化学人教版选修4同步练习：第四章　过关检测 Word版含解析.doc

1、 - 1 - 第四章 过关检测 本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，满分 100 分，考试 时间 90 分钟。 第卷 (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和中正极均被保护 B和中 Cl 均向 Fe

2、 电极移动 C和中负极反应式均为 Fe2e =Fe2 D和中正极反应式均为 O24e 2H 2O=4OH 答案 A 解析 两个原电池中正极金属 Fe(中)、Cu(中)不参与反应，因此不会被腐 蚀，A 项正确；中锌作负极，则氯离子向锌电极移动，中铁作负极，则氯离 子向铁电极移动，B 项错误；中负极反应式为 Zn2e =Zn2，C 项错误； 中正极反应式为 2H 2e=H 2，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 - 2 - 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

3、脱氧保鲜剂的 配方： 主要原料 用量 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( ) AFe2e =Fe2 BCO2=CO2 C4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 D2Fe(OH)3=Fe2O3 xH2O(3x)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 Fe- C 原电池发生吸氧腐蚀的过程：负极反应为 2Fe4e =2Fe2，正极反应为 O 2 2H2O4e =4OH，Fe2和 OH结合：Fe22OH=Fe(OH) 2，Fe(OH)2被空 气 氧 化 ： 4Fe(OH)2

4、 O2 2H2O=4Fe(OH)3， Fe(OH)3缓 慢 分 解 ： 2Fe(OH)3=Fe2O3 xH2O(3x)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( ) - 3 - 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，Cu- Zn 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，Zn- MnO2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

5、触少， 腐蚀程度较轻， A 项错误； 图 b 中开关置于 M 时， Cu- Zn 合金作负极， 由 M 改置于 N 时， Cu- Zn 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 Zn- MnO2干电池放电腐蚀主要是因为 Zn 发生 氧化反应，D 项错误。 5(2016 全国卷)Mg- AgCl 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 Mg2e =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 Mg2H2

6、O=Mg(OH)2H2 答案 B 解析 Mg- AgCl 电池中，Mg 为负极，AgCl 为正极，故正极反应式应为 AgCl e =AgCl，B 错误。 6(2016 全国卷)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 SO2 4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 SO2 4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 2H2O4e =O 24H ，负

7、极区溶液 pH 降低 - 4 - D当电路中通过 1 mol 电子的电量时，会有 05 mol 的 O2生成 答案 B 解析 负极区(阴极)电极反应为：4H 4e=2H 2，正极区(阳极)电极反应 为：4OH 4e=2H 2OO2。通电后 SO2 4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=2H 2，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 025 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

8、分子通过。下列有关叙述正确的是( ) 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(SO2 4)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(SO2 4)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

9、 错误。 8(2015 全国卷)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( ) - 5 - 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 C6H12O66O2=6CO26H2O 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

10、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 2H2O2e =H 22OH 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 05 mol O2 Da、b、c 的大小关系为 abc 答案 A 解析 题给电解池的阴极反应式为 2H2O2e =H 22OH ，阳极反应式 为 2Cl 2e=Cl 2，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

11、池中消耗 1 mol O 2，C 项错误；题给燃料电池的负 极反应式为 H22e 2OH=2H 2O，正极反应式为 O24e 2H 2O=4OH ， 所以 a、b、c 的大小关系为 cab，D 项错误。 10(2016 全国卷)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 2ZnO24OH 2H 2O=2Zn(OH)2 4。下列说法正确 的是( ) A充电时，电解质溶液中 K 向阳极移动 - 6 - 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：Zn4OH 2e=Zn(OH)2 4 D放电时，电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气 2

12、24 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)2 4=2ZnO24OH 2H 2O，电解质溶液中 c(OH )增大，A、B 错误； 放电时负极反应为 Zn4OH 2e=Zn(OH)2 4，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 3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 36H2O10e =N 212OH D 若电解过程中转移 2 mol 电子， 则质子交

13、换膜两侧电解液的质量变化差(m 左m右)为 104 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 3 6H2O10e =N 212OH ，阳极反应式为 2H 2O4e =O 24H ，若电 解过程中转移 2 mol 电子，则左侧池中产生氧气 05 mol，同时有 2 mol 氢离子经 过质子交换膜到达右侧溶液中，右

14、侧池中产生氮气 02 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 36 g，两侧电解液的质量变化差为 144 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 - 7 - 溶液中加入 02 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( ) A04 mol B08 mol C12 mol D16 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=H 2；阳极反应为 4

15、OH 4e=2H 2OO2。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,02 mol H2和 03 mol O2，生成 04 mol Cu，转移 08 mol 电子，生成 02 mol H2，转移 04 mol 电子，共转移 12 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

16、 1 mol O2，有 44 g CO2被还原 Da 电极的反应为：3CO218H 18e=C 3H8O5H2O 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 2H2O 失4e O2、CO2 得6e 1 3C3H8O 可得：3O22CO2，则每生成 1 mol O2，被还原的 CO2的质量为2 3 mol44 g/mol293 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

17、列电解实验。 - 8 - 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( ) Aa、d 处：2H2O2e =H 22OH Bb 处：2Cl 2e=Cl 2 Cc 处发生了反应：Fe2e =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 2H2O2e =H 22OH ，A 正确；若 b 处发生反应 2Cl2e=Cl 2，不 足以解释 b 处“变红”和“褪色”现象，B

18、错误；c 处铁作阳极，发生反应 Fe2e =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 Cu2e =Cu2，右端(阴极)均发生反应 2H2e =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所示，电解的实验数据如图 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

19、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 - 9 - Ba 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 12 D从开始到 Q 点，装置中产生的气体中有 01 mol 氧气 答案 D 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

20、，且二者的体积之比为 21，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 01 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 35NH33H =4N 29H2O 答案 D 解析 电池

21、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 3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 2NH36e =N 26H ，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 312H 10e=N 2 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 - 10 - 正、负极反应式及得失电子守恒可得，电池总反应式为 3NO 35NH33H =

22、4N 2 9H2O，D 正确。 第卷 (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： (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 16 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

23、 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=Fe22Ag(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=2H 2OO2(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 Fe2Ag =2Ag Fe2 。 - 11 - (

24、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=2H 2OO2，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 16 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)0.05 mol 0.5 L 01 mol/L，pH1，同时阳极放出 04 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=2H 2O O2，阴极反应为 4H 4e=2H

25、2，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 Age =Ag，质量减小，消耗和生成的 Ag数目相等，故 AgNO 3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： 阳离子 Na 、K、Cu2 阴离子 SO2 4、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

26、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 - 12 - _。 (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=2H 2OO2(2 分) (2)56 L(2 分) (3)2CuSO42H2O= 电解 2CuO22H2S

27、O4(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 45 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=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

28、子 OH 放电，即 4OH4e=2H 2OO2。 (2)当乙烧杯中有 16 g Cu 析出时， 转移的电子为 0 5 mol,2CuSO42H2O= 电解 2CuO22H2SO4。 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 2H2O= 电解 2H2O2可知，生成 2 mol H2，转移 4 mol 电子，所以当整个反应中转移 05 mol 电子时， 生成的 H2为 0 25 mol， 标准状况下的体积为 0 25 mol22 4 L/mol 56 L。 - 13 - (4)铜全部析出后，电解质变为 H

29、2SO4，所以电解反应仍能进行。 (5)丙烧杯中消耗水 025 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 45 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 3)已成为环境修复 研究的热点之一。 Fe 还原水体中 NO 3的反应原理如图所示。 作负极的物质是_。 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。 腐蚀过程中，负极是_(填图中字母“a”“b”或“c”)； 环境中的 Cl 扩散到孔口， 并与正极反应产物和负极

30、反应产物作用生成多孔 粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为 _； 若生成 429 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 2H2O2OH =电解 FeO2 43H2，工作原理如图 1 所示。装置通电后，铁电极附 近生成紫红色 FeO2 4，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。 - 14 - 电解一段时间后，c(OH )降低的区域在_(填“阴极室”或“阳极 室”)。 电 解 过 程 中 ，

31、 须 将 阴 极 产 生 的 气 体 及 时 排 出 ， 其 原 因 为 _。 c(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)Fe(1 分) NO 38e 10H=NH 43H2O(2 分) (2)c(1 分) 2Cu2 3OHCl=Cu 2(OH)3Cl(2 分) 0448(2 分) (3)阳极室(1 分) 防止 Na2FeO4与 H2反应使产率降低(2 分) M 点： c(OH )低，Na 2FeO4稳定性差，且反应慢或 N 点：c(OH )过高，铁电极上有 Fe(OH)3(或 Fe2

32、O3)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 3在正极发生反应转化为 NH 4： NO 38e 10H=NH 43H2O。 (2)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。 负极产物为 Cu 失去电子生成的 Cu2 ， 正极产物为 O 2获得电子生成的 OH ， Cu2、 OH 、 Cl反应生成Cu 2(OH)3Cl沉淀。 4 29 g Cu2(OH)3Cl的物质的量 4.29 g 214.5 g/mol 002 mol，消耗 004 mol Cu，转移 008 mol e ，根据正极反应：O 24e 2H2O=

33、4OH ，消耗 002 mol O 2，其在标准状况下的体积约为 002 mol224 L/mol0448 L。 (3)电解时，阳极反应式为：Fe6e 8OH=FeO2 44H2O，阴极反 应式为：2H2O2e =H 22OH ，电解过程中，阳极室消耗 OH，c(OH)降 低。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。根据题意，若碱性较弱，则 Na2FeO4 - 15 - 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(Na

34、2FeO4)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 _。 (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。 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_。 若丙池溶液的体积为 5

35、00 mL，当乙池中 C 极质量减少 54 g 时，丙池溶液 的 pH 为_(忽略溶液体积的变化)。 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)。 ACu BCuO CCu(OH)2 DCu2(OH)2CO3 答案 (1)O2(或空气) O24H 4e=2H 2O - 16 - (2)阴极 2CuSO42H2O= 通电 2H2SO42CuO2 1 A(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

36、 O24H 4e=2H 2O。 (2)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 2CuSO42H2O= 通电 2H2SO42CuO2。乙池中 C 极为阳极，电极反应式为 Age =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 2H2O4e =4HO 2，据得失电子守恒可知，转 移 005 mol 电子时生成 005 mol H ，则溶液中 c(H)0.05 mol 0.5 L 01 mol L 1， 故丙池溶液的 pH 为 1。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 2AgCu2=通电 Cu2Ag ，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：Cu2Ag =2AgCu2 ，将溶液中 Ag完全置换出来即可。