第四章+化学反应与电能++同步习题++2022-2023学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必.docx

第四章 化学反应与电能同步习题2022—2023学年上学期高二化学人教（2019）选择性必修1
一、单选题
1．利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是

A．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移
B．电极b上反应为CO2+8HCO-8e-=CH4+CO+2H2O
C．电解过程中化学能转化为电能
D．电解时Na2SO4溶液浓度保持不变
2．有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，所用装置如图所示，下列说法正确的是

A．图中的甲池为电解池，乙池为原电池
B．N2O5在c极上产生，c极的电极反应为N2O4-2e-+H2O=N2O5+2H+
C．a极发生的电极反应为SO2-2e-+2H2O=+4H+
D．每转移2mol电子，生成1molN2O5和1molH2SO4
3．一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：
pH
2
4
6
6. 5
8
13. 5
14
腐蚀快慢
较快
慢
较快
主要产物
Fe2+
Fe3O4
Fe2O3

下列说法不正确的是A．在pH＜4的溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀
B．在pH＞6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀
C．在pH＞14的溶液中，碳钢腐蚀的反应为O2+4OH-+4e-===2H2O
D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢
4．电解精炼铜的废液中含有大量的、，下图为用惰性电极回收废液中铜、浓缩溶液的装置示意图。下列说法正确的是

A．交换膜m为阴离子交换膜
B．若电极a改为Cu，仍可达到预期实验目的
C．b极电极反应式：
D．当获得1L 0.5 溶液时，最多回收25.6g Cu
5．下列关于硫酸、硝酸说法正确的是
A．纯锌与稀硫酸反应制氢气比粗锌慢，因为粗锌中含有比锌活泼的金属杂质
B．为增大铜与硝酸制取 NO 的反应速率，将稀硝酸改用浓硝酸
C．实验室用 75%的硫酸与亚硫酸钠制 SO2，比用 98%的浓硫酸速率快，因为 75%的硫酸 H+浓度大
D．铝片与稀硫酸反应，开始很缓慢，一段时间后反应速率加快，因为生成的Al3+有催化作用
6．混合动力汽车(HEV)中使用了镍氢电池，其工作原理如图所示：其中M为储氢合金，为吸附了氢原子的储氢合金，溶液作电解液。关于镍氢电池，下列说法正确的是

A．充电时，阴极附近降低
B．发电机工作时溶液中向甲移动
C．放电时正极反应式为：
D．电极总反应式为：
7．青铜器(铜锡合金)文物表面常覆盖有因腐蚀而产生的碱式氯化铜[化学式Cu2(OH)3Cl]，下列说法错误的是
A．青铜比纯铜硬度更大
B．青铜器在潮湿环境中比在干燥环境中腐蚀快
C．青铜器产生Cu2(OH)3Cl的过程中铜元素被还原
D．青铜的熔点低于纯铜
8．我国科学家成功研制出二次电池，在潮湿条件下的放电原理为，模拟装置如图所示(已知放电时，由负极向正极迁移)。下列说法正确的是

A．放电时，电流由镁极经外电路流向石墨极
B．放电时，正极的电极反应式为
C．充电时，阴极上放出，发生还原反应
D．充电时，当阳极质量净减12g时，转移了4mol电子
9．关于下列各装置图的叙述错误的是

A．图①装置用于实现铁上镀铜，a极为铜，b极为铁
B．图②装置中的X极若为负极，则该装置可实现粗铜的精炼
C．图③装置中正极的电极反应式为：
D．图④装置中钢闸门应与外接电源的负极相连以实现外加电流的阴极保护
10．微生物电化学产甲烷法是将电化学法和生物还原法有机结合，装置如图所示(左侧CH3COO-转化为CO2和H+，右侧CO2和H+转化为CH4)。有关说法正确的是

A．电源a为负极
B．该技术能助力“碳中和”(二氧化碳“零排放”)的战略愿景
C．外电路中每通过lmol e-与a相连的电极将产生2.8L CO2
D．b电极的反应为：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O
11．500mLKCl和Cu(NO3)2的混合溶液中c(Cu2+)=0.2mol·L-1，用石墨作电极电解此溶液，通电一段时间后，两电极均收集到5.6L(标准状况下)气体，假设电解后溶液的体积仍为500mL，下列说法正确的是
A．原混合溶液中cCl-)=0.3mol·L-1
B．上述电解过程中共转移0.5mol电子
C．电解得到的无色气体与有色气体的体积比为3：7
D．电解后溶液中c(OH-)=0.2mol·L-1
12．下列实验操作正确且能达到相应实验目的的是
选项
实验目的
实验操作
A
测定溶液的
用玻璃棒蘸取溶液，点在湿润的pH试纸上
B
称取2.0g固体
先在托盘上各放一张滤纸，然后在右盘上放2g砝码，左盘上添加固体
C
检验溶液中是否含有
取少量待测液于试管中，加入溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体
D
验证铁的吸氧腐蚀
将铁钉放入试管中，用盐酸浸没
A．A B．B C．C D．D
13．某课外研究小组设计了一款可充电电池，在两惰性电极(多孔碳棒)上加装两个玻璃罩，装置如图所示。先关闭K1，打开K2，工作一段时间后，再打开K1，关闭K2。下列说法不正确的是

A．打开K1，关闭K2时，Na+向B极迁移
B．该装置电解过程总反应方程式为：2H2O2H2+O2
C．电极A发生还原反应过程中，A区域碱性增强
D．关闭K1，打开K2，转移2mol电子，左池增重44g
14．锂资源短缺而钠资源丰富，使钠离子电池成为弥补锂不足的替代研究对象。2020年9月和2021年7月，我国两家企业率先发布钠离子商用电池，在国际竞争中领先。某种钠离子电池放电时的工作原理如图。假定电极材料及反应设计为：。下列叙述正确的是

A．钠离子电池较锂离子电池具有更高的能量密度
B．放电时，负极的电极反应式为：
C．隔膜为阳离子交换膜且孔径应比锂离子电池隔膜的孔径小
D．充电、放电时，钠离子均向电势更高的电极移动
15．科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。

下列说法错误的是
A．放电时，负极反应为
B．放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 mol
C．充电时，电池总反应为

D．充电时，正极溶液中OH−浓度升高
二、填空题
16．装置如图所示，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(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。氢氧化铁胶体的胶粒带正电荷。请回答：

(1)B极是电源的_______极，甲中溶液的pH_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)乙溶液中总反应的离子方程式是_______。一段时间后丁中X极附近的颜色逐渐_______(填“变深”或“变浅”)。
(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是_______(填“铜”或“银”)。
(4)当外电路中通过0.04mol电子时，甲装置内共收集到0.448L气体(标准状况)，若甲装置内的液体体积为200mL(电解前后溶液体积不变)，则电解前CuSO4溶液的物质的量浓度是多少？(写出计算过程)_______
17．如图所示为水溶液锂离子电池体系。放电时，电池的负极是_____（填“a”或“b”），溶液中的从____（填“a向b”或“b向a”）迁移。

18．从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应：2H2+O2=2H2O。
(1)下图能正确表示该反应中能量变化的是________。

(2)氢氧燃料电池的总反应方程式为2H2+O2=2H2O。其中，氢气在________极发生____反应。电路中每转移0.2 mol电子，标准状况下消耗H2的体积是________L。
(3)理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池，请你利用下列反应“Cu+2Ag+=Cu2++2Ag”设计一个化学电池，并回答下列问题：
①该电池的正极材料是 ______ ，负极材料是 ______ ，电解质溶液是 ______。
②正极上出现的现象是 ______，负极上出现的现象是 ______ 。
19．某课外小组同学对不同条件下铁钉的锈蚀进行了如图实验：
实验序号
①
②
③
④
实验内容

(1)一周后观察，铁钉被腐蚀程度最大的是____(填实验序号)。
(2)实验③中主要发生的是____(填“化学腐蚀”或“电化学腐蚀”)。
(3)铁发生电化学腐蚀的负极反应式为____。
(4)实验④中正极的电极反应式为____。
(5)根据上述实验，你认为铁发生电化学腐蚀的条件是____。
(6)据资料显示，全世界每年因腐蚀而报废的金属材料相当于其年产量的20%以上。金属防腐的方法很多，常用方法有：
A．喷涂油漆        B．电镀金属        C．电化学保护法          D．制成不锈钢
手术刀采用的防腐方法是____(填字母序号，下同)，钢铁桥梁常采用的防腐方法是____。
三、计算题
20．某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的开关时，观察到电流表的指针发生了偏转。

请回答下列问题：
(1)甲池为__(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入O2电极的电极反应式为__。
(2)乙池中C(石墨)电极的名称为___(填“正极”“负极”或“阴极”“阳极”)，总反应的化学方程式为____。
(3)当乙池中D极质量增加5.4g时，甲池中理论上消耗O2的体积为___mL(标准状况)，转移的电子数为__。
(4)丙池中__(填“E”或“F”)极析出铜。
(5)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，开关闭合一段时间后，丙中溶液的pH将__(填“增大”“减小”或“不变”)。
21．用铂电极电解与的混合溶液（浓度均为），当阴极析出固体时，阳极产生标准状况下的氧气________L。
22．(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和pH，须向所得的溶液中加入0.1molCu(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和pH，还可加入0.1mol__和0.1molH2O。
(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式为___。
(3)用该电池电解200mL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(体积为标况下的体积)。

①写出在t1后，石墨电极上的电极反应式___；原NaCl溶液物质的量浓度为___mol/L(假设溶液体积不变)。
②当向上述甲装置中通入标况下的氧气336mL时，理论上在铁电极上可析出铜的质量为___g。
23．Ⅰ.在2.0L的密闭容器中，充入1.0molN2和3.0molH2，在一定的条件下反应，2.0分钟后达到平衡状态，相同温度下，测得平衡时混合气体的总物质的量比反应前混合气体的总物质的量减小了，填写下列空白：
(1)平衡时混合气体中三种气体的物质的量比为__。
(2)N2的转化率为__。
(3)2.0分钟内，NH3的平均反应速率为___。
Ⅱ.(4)4g硫粉完全燃烧时放出37kJ热量，该反应的热化学方程式是__。
(5)熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2混合气体为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，负极反应式：2CO-4e-+2CO=4CO2，正极反应式为___。
四、实验题
24．为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。

回答下列问题：
(1)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据表中数据，盐桥中应选择____作为电解质。
阳离子
u∞×108/(m2·s-1·V-1)
阴离子
u∞×108/(m2·s-1·V-1)
Li+
4.07
HCO
4.61
Na+
5.19
NO
7.40
Ca2+
6.59
Cl-
7.91
K+
7.62
SO
8.27

(2)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入___电极溶液中。
(3)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol·L-1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2+)=___。
(4)根据(2)、(3)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为___，铁电极的电极反应式为____。因此，验证了Fe2+氧化性小于___、还原性小于___。
(5)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是___。
25．某实验小组通过以下实验，探究镀件表面镀铜的最佳条件。
【查阅资料】①Cu2++2[Cu(P2O7)2]6-K=1×109
②Cu+在溶液中不稳定，容易发生歧化。
【实验设计】用CuSO4·5H2O、Na4P2O7·10H2O(焦磷酸钠)、添加剂配制一定浓度的电镀液，分别用纯铜和镀件作为两极材料，探究电镀液的pH、电流密度、电极板间距对层的影响。
(1)要配制一定体积40g/L的CuSO4溶液，以下仪器不需要用到的是_______(填仪器名称)。

(2)镀件表面的油污可用_______清洗。
(3)电镀时阴极上发生的主要反应的电极反应式为_______。
【实验结果与数据分析】
ⅰ.其他条件不变时，电位10min，pH对电镀的影响如下表：
实验信号
pH值
镀膜质量/g
镀层外观
1
3
0.0136
表面斑驳
2
7
0.0258
光亮，不光滑
3
8.5
0.0356
光亮，光滑
4
10
0.0216
表面部分斑驳

(4)实验3中，铜镀层的沉积速率v(Cu)=_______mol/min(保留两位有效数字)。
(5)实验1和实验4中，酸性或碱性较强时，镀层出现斑驳的可能原因是_______。
ⅱ.电流密度、电极板间距与镀膜质量的关系

(6)电流密度小于0.50A/dm2时镀膜质量随电流密度增大而增大的原因是_______。
(7)本实验电镀的最佳条件是pH为8.5、_______、_______。
(8)使用最佳条件电镀时，在阳极附近的电镀液中出现红色固体沉积物，其可能原因用离子方程式表示为_______，通空气搅拌可防止红色固体沉积物形成。
26．CuSO4溶液是一种较重要的铜盐试剂，在电镀、印染、颜料、农药等方面有广泛应用。某同学利用CuSO4溶液进行以下实验探究：
(1)下图是根据反应Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4设计成的锌铜原电池：

该原电池的正极为___________(填“Zn”或“Cu”)，电解质溶液甲是___________(填“ZnSO4”或“CuSO4”)溶液；若盐桥中的成分是KNO3溶液，则盐桥中K+向___________(填“甲”或“乙”)烧杯中移动。
(2)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是___________(填字母)。
a．溶液中Cu2+向阳极移动                 b．粗铜接电源正极，发生还原反应
c．电解后CuSO4溶液的浓度减小       d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
(3)利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4 + 2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应为___________。
(4)下图中，Ⅰ 是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图。

①该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，b处通入的是___________(填“CH4”或“O2”)，a处电极上发生的电极反应式是___________。
②Ⅱ中电解前CuSO4溶液的浓度为2mol/L，当线路中有0.2 mol电子通过时，则此时电解液CuSO4溶液的浓度为___________，阴极增重___________ g。
27．用零价铁去除水体中的硝酸盐已成为环境修复研究的热点之一．

还原水体中的反应原理如图1所示．
①作负极的物质是______．
②正极的电极反应式是______．
将足量铁粉投入水体中，经24小时测定的去除率和pH，结果如下：
初始pH

的去除率
接近

24小时pH
接近中性
接近中性
铁的最终物质形态

时，的去除率低．其原因是______．
实验发现：在初始的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的可以明显提高的去除率．对的作用提出两种假设：
Ⅰ直接还原；
Ⅱ破坏氧化层．
①做对比实验，结果如图2所示，可得到的结论是______．
②同位素示踪法证实能与反应生成结合该反应的离子方程式，解释加入提高去除率的原因：______．
其他条件与相同，经1小时测定的去除率和pH，结果如表：
初始pH

的去除率
约
约
1小时pH
接近中性
接近中性

与中数据对比，解释中初始pH不同时，去除率和铁的最终物质形态不同的原因：______．

试卷第13页，共13页
学科网（北京）股份有限公司
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参考答案：
1．A
【解析】
通过电解法可知此电池为电解池，由a极生成O2可以判断出a极为阳极，则b为阴极。阳离子向阴极流动，a极上反应为4OH－―4e－＝2H2O＋O2，电极b上反应为CO2＋8HCO+8e－＝CH4＋8CO＋2H2O。电解时OH－比更容易失去电子在阳极生成O2，所以电解Na2SO4溶液的实质是电解水，溶液中的水发生消耗，所以Na2SO4溶液的浓度是增大的。
A．由a极生成O2可以判断出a极为阳极，b为阴极，阳离子向阴极流动。则H+由a极区向b极区迁移正确，故A正确；
B． 电极方程式配平发生错误，电极b上反应应为CO2＋8HCO+8e－＝CH4＋8CO＋2H2O，故B错误；
C．通过电解法可知此电池为电解池，所以电解过程中是电能转化为化学能，故C错误；
D．电解时OH－比更容易失去电子，所以电解Na2SO4溶液的实质是电解水，溶液中的水发生消耗，所以Na2SO4溶液的浓度是增大的，故D错误；
故选A。
2．C
【解析】由图可知甲装置能自发的进行氧化还原反应，所以甲是原电池，总反应为2SO2+2H2O+O2=2H2SO4，用来制备硫酸，二氧化硫的电极失电子发生氧化反应，a为负极，电极反应为：SO2-2e-+H2O=+4H+，则b为正极，电极反应为：O2+4H++4e-=2 H2O，乙属于电解池，与电源的正极b相连的电极c为阳极，N2O4在阳极失电子生成N2O5，电极反应为：N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，d电极为阴极，据此分析解题。
A．由分析可知甲是原电池，乙是电解池，A错误；
B．c是阳极，d是阴极，阳极上N2O4放电生成N2O5，电极反应为N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，B错误；
C．由分析可知，a极为负极，发生的电极反应为SO2-2e-+2H2O=+4H+，C正确；
D．结合分析可知，每转移2mol电子，生成2molN2O5和1molH2SO4，D错误；
故答案为C。
3．C
【解析】
A. 当pH＜4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，负极电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极上电极反应式为：2H++2e-=H2↑，故A正确；
B. 当pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，负极电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极上电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故B正确；
C. 在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应O2+2H2O+4e-=4OH-，故C错误；
D. 将碱性溶液煮沸除去氧气后，正极上氧气生成氢氧根离子的速率减小，所以碳钢腐蚀速率会减缓，故D正确；
故选C。
4．D
【解析】该装置为电解装置，由图可知，Na+与透过交换膜进入浓缩室，由离子移动方向可知电极a为阳极，电极b为阴极，据此分析回答。
A．由图可知，阳极区Na+通过交换膜m进入浓缩室，故交换膜m为阳离子交换膜，故A错误；
B．电极a为阳极，电极上Cl-发生氧化反应生成氯气，若电极a改为Cu，则Cu失电子生成Cu2+，也会通过交换膜m进入浓缩室，故不能达到预期实验目的，故B错误；
C．b极为阴极，电极上Cu2+发生还原反应生成Cu，发生的电极反应式为：，故C错误；
D．若浓缩至得到1L 0.5 溶液，则有(0.5mol/L1L-0.1mol/L1L)=0.4mol进入浓缩室，电路中有0.8mol电子通过，可析出0.4molCu，其质量为64g/mol0.4mol=25.6g，故D正确；
答案选D。
5．C
【解析】
A．纯锌与稀硫酸反应制氢气比粗锌慢，是因为粗锌中含有比锌活泼性弱的金属杂质或能导电的C等非金属杂质，锌与比锌活泼性弱的金属杂质或能导电的C等非金属杂质及稀硫酸构成原电池，可以加快化学反应速率，故A错误；
B．若将稀硝酸改用为浓硝酸，则铜与浓硝酸反应时生成的是NO2而不是NO，故B错误；
C．实验室用75%的硫酸与亚硫酸钠制SO2，比用98%的浓硫酸速率快，是因为75%的硫酸中H+浓度大，而98%浓硫酸中H+浓度太小，不利于二氧化硫的生成，故C正确；
D．铝片与稀硫酸反应，开始很缓慢，一段时间后反应速率加快，是因为铝表面的氧化膜逐渐溶解且反应为放热反应，加快了反应速率，故D错误；
答案选C。
6．C
【解析】放电过程为原电池，NiOOH转变为Ni(OH)2，镍元素化合价由+3价降到+2价，乙为正极，电极反应式为NiOOH+H2O+e-═Ni(OH)2+OH-，甲为负极，MH中氢元素化合价由0价升高到+1价，发生氧化反应与溶液中的氢氧根离子结合成水，电极反应为MH-e-+OH-═M+H2O；充电是放电的逆过程，此时甲为阴极，发生还原反应，乙为阳极，发生氧化反应。
A. 充电时，阴极发生还原反应，电极反应为M+H2O+e−═MH+OH−，生成氢氧根，pH增大，A错误；
B. 发电机工作时是充电过程，电解池原理，溶液中氢氧根离子向阳极移动，即乙电极迁移，B错误；
C. 正极得电子，发生还原反应，其电极反应式为NiOOH+H2O+e−═Ni(OH)2+OH−，C正确；
D. 放电过程的正极反应为：NiOOH+H2O+e−═Ni(OH)2+OH−，负极反应为：MH-e-+OH-═M+H2O，则电池总反应为：，D错误；故答案为：C。
7．C
【解析】A．合金一般具有较大的硬度，青铜比纯铜硬度更大，A项正确；
B．在潮湿环境中金属更容易发生电化学腐蚀，因此青铜器在潮湿环境中比在干燥环境中腐蚀快，B项正确；
C．青铜器产生Cu2(OH)3Cl的过程中，铜元素由0价变为+2价，被氧化，C项错误；
D．合金的熔点通常低于组分金属的熔点，青铜的熔点低于纯铜，D项正确；
故选C。
8．B
【解析】该装置为电池装置，根据放电原理，Mg的化合价升高，Mg电极为负极，石墨为正极，据此分析；
A．放电属于原电池，电流的方向是由正极经外电路流向负极，即电流由石墨经外电路流向镁极，故A错误；
B．放电时，Mg2＋由负极向正极迁移，根据在潮湿条件下的放电原理，正极反应式为3CO2＋2Mg2＋＋2H2O＋4e－=2MgCO3·H2O＋C，故B正确；
C．充电时，电池的正极接电源的正极，电池的负极接电源的负极，充电时，石墨为阳极，阳极电极反应式为2MgCO3·H2O＋C－4e－=3CO2＋2Mg2＋＋2H2O，故C错误；
D．根据C选项分析，充电时，阳极上质量减少的是2[MgCO3·H2O]和C，即当阳极质量净减(2×102＋12)g=216g时，转移电子物质的量为4mol，故D错误；
答案为B。
9．B
【解析】A．由图可知，a为电镀池的阳极，若要实现铁上镀铜，则a极为铜、b极为铁，故A正确；
B．精炼铜时，粗铜为精炼池的阳极，与直流电源的正极相连，则X极为直流电源的正极，故B错误；
C．由图可知，氧化银在正极上得到电子发生还原反应生成银，电极反应式为，故C正确；
D．由图可知，该装置为外加电流的阴极保护法保护钢闸门不被腐蚀，钢闸门与外接电源的负极相连做电解池的阴极，被保护，故D正确；
故选B。
10．D
【解析】电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极上失去电子发生氧化反应，左侧电极上CH3COO-转化为CO2和H+，发生氧化反应，左侧为阳极，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上氧化剂得到电子发生还原反应，右侧CO2和H+转化为CH4；为还原反应，右侧为阴极；
A． 据分析，左侧电极为阳极，则电源a为正极，A错误；
B．电化学反应时，电极上电子数守恒，则有左侧 ，右侧有，二氧化碳不能零排放，B错误；
C． 不知道气体是否处于标准状况，则难以计算与a相连的电极将产生的CO2的体积，C错误；
D． 右侧为阴极区，b电极上发生还原反应，结合图示信息可知，电极反应为：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，D正确；
答案选D。
11．D
【解析】电解KCl和Cu(NO3)2的混合溶液，溶液中存在：Cu2+、H+、OH-、Cl-、K+、NO3-离子；根据离子的还原性顺序可知，阳极氯离子先放电，氢氧根离子后放电，电极反应式为：2Cl--2e-═Cl2↑，4OH--4e-= O2↑+2H2O；阴极铜离子先放电，氢离子后放电，电极反应式为：Cu2++2e-═Cu，2H++2e-=H2↑；两电极均收集到5.6L(标准状况下)气体，气体的物质的量为0.25mol；混合溶液中c(Cu2+)=0.2mol·L-1，n(Cu2+)=0.1mol，转移电子0.2mol；n(H2)= 0.25mol，转移电子为0.5mol，所以阴极共转移电子0.7mol，阳极也转移电子0.7mol；设生成氯气为xmol，氧气为ymol，则x+y=0.25，2x+4y=0.7，解之得x=0.15mol，y=0.1mol，据此解题。
A．结合以上分析可知，n(Cl-)=2n(Cl2)=0.3mol，假设电解后溶液的体积仍为500mL，原混合溶液中c(Cl-)=0.6mol·L-1，故A错误；
B．结合以上分析可知，电解过程中共转移0.7mol电子，故B错误；
C．电解得到的无色气体为氢气和氧气，共计0.25+0.1=0.35mol，有色气体为氯气，为0.15mol，气体的体积之比和物质的量成正比，所以无色气体与有色气体的体积比为7：3，故C错误；
D．结合以上分析可知，电解过程中消耗氢离子0.5mol，消耗氢氧根离子0.4mol，剩余氢氧根离子0.1mol，假设电解后溶液的体积仍为500mL，电解后溶液中c(OH-)=0.2mol·L-1，故D正确；
故选D。
12．C
【解析】A．用试纸测定溶液的时，试纸不可润湿，润湿后会导致溶液被稀释，导致测得的偏大，A错误；
B．称量强腐蚀性试剂时需将试剂放在烧杯内称量，否则会造成托盘污染腐蚀且称量不准确，有强腐蚀性，且固体易潮解，要放在烧杯中称量，B错误；
C．检验可以使用氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液中的能与结合产生氨气：，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C正确；
D．铁在中性或弱酸性溶液中发生吸氧腐蚀，在酸性溶液中发生析氢腐蚀，故在盐酸中无法验证铁的吸氧腐蚀，D错误。
答案选C。
13．B
【解析】
A．打开K1，关闭K2时，形成氢氧燃料电池，A极是充满氢气负极，B极是充满氧气的正极，电解质里的阳离子向电池的阳极移动，即 Na+向B极迁移，A项正确；
B．该装置电解过程总反应方程式为：，选项中漏写了气体符号，B项错误；
C．电极A发生还原反应过程中，反应的电极方程式为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，即A区域碱性增强，C项正确；
D．关闭K1，打开K2，形成电解池，A极阴极，B极是阳极，Na+向A极移动，A极电极方程式为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，当转移2mol电子时，Na+也转移了2mol，即增重的质量为46g，但同时有1mol氢气产生，即2g氢气，所以左池增重44g，D项正确；
答案选B。
14．B
【解析】
A．因为钠的相对原子质量较锂的大，且r(Na+)＞r(Li+)，单位质量或单位体积的钠离子电池储能、放能较锂离子电池少，钠离子电池的能量密度较锂离子电池低，故A错误；
B．放电时，负极失去电子，发生氧化反应，其电极反应为，故B正确；
C．由图示可知，钠离子电池充放电时依靠Na+迁移导电，则该隔膜为阳离子交换膜；又因为r(Na+)＞r(Li+)，则孔径应比锂离子电池隔膜的孔径大，故C错误；
D．充电时，作电解池，阳离子向阴极移动，即钠离子向阴极迁移，阴极的电势低于阳极的电势，故D错误；
答案为B。
15．D
【解析】由题可知，放电时，CO2转化为HCOOH，即CO2发生还原反应，故放电时右侧电极为正极，左侧电极为负极，Zn发生氧化反应生成；充电时，右侧为阳极，H2O发生氧化反应生成O2，左侧为阴极，发生还原反应生成Zn，以此分析解答。
A．放电时，负极上Zn发生氧化反应，电极反应式为：，故A正确，不选；
B．放电时，CO2转化为HCOOH，C元素化合价降低2，则1molCO2转化为HCOOH时，转移电子数为2mol，故B正确，不选；
C．充电时，阳极上H2O转化为O2，负极上转化为Zn，电池总反应为：，故C正确，不选；
D．充电时，正极即为阳极，电极反应式为：，溶液中H+浓度增大，溶液中c(H+)•c(OH-)=KW，温度不变时，KW不变，因此溶液中OH-浓度降低，故D错误，符合题意；
答案选D。
16．(1)     负     变小
(2)     2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-     变浅
(3)铜
(4)0.05mol/L
【解析】将直流电源接通后，F极附近呈红色可知，F为电解池的阴极，E为电解池的阳极；则B为电源的负极，A为电源正极；C为电解池的阳极，D为电解池阴极；X为电解池阳极，Y为电解池阴极。
(1)
根据分析可知，B为电源的负极，C为电解池的阳极，水电离出的氢氧根离子在阳极失去电子氧化反应生成氧气，电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑；甲池电解硫酸铜溶液，电解时反应生成硫酸、铜和氧气，溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH减小；
(2)
由图示可知，乙溶液中为电解饱和食盐水的过程，离子方程式是2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；由以上分析可知，B为电源的负极，故Y为阴极，X为阳极，氢氧化铁胶体粒子带正电，向Y移动，所以X极附近的颜色逐渐变浅；
(3)
由图可知，G为电镀池的阳极，则丙装置给铜件镀银时，H为镀件铜；

(4)
电解CuSO4溶液阳极发生4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极先，后；当外电路中通过0.04mol电子时阳极得到氧气0.01mol，标准状况下的体积为0.224L，B装置内共收集到0.448L气体(标准状况)，则氢气体积为0.448L−0.224L=0.224L，生成氢气0.01mol，得到的电子0.02mol，根据得失电子总数相等，则溶液中Cu2+得到电子0.02mol，Cu2+物质的量为0.01mol，则电解前CuSO4溶液的物质的量浓度是。
17．     b     b向a
【解析】
为活泼金属，失电子发生氧化反应，所以电池的负极是b，正极是a；原电池中阳离子向正极移动，即从b向a迁移。
18．     A     负     氧化     2.24L     C     Cu     AgNO3溶液     正极上出现银白色物质、质量增加     负极溶解、质量减少
【解析】
(1) 氢气与氧气化合成水的反应为放热反应，由图可知，A中反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，故答案为：A ；
(2) 根据电池反应式知，H元素化合价由0价变为+1价、O元素化合价由0价变为-2价，所以氢气在负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为，电路中转移0.2mol电子，消耗标准状况下氢气体积= ，故答案为：负，氧化，2.24L；
(3) ①根据电池总反应可知，在反应中， Cu失电子被氧化，应为原电池的负极，则正极为活泼性较Cu弱的金属或导电的非金属，如碳棒，Ag+在正极上得电子被还原，电解质溶液为AgNO3溶液，故答案为：C， Cu，AgNO3溶液；
②原电池工作时，负极反应为Cu- 2e- = Cu2+，Cu极溶解，电极质量不断减小，正极反应为Ag++e-= Ag，正极上有银白色物质析出，质量不断增加，故答案为：正极上出现银白色物质、质量增加，负极溶解、质量减少。
19．(1)④
(2)电化学腐蚀
(3)Fe-2e-=Fe2+
(4)O2+2H2O+4e-=2H2O
(5)铁接触空气和电解质溶液(铁与潮湿空气接触)
(6)     D     A
【解析】
(1)
①在干燥空气中难以腐蚀；②隔绝空气也难以腐蚀；③④发生电化学腐蚀，但④中电解质溶液离子浓度大，导电性强，电化学腐蚀速率快，因此一周后观察，铁钉被腐蚀程度最大的是④；
(2)
③中Fe与水、空气增大O2发生的主要是发生吸氧腐蚀，则发生的是电化学腐蚀；
(3)
铁发生电化学腐蚀时，Fe为负极，失去电子发生氧化反应，则负极的电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+；
(4)
实验④中在正极杂质C上O2得到电子被还原为OH-，因此正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=2H2O；
(5)
根据上述分析可知：铁发生电化学腐蚀的条件是：金属铁与铁接触空气和电解质溶液(铁与潮湿空气接触)；
(6)
手术刀使用的是不锈钢作材料，采用了改变物质的内部结构，增强物质的抗腐蚀性能，故合理选项是D；
钢铁桥梁的钢材长期浸泡在水中，为增强金属的抗腐蚀性能，通常是在金属表面喷涂油漆，由于增加保护层，就可以减少钢铁与空气接触，使金属锈蚀减缓，故合理选项是A。
20．     原电池     O2+4H++4e-=2H2O     阳极     4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3     280     0.05NA     F     增大
【解析】A极加入CH3OH，B极通入O2，则该电池为燃料电池，其中A极为负极，B极为正极；
从而得出乙池、丙池为电解池，其中C极与电源的正极相连，做阳极，D极做阴极；E极与阴极相连，为阳极，F极为阴极。
(1)由以上分析可知，甲池为原电池，通入O2电极为正极，O2得电子产物与H+反应生成H2O，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O。答案为：原电池；O2+4H++4e-=2H2O；
(2)乙池中C(石墨)电极与电源正极相连，为电解池的阳极，用惰性电极电解硝酸银溶液，生成银、氧气和硝酸，总反应的化学方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3。答案为：阳极；4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3；
(3)乙池中，D极生成Ag，质量为5.4g，