4.2.电解池课后习题2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
一、单选题
1．化学研究人员开发出一种生产石灰乳的绿色工艺，其装置如下图所示。装置工作时，下列说法错误的是
A．电能转变为化学能
B．X膜为阴离子交换膜
C．阴极区溶液的pH不断变大
D．a极上的电极反应式为2H2O-4e- =4H++O2↑
2．将的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铅条均除去了氧化膜)
A． B．
C． D．
3．下列叙述中正确的是
①电解池是将化学能转变成电能的装置
②原电池是将电能转变成化学能的装置
③金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化
④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理有可能实现
⑤电镀过程相当于金属的“迁移”，可视为物理变化
⑥铁与H2SO4反应时，加入少量ZnSO4溶液时，可使反应加速
A．①②③④ B．③④ C．③④⑤ D．③④⑥
4．利用Ce(SO4)2溶液处理尾气中的SO2和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3的流程如图：
下列说法正确的是
A．“装置I”所得NaHSO3溶液pH<7，则溶液中：c(SO)>c(H2SO3)
B．“装置II”中每消耗1molCe4+可吸收22.4LNO
C．“装置III”为电解槽，阴极反应为2HSO-2e-=S2O+2OH-
D．“装置IV”所得NH4NO3溶液中存在c(NH)+c(H+)=c(NO)
5．对装置或过程能实现电能转化为化学能的是
A B C D
太阳能电池 燃气燃烧 电池充电 水力发电
A．A B．B C．C D．D
6．如图实验装置，其中按要求设计正确的是( )
A．铜锌原电池 B．电解饱和食盐水
C．电镀银 D．电解精炼铜
7．用下列装置进行相应的实验，能达到实验目的的是
A B C D
观察气泡鉴别乙醇与甲醚() 在铁上镀铜 关闭a、打开b，检查装置气密性 测定KI溶液的浓度
A．A B．B C．C D．D
8．如图是电解饱和食盐水的装置，a为石墨电极．b为Fe电极。下列判断正确的是
A．a为正极，b为负极
B．a极上有氢气放出
C．b极上有氯气放出
D．b极附近溶液显碱性
9．混合氧化物作为电解电极反应催化剂，电解还原，电解池结构如下图所示，下列说法不正确的是
A．电极B为阳极，发生氧化反应
B．电解时，向电极A移动
C．电解过程中将发生与的竞争电化学反应
D．催化的可能机理：，
10．下列说法不正确的是
A．在接触室里用98.3%的浓硫酸吸收SO3，目的是防止形成酸雾便于SO3吸收完全
B．工业制玻璃和炼铁过程中都要加入石灰石，目的是除去杂质二氧化硅
C．工业制备和提纯硅的三步化学反应都是氧化还原反应
D．氯碱工业得到的产品可以用来制盐酸
11．近日，上海交通大学周保学教授等人提出了一种如图所示的光电催化体系，该体系既能将SO2转化时所释放的化学能用于驱动阴极H2O2的高效生成，也可以实现烟气脱SO2。则下列说法错误的是
A．阴极反应为：2H++O2+2e-=H2O2
B．随着反应的进行，阳极区pH降低
C．每生成1 mol SO，伴随着1 mol H2O2的生成
D．电解液中有2个离子交换膜，阳极区的为阳离子交换膜，阴极区的为阴离子交换膜
12．一种新型可充电钠离子电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．放电时，Mo箔为正极
B．充电时，通过交换膜从右室移向左室
C．放电时，外电路中通过0.1mol电子时，左室中生成
D．充电时，阴极反应为
13．下列描述中不符合生产实际的是（ ）
A．电解水制氢气时，用铜作阳极 B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
14．近年我国取得让世界瞩目的科技成果，化学功不可没，下列说法正确的是
A．中国天眼FAST用到的高性能碳化硅是一种新型的有机高分子材料
B．第三代核电“华龙一号”落户福建，核反应属于化学反应
C．国家速滑馆“冰丝带”使用的碲化镉光伏发电属于电解池原理
D．由二氧化碳合成淀粉的人工全合成技术，让化解粮食危机成为了可能
15．如图所示为用固体二氧化钛生产海绵钛的装置示意图，其原理是中的氧解离进入熔融盐中而得到纯钛。下列说法正确的是
A．a极是正极，石墨极是阴极 B．反应后，石墨电极的质量不发生变化
C．电解过程中，均向a极移动 D．阴极的电极反应式为
16．下列说法中，正确的是
A．已知S(g)+O2(g)=SO2(g) △H1，S(s)+O2(g)=SO2(g) △H2，则△H1＞△H2
B．合成氨工业控制温度为773K是为了尽可能提高平衡转化率
C．氯碱工业生产中使用的是阳离子交换膜电解槽
D．增大反应物浓度，活化分子百分数增加，有效碰撞次数增多，反应速率增大
17．用NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．所含共价键数目均为NA的白磷和甲烷的物质的量相等
B．向含1molCl-的NH4Cl溶液中加入适量氨水使溶液呈中性，此时溶液中数目为NA
C．2molSO2与1molO2在密闭容器中充分反应后，容器中的分子总数为2NA
D．用铜作电极电解饱和NaCl溶液，当电路上通过0.2mole-时，阴、阳两极产生的气体分子总数为0.2NA
18．关于下列装置的说法正确的是
A．装置①锌电极发生还原反应
B．若装置②用于铁棒镀铜，则极为铁棒
C．装置①中盐桥内的移向溶液
D．若装置②用于电解精炼铜，溶液中的浓度保持不变
19．双极膜在直流电场的作用下，能将水解离为和OH—，并实现其定向通过。将3—氯—1，2—丙二醇的水溶液通过膜M与双极膜间的电渗析室可得到缩水甘油。下列说法中错误的是
A．装置工作时，电渗析室发生的反应→+HCl是氧化反应
B．通电前后，电渗析室内溶液的pH几乎不变
C．Cl—从电渗析室通过阴离子交换膜M迁移到阳极
D．反应生成1mol缩水甘油转移1mol电子
20．高铁酸钠Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列说法正确的是
A．阳极反应式：Fe+6e-+8OH-=FeO+4H2O
B．a是阴离子交换膜
C．甲溶液可循环利用
D．中间隔室溶液pH增大
21．钠离子电池以其低成本、高安全性等成为锂离子电池的首选“备胎”，其工作原理为：。下列说法正确的是
A．放电时，嵌入铝箔电极上，Mn元素被氧化
B．放电时，外电路中每转移，理论上碳基材料质量增加4.6g
C．充电时，b极为阴极，其电极反应为
D．该电池在充放电过程中，依靠钠离子在两极反复脱嵌和嵌入，未发生氧化还原反应
22．锂离子电池及其迭代产品依然是目前世界上主流的手机电池。科学家近期研发的一种新型的Ca—LiFePO4可充电电池的原理示意图如图，电池反应为：，下列说法正确的是
A．放电时，钙电极为负极，发生还原反应
B．充电时，/电极的电极反应式为
C．锂离子导体膜的作用是允许Li+和水分子通过，同时保证Li+定向移动以形成电流
D．充电时，当转移0.2mol电子时，理论上阴极室中电解质的质量减轻4.0g
23．铜、银位于周期表中第ⅠB族。铜、硫酸铜、硝酸银、银氨溶液是实验室常用的含铜或银的化学试剂。从废定影液[主要含有、、、等微粒]中回收Ag和的主要步骤：向该废定影液中加入氢氧化钠调节pH在7.5~8.5之间，然后再加入稍过量溶液沉银，过滤、洗涤及干燥，灼烧制Ag；滤液中通入氧化，用苯萃取分液。下列化学反应表示正确的是
A．硫酸铜溶液中加入小粒金属钠：
B．用铜电极电解硫酸铜溶液：
C．稀硝酸洗涤做过银镜反应的试管：
D．多余的用硝酸处理：
24．科学家研制出一种高性能水系酸碱双液锌－溴二次电池，其总反应为：，中间的双极性膜(BPM)能隔开酸碱双液且能允许通过，如图所示。下列说法正确的是
A．放电时，向锌极电极迁移
B．放电时，负极区的pH减小
C．充电时，锌与外接电源正极相连，将电能转化为化学能
D．充电时，石墨电极发生反应：
25．羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO2、H2O的原电池一电解池组合装置(如图所示)，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是
A．甲池为化学能转化为电能的装置，其中a极为正极
B．工作一段时间，b极区pH减小
C．乙池装置中c、d两极共产生气体11.2L ( 标准状况)时，电路中共转移1. 4mol e-
D．d极区发生的电极反应： H2O-e-= ·OH +H+
二、填空题
26．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。请按要求回答相关问题：
(1)甲是燃料电池，通入甲烷的电极作 极填“正”或“负”，电极反应式为 。
(2)乙是 池，石墨极的电极反应式为
(3)丙中粗铜作 极填“阴”或“阳”，若在标准状况下，有氧气参加反应，丙装置中析出精铜的质量为 g。
27．Ⅰ.用碳棒作电极，在Na+、Cu2+、Cl－、等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式：
(1)当阴极放出H2，阳极放出O2时，电解质是 ；
(2)当阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质是 ；
(3)当阴极放出H2，阳极放出Cl2时，电解质是 。
Ⅱ.在铜的精炼工业中，如果用电解方法精炼粗铜，则阳极是 ，通电一段时间后，电解液中的c(Cu2+) (填“变大”“不变”或“变小”)
Ⅲ.用惰性电极电解下列溶液(足量)，一段时间后，再加入一定质量的另一物质(中括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是
A．NaCl [盐酸] B．NaOH [H2O] C．CuCl2 [HCl] D．CuSO4 [Cu(OH)2]
28．某同学使用石墨电极，在不同电压(x)下电解pH=1的0.1 mol·L－1 FeCl2溶液，实验记录如下(a、b代表电压值，且a>b)：
序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物
Ⅰ x≥a 电极附近出现黄色，有气泡产生 有Fe3＋、有Cl2
Ⅱ a>x≥b 电极附近出现黄色，无气泡产生 有Fe3＋、无Cl2
Ⅲ b>x>0 无明显变化 无Fe3＋、无Cl2
(1)用 溶液(填化学式)检验出溶液中含Fe3＋。
(2)由上述实验猜测，Fe3+生成可能的原因：①Fe2+在 极放电，② (用离子方程式表示)
(3)Ⅱ中虽未检验出Cl2，但Cl－在阳极是否放电仍需进一步验证。某同学又做了以下实验，记录如下：
序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物
Ⅳ ___________ 无明显变化 有Cl2
Ⅴ ___________ 无明显变化 无Cl2
①实验选择电解的溶液为pH=1浓度为 mol/L的 (填化学式)溶液。
②Ⅳ中检验Cl2的实验方法： 。
③与Ⅱ对比，得出的结论：通过控制电压，证实了产生Fe3＋的两种原因都成立；且低电压下，Fe2+优于Cl－放电，那么请把上表的电压数据补充完整：Ⅳ： ， Ⅴ：c>x≥b。
参考答案：
1．B
【详解】A．该装置是电解池，将电能转变为化学能，A项正确；
B．根据图中信息，左侧加入碳酸钙，中间生成氢氧化钙，左侧生成钙离子向中间移动，则X膜为阳离子交换膜，B项错误；
C．阴极区氢氧根不断向中间移动，水中氢离子不断被消耗，溶液的pH变大，C项正确；
D．a极上水中氢氧根失去电子生成氧气，电极反应式为，产生的氢离子溶解碳酸钙，D项正确；
答案选B。
2．B
【分析】根据总反应式，铝作负极，被氧化，发生氧化反应，其电极反应式为，正极可以为活泼性小于铝的金属或者惰性电极，其反应式为。
【详解】A．装置中，Al作负极，负极反应式为，故A错误；
B．装置中，Al作负极，电极反应式为，Cu作正极，电极反应式为；故B正确；
C．装置中Al作负极，电极反应式为，Cu作正极，电极反应式为，故C错误；
D．此装置为电解池装置，其原理为电能转化为化学能，故D错误；
故选B。
3．B
【详解】①电解池是将电能转变成化学能的装置，错误；②原电池是将化学能转变成电能的装置，错误；③金属和石墨导电靠的是电子的定向移动，均为物理变化，电解质溶液导电靠的是离子的定向移动，有电子的得失，是化学变化，正确；④通过外加直流电源，迫使一些不能自发进行的氧化还原反应发生，正确；⑤电镀过程有阳极金属材料的溶解，有溶液中的离子在阴极的析出，有电子的得失，错误；⑥铁不能置换出锌，所以不能构成原电池，反应速率不能加快，错误；正确答案：B；
点睛：电镀的过程不是物理过程，它是金属在阳极溶解，溶液中的离子在阴极析出的过程，发生了氧化还原反应。
4．A
【分析】尾气通过氢氧化钠二氧化硫转化为亚硫酸氢盐，一氧化氮再通过Ce(SO4)2溶液吸收转变为亚硝酸根离子、硝酸根离子、Ce3+离子，通过装置III得到Ce3+、S2O，亚硝酸根离子、硝酸根离子进入装置IV和氨气、氧气反应转化为硝酸铵。
【详解】A．“装置I”所得NaHSO3溶液pH<7，则溶液中亚硫酸根离子电离大于水解，说明c(SO)>c(H2SO3)，A正确；
B．不确定是否为标况，不能计算吸收一氧化氮的量，B错误；
C．“装置III”为电解槽，阴极发生得到电子的还原反应，不是氧化反应，C错误；
D．“装置IV”所得NH4NO3溶液中根据电荷守恒存在c(NH)+c(H+)=c(NO)+c(OH-)，D错误；
故选A。
5．C
【详解】A．太阳能电池将太阳能转化为电能，A不符合题意；
B．燃气燃烧主要是将化学能转化为热能，B不符合题意；
C．电池充电时为电解池，将电能转化为化学能，C符合题意；
D．水力发电是将机械能转化为电能，D不符合题意；
综上所述答案为C。
6．A
【详解】A．金属性锌强于铜，Zn为负极，Cu为正极，图中构成Cu、Zn原电池，产生的电流由正极流向负极， A正确；
B． Fe与电源正极相连为阳极，铁失去电子，则阳极不生成氯气，不能利用淀粉KI溶液检验氯气的生成，不合理，B错误；
C．电镀银时，Ag为阳极，镀件为阴极，电解质溶液为硝酸银，不能是硝酸钠，不合理，C错误；
D．粗铜精炼时，粗铜为阳极，纯铜为阴极，图中与之相反，不合理，D错误；
答案选A。
7．A
【详解】A．乙醇能和钠反应生成氢气，甲醚不能和钠反应，A正确；
B．在铁上镀铜应该用铜做阳极铁做阴极，B错误；
C．由于漏斗和烧瓶中的压强始终相同，液体可一直顺利滴下，因此无法检查气密性，C错误；
D．溴水有酸性和强氧化性，应该装在酸式滴定管中，D错误；
故选A。
8．D
【详解】A．根据图象可知，a作阳极、b作阴极，故A错误；
B．a电极上氯离子放电生成氯气，所以有氯气生成，故B错误；
C．b电极上氢离子得电子，发生还原反应而生成氢气，故C错误；
D．b电极上氢离子放电生成氢气，同时电极附近有氢氧根离子生成，导致溶液呈碱性，故D正确；
故选D。
9．B
【分析】电极A上的催化电极上转变成，发生还原反应，为阴极。在电极上变为，在电极上又产生了，说明从电极移向电极，并且在电极上转变成，发生氧化反应，故电极为阳极，发生氧化反应；
【详解】A．由分析可知，电极为阳极，发生氧化反应，A正确；
B．为阴离子，电解时移向阳极即移向电极B，B错误；
C．由于和都具有氧化性，都可以在阴极被还原，C正确；
D．由于为催化剂，故可能的催化机理为，，D正确；
故选B。
10．B
【详解】A. 在接触室里用98.3%的浓硫酸吸收SO3，目的是防止形成酸雾便于SO3吸收完全，A正确；B. 工业制玻璃过程中要加入石灰石，目的是与二氧化硅反应生成硅酸钙，不是为了除去二氧化硅，二氧化硅是制备玻璃的原料之一，B错误；C. 工业制备和提纯硅的三步化学反应分别是SiO2＋2CSi＋2CO↑、Si＋2Cl2SiCl4↑、SiCl4＋2H2Si＋4HCl，都是氧化还原反应，C正确；D. 氯碱工业得到的产品有氢气和氯气，可以用来制盐酸，D正确，答案选B。
11．D
【分析】根据装置知道，左侧电极为二氧化硫转化为硫酸根离子的过程，S元素化合价升高，失电子，做阳极，则直流电源的左侧是正极,右侧是阴极，为氧气得电子的还原反应转化为过氧化氢的过程。
【详解】A．右侧是阴极，为氧气得电子的还原反应转化为过氧化氢的过程，反应为2H++O2+2e-=H2O2，A正确;
B．根据装置知道，左侧电极为阳极，阳极上是二氧化硫转化为硫酸根离子的过程，氢氧根离子被消耗，碱性减弱，pH降低，B正确;
C．二氧化硫转化为硫酸根离子，每生成1mol硫酸根离子，伴随2mol电子转移，根据电子守恒，得到过氧化氢是1mol，C正确；
D．根据装置知道，氢氧根离子靠近阳极的交换膜进入阳极参加反应，应该为阴离子交换膜;氢离子通过靠近阴极的交换膜进入阴极参加反应，应该是阳离子交换膜，D错误；
故选D。
12．A
【分析】由放电工作原理图，Mo箔电极上Fe[Fe(CN)6]发生得电子的还原反应生成Na2Fe[Fe(CN)6]，电极反应式为Fe[Fe(CN)6]＋2Na＋＋2e ＝Na2Fe[Fe(CN)6]，Mg箔上Mg发生失电子的氧化反应生成[Mg2Cl2]2＋，电极反应式为2Mg＋2Cl 4e ＝[Mg2Cl2]2＋，则Mg箔作负极，Mo箔作正极，放电时阳离子移向正极Mo箔；充电时，原电池的负极连接电源的负极，作阴极，原电池的正极连接电源的正极，作阳极，电极反应和放电时的相反，据此分析解答。
【详解】A．放电时为原电池，Mg箔为负极，故A正确；
B．放电时，Na＋由右室移向左室，而充电时，Na＋通过交换膜移向阴极，即从左室移向右室，故B错误；
C．据分析可知，放电时，转移电子数与的生成量为2:1，所以外电路中通过0.1mol电子时，左室中生成，故C错误；
D．充电时阴极发生反应为=[Mg2Cl2]2+ 4e =2Mg+2Cl ，故D错误；
故答案选A。
【点睛】本题考查原电池与电解池知识，侧重考查学生的分析能力，注意把握原电池、电解池的工作原理，根据电池总反应书写电极反应式此为解答该题的关键，难度不大。
13．A
【详解】A．电解水制氢气时，用铜作阳极，则阳极Cu-2e-=Cu2+，得不到氧气，A符合题意；
B．电解法精炼铜时，用粗铜作阳极，用纯铜作阴极，电解硫酸铜溶液，B不合题意；
C．电解饱和食盐水制烧碱，用碳棒作阳极，用涂镍碳钢网作阴极，C不合题意；
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属离子的可溶性盐作电解质，D不合题意；
故选A。
14．D
【详解】A．高性能碳化硅是一种新型的无机材料，故A错误；
B．核反应中原子核会发生变化，所以核反应属于物理变化，不属于化学变化，故B错误；
C．碲化镉光伏发电是将故光能转化为电能，不属于电解池原理，故C错误；
D．由二氧化碳合成淀粉的人工全合成技术可以提高粮食的产量，有助于人类化解粮食危机，让化解粮食危机成为了可能，故D正确；
故选D。
15．D
【分析】石墨极生成氧气，则说明，生成CO2和CO，说明石墨发生氧化反应，则石墨是阳极，b是正极，a是负极，以此分析；
【详解】A．根据分析，石墨是阳极，b是正极，a是负极，A错误；
B．根据分析，石墨发生氧化反应生成CO2、CO，B错误；
C．根据分析，阴离子移动到阳极，向b处石墨移动，C错误；
D．根据分析，阴极发生还原反应，则二氧化钛发生还原反应生成单质钛和氧负离子，D正确；
故答案为：D。
16．C
【详解】A．已知S(g)+O2(g)=SO2(g)H1，S(s)+O2(g)=SO2(g)H2，且等质量的物质气态时具有的总能量高于固态时具有的总能量，故前者放出热量更多，且放热，则H1＜H2，A错误；
B．已知合成氨的焓变为负，为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则控制温度（773K）远高于室温，不能提高平衡转化率，工业控制温度为773K是为了加快反应速率和催化剂的最适宜温度，提高生成效率，B错误；
C．氯碱工业生产中是用惰性电极电解饱和食盐水，阳极反应式为：2Cl- -2e-=Cl2↑，阴极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，为了避免Cl2与NaOH溶液反应，H2和Cl2接触发生反应甚至爆炸，工业使用的是阳离子交换膜电解槽，C正确；
D．增大反应物浓度，活化分子百分数不变，但由于单位体积内的活化分子数增多，有效碰撞次数增多，反应速率增大，D错误；
故答案为：C。
17．B
【详解】A．白磷的结构如图 ，1mol白磷中含6mol共价键，含1mol共价键的白磷物质的量为mol，1mol甲烷含4mol共价键，含1mol共价键的甲烷物质的量为0.25mol，A错误；
B．溶液呈中性，则n(H+)=n(OH-)，结合电荷守恒可知n()=n(Cl-)=1mol，B正确；
C．该反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，容器中分子总数大于2NA，C错误；
D．用铜作电极电解饱和NaCl溶液，阳极反应为铜失电子，无气体产生，阴极水电离出的氢离子放电生成氢气，根据电路中通过的电子可知产生0.1mol氢气，D错误；
综上所述答案为B。
18．C
【详解】A．装置①为盐桥电池，锌电极为电池负极，发生氧化反应，故A错误；
B．装置②为电解池，若用于铁棒镀铜，则铁棒为电解池阴极和电源负极相连，则M极为铁棒，故B错误；
C．装置①盐桥中的阳离子移向电源的正极，铜电极为该电池的正极，则移向溶液，故C正确；
D．电解精炼铜，由于阳极的粗铜中含比铜活泼的杂质，则电解过程中，液中的浓度会变小，需补充硫酸铜溶液，故D错误；
答案C。
19．A
【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的上部电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O—4e—=O2↑+4H+，下部电极为阴极，双极膜产生生物氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H++2e—=H2↑，双极膜产生的氢氧根离子加入电渗析室内， 与氢氧根离子反应生成缩水甘油，反应方程式为+OH—→+Cl—+H2O，氯离子通过阴离子交换膜进入阳极区。
【详解】A．由分析可知，装置工作时，电渗析室发生的反应为+OH—→+Cl—+H2O，故A错误；
B．由分析可知，通电前后，电渗析室内转化为，与溶液的酸碱性无关，所以溶液的pH几乎不变，故B正确；
C．由分析可知，装置工作时，氯离子通过阴离子交换膜进入阳极区，故C正确；
D．由分析可知，装置工作时，反应生成1mol缩水甘油时消耗1mol氢氧根离子，所以外电路转移1mol电子，故D正确；
故选A。
20．C
【分析】根据工业上电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，故铁做阳极，电极反应为：Fe-6e-+8OH-=FeO+4H2O，导致阳极室阴离子所带负电荷减少，故中间隔室中的OH 移向阳极室；铜棒做阴极，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，故电极反应为2H2O＋2e ＝H2↑＋2OH ，导致阴极室溶液产生大量OH ，则吸引中间隔室中的Na＋移向阴极室，故所得溶液甲为浓的NaOH溶液。中间隔室中的NaOH溶液浓度降低。据此分析解题。
【详解】A．根据工业上电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，故铁做阳极，电极反应为：Fe-6e-+8OH-=FeO+4H2O，故A错误；
B．通过离子交换膜a的是Na＋，故为阳离子交换膜，故B错误；
C．甲溶液为浓的氢氧化钠溶液，故可再循环利用于该电解池，故C正确；
D．据分析可知，中间隔室中的NaOH溶液浓度降低，pH减小，故D错误；
故答案选C。
【点睛】本题考查电极反应方程式的书写，离子移动的方向以及物质的回收利用等，本题难度中等，Na2FeO4的制备和用途是高考的热点，应注意把握。
21．C
【分析】由题干信息可知，碳基材料为负极b，放电过程中发生的电极反应为：NamCn-me-=Cn+mNa+，充电时，b与电源负极相连为阴极，电极反应为：Cn+mNa+ +me-= NamCn则含钠过渡金属氧化物为正极a，电极反应为：Na1-mMnO2+me-+mNa+=NaMnO2，充电时，a与电源正极相连作阳极，电极反应为：NaMnO2-me-= Na1-mMnO2+ mNa+，据此分析解题。
【详解】A．通过分析可知，放电时嵌入铝箔电极上，此时锰元素化合价降低，被还原，A错误；
B．放时，钠元素由碳基材料转移到铝箔电极上，此时碳基材料质量减轻，B错误；
C．由分析可知，充电时，b与电源负极相连为阴极，电极反应为：Cn+mNa+ +me-= NamCn，C正确；
D．由分析可知，放电过程中，钠元素和锰元素的化合价都在变，发生了氧化还原反应，D错误；
故选C。
22．B
【分析】放电时，Ca失电子转化为Ca2+，则钙电极为负极，/电极为正极；充电时，钙电极为阴极，/电极为阳极。
【详解】A．由分析可知，放电时，钙电极为负极，失电子发生氧化反应，A不正确；
B．充电时，/电极为阳极，失电子转化为和Li+，电极反应式为，B正确；
C．Ca的金属性强，能与水发生剧烈反应，所以LiPF6-LiAsF6为非水电解质，锂离子导体膜不允许水分子通过，锂离子导体膜允许Li+通过，其主要作用是允许Li+定向移动，构成闭合回路，从而形成电流，C不正确；
D．充电时，当转移0.2mol电子时，理论上阴极室电解质中0.1mol Ca2+得电子生成0.1mol Ca，同时迁移入Li+0.2mol，质量减轻0.1mol×40g/mol-0.2mol×7g/mol=2.6g，D不正确；
故选B。
23．D
【分析】向该废定影液[主要含有、、、等微粒]中加入氢氧化钠调节pH在7.5~8.5之间，然后再加入稍过量溶液沉银，过滤、洗涤、干燥并灼烧所得沉淀制Ag；滤液中通入，被氧化为溴单质，用苯萃取分液得到的苯溶液，从中即可提取苯。
【详解】A Na与CuSO4溶液反应生成硫酸钠、氢气和氢氧化铜，不会置换出Cu：，A错误；
B． 用惰性电极电解硫酸铜溶液：，用铜电极时阳极铜失去电子被氧化，B错误；
C． 稀硝酸洗涤做过银镜反应的试管，银与硝酸反应生成硝酸银、水和一氧化氮： ，C错误；
D．与硝酸反应生成硝酸银、硝酸铵和水，则多余的用硝酸处理：，D正确；
答案选D。
24．B
【分析】由图可知：新型酸碱双液锌溴二次电池放电时，左侧Zn电极发生失去电子的氧化反应生成ZnO，为负极，电极反应式为：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O；电池右侧为正极，在正极上发生得电子的还原反应生成Br-，电极反应式为：+2e-=3Br-，放电时，阳离子移向正极、阴离子移向负极；充电时，原电池的负极与外加电源负极相接，为电解池的阴极，正极为电解池的阳极，电极反应与放电时相反，据此分析解答。
【详解】A．原电池中左侧Zn电极为负极，右侧石墨电极为正极，放电时，阳离子移向正极，即K+向石墨电极迁移，故A错误；
B．放电时，负极电极反应式为：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O，所以负极区的pH减小，故B正确；
C．据分析可知，充电时，锌与外接电源负极相连，故C错误；
D．充电时，原电池正极石墨电极与外加电源正极相接，为电解池的阳极，发生氧化反应，所以石墨电极发生反应为：3Br--2e-=，故D错误；
故选B。
25．C
【分析】本题考查原电池—电解池组合装置。由装置图可知，甲池中存在自发进行的氧化还原反应，为原电池，a电极上重铬酸根离子得电子发生还原反应，为原电池的正极，b电极上苯酚失电子发生氧化反应，为原电池的负极。乙池为电解池，与b极相连的c极为阴极，溶液中氢离子得电子发生还原反应，与a极相连的d极为阳极，水失电子生成·OH，·OH氧化苯酚达到处理废水的目的。
【详解】A．根据分析可知，甲池为原电池，化学能转化为电能，a为正极，A正确；
B．b电极上苯酚转化为二氧化碳，根据原子守恒、电荷守恒，可以写出电极反应式为C6H5OH 28e +11H2O=6CO2↑+28H+，生成H+，pH减小，B正确；
C．c电极：2H+~H2~2e ，d电极：28H2O~28·OH~28e ~C6H5OH~6CO2，根据电子守恒，14H2~28e ~6CO2，设H2产生x mol，则CO2产生（0.5 x）mol，6x=14×（0.5 x），x=，电路中转移的电子数为×2e =0.7e ，C错误；
D．d极为阳极，水失电子生成·OH，电极方程式为H2O e =·OH +H+，D正确；
故选C。
26．(1) 负
(2) 电解
(3) 阳 12.8
【分析】甲池为原电池做电源，通入甲烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，乙池、丙池为电解池，乙池为氯碱工业，其中Fe电极连电源负极做阴极，石墨作阳极，丙池为粗铜的精炼，其中精铜做阴极，粗铜做阳极。
【详解】（1）甲是燃料电池，甲烷转化为二氧化碳，失电子发生氧化反应，为负极反应物，通入甲烷的电极作负极，电极反应为；
（2）乙池以燃料电池作电源，为电解池，电解饱和食盐水，，电解饱和氯化钠溶液，碳做阳极，阳极上氯离子放电，电极反应式为：；
（3）丙池中粗铜连接原电池的正极，做阳极；标准状况下，2.24L氧气的物质的量为，正极方程式为，电路中转移电子的物质的量为0.4mol，丙池中阴极有Cu析出，方程式为，故得精铜的质量为。
27． Na2SO4 CuSO4 NaCl 粗铜 变小 B
【详解】Ⅰ．(1)当阴极放出H2，说明阴极氢离子得到电子，溶液中不能有铜离子，阳极放出O2时，说明阳极氢氧根失去电子，说明溶液中不能有氯离子，因此电解质是Na2SO4；故答案为：Na2SO4。
(2)当阴极析出金属，说明阴极铜离子得到电子，阳极放出O2时，说明阳极氢氧根失去电子，说明溶液中不能有氯离子，说明电解质是CuSO4；故答案为：CuSO4。
(3)当阴极放出H2，说明阴极氢离子得到电子，溶液中不能有铜离子，阳极放出Cl2时，说明阳极氯离子失去电子，电解质是NaCl；故答案为：NaCl。
Ⅱ．在铜的精炼工业中，如果用电解方法精炼粗铜，粗铜在阳极溶解，铜离子在阴极得到电子变为纯铜，因此阳极是粗铜，通电一段时间后，阳极开始是比Cu活泼的锌、铁失去电子，阴极是铜离子得到电子，因此电解液中的c(Cu2+)变小；故答案为：粗铜；变小。
Ⅲ．A．电解NaCl溶液，阳极得到氯气，阴极得到氢气，因此应添加HCl气体恢复到与原来溶液完全一样，故A不符合题意；
B．电解NaOH溶液，阳极得到氧气，阴极得到氢气，因此应添加H2O恢复到与原来溶液完全一样，故B符合题意；
C．电解CuCl2溶液，阳极得到氯气，阴极得到铜，因此应添加CuCl2恢复到与原来溶液完全一样，故C不符合题意；
D．电解CuSO4溶液，阳极得到氧气，阴极得到铜，因此应添加CuO恢复到与原来溶液完全一样，故D不符合题意；
综上所述，答案为B。
28．(1)KSCN
(2) 阳 Cl2＋2Fe2＋=2Cl－＋2Fe3＋
(3) 0.2 NaCl 取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉KI试纸上(或将湿润的淀粉－KI试纸靠近阳极)，试纸变蓝 a>x≥c
【详解】（1）加入KSCN溶液，若出现血红色，则说明含有Fe3+，故答案为：KSCN；
（2）依据电解原理，氯离子在阳极失电子生成氯气，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，氯气具有氧化性氧化亚铁离子生成铁离子溶液变黄色，反应的离子方程式为：Cl2＋2Fe2＋=2Cl－＋2Fe3＋；故答案为：阳；Cl2＋2Fe2＋=2Cl－＋2Fe3＋；
（3）①控制变量，做对照实验继续探究：电解pH=1的0.2mol/L的NaCl溶液，故答案为：0.2；NaCl；
②依据检验氯气的实验方法分析，取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉碘化钾试纸上，试纸变蓝色证明生成氯气，否则无氯气生成，故答案为：取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉碘化钾试纸上，试纸变蓝色；
③与Ⅱ对比，得出的结论：通过控制电压，证实了产生Fe3+的两种原因都成立；且低电压下，Fe2+优于Cl-放电，Ⅳ、Ⅴ的电压分别为：a＞x≥c、c＞x≥b，故答案为：a＞x≥c。
