第四章 化学反应与电能同步习题
一、单选题（共13题）
1．一种高性能的碱性硼化钒(VB2)-空电池如图所示，其中在VB2电极发生反应：VB2+16OH--11e-=+2+4H2O。该电池工作时，下列说法错误的是
A．负载通过0.04 mol电子时，有0.01 molO2参与反应
B．正极区溶液的pH降低，负极区溶液的pH升高
C．正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极
2．下列有关实验装置进行的相应实验，能达到实验目的的是
A．用图1装置制备Fe(OH)2并能较长时间观察其颜色
B．用图2所示装置 从I2的CCl4溶液中回收CCl4
C．用图3所示装置制取并收集干燥的NH3
D．用图4装置闻气体的气味
3．锌镍—空气液流电池具有原材料储量丰富、价格相对便宜、能量密度高、氧化还原反应可逆性好，寿命长等优点，下图是我国科学家研发的拥有自主知识产权的锌镍空气液流电池。下列叙述正确的是
A．图甲表示电池放电，图乙表示电池充电
B．充电时正极反应为Ni(OH)2-e- +OH- =NiOOH+H2O
C．放电时溶液中OH- 向Pt/C电极移动
D．充电结束后，电解质溶液的pH减小
4．支撑海港码头基础的防腐技术，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述正确的是
A．高硅铸铁作用为传递电流和损耗阳极材料
B．通电后外电路电子被强制从钢管桩流向高硅铸铁
C．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
D．该防腐技术为牺牲阳极的阴极保护法
5．工业上，常用电渗析法淡化海水。某小组模拟淡化海水原理，设计如图所示装置。锂电池反应为。下列叙述错误的是
A．M极为阳极，膜2为阳离子交换膜
B．锂电池放电时，负极的电极反应式为
C．基态锰原子中有15种不同运动状态的电子
D．N极收集到11.2L气体(标准状况)时理论上转移1mol电子
6．电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染，其原理如图。下列说法不正确的是
A．A为电源正极
B．在Pt电极上发生氧化反应
C．阴极的电极反应式为：2NO3- + 6H2O + 10e- = N2 + 12OH-
D．若电路转移10mol e-，质子交换膜右侧溶液质量减少18g
7．用含的溶液吸收工业尾气中的和NO，获得和产品的工艺流程如下：
下列说法错误的是
A．装置Ⅰ加入NaOH溶液是为了吸收
B．装置Ⅱ中反应后溶液pH减小
C．装置Ⅲ中阴极反应式为
D．装置Ⅳ中反应的条件是高温、高压、催化剂
8．某同学设计了如图装置，有关说法正确的是
A．装置①工作结束后，a电极上可能析出红色物质
B．装置②可用于精炼铜，此时c极为粗铜
C．装置③导线中有稳定的电流通过，此时Al片做负极
D．装置④中电子经溶液由Fe流向Zn
9．资源化利用CO2的一种原理如图所示。下列说法正确的是
A．M为电源的负极
B．O2-从电极P移向电极Q
C．电极Q上的反应为CO2+2e-=CO+O2-
D．理论上参与反应的n(CH4)∶n(CO2)=4∶3
10．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是（ ）
A．电极A上H2和CO都发生了氧化反应
B．反应CH4+H2O3H2+CO，每消耗1 mol CH4，转移12 mol电子
C．电池工作时，CO向电极B移动
D．电极B上发生的电极反应为：O2+2H2O+4e-═4OH-
11．电动汽车以锂电池提供动力，锂电池技术已经成为汽车研究的前沿科技。某锂电池的电池反应为：xLi+Li3-xNiCoMnO6 Li3NiCoMnO6，下列说法正确的是
A．该电池的充、放电过程互为可逆反应
B．充电时主要为化学能转化为电能
C．放电过程中，Li+向电池的正极移动
D．充电时，电池上标有“-”的电极与外接电源正极相连
12．某原电池装置如图所示，电池总反应为。下列说法正确的是
A．负极反应是 B．通过交换膜的阳离子是
C．正极反应是 D．左室中浓度不变
13．利用下列原电池，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示，下列有关说法不正确的是
A．电极A为负极，发生氧化反应
B．电流从电极B经导线流向电极A，再经电解质溶液回到电极B
C．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜
D．当有4.48L(标准状况)被处理时，转移电子物质的量为0.6mol
二、填空题（共10题）
14．Ⅰ.铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。
(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。
为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述 (填装置序号)装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为 。
(2)为处理银器表面的黑斑(Ag2S)，将银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触，Ag2S转化为Ag，食盐水的作用为 。
Ⅱ.纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，采用肼(N2H4)燃料电池为电源，用离子交换膜控制电解液中c(OH－)制备纳米Cu2O，其装置如图甲、乙。
(1)上述装置中D电极应连接肼燃料电池的 极(填“A”或“B”)，该电解池中离子交换膜为 离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
(2)该电解池的阳极反应式为 。
(3)当反应生成14.4 g Cu2O时，至少需要肼 mol。
15．二氧化氯（ClO2）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂，目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺．
(1)①如图示意用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。写出阳极产生ClO2的电极反应式： 。
②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112mL（标准状况）时，停止电解．通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为 mol；用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因 。
(2)ClO2对污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明显的去除效果．某工厂污水中含CN-amg/L，现用ClO2将CN-氧化，只生成两种气体，其离子反应方程式为 ；处理100m3这种污水，至少需要ClO2 mol．
(3)为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体，在高温下它能传导O2－。电池工作时正极反应式为 。
16．下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。
接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：
(1)电源的N端为 极；
(2)电极b上发生的电极反应为 ；
(3)列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积： ；
(4)电极c的质量变化是 g；
(5)电解前后各溶液的pH值大小是否发生变化，简述其原因：
甲溶液 ；
乙溶液 ；
丙溶液 ；
17．某实验兴趣小组利用如下图所示装置进行电解饱和食盐水并检验其生成物的实验，当图中开关K闭合片刻后，请回答下列问题：
(1)电解饱和食盐水的化学方程式为 。
(2)a为电源的 (填“正”或“负”)极；D中收集的气体是 。
(3)C试管盛放 溶液。溶液中A电极附近的现象为 。
18．某实验小组同学利用下图装置对电化学原理进行了一系列探究活动。
（1）甲池为装置 (填“原电池”或“电解池”)。
（2）甲池反应前，两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差28g，导线中通过 mol电子。
（3）实验过程中，甲池左侧烧杯中NO3-的浓度 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
（4）其他条件不变，若用U形铜棒代替“盐桥”，工作一段时间后取出铜棒称量，质量 (填“变大”、“变小”或“不变”)。若乙池中的某盐溶液是足量AgNO3溶液，则乙池中左侧Pt电极反应式为 ，工作一段时间后，若要使乙池溶液恢复原来浓度，可向溶液中加入 (填化学式)。
19．如图所示装置为在直流电的作用下电解CuSO4溶液图，其中A、B为石墨电极，a、b为电源的两极，当接通电源后，通电一段时间后，将B电极取出洗干净并干燥后称量其质量增加了3.2 g，则：
(1)a为电源的 极。
(2)写出电极反应方程式：A ；B
20．铬是常见的过渡金属之一，研究铬的性质具有重要意义。
(1)在如图装置中，观察到装置甲铜电极上产生大量的无色气体；而装置乙中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量红棕色气体。由此可得到的结论是 。
(2)工业上使用下图装置，采用石墨作电极电解Na2CrO4溶液，使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，其转化原理为 。
(3)CrO3和K2Cr2O7均易溶于水，它们是工业废水造成铬污染的主要原因。要将Cr(Ⅵ)转化为Cr(Ⅲ)常见的处理方法是电解法。将含的废水通入电解槽内，用铁作阳极，在酸性环境中，加入适量的NaCl进行电解，使阳极生成的Fe2+和发生反应，其离子方程式为 。阴极上、H+、Fe3+都可能放电。若放电，则阴极的电极反应式为 ；若H+放电，则阴极区形成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀，已知常温下，Cr3+Cr(OH)3，则常温下阴极区溶液pH的范围为 。
21．高锰酸钾广泛用作氧化剂。现有一个氧化还原反应的体系中共有KMnO4、MnSO4、H2O、Fe2(SO4)3、
FeSO4、H2SO4、K2SO4七种物质。
Ⅰ.写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式（需要配平）： 。
Ⅱ.某研究性学习小组根据上述反应设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1mol/L，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。
回答下列问题：
（1）此原电池的正极是石墨 (填“a”或“b”)，发生 反应。
（2）电池工作时，盐桥中的SO42-移向 (填“甲”或“乙”)烧杯。
（3）乙烧杯中的电极反应式分别为 。
（4）若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5 mol·L－1，则反应中转移的电子为 mol。
22．回答下列问题
(1)某课外活动小组用石墨(C)和铁作电极，如下图装置进行实验，试回答下列问题。
①若开始时开关K与a连接，则A极的电极反应为 ，B极的Fe发生 腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)
②若开始时开关K与b连接，则装置内总反应的离子方程式为 ；根据此时的装置判断，下列说法正确的是 (填字母)
a、B极为阴极，溶液中只有向B极移动
b、从A极处逸出的气体，能使品红溶液褪色
c、电解一段时间后，往U形管中加适量盐酸，可将溶液恢复到电解前的状态
d、若标准状况下B极产生2.24L气体，则电路中转移0.2mol电子
(2)海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料。如电池中，某电极的工作原理如下图所示。
①已知该电池的电解质为能传导的固体材料。放电时，上述电极是电池的 极(填“正”或“负”)，该电极的电极反应式为 。
②将此电池用惰性电极，电解含有0.1mol/L和0.1mol/LNaCl的混合溶液100mL，假如电路中转移0.1mol，则阳极产生的气体是 ，在标准状况下的体积是 L。
23．近几年全国各地都遭遇“十面霾伏”。其中机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气质量恶化贡献较大。
⑴ 汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g) △H＜0
若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 （填代号）。
（2）一定条件下氮氧化物和碳氧化物可以反应，已知2.24L(折算为标准状况)N2O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应，放出bkJ热量。生成的3种产物均为大气组成气体，并测得反应后气体的密度是反应前气体密度的倍。请写出该反应的热化学方程式 。
（3）电解法处理氮氧化物废气有较高的环境效益和经济效益（图中电极均为石墨）。
① NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见上方右图。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应为 。
② 电解NO制备NH4NO3原理如上方左图所示。石墨III为 极 ，石墨IV的电极反应式为 。为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充的物质X的化学式为 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【分析】从图中可以看出，通入空气的复合碳电极为正极，VB2电极为负极。从VB2电极发生反应：VB2+16OH--11e-=VO +2B(OH) +4H2O可以看出，负极消耗OH-，则正极发生的反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，由此解题。
【详解】A．由正极反应式O2+4e-+2H2O=4OH-可以看出，负载通过0.04 mol电子时，参加反应O2的物质的量为0.01mol，A正确；
B．从正极反应式看，正极生成OH-，正极区溶液的pH升高，负极消耗OH-，负极区溶液的pH降低，B错误；
C．由分析可知，正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，C正确；
D．由分析可知，复合碳电极是正极，VB2电极为负极，故电流流向为复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极，D正确；
故选B。
2．D
【详解】A．铁作为阴极，铁本身不反应，无法制得Fe(OH)2，A项错误；
B．蒸发装置，无法回收CCl4，B项错误；
C．由于氨气密度比空气小，无法收集到氨气，C项错误；
D．闻气体采用扇闻法，操作方法，D项正确；
答案选D。
3．D
【分析】锌镍空气液流电池中，活泼金属锌作负极，失去电子被氧化，空气中的氧气和NiOOH得到电子被还原，图甲中锌电极为电子流入的电极，图乙中锌电极为电子流出的电极，据此可判断图甲表示电池充电，图乙表示电池放电，据此分析解答。
【详解】A．根据分析，图甲表示电池充电，图乙表示电池放电，故A错误；
B．观察图甲，充电时正极上+2价镍和-2价氧均失去电子被氧化，电极反应为Ni(OH)2-5e- +5OH- =NiOOH+O2↑+3H2O，故B错误；
C．观察图乙，电池放电时溶液中阴离子向负极移动，即OH- 向锌电极移动，故C错误；
D．充电时消耗氢氧根离子生成氧气，所以充电结束后，电解质溶液的pH减小，故D正确；
答案选D。
4．C
【详解】A．高硅铸铁为惰性辅助阳极，作用为传递电流，没有作损耗阳极材料，A错误；
B．高硅铸铁为阳极，通电后，电子从阳极（高硅铸铁）经导线流向电源正极，负极流向阴极（钢管柱），B错误；
C．钢管桩为电解池的阴极，没有被损耗，其表面腐蚀电流接近为零，C正确；
D．在电流的作用下，该装置为外接电源的阴极保护法，D错误；
故选C。
5．C
【分析】由题干信息可知，电极M与锂离子电池的正极相连，是阳极，电极反应为：2Cl- -2e-=Cl2↑，电极N与锂离子电池的负极相连，是阴极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，阳离子由M极移向N极，阴离子由N极移向M极，即膜1为阴离子交换膜，膜2为阳离子交换膜，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，M极为阳极，膜2为阳离子交换膜，A正确；
B．由题干信息可知，锂电池电池反应为：，故放电时，负极的电极反应式为：，B正确；
C．已知Mn是25号元素，其核外有25个电子，根据鲍利不相容原理可知，基态锰原子中有25种不同运动状态的电子，C错误；
D．由分析可知，N极电极反应为：2H++2e-=H2↑，故N极收集到11.2L气体(标准状况)时理论上转移电子的物质的量为：=1mol，D正确；
故答案为：C。
6．C
【解析】根据装置图，右边NO3-→N2，N的化合价降低，根据电解原理，右边电极为阴极，左边为阳极，装置中有质子交换膜，说明溶液为酸性，据此分析。
【详解】A.根据装置图，右边电极NO3-→N2，N的化合价由+5价→0价，化合价降低，根据电解原理，右边电极为阴极，左边电极为阳极，即A为正极，B为负极，故A正确；
B.根据选项A的分析，Pt电极为阳极，即该电极上发生氧化反应，故B正确；
C.交换膜为质子交换膜，只允许H+通过，说明电解质溶液显酸性，其电极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O，故C错误；
D.阴极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O，电路中转移10mol e-，生成1mol N2，即产生28g H2，同时从左边向右边移动10mol H+，即右边溶液质量减少(28g-10g)=18g，故D正确；
答案：C。
【点睛】电极反应式是氧化还原反应的半反应，一般按照氧化剂+ne-→还原产物，还原剂－ne-→氧化产物，然后判断溶液的酸碱性，判断出是H＋还是OH－参与反应，像本题交换膜是质子交换膜，说明溶液显酸性，最后根据电荷守恒和原子守恒配平其他。
7．D
【分析】尾气通过氢氧化钠溶液：二氧化硫转化为亚硫酸氢盐，一氧化氮再通过Ce(SO4)2溶液吸收转变为亚硝酸根离子、硝酸根离子、Ce3+离子，通过装置Ⅲ得到Ce3+、，亚硝酸根离子、硝酸根离子进入装置Ⅳ和氨气、氧气反应转化为硝酸铵；
【详解】A．二氧化硫能和氢氧化钠反应，故装置Ⅰ加入NaOH溶液是为了吸收，A正确；
B．一氧化氮再通过Ce(SO4)2溶液吸收转变为亚硝酸根离子、硝酸根离子、Ce3+离子，反应为，反应后溶液中生成氢离子，溶液pH减小，B正确；
C．“装置Ⅲ”为电解槽，阴极发亚硫酸氢根离子得到电子发生还原反应生成，反应为，C正确；
D．氨水具有挥发性，故反应不能为高温，高温不利于氨气进入溶液反应，D错误；
故选D。
8．A
【详解】A．装置①工作时，a电极为阴极，起初a电极上H+得电子生成H2，当阳极产生的Cu2+迁移到a电极后，Cu2+可能在a电极上得电子从而析出红色物质，A正确；
B．装置②可用于精炼铜，此时c极为阴极，应使用精铜，B不正确；
C．因为Al在浓硝酸中发生钝化，若要使装置③导线中有稳定的电流通过，此时Al片做正极，Cu片作负极，C不正确；
D．装置④中，Zn作负极，Fe作正极，电子经导线由Zn流向Fe，D不正确；
故选A。
9．C
【详解】A．由图知：电极Q上CO2生成CO，碳元素化合价降低，发生还原反应，该装置连接电源为电解池，电极Q为电解池的阴极， N为电源的负极，A错误；
B．电极P为电解池的阳极，根据电解池的“阴阳阳阴”规律，阴离子O2-应移向阳极P，B错误；
C．电极Q上CO2得电子生成CO，已知固体电解质可传输O2-，故Q电极反应式为CO2+2e-=CO+O2-，C正确；
D．当电极P上生成的C2H4、C2H6物质的量之比为1:1时，参与反应的n(CH4)∶n(CO2)=4∶3，但题中未提到C2H4、C2H6物质的量之比，故无法计算甲烷与二氧化碳物质的量之比，D错误；
故选C。
10．A
【详解】A．负极上CO和H2都被氧化生成CO2和H2O，电极A反应为：H2+CO-4e-+2CO=H2O+3CO2，A正确；
B．根据方程式可知，C的化合价从-4升高到+2，升高6价，则该反应中每1mol甲烷完全反应转移电子6mol电子，B错误；
C．放电时，电解质中阴离子向负极移动，即向A极移动，C错误；
D． 通入燃料的电极是负极，通入O2的B电极为正极，正极为O2得电子生成CO，反应为O2+2CO2+4e-=2CO，D错误；
故合理选项是A。
11．C
【详解】A．对电池充电是在外接电源的情况下，使其逆向进行，而放电是在没有外接电源的情况下自发进行的，二者进行的条件不同，充、放电也不是同时发生的，所以二者不是可逆反应，故A错误；
B．充电时，电能转化为化学能，故B错误；
C．原电池放电过程中，电池内部的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以Li+向电池的正极移动，故C正确；
D．充电时，电池上标有“-”的电极与外接电源负极相连，故D错误。
答案为C。
12．C
【详解】A．电解质溶液为盐酸溶液，所以根据电池总反应可知负极反应为，故A项错误；
B．由于Ag+与Cl-结合生成了氯化银，所以通过阳离子交换膜的是，故B项错误；
C．根据电池总反应，分析化合价可知正极反应是，故C项正确；
D．通过交换膜的阳离子是，所以左室中浓度减小，故D项错误；
答案选C。
13．D
【分析】由题干装置图可知，左池通入NH3生成N2，失去电子，电极A为原电池的负极，反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，右池通入NO2生成N2，得到电子，电极B为原电池的正极，反应式为2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，电极A为原电池的负极，发生氧化反应，A正确；
B．由分析可知，电极A为负极，电极B为正极，电子有负极A经导线流向正极B，但电子不能经过电解质溶液，B正确；
C．为使电池持续放电，正极区生成的不断通过阴离子交换膜进入负极区，C正确；
D．当有(标准状况)被处理时，由分析中反应可知，转移的电子物质的量为0.8mol，D错误；
故答案为D。
14． ②③ 2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑ 作电解质溶液(或导电) B 阴 2Cu－2e－＋2OH－＝Cu2O＋H2O 0.05
【详解】Ⅰ.(1)①装置为原电池铁为负极被腐蚀；②装置为原电池锌做负极被腐蚀，铁做正极被保护；③装置为电解池，铁做阴极被保护；装置③中发生的是电解饱和食盐水的反应，阳极是氯离子失电子生成氯气，阴极是氢离子得到电子发生还原反应，反应离子方程式为：2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑；
(2)为处理银器表面的黑斑（Ag2S），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，Ag2S转化为Ag，是利用原电池原理，用铝置换出银，食盐水的作用为做电解质溶液，形成原电池。
Ⅱ. (1)燃料电池正极通氧化剂，负极通燃料，即A极为负极，B极为正极。图乙为电解池装置，电解目的为制备Cu2O，则D极作阳极，接电池正极(B极)，铜被氧化。阳极反应为2Cu-2e-+2OH－＝Cu2O+H2O，反应消耗OH-，采用阴离子交换膜使OH-向阳极移动。
(2)根据上述分析，阳极反应为2Cu－2e－＋2OH－＝Cu2O＋H2O；
(3)根据电极反应2Cu-2e-+2OH-＝Cu2O+H2O和N2H4-4e-+4OH-＝N2↑+4H2O可知，Cu2O与N2H4的数量关系式为2Cu2O～N2H4～4e-，当反应生成14.4 g Cu2O(0.1mol)时，至少需要肼为0.05mol。
15．(1) 0.01 在阴极发生，H+浓度减小，使得的平衡向右移动，浓度增大，增大
(2) （或 ）
(3)
【详解】（1）①阳极发生氧化反应，由题意可知，氯离子放电生成，由元素守恒可知，有水参加反应，结合电荷守恒可知，同时生成氢离子，阳极电极反应式为：，故答案为；
②在阴极发生，氢气的物质的量为 ，通过阳离子交换膜的阳离子为+1价离子，故通过交换膜的阳离子的物质的量为，电解中阴极浓度减小，使得的平衡向右移动，溶液的增大，故答案为0.01；在阴极发生，浓度减小，使得的平衡向右移动，浓度增大，增大；
（2）将 氧化，只生成两种气体，应生成氮气与二氧化碳，同时生成氯离子，反应离子方程式为：，100m3废水中质量，的物质的量为 = mol，由方程式可知，至少需要的物质的量为： mol，故答案为；；
（3）燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了的 晶体，在高温下它能传导离子，根据原电池原理，正极O2得到电子生成负极：，故答案为。
16． 正极 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 2.8L 16g 增大，因为相当于电解水 减小，OH-放电，H+增多 不变，相当于电解水
【详解】(1) 乙中c电极质量增加，说明铜沉淀在c极上，电子从b-c，M是负极，N为正极；
(2)甲中是氢氧化钠，相当于电解水，阳极b处为阴离子氢氧根放电，即4OH--4e-=2H2O+O2↑；
(3)丙中为K2SO4，相当于电解水，设电解水的质量是xg，由电解前后溶质质量相等，100×10%=（100-x）×10.47%，解得x=4.5g，故为0.25mol，由方程式 可知，生成2mol水转移4mol电子，所以整个反应中转移0.5mol电子，则生成氧气为 =0.125mol，标准状况下体积为0.125mol×22.4L/mol=2.8L；
(4)整个电路是串联的，所以每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的，根据电极反应
，可知转移0.5mol电子生成铜的质量是 =16g；
(5)甲中相当于电解水，故氢氧化钠溶液浓度增大，pH值变大，乙中电解硫酸铜溶液，阳极是氢氧根放电，氢氧根来自水的电离，所以氢离子浓度增大，pH值变小，丙中为电解水，对于硫酸钾溶液来说，pH值基本不变。
17．(1)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(2) 负 氢气(或H2)
(3) 淀粉碘化钾(或淀粉碘化钠等其他合理答案均可) 有气泡产生，溶液由无色变为红色
【分析】(1)
电解饱和食盐水产生NaOH、H2和Cl2，反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
(2)
H2的密度比空气小，用向下排空气法收集，所以D中收集的气体是H2，而H2在与直流电源的负极相连的电极上产生，所以a为电源的负极。
(3)
A电极上除了有氢气生成外，溶液中还生成NaOH，所以遇酚酞溶液变红。b为电源的正极，B极上产生氯气，可以用淀粉碘化钾溶液检验。
18． 原电池 0.2 变大 不变 Ag2O
【详解】试题分析：（1）根据图示，甲池为带盐桥的原电池；（2）根据甲装置总反应 计算两电极质量相差28g时导线中通过电子的物质的量；（3）甲池铜是负极，盐桥中阴离子移向负极；（4）其他条件不变，若用U形铜棒代替“盐桥”，甲池右侧烧杯变为原电池，铜是负极；左侧烧杯变为电解池，左侧烧杯中右边铜棒是阴极；乙池中左侧Pt电极与原电池的正极相连是电解池的阳极。
解析：（1）根据图示，甲池为带盐桥的原电池；（2）甲装置总反应
设参加反应的铜的质量为xg，生成银的质量为ag
64g 216g
x g a g
X=6.4g
所以参加反应的铜的物质的量是0.1mol，转移电子的物质的量是0.2mol；
（3）甲池铜是负极，盐桥中阴离子移向负极，所以甲池左侧烧杯中NO3-的浓度增大；（4）其他条件不变，若用U形铜棒代替“盐桥”，甲池右侧烧杯变为原电池，铜是负极，电极反应为 ；左侧烧杯变为电解池，左侧烧杯中右边铜棒是阴极，电极反应为，所以铜棒质量不变；乙池中左侧Pt电极与原电池的正极相连是电解池的阳极，电极反应为，乙池中又侧Pt电极是阴极，电极反应式是 ，工作一段时间后，若要使乙池溶液恢复原来浓度，可向溶液中加入Ag2O。
点睛：原电池外电路中的电子是从负极流向正极，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极。电解池中阳极失电子发生氧化反应、阴极得电子发生还原反应，阳离子移向阴极、阴离子移向阳极。
19． 正 4OH- -4e- =2H2O+O2↑ 2Cu2++4e- =2Cu(或Cu2++2e-=Cu)
【分析】在CuSO4溶液中含有的阳离子有Cu2+、H+，阴离子有、OH-，阳离子在阴极放电，阴离子在阳极放电，离子放电先后顺序是：Cu2+＞H+，OH-＞，然后结合电解后电极质量变化判断电源的正、负极，进而可得电解池的阴、阳极的电极反应式。
【详解】(1)电解CuSO4溶液，阳极上水电离产生的OH-失去电子被氧化为O2，阴极上Cu2+得到电子被还原为Cu单质，通电一段时间后，将B电极取出洗干净并干燥后称量其质量增加了3.2 g，说明B电极为阴极，Cu2+在B电极得到电子变为Cu单质，故B电极连接电源的负极，b为电源的负极，a为电源正极；
(2)A连接电源的正极，作阳极。阳极上水电离产生的OH-失去电子被氧化为O2，则A电极的电极反应式为：4OH- -4e- =2H2O+O2↑；B电极连接电源的负极，作阴极，阴极上Cu2+得到电子变为单质Cu，所以B电极的电极反应式为：2Cu2++4e- =2Cu(或写为Cu2++2e-=Cu)。
20． 由装置甲知铬的金属活动性比铜强；由装置乙知常温下铬在浓硝酸中钝化 阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，使c(H+)增大，从而导致反应2+2H+=+H2O发生 +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O +6e-+14H+=2Cr3++7H2O 8＜pH＜10
【详解】(1) 如图装置中，观察到装置甲铜电极上产生大量的无色气体，则铜为正极，铬为负极；而装置乙中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量红棕色气体，则铜为负极，铬为正极，说明铬在浓硝酸中钝化，故答案为：由装置甲知铬的金属活动性比铜强；由装置乙知常温下铬在浓硝酸中钝化；
(2) 采用石墨作电极电解Na2CrO4溶液，使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，是因为阳极反应为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，使c(H＋)增大，从而导致反应2＋2H＋=＋H2O发生，故答案为：阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，使c(H+)增大，从而导致反应2+2H+=+H2O发生；
(3)酸性环境中阳极生成的Fe2+和发生反应，其离子方程式为+6Fe2++14H+= 2Cr3++6Fe3++7H2O。阴极上若放电，则阴极的电极反应式为+6e-+14H+= 2Cr3++7H2O；阴极上若H+放电，则阴极区形成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀，根据题意，若生成Cr(OH)3则10-6 mol·L-1
【详解】ⅠKMnO4有强氧化性，在硫酸的溶液中能氧化还原性的FeSO4生成Fe2(SO4)3，本身被还原为MnSO4，则发生反应的化学方程式为2KMnO4+10FeSO4+8H2OS4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O ；
Ⅱ(1)根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO4作氧化剂，发生还原反应，故石墨a是正极；
(2)电池工作时，SO42-向负极移动，即向乙烧杯移动；
(3)乙烧杯中的电极反应式为Fe2+-e-═Fe3+；
(4)溶液中的MnSO4浓度由1mol L-1变为1.5mol L-1，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成的MnSO4的物质的量为0.5mol L-1×0.2L=0.1mol，转移的电子为0.1mol×5=0.5mol。
22．(1) 吸氧 bd
(2) 正 氯气、氧气 0.616
【详解】（1）①开始时开关K与a连接则构成原电池，活泼金属作负极，即铁是负极，石墨是正极，该装置为铁的吸氧腐蚀，A电极的电极反应式为：-，故答案为；吸氧；
②a，若开始时开关K与b连接，则构成电解池，该装置为电解饱和食盐水的电解装置，石墨和电源正极相连作阳极，阳极上氯离子放电生成氯气，铁和电源负极相连作阴极，阴极上氢离子发生生成氢气，a错误；
B，从A极处逸出的气体是氯气，湿润的氯气有漂白性，可以使品红溶液褪色，b正确；
C，根据总反应式可知，从溶液中放出的是氢气和氯气，所以要恢复原状态需要通入氯化氢气体，c错误；
D，B极产生的2.24L气体是氢气，在标准状况下2.24L 氢气的物质的量为0.1mol，根据2H＋＋2e－=H2↑可知，反应转移0.2mol电子，d正确；
故选bd；
（2）①放电时，该装置是原电池，Fe元素化合价由+3价变为+2价，得电子发生还原反应，所以该电极是正极，电极反应式为，故答案为正：；
②用惰性电极电解含有0.01mol CuSO4和0.01molNaCl的混合溶液100mL，电路中转移了0.1mol e-，则阳极上0.01molCl-先完全放电生成0.005mol Cl2，转移电子0.01mol，还需要转移0.09mol，此时水电离出的OH-放电生成0.0225molO2，阳极上生成的气体在标准状况下的体积=（0.005mol+0.0225mol）×22.4L/mol=0.616L，故答案为0.616。
23． BD 4N2O(g)+2CO(g)==4N2(g)+2CO2(g) + O2(g) △H=－60b kJ·mol－1 NO2+NO3--e-═N2O5 阴 NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+ NH3
【详解】试题分析：⑴根据平衡状态的定义分析；（2）氮氧化物和碳氧化物在点燃条件恰好完全反应生成的3种产物均为大气组成气体，分别是N2、CO2、 O2；（3）① 通入NO2的电极为阳极，发生氧化反应，Y是N2O5；石墨III电极 ，发生还原反应；石墨IV电极 ；根据电子守恒分析为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充的物质X的化学式。
解析：⑴平衡时速率不再改变，故A不一定平衡；该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，平衡常数不变，说明温度不变，故B一定平衡；平衡时物质浓度不再改变，故C一定不平衡；NO的百分含量不变，故D一定平衡；（2）氮氧化物和碳氧化物在点燃条件恰好完全反应生成的3种产物均为大气组成气体，分别是N2、CO2、 O2，反应后气体的密度是反应前气体密度的倍，说明气体物质的量变为原来 ，设方程式为 ,若 ，则z=1；根据电子守恒 ，则x=4,y=2；所以方程式为4N2O+2CO = 4N2+2CO2 + O2，0.1 mol N2O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应，放出bkJ热量,则6 mol混合气体放热60bkJ,故热化学方程式为4N2O(g)+2CO(g)==4N2(g)+2CO2(g) + O2(g) △H=－60b kJ·mol－1（3）① 通入NO2的电极为阳极，发生氧化反应，Y是N2O5，电极反应为NO2+NO3--e-═N2O5；石墨III电极 ，发生还原反应，石墨III电极为阴极；石墨IV电极 ，电极反应式为NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+ ；根据电子守恒，两电极生成铵根和硝酸根离子的比为3:5，所以为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充的物质X是NH3。
点睛：化学平衡状态是 ，反应体系中各物质浓度保持不变的状态。
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