1.3 电能转化为化学能——电解 同步练习
一、单选题
1．使用石墨电极电解溶液，阴极产物为
A． B．Cu C． D．
2．2022年北京冬奥会采用绿电制绿氢技术，即用光伏、风能等产生绿电，绿电电解水制得的氢气叫绿氢，实现碳的零排放。下列有关说法正确的是（ ）
A．光伏电池能将太阳能全部转化成电能
B．绿氢在阴极上产生
C．常加入食盐增强水的导电性
D．阳极上发生还原反应
3．化学在生产生活中具有重要应用，下列有关说法正确的是（ ）
A． B． C． D．
溶洞形成时，涉及的溶解 不锈钢镀铜水龙头：镀铜时，纯铜作阴极 植物光合作用中，碳元素被氧化 植物奶油的制作过程：为取代反应
A．A B．B C．C D．D
4．如图为某电化学装置的一部分，电极材料为单一物质。已知两极反应式分别为a极：Cu2++2e-=Cu，b极：Mg-2e-=Mg2+。下列说法错误的是（ ）
A．a电极上发生还原反应 B．b电极材料是镁
C．该装置一定是原电池装置 D．电解质溶液中含有Cu2+
5．用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是（ ）
A．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片
B．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片
C．用氢氧化钠溶液吸收阴极产物
D．用带火星的木条检验阳极产物
6．如图装置可以模拟铁的电化学防护，下列说法错误的是
A．若X为锌棒，开关K置于M处时，铁电极反应为：2H++2e-=H2↑
B．若X为锌棒，开关K置于M或N处均可减缓铁的腐蚀
C．若X为炭棒，开关K置于N处时，铁电极反应2H++2e-=H2↑
D．若X为炭棒，开关K置于N处可以减缓铁的腐蚀
7．图a、b、c分别为氯化钠在不同状态下的导电实验的微观示意图（X、Y均表示石墨电极，且与直流电源连接方式相同， 表示水分子）。下列说法正确的是（ ）
A．Y电极为阳极
B．能导电的装置中，Y电极产物不相同
C．NaCl是电解质，三种状态下都能导电
D．图b说明通电后发生了电离
8．水系锌-碘二次电池具安全高效、价廉环保等特点，是一种潜在的新型储能体系，其工作原理如图所示。该电池以ZnI2溶液为电解质，中间是阳离子交换膜，下列说法正确的是（ ）
A．放电时，b极的电极反应式为：3I--2e-=I
B．放电时，电路中转移的电子数等于N区增加的离子数
C．充电时，a极为阴极，接电源的负极
D．若将a极的Zn换成Li，电池可正常工作，且比能量更高
9．一种可充电电池放电时的电极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O，NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-。当电池充电时，与外接电源负极相连的电极上发生的反应是（ ）
A．H2被氧化 B．H2O被还原
C．Ni(OH)2被氧化 D．NiO(OH)被还原
10．利用原电池原理，各种化学电池应运而生。某单液二次电池(如图所示)，其反应原理为H2＋2AgCl 2Ag＋2HCl。下列说法正确的是（ ）
A．放电时，正极的电极反应为Ag＋＋e-=Ag
B．放电时，电子从左边电极经溶液移向右边电极
C．充电时，右边电极与电源的正极相连
D．充电时，每生成1 mol H2，溶液质量增加216 g
11．已知高能锂离子电池的总反应式为2Li＋FeS=Fe＋Li2S，LiPF6·SO(CH3)2为电解质，用该电池为电源电解含镍酸性废水并得到单质Ni的实验装置如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．电极Y应为Li
B．电解过程中，b中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小
C．X极反应式为FeS＋2Li＋＋2e－=Fe＋Li2S
D．若将图中阳离子膜去掉，将a、b两室合并，则电解反应总方程式发生改变
12．下列关于如图所示的实验装置的判断中不正确的是（ ）
A．若X为锌棒，开关K置于N处时，溶液中的Na+移向Fe电极
B．若X为碳棒，开关K置于M处，外电路电子流向为：Fe→X
C．若X为锌棒，开关K置于M或N处均可减缓铁的腐蚀
D．若X为碳棒，开关K置于M处时，铁电极上发生的反应为Fe-3e-=Fe3+
13．下列叙述错误的是（ ）
A．钢铁表面发生吸氧腐蚀时，钢铁表面水膜的碱性增强
B．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
C．电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解的铜的质量比阴极析出的铜的质量少
D．工作时在原电池的负极和电解池的阴极上都发生氧化反应
14．利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是（ ）
A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，Y附近能得到氢氧化钠
B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4
C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属
D．外加电流的阴极保护法中，X是待保护金属
15．某传统锌-空气二次电池的放充电原理如下图所示：
下列叙述正确的是（ ）
A．放电时，电子从Zn电极流出经电解液向多孔铜电极移动
B．放电时，负极反应式仅为
C．充电时，Zn电极上“钝化”的ZnO不容易得电子
D．放电时，CO2做氧化剂被还原为K2CO3
16．电-Fenton法是用于水体中有机污染物降解的高级氧化技术,反应原理如图所示。电解产生的H2O2与Fe2+发生 Fenton反应生成的羟基自由基(·OH)能氧化降解有机污染物。下列说法正确的是（ ）
A．电源的A极为正极
B．与电源B相连电极的电极反应式为H2O+e-=H++·OH
C．Fenton反应为:H2O2+Fe2+=Fe(OH)3++·OH
D．每消耗22.4LO2(标准状况),整个电解池中理论上可产生的·OH为2mol
二、综合题
17．氮元素的化合物种类繁多，性质也各不相同．
（1）图1为一定温度下1molNO2（g）和1molCO（g）反应生成NO（g）和CO2（g）过程中的能量变化示意图．已知E1=147.5kJ mol﹣1，E2=376.2kJ mol﹣1（E1、E2为反应的活化能）．若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，则E1 （填“增大”、“减小”或“不变”）．该反应的热化学方程式为 ．
（2）硝基苯甲酸乙酯在OH﹣存在的条件下发生水解反应：
O2NC6H4COOC2H5+OH﹣ O2NC6H4COOO﹣+C2H5OH
两种反应物的初始浓度均为0.050mol L﹣1，某温度下测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如下表所示：
t/s 0 120 180 240 330 530 600 700 800
α/% 0 33 42 49 59 73 74 75 75
回答下列问题：①该反应在330s～530s的平均反应速率为 （只列算式，不做运算）
②为提高O2NC6H4COOC2H5的转化率，可以采取的措施有 ． （写1条即可）
（3）2015年8月12日天津港爆炸中有一定量的氰化物泄露，可用如图2所示装置除去含CN﹣、Cl﹣废水中的CN﹣，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO﹣将CN﹣氧化为两种无污染的气体，该反应的离子方程式为 ，其中两个电极的材料分别为石墨和铁，则石墨作 极，其电极反应式为 ．
18．已知、、、为原子序数依次增大的前四周期元素，其中元素的单质是密度最小的气体，、元素的单质都是空气的主要成分，的层为1个电子，其内层电子全充满。由上述四种元素组成的化合物在沸石笼作为载体时的反应历程如图所示：
回答下列问题：
（1）上述反应历程中I→II进行很快的原因是 。
（2）某、、组成的化合物在加热的条件下分解只生成和，该化合物的化学式是 。
（3）工业上用惰性电极电解某、、组成的化合物制备相应的强酸溶液和碱溶液，其工作原理如图所示：
①极为 (填“阴”或“阳”，下同)极，膜为 离子交换膜。
②制得酸的化学式是 。
③电解时阴极的电极反应式为 ；生成碱溶液的离子方程式是 。
19．如图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极．将电源接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色．则以下说法正确的是
（1）电源B极是 极（填“正”或“负”）
（2）（甲）、（乙）装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量比为 ．
（3）欲用（丙）装置给钢镀银，G应该是 （填电极材料），电镀液选 溶液．
（4）电解一段时间后，加入何种物质能使溶液恢复到原来浓度，甲应加入 乙应加入 ．
20．
（1）I.下图所示装置，装置A是氢氧燃料电池，已知该装置工作时电子从b极流向Fe电极。
C电极反应式为 。
（2）若装置B中溶液体积为100mL，假设反应前后溶液体积不变，当装置A中消耗0.05mol氢气时，装置B中溶液的pH为 ，此时要恢复原溶液的浓度需加入 (填化学式)。
（3）若将装置B改为电解精炼铜，则粗铜作 极，阴极反应为 。
（4）II.用零价铁(Fe)去除水体中的的硝酸盐(NO3-) 已成为环境修复研究的热点之一。
Fe还原水体中(NO3-)的反应原理如图所示。
①作负极的物质是 。②正极的电极反应式是 。
（5）研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在 极，该电极反应式是 。
21．
（1）I． 氢气是一种常用的化工原料，应用十分广泛。
以H2合成尿素CO(NH2)2的有关热化学方程式有：
①N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g) ΔH1＝－92.4 kJ·mol－1
②NH3(g)＋1/2CO2(g)=1/2NH2CO2NH4(s) ΔH2＝－79.7 kJ·mol－1
③NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH3＝＋72.5 kJ·mol－1
则N2(g)、H2(g)与CO2(g)反应生成CO(NH2)2(s)和H2O(l)的热化学方程式为 。
（2）II．某同学设计了一组电化学装置如下图所示，其中乙装置中X为阳离子交换膜，甲醇(CH3OH)具有可燃性。
根据要求回答相关问题：
写出装置甲中负极的电极反应式： 。
（3）装置乙中石墨电极（C）的电极反应式为： 。
（4）当装置甲中消耗0.05molO2时，丙装置中阳极产生气体的体积 L(标况下)；装置乙中溶液的pH为 （溶液体积为200mL不变），要使乙烧杯中的溶液恢复到原来的状态，需要加入的物质是 。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】使用石墨电极电解溶液，阳极上Cl-发生氧化还原反应生成氯气，电极反应式为，阴极上Cu2+发生还原反应生成Cu，电极反应式为Cu2++2e-=Cu；
故答案为：B。
【分析】阳离子在阴极反应，铜离子比氢离子优先放电，生成铜。
2．【答案】B
【解析】【解答】A．物质能量转化过程中有损失，太阳能不能全部转化为电能，A项不符合题意；
B．电解水时，阴极电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B项符合题意；
C．电解水时，阳极电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，若溶液中有食盐，则由于Cl-比OH-易失去电子，阳极极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，得到氯气而不是氧气，反应实质是电极NaCl和H2O，而不是电解水，C项不符合题意；
D．阳极上发生氧化反应，D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、太阳能转化为电能同时可能会有热能；
B、氢离子在阴极放电；
C、食盐水中，氯离子比氢氧根优先放电；
D、阳极失去电子，发生氧化反应。
3．【答案】A
【解析】【解答】A．溶洞形成时，涉及碳酸钙与空气中二氧化碳和水的溶解反应，生成碳酸氢钙，A项符合题意；
B．镀铜时，纯铜作阳极，B项不符合题意；
C．植物光合作用中，转化为，碳元素被还原，C项不符合题意；
D．植物奶油的制作过程为液态植物油与的加成反应，D项不符合题意。
故答案为：A。
【分析】B.镀铜时纯铜作阳极；
C.植物光合作用将二氧化碳转化为葡萄糖；
D.液态植物油与发生加成反应得到植物奶油。
4．【答案】C
【解析】【解答】A．由a极发生的电极反应式：Cu2++2e-=Cu，可知a电极为正极，发生还原反应，A不符合题意；
B．根据b电极反应式：Mg-2e-=Mg2+，可知b电极材料是镁，发生失去电子的氧化反应，B不符合题意；
C．当不连接电源时，该装置为原电池，金属Mg为电极材料；当有电源时，装置为电解池，其中a电极连接电源负极，作阴极；b电极连接电源正极，作阳极，故该装置不一定就是原电池装置，C符合题意；
D．由a电极反应式：Cu2++2e-=Cu，可知电解质溶液中含有Cu2+，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、得到电子为还原反应；
B、b为负极，为镁作为电极；
C、无论是原电池还是电解池，镁为活性电极，优先放电，铜离子在a极得到电子；
D、溶液中含有铜离子，得到电子形成单质。
5．【答案】B
【解析】【解答】A. 用铜片连接电源的负极，另一电极用铂片，故A不符合题意
B. 用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片，故B符合题意
C.阴极析出了铜，故C不符合题意
D.阳极生成氯气，可用湿润的淀粉KI试纸检验，故D不符合题意
故答案为：B
【分析】电解氯化铜提取铜，则阴极析出了铜
6．【答案】A
【解析】【解答】A．若X为锌棒，开关K置于M处时，形成原电池，铁作正极，电极反应为：O2+2H2O +4e-=4OH-，A符合题意；
B．若X为锌棒，开关K置于M时形成原电池，铁作正极，开关K置于N处时，形成电解池，铁作阴极，都能阻止铁失电子，从而减缓铁的腐蚀，B不符合题意；
C．若X为炭棒，开关K置于N处时，形成电解池，铁作阴极，电极反应2H++2e-=H2↑，C不符合题意；
D．若X为炭棒，开关K置于N处时，形成电解池，铁作阴极被保护，从而减缓铁的腐蚀，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】开关置于N时，构成电解池，置于M时，构成原电池；若X为锌，形成的原电池中，锌为负极，铁为正极；开关置于M时，铁为正极，置于N时，铁为阴极，均被保护；若X为炭棒，铁为阴极。
7．【答案】B
【解析】【解答】A．氯离子半径大于钠离子，则图中黑球代表的离子是Cl-，b图中阴离子向X极移动，失电子生成氯气，则X为阳极，接电源正极，Y电极为阴极，与电源负极相连，故A不符合题意；
B．bc中存在自由移动的离子，为能导电的装置，Y是阴极，图b中是Na+得电子生成Na单质，图c中是水电离的H+得电子生成H2，产物不同，故B符合题意；
C． 是电解质，NaCl在晶体状态时离子不能自由移动，不导电，即图a不导电，故C不符合题意；
D．图b说明通电后，电离出的离子发生了定向移动，电解质的电离不需要通电，只需要熔融状态或溶于水，故D不符合题意；
本题答案B。
【分析】A.根据钠离子的半径小于氯离子，结合b图即可判断
B.bc均能导电，但是b是电解熔融的氯化钠，Y电极的产物是钠单质，而c是电解氯化钠溶液，Y得到的是氢气产物不同
C.根据图示，a不导电，bc可导电
D.b是熔融状态下的氯化钠可以电离，不是通电才电离
8．【答案】C
【解析】【解答】A． 放电时，b极的电极反应式为：I +2e-=3I- ，A不符合题意；
B． 放电时，负极 ，则电路中转移的电子数等于N区增加的锌离子数的2倍，B不符合题意；
C． 充电时，a极发生反应为 、则a极为阴极，接电源的负极，C符合题意；
D．该电池为水系锌-碘二次电池，若将a极的Zn换成Li，Li与水反应、电池不可正常工作，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】放电过程为原电池，a极为负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为Zn-2e-=Zn2+；b极为正极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为I3-+2e-=3I-。充电过程为电解池，a极做阴极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为Zn2++2e-=Zn；b极做阳极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为3I-2e-=I3-。据此结合选项进行分析。
9．【答案】B
【解析】【解答】充电池放电时发生H2-2e-+2OH-=2H2O，应为原电池的负极反应，氢气是还原剂被氧化，则充电时H2是还原产物，与负极相连的是阴极发生还原反应，则H2O被还原，
B符合题意。
故答案为：B。
【分析】该电池充电时，与外电源负极连接的电极为阴极，发生还原反应。
10．【答案】C
【解析】【解答】A．AgCl难溶于水，由上述分析可知，放电时正极反应为AgCl + e-= Ag + Cl-，故A不符合题意；
B．电子不能进入溶液中，故B不符合题意；
C．由上述分析可知，充电时，右边电极与电源的正极相连，故C符合题意；
D．充电时阳极(右侧Pt电极)反应为Ag + Cl- - e-= AgCl，阴极(左侧Pt电极)反应为2H+ + 2e-= H2↑，每生成1mol H2，溶液中有2mol Cl-转化为AgCl沉淀，即电解质溶液中会减少2mol HCl，则减少的质量为73g，故D不符合题意；
综上所述，说法正确的是C项，
故答案为C。
【分析】由H2＋2AgCl 2Ag＋2HCl可知，放电过程中H2发生氧化反应，AgCl发生还原反应，因此左侧Pt电极为负极，右侧Pt电极为正极，充电时负极与电源负极相连，正极与电源正极相连。
11．【答案】B
【解析】【解答】A.Y电极的电极反应式为：2Li-2e-+S2-=Li2S，故电极Y的材料为Li，选项正确，A不符合题意；
B.电解过程中，a室内的OH-减小，由于a室与b室间是阳离子交换膜，只有阳离子能通过，故a室内的Na+通过阳离子交换膜进入b室内，同样的，c室内的Cl-通过阴离子交换膜进入到b室内，故电解过程中，b室内的NaCl溶液的物质的量浓度不断增加，选项错误，B符合题意；
C.X电极为高能锂离子电池的正极，其电极反应式为：FeS+2e-+2Li+=Fe+Li2S，选项正确，C不符合题意；
D.a、b两室合并后，由于Cl-失电子能力比OH-失电子能力强，碳棒上电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2，电解反应的总方程式发生变化，选项正确，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】镀镍铁棒上发生Ni2+得电子的还原反应，故镀镍铁棒为电解池的阴极，其电极反应式为：Ni2++2e-=Ni；Y为高能锂离子电池的负极，其电极反应式为：2Li-2e-+S2-=Li2S；碳棒做为电解池的阳极，其电极反应式为：4OH--4e-=O2+2H2O；X为高能锂离子电池的正极，其电极反应式为：FeS+2e-+2Li+=Fe+Li2S；据此结合选项进行分析。
12．【答案】D
【解析】【解答】A．若X为锌棒，开关K置于N处时，为电解池，Fe为阴极带负电，溶液中的Na+移向Fe电极，A不符合题意；
B．若X为碳棒，开关K置于M处为原电池，X为正极，Fe为负极，外电路电子由负极流向正极，外电路电子流向为：Fe→X，B不符合题意；
C．若X为锌棒，开关K置于M为原电池，消耗X的负极；N处为电解池，牺牲阳极保护阴极，均可减缓铁的腐蚀，C不符合题意；
D．若X为碳棒，开关K置于M处时为原电池，铁电极上发生的反应为Fe-2e-=Fe2+，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】若X为锌棒，K放在M位置，原电池，锌腐蚀，铁不腐蚀，减缓铁的腐蚀，K放在N位置，电解池，锌做阳极，锌失去电子，铁做阴极，氢离子得到电子变为氢气，若X为碳棒，K在M处，原电池，加速铁的腐蚀，K在N处，做电解池，Fe做阴极，保护铁，结合选项判断
13．【答案】D
【解析】【解答】A.钢铁表面发生吸氧腐蚀时，正极上的电极反应式为：2H2O+O2+4e﹣＝4OH﹣，由此可知，钢铁表面水膜的碱性增大，故A不符合题意；
B.电镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，所以在镀件上电镀锌，用锌作阳极，故B不符合题意；
C.电解精炼铜时，因为粗铜含有杂质，所以开始通电一段时间后，阳极溶解的铜的质量比阴极析出的铜的质量少，故C不符合题意；
D.工作时，原电池的负极上失电子发生氧化反应，电解池的阴极上得电子发生还原反应，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】D、原电池负极发生氧化反应，而电解池阴极发生还原反应
14．【答案】D
【解析】【解答】A．氯碱工业上，用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，阴极附近得到氢氧化钠，即Y附近能得到氢氧化钠，故A不符合题意；
B．铜的精炼中，粗铜作阳极X，纯铜作阴极Y，硫酸铜溶液作电解质溶液，故B不符合题意；
C．电镀工业上，Y是待镀金属，X是镀层金属，故C不符合题意；
D．外加电流的阴极保护法中，阴极是待保护金属，即Y是待保护金属，故D符合题意，
故答案为：D。
【分析】A．氯碱工业上，阴极附近得到氢氧化钠；
B．铜的精炼中，粗铜作阳极，纯铜作阴极，含铜离子溶液作电解质溶液；
C．电镀时，镀层金属作阳极，待镀金属作阴极；
D．外加电流的阴极保护法中，阴极是待保护金属。
15．【答案】C
【解析】【解答】A.电子只能沿导线流出，不能经过电解质溶液，所以放电时，电子从Zn电极流出，经外电路向多孔铜电极移动，A错误；
B.由图可判断，放电时，负极Zn失电子产物与电解质反应生成 [Zn(OH)4]2-，则反应式还有，B错误；
C.由图可判断，充电时，Zn电极上“钝化”的ZnO不能转化为[Zn(OH)4]2-，也就不能转化为Zn，所以ZnO不容易得电子，C正确；
D.放电时，CO2转化为K2CO3，CO2的化合价没有变化，D错误；
故答案为：C。
【分析】Zn的金属活动性比Cu强，且Cu与电解质不反应，所以Zn作负极，Cu作正极。
16．【答案】C
【解析】【解答】A.左侧电极附近Fe3+→Fe2+，发生了还原反应，该极为电解池的阴极，与之相连电源的A极为负极，A不符合题意；
B.与电源B相连电极为电解池的阳极，失电子发生氧化反应，B不符合题意；
C.双氧水能够把 Fe2+氧化为Fe(OH)2+，C符合题意；
D.每消耗1 mol O2，转移4 mol电子，根据H2O2+Fe2+=Fe(OH)2++·OH反应看出转移1 mol电子，生成1mol OH，所以应当生成4 mol OH；D不符合题意；
故答案为：C
【分析】由图示装置可知，Fe3++e-=Fe2+，O2+2e-+2H+=H2O2；H2O2+Fe2++H2O=Fe(OH)2++·OH。据此结合选项分析。
17．【答案】（1）减小；NO2（g）+CO（g）=NO（g）+CO2（g）△H=﹣228.7KJ/mol
（2）；增加OH﹣的浓度、移去产物
（3）2CN﹣+5ClO﹣+H2O═N2↑+2CO2↑+5Cl﹣+2OH﹣；阳；Cl﹣+2OH﹣﹣2e﹣═ClO﹣+H2O
【解析】【解答】解：（1.）若在反应体系中加入催化剂，能降低反应的活化能，反应速率增大，则E1减小，图象分析可知一定温度下1molNO2（g）和1molCO（g）反应生成NO（g）和CO2（g）过程中，反应的焓变△H=E1﹣E2=147.5KJ/mol﹣376.2kJ/mol﹣=﹣228.7KJ/mol，该反应的热化学方程式为：NO2（g）+CO（g）=NO（g）+CO2（g）△H=﹣228.7KJ/mol，故答案为：减小，NO2（g）+CO（g）=NO（g）+CO2（g）△H=﹣228.7KJ/mol；
（2.）①该反应在330s～530s的平均反应速率= ，
故答案为； ；
②为提高O2NC6H4COOC2H5的平衡转化率，可使平衡向正向移动，可增加OH﹣的浓度、移去产物，故答案为：增加OH﹣的浓度、移去产物；
（3.）阳极产生的ClO﹣将CN﹣氧化为两种无污染的气体，两种气体为二氧化碳和氮气，该反应在碱性条件下进行，所以应该有氢氧根离子生成，反应方程式为2CN﹣+5ClO﹣+H2O═N2↑+2CO2↑+5Cl﹣+2OH﹣，该电解质溶液呈碱性，电解时，用不活泼金属或导电非金属作负极，可以用较不活泼金属作正极，石墨做阳极，阳极上氯离子失电子生成氯气，氯气和氢氧根离子反应生成次氯酸根离子和水，所以阳极反应式为Cl﹣+2OH﹣﹣2e﹣═ClO﹣+H2O，故答案为：2CN﹣+5ClO﹣+H2O═N2↑+2CO2↑+5Cl﹣+2OH﹣，阳，Cl﹣+2OH﹣﹣2e﹣═ClO﹣+H2O．
【分析】（1.）催化剂能降低反应的活化能，增大反应速率，反应的焓变=E1﹣E2，标注物质聚集状态和对应反应的焓变写出热化学方程式；
（2.）①根据转化率计算浓度的变化计算反应速率V= ；②为提高O2NC6H4COOC2H5的平衡转化率，可使平衡向正向移动，除温度外，还可增加另一种反应物浓度或减小生成物的浓度；
（3.）根据装置图，该电解质溶液呈碱性，电解时，阳极要生成氯气，氯气和氢氧根离子反应生成次氯酸根离子和水，ClO﹣将CN﹣氧化为两种无污染的气体，两种气体为二氧化碳和氮气，据此分析．
18．【答案】（1）I→II反应的活化能几乎为0
（2）NH4NO2
（3）阴；阴；HNO3；2H2O+2e-=H2↑+2OH-；+OH-=NH3 H2O
【解析】【解答】（1）由图可知， I→II反应为放热反应，且活化能几乎为0，因此几乎不需要吸收能量就能进行，故I→II进行的很快；
（2）根据分析，X、Y、Z分别为H、N、O，由于反应只生成N2和H2O，因此不是HNO3的分解，铵盐在加热的条件下易分解，因此Q为铵盐，由于生成N2，Q中除含有-3价的N外还有正价的N，因此正确的反应为NH4NO2N2+2H2O，故Q为NH4NO2；
（3）①根据分析，b为阴极，c为阴离子交换膜；
②根据分析，制得酸的化学式是HNO3；
③根据分析，电解时阴极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；生成碱溶液的离子方程式是+OH-=NH3 H2O。
【分析】（1）活化能越小，反应速率越快；
（2）根据反应物和产物的化学式，利用氧化还原反应原理书写；
（3）根据反应物和产物的浓度变化，利用离子的放电顺序分析。
19．【答案】（1）负
（2）1：2：2：2
（3）Ag；AgNO3
（4）CuO；HCl
【解析】【解答】解：（1）根据图片知，该装置是电解池，将电源接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色，说明F极附近有大量氢氧根离子，由此得出F极上氢离子放电生成氢气，所以F极是阴极，则电源B极是负极，A极是正极；
故答案为：负；（2）甲装置中C电极上氢氧根离子放电生成氧气，D电极上铜离子放电生成铜单质，E电极上氯离子放电生成氯气，F电极上氢离子放电生成氢气，所以（甲）、（乙）装置的C、D、E、F电极均有单质生成；生成1mol氧气需要4mol电子，生成1mol铜时需要2mol电子，生成1mol氯气时需要2mol电子，生成1mol氢气时需要2mol电子，所以转移相同物质的量的电子时生成单质的物质的量之比为1：2：2：2；
故答案为：1：2：2：2；（3）若用（丙）装置给钢镀银，G应该是Ag，H是钢，电镀液是AgNO3溶液；
故答案为：Ag；AgNO3；（4）甲电解硫酸铜溶液，生成铜和氧气，应加入CuO，乙电解氯化钠溶液，生成氯气和氢气，应加入HCl；
故答案为：CuO；HCl．
【分析】（1）根据图片知，该装置是电解池，将电源接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色，说明F极上氢离子放电生成氢气，所以F极是阴极，则电源B极是负极，A极是正极；（2）甲装置中C电极上氢氧根离子放电，D电极上铜离子放电，E电极上氯离子放电，F电极上氢离子放电，根据得失电子和生成物的关系式计算；（3）电镀时，镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，含有镀层金属离子的盐为电解质溶液；（4）依据析出什么加什么的原则分析．
20．【答案】（1）2Cl--2e-=Cl2↑
（2）14；HCl
（3）阳；Cu2++2e- =Cu
（4）e；NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O
（5）阴极；CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O
【解析】【解答】本题主要考查原电池原理及电解池原理。I.(1) 该装置工作时电子从b极流向Fe电极，Fe电极作阴极，相应地C电极作阳极，反应式为2Cl--2e-=Cl2↑。(2)A、B两装置的电子守恒，当装置A中消耗0.05mol氢气时，装置B溶液中生成0.1molOH-，c(OH－)=1mol/L，溶液的pH为14，装置B中产生氢气和氯气，此时要恢复原溶液的浓度需加入HCl。(3)若将装置B改为电解精炼铜，则粗铜作阳极，阴极反应为Cu2++2e- =Cu。
II.(4)①Fe被氧化，作负极的物质是Fe。②由图可知在正极上NO3-被还原为NH4+，正极电极反应式是NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O。(5)甲醇是还原产物，则生成甲醇的反应发生在阴极，该电极反应式是CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O。
【分析】（1）本题为组合电池题目，根据电子的流向可以知道b为负极，所以通入氢气，a通入氧气作为正极，C为阳极，Fe为阴极，所以阳极为溶液中的阴离子放电，根据放电顺序Cl->H+可以知道为Cl-放电转化为氯气；
（2）根据氢气的物质的量推出氢离子物质的量，而氢离子物质的量=氢氧根物质的量，求出氢氧根浓度推出pH，因为脱离体系的是氢气和氯气，所以恢复状态需要加入氯化氢；
（3）粗铜精炼的时候粗铜作为阳极，阴极为溶液中的阳离子放电；
（4）根据氧化还原反应的特点，被氧化的一端为负极，即Fe，而正极则为硝酸根，根据图示可以知道硝酸根转化为铵根离子；
（5）二氧化碳酸性条件下生成甲醇，根据点解过程的离子放电，C化合价降低得到电子，则在阴极。
21．【答案】（1）N2(g)＋3H2(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH＝－179.3 kJ·mol－1
（2）CH3OH -6e +8OH ═CO32 +6H2O
（3）2Cl ﹣2e =Cl2↑
（4）1.68；14；HCl
【解析】【解答】I．（1）已知：
①N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g) ΔH1＝－92.4 kJ·mol－1
②NH3(g)＋1/2CO2(g)＝1/2NH2CO2NH4(s) ΔH2＝－79.7 kJ·mol－1
③NH2CO2NH4(s)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH3＝＋72.5 kJ·mol－1
则根据盖斯定律可知①+②×2+③即得到N2(g)、H2(g)与CO2(g)反应生成CO(NH2)2(s)和H2O(l)的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH＝－179.3 kJ·mol－1。II．（2）燃料电池是将化学能转变为电能的装置，属于原电池，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极，所以通入氧气的电极是正极，负极上甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应为CH3OH-6e－+8OH－＝CO32－+6H2O；（3）乙池有外接电源属于电解池，铁电极连接原电池的负极，所以是阴极，则石墨电极是阳极，阳极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为2Cl――2e－＝Cl2↑；（4）当装置甲中消耗0.05molO2时，由电极方程式O2+2H2O+4e-＝4OH-可知转移0.2mol电子，装置丙中阳极电极反应为：2Cl――2e－＝Cl2↑，4OH--4e-＝2H2O+O2↑，氯化铜物质的量=0.1L×0.5mol/L=0.05mol，n（Cl-）=0.1mol，生成氯气电子转移0.1mol，生成氯气物质的量0.05mol，则氢氧根离子电解反应电子转移0.1mol，生成氧气0.025mol，生成气体物质的量=0.05mol+0.025mol=0.075mol，标准状况下气体体积=0.075mol×22.4L/mol=1.68L；装置乙中阴极发生2H2O+2e-＝H2+2OH-，可知生成0.2molOH-，溶液体积为200mL，则c（OH-）=1mol/L，所以pH=14，电解饱和氯化钠溶液生成氢气和氯气，要使乙烧杯中的溶液恢复到原来的状态，需要加入的物质是HCl。
【分析】I．根据盖斯定律计算；II．甲装置是燃料电池，甲醇在负极通入，氧气在正极通入，乙和丙装置是电解池，乙中碳棒是阳极，铁电极是阴极，丙中左侧碳棒是阳极，右侧碳棒在阴极，结合离子的放电顺序、电子得失守恒分析解答。
