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第六章 化学反应与能量
（考试时间：75 分钟 试卷满分：100 分）
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O16 Na 23 Cl 35.5 Fe 56 Ti 48
一、选择题(每小题只有一个正确选项，共14×3 分)
1．（24-25 高一下·湖南永州·开学考）利用如图所示装置可测定某原电池工作一段时间内通过导线的电子
物质的量，电极材料是镁片和铝片。下列说法不正确的是
A．电极b 为镁片
B．a 的电极反应式为
C．当量筒内收集448mL 气体(标准状况)时，则导线中通过的电子为0.04mol
D．若将电解质溶液改为稀硫酸，量筒内仍能收集到
【答案】D
【详解】A．据分析可知，b 电极产生氢气，所以作正极为镁片，A 正确；
B．a 电极为铝片，电极反应式为：
，B 正确；
C．当量筒内收集448mL 气体(标准状况)时,
的物质的量为
，则电子转移的物质
的量为：
，C 正确；
D．若将电解质溶液改为稀硫酸，则a 为正极产生氢气，b 为负极产生镁离子，因为金属与酸反应镁单质的
活泼性大于铝单质的活泼性，D 错误；
故选D。
2．（2025·湖南衡阳·调研）现以CO、O2、熔融盐Z（Na2CO3）组成的燃料电池，采用电解法制备N2O5，
装置如图所示，其中Y 为CO2，下列说法正确的是
A．甲池石墨I 是原电池的正极，发生还原反应
1
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B．乙池左端Pt 极电极反应式：
C．甲池石墨Ⅱ发生的电极反应：
D．若甲池消耗氧气2.24L，则乙池中产生氢气0.2mol
【答案】C
【详解】A．燃料电池中，燃料发生氧化反应的电极为负极，氧化剂发生还原反应的电极为正极。石墨Ⅰ
通入CO（燃料），CO 失电子发生氧化反应，故石墨Ⅰ为负极；石墨Ⅱ通入O2（氧化剂），O2得电子发
生还原反应，故石墨Ⅱ为正极，A 错误；
B．乙池为电解池，与甲池正极（石墨Ⅱ）相连的Pt 电极为阳极，与甲池负极（石墨Ⅰ）相连的Pt 电极为
阴极。在阳极（左端Pt 电极），N2O4失电子发生氧化反应，由于隔膜阻止水分子通过，无H2O 参与，电
极反应为
，B 错误；
C．甲池石墨Ⅱ是原电池的正极，O2在正极得到电子，与CO2反应生成
，电极反应式为
，C 正确；
D．甲池中消耗氧气的体积为2.24L，但未说明是标准状况，无法根据体积计算氧气的物质的量，也就无法
推出乙池中生成氢气的物质的量，D 错误；
故答案选C。
3．（2025·湖南·模拟预测）微生物脱盐池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电
能，同时可实现海水淡化。现以氯化钠溶液模拟海水，采用惰性电极，用如图装置处理有机废水(以含
的溶液为例)，下列说法正确的是
A．每消耗2.24L(标准状况)的空气，有0.4mol 电子转移
B．该电池可在高温环境下工作
C．负极反应为
D．Y 为阳离子选择性交换膜
【答案】D
【详解】A．标况下2.24L 空气中含有n(O2)=
×20%=0.02mol，每消耗1mol 氧气转移4mol 电子，
据此计算消耗0.02mol 氧气转移电子物质的量=0.02mol×4=0.08mol，A 错误；
2
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B．该装置为微生物脱盐电池，温度过高会导致微生物死亡，海水淡化效果变差，B 错误；
C．负极上
失电子发生氧化反应生成二氧化碳，同时生成氢离子，电极反应式为
，C 错误；
D．负极区生成氢离子，需要氯离子；正极区消耗氢离子，需要钠离子，所以Y 是阳离子交换膜，D 正确；
故选D。
4．（2024·湖南怀化·一模）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用，下图为不同电池的构造示
意图，有关说法正确的是
A．图Ⅰ：锌筒作负极，发生还原反应，锌筒会变薄
B．图Ⅱ：放电时正极反应式为
C．图Ⅲ：如消耗标准状况下22.4L
，电路中理论上转移的电子数为4
D．图Ⅳ：放电时，溶液中
向锂电极迁移
【答案】C
【详解】A．图Ⅰ锌锰干电池，锌筒作负极，发生氧化反应被溶解，导致锌筒变薄，A 错误；
B．图Ⅱ铅蓄电池PbSO4为难溶于水的盐，放电时负极的电极反应式为
，正极电极
反应式为
，B 错误；
C．图Ⅲ燃料电池，1 个
得4 个电子，如消耗标准状况下22.4L
，物质的量为1mol，电路中理论上转
移的电子数为4
，C 正确；
D．图Ⅳ锂电池，原电池放电时，阳离子从负极流向正极，该装置中多孔碳材料是正极、锂是负极，放电
时溶液中
从锂电极向多孔碳材料电极迁移，D 错误；
故选C。
5．（2023·湖南岳阳·二模）下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是
3
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A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏
C．铅蓄电池在工作中，负极每消耗
铅，则硫酸溶液中就转移
电子
D．氢氧燃料电池具有清洁、安全、高效等特点
【答案】C
【详解】A．干电池属于一次电池，铅蓄电池属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，A 项正确；
B．干电池中锌筒为负极，负极上锌发生失电子的氧化反应而溶解，锌筒被破坏，B 项正确；
C．铅蓄电池在工作时，负极反应式为Pb-2e-+
=PbSO4，负极每消耗1molPb，外电路中通过2mol 电子，
但电子不会在硫酸溶液中转移，C 项错误；
D．氢氧燃料电池的产物为H2O，氢氧燃料电池具有清洁、安全、高效等特点，D 项正确；
答案选C。
6．（2025·湖南邵阳·模拟预测）微生物燃料电池(MFC)是一种利用微生物将有机物(如苯酚)中的化学能直
接转化成电能的装置，工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．电极a 上发生的是氧化反应
B．电极c 上的电极反应式：
C．右池中的
通过质子交换膜从c 移向d
D．处理污染物苯酚1mol，理论上外电路中迁移了20mol 电子
【答案】D
【详解】A．结合分析知，a 为电解池的阳极，发生的是氧化反应，A 项正确；
B．结合分析知，c 极为负极，甲醇在负极发生氧化反应生成CO2，负极式为
，B 项正确；
C．右池为原电池，原电池中阳离子移向正极，则H+通过质子交换膜从c(负极)移向d(正极)，C 项正确；
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D．苯酚(分子式为C6H6O)在a 极被氧化为二氧化碳，存在计量关系：C6H6O~6CO2~28e-，则每处理苯酚
1mol，理论上外电路中迁移28mol 电子，D 项错误；
故选D。
7．（24-25 高三下·湖南岳阳·开学考试）最新研究发现，金属钙可代替金属锂在电源驱动下N2还原成
NH3。原理如图所示。已知：电解质溶液由Ca(BH4)2和少量C2H5OH 溶于有机溶剂形成。下列说法错误的
是
A．与电极a 相连的铅酸蓄电池电极材料为PbO2
B．电子由电极b 沿导线流向电极a
C．过程Ⅱ生成NH3的离子方程式为3Ca＋N2＋6C2H5OH=3Ca2+＋2NH3↑＋6C2H5O-
D．理论上电解一段时间后C2H5OH 浓度基本不变
【答案】B
【详解】A．由电解池工作原理可知，H2在电极a 上失去电子生成H+，电极a 为阳极，铅酸蓄电池中PbO2
为正极，则与电极a 相连的铅酸蓄电池电极材料为PbO2，A 正确；
B．由分析可知，电极a 为阳极，电极b为阴极，电子由电极a 沿导线流向电极b，B 错误；
C．过程Ⅱ中N2和Ca、C2H5OH 反应生成Ca2+、NH3和C2H5O-，离子方程式为：3Ca＋N2＋
6C2H5OH=3Ca2+＋2NH3↑＋6C2H5O-，C 正确；
D．在电解池中，存在着C2H5OH
C2H5O-、C2H5O-
C2H5OH 的循环，理论上电解一段时间后C2H5OH 浓
度基本不变，D 正确；
故选B。
8．（2025·湖南湘西·模拟预测）一种电化学富集海水中锂的装置如图所示，工作步骤如下：①向Ⅱ室中通
入含锂海水，启动电源乙，使海水中的
进入
结构而完全形成
，同时测得惰性电极
处产生标准状况下
的气体；②关闭电源乙和海水通道，启动电源甲，同时向惰性电极
上通入空气，
使
中的
脱出进入I 室。下列说法错误的是
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A．启动电源甲时，惰性电极a 与电源负极相连
B．启动电源乙时，
嵌入的反应为
C．
D．启动电源甲后，I 室中
溶液浓度增大
【答案】C
【详解】A．根据分析可知：启动电源甲时，惰性电极a 为阴极，应与电源负极相连，A 正确；
B．根据分析可知：启动电源乙时，
嵌入的反应为
，B 正确；
C．根据分析可知：启动电源乙，电极b 作阳极，连接电源乙正极，电极反应式为：
，
测得惰性电极b 处产生标准状况下6.72L 的气体，即氧气的物质的量为
，转移电子为
，结合电极反应式
，使海水中
嵌入2mol
结构中完
全形成
，可知
，C 错误；
D．根据分析可知：启动电源甲，向电极a 上通入空气，使
中的
脱出进入腔室1，则电极a 为
阴极，电极反应式为：
，使Ⅰ室中
溶液浓度增大， D 正确；
故选C。
9．（2025·湖南长沙·二模）下列反应方程式与所给事实相符的是
A．过量
与
的
溶液反应：
B．电解
溶液：
C．用
溶液将锅炉水垢中的
转化为
：
D．将少量
通入
溶液中：
【答案】D
【详解】A．SO2与Na2S 可发生归中反应生成S，由于SO2过量，溶液中还有
生成，正确的反应方
程式为
，A 错误；
B．电解MgCl2溶液时，Mg2+会与阴极产生的OH-结合生成Mg(OH)2沉淀，正确的反应方程式为
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，B 错误；
C．CaSO4微溶于水，写离子方程式时不能拆开，正确的离子方程式为
，C 错
误；
D．H2S 与Cu2+反应可生成极难溶的CuS 沉淀，所给离子方程式符合电荷和原子守恒，D 正确；
故选D。
10．（2025·湖南郴州·调研）漂白粉和漂粉精是常用的消毒用品，有效成分均为
，相应的生产流
程如图。
下列说法不正确的是
A．漂白粉与漂粉精的区别是漂粉精中次氯酸钙的质量百分数更大
B．①中
在阳极产生
C．④为氧化还原反应
D．②中反应的离子方程式为
【答案】C
【详解】A．由分析可知，漂白粉中含有氯化钙和次氯酸钙，漂白精中含次氯酸钙不含氯化钙，故漂白粉
与漂粉精的区别是漂粉精中次氯酸钙的质量百分数更大，A 正确；
B．反应①中电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气，电解时Cl-在阳极失电子生成
，B 正确；
C．反应④是一氧化二氯和水反应生成次氯酸，Cl 元素化合价不变，不属于氧化还原反应，C 错误；
D．反应②是氯气和石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙、水，离子方程式为
，D 正确；
答案选C。
11．（2025·湖南娄底·三模）关于下边装置，分析正确的是
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A．装置甲中阳极上析出红色物质
B．若开始阶段装置甲两极质量相同，电流表中通过0.1mol 电子，则两极质量差为3.2g
C．装置乙中阳极电极反应式为
D．可以将装置乙中的铜片更换为锌片制成镀锌铁
【答案】B
【详解】A．由图可知，装置甲为电解池，右端石墨为阳极，氯离子发生氧化反应生成氯气，A 项错误；
B．装置甲左端析出铜单质，转移0.1 mol 电子，生成0.05mol Cu，故会生成3.2 g 铜单质，右端无固体析出，
两极质量差为3.2 g，B 项正确；
C．由图可知，装置乙为电镀池，阳极电极反应式为Cu-2e-=Cu2＋，阴极电极反应式为Cu2＋＋2e-=Cu，C 项
错误；
D．将铜片更换为锌片，阳极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2＋，氧化性：Zn2＋<Cu2＋，放电顺序Cu2＋优先，故
无法实现铁上镀锌，D 项错误；
故选B。
12．（2024·湖南·模拟预测）一种以
为原料制备海绵钛的流程如下图所示，下列说法错误的是
A．流程中有可以循环利用的物质
B．工业上通过
与焦炭和氯气共热制备
C．冷凝物中有四种成分
D．物质X 是氯气
【答案】C
【详解】A．根据流程图可知，前面消耗镁，后面生成镁，故镁可以循环使用，A 正确；
B．工业上可以通过二氧化钛与焦炭、氯气在共热的情况下制备四氯化钛，化学方程式为
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，B 正确；
C．冷凝物中是未反应完的四氯化钛，C 错误；
D．电解熔融状态氯化镁生成镁和氯气，故X 为氯气，D 正确；
答案选C。
13．（2025·湖南岳阳·一模）恒温条件下，用图1 所示装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。
下列说法正确的是
A．铁的电化学腐蚀属于化学腐蚀
B．
段
越大，析氢速率越大
C．
段正极反应式主要为
D．
段
基本不变，说明生成铁锈覆盖在铁粉表面，阻止铁粉继续发生腐蚀
【答案】C
【详解】A．铁的电化学腐蚀发生电化学反应，不属于化学腐蚀，A 错误；
B．
段
越大，氢离子浓度越小，析氢速率越小，B 错误；
C．根据分析，
段正极反应式主要为
，C 正确；
D．铁锈疏松，不能阻止铁粉继续发生腐蚀，
段
基本不变，可能的原因：相同时间内，2Fe + O2 +
4H+=2Fe2+ + 2H2O 消耗H+的量与4Fe2+ + O2 +10H2O=4Fe(OH)3 + 8H+产生H+的量基本相同，D 错误；
故选C。
14．（2024·湖南常德·三模）国产航母山东舰已经列装服役，它是采用模块制造然后焊接组装而成的，对
焊接有着极高的要求。实验室模拟在海水环境和河水环境下对焊接金属材料使用的影响(如图)。下列相关
描述中正确的是
A．由图示的金属腐蚀情况说明了Sn 元素的金属性强于Fe 元素
B．由图示可以看出甲是海水环境下的腐蚀情况，乙是河水环境下的腐蚀情况
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C．两种环境下铁被腐蚀时的电极反应式均为Fe-3e-=Fe3＋
D．为了防止舰艇在海水中被腐蚀，可在焊点附近用锌块打“补丁”
【答案】D
【详解】A．由图可知，两种环境下都是铁被腐蚀，电极反应式：Fe-2e-=Fe2＋，说明Sn 元素的金属性弱于
Fe 元素，故A 错误；
B．对比甲乙腐蚀程度，乙被腐蚀的比甲多，说明乙所处环境离子浓度大，所以乙是海水环境下的腐蚀情
况，甲是河水环境下的腐蚀情况，故B 错误；
C．由图可知，两种环境下都是铁被腐蚀，电极反应式：Fe-2e-=Fe2＋，故C 错误；
D．为了防止舰艇在海水中被腐蚀，可在焊点附近用比铁活泼性强的金属锌块打“补丁”，锌比铁活泼做
负极，铁比锌不活泼做正极被保护，故D 正确；
选D。
二、非选择题(共4 小题，共58 分)
15．（2025·湖南邵阳·二模）化学反应中的能量变化与生产、生活密切相关。根据所学知识，回答下列问
题：
(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，可以采用上述装置 (填装置序号)原理进行防护；装置③中总反应的离子方程
式为 。
(2)第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推动
力，降低汽油的消耗；刹车或下坡时，电池处于充电状态。
①混合动力车的内燃机以汽油为燃料，汽油(以辛烷C8H18计)和氧气充分反应，生成1mol C8H18 (l)完全燃烧
生成H2O(l)和CO2 (g)放出5355kJ 热量。则表示辛烷燃烧热的热化学方程式为 。
②混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M 表示)为负极，碱液(主
要为KOH 溶液)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意图如图，其总反应式为H2+2NiOOH
2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH (填“增大”“减
小”或“不变”)，该电极的电极反应式为 。
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(3)电催化还原法是CO2的有机资源化的研究热点。控制其他条件相同，将一定量的CO2通入盛有酸性溶液
的电催化装置中，CO2可转化为有机物，阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图所示。
a．电解电压为U1V 时，阴极发生的电极反应有：2H++2e-=H2↑和2CO2+12e-+12H+=C2H5OH+3H2O，电解时
转移电子的物质的量为 。
b．电解电压为U2V 时，阴极由CO2生成甲醇的电极反应式为 。
c．在实际生产中发现，当pH 过低时，有机物产率降低，可能的原因是 。
【答案】(1)
②③
(2)
增大
(3)
过低，
增大，H+在阴极表面得电子生
成H2增多，CO2被还原为有机物的比例减少，有机物产率降低
【详解】（1）①铁比铜活泼，铁作负极，腐蚀速度加快，②Zn 比铁活泼，铁作正极被保护，③铁连接电
源的负极作阴极被保护，所以可以采用②③装置保护铁防止被腐蚀；装置③中总反应的离子方程式为2Cl-
+2H2O
2OH-+Cl2↑+H2↑，故答案为：②③；2Cl-+2H2O
2OH-+Cl2↑+H2↑；
（2）①根据燃烧热的定义可知，混合动力车的内燃机以汽油为燃料，汽油(以辛烷C8H18计)和氧气充分反
应，生成1mol C8H18 (l)完全燃烧生成H2O(l)和CO2 (g)放出5355kJ 热量。则表示辛烷燃烧热的热化学方程
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式为：
，故答案为：
；
②根据
的化合价变化可知，乙电极为正极，电极反应式为
，因此乙
电极周围溶液的
增大，故答案为：增大；
；
（3）a．由题干图示信息可知，电解电压为U1V 时，产生0.2mol 氢气和0.2mol 乙醇，根据电极反应式
和
可知，电解时转移的电子的物质的量为
，故答案为：2.8；
b．电解电压为U2V 时，阴极由CO2生成甲醇的电极反应式为：
，故答案
为：
；
c．在实际生产中发现，当pH 过低时，有机物产率降低，可能的原因是
过低，
增大，H+在阴极
表面得电子生成H2增多，CO2被还原为有机物的比例减少，有机物产率降低，故答案为：
过低，
增大，H+在阴极表面得电子生成H2增多，CO2被还原为有机物的比例减少，有机物产率降低。
16．（2024·湖南长沙·三模）I．能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关，充分利用好能源是
摆在人类面前的重大课题。
(1)依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是 (填字母)。
A．
B．
C．
若以稀硫酸为电解质溶液，则该原电池的正极反应式为 。
(2)依据反应
设计原电池装置，负极材料为 。
Ⅱ．如图所示的装置，
都是惰性电极。将电路接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在
极附近显红色。
试回答下列问题：
(3)甲装置是甲烷燃料电池(电解质溶液为
溶液)的结构示意图，则a 处通入的是 (填“
”或“
”)。
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(4)在乙装置中，总反应的离子方程式是 。
(5)工作一段时间之后，如果丙装置中精铜电极的质量增加了
，则甲装置中消耗的甲烷的质量为
g。
(6)丁装置中在通电一段时间后，
电极上发生的电极反应是 。
【答案】(1) C O2+4e-+4H+=2H2O
(2)Cu
(3)
(4)
(5)0.4
(6)Cu2++2e-=Cu
【详解】（1）①依据原电池的构成原理，自发进行的放热的氧化还原反应在理论上可以设计成原电池，
A．
，该反应不是氧化还原反应，A 错误；
B．
，该反应是吸热反应，B 错误；
C．
，该反应是自发进行的放热的氧化还原反应，C 正确；
故选C；
②若以稀硫酸为电解质溶液，则该燃料原电池的正极反应式：O2+4e-+4H+=2H2O；
（2）依据反应
设计原电池装置，负极材料为Cu；
（3）将电路接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在Fe 极附近显红色，说明Fe 极为电解池阴极，发生电极反应：
；甲装置是甲烷燃料电池，则a 极为负极，通入CH4，b 极为正极，通入O2；
（4）乙装置为电解饱和食盐水，总反应离子方程式：
；
（5）丙装置为电解精炼铜，如果丙装置中精铜电极的质量增加了6.4g，说明生成Cu 的物质的量为
0.1mol，电路中转移电子物质的量为0.2mol，则甲装置中负极的电极反应式
，则
消耗CH4的物质的量：
，对应的质量为
；
（6）丁装置Y 为阴极，其电极上发生的电极反应式是Cu2++2e-=Cu。
17．（2024·湖南湘潭·一模）科学探究与创新意识是化学学科核心素养之一、回答下列问题：
Ⅰ．某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件，按如图所示装置进行实验并得到下表实验结果。
实验序
号
A
B
烧杯中的液
体
灵敏电流计指针是否
偏转
①
Fe
Cu
稀硫酸
有
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②
Fe
Fe
稀硫酸
无
③
Fe
Cu
苯
无
④
Fe
Cu
浓硝酸
有
⑤
C
Fe
氯化钠溶液
有
(1)实验①的导线中电子流向为 (填“A→B”或“B→A”)。
(2)实验④的导线中电流由A 极流向B 极，表明负极是 电极(填元素名称)，正极反应式为 。
(3)分析上表有关信息，下列说法错误的是 (填标号)。
a．烧杯中的液体必须是电解质溶液
b．相对活泼的金属一定做负极
c．钢铁在潮湿的空气中不会被腐蚀
d．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
Ⅱ．以
燃料电池为电源电解法制取
，二氧化氯(
)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。
(4)图中原电池的负极是 (填字母)，写出负极的电极反应式 。
(5)图中电解池用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取
，阳极产生
的反应式为 。
(6)图中电极C 上产生的气体为
(标准状况下)，则转移的电子数目是 。
【答案】(1)A→B
(2) 铜
(3)bc
(4) A
(5)
(6)
【详解】（1）实验①中活泼金属铁作负极，不活泼金属铜作正极，电子有负极流出，经导线流向正极，
故导线中电子流向为A→B；
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（2）在外电路中，电流是由正极流向负极，实验④的导线中电流由A 极流向B 极，说明A 极为正极、B
极为负极，故负极为铜电极；
在该原电池中，总反应为
，正极发生得电子还原反应，故正极
反应为
；
（3）a．实验③中，苯不是电解质溶液，电流计没有发生偏转，烧杯中的液体必须是电解质溶液，a 正确；
b．实验④中，铁较为活泼但铁作正极，相对活泼的金属不一定作负极，b 错误；
c．实验⑤表明，钢铁在潮湿的空气中会形成碳铁原电池而被腐蚀，c 错误；
d．实验①中铁作负极，实验④中铁作正极，故利用原电池电极反应判断金属活动性顺序时应注意选择合
适的介质，d 正确；
答案选bc；
（4）图中左侧装置为
燃料电池，通入
燃料的A 电极为负极，通入氧气B 电极为正极，总
反应为
，负极为失电子氧化反应，即
，故电极反应
为
；
故答案为：A；
（5）图中右侧为电解池，其中C 电极与燃料电池正极相连为阳极，阳极发生失电子氧化反应，D 电极为
阴极，阴极发生得电子还原反应，C 电极为石墨，属于惰性电极，阳极发生
，故电极反应为
；
（6）
(标准状况下)的气体物质的量为
，由电极反应式
，转移电子与
气体物质的量之比为5:1，则转移电子为
；
故答案为：
。
18．（2025·湖南益阳·模拟预测）根据如图所示实验装置，回答相关问题。
(1)“装置1”中铁钉发生的电化学腐蚀类型为 ，石墨电极的电极反应式为 。
(2)“装置2”中外电路电子的移动方向为 (填“由a 到b”或“由b 到a”)，该装置发生的总反应的
离子方程式为 。
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(3)“装置3”中甲烧杯盛有100mL0.2mol/LNaCl 溶液，乙烧杯盛有100mL0.5mol/LCuSO4溶液。一段时间后，
铜电极增重1.28g。
①直流电源的M 端为 极，乙烧杯中电解反应的化学方程式为 。
②装置3 产生的气体在标准状况下的体积为 mL；欲恢复乙烧杯中的溶液至电解前的状态，可
加入 (填字母标号)。
a．
b．1.6gCuO
c．
d．
【答案】(1) 吸氧腐蚀 O2＋4e﹣＋2H2O=4OH﹣
(2) 由b 到a 2Fe3+＋2I﹣=2Fe2+＋I2
(3) 正 2CuSO4＋2H2O
2Cu＋O2↑＋2H2SO4 672 bc
【详解】（1）电解质为中性溶液，铁发生吸氧腐蚀，正极发生还原反应，氧气得到电子被还原生成OH-，
电极方程式为O2+4e-+2H2O-═4OH-；
（2）I-可被Fe3++氧化，发生2Fe3+＋2I﹣=2Fe2+＋I2，形成原电池反应时，石墨b 为负极，石墨a 为正极，外
电路电子的移动方向为由b 到a；
（3）①铜电极增重1.28g，说明乙烧杯为电解硫酸的反应，阳极生成氧气，阴极析出铜，则N 为负极，M
为正极，乙烧杯中电解反应的化学方程式为2CuSO4＋2H2O
2Cu＋O2↑＋2H2SO4；
②生成1.28g Cu 的物质的量为
，转移的电子的物质的量为0.02mol×2=0.04mol，
乙烧杯中生成氧气，由电极反应式，2H2O -4e﹣= O2↑＋4H+，可知n(O2)=0.01mol，甲烧杯中，阳极铁被氧化，
阴极产生气体为氢气，2H2O+2e-═2OH-+H2↑，n(H2)=0.02mol，则装置3 产生的气体在标准状况下的体积为
V=nVm=(0.01+0.02)×22.4L/mol=0.672L=672mL；
电解过程中CuSO4溶液每损失2 个Cu 原子，就损失2 个 O 原子，相当于损失一个CuO，为了使CuSO4溶
液，恢复原浓度，应加入CuO，也可以加入CuCO3，符合恢复溶液浓度的定量关系，但不能加入
Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3，因为CuCO3+H2SO4═CuSO4+CO2↑+H2O，相当于加CuO，而
Cu(OH)2+H2SO4═CuSO4+2H2O、Cu2(OH)2CO3+2H2SO4═2CuSO4+CO2↑+3H2O，除增加溶质外还增加了水，
由n(Cu)=0.02mol，应加CuO 的质量为m=nM=0.02mol×80g/mol=1.6g，加CuCO3质量为
m=nM=0.02mol×124g/mol=2.48g，故选bc。
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