2024届高三新高考化学大一轮专题训练：电解池
一、单选题
1．（2023年高考湖南卷化学真题）下列有关电极方程式或离子方程式错误的是
A．碱性锌锰电池的正极反应：MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-
B．铅酸蓄电池充电时的阳极反应：Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+
C．K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中：K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓
D．TiCl4加入水中：TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4H++4Cl-
2．（2023春·江苏盐城·高三盐城市第一中学校联考期中）锂离子蓄电池放电时的反应如下：Li1 xCoO2 + LixC6LiCoO2 + C6 (x<1)。下列说法正确的是
A．Co3+的基态3d能级上有2个未成对电子
B．该电池比能量高，污染小，是理想的一次电池
C．充电时，阴极电极反应式为：xLi+ + C6 + xe－＝LixC6
D．放电时，Li+在电解质中由正极向负极迁移
3．（2023·辽宁·校联考三模）一种以镍电极废料(含以及少量，和不溶性杂质)为原料制备的过程可表示为：
“酸浸”后溶液中的金属离子除外还有少量的和等。下列说法错误的是
A．氧化性：
B．氧化过程的离子方程式：
C．除杂过程仅为过滤操作
D．工业上可电解碱性悬浊液制备，加入一定量的有助于提高生产效率
4．（2023·辽宁·统考高考真题）某无隔膜流动海水电解法制的装置如下图所示，其中高选择性催化剂可抑制产生。下列说法正确的是
A．b端电势高于a端电势 B．理论上转移生成
C．电解后海水下降 D．阳极发生：
5．（2023春·江苏徐州·高三统考期中）由碳酸锰矿(主要成分MnCO3，还含有FeCO3、MnO2、Al2O3、SiO3等)中提取金属锰的一种流程如下：
下列有关说法正确的是
A．“酸浸”中，FeCO3溶于稀硫酸的离子方程式为：
B．“除铁铝”中，温度越高越有利于除铁铝
C．滤渣Ⅱ的主要成分为和
D．“电解浸出”过程中，溶液的pH变小
6．（2023春·湖北·高三校联考专题练习）用惰性电极电解尿素[]的碱性溶液可制取氢气，装置如图所示。下列说法正确的是
A．电解后a极区KOH的物质的量浓度减小
B．电解的总反应方程式：
C．电解过程中转移6mol电子，理论上可获得
D．溶液中的向a极区移动
7．（2023·山东滨州·统考二模）水系锌离子电池(AZIBs)应用前景广阔。一种AZIBs电池示意图如下所示，钒基氧化物有利于Zn2+的扩散及嵌入/脱出，常被用做AZIBs正极材料，TMP(磷酸三甲酯)有良好的化学稳定性和宽的液态温度范围，适合做安全电解液。下列说法错误的是
A．在充放电过程中，锌箔侧发生与Zn的沉积或溶解
B．充电过程中，向侧移动
C．放电时正极电极反应可能为
D．TMP促进了水系锌离子电池宽温域范围内的应用
8．（2023春·河北石家庄·高三校联考期中）我国科学家采用单原子和纳米作串联催化剂，通过电解法将转化为乙烯，装置示意图如下。已知：电解效率。
下列说法正确的是
A．电极a上有产生
B．电极b连接电源的负极
C．单原子催化剂上发生反应：
D．若乙烯的电解效率为75%，电路中每通过电子，产生乙烯
9．（2023·辽宁·校联考一模）利用电化学装置除去工业尾气中的示意图如下。
该装置工作时，下列叙述错误的是
A．b极为电源正极
B．该处理的总反应为
C．工作一段时间后，阴极区溶液浓度不变
D．导线上每通过，溶液中增加
10．（2023·湖南娄底·统考模拟预测）近日，湘潭大学丁锐教授课题组设计了一种新型的A位K/Na掺杂Ni-Co-Zn-Mn钙钛矿氟化物(K/Na-NCZMF)电极材料，并构建了先进的水系锌基电池，如图所示(注明：0.1M代表)。下列叙述错误的是
A．充电时，N极附近溶液pH升高
B．放电时，M极上能生成、、
C．放电时，N极反应式为
D．充电时，电解质溶液中KOH、LiOH浓度一定不变
11．（2023·辽宁·校联考模拟预测）镍离子()和钴离子()性质相似，可用如图所示装置实现二者分离。图中的双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移；与乙酰丙酮不反应。下列说法正确的是
A．石墨M电极上的电势低于石墨N电极上的电势
B．石墨M电极的电极反应式为。
C．水解离出的可以抑制Ⅱ室中的转化反应
D．导线中流过，Ⅰ室与Ⅲ室溶液质量变化之差约为130g
12．（2023·全国·高三专题练习）一种双膜二次电池放电时的工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．充电时，极的电极反应式为
B．为阳离子交换膜，为阴离子交换膜
C．充电时的总反应：
D．放电时，每消耗(标准状况)，理论上有电子通过用电器
13．（2023·全国·高三专题练习）现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、原电池中。电解NaB(OH)4溶液可制备H3BO3，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．NaB(OH)4中B的化合价为+3价
B．N室发生的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．去掉a膜，阳极区用稀硫酸作电解液，不影响H3BO3的纯度
D．a、c膜均为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜
14．（2023·全国·高三专题练习）目前可采用“双极膜组”电渗析法淡化海水，同时获得副产品A和B，模拟工作原理如图所示。M和N为离子交换膜，在直流电作用下，双极阴阳膜(BP)复合层间的解离成和，作为和的离子源。下列说法正确的是
A．X电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑
B．M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜，BP膜的作用是选择性通过Cl-和Na+
C．每生成5.6L气体a，理论上获得副产品A和B各0.5mol
D．“双极膜组”电渗析法也可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH)
二、非选择题
15．（2022秋·山东济南·高三校考期中）如图所示，E为浸过含酚酞的Na2SO4溶液的滤纸。A、B分别为铂片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni制成的电极，在碱溶液中可视为惰性电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央滴一滴紫色的KMnO4溶液，将开关K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。回答下列问题：
(1)R为_______(填“正”或“负”)极。
(2)通电一段时间后，KOH溶液的浓度会_______(填“变大”、“变小”或“不变”)；B附近发生的电极反应式为_______。
(3)滤纸上的紫色点向_______(填“A”或“B”)方向移动。
(4)当C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间后，C、D中的气体逐渐减少，C中的电极为_______(填“正”或“负”)极，电极反应式为_______。
(5)如图，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，A、B为电源。将电源接通后，D电极上有无色气体放出。
①A为电源_______极。
②丙装置欲在铁钉上镀铜，则G电极上的反应式为_______。
③通电一段时间后，甲中出现浑浊，乙池中蓝色变浅，则甲中发生反应的化学方程式为：_______；乙池发生的离子方程式为：_______；
④工作一段时间后，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这说明Fe(OH)3胶粒带_______电，在电场作用下向Y极移动。
⑤若工作一段时间后停止通电，此时，乙中E、F两极上都产生2.24L气体(标准状况)，欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入_______(填序号)。
A．CuO B．Cu2(OH)2CO3 C．Cu(OH)2 D．CuCO3
16．（2023·全国·高三专题练习）回答下列问题
(1)以KOH溶液为电解质溶液设计氢氧燃料电池时，其负极反应的电极反应式为_______。
(2)电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，Y极附近颜色加深。请回答：
①外接直流电源中A为_______极，甲中电解时的化学反应方程式为_______，通过一段时间后向所得溶液中加入0.2 mol Cu(OH)2粉末，恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为_______。
②现用丙装置给铜件镀银，H为_______(填“镀件”或“镀层”)，当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为_______。
(3)利用如图所示装置电解硝酸银溶液和饱和硫酸钠溶液(甲中盛有AgNO3溶液，乙中盛有饱和Na2SO4溶液)。
①通电一段时间，观察到湿润的淀粉KI试纸的_______(选填“C”或“D”)端变蓝。
②装置甲中阳极为_______，阴极的电极反应式 为_______。
③电解一段时间后，装置甲、乙中共收集到气体0.168 L(标准状况下)，测得装置甲中溶液的体积为1 L，则装置甲中溶液的pH为_______。
17．（2022秋·四川遂宁·高三遂宁中学校考期中）两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片和铝片作电极，甲同学将电极放入2mol/L H2SO4溶液A中，乙同学将电极放入6mol/L NaOH溶液B中，如图：
(1)原电池中的能量转化过程是将_______。
(2)A中正极的电极反应式为_______，电子的流向是由_______(填“Al→Mg或Mg→Al”)。
(3)B中负极为_______(填元素符号)。
(4)由此实验得出的下列结论中，正确的是_______(填字母)。
A．镁的金属性不一定比铝的金属性强
B．该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有实用价值
C．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
D．上述实验证明了“直接利用金属活动性顺序判断原电池中的正负极”这种做法不可靠
(5)两位同学继续用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
①A电极的电极反应式为_______。
②一段时间后，丙池中F电极上出现的现象是_______。
③当乙池中C极质量减轻10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为_______mL(标准状况)。
18．（2022秋·福建三明·高三三明一中校考期中）氨氮的生成与消除都具有重要意义。
(1)电催化氮气还原合成氨是一种常温常压条件下利用水作为氢源的低碳环保路线，电催化合成氨装置如图：
①a接电源的_______极。
②该装置总反应化学方程式为_______。
(2)微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术，MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理如图。
①A极的电极反应式为_______。
②通过质子交换膜向_______(填“A”或“B”)电极区溶液移动。
③在好氧微生物反应器中，转化，转移的电子数目为_______。
参考答案：
1．B
【详解】A．碱性锌锰电池放电时正极得到电子生成MnO(OH)，电极方程式为MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-，A正确；
B．铅酸电池在充电时阳极失电子，其电极式为：PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO，B错误；
C．K3[Fe(CN)6]用来鉴别Fe2+生成滕氏蓝沉淀，反应的离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓，C正确；
D．TiCl4容易与水反应发生水解，反应的离子方程式为TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4H++4Cl-，D正确；
故答案选B。
2．C
【分析】根据总方程式可知，LixC6是负极，电极反应为：LixC6-xe－＝xLi++C6，另一极为正极，电极反应为：Li1 xCoO2 + xe－+ xLi+＝LiCoO2，以此解题。
【详解】A．Co是27号元素，根据构造原理可知基态Co原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d74s2，Co原子失去最外层的2个4s电子后，再失去1个3d电子，就得到Co3+，则基态Co3+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，由于d有5个轨道，根据原子核外电子排布规律可知其3d轨道上有4个未成对电子，A错误；
B．锂离子电池是可充电电池，属于二次电池，B错误；
C．锂离子蓄电池在充电时，Li+在阴极得到电子被还原，电极反应式为xLi++C6+xe－＝LixC6，C正确；
D．锂离子电池在放电时，阳离子向正极移动，则Li+在电解质中由负极向正极迁移，D错误；
故选C。
3．C
【分析】镍电极废料(含Ni以及少量Al2O3、Fe2O3和不溶性杂质)经过稀硫酸“酸浸”后，得到Ni2+和少量的 Al3+ 和 Fe2+ 等，调节pH，将 Al3+ 和 Fe2+ 转化为沉淀，再过滤除去不溶性杂质，则滤液中含有 Ni2+ ， Ni2+ 经过KClO的氧化，得到NiOOH，据此分析作答。
【详解】A．“酸浸”后溶液中的金属离子除 Ni2+ 外还有少量的 Al3+ 和 Fe2+ 等，则发生反应： Ni+2Fe3+=2Fe2++Ni2+，则氧化性： Fe3+>Ni2+ ，A项正确；
B．Ni2+ 经过KClO的氧化，得到NiOOH，反应的离子方程式为2Ni2++ClO +4OH =2NiOOH+Cl +H2O，B项正确；
C．除杂过程包括：调节pH，将 Al3+ 和 Fe2+ 转化为沉淀，再过滤除去不溶性杂质，C项错误；
D．电解碱性 Ni(OH)2 悬浊液制备NiOOH，阳极反应为： Ni(OH)2 e +OH =NiOOH+H2O ，若加入一定量的KCl，氯离子在阳极上失电子生成氯气，氯气在碱性条件下生成 ClO ， ClO 将 Ni(OH)2 氧化为NiOOH，有助于提高生产效率，D项正确；
故选C。
4．D
【分析】由图可知，左侧电极产生氧气，则左侧电极为阳极，电极a为正极，右侧电极为阴极，b电极为负极，该装置的总反应产生氧气和氢气，相当于电解水，以此解题。
【详解】A．由分析可知，a为正极，b电极为负极，则a端电势高于b端电势，A错误；
B．右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H++2e-=H2↑，则理论上转移生成，B错误；
C．由图可知，该装置的总反应为电解海水的装置，随着电解的进行，海水的浓度增大，但是其pH基本不变，C错误；
D．由图可知，阳极上的电极反应为：，D正确；
故选D。
5．D
【分析】向碳酸锰矿(主要成分MnCO3，还含有FeCO3、MnO2、Al2O3、SiO2等)中加入稀硫酸，SiO2不与稀硫酸反应，滤渣Ⅰ为SiO2，用H2O2将Fe2+转化为Fe3+，加入氨水将Fe2+转化为Fe(OH)3、Al3+转化为Al(OH)3，则滤渣Ⅱ为Fe(OH)3和Al(OH)3。
【详解】A．酸浸时，FeCO3溶于稀硫酸的离子方程式为：FeCO3+2H+=Fe2++H2O＋CO2↑，A项错误；
B．“除铁铝”中，H2O2在高温时分解，故温度不能过高，B项错误；
C．根据分析，滤渣Ⅱ为Fe(OH)3和Al(OH)3，C项错误；
D．电解浸出过程的总反应为，生成，溶液的pH值减小，D项正确；
答案选D。
6．A
【详解】A．a电极反应为，消耗并生成，浓度减小，A正确；
B．电解的总反应方程式：，B错误；
C．电解过程中转移电子，生成，非标准状况下的体积不一定是，C错误；
D．溶液中的向电极b移动，D错误；
故选A。
7．B
【分析】放电时Zn为负极，Zn失电子转化为Zn2+，V6O13做正极得电子结合Zn2+实现Zn2+的嵌入。充电时，Zn为阴极，Zn2+得电子生成Zn，钒基氧化物为阳极，ZnxV6O13失电子生成V6O13和Zn2+，实现Zn2+的脱出。
【详解】A．充电时锌箔上Zn2+得电子生成Zn，放电时Zn失电子转化为Zn2+，充放电过程中，锌箔侧发生Zn2+与Zn的沉积或溶解，A正确；
B．充电过程中，锌箔为阴极，Zn2+向锌箔移动，B错误；
C．放电过程中，V6O13为正极得电子结合Zn2+实现Zn2+的嵌入，电极反应为V6O13+xZn2++2xe-=ZnxV6O13，C正确；
D．TMP有良好的化学稳定性和宽的液态温度范围，促进了水系锌离子电池宽温域范围内的应用，D正确；
故答案选B。
8．D
【分析】电极a上二氧化碳得电子生成或得电子产生乙烯，a为阴极，b为阳极；
【详解】A．电极a上二氧化碳得电子生成或得电子产生乙烯，没有氧气产生，A项错误；
B．电极b为阳极，与电源正极相连，B项错误；
C．由图可知，单原子催化剂上发生反应：，C项错误；
D．若乙烯的电解效率为75%，电路中通过电子时，根据公式得n(生成乙烯所用的电子)，由转化为乙烯的电极反应为，所以当n(生成乙烯所用的电子)时，产生的乙烯为，D项正确；
故选：D。
9．D
【详解】A．石墨N上I-发生氧化反应，为阳极，则b极为电源正极，A项正确；
B．该处理过程中I-起到催化作用，总反应为，B项正确；
C．阴极区发生，工作一段时间后，阴极区消耗的与从阳极区迁移过来的数量相同，阴极区溶液浓度不变，C项正确；
D．阳极上发生，导线上每通过，理论上溶液中生成，同时会和SO2反应被消耗，D项错误。
答案选D。
10．D
【详解】A．充电时，N极为阴极，析出锌，生成碱，溶液pH升高，A项正确；
B．放电时，M极为正极，发生还原反应，镍、钴、锰的化合价降低，M极上能生成、、，B项正确；
C．放电时，N极为负极，发生氧化反应，生成了，反应式为，C项正确；
D．充电时生成了NiOOH、CoOOH、MnOOH固体，水参与反应，电解质的浓度可能发生改变，D项错误；
故选D。
11．D
【详解】A．由图分析，向石墨N电极方向移动，则石墨N电极为阴极、石墨M电极为阳极，石墨M电极上的电势更高，A项错误；
B．石墨M电极上由失电子，电极反应式为，B项错误；
C．由原子守恒和电荷守恒知，Ⅱ室中的转化反应生成，故水解离出的可以促进Ⅱ室中的转化反应，C项错误；
D．由原理可知，导线中流过，Ⅰ室移入Ⅱ室的和的总物质的量为1mol，同时有生成，质量减少，Ⅲ室中阴极反应消耗的由水解离出的等量补充，溶液质量不变，故两室溶液质量变化之差约为，D项正确；
故答案为：D。
12．B
【分析】由图可知，放电时Fe2+在M极失去电子生成Fe3+，则M是负极，Cl2在N极得到电子生成Cl-，则N极为正极，以此解答。
【详解】A．放电时Fe2+在M极失去电子生成Fe3+，M是负极，则充电时，Fe3+在M极得到电子生成Fe2+，电极方程式为：，故A正确；
B．放电时Fe2+在M极失去电子生成Fe3+，即FeCl2转化为FeCl3，NaCl溶液中的Cl-要通过X进入M极区，为阴离子交换膜；Cl2在N极得到电子生成Cl-，由电荷守恒可知，NaCl溶液中的Na+要通过Y进入N极区，Y为阳离子交换膜，故B错误；
C．放电时Fe2+在M极失去电子生成Fe3+，Cl2在N极得到电子生成Cl-，则充电时，FeCl3转化为FeCl2和Cl2，总反应：，故C正确；
D．放电时，Cl2在N极得到电子生成Cl-，电极方程式为：Cl2+2e-=2Cl-，标准状况下2.24L的物质的量为0.1mol，转移0.2mole-，理论上有电子通过用电器，故D正确；
故选B。
13．C
【详解】A．设B化合价为x，根据化合价为o计算+1+x+(-2+1)×4=0，得x=+3，A项正确；
B．N与电源的负极相连为电解池的阴极，该极为H+发生还原反应：2H++2e-= H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B项正确；
C．若撤去a膜，经b膜进入稀硫酸中而形成H3BO3，得到H3BO3混有H2SO4，C项错误；
D．装置中得到H3BO3，需要经b膜进入产品室而H+经a膜进入产品室，所以a、b分别为阳离子和阴离子交换膜。原料室中的Na+需要经c膜进入N室形成NaOH，所以c膜为阳极膜，D项正确；
故选C。
14．D
【分析】由BP双极膜中H+、OH-移动方向可知：X电极为电解池的阳极，电极反应式为：2+2e-=Cl2，Y电极为阴极，电极反应式为：2H++2e-=H2,电解总反应为：,精制食盐水中钠离子经过M离子交换膜移向产品A室，与BP双极膜中转移过来的氢氧根结合生成氢氧化钠，所以M膜为阳离子交换膜，盐室中氯离子经过N离子交换膜移向产品B室，与BP双极膜中转移过来的氢离子结合生成氯化氢，所以N为阴离子交换膜。
【详解】A．由图中氢氧根移动方向可知X电极为阳极，电极反应式为：2+2e-=Cl2，A错误；
B．由题意可知，精制食盐水中钠离子经过M离子交换膜移向产品A室，与BP双极膜中转移过来的氢氧根结合生成氢氧化钠，所以M膜为阳离子交换膜，盐室中氯离子经过N离子交换膜移向产品B室，与BP双极膜中转移过来的氢离子结合生成氯化氢，所以N为阴离子交换膜，BP双极膜的作用是选择性通过氢离子和氢氧根离子，B错误；
C．阳极反应式为：2+2e-=Cl2，电路中每生成标况下5.6L气体氯气，其物质的量为0.25mol，转移电子0.5mol，理论上获得副产品A（氢氧化钠溶液）和B（氯化氢溶液）各0.5mol，需标明标准状况，C错误；
D．“双极膜组”电渗析法从氯化钠溶液中获得酸（HCl）和碱（NaOH），由此可知：也可从M溶液制备相应的酸(HX)和碱(MOH)，D正确；
故选D。
15．(1)负
(2) 变大 4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2↑+4H+
(3)B
(4) 负 2H2+4OH--4e-=4H2O或H2+2OH--2e-=2H2O
(5) 正 Cu-2e-=Cu2+ 正 C
【分析】C、D和电解池中都充满浓KOH溶液，实际是电解水，由C、D中产生的气体体积可知，C中气体为H2，D中气体为O2，则M为阴极，N为阳极，R为电源负极，S为电源正极，B为阳极，A为阴极。
（5）C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，将电源接通后，甲装置电解MgC12溶液，反应为，D电极上生成的无色气体为氢气，则D为阴极，C为阳极。
【详解】（1）由分析可知，R为负极；
（2）M为阴极，电解消耗水电离生成的H+，生成OH-，则M极对应的电解质溶液的pH变大，生成的OH-移向N电极，故N电极对应的电解质溶液的pH变大；E为浸过含酚酞的Na2SO4溶液的滤纸，由分析可知，B为阳极，则电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2↑+4H+；
（3）B为阳极，阴离子()向阳极移动，则滤纸上的紫色点向B方向移动；
（4）当C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，此时装置变为燃料电池，经过一段时间，C、D中的气体逐渐减少，H2和O2反应生成水，在碱性条件下，C中H2发生氧化反应，C电极为负极，电极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O或H2+2OH--2e-=2H2O；
（5）①根据分析，D为阴极，C为阳极，电解池的阳极与电源正极相接，阴极与电源的负极相接，即A是正极、B是负极，故答案为正；
②丙装置中G为阳极，H为阴极，铁钉上镀铜时阳极为纯铜，阴极为铁钉，阳极上Cu失电子生成Cu2+，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，故答案为Cu-2e-=Cu2+；
③甲装置电解MgCl2溶液，总反应为；乙池电解CuSO4溶液，总反应的离子方程式为；故答案为；；
④丁中X为阳极、Y为阴极，X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，即Fe(OH)3胶粒移向阴极，则Fe(OH)3胶粒带正电荷，故答案为正；
⑤乙池中E为阳极、F为阴极，乙中E、F两极上都产生2.24L气体(标准状况)，则阳极上水中的氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为，即E极气体为O2，物质的量为，阴极首先是铜离子放电，电极反应式为，然后是水中的氢离子放电，电极反应式为，且生成H2的物质的量为0.1mol。根据电子守恒有2n(Cu2+)+2n(H2)= 4n(O2)，即2n(Cu2+)+0.1mol2=0.1mol4，解得n(Cu2+)= 0.1mol，所以电解CuSO4溶液时生成0.1molCu、0.1molH2和0.1mol O2，根据溶液恢复原则可知，向反应后溶液中加入0.1molCu(OH)2可恢复到起始状态，故答案为C。
16．(1)
(2) 正极 +2H2SO4 0.4mol 镀件 5.4g
(3) C Pt 2
【详解】（1）以KOH溶液为电解质溶液设计氢氧燃料电池时，燃料电池属于原电池，其负极发生氧化反应。负极物质为氢气，碱性环境，所以反应的电极反应式为：，故答案为：；
（2）将直流电源接通后，Y极附近颜色加深，胶粒带正电荷，向阴极移动，所以Y极为阴极。可得出D、F、H、Y均为阴极，C、E、G、X均为阳极，A是电源正极，B是电源负极；故答案为：正极；在甲中C是阳极，D是阴极。在该溶液中阴离子有、，放电顺序：>，C电极发生反应：；阳离子有H+、，放电能力：> H+,所以D电极发生反应：，电解时总反应方程式为：+2H2SO4，故答案为：+2H2SO4；通电后加入0.2mol（相当于氧化铜和水）后溶液与电解前相同，根据铜元素守恒，所以析出金属铜的物质的量是0.2mol，则转移的电子是0.4mol；故答案为：0.4mol；电镀装置中，镀层金属必须作阳极连接电源的正极，镀件做阴极，连接电源的负极，所以丙装置中H应该是镀件，G是镀层金属；故答案为：镀件；当乙中溶液的pH是13时，(此时乙溶液体积为500 mL)时，根据电极反应，则放电的氢离子的物质的量为：0.1mol/L×0.5L=0.05mol，转移电子的物质的量为0.05mol电子时，丙中镀件上析出银的质量为m=0.05mol×108g/mol=5.4g; 故答案为：5.4g；
（3）D端与电源负极相连，为阴极，因此C端为阳极，发生氧化反应变成I2 ， I2遇到淀粉变蓝，故答案为：C; 装置甲中Pt与正极相连为阳极，Fe为阴极，阴极上得电子生成Ag，则阴极电极方程式为：，故答案为：Pt ；甲乙装置共收集气体0.168L(标况下)，应该分别为氧气和氢气，则氧气为0.168L×=0.056L,转移电子0.01mol，甲中有AgNO3溶液，电解生成硝酸，，则，则pH=2, 故答案为：2。
17．(1)化学能转化为电能
(2) 2H++2e-=H2↑ Mg→Al
(3)Al
(4)CD
(5) CH4＋10OH-_8e-=CO＋7H2O 石墨上有红色固体析出 560
【分析】将电极放入2mol/L H2SO4溶液A中，镁活泼作负极，铝较不活泼作正极，将电极放入6mol/L NaOH溶液B中，镁不反应作正极，铝反应作负极；甲、乙、丙三池中，根据A、B电极中通入的甲烷和氧气可确定甲为原电池，其中A为负极、B为正极，乙、丙为电解池，乙中C为阳极、D为阴极，丙中为E阳极、F 为阴极。
【详解】（1）原电池是将化学能转化为电能；
（2）A中Al作正极，氢离子作氧化剂，电极反应式为2H++2e-=H2↑；电子的流向是由Mg（负极）→Al（正极）；
（3）B中负极为能在氢氧化钠溶液反应的Al，Mg不反应作正极；
（4）A．根据金属单质与水或酸置换出氢气的难易可得镁的金属性比铝的金属性强，Al在氢氧化钠溶液反应产生氢气不能作为比较金属性强弱的依据，A错误；
B．比较金属活动性顺序的依据要明确，不要被一些特殊反应混淆金属活动性顺序的比较，B错误；
C．该实验中镁铝在稀硫酸中比较置换出氢气的难易而可以比较金属性，镁铝在氢氧化钠溶液中镁不反应而铝反应是因为氢氧化铝具有两性能溶解于氢氧化钠而氢氧化镁只有碱性不能溶解于氢氧化钠，说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析，C正确；
D．上述实验证明了“直接利用金属活动性顺序判断原电池中的正负极”这种做法不可靠，要注意反应的特殊性和明确金属活动性顺序的比较方法，D正确；
答案选CD。
（5）A电极是原电池的负极，甲烷作还原剂在氢氧化钾介质下氧化为碳酸根离子，该电极反应式为CH4＋10OH-_8e-=CO＋7H2O； F是电解池的阴极，铜离子在该电极得电子还原为铜单质，现象是石墨上有红色固体析出；根据串联电极的电子守恒法可得。
18．(1) 负
(2) B
【详解】（1）由N2转化为NH3的一极，氮元素化合价降低，为电解池的阴极，对应a接电源的负极，则b接电源正极；根据两极反应物和生成物，可写出该装置的总反应化学方程式是；故答案是负；；
（2）①分析题中装置图，电极A由CH3COO-转化为CO2，碳元素的化合价升高，则A为燃料电池的负极，电极方程式是；
②电极B是正极，电极反应式是2NO+12H++10e-=N2↑+6H2O；溶液中的H+向正极移动，即B极区移动；
③在好氧微生物反应器中，分析进去的反应物和出来的生成物可知反应方程式是+2O2= NO+H2O+ 2H+，转移1mol，转移电子数是8mol，当转化，转移的电子数目为；
