(必考题)初中高中化学选修一第四章《化学反应与电能》经典练习(答案解析)

一、选择题
1．磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池，放电时，正极反应式为M1−x Fe x PO4+e−+Li+=LiM1−x Fe x PO4，其原理如图所示，下列说法正确的是
A．放电时，电流由石墨电极流向磷酸铁锂电极
B．充电时，Li+移向磷酸铁锂电极
C．放电时，负极反应式为LiC6−e−=Li++6C
D．电池总反应为M1−x Fe x PO4+LiC6充电
放电
LiM1−x Fe x PO4+6C
答案：C
解析：根据放电时，正极反应式为M1−x Fe x PO4+e−+Li+=LiM1−x Fe x PO4可知，放电时磷酸铁锂电极为正极，石墨电极为负极。

充电时，磷酸铁锂电极接电源的正极，作为电解池的阳极，石墨电极接电源的负极，作为电解池的阴极。

【详解】
A．放电时，电流由正极流向负极，即由磷酸铁锂电极流向石墨电极，A错误；
B．充电时，Li+由阳极移向阴极，根据分析，充电时石墨电极为阴极，Li+应该移向石墨电极，B错误；
C．放电时，负极失电子，根据图像可知，负极由LiC6变为Li+和C，反应式为
LiC6−e−=Li++6C，C正确；
D．由图像可知，放电时，M1−x Fe x PO4和LiC6转化为LiM1−x Fe x PO4和C，充电则反之，故
电池的总反应为M1−x Fe x PO4+LiC6放电
充电
LiM1−x Fe x PO4+6C，D错误；
故选C。

2．某电池以惰性材料作电极，电解质溶液中发生电池总反应为VO2+(蓝色)+V3+(紫
色)+H2O充电
放电VO+
2
(黄色)+V2+(绿色)+2H+，下列说法错误的是
A．放电时，负极反应为V2+-e-=V3+
B．放电过程中，正极附近溶液的pH变小
C．充电时，阴极附近溶液由紫色逐渐变为绿色
D．当电池无法放电时，只要更换电解质溶液，不用外接电源进行充电就可正常工作答案：B
解析：根据放电时是原电池原理和充电时是电解池的工作原理知识来回答。

【详解】
A．放电时，反应中V2+离子被氧化，应是电源的负极，负极发生失电子的氧化反应，即反应为V2+-e-=V3+，故A正确；
B．放电过程中，正极附近发生反应：VO+
2
+2H++e-=VO2++H2O，消耗氢离子，溶液的pH 变大，酸性减弱，故B错误；
C．充电时，阴极发生得电子的还原反应，V3++e-=V2+，则电极附近溶液由紫色逐渐变为绿色，故C正确；
D．根据原电池的工作原理，该电池的电解质是不断被消耗的，当电池无法放电时，更换电解质溶液即可工作，故D 正确；
故答案为B。

3．21世纪是钛的世纪。

在800~1000℃时电解熔融TiO2可制得钛单质，装置如图所示。

下列叙述错误的是
A．理论上每生成4.8g钛，转移电子0.2mol
B．a出口放出O2
C．TiO2连接电源负极，发生的反应为：TiO2 +4e- =Ti +2O2-
D．制得的钛单质要用高纯氩气保护下冷却
答案：A
【详解】
A．4.8gTi物质的量为
4.8g
48g/mol
=0.1mol，电解熔融TiO2可制得Ti单质，则生成Ti的电极
反应式为TiO2+4e-=Ti+2O2-，理论上每生成4.8g钛，转移电子0.4mol，A错误；
B．a出口所在区域为阳极区，电极反应为2O2--4e-=O2↑，a出口放出O2，B正确；
C．电解熔融TiO2可制得Ti单质，TiO2发生得电子的还原反应，TiO2在阴极反应，TiO2连接电源负极，发生的反应为：TiO2 +4e- =Ti +2O2-，C正确；
D．为防止Ti在冷却过程中与空气中O2反应，故制得的钛单质要用高纯氩气保护下冷却，D正确；
答案选A。

4．海水提取金属锂的装置如下图，工作时，在电极C依次检测到两种气体。

下列说法
A．电子的流向为：电极d→电极b→电极a→电极c
B．离子交换膜为质子交换膜
C．丁基锂可用LiNO3水溶液代替
D．若导线中转移1mol电子，则电极c产生气体质量在8g和35.5g之间
答案：D
解析：根据海水提取金属锂的装置图知，电极d为阴极得电子发生还原反应析出金属锂，则电极c为阳极，依次检测到两种气体即氯离子先放电生成氯气，后氢氧根放电放出氧气，所以电极b是负极、电极a是正极，据此分析解答。

【详解】
A．根据以上分析，电极b是负极、电极a是正极，电极d为阴极，电极c为阳极，所以电子的流向为：电极b→电极d，电极c→电极a，故A错误；
B．因为电极c首先放出氯气，为平衡电荷，所以离子交换膜为阳离子交换膜，故B错误；
C．因为金属锂与水发生反应，所以LiNO3水溶液电解提取不到金属锂，故C错误；D．根据转移电子数相等，若导线中转移1mol电子，则电极c产生气体全是氯气质量为35.5g，全是氧气气体质量为8g，所以产生气体质量在8g和35.5g之间，故D正确；
故答案选D。

5．南开大学陈军院士最近开发出一种可充电的新型水系聚合物空气电池，其充放电时的工作原理如图所示。

下列说法错误的是
A．放电时，M极电势低于N极电势
B．放电时，N极上的电极反应式为O2＋4e-＋2H2O=4OH-
C．充电时，每消耗22.4 L O2，通过阳离子交换膜的K＋的物质的量为4 mol
D．充电时，电池总反应为
答案：C
解析：主要从N极的变化入手判断，放电时，N极氧气得电子被还原：O2＋4e-＋
2H2O=4OH-，充电时氢氧根失电子被氧化生成氧气；
【详解】
A．由图可知，放电N极是氧气得到电子形成OH−，为电池的正极，所以M极电势低于N 极电势，故A正确；
B．由图知，放电时，N极上的电极反应式为O2＋4e-＋2H2O=4OH-，故B正确；
C．由于22.4 L O2不知道气体所处的是否为标况，所以不能计算，故C错误；
D．由图知，充电时，电池总反应为，故D正
确；
答案选C。

6．下列实验能达到预期目的是
编号实验内容实验目的
A 向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体，
溶液红色变浅
证明Na2CO3溶液中存
在水解平衡
B 室温下，用pH试纸测定浓度为0.1mol/LNaClO溶液
和0.1mol/LCH3COONa溶液的pH
比较HClO和
CH3COOH的酸性强弱
C 等体积pH=2的HX和HY两种酸分别与足量的铁反
应，排水法收集气体，HX放出的氢气多且反应速率
快
证明HX酸性比HY强
D 白铁皮(镀锌铁)出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中，一
段时间后滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液，无明显现象
证明该过程未发生
氧化还原反应
A．A B．B C．C D．D
答案：A
【详解】
A．含有酚酞的Na2CO3溶液，因碳酸根离子水解显碱性：
2---
323
CO+H O HCO+OH，滴有酚酞溶液变红，加入少量BaCl2固体，发生
2+2-
33
Ba+CO=BaCO↓反应，水解平衡逆向移动，则溶液颜色变浅，证明Na2CO3溶液中存在水解平衡，故A正确；
B．NaClO水解生成次氯酸，有漂白性，所以用pH试纸无法测定其pH，不能达到预期目
的，故B错误；
C．等体积、pH均为2的HX和HY两种酸分别与足量铁反应，HX放出的H2多且速率快，说明HX的物质的量浓度更大，但是电离的氢离子一样(pH都是2)，所以说明HX电离程度更小，即HA酸性更弱，故C错误；
D．白铁皮(镀锌铁)出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中，构成原电池时，Zn为负极，Fe为正极，发生电化学反应，故D错误；
故选：A。

7．下列防止钢铁腐蚀的方法不属于电化学防护的是（）
A．B．
C．D．
答案：D
【详解】
A．将铁管道与直流电源的负极相连即为让金属做电解池的阴极，防止金属的腐蚀，属于电化学保护，故A不选；
B．将钢铁输水管与金属镁相连，形成原电池，即让被保护金属做原电池的正极，防止金属的腐蚀，属于电化学保护，故B不选；
C．将铁管道与锌相连，形成原电池，即让被保护金属做原电池的正极，防止金属的腐蚀，属于电化学保护，故C不选；
D．在表面刷漆是为了将金属和空气隔绝，防止金属生锈，不属于电化学防护，故D选。

答案选D。

8．如图所示的双液原电池，下列叙述正确的是
A．负极的电极反应式是Ag++e-=Ag
B．Cu电极上发生氧化反应
C．盐桥中的阳离子向左池移动
D．外电路中，电流从Cu电极流向Ag电极
答案：B
解析：根据原电池反应原理，铜电极为负极，铜失去电子发生氧化反应；银电极为正极，铜离子得电子发生还原反应，依此解答。

【详解】
A．负极铜失去电子，发生氧化反应，A错误；
B．铜电极为负极，铜失去电子发生氧化反应，B正确；
C．原电池中，阳离子向正极移动，故盐桥中的阳离子向银电极移动，向右池移动，C错误；
D．铜电极为负极，铜失去电子，电子由Cu电极流向Ag电极；电流方向与电子方向相反，故电流从Ag电极流向Cu电极，D错误；
答案选B。

9．热催化合成氨面临的两难问题：采用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致NH3产率降低。

我国科研人员研制了(Ti-H)(冷区)-(Fe)(热区)双温区催化剂。

Ti-H-Fe双温区催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。

下列说法正确的是
A．放热过程在冷区进行，吸热反应在热区进行
B．反应②，正反应活化能最大
C．(Ti-H)生成氨气，是因为反应速率最大
D．冷热区交替使用，主要目的是使催化剂活性最大
答案：B
【详解】
A．①为催化剂吸附N2的过程,为放热反应，②为形成过渡态的过程，为吸热反应，③为N2解离为N的过程，为放热反应，④⑤为了增大平衡产率，需要在低温下进行，A错误；B．②的生成物的相对能量比反应物的相对能量高，为吸热过程，其余过程则是生成物能量比反应物的能量低，是放热过程，故反应②的正反应活化能最大，B正确；
C．(Ti-H)生成氨气，是因为该反应是放热反应，反应在冷区进行，降低温度，化学平衡正向移动，会导致NH3的产率增大，C错误；
D．热区主要是从速率上考虑，采用高温可增大反应速率，但同时会因平衡限制导致NH3产率降低；(Ti—H)(冷区)反应就是降温而提高产率。

冷热区交替使用，既可以使反应速率
加快，同时又可以提高NH3产率，而不是从催化剂活性大小角度考虑，D错误；
故合理选项是B。

10．实验室可利用下列微生物电池将污水中的乙二胺[H2N(CH2)2NH2]转化为无毒无害的物质并产生电能(M、N均为石墨电极)。

有关该电池工作时的说法中错误的是（）
A．该电池在微生物作用下将化学能转化为电能
B．负极的电极反应式为：H2N(CH2)2NH2-16e-+4H2O=2CO2↑+N2↑+16H+
C．电池总反应为：H2N(CH2)2NH2+4O2=N2+2CO2+4H2O
D．每消耗5.6 L O2时，通过质子交换膜的质子数为N A
答案：D
【详解】
A．该电池是原电池，电池在微生物作用下将化学能转化为电能，A正确；
B．负极上H2N(CH2)2NH2失去电子，发生氧化反应，产生N2、CO2，电极反应式为：
H2N(CH2)2NH2-16e-+4H2O=2CO2↑+N2↑+16H+，B正确；
C．乙二胺[H2N(CH2)2NH2]转化为无毒无害的物质，则碳生成CO2，氮元素转化为N2，所以电池总反应为：H2N(CH2)2NH2+4O2=N2+2CO2+4H2O，C正确；
D．状况不知，无法由气体的体积求物质的量，所以无法求通过质子交换膜的质子数，D 错误；
故合理选项是D。

11．以熔融 Li2CO3和 K2CO3为电解质，天然气经重整催化作用提供反应气的燃料电池如图。

下列说法正确的是
A．以此电池为电源电解饱和食盐水，当有 0.2 mol e－转移时，阳极产生标准状况下 2.24 L 氢气
CO－8e－=5CO2＋2H2O B．若以甲烷在燃料极反应时，负极电极反应式为： CH4＋42-3
C．该电池使用过程中需补充 Li2CO3和 K2CO3
CO
D．空气极发生的电极反应式为 O2－4e－＋2CO2 =22-
3
答案：B
解析：根据图示信息知道，天然气中的甲烷在催化剂作用下转化为H2，H2在负极发生失电
CO=CO2+H2O，通入空气和CO2的混合气体子的氧化反应，负极电极反应式为：H2-2e-+2-
3
CO，依此解答。

一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2CO2=22-
3
【详解】
2NaOH + Cl2↑+ H2↑，转移 2mol 电A．电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl + 2H2O
电解
子，阳极产生 1molCl2，A错误；
B．若以甲烷在燃料极反应时，通入甲烷的电极是负极，在负极上，发生氧化反应，负极
CO－8e－=5CO2＋2H2O，B正确；
电极反应式为CH4＋42-3
CO，不需要补充Li2CO3和 K2CO3，C错误；
C．空气中的 CO2会不断转化为2-
3
CO，D错误；
D．空气极为正极，正极上的电极反应式为：O2+4e−+2CO2=22-
3
答案选B。

12．钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。

通电后。

a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。

下列有关叙述正确的是( )
A．已知钴酸锂电池放电时总反应为：Li1－x CoO2＋Li x C6=LiCoO2＋6C，则Li1－x CoO2作负极
B．当外电路中转移0.2 mol电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成
C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－=CuCl
D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－=CuOH＋Cl－
答案：D
解析：根据题意，结合图示，a电极上一直有气泡产生，且a电极的材料为铜，故a电极为阴极，b电极为阳极，c为阴极，d极为阳极，d电极反应式为：Cu＋Cl--e-=CuCl，d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。

【详解】
A．已知钴酸锂电池放电时总反应为：Li1－x CoO2＋Li x C6=LiCoO2＋6C，LixC6中C为负价，根据电池总反应，C的化合价升高，失电子，发生氧化反应，LixC6作负极，则Li1－
CoO2为正极，得到电子，故A错误；
x
B．没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算氯气的体积，故B错误；
C．a电极一直由气泡产生，且a电极的材料为铜，故a电极为阴极，b电极为阳极，d极为阳极，电极反应式为：Cu＋Cl--e-=CuCl，故C错误；
D．结合C项分析，d电极先产生CuCl白色沉淀，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应为：CuCl＋OH－=CuOH＋Cl－，故D正确；
答案选D。

13．某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究电化学问题。

当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生偏转。

下列有关说法正确的是()
A．实验一段时间后，甲烧杯中溶液的质量增大
B．甲装置中Zn作正极，Cu作负极
C．当甲中产生22.4 L气体时，乙中石墨电极析出固体的质量为64 g
D．将乙中的C电极换成铜电极，则乙装置可变成电镀铜装置
答案：A
解析：由于电极活动性的差异甲池大，所以甲装置为铜锌原电池，Zn为负极，Cu为正极，正极上氢离子得电子变为氢气；乙为电解池，Pt极与铜相连，为阳极，阳极上氯离子失电子变为Cl2，石墨电极为阴极，阴极上铜离子得电子析出铜，以此解答该题。

【详解】
A．甲烧杯中负极上锌失去电子被氧化生成锌离子进入溶液，正极上H+得到电子生成氢气，每反应消耗65gZn形成Zn2+，正极上产生2 g H2，故若转移2 mol电子，溶液质量就会增加63 g，因此随着反应的进行，烧杯中溶液的质量增大，A正确；
B．由于金属活动性：锌比铜活泼，所以Zn为原电池的负极，铜为正极，B错误；
C．气体存在的外界条件未知，不能确定物质的量和质量，C错误；
D．乙中的C电极连接电源负极为阴极，若将其换成铜电极，铜极为阴极，该装置不是电镀装置，D错误；
故合理选项是A。

14．下列关于如图所示装置的说法，正确的是
A．①装置中阴极处产生的气体能够使湿润KI淀粉试纸变蓝
B．②装置中待镀铁制品应与电源负极相连
C．③装置中电子由a极经电解质溶液流向b极
D．④装置中的离子交换膜为阴离子交换膜
答案：B
【详解】
A．该装置是电解池，阴极上溶液中阳离子Cu2+得到电子发生还原反应产生Cu单质，阴极上没有氯气产生，因此不能够使湿润KI淀粉试纸变蓝，A错误；
B．该装置是电镀装置，待镀制品和电源负极相连，作电解池的阴极；B正确；
C．该装置是原电池，电子流向是从负极a经导线流向正极b，不能经过电解质溶液，C错误；
D．该装置若采用阴离子交换膜则允许阴离子通过，则NaOH溶液中的氢氧根可以通过与氯气发生反应，则不可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应，故应该用阳离子交换膜，D 错误；
故合理选项是B。

15．将如图所示实验装置的K闭合(已知：盐桥中装有琼脂凝，内含KCl)，下列判断正确的是
A．Cu电极上发生还原反应
B．电子沿Zn→a→b→Cu路径移动
SO )增大
C．片刻后甲池中c(24
D．片刻后可观察到滤纸b处变红色
答案：A
解析：甲、乙装置能自发的进行氧化还原反应，所以是原电池，Zn作负极，Cu作正极，则含有硫酸钠溶液的滤纸是电解池，a是阴极，b是阳极。

【详解】
A．该原电池中Zn作负极，Cu作正极，正极上发生得电子的还原反应，A正确；
B．电子沿Zn→a，b→Cu路径流动，电子不进入电解质溶液，B错误；
C．原电池中阴离子向负极移动，即盐桥中的Cl-移向甲烧杯，所以片刻后甲池中c(Cl-)增SO)不变，C错误；
大，c(2-
4
D．滤纸b电极是电解池的阳极，溶液中OH-放电，使得b处c(H)+增大，故滤纸b处不会变色，而a处是电解池的阴极，溶液中H+放电，使得a处c(OH-)增大，故变红的是滤纸a 处，D错误；
故答案选A。

二、填空题
16．三氯乙酸(CCl3COOH)是饮用水中常见污染物，难以直接氧化降解。

通过Fe/Cu微电池法和芬顿法可将三氯乙酸除去。

(1)pH=4时，向含有三氯乙酸的水样中投入铁屑和铜屑，通过原电池反应生成的活性氢原子(H)将CCl3COOH脱氯后转化为CHCl2COOH。

①原电池反应时的负极反应式为______。

②写出活性氢原子(H)与CCl3COOH反应的离子方程式：______。

③铁屑和铜屑的总质量一定，改变铁屑和铜屑的质量比，水样中单位时间三氯乙酸的脱氯率如图1所示，当m(Fe)/m(Cu)大于4时，铁屑质量越大，脱氯率越低的原因是______。

(2)取上述反应后的溶液，向其中加入H2O2，发生图2所示转化，生成羟基自由基(·OH)，·OH能将溶液中的CHCl2COOH等物质进一步脱氯除去。

①写出图2所示转化中反应II的离子方程式：______。

②控制水样的pH不同，所得脱氯率如图3所示，当pH>4后，脱氯率逐渐下降的原因是______。

③加入H2O2后需控制溶液的温度，温度过高时脱氯率减小的原因______。

答案：Fe-2e-=Fe2+CCl3COOH+2H=CHCl2COOH+Cl-+H+形成的Fe/Cu微电池数目越少2Fe3++H2O2=2Fe2++2H++O2↑Fe2+、Fe3+发生水解，浓度降低，减少了·OH的生成H2O2发生分解
【详解】
(1) ①含有三氯乙酸的水样中投入铁屑和铜屑，酸性环境，组成铜锌原电池，铁作负极，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+；
②原电池反应生成的活性氢原子（H）将CCl3COOH脱氯后转化为CHCl2COOH，活性氢
原子（H）与CCl3COOH反应的离子方程式：CCl3COOH+2H=CHCl2COOH+Cl-+H+；
③铁屑和铜屑的总质量一定，改变铁屑和铜屑的质量比，当m(Fe)/m(Cu)大于4时，铁屑质量越大，形成的Fe/Cu微电池数目越少，生成的活性氢速率越低，单位时间内脱氯率越低；
(2) ①根据图2所示转化中，反应Ⅱ中H2O2转化为O2，Fe3+转化为Fe2+，故反应Ⅱ的离子方程式：2Fe3++H2O2=2Fe2++2H++O2↑；
②酸性条件会抑制Fe3+和Fe2+的水解，随着pH增大，Fe3+和Fe2+的水解程度增大，减小了羟基自由基的生成，因此根据脱氯率图3所示，当pH＞4后，脱氯率逐渐下降的原因是Fe2+、Fe3+发生水解，浓度降低，减少了·OH的生成；
③由于双氧水溶液受热易分解，生成羟基自由基（·OH）减少，脱氯率减小，因此需控制溶液的温度，温度过高时脱氯率减小的原因是H2O2发生分解。

17．根据原电池工作原理可以设计原电池，实现原电池的多种用途。

用碱性甲醛燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。

①甲池中通入甲醛的一极为_______极，其电极反应式为_______。

②乙池中总反应的离子方程式为_______，当甲池中消耗280mLO2时(标准状况)，在乙池中加入_______gCuCO3才能使溶液恢复到原浓度，此时丙池中理论上最多产生_______g固体。

(2)利用下图所示装置(电极均为惰性电极)吸收SO2并制取硫酸，则通入SO2一极的电极反应式为_______，通入O2一极的电极反应式为_______。

CO+4H2O2Cu2++2H2O电解2Cu+4H++O2↑ 3.1 1.45
答案：负HCHO-4e-+6OH-=2-3
SO+8H+O2+4H++4e-=2H2O
2SO2+4H2O-4e-=22-
4
解析：(1)甲池为燃料电池，通入甲醛的一极为负极，通入氧气的一极为正极，乙池为电解池，左边的C电极为阳极，水电离的氢氧根放电；右边的C电极为阴极，铜离子放电；丙池为电解池，左边的C为阳极，右边的C为阴极；
(2) 通入SO2的为负极，发生氧化反应，SO2被氧化为硫酸；通入氧气的为正极，氧气被还原生成水；电池的总反应式为：2SO2+2H2O+O2=2H2SO4。

【详解】
(1)①燃料电池中，通入燃料的为负极，故通入甲醛的一极为负极，在碱性溶液中，甲醛失
CO+4H2O；故答案为：负；
电子后变为碳酸根，电极反应式为：HCHO-4e-+6OH-=2-3
CO+4H2O；
HCHO-4e-+6OH-=2-
3
②乙池为电解池，以C为电极电解硫酸铜溶液，阴阳极分别是铜离子和水中的氢氧根放电，总反应的离子方程式为：2Cu2++2H2O电解2Cu+4H++O2；甲池中根据电极反应：
O2+2H2O+4e-=4OH-，所以消耗280mL(标准状况下0.0125mol)O2，则转移电子0.05mol，乙池的阴极反应式为Cu2++2e-=Cu，当转移电子0.05mol时，析出的铜为0.025mol，根据铜原子守恒，要使电解质复原，加入的CuCO3也为0.025mol，质量为
0.025mol 124g/mol=3.1g；根据丙装置中，在阴极上是氢离子放电，减小的氢离子是
0.05mol，则产生的氢氧根为0.05mol，镁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化镁为
0.025mol，理论上最多产生氢氧化镁质量应该是0.25mol×58g/mol=1.45g固体；故答案为：2Cu2++2H2O电解2Cu+4H++O2↑；3.1；1.45；
(2)由分析可知，则通入SO2一极为负极，SO2被氧化为硫酸，电极反应式为：2SO2+4H2O-
SO+8H+；通入氧气的为正极，氧气被还原为水，电极反应式为：O2+4H++4e-
4e-=22-
4
SO+8H+；O2+4H++4e-=2H2O。

=2H2O；故答案为：2SO2+4H2O-4e-=22-
4
18．美国圣路易斯大学研制新型的乙醇燃料电池，用质子(H+)溶剂，在200 ℃左右供电。

电池总反应为C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O，如图是该电池的示意图，回答以下问题
(1)该电池的正极为_________(“a”或“b”)，
(2)电池正极的电极反应为______________________________；负极的电极反应为
_______________________________。

(3)电池工作时，1 mol乙醇被氧化时,有________mol电子转移；
(4)电池工作一段时间后，a极附近溶液的pH________(“增大”或“减小”)
答案：b4H++O2+4e-═2H2O C2H5OH+3H2O-12e-═2CO2+12H+12减小
解析：由质子的移动方向可知a为负极，a极上是乙醇失电子发生氧化反应，乙醇被氧化生成CO2和H+，电极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-═2CO2+12H+，b为正极，发生还原反应，电极方程式为4H++O2+4e-═2H2O，以此解答该题。

【详解】
(1)由分析可知，b为正极，故答案为：b；
(2)电池正极氧气得电子生成水，电极反应为：4H++O2+4e-═2H2O；a为负极，a极上是乙醇失电子发生氧化反应，乙醇被氧化生成CO2和H+，电极方程式为：C2H5OH+3H2O-12e-
═2CO2+12H+，故答案为：4H++O2+4e-═2H2O；C2H5OH+3H2O-12e-═2CO2+12H+；
(3)乙醇中C元素的化合价为-2价，被氧化后升高到+4价，则电池工作时，1mol乙醇被氧化时就有12mol电子转移，故答案为：12；
(4)a极附近发生电极反应C2H5OH+3H2O-12e-═2CO2+12H+，氢离子浓度增大，pH减小，故答案为：减小。

19．已知：①将0.1 mol/LKI溶液加入到0.1 mol/LFeCl3溶液中时，可以看到溶液颜色加深，滴加淀粉后溶液变为蓝色；②当离子浓度相同时，氧化性：Ag+＞Fe3+；③若浓度减小时，离子的氧化性也会随之减弱。

(1)甲同学猜测，0.1 mol/L KI溶液(事先加入几滴淀粉溶液)加入到0.1 mol/LAgNO3溶液中时，溶液变蓝色。

请写出该猜测对应的离子方程式______。

实验结果未见到蓝色。

(2)乙同学认为甲同学的实验方案有问题，理由是_______。

请你用设计实验证明Ag+也能氧化I-，要求画出实验装置图，并标明电极材料及电解质溶液_______。

答案：2Ag++2I-=2Ag+I2Ag+会与Iˉ发生反应生成AgI沉淀，使Ag+的浓度下降，从而减
弱Ag +的氧化性，使上述反应很难发生
【详解】
(1)溶液应变蓝色应该是生成碘单质，碘元素化合价升高，金属银离子化合价降低生成银的单质，对应的离子方程式为：2Ag ++2I -=2Ag+I 2；
(2)卤素离子Cl ˉ，Br ˉ，I ˉ，均可以和Ag +发生反应生成相应的沉淀，所以Ag +会与I ˉ发生反应生成AgI 黄色沉淀，使Ag +的浓度下降，从而减弱Ag +的氧化性，使上述反应很难发生，所以甲同学的实验方案有问题；要证明：反应2Ag ++2I ˉ=2Ag+I 2 发生，还要避免Ag +与I ˉ直接接触，故应设计成双液原电池，使碘离子的氧化反应和银离子的还原反应分别在负极和正极两个电极上发生，实验装置图如右图所示。

20．(1)如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X 为阳离子交换膜。

回答下列问题：
①写出甲装置中通入氧气一极的电极反应方程式_______。

②乙装置中Fe 电极为_______极，写出该装置中的总反应方程式(离子方程式、化学方程式均可)_______。

(2)有人设想以2N 和2H 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_______(填化学式)。

答案：O2+2H2O+4e-═4OH-阴2NaCl+2H2O 通电
H2↑+Cl2↑+2NaOH或2Cl-
+2H2O 通电
H2↑+Cl2↑+2OH-N2+8H++6e-=2NH+
4
NH4Cl
解析：(1)①燃料电池中投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极，结合碱性条件书写电极反应式；②甲中通入甲醚的为负极，Fe与负极相连为阴极，C为阳极，是惰性电极，据此书写电解氯化钠溶液的方程式；
(2)氮气与氢气反应生成氨气，氮气得电子，在正极上反应生成铵根离子，氢气在负极失电子生成氢离子，据此分析解答。

【详解】
(1)①燃料电池是将化学能转变为电能的装置，属于原电池，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极，所以通入氧气的电极是正极，由于是碱性电解质溶液，电极反应式为：O2+2H2O+4e-═4OH-，故答案为：O2+2H2O+4e-═4OH-；
②乙池有外接电源，属于电解池，铁电极连接原电池的负极，是阴极，则石墨电极是阳极，以惰性电极为阳极电解饱和氯化钠溶液的总反应方程式为
2NaCl+2H2O 通电
2NaOH+H2↑+Cl2↑（或2Cl -+ 2H2O
通电
2OH- + Cl2↑+ H2↑），故答案
为：阴；2NaCl+2H2O 通电
2NaOH+H2↑+Cl2↑（或2Cl -+ 2H2O
通电
2OH- + Cl2↑+ H2↑）；
(2)电池正极发生还原反应，是氮气得电子，则电池正极的电极反应式是：N2+8H++6e-=2NH+
4
，A是铵根离子与氯离子结合形成NH4Cl，故答案为：N2+8H++6e-=2NH+4；NH4Cl。

21．目前，液流电池是电化学储能领域的一个研究热点，优点是储能容量大、使用寿命长。

一种简单钒液流电池的电解液存储在储液罐中，放电时的结构及工作原理如图：。