2018届高考化学大一轮复习检测-第十单元原电池　化学电源（有答案）

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2018届高考化学大一轮复习检测-第十单元原电池　化学电源（有答案）

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第十单元　原电池　化学电源
　　测试时间：90分钟　　　满分：100分
第Ⅰ卷(选择题，共50分)
一、选择题(本大题共20小题，每小题2.5分，共50分。每小题只有一个选项符合要求)
1．[2016•西安联考]2016年8月16日凌晨，我国将世界首颗量子科学实验卫星发射升空。下列有关说法错误的是(　　)
A．为卫星供电的太阳能帆板(与太阳能电池原理相似)主要由晶体硅制成
B．太阳能帆板能将化学能转化为电能
C．火箭发射时常用的高能燃料是肼(N2H4)
D．以先进复合材料替代传统材料可减轻卫星的质量
答案　B
解析　卫星是靠火箭送入太空的，火箭发射时常用的高能燃料是肼，太阳能帆板是将太阳能直接转化为电能。
2．[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　该电池中Mg作负极，失去电子发生氧化反应，生成Mg2＋，A项正确；正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－，B项错误；电池放电时，Cl－从正极向负极移动，C项正确；在负极，Mg会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，D项正确。
3．[2016•莱芜模拟]铅蓄电池反应原理为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)放电充电2PbSO4(s)＋2H2O(l)，下列说法正确的是(　　)
A．放电时，负极的电极反应式为Pb－2e－===Pb2＋
B．放电时，正极得电子的物质是PbO2
C．充电时，电解质溶液中硫酸浓度减小
D．充电时，阴极的电极反应式为PbSO4－2e－＋2H2O===PbO2＋4H＋＋SO2－4
答案　B
解析　A项，放电时，该原电池的负极材料是铅，铅失电子发生氧化反应，电极方程式为Pb＋SO2－4－2e－===PbSO4，故A错误；B项，放电时，为原电池反应，由化合价变化可知PbO2被还原生成PbSO4，则正极得电子的物质是PbO2，故B正确；C项，由方程式可知，充电时，消耗水，生成硫酸，电解质溶液中硫酸浓度增大，故C错误；D项，充电时，阴极发生的反应是PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4，为还原反应，故D错误。
4．[2016•浙江高考]金属(M)空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：

4M＋nO2＋2nH2O===4M(OH)n
已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是(　　)
A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面
B．比较Mg、Al、Zn三种金属空气电池，Al空气电池的理论比能量最高
C．M空气电池放电过程的正极反应式：4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4ne－===4M(OH)n
D．在Mg空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜
答案　C
解析　A项，采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积，且有利于氧气扩散至电极表面，正确；B项，根据“已知”信息知铝的比能量比Mg、Zn的高，正确；C项，由图可知，采用阴离子交换膜，Mn＋不会转移到正极参加反应，正极反应式应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误；D项，为了避免正极生成的OH－移至负极，应选用阳离子交换膜，正确。
5．[2016•廊坊统考]某实验小组依据反应AsO3－4＋2H＋＋2I－AsO3－3＋I2＋H2O设计如图1所示的原电池，探究pH对AsO3－4氧化性的影响。测得电压与pH的关系如图2。下列有关叙述错误的是(　　)

A．调节pH可以改变反应的方向
B．pH＝0.68时，反应处于平衡状态
C．pH＝5时，负极反应式为2I－－2e－===I2
D．pH>0.68时，氧化性I2>AsO3－4
答案　C
解析　根据反应AsO3－4＋2H＋＋2I－AsO3－3＋I2＋H2O知，增大氢离子浓度可使平衡正向移动，减小氢离子浓度可使平衡逆向移动，故调节pH可以改变反应的方向，A项正确；由图2可以看出，当pH＝0.68时，电压为0 V，说明反应处于平衡状态，B项正确；pH＝5时，反应向左进行，负极反应式为AsO3－3－2e－＋H2O===AsO3－4＋2H＋，C项错误；pH>0.68时，反应向左进行，I2是氧化剂，AsO3－4是氧化产物，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，D项正确。
6．[2016•兰州二模] H2S是一种剧毒气体，对H2S废气资源化利用的途径之一是回收能量并得到单质硫，反应原理为2H2S(g)＋O2(g)===S2(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－632 kJ•mol－1。如图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法正确的是(　　)

A．电池工作时，电流从电极a经过负载流向电极b
B．电极a上发生的电极反应式为2H2S－4e－===S2＋4H＋
C．当反应生成64 g S2时，电池内部释放632 kJ热量
D．当电路中通过4 mol电子时，有4 mol H＋经质子膜进入负极区
答案　B
解析　H2S发生氧化反应，电极a是负极，电子从电极a经过负载流向电极b，电流方向与电子流向相反，A项错误；电极a上H2S发生氧化反应生成S2，电极反应式为2H2S－4e－===S2＋4H＋，B项正确；燃料电池中化学能主要转化为电能，C项错误；当电路中通过4 mol电子时，有4 mol H＋经质子膜进入正极区，D项错误。
7．[2016•福建联考]我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展，利用如图装置可发生反应：H2S＋O2===H2O2＋S↓。

已知甲池中发生的反应为：

下列说法正确的是(　　)
A．该装置中电能转化为光能
B．H＋从甲池移向乙池
C．甲池中碳棒上发生的电极反应为AQ＋2H＋－2e－===H2AQ
D．乙池溶液中发生的反应为H2S＋I－3===3I－＋S↓＋2H＋
答案　D
解析　该装置中光能转化为化学能、化学能转化为电能，A项错误；根据图示可知，H＋从乙池移向甲池，B项错误；甲池中碳棒上发生的电极反应为AQ＋2H＋＋2e－===H2AQ，C项错误；乙池中I－转化为I－3，I－3与H2S发生反应：H2S＋I－3===3I－＋S↓＋2H＋，D项正确。
8．[2016•洛阳高三统考]乙烯直接氧化法制乙醛的总反应方程式为2CH2===CH2＋O2――→PdCl2－CuCl22CH3CHO。现有人将该反应设计成如图所示的燃料电池，下列有关说法正确的是(　　)

A．该电池可实现化学能与电能之间的相互转化
B．电子移动方向：电极a→磷酸溶液→电极b
C．放电时，电路中每转移0.4 mol电子，溶液中就有0.4 mol H＋向负极迁移
D．该电池负极反应式为CH2===CH2－2e－＋H2O===CH3CHO＋2H＋
答案　D
解析　A项，该电池是燃料电池，不能充电；B项，电子只能由负极经过导线流向正极，不能在溶液中传导；C项，溶液中阳离子(H＋)应向正极迁移；D项，该电池为酸性燃料电池，故正确。
9．[2016•重庆调研]如图所示的微生物原电池利用海水和工业废水发电同时实现海水的淡化和废水处理。以下说法正确的是(　　)

A．X为O2
B．右侧排放的低硝酸根废水pH低于高硝酸根废水
C．电池的外电路电流方向为a→b
D．海水中Cl－等阴离子移向左室，Na＋等阳离子移向右室
答案　D
解析　右侧电极产生氮气，说明N的化合价从＋5降低到0，发生还原反应，所以右侧为正极，则左侧为负极。左侧负极发生氧化反应，则有机物中C的化合价升高，在厌氧菌的作用下转化为CO2，即X应为CO2，A项错误；正极的电极反应式是2NO－3＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，所以处理后的废水中氢离子浓度减小，pH增大，B项错误；电池的外电路中电流从正极流向负极，即b→a，C项错误；海水中Cl－等阴离子移向左室(负极)，Na＋等阳离子移向右室(正极)，D项正确。
10．[2016•海口一中摸底]废水中的乙酸钠和对氯酚( )可以利用微生物电池除去，其原理如图所示(设电极两边溶液分别为1 L)。下列说法中不正确的是(　　)

A．在微生物的作用下，该装置为原电池，B极是电池的负极

C．微生物相当于催化剂，促进了电子的转移
D．电池的总反应实质是对氯酚被乙酸钠还原
答案　B
解析　

11．[2016•河北一模]世界上最小的纳米发动机比盐粒小500倍，它由微型铜铂电池供电，放入Br2的稀溶液中(Br2＋H2OH＋＋Br－＋HBrO)铜铂电池开始工作，整个纳米发动机会朝着铜电极所指的方向运动(如图)。下列说法正确的是(　　)

A．该铜铂电池属于二次电池
B．电子移动方向与纳米发动机移动方向相同
C．铜为铜铂电池的正极
D．铂极发生的电极反应为HBrO＋H＋＋2e－===Br－＋H2O
答案　D
解析　可充电电池才属于二次电池，所以A错误；Cu为负极，电子由Cu极移向Pt极，所以B、C错误。
12．[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)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
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)2－4
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　K＋带正电荷，充电时K＋应该向阴极移动，A项错误；根据该电池放电的总反应可知，放电时消耗OH－，则充电时，OH－浓度应增大，B项错误；放电时，Zn为负极，失去电子生成Zn(OH)2－4，其电极反应为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)2－4，C项正确；消耗1 mol O2转移4 mol电子，故转移2 mol电子时消耗0.5 mol O2,0.5 mol O2在标准状况下的体积为11.2 L，D项错误。
13．[2016•合肥质检]可充电氟镁动力电池比锂电池具有更高的能量密度和安全性，其电池反应为Mg＋2MnF3===2MnF2＋MgF2。下列有关说法不正确的是(　　)
A．镁为负极材料
B．正极的电极反应式为MnF3＋e－===MnF2＋F－
C．电子从镁极流出，经电解质流向正极
D．每生成1 mol MnF2时转移1 mol电子
答案　C
解析　由电池反应知，镁作还原剂，发生氧化反应，镁极为负极，A项不符合题意；电池反应中，三氟化锰发生还原反应，B项不符合题意；电子由负极(镁极)流出经外电路流向正极，C项符合题意；锰元素由＋3价降至＋2价，D项不符合题意。
14．[2016•广东五校联考]太阳能光伏发电系统是被称为“21世纪绿色光源”的半导体照明(LED)系统(如图)。已知发出白光的LED是将GaN芯片和钇铝石榴石(YAG，化学式：Y3Al5O12)芯片封装在一起做成。下列说法中不正确的是(　　)

A．光伏发电是将太阳能转变为电能
B．图中N区半导体为负极，P区半导体为正极，电流从a流向b
C．YAG中钇显＋3价
D．Ga与N在元素周期表中不处于同一主族
答案　B
解析　A项，太阳能光伏发电系统是向外提供电能的装置，即将太阳能直接转化为电能的装置，故A正确；B项，图中N区半导体为负极，P区半导体为正极，电流从正极流向负极即电流从b流向a，故B错误；C项，Y3Al5O12中O元素的化合价为－2价，Al元素的化合价为＋3价，则Y的化合价为＋3价，故C正确；D项，Ga与Al同主族，为第ⅢA族，N为第ⅤA族，则Ga与N在元素周期表中不处于同一主族，故D正确。故选B。
15．[2016•黄石二中月考]有一种锂电池，它是用金属锂和石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中形成的，电池总反应为8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。下列有关叙述中正确的是(　　)
A．金属锂作电池的正极，石墨作电池的负极
B．电池工作过程中，亚硫酰氯被还原为Li2SO3
C．电解质溶液中混入水，对电池反应无影响
D．电池工作过程中，金属锂提供的电子与正极区析出的硫的物质的量之比为4∶1
答案　D
解析　根据电池总反应，可知金属锂发生了氧化反应，作电池的负极，石墨作电池的正极，A项错误；电池工作过程中，亚硫酰氯(SOCl2中的硫元素为＋4价)被还原为S，析出1 mol S需要Li提供4 mol电子，B项错误，D项正确；如果电解质溶液中混入水，则锂与水反应，同时SOCl2也会发生水解，对电池反应有影响，C项错误。
16．[2016•黄冈中学月考]利用如图装置进行实验，开始时，左右两管液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法正确的是(　　)

A．左管中O2得到电子，右管中H＋得到电子
B．一段时间后，左管液面低于右管液面
C．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－3e－===Fe3＋
D．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小
答案　A
解析　左管中铁丝发生吸氧腐蚀，O2得电子，右管中铁丝发生析氢腐蚀，H＋得电子，A项正确；左管中吸收氧气，压强减小，右管中析出氢气，压强增大，故一段时间后，左管液面上升，右管液面下降，左管液面高于右管液面，B项错误；a、b两处铁丝均作负极，电极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋，C项错误；左管中O2得电子，发生反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故a处溶液c(OH－)增大，pH增大，右管中H＋得电子，发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，b处溶液c(H＋)减小，pH增大，D项错误。
17．[2016•四川高考]某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为：Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是(　　)
A．放电时，Li＋在电解质中由负极向正极迁移
B．放电时，负极的电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6
C．充电时，若转移1 mol e－，石墨(C6)电极将增重7x g
D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋
答案　C
解析　电池放电时，阳离子由负极移向正极，A项正确；由放电时的总反应看出，LixC6在负极发生失电子的氧化反应，B项正确；充电反应是放电反应的逆反应，充电时阳极发生失电子的氧化反应：LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，D项正确；充电时，阴极发生得电子的还原反应：C6＋xe－＋xLi＋===LixC6，当转移1 mol电子时，阴极(C6电极)析出1 mol Li，增重7 g，C项错误。
18．[2016•浙江模拟]镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是Ni(OH)2＋M===NiOOH＋MH。
已知：6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－===6Ni(OH)2＋NO－2
下列说法正确的是(　　)
A．NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－
B．充电过程中OH－离子从阳极向阴极迁移
C．充电过程中阴极的电极反应式：H2O＋M＋e－===MH＋OH－，H2O中的H被M还原
D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液
答案　A
解析　A项，利用题干中充电方程式可知该电池放电时，正极反应是NiOOH得电子发生还原反应生成Ni(OH)2，结合原子守恒、电荷守恒可知正极反应为NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，正确；B项，充电时，阴离子移向阳极，错误；C项，充电过程中，阴极上电极反应式：M＋H2O＋e－===MH＋OH－，H2O中的H有一半得电子被还原而不是被M还原，错误；D项，若用KOH溶液、氨水等做电解质溶液，该电池充电后生成NiOOH又与电解质溶液反应生成Ni(OH)2，无法完成充电，错误。
19．[2016•河北五校联考]雾霾中含有氮的氧化物，利用反应NO2＋NH3―→N2＋H2O制作如图所示的电池，用以消除氮氧化物的污染。

下列有关该电池的说法一定正确的是(　　)
A．电极乙为电池负极
B．离子交换膜需选用阳离子交换膜
C．负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O
D．22.4 L(标准状况)NO2被完全处理，转移4 mol电子
答案　C
解析　原电池负极发生氧化反应，故电极甲为负极，电极乙为正极，A项错误；该原电池需要阴离子交换膜，B项错误；负极NH3失电子生成N2，OH－参与反应生成H2O，C项正确；标准状况下NO2为液体，D项错误。
20．[2016•湖南师大附中月考]化学家正在研究尿素动力燃料电池，尿液也能发电。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电。尿素燃料电池结构如图所示，下列有关描述正确的是 (　　)

A．电池工作时，H＋移向负极
B．该电池用的电解质溶液是KOH溶液
C．甲电极反应式为CO(NH2)2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋
D．电池工作时，理论上每去除1 mol CO(NH2)2，消耗33.6 L O2
答案　C
解析　燃料电池中通燃料的一极做负极，通O2的一极做正极，所以甲是负极，乙是正极。A项，原电池装置中，阳离子移向正极，错误；B项，电解质溶液若呈碱性，应该生成CO2－3，而不是CO2，所以溶液呈酸性，错误；D项，由负极的电极反应式，结合得失电子守恒知：每消耗1 mol尿素，则有1.5 mol O2参与反应，但没有说明是在标准状况下，所以无法计算O2的体积，错误。
第Ⅱ卷(非选择题，共50分)
二、非选择题(本大题共4小题，共50分)
21．[2016•北京海淀期末](14分)某课外小组分别用图中所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。

请回答：
Ⅰ.用甲图装置进行第一组实验。
(1)在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu做电极的是________。
A．铝　　　B．石墨　　　C．银　　　D．铂
(2)N极发生反应的电极反应式为________________________________________。
(3)实验过程中，SO2－4________(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象有________________________________。
Ⅱ.用乙图装置进行第二组实验。实验过程中，观察到与第一组实验不同的现象：两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料得知，高铁酸根离子(FeO2－4)在溶液中呈紫红色。
(4)电解过程中，X极区溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe－6e－＋8OH－===FeO2－4＋4H2O和__________________________________。
(6)若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积)，则Y电极(铁电极)质量减少________g。
(7)在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为2K2FeO4＋3Zn===Fe2O3＋ZnO＋2K2ZnO2。该电池正极发生的反应的电极反应式为______________________________。
答案　(除标明外，每空2分)
(1)A
(2)2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－)
(3)从右向左(1分)　滤纸上有红褐色斑点产生(答出“红褐色斑点”或“红褐色沉淀”即可)(1分)
(4)增大
(5)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(6)0.28
(7)2FeO2－4＋6e－＋5H2O===Fe2O3＋10OH－
解析　Ⅰ.(1)甲图中左侧是原电池装置，Zn为负极，Cu为正极，Cu电极也可以换成比Zn活泼性弱的金属或石墨。
(2)甲图中右侧是电解池装置，则M为阳极，N为阴极，H＋在阴极得电子，发生还原反应。
(3)在原电池中阴离子移向原电池的负极，甲图中左侧装置实质是M电极(Fe)被腐蚀，故滤纸上最后会出现Fe(OH)3。
Ⅱ.(4)乙图为电解NaOH溶液的装置，在此装置中X(C)为阴极，Y(Fe)为阳极，电解过程中，溶液中的H＋在X极上放电，故c(H＋)降低，pH增大。
(5)由题干知，Y电极上有气体生成，应为OH－放电得到O2。
(6)电解池中电子守恒，H＋得到的电子等于OH－与铁失去的电子之和，列出方程式即可求解。
22．[2016•哈尔滨三中测试](10分)
Ⅰ.如图所示：

(1)若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的________腐蚀。请写出正极反应式：____________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。
(2)若开始时开关K与b连接时，两极均有气体产生，则N端是电源的________(填“正”或“负”)极，则总反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
Ⅱ.用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。

(1)X极与电源的________(填“正”或“负”)极相连，氢气从________(填“A”“B”“C”或“D”)口导出。
(2)已知离子交换膜只允许一类离子通过，则M为________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。
(3)若制得标准状况下5.6 L氧气，则生成氢氧化钾的质量是________。
答案　Ⅰ.(1)吸氧(1分)　O2＋4e－＋2H2O===4OH－(2分)　(2)负(1分)　2Cl－＋2H2O=====通电Cl2↑＋2OH－＋H2↑(2分)
Ⅱ.(1)正(1分)　C(1分)
(2)阴离子(1分)
(3)56 g(1分)
解析　Ⅰ.(1)与a相连，该装置为原电池，铁为负极，电解液为中性溶液发生吸氧腐蚀。
(2)若与b相连，为电解池，若N是正极，则铁是阳极，自身放电溶解，与题意不符，故N是负极。
Ⅱ.(1)阳极电极式：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极电极式：2H＋＋2e－===H2↑，X处是正极，氢气从C口导出。
(2)阴离子向阳极移动，故M是阴离子交换膜。
(3)n(KOH)＝4n(O2)＝4×5.6 L÷22.4 L/mol＝1 mol，故m(KOH)＝nM＝56 g。
23．[2016•天津河西摸底](16分)某实验小组利用饱和食盐水、导线、直流电源(用“ ”或“ ”表示)、烧杯、灵敏电流计(用“ ”表示)和两个电极棒(分别是M、N)进行电化学实验探究。
甲同学安装好仪器，接好直流电源通电几分钟，发现M处溶液逐渐变浅绿色，过一段时间，溶液变得浑浊且逐渐出现红棕色。
乙同学所用的仪器和甲同学的看上去相同，但接好直流电源通电几秒钟，却闻到一股刺鼻的气味，马上停止通电。
丙同学安装好仪器，线路闭合几秒钟后，却没有发现明显现象，他又很快接入灵敏电流计，发现电流计的指针发生了偏转。
请根据上述同学的实验现象回答以下问题：
(1)M电极棒材料是________(写化学式)，N电极棒材料是________(写化学式)。
(2)在下列虚框内完成对应三个同学的装置图：

(3)按下表要求写出三个同学实验过程中涉及的反应方程式：
要求乙丙
M电极方程式
N电极方程式
总反应方程式离子方程式：

化学方程式：

(4)用化学方程式解释甲同学实验时观察到M处溶液出现浑浊后转为红棕色现象的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)丙同学为了保护M电极不被腐蚀，他可以将N电极棒更换为________(写化学式)。为验证该防护方法有效，他又做下列对比实验：接通电路2 min后，分别在M电极区滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6]溶液，发现没有更换N电极棒的烧杯中的现象是______________________________________，发生反应的离子方程式是________________________________________，他还可选用的检验试剂是____________________。
答案　(每空1分)
(1)Fe　C(或Pt等惰性电极)
(2)
(3)2H＋＋2e－===H2↑　Fe－2e－===Fe2＋
2Cl－－2e－===Cl2↑　O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2Cl－＋2H2O=====电解Cl2↑＋H2↑＋2OH－
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(5)Zn(合理即可)　溶液中产生蓝色沉淀
3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓
酸性KMnO4溶液(或KSCN溶液和氯水)
解析　(1)从甲同学的实验现象看，M电极是铁；乙同学的实验中得到的气体是Cl2，被氧化的是Cl－，则阳极是惰性电极。
(2)甲实验中M电极做阳极，乙实验中M电极做阴极，丙实验不是电解，但实验中产生了电流，所以丙装置是原电池。
(3)乙实验是用惰性电极电解饱和食盐水，丙实验相当于是铁的吸氧腐蚀。
(4)甲实验中电解生成的Fe(OH)2被氧气氧化为Fe(OH)3。
(5)要使M电极不被腐蚀，应将N电极换成比铁活泼的金属。没有更换N电极棒的烧杯中，Fe被氧化为Fe2＋，只要加入能与Fe2＋反应且产生明显实验现象的物质，都能满足要求。
24．[2016•冀州中学期中](10分)卫星正常工作，电源系统是必不可少的，卫星上采用的电源主要有太阳能电池电源、化学电源。当卫星飞到日照区时，太阳能电池一方面给卫星上的仪器供电，同时向蓄电池充电，把电能储存起来，当卫星飞到阴影区时，由蓄电池给卫星供电。图1是卫星能量转化示意图，图2是钒蓄电池工作原理示意图。当为钒蓄电池充电时，惰性电极a、b分别连接太阳能电池的正极和负极。请根据图1、图2回答下列问题：

(1)图1的水电解系统中，加入Na2SO4的作用是______________________。

(2)图1的氢氧燃料电池电解质溶液为KOH，则该电池负极的电极反应式为__________________________________________。
(3)图2蓄电池放电时负极反应式为____________________________________________。
(4)图2蓄电池放电时，H＋从________槽迁移进入________槽。(填写“左”或“右”)
(5)图2蓄电池利用太阳能电池充电时a极的电极反应式为____________________________________。
(6)假设放电过程中消耗28%的稀硫酸的质量为49 g，利用图1中水电解系统得到的气体构成的燃料电池对该蓄电池充电，其电能转化率为70%，当钒蓄电池恢复到起始状态时，太阳能消耗的H2O的质量为________g。
答案　(1)增强溶液导电性(1分)
(2)H2＋2OH－－2e－===2H2O(1分)
(3)V2＋－e－===V3＋(2分)
(4)右(1分)　左(1分)
(5)VO2＋－e－＋H2O===VO＋2＋2H＋(2分)
(6)1.8(2分)
解析　(1)Na2SO4属于强电解质，在溶液中完全电离，使溶液中离子浓度增大，且Na＋、SO2－4不参与电极反应，故其作用是增强溶液导电性。
(2)氢氧燃料电池中H2作负极，在碱性条件下转化成H2O，其电极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O。
(3)已知充电时，惰性电极a、b分别连接太阳能电池的正极和负极，故a极为阳极，b极为阴极，则放电时，b极为负极，根据题图2，蓄电池放电时负极反应式为V2＋－e－===V3＋。
(4)放电时，a为正极，b为负极，阳离子向原电池的正极移动，所以H＋从右槽向左槽迁移。
(5)利用太阳能电池充电时a极为阳极，其电极反应式为VO2＋－e－＋H2O===VO＋2＋2H＋。
(6)钒蓄电池放电时的总反应为VO＋2＋2H＋＋V2＋===VO2＋＋V3＋＋H2O，根据题意，消耗的n(H2SO4)＝28%×49 g98 g•mol－1＝0.14 mol，则放电过程中转移电子的物质的量n(e－)＝0.14 mol，太阳能分解水发生反应：2H2O===2H2↑＋O2↑，反应转移4e－，用该氢氧燃料电池为蓄电池充电，当钒蓄电池恢复到起始状态时，根据得失电子守恒可得消耗H2O为0.07 mol，m(H2O)＝0.07 mol×18 g•mol－1＝1.26 g，由于其电能转化率为70%，故实际消耗H2O的质量＝1.26 g70%＝1.8 g。