人教版高二上学期化学(选择性必修一)《第四章化学反应与电能》单元测试卷-带答案

人教版高二上学期化学（选择性必修一）《第四章化学反应与电能》单
元测试卷-带答案
一、单选题
1．利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。

下列说法正确的是
A ．在铁片上镀铜时，X 是纯铜
B ．电解精炼铜时，Z 溶液中的Cu 2+浓度不变
C ．氯碱工业中，X 电极上反应式是4OH --4e -=2H 2O+O 2↑
D ．制取金属镁时，Z 是氯化镁溶液
2．烟气中的2SO 可以用钠碱循环法加以处理。

用23Na SO 溶液作为吸收液，当吸收液与2SO 反应至pH 降低为6左右时，将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生。

下列说法错误的是 A ．a 电极接电源负极
B ．b 电极上发生氧化反应
C ．电解后左室的吸收液pH 大于6
D ．当b 电极生成240.5molSO
时，a 电极上生成
211.2LH 3．一种双阴极微生物燃料电池的装置如图所示(燃料为3CH OH )，假设气体全部逸出，下列说法正确的是
A ．电池工作时，H +从左向右迁移
B ．电池工作时，“缺氧阴极”区域溶液pH 增大
C ．电池工作时，好氧阴极每消耗232gO 就有30.8molNO -
被还原
D ．“厌氧阳极”若流出1.2mol 电子，该区域“出水”比“进水”减轻了8.8g 4．下列方案设计、现象、解释或结论有错误的是 选
项
实验操作 实验现象
解释或结论
A
镀锌铁皮出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中，一段时间后滴加几滴K 3[Fe(CN)6]溶液 无明显现象
锌对铁依然具有保护作用
B
将5mL 0.005mol/L 的FeCl 3溶液与5mL
0.015mol/L 的KSCN 溶液混合，再加入适量还原铁粉
溶液颜色先变红，后
红色褪去
KSCN 与FeCl 3的反应具有可逆性
C
常温下，用pH 计分别测定0.1mol/L 和1mol/L 的两种CH 3COONH 4溶液
测得溶液的pH 都等于7
醋酸和氨水的电离平衡常数近似相等
D
将SO 2分别通入到4mL 0.01mol/L 和4mL 0.1mol/L 的KMnO 4溶液中，分别记录溶液褪色所需时间 0.01mol/L KMnO 4溶液褪色时间更短
4mL 0.01mol/L KMnO 4溶液与SO 2反应速率更快
A ．A
B ．B
C ．C
D ．D
5．下列离子方程式书写正确的是
A ．过氧化钠在潜水艇中作为2O 的来源：22222O 2H O 4OH O --
+=+↑
B ．用NaClO 溶液吸收少量2SO ：2224
3ClO SO H O 2HClO SO Cl --
-++=++ C ．热碱去油污：325325CH COOC H OH CH COO C H OH --+−−
→+△
D ．用两个银电极，电解3AgNO 溶液：224Ag 2H O
4Ag O 4H ↓↑+
++++电解 6．间接电解法合成苯甲醛的原理如图所示。

下列说法正确的是
A ．电极a 与电源负极相连
B ．氧化池中产生的苯甲醛对a 极反应没有干扰
C ．电解结束后，电解池阴极区溶液pH 升高(忽略溶液体积变化)
D ．“氧化池”中发生反应：
7．以苯甲醛为有机原料，在溴化钠溶液中采用间接电氧化反应可制备苯甲酸。

其阳极区反应过程如图所示。

下列说法不正确．．．
的是
A ．2Br 与2H O 反应，每生成1molHBrO 转移1mole -
B ．苯甲醛与HBrO 反应的离子方程式为
C ．制备苯甲酸的过程中，()Br
c -
保持不变
D ．含少量NaBr 的苯甲酸粗品可用重结晶法提纯
8．中国科学院物理研究所发明了一种以对苯二甲酸二钠复合材料和硬碳（多孔形态，化学式为C ）为电极材料的有机钠离子电池，其内部结构如下图所示，放电时，a 电极发生如下变化：
下列说法错误的是
A ．放电时，a 电极电势高于b 电极
B ．充电时，+Na 向b 电极移动
C ．充电时，b 电极的电极反应式为+-x C+xNa +xe =Na C
D ．用该电池为一个60200mAh 的充电宝充满电，a 电极质量增加82.8g （1mAh=3.6C ，一个电子的电量--19e =1.610C ⨯，A N 为23-16.0210mol ⨯）
9．乙醛酸(OHC -COOH)是一种重要的化工中间体。

工业上以乙二醛为原料制备乙醛酸的装置如图所示，通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸。

下列说法错误的是
A ．a 极电势高于b 极
B ．离子交换膜为阴离子交换膜
C ．当有0.5mol 离子通过离子交换膜时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为18.5g
D ．乙二醛被氧化的化学方程式：
+H 2O+Cl 2→
+2HCl
10．钙钛矿太阳能电池被称为第三代太阳能电池，图一是钙钛矿太阳能电池的工作示意图，图二是该电池作电源电解酸性硫酸铬溶液获取铬单质和硫酸的工作示意图。

下列说法错误的是
A ．C 电极接钙钛矿太阳能电池的
B 极
B ．D 电极发生的电极反应式为+222H O 4e =O +4H --↑
C ．图二中的离子交换膜I 为质子交换膜，Ⅱ为阴离子交换膜
D ．当太阳能电池有9mol 电子转移时，Cr 棒上增重的质量为156g
11．2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展作出重要贡献的科学家。

磷酸铁锂锂离子电池充电
时阳极反应式为：-+
44xLiFePO -xe xLi +xFePO →，电池放电时，锂离子从石墨晶体中脱嵌出来，通过隔膜
迁移到磷酸铁锂晶体表面，然后重新嵌入到磷酸铁锂的晶格内，放电工作示意图如图。

下列叙述正确的是
A ．充电时，铜箔为阴极
B ．该电池充放电过程中，
C 、Fe 元素化合价发生了变化 C ．放电时，电流由铝箔流向铜箔放电
D ．电池总反应为：4x 6
4xFePO +Li C xLiFePO +6C 放电充电
12．四甲基氢氧化铵()34CH NOH ⎡⎤⎣⎦常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵()34CH NCl ⎡⎤⎣⎦为原料，采用电渗析法合成()34CH NOH ⎡⎤⎣⎦，其工作原理如图所示(a 、b 为石墨电极，c 、d 、e 为离子交换膜)，下列说法正确的是
A ．电流方向为M→a ，b→N
B ．a 、b 两极均有气体生成，且同温同压下体积比为1Ⅱ2
C ．c 为阳离子交换膜，d 、e 为均阴离子交换膜
D ．线路中通过1mol e -时，两极室电解液质量变化差值()a b ΔΔm m -为42g
13．为落实“双碳”目标，科学家发明了一种新型2Zn CO -水介质二次电池。

电极分别为金属锌和表面涂上催化材料的导体，NaOH 溶液为电解质溶液，电池示意图如图所示。

放电时，2CO 转化为乙醇等。

已知：
Zn 是像Al 一样的金属元素，OH -失电子能力大于32CH CH OH 。

下列说法错误的是
A ．放电时，负极反应为()24Zn 4OH 2e =Zn OH -
--⎡⎤+-⎣⎦ B ．放电时，生成0.5mol 32CH CH OH ，电路中转移6mol 电子
C ．充电时，电池总反应为()22242Zn OH =2Zn O 4H 2H O -
+
⎡⎤+↑++⎣
⎦ D ．充电时，阴极生成2molZn ，阳极区溶液增加36g
14．液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。

一种以液态肼(N 2H 4)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH 溶液作为电解质溶液。

关于该电池的叙述正确的是
A ．b 极为该电池的负极
B ．a 极的反应式：N 2H 4+4OH ﹣﹣4e ﹣=N 2↑+4H 2O
C ．放电时，电流从a 极经过负载流向b 极
D ．OH －由a 电极通过离子交换膜向b 电极移动
二、非选择题
15．党的二十大报告提出，加强基础研究，突出原创，鼓励自由探索。

一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能，实现了制硝酸、发电环保三位一体的结合。

如图所示，某同学设计用该电池探究将雾霾中的SO 2、NO 转化为(NH 4)2SO 4的原理和粗铜的精炼原理。

(1)燃料电池放电过程中负极的电极反应式 。

(2)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，CuSO 4溶液的浓度将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)乙装置中物质A 是 (填化学式)；阴极的电极反应式是 。

(4)若在标准状况下，甲装置有11.2LO 2参加反应，则乙装置中转化SO 2和NO 的物质的量共有 mol ；丙装置中阴极析出铜的质量为 g 。

16．锂系电池包括锂电池和锂离子电池，锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

1912年锂金属电池最早由GilbertN 。

Lewis 提出并研究。

20世纪70年代时，M 。

S 。

Whittingham 提出并开始研究锂离子电池。

(1)全固态锂离子电池放电时电池发生反应：232Li MgH Mg 2LiH +=+，写出充电时，阴极反应式为 。

(2)上述锂离子电池可用于电解精炼法提纯镓，具体原理如图所示。

已知：金属活动性强弱顺序为：Zn>Ga>Fe>Cu ，镓的化学性质与铝相似。

ⅡM 为电源的 极，电解精炼镓时产生的，阳极泥的主要成分是 。

Ⅱ电解过程中阳极产生的离子迁移到阴极并在NaOH 溶液阴极析出高纯镓。

请写出电解过程中阴极析出高纯镓的电极反应式 。

Ⅱ电解过程中需控制合适的电压，若电压太高，阴极会产生H 2导致电解效率下降。

若外电路通过0.2mol e -⋅，
阴极得到3.5g的镓，则该电解装置的电解效率η= (η=生成目标产物消耗的电子数÷转移的电子总数)。

(3)上述锂离子电池也可用于氢碘酸“电解法”制备，装置下图所示。

其中双极膜(BPM)是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-；A、B为离子交换膜。

B膜最佳应选择。

少量的I-因浓度差通过BPM膜，若撤去A膜，其缺点是。

17．如下图所示的装置中，若通入直流电5min时，铜电极质量增加2.16g，试回答：
(1)电源电极X的名称为。

(2)B中阳极电极反应式：，溶液pH变化：(填“增大”、“减小”或“不变)。

(3)若A中KCl溶液的体积是200mL，电解后溶液的pH为(设电解前后溶液体积无变化)。

(4)一氧化氮—空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其工作原理如图所示，写出放电过程中负极的电极反应式：，若过程中产生2 mol HNO3，则消耗标准状况下O2的体积为。

18．铁的用途非常广泛。

主要用于建筑及工程用结构钢，用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。

(1)依据下列铁制品腐蚀的有关示意图回答问题。

Ⅱ图1插入海水中的铁棒(含碳量为10.8%)越靠近烧杯底部发生电化学腐蚀就越 (填“轻微”或“严重”)。

Ⅱ图2为 保护法，钢闸门应与外接电源的 极相连。

Ⅱ图3在反应过程中U 形管内左侧液面的变化是： 。

(2)铁及其化合物在处理工业废水、废气过程中发挥着重要作用。

Ⅱ电解法处理酸性含铬废水(主要含有)时，以铁板作阳极，石墨为阴极(图4)，处理过程中存在反应
2233272Cr O 6Fe 14H 2Cr 6Fe 7H O -
++++++=++，最后3Cr +以()3Cr OH 形式除去，阳极的电极反应式为 ，
处理2271molCr O -
的废水，电路中转移 mol 电子。

Ⅱ工业上用铁的化合物除硫化氢：[][]34263
632Fe(CN)CO HS 2Fe(CN)HCO S -
-
---
++=++↓，可通过图5用电解方法使()33Fe CN -
⎡⎤⎣⎦再生，电解时，阳极的电极反应式为 ；电解过程中阴极区溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”)。

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D B D B D C D B C 题号 11 12 13 14 答案 D
D
C
B
1．A
【分析】由图中电源的正负极可知，X 是阳极、Y 是阴极；
【详解】A ．电镀时，镀层作阳极、镀件作阴极，所以在铁片上镀铜时，阳极为Cu 发生氧化反应生成Cu 2+，阳离子移动到铁电极，生成Cu ，A 正确；
B ．电解精炼粗铜时，阳极上Cu 和其它活性金属失电子发生氧化反应，阴极上Cu 2+得电子，根据转移电子守恒知，阳极上溶解Cu 的质量小于阴极析出Cu 的质量，所以溶液中Cu 2+浓度变小，B 错误；
C ．氯碱工业中，X 电极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为2Cl --2e -═Cl 2↑，C 错误；
D ．工业上采用电解熔融氯化镁制取Mg ，D 错误； 故答案为：A 。

2．D
【分析】23Na SO 吸收液与2SO 反应至pH 降低为6左右时，溶液中主要成分为3NaHSO ；根据电解装置图可
知，a 电极通入pH 约为6的吸收液，生成氢气，则发生的电极反应为--2-3232HSO +2e =H +2SO ↑；
b 电极为-3HSO 失电子发生氧化反应生成2-4SO ，电极方程式为--2-+324HSO -2e +H O=SO +3H 。

【详解】A ．a 电极发生反应--2-3232HSO +2e =H +2SO ↑，属于电解池的阴极，应接电源负极，A 正确；
B ．根据分析，b 电极上-3HSO 失电子发生氧化反应生成2-4SO ，B 正确；
C ．电解后左室生成23Na SO ，溶液呈碱性，则电解后的吸收液pH 大于6，C 正确；
D ．根据分析，当b 电极生成240.5molSO -时，转移电子数为1mol ，结合得失电子守恒可知a 电极上生成0.5mol
2H ，即标准状况下11.2L 的2H ，D 错误；
答案选D 。

3．B
【分析】该装置为双阴极微生物燃料电池，中间“厌氧阳极”为原电池的负极，草酸失电子发生氧化反应，生成二氧化碳，电极反应式为CH 3OH -6e -+H 2O=CO 2↑+6H +，左侧“缺氧阴极”电极发生硝酸根转化为氮气的反
应，该反应过程氮元素化合价由+5价降低为0价态，为得电子，还原反应，电极反应式为2-3
NO +10e −+12H +=N 2↑+6H 2O ，该电极为原电池正极，右侧“好氧阴极”电极发生氧气得电子生成水，化合价降低，还原反应电极反应式为O 2+4H ++4e -=2H 2O ，该电极也为正极，原电池中电子由负极沿导线移向正极，溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极。

【详解】A ．电池工作时，左侧H +通过质子交换膜1从右向左迁移，右H +通过质子交换膜2从左向右迁移，故A 错误；
B ．“厌氧阳极”中产生的H +移向“缺氧阴极”，所以“缺氧阴极”发生的反应为：
2-3NO +10e −+12H +=N 2↑+6H 2O ，由电荷守恒，生成1mol 氮气时，由10molH +从右侧移向左侧，但是却要消耗12molH +，“出水”与“进水”相比，“缺氧阴极”区域溶液pH 增大，故B 正确；
C ．电池工作时，好氧阴极每消耗232gO 即1mol ，O 元素由0价降低为-2价，转移的电子为4N A ，
30.8molNO -
中-
3NO 中N 由+5价降低到0价，转移的电子数为4N A ，但是由于两极都是正极，失去的电子数并不一定相等，故C 错误；
D ．“厌氧阳极”的电极反应式为CH 3OH -6e -+H 2O=CO 2↑+6H +，若流出1.2mol 电子，则生成的二氧化碳为0.2mol ，同时有1.2molH +移向负极，故该区域“出水”比“进水”减轻了8.8+1.2g=10g,故D 错误； 故选：B 。

4．D
【详解】A ．K 3[Fe(CN)6]溶液用于检验亚铁离子的存在，若无现象，说明无亚铁离子产生，因此说明锌对铁依然具有保护作用，A 正确；
B ．将5mL 0.005mol/L 的FeCl 3溶液与5mL 0.015mol/L 的KSCN 溶液混合时恰好完全反应：
3+-
3Fe +3SCN Fe(SCN)，溶液颜色变红，加入适量还原铁粉溶液红色变浅，说明铁粉和铁离子反应，溶
液中存在铁离子，说明KSCN 与FeCl 3的反应具有可逆性，B 正确；
C ．0.1mol/L 和1mol/L 的两种CH 3COONH 4溶液均显中性，说明铵根离子与醋酸根水解程度相当，进而说明醋酸和氨水的电离平衡常数近似相等，C 正确；
D ．4mL 0.01mol/L 和4mL 0.1mol/L 的KMnO 4溶液颜色深浅不一致，无法通过褪色快慢来判定反应速率大小，D 错误； 故选D 。

5．B
【详解】A ．过氧化钠是金属过氧化物，在离子方程式中不能拆，A 错误；
B ．次氯酸钠溶液吸收少量2SO 有次氯酸生成，反应的离子方程式为：
22243ClO SO H O 2HClO SO Cl --
-++=++，B 正确；
C ．油污的主要成分是高级脂肪酸甘油酯，不是乙酸乙酯，C 错误；
D ．银是活性电极，阳极银失电子生成银离子，阴极银离子得电子生成单质银，不会生成氧气，D 错误； 故答案为：B 。

6．D
【分析】根据装置图，a 电极发生氧化反应，电极反应：23Mn e Mn +-+-=，则a 电极为阳极，与电源正极相连，b 为阴极，与电源负极相连。

【详解】A ．据分析可知电极a 是阳极，与电源正极相连，A 错误；
B ．苯甲醛有强还原性容易在电解池阳极上放电，所以用有机溶剂分离出苯甲醛，避免其在电解池中放电发生副反应引起干扰，B 错误；
C ．电解过程中阴极电极b 发生反应：22H 2e H +-+=↑，同时电解质溶液中有等量的H +通过质子交换膜进入阴极区，从而电解池阴极区溶液的pH 几乎不变(忽略溶液体积变化)，C 错误；
D ．阳极电解生成的3Mn +进入“氧化池”，将甲苯氧化为苯甲醛，化学方程式：324Mn H O +++→
24Mn 4H ++++，D 正确；
答案选D 。

7．C 【分析】 阳
极
区
发
生
的
反
应
有
：
2
2Br -2e =Br --
+22Br +H O
H +Br +HBrO -
据此作答。

【详解】A ．根据2
Br e HBrO -，每生成1mol HBrO ，理论上电路中转移1mol 电子，A 正确；
B ．根据分析可知，苯甲醛与HBrO 反应的离子方程式为，B
正确；
C ．反应中存在2
O 2r Br B B r H 苯甲醛-，消耗2个溴离子的同时，也可以产生2个溴离子，但反应消
耗水，因此()c Br
-
会增大，C 错误；
D ．粗苯甲酸中混有可溶性杂质，先在较高温度下溶于水制成浓溶液，再降低温度，让苯甲酸结晶析出，再通过重结晶法提纯，D 正确； 故答案选C 。

8．D 【分析】
放电时，a 电极发生反应：
+
2Na →
，说明Na +移向a
电极，a 电极为正极，b 电极为负极，以此解答。

【详解】A ．由分析可知，放电时，a 电极为正极，b 电极为负极，a 电极电势高于b 电极，A 正确； B ．由分析可知，放电时，a 电极为正极，b 电极为负极，则充电时，a 电极为阳极，b 电极为阴极，Na +向阴极移动，B 正确；
C ．由分析可知，充电时，b 电极为阴极，电极反应式为：+-x C+xNa +xe =Na C ，C 正确；
D ．a 电极为正极，电极方程式为：
+2e -+2Na +=
，
若a 电极质量增加82.8g 时，参与反应的n(Na +)=
82.8g
3.6mol 23g/mol
=，转移3.6mol 电子，则充入电量为
23-19
43.6?6.02?10?1.6?109.632103.6=⨯mAh ，D 错误；
故选D 。

9．B
【分析】由题中信息：通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸，结合题中装置图，可知阳极生成的Cl 2通入盛放盐酸和乙二醛混合液一侧，Cl 2与乙二醛发生氧化还原反应，生成Cl -移向与a 电极相连的电极，与b 电极相连的电极发生还原反应，生成H 2，a 为电源正极，b 为电源负极。

根据电解原理，可知阳极发生的
电极反应式为22Cl 2e Cl ---=↑，阴极发生还原反应，电极反应方程式为22H 2e H +-
+=↑。

【详解】A ．据分析，a 电极为正极，b 电极为负极，因此a 极电势高于b 极，故A 正确； B ．根据题意氢离子由左侧经离子交换膜进入右侧，则离子交换膜为阳离子交换膜，故B 错误；
C ．根据得失电子守恒有1molOHC—COOH~1molCl 2~2mole -，则当有0.5mol 离子通过离子交换膜时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为
10.5
mol 74g /mol 18.5g 2
⨯⨯=，故C 正确； D ．氯气将乙二醛氧化为乙醛酸，自身被还原为氯离子，化学方程式为：+H 2O+Cl 2→+2HCl ，
故D 正确； 故选B 。

10．C
【分析】据钙钛矿太阳能电池的工作原理图可知，电子从B 极流出，说明B 极为负极，A 极为正极，图二为电解池，由该装置可电解酸性硫酸铬溶液获取铬单质和硫酸可知，C 极为阴极，电极反应式为3+Cr +3e =Cr -，
D 极为阳极，电极反应式为+222H O 4e O +4H --↑＝。

【详解】A ．电解池的阴极接电源的负极，由钙钛矿太阳能电池的工作原理图可知，B 极为负极，故C 电极接钙钛矿太阳能电池的B 极，A 正确；
B ．由分析可知，D 极为阳极，电极反应式为+222H O 4e O +4H --↑＝，B 正确；
C ．电解池中，阴离子移向阳极，则离子交换膜I 为阴离子交换膜，
D 电极为阳极，产生H +，阳离子移向阴极，故离子交换膜Ⅱ为质子交换膜，C 错误；
D ．当太阳能电池有9mol 电子转移时，根据得失电子守恒可知，Cr 棒上有3molCr 单质生成，则增重的质量为52g/mol×3mol=156g ，D 正确； 故选C 。

11．D
【分析】充电电池充电时，正极与外接电源的正极相连为阳极，负极与外接电源负极相连为阴极，阳极反应式为，xLiFePO 4-xe -=xLi ++xFePO 4，铝箔电极为阴极，阴极上锂离子得电子发生还原反应，阴极反应式为：xLi ++xe -+6C=Li x C 6；原电池放电时，正极、负极反应式正好与阳极、阴极反应式相反，电流由正极铜箔经过导线流向负极铝箔，据此分析解答。

【详解】A ．由分析可知，充电时，铜箔为阳极，铝箔为阴极，A 错误；
B ．由于隔膜的作用，Li +
通过隔膜形成闭合回路，完成电池的充放电，电池总反应为xFePO 4+Li x C 6放电充电
xLiFePO 4+6C ，其中Fe 的化合价发生变化，C 、P 元素化合价均不变，B 错误；
C ．由分析可知，充电时，铜箔为阳极，铝箔为阴极，则放电时，铜箔为正极，铝箔为负极，故电流由铜箔流向铝箔放电，C 错误；
D ．由分析可知，充电时，阳极反应式为xLiFePO 4-xe -=xLi ++xFePO 4，阴极反应式为：xLi ++xe -+6C=Li x C 6，故该电池的总反应为：464FePO Li C LiFePO 6C x x x ++放电充电
，D 正确；
故答案为：D 。

12．D
【分析】以四丁基氯化铵(CH 3)4NCl 为原料，采用电渗析法合成(CH 3)4NOH 的过程中，根据第三个池中浓度变化得出：钠离子从第四池通过e 膜，氯离子从第二池通过d 膜，得到c 、e 均为阳离子交换膜，a 为阴极b 为阳极，阳极电极反应式为4OH --4e -=O 2↑+2H 2O 。

【详解】A ．由分析，a 为阴极连接电源负极M ，b 为阳极连接电源正极N ，故电流方向a→M ，N→b ，A 错误；
B ．a 电极为氢离子放电生成氢气，故电极反应方程式为2H ++2e -=H 2↑，b 电极为氢氧根离子放电生成氧气4OH --4e -=O 2↑+2H 2O ，转移电子是1mol ，a 、b 两极产生气体物质的量分别为0.5mol 和0.25mol ，同温同压下体积比为2Ⅱ1，故B 错误；
C ．钠离子从第四池通过e 膜，[(CH 3)4N]+从第二池通过c 膜，氯离子从第二池通过d 膜，得到c 、e 均为阳离子交换膜，d 为阴离子交换膜，故C 错误；
D ．线路中通过1mole −时，由电极反应，B 室产生0.25molO 2，同时有1mol 钠离子从第四池通过e 膜造成质量减小，Δm b =8+23=31g ，同时有1mol [(CH 3)4N]+从第二池通过c 膜，并生成0.5molH 2，Δm a =74-1=73g ，Δm a −Δm b =42g ，故D 正确； 本题选D 。

13．C
【分析】放电时，Zn 为负极，发生氧化反应，电极反应式为()24Zn 4OH 2e =Zn OH -
--⎡⎤+-⎣⎦，表面涂上催化
材料的导体为正极，反应式为22322CO 9H O 12e =CH CH OH 12OH --
+++。

【详解】A ．放电时，Zn 为负极，发生氧化反应，电极反应式为()24Zn 4OH 2e =Zn OH -
--⎡⎤+-⎣⎦，A 正确； B ．放电时，正极反应式为22322CO 9H O 12e =CH CH OH 12OH --+++，则生成0.5 mol 32CH CH OH ，电路中转移6 mol 电子，B 正确；
C ．充电时，环境为碱性，不能生成氢离子，C 错误；
D ．充电时，阴极生成2 mol Zn ，电路中转移4 mol 电子，阳极区增加4 mol OH -，阳极有4 mol OH -放电：
↑--224OH -4e =O +2H O ，则溶液增加的质量是2 mol 水的质量，即36 g ，D 正确； 故选C 。

14．B
【分析】该燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为：N 2H 4+4OH --4e -=N 2↑+4H 2O ，正极上电池总反应为：N 2H 4+O 2=N 2↑+2H 2O ，结合离子的移动方向、电流的方向分析解答。

【详解】A ．通入氧化剂空气的电极b 为正极，故A 错误；
B ．a 极通入燃料，为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为N 2H 4+4OH --4e -=N 2↑+4H 2O ，故B 正确；
C ．放电时电流从正极流向负极，即由b 极经过负载流向a 极，故C 错误；
D ．该原电池中，正极上生成氢氧根离子，根据负极的电极反应式，生成的氢氧根离子需要移向负极，所以离子交换膜要选取阴离子交换膜，OH －由b 电极通过离子交换膜向a 电极移动，故D 错误；
答案选B 。

15．(1)23
NO 3e 2H O NO 4H --
+-+=+ (2)减小
(3) H 2SO 4 42NO 5e 6H NH H O -++++=+ (4) 1.4 64
【详解】（1）甲池为燃料电池，通入NO 的一级为负极，发生电极反应为：23NO 3e 2H O NO 4H --+
-+=+；
（2）丙装置为电解精炼铜，如果粗铜中含有锌、银等杂质，在阳极上锌等活泼金属失去电子发生反应：-2+Zn-2e =Zn ，-2+=Cu-2e Cu 等，阴极上发生反应：2+-Cu +2e =Cu ，根据阳极失去的电子数和阴极得到的电子
数相等，所以反应一段时间，CuSO 4溶液中的浓度将减小；
（3）乙装置中通入2SO 的石墨电极接甲装置中的正极，为阳极，发生氧化反应：
-2-+224SO -2e +2H O=SO +4H ，所以A 为H 2SO 4；通入NO 的石墨电极为阴极，发生反应：42NO 5e 6H NH H O -++
++=+；
（4）甲装置正极发生反应：-+
22O +4e +4H =2H O ，在标准状况下有11.2LO 2参加反应，转移的电子数为：
0.542mol ⨯=，根据得失电子守恒，乙装置中转化SO 2物质的量为1mol ，转化NO 的物质的量为0.4mol ，
共有1.4mol ；丙装置中阴极发生反应2+-Cu +2e =Cu ，析出铜的质量为64g 。

16．(1)LiH e Li H --+=+
(2) 负 Fe 、Cu 22GaO 3e 2H O Ga 4OH ---++=+或者()Ga OH 43e Ga 4OH -
--
+=+⎡⎤⎣⎦ 75%
(3) Na +交换膜 I -会在阳极失电子得到碘单质，沉积在阳极表面，损伤阳极板
【详解】（1）充电时，阴极发生得电子的还原反应，根据题干总反应可知，阴极电极反应式：LiH e Li H --+=+； （2）Ⅱ电解精炼法提纯镓类比电解精炼铜，粗镓作阳极，发生失电子的氧化反应，则N 极为电源正极，M 极为电源负极；根据金属活动性强弱顺序为：Zn>Ga>Fe>Cu 可知，Zn 优先失电子，然后Ga 失电子，则阳极泥的主要成分Fe 、Cu ；
Ⅱ电解过程中阳极产生的离子迁移到阴极并在NaOH 溶液阴极析出高纯镓，且镓的化学性质与铝相似，则电
解过程中阴极析出高纯镓的电极反应式：22GaO 3e 2H O Ga 4OH ---
++=+或者
()Ga OH 43e Ga 4OH -
--
+=+⎡⎤⎣⎦；
Ⅱ阴极得到3.5g 的镓，对应物质的量为
3.5g 0.05mol 70g/mol
=，根据电极反应22GaO 3e 2H O Ga 4OH -
--
++=+可知生成0.05molGa 时转移电子数为0.15mol ，则电解效率η=75％；
（3）装置右端连接电源负极，作阴极，阳离子向阴极断移动，结合反应过程中有NaOH 生成，可知应有钠离子透过B 膜移动，所以B 膜最佳应选择Na +交换膜；少量的I -因浓度差通过BPM 膜，若撤去A 膜，其缺点：I -会在阳极失电子得到碘单质，沉积在阳极表面，损伤阳极板。

17．(1)负极
(2) 4OH --4e -=O 2↑+2H 2O 或2H 2O -4e -=O 2↑+4H + 减小 (3)13
(4) NO -3e -+2H 2O=NO 3-
+4H + 33.6
【分析】该装置为电解池，通电5min 后，铜电极质量增加2.16g ，则说明铜电极为阴极，溶液中的Ag +在铜电极上得到电子生成银单质：Ag ++e -=Ag ，2.16gAg 的物质的量为0.02mol ，所以电路中转移电子为0.02mol 。

【详解】（1）由分析知，铜电极处发生还原反应，为阴极，则电源电极X 为负极；
（2）B 中的电极均为惰性Pt 电极，阳极处是水中的OH -放电，OH -被氧化为氧气，故电极反应式为：4OH --4e -=O 2↑+2H 2O 或2H 2O -4e -=O 2↑+4H +，则溶液pH 减小；
（3）A 中放电的是Cl -和水电离产生的H +，生成氢气、KOH 和氯气，电解总反应的离子方程式为：
22-
22Cl +2H O Cl H 2H O -↑+↑+电解，根据电路中转移电子0.02mol 可知，生成的n(OH -)=0.02mol ，则电解
后溶液中c(OH -)=
0.02mol
0.2L
=0.1mol/L ，那么c(H +)=1.01310-⨯mol/L ，pH 为13； （4）由图知，NO 在负极被氧化为HNO 3，则电极反应式为：NO -3e -+2H 2O=NO 3-
+4H +，氧气在正极被还原
为水，电极反应式为：-+
22O +4e +4H =2H O ，由于-3NO HNO 3e ，-2O 4e 那么-23O 4HNO 312e ，当
过程中产生2 mol HNO 3时，消耗标准状况下O 2的物质的量为3
2mol 1.5mol 4
⨯=，体积为1.5mol 22.4mol/L=33.6L ⨯。

18．(1) 轻微 外加直流电源的阴极 负 先升高后降低 (2) Fe -2e -=Fe 2+ 6 [Fe(CN)6]4--e -=[Fe(CN)6]3- 变大
【详解】（1）Ⅱ由图可知，图1中插入海水中的铁棒发生吸氧腐蚀，吸氧腐蚀中，氧气的浓度越大，铁的腐蚀速率越快，越靠近烧杯底部氧气的浓度越小，则铁的腐蚀程度就越轻微，故答案为：轻微；
Ⅱ由图可知，图2中钢闸门应与外接电源的负极相连做电解池的阴极，该保护方法为外加直流电源的阴极保护法，故答案为：外加直流电源的阴极；负；
Ⅱ由图可知，图3中未与稀硫酸接触的铁丝先发生吸氧腐蚀消耗氧气，使得U形管左侧气体压强减小，液面升高，当液面与铁丝接触后，铁丝发生析氢腐蚀生成的氢气使得U形管左侧气体压强增大，液面下降，所以反应过程中U形管内左侧液面先升高后降低，故答案为：先升高后降低；
（2）Ⅱ由题意可知，图4中与直流电源正极相连的铁电极做电解池的阳极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，亚铁离子与酸性废水中的重铬酸根离子反应生成铬离子，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；由得失电子数目守恒可知，处理1mol重铬酸根离子的废水，反应中消耗6mol亚铁离子，则电路中转移6mol电子，故答案为：Fe-2e-=Fe2+；6；
Ⅱ由题意可知，电解再生时，[Fe(CN)6]4-在阳极失去电子发生氧化反应生成[Fe(CN)6]3-，电极反应式为
[Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3-，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，氢离子与阴极区溶液中碳酸氢根离子反应生成水解程度更大的碳酸根离子，使溶液的碱性增强，溶液的pH变大，故答案为：[Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3-；变大。