高中化学人教版（2019）选择性必修1第四章第二节电解池

试卷更新日期：2021-08-27 类型：同步测试

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一、单选题

1. 如图是模拟工业电解饱和食盐水的装置图，下列叙述错误的是（）

A、a 为电源的负极 B、Fe电极的电极反应是4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑ C、通电一段时间后，铁电极附近溶液先变红 D、电解饱和食盐水的化学方程式是2NaCl+2H₂O $\begin{matrix} \underline{\underline{通电}} \end{matrix}$ 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑

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2. 电渗析法是海水淡化的方法之一，具有选择性离子交换膜交错排列构成的多层式电渗析槽，其工作原理如图所示（a、b为不同离子交换膜）。下列有关说法错误的是（）

A、a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜 B、阴极区电极反应式为 $2 H_{2} O + 2 e^{-} = H_{2} ↑ + 2 {OH}^{-}$ C、X为淡盐水，Y为浓盐水 D、该方法可得到副产品NaOH

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3. 我国科学家发明了高温电解甲烷生产 $H_{2}$ 的方法，原理如图所示。下列说法正确的是（）

A、X为电源的负极 B、Ni电极上发生的电极反应方程式为 ${CO}_{3}^{2 -} + 4 e^{-} =C + 3 O^{2 -}$ C、电解一段时间后熔融碳酸盐中 $O^{2 -}$ 的物质的量增多 D、该条件下，每产生1mol $H_{2}$ ，则生成12gC

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4. 如图是模拟工业电解饱和食盐水的装置图，下列叙述不正确的是（）

A、a 为电源的负极 B、Fe电极的电极反应是4OH^－- 4e^－=2H₂O+O₂↑ C、通电一段时间后，铁电极附近溶液先变红 D、电解饱和食盐水的化学方程式是 2NaCl+2H₂O $\underline{\underline{通电}}$ 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑

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5. 电镀废液中 ${Cr}_{2} O_{7}^{2-}$ 可通过下列反应转化成铬黄 $（ {PbCrO}_{4} ）$ ： ${Cr}_{2} O_{7}^{2-} (aq) {+2Pb}^{2+} {+H}_{2} O (l) ⇌ {2PbCrO}_{4} (s) {+2H}^{+} (aq)$ ΔH< 0
该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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6. 一种基于无机一有机杂化四钠盐分子（用P表示）的对称钠离子电池的结构如图所示，实线箭头和虚线箭头表示的是放电或充电过程中物质转化和离子移动的情况。下列说法正确的是（）

A、虚线箭头表示的是充电过程 B、电池工作一段时间后，需补充金属钠 C、放电时， ${Na}^{+}$ 移向正极，与N结合生成P D、充电时，阴极反应式为 $P + 2 {Na}^{+} - 2 e^{-} =M$

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7. 化学工作者近期研究了一种新型偶氮苯类水系有机液流电池示意图如下，采用惰性电极材料，电池工作原理X－N^－－N^－－X＋2[Fe(CN)₆]^3- $⇌_{充电}^{放电}$ X－N=N－X＋2[Fe(CN)₆]^4- ，下列说法中正确的是（）

A、放电时，电池的正极反应为：[Fe(CN)₆]³^－－e^-=[Fe(CN)₆]^4- B、充电时，M为阴极，发生还原反应 C、放电时，Na^＋通过离子交换膜从右极室移向左极室 D、充电时，当电路中转移0.5mol电子时，有106g[Fe(CN)₆]^4-得到电子

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8. 一种以锌一石墨烯纤维无纺布为负极、石墨烯气凝胶(嵌有 ${Br}_{2}$ ，可表示为 $C_{n} {Br}_{2}$ )为正极、盐一水“齐聚物”为电解质溶液的双离子电池如图所示。下列有关该电池的说法错误的（）

A、放电时，石墨烯气凝胶电极上的电极反应式为 $C_{n} {Br}_{2} + 2 e^{-} {=C}_{n} + 2 {Br}^{-}$ B、多孔石墨烯可增大电极与电解质溶液的接触面积，也有利于 ${Br}_{2}$ 扩散至电极表面 C、电池总反应为 ${Zn+C}_{n} {Br}_{2} ⇌_{充电}^{放电} {ZnBr}_{2} {+C}_{n}$ D、充电时， ${Zn}^{2 +}$ 被还原， $Zn$ 在石墨烯纤维无纺布电极侧沉积， ${Br}^{-}$ 被氧化后在阴极嵌入

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9. 新型可充电钠离子电池因具有原料储量丰富，价格低廉，安全性高等优点而备受青睐，而Fe[Fe(CN)₆]因理论比容量较高，充放电过程中材料结构稳定，有利于Na的可逆脱嵌，可以作为一种非常有潜力的正极材料，下列说法错误的是（）

A、充电时，锌片应该与电源的负极相连 B、放电时，正极反应为Fe[Fe(CN)₆]+2Na⁺+2e^-=Na₂Fe[Fe(CN)₆] C、放电时，外电路中通过0.2mol电子时，有0.1molZn(ClO₄)₂生成 D、对于正极材料，放电可实现Na⁺的脱嵌，充电可实现Na⁺的嵌入

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10. 辉铜矿(主要成分Cu₂S)可以用FeCl₃溶液漫泡提取铜，反应的离子方程式为Cu₂S+4Fe³⁺=2Cu²⁺+4Fe²⁺+S。Cu₂S可由黄铜矿(主要成分CuFeS₂)通过电化学反应转变而成，其工作原理如图所示。关于Cu₂S与FeCl₃制备Cu²⁺的反应，下列说法错误的是（）

A、Cu⁺转化成Cu²⁺失去的1个电子基态时填充在3d轨道上 B、当光束通过加热后的FeCl₃溶液，可能产生丁达尔效应 C、生成物中Cu²⁺、S都是氧化产物 D、该反应每转移2mole^— ，则生成1molS

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11. 辉铜矿(主要成分Cu₂S)可以用FeCl₃溶液漫泡提取铜，反应的离子方程式为Cu₂S+4Fe³⁺=2Cu²⁺+4Fe²⁺+S。Cu₂S可由黄铜矿(主要成分CuFeS₂)通过电化学反应转变而成，其工作原理如图所示。下列有关电解CuFeS₂的说法正确的是（）

A、a为电源的负极 B、该装置将化学能转化为电能 C、离子交换膜为阴离子交换膜 D、b电极上的反应为：2CuFeS₂+6H⁺+2e^—=Cu₂S+2Fe²⁺+3H₂S↑

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12. 以NaClO₂溶液和NaCl溶液为原料，采用电解法制备ClO₂气体具有效率高和产品纯度高的优点，其原理如图所示。下列有关说法正确的是（）

A、电解时化学能转化为电能 B、电解时NaCl溶液浓度保持不变 C、电解时Na⁺由b极区向a极区迁移 D、电解时阳极的电极反应式为ClO $_{2}^{-}$ -e^-=ClO₂↑

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13. 我国研制的碱性锌铁液流电池工作原理如图。下列说法错误的是（）

A、充电时，a电极反应式为 $Fe {(CN)}_{6}^{4 -} - e^{-} =Fe {(CN)}_{6}^{3 -}$ B、充电时，b电极区pH增大 C、理论上，每消耗6.5gZn，溶液中将增加0.1 $mol$ $Fe {(CN)}_{6}^{4 -}$ D、采用带负电隔膜可减少充电时产生锌枝晶破坏隔膜

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14. 南京大学开发出一种以太阳能驱动的恒流电解装置，成功实现了从海水中提取金属锂，其工作原理如图。下列说法错误的是（）

A、铜箔为阴极，发生还原反应 B、阳极区可能有 ${Cl}_{2}$ 和 $O_{2}$ 生成 C、工作时的能量转化形式：太阳能→化学能→电能 D、固体陶瓷膜可让海水中的 ${Li}^{+}$ 选择性通过

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15. 利用CO₂电催化还原法制取清洁燃料HCOOH，可实现温室气体CO₂的资源化利用。其工作原理如图。下列有关说法错误的是（）

A、M为阳极 B、离子交换膜为阴离子交换膜 C、N极的电极反应式为CO₂+2e^-+2H^＋=HCOOH D、消耗的CO₂与生成的O₂物质的量之比为2：1

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16. 利用Kolbe's电解法制取乙炔的反应原理为：

有关该反应的下列说法正确的是（）

A、化学能转变为电能 B、电解槽中向阴极迁移的主要是H⁺ C、电解过程中溶液pH不断减小 D、阴极的电极反应式为2H₂O+ 2e-=20H^-+ H₂↑

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17. 下列说法错误的是（）

A、 ${FeCl}_{2} 、 {Fe(OH)}_{3} 、 {NaHCO}_{3}$ 均可通过化合反应生成 B、用惰性电极分别电解 $H_{2} {SO}_{4} 、 NaOH$ 溶液，均为电解水 C、将 ${Cl}_{2} 、 {SO}_{2}$ 气体分别通入紫色石蕊试液中，均出现溶液先变红后褪色 D、将铁片和铝片置于冷的浓硝酸中均发生钝化

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18. 医用口罩的外层喷有丙烯的聚合物聚丙烯。某科研机构在酸性条件下，用石墨棒作电极，将CO₂转化为丙烯(CH₂=CH—CH₃) ，原理如图所示。下列有关叙述错误的是（）

A、a 为电源负极 B、左池的电极反应式：3CO₂ +18e^-+ 18H⁺=CH₂=CH — CH₃+6H₂O C、H⁺从右侧通过质子交换膜进入左侧 D、若制取过程中转移 3 mol 电子，则产生 11. 2 L 丙烯

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19. 钴( $Co$ )的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是（）

A、工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的 $pH$ 均增大 B、生成 $1 mol Co$ ，Ⅰ室溶液质量理论上减少 $16 g$ C、移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变 D、电解总反应： $2 {Co}^{2 +} + 2 H_{2} O$ $\underline{\underline{通电}}$ $2 Co + O_{2} ↑ + 4 H^{+}$

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20. 乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的 $H_{2} O$ 解离为 $H^{+}$ 和 ${OH}^{-}$ ，并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是（）

A、 $KBr$ 在上述电化学合成过程中只起电解质的作用 B、阳极上的反应式为： +2H⁺+2e^-= +H₂O C、制得 $2mol$ 乙醛酸，理论上外电路中迁移了 $1mol$ 电子 D、双极膜中间层中的 $H^{+}$ 在外电场作用下向铅电极方向迁移

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二、多选题

21. 硼酸（H₃BO₃或B（OH）₃）是一元弱酸，常用于医药玻璃等工业，并用作食物防腐剂和消毒剂，工业上通过电解法制备硼酸。其工作原理如图所示，下列说法正确的是（）

A、Pt（I）为阴极，电解一段时间后，该极区pH减小 B、产品室发生的反应为B（OH） $_{4}^{-}$ +H⁺=H₃BO₃+H₂O C、Pt（I）极区加入氢氧化钠是为了增强溶液的导电性 D、膜x是阴离子交换膜

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22. 钠碱脱硫液( $NaOH + {Na}_{2} {SO}_{3}$ )吸收一定量 ${SO}_{2}$ 气体后，可通过以下装置实现再生。下列说法正确的是（）

A、电极b应接电源的负极 B、m应为阳离子交换膜 C、出液2的 $pH$ 大于进液 $H_{2} {SO}_{4}$ 的 $pH$ D、出液1可使溴水褪色

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23. 利用电解法可将含有 $Fe 、 Zn 、 Ag 、 Pt$ 等杂质的粗铜提纯。下列叙述中正确的是（）

A、电解时精铜作阳极 B、粗铜连接电源的负极 C、电解时阴极上发生的电极反应为 ${Cu}^{2+} {+2e}^{-} = Cu$ D、电解后，电解槽底部会形成含有少量 $Ag 、 Pt$ 等金属的阳极泥

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24. 2019年诺贝尔化学奖颁给了为锂离子电池发展作出突出贡献的三位科学家，他们创造了一个可充电的世界。Garmet型固态电解质被认为是锂电池最佳性能固态电解质。某Garmet型可充电锂电池放电时工作原理如图所示，下列说法正确的是（）
(电池总反应为： LixC₆+LisxLaZrTaO $⇄_{充电}^{放电}$ LiLaZrTaO+6C)

A、放电时，b极为负极 B、充电时，固态电解质中Li⁺移向a极 C、放电时，a极反应LiLaZrTaO-xe^-=xLi⁺+LinxLaZrTaO D、充电时，若转移0.01mol电子，b极质量减少0.07 g

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25. 一种可充放电的铝离子电池工作原理如图所示，电解质为 $AlxCly$ 离子液体， $CuS$ 在电池反应后转化为 ${Cu}_{2} S$ 和 ${Al}_{2} S_{3}$ 。下列说法正确的是（）

A、若 $CuS$ 从电极表面脱落，则电池单位质量释放电量减少 B、该电池放电时，正极反应为 $6 CuS + 8 {Al}_{2} {Cl}_{7}^{-} + 6 e^{-} = 3 {Cu}_{2} S + {Al}_{2} S_{3} + 14 {AlCl}_{4}^{-}$ C、为提高电池效率，可以向 $CuS @ C$ 电极附近加入适量 ${Al}_{2} S_{3}$ 水溶液 D、充电时电池负极的反应为 $Al + 7 {AlCl}_{4}^{-} - 3 e^{-} = 4 {Al}_{2} {Cl}_{7}^{-}$

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26. 双极膜(BP)是阴、阳复合膜，在直流电作用下，阴、阳膜复合层间的H₂O解离成H^＋和OH^-。利用双极膜电渗析法和惰性电极电解食盐水可获得淡水、NaOH溶液和盐酸，其工作原理如下图所示，M、N为离子交换膜。下列说法错误的是（）

A、M膜为阴离子交换膜 B、出口2的产物是盐酸 C、若去掉双极膜(BP)，阳极室会有Cl₂生成 D、电路中每转移1 mol电子，两极共得到0.5 mol气体

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27. 一种可充电锂离子电池的示意图如下，已知 ${Li}_{1-x} {CoO}_{2}$ 中 $x<1$ ，下列关于锂离子电池的说法正确的是（）

A、放电时电池总反应为 ${Li}_{1-x} {CoO}_{2} {+Li}_{x} C_{6} {=LiCoO}_{2} {+C}_{6}$ B、放电时， ${Li}^{+}$ 在电解质中由负极通过A膜向负极迁移 C、充电时，若转移1mol $e^{-}$ ，左侧电极将增重 $7x g$ D、充电时，阳极的电极反应式为 ${LiCoO}_{2} {-xe}^{-} {=Li}_{1-x} {CoO}_{2} {+xLi}^{+}$

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三、填空题

28. 工业上常用高浓度的K₂CO₃溶液吸收CO₂ ，得溶液X，再利用电解法使K₂CO₃溶液再生，其装置示意图如下：

(1)、在阳极区发生的反应包括和H⁺+HCO₃^-＝H₂O+CO₂↑。

(2)、简述CO₃^2-在阴极区再生的原理

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29. 原电池是化学对人类的一项重大贡献。某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置：

①a和b不连接时，烧杯中现象是。

②a和b用导线连接，Cu极为原电池极(填“正”或“负”)，电极反应式为：；溶液中H⁺移向(填“Cu”或“Zn”)极。电池总反应式为：。

③若电解质溶液改为AgNO₃溶液，当转移0.2mol电子时，则理论上Cu片质量变化为g。

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四、实验探究题

30. 某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。

(1)、如图1为某实验小组依据氧化还原反应设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12g，导线中通过mol电子。

(2)、其它条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图2所示。甲装置铜丝电极反应为；乙装置中与铜线相连石墨电极上发生的反应式为。

(3)、电化学降解 ${NO}_{3}^{-}$ 的原理如图3所示，电源正极为(填“a”或“b”)；若总反应为4 ${NO}_{3}^{-}$ +4H⁺ $\underline{\underline{电解}}$ 5O₂↑+2N₂↑+2H₂O，则阴极反应为。

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31. 实验小组探究不同浓度

{CuCl}_{2}

溶液的电解反应。分别用石墨电极电解

0 {.1mol/CuCl}_{2}

溶液和

{5mol/LCuCl}_{2}

溶液，记录实验现象如下表。

实验装置

实验编号及试剂

实验现象

① $0 {.1mol/CuCl}_{2}$ 溶液(蓝色)

阳极：产生有刺激性气味的气体

阴极：电极上有红色固体析出

② ${5mol/LCuCl}_{2}$ 溶液(绿色)

阳极：产生有刺激性气味的气体

阴极：电极上有少量红色固体和白色固体析出，同时电极附近液体变为黑色

(1)、经检验，阳极产生的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。①中电解反应的化学方程式为。

(2)、Ⅰ．探究②中产生白色固体的原因。

查阅资料：

i．阴极附近的白色固体为 $CuCl ， K_{sp} (CuCl) = 1.2 \times 10^{- 6}$ ；

ii． ${Cu}^{+}$ 在水溶液中单独存在时不稳定，容易发生反应： ${2Cu}^{+} (aq) ⇌_{}^{} {Cu(s)+Cu}^{2+} (aq)$ 。

结合资料分析CuCl产生的路径有如下两种可能：

路径1：阴极发生电极反应分两步：

i．

ⅱ． ${Cu}^{+} {+e}^{-} =Cu$ ，同时伴随反应 ${Cu}^{+} {+Cu}^{-} =CuCl ↓$ ，生成白色沉淀。

(3)、路径2：阴极发生电极反应

{Cu}^{+} {+e}^{-} =Cu

，而后发生反应a：(写出离子方程式)，生成白色沉淀。同学们通过实验证明反应a可以发生，其实验操作和现象是。

(4)、Ⅱ．探究②中阴极区液体中黑色物质的成分。

进一步查阅资料，提出以下猜想。

猜想1．生成氢氧化铜，进而转化为极细小的氧化铜；

猜想2．生成铜的速率快，形成黑色纳米铜；

猜想3．发生反应 ${Cu}^{2+} {+Cu}^{+} {+4Cl}^{-} {+H}_{2} O ⇌_{}^{} {[Cu (II) {Cu(I)Cl}_{4} (H_{2} O)]}^{-}$ (棕黑色)。

若猜想1成立，则阴极一定还存在的电极反应是。

取2mL黑色液体于试管中，分别加入不同试剂，记录实验现象如下表。

实验编号	③	④	⑤
加入试剂	4mL浓 ${HNO}_{3}$	4mL浓HCl	${4mLH}_{2} O$
实验现象	溶液变澄清，呈绿色，试管口有浅红棕色气体生成	黑色液体颜色变深	溶液变澄清，呈绿色，同时出现少量白色沉淀

(5)、甲同学根据实验③产生的现象得出结论：黑色液体中一定有纳米铜。乙同学认为甲同学的结论不合理，他做出判断的依据是。

(6)、由上述实验可得到的关于黑色物质成分的结论是。

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32.

(1)、I．亚铁是血红蛋白重要组成成分，起着向人体组织传送O₂的作用，如果缺铁就可能出现缺铁性贫血，但是摄入过量的铁也有害。下面是一种常见补药品说明书中的部分内容：该药品含Fe²⁺33%～36%，不溶于水但能溶于人体中的胃酸：与Vc(维生素C)同服可增加本品吸收。
甲同学设计了以下实验检测该补铁药品中是否含有Fe²⁺并探究Vc的作用：

加入KSCN溶液后溶液变为淡红色，说明溶液中有少量Fe³⁺。药品说明书中“与V_c同服可增加本品吸收”，通过探究，说明Vc具有性。

(2)、乙同学采用在酸性条件下用高锰酸钾标准溶液滴定的方法测定该药品是否合格，准确称量上述药品10.00g，将其全部溶于试剂2中，配制成1000mL溶液，取出20.00mL，用0.0200mol/L的KMnO₄溶液滴定，用去KMnO₄溶液12.00mL。
①该实验中的试剂2与甲同学设计的实验中的试剂1都可以是(填序号)。

A．蒸馏水 B．稀盐酸 C．稀硫酸 D．稀硝酸

②请计算该药品含“铁”的质量分数为(保留三位有效数字)。

(3)、II．二氧化氯(ClO₂)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。利用食盐水制取ClO₂的工业流程如下图所示：

下图为用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO₂的装置。写出阳极产生ClO₂的电极反应式：。电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为mol。

(4)、用于电解的食盐水，需先除去其中的SO $_{4}^{2-}$ 等杂质，除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的BaCl₂ ，至沉淀不再产生后，再加入过量的Na₂CO₃ ，若溶液中c(Ba²⁺)=1x10^-5时，c(CO $_{3}^{2-}$ ) ∶c(SO $_{4}^{2-}$ )=(已知：K_sp(BaSO₄)= 1.0 ×10^－¹⁰ ， K_sp(BaCO₃)= 5.0 ×10^－⁹)。

(5)、②发生器中生成ClO₂的化学方程式为。

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33. Cl₂及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途。

(1)、25℃时将氯气溶于水形成氯气-氯水体系，该体系中Cl₂（aq）、HClO和ClO^-分别在三者中所占分数（α）随pH变化的关系如图1所示：

①已知HClO的杀菌能力比ClO^-强，由图分析，用氯气处理饮用水时，pH=7.5与 pH=6时杀菌效果强的是。

②氯气-氯水体系中，存在多个含氯元素的平衡关系，分别用平衡方程式表示为。

(2)、ClO₂是一种新的消毒剂，工业上可用Cl₂氧化NaClO₂溶液制取ClO₂ ，写出该反应的化学方程式。

(3)、工业上还可用下列方法制备ClO₂ ，在80℃时电解氯化钠溶液得到NaClO₃ ，然后与盐酸反应得到ClO₂ ．电解时，NaClO₃在极（填阴或阳）生成，生成 ${ClO}_{3}^{-}$ 的电极反应式为。

(4)、一定条件下，在水溶液中 1mol Cl^-、1mol ${ClO}_{x}^{-}$ （x=1，2，3，4）的能量大小与化合价的关系如图2所示：

①从能量角度看，C、D、E中最不稳定的离子是（填离子符号）。

②B→A+D反应的热化学方程式为（用离子符号表示）。

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五、综合题

34.

(1)、Ⅰ. 装置如图所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：

若AB电源是甲醇在酸性环境的燃料电池，则甲中C极的电极反应式为。

(2)、若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成，对应单质的物质的量之比为。

(3)、丙是一个给铜件镀银的装置，当乙中溶液的c(OH^-)=0.1mol/L时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为 g。

(4)、Ⅱ.某同学用稀硝酸和铜反应制NO，发现化学反应速率较慢，因此改用浓硝酸按下图所示装置制取NO。

浓硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，原因是。

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35. 目前，消除二氧化硫（ ${SO}_{2}$ ）和氮氧化物（ ${NO}_{x}$ ）对大气污染有多种方法。

(1)、处理 ${NO}_{x}$ 的一种方法是利用氨气还原法将 ${NO}_{x}$ 还原为 $N_{2}$ 和 $H_{2} O(g)$ 。已知还原1molNO约放出451.7kJ的热量，则该反应的热化学方程式为。

(2)、全钒氧化还原液流电池，是优秀绿色环保储能电池。其电池总反应为： $V^{3+} {+VO}^{2+} {+H}_{2} O$ $⇌_{充电}^{放电}$ ${VO}_{2}^{+} {+2H}^{+} {+V}^{2+}$ 。放电过程中， $H^{+}$ 向迁移（填“正极区”或“负极区”），其正极反应式为。充电时阴极反应式为。

(3)、降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应： $2NO(g)+2CO(g) ⇌ N_{2} {(g)+2CO}_{2} (g)$ $Δ H <0$ 。
①该反应的化学平衡常数表达式为K=。

②若在一定温度下，将2molNO，1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示。则前20min内用CO₂的浓度变化表示的反应平均速率为。

③20min时，若改变反应条件，导致N₂浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是（填序号）。

A．加入催化剂 B．降低温度 C．缩小容器体积 D．增加 ${CO}_{2}$ 的量

(4)、利用 ${Fe}^{2+}$ 、 ${Fe}^{3+}$ 的催化作用，常温下将 ${SO}_{2}$ 转化 ${SO}_{4}^{2-}$ 而实现 ${SO}_{2}$ 的处理（总反应为 ${2SO}_{2} {+O}_{2} {+2H}_{2} {O=2H}_{2} {SO}_{4}$ ）。已知，含 ${SO}_{2}$ 的废气通入含 ${Fe}^{2+}$ 、 ${Fe}^{3+}$ 的溶液时，其中一个反应的离子方程式为 ${4Fe}^{2+} {+O}_{2} {+4H}^{+} {=4Fe}^{3+} {+2H}_{2} O$ ，则另一反应的离子方程式为。

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36. 甲醇既是一种绿色能源，又是一种重要的化工原料，应用甲醇可以生产其他的醇、醛、酯等。已知反应：
i. CO₂（g）+ H₂（g） $⇌$ CO（g）+H₂O（g） ΔH₁=+41 kJ·mol^-1 ，

ii. 2CO₂（g）+6 H₂（g） $⇌$ CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g） ΔH₂=-121 kJ·mol^-1 ，

iii. 2CH₃OH（g） $⇌$ CH₃OCH₃（g）+H₂O（g） ΔH₃=-23kJ·mol^-1 ，

回答下列问题：

(1)、CO（g）与H₂（g）合成甲醇的反应：CO（g）+ 2H₂（g） $⇌$ CH₃OH（g） ΔH=kJ·mol^-1 ，该反应的熵变ΔS0（填“>”或“＜”）。

(2)、在甲、乙两个密闭容器中分别通入0.5molCO和1.0molH₂ ，发生合成甲醇的反应，测得平衡体系中某成分的物质的量（n）与压强（p）、温度（T）的关系如下图：

①500K下，反应达到平衡时甲、乙两个容器的容积之比为。

②测得p_总₁=0.2MPa，则500K时反应的平衡常数K_p=MPa^-2（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

③500K时经过20min乙容器内反应达到b点的平衡状态，则0~20min内的平均反应速率v（H₂）=mol·min^-1。

(3)、可利用CO₂为原料通过电解方法制备甲醇，采用的电解质溶液为NaHCO₃水溶液，其阴极反应式为，相比NaOH溶液、Na₂CO₃溶液，采用NaHCO₃水溶液作电解液的原因是。

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37. 上饶市正在创建“全国文明城市”，对碳的化合物做广泛深入的研究并妥善处理具有重要意义。

(1)、I.CO₂与H₂合成甲醇：CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g)。最近采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒，在发展非金属催化剂实现CO₂电催化还原制备甲醇方向取得重要进展，该反应历程如图所示：

容易得到的副产物有CO和CH₂O，其中相对较少的副产物为；上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，主要降低下列变化中(填字母)的能量变化。

A．•OCH₃ $\Rightarrow$ •CH₃OH B．•CO $\Rightarrow$ •OCH

C．•OCH₂ $\Rightarrow$ •OCH₃ D．•CO + •OH $\Rightarrow$ •CO + •H₂O

(2)、II.天然气一个重要的用途是制取H₂ ，其原理为CO₂(g)+ CH₄(g)⇌2CO(g)+2H₂(g)。
在密闭容器中通入物质的量均为 0.1 mol 的CH₄和CO₂ ，在一定条件下发生反应，CH₄的平衡转化率与温度及压强(单位Pa)的关系如图所示。

y点：v(CO)_正v(H₂)_逆(填“大于”“小于”或“等于”)。已知气体分压(p_分)=气体总压(p_总)×气体的物质的量分数。若平衡时气体的总压强为3×10⁶Pa，求x点对应温度下反应的平衡常数Kp=Pa²。

(3)、天然气中少量的杂质通常用氨水吸收，产物为硫氢化铵。一定条件下向硫氢化铵溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生。写出再生反应的化学方程式：。

(4)、III.利用铜基配合1，10-phenanthroline-Cu催化剂电催化CO₂还原制备碳基燃料(包括CO、烷烃和酸等)是减少CO₂在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段，其装置原理如图所示。

电池工作过程中，阴极的电极反应式为。

(5)、每转移0.2mol电子，阳极室溶液质量减少g。

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38. “化学链燃烧技术”可以提高燃料的燃烧效率，其基本原理是借助载氧剂(如金属氧化物等)将燃料与空气直接接触的传统燃烧反应分解为几个气固反应，燃料与空气不用接触，由载氧剂将空气中的氧气传递给燃料。回答下列问题：

(1)、CH₄用NiO作载氧体的化学链燃烧示意图如下：

主要热化学反应如下：

I.2Ni(s)+O₂(g)=2NiO(s) ∆H=-479.8kJ∙mol^-1

II.CH₄(g)+4NiO(s)=CO₂(g)+2H₂O(l)+4Ni(s) ∆H=+68.9kJ∙mol^-1

①CH₄的燃烧热是。

②与直接燃烧CH₄相比“化学链燃烧”的优点为。

a.燃烧等质量的CH₄ ，放出的热量多

b.有利用于二氧化碳的分离与回收

c.燃烧等质量的CH₄ ，消耗的O₂少

(2)、用FeO作载氧剂部分反应的lgK_p与温度的关系如图所示。［已知：平衡常数K_p是用平衡分压(平衡分压=总压x物质的量分数)代替平衡浓度］

①R点对应温度下向某恒容密闭容器中通入1.0molCO和0.2molCO₂ ，并加入足量的FeO，只发生反应a：CO(g)+FeO(s)=CO₂(g)+Fe(s)，则CO的平衡转化率为。

②若某恒容密闭容器中只发生反应b和c，平衡时对应上图中Q处时，容器中气体分压p(X)间应满足的关系是。

(3)、在T℃下，向某恒容密闭容器中加入1molCH₄(g)和足量的FeO(s)进行反应：CH₄(g)+4FeO(s)⇌4Fe(s)+2H₂O(g)+CO₂(g)。反应起始时压强为P_o ，达到平衡状态时容器的气体压强是起始压强的2倍。
①T℃下该反应的K_p=。

②其他条件不变，若将该容器改为恒压密闭容器，则此时CH₄的平衡转化率(填“增大”“减小”或“不变”)。

(4)、利用电解装置可实现CH₄和CO₂两种分子的耦合转化其原理如图所示。

①写出生成乙烯的电极反应式为：。

②若生成的乙烯和乙烷的体积比为1：2，则消耗的CH₄和CO₂体积比为。

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