4.1 原电池 课堂同步练（含解析）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 4.1 原电池 课堂同步练（含解析）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 492.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-08 00:00:00 | ||
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文档简介
4.1 原电池 课堂同步练
一、单选题
1．有A、B、C三块金属片，进行如下实验，①A、B用导线相连后，同时插入稀H2SO4中，A极为负极；②A、C相连后，同时浸入稀H2SO4，C极发生氧化反应。则三种金属的活动性顺序为（ ）
A．A>C>B B．B>C>A
C．C>A>B D．A>B>C
2．下列装置中，属于原电池的是（ ）
A． B．
C． D．
3．下列几种化学电池中，不属于可充电电池的是（ ）
A．碱性锌锰电池 B．手机用锂电池
C．汽车用铅蓄电池 D．玩具用镍氢电池
4．氨—空气燃料电池的结构如图所示。关于该电池的工作原理，下列说法正确的是（ ）
A．b极发生氧化反应
B．O2-由b极移向a极
C．a极的电极反应：2NH3+3O2-+6e-＝N2+3H2O
D．理论上消耗2molNH3，同时消耗33.6LO2
5．化学与科技生产、生活环境等密切相关，下列说法不正确的是（ ）
A．市售暖贴的发热原理是利用原电池加快氧化还原反应速率
B．明矾能用于净水是因为铝离子水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性
C．减少燃煤的使用，改用风能、太阳能等能源，符合“低碳生活”理念
D．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，利用了外加电源的阴极保护法
6．某原电池总反应的离子方程式是Fe+2Fe3+=3Fe2+，该原电池的组成正确的是（ ）
Zn A B C D
正极 Fe C（石墨） Ag Zn
负极 Cu Fe Fe Fe
电解质溶液 FeCl3 Fe2 （SO4）3 H2SO4 FeCl3
A．A B．B C．C D．D
7．如图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置．下列说法错误的是（ ）
A．锌是负极，电子从锌片经导线流向铜片
B．氢离子在铜片表面被还原
C．如果将硫酸换成橙汁，导线中不会有电子流动
D．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
8．镍﹣﹣镉（Ni﹣﹣Cd）可充电电池可以发生如下反应：
Cd（OH）2+2Ni（OH）2 Cd+2NiO（OH ）+2H2O
由此可知，该电池充电时的阳极是（ ）
A．Cd B．NiO（OH） C．Cd（OH）2 D．Ni（OH）2
9．2008年12月15日，全球第一款不依赖专业充电站的双模电动车﹣﹣比亚迪F3DM双模电动车在深圳正式上市．比亚迪F3DM双模电动车代表着“科技 绿色明天”，运用了众多高新科技，开启了电动车的新时代，同时也实现了中国力量领跑世界．镍镉（Ni﹣Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用．已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2O {#mathmL#}{#/mathmL#} Cd（OH）2+2Ni（OH）2有关该电池的说法正确的（ ）
A．充电过程是化学能转化为电能的过程
B．充电时阳极反应：Ni（OH）2﹣e﹣+OH﹣═NiOOH+H2O
C．放电时负极附近溶液的酸性增强
D．放电时电解质溶液中的OH﹣向正极移动
10．盐酸羟胺主要用作还原剂和定影剂，是一种易溶于水的盐。以、、盐酸为原料通过电化学方法一步制备盐酸羟胺的装置示意图如下。下列说法错误的是（ ）
A．盐酸羟胺在水溶液中的电离方程式为：
B．正极的电极反应为：
C．该电化学装置中的离子交换膜最好选择质子交换膜
D．电池工作时，每消耗，右室溶液质量增加
11．甲醇燃料电池用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许和水分子通过，其工作原理的示意图如下。下列有关说法不正确的是（ ）
A．Pt(a)电极是电池的负极
B．Pt(b)电极反应式为
C．从正极通过质子交换膜移向负极
D．电极每消耗，外电路中通过电子
12．科学家设计出质子膜H2S燃料电池 ，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．电极a为电池的负极
B．电极b上发生的电极反应为：O2+4H++4e-═2H2O
C．电路中每流过2mol电子，在正极消耗22.4L H2S
D．每34g H2S参与反应，有2mol H+经质子膜进入正极区
13．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是（ ）
A．CH4＋H2O 3 H2＋CO，1 mol CH4参加反应转移12 mol电子
B．电极A为正极
C．电池工作时，CO32-向电极B移动
D．O2在B电极上被还原
14．利用电化学原理，可将、转化为，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．电极1的电势低于电极2
B．由左侧通过质子膜移向右侧
C．该装置工作时电能转化为化学能
D．电极1上电极反应式为
15．如图所示的装置中，下列说法中正确的是（ ）
A．铜片上有气泡产生
B．铜片溶解
C．锌极为正极
D．该装置实现了电能转变为化学能
16．用镁一次氯酸钠燃料电池作电源模拟消除工业酸性废水中的Cr2O72-的过程(将“Cr2O72-”还原为“Cr3+”)，装置如图所示。下列说法中错误的是（ ）
A．金属铁电极的反应为：Fe-2e-=Fe2+
B．装置中电子的流动路线是： C电极→惰性电极→金属铁电极→D电极
C．装置工作过程中消耗14.4gMg，理论上可消除Cr2O72-0.1mol
D．将Cr2O72-处理后的废水比原工业废水的pH增大
二、综合题
17．能源是人类生活和社会发展的基础，研究化学反应中的能量变化，有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务．阅读下列有关能源的材料，回答有关问题：
（1）从能量的角度看，旧键断裂，新键形成必然有能量变化．已知拆开1molH﹣H键、1mol I﹣I、1mol H﹣I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ．则由氢气和碘反应生成1mol HI需要 （填“放出”或“吸收”） kJ的热量．
（2）在生产和生活中经常遇到化学能与电能的相互转化．
在如图甲、乙两装置中，甲中负极电极反应式为 ，溶液中的阴离子向 极移动（填“Zn”或“Pt”）；乙中铜电极作 极，发生 反应（填“氧化”或“还原”）
18．微生物燃料电池是利用微生物作为反应主体，将有机物的化学能转化为电能．如以葡萄糖溶液为例，其工作原理如图所示：
（1）电池工作时，石墨电极上发生 （填“氧化”或“还原”）反应，
（2）阳离子移向 （填“石 墨”或“铂碳”）电极，
（3）该电池负极电极上反应的电极反应式为 ．
（4）当有8mol电子发生转移时消耗的氧气在标况下为 L．
19．
（1）已知：①Fe(s)+1/2O2(g)=FeO(s) ΔH1＝－272.0kJ·mol－1；②2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s)
ΔH2＝－1675.7kJ·mol－1。Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是
（2）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。如图为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。
E为该燃料电池的 (填“正”或“负”)极。F电极上的电极反应式为 。
（3）镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，原因 (用化学方程式表示)
20．实现碳中和成为各国科学家的研究重点，将二氧化碳转化为绿色液体燃料甲醇是一个重要方向。甲醇的制备原理为：
（1）工业上利用低浓度氨水作为捕获剂，吸收烟气中CO2生成NH4HCO3以获得原料气体，其离子方程式为 。
（2）甲醇的制备反应一般认为通过如下两步来实现：
①
②
根据盖斯定律，该反应的△H kJ·mol-1，反应能在 (填“高温”或“低温”)自发进行。
（3）为探究该反应原理，进行如下实验：在一恒温，体积为1L恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，进行该反应(不考虑其它副反应)。10min时测得CO2和CH3OH(g)的体积分数之比变为1：3且比值不再随时间变化。回答下列问题：
①反应开始到平衡，v(H2)= 。
②该温度下的平衡常数K= (mol/L)-2(保留两位有效数值)。
③若上述反应过程中不断升高反应温度，下列图像正确的是 。
（4）我国科学家制备了一种ZO-ZrO2催化剂，实现CO2高选择性合成CH3OH．气相催化合成过程中，CO2转化率(x)及CH3OH选择性(S)随温度的变化曲线如图。
①生成CH3OH的最佳温度约为 。
②温度升高，CO2转化率升高，但产物CH3OH含量降低的原因： 。
（5）研究发现，CO2加氢还可制备甲酸(HCOOH)，反应为。在一容积固定的密闭容器中进行反应，实验测得：，，k正、k逆为速率常数。温度为T1℃时，该反应K=2，温度为T2℃时，k正=1.9k逆，则T2℃时平衡压强 (填“>”“<”或“=”)T1℃时平衡压强，理由 。
（6）科研人员通过电解酸化的CO2制备甲醚(CH3OCH3)，装置如图所示。该电解过程中，阴极的电极反应式 。
21．
（1）高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图是高铁电池的模拟实验装置：
①该电池放电时正极的电极反应式为 ；若维持电流强度为1 A，电池工作十分钟，理论上消耗Zn g(计算结果保留一位小数，已知F＝96500 C·mol-1)。
②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向 (填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向 (填“左”或“右”)移动。
③下图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有 。
（2）有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是 ，A是 。
（3）利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2－可以在固体介质NASICON (固溶体)内自由移动，工作时O2－的移动方向 (填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应式为 。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】①A、B用导线相连后，同时插入稀H2SO4中，A极为负极；则金属活动性A>B；②A、C相连后，同时浸入稀H2SO4，C极发生氧化反应，则金属活动性C>A.因此三种金属的活动性顺序是C>A>B.因此选项是C。
【分析】根据原电池属于自发进行的氧化还原反应，且负极具有还原性，失电子发生氧化反应解答；
2．【答案】D
【解析】【解答】解：A、两电极材料相同，所以不能形成原电池，故A错误．
B、酒精不是电解质，锌和酒精不能自发的进行氧化还原反应，所以不能形成原电池，故B错误．
C、该装置两电极间不能构成闭合回路，所以不能形成原电池，故C错误．
D、该装置符合原电池的构成条件，所以能形成原电池，故D正确．
故选D．
【分析】根据原电池的构成条件分析，原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应．
3．【答案】A
【解析】【解答】A、碱性锌锰电池属于一次电池，不属于可充电电池；
B、手机用锂电池属于可充电电池；
C、汽车用铅蓄电池属于可充电电池；
D、玩具用镍氢电池属于可充电电池；
故答案为：A。
【分析】 常见电池有一次电池、二次电池以及燃料电池，其中一次电池不能充电而重复使用，常见碱性锌锰电池为一次电池，据此解答。
4．【答案】B
【解析】【解答】A．b极通入氧气，为燃料电池的正极，发生还原反应，A项不符合题意；
B．根据原电池原理，阴离子向原电池中的负极移动，即O2-由b极移向a极，B项符合题意；
C．根据原电池原理可知，a极为燃料电池的负极，NH3失去电子发生氧化反应，电极反应式为：2NH3+3O2--6e-＝N2+3H2O，C项不符合题意；
D．根据原电池原理，该燃料电池的总反应为：4NH3+3O2＝2N2+6H2O，可知标准状况下该电池工作时，每消耗4molNH3，同时消耗3molO2。则在标准状况下，理论上消耗2molNH3，同时消耗1.5molO2，即消耗O2，D项中若非标准状况下，则消耗的O2的体积不是33.6L，D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、b极发生还原反应；
C、a极为燃料电池的负极，应该失去电子；
D、没有强调标准状态下。
5．【答案】D
【解析】【解答】A．暖贴里面主要用碳粉、铁粉和食盐水，再加一些添加剂组成原电池，利用原电池加快氧化还原反应速率，故A不符合题意；
B．明矾在水中可以电离出两种金属离子：KAl(SO4)2=K++Al3++2S，而铝离子很容易水解，生成胶状的氢氧化铝，氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水中悬浮的杂质，形成沉淀，使水澄清，故B不符合题意；
C．风能、太阳能为清洁能源，能减少二氧化碳排放，低碳环保，故C不符合题意；
D．镁比铁活泼，电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，发生腐蚀时，镁作负极而被腐蚀，利用了牺牲阳极的阴极保护法，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．碳粉、铁粉和食盐水组成原电池；
B．明矾水解，生成胶状的氢氧化铝；
C．风能、太阳能为清洁能源；
D．镁比铁活泼，原电池中镁作负极而被腐蚀。
6．【答案】B
【解析】【解答】解：根据2Fe3++Fe=3Fe2+可知铁易失电子而作负极，正极上铁离子得电子发生还原反应，所以负极材料应该是铁，正极材料应该是不如铁活泼的金属或石墨，电解质溶液应该是氯化铁或硫酸铁都可以，只有B符合，
故选B．
【分析】根据总反应离子方程式可知铁易失电子而作负极，不如铁活泼的金属或导电的非金属作正极，铁离子得电子发生还原反应，所以电解质溶液为可溶性的铁盐，据此分析解答．
7．【答案】C
【解析】【解答】解：A．锌比铜活泼，形成原电池反应时，锌为负极，铜为正极，电子从负极锌片经导线流向正极铜片，故A正确；
B．铜锌原电池中，Cu作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以Cu上有气泡生成，电极反应式为：2H++2e﹣=H2，故B正确；
C．橙汁显酸性也能作电解质溶液，所以将硫酸换成橙汁，仍然构成原电池，所以导线中有电子流动，故C错误；
D．原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转化为光能，故D正确；
故选C．
【分析】锌比铜活泼，形成原电池反应时，锌为负极，铜为正极，正极发生还原反应生成氢气，以此解答该题
8．【答案】D
【解析】【解答】解：由Cd+2NiOOH+2H2O Cd（OH）2+2Ni（OH）2可知，放电时Cd为负极，放电时阴离子向负极移动，充电时阴极与负极相连，正极与阳极相连，充电时阳极发生氧化反应为Ni（OH）2﹣e﹣+OH﹣=NiOOH+H2O，电池充电时的阳极是Ni（OH）2，
故选D．
【分析】由Cd+2NiOOH+2H2O Cd（OH）2+2Ni（OH）2可知，放电时Cd为负极，放电时阴离子向负极移动，充电时阴极与负极相连，正极与阳极相连，充电时阳极发生氧化反应为Ni（OH）2﹣e﹣+OH﹣=NiOOH+H2O，以此来解答．
9．【答案】B
【解析】【解答】解：A、充电过程是电解池，是电能转化为化学能的过程，故A错误；
B、充电时阳极反应是Ni（OH）2+OH﹣﹣e﹣=NiOOH+H2O，故B正确；
C、放电时负极上发生氧化反应，Cd﹣2e﹣+2OH﹣=Cd（OH）2电极附近溶液的碱性减弱，故C错误；
D、放电时，阳极负极电极反应，电解质溶液中OH﹣向负极移动，故D错误；
故选B．
【分析】A、充电过程是电解池，是电能转化为化学能；
B、充电过程是电解池，阳极失电子发生氧化反应，元素化合价升高；
C、放电时原电池，负极上失电子发生氧化反应，电极附近生成氢氧化镉沉淀；
D、放电时原电池，氢氧根离子移向负极．
10．【答案】D
【解析】【解答】A．制备盐酸羟胺，NO2被还原成NH3OH+，含Rh催化电极是正极，Pt电极是负极，H2失电子产生H+，盐酸羟胺在水溶液中的电离方程式为： ，A不符合题意；
B．正极上NO2被还原成NH3OH+，电极反应为： ，B不符合题意；
C．该电化学装置中的离子交换膜最好选择质子交换膜，H+需要从左边移动到右边，C不符合题意；
D．电池工作时，每消耗0.1molNO2，右室溶液质量增加4.6g-0.6g+0.1g=4.1g，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A．NO2可被还原成NH3OH+；
B．正极发生还原反应；
C．离子交换膜最好选择质子交换膜；
D．质量的计算。
11．【答案】C
【解析】【解答】A．根据装置图，CH3OH中C的化合价由-2价升高为+4价，根据原电池工作原理，负极上失去电子，化合价升高，即Pt(a)为负极，故A说法不符合题意；
B．根据A选项分析，Pt(b)为正极，根据装置图，通入空气/氧气，出口为水和空气，正极反应式为
，故B说法不符合题意；
C．根据原电池工作原理，阳离子从负极流向正极，即H+从负极经质子交换膜流向正极，故C说法符合题意；
D．消耗3.2g甲醇，转移电子物质的量为
=0.6mol，故D说法不符合题意；
故答案为C。
【分析】A.燃料电池通入燃料的一极发生氧化反应，作负极，通入氧气的一极，发生还原反应，作正极；
B. Pt(b) 是正极，氧气在酸性条件下被还原为水；
C.原电池中，阳离子移向正极；
D.CH3OH被氧化为CO2，碳的化合价从-2价变为+4价，1mol的甲醇参加反应，外电路通过6mol电子。
12．【答案】C
【解析】【解答】A．a极上硫化氢失电子生成S2和氢离子，发生氧化反应，则a为负极，故A不符合题意；
B．b极上O2得电子发生还原反应，酸性条件下，氧气得电子生成水，则电极b上发生的电极反应为：O2+4H++4e-=2H2O，故B不符合题意；
C．气体存在的温度和压强未知，不能确定气体的体积大小，故C符合题意；
D.2H2S(g)+O2(g)═S2(s)+2H2O，每34gH2S即1molH2S参与反应，则消耗0.5mol氧气，则根据O2+4H++4e-=2H2O，所以有2mol H+经质子膜进入正极区，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据图示符合题意判断正负极是解题的关键。本题的易错点为B，书写电极反应式或总反应方程式时，要注意电解质溶液的酸碱性。
13．【答案】D
【解析】【解答】A.1molCH4→CO，化合价由-4价→+2，上升6价，则1molCH4参加反应共转移6mol电子，A不符合题意；
B. 根据原电池工作原理，氧气在正极得电子，则电极A是负极，电极B是正极，B不符合题意；
C.电池工作时，阴离子向负极移动，即CO32-向电极A移动，C不符合题意；
D.根据电池原理，O2、CO2共同参加反应，在正极得电子被还原，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据原电池原理判断正负极、分析原电池发生的反应即可。
14．【答案】D
【解析】【解答】A．原电池负极发生氧化反应，右侧氢气失电子为负极，则电极2为负极，负极电势低于正极电势，则电极2电势低于电极1电势，A不符合题意；
B．由图可知，左侧二氧化碳得电子为正极，右侧氢气失电子为负极，原电池工作时，阳离子移向为负极→正极，即通过质子膜移向左侧，B不符合题意；
C．由图可知，该装置为原电池，工作中是化学能转化为电能，C不符合题意；
D．由图知CO2在电极1上得到电子转化为乙醇，2CO2+12e +12H+=C2H5OH+3H2O，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】电极1上，二氧化碳发生还原反应生成乙醇，则电极1为正极，电极反应式为2CO2+12e +12H+=C2H5OH+3H2O，电极2为负极，氢气失去电子发生氧化反应。
15．【答案】A
【解析】【解答】A．锌、铜和稀硫酸组成的原电池中，铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，则有气泡产生，故A符合题意；
B．锌、铜和稀硫酸组成的原电池中，铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，Cu不参与反应，故B不符合题意；
C．Zn、Cu、硫酸构成原电池中，Zn比Cu活泼，Zn作负极，故C不符合题意；
D．Zn、Cu、硫酸构成原电池，实现了化学能转化为电能，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】由图可知该装置为锌、铜和稀硫酸组成的原电池，锌作负极，负极上锌失电子发生氧化反应；铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应；原电池中化学能转化为电能。
16．【答案】B
【解析】【解答】A.Fe2+将Cr2O72-还原为Cr3+，所以阳极生成Fe2+，金属铁电极的反应为：Fe-2e-=Fe2+，故A不符合题意；
B.电解质溶液中没有电子流动，所以装置中电子的流动路线是： C电极→惰性电极，金属铁电极→D电极，故B符合题意；
C.装置工作过程中消耗14.4gMg，转移电子1.2mol，阳极生成Fe2+0.6mol，根据Cr2O72+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，0.6mol Fe2+可消除Cr2O72-0.1mol，故C不符合题意；
D.阴极氢离子得电子生成氢气，阳极区发生Cr2O72+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，所以将Cr2O72-处理后的废水比原工业废水的pH增大，故D不符合题意；
故答案为：B
【分析】本题综合考查原电池和电解池的工作原理。镁一次氯酸钠燃料电池作电源模拟消除工业酸性废水中的Cr2O72-的过程。主要过程是Cr2O72+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，
17．【答案】（1）放出；5.5
（2）Zn﹣2e﹣=Zn2+；Zn；负；氧化
【解析】【解答】解：（1）氢气和碘反应生成2molHI时，旧键断裂吸收能量的值为：436kJ+151kJ=587kJ，新键生成释放能量为：299kJ×2=598kJ，旧键断裂吸收的能量小于新键生成释放的能量，反应为放热反应，放出的热量为：598KJ﹣587kJ=11kJ，生成1molHI放出5.5kJ，故答案为：放出；5.5；（2）甲中锌失电子作负极，则负极的电极反应为：Zn﹣2e﹣=Zn2+；溶液中阴离子向负极移动；乙中Al发生钝化，铜易与浓硝酸反应，铜在负极失电子被氧化，
故答案为：Zn﹣2e﹣=Zn2+；Zn；负；氧化．
【分析】（1）旧键断裂要吸收能量，新键生成要释放能量，当旧键断裂吸收的能量大于新键生成释放的能量时，反应为吸热反应，反之则为放热反应；（2）甲中锌失电子作负极；溶液中阴离子向负极移动；乙中Al发生钝化，铜易与浓硝酸反应，铜在负极失电子被氧化．
18．【答案】（1）氧化
（2）铂碳
（3）C6H12O6+36OH﹣﹣24e﹣═6CO32﹣+24H2O
（4）44.8
【解析】【解答】解：（1）燃料电池的正极上是氧气发生得电子的还原反应，故石墨为负极，发生氧化反应，故答案为：氧化；（2）阳离子向正极移动，铂碳为正极，故移向铂碳电极，故答案为：铂碳；（3）石墨为负极，电极反应式为C6H12O6+36OH﹣﹣24e﹣═6CO32﹣+24H2O，故答案为：C6H12O6+36OH﹣﹣24e﹣═6CO32﹣+24H2O；（4）正极反应O2+4H++4e﹣=2H2O，当4mol电子转移时消耗1mol氧气，8mol电子转移消耗2mol氧气，标况下体积为2×22.4=44.8L，故答案为：44.8．
【分析】（1）燃料电池的正极上是氧气发生得电子的还原反应，故石墨为负极，发生氧化反应；（2）阳离子向正极移动，铂碳为正极，故移向铂碳电极；（3）石墨为负极，电极反应式为C6H12O6+36OH﹣﹣24e﹣═6CO32﹣+24H2O；（4）正极反应O2+4H++4e﹣=2H2O，当4mol电子转移时消耗1mol氧气，8mol电子转移消耗2mol氧气，标况下体积为2×22.4=44.8L．
19．【答案】（1）3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH＝－859.7kJ·mol－1
（2）负；ClO－+2e－+H2O=Cl－+2OH－
（3）Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
【解析】【解答】(1) 已知：①Fe(s)+1/2O2(g)=FeO(s) ΔH1＝－272.0kJ·mol－1②2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s) ΔH2＝－1675.7kJ·mol－1
根据盖斯定律计算②-①×3得到3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH＝(－1675.7kJ·mol－1)-(－272.0kJ·mol－1)×3＝－859.7kJ·mol－1，故答案为：3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH＝－859.7kJ·mol－1；(2)由示意图可知，“镁-次氯酸盐”燃料电池中，E为镁合金，为燃料电池的负极，F为铂合金，为正极，正极上ClO－得电子生成氯离子，则正极的电极反应式为ClO－+2e－+H2O=Cl－+2OH－，故答案为：负；ClO－+2e－+H2O=Cl－+2OH－；(3)Mg的活泼性较强，能与水反应生成氢气，其反应为：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑，故答案为：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑。
【分析】(1)利用 反应式② - ① 求算
（2）读图，ClO－得电子生成氯离子，有氢氧化镁生成，电解液为碱性溶液
（3）镁较活泼常温下就能和水反应生成氢气，在加热（原电池放热）条件下，速率加快
20．【答案】（1）
（2）-49；低温
（3）0.225mol(L min)；5.3；AC
（4）320℃；温度升高，反应速率加快，CO2转化率增大，但CH3OH的选择性降低，副反应也增多，CH3OH的含量降低
（5）>；该反应为放热反应，温度升高，平衡常数减小，T1小于T2说明平衡左移，气体的体积分数增大，压强增大
（6）
【解析】【解答】(1) 利用低浓度氨水作为捕获剂，吸收烟气中CO2生成NH4HCO3以获得原料气体，离子方程式 ；
(2) 根据盖斯定律，△H=△H1+△H2=-49 kJ·mol-1，是放热反应，根据△G=△H-T△S<0时，反应自发进行，反应能在低温自发进行；
(3) 设转化了xmol，平衡时，CO2和CH3OH(g)的体积分数之比变为1：3，(1-x)：x=1：3，解x=0.75；
①反应开始到平衡，v(H2)=3x0.75/10= 0.225mol(L min) ；
②该温度下的平衡常数K=c（CH3OH）x c（H2O）/c（CO2）/c3（H2）=0.75x0.75/（1-0.75）/（3-3x0.75）3=5.3；
③A．放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，A符合题意；
B．温度升高，反应速率增大，B不符合题意；
C．未达到平衡时，升高温度，甲醇浓度增大，达平衡后再升温，平衡逆向移动，甲醇浓度减小，C符合题意；
D．升温，平衡逆向移动，达平衡后再升温，氢气体积分数增大，D不符合题意；
(4)①温度为320℃时，甲醇选择性较高，二氧化碳转化率较高，生成CH3OH最佳温度约为320℃；
②温度升高，CO2转化率升高，但产物CH3OH含量降低，原因是温度升高，反应速率加快，CO2转化率增大，但CH3OH的选择性降低，副反应也增多，CH3OH的含量降低 ；
(5) 达平衡时，正、逆反应速率相等，K=c（HCOOH）/c（CO2)/c（H2)= k正 / k逆 =1.9小于2，T2℃时平衡压强> T1℃时平衡压强，理由是该反应为放热反应，温度升高，平衡常数减小，T1小于T2说明平衡左移，气体的体积分数增大，压强增大；
(6) CO2得电子生成CH3OCH3，阴极的电极反应式 ；
【分析】(1) 氨水和CO2反应生成NH4HCO3 ；
(2) 根据盖斯定律判断放热反应，△G=△H-T△S<0时，反应自发进行；
(3) 反应速率的计算；
②平衡常数的计算；
③A．放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小；
B．温度升高，反应速率增大；
C．未达到平衡时，升高温度，甲醇浓度增大，达平衡后再升温，平衡逆向移动，甲醇浓度减小；
D．升温，平衡逆向移动，达平衡后再升温，氢气体积分数增大；
(4)温度升高，反应速率加快，转化率增大；
(5) 达平衡时，正、逆反应速率相等，放热反应，温度升高，平衡常数减小；
(6) 电极反应式 的书写 。
21．【答案】（1）FeO42—＋4H2O＋3e－=Fe(OH)3↓＋5OH－；0.2；右；左；使用时间长、工作电压稳定
（2）N2＋8H＋＋6e－=2NH4+；氯化铵（或NH4Cl）
（3）从b到a；CO＋O2－－2e－=CO2
【解析】【解答】(1) ①根据电池装置，锌做负极，碳为正极，高铁酸钾的氧化性很强，正极上高铁酸钾发生还原反应生成氢氧化铁，电极反应为 FeO42—＋4H2O＋3e－=Fe(OH)3↓＋5OH－；若维持电离强度为1A，电池工作十分钟，通过的电子为 ，则理论消耗锌的质量为 = 0.2g。②盐桥中阴离子向负极移动，盐桥起的作用是使两个半电池连成一个通路，使两溶液保持电中性，起到平衡电荷、构成闭合回路的作用，放电时盐桥中氯离子向右移动，用某种高分子材料制成阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向左移动。③由图可知高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定。 (2)该电池的本质反应是合成氨的反应，电池中氢气失去电子，在负极上发生氧化反应，氮气得到电子在正极上发生还原反应，则正极反应为N2＋8H＋＋6e－=2NH4+，氨气和氯化氢反应生成氯化铵，则电解质溶液为氯化铵。(3)根据图可知，一氧化碳和空气形成燃料电池，一氧化碳失去电子和氧离子反应生成二氧化碳发生氧化反应，电极反应式为CO＋O2－－2e－=CO2，所以一氧化碳所在极为负极，通入空气的一极为正极，原电池放电时电子从负极流向正极，阴离子向负极移动，所以工作时氧离子的移动方向为从b到a。
【分析】（1）锌做负极，失去电子变成锌离子，吸引大量得阴离子，发生氧化反应，碳棒高铁酸钾得电子，发生还原反应，生成铁离子与氢氧根结合为氢氧化铁，吸引大量的阳离子，根据电流和时间可计算出转移的电子数，即可计算参加反应的锌的质量。根据图示，电流稳定，时间长是该电池的优点
（2）氢气是负极原料失去电子，生成大量的氢离子，发生氧化反应，氮气作为正极材料，的带你电子发生还原反应，在大量的氢离子作用下生成铵根离子
（3）一氧化碳作为负极原料，失去电子生成二氧化碳，结合氧离子变成碳酸根离子，发生氧化反应，空气中氧气作为正极材料，得到电子变成氧离子
一、单选题
1．有A、B、C三块金属片，进行如下实验，①A、B用导线相连后，同时插入稀H2SO4中，A极为负极；②A、C相连后，同时浸入稀H2SO4，C极发生氧化反应。则三种金属的活动性顺序为（ ）
A．A>C>B B．B>C>A
C．C>A>B D．A>B>C
2．下列装置中，属于原电池的是（ ）
A． B．
C． D．
3．下列几种化学电池中，不属于可充电电池的是（ ）
A．碱性锌锰电池 B．手机用锂电池
C．汽车用铅蓄电池 D．玩具用镍氢电池
4．氨—空气燃料电池的结构如图所示。关于该电池的工作原理，下列说法正确的是（ ）
A．b极发生氧化反应
B．O2-由b极移向a极
C．a极的电极反应：2NH3+3O2-+6e-＝N2+3H2O
D．理论上消耗2molNH3，同时消耗33.6LO2
5．化学与科技生产、生活环境等密切相关，下列说法不正确的是（ ）
A．市售暖贴的发热原理是利用原电池加快氧化还原反应速率
B．明矾能用于净水是因为铝离子水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性
C．减少燃煤的使用，改用风能、太阳能等能源，符合“低碳生活”理念
D．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，利用了外加电源的阴极保护法
6．某原电池总反应的离子方程式是Fe+2Fe3+=3Fe2+，该原电池的组成正确的是（ ）
Zn A B C D
正极 Fe C（石墨） Ag Zn
负极 Cu Fe Fe Fe
电解质溶液 FeCl3 Fe2 （SO4）3 H2SO4 FeCl3
A．A B．B C．C D．D
7．如图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置．下列说法错误的是（ ）
A．锌是负极，电子从锌片经导线流向铜片
B．氢离子在铜片表面被还原
C．如果将硫酸换成橙汁，导线中不会有电子流动
D．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
8．镍﹣﹣镉（Ni﹣﹣Cd）可充电电池可以发生如下反应：
Cd（OH）2+2Ni（OH）2 Cd+2NiO（OH ）+2H2O
由此可知，该电池充电时的阳极是（ ）
A．Cd B．NiO（OH） C．Cd（OH）2 D．Ni（OH）2
9．2008年12月15日，全球第一款不依赖专业充电站的双模电动车﹣﹣比亚迪F3DM双模电动车在深圳正式上市．比亚迪F3DM双模电动车代表着“科技 绿色明天”，运用了众多高新科技，开启了电动车的新时代，同时也实现了中国力量领跑世界．镍镉（Ni﹣Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用．已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2O {#mathmL#}{#/mathmL#} Cd（OH）2+2Ni（OH）2有关该电池的说法正确的（ ）
A．充电过程是化学能转化为电能的过程
B．充电时阳极反应：Ni（OH）2﹣e﹣+OH﹣═NiOOH+H2O
C．放电时负极附近溶液的酸性增强
D．放电时电解质溶液中的OH﹣向正极移动
10．盐酸羟胺主要用作还原剂和定影剂，是一种易溶于水的盐。以、、盐酸为原料通过电化学方法一步制备盐酸羟胺的装置示意图如下。下列说法错误的是（ ）
A．盐酸羟胺在水溶液中的电离方程式为：
B．正极的电极反应为：
C．该电化学装置中的离子交换膜最好选择质子交换膜
D．电池工作时，每消耗，右室溶液质量增加
11．甲醇燃料电池用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许和水分子通过，其工作原理的示意图如下。下列有关说法不正确的是（ ）
A．Pt(a)电极是电池的负极
B．Pt(b)电极反应式为
C．从正极通过质子交换膜移向负极
D．电极每消耗，外电路中通过电子
12．科学家设计出质子膜H2S燃料电池 ，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．电极a为电池的负极
B．电极b上发生的电极反应为：O2+4H++4e-═2H2O
C．电路中每流过2mol电子，在正极消耗22.4L H2S
D．每34g H2S参与反应，有2mol H+经质子膜进入正极区
13．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是（ ）
A．CH4＋H2O 3 H2＋CO，1 mol CH4参加反应转移12 mol电子
B．电极A为正极
C．电池工作时，CO32-向电极B移动
D．O2在B电极上被还原
14．利用电化学原理，可将、转化为，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．电极1的电势低于电极2
B．由左侧通过质子膜移向右侧
C．该装置工作时电能转化为化学能
D．电极1上电极反应式为
15．如图所示的装置中，下列说法中正确的是（ ）
A．铜片上有气泡产生
B．铜片溶解
C．锌极为正极
D．该装置实现了电能转变为化学能
16．用镁一次氯酸钠燃料电池作电源模拟消除工业酸性废水中的Cr2O72-的过程(将“Cr2O72-”还原为“Cr3+”)，装置如图所示。下列说法中错误的是（ ）
A．金属铁电极的反应为：Fe-2e-=Fe2+
B．装置中电子的流动路线是： C电极→惰性电极→金属铁电极→D电极
C．装置工作过程中消耗14.4gMg，理论上可消除Cr2O72-0.1mol
D．将Cr2O72-处理后的废水比原工业废水的pH增大
二、综合题
17．能源是人类生活和社会发展的基础，研究化学反应中的能量变化，有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务．阅读下列有关能源的材料，回答有关问题：
（1）从能量的角度看，旧键断裂，新键形成必然有能量变化．已知拆开1molH﹣H键、1mol I﹣I、1mol H﹣I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ．则由氢气和碘反应生成1mol HI需要 （填“放出”或“吸收”） kJ的热量．
（2）在生产和生活中经常遇到化学能与电能的相互转化．
在如图甲、乙两装置中，甲中负极电极反应式为 ，溶液中的阴离子向 极移动（填“Zn”或“Pt”）；乙中铜电极作 极，发生 反应（填“氧化”或“还原”）
18．微生物燃料电池是利用微生物作为反应主体，将有机物的化学能转化为电能．如以葡萄糖溶液为例，其工作原理如图所示：
（1）电池工作时，石墨电极上发生 （填“氧化”或“还原”）反应，
（2）阳离子移向 （填“石 墨”或“铂碳”）电极，
（3）该电池负极电极上反应的电极反应式为 ．
（4）当有8mol电子发生转移时消耗的氧气在标况下为 L．
19．
（1）已知：①Fe(s)+1/2O2(g)=FeO(s) ΔH1＝－272.0kJ·mol－1；②2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s)
ΔH2＝－1675.7kJ·mol－1。Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是
（2）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。如图为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。
E为该燃料电池的 (填“正”或“负”)极。F电极上的电极反应式为 。
（3）镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，原因 (用化学方程式表示)
20．实现碳中和成为各国科学家的研究重点，将二氧化碳转化为绿色液体燃料甲醇是一个重要方向。甲醇的制备原理为：
（1）工业上利用低浓度氨水作为捕获剂，吸收烟气中CO2生成NH4HCO3以获得原料气体，其离子方程式为 。
（2）甲醇的制备反应一般认为通过如下两步来实现：
①
②
根据盖斯定律，该反应的△H kJ·mol-1，反应能在 (填“高温”或“低温”)自发进行。
（3）为探究该反应原理，进行如下实验：在一恒温，体积为1L恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，进行该反应(不考虑其它副反应)。10min时测得CO2和CH3OH(g)的体积分数之比变为1：3且比值不再随时间变化。回答下列问题：
①反应开始到平衡，v(H2)= 。
②该温度下的平衡常数K= (mol/L)-2(保留两位有效数值)。
③若上述反应过程中不断升高反应温度，下列图像正确的是 。
（4）我国科学家制备了一种ZO-ZrO2催化剂，实现CO2高选择性合成CH3OH．气相催化合成过程中，CO2转化率(x)及CH3OH选择性(S)随温度的变化曲线如图。
①生成CH3OH的最佳温度约为 。
②温度升高，CO2转化率升高，但产物CH3OH含量降低的原因： 。
（5）研究发现，CO2加氢还可制备甲酸(HCOOH)，反应为。在一容积固定的密闭容器中进行反应，实验测得：，，k正、k逆为速率常数。温度为T1℃时，该反应K=2，温度为T2℃时，k正=1.9k逆，则T2℃时平衡压强 (填“>”“<”或“=”)T1℃时平衡压强，理由 。
（6）科研人员通过电解酸化的CO2制备甲醚(CH3OCH3)，装置如图所示。该电解过程中，阴极的电极反应式 。
21．
（1）高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图是高铁电池的模拟实验装置：
①该电池放电时正极的电极反应式为 ；若维持电流强度为1 A，电池工作十分钟，理论上消耗Zn g(计算结果保留一位小数，已知F＝96500 C·mol-1)。
②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向 (填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向 (填“左”或“右”)移动。
③下图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有 。
（2）有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是 ，A是 。
（3）利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2－可以在固体介质NASICON (固溶体)内自由移动，工作时O2－的移动方向 (填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应式为 。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】①A、B用导线相连后，同时插入稀H2SO4中，A极为负极；则金属活动性A>B；②A、C相连后，同时浸入稀H2SO4，C极发生氧化反应，则金属活动性C>A.因此三种金属的活动性顺序是C>A>B.因此选项是C。
【分析】根据原电池属于自发进行的氧化还原反应，且负极具有还原性，失电子发生氧化反应解答；
2．【答案】D
【解析】【解答】解：A、两电极材料相同，所以不能形成原电池，故A错误．
B、酒精不是电解质，锌和酒精不能自发的进行氧化还原反应，所以不能形成原电池，故B错误．
C、该装置两电极间不能构成闭合回路，所以不能形成原电池，故C错误．
D、该装置符合原电池的构成条件，所以能形成原电池，故D正确．
故选D．
【分析】根据原电池的构成条件分析，原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应．
3．【答案】A
【解析】【解答】A、碱性锌锰电池属于一次电池，不属于可充电电池；
B、手机用锂电池属于可充电电池；
C、汽车用铅蓄电池属于可充电电池；
D、玩具用镍氢电池属于可充电电池；
故答案为：A。
【分析】 常见电池有一次电池、二次电池以及燃料电池，其中一次电池不能充电而重复使用，常见碱性锌锰电池为一次电池，据此解答。
4．【答案】B
【解析】【解答】A．b极通入氧气，为燃料电池的正极，发生还原反应，A项不符合题意；
B．根据原电池原理，阴离子向原电池中的负极移动，即O2-由b极移向a极，B项符合题意；
C．根据原电池原理可知，a极为燃料电池的负极，NH3失去电子发生氧化反应，电极反应式为：2NH3+3O2--6e-＝N2+3H2O，C项不符合题意；
D．根据原电池原理，该燃料电池的总反应为：4NH3+3O2＝2N2+6H2O，可知标准状况下该电池工作时，每消耗4molNH3，同时消耗3molO2。则在标准状况下，理论上消耗2molNH3，同时消耗1.5molO2，即消耗O2，D项中若非标准状况下，则消耗的O2的体积不是33.6L，D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、b极发生还原反应；
C、a极为燃料电池的负极，应该失去电子；
D、没有强调标准状态下。
5．【答案】D
【解析】【解答】A．暖贴里面主要用碳粉、铁粉和食盐水，再加一些添加剂组成原电池，利用原电池加快氧化还原反应速率，故A不符合题意；
B．明矾在水中可以电离出两种金属离子：KAl(SO4)2=K++Al3++2S，而铝离子很容易水解，生成胶状的氢氧化铝，氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水中悬浮的杂质，形成沉淀，使水澄清，故B不符合题意；
C．风能、太阳能为清洁能源，能减少二氧化碳排放，低碳环保，故C不符合题意；
D．镁比铁活泼，电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，发生腐蚀时，镁作负极而被腐蚀，利用了牺牲阳极的阴极保护法，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．碳粉、铁粉和食盐水组成原电池；
B．明矾水解，生成胶状的氢氧化铝；
C．风能、太阳能为清洁能源；
D．镁比铁活泼，原电池中镁作负极而被腐蚀。
6．【答案】B
【解析】【解答】解：根据2Fe3++Fe=3Fe2+可知铁易失电子而作负极，正极上铁离子得电子发生还原反应，所以负极材料应该是铁，正极材料应该是不如铁活泼的金属或石墨，电解质溶液应该是氯化铁或硫酸铁都可以，只有B符合，
故选B．
【分析】根据总反应离子方程式可知铁易失电子而作负极，不如铁活泼的金属或导电的非金属作正极，铁离子得电子发生还原反应，所以电解质溶液为可溶性的铁盐，据此分析解答．
7．【答案】C
【解析】【解答】解：A．锌比铜活泼，形成原电池反应时，锌为负极，铜为正极，电子从负极锌片经导线流向正极铜片，故A正确；
B．铜锌原电池中，Cu作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以Cu上有气泡生成，电极反应式为：2H++2e﹣=H2，故B正确；
C．橙汁显酸性也能作电解质溶液，所以将硫酸换成橙汁，仍然构成原电池，所以导线中有电子流动，故C错误；
D．原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转化为光能，故D正确；
故选C．
【分析】锌比铜活泼，形成原电池反应时，锌为负极，铜为正极，正极发生还原反应生成氢气，以此解答该题
8．【答案】D
【解析】【解答】解：由Cd+2NiOOH+2H2O Cd（OH）2+2Ni（OH）2可知，放电时Cd为负极，放电时阴离子向负极移动，充电时阴极与负极相连，正极与阳极相连，充电时阳极发生氧化反应为Ni（OH）2﹣e﹣+OH﹣=NiOOH+H2O，电池充电时的阳极是Ni（OH）2，
故选D．
【分析】由Cd+2NiOOH+2H2O Cd（OH）2+2Ni（OH）2可知，放电时Cd为负极，放电时阴离子向负极移动，充电时阴极与负极相连，正极与阳极相连，充电时阳极发生氧化反应为Ni（OH）2﹣e﹣+OH﹣=NiOOH+H2O，以此来解答．
9．【答案】B
【解析】【解答】解：A、充电过程是电解池，是电能转化为化学能的过程，故A错误；
B、充电时阳极反应是Ni（OH）2+OH﹣﹣e﹣=NiOOH+H2O，故B正确；
C、放电时负极上发生氧化反应，Cd﹣2e﹣+2OH﹣=Cd（OH）2电极附近溶液的碱性减弱，故C错误；
D、放电时，阳极负极电极反应，电解质溶液中OH﹣向负极移动，故D错误；
故选B．
【分析】A、充电过程是电解池，是电能转化为化学能；
B、充电过程是电解池，阳极失电子发生氧化反应，元素化合价升高；
C、放电时原电池，负极上失电子发生氧化反应，电极附近生成氢氧化镉沉淀；
D、放电时原电池，氢氧根离子移向负极．
10．【答案】D
【解析】【解答】A．制备盐酸羟胺，NO2被还原成NH3OH+，含Rh催化电极是正极，Pt电极是负极，H2失电子产生H+，盐酸羟胺在水溶液中的电离方程式为： ，A不符合题意；
B．正极上NO2被还原成NH3OH+，电极反应为： ，B不符合题意；
C．该电化学装置中的离子交换膜最好选择质子交换膜，H+需要从左边移动到右边，C不符合题意；
D．电池工作时，每消耗0.1molNO2，右室溶液质量增加4.6g-0.6g+0.1g=4.1g，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A．NO2可被还原成NH3OH+；
B．正极发生还原反应；
C．离子交换膜最好选择质子交换膜；
D．质量的计算。
11．【答案】C
【解析】【解答】A．根据装置图，CH3OH中C的化合价由-2价升高为+4价，根据原电池工作原理，负极上失去电子，化合价升高，即Pt(a)为负极，故A说法不符合题意；
B．根据A选项分析，Pt(b)为正极，根据装置图，通入空气/氧气，出口为水和空气，正极反应式为
，故B说法不符合题意；
C．根据原电池工作原理，阳离子从负极流向正极，即H+从负极经质子交换膜流向正极，故C说法符合题意；
D．消耗3.2g甲醇，转移电子物质的量为
=0.6mol，故D说法不符合题意；
故答案为C。
【分析】A.燃料电池通入燃料的一极发生氧化反应，作负极，通入氧气的一极，发生还原反应，作正极；
B. Pt(b) 是正极，氧气在酸性条件下被还原为水；
C.原电池中，阳离子移向正极；
D.CH3OH被氧化为CO2，碳的化合价从-2价变为+4价，1mol的甲醇参加反应，外电路通过6mol电子。
12．【答案】C
【解析】【解答】A．a极上硫化氢失电子生成S2和氢离子，发生氧化反应，则a为负极，故A不符合题意；
B．b极上O2得电子发生还原反应，酸性条件下，氧气得电子生成水，则电极b上发生的电极反应为：O2+4H++4e-=2H2O，故B不符合题意；
C．气体存在的温度和压强未知，不能确定气体的体积大小，故C符合题意；
D.2H2S(g)+O2(g)═S2(s)+2H2O，每34gH2S即1molH2S参与反应，则消耗0.5mol氧气，则根据O2+4H++4e-=2H2O，所以有2mol H+经质子膜进入正极区，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据图示符合题意判断正负极是解题的关键。本题的易错点为B，书写电极反应式或总反应方程式时，要注意电解质溶液的酸碱性。
13．【答案】D
【解析】【解答】A.1molCH4→CO，化合价由-4价→+2，上升6价，则1molCH4参加反应共转移6mol电子，A不符合题意；
B. 根据原电池工作原理，氧气在正极得电子，则电极A是负极，电极B是正极，B不符合题意；
C.电池工作时，阴离子向负极移动，即CO32-向电极A移动，C不符合题意；
D.根据电池原理，O2、CO2共同参加反应，在正极得电子被还原，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据原电池原理判断正负极、分析原电池发生的反应即可。
14．【答案】D
【解析】【解答】A．原电池负极发生氧化反应，右侧氢气失电子为负极，则电极2为负极，负极电势低于正极电势，则电极2电势低于电极1电势，A不符合题意；
B．由图可知，左侧二氧化碳得电子为正极，右侧氢气失电子为负极，原电池工作时，阳离子移向为负极→正极，即通过质子膜移向左侧，B不符合题意；
C．由图可知，该装置为原电池，工作中是化学能转化为电能，C不符合题意；
D．由图知CO2在电极1上得到电子转化为乙醇，2CO2+12e +12H+=C2H5OH+3H2O，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】电极1上，二氧化碳发生还原反应生成乙醇，则电极1为正极，电极反应式为2CO2+12e +12H+=C2H5OH+3H2O，电极2为负极，氢气失去电子发生氧化反应。
15．【答案】A
【解析】【解答】A．锌、铜和稀硫酸组成的原电池中，铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，则有气泡产生，故A符合题意；
B．锌、铜和稀硫酸组成的原电池中，铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，Cu不参与反应，故B不符合题意；
C．Zn、Cu、硫酸构成原电池中，Zn比Cu活泼，Zn作负极，故C不符合题意；
D．Zn、Cu、硫酸构成原电池，实现了化学能转化为电能，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】由图可知该装置为锌、铜和稀硫酸组成的原电池，锌作负极，负极上锌失电子发生氧化反应；铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应；原电池中化学能转化为电能。
16．【答案】B
【解析】【解答】A.Fe2+将Cr2O72-还原为Cr3+，所以阳极生成Fe2+，金属铁电极的反应为：Fe-2e-=Fe2+，故A不符合题意；
B.电解质溶液中没有电子流动，所以装置中电子的流动路线是： C电极→惰性电极，金属铁电极→D电极，故B符合题意；
C.装置工作过程中消耗14.4gMg，转移电子1.2mol，阳极生成Fe2+0.6mol，根据Cr2O72+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，0.6mol Fe2+可消除Cr2O72-0.1mol，故C不符合题意；
D.阴极氢离子得电子生成氢气，阳极区发生Cr2O72+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，所以将Cr2O72-处理后的废水比原工业废水的pH增大，故D不符合题意；
故答案为：B
【分析】本题综合考查原电池和电解池的工作原理。镁一次氯酸钠燃料电池作电源模拟消除工业酸性废水中的Cr2O72-的过程。主要过程是Cr2O72+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，
17．【答案】（1）放出；5.5
（2）Zn﹣2e﹣=Zn2+；Zn；负；氧化
【解析】【解答】解：（1）氢气和碘反应生成2molHI时，旧键断裂吸收能量的值为：436kJ+151kJ=587kJ，新键生成释放能量为：299kJ×2=598kJ，旧键断裂吸收的能量小于新键生成释放的能量，反应为放热反应，放出的热量为：598KJ﹣587kJ=11kJ，生成1molHI放出5.5kJ，故答案为：放出；5.5；（2）甲中锌失电子作负极，则负极的电极反应为：Zn﹣2e﹣=Zn2+；溶液中阴离子向负极移动；乙中Al发生钝化，铜易与浓硝酸反应，铜在负极失电子被氧化，
故答案为：Zn﹣2e﹣=Zn2+；Zn；负；氧化．
【分析】（1）旧键断裂要吸收能量，新键生成要释放能量，当旧键断裂吸收的能量大于新键生成释放的能量时，反应为吸热反应，反之则为放热反应；（2）甲中锌失电子作负极；溶液中阴离子向负极移动；乙中Al发生钝化，铜易与浓硝酸反应，铜在负极失电子被氧化．
18．【答案】（1）氧化
（2）铂碳
（3）C6H12O6+36OH﹣﹣24e﹣═6CO32﹣+24H2O
（4）44.8
【解析】【解答】解：（1）燃料电池的正极上是氧气发生得电子的还原反应，故石墨为负极，发生氧化反应，故答案为：氧化；（2）阳离子向正极移动，铂碳为正极，故移向铂碳电极，故答案为：铂碳；（3）石墨为负极，电极反应式为C6H12O6+36OH﹣﹣24e﹣═6CO32﹣+24H2O，故答案为：C6H12O6+36OH﹣﹣24e﹣═6CO32﹣+24H2O；（4）正极反应O2+4H++4e﹣=2H2O，当4mol电子转移时消耗1mol氧气，8mol电子转移消耗2mol氧气，标况下体积为2×22.4=44.8L，故答案为：44.8．
【分析】（1）燃料电池的正极上是氧气发生得电子的还原反应，故石墨为负极，发生氧化反应；（2）阳离子向正极移动，铂碳为正极，故移向铂碳电极；（3）石墨为负极，电极反应式为C6H12O6+36OH﹣﹣24e﹣═6CO32﹣+24H2O；（4）正极反应O2+4H++4e﹣=2H2O，当4mol电子转移时消耗1mol氧气，8mol电子转移消耗2mol氧气，标况下体积为2×22.4=44.8L．
19．【答案】（1）3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH＝－859.7kJ·mol－1
（2）负；ClO－+2e－+H2O=Cl－+2OH－
（3）Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
【解析】【解答】(1) 已知：①Fe(s)+1/2O2(g)=FeO(s) ΔH1＝－272.0kJ·mol－1②2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s) ΔH2＝－1675.7kJ·mol－1
根据盖斯定律计算②-①×3得到3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH＝(－1675.7kJ·mol－1)-(－272.0kJ·mol－1)×3＝－859.7kJ·mol－1，故答案为：3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH＝－859.7kJ·mol－1；(2)由示意图可知，“镁-次氯酸盐”燃料电池中，E为镁合金，为燃料电池的负极，F为铂合金，为正极，正极上ClO－得电子生成氯离子，则正极的电极反应式为ClO－+2e－+H2O=Cl－+2OH－，故答案为：负；ClO－+2e－+H2O=Cl－+2OH－；(3)Mg的活泼性较强，能与水反应生成氢气，其反应为：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑，故答案为：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑。
【分析】(1)利用 反应式② - ① 求算
（2）读图，ClO－得电子生成氯离子，有氢氧化镁生成，电解液为碱性溶液
（3）镁较活泼常温下就能和水反应生成氢气，在加热（原电池放热）条件下，速率加快
20．【答案】（1）
（2）-49；低温
（3）0.225mol(L min)；5.3；AC
（4）320℃；温度升高，反应速率加快，CO2转化率增大，但CH3OH的选择性降低，副反应也增多，CH3OH的含量降低
（5）>；该反应为放热反应，温度升高，平衡常数减小，T1小于T2说明平衡左移，气体的体积分数增大，压强增大
（6）
【解析】【解答】(1) 利用低浓度氨水作为捕获剂，吸收烟气中CO2生成NH4HCO3以获得原料气体，离子方程式 ；
(2) 根据盖斯定律，△H=△H1+△H2=-49 kJ·mol-1，是放热反应，根据△G=△H-T△S<0时，反应自发进行，反应能在低温自发进行；
(3) 设转化了xmol，平衡时，CO2和CH3OH(g)的体积分数之比变为1：3，(1-x)：x=1：3，解x=0.75；
①反应开始到平衡，v(H2)=3x0.75/10= 0.225mol(L min) ；
②该温度下的平衡常数K=c（CH3OH）x c（H2O）/c（CO2）/c3（H2）=0.75x0.75/（1-0.75）/（3-3x0.75）3=5.3；
③A．放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，A符合题意；
B．温度升高，反应速率增大，B不符合题意；
C．未达到平衡时，升高温度，甲醇浓度增大，达平衡后再升温，平衡逆向移动，甲醇浓度减小，C符合题意；
D．升温，平衡逆向移动，达平衡后再升温，氢气体积分数增大，D不符合题意；
(4)①温度为320℃时，甲醇选择性较高，二氧化碳转化率较高，生成CH3OH最佳温度约为320℃；
②温度升高，CO2转化率升高，但产物CH3OH含量降低，原因是温度升高，反应速率加快，CO2转化率增大，但CH3OH的选择性降低，副反应也增多，CH3OH的含量降低 ；
(5) 达平衡时，正、逆反应速率相等，K=c（HCOOH）/c（CO2)/c（H2)= k正 / k逆 =1.9小于2，T2℃时平衡压强> T1℃时平衡压强，理由是该反应为放热反应，温度升高，平衡常数减小，T1小于T2说明平衡左移，气体的体积分数增大，压强增大；
(6) CO2得电子生成CH3OCH3，阴极的电极反应式 ；
【分析】(1) 氨水和CO2反应生成NH4HCO3 ；
(2) 根据盖斯定律判断放热反应，△G=△H-T△S<0时，反应自发进行；
(3) 反应速率的计算；
②平衡常数的计算；
③A．放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小；
B．温度升高，反应速率增大；
C．未达到平衡时，升高温度，甲醇浓度增大，达平衡后再升温，平衡逆向移动，甲醇浓度减小；
D．升温，平衡逆向移动，达平衡后再升温，氢气体积分数增大；
(4)温度升高，反应速率加快，转化率增大；
(5) 达平衡时，正、逆反应速率相等，放热反应，温度升高，平衡常数减小；
(6) 电极反应式 的书写 。
21．【答案】（1）FeO42—＋4H2O＋3e－=Fe(OH)3↓＋5OH－；0.2；右；左；使用时间长、工作电压稳定
（2）N2＋8H＋＋6e－=2NH4+；氯化铵（或NH4Cl）
（3）从b到a；CO＋O2－－2e－=CO2
【解析】【解答】(1) ①根据电池装置，锌做负极，碳为正极，高铁酸钾的氧化性很强，正极上高铁酸钾发生还原反应生成氢氧化铁，电极反应为 FeO42—＋4H2O＋3e－=Fe(OH)3↓＋5OH－；若维持电离强度为1A，电池工作十分钟，通过的电子为 ，则理论消耗锌的质量为 = 0.2g。②盐桥中阴离子向负极移动，盐桥起的作用是使两个半电池连成一个通路，使两溶液保持电中性，起到平衡电荷、构成闭合回路的作用，放电时盐桥中氯离子向右移动，用某种高分子材料制成阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向左移动。③由图可知高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定。 (2)该电池的本质反应是合成氨的反应，电池中氢气失去电子，在负极上发生氧化反应，氮气得到电子在正极上发生还原反应，则正极反应为N2＋8H＋＋6e－=2NH4+，氨气和氯化氢反应生成氯化铵，则电解质溶液为氯化铵。(3)根据图可知，一氧化碳和空气形成燃料电池，一氧化碳失去电子和氧离子反应生成二氧化碳发生氧化反应，电极反应式为CO＋O2－－2e－=CO2，所以一氧化碳所在极为负极，通入空气的一极为正极，原电池放电时电子从负极流向正极，阴离子向负极移动，所以工作时氧离子的移动方向为从b到a。
【分析】（1）锌做负极，失去电子变成锌离子，吸引大量得阴离子，发生氧化反应，碳棒高铁酸钾得电子，发生还原反应，生成铁离子与氢氧根结合为氢氧化铁，吸引大量的阳离子，根据电流和时间可计算出转移的电子数，即可计算参加反应的锌的质量。根据图示，电流稳定，时间长是该电池的优点
（2）氢气是负极原料失去电子，生成大量的氢离子，发生氧化反应，氮气作为正极材料，的带你电子发生还原反应，在大量的氢离子作用下生成铵根离子
（3）一氧化碳作为负极原料，失去电子生成二氧化碳，结合氧离子变成碳酸根离子，发生氧化反应，空气中氧气作为正极材料，得到电子变成氧离子