文档内容
《化学反应与电能》单元测试（培优提升）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题(共45分)
1．(本题3分)下列叙述正确的是
①电解池是将化学能转变成电能的装置
②原电池是将电能转变成化学能的装置
③金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化
④电解池两个电极材料可以相同
杨sir化学，侵权必究
A．①②③④ B．③④ C．②③④ D．③
【答案】B
【详解】
①电解池是将电能转变成化学能的装置，故①错误；
②原电池是将化学能转变成电能的装置，故②错误；
③金属和石墨均为自由电子导电，属于物理变化；电解质溶液导电的实质是电解，属于化学变化，故③正
确；
④电解池连接外接电源，两个电极材料可以相同也可以不同，故④正确；
选B。
2．(本题3分) 铜锌原电池为电化学建构认识模型奠定了重要的基础，懂得原理才能真正做到举一反三，
应用到其他复杂的电池分析中。盐桥中装有琼脂凝胶，内含氯化钾。下面两种原电池说法错误的是
A．原电池Ⅰ和Ⅱ的反应原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu
B．电池工作时，导线中电子流向为Zn→Cu
C．正极反应为Zn-2e-=Zn2+，发生还原反应
D．电池工作时，盐桥中的K+向右侧烧杯移动，Cl-向左侧烧杯移动
杨sir化学，侵权必究
【答案】C【分析】
在原电池中，若两金属做电极，一般活泼金属做负极，不活泼金属做正极。Ⅰ和Ⅱ两个原电池装置中，都
是锌做负极，铜做正极。
【详解】
A．原电池Ⅰ和Ⅱ中，Zn为负极，Cu为正极，CuSO 为电解质溶液，工作原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，故
4
A正确；
B．在原电池中，负极锌失去电子，经外电路流向正极铜，故B正确；
C．正极反应为Cu2++2e-=Cu，发生还原反应，故C错误；
D．在原电池内部，阳离子移向正极，阴离子移向负极，装置Ⅱ中，右侧烧杯中的铜为正极，左侧烧杯中
的锌为负极，所以盐桥中的K+向右侧烧杯移动，Cl-向左侧烧杯移动，故D正确；
故选C。
3．(本题3分)控制合适的条件，将反应2Fe3++ 2I- 2Fe2++ I 设计成如图所示原电池(甲池为FeCl 溶液，
2 3
乙池为KI溶液，盐桥的作用是形成闭合回路)，下列判断不正确的是
A．反应开始时，电流方向是从甲池石墨棒流向乙池石墨棒
B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原
C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态
D．电流计读数为零后，在甲中加入FeCl 固体后，乙中石墨电极为负极
2 杨sir化学，侵权必究
【答案】D
【分析】
根据装置图及原电池反应2Fe3++2I- 2Fe2++I 可知，开始时乙池中碘离子失电子生成碘单质，乙中石墨电极
2
为负极，而甲池的铁离子发生得电⇌子的还原反应生成亚铁离子，甲中石墨电极为正极，该原电池反应为可
逆反应，当电流为零时，反应达到平衡状态，并结合物质浓度的改变对化学平衡的影响分析判断。
【详解】
A．反应开始时，乙中石墨电极为负极，甲中石墨电极为正极，则电流方向是从甲池石墨棒流向乙池石墨
棒，故A正确；B．由总反应方程式知，Fe3+得电子、被还原成Fe2+，故B正确；
C．当电流计为零时，说明没有电子发生转移，各物质的浓度不变，则反应达到平衡状态，故C正确；
D．电流计读数为零后，甲中加入Fe2+，导致平衡逆向移动，则Fe2+失去电子生成Fe3+，为负极反应，则甲
中石墨电极为负极，乙中石墨电极为正极，故D错误；
故选D。
4．(本题3分) 一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极，两电极插入KOH溶液中，向两极分别通入乙烷
和氧气，其中一电极反应式为C H＋18OH--14e-=2 ＋12HO。有关此电池的推断正确的是
2 6 2
A．通入氧气的电极为正极，电极反应式为2HO＋O＋4e-=4OH-
2 2
B．电池工作过程中，溶液的OH-浓度减小，pH逐渐增大
C．电解质溶液中的OH-向正极移动，K+向负极移动
D．正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为2∶7
【答案】A
【分析】
燃料电池中发生的反应一般是燃料和氧气的氧化还原反应，通入氧气的一极为正极，通入燃料的一极为负
极。
【详解】
A．根据题目已知：其中一电极反应式为C H＋18OH--14e-=2 ＋12HO可知，通入乙烷的一极为负极，
2 6 2
则通入氧气的一极为正极，在碱性溶液中，正极电极反应式为2HO＋O＋4e-=4OH-，故A正确；
2 2
B．电池工作的总反应为：2C H+7O +8OH-=4 +10H O，消耗了OH-，OH-浓度减小，溶液的pH逐渐
2 6 2 2
降低，故B错误；
C．在原电池内部，阳离子移向正极，阴离子移向负极，所以OH-向负极移动，K+向正极移动，故C错误；
D．正极上参加反应的气体为氧气，负极上参加反应的气体为乙烷，根据总反应方程式：2C H+7O +8OH-
2 6 2
=4 +10H O，正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为7∶2，故D错误；
2
故选A。
5．(本题3分)三元电池是电动汽车的新能源，其正极材料可表示为LiNiCo MnO。充电时电池总反应为
x y z 2
LiNiCo MnO+6C(石墨)=Li Ni Co MnO+LiC ，其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定的
x y z 2 1-a x y z 2 a 6
离子X通过的隔膜。下列说法正确的是A．允许离子X通过的隔膜属于阴离子交换膜
B．放电时，电流由A经负载回到B
C．充电时，B为阴极，发生还原反应
杨sir化学，侵权必究
D．放电时，负极反应式为：LiC -ae-=6C(石墨)+aLi+
a 6
【答案】D
【分析】
根据题目正极材料可表示为LiNiCo MnO，判断LiC 为负极材料，故A为负极，B为正极，根据充电时
x y z 2 a 6
电池总反应是阴极和阳极的总反应，该反应逆过程即是原电池的反应，也是正极和负极的总反应。
【详解】
A．根据分析得B为正极，原电池中离子移动的方向是阳离子移向正极，故离子X通过的隔膜属于阳离子
交换膜，故A不正确；
B．放电时是原电池，电流从正极流向负极，故从B经负载回到A，故B不正确；
C．充电时，根据正极接电源的正极判断，B为阳极，发生氧化反应，故C不正确；
D．放电时，是原电池反应，负极反应与电解池中的阴极反应刚好相反，根据题目中的充电时电池反应进
行书写电极反应：LiC -ae-=6C(石墨)+aLi+，故D正确；
a 6
故选答案D。
【点睛】
本题考查二次电池的原理，注意二次电池充电时，正极做的是阳极，负极做的是阴极，根据总反应方程式
进行改写可以得到电极反应。
6．(本题3分)一种以液态肼(N H)为燃料、氧气为氧化剂、某固体氧化物为电解质的新型燃料电池的工作
2 4
原理如图所示。在700~900℃时，O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动。生成物为无毒无害的物质。下
列说法正确的是A．该装置将电能转化为化学能 B．甲电极上NH 失去电子
2 4
C．电池内的O2-由电极甲移向电极乙 D．电池总反应为：NH+2O =2NO+2HO
2 4 2 2
【答案】B
【分析】
该燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，产物为无毒无害物质，则电极反应式为：NH+2O2--4e
2 4
-=N ↑+2H O，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O+4e-=2O2-，电池总反应为：
2 2 2
NH+O =N ↑+2H O，结合离子的移动方向、电流的方向分析解答。
2 4 2 2 2
【详解】
A．该装置为燃料电池，是将化学能转化为电能，故A错误；
B．由图示知，甲电极反应为：NH+2O2--4e -=N ↑+2H O，NH 失去电子，故B正确；
2 4 2 2 2 4
C．根据上述分析，电池内的O2-由电极乙移向电极甲，故C错误；
D．根据上述分析，电池总反应为：NH+O =N ↑+2H O，故D错误；
2 4 2 2 2
故选：B。
7．(本题3分) 某种熔融碳酸盐燃料电池以LiCO、KCO 为电解质、以CH 为燃料时，该电池工作原理见
2 3 2 3 4
如图。下列说法正确的是
A．此电池在常温时也能工作
B．正极电极反应式为：O+2CO +4e-=2
2 2
C． 向正极移动
D．a为CH，b为CO
4 杨sir化学，侵权必究【答案】B
【分析】
燃料电池中通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，根据电子流向知，左边a电极是负极、右
边b电极是正极，所以a是CH，b为空气。
4
【详解】
A．电解质为熔融碳酸盐，需要高温条件，A错误；
B．正极上O 得电子和CO 反应生成 ，电极反应式为O+2CO -4e-═2 ，B正确；
2 2 2 2
C．原电池放电时， 向负极移动，C错误；
D．根据分析，a是CH，b为空气，D错误；
4
故选B。
8．(本题3分) 工业上通过惰性电极电解NaSO 浓溶液来制备氢氧化钠和硫酸，a、b为离子交换膜，装置
2 4
如下图所示，下列说法正确的是
A．c电极与外接电源负极相连
B．a为阴离子交换膜
杨sir化学，侵权必究
C．从d端注入的是稀NaOH溶液
D．生成标状况下22.4L的O，将有2molNa+穿过阳离子交换膜
2
【答案】C
【分析】
由题干电解装置图可知，c电极区产生O，故说明该电极区发生氧化反应，电极方程式为：2HO-4e-=4H+
2 2
+O ↑，故c电极区为阳极区，c电极与外接电源的正极相连，左侧区为阴极区，发生还原反应，电极反应
2
为：2HO+2e-=2OH-+H ↑，又知电解池中阳离子移向阴极区，阴离子移向阳极区，故Na+经过阳离子交换
2 2
膜a进入左侧区，左侧区进入口d进入的稀NaOH，出口为浓NaOH，硫酸根离子经过阴离子交换膜b进入右侧阳极区，故右侧区进入的是稀硫酸，流出的为浓硫酸，据此分析解题。
【详解】
A．由分析可知，c电极与外接电源正极相连，A错误；
B．由分析可知，a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜，B错误；
C．由分析可知，从d端注入的是稀NaOH溶液，C正确；
D．生成标状况下22.4L即 =1mol的O，则线路上流过的电子为4mol，故将有4molNa+穿过阳
2
离子交换膜，D错误；
故答案为：C。
9．(本题3分)如下图所示的装置，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。则下列说法正确的是
A．电源B极是正极
B．(甲)(乙)装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为1：2：2：1
C．欲用(丙)装置给铜镀银，G应该是Ag，电镀液是AgNO 溶液
3
D．装置(丁)中Y极附近红褐色变深，说明Fe(OH) 胶体带正电荷
3 杨sir化学，侵权必究
【答案】C
【详解】
A．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，A错误；
B．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，B错误；
C．若用丙装置给铜镀银，G应该是Ag，H是Cu，电镀液是AgNO 溶液，C正确；
3
D．丁装置中Y电极是阴极，如果Y极附近红褐色变深，说明Fe(OH) 胶粒带正电荷，Fe(OH) 胶体是不带
3 3电的，D错误；
故选C。
10．(本题3分)下列金属防护的做法中，运用了电化学原理的是
A．健身器材刷油漆以防锈 B．衣架外面包上一层塑料层
C．地下钢铁管道连接镁块以防腐 D．自行车链条涂抹润滑油
【答案】C
【详解】
A．健身器材刷油漆为外加防护膜的保护法，可以隔绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故A不选；
B．衣架的外面包上一层塑料层为外加防护膜的保护法，可以隔绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故
B不选；
C．地下钢铁管道连接镁块，金属镁比铁活泼，属于牺牲阳极的阴极保护法，运用了电化学原理，故C选；
D．自行车链条涂抹润滑油，可以隔绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故D不选；
故选：C。
11．(本题3分)“西气东输”工程中，需要地下埋入铸铁管道。在下列情况下，铸铁管道被腐蚀速率最慢的是
A．在含铁元素较多的酸性土壤中 B．在潮湿疏松的碱性土壤中
C．在含碳粒较多，潮湿透气的中性土壤中 D．在干燥致密的不透气的土壤中
【答案】D
【详解】
A．在含铁元素较多的酸性土壤中，铸铁管道发生析氢腐蚀，铸铁管道腐蚀较快，故不选A；
B．在潮湿疏松的碱性土壤中，铸铁管道发生吸氧腐蚀，铸铁管道腐蚀较快，故不选B；
C．在含碳粒较多，潮湿透气的中性土壤中，铸铁管道发生吸氧腐蚀，铸铁管道腐蚀较快，故不选C；
D．在干燥致密的不透气的土壤中，铁不与氧气、水接触，铸铁管道被腐蚀速率最慢，故选D。
选D。
12．(本题3分)利用如图装置，完成很多电化学实验．下列有关此装置的叙述中，正确的是
A．若X为锌棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阴极保护法
B．若X为碳棒，Y为NaCl溶液，开关K置于N处，可加快铁的腐蚀
杨sir化学，侵权必究C．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子向铜电极移动
D．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面镀铜，溶液中铜离子浓度将减小
【答案】C
【详解】
A．开关K置于M处，则该装置为原电池，由于活动性Zn＞Fe，所以Zn为负极，Fe为正极，可减缓铁的
腐蚀，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法，A错误；
B．开关K置于N处，，则该装置为电解池，若阳极X为碳棒，Y为NaCl溶液，Fe为阴极，被保护，不
会引起Fe的腐蚀，B错误；
C．开关K置于M处，则该装置为原电池，若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，由于活动性Fe＞Cu，Fe作负
极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+，Cu为正极，电极反应为Cu2++2e-=Cu，此时铜棒质量将增加，在外电路中的电
子由Zn经导线向铜电极移动，C正确；
D．开关K置于N处，则该装置为电解池，Y为硫酸铜溶液，若阳极X为铜棒，电极反应：Cu-2e-=Cu2+，
Fe为阴极，电极反应：Cu2++2e-=Cu可用于铁表面镀铜，由于两电极溶解的Cu的质量和析出的Cu 的质量
相等，所以溶液中铜离子浓度将不变，D错误；
故选C。
13．(本题3分)如图，甲池的总反应为2CHOH＋3O＋4KOH=2K CO＋6HO。下列说法不正确的是
3 2 2 3 2
A．甲池中每消耗2mol CHOH，电解液中通过12mol电子
3
B．反应一段时间后，向乙池中加入一定量CuO固体能使CuSO 溶液恢复原浓度
4
C．反应一段时间后，丙池中会产生白色沉淀且不会溶解
D．反应一段时间后，甲、乙两池pH均减小
杨sir化学，侵权必究
【答案】A
【详解】
A．甲池中CHOH由-2价转化为CO 中得+4价，故每消耗2mol CHOH，电路中通过2×[+4-（-2）]=12mol
3 2 3
电子，但电子不可能通过电解液溶液，A错误；
B．甲池中投放甲醇的电极是负极，投放氧气的电极是正极，所以乙池中石墨是阳极，银极是阴极，电解
时，石墨极上析出氧气，银极上析出铜，所以要想使CuSO 溶液恢复到原浓度应加入氧化物，B正确；
4
C．反应一段时间后，丙池中会产生白色沉淀且不会溶解，两电极发生得反应分别为：左电极：2Cl--2e-=Cl↑，右电极为：2HO+2e-=H ↑+2OH-，然后阴极和阳极的产物发生反应Mg2++2OH-=Mg(OH) ↓，
2 2 2 2
Mg(OH) 不溶于NaOH溶液中，C正确；
2
D．根据甲、乙两池的总反应式分别为：2CHOH+3O +4OH-=2 +6H O和
3 2 2
2CuSO +2H O=2Cu+O +2H SO ，可知反应一段时间后，甲、乙两池pH均减小， D正确；
4 2 2 2 4
故答案为：A。
14．(本题3分)2019年12月17日，中国首艘国产航母山东舰正式列装服役，山东舰所用特种钢材全部国
产，研发过程中重点提高了材料的耐腐蚀性。在一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如表所
示，下列说法正确的是
pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14
腐蚀快慢 较快 慢 较快
主要产物 Fe2+ Fe O Fe O FeO
3 4 2 3
A．当pH＜6.5时，碳钢主要发生化学腐蚀
B．当pH＜4和pH＞13.5时，碳钢主要发生析氢腐蚀
C．pH越大，碳钢的腐蚀速率越慢
D．pH＝14时，负极反应为4OH-+Fe-3e-= +2H O
2 杨sir化学，侵权必究
【答案】D
【详解】
A．当pH＜4时，碳钢主要发生化学腐蚀，当4＜pH＜6.5时，主要发生电化学腐蚀，A不正确；
B．当pH＜4时，碳钢主要发生析氢腐蚀，当pH＞13.5，碳钢主要发生吸氧腐蚀，B不正确；
C．从表中信息可以得出，pH在6~8之间时，碳钢的腐蚀速率慢，但pH＞8时，碳钢的腐蚀速率加快，C
不正确；
D．pH＝14时，在负极，Fe失电子的产物与OH-反应生成 等，电极反应式为4OH-+Fe-3e-=
+2H O，D正确；
2
故选D。
15．(本题3分)某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，原理示意图如下。经过
一段时间后，有Cr(OH)
3
和Fe(OH)
3
沉淀随废水排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。下列说法不正
确的是A．阴极区发生的电极反应包括：2H++2e-=H ↑
2
B．还原 的主要方式是： +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H O
2
C．废水的pH过高或过低均会降低铬的去除率
D．电解槽工作时， 通过阴离子交换膜从阳极室进入阴极室
杨sir化学，侵权必究
【答案】D
【分析】
耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，在阴极，水电离产生的H+得电子生成H；在阳极，Fe失电子生成Fe2+，
2
Fe2+将 还原为Cr3+； 、OH-从阴极室进入阳极室，与Fe3+、Cr3+反应生成Cr(OH) 和Fe(OH) 沉
3 3
淀。
【详解】
A．在阴极区，水电离产生的H+得电子，发生的电极反应包括：2H++2e-=H ↑，A正确；
2
B．在阳极区，Fe失电子生成的Fe2+还原 ，主要方式是： +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H O，B
2
正确；
C．若废水的pH过高，会直接与Fe2+反应生成Fe(OH) 沉淀，影响 的还原，若pH过低，会将
2
Cr(OH) 和Fe(OH) 沉淀溶解，都会降低铬的去除率，C正确；
3 3
D．电解槽工作时，因为 要进入阳极区被Fe2+还原，所以 通过阴离子交换膜从阴极室进入阳极
室，D不正确；
故选D。
二、填空题(共37分)
16．(本题10分) 钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。（1）如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有氯化铵溶液(显酸性)和食盐水，各加入生铁块，
放置一段时间均被腐蚀。
①红墨水柱两边的液面变为左低右高，则_______(填“a”或“b”)试管内盛有食盐水。
②a试管中铁发生的是_______(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，生铁中碳上发生的电极反应式为_______。
（2）如图两个图都是金属防护的例子。
杨sir化学，侵权必究
①为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R
可以采用_______ (填字母)，此方法叫做_______保护法。
A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨
②图乙方案也可以降低铁闸门腐蚀的速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_______ (填“正”或
“负”)极。
③以上两种方法中，_______填“甲”或“乙”)方法能使铁闸门保护得更好。
【答案】
（1） b 析氢
（2） C 牺牲阳极的阴极 负 乙
【分析】
（1）①红墨水柱两边的液面变为左低右高，则a发生析氢腐蚀，a中盛有氯化铵溶液，b发生吸氧腐蚀，b中盛
有食盐水，故答案为b。
②a试管中铁发生的是析氢腐蚀，生铁中碳为正极，正极上发生还原反应，故发生的电极反应式为
。b试管中铁发生的是吸氧腐蚀，生铁中碳为正极，发生的电极反应式O+2H O+4e-
2 2
=4OH-；铁为负极，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+。
（2）
①为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以让金属铁做原电池的正极，其中焊接在铁闸门上的固体材
料R可以是比金属铁的活泼性强的金属，钠能够与水反应，不能做电极材料，所以选锌，此方法叫做牺牲
阳极的阴极保护法，故答案为C；牺牲阳极的阴极；
②电解池的阴极上的金属被保护，为降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的负极，故
答案为负。
③因为电解池的保护比原电池保护更好，所以方法乙能使铁闸门保护得更好；故答案为乙。
17．(本题12分) 按要求完成下列问题。
（1）微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理
如下图所示：
② HS-在硫氧化菌作用下转化为 的电极反应式是_______。
②若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是_______。
杨sir化学，侵权必究
（2）PbSO 热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-
4
KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO +2LiCl+Ca=CaCl +Li SO +Pb。
4 2 2 4
①放电过程中，Li+向_______(填“负极”或“正极”)移动。②负极反应式为_______。
③电路中每转移0.2mol电子，理论上生成_______gPb。
（3）氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如下图所示。
② a电极的电极反应式是_______；
②一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因是_______。
杨sir化学，侵权必究
【答案】
（1） HS-+4H O-8e-= +9H+ HS-、 浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把
2
有机物氧化成CO 放出电子
2
（2） 正极 Ca+2Cl--2e-=CaCl 20.7
2
（3） 2NH -6e-+6OH-=N +6H O 发生反应4NH +3O =2N +6H O，有水生成，使得溶液逐渐变稀，
3 2 2 3 2 2 2
为了维持碱的浓度不变，所以要补充KOH
【分析】
（1）
①酸性环境中反应物为HS-，产物为 ，利用质量守恒和电荷守恒进行配平，电极反应式：HS-
+4H O-8e-= +9H+，答案为：HS-+4H O-8e-= +9H+；
2 2
②从质量守恒角度来说，HS-、SO 浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成
CO 放出电子，答案为：HS-、 浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成
2
CO 放出电子；
2
（2）
①放电过程中，Li+向正极移动，答案为：正极；
②原电池的钙电极为负极，负极反应式为Ca+2Cl--2e-=CaCl ，答案为：Ca+2Cl--2e-=CaCl ；
2 2
③根据方程式，电路中每转移0.2 mol电子，生成0.1 mol Pb，即20.7 g Pb，答案为：20.7；
（3）①a电极是通入NH 的电极，失去电子，发生氧化反应，所以该电极作负极，电极反应式是2NH -6e-
3 3
+6OH-=N +6H O，答案为：2NH -6e-+6OH-=N +6H O；
2 2 3 2 2
②一段时间后，需向装置中补充KOH，原因是发生反应4NH +3O =2N +6H O，有水生成，使得溶液逐渐
3 2 2 2
变稀，为了维持碱的浓度不变，所以要补充KOH，答案为：发生反应4NH +3O =2N +6H O，有水生成，
3 2 2 2
使得溶液逐渐变稀，为了维持碱的浓度不变，所以要补充KOH。
18．(本题15分)回答下列问题
（1）高铁酸钾(K FeO)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中，如图是高铁电池的
2 4
模拟实验装置，实验过程中碳电极周围出现红褐色沉淀：
①该电池放电时正极的电极反应式为___________；
②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向___________移动(填“左”或“右”)；若用阳离子交换膜代替
盐桥，则钾离子向___________移动(填“左”或“右”)。
杨sir化学，侵权必究
（2）有人设想以N 和H 为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮
2 2
的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是___________，A是___________。
（3）利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2-可以在固体介质
NASICON(固熔体)内自由移动，工作时O2-的移动方向___________ (填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生
的电极反应式为___________。【答案】
（1） 右 左
（2） 氯化铵或NH Cl
4
（3） 从b到a CO+O2-－2e-=CO
2
【解析】
（1）
①根据电池装置可知C为正极，Zn为负极，高铁酸钾具有较强的氧化性，正极上高铁酸钾发生还原反应生
成Fe(OH) ，电极反应为： ；
3
②盐桥中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，因此氯离子向右侧移动，K+向左侧移动；若用阳离子交
换膜代替盐桥，则K+向左侧移动；
（2）
由图可知，该装置的总反应是合成氨的反应，氢气失去电子，在负极发生氧化反应，氮气得到电子，在正
极发生还原反应，那么正极的电极反应为： ，氨气与HCl反应生成NH Cl，因此电解
4
质是NH Cl；
4
（3）
电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，电子由负极流向正极，因此O2−由电极b向电极a移
动电子由电极a通过传感器流向电极b；该装置中CO为燃料，在负极(即a极)通入，失电子发生氧化反应，
电极反应为： 。
三、原理综合题(共18分)
19．(本题18分)Ⅰ.甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。如图是甲醇燃料电池工作的示意图，工作一段
时间后，断开 。（1）甲中负极的电极反应式为___________。
（2）若丙中 为铝， 为石墨， 溶液为稀 ，若能使铝的表面生成一层致密的氧化膜，则 电极
反应式为___________。
（3）若 、 、 、 均为石墨， 溶液为饱和氯化钠溶液：
杨sir化学，侵权必究
a． 丙中电解的总化学方程式为___________。
b． 工作一段时间后，向乙中所得溶液加入 后恰好使电解质溶液复原，则丙中 电
极上生成的气体标况下的体积为___________。
c． 丙中为使两极产物不发生反应，可以在两极之间放置___________(“阴”或“阳”)离子交换膜。
（4）若把乙装置改为精炼铜装置(粗铜含 、 、 、 、 等杂质)，下列说法正确的是
___________。
A．电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
B． 为粗铜，发生氧化反应
C． 溶液的浓度保持不变
D．杂质都将以单质的形式沉淀到池底
（5）用 盐酸和 溶液反应测定中和热，实验中测得起始平均温度
为 ，反应后最高温度为 ，反应后溶液的比热容为 ，盐酸和 溶液的密度都
近似认为是 ，则中和热 ___________。
Ⅱ.甲烷是一种重要的化工原料和清洁能源，研究其相关反应并合理利用具有重要意义。请回答下列问题：
（6）已知：a． 工业上甲烷可用于制造合成气，常温常压下其反应为
；
b． 、 的燃烧热依次为 、 。常温常压下， 甲烷完全燃烧生成
液态水放出的热量为___________ 。
杨sir化学，侵权必究
（7）甲烷属于易燃易爆气体，可用电化学原理测定空气中甲烷的含量防止爆炸事故的发生，其原理如图
所示，则负极的电极反应式为___________；若测得标准状况下空气中甲烷的含量为 ，当甲烷完全
被氧化时消耗的 为___________ 。
【答案】
（1）
（2）
（3） 阳
（4）B
（5）
（6）890.3
（7） 0
【分析】
通入燃料（甲醇或甲烷）的一极为原电池的负极，发生氧化反应，通入氧气的电极为正极，发生还原反应。
因此甲为原电池，乙、丙为电解池，结合原电池和电解池原理分析解答；根据盖斯定律分析解答；先根据
Q=m•c• T计算反应放出的热量，然后根据 H=- kJ/mol计算出中和热。
△ △
（1）甲醇燃料电池是原电池反应，甲醇在负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为CHOH-6e-+8OH-=CO
3
+6H O，故答案为：CHOH-6e-+8OH-=CO +6H O；
2 3 2
（2）
丙中C为铝，Al与正极相连为阳极，D为石墨，与负极相连为阴极，阳极上铝失电子生成氧化铝，则阳极
的电极反应式为2Al-6e-+3H O=Al O+6H+，故答案为：2Al-6e-+3H O=Al O+6H+；
2 2 3 2 2 3
（3）
若A、B、C、D均为石墨，W溶液为饱和氯化钠溶液，
a．电解饱和氯化钠溶液生成氯气、氢气和氢氧化钠，电解反应式：2NaCl+2H O 2NaOH+Cl ↑+H ↑，
2 2 2
故答案为：2NaCl+2H O 2NaOH+Cl ↑+H ↑；
2 2 2
b．电解硫酸铜溶液后溶液呈酸性，向电解后的溶液中加入 能恢复原溶液，碱式碳酸
铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，溶液质量增加的量是氧化铜和水，将碱式碳酸铜化学式改变为
2CuO•HO•CO，所以加入0.05molCu (OH) CO 就相当于加入0.1molCuO和0.05molHO，则电解时生成的
2 2 2 2 3 2
氧气为(0.1mol+0.05mol)× =0.075mol，转移电子为0.75mol×4=0.3mol；丙中D电极为阴极，阴极上氢离子
得电子生成氢气，则氢气的体积为0.3mol× ×22.4L/mol=3.36L，故答案为：3.36L；
c．阴极生成氢氧根离子，阳极生成氯气，氢氧根离子向阳极移动能与氯气反应，所以要阻止阴离子向阳
极移动，则使用阳离子交换膜，不允许阴离子通过，故答案为：阳；
（4）
把乙装置改为精炼铜装置(粗铜含 、 、 、 、 等杂质)。A．电解过程中，阳极上Cu、Zn等金
属失电子，阴极上生成Cu，所以阳极减少的质量大于阴极增加的质量，故A错误；B．A与正极相连为阳
极，电解精炼时粗铜为阳极，失电子发生氧化反应，故B正确；C．阳极上Cu、Zn等金属失电子，阴极上
生成Cu，析出的铜的量大于溶解的铜的量，所以CuSO 溶液的浓度逐渐减小，故C错误；D．Zn等较活
4
泼的金属失电子形成金属阳离子，活泼性比铜弱的金属如Ag、Au，以单质的形式沉淀到池底，故D错误；故答案为：B；
（5）
50mL 0.5mol•L-1HCl与50mL 0.55mol•L-1 NaOH进行中和反应，盐酸完全反应，生成水的物质的量为
0.05L×0.50mol=0.025mol，溶液的质量为：100mL×1g/cm3=100g，温度变化的值 T=23.4℃-20.4℃=3.0℃，
则生成0.025mol水放出的热量为Q=m•c• T=100g×4.2J/(g•℃)×3.0℃=1260J=1.26△kJ，所以实验测得的中和
△
热 H=- =-50.4kJ/mol，故答案为：-50.4kJ/mol；
△
（6）
、 的燃烧热依次为 、 ，则①CO(g)+
O(g)=CO (g) H=-283.0kJ/mol，②H(g)+ O(g)=HO(l) H=-285.8kJ/mol，③CH(g)+HO(l) CO(g)
2 2 2 2 2 4 2
△ △ ⇌
+3H (g) H=+250.1kJ/mol，由盖斯定律③+①+3×②可得CH(g)+2O(g)=CO (g)+2HO(l) H=+250.1kJ/mol+
2 4 2 2 2
(-283.0k△J/mol)+3×(-285.8kJ/mol)=-890.3kJ/mol，16g甲烷物质的量为1mol，完全燃烧生成△液态水放出的热量
为890.3kJ，故答案为：890.3；
（7）
通入甲烷的电极为负极，酸性介质中，负极的电极反应式为CH-8e-+2H O=CO+8H+，电池总反应为
4 2 2
CH+2O =CO +2H O，硫酸消耗量为0，故答案为：CH-8e-+2H O=CO+8H+；0。
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