化学第四章电化学基础过关检测含解析新人教版选修4

化学第四章电化学基础过关检测含解析新人教版选修4

第四章　过关检测 对应学生用书P83　　本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。‎ 第Ⅰ卷　(选择题，共48分)‎ 一、选择题(本题包括16小题，每小题只有一个选项符合题意。每小题3分，共48分)‎ ‎　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．下列有关电池的说法不正确的是(　　)‎ A．手机上用的锂离子电池属于二次电池 B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D．锌锰干电池中，锌电极是负极 答案　B 解析　铜锌原电池中，电子从负极锌沿外电路流向正极铜，B项错误。‎ ‎2．由图分析，下列叙述正确的是(　　)‎ A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护 B．Ⅰ和Ⅱ中Cl－均向Fe电极移动 C．Ⅰ和Ⅱ中负极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋‎ D．Ⅰ和Ⅱ中正极反应式均为O2＋4e－＋2H2O===4OH－‎ 答案　A 解析　两个原电池中正极金属Fe(Ⅰ中)、Cu(Ⅱ中)不参与反应，因此不会被腐蚀，A项正确；Ⅰ中锌作负极，则氯离子向锌电极移动，Ⅱ中铁作负极，则氯离子向铁电极移动，B项错误；Ⅰ中负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，C项错误；Ⅱ中正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，D项错误。‎ ‎3．目前，脱氧保鲜剂已广泛用于食品保鲜、粮食及药材防虫、防霉等领域。含铁脱氧剂利用铁易被氧化的性质，完全吸收包装内的氧，从而对包装内的物品起到防氧化作用。当脱氧剂变成红棕色时则失效。下表是一种含铁脱氧保鲜剂的配方：‎ 主要原料 用量 - 14 -‎ 含碳4%的铸铁粉 ‎80 g 滑石粉 ‎40 g 食盐 ‎4 g 乙醇 适量 下列反应式中与铁脱氧原理无关的是(　　)‎ A．Fe－2e－===Fe2＋‎ B．C＋O2===CO2‎ C．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ D．2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 答案　B 解析　脱氧保鲜剂的脱氧原理与铁的吸氧腐蚀类似。铁锈的形成过程主要是FeC原电池发生吸氧腐蚀的过程：负极反应为2Fe－4e－===2Fe2＋，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，Fe2＋和OH－结合：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气氧化：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，Fe(OH)3缓慢分解：2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O。铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，也可能含有未分解的Fe(OH)3。‎ ‎4．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是(　　)‎ A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B．图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小 C．图c中，接通开关时Zn的腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大 D．图d中，ZnMnO2干电池放电腐蚀主要是因为MnO2的还原作用 答案　B 解析　图a中，铁棒靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较轻，A项错误；图b中开关置于M时，CuZn合金作负极，由M改置于N时，CuZn合金作正极，腐蚀速率减小，B项正确；图c中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt极上产生，C项错误；图d中ZnMnO2干电池放电腐蚀主要是因为Zn发生氧化反应，D项错误。‎ - 14 -‎ ‎5．(2016·全国卷Ⅱ)MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是(　　)‎ A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋‎ B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移 D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑‎ 答案　B 解析　MgAgCl电池中，Mg为负极，AgCl为正极，故正极反应式应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－，B错误。‎ ‎6．(2016·全国卷Ⅰ)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ A．通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大 B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品 C．负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低 D．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0．5 mol的O2生成 答案　B 解析　负极区(阴极)电极反应为：4H＋＋4e－===2H2↑，正极区(阳极)电极反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。通电后SO向正极移动，正极区OH－放电，溶液酸性增强，pH减小，A错误；负极区反应为4H＋＋4e－===2H2↑，溶液pH增大，C错误；由正极区电极反应知，该反应中转移电子数为4，则当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0．25 mol O2生成，D错误。‎ ‎7．(2015·天津高考)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是(　　)‎ - 14 -‎ A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 答案　C 解析　锌电极是原电池的负极，发生氧化反应，铜电极是原电池的正极，发生还原反应，A错误；阳离子交换膜不允许阴离子通过，所以电池工作一段时间后，甲池的c(SO)不变，B错误；乙池发生的电极反应为：Cu2＋＋2e－===Cu，溶液中Cu2＋逐渐减少，为维持溶液中的电荷平衡，Zn2＋会不断移向乙池，使溶液质量增加，C正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，D错误。‎ ‎8．(2015·全国卷Ⅰ)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是(　　)‎ A．正极反应中有CO2生成 B．微生物促进了反应中电子的转移 C．质子通过交换膜从负极区移向正极区 D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O 答案　A 解析　负极发生氧化反应，生成CO2气体，A错误；微生物电池中的化学反应速率较快，即微生物促进了反应中电子的转移，B正确；原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，C正确；电池总反应是C6H12O6与O2反应生成CO2和H2O，D正确。‎ ‎9．氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相组合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是(　　)‎ A．电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ B．通入空气的电极为负极 C．电解池中产生2 mol Cl2时，理论上燃料电池中消耗0．5 mol O2‎ - 14 -‎ D．a、b、c的大小关系为a>b＝c 答案　A 解析　题给电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，A项正确；题给燃料电池为氢氧燃料电池，通入空气的电极为正极，B项错误；由整个电路中得失电子守恒可知，电解池中产生2 mol Cl2，理论上转移4 mol e－，则燃料电池中消耗1 mol O2，C项错误；题给燃料电池的负极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，所以a、b、c的大小关系为c>a>b，D项错误。‎ ‎10．(2016·全国卷Ⅲ)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是(　　)‎ A．充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动 B．充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐减小 C．放电时，负极反应为：Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH) D．放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22．‎4 L(标准状况)‎ 答案　C 解析　充电时为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动，发生的反应为2Zn(OH)===2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O，电解质溶液中c(OH－)增大，A、B错误；放电时负极反应为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)，C正确；每消耗1 mol O2电路中通过4 mol电子，D错误。‎ ‎11．电化学降解NO的原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A．铅蓄电池的A极为正极，电极材料为PbO2‎ B．铅蓄电池在工作过程中负极质量增加 C．该电解池的阴极反应式为2NO＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－‎ D．若电解过程中转移2 mol电子，则质子交换膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为10．‎‎4 g 答案　D 解析　由原理示意图可知，硝酸根离子转化为氮气，发生还原反应，右侧电极为电解池的阴极，则B极为电池的负极、A极为电池的正极，铅蓄电池的负极材料为Pb，正极材料为PbO2，A项正确；铅蓄电池在工作时负极上铅失去电子转化为硫酸铅附着在电极上，电极质量增加，B项正确；电解池中阴极反应式为2NO＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－，阳极反应式为2H2O－4e－‎ - 14 -‎ ‎===O2↑＋4H＋，若电解过程中转移2 mol电子，则左侧池中产生氧气0．5 mol，同时有2 mol氢离子经过质子交换膜到达右侧溶液中，右侧池中产生氮气0．2 mol，因此左侧电解液的质量减少‎18 g，右侧电解液的质量减少3．‎6 g，两侧电解液的质量变化差为14．‎4 g，故C项正确，D项不正确。‎ ‎12．用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液时，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0．2 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移的电子的物质的量为(　　)‎ A．0．4 mol B．0．8 mol C．1．2 mol D．1．6 mol 答案　C 解析　电解CuSO4溶液，开始时阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，Cu2＋反应完全后，2H＋＋2e－===H2↑；阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。反应完毕后向其中加入0．2 mol Cu2(OH)2CO3后可恢复到电解前的浓度和pH，说明析出了0．4 mol Cu,0．2 mol H2和0．3 mol O2，生成0．4 mol Cu，转移0．8 mol电子，生成0．2 mol H2，转移0．4 mol电子，共转移1．2 mol电子，故C项正确。‎ ‎13．(2015·福建高考)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是(　　)‎ A．该装置将化学能转化为光能和电能 B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移 C．每生成1 mol O2，有‎44 g CO2被还原 D．a电极的反应为：3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O 答案　B 解析　该装置将光能和电能转化为化学能，A错误；该装置工作时，a极为阴极，b极为阳极，H＋从阳极(b极)区向阴极(a极)区迁移，B正确；根据电路中通过的电量相等，由2H2OO2、CO‎2C3H8O可得：3O2～2CO2，则每生成1 mol O2，被还原的CO2的质量为 mol×‎44 g/mol≈29．‎3 g，C错误；a极上CO2发生得电子的还原反应转化为C3H8O，D错误。‎ ‎14．(2016·北京高考)用石墨电极完成下列电解实验。‎ - 14 -‎ 实验一 实验二 装置 现象 a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；……‎ 下列对实验现象的解释或推测不合理的是(　　)‎ A．a、d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ B．b处：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ C．c处发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋‎ D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜 答案　B 解析　实验一中，a为阴极，c为阳极，d为阴极，b为阳极，a、d处发生反应2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A正确；若b处发生反应2Cl－－2e－===Cl2↑，不足以解释b处“变红”和“褪色”现象，B错误；c处铁作阳极，发生反应Fe－2e－===Fe2＋，由于生成的Fe2＋浓度较小，且pH试纸本身有颜色，故颜色上无明显变化，C正确；实验二中，两个铜珠的左端均为阳极，右端均为阴极，初始时两个铜珠的左端(阳极)均发生反应Cu－2e－===Cu2＋，右端(阴极)均发生反应2H＋＋2e－===H2↑，一段时间后，Cu2＋移动到m和n处，m、n处附近Cu2＋浓度增大，发生反应Cu2＋＋2e－===Cu，m、n处能生成铜，D正确。‎ ‎15．电解一定量的硫酸铜溶液的实验装置如图①所示，电解的实验数据如图②所示，横轴表示电解过程中转移电子的物质的量，纵轴表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。则下列说法正确的是(　　)‎ A．开始时b电极上有红色物质析出，而后有气泡产生 B．a电极上的电子经溶液流向b电极再流入直流电源 C．在PQ段，产生的H2和O2的体积之比为1∶2‎ D．从开始到Q点，装置中产生的气体中有0．1 mol氧气 答案　D - 14 -‎ 解析　根据电子的流向可知，a为电解池的阴极、b为电解池的阳极。b电极上无红色物质析出，但一直有氧气产生，A项错误；电子仅在外电路中移动，溶液中为阴、阳离子的定向移动，B项错误；由图像和反应过程可知，刚开始为电解CuSO4溶液的过程，仅有氧气生成，PQ段为电解H2O的过程，则a电极上生成氢气，b电极上生成氧气，且二者的体积之比为2∶1，C项错误；在电解过程中，每转移4 mol电子，有1 mol O2生成，由图像可知，从开始到Q点转移的电子为0．4 mol，故有0．1 mol O2生成，D项正确。‎ ‎16．垃圾渗滤液会污染地下水，为此科研人员设计了一种处理垃圾渗滤液并利用其进行发电的装置，该装置的工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．电池工作时，盐桥中的K＋和Cl－不发生移动 B．电池工作时，电子由Y极经导线流向X极 C．电池工作时，X极和Y极周围溶液的pH均降低 D．电池工作时，电池总反应为3NO＋5NH3＋3H＋===4N2＋9H2O 答案　D 解析　电池工作时，盐桥中K＋向正极区移动，Cl－向负极区移动，A错误；由图可知，NO在Y电极被还原生成N2，NH3在X电极被氧化生成N2，则X极是负极，Y极是正极；电池工作时电子由负极流向正极，故电子由X极经导线流向Y极，B错误；X极的电极反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋，反应中生成H＋，则X极周围溶液的pH降低；Y极的电极反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，反应消耗H＋，则Y极周围溶液的pH升高，C错误；根据C项分析，结合正、负极反应式及得失电子守恒可得，电池总反应式为3NO＋5NH3＋3H＋===4N2＋9H2O，D正确。‎ 第Ⅱ卷　(非选择题，共52分)‎ 二、非选择题(本题包括4小题，共52分)‎ ‎17．(15分)如图所示的装置，闭合开关一段时间后，再断开，请回答问题。在此过程中：‎ - 14 -‎ ‎(1)A中发生反应的离子方程式是______________________________，其中Fe电极的名称是________。‎ ‎(2)若B中溶液仍为蓝色，其中一电极增重1．‎6 g，则增重的是B中的________(填“C”或“Cu”)电极，电解后溶液的pH为________；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入__________(填化学式)，其质量为________g。(假设电解前后溶液的体积500 mL不变)‎ ‎(3)断开开关后，发现C中溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)，其通电过程中阳极发生的反应是________________________。‎ ‎(4)此过程中D中的铜电极质量________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，银电极质量________，电解质溶液浓度________。‎ 答案　(1)2Ag＋＋Fe===Fe2＋＋2Ag(2分)　负极(1分)‎ ‎(2)Cu(1分)　1(2分)　CuO(1分)　2(2分)‎ ‎(3)减小(1分)　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(2分)‎ ‎(4)增大(1分)　减小(1分)　不变(1分)‎ 解析　(1)图A是活泼性不同的两个电极插入电解液中形成闭合回路，故A为原电池装置，Fe为负极，Ag为正极，总反应的离子方程式为Fe＋2Ag＋===2Ag＋Fe2＋。‎ ‎(2)图B为电解池，C为阳极，Cu为阴极，电解硫酸铜溶液，阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，故阳极质量不变；阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，质量增加。电解池反应中，阳极失电子数目＝阴极得电子数目，Cu电极增重1．‎6 g，则转移电子0．05 mol，阳极消耗n(OH－)＝0．05 mol，故溶液中的c(H＋)＝＝0．1 mol/L，pH＝1，同时阳极放出0．‎4 g O2，则电解液要恢复到原状态，需加入‎2 g CuO。‎ ‎(3)图C电解NaHSO4溶液，本质上是电解水，阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极反应为4H＋＋4e－===2H2↑，由于消耗了水，使c(H＋)增大，pH减小。‎ ‎(4)图D，Cu作阴极，电极反应为Ag＋＋e－===Ag，质量增大，Ag作阳极，电极反应为Ag－e－===Ag＋，质量减小，消耗和生成的Ag＋数目相等，故AgNO3溶液的浓度不变。‎ ‎18．(11分)A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：‎ - 14 -‎ 阳离子 Na＋、K＋、Cu2＋‎ 阴离子 SO、OH－‎ 在下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨电极。‎ 接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了‎16 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图。据此回答下列问题：‎ ‎(1)M为电源的________(填“正”或“负”)极，电极b上发生的电极反应为____________________________。‎ ‎(2)电极e上生成的气体在标准状况下的体积为______________。‎ ‎(3)写出乙烧杯中的电解反应：__________________________________________。‎ ‎(4)若电解过程中，乙烧杯中的B溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态，正确的操作是______________________________。‎ 答案　(1)负(1分)　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(2分)‎ ‎(2)5．‎6 L(2分)‎ ‎(3)2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4(2分)‎ ‎(4)能，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应变为电解水的反应(2分)‎ ‎(5)向丙烧杯中加入4．‎5 g水(2分)‎ 解析　(1)乙烧杯中c电极质量增加，析出的金属只能是铜，则c处发生的反应为Cu2＋＋2e－==‎ - 14 -‎ ‎=Cu，即c电极为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。根据离子共存知，B溶液为CuSO4溶液；由常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图，可以确定A为KOH溶液或NaOH溶液，C为K2SO4溶液或Na2SO4溶液。甲烧杯中为KOH溶液或NaOH溶液，相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH－放电，即4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。‎ ‎(2)当乙烧杯中有‎16 g Cu析出时，转移的电子为0．5 mol,2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移电子数相等。丙烧杯中为K2SO4溶液或Na2SO4溶液，相当于电解H2O，由方程式2H2O2H2↑＋O2↑可知，生成2 mol H2，转移4 mol电子，所以当整个反应中转移0．5 mol电子时，生成的H2为0．25 mol，标准状况下的体积为0．25 mol×22．‎4 L/mol＝5．‎6 L。‎ ‎(4)铜全部析出后，电解质变为H2SO4，所以电解反应仍能进行。‎ ‎(5)丙烧杯中消耗水0．25 mol，若要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态，正确的操作是向烧杯中加入4．‎5 g水。‎ ‎19．(14分)根据题给信息，回答相关问题：‎ ‎(1)(2016·北京高考)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO)已成为环境修复研究的热点之一。‎ Fe还原水体中NO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____________________________________。‎ ‎(2)(2015·重庆高考)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。‎ ‎①腐蚀过程中，负极是________(填图中字母“a”“b”或“c”)；‎ ‎②环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为________________________________________；‎ ‎③若生成4．‎29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。‎ ‎(3)(2016·天津高考)电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO - 14 -‎ ‎，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。‎ ‎①电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在________(填“阴极室”或“阳极室”)。‎ ‎②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因为______________________。‎ ‎③c(Na2FeO4)随初始c(Na OH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：__________________________________________。‎ 答案　(1)①Fe(1分)　②NO＋8e－＋10H＋===NH＋3H2O(2分)‎ ‎(2)①c(1分)　②2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓(2分)　③0．448(2分)‎ ‎(3)①阳极室(1分)　②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低(2分)　③M点：c(OH－)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢[或N点：c(OH－)过高，铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4产率降低](3分)‎ 解析　(1)由图示可知，Fe失去电子作负极，NO在正极发生反应转化为NH：NO＋8e－＋10H＋===NH＋3H2O。‎ ‎(2)①在青铜器被腐蚀过程中，Cu失去电子发生氧化反应为原电池的负极。②负极产物为Cu失去电子生成的Cu2＋，正极产物为O2获得电子生成的OH－，Cu2＋、OH－、Cl－反应生成Cu2(OH)3Cl沉淀。③4．‎29 g Cu2(OH)3Cl的物质的量＝＝0．02 mol，消耗0．04 mol Cu，转移0．08 mol e－，根据正极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，消耗0．02 mol O2，其在标准状况下的体积约为0．02 mol×22．‎4 L/mol＝0．‎448 L。‎ ‎ (3)①电解时，阳极反应式为：Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O，阴极反应式为：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，电解过程中，阳极室消耗OH－，c(OH－)降低。②根据题意，Na2FeO4易被H2还原，由于阴极产生的气体为H2，若不及时排出，会将Na2FeO4还原，使其产率降低。③根据题意，若碱性较弱，则Na2FeO4稳定性差，且反应慢；若碱性较强，则铁电极区会产生Fe(OH)3或Fe(OH)3分解生成的Fe2O3，所以M点和N点的c(Na2FeO4)均低于最高值。‎ ‎20．(12分)CO2、CO可与H2在一定条件下反应合成二甲醚(CH3OCH3)、甲醇(CH3OH)、草酸(H‎2C2O4)等化工原料。‎ ‎(1)二甲醚可作为绿色环保型能源。二甲醚空气燃料电池的工作原理如图1所示。该电池工作时，c通入的物质为________，该电极的电极反应式为____________________________。‎ - 14 -‎ ‎(2)某同学用甲醇和其他试剂组装了如图2所示装置，来研究有关电化学问题(甲、乙、丙三池中电解质足量)。当闭合该装置的开关K时，观察到电流计的指针发生了偏转。‎ ‎①丙池中F电极为________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，该池的总反应化学方程式为______________________________________。‎ ‎②若丙池溶液的体积为500 mL，当乙池中C极质量减少5．‎4 g时，丙池溶液的pH为________(忽略溶液体积的变化)。‎ ‎③一段时间后，断开开关K，下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是________(填序号)。‎ A．Cu B．CuO C．Cu(OH)2 D．Cu2(OH)2CO3‎ 答案　(1)O2(或空气)　O2＋4H＋＋4e－===2H2O ‎(2)①阴极　2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑　②1　③A(每空2分，共12分)‎ 解析　(1)燃料电池电解质溶液中阳离子向正极移动，由图可知H＋向电极2迁移，则电极2是正极，故c口通入氧气(或空气)，电解质溶液呈酸性，则电极2发生的反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。‎ ‎(2)①由图可知，CH3OH通入A电极，O2通入B电极，则甲池为燃料电池，乙池、丙池均为电解池，故A极为负极，B极为正极；根据甲、乙、丙池中电极连接方式推知，C和E电极是阳极，D和F电极是阴极。丙池E、F电极均为石墨电极，电解CuSO4溶液时，阳极上产生O2，阴极上析出Cu，则电池总反应式为2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑。②乙池中C极为阳极，电极反应式为Ag－e－===Ag＋，C极质量减少5．‎4 g时，消耗0．05 mol Ag，电路中转移0．05 mol电子；丙池中阳极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2‎ - 14 -‎ ‎↑，据得失电子守恒可知，转移0．05 mol电子时生成0．05 mol H＋，则溶液中c(H＋)＝＝0．1 mol·L－1，故丙池溶液的pH为1。③电解过程中，乙池阳极上Ag被氧化生成Ag＋，阴极上Cu2＋被还原析出Cu，电池总反应式为2Ag＋Cu2＋Cu＋2Ag＋，故电解一段时间后，欲使乙池恢复到反应前浓度，可加入足量Cu，发生反应式为：Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋，将溶液中Ag＋完全置换出来即可。‎ - 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