1.2 化学能转化为电能——电池 （含解析）同步练习 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

1.2 化学能转化为电能——电池 同步练习
一、单选题
1．锂电池作为最主要的便携式能量电源，影响着我们生活的方方面面。锂 空气电池放电的工作原理如图所示。下列叙述不正确的是（　　）
A．电池放电时负极电极方程式为O2+2H2O+4e =4OH
B．放电时电子由A极向B极移动
C．电解液a，b之间可采用阳离子交换膜
D．电解液b可能为稀LiOH溶液
2．某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构如图所示，电池总反应可表示为：2H2＋O2=2H2O，下列有关说法正确的是（　　）
A．电子通过外电路从b极流向a极
B．b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－
C．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
D．每转移0.1 mol电子，消耗1.12L的H2
3．某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质，以C4H10为燃料，该电池工作原理如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．a为C4H10，b为CO2
B．在熔融电解质中，CO向正极移动
C．此电池在常温时也能工作
D．通入丁烷的一极是负极，电极反应式为C4H10-26e-+13CO=17CO2+5H2O
4．汽车的启动电源常用铅蓄电池。放电时的电池反应为：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,根据此反应判断下列说法正确的是（　　）
A．PbO2是电池的负极
B．电池放电时，溶液的酸性增强
C．PbO2得电子，被氧化
D．负极电极反应式：Pb-2e- + SO42- = PbSO4
5．某航空站安装了一台燃料电池，该电池可同时提供电和水蒸气，所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾．已知电池的总反应为2H2+O2=2H2O，正极反应为O2+2CO2+4e﹣=2CO32﹣．下列说法正确的是（　　）
A．该电池可在常温或高温时工作，对环境有较强的适应性
B．负极反应为H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O
C．该电池工作时负极有CO2生成
D．该电池供应2molH2O，同时转移2mol电子
6．锌电池具有成本低、安全性强、可循环使用等优点。一种新型锌电池的工作原理如图所示(凝胶中允许离子生成或迁移)。下列说法正确的是（　　）
A．充电过程中，a电极接外接电源的负极
B．充电过程中，b电极反应为：Zn2＋＋2e-=Zn
C．放电过程中，H2SO4溶液中SO 向a电极迁移
D．放电过程中，转移 0.4mol e-时，a电极消耗 0.8molH＋
7．把a、b、c、d四种金属片浸泡在电解质溶液中，用导线两两相连可以组成各种原电池．若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c不断溶解；a、c相连时，c产生气泡；b、d相连时，b增重，则这四种金属活动性顺序由大到小为（　　）
A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞d＞b C．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a
8．铁和碳形成的原电池装置如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．碳电极为负极，铁电极为正极
B．电子的流向为铁电极→导线→碳电极
C．铁电极溶解，发生还原反应
D．电解质溶液的pH减小
9．如图所示装置中观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，指针指向M，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的组合是（　　）
M N P
A 锌 铜 稀硫酸溶液
B 铜 铁 稀盐酸溶液
C 银 锌 硝酸银溶液
D 锌 铁 硝酸铁溶液

A．A B．B C．C D．D
10．实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极Pb+SO42- =PbSO4+2e－，正极PbO2+4H++SO42-+2e－=PbSO4+2H2O今若制得Cl2 0.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是（　　）
A．0.025 mol B．0.050 mol C．0.10 mol D．0.20 mol
11．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）42﹣．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）42﹣
D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）
12．一种水性电解液Al－PbO2离子选择双隔膜电池的工作原理如图所示(KOH溶液中，Al3+以[Al(OH)4]-形式存在)。电池放电时，下列叙述正确的是（　　）
A．室2中的SO通过隔膜向室3迁移
B．离子选择隔膜是阳离子交换膜
C．一段时间后室1中溶液pH升高
D．电池总反应为2Al+3PbO2+12H++3SO+8OH-=3PbSO4+2[Al(OH)4]-+6H2O
13．2012年RongLan等人利用电解原理，以Nafion薄膜为电解质，在常温常压条件下以空气和水为原料高效的完成了合成氨反应。根据反应原理图，分析错误的是（　　）
A．总反应为2N2+6H2O4NH3+3O2
B．A极与电源负极相连
C．H2O发生氧化反应，生成H+和O2
D．标况时生成2molNH3恰好消耗空气22.4L
14．固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆﹣氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O2﹣）在其间通过．该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应，下列判断正确的是（　　）
A．有O2参加反应的a极为电池的负极
B．b极的电极反应式为H2+O2﹣﹣2e﹣═H2O
C．a极对应的电极反应式为O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣
D．氧化锆的作用是让电子在电池内部通过
15．某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，充电时Na2S4转化为Na2S。下列说法正确的是（　　）
A．充电时，太阳能转化为化学能，化学能又转化为电能
B．放电时，a极为负极
C．充电时，阳极的电极反应式为I3--2e-=3I-
D．M可以使用阴离子交换膜
16．某水果电池的结构如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．锌片作负极，发生还原反应
B．电池工作时，电子从锌片经灯流向铜片
C．电池工作时，锌片变细铜片变粗
D．电池工作结束后柠檬的酸性变强
二、综合题
17．随着信息技术的发展，小型化、便携式、工作寿命长的锂离子电池受到人们的青睐。某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图1所示，集流体起导电作用；放电时电极B上发生反应的方程式为。
（1）放电时，电极A为　 　(填“正极”或“负极”)，发生的电极反应式为　 　。
（2）充电时，电极B上发生的电极反应式为　 　。
（3）放电过程中，薄膜电解质中的物质的量会　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。
（4）若用该锂离子电池电解硫酸钠溶液制备氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠溶液，电解装置如图2。
①离子交换膜2可选用　 　(填“阴离子交换膜”“阳离子交换膜”或“质子交换膜”)。
②D接口应与　 　(填“电极A”或“电极B)连接。
③该电解反应的化学方程式为　 　。
18．下图为两种铜锌原电池的示意图。
（1）写出它们工作时正极的电极反应式　 　。
（2）①电池B工作时盐桥中的K＋流动方向(填“向ZnSO4”或“向CuSO4”)　 　溶液；
②假如Zn的消耗速率为2×10－3 mol·s－1，计算K＋的迁移速率　 　。
（3）电池A与电池B比较，电池B的工作效率大大提高，说明原因　 　。
（4）利用电池A进行实验，发现铜片、锌片表面均有红色物质析出。实验结束时测得锌片减少了1.97 g，铜片增重了1.92 g，计算该原电池的工作效率[指参加原电池反应的锌占锌反应总量的百分率]　 　。
19．被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点。如图为氢氧燃料电池的结构示意图，回答下列问题：
（1）O2进入的电极为　 　极。
（2）电池工作时：溶液中的OH-向　 　(填“正极”或“负极”)迁移。
（3）写出电池工作时的负极反应式　 　。
（4）若电池工作时转移0.01mol电子，理论上消耗标准状态下　 　mLO2。
20．从能量转化角度看，原电池是将化学能转化为电能的装置；从化学反应角度看，原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经外接导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行。
（1）常用于腐蚀印刷电路铜板，反应过程的离子方程式为　 　，若将此反应设计成原电池，请写出该原电池正极电极反应为　 　。
（2）如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题：
①当电极a为Zn片，电极b为Cu片，且两极板质量相等。电解质溶液为溶液时，当电路中有0.1mol通过时，两极板的质量差为　 　 g。
②当电极a为Mg片，电极b为Al片，电解质溶液为NaOH溶液时，则负极的电极反应式为　 　。
（3）某种燃料电池的工作原理示意图如图所示，a、b均为惰性电极。
①空气从　 　(填“A”或“B”)口通入，溶液中OH－移向　 　极(填“a”或“b”)。
②若使用的燃料是甲烷，则负极的电极反应式为　 　。
③当电路中通过2mol电子时，理论上消耗标况下的　 　L
21．
（1）①已知H2与O2反应生成1molH2O(g)时放出241.8kJ的热量，请完成该反应的热化学方程式：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=　 　kJ/mol。
②已知：C(石墨，s)=C(金刚石，s)△H＞0，则稳定性：石墨　 　金刚石(填“＞”、“＜”或“=”)。
（2）在某密闭容器中进行可逆反应：FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)△H＞0，平衡常数表达式为K= 。
①反应达到平衡后，向容器中通入CO，化学平衡向　 　方向移动(填“正反应”或“逆反应”)；
②若升高温度，平衡常数K　 　(填“增大”、“减少”或“不变”)。
③查阅资料得知1100℃时K=0.263。某时刻测得容器中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.10mol/L，此时刻反应　 　平衡状态(填“达到”或“未达到”)。
（3）电化学是研究化学能与电能相互转化的装置、过程和效率的科学。
①根据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)=2Ag(s)+Cu2+(aq)，设计的原电池如图一所示，X溶液时　 　溶液(填“CuSO4”或“AgNO3”)。
②图二装置在铁件上镀铜，铁作阴极，则铜极上的电极反应是　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】原电池中锂作负极、失电子、发生氧化反应，B电极为原电池正极，氧气得到电子、发生还原反应，则
A．该电池放电时，负极锂失电子、发生了氧化反应，故A错误；
B．原电池放电时，电子由负极经过导线流向正极，即电子由A极向B极移动，故B正确；
C．锂是活泼金属，能与和水发生反应，所以该电池放电时，电解液中Li+由锂电极迁移向B电极，离子交换膜应该为阳离子交换膜，故C正确；
D．Li在负极失电子生成Li+，Li+向正极移动，正极区Li+与氢氧根离子结合形成LiOH，由于阳离子交换膜的隔离作用，水分子不能通过交换膜，所以电解液b可能为稀LiOH溶液，故D正确；
故答案选A。
【分析】A.电池放电时是原电池，原电池的负极发生氧化反应；
B.B电极通入空气，氧气发生还原反应，B极是正极，A极是负极，电极经导线从负极移向正极；
C.a、b之间可以用阳离子交换膜，允许Li+通过；
D.电解液b可以用稀LiOH溶液，但是电解a不可以用溶液，水和Li会反应。
2．【答案】C
【解析】【解答】A、因氢元素的化合价升高，则a为负极，这样电子应该是通过外电路由a极流向b，故A不符合题意；
B、该电池为酸性电池，b极上的电极反应式为：O2+4e－+4H＋=2H2O，故B不符合题意；
C、H＋带正电，移向正极，由a极通过固体酸电解质传递到b极，故C符合题意；
D、每转移0.1mol电子，消耗0.05mol的H2，标准状况下的H2 1.12 L，故D不符合题意。
故答案为：C
【分析】A.原电池中离子的流动方向是由负极流向正极；
B.酸性电解质溶液中不能生成氢氧根离子；
C.原电池中阳离子由负极向正极方向移动；
D.氢气的温度和压强不明确.
3．【答案】D
【解析】【解答】A．电子由左侧电极流出为负极，a为C4H10，b为空气、CO2，A不符合题意；
B．原电池中阴离子移向负极， CO32-向负极移动，B不符合题意；
C．电解质是熔融碳酸盐，在常温时不能工作，C不符合题意；
D．通入丁烷的一极是负极，电极反应式为C4H10-26e－+13CO32-=17CO2+5H2O，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A．电子由左侧电极流出为负极；
B．原电池中阴离子移向负极；
C．电解质是熔融碳酸盐，在常温时不能工作；
D．电极反应式的书写。
4．【答案】D
【解析】【解答】A. PbO2得到电子，是电池的正极，A不符合题意；
B. 电池放电时消耗硫酸，溶液的酸性减弱，B不符合题意；
C. PbO2得电子，被还原，C不符合题意；
D. 铅是负极，失去电子，负极电极反应式：Pb-2e-+SO42-=PbSO4，D符合题意，
故答案为：D。
【分析】 放电时的电池反应为：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，根据元素化合价的变化，铅发生的是氧化反应，铅做负极，铅失去电子与硫酸根结合形成硫酸铅，二氧化铅发生的还原反应，二氧化铅做正极，放电时，消耗硫酸，酸性在减弱
5．【答案】C
【解析】【解答】解：A．该电池使用的电解质是熔融的碳酸钾，在常温下无法工作，故错误；
B．放电时，负极反应为：2H2﹣4e﹣+2CO32﹣═2CO2+2H2O，故B错误；
C．负极反应为2H2﹣4e﹣+2CO32﹣═2CO2+2H2O，有C02生成，故C正确；
D．由反应可知，生成2molH2O转移4mol电子，则该燃料电池供应2mol水蒸气时转移电子的物质的量为4mol，故D错误；
故选C．
【分析】A．该电池使用的电解质是熔融的碳酸钾，在常温下无法工作；
B．总反应为2H2+O2═2H2O，则负极反应=总反应﹣正极反应式；
C．根据负极的反应式来确定；
D．由反应可知，生成2molH2O转移4mol电子．
6．【答案】D
【解析】【解答】A．由分析可知，充电过程中a为阳极，外接电源正极，A不符合题意；
B．充电过程中b电极得到电子发生还原反应，由于在碱性环境中Zn以形式存在，则充电过程中，b电极反应为：，B不符合题意；
C．放电过程中，a为正极，b极为负极，溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极；所以放电过程中，SO向b极迁移，C不符合题意；
D．放电过程中b电极为负极，其电极反应式为；a极为正极，则其电极反应式为，。所以放电过程中，转移0.4mole-时，a电极消耗0.8molH+，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．依据阳接正，阴接负判断；
B．充电过程中阴极得到电子发生还原反应；
C．放电过程中，溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极；
D．反应过程中转移电子数等于转移离子所带电荷总数。
7．【答案】B
【解析】【解答】解：形成原电池时，活泼金属做负极，若a、b相连时，a为负极，则金属活动性a＞b，c、d相连时，c不断溶解，则c为负极，活动性c＞d，a、c相连时，c极上产生大量气泡，说明在c极上产生氢气，c极上发生还原反应，c极为正极，则活动性a＞c，b、d相连时，b增重，金属阳离子得电子，b极上发生还原反应，b极为正极，则活动性d＞b，所以四种金属的活动性顺序为a＞c＞d＞b，
故选B．
【分析】形成原电池时，活泼金属做负极，根据电极反应现象首先判断电池的正负极，再判断金属的活泼性强弱．
8．【答案】B
【解析】【解答】A．铁和碳形成原电池时，铁为负极，碳为正极，A不符合题意；
B．铁为负极，电子从负极流出，经过导线流向正极，B符合题意；
C．铁失去电子，发生氧化反应，C不符合题意；
D．氧气在碳极得到电子生成氢氧根离子，溶液中pH增大，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．原电池中活泼金属做负极；
B．电子从负极流出，经过导线流向正极；
C．负极失去电子，发生氧化反应；
D．依据电极反应分析。
9．【答案】C
【解析】【解答】解：该装置没有外接电源，所以是原电池．原电池中，负极材料比正极材料活泼，且负极材料是随着反应的进行质量减少，正极质量增加或放出气泡．根据题意知，N极是负极，M是正极，且N极材料比M极活泼．
A、M极材料比N极活泼，故A错误；
B、M极上质量不增加，故B错误；
C、N极材料比M极活泼，且M极上有银析出，所以质量增加，符合题意，故C正确；
D、M极材料比N极活泼，故D错误；
故选C．
【分析】该装置没有外接电源，是原电池；M棒变粗，N棒变细，说明N极失电子作负极，M极得电子作正极；M棒变粗，所以溶液中的金属阳离子析出生成金属单质，电解质溶液中的阳离子为金属阳离子且活泼性小于N，原电池正负极的判断方法：
1）根据电极材料的活泼性判断
负极：活泼性相对强的一极
正极：活泼性相对弱的一极
2）根据电子流向或电流的流向判断
负极：电子流出或电流流入的一极
正极：电子流入或电流流出的一极
3）根据溶液中离子移动的方向判断
负极：阴离子移向的一极
正极：阳离子移向的一极
4）根据两极的反应类型判断
负极：发生氧化反应的一极
正极：发生还原反应的一极
5）根据电极反应的现象判断
负极：溶解或减轻的一极
正极：增重或放出气泡的一极
10．【答案】C
【解析】【解答】设生成0.050摩氯气需转移的电子为xmol，
2Cl--2e-= Cl2↑
2mol 1mol
x 0.050mol
解得x=0.1mol，设消耗硫酸的物质的量为ymol，放电时铅蓄电池的电池反应式为：
PbO2+Pb+ 2H2SO4=2PbSO4+2H2O 转移电子
　 2mol 2mol
　 y 0.1mol
y=0.1
所以消耗硫酸 0.1mol ；
故答案为：C。
【分析】根据电解食盐水的方程式以及电池的反应式，可以计算出要制得0.050mol氯气只是需要的硫酸的物质的量。
11．【答案】C
【解析】【解答】解：A．充电时阳离子向阴极移动，故A错误；
B．充电时，电池反应为Zn（OH）42﹣+2e﹣═Zn+4OH﹣，电解质溶液中c（OH﹣）逐渐增大，故B错误；
C．放电时，负极反应式为Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn（OH）42﹣，故C正确；
D．放电时，每消耗标况下22.4L氧气，转移电子4mol，故D错误．
故选C．
【分析】根据2Zn+O2+4OH﹣+2H2O═2Zn（OH）42﹣可知，O2中元素的化合价降低，被还原，应为原电池正极，Zn元素化合价升高，被氧化，应为原电池负极，电极反应式为Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn（OH）42﹣，充电时阳离子向阴极移动，以此解答该题．
12．【答案】D
【解析】【解答】A．在原电池中，阴离子向负极移动，则室2中的SO通过隔膜向室1迁移，A不符合题意；
B．正极的反应为PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O，多余的硫酸根离子向室2移动，再结合选项A可知离子选择隔膜是阴离子交换膜，B不符合题意；
C．由分析得知，Al为该原电池的负极，发生氧化反应之后在KOH溶液中最终以[Al(OH)4]-形式存在，因此其反应中会消耗掉OH-从而导致室1中pH降低，C不符合题意；
D．由题给信息可知，在正极Al最终生成[Al(OH)4]-，再结合选项B中正极的方程式可知，电池总反应为2Al+3PbO2+12H++3SO+8OH-=3PbSO4+2[Al(OH)4]-+6H2O，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．在原电池中，阴离子向负极移动；
B．结合选项A可知离子选择隔膜是阴离子交换膜；
C．依据电极反应判断；
D．由题给信息可知，根据反应物和产物的化学式，利用原子守恒、电子守恒、电荷守恒书写。
13．【答案】D
【解析】【解答】A．由分析可知，电解的总反应方程式为2N2+6H2O4NH3+3O2，故A不符合题意；
B．由分析可知，A极与电源负极相连，故B不符合题意；
C．由分析可知，通入水的B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，故C不符合题意；
D．由电极反应式可知，标况时生成2mol氨气，需要消耗空气中22.4L氮气，则消耗空气体积一定大于22.4L，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】该装置为电解池装置，在电解池中，阳离子移向阴极，因此A电极为阴极，空气中的N2发生得电子的还原反应，生成NH3，因此A电极的电极反应式为：N2＋6e－＋6H＋=2NH3。B电极为阳极，H2O发生失去电子的氧化反应，生成O2，因此B电极的电极反应式为：2H2O－4e－=O2＋4H＋。据此结合选项进行分析。
14．【答案】B
【解析】【解答】解：A、在燃料电池中，有O2参加的a极为原电池的正极，故A错误；
B、b极是负极，氢气失电子的氧化反应，该电极的电极反应式为H2+O2﹣﹣2e﹣═H2O，故B正确；
C、a极为正极，电极反应为：O2+4e﹣=2O2﹣，故C错误；
D、氧化锆的作用是让离子在电池内部通过，电子不能进入电解质，故D错误．
故选B．
【分析】该电池属于固体燃料电池，以固体氧化锆﹣氧化钇为电解质，电池工作时，正极上氧气得电子生成阳离子，则正极上反应为O2+4e﹣=2O2﹣；负极为氢气失电子发生氧化反应，负极：2H2﹣4e﹣+2O2﹣═2H2O，总反应为：2H2+O2=2H2O．
15．【答案】B
【解析】【解答】A.充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能贮存起来，A不符合题意；
B.放电时，a极为负极，Na2S失电子氧化为Na2S4，B符合题意；
C.充电时，阳极失电子被氧化，阳极的电极反应式为3I--2e-= I3-，C不符合题意；
D.M是阳离子交换膜，阴离子会相互反应，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、充电时，太阳能转化为电能，电能转化为化学能储存
C、被氧化的化合价应该升高。
D、如使用阴离子交换膜，阴离子之间会发生氧化还原反应
16．【答案】B
【解析】【解答】A．锌比铜活泼，锌做负极，发生氧化反应，故A不符合题意；
B．电池工作时，电子从负极锌片经LED灯流向正极铜片，故B符合题意；
C．电池工作时，锌失去电子变为Zn2+，锌片变细，在正极是柠檬中的H+得到电子变为H2，铜片不会变粗，故C不符合题意；
D．正极是柠檬中的H+得到电子生成氢气，所以电池工作结束后柠檬的酸性变弱，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】该装置为原电池，锌片为负极，发生氧化反应，其电极反应式为Zn-2e-=Zn2+；铜片为正极，发生还原反应，其电极反应式为2H++2e-=H2↑。注意电子从负极沿导线流向正极。
17．【答案】（1）负极；
（2）
（3）不变
（4）阳离子交换膜；电极A；
【解析】【解答】（1）放电时，电极A中失去做负极，发生的电极反应式为；
（2）充电时，电极B上发生反应的电极反应式为；
（3）放电过程中，薄膜电解质中的物质的量不变；
（4）①由图可知通过交换膜进入右池，离子交换膜2可选用阳离子交换膜；
②右池电极应得到电子，生成的同时浓度增大，D接口应连接电源负极，与电极A连接；
③该电解反应的总化学方程式为。
【分析】（1）放电时，锂元素化合价升高，失去电子，为负极；
（2）充电时，锂元素化合价降低，得到电子；
（3）锂离子消耗的物质的量和补充的物质的量相等；
（4） ① 离子交换膜的作用是让钠离子通过，选择阳离子交换膜；
② D为氢离子得到电子生成氢气，即阴极，链接电池的负极；
③ 水和硫酸钠通电条件下生成氧气、氢气、氢氧化钠和硫酸。
18．【答案】（1）
（2）向CuSO4；4×10-3mol·s
（3）Zn和Cu2+不直接接触发生置换反应，电子只能通过导线发生转移
（4）60%
【解析】【解答】（1）由装置图可知，电池A与电池B的负极均为金属活泼性强的锌，正极均为金属活泼性弱的铜，铜离子在正极上得到电子发生还原反应生成铜，电极反应式为Cu2++2e－=Cu；
（2）原电池工作时，阳离子向正极移动，则电池B工作时，盐桥中的K+向硫酸铜溶液方向移动；由电荷守恒可知，K＋的迁移速率是Zn 的消耗速率的2倍，则K＋的迁移速率为 2×10-3mol·s-1×2=4×10－3mol·s－1；
（3）电池 A 与电池B相比，电池B中Zn和Cu2+不直接接触发生置换反应，电子只能通过导线发生转移，使电池 B 的工作效率大大提高；
（4）铜片、锌片表面均有红色物质析出说明锌部分参加原电池反应，锌与硫酸铜溶液发生置换反应的离子方程式为Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2＋，由方程式可知反应前后固体减少的量为1g，由锌片减少了1.97g，铜片增重了 1.92g可知，反应前后固体的质量差为(1.97g—1.92g)=0.05g，设参加反应的锌的质量为m，由方程式可得65g：1g=m：0.05g，解得m=3.25g，由铜片增重了 1.92g可知，参加原电池反应的锌的质量为×65g/mol=1.95g，则该原电池的工作效率为×100%=60%。
【分析】（1）正极为铜离子生成铜的反应；
（2）原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，根据电荷守恒计算钾离子的迁移速率；
（3）盐桥既构成了闭合回路，又能阻止反应物的直接接触，使电池 B 的工作效率大大提高；
（4）根据方程式计算反应过程损耗的锌的质量，进而计算其效率。
19．【答案】（1）正
（2）负极
（3）H2-2e-＋2OH-=2H2O
（4）56
【解析】【解答】(1)O2在电极反应中得电子，该电极为原电池的正极。
(2)该电池为原电池，原电池内电路中阴离子移向负极，所以电池工作时，溶液中的OH-向负极迁移。
(3)H2失电子，在负极发生反应，该电池电解质溶液为氢氧化钾溶液，根据得失电子守恒和电荷守恒可以得出电池工作时的负极反应式为：H2-2e-＋2OH-=2H2O。
(4)根据 可知，若电池工作时转移0.01mol电子，需要消耗0.0025mol O2，则标准状态下体积为 =56mL。所以答案为56mL。
【分析】氢氧燃料电池，且氢氧化钾做电解质溶液，故氢气做负极，发生氧化反应，失去电子与氢氧根结合形成水，故吸引大量的氢氧根离子，氧气做正极，氧气得到电子与水结合形成氢氧根离子，根据电子转移的情况即可计算出消耗的氢气和氧气
20．【答案】（1）；
（2）6.45；
（3）B；a；；11.2
【解析】【解答】(1)常用于腐蚀印刷电路铜板，反应生成氯化亚铁和氯化铜，因此反应过程的离子方程式为，若将此反应设计成原电池，则铜化合价升高，失去电子，作负极，铁离子得到电子，在正极反应，因此该原电池正极电极反应为；故答案为：；。
(2)①当电极a为Zn片，电极b为Cu片，且两极板质量相等。电解质溶液为溶液时，则负极是Zn 2e－＝Zn2+，正极是Cu2+＋2e－＝Cu，当电路中有0.1mol通过时，说明负极有0.05molZn溶解，正极有0.05molCu生成，则两极板的质量差为0.05mol×(65+64)g mol 1＝6.45 g；故答案为：6.45。
②当电极a为Mg片，电极b为Al片，电解质溶液为NaOH溶液时，由于Mg和NaOH溶液不反应，而Al和NaOH溶液反应，因此Al为负极，则负极的电极反应式为；故答案为：。
(3)①根据图中电子转移方向得到a为负极，b为正极，则空气从B口通入，燃料中A口通入，根据原电池“同性相吸”，因此溶液中OH－移向a极；故答案为：B；a。
②若使用的燃料是甲烷，甲烷失去电子，在和KOH溶液反应生成碳酸根，则负极的电极反应式为；故答案为：。
③当电路中通过2mol电子时，理论上消耗氧气0.5mol，则标况下的0.5mol×22.4L mol 1＝11.2L；故答案为：11.2。
【分析】
(1)氯化铁与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜；原电池中正极发生还原反应。
(2)①依据电极反应方程式，利用得失电子守恒进行计算。
②镁不与碱反应发生反应，金属铝可以与碱反应。
(3)①根据图中电子转移方向确定负极、正极，燃料电池中燃料通入负极，空气通入正极，根据原电池“同性相吸”。
②考虑生成物与电解质溶液发生反应。
③依据得失电子守恒计算。
21．【答案】（1）-483.6；＞
（2）正反应；增大；未达到
（3）AgNO3；Cu-2e-=Cu2＋
【解析】【解答】(1)①H2与O2反应生成2molH2O(g)时放出的热量为241.8kJ×2=483.6kJ，则热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=-483.6kJ/mol，
②由C(石墨，s)=C(金刚石，s) H＞0知，反应吸热，反应物石墨能量低，物质能量越低越稳定，则稳定性：石墨＞金刚石；
(2)①增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动；
②该反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，K增大；
③Qc= ＜0.263，则未达到平衡；
(3)①铜的活泼性大于银，铜做负极，右侧为原电池的正极，银离子得电子，电极反应为Ag++e-=Ag，则X溶液为AgNO3；
②图二装置为电解池，在铁件上镀铜，铁作阴极，则铜作阳极，失去电子，发生氧化反应，电极反应是Cu-2e-=Cu2＋。
【分析】（1）①反应热和参加反应的反应物物质的量成正比②物质能量越低越稳定
（2）①增加气态反应物，根据平衡移动原理分析即可②温度升高，判断平衡移动方向即可③计算浓度商和平衡常数对比
（3）① 电解质溶液需要和负极反应②电镀，铜失去电子