高中化学第3节 电能转化为化学能——电解同步达标检测题

这是一份高中化学第3节 电能转化为化学能——电解同步达标检测题，共18页。试卷主要包含了单选题，共15小题，非选择题，共5小题等内容，欢迎下载使用。

第三节电能转化为化学能--电解（二）
一、单选题，共15小题
1．某种氢氧燃料电池的电解质溶液为硫酸溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是
A．正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-
B．工作一段时间后，电解液中硫酸的物质的量不变
C．电解质溶液中H+向正极移动
D．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.2 mol电子转移
2．普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag。下列有关说法正确的是

A．测量原理示意图中，电流方向从Cu流向Ag2O
B．负极的电极反应式为2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O
C．电池工作时，OH-向正极移动
D．2molCu与1molAg2O的总能量低于1molCu2O与2molAg具有的总能量
3．NCl3是一种黄色黏稠状液体，可用于制备新型消毒剂ClO2，其制备装置如图所示。下列说法正确的是

A．Pt极发生氧化反应，可用淀粉-KI试纸检验M
B．石墨极的反应式为
C．电解过程中，质子交换膜右侧溶液pH会增大
D．每生成1mol NCl3，会生成67.2L气体M
4．化学与生产、生活密切相关，下列说法不正确的是
A．医用口罩过滤层由聚丙烯熔喷布构成，熔喷布是天然高分子材料
B．地沟油经过加工处理后可用来制肥皂和生物柴油
C．新冠灭活疫苗可采用福尔马林灭活，原理是使蛋白质变性
D．氯气泄漏时，应向地势高处疏散撤离
5．以纯碱溶液为原料，通过电解的方法可制备小苏打，原理装置图如下：装置工作时，下列有关说法正确的是

A．乙池电极接电池正极，气体X为H2
B．Na+由乙池穿过交换膜进入甲池
C．NaOH溶液Z比NaOH溶液Y浓度大
D．甲池电极反应：4-4e－+2H2O=4+O2↑
6．近日，电催化固氮领域取得重要进展，利用双功能催化剂可实现室温条件下电催化氮气还原制备氨气、氧化制备硝酸盐。装置如图所示：

下列说法错误的是
A．工作时，a极与电源负极相连
B．阳极区的电极反应为：N2＋6H2O-10e-=2NO＋12H＋
C．阳极区和阴极区消耗的N2的质量之比为5：3
D．该离子交换膜应使用质子交换膜
7．我国科学家研发了一种水系可逆电池，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置，分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的解离成和，工作原理如图所示。下列说法正确的是

A．a膜是阴离子膜，b膜是阳离子膜
B．充电时锌极的电极反应式为
C．外电路中每通过2mol电子，复合膜层间有解离
D．放电时在多孔Pd纳米片表面转化为甲酸(HCOOH)
8．某学生欲完成2H+＋Fe=Fe2+＋H2↑反应，设计了下列四个实验，你认为可行的实验是
A． B． C． D．
9．如右图所示，下列叙述正确的是

A．X为阴极，发生还原反应
B．电子沿ZnYXCu路径流动
C．Na+移向Y，与滤纸接触处有氧气生成
D．Y与滤纸接触处变红
10．500mLNaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(Na＋)为0.2 mol·L－1，用Pt作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是
A．原混合溶液中c(NO3-)＝0.4 mol·L－1
B．假设上述电解进行了5min,则通过的电量为0.2 ×NA×1.60×10－19C
C．电解得到的Cu的质量为12.8g
D．电解后溶液中pH=1，要想恢复原状，可加0.05mol的CuCO3
11．原电池原理的发现和各种电池装置的发明，改变了人们的生活方式。下列关于下图所示原电池装置的说法中，不正确的是

A．Cu为原电池的正极
B．能将化学能转化为电能
C．电子从Cu经导线流向Zn
D．Cu上发生的反应为2H＋＋ 2e-=H2↑
12．下列有关说法正确的是
A．反应NH3(g)+HCl(g)==NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的∆H<0
B．电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极
C．CH3COOH溶液加水稀释后，溶液中的值增大
D．Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体，水解程度减小，溶液的pH减小
13．关于如图所示装置的判断，叙述正确的是（ ）

A．左边的装置是电解池，右边的装置是原电池
B．该装置中铜为正极，锌为负极
C．电子流向：Cu→经过CuSO4溶液→Zn→b
D．当铜片的质量变化为12.8g时，a极上消耗的O2在标准状况下的体积为2.24L
14．能用于工业生产的是
A．钠在氯气中燃烧制氯化钠 B．二氧化锰和浓盐酸共热制氯气
C．氯气与消石灰反应制漂白粉 D．电解NaCl溶液制金属钠
15．以为原料，采用电解法制取的装置如图。下列说法中正确的是

A．电子由铅合金经溶液流到金属DSA电极
B．每转移1mole-时，阳极电解质溶液的质量减少8g
C．阴极主要电极反应式为+6e-+6H+→+2H2O
D．反应结束后阳极区pH增大


二、非选择题，共5小题
16．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_____________。电解后，__________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。

17．I.选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，以便完成下列反应：Cu＋2AgNO3=2Ag＋Cu(NO3)2
(1)请指出正极材料、负极材料、电解质溶液(写化学式)正极：_______，负极：_______，电解质溶液：_______。
(2)写出电极反应式：正极：_______负极：_______。
(3)溶液中Ag＋向_______极移动，电子从_______极流向_______极。(填“正”或“负”)
II.某种甲烷然料电池的工作原理如下图所示：


(4)该装置的负极是电极_______(填“A”或“B”)；c处通入的物质是_______(填“CH4”或“O2”)。
(5)甲烷燃料电池供电时的总反应方程式为_______，正极电极方程式：_______。
(6)当该装置转移电子的数目为0.4mol时，消耗CH4标准状况下_______L。
18．以甲醇为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题：

（1）B极上的电极反应式为___________________________。
（2）若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解硫酸铜溶液，则电解时阳极的反应式为_______________________________________，当阳极收集到11.2L（标准状况）气体时，消耗甲醇的质量为__________克(保留两位有效数字)，若要使溶液复原，可向电解后的溶液中加入的物质有 ___________。
（3）目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。

①上图示意用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。若用上述甲醇燃料电池进行电解，则电解池的电极a接甲醇燃料电池的________极（填A或B），写出阳极产生ClO2的电极反应式：__________。
②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。
19．在右下图均用石墨作电极的电解池中，甲池中为500mL含某一溶质的蓝色溶液，乙池中为500mL稀硫酸，闭合K1，断开K2进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出A电极，洗涤、干燥、称量，电极增重6.4g。

请回答下列问题：
（1）B电极发生反应的电极反应式________________。
C电极发生反应的电极反应式________________。
（2）甲池电解时反应的离子方程式________________。
（3）甲池电解后溶液的c(H+)为__________，要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入________，其质量为________g。（假设电解前后溶液的体积不变）
（4）请你设计实验确定甲池原溶液中可能含有的酸根离子，要求：提出两种可能的假设，分别写出论证这两种假设的操作步骤、实验现象和实验结论
①假设一：_______________；
②假设二：_______________。
（5）若再将K1断开，闭合K2，灵敏电流计中指针是否会发生偏转____________？理由是什么____________？
20．次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性。回答下列问题：
(1)H3PO2是一种一元中强酸，写出其电离方程式___________ 。
(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银，从而可用于化学镀银。
①H3PO2中，P元素的化合价为___________ 。
②NaH2PO2为___________(填“正盐”或“酸式盐”)，其溶液显___________(填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”)。
(3)H3PO2也可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：

①写出阳极的电极反应式___________ 。
②分析产品室可得到H3PO2的原因 ___________ 。
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2，将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有PO等杂质，该杂质产生的原因是___________ 。
参考答案
1．A
【详解】
A．因为电解质溶液是酸性环境，故正极反应式是：，A错误；
B．因为总反应式是，不消耗硫酸，故电解质中硫酸的物质的量不变，B正确；
C．原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故H+向正极移动，C正确；
D．用该电池点解CuCl2溶液，阳极反应式：2Cl-—2e-=Cl2↑，氯气与电子之间的比例关系为1：2，2.24 L Cl2的物质的量n=，电子的物质的量=2n=0.2mol，D正确；
故本题选A。
2．B
【分析】
反应的总方程式为2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag，据此分析可知，铜为负极，氧化银为正极，极反应分别为：2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O，Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-，据以上分析解答。
【详解】
A．测量原理示意图中，铜为负极，氧化银为正极，所以电流方向从Ag2O流向Cu，故A错误；
B．铜为负极，失去电子，负极的电极反应式为2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O，故B正确；
C．电池工作时，OH-向负极移动，故C错误；
D．该反应为放热反应，所以2molCu与1molAg2O的总能量高于1molCu2O与2molAg具有的总能量，故D错误；
故选B。
3．C
【分析】
由装置可知，石墨电极是阳极，该电极上发生失电子的氧化反应，Pt是阴极，在阴极上是氢离子得电子的还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，气体M为氢气，质子交换膜只让氢离子通过，且向阴极移动，以此分析。
【详解】
A．Pt是阴极，在阴极上是氢离子得电子的还原反应，电极反应式为2H++2e=H2↑，不可用湿润的淀粉KI试纸检验氢气，故A不符合题意；
B．由图可知，石墨电极是阳极，该电极上发生失电子的氧化反应为，故B不符合题意；
C．电解过程中，质子交换膜右侧电极上发生的电极反应，每生产1molNCl3同时生成4molH+，理论上有6molH+经质子交换膜由右侧向左侧迁移，右侧溶液的c(H+)减小，pH增大，故C符合题意；
D．每生成1molNCl3，由于气体所处的状态未知，无法计算氢气的体积，故D不符合题意；
答案选C。
4．A
【详解】
A．医用口罩过滤层由聚丙烯熔喷布构成，丙烯发生加聚反应生成聚丙烯，熔喷布是合成高分子材料，故A错误；
B．地沟油的成分是高级脂肪酸甘油酯，经过加工处理后可用来制肥皂和生物柴油，故B正确；
C．福尔马林是甲醛的水溶液，甲醛能使蛋白质变性，故C正确；
D．氯气有毒，氯气的密度大于空气，氯气泄漏时，应向地势高处疏散撤离，故D正确；
选A。
5．D
【分析】
装置图分析可知放出氧气的电极为阳极，电解质溶液中氢氧根离子放电生成氧气，气流浓度增大，碳酸根离子结合氢离子生成碳酸氢根离子，出口为碳酸氢钠，则电极反应，4+2H2O-4e-=4+O2↑，气体X为阴极上溶液中氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，电极连接电源负极，放电过程中生成更多氢氧根离子，据此分析判断。
【详解】
A．乙池电极为电解池阴极，和电源负极连接，溶液中氢离子放电生成氢气，A错误；
B．电解池中阳离子移向阴极，钠离子移向乙池，B错误；
C．阴极附近氢离子放电破坏了水的电离平衡，电极附近氢氧根离子浓度增大，NaOH溶液Y比NaOH溶液Z浓度大，C错误；
D．放出氧气的电极为阳极，电解质溶液中氢氧根离子放电生成氧气，氢离子浓度增大，碳酸根离子结合氢离子生成碳酸氢根离子，出口为碳酸氢钠，则电极反应为4+2H2O-4e-=4+O2↑，D正确；
故选D。
6．C
【分析】
该装置为电解池，a电极上N2被还原为氨气，所以a为阴极，b电极上N2被氧化为硝酸，所以b为阳极。
【详解】
A．工作时a为阴极，连接电源负极，A正确；
B．b为阳极，N2失电子结合水生成硝酸，电极反应为N2＋6H2O-10e-=2NO＋12H＋，B正确；
C．阴极N2→NH3，N元素化合价降低3价，阳极N2→HNO3，N元素化合价升高5价，根据电子守恒可知阳极区和阴极区消耗的N2的质量之比为3：5，C错误；
D．阳极产生H＋，阴极反应为N2+6e-+6H+=2NH3，为了能使氢离子顺利进入阴极区，离子交换膜应使用质子交换膜，D正确；
综上所述答案为C。
7．D
【详解】
A．由图示分析可知，放电时该装置为原电池，穿过a膜向右移动， 通过b膜向左移动，所以a膜是阳离子膜，b膜是阴离子膜，故A错误；
B．由图示分析可知放电时Zn为负极，发生氧化反应；充电时Zn为阴极发生还原反应，所以为放电时的电极反应，故B错误；
C．根据电子守恒可知，外电路通过2mol电子时，复合膜就有理解成氢离子和氢氧根离子，故C错误；
D．由图示分析可知，放电时在多孔Pd纳米片表面催化转化为甲酸(HCOOH)，故选D。
答案选D。
8．B
【详解】
A． 该装置是电解池，C是阳极，电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑，Fe是阴极，电极反应为：2H++2e-=H2↑,故总反应为：2H2O2H2↑+O2↑，A不合题意；
B．该装置是原电池，Fe是负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，Ag是正极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，故总反应为：2H+＋Fe=Fe2+＋H2↑，B符合题意；
C．该装置是电解池，左边Ag是阳极，电极反应为Ag-e-+Cl-=AgCl↓，右边Ag是阴极，电极反应为：2H++2e-=H2↑,故总反应为：2Ag+2H++2Cl- H2↑+ 2AgCl↓，C不合题意；
D．该装置是原电池，Fe是负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，Ag是正极，电极反应为：+4H++3e-=2H2O+NO↑，故总反应为：3Fe +8H+＋2=3Fe2+＋4H2O+2NO↑，D不合题意；
故答案为：B。
9．D
【解析】该装置中，左边装置是原电池，Zn易失电子作负极、Cu作正极，右边装置是电解池，X为阳极、Y为阴极，阳极上电极反应为Cu-2e-=Cu2+、阴极电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑。A．X与原电池的正极相连为阳极，阳极失电子发生氧化反应，故A错误；B．电子从原电池负极锌流出经导线流向阴极Y，电子又从阳极X流出经导线流向正极铜，电子不能通过X与Y之间的电解质溶液，故B错误；C．通过以上分析知，Y是阴极，阳离子钠离子与氢离子都向阴极移动，氢离子先放电，在阴极上得电子发生还原反应产生氢气，故C错误；D．Y为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，生成碱，所以Y和滤纸接触处变红，故D正确；故选D。
点睛：正确判断原电池和电解池是解题的关键。本题中左边装置是锌铜原电池，Zn易失电子作负极、Cu作正极，右边装置是电解池，电解硫酸钠溶液，X为阳极、Y为阴极。
10．A
【解析】石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体（标准状况），n（O2）=n（H2）==0.1mol，
阳极发生 4OH-- 4e- ═O2↑+2H2O，
0.4mol 0.1mol
阴极发生Cu2++2e- ═ Cu、 2H+ +2e- ═H2↑，
0.1mol 0.2mol 0.1mol 0.2mol 0.2mol 0.1mol
A．c（Cu2+）==0.2mol/L，由电荷守恒可知，原混合溶液中c(NO3-)为0.2mol/L+0.1mol/L×2=0.4mol/L，故A正确；B. 假设上述电解进行了5min,则通过的电量为0.4×5 ×NA×1.60×10－19C，选项B错误；C、由选项A分析可知，电解得到的Cu的质量为0.1mol ×64g/mol=6.4g，选项C错误；D、电解后溶液中pH=1，要想恢复原状，可加0.1mol的CuCO3，选项D错误。答案选A。
11．C
【详解】
A． 该装置为原电池，锌比铜活泼作负极、Cu为原电池的正极，A正确；
B． 原电池中氧化、还原分别在两极上进行，故能将化学能转化为电能，B正确；
C． 原电池中负极上还原剂失去电子，电子从负极流出，则电子从Zn经导线流向Cu，C不正确；
D． 正极上氧化剂得到电子被还原，则Cu上发生的反应为2H＋＋ 2e-=H2↑，D正确；
答案选C。
12．A
【详解】
A.当△G=△H-T△S＜0，反应能自发进行，已知反应NH3(g)+HCl(g)═NH4Cl(s)在室温下可自发进行，该反应为△G＜0的反应，所以反应的△H＜0，故A正确；
B.电解法精炼铜时，阳极逐渐溶解，则粗铜作阳极，阴极析出Cu，纯铜作阴极，故B错误；
C.加水稀释促进CH3COOH的电离，所以CH3COOH溶液加水稀释后，n(CH3COOH)减少，n(CH3COO-)增大，则溶液中的值减小，故C错误；
D.Na2CO3溶液中存在碳酸根的水解平衡，加入Ca(OH)2固体，钙离子与碳酸根离子结合生成碳酸钙沉淀，碳酸根的水解平衡逆移，CO32-水解程度减小，加Ca(OH)2固体溶液中氢氧根离子浓度增大，所以pH增大，故D错误；
故选A。
13．D
【分析】
根据图示装置可知，左侧装置为氢氧燃料电池，氢气为负极，发生氧化反应；氧气为正极，发生还原反应；右侧装置为电解池，铜与正极相连，为阳极，锌与负极相连，为阴极；据此进行分析。
【详解】
A. 左边的装置是原电池，右边的装置是电解池，故A错误；
B. 左边是氢氧燃料电池，为原电池，通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，则锌是阴极，铜是阳极，故B错误；
C. 左边是原电池，通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，则锌是阴极，铜是阳极，装置中电子从b沿着导线流向Zn，电子从Cu沿着导线流向a，电子不进入电解质溶液，故C错误；
D. 根据转移电子守恒得 ，当铜片的质量变化为12.8g时，a极上消耗的O2在标况下体积为，故D正确；
答案选D。
14．C
【详解】
A．钠在氯气中燃烧制氯化钠，可应用于实验室验证物质的性质，在工业上通过晒制方法从海水中提取NaCl，A错误；
B．二氧化锰和浓盐酸共热制氯气用于实验室制取氯气，在工业上用电解饱和食盐水制取氯气，B错误；
C．氯气与消石灰反应制漂白粉，由于原料容易获得，价格低廉，可应用于工业生产，C正确；
D．电解食盐水得到氢氧化钠和氯气、氢气，电解熔融NaCl制金属钠，D错误；
故选C。
15．C
【分析】
金属阳极DSA发生2H2O-4e-=O2+4H+，阴极的主要电极反应式为+6e-+6H+→+2H2O，据此答题。
【详解】
A．金属阳极DSA发生2H2O-4e-=O2+4H+，失去的电子由金属阳极DSA经导线流向直流电源的正极，由直流电源的负极经导线流向铅合金，故A错误；
B．由金属阳极DSA发生2H2O-4e-=O2+4H+知，每转移1mol e-时，消耗0.5mol水，以氧气形式放出的是8g，通过阳离子交换膜的氢离子1g，阳极电解质溶液的质量减少9g，故B错误；
C．阴极的主要电极反应式为+6e-+6H+→+2H2O，故C正确；
D．阳极区电极反应为2H2O-4e-=O2+4H+，硫酸的浓度增大，反应结束后阳极区pH减小，故D错误；
故选：C。
16．2H2O-4e-=4H++O2↑ a
【分析】
电解池阳极为稀硫酸溶液，电解质溶液显酸性，电解池阳极发生氧化反应，溶液中分隔各个室的膜为阳离子交换膜，只允许阳离子通过，阳离子向阴极移动，据此分析。
【详解】
电解池的阳极电解质为稀硫酸溶液，电解质溶液显酸性，电解池阳极上阴离子失去电子，发生氧化反应，溶液中含有的阴离子有OH-、SO42-，由于放电能力OH->SO42-，所以应为H2O电离产生的OH-放电，产生O2和H+，则电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+。溶液中分隔各个室的膜为阳离子交换膜，阳离子向阴极移动，H+向右移动，在b室发生反应：2H++2e-=H2↑，H+不断消耗，使c(H+)降低，所以b室较a室c(H+)有所降低，因此电解后，a室的NaHSO3浓度增加。
【点睛】
本题以焦亚硫酸钠Na2S2O5为背景，考查电解原理的应用，电极反应式的书写、离子浓度的变化，试题有助于培养综合分析问题的能力。
17．Ag或石墨 Cu AgNO3 Ag++e-=Ag Cu-2e-=Cu2+ 正 负 正 B CH4 CH4+2O2=CO2+2H2O O2+4H++4e-=2H2O 1.12
【分析】

【详解】
(1)分析反应方程式Cu＋2AgNO3=2Ag＋Cu(NO3)2可知，Cu的化合价升高，被氧化，故做负极，则正极材料需比铜更不活泼的金属电极或者惰性电极，电解质溶液为AgNO3溶液，故答案为：Ag或石墨；Cu；AgNO3；
(2)根据原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应可知，电极反应式：正极：Ag++e-=Ag；负极：Cu-2e-=Cu2+，故答案为：Ag++e-=Ag；Cu-2e-=Cu2+；
(3)原电池电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故溶液中Ag＋向正极移动，电子从负极流向正极，故答案为：正；负；正；
(4)根据图示可知，电子由电极B移向电极A，故该装置的负极是电极B，燃料电池中通入燃料的一极是负极，通入氧气等氧化剂的是正极，故c处通入的物质是CH4，故答案为：B；CH4；
(5)根据燃料电池反应方程式的书写结合电解质溶液为稀硫酸，故甲烷燃料电池供电时的总反应方程式为CH4+2O2=CO2+2H2O，正极电极方程式为：O2+4H++4e-=2H2O，故答案为：CH4+2O2=CO2+2H2O；O2+4H++4e-=2H2O；
(6)根据电子守恒可知，当该装置转移电子的数目为0.4mol时，消耗CH4的物质的量为0.05mol，故其在标准状况下的体积为0.05mol×22.4L·mol-1=1.12L，故答案为：1.12。
18．3O2-+CH3OH-6e-=CO2+2H2O 2H2O-4e-=4H++O2 10.67 CuO或CuCO3 A 4OH-+Cl--5e- =ClO2+2H2O 0.01
【详解】
（1）由阴离子移动方向可知B为负极，负极发生氧化反应，甲醇被氧化生成二氧化碳和水，电极方程式为3O2-+CH3OH-6e-=CO2+2H2O，故答案为3O2-+CH3OH-6e-=CO2+2H2O；（2）用惰性电解硫酸铜溶液时，阳极为水电离的OH-放电，电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2，当阳极产生11.2L气体时，转移的电子为11.2L÷22.4L/mol×4=2mol，由电子守恒可得甲醇的质量为2mol÷6×32g/mol=10.67g，在电解硫酸铜溶液的过程中，阴极析出铜，阳极析出氧气，若要使溶液复原，根据原子守恒可知应向溶液中加入CuO或CuCO3，故答案为2H2O-4e-=4H++O2、10.67、CuO或CuCO3；（3）①根据钠离子的移动方向可知a极为电解池的阳极，与电源的正极相连接，故接A极，在阳极为氯离子放电，且生成物为ClO2，则电极反应为：4OH-+Cl--5e- =ClO2+2H2O，故答案为A、4OH-+Cl--5e- =ClO2+2H2O；②H＋在阴极上放电产生氢气，转移电子的物质的量n(e－)＝2n(H2)＝2×(0.112 L÷22.4 L·mol－1)＝0.01 mol，则在内电路中移动的电荷为0.01 mol，每个Na＋带一个单位的正电荷，则通过的Na＋为0.01 mol，故答案为0.01。
【点睛】
本题综合考查电化学知识，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，解答本题要注意把握原电池的工作原理，把握电极方程式的书写，题目难度中等。
19．4OH—-4e—=2H2O+O2↑ 2H++2e—=H2↑ 2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+ 0.4mol/L CuO 8 假设原溶液中的酸根离子为SO42—。取电解后的溶液，向其中加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则原溶液中含SO42— 假设原溶液中的酸根离子为NO3—。取电解后的溶液，向其中加入Cu微热，若Cu溶解，并有无色气体生成，在空气中变为红棕色，则含有NO3— 偏转 打开K1，关闭K2，形成H2、O2燃料电池
【解析】
【分析】
A电极表面有红色的固态物质生成，所以A电极是阴极，B电极有无色气体生成，所以B是阳极，所以C是阴极，该电极产生的气体是氢气，D电极是阳极，该极上产生的是氧气，所以q是正极，p是负极，根据原电池原理和电解池原理分析解答。
【详解】
A电极表面有红色的固态物质生成，所以A电极是阴极，B电极有无色气体生成，所以B是阳极，所以C是阴极，该电极产生的气体是氢气，D电极是阳极，该极上产生的是氧气，所以q是正极，p是负极，
（1）电解过程中，B是阳极，电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，乙池C电极是阴极，该电极发生反应的电极反应式为：2H++2e-=H2↑，故答案为4OH--4e-=2H2O+O2↑；2H++2e-=H2↑；
（2）电解硫酸铜生成硫酸、铜和氧气，甲池电解时反应的离子方程式为：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+，故答案为2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；
（3）取出A电极，洗涤、干燥、称量，电极质量增重6.4g，即生成金属铜的物质的量是0.1mol，根据2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+，生成硫酸中氢离子的物质的量是0.1mol，所以氢离子浓度是=0.4mol/L；电解质复原的方法：出什么加什么，要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加0.1mol的氧化铜，质量是0.1mol×80g/mol= 8g，故答案为0.4mol/L；CuO；8；
（4）根据两极上的现象，可以推知电解的是可溶性的铜盐溶液，阴离子可以是SO42-或NO3。
①硫酸根离子的检验方法：取少量的待测液于试管中，滴加一定量的盐酸无明显现象，继续滴加氯化钡溶液，若有白色沉淀产生则证明原溶液中有SO42-，故答案为假设原溶液中的酸根离子为硫酸根离子，取少量的待测液于试管中，滴加一定量的盐酸无明显现象，继续滴加氯化钡溶液，若有白色沉淀产生则证明原溶液中有SO42-；
②假设原溶液中的酸根离子为硝酸根离子，取少量待测液于试管中，滴加浓硫酸，再加入铜粉，若有红棕色气体产生，则证明含有硝酸根离子，故答案为硝酸根离子，取少量待测液于试管中，滴加浓硫酸，再加入铜粉，若有红棕色气体产生，则证明含有硝酸根离子；
（5）再将K1断开，闭合K2，电流计指针发生偏转，形成氢氧燃料电池，灵敏电流计中指针会发生偏转，故答案为偏转；打开K1，关闭K2，形成H2、O2燃料电池。
20．H3PO2H+ + H2PO +1 正盐 弱碱性 2H2O－4e－=4H+＋O2↑ 阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2 H3PO2或H2PO被氧化
【详解】
(1)H3PO2是一种一元中强酸，电离出一个氢离子，其电离方程式H3PO2H+ + H2PO；故答案为：H3PO2H+ + H2PO；
(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银，从而可用于化学镀银；
①H3PO2中，H为+1价，O为−2价，根据化合价计算出P元素的化合价为+1价；故答案为：+1；
②H3PO2是一元酸，只能电离出一个氢离子，被NaOH反应，因此NaH2PO2为正盐，该盐为强碱弱酸盐，因此其溶液显弱碱性；故答案为：正盐；弱碱性；
(3)①阳极是水中的氢氧根失去电子变为氧气，其电极反应式2H2O－4e－=4H+＋O2↑；故答案为：2H2O－4e－=4H+＋O2↑；
②阳极是水中的氢氧根失去电子变为氧气，剩余的氢离子通过阳膜进入到产品室，阴极是水中的氢离子得到电子变为氢气，原料室的钠离子穿过阳膜进入阴极室，致使原料室负电荷多，因此原料室的H2PO穿过阴膜进入到产品室，与氢离子反应生成H3PO2；故答案为：阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2；
③阳极室与产品室合并，产品室中的产品中混有PO等杂质，主要是阳极产生氧气，H3PO2或H2PO被氧气氧化导致的；故答案为：H3PO2或H2PO被氧化。