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所属成套资源：2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练含解析专题
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2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练67电解池的有关计算含解析
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这是一份2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练67电解池的有关计算含解析，共22页。试卷主要包含了单选题，填空题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（共15题）
1．溶于海水的主要以4种无机碳形式存在，其中占95%，利用图示装置从海水中提取，有利于减少环境中的温室气体含量。下列说法正确的是
A．a室排出的是、等碱性物质
B．装置中产生的和提取的的体积比约为
C．c室发生的反应为
D．电路中每有电子通过时，就有阳离子从c室移至b室
2．1807年化学家戴维电通电解熔融氢氧化钠制得钠：；后来盖·吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠：。
下列有关说法正确的是
A．戴维法制钠，阳极反应式为
B．盖·吕萨克法制钠利用铁的金属性比钠的强
C．若用戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠，两种方法转移电子总数相等
D．还可以用电解熔融氯化钠的方法制钠
3．1LK2SO4和CuSO4的混合溶液中c()=1.5ml.·L-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到11.2L气体(标准状况)。假设电解后溶液体积不变，下列说法正确的是（ ）
A．原混合溶液中n(K2SO4)=0.5mlB．电解过程中共转移2ml电子
C．电解得到Cu的质量为64gD．电解后所得溶液中c(H+ )=0.5ml·L—1
4．氢氧化锂是制取锂和锂的化合物的原料，用电解法制备氢氧化锂的工作原理如图所示，下列叙述不正确的是
A．b极附近溶液的增大
B．a极的电极反应为
C．该法制备时还可得到硫酸和
D．当电路中通过电子时，有生成
5．用电解法测量某工业废气中的浓度，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．b为电源负极，与之相连的电极是阴极
B．阳极的电极反应式为
C．向阴极移动
D．理论上每消耗，转移电子
6．我国科学家设计二氧化碳熔盐捕获及电化学转化装置，其示意图如下：
下列说法不正确的是
A．c为电源的负极
B．①②中，捕获CO2时碳元素的化合价均未发生变化
C．d极的电极反应式为+ 4e− = C + 3O2−
D．转移1ml电子可捕获CO2 2.8 L(标况下)
7．制氢和储氢作为氢能利用的关键技术，是当前科学家主要关注的热点问题。一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(除目标产物外，近似认为无其他有机物生成)。电流效率=(生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数)×100%，则下列说法错误的是（ ）
A．电子移动方向为：a→d；e→b
B．d电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12
C．该储氢装置的电流效率明显小于100%，其原因可能是除目标产物外，还有H2生成
D．由图中数据可知，此装置的电流效率约为32.1%
8．锌空气燃料电池广泛用于铁路、航海灯标以及助听器中，其装置示意图如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．放电时，负极的电极反应式为
B．放电时，向活性炭电极方向移动
C．充电时，电极上的电势比活性炭电极上的高
D．充电时阴极质量减小，理论上阳极生成气体
9．某电化学装置如图所示，、分别接直流电源两极。下列说法正确的是
A．溶液中电子从极移向极
B．若为粗铜，为精铜，则溶液中保持不变，
C．若、均为石墨电极，则通电一段时间后，溶液增大
D．若为粗铜，为精铜，则、两极转移的电子数相等
10．碘酸钾常用作食盐加碘剂以防止缺碘疾病，也是常用的基准物质和氧化剂。工业上碘酸钾可用如图所示装置进行制备。下列说法错误的是（ ）
A．其阳极反应式是I-＋3H2O-6e-=IO＋6H+
B．该工业过程中KOH是循环利用的物质
C．制得21.4gKIO3产生标况下H26.72L
D．该工业过程使用阳离子交换膜
11．一种熔盐捕获CO2的装置如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是( )
A．a为电源的负极
B．x极使用石墨不会损耗
C．y极电极反应式为CO32-＋4e－=C＋3O2－
D．电路中转移1 ml e－，理论上可捕获5.6 L CO2
12．HIO3是强酸，其水溶液是强氧化剂。工业上，以KIO3为原料可制备HIO3。某学习小组拟用如图装置制备碘酸。M、N为惰性电极，ab、cd为交换膜。下列推断错误的是（ ）
A．光伏电池的e极为负极，M极发生还原反应
B．在标准状况下收集6720mLX和Y的混合气体时KIO3溶液减少3.6g
C．Y极的电极反应式为2H2O-4e-═O2↑+4H+
D．制备过程中要控制电压，避免生成HIO4等杂质
13．全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如图所示。下列说法不正确的是
A．放电过程中右槽溶液颜色逐渐由紫色变为绿色
B．放电过程中氢离子的作用之一是参与正极反应
C．充电过程中左槽溶液逐渐由蓝变黄
D．充电时若转移的电子数为3.011023个，左槽溶液中n(H+)的变化量为1ml
14．如图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是( )
A．X极是电源负极，Y极是电源正极
B．a极的电极反应是2Cl－－2e－=Cl2↑
C．电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大
D．Pt极上有6.4 g Cu析出时，b极产生2.24 L(标准状况)气体
15．我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置(如图所示)，闭合K2、断开K1时，制氢并储能。下列说法正确的是
A．制氢时，X电极附近pH增大
B．断开K2、闭合K1时，装置中总反应为Zn+2NiOOH+2H2O=Zn(OH)2+2Ni(OH)2
C．断开K2、闭合K1时，K+向Zn电极移动
D．制氢时，每转移0.1NA电子，溶液质量减轻0.1g
二、填空题（共5题）
16．为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用如图所示的装置进行实验，回答下列问题。
Ⅰ.用甲装置进行第一组实验：
(1)在保证电极反应不变的情况下，下列材料不能代替插入硫酸铜溶液中的Cu电极的是___________(填序号)。
A．石墨 B．镁 C．银 D．铂
(2)实验过程中，SO(填“从左向右”、“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象有___________。
Ⅱ.该小组同学用乙装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，Y极溶液逐渐变成紫红色，停止实验后观察到铁电极明显变细，电解液仍澄清。查阅资料知，高铁酸根离子(FeO)在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息，填写下列空白：
(3)电解过程中，X极溶液的pH___________(填“增大”、“减小”或者“不变”)。
(4)电解过程中，Y极发生的电极反应为___________和___________。
(5)另一小组同学将乙装置中6 ml/L NaOH溶液换成1 ml/L NaCl溶液，发现铁电极附近逐渐变成浅绿色，该小组同学认为铁电极附近溶液中生成了Fe2+，为了验证这一猜测，应使用___________(填试剂名称)来检验，现象为___________ ，则证明该小组同学猜想正确。
(6)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，a处电极上发生的电极反应为___________。
②Ⅱ中电解前CuSO4溶液的浓度为3 ml/L，若维持电流强度为1 A，电池工作十分钟，理论上消耗Ⅰ中的CH4___________ g(计算结果保留两位有效数字，已知F=96500 C·ml-1)，此时电解池中CuSO4溶液的浓度为___________。
17．某蓄电池的反应为
(1)放电时，正极的电极反应式为_______，电路中转移电子时，生成氧化产物_______g；充电时，发生氧化反应的物质是_______，阳极附近溶液pH_______
(2)为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生腐蚀，通常在船体上镶嵌Zn块，或与该蓄电池的_______填“正”或“负”极相连。
(3)以该蓄电池作电源，实验小组同学用如图所示的装置在实验室模拟铝制品表面“钝化”在表面形成氧化物保护膜。“钝化”时阳极的电极反应为_______，但有同学在实验过程中发现溶液逐渐变浑浊，并有气泡产生，其原因是_______用电极反应式表示
(4)精炼铜过程中，电解质溶液逐渐减小，、增大，会影响进一步电解精炼铜。甲同学设计如图除杂方案：
已知：
加入的目的是_______，加入CuO调节可除去的离子是_______，其原因是_______用平衡移动原理说明
18．(1)装置如图，打开K2，闭合K1。A极可观察到的现象是___；B极的电极反应为___，打开K1，闭合K2，A极可观察到的现象是_____；B极的电极反应为______。
(2)将较纯净的CuSO4溶液放入如图所示的装置中进行电解，石墨电极上的电极反应为_____，电解反应的离子方程式为_____， 实验完成后，铜电极增重a g，石墨电极产生标准状况下的气体体积_____ L。
19．电化学技术是有效解决 CO、SO2、NOx 等大气污染的重要方法 。
（1）某兴趣小组以SO2为原料，采用电化学方法制取硫酸．装置如下 ：
①电解质溶液中SO离子向___（填“A极”或“B极” ）移动;
②请写出负极电极反应式__________。
③用该原电池做电源，石墨做电极电解2L AgNO3和KNO3混合溶液，通电一段时间，两极均产生2.24L（标准状况）气体，假设电解前后溶液体积不变，则电解后溶液中H+的浓度为____，析出银的质量______g。
（2）我国科学家提出，用间接电化学法对大气污染物 NO 进行无害化处理 ，原理如下图：
①吸收塔中发生的反应离子方程式为 _____ 。
②电极I 的电极反应式为______。
③每处理2 mlNO,电解池中产生标准状况下氧气的体积为__________L。
20．（1）科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在电极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导O2-。
已知：正极反应式：O2-4e-=2O2-。
则：c电极的名称为__，d电极上的电极反应式为__。
（2）如图2所示，用惰性电极电解100mL0.5ml•L-1CuSO4溶液，a电极上的电极反应式为__，若a电极产生56mL（标准状况）气体，则所得溶液的pH=_（不考虑溶液体积变化）。
参考答案
1．B
【分析】
根据图示，a室电极与电源正极相连，是电解池阳极，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+；c室电极与电源负极相连，是电解池阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；a室生成的H+通过阳离子交换膜进入b室，与主要含碳粒子发生反应：HCO3-+H+=H2O+CO2↑，b室海水中阳离子通过离子交换膜进入c室，则c室排出的是NaOH、Ca(OH)2等强碱性物质。
【详解】
A．a室中电离出的放电产生和通过阳离子透过膜向b室移动，c室排出的是NaOH、Ca(OH)2等强碱性物质，a室中物质仍为水，故A错误；
B．a室电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，水解生成1ml氧气，同时生成4mlH+，b室中发生反应HCO3-+H+=H2O+CO2↑，4mlH+反应生成4mlCO2，所以装置中产生的O2和提取的CO2的体积比约为1：4，故B正确；
C．c室电极与电源负极相连，是电解池的阴极，电极反应为，故C错误；
D．电解池中阳离子应向阴极移动，a室是电解池阳极，c室是电解池阴极，即阳离子由b室移至c室，故D错误；
答案选B。
2．D
【详解】
A．由电解方程式可知，电解过程中，阳极上氢氧根离子失电子生成氧气和水，电极反应式为，故A错误；
B．钠在高温下生成蒸气，蒸气逸出有利于反应正向进行，但的金属性强于，故B错误；
C．戴维法制得时转移电子，但盖·吕萨克法制得时转移电子，则转移电子数不相等，故C错误；
D．工业上采用电解熔融氯化钠的方法制金属钠，故D正确；
答案选D。
3．B
【分析】
用惰性电极电解K2SO4和CuSO4的混合溶液，阳极反应式是 ，阴极依次发生反应 、；通电一段时间后，两极均收集到11.2L气体(标准状况)，即阳极生成0.5ml氧气，电路中转移2ml电子；阴极生成0.5ml氢气，根据电子守恒，阴极生成铜0.5ml。
【详解】
A．阴极生成铜0.5ml，则原溶液中原混合溶液中n(CuSO4)=0.5ml，n(K2SO4)= 1.5ml.·L-1×1L-0.5ml=1ml，故A错误；
B．根据，阳极生成0.5ml氧气，电路中转移2ml电子，故D正确；
C． 阳极生成0.5ml氧气，电路中转移2ml电子；阴极生成0.5ml氢气，根据电子守恒，反应转移1ml电子，阴极生成铜0.5ml，质量为32g，故C错误；
D．阳极发生反应，阳极生成0.5ml氧气，同时生成2mlH+，阴极生成0.5ml氢气，消耗1ml H+，电解后所得溶液中c(H+ )= =1ml·L-1，故D错误；
选B。
4．D
【分析】
由电解液中离子的移动方向可知石墨a为阳极，石墨b为阴极，a极失去电子，发生氧化反应，即，结合移动过来的得到硫酸，b极水电离的得电子放出氢气，即，结合移动过来的生成，结合电解池相关知识解答。
【详解】
A．b极反应式为，增大，溶液的增大，A正确；
B．a极为阳极，电极反应式为，B正确；
C．由分析可知，该法制备时还可得到硫酸和，C正确；
D．由得失电子守恒知，电路中通过电子时，得到，D错误；
答案选D。
5．D
【详解】
A．连接b的电极上O2发生还原反应生成H2O，为电解池的阴极，则b为电源负极，A项正确；
B．阳极发生氧化反应，由电解装置示意图可知，反应物为CO，生成物为CO2，电极反应式为CO+H2O−2e−=CO2+2H+，B项正确；
C．电解装置的电解质溶液中，阳离子移向阴极，C项正确；
D．未说明O2所处的状态，无法计算，D项错误；
故选D。
6．D
【分析】
过程①为2CO2+O2-=，a极电极反应为2-4e-=O2↑+4CO2，a电极失电子，为阳极，则b电极为电源的正极；过程②为CO2+O2-=，d极电极反应为+4e-=C+3O2-，d电极得电子，为阴极，则c电极为电源的负极。
【详解】
A．由以上分析可知，c为电源的负极，A正确；
B．①②中，捕获CO2时发生的反应分别为2CO2+O2-=、CO2+O2-=，碳元素的化合价均未发生变化，B正确；
C．d极为阴极，得电子生成C 和O2−，电极反应式为+ 4e−= C + 3O2−，C正确；
D．将阴、阳极发生的电极反应加和，便得到总反应式为：CO2C+O2↑，转移4ml电子时，消耗1mlCO2，则转移1ml电子可捕获CO2 的体积为=5.6 L(标况下)，D不正确；
故选D。
7．D
【分析】
由图可知，该装置为电解池，苯在电极d转化为环己烷，该过程是加氢过程，属于还原反应，则电极d为电解池的阴极，电极e为电解池的阳极，所以a为电源的负极，b为电源的正极，据此分析解答。
【详解】
A．根据分析，d为电解池的阴极，电极e为电解池的阳极，所以a为电源的负极，b为电源的正极，电源内部电子移动方向为：a→d；电解池中电子的移动方向为e→b，故A正确；
B．d为电解池的阴极，发生还原反应，d电极上苯转化为环己烷，属于得到氢的过程，发生还原反应，由于存在质子交换膜，所以氢离子向阴极移动，则d电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12，故B正确；
C．阴极除了目标产物外，还可能发生氢离子得电子生成氢气的电极反应，则这种气体为氢气，故C正确；
D．阳极生成2.8ml的气体，该气体应该为阳极上OH-放电生成的氧气，生成一个氧分子失去4个电子，则转移电子的物质的量为2.8ml×4=11.2ml，电解过程中通过阴、阳极的电子数目相等，即阴极得到电子也为11.2ml；阴极电极反应为： C6H6+6H++6e-=C6H12，参与反应的苯的物质的量为10ml×24%-12ml×10%=1.2ml，则生成环己烷消耗的电子数为7.2ml，则阴极还发生的电极反应为：2H++2e-=H2↑，生成氢气消耗的电子数为11.2ml-7.2ml=4ml，则此装置的电流效率为×100%≈64.3%，故D错误；
答案选D。
8．C
【分析】
根据电极材料可知，放电时Zn/ZnO电极为负极，通入氧气的活性炭电极为正极，则充电时Zn/ZnO电极为阴极，通入氧气的活性炭电极为阳极。
【详解】
A．放电时Zn/ZnO电极为负极，Zn失电子结合OHˉ转化为ZnO，电极反应式为，故A正确；
B．原电池中阳离子流向正极，所以K+向活性炭电极方向移动，故B正确；
C．充电时，Zn/ZnO电极与外加电源负极相连，为阴极，活性炭与外加电源正极相连，为阳极，阴极电势要低于阳极，即Zn/ZnO电极上的电势比活性炭电极上的低，故C错误；
D．充电时阴极上ZnO转化为Zn，电极反应式为ZnO+2eˉ+H2O=Zn+2OHˉ，所以减少的质量为O原子的质量，质量减少16g，即减少1ml氧原子，转移2ml电子，阳极生成的气体为氧气，生成一个氧气转移4个电子，所以转移2ml电子时生成0.5ml氧气，质量为16g，故D正确；
故答案为C。
9．D
【详解】
A．电解质溶液通过离子移动导电，电解质溶液中没有电子移动，故A错误；
B．若为粗铜，为精铜，电解质溶液是硫酸铜，该装置为电解法精炼铜，溶液中略减小，故B错误；
C．若、均为石墨电极，电解方程式是，则通电一段时间后，溶液减小，故C错误；
D．根据电子守恒，阴极、阳极转移电子数一定相等，若为粗铜，为精铜，则、两极转移的电子数相等，故D正确；
选D。
10．A
【分析】
该装置为电解池装置，根据电子流向可知左侧为阴极，水电离出的氢离子得电子生成氢气，右侧为阳极，碘离子失电子生成碘酸根。
【详解】
A．右侧为阳极，电解质溶液显碱性，所以碘离子失电子再和氢氧根作用生成碘酸根，电极方程式为Iˉ＋6OHˉ-6e-=IO＋3H2O，故A错误；
B．该装置左侧阴极上水电离出的氢离子放电生成氢气，同时产生OHˉ，右侧电解质中溶液中钾离子通过离子交换膜进入阴极，所以阴极产物为氢气和KOH，阳极消耗KOH，所以该工业过程中KOH是循环利用的物质，故B正确；
C．21.4gKIO3的物质的量为=0.1ml，I元素化合价由-1价变为+5价，化合价升高6价，所以生成0.1ml碘酸钾时转移0.6ml电子，根据电子守恒可知此时阴极生成0.3ml氢气，标况下体积为6.72L，故C正确；
D．该装置左侧阴极上水电离出的氢离子放电生成氢气，同时产生OHˉ，为了使右侧产生的碘酸钾更纯，需要防止氢氧根进入阳极，同时右侧电解质中溶液中钾离子需要通过离子交换膜进入阴极，所以离子交换膜为阳离子交换膜，故D正确；
故答案为A。
11．C
【分析】
根据图片可知x极O2-→O2，发生氧化反应生成单质O2，所以x为阳极，y为阴极，阳极与电源正极相接、阴极与电源负极相接，即a极为电源正极、b极为电源负极，阳极反应式为2O2--4e-═O2，阴极电极反应式为：CO32-+4e-═C+3O2-，以此解答该题。
【详解】
A．根据上述分析，a极为电源正极，故A错误；
B．x极O2-→O2，在熔融条件下，石墨与氧气要反应，故石墨电极要损耗，故B错误；
C．y为阴极，CO32-得到电子生成C，电极反应式为：CO32-＋4e－=C＋3O2－，故C正确；
D．未描述标准状况，无法按标准状况下的气体摩尔体积计算CO2的体积，故D错误。
答案选C。
【点睛】
考查电解原理，关键是根据示意图判断出电极是解题的关键，易错项是D项，未描述标准状况。
12．B
【分析】
根据图示，左室增加KOH，右室增加HIO3，则M室为阴极室，阴极与外加电源的负极相接，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，所以原料室中K+透过ab膜进入阴极室生成KOH，即ab膜为阳离子交换膜，N室为阳极室，原料室中IO3-透过cd膜进入阳极室生成HIO3，即cd膜为阴离子交换膜。
【详解】
A．由上述分析可知，M室为阴极室，阴极与外加电源的负极相接，即e极为光伏电池负极，阴极发生得到电子的还原反应，故A正确；
B．N室为阳极室，与外加电源的正极相接，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，M极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，标准状况下6720mL气体即6.72L气体物质的量为6.72L÷22.4L/ml=0.3ml，其中含有O2为0.1ml，转移电子0.4ml，为平衡电荷，KIO3溶液中0.4mlK+透过ab膜进入阴极室，0.4mlIO3-透过cd膜进入阳极室，KIO3溶液质量减少0.4ml×214g/ml=85.6g，故B错误；
C．N室为阳极室，与外加电源的正极相接，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，故C正确；
D．制备过程中若电压过高，阳极区（N极）可能发生副反应：IO3--2e-+H2O=IO4-+2H+，导致制备的HIO3不纯，所以制备过程中要控制电压适当，避免生成HIO4等杂质，故D正确；
故答案选B。
13．D
【分析】
由电池原理示意图可知，左边的电极为电池的正极，充电时做阳极；右边的电极为电池的负极，充电时做阴极。
【详解】
A．放电时，右边的电极为负极，所以右边发生氧化反应即由V2+转变为V3+的反应，颜色变化为：紫色变绿色，A项正确；
B．放电时，左边的电极为正极，电极反应式为：，B项正确；
C．充电时，左边电极为阳极，发生氧化反应即由转变为的反应，颜色变化为：蓝色变黄色，C项正确；
D．充电时，左槽发生的电极反应式为：，若转移3.01×1023个电子，即0.5ml电子，那么生成H+1ml，同时从左槽到右槽由0.5ml的H+发生迁移；所以整个过程，左槽n(H+)变化量为0.5ml，D项错误；
答案选D。
【点睛】
在计算电化学反应过程中电解质溶液中粒子总量的变化时，一方面要结合电极反应式，计算其直接的消耗量或生成量，另一方面也要考虑，从其他极室迁移过来的或迁移到其他极室的量。
14．B
【分析】
本题考查的是电解池的工作原理，首先要分析出电源正负极或者电极的阴阳极，判断电子移动的方向，才能书写正确的电极反应式。题目中a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色，说明生成碱性物质，此为解题的突破点，依据电解质溶液为含酚酞的氯化钠溶液，判断b电极和Cu极是阴极，a电极和Pt极是阳极，Y为电源负极，X为电源正极。
【详解】
A．a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色，依据电解质溶液为含酚酞的氯化钠溶液，判断b电极是阴极，Y为电源负极，X为电源正极，A错误；
B．a电极是氯离子失电子发生的氧化反应，电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，B正确；
C．电解过程中CuSO4溶液中的氢氧根离子在阳极Pt电极失电子生成氧气，溶液中铜离子在Cu电极得到电子析出铜，溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH逐渐减小，C错误；
D．由Y为电源负极，X为电源正极，则Pt极为阳极没有Cu析出，D错误；
答案选B。
15．B
【详解】
A．X电极为电解池阳极时，Ni元素失电子、化合价升高，故X电极反应式为Ni(OH)2－e－+OH－=NiOOH+H2O，X电极附近pH减小，故A错误；
B．断开K2、闭合K1时，构成原电池，供电时，X电极作正极，发生还原反应，氧化剂为NiOOH，Zn作负极，发生氧化反应，装置中总反应为Zn+2NiOOH+2H2O=Zn(OH)2+2Ni(OH)2，故B正确；
C．断开K2、闭合K1时，构成原电池，X电极作正极，Zn作负极，阳离子向正极移动，则K+向X电极移动，故C错误；
D．制氢时，为电解池，Pt电极上产生氢气，Pt电极反应为：2H2O+2e-= H2↑+2OH－，X电极反应式为：Ni(OH)2－e－+OH－=NiOOH+H2O，根据电极反应，每转移0.1NA电子，溶液质量基本不变，故D错误；
答案选B。
16．B 从右向左 滤纸上有蓝色沉淀产生(答出“蓝色沉淀”或“蓝色斑点”即可) 增大 Fe—6e—+8OH—=FeO+4H2O和4OH——4e—=2H2O+O2↑ 铁氰化钾 蓝色沉淀 CH4 —8e—+10OH—=CO + 7H2O 0.012 3ml/L
【详解】
Ⅰ．由图可知，甲装置中左侧为原电池装置，锌为原电池的负极，铜为正极，右侧为电解装置，与正极相连的M电极为电解池阳极，与负极相连的N电极为阴极；
(1)甲装置中左侧为原电池装置，金属活泼性强的锌做负极，金属活泼性弱的铜做正极，若保证电极反应不变，正极材料的金属活泼性不能强于锌，则不能用金属活泼性强于锌的镁代替铜，故选B；
(2) 实验过程中，硫酸根离子向负极移动，移动方向为从右向左；M极是电解池的阳极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，铜离子与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜沉淀，故答案为：从右向左；滤纸上有蓝色沉淀产生；
Ⅱ．由图可知，乙装置为电解池，与直流电源正极相连的Y电极做电解池的阳极，溶液中的氢氧根离子和铁电极失去电子发生氧化反应，与负极相连的X做阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子；
(3)由分析可知，电解过程中，与负极相连的X做阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e—=H2↑+2OH—，溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液的pH增大，故答案为：增大；
(4) 由分析可知，电解过程中，与直流电源正极相连的Y电极做电解池的阳极，溶液中的氢氧根离子和铁电极失去电子发生氧化反应，电极反应式为Fe—6e—+8OH—=FeO+4H2O和4OH——4e—=2H2O+O2↑，故答案为：Fe—6e—+8OH—=FeO+4H2O和4OH——4e—=2H2O+O2↑；
(5)若铁电极附近溶液中生成了Fe2+离子，向溶液中加入铁氰化钾溶液，溶液中会有蓝色沉淀生成，故答案为：铁氰化钾；蓝色沉淀；
(6) ①若想在Ⅱ中实现铁上镀铜，Ⅱ中铜电极做电镀池的阳极，与燃料电池的正极相连，则通入氧气的b处电极为燃料电池的正极，通入甲烷的a处电极为负极，碱性条件下，甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4 —8e—+10OH—=CO + 7H2O，故答案为：CH4 —8e—+10OH—=CO + 7H2O；
②Ⅱ中电解前CuSO4溶液的浓度为3 ml/L，若维持电流强度为1 A，电池工作十分钟时，转移电子的物质的量为ml，则理论上消耗Ⅰ中甲烷的质量为ml××16g/ml≈0.012g；电镀时，溶液中CuSO4溶液的浓度不变，则电解池中CuSO4溶液的浓度依然为3 ml/L，故答案为：0.012；3 ml/L。
17． 36g 负 ； 将氧化为 ⇌，加入CuO消耗水解产生的，导致平衡往正向移动，产生沉淀而除去
【详解】
本题是电化学和盐类水解影响因素综合考查，涉及原电池和电解池电极反应式的书写、电极判断以及有关计算问题，主要是知识的迁移应用。
(1)放电时，正极是得电子生成，正极反应为：；由总反应可知，氧化产物为，电路中转移电子时，生成氧化产物，质量为；充电时，是失电子，发生氧化反应，阳极反应为：，消耗氢氧根离子，pH降低；
(2)为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生腐蚀，可采取牺牲阳极阴极保护法或外加电源的阴极保护法，采取外加电源的阴极保护法时，钢铁与蓄电池的负极相连；
(3) “钝化”时阳极铝生成氧化铝，电极反应为；在实验过程中发现溶液逐渐变浑浊，并有气泡产生，其原因是；
(4)加入的目的是将氧化为；由表格数据可知，加入CuO调节可除去的离子是；由于，加入CuO消耗水解产生的，导致平衡往正向移动，产生沉淀而除去。
18．锌不断溶解 Cu2++2e-===Cu 锌极镀上一层红色的铜 Cu-2e-===Cu2+ 4OH--4e-===2H2O+O2↑ 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ 0.175a
【详解】
(1)若断开K2，闭合K1，形成原电池反应，Zn为负极，被氧化而锌不断溶解，Cu为正极，铜离子在此极发生还原反应生成铜，电极方程式为Cu2++2e-═Cu；若断开K1，闭合K2，为电镀池，Cu为阳极，被氧化，发生Cu-2e-═Cu2+，Zn为阴极，铜离子在此极发生还原反应，锌极镀上一层红色的铜；故答案为：锌不断溶解；Cu2++2e-═Cu；锌极镀上一层红色的铜；Cu-2e-═Cu2+；
(2)电镀时，石墨为阳极，发生氧化反应，电极方程式为4OH--4e-═2H2O+O2↑，生成氧气，铜为阴极，总反应式为2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；铜电极增重a g，n（Cu）=ml，转移ml电子，由可知4OH--4e-═2H2O+O2↑，生成n（O2）=ml，则体积为ml×22.4L/ml=0.175aL；
故答案为：4OH--4e-═2H2O+O2↑；2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；0.175a。
19．A SO2-2e-+2H2O=+4H+ 0.1ml/L 21.6g 2NO+2+2H2O=N2+4 2+2e-+2H+=+2H2O 22.4
【分析】
（1）由图可知，该装置为原电池。A电极通入SO2，为负极，电极反应为SO2-2e-+2H2O=+4H+，B电极通入O2，为正极，电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O；
（2）由图可知，电解池中电解I为阴极，电极反应为2+2e-+2H+=+2H2O；电极II为阳极，电极反应为2H2O-4e-=O2+4H+；吸收塔的总反应为2NO+2+2H2O=N2+4。
【详解】
（1）①原电池中，阴离子向负极移动，A为负极，故向A电极移动；
②根据分析，负极为A电极，电极反应为SO2-2e-+2H2O=+4H+；
③石墨做电极电解AgNO3和KNO3混合溶液，先电解AgNO3溶液，后电解H2O。阴极先发生反应Ag++e-=Ag，再发生反应2H2O+2e-=H2+2OH-，阳极发生反应2H2O-4e-=O2+4H+，两极均产生2.24L（标准状况）气体，即阴极产生0.1ml H2，阳极产生0.1ml O2。由阳极反应可知，反应转移的总电子为0.4ml，由阴极反应可知，电解AgNO3溶液时转移电子为0.2ml，电解水时转移电子为0.2ml。反应后的H+的浓度根据电解AgNO3溶液计算，转移电子为0.2ml，生成的H+也为0.2ml，浓度为=0.1ml/L；根据阴极反应Ag++e-=Ag，电解AgNO3溶液时转移电子为0.2ml，生成的Ag质量为0.2ml×108g/ml=21.6g；
（2）①根据分析，吸收塔中发生的反应离子方程式为2NO+2+2H2O=N2+4；
②根据分析，电解I为阴极，电极反应为2+2e-+2H+=+2H2O；
③2 mlNO转化为1mlN2，转移电子为4ml，根据2H2O-4e-=O2+4H+，生成O2的物质的量为1ml，在标况下的体积为22.4L。
20．正极 CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O 4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=4H++O2↑ 1
【分析】
(1)依据装置图中电流流向分析，c为正极，氧气得电子发生还原反应，d为负极，甲烷失电子发生氧化反应；
(2)图乙是电解池，与电源正极连接的a电极为阳极，电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，b为阴极，电极反应为Cu2++2e-=Cu，结合电极方程式计算。
【详解】
（1）图甲是原电池，依据电流流向是从正极流向负极，c电极为正极，氧气得到电子发生还原反应，d电极为电池负极，甲烷失电子发生氧化反应，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导阳极生成的O2-离子，负极电极反应为：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O；
（2）如图乙所示电解100mL0.5ml•L-1CuSO4溶液，发生的电解总反应为：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，与电源正极相连的a极为阳极，溶液中氢氧根离子失去电子发生氧化反应，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑或者4OH--4e-=2H2O+O2↑；若a电极产生56mL（标准状况）氧气，氧气物质的量为0.0025ml，溶液中生成氢离子物质的量为0.01ml，c（H+）==0.1ml/L，pH=-lg0.1=1。沉淀物
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
一、单选题（共15题）
1．溶于海水的主要以4种无机碳形式存在，其中占95%，利用图示装置从海水中提取，有利于减少环境中的温室气体含量。下列说法正确的是
A．a室排出的是、等碱性物质
B．装置中产生的和提取的的体积比约为
C．c室发生的反应为
D．电路中每有电子通过时，就有阳离子从c室移至b室
2．1807年化学家戴维电通电解熔融氢氧化钠制得钠：；后来盖·吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠：。
下列有关说法正确的是
A．戴维法制钠，阳极反应式为
B．盖·吕萨克法制钠利用铁的金属性比钠的强
C．若用戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠，两种方法转移电子总数相等
D．还可以用电解熔融氯化钠的方法制钠
3．1LK2SO4和CuSO4的混合溶液中c()=1.5ml.·L-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到11.2L气体(标准状况)。假设电解后溶液体积不变，下列说法正确的是（ ）
A．原混合溶液中n(K2SO4)=0.5mlB．电解过程中共转移2ml电子
C．电解得到Cu的质量为64gD．电解后所得溶液中c(H+ )=0.5ml·L—1
4．氢氧化锂是制取锂和锂的化合物的原料，用电解法制备氢氧化锂的工作原理如图所示，下列叙述不正确的是
A．b极附近溶液的增大
B．a极的电极反应为
C．该法制备时还可得到硫酸和
D．当电路中通过电子时，有生成
5．用电解法测量某工业废气中的浓度，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．b为电源负极，与之相连的电极是阴极
B．阳极的电极反应式为
C．向阴极移动
D．理论上每消耗，转移电子
6．我国科学家设计二氧化碳熔盐捕获及电化学转化装置，其示意图如下：
下列说法不正确的是
A．c为电源的负极
B．①②中，捕获CO2时碳元素的化合价均未发生变化
C．d极的电极反应式为+ 4e− = C + 3O2−
D．转移1ml电子可捕获CO2 2.8 L(标况下)
7．制氢和储氢作为氢能利用的关键技术，是当前科学家主要关注的热点问题。一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(除目标产物外，近似认为无其他有机物生成)。电流效率=(生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数)×100%，则下列说法错误的是（ ）
A．电子移动方向为：a→d；e→b
B．d电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12
C．该储氢装置的电流效率明显小于100%，其原因可能是除目标产物外，还有H2生成
D．由图中数据可知，此装置的电流效率约为32.1%
8．锌空气燃料电池广泛用于铁路、航海灯标以及助听器中，其装置示意图如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．放电时，负极的电极反应式为
B．放电时，向活性炭电极方向移动
C．充电时，电极上的电势比活性炭电极上的高
D．充电时阴极质量减小，理论上阳极生成气体
9．某电化学装置如图所示，、分别接直流电源两极。下列说法正确的是
A．溶液中电子从极移向极
B．若为粗铜，为精铜，则溶液中保持不变，
C．若、均为石墨电极，则通电一段时间后，溶液增大
D．若为粗铜，为精铜，则、两极转移的电子数相等
10．碘酸钾常用作食盐加碘剂以防止缺碘疾病，也是常用的基准物质和氧化剂。工业上碘酸钾可用如图所示装置进行制备。下列说法错误的是（ ）
A．其阳极反应式是I-＋3H2O-6e-=IO＋6H+
B．该工业过程中KOH是循环利用的物质
C．制得21.4gKIO3产生标况下H26.72L
D．该工业过程使用阳离子交换膜
11．一种熔盐捕获CO2的装置如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是( )
A．a为电源的负极
B．x极使用石墨不会损耗
C．y极电极反应式为CO32-＋4e－=C＋3O2－
D．电路中转移1 ml e－，理论上可捕获5.6 L CO2
12．HIO3是强酸，其水溶液是强氧化剂。工业上，以KIO3为原料可制备HIO3。某学习小组拟用如图装置制备碘酸。M、N为惰性电极，ab、cd为交换膜。下列推断错误的是（ ）
A．光伏电池的e极为负极，M极发生还原反应
B．在标准状况下收集6720mLX和Y的混合气体时KIO3溶液减少3.6g
C．Y极的电极反应式为2H2O-4e-═O2↑+4H+
D．制备过程中要控制电压，避免生成HIO4等杂质
13．全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如图所示。下列说法不正确的是
A．放电过程中右槽溶液颜色逐渐由紫色变为绿色
B．放电过程中氢离子的作用之一是参与正极反应
C．充电过程中左槽溶液逐渐由蓝变黄
D．充电时若转移的电子数为3.011023个，左槽溶液中n(H+)的变化量为1ml
14．如图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是( )
A．X极是电源负极，Y极是电源正极
B．a极的电极反应是2Cl－－2e－=Cl2↑
C．电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大
D．Pt极上有6.4 g Cu析出时，b极产生2.24 L(标准状况)气体
15．我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置(如图所示)，闭合K2、断开K1时，制氢并储能。下列说法正确的是
A．制氢时，X电极附近pH增大
B．断开K2、闭合K1时，装置中总反应为Zn+2NiOOH+2H2O=Zn(OH)2+2Ni(OH)2
C．断开K2、闭合K1时，K+向Zn电极移动
D．制氢时，每转移0.1NA电子，溶液质量减轻0.1g
二、填空题（共5题）
16．为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用如图所示的装置进行实验，回答下列问题。
Ⅰ.用甲装置进行第一组实验：
(1)在保证电极反应不变的情况下，下列材料不能代替插入硫酸铜溶液中的Cu电极的是___________(填序号)。
A．石墨 B．镁 C．银 D．铂
(2)实验过程中，SO(填“从左向右”、“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象有___________。
Ⅱ.该小组同学用乙装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，Y极溶液逐渐变成紫红色，停止实验后观察到铁电极明显变细，电解液仍澄清。查阅资料知，高铁酸根离子(FeO)在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息，填写下列空白：
(3)电解过程中，X极溶液的pH___________(填“增大”、“减小”或者“不变”)。
(4)电解过程中，Y极发生的电极反应为___________和___________。
(5)另一小组同学将乙装置中6 ml/L NaOH溶液换成1 ml/L NaCl溶液，发现铁电极附近逐渐变成浅绿色，该小组同学认为铁电极附近溶液中生成了Fe2+，为了验证这一猜测，应使用___________(填试剂名称)来检验，现象为___________ ，则证明该小组同学猜想正确。
(6)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，a处电极上发生的电极反应为___________。
②Ⅱ中电解前CuSO4溶液的浓度为3 ml/L，若维持电流强度为1 A，电池工作十分钟，理论上消耗Ⅰ中的CH4___________ g(计算结果保留两位有效数字，已知F=96500 C·ml-1)，此时电解池中CuSO4溶液的浓度为___________。
17．某蓄电池的反应为
(1)放电时，正极的电极反应式为_______，电路中转移电子时，生成氧化产物_______g；充电时，发生氧化反应的物质是_______，阳极附近溶液pH_______
(2)为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生腐蚀，通常在船体上镶嵌Zn块，或与该蓄电池的_______填“正”或“负”极相连。
(3)以该蓄电池作电源，实验小组同学用如图所示的装置在实验室模拟铝制品表面“钝化”在表面形成氧化物保护膜。“钝化”时阳极的电极反应为_______，但有同学在实验过程中发现溶液逐渐变浑浊，并有气泡产生，其原因是_______用电极反应式表示
(4)精炼铜过程中，电解质溶液逐渐减小，、增大，会影响进一步电解精炼铜。甲同学设计如图除杂方案：
已知：
加入的目的是_______，加入CuO调节可除去的离子是_______，其原因是_______用平衡移动原理说明
18．(1)装置如图，打开K2，闭合K1。A极可观察到的现象是___；B极的电极反应为___，打开K1，闭合K2，A极可观察到的现象是_____；B极的电极反应为______。
(2)将较纯净的CuSO4溶液放入如图所示的装置中进行电解，石墨电极上的电极反应为_____，电解反应的离子方程式为_____， 实验完成后，铜电极增重a g，石墨电极产生标准状况下的气体体积_____ L。
19．电化学技术是有效解决 CO、SO2、NOx 等大气污染的重要方法 。
（1）某兴趣小组以SO2为原料，采用电化学方法制取硫酸．装置如下 ：
①电解质溶液中SO离子向___（填“A极”或“B极” ）移动;
②请写出负极电极反应式__________。
③用该原电池做电源，石墨做电极电解2L AgNO3和KNO3混合溶液，通电一段时间，两极均产生2.24L（标准状况）气体，假设电解前后溶液体积不变，则电解后溶液中H+的浓度为____，析出银的质量______g。
（2）我国科学家提出，用间接电化学法对大气污染物 NO 进行无害化处理 ，原理如下图：
①吸收塔中发生的反应离子方程式为 _____ 。
②电极I 的电极反应式为______。
③每处理2 mlNO,电解池中产生标准状况下氧气的体积为__________L。
20．（1）科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在电极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导O2-。
已知：正极反应式：O2-4e-=2O2-。
则：c电极的名称为__，d电极上的电极反应式为__。
（2）如图2所示，用惰性电极电解100mL0.5ml•L-1CuSO4溶液，a电极上的电极反应式为__，若a电极产生56mL（标准状况）气体，则所得溶液的pH=_（不考虑溶液体积变化）。
参考答案
1．B
【分析】
根据图示，a室电极与电源正极相连，是电解池阳极，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+；c室电极与电源负极相连，是电解池阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；a室生成的H+通过阳离子交换膜进入b室，与主要含碳粒子发生反应：HCO3-+H+=H2O+CO2↑，b室海水中阳离子通过离子交换膜进入c室，则c室排出的是NaOH、Ca(OH)2等强碱性物质。
【详解】
A．a室中电离出的放电产生和通过阳离子透过膜向b室移动，c室排出的是NaOH、Ca(OH)2等强碱性物质，a室中物质仍为水，故A错误；
B．a室电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，水解生成1ml氧气，同时生成4mlH+，b室中发生反应HCO3-+H+=H2O+CO2↑，4mlH+反应生成4mlCO2，所以装置中产生的O2和提取的CO2的体积比约为1：4，故B正确；
C．c室电极与电源负极相连，是电解池的阴极，电极反应为，故C错误；
D．电解池中阳离子应向阴极移动，a室是电解池阳极，c室是电解池阴极，即阳离子由b室移至c室，故D错误；
答案选B。
2．D
【详解】
A．由电解方程式可知，电解过程中，阳极上氢氧根离子失电子生成氧气和水，电极反应式为，故A错误；
B．钠在高温下生成蒸气，蒸气逸出有利于反应正向进行，但的金属性强于，故B错误；
C．戴维法制得时转移电子，但盖·吕萨克法制得时转移电子，则转移电子数不相等，故C错误；
D．工业上采用电解熔融氯化钠的方法制金属钠，故D正确；
答案选D。
3．B
【分析】
用惰性电极电解K2SO4和CuSO4的混合溶液，阳极反应式是 ，阴极依次发生反应 、；通电一段时间后，两极均收集到11.2L气体(标准状况)，即阳极生成0.5ml氧气，电路中转移2ml电子；阴极生成0.5ml氢气，根据电子守恒，阴极生成铜0.5ml。
【详解】
A．阴极生成铜0.5ml，则原溶液中原混合溶液中n(CuSO4)=0.5ml，n(K2SO4)= 1.5ml.·L-1×1L-0.5ml=1ml，故A错误；
B．根据，阳极生成0.5ml氧气，电路中转移2ml电子，故D正确；
C． 阳极生成0.5ml氧气，电路中转移2ml电子；阴极生成0.5ml氢气，根据电子守恒，反应转移1ml电子，阴极生成铜0.5ml，质量为32g，故C错误；
D．阳极发生反应，阳极生成0.5ml氧气，同时生成2mlH+，阴极生成0.5ml氢气，消耗1ml H+，电解后所得溶液中c(H+ )= =1ml·L-1，故D错误；
选B。
4．D
【分析】
由电解液中离子的移动方向可知石墨a为阳极，石墨b为阴极，a极失去电子，发生氧化反应，即，结合移动过来的得到硫酸，b极水电离的得电子放出氢气，即，结合移动过来的生成，结合电解池相关知识解答。
【详解】
A．b极反应式为，增大，溶液的增大，A正确；
B．a极为阳极，电极反应式为，B正确；
C．由分析可知，该法制备时还可得到硫酸和，C正确；
D．由得失电子守恒知，电路中通过电子时，得到，D错误；
答案选D。
5．D
【详解】
A．连接b的电极上O2发生还原反应生成H2O，为电解池的阴极，则b为电源负极，A项正确；
B．阳极发生氧化反应，由电解装置示意图可知，反应物为CO，生成物为CO2，电极反应式为CO+H2O−2e−=CO2+2H+，B项正确；
C．电解装置的电解质溶液中，阳离子移向阴极，C项正确；
D．未说明O2所处的状态，无法计算，D项错误；
故选D。
6．D
【分析】
过程①为2CO2+O2-=，a极电极反应为2-4e-=O2↑+4CO2，a电极失电子，为阳极，则b电极为电源的正极；过程②为CO2+O2-=，d极电极反应为+4e-=C+3O2-，d电极得电子，为阴极，则c电极为电源的负极。
【详解】
A．由以上分析可知，c为电源的负极，A正确；
B．①②中，捕获CO2时发生的反应分别为2CO2+O2-=、CO2+O2-=，碳元素的化合价均未发生变化，B正确；
C．d极为阴极，得电子生成C 和O2−，电极反应式为+ 4e−= C + 3O2−，C正确；
D．将阴、阳极发生的电极反应加和，便得到总反应式为：CO2C+O2↑，转移4ml电子时，消耗1mlCO2，则转移1ml电子可捕获CO2 的体积为=5.6 L(标况下)，D不正确；
故选D。
7．D
【分析】
由图可知，该装置为电解池，苯在电极d转化为环己烷，该过程是加氢过程，属于还原反应，则电极d为电解池的阴极，电极e为电解池的阳极，所以a为电源的负极，b为电源的正极，据此分析解答。
【详解】
A．根据分析，d为电解池的阴极，电极e为电解池的阳极，所以a为电源的负极，b为电源的正极，电源内部电子移动方向为：a→d；电解池中电子的移动方向为e→b，故A正确；
B．d为电解池的阴极，发生还原反应，d电极上苯转化为环己烷，属于得到氢的过程，发生还原反应，由于存在质子交换膜，所以氢离子向阴极移动，则d电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12，故B正确；
C．阴极除了目标产物外，还可能发生氢离子得电子生成氢气的电极反应，则这种气体为氢气，故C正确；
D．阳极生成2.8ml的气体，该气体应该为阳极上OH-放电生成的氧气，生成一个氧分子失去4个电子，则转移电子的物质的量为2.8ml×4=11.2ml，电解过程中通过阴、阳极的电子数目相等，即阴极得到电子也为11.2ml；阴极电极反应为： C6H6+6H++6e-=C6H12，参与反应的苯的物质的量为10ml×24%-12ml×10%=1.2ml，则生成环己烷消耗的电子数为7.2ml，则阴极还发生的电极反应为：2H++2e-=H2↑，生成氢气消耗的电子数为11.2ml-7.2ml=4ml，则此装置的电流效率为×100%≈64.3%，故D错误；
答案选D。
8．C
【分析】
根据电极材料可知，放电时Zn/ZnO电极为负极，通入氧气的活性炭电极为正极，则充电时Zn/ZnO电极为阴极，通入氧气的活性炭电极为阳极。
【详解】
A．放电时Zn/ZnO电极为负极，Zn失电子结合OHˉ转化为ZnO，电极反应式为，故A正确；
B．原电池中阳离子流向正极，所以K+向活性炭电极方向移动，故B正确；
C．充电时，Zn/ZnO电极与外加电源负极相连，为阴极，活性炭与外加电源正极相连，为阳极，阴极电势要低于阳极，即Zn/ZnO电极上的电势比活性炭电极上的低，故C错误；
D．充电时阴极上ZnO转化为Zn，电极反应式为ZnO+2eˉ+H2O=Zn+2OHˉ，所以减少的质量为O原子的质量，质量减少16g，即减少1ml氧原子，转移2ml电子，阳极生成的气体为氧气，生成一个氧气转移4个电子，所以转移2ml电子时生成0.5ml氧气，质量为16g，故D正确；
故答案为C。
9．D
【详解】
A．电解质溶液通过离子移动导电，电解质溶液中没有电子移动，故A错误；
B．若为粗铜，为精铜，电解质溶液是硫酸铜，该装置为电解法精炼铜，溶液中略减小，故B错误；
C．若、均为石墨电极，电解方程式是，则通电一段时间后，溶液减小，故C错误；
D．根据电子守恒，阴极、阳极转移电子数一定相等，若为粗铜，为精铜，则、两极转移的电子数相等，故D正确；
选D。
10．A
【分析】
该装置为电解池装置，根据电子流向可知左侧为阴极，水电离出的氢离子得电子生成氢气，右侧为阳极，碘离子失电子生成碘酸根。
【详解】
A．右侧为阳极，电解质溶液显碱性，所以碘离子失电子再和氢氧根作用生成碘酸根，电极方程式为Iˉ＋6OHˉ-6e-=IO＋3H2O，故A错误；
B．该装置左侧阴极上水电离出的氢离子放电生成氢气，同时产生OHˉ，右侧电解质中溶液中钾离子通过离子交换膜进入阴极，所以阴极产物为氢气和KOH，阳极消耗KOH，所以该工业过程中KOH是循环利用的物质，故B正确；
C．21.4gKIO3的物质的量为=0.1ml，I元素化合价由-1价变为+5价，化合价升高6价，所以生成0.1ml碘酸钾时转移0.6ml电子，根据电子守恒可知此时阴极生成0.3ml氢气，标况下体积为6.72L，故C正确；
D．该装置左侧阴极上水电离出的氢离子放电生成氢气，同时产生OHˉ，为了使右侧产生的碘酸钾更纯，需要防止氢氧根进入阳极，同时右侧电解质中溶液中钾离子需要通过离子交换膜进入阴极，所以离子交换膜为阳离子交换膜，故D正确；
故答案为A。
11．C
【分析】
根据图片可知x极O2-→O2，发生氧化反应生成单质O2，所以x为阳极，y为阴极，阳极与电源正极相接、阴极与电源负极相接，即a极为电源正极、b极为电源负极，阳极反应式为2O2--4e-═O2，阴极电极反应式为：CO32-+4e-═C+3O2-，以此解答该题。
【详解】
A．根据上述分析，a极为电源正极，故A错误；
B．x极O2-→O2，在熔融条件下，石墨与氧气要反应，故石墨电极要损耗，故B错误；
C．y为阴极，CO32-得到电子生成C，电极反应式为：CO32-＋4e－=C＋3O2－，故C正确；
D．未描述标准状况，无法按标准状况下的气体摩尔体积计算CO2的体积，故D错误。
答案选C。
【点睛】
考查电解原理，关键是根据示意图判断出电极是解题的关键，易错项是D项，未描述标准状况。
12．B
【分析】
根据图示，左室增加KOH，右室增加HIO3，则M室为阴极室，阴极与外加电源的负极相接，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，所以原料室中K+透过ab膜进入阴极室生成KOH，即ab膜为阳离子交换膜，N室为阳极室，原料室中IO3-透过cd膜进入阳极室生成HIO3，即cd膜为阴离子交换膜。
【详解】
A．由上述分析可知，M室为阴极室，阴极与外加电源的负极相接，即e极为光伏电池负极，阴极发生得到电子的还原反应，故A正确；
B．N室为阳极室，与外加电源的正极相接，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，M极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，标准状况下6720mL气体即6.72L气体物质的量为6.72L÷22.4L/ml=0.3ml，其中含有O2为0.1ml，转移电子0.4ml，为平衡电荷，KIO3溶液中0.4mlK+透过ab膜进入阴极室，0.4mlIO3-透过cd膜进入阳极室，KIO3溶液质量减少0.4ml×214g/ml=85.6g，故B错误；
C．N室为阳极室，与外加电源的正极相接，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，故C正确；
D．制备过程中若电压过高，阳极区（N极）可能发生副反应：IO3--2e-+H2O=IO4-+2H+，导致制备的HIO3不纯，所以制备过程中要控制电压适当，避免生成HIO4等杂质，故D正确；
故答案选B。
13．D
【分析】
由电池原理示意图可知，左边的电极为电池的正极，充电时做阳极；右边的电极为电池的负极，充电时做阴极。
【详解】
A．放电时，右边的电极为负极，所以右边发生氧化反应即由V2+转变为V3+的反应，颜色变化为：紫色变绿色，A项正确；
B．放电时，左边的电极为正极，电极反应式为：，B项正确；
C．充电时，左边电极为阳极，发生氧化反应即由转变为的反应，颜色变化为：蓝色变黄色，C项正确；
D．充电时，左槽发生的电极反应式为：，若转移3.01×1023个电子，即0.5ml电子，那么生成H+1ml，同时从左槽到右槽由0.5ml的H+发生迁移；所以整个过程，左槽n(H+)变化量为0.5ml，D项错误；
答案选D。
【点睛】
在计算电化学反应过程中电解质溶液中粒子总量的变化时，一方面要结合电极反应式，计算其直接的消耗量或生成量，另一方面也要考虑，从其他极室迁移过来的或迁移到其他极室的量。
14．B
【分析】
本题考查的是电解池的工作原理，首先要分析出电源正负极或者电极的阴阳极，判断电子移动的方向，才能书写正确的电极反应式。题目中a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色，说明生成碱性物质，此为解题的突破点，依据电解质溶液为含酚酞的氯化钠溶液，判断b电极和Cu极是阴极，a电极和Pt极是阳极，Y为电源负极，X为电源正极。
【详解】
A．a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色，依据电解质溶液为含酚酞的氯化钠溶液，判断b电极是阴极，Y为电源负极，X为电源正极，A错误；
B．a电极是氯离子失电子发生的氧化反应，电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，B正确；
C．电解过程中CuSO4溶液中的氢氧根离子在阳极Pt电极失电子生成氧气，溶液中铜离子在Cu电极得到电子析出铜，溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH逐渐减小，C错误；
D．由Y为电源负极，X为电源正极，则Pt极为阳极没有Cu析出，D错误；
答案选B。
15．B
【详解】
A．X电极为电解池阳极时，Ni元素失电子、化合价升高，故X电极反应式为Ni(OH)2－e－+OH－=NiOOH+H2O，X电极附近pH减小，故A错误；
B．断开K2、闭合K1时，构成原电池，供电时，X电极作正极，发生还原反应，氧化剂为NiOOH，Zn作负极，发生氧化反应，装置中总反应为Zn+2NiOOH+2H2O=Zn(OH)2+2Ni(OH)2，故B正确；
C．断开K2、闭合K1时，构成原电池，X电极作正极，Zn作负极，阳离子向正极移动，则K+向X电极移动，故C错误；
D．制氢时，为电解池，Pt电极上产生氢气，Pt电极反应为：2H2O+2e-= H2↑+2OH－，X电极反应式为：Ni(OH)2－e－+OH－=NiOOH+H2O，根据电极反应，每转移0.1NA电子，溶液质量基本不变，故D错误；
答案选B。
16．B 从右向左 滤纸上有蓝色沉淀产生(答出“蓝色沉淀”或“蓝色斑点”即可) 增大 Fe—6e—+8OH—=FeO+4H2O和4OH——4e—=2H2O+O2↑ 铁氰化钾 蓝色沉淀 CH4 —8e—+10OH—=CO + 7H2O 0.012 3ml/L
【详解】
Ⅰ．由图可知，甲装置中左侧为原电池装置，锌为原电池的负极，铜为正极，右侧为电解装置，与正极相连的M电极为电解池阳极，与负极相连的N电极为阴极；
(1)甲装置中左侧为原电池装置，金属活泼性强的锌做负极，金属活泼性弱的铜做正极，若保证电极反应不变，正极材料的金属活泼性不能强于锌，则不能用金属活泼性强于锌的镁代替铜，故选B；
(2) 实验过程中，硫酸根离子向负极移动，移动方向为从右向左；M极是电解池的阳极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，铜离子与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜沉淀，故答案为：从右向左；滤纸上有蓝色沉淀产生；
Ⅱ．由图可知，乙装置为电解池，与直流电源正极相连的Y电极做电解池的阳极，溶液中的氢氧根离子和铁电极失去电子发生氧化反应，与负极相连的X做阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子；
(3)由分析可知，电解过程中，与负极相连的X做阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e—=H2↑+2OH—，溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液的pH增大，故答案为：增大；
(4) 由分析可知，电解过程中，与直流电源正极相连的Y电极做电解池的阳极，溶液中的氢氧根离子和铁电极失去电子发生氧化反应，电极反应式为Fe—6e—+8OH—=FeO+4H2O和4OH——4e—=2H2O+O2↑，故答案为：Fe—6e—+8OH—=FeO+4H2O和4OH——4e—=2H2O+O2↑；
(5)若铁电极附近溶液中生成了Fe2+离子，向溶液中加入铁氰化钾溶液，溶液中会有蓝色沉淀生成，故答案为：铁氰化钾；蓝色沉淀；
(6) ①若想在Ⅱ中实现铁上镀铜，Ⅱ中铜电极做电镀池的阳极，与燃料电池的正极相连，则通入氧气的b处电极为燃料电池的正极，通入甲烷的a处电极为负极，碱性条件下，甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4 —8e—+10OH—=CO + 7H2O，故答案为：CH4 —8e—+10OH—=CO + 7H2O；
②Ⅱ中电解前CuSO4溶液的浓度为3 ml/L，若维持电流强度为1 A，电池工作十分钟时，转移电子的物质的量为ml，则理论上消耗Ⅰ中甲烷的质量为ml××16g/ml≈0.012g；电镀时，溶液中CuSO4溶液的浓度不变，则电解池中CuSO4溶液的浓度依然为3 ml/L，故答案为：0.012；3 ml/L。
17． 36g 负 ； 将氧化为 ⇌，加入CuO消耗水解产生的，导致平衡往正向移动，产生沉淀而除去
【详解】
本题是电化学和盐类水解影响因素综合考查，涉及原电池和电解池电极反应式的书写、电极判断以及有关计算问题，主要是知识的迁移应用。
(1)放电时，正极是得电子生成，正极反应为：；由总反应可知，氧化产物为，电路中转移电子时，生成氧化产物，质量为；充电时，是失电子，发生氧化反应，阳极反应为：，消耗氢氧根离子，pH降低；
(2)为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生腐蚀，可采取牺牲阳极阴极保护法或外加电源的阴极保护法，采取外加电源的阴极保护法时，钢铁与蓄电池的负极相连；
(3) “钝化”时阳极铝生成氧化铝，电极反应为；在实验过程中发现溶液逐渐变浑浊，并有气泡产生，其原因是；
(4)加入的目的是将氧化为；由表格数据可知，加入CuO调节可除去的离子是；由于，加入CuO消耗水解产生的，导致平衡往正向移动，产生沉淀而除去。
18．锌不断溶解 Cu2++2e-===Cu 锌极镀上一层红色的铜 Cu-2e-===Cu2+ 4OH--4e-===2H2O+O2↑ 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ 0.175a
【详解】
(1)若断开K2，闭合K1，形成原电池反应，Zn为负极，被氧化而锌不断溶解，Cu为正极，铜离子在此极发生还原反应生成铜，电极方程式为Cu2++2e-═Cu；若断开K1，闭合K2，为电镀池，Cu为阳极，被氧化，发生Cu-2e-═Cu2+，Zn为阴极，铜离子在此极发生还原反应，锌极镀上一层红色的铜；故答案为：锌不断溶解；Cu2++2e-═Cu；锌极镀上一层红色的铜；Cu-2e-═Cu2+；
(2)电镀时，石墨为阳极，发生氧化反应，电极方程式为4OH--4e-═2H2O+O2↑，生成氧气，铜为阴极，总反应式为2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；铜电极增重a g，n（Cu）=ml，转移ml电子，由可知4OH--4e-═2H2O+O2↑，生成n（O2）=ml，则体积为ml×22.4L/ml=0.175aL；
故答案为：4OH--4e-═2H2O+O2↑；2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；0.175a。
19．A SO2-2e-+2H2O=+4H+ 0.1ml/L 21.6g 2NO+2+2H2O=N2+4 2+2e-+2H+=+2H2O 22.4
【分析】
（1）由图可知，该装置为原电池。A电极通入SO2，为负极，电极反应为SO2-2e-+2H2O=+4H+，B电极通入O2，为正极，电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O；
（2）由图可知，电解池中电解I为阴极，电极反应为2+2e-+2H+=+2H2O；电极II为阳极，电极反应为2H2O-4e-=O2+4H+；吸收塔的总反应为2NO+2+2H2O=N2+4。
【详解】
（1）①原电池中，阴离子向负极移动，A为负极，故向A电极移动；
②根据分析，负极为A电极，电极反应为SO2-2e-+2H2O=+4H+；
③石墨做电极电解AgNO3和KNO3混合溶液，先电解AgNO3溶液，后电解H2O。阴极先发生反应Ag++e-=Ag，再发生反应2H2O+2e-=H2+2OH-，阳极发生反应2H2O-4e-=O2+4H+，两极均产生2.24L（标准状况）气体，即阴极产生0.1ml H2，阳极产生0.1ml O2。由阳极反应可知，反应转移的总电子为0.4ml，由阴极反应可知，电解AgNO3溶液时转移电子为0.2ml，电解水时转移电子为0.2ml。反应后的H+的浓度根据电解AgNO3溶液计算，转移电子为0.2ml，生成的H+也为0.2ml，浓度为=0.1ml/L；根据阴极反应Ag++e-=Ag，电解AgNO3溶液时转移电子为0.2ml，生成的Ag质量为0.2ml×108g/ml=21.6g；
（2）①根据分析，吸收塔中发生的反应离子方程式为2NO+2+2H2O=N2+4；
②根据分析，电解I为阴极，电极反应为2+2e-+2H+=+2H2O；
③2 mlNO转化为1mlN2，转移电子为4ml，根据2H2O-4e-=O2+4H+，生成O2的物质的量为1ml，在标况下的体积为22.4L。
20．正极 CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O 4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=4H++O2↑ 1
【分析】
(1)依据装置图中电流流向分析，c为正极，氧气得电子发生还原反应，d为负极，甲烷失电子发生氧化反应；
(2)图乙是电解池，与电源正极连接的a电极为阳极，电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，b为阴极，电极反应为Cu2++2e-=Cu，结合电极方程式计算。
【详解】
（1）图甲是原电池，依据电流流向是从正极流向负极，c电极为正极，氧气得到电子发生还原反应，d电极为电池负极，甲烷失电子发生氧化反应，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导阳极生成的O2-离子，负极电极反应为：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O；
（2）如图乙所示电解100mL0.5ml•L-1CuSO4溶液，发生的电解总反应为：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，与电源正极相连的a极为阳极，溶液中氢氧根离子失去电子发生氧化反应，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑或者4OH--4e-=2H2O+O2↑；若a电极产生56mL（标准状况）氧气，氧气物质的量为0.0025ml，溶液中生成氢离子物质的量为0.01ml，c（H+）==0.1ml/L，pH=-lg0.1=1。沉淀物
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
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