接电源正极的电极作阳极，则c电极作阳极，阴离子在阳极失去电子，放电能力：OH－＞N，则OH－先失去电子，电极反应为2H2O－4e－4H＋＋O2↑，d电极作阴极，其电极反应为Ag＋＋e－Ag，析出金属银单质2.16 g，整个电路转移电子的物质的量为0.02 mol，故产生氧气的物质的量为×0.02 mol＝0.005 mol，其在标准状况下的体积V（O2）＝0.005 mol×22.4 L·mol－1＝0.112 L。（2）b电极作阴极，阳离子在阴极上放电，Cu2＋先得到电子，其电极反应：Cu2＋＋2e－Cu，根据题目信息，此电极有气体产生，应是H＋得到电子，其电极反应：2H2O＋2e－H2↑＋2OH－。（3）b、c两电极产生气体体积相等，即产生氢气的物质的量为0.005 mol，需得到电子0.01 mol，但整个电路共通过0.02 mol电子，推得n（Cu2＋）＝ mol＝0.005 mol，故c（CuCl2）＝ mol·L－1＝0.10 mol·L－1。
20.（1）0.4　CuCO3或CuO
（2）2CO－4e－＋2C4CO2
（3）①2H2O－4e－4H＋＋O2↑　0.1　②1.28
解析：（1）若要恢复到电解前的浓度，须向所得的溶液中加入0.2 mol Cu（OH）2，则根据元素守恒可知电解时产生0.2 mol Cu、0.2 mol H2、0.2 mol O2，所以共产生0.4 mol 气体；加入0.2 mol H2O后，则还差0.2 mol Cu和0.2 mol O，所以还可以再加入0.2 mol CuCO3（可以与电离产生的氢离子反应生成0.2 mol CO2）或CuO。
（2）该电池的原料为CO、O2，则总反应为2CO＋O22CO2，通入CO的一极为负极，CO被氧化结合碳酸根离子生成CO2，电极反应为2CO－4e－＋2C4CO2，气体A为CO2，通入O2的一极为正极，O2发生还原反应生成C。
（3）石墨电极与原电池的正极相连，为阳极，铁电极与原电池的负极相连，为阴极；电解NaCl与CuSO4的混合溶液时，开始时阳极反应为2Cl－－2e－Cl2↑，氯离子反应完后电极反应为4OH－－4e－O2↑＋2H2O，开始时阴极反应为Cu2＋＋2e－Cu，铜离子反应完后电极反应为2H＋＋2e－H2↑，所以曲线Ⅱ为阳极气体，O～t1段为氯气，t1～t3段为氧气；曲线Ⅰ为阴极气体，O～t2段阴极生成Cu，t2～t3段为氢气。
①根据上述分析t1后，石墨电极上的电极反应为2H2O－4e－4H＋＋O2↑；阳极产生的氯气在标准状况下体积为224 mL，物质的量为＝0.01 mol，根据元素守恒可知溶液中含有0.02 mol NaCl，浓度为＝0.1 mol·L－1。
②标准状况下336 mL氧气的物质的量为＝0.015 mol，则转移0.06 mol电子；而据图可知阴极上生成Cu时，阳极产生224 mL氯气和112 mL 氧气，转移的电子为×2＋×4＝0.04 mol，所以转移0.06 mol电子时铜离子已经完全反应，产生的铜为＝0.02 mol，质量为0.02 mol×64 g·mol－1＝1.28 g。
7 / 7(共46张PPT)
阶段重点练（一）
一、化学反应的热效应
1. 生产水煤气的反应C（s）＋H2O（g） CO（g）＋H2（g）的能量变化如图，下列说法正确的是（　　）
A. 该反应过程中既有能量的吸收又有能量的释放
C. 容器内充入1 mol CO、1 mol H2后充分反应，放出（b－a）kJ的热量
D. 加入催化剂可以减小（b－a）的值，从而提高反应速率
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√
解析：　该反应过程中断裂旧的化学键吸收能量，形成新的化学键放出
能量，因此该过程中既有能量的吸收又有能量的释放，A项正确；该反应
的反应物总能量低于反应产物总能量，是吸热反应，根据图中信息得到C
（s）＋H2O（g） CO（g）＋H2（g）　ΔH＝＋（b－a）kJ·mol－1，B
项错误；容器内充入1 mol CO、1 mol H2后充分反应，由于该反应是可逆
反应，反应物不能完全转化，因此放出的热量小于（b－a）kJ，C项错
误；加入催化剂不影响反应热，即不能减小（b－a）的值，D项错误。
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2. 已知101 kPa、25 ℃下，葡萄糖的摩尔燃烧焓ΔH＝－2 804 kJ·mol－1。
图中能正确表示反应：6CO2（g）＋6H2O（g） C6H12O6（s）＋6O2
（g）的能量变化曲线是（　　）
A. 曲线1 B. 曲线2
C. 曲线3 D. 曲线4
√
解析：葡萄糖的摩尔燃烧焓ΔH＝－2 804 kJ·mol－1。图中能正确表示反应：6CO2（g）＋6H2O（g） C6H12O6（s）＋6O2（g） 的反应为吸热反应，该反应吸收的热量小于2 804 kJ，故为曲线2。
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3. 下列选项正确的是（　　）
B. 图②中ΔH表示碳的摩尔燃烧焓
C. 实验的环境温度为20 ℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的
H2SO4、NaOH溶液混合，测得混合液最高温度随V（H2SO4）的变化如
图③所示（已知V1＋V2＝60 mL）
D. 已知稳定性：B＞A＞C，某反应由两步构成A→B→C，反应过程中的
能量变化曲线如图④所示
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解析：　图中反应物总能量高于产物总能量，为放热反应，反应Fe2O3
（s）＋3C（s） 2Fe（s）＋3CO（g）　ΔH＝＋492.7 kJ·mol－1为吸
热反应，与图示不符，A错误；C的摩尔燃烧焓是指1 mol C完全燃烧生成
CO2（g）时的焓变，且反应物的总能量高于产物的总能量，B错误；
H2SO4、NaOH溶液的物质的量浓度相等，当二者体积比为1∶2时，二者恰
好完全反应，放出的热量最多，混合液温度最高，此时H2SO4溶液为20
mL，NaOH溶液的体积为40 mL，C正确；已知稳定性：B＞A＞C， 根据
物质的能量越低越稳定可知，物质的能量：B＜A＜C，故A→B为放热反
应，B→C为吸热反应，A→C为吸热反应，与图示不符，D错误。
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4. CO2与H2反应合成HCOOH是实现“碳中和”的有效途径之一，其相关
的转化过程及能量变化如图所示。则ΔH为（　　）
A. －31.4 kJ·mol－1 B. －113.8 kJ·mol－1
C. ＋83.8 kJ·mol－1 D. ＋113.8 kJ·mol－1
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解析：　由图可知，①H2（g）＋ O2（g） H2O（g）　ΔH1＝－
241.8 kJ·mol－1；②CO2（g） CO（g）＋ O2（g）　ΔH2＝＋283.0
kJ·mol－1，ΔH1＋ΔH2＝ΔH＋72.6 kJ·mol－1，ΔH＝（－241.8＋283.0－
72.6）kJ·mol－1＝－31.4 kJ·mol－1。
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二、化学能转化为电能——原电池
5. 锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通
过，下列有关叙述正确的是（　　）
A. 铜电极上发生氧化反应
C. 电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D. 阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，
保持溶液中电荷平衡
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解析：　A项，Cu作正极，电极上发生还原反应，错误；B项，电池工作
过程中，S 不参加电极反应，故甲池中c（S ）基本不变，错误；C
项，电池工作时，甲池反应为Zn－2e－ Zn2＋，乙池反应为Cu2＋＋2e－
Cu，甲池中的Zn2＋会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中的电
荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64 g Cu析出，就有65 g Zn2＋进入
乙池，乙池溶液总质量略有增加，正确；D项，由题干信息可知，阴离子
不能通过阳离子交换膜，错误。
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6. 某高能电池以磷酸溶液作为电解质溶液，利用乙烯直接氧化法制乙酸，其总反应式为C2H4＋O2 CH3COOH。某兴趣小组将该反应设计成如图所示的燃料电池，下列有关说法正确的是（　　）
B. 电子移动方向：电极a→磷酸溶液→电极b
C. 当电路中通过0.04 mol电子时，参加反应的C2H4为224 mL
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解析：　根据原电池总反应式CH2 CH2＋O2 CH3COOH可知，通
入O2的b电极为正极，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋ 2H2O，通入
CH2 CH2的a电极为负极，电极反应式为CH2 CH2－4e－＋
2H2O CH3COOH＋4H＋，原电池工作时，电子由负极a电极经过负载流
向正极b电极，阳离子移向正极b、阴离子移向负极a。原电池工作时，阴离
子P 移向负极a电极，即溶液中的P 向负极移动，A项错误；原电池
工作时，电子由负极a电极经过负载流向正极b电极，不能经过电解质溶
液，B项错误；气体的状态未知，C项错误；通入CH2 CH2的a电极为负极，电极反应式为CH2 CH2－4e－＋2H2O CH3COOH＋4H＋，D项正确。
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7. 我国科学家发明的水溶液锂电池为电动汽
车发展扫除了障碍，装置原理如图所示，其
中固体薄膜只允许Li＋通过。锂离子电池的
总反应为xLi＋Li1－xMn2O4 LiMn2O4。
下列有关说法错误的是（　　）
C. 充电时，电极b为阳极，发生氧化反应
D. 放电时，Li＋穿过固体薄膜进入水溶液电解质中
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解析：　锂和水不接触，不存在锂和水的反应，A错误；放电时，正极发
生还原反应，Li1－xMn2O4得到电子，反应为Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－
LiMn2O4，B正确；b为原电池的正极，充电时连接电源正极，为电解池的
阳极，发生氧化反应，C正确；原电池工作时阳离子向正极移动，则放电
时，Li＋穿过固体薄膜进入水溶液电解质中，D正确。
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8. 如图所示原电池工作时，右池中Y2 转化为Y3＋，下列叙述正确的是
（　　）
C. 左池中阴离子数目增加
D. 左、右两池的阴、阳离子能通过盐桥转移
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解析：　右池中Y2 转化为Y3＋，发生还原反应，说明右池中的石墨为
原电池的正极，则左池发生失电子的氧化反应，由溶液呈电中性可知，盐
桥中的阴离子移向左池，左池中阴离子数目增加，A项错误，C项正确；每
消耗1 mol Y2 ，转移6 mol电子，B项错误；盐桥不能转移左、右两池中
的离子，D项错误。
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三、电能转化为化学能——电解
9. 电解CuSO4溶液时，若要达到以下三个要求：①阳极质量减少；②阴极
质量增加；③电解液中c（Cu2＋）不变，则可选用的电极是（　　）
A. 纯铜作阳极，含Zn、Ag的Cu合金作阴极
B. 含Zn、Ag的Cu合金作阳极，纯铜作阴极
C. 纯铁作阳极，纯铜作阴极
D. 石墨作阳极，惰性电极（Pt）作阴极
解析：　题目中的三个要求符合电镀铜原理，只要选择纯铜作阳极，就
可使阳极质量减少，阴极质量增加，电解液中c（Cu2＋）不变。
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10. 某同学设计了一种电解法制取Fe（OH）2的实验装置（如图）。通电
后，溶液中产生白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是
（　　）
A. 电源中a为负极，b为正极
B. 电解池中的电解液不可以是NaCl溶液
D. A、B两端都必须使用铁作电极
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解析：因为生成的氢气将装置中原有氧气带出，且氢气的密度小于水，所以氢气从B端阴极析出，A电极则是铁作阳极失去电子生成亚铁离子，所以a为正极，b为负极，A错误；因为阳极是铁，活泼电极作阳极时，阳极材料铁失去电子生成亚铁离子，阴极上氢离子放电，同时破坏水的电离平衡，产生氢氧根离子，所以能生成氢氧化亚铁白色沉淀，则电解液选用NaCl溶液不影响实验，B错误；阳极应该用铁电极，阴极可以是铁也可以是其他惰性电极，阴极上氢离子得到电子生成氢气，C正确，D错误。
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11. 下列实验装置能达到实验目的的是（　　）
A. 电解饱和食盐水并检验气体 B. 构成铜锌原电池
C. 电解精炼铜 D. 铁片镀银
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解析：　铁棒做阴极，阴极上放电的是氢离子，而不是氯离子，所以阴
极上得不到氯气，淀粉碘化钾溶液不会变蓝，A错误；锌做负极，铜做正
极，发生的自发氧化还原反应为Zn＋Cu2＋ Zn2＋＋Cu，符合构成原电
池的条件，B正确；电解精炼铜时，粗铜做阳极，精铜做阴极，C错误；铁
做阳极，铁自身放电，消耗铁电极，无法镀银，D错误。
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12. 利用太阳能光伏电池电解水获得H2，工作示意图如图。下列分析不正
确的是（　　）
B. 控制开关连接K2，电极3附近溶液的 c（OH－）减小
C. 通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2
D. 电极3的主要作用是通过NiOOH和Ni（OH）2相互转化实现电子转移
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解析：　当控制开关连接K1，电极1连接电源的负极，作阴极，溶液中的
H2O得到电子，电极反应为2H2O＋2e－ H2↑＋2OH－，A正确；当控制
开关连接K2，电极3作阴极，NiOOH转化为Ni（OH）2，电极反应为
NiOOH＋e－＋H2O Ni（OH）2＋OH－，电极附近产生OH－，c（OH
－）增大，B错误；当控制开关连接K1时，电极1处H2O得到电子得到H2，
当控制开关连接K2时，电极2处OH－失去电子得到O2，因此通过控制开关
连接K1或K2，可交替得到H2和O2，C正确；当控制开关连接K1，Ni（OH）
2转化为NiOOH；当控制开关连接K2，NiOOH转化为Ni（OH）2。电极3处
NiOOH和Ni（OH）2相互转化实现了电子转移，D正确。
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13. H2S是一种剧毒气体，如图为质子膜H2S燃料电池的示意图，可对H2S
废气资源化利用。下列说法错误的是（　　）
A. a是负极，电池工作时，电子的流动方向是：电极
a→负载→电极b→质子膜→电极a
B. 电池工作时，若有32 g S2生成，会消耗标准状况下
的O2 11.2 L
D. 电路中通过4 mol电子时，有4 mol H＋经质子膜进入正极区
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解析：　该燃料电池中，电极a为负极，电极b为正极，电子由负极a经过
导线流向正极b，但不能进入溶液中，即电子不经过质子膜，A项错误；
H2S燃料电池的总反应为2H2S＋O2 S2＋2H2O，若有32 g S2生成即物质
的量为 ＝0.5 mol，会消耗0.5 mol O2，标准状况下O2的体积为
0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L，B项正确；电极b为正极，正极上O2发生
得电子的还原反应生成水，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋ 2H2O，C项
正确；正极反应为O2＋4H＋＋4e－ 2H2O，所以当电路中通过4 mol电子
时，有4 mol H＋经质子膜进入正极区，D项正确。
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14. （2025·福建福州高二质检）LiOH是生产航空航天润滑剂的原料。清华
大学首创三室膜电解法制备氢氧化锂，其模拟装置如图所示。下列有关说
法正确的是（　　）
A. 膜1为阳离子交换膜
B. a极为电源负极
C. 每转移2 mol电子，理论上生成24 g LiOH
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解析：　该电解池实质是电解水，X极导出的是浓硫酸，则X极应为水电
离出的OH－放电，则X极为阳极，阳极反应式为2H2O－4e－ 4H＋＋
O2↑，气体1为O2。Y极导出的浓LiOH，则Y极是水电离出的氢离子放电生
成H2，则Y为电解池的阴极，气体2为H2，阴极电极反应式为2H2O＋2e－
2OH－＋H2↑。X极为阳极，导出的是硫酸，则S 向阳极移动，膜1
为阴离子交换膜，Y极为阴极，导出的LiOH，则Li＋向阴极移动，膜2为阳
离子交换膜，A项错误；X极为阳极，所以a极为正极，b极为负极，B项错
误；Y极为阴极，电极反应式：2H2O＋2e－ 2OH－＋H2↑，每转移2 mol
电子，理论上有2 mol Li＋向Y极迁移形成2 mol LiOH，其质量是48 g，C项
错误；X极上水电离产生的OH－失去电子发生氧化反应产生O2，电极反应式为2H2O－4e－ 4H＋＋O2↑，D项正确。
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15. 某反应由两步反应A B C构成，反应过程中的能量变化曲线如图
（E1、E3表示两反应的活化能）。下列有关叙述正确的是（　　）
A. 两步反应均为放热反应
B. 整个反应的ΔH＝E1－E2＋E3－E4
C. 加入催化剂可以改变反应的焓变
D. 三种物质所含能量由高到低依次为：A、B、C
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解析：　A→B的反应为吸热反应，B→C的反应为放热反应，A错误；整
个反应中ΔH＝E1－E2＋E3－E4，B正确；加入催化剂，只改变反应的活
化能，不改变反应热，也不影响反应的焓变，C错误；物质的总能量越
低，越稳定，所以三种化合物的稳定性顺序：B＜A＜C，D错误。
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16. 科学家设计微生物原电池，用于处理废水（酸性）中的有机物及脱除硝态氮，该装置示意图如图。有关该微生物电池说法正确的是（　　）
A. 电子由m极转移到n极
B. H＋可通过质子交换膜移向右侧极室
D. 每生成1 mol CO2转移e－的物质的量为4 mol
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解析：　该原电池中电极m上硝酸根离子转化为氮气发生还原反应，所
以电极m为正极，电极n为负极。原电池中电子由负极经外电路流向正极，
即由n极转移到m极，A错误；阳离子向正极移动，即H＋可通过质子交换膜
移向左侧极室，B错误；左边装置中电极m是正极，电极反应为2N ＋
10e－＋12H＋ N2↑＋6H2O，C错误；电极n上C6H12O6转化为CO2，C元
素化合价由0价变为＋4价，所以每生成1 mol CO2转移e－的物质的量为4
mol，D正确。
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17. 羟基自由基（·OH）具有强氧化性，可用于处理废水中的还原性污染物。利用电化学方法可产生羟基自由基，其原理如图所示。下列说法正确的是（　　）
A. 电子移动方向为a→Y→X→b
B. 甲池中离子交换膜为质子交换膜
D. 当乙池中产生1 mol羟基自由基（·OH）时，甲池中理论上至少消耗标
准状况下8.96 L CH4
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解析：　根据电极上的反应可知，甲池为燃料电池，通入燃料CH4的a电
极为负极，通入氧气的b电极为正极，乙池为电解池，X电极为阳极，Y电
极为阴极。串联装置中，电子由原电池负极流向电解池阴极，即a→Y，由
电解池阳极流向原电池正极，即X→b，电子不能在电解质溶液中移动，A
错误；甲池中，a电极电极反应为CH4－8e－＋2H2O CO2＋8H＋，b电极
电极反应为2O2＋8e－＋8H＋ 4H2O，根据平衡电荷需要，应让H＋从左
向右移动，所以离子交换膜为质子交换膜，B正确；据图可知O2在Y电极上
得电子生成H2O2，电解质溶液呈酸性，可得Y电极上生成H2O2的电极反应
式为O2＋2e－＋2H＋ H2O2，C错误；乙池中生成羟基自由基的反应为Fe2＋＋H2O2＋H＋ Fe3＋＋·OH＋H2O，所以产生1 mol羟基自由基时，消耗1 mol Fe2＋和1 mol H2O2，根据电极反应可知转移3 mol电子，甲池中理论上至少消耗标准状况下8.4 L CH4，D错误。
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18. 最近，科学家研发了一种“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列
说法正确的是（　　）
A. 左边吸附层中发生了还原反应
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解析：　左边为负极，发生氧化反应，A项错误；氢气在负极上发生氧化
反应，电解质中有强碱，故负极的电极反应为H2－2e－＋2OH－
2H2O，H＋在正极发生还原反应，电极反应为2H＋＋2e－ H2↑，电池总
反应为H＋＋OH－ H2O，B项正确；H＋在正极发生还原反应，电极反
应为2H＋＋2e－ H2↑，C项错误；电解质溶液中Na＋向右边的正极移
动，Cl 向左边的负极移动，D项错误。
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19. 如图是一套电解装置，两U形管中均盛有50.0 mL电解质溶液，a、b、
c、d为Pt电极，通电一段时间后，d电极上析出金属Ag 2.16 g，没有气体
产生，同时在b、c两电极收集到标准状况下相同体积的气体。请回答：
（1）c电极为 极，写出c电极上的电极反应：
，c电极收集到的气体体积在标准状况下为 L。
阳
2H2O－4e－ 4H＋
＋O2↑
0.112
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解析：连接电源负极的电极作阴极，连接电源正极的电极作阳极，则c电极作阳极，阴离子在阳极失去电子，放电能力：OH－＞N ，则OH－先失去电子，电极反应为2H2O－4e－ 4H＋＋O2↑，d电极作
阴极，其电极反应为Ag＋＋e－ Ag，析出金属银单质2.16 g，整个电路转移电子的物质的量为0.02 mol，故产生氧气的物质的量为 ×0.02 mol＝0.005 mol，其在标准状况下的体积V（O2）＝0.005
mol×22.4 L·mol－1＝0.112 L。
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（2）b电极为 极，写出b电极上的电极反应，开始时是
Cu　，后来是 　2H2O＋2e－ H2↑＋2OH－　。
解析：b电极作阴极，阳离子在阴极上放电，Cu2＋先得到电子，其电极反应：Cu2＋＋2e－ Cu，根据题目信息，此电极有气体产生，应是H＋得到电子，其电极反应：2H2O＋2e－ H2↑＋2OH－。
阴
Cu2＋＋2e－
Cu
2H2O＋2e－ H2↑＋2OH－
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（3）原CuCl2溶液中溶质的物质的量浓度为 mol·L－1。
解析：b、c两电极产生气体体积相等，即产生氢气的物质的量为0.005 mol，需得到电子0.01 mol，但整个电路共通过0.02 mol电子，推得n（Cu2＋）＝ mol＝0.005 mol，故c（CuCl2）＝ mol·L－1＝0.10 mol·L－1。
0.10
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20. （1）用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液一段时间后，若要恢复到
电解前的浓度，须向所得的溶液中加入0.2 mol Cu（OH）2。此电解过程
中两个电极共放出气体为 mol，若要恢复到电解前的浓度，还可加
入0.2 mol 和0.2 mol H2O。
解析：若要恢复到电解前的浓度，须向所得的溶液中加入0.2 mol Cu（OH）2，则根据元素守恒可知电解时产生0.2 mol Cu、0.2 mol H2、0.2 mol O2，所以共产生0.4 mol 气体；加入0.2 mol H2O后，则还差0.2 mol Cu和0.2 mol O，所以还可以再加入0.2 mol CuCO3（可以与电离产生的氢离子反应生成0.2 mol CO2）或CuO。
0.4
CuCO3或CuO
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（2）用Na2CO3熔融盐作电解质，CO、O2为原料组成的新型电池示意
图如图：
为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池
工作时必须有部分A物质参加循环。该电池负极电极反应为
。
2CO－4e－＋
2C 4CO2
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解析：该电池的原料为CO、O2，则总反应为2CO＋O2 2CO2，通入CO的一极为负极，CO被氧化结合碳酸根离子生成CO2，电极反应为2CO－4e－＋2C 4CO2，气体A为CO2，通入O2的一极为正极，O2发生还原反应生成C 。
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（3）用该电池电解200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液，其装置如乙图。理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示（体积为标准状况下的体积）。
①写出在t1后，石墨电极上的电极反应： ；
原NaCl溶液物质的量浓度为 mol·L－1（假设溶液体积不变）。
2H2O－4e－ 4H＋＋O2↑
0.1
②当向上述甲装置中通入标准状况下的氧气336 mL 时，理论上在铁电极上
可析出铜的质量为 g。
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解析：石墨电极与原电池的正极相连，为阳极，铁电极与原电池的负极相连，为阴极；电解NaCl与CuSO4的混合溶液时，开始时阳极反应为2Cl－－2e－ Cl2↑，氯离子反应完后电极反应为4OH－－4e－ O2↑＋2H2O，开始时阴极反应为Cu2＋＋2e－ Cu，铜离子反应完后电极反应为2H＋＋2e－ H2↑，所以曲线Ⅱ为阳极气体，O～t1段为氯气，t1～t3段为氧气；曲线Ⅰ为阴极气体，O～t2段阴极生成Cu，t2～t3段为氢气。①根据上述分析t1后，石墨电极上的电极反应为2H2O－4e－ 4H＋＋O2↑；阳极产生的氯气在标准状况下体积为224 mL，物质的量为 ＝0.01 mol，根据元素守恒可知溶液中含有0.02 mol NaCl，浓度为 ＝0.1 mol·L－1。
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②标准状况下336 mL氧气的物质的量为 ＝0.015 mol，则转移
0.06 mol电子；而据图可知阴极上生成Cu时，阳极产生224 mL氯气和112
mL 氧气，转移的电子为 ×2＋ ×4＝0.04 mol，所以
转移0.06 mol电子时铜离子已经完全反应，产生的铜为 ＝0.02 mol，
质量为0.02 mol×64 g·mol－1＝1.28 g。
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