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第四章　单元检测
时间：75分钟　满分：100分
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1．(2024·湖南卷，1)近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是(　　)
A．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B．氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点
C．锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌
D．太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
2．地下管道表面附着的硫酸盐会促进钢铁发生厌氧腐蚀，为减少腐蚀的发生，可使钢管与外接电源相连，使其表面形成致密的Fe3O4。下列说法错误的是(　　)
A．钢管应与电源的负极相连
B．电压过高有可能会加剧腐蚀
C．发生厌氧腐蚀会使土壤碱性增强
D．厌氧腐蚀过程中有FeS生成
3．下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是(　　)
A．碱性氢氧燃料电池的负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
C．用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D．在铁制品上镀银时，铁制品与电源正极相连，发生电极反应：Fe－2e－===Fe2＋
4.下列叙述错误的是(　　)
A．K与N连接时X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大
B．K与M连接时X为硫酸，一段时间后溶液的pH减小
C．K与N连接时X为氯化钠，石墨电极上的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D．K与M连接时X为氯化钠，石墨电极上的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑
5.利用如图所示装置进行实验，开始时，a、b管中液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是(　　)
A．a管内发生吸氧腐蚀，b管内发生析氢腐蚀
B．一段时间后，a管内液面高于b管内液面
C．b管内溶液的pH减小
D．a、b管内具有的相同的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
6．用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，下列符合题意的一组是(　　)
组号 X Y Z W
A C Fe NaCl H2O
B Pt Cu CuSO4 CuSO4溶液
C C C H2SO4 H2O
D Ag Fe AgNO3 AgNO3晶体
7．利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。下列说法中正确的是(　　)
A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B．电极a表面发生还原反应
C．该装置工作时，H＋从b极区向a极区移动
D．该装置中每生成1 mol CO，同时生成1 mol O2
8．如图甲所示的电解池中，Pt电极位于含Cu(NO3)2和AgNO3均为0.05 mol·L－1的电解液中，图乙是该电解过程中转移电子数与阴极质量的变化关系图。下列说法错误的是(　　)
A．过程Ⅰ，在阴极上析出金属银
B．过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，溶液的pH均降低
C．过程Ⅱ，阳极上有氧气放出
D．过程Ⅱ析出固体的质量是过程Ⅰ析出固体的质量的2倍
9．微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图Ⅰ所示，并利用此电池模拟氯碱工业电解饱和食盐水，如图Ⅱ所示，下列说法正确的是(　　)
A．电池工作时，电子由A极经外电路流向B极
B．电解池Ⅱ中每生成2 mol氯气，理论上原电池Ⅰ生成二氧化碳的体积是22.4 L
C．若a为碳电极、b为铁电极，b应与A极相连
D．该微生物燃料电池应在常温下进行，不宜在高温下进行
10．锌碘液流电池具有高电容量、对环境友好、不易燃等优点，可作为汽车的动力电源。该电池采用无毒ZnI2水溶液作电解质溶液，放电时将电解液储罐中的电解质溶液泵入电池，其装置如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．M是阳离子交换膜
B．充电时，多孔石墨接外电源的正极
C．充电时，储罐中的电解液导电性不断增强
D．放电时，每消耗1 mol I，有1 mol Zn2＋生成
11．某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6(x<1)。下列关于该电池的说法中不正确的是(　　)
A．放电时，Li＋在电解质中由负极向正极迁移
B．放电时，负极的电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6
C．充电时，若转移1 mol e－，石墨(C6)电极将增重7x g
D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋
12．2，5 呋喃二甲酸(FDCA)是一种重要的化工原料，可用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是(　　)
A．a为电源正极
B．双极膜中间层中的OH－在外电场的作用下移向铅电极
C．制得1 mol FDCA，理论上消耗2 mol
D．阴极区的电极反应为－6e－＋2H2O===＋6H＋
13．己二腈[NC(CH2)4CN]是工业制造尼龙 66的原料，利用丙烯腈(CH2===CHCN，不溶于水)为原料、四甲基溴化铵[(CH3)4NBr]为盐溶液制备己二腈的电有机合成装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．a电极反应为2CH2===CHCN－2e－＋2H＋===NC(CH2)4CN
B．交换膜为阳离子交换膜
C．当电路中转移1 mol e－时，阳极室溶液质量减少8 g
D．若以CH4空气燃料电池为直流电源，则b极应与燃料电池中通入CH4的一极相连
14．一种新型短路膜电池分离CO2的装置如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．正极电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
B．短路膜和常见的离子交换膜不相同，它不仅能传递离子，还可以传递电子
C．负极反应消耗22.4 L气体，理论上分离出1 mol CO2气体
D．该装置用于空气中CO2的捕获，CO2最终由出口B流出
二、非选择题
15．化学电池在通信、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)下列相关说法正确的是________(填标号)。
A．通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少，可以判断该电池的优劣
B．二次电池又称可充电电池或蓄电池，这类电池可无限次重复使用
C．除氢气外，甲醇、汽油、氧气等都可用作燃料电池的燃料
D．近年来，废电池必须进行集中处理的问题被提上议事日程，其首要原因是电池外壳的金属材料需要回收
(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应可表示为2Ni(OH)2＋Cd(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O。
已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法不正确的是________(填标号)。
A．电池放电时，Cd作负极
B．反应环境为碱性
C．以上反应是可逆反应
D．该电池是一种二次电池
(3)研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要意义。将CO与O2设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液)，该电池的负极反应式为____________________________。
16．我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。
(1)研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是________。
A．降低了反应的活化能
B．增大了反应的速率
C．降低了反应的焓变
D．增大了反应的平衡常数
(2)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为__________________________。
(3)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
①腐蚀过程中，负极是________(填字母“a”“b”或“c”)；
②环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为______________________________；
③若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。
17．如图装置甲是某可充电电池的示意图，该电池放电时的总反应为2K2S2＋KI3===K2S4＋3KI，图中的离子交换膜只允许K＋通过，C、D、F均为石墨电极，E为铜电极。工作一段时间后，断开K，C、D两电极收集到的气体体积相同，E电极质量减少1.28 g。
(1)装置甲的A电极为电池的________极。电解质中K＋向________(填“左侧”或“右侧”)迁移，B电极的电极反应式为________________________。
(2)装置乙中D电极上产生的气体是________(填化学式)，体积为________mL(标准状况)。
(3)若将装置丙中的NaCl溶液改换成100 mL FeCl2和FeCl3的混合溶液。从反应初始至反应结束，丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量的变化关系如图所示。
①图中b表示的是________(填金属离子符号)的物质的量的变化曲线。
②反应结束后，若用0.5 mol·L－1 NaOH溶液沉淀丙装置溶液中的金属阳离子(设溶液体积为100 mL)，则至少需要0.5 mol·L－1 NaOH溶液________mL。
18．工业上常用电解法制备物质，回答下列问题：
(1)电解V2O5制备金属钒的装置如图1所示，熔融CaCl2可传导O2－。则石墨电极Y接直流电源________(填“正极”或“负极”)，阴极反应式是______________________________。
(2)用惰性电极电解硫酸酸化的硫酸锰溶液制备MnO2(装置如图2)，阳极的电极反应式为______________________________________；若转移的电子数为6.02×1022，左室溶液中最终n(H＋)的变化量为________。
(3)用金属钴和不锈钢作电极材料，通过电渗析法制取Co(H2PO2)2的原理如图3所示。
b是电源________(填“正”或“负”)极，M极的电极反应式为________________，膜Ⅱ为________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(4)科学家研发了全氢电池，其工作原理如图4所示。
①电池工作时Na＋通过离子交换膜向________(填“左侧”或“右侧”)移动。
②写出电池总反应的离子方程式________________________________。
第四章　单元检测
时间：75分钟　满分：100分
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1．(2024·湖南卷，1)近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是(　　)
A．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B．氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点
C．锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌
D．太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
答案：D
解析：太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，D错误。
2．地下管道表面附着的硫酸盐会促进钢铁发生厌氧腐蚀，为减少腐蚀的发生，可使钢管与外接电源相连，使其表面形成致密的Fe3O4。下列说法错误的是(　　)
A．钢管应与电源的负极相连
B．电压过高有可能会加剧腐蚀
C．发生厌氧腐蚀会使土壤碱性增强
D．厌氧腐蚀过程中有FeS生成
答案：A
3．下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是(　　)
A．碱性氢氧燃料电池的负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
C．用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D．在铁制品上镀银时，铁制品与电源正极相连，发生电极反应：Fe－2e－===Fe2＋
答案：C
4.下列叙述错误的是(　　)
A．K与N连接时X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大
B．K与M连接时X为硫酸，一段时间后溶液的pH减小
C．K与N连接时X为氯化钠，石墨电极上的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D．K与M连接时X为氯化钠，石墨电极上的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑
答案：C
解析：K与N连接时X为氯化钠，发生铁的吸氧腐蚀，因此石墨电极上的反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故C错误。
5.利用如图所示装置进行实验，开始时，a、b管中液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是(　　)
A．a管内发生吸氧腐蚀，b管内发生析氢腐蚀
B．一段时间后，a管内液面高于b管内液面
C．b管内溶液的pH减小
D．a、b管内具有的相同的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
答案：C
解析：b管内发生析氢腐蚀，消耗H＋，溶液的pH增大，C错误。
6．用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，下列符合题意的一组是(　　)
组号 X Y Z W
A C Fe NaCl H2O
B Pt Cu CuSO4 CuSO4溶液
C C C H2SO4 H2O
D Ag Fe AgNO3 AgNO3晶体
答案：C
解析：电解NaCl溶液时，2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，显然加H2O不能恢复到电解前的状态，应通入适量HCl气体；电解CuSO4溶液时，SO物质的量没变，加CuSO4溶液也不能复原；电解H2SO4实质是电解水，再加入适量水，可使H2SO4溶液复原；Ag作阳极、Fe作阴极，电解AgNO3溶液，实质是在Fe上镀银，AgNO3溶液浓度不变，不需加AgNO3晶体。
7．利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。下列说法中正确的是(　　)
A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B．电极a表面发生还原反应
C．该装置工作时，H＋从b极区向a极区移动
D．该装置中每生成1 mol CO，同时生成1 mol O2
答案：A
解析：根据题图可知，电极a表面水转化为氧气，反应中O元素的化合价升高，被氧化，发生氧化反应，故B错误；根据题图可知，a为负极，b为正极，H＋从a极区向b极区移动，故C错误；根据得失电子守恒，该装置中每生成1 mol CO，同时生成 mol O2，故D错误。
8．如图甲所示的电解池中，Pt电极位于含Cu(NO3)2和AgNO3均为0.05 mol·L－1的电解液中，图乙是该电解过程中转移电子数与阴极质量的变化关系图。下列说法错误的是(　　)
A．过程Ⅰ，在阴极上析出金属银
B．过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，溶液的pH均降低
C．过程Ⅱ，阳极上有氧气放出
D．过程Ⅱ析出固体的质量是过程Ⅰ析出固体的质量的2倍
答案：D
解析：过程Ⅰ发生反应：4Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋，过程Ⅱ发生反应：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋，过程Ⅲ发生反应：2H2O2H2↑＋O2↑。因为氧化性：Ag＋>Cu2＋，故在阴极上Ag＋先放电，析出金属银，A正确；过程Ⅰ、Ⅱ发生的电解反应中均有H＋生成，溶液中c(H＋)增大，pH降低；过程Ⅲ所发生的电解反应是电解水，溶液中c(H＋)增大，pH降低，B正确；过程Ⅱ中阳极的电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，C正确；过程Ⅰ和过程Ⅱ析出的Cu和Ag的物质的量相同，则析出Cu与Ag的质量比为64∶108，D错误。
9．微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图Ⅰ所示，并利用此电池模拟氯碱工业电解饱和食盐水，如图Ⅱ所示，下列说法正确的是(　　)
A．电池工作时，电子由A极经外电路流向B极
B．电解池Ⅱ中每生成2 mol氯气，理论上原电池Ⅰ生成二氧化碳的体积是22.4 L
C．若a为碳电极、b为铁电极，b应与A极相连
D．该微生物燃料电池应在常温下进行，不宜在高温下进行
答案：D
解析：通氧气的一极是原电池的正极，微生物一端为原电池的负极，电池工作时外电路电子由负极流向正极，故由B极流向A极，A错误。未说明气体所处状况，B错误。若a为碳电极、b为铁电极，b应与B极相连，C错误。
10．锌碘液流电池具有高电容量、对环境友好、不易燃等优点，可作为汽车的动力电源。该电池采用无毒ZnI2水溶液作电解质溶液，放电时将电解液储罐中的电解质溶液泵入电池，其装置如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．M是阳离子交换膜
B．充电时，多孔石墨接外电源的正极
C．充电时，储罐中的电解液导电性不断增强
D．放电时，每消耗1 mol I，有1 mol Zn2＋生成
答案：C
解析：根据题给信息知，放电时，左侧金属锌作负极，Zn2＋通过离子交换膜移向正极，故M是阳离子交换膜，故A正确；充电时，多孔石墨作阳极，发生氧化反应，才能使电池恢复原状，所以接外电源的正极，故B正确；充电时，阳极发生的反应为3I－－2e－===I，阴极发生的反应为Zn2＋＋2e－===Zn，故储罐中的电解液导电性不断减弱，故C错误；放电时，正极发生还原反应：I＋2e－===3I－，故每消耗1 mol I，有1 mol Zn2＋生成，故D正确。
11．某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6(x<1)。下列关于该电池的说法中不正确的是(　　)
A．放电时，Li＋在电解质中由负极向正极迁移
B．放电时，负极的电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6
C．充电时，若转移1 mol e－，石墨(C6)电极将增重7x g
D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋
答案：C
解析：由于Li的摩尔质量为7 g·mol－1，结合充电时石墨电极反应：xLi＋＋C6＋xe－===LixC6，若转移1 mol e－，石墨(C6)电极将增重7 g，C错误。
12．2，5 呋喃二甲酸(FDCA)是一种重要的化工原料，可用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是(　　)
A．a为电源正极
B．双极膜中间层中的OH－在外电场的作用下移向铅电极
C．制得1 mol FDCA，理论上消耗2 mol
D．阴极区的电极反应为－6e－＋2H2O===＋6H＋
答案：C
解析：铅电极附近醛基被还原为羟基，发生还原反应，为阴极，因此a为电源的负极，A错误；双极膜中间层中的OH－在外电场的作用下移向阳极(催化电极)，B错误；制得1 mol FDCA，阳极消耗1 mol，转移6 mol e－，阴极转移6 mol e－时，消耗1 mol，共消耗2 mol ，C正确；电解池中阴极发生得电子的还原反应，D错误。
13．己二腈[NC(CH2)4CN]是工业制造尼龙 66的原料，利用丙烯腈(CH2===CHCN，不溶于水)为原料、四甲基溴化铵[(CH3)4NBr]为盐溶液制备己二腈的电有机合成装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．a电极反应为2CH2===CHCN－2e－＋2H＋===NC(CH2)4CN
B．交换膜为阳离子交换膜
C．当电路中转移1 mol e－时，阳极室溶液质量减少8 g
D．若以CH4空气燃料电池为直流电源，则b极应与燃料电池中通入CH4的一极相连
答案：B
解析：由图可知，a极丙烯腈发生还原反应生成己二腈：2CH2===CHCN＋2e－＋2H＋===NC(CH2)4CN，a为阴极，b为阳极，b极发生氧化反应，反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。由分析可知，A错误；氢离子通过交换膜由阳极室向阴极室移动，所以交换膜为阳离子交换膜，B正确；当电路中转移1 mol e－时，阳极放出0.25 mol氧气，同时有1 mol氢离子移入阴极室，所以阳极室溶液质量减少9 g，C错误；若以CH4空气燃料电池为直流电源，通入甲烷的一极为负极，但b极(阳极)应与燃料电池中正极相连，D错误。
14．一种新型短路膜电池分离CO2的装置如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．正极电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
B．短路膜和常见的离子交换膜不相同，它不仅能传递离子，还可以传递电子
C．负极反应消耗22.4 L气体，理论上分离出1 mol CO2气体
D．该装置用于空气中CO2的捕获，CO2最终由出口B流出
答案：C
解析：H2通入极为负极，负极反应式为H2－2e－===2H＋，H＋与HCO反应生成CO2，O2通入极为正极，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，CO2和OH－反应生成CO，CO移向负极并与H＋结合生成HCO。未给出H2所处状况，无法计算H2的物质的量及分离出CO2的物质的量，C错误。
二、非选择题
15．化学电池在通信、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)下列相关说法正确的是________(填标号)。
A．通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少，可以判断该电池的优劣
B．二次电池又称可充电电池或蓄电池，这类电池可无限次重复使用
C．除氢气外，甲醇、汽油、氧气等都可用作燃料电池的燃料
D．近年来，废电池必须进行集中处理的问题被提上议事日程，其首要原因是电池外壳的金属材料需要回收
(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应可表示为2Ni(OH)2＋Cd(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O。
已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法不正确的是________(填标号)。
A．电池放电时，Cd作负极
B．反应环境为碱性
C．以上反应是可逆反应
D．该电池是一种二次电池
(3)研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要意义。将CO与O2设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液)，该电池的负极反应式为____________________________。
答案：(1)A　(2)C　
(3)CO＋4OH－－2e－===CO＋2H2O
16．我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。
(1)研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是________。
A．降低了反应的活化能
B．增大了反应的速率
C．降低了反应的焓变
D．增大了反应的平衡常数
(2)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为__________________________。
(3)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
①腐蚀过程中，负极是________(填字母“a”“b”或“c”)；
②环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为______________________________；
③若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。
答案：(1)AB
(2)Ag2O＋2CuCl===2AgCl＋Cu2O
(3)①c　②2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓　③0.448
解析：(3)③4.29 g Cu2(OH)3Cl的物质的量＝＝0.02 mol，则消耗了0.04 mol Cu，转移0.08 mol e－，根据正极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，消耗0.02 mol O2，其在标准状况下的体积为0.02 mol×22.4 L/mol＝0.448 L。
17．如图装置甲是某可充电电池的示意图，该电池放电时的总反应为2K2S2＋KI3===K2S4＋3KI，图中的离子交换膜只允许K＋通过，C、D、F均为石墨电极，E为铜电极。工作一段时间后，断开K，C、D两电极收集到的气体体积相同，E电极质量减少1.28 g。
(1)装置甲的A电极为电池的________极。电解质中K＋向________(填“左侧”或“右侧”)迁移，B电极的电极反应式为________________________。
(2)装置乙中D电极上产生的气体是________(填化学式)，体积为________mL(标准状况)。
(3)若将装置丙中的NaCl溶液改换成100 mL FeCl2和FeCl3的混合溶液。从反应初始至反应结束，丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量的变化关系如图所示。
①图中b表示的是________(填金属离子符号)的物质的量的变化曲线。
②反应结束后，若用0.5 mol·L－1 NaOH溶液沉淀丙装置溶液中的金属阳离子(设溶液体积为100 mL)，则至少需要0.5 mol·L－1 NaOH溶液________mL。
答案：(1)负　右侧　I＋2e－===3I－
(2)H2　224　(3)①Fe2＋　②280
解析：(3)E电极为阳极，F电极为阴极，阳极上0.02 mol Cu失电子生成0.02 mol Cu2＋进入溶液中，阴极上Fe3＋得电子生成Fe2＋，即Fe2＋和Cu2＋的浓度增大，且溶液中一开始没有Cu2＋，所以a表示的是Fe3＋的物质的量的变化曲线、b表示的是Fe2＋的物质的量的变化曲线、c表示的是Cu2＋的物质的量的变化曲线；由题图可知，生成0.02 mol Cu2＋进入溶液时，Fe3＋完全反应生成Fe2＋，此时溶液中含有0.05 mol Fe2＋，Fe2＋和Cu2＋的总物质的量为0.07 mol，则沉淀Fe2＋和Cu2＋需要NaOH的物质的量为0.14 mol，需要0.5 mol·L－1 NaOH溶液的体积为＝0.28 L＝280 mL。
18．工业上常用电解法制备物质，回答下列问题：
(1)电解V2O5制备金属钒的装置如图1所示，熔融CaCl2可传导O2－。则石墨电极Y接直流电源________(填“正极”或“负极”)，阴极反应式是______________________________。
(2)用惰性电极电解硫酸酸化的硫酸锰溶液制备MnO2(装置如图2)，阳极的电极反应式为______________________________________；若转移的电子数为6.02×1022，左室溶液中最终n(H＋)的变化量为________。
(3)用金属钴和不锈钢作电极材料，通过电渗析法制取Co(H2PO2)2的原理如图3所示。
b是电源________(填“正”或“负”)极，M极的电极反应式为________________，膜Ⅱ为________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(4)科学家研发了全氢电池，其工作原理如图4所示。
①电池工作时Na＋通过离子交换膜向________(填“左侧”或“右侧”)移动。
②写出电池总反应的离子方程式________________________________。
答案：(1)负极　V2O5＋10e－===2V＋5O2－
(2)Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2＋4H＋　0.1 mol
(3)负　Co－2e－===Co2＋　阴
(4)①右侧　②H＋＋OH－===H2O
解析：(1)由“电解V2O5制备金属钒”且题图1中V2O5位于石墨电极Y上，可知＋5价V在阴极(石墨电极Y)上得到电子被还原为金属钒，故与石墨电极Y相连的是直流电源的负极，阴极反应式为V2O5＋10e－===2V＋5O2－。
(2)用惰性电极电解硫酸酸化的硫酸锰溶液制备MnO2时，阳极Mn2＋失电子生成MnO2，电极反应式为Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2＋4H＋；若转移的电子数为6.02×1022，即0.1 mol，根据电极反应式可知，左室生成0.2 mol H＋，其中有0.1 mol H＋通过交换膜进入右室，故左室溶液中最终n(H＋)的变化量为0.1 mol。
(3)产品室中的H2PO由原料室迁移而来，故膜Ⅲ和膜Ⅱ为阴离子交换膜，产品室的Co2＋由左边电极M失去电子生成，故M为钴电极，a为电源正极，b为电源负极，阳极反应式为Co－2e－===Co2＋，阳极室生成的钴离子穿过膜Ⅰ(阳离子交换膜)进入产品室。
(4)①电池工作时，电子从左侧流出，则左侧电极为负极，右侧电极为正极，原电池中阳离子向正极移动，故Na＋通过离子交换膜向右侧移动。②负极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，故电池总反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O。
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