6.3.1化学能转化为电能分层练习（含解析）2023-2024学年苏教版（2019）高中化学必修第二册
文档属性
| 名称 | 6.3.1化学能转化为电能分层练习（含解析）2023-2024学年苏教版（2019）高中化学必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 986.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-15 15:43:28 | ||
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文档简介
6.3.1化学能转化为电能
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．有A、B、C、D四块金属片，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 ②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电子由C→导线→D ③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4，C极产生大量气泡 ④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应，则四种金属的活动性顺序为：
A．A>B>C>D B．B>D>C>A C．A>C>D>B D．C>A>B>D
2．为减少二氧化碳的排放，我国科学家设计了熔盐电池捕获二氧化碳的装置，如图所示。下列说法不正确的是
A．过程①中有碳氧键断裂
B．过程②中在电极a上发生了还原反应
C．过程③中的反应可表示为
D．熔盐电池的总反应为CO2C+O2↑
3．下图是学生搭建的两套装置图，下列说法正确的是
A．两套装置都可将化学能转化为电能
B．电池工作时，锌作正极，电极反应式为
C．电池工作时，电子由锌片流出经过外电路流向铜
D．电池工作时，移向锌片
4．锂-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．金属锂做负极，发生氧化反应
B．通过有机电解质向水溶液处移动
C．正极的电极反应：
D．电池总反应：
5．肼()空气燃料电池是一种新型环保型燃料电池，如图所示，电池可以用固体氧化物作电解质，生成物为无毒无害的物质。下列有关该电池的说法正确的是
A．a电极上的电极反应式为
B．电流流向：a电极→用电器→b电极
C．当a电极上消耗时，b电极上被还原的在标准状况下的体积为11.2L
D．由b电极通过固体氧化物电解质移向a电极
6．下列装置由甲、乙部分组成(如图所示)，甲是将废水中乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化为环境友好物质形成的化学电源。当电池工作时，下列说法正确的是
A．电子的流动方向M→Fe→CuSO4溶液→Cu-N
B．M极电极反应式: H2N(CH2)2NH2+16OH--16e-==2CO2↑+N2↑+12H2O
C．当N极消耗5.6LO2时，则铁极增重32g
D．一段时间后，乙中CuSO4溶液浓度基本保持不变
7．工业固氮原理是利用氢气与氮气合成氨气。理论上该工作原理可设计成原电池，在固氮同时提供电能，下列说法不正确的是
A．氢气在负极上发生氧化反应
B．氮气在正极上得电子
C．放电过程中，介质中的阳离子向正极移动
D．该装置既提供了电能，又增加了化学能
8．为解决淀粉厂废水中BOD严重超标的问题，有人设计了电化学降解法。如图是利用一种微生物将废水中有机物［主要成分是］的化学能转化为电能的装置，下列说法中错误的是
A．该装置工作时，从左侧经质子交换膜移向右侧
B．该装置不能在较高温度下完成
C．负极的电极反应为
D．物质X是
9．2019年11月《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取H2O2的绿色方法，原理如图所示(已知：H2O2H＋＋HO，Ka=2.4×10-12)。下列说法错误的是
A．催化剂可促进反应中电子的转移
B．b电极上的电极反应为O2＋H2O＋2e-=HO＋OH-
C．每生成1molH2O2电极上流过2mole-
D．Y膜为选择性阳离子交换膜
10．下列说法正确的是
A．糖类、蛋白质均属于天然有机高分子化合物
B．溶液和过量的KI溶液反应，可用淀粉溶液检验该反应是否为可逆反应
C．可漂白纸浆，不可用于杀菌、消毒
D．实验室用锌和稀硫酸反应制氢气，加入少量硫酸铜能加快反应速率
二、填空题
11．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。请回答下列问题。
(1)请你利用下列反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+设计一个化学电池，并回答下列问题：
①该电池的负极材料是 ，电解质溶液是 。
②在外电路中，电子方向是从 极到 极。
(2)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池。在这两个原电池中，负极分别为 。
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片
(3)“神舟九号”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将 能转化为 能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。在紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2，其负极的电极反应式为 。
(4)目前正在研发的高能量密度燃料电池车，是以肼(N2H4)燃料电池作为动力来源，电池结构如图所示。
①起始时正极区与负极区KOH溶液浓度相同，工作一段时间后，KOH浓度较大的是 (填“正”或“负”)极区。
②该电池负极的电极反应式为 。
12．(1)我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家。湿法炼铜的原理是Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu，其中铁被 (填“氧化”或“还原”)，CuSO4作 (填“氧化”或“还原”)剂。在该反应中，若生成了1 mol Cu，消耗Fe的物质的量是 。
(2)某学习小组设计下图所示装置观察氧化还原反应中电子的转移。
实验Ⅰ 实验Ⅱ
装置
现象 电流计指针向右偏转；铁片溶解；铜片上有红色物质(铜)析出，铜片质量增加 电流计指针向右偏转；……
①实验Ⅰ中，Fe与CuSO4溶液反应的离子方程式是 。
②根据实验Ⅰ的原理，推测实验Ⅱ中：锌片上发生 (填“氧化”或“还原”)反应；铜片上的实验现象是 。
13．化学反应中伴随着能量变化，探究各种能量变化是一永恒的主题。
(1)下列变化属于放热反应的是 。填序号
生石灰溶于水 浓硫酸稀释 氢氧化钠固体溶于水 铜溶于浓硝酸 氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌 过氧化钠溶于水
(2)分解时的能量变化关系如下图甲所示，则分解反应为 反应(选填：吸热、放热)。查阅资料得知：将作为催化剂的溶液加入溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的离子方程式分别是：和 。
(3)燃料电池和二次电池的应用非常广泛。
①如图为甲烷燃料电池的示意图，电池工作时，b极的电极为 极，负极的电极反应式为 。反应的总离子方程式 。
②随着反应的进行，电解质溶液碱性 (填增强或减弱)。
14．根据原电池原理，人们研制出的各种化学电池，满足了不同的用电需要。
(1)如图装置中，Cu片作 (填“正极”或“负极”)，Zn片上发生反应的电极反应式为 ，能证明化学能转化为电能的实验现象是 。
(2)下列可通过原电池装置实现化学能直接转化为电能的反应是 (填字母)。
a.CH4+2O2CO2+2H2O
b.Fe+2H+=Fe2++H2↑
15．将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如图1的装置：（以下均假设反应过程中溶液体积不变）。
（1）铁片上的电极反应式为 。
（2）若2 min后测得铁片和铜片之间的质量差为1.2g，计算：
①导线中流过的电子的物质的量为 mol；
（3）若一段时间后测得铁片减少了2.4g，同时铜片增加了3.2g，计算这段时间内该装置消耗的化学能转化为电能的百分比为 。
（4）若将该装置改为如图2所示的装置也能达到和原装置相同的作用。其中KCl溶液起沟通两边溶液形成闭合回路的作用，同时又能阻止反应物直接接触。则硫酸铜溶液应该注入 （填“左侧”、“右侧”或“两侧”）烧杯中。
16．（1）从能量的角度看，形成生成物中的化学键要 (填“吸收”或"放出”，下同)能量；已知石墨比金刚石稳定，所以石墨转化为金刚石的反应要 热量。
（2）现有甲、乙、丙三种金属片：①把甲、乙用导线连接后同时浸入稀硫酸中；乙上有气泡产生，则 (填“甲”或“乙”)发生氧化反应；②将乙、丙用导线连接后局时浸入稀硫酸中，电子的流动方向为乙→导线→丙。则三种金属的活动性由强到弱的顺序是 。
（3）短周期元素X的最高价氧化物的水化物化学式为HXO4，则其气态氢化物的化学式为 ；在周期表中第 周期第 族。
17．化学反应中伴随着能量变化，探究各种能量变化是一永恒的主题。
(1)下列变化属于放热反应的是 。填序号
生石灰溶于水 浓硫酸稀释 氢氧化钠固体溶于水 铜溶于浓硝酸 氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌 过氧化钠溶于水
(2)分解时的能量变化关系如下图甲所示，则分解反应为 反应选填：吸热、放热。查阅资料得知：将作为催化剂的溶液加入溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的离子方程式分别是：和 。
(3)如下图乙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。
①当电极a为镁，电极b为铝，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该电池的负极为 。填名称
②燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂反应所产生的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，电极a通入氢气燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，b极的电极反应式为 。
③质量相同的铜棒和铁棒用导线连接后插入溶液中，一段时间后，取出洗净、干燥、称量，二者质量差为12g，则导线中通过的电子的物质的量为 。
18．Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是 。电池工作时，电子流向 (填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀。其主要原因是 。欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的 (填代号)。
a.NaOH b.Zn c.Fe d.NH3·H2O
19．电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，它的出现极大方便了人们的生活。如下为三种电池的示意图：
(1)请根据原电池的形成条件，分析图中原电池的组成要素，用化学式填写下表：
负极材料 负极反应物 正极材料 正极反应物 离子导体
图1：碱性锌锰电池 K+、OH-
图2：锂-空气电池 Li+
(2)锂—空气电池的理论能量密度高，是未来电动汽车续航里程的关键。锂—空气电池的反应原理可表示为：。探究对放电的影响：向非水电解液中加入少量水，放电后检测A、B电极上的固体物质：A极产物：；B极产物：、。A、B电极产生的化学或电极反应方程式分别是：A极： ；B极：或 。
结论：降低锂一空气电池放电、充电循环性能。
(3)铝离子电池高效耐用、超快充电、高安全性、可折叠、材料成本低等优势。已知图3的正极反应物为，请写出两极的电极反应式：负极： ；正极： 。
(4)某碱性锌锰电池维持电流0.5A(相当于每秒通过电子)，连续工作80分钟即接近失效。如果制造一节电池所需的锌粉为6g，则电池失效时仍有 %的金属锌未参加反应。
20．以CO2生产甲醇(CH3OH)是实现“碳中和”的重要途径。其原理是CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g)。
(1)该反应的能量变化如图所示，该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)恒容容器中，对于上述反应，下列措施能加快反应速率的是_______。
A．升高温度 B．充入He C．加入合适的催化剂 D．降低压强
(3)在体积为2 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2、CH3OH的物质的量随时间变化如图。从反应开始到3 min末，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)= ；反应达到平衡状态，此时H2的转化率为 。
(4)在相同温度、容积不变的条件下，不能说明该反应已达平衡状态的是_______。
A．CO2、H2的浓度均不再变化
B．体系压强不变
C．n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1
D．H2的消耗速率与CH3OH的生成速率之比为3∶1
(5)用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图。
①则电极c是 (填“正极” 或“负极”)，电极d的电极反应式 。
②若线路中转移1 mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为 L。
三、实验探究题
21．已知可逆反应：据此设计出如图所示的实验装置(装置中盐桥的作用是使整个装置形成一个闭合回路)。进行如下操作：
a.向烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安表指针偏转；
b.若改向烧杯中滴加溶液，发现微安表指针向前述相反方向偏转。
试回答下列问题：
(1)两次操作过程中微安表指针为什么会发生偏转？
(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？
(3)a操作过程中，棒发生的反应为
(4)b操作过程中，棒发生的反应为
22．以Al和不同铜盐溶液间的反应为实验对象，探索Al与不同铜盐溶液反应的多样性。向盛有Al片(经打磨)的试管中分别加入2 mL下列溶液，产生现象如表：
实验 现象
实验Ⅰ：加入0.5 mol/L CuCl2(aq) 15 s：大量气泡且有红色物质析出 60 s：反应进一步加快且反应剧烈放热，液体几乎沸腾 120 s：铝片反应完，试管中析出大量蓬松的红色物质
实验Ⅱ：加入0.5 mol/L CuSO4(aq) 15 s：无明显现象 60 s：铝片表面有极少气泡 120 s：有少量气泡溢出，铝片边缘有很少红色物质生成
(1)对实验Ⅰ进行研究
①实验Ⅰ中生成红色物质的离子方程式是 。
②请写出60 s后反应进一步加快可能的原因(写出一条) 。
(2)对实验Ⅱ进行研究
实验Ⅱ反应明显比实验Ⅰ绶慢，说明Al与不同的铜盐溶液反应呈现多样性，其原因可能有：
假设一：对Al与Cu2+的置换反应存在一定的抑制作用。
假设二： 。
(3)为进一步研究上述假设，再向盛有Al片(经打磨)的试管中分别加入下列试剂：
实验 现象
实验Ⅲ：2 mL 0.5 mol/L CuCl2(aq)+1 g Na2SO4(s) 加入Na2SO4固体后速率几乎不变，仍有大量气泡产坐，生成红色物质，剧烈放热，铝片反应完全，溶液沸腾
实验Ⅳ：2 mL 0.5 mol/L CuCl2(aq)+5 g Na2SO4(s) 加入Na2SO4固体后速率几乎不变，仍有大量气泡产生，红色物质生成且剧烈放热，铝片反应完全，溶液沸腾
实验Ⅴ：2 mL 0.5 mol/L CuCl2(aq)+0.02 mol NaCl(s) 未加入NaCl固体前几乎没现象，加入后，铝片表面迅速产生大量气体和红色物质，溶液温度上升至沸腾，铝反应完全
实验Ⅵ：2 mL 0.5 mol/L CuSO4(aq)+NH4Cl(s) 未加入NH4Cl固体前几乎没现象，加入后，铝片表面迅速产生大量气体和红色物质，溶液温度上升至沸腾，铝反应完全
①实验Ⅵ中NH4Cl固体的物质的量是 。
②实验Ⅵ的设计目的是 。
③其中，实验Ⅰ与实验Ⅲ、Ⅳ作对比，结论为 。
④其中，实验Ⅱ与实验Ⅴ、Ⅵ作对比，结论为 。
23．Ⅰ.某实验小组同学进行如下实验，以检验化学反应中的能量变化。请回答下列问题：
(1)实验中发现，反应后①中的温度升高；②中的温度降低。由此判断Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl的反应是 (填“放热反应”或“吸热反应”)，反应过程 的能量变化可用图2表示(填“①”或“②”)。
(2)现有如下两个反应：A、NaOH+HCl=NaCl+H2O；B、2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，以上两个反应能设计成原电池的是 ，负极材料为： ，电解质溶液为： ，负极的电极反应式为： 。
Ⅱ.某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律
(3)干燥管D的作用为 。
(4)若要证明非金属性：Cl>I，则A中加浓盐酸，B中加KMnO4(KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气)，C中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C中溶液 (填现象)即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用NaOH溶液吸收尾气。
(5)若要证明非金属性：C>Si，则在A中加盐酸、B中加CaCO3、C中可加 溶液，观察到C中溶液 (填现象)，即可证明，反应的离子方程式为： ，但有的同学认为该实验不严谨，应在两装置间添加装有 溶液的洗气瓶，目的是 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【分析】一般来说，在原电池中，较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极。负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应。放电时电子从负极沿着导线流向正极，电流从正极流向负极，据此判断金属活动性顺序。
【详解】①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中， A极为负极，所以活泼性：A＞B；
②在原电池中，电子从负极流经外电路流向正极，C、D用导线相连后同时浸入稀H2SO4中，电子由C→导线→D ，则活泼性：C＞D；
③A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡，说明C极是正极，所以金属活泼性：A＞C；
④B、D相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应，说明D极是负极，所以金属活泼性：D＞B。
综上所述可知四种金属活泼性有强到弱顺序是：A＞C＞D＞B，C满足；
答案是C。
2．B
【详解】A．过程①的离子反应为：2CO2+O2-=C2O52-，其中CO2的结构式为O=C=O，对比CO2和C2O52-的结构式可知，该过程有碳氧键断裂，故A正确；
B．过程②中，a极的电极反应为2C2O52--4e-=4CO2↑+O2↑，该电极反应为失电子，发生氧化反应，故B错误；
C．根据题中信息，可以推出过程③中的反应可表示为，故C正确；
D．电极a的总电极反应为2O2--4e-=O2↑，电极b的总电极反应为CO2+4e-=C+2O2-，熔盐电池的总反应为CO2C+O2↑，故D正确；
答案为B。
3．C
【分析】由图可知，左侧装置没有形成闭合回路，无法形成原电池，右侧装置能形成原电池，Zn比Cu活泼，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，Cu作正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，据此作答。
【详解】A．左侧装置没有形成闭合回路，无法形成原电池，不能将化学能转化为电能，故A错误；
B．右侧装置能形成原电池，Zn比Cu活泼，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，故B错误；
C．电池工作时，电子由负极流向正极，则电子由锌片流出经过外电路流向铜，故C正确；
D．电池工作时，阳离子移向正极，H+移向铜，故D错误；
故选：C。
4．C
【详解】A. 锂-空气电池中，锂为负极，发生氧化反应，A项正确；
B. 负极的电极反应为，生成的向正极移动，B项正确；
C. 通入空气的一极为正极，正极的电极反应为，C项错误；
D. 由正、负极的电极反应可得电池总反应：，D项正确；
故选C。
5．D
【分析】燃料电池中，通入氧气的一极为正极，通入燃料的一极为负极。
【详解】A．根据图示，a是负极，a电极上失电子生成氮气和水，a电极反应式为，故A错误；
B．a是负极、b是正极，电流流向：b电极→用电器→a电极，故B错误；
C．当a电极上消耗时，失去转移4mol电子，根据得失电子守恒，b电极上氧气得4mol电子，1mol被还原，标准状况下的体积为22.4L，故C错误；
D．a是负极、b是正极，由b电极通过固体氧化物电解质移向a电极，故D正确；
选D。
6．D
【详解】根据题给信息知，甲图中装置是将化学能转化为电能的原电池，M是负极，N是正极，电解质溶液为酸性溶液，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；乙部分是在铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极相连。A．M是负极，N是正极，电子不能通过溶液，故A正确；B．H2N(CH2)2NH2在负极M上失电子发生氧化反应，生成但其、二氧化碳和水，电极反应式为H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-═2CO2↑+N2↑+16H+，故B错误；C．未注明是否为标准状况，无法计算5.6LO2的物质的量，故C错误；D．乙部分是在铁上镀铜，电解液浓度基本不变，所以乙中CuSO4溶液浓度基本保持不变，故D正确；故选D。
7．D
【详解】A．氢气在负极上失电子产生氢离子，发生氧化反应，选项A正确；
B．氮气在正极上得电子产生氨气，选项B正确；
C．放电过程中，介质中的阳离子由负极移向正极，选项C正确；
D．该装置是将化学能转化为电能，体系化学能降低，选项D错误；
答案选D。
8．D
【分析】由题意利用一种微生物将废水中有机物[主要成分是(C6H10O5)n]的化学能转化为电能的装置，即为原电池，由图N极通O2，M极为有机物，则N极为正极发生还原反应，M极为负极，发生氧化反应，负极的电极反应为(C6H10O5)n+7nH2O﹣24ne﹣═6nCO2↑+24nH+，原电池中阳离子移向正极。
【详解】A．原电池中阳离子移向正极，该装置工作时，H+从左侧经质子交换膜移向右侧，选项A正确；
B．微生物在高温下会变性，所以该装置不能在较高温度下完成，选项B正确；
C．M极为有机物，M极为负极，发生氧化反应，负极的电极反应为(C6H10O5)n +7nH2O﹣24ne﹣═6nCO2↑+24nH+，故C正确；
D．由图N极通O2，则N极为正极，O2得电子结合H+生成水，物质X为水，选项D错误；
答案选D。
9．D
【分析】氢气和氧气反应生成H2O2，氢气失去电子，作负极，氧气得到电子，作正极。
【详解】A．催化剂可促进反应中电子的转移，加快反应速率，故A正确；
B．b为正极，氧气得电子，b极上的电极反应为O2＋H2O＋2e-=HO＋OH-，故B正确；
C．氧元素由0价变成-1价，每生成1molH2O2电极上流过2mole-，故C正确；
D．b极发生O2＋H2O＋2e-=HO＋OH-，Y膜为选择性阴离子交换膜，让HO和OH-进入中间，故D错误；
故选：D。
10．D
【详解】A．单糖和二糖不是高分子化合物，A错误；
B．向淀粉KI溶液中滴加过量FeCl3溶液后，反应反应: 2Fe3++I-=2Fe2++I2，由于反应产生了I2，I2遇淀粉溶液变蓝色，因此不能确定反应是否是可逆反应，B错误；
C．二氧化硫有漂白性，可漂白纸浆，在葡萄酒酿制过程中用二氧化硫选择性杀菌，C错误；
D．首先发生Zn与Cu2+的反应，生成的Cu覆盖在Zn表面，因此Zn-稀H2SO4-Cu构成很多微小原电池,从而加快了反应速率，D正确；
故答案选D。
11． Cu AgNO3溶液 负 正 B 光 电 Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 正 N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O
【分析】原电池中，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，电子从负极流出，电子沿着导线流向正极，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，据此回答；
【详解】(1)①据分析，反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+中，铜为还原剂，故该电池的负极材料是Cu，电解质溶液是可溶性银盐，故为硝酸银。②在外电路中，电子方向是从负极沿着导线流到正极。
(2)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，铝在浓硝酸中钝化，实际反应为铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应中铜失去电子，故负极为铜；插入烧碱溶液中，铜不与氢氧化钠溶液反应、铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠、氢气，反应中铝失去电子，负极为铝；故选B。
(3)飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将光能转化为电能；按应急电池工作原理Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2知，放电时，锌为负极、锌失去电子被氧化，在碱性环境中生成氢氧化锌，故负极的电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。
(4) ①燃料电池工作时，氧气为正极反应物，氧气得电子被还原，正极电极反应式为：O2 ＋2H2O＋4e- ＝4OH-；故工作一段时间后，KOH浓度较大的是正极区。②该电池负极反应物为肼，由图知，肼失去电子被氧化为氮气，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O。
12． 氧化 氧化 1mol Fe＋Cu2＋＝Cu＋Fe2＋ 氧化 产生无色气泡
【分析】（1）反应中Fe元素的化合价升高，Fe失去电子，Cu元素的化合价降低，Cu得到电子，据此判断；
（2）①实验Ⅰ中，Fe与CuSO4溶液发生原电池反应，Fe失去电子，铜离子得到电子；
②根据实验Ⅰ的原理，推测实验Ⅱ中Zn失去电子，氢离子得到电子。
【详解】（1）湿法炼铜的原理是Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu，其中铁失去电子被氧化，Cu得到电子，CuSO4作氧化剂。由反应可知，若生成了1mol Cu，消耗Fe的物质的量是1mol；
（2）①铁的金属性强于铜，实验Ⅰ中，Fe与CuSO4溶液发生原电池反应，Fe失去电子，铜离子得到电子，则Fe与CuSO4溶液反应的离子方程式是Fe+Cu2+＝Cu+Fe2+；
②锌的金属性强于铜，根据实验Ⅰ的原理，推测实验Ⅱ中Zn失去电子，氢离子得到电子，则锌片上发生氧化反应；铜片上氢离子得到电子生成氢气，即实验现象是产生无色气泡。
【点睛】本题考查原电池原理的理解和应用，把握图中装置、原电池的工作原理为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意氧化还原反应的应用。
13．(1)adf
(2) 放热
(3) 正 CH4+10OH- -8e-=+7H2O CH4+2OH- +2O2 =3H2O + 减弱
【解析】（1）
生石灰溶于水，与水反应生成熟石灰，放出热量，属于放热反应；浓硫酸稀释是物理过程，放出热量，但不是放热反应；氢氧化钠固体溶于水放出热量，是物理变化，不是放热反应；铜溶于浓硝酸放出热量，生成新物质，是放热反应；氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌，发生反应，是吸热反应；过氧化钠溶于水生成氧气，是放热反应；故选adf。
（2）
根据图示，反应物总能量高于生成物总能量，故分解反应为放热反应；催化剂参与了反应过程，但反应前后其质量和性质均没有改变，这两个氧化还原反应的一个是Fe3+被还原生成Fe2+，则另一个氧化还原反应是Fe2+被氧化生成Fe3+，H2O2均参与了两个反应，故另一个离子反应是。
（3）
燃料电池中燃料在负极发生氧化反应，O2在正极发生还原反应。
①根据甲烷燃料电池的示意图，CH4充入a电极，a为负极，则电池工作时，b极的电极为正极；负极CH4失去电子被氧化，碱性溶液中生成，电极反应式为：CH4+10OH- -8e-=+7H2O；O2得到电子，在NaOH电解质溶液中，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，则反应的总离子方程式：CH4+2OH- +2O2 =3H2O + ；
②根据电池的总反应可知，随着反应的进行，OH-逐渐被消耗，则电解质溶液碱性减弱。
14． 正极 电流表指针偏转 ab
【详解】(1)如图所示，铜锌原电池，较活泼的金属作为负极，所以Zn为负极，Cu为正极，负极Zn上发生氧化反应，电极反应式为：，原电池装置将化学能转化为电能，从此装置中可以看出电流表指针发生偏转，证明化学能转化为电能，故答案为：正极、、电流表指针偏转；
(2) 可通过原电池装置实现化学能直接转化为电能的反应必须是自发的放热的氧化还原反应，从而使电路中有电子移动，产生电流；
a.该反应中碳元素的化合价由-4价升高为+4价，氧元素的化合价由0价降低为-2价，属于自发的放热的氧化还原反应，可以设计成原电池；
b.该反应中铁元素的化合价由0价升高为+2价，氢元素的化合价由+1价降低为0价，属于自发的放热的氧化还原反应，可以设计成原电池；
故答案为: ab。
15． Fe－2e－=Fe2＋ 0.02 50% 右侧
【详解】试题分析：将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入 500mL 硫酸铜溶液中构成原电池，铁的活泼性大于铜，所以铁是负极、铜是正极，电池总反应为 ，负极反应为Fe－2e－=Fe2＋、正极反应为；
解析：根据以上分析，（1）铁的活泼性大于铜，铁片是负极，负极反应式为Fe－2e－=Fe2＋。
（2）根据，负极溶解铁的物质的量与正极生成铜的物质的量相等，若 2 min 后测得铁片和铜片之间的质量差为1.2g，设负极溶解铁的物质的量为xmol，则56x+64x=1.2，x=0.01mol，根据负极反应式Fe－2e－=Fe2＋，导线中流过的电子的物质的量为0.02mol；
（3）铜片增加了3.2g，则通过导线的电子的物质的量是 ，转化为电能消耗的铁为0.05mol；设直接与硫酸铜反应消耗的铁为xmol，根据 ，生成铜xmol，则 ，x=0.05mol，所以这段时间内该装置消耗的化学能转化为电能的百分比为。
（4）该装置能阻止反应物直接接触，所以硫酸铜溶液应该注入右侧的烧杯中。
点睛：单池原电池中负极材料直接与反应液接触，有一部分负极材料直接与电解质反应，只能部分化学能转化为电能，降低能量利用率，如本题中消耗的化学能转化为电能的百分比为50%；双池原电池中，负极材料与反应液隔开，负极材料不能直接与电解质反应，所以双池原电池能量利用率较高。
16． 放出 吸收 甲 甲＞乙＞丙 HX 三 ⅦA
【详解】（1）从能量的角度看，形成生成物中的化学键要放出能量；已知石墨比金刚石稳定，能量越低越稳定，所以石墨能量低于金刚石，则石墨转化为金刚石的反应要吸收热量。
（2）现有甲、乙、丙三种金属片：①把甲、乙用导线连接后同时浸入稀硫酸中；乙上有气泡产生，因此乙电极是正极，氢离子放电，甲电极是负极，则甲发生氧化反应；②将乙、丙用导线连接后局时浸入稀硫酸中，电子的流动方向为乙→导线→丙，石墨乙电极是负极，丙电极是正极，则三种金属的活动性由强到弱的顺序是甲＞乙＞丙。
（3）短周期元素X的最高价氧化物的水化物化学式为HXO4，这说明X的最高价是+7价，所以最低价是－1价，则其气态氢化物的化学式为HX；短周期元素中符合条件的X是Cl，Cl在周期表中位于第三周期第ⅦA族。
17．(1)adf
(2) 放热
(3) 铝 0.2mol
【解析】(1)
a．生石灰溶于水，氧化钙与水反应放热，a正确；
b．浓硫酸的稀释是放热过程，但不是化学变化，b错误；
c．氢氧化钠固体溶于水放热，但不是化学变化，c错误；
d．铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，是放热反应，d正确；
e．氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌，两者反应，但是是吸热反应，e错误；
f．过氧化钠溶于水，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，是放热反应，f正确；
答案选adf。
(2)
由图可知，反应物的总能量比生成物的总能量高，则过氧化氢分解为放热反应；若硫酸铁是催化剂，则反应过程中消耗了铁离子、又生成了铁离子，且两个反应中都有过氧化氢参与，则第二个反应为过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为：。
(3)
①形成原电池的条件之一是存在自发进行的氧化还原反应，由于镁不与氢氧化钠溶液反应，铝与氢氧化钠溶液反应，因此该电池的负极为铝。
②燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂反应所产生的化学能直接转化为电能，一般为：负极通入燃料、正极通入氧气，当采用氢氧化钠溶液为电解液时，正极氧气得到电子被还原为氢氧根离子，电极反应式为：。
③质量相同的铜棒和铁棒用导线连接后插入溶液中，形成原电池，铁棒作负极，铁失电子变为亚铁离子、质量减少，铜棒作正极，铜离子在铜棒上得电子生成单质铜、质量增加，原电池的总反应为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，反应过程中若转移2mol电子，两极质量差为(56+64)g=120g，当两极质量差为12g时，转移电子0.2mol。
18．(1) Zn(或锌) 正极
(2) 锌与还原出的铜形成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b
【详解】（1）负极是失电子的一极，该电池的负极材料是Zn，电子由负极经外电路流向正极。
（2）锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选Zn将Cu2＋置换为单质而除去，故选b。
19．(1) 铜钉 锌 铁皮/碳 锂 锂 多孔电极
(2)
(3)
(4)87%
【详解】（1）根据装置图可知碱性锌锰电池中负极材料是铜钉，锌是活泼金属，则负极反应物是锌；正极材料是铁皮/碳，二氧化锰得到电子，正极反应物是；根据锂-空气电池可知负极材料是锂，锂是活泼金属，则负极反应物是锂；正极材料是多孔电极，氧气得到电子，正极反应物是；
（2）A极产物是，由于Li为活泼金属，和水反应生成氢氧化锂和氢气，反应的化学方程式为，B极产物是、，由于正极上氧气得到电子转化为氢氧根离子，结合Li＋生成LiOH，则电极反应式为；
（3）铝是活泼的金属，铝是负极，负极反应式为，正极反应物为，正极发生得到电子的还原反应，则正极反应式为；
（4）连续工作80分钟时转移的电子数是5×10－6mol×80×60＝0.024mol，消耗锌的物质的量是0.012mol，质量是0.012mol×65g/mol＝0.78g，所以电池失效时仍有＝87%的金属锌未参加反应。
20．(1)放热
(2)AC
(3) 0.25 mol·(L·min) 1 75%(或0.75)
(4)CD
(5) 负极 O2+4e-+4H＋=2H2O 5.6
【详解】（1）根据图示，CO2(g) 、H2(g)总能量大于CH3OH(g)、H2O(g)的总能量，该反应为放热反应。
（2）A．升高温度，反应速率一定加快，故选A；
B．恒容容器中，充入He，反应物浓度不变，反应速率不变，故不选B；
C．催化剂能加快反应速率，故选C；
D．降低压强，反应速率减慢，故不选D；
选AC。
（3）从反应开始到3 min末，反应消耗0.5molCO2，所以同时消耗氢气的物质的量为1.5mol，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)= mol·(L·min) 1；反应达到平衡状态时，反应消耗0.75molCO2，所以同时消耗氢气的物质的量为2.25mol，此时H2的转化率为75%。
（4）A．反应达到平衡，各物质浓度保持不变，CO2、H2的浓度均不再变化，反应达到平衡状态，故不选A；
B．反应前后气体系数和不同，压强是变量，体系压强不变，反应达到平衡，故不选B；
C．CH3OH(g) 、H2O(g)都是生成物，物质的量比始终是1:1， n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1，反应不一定平衡，故选C；
D．H2的消耗速率与CH3OH的生成速率之比为3∶1，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定平衡，故选D；
选CD。
（5）①根据图示，电子由c流出，则电极c是负极，d是正极，氧气在正极得电子发生还原反应，电极d的电极反应式O2+4e-+4H＋=2H2O。
②正极反应式为O2+4e-+4H＋=2H2O，若线路中转移1 mol电子，消耗0.25mol氧气，消耗的O2在标准状况下的体积为0.25mol ×22.4L/mol=5.6L。
21．(1)两次操作过程均能形成原电池，都是把化学能转化为电能
(2)因操作1中是负极，是正极；操作2中是正极，是负极，电子由负极流向正极，则指针偏转方向不同
(3)
(4)
【分析】可逆反应：根据实验装置可知，当正反应方向进行时，A烧杯里发生氧化反应，C1为阴极，则B烧杯为还原反应，C2阳极。
【详解】（1）a.向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，c(H+)变大，平衡正反应方向移动，构成原电池，放电，化学能转为电能，微安表指针偏转；b.若改向(B)烧杯中滴加40%NaOH溶液，平衡向逆反应方向移动，构成原电池，放电，化学能转为电能，微安表指针偏转；
故答案为：两次操作过程均能形成原电池，都是把化学能转化为电能。
（2）a.向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，平衡正反应方向移动，构成原电池，C1是负极，C2是正极，放电，化学能转为电能，微安表指针偏转；b.若改向(B)烧杯中滴加40%NaOH溶液，平衡向逆反应方向移动，C1是正极，C2是负极，构成原电池，放电，化学能转为电能，电流方向与原来相反，微安表指针向前述相反方向偏转；
故答案为：因操作1中C1是负极，C2是正极；操作2中C1是正极，C2是负极，电子由负极流向正极，则指针偏转方向不同。
（3）a.向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，平衡正反应方向移动，构成原电池，C1是负极，发生氧化反应，反应式为：2I 2e =I2；
故答案为：2I 2e =I2。
（4）b.若改向(B)烧杯中滴加40%NaOH溶液，平衡向逆反应方向移动，C2是负极，氧化反应，反应式为： ；
故答案为：。
22． 2Al+3Cu2+＝2Al3++3Cu Cu和Al在酸性条件下形成原电池；反应放热，温度升高速率加快 Cl﹣对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用 0.02 mol 对照实验，排除Na+的干扰，证明Na+对该反应不造成影响 对Al与Cu2+的置换反应没有抑制作用 Cl﹣对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用。
【分析】(1)①以Al和不同的铜盐溶液间的反应为实验对象，实验Ⅰ：0.5 mol/LCuCl2溶液，大量气泡且有红色物质析出是铝置换铜，生成的铜单质；
②60 s：反应进一步加快且反应剧烈放热，液体几乎沸腾，说明反应是放热反应，置换出的铜和铝在电解质溶液中析出原电池反应；
(2)实验Ⅱ反应明显比实验Ⅰ缓慢，说明Al与不同的铜盐溶液反应呈现多样性，实验Ⅰ：0.5 mol/LCuCl2溶液，实验Ⅱ：0.5 mol/L CuSO4溶液和铝反应氯离子和硫酸根离子对反应影响；
(3)探究假设一：对Al与Cu2+的置换反应存在一定的抑制作用，假设二：Cl-对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用，对比实验需要加入氯化铵和氯化钠物质的量相同。
【详解】(1)①实验Ⅰ：0.5 mol/L CuCl2溶液，大量气泡且有红色物质析出是铝置换铜生成的铜单质，反应的离子方程式为：2Al+3Cu2+＝2Al3++3Cu；故答案为：2Al+3Cu2+＝2Al3++3Cu；
②60 s：反应进一步加快且反应剧烈放热，液体几乎沸腾，说明反应是放热反应，温度升高反应速率加快，置换出的铜和铝在电解质溶液中析出原电池反应，反应放热，温度升高速率加快；故答案为：Cu和Al在酸性条件下形成原电池；反应放热，温度升高速率加快；
(2)实验Ⅱ反应明显比实验Ⅰ缓慢，说明Al与不同的铜盐溶液反应呈现多样性，实验Ⅰ：0.5 mol/L CuCl2溶液，实验Ⅱ：0.5 mol/L CuSO4溶液和铝反应，氯离子和硫酸根离子对反应影响，假设一：对Al与Cu2+的置换反应存在一定的抑制作用，假设二：Cl﹣对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用。故答案为：Cl-对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用；；
(3)探究假设一：对Al与Cu2+的置换反应存在一定的抑制作用，假设二：Cl﹣对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用，对比实验需要加入氯化铵和氯化钠物质的量相同，实验Ⅵ：0.5 mol/L CuSO4溶液加入0.02 mol NH4Cl固体，未加入 NH4Cl固体前几乎没现象，加入后，铝片表面迅速产生大量气体和红色物质，溶液温度上升至沸腾，铝反应完全，设计目的是对照实验，排除Na+的干扰，证明Na+对该反应不造成影响，其中，实验Ⅰ与实验Ⅲ、Ⅳ作对比，结论为：对Al与Cu2+的置换反应没有抑制作用，其中，实验Ⅱ与实验Ⅴ、Ⅵ作对比，结论为：Cl﹣对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用，故答案为：①0.02 mol；②对照实验，排除Na+的干扰，证明Na+对该反应不造成影响；③对Al与Cu2+的置换反应没有抑制作用；④Cl﹣对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用。
【点睛】本题考查了物质性质的实验验证、对比试验的分析判断。对实验过程的分析和实验现象的理解应用是解题关键，在进行对照实验时，应该只改变一个物理量，其它物理量都相同，然后根据二者性质的差异分析判断该条件对实验的影响。
23．(1) 吸热反应 ①
(2) B Cu FeCl3溶液 Cu﹣2e﹣=Cu2+
(3)防止倒吸
(4)变蓝
(5) Na2SiO3或K2SiO3 变浑浊，产生白色胶状物 SiO+CO2(少量)+H2O=CO+H2SiO3↓或者SiO+2CO2(过量)+2H2O=2HCO+H2SiO3↓ 饱和NaHCO3 盐酸具有挥发性，挥发出的HCl气体会干扰实验，用饱和碳酸氢钠溶液不仅可以除杂，还可以产生更多的CO2
【详解】（1）根据题中现象，②中温度降低，说明该反应为吸热反应；根据图2，反应物总能量大于生成物总能量，说明该过程为放热过程，①的温度升高，说明①为放热过程，因此①符合图象；故答案为吸热反应；①；
（2）构成原电池条件之一是自发发生氧化还原反应，A反应属于复分解反应，不属于氧化还原反应，A不能设计成原电池，B反应存在化合价变化，属于氧化还原反应，能设计成原电池；根据原电池工作原理，负极上发生氧化反应，化合价升高，根据B的反应方程式，Cu的化合价升高，负极材料应为Cu，电解质溶液为FeCl3溶液；负极反应式为Cu-2e-=Cu2+；故答案为B；Cu；FeCl3溶液；Cu-2e-=Cu2+；
（3）根据装置图可知，干燥管D的作用是防止倒吸；故答案为防止倒吸；
（4）证明非金属性Cl＞I，利用氯气的氧化性将I2置换出来，淀粉遇碘单质变蓝，因此观察C中溶液变蓝，则说明非金属性Cl＞I；故答案为变蓝；
（5）为证明非金属性C＞Si，需比较H2CO3的酸性强于H2SiO3，利用酸性强的制取酸性弱的，从而确认C中溶液为硅酸钠溶液，盐酸与碳酸钙反应产生CO2，CO2与硅酸钠溶液反应SiO+CO2(少量)+H2O=CO+H2SiO3↓或者SiO+2CO2(过量)+2H2O=2HCO+H2SiO3↓，说明了碳酸的酸性强于硅酸的酸性，从而推出非金属性C＞Si；盐酸具有挥发性，产生的二氧化碳中混有HCl，HCl能与硅酸钠反应生成硅酸，干扰二氧化碳与硅酸钠溶液反应，因此在两装置中间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，除去二氧化碳中混有HCl；故答案为Na2SiO3或K2SiO3；变浑浊，产生白色胶状物；SiO+CO2(少量)+H2O=CO+H2SiO3↓或者SiO+2CO2(过量)+2H2O=2HCO+H2SiO3↓；饱和碳酸氢钠；盐酸具有挥发性，挥发出的HCl气体会干扰实验，用饱和碳酸氢钠溶液不仅可以除杂，还可以产生更多的CO2。
答案第1页，共2页
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．有A、B、C、D四块金属片，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 ②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电子由C→导线→D ③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4，C极产生大量气泡 ④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应，则四种金属的活动性顺序为：
A．A>B>C>D B．B>D>C>A C．A>C>D>B D．C>A>B>D
2．为减少二氧化碳的排放，我国科学家设计了熔盐电池捕获二氧化碳的装置，如图所示。下列说法不正确的是
A．过程①中有碳氧键断裂
B．过程②中在电极a上发生了还原反应
C．过程③中的反应可表示为
D．熔盐电池的总反应为CO2C+O2↑
3．下图是学生搭建的两套装置图，下列说法正确的是
A．两套装置都可将化学能转化为电能
B．电池工作时，锌作正极，电极反应式为
C．电池工作时，电子由锌片流出经过外电路流向铜
D．电池工作时，移向锌片
4．锂-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．金属锂做负极，发生氧化反应
B．通过有机电解质向水溶液处移动
C．正极的电极反应：
D．电池总反应：
5．肼()空气燃料电池是一种新型环保型燃料电池，如图所示，电池可以用固体氧化物作电解质，生成物为无毒无害的物质。下列有关该电池的说法正确的是
A．a电极上的电极反应式为
B．电流流向：a电极→用电器→b电极
C．当a电极上消耗时，b电极上被还原的在标准状况下的体积为11.2L
D．由b电极通过固体氧化物电解质移向a电极
6．下列装置由甲、乙部分组成(如图所示)，甲是将废水中乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化为环境友好物质形成的化学电源。当电池工作时，下列说法正确的是
A．电子的流动方向M→Fe→CuSO4溶液→Cu-N
B．M极电极反应式: H2N(CH2)2NH2+16OH--16e-==2CO2↑+N2↑+12H2O
C．当N极消耗5.6LO2时，则铁极增重32g
D．一段时间后，乙中CuSO4溶液浓度基本保持不变
7．工业固氮原理是利用氢气与氮气合成氨气。理论上该工作原理可设计成原电池，在固氮同时提供电能，下列说法不正确的是
A．氢气在负极上发生氧化反应
B．氮气在正极上得电子
C．放电过程中，介质中的阳离子向正极移动
D．该装置既提供了电能，又增加了化学能
8．为解决淀粉厂废水中BOD严重超标的问题，有人设计了电化学降解法。如图是利用一种微生物将废水中有机物［主要成分是］的化学能转化为电能的装置，下列说法中错误的是
A．该装置工作时，从左侧经质子交换膜移向右侧
B．该装置不能在较高温度下完成
C．负极的电极反应为
D．物质X是
9．2019年11月《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取H2O2的绿色方法，原理如图所示(已知：H2O2H＋＋HO，Ka=2.4×10-12)。下列说法错误的是
A．催化剂可促进反应中电子的转移
B．b电极上的电极反应为O2＋H2O＋2e-=HO＋OH-
C．每生成1molH2O2电极上流过2mole-
D．Y膜为选择性阳离子交换膜
10．下列说法正确的是
A．糖类、蛋白质均属于天然有机高分子化合物
B．溶液和过量的KI溶液反应，可用淀粉溶液检验该反应是否为可逆反应
C．可漂白纸浆，不可用于杀菌、消毒
D．实验室用锌和稀硫酸反应制氢气，加入少量硫酸铜能加快反应速率
二、填空题
11．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。请回答下列问题。
(1)请你利用下列反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+设计一个化学电池，并回答下列问题：
①该电池的负极材料是 ，电解质溶液是 。
②在外电路中，电子方向是从 极到 极。
(2)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池。在这两个原电池中，负极分别为 。
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片
(3)“神舟九号”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将 能转化为 能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。在紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2，其负极的电极反应式为 。
(4)目前正在研发的高能量密度燃料电池车，是以肼(N2H4)燃料电池作为动力来源，电池结构如图所示。
①起始时正极区与负极区KOH溶液浓度相同，工作一段时间后，KOH浓度较大的是 (填“正”或“负”)极区。
②该电池负极的电极反应式为 。
12．(1)我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家。湿法炼铜的原理是Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu，其中铁被 (填“氧化”或“还原”)，CuSO4作 (填“氧化”或“还原”)剂。在该反应中，若生成了1 mol Cu，消耗Fe的物质的量是 。
(2)某学习小组设计下图所示装置观察氧化还原反应中电子的转移。
实验Ⅰ 实验Ⅱ
装置
现象 电流计指针向右偏转；铁片溶解；铜片上有红色物质(铜)析出，铜片质量增加 电流计指针向右偏转；……
①实验Ⅰ中，Fe与CuSO4溶液反应的离子方程式是 。
②根据实验Ⅰ的原理，推测实验Ⅱ中：锌片上发生 (填“氧化”或“还原”)反应；铜片上的实验现象是 。
13．化学反应中伴随着能量变化，探究各种能量变化是一永恒的主题。
(1)下列变化属于放热反应的是 。填序号
生石灰溶于水 浓硫酸稀释 氢氧化钠固体溶于水 铜溶于浓硝酸 氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌 过氧化钠溶于水
(2)分解时的能量变化关系如下图甲所示，则分解反应为 反应(选填：吸热、放热)。查阅资料得知：将作为催化剂的溶液加入溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的离子方程式分别是：和 。
(3)燃料电池和二次电池的应用非常广泛。
①如图为甲烷燃料电池的示意图，电池工作时，b极的电极为 极，负极的电极反应式为 。反应的总离子方程式 。
②随着反应的进行，电解质溶液碱性 (填增强或减弱)。
14．根据原电池原理，人们研制出的各种化学电池，满足了不同的用电需要。
(1)如图装置中，Cu片作 (填“正极”或“负极”)，Zn片上发生反应的电极反应式为 ，能证明化学能转化为电能的实验现象是 。
(2)下列可通过原电池装置实现化学能直接转化为电能的反应是 (填字母)。
a.CH4+2O2CO2+2H2O
b.Fe+2H+=Fe2++H2↑
15．将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如图1的装置：（以下均假设反应过程中溶液体积不变）。
（1）铁片上的电极反应式为 。
（2）若2 min后测得铁片和铜片之间的质量差为1.2g，计算：
①导线中流过的电子的物质的量为 mol；
（3）若一段时间后测得铁片减少了2.4g，同时铜片增加了3.2g，计算这段时间内该装置消耗的化学能转化为电能的百分比为 。
（4）若将该装置改为如图2所示的装置也能达到和原装置相同的作用。其中KCl溶液起沟通两边溶液形成闭合回路的作用，同时又能阻止反应物直接接触。则硫酸铜溶液应该注入 （填“左侧”、“右侧”或“两侧”）烧杯中。
16．（1）从能量的角度看，形成生成物中的化学键要 (填“吸收”或"放出”，下同)能量；已知石墨比金刚石稳定，所以石墨转化为金刚石的反应要 热量。
（2）现有甲、乙、丙三种金属片：①把甲、乙用导线连接后同时浸入稀硫酸中；乙上有气泡产生，则 (填“甲”或“乙”)发生氧化反应；②将乙、丙用导线连接后局时浸入稀硫酸中，电子的流动方向为乙→导线→丙。则三种金属的活动性由强到弱的顺序是 。
（3）短周期元素X的最高价氧化物的水化物化学式为HXO4，则其气态氢化物的化学式为 ；在周期表中第 周期第 族。
17．化学反应中伴随着能量变化，探究各种能量变化是一永恒的主题。
(1)下列变化属于放热反应的是 。填序号
生石灰溶于水 浓硫酸稀释 氢氧化钠固体溶于水 铜溶于浓硝酸 氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌 过氧化钠溶于水
(2)分解时的能量变化关系如下图甲所示，则分解反应为 反应选填：吸热、放热。查阅资料得知：将作为催化剂的溶液加入溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的离子方程式分别是：和 。
(3)如下图乙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。
①当电极a为镁，电极b为铝，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该电池的负极为 。填名称
②燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂反应所产生的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，电极a通入氢气燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，b极的电极反应式为 。
③质量相同的铜棒和铁棒用导线连接后插入溶液中，一段时间后，取出洗净、干燥、称量，二者质量差为12g，则导线中通过的电子的物质的量为 。
18．Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是 。电池工作时，电子流向 (填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀。其主要原因是 。欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的 (填代号)。
a.NaOH b.Zn c.Fe d.NH3·H2O
19．电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，它的出现极大方便了人们的生活。如下为三种电池的示意图：
(1)请根据原电池的形成条件，分析图中原电池的组成要素，用化学式填写下表：
负极材料 负极反应物 正极材料 正极反应物 离子导体
图1：碱性锌锰电池 K+、OH-
图2：锂-空气电池 Li+
(2)锂—空气电池的理论能量密度高，是未来电动汽车续航里程的关键。锂—空气电池的反应原理可表示为：。探究对放电的影响：向非水电解液中加入少量水，放电后检测A、B电极上的固体物质：A极产物：；B极产物：、。A、B电极产生的化学或电极反应方程式分别是：A极： ；B极：或 。
结论：降低锂一空气电池放电、充电循环性能。
(3)铝离子电池高效耐用、超快充电、高安全性、可折叠、材料成本低等优势。已知图3的正极反应物为，请写出两极的电极反应式：负极： ；正极： 。
(4)某碱性锌锰电池维持电流0.5A(相当于每秒通过电子)，连续工作80分钟即接近失效。如果制造一节电池所需的锌粉为6g，则电池失效时仍有 %的金属锌未参加反应。
20．以CO2生产甲醇(CH3OH)是实现“碳中和”的重要途径。其原理是CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g)。
(1)该反应的能量变化如图所示，该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)恒容容器中，对于上述反应，下列措施能加快反应速率的是_______。
A．升高温度 B．充入He C．加入合适的催化剂 D．降低压强
(3)在体积为2 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2、CH3OH的物质的量随时间变化如图。从反应开始到3 min末，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)= ；反应达到平衡状态，此时H2的转化率为 。
(4)在相同温度、容积不变的条件下，不能说明该反应已达平衡状态的是_______。
A．CO2、H2的浓度均不再变化
B．体系压强不变
C．n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1
D．H2的消耗速率与CH3OH的生成速率之比为3∶1
(5)用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图。
①则电极c是 (填“正极” 或“负极”)，电极d的电极反应式 。
②若线路中转移1 mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为 L。
三、实验探究题
21．已知可逆反应：据此设计出如图所示的实验装置(装置中盐桥的作用是使整个装置形成一个闭合回路)。进行如下操作：
a.向烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安表指针偏转；
b.若改向烧杯中滴加溶液，发现微安表指针向前述相反方向偏转。
试回答下列问题：
(1)两次操作过程中微安表指针为什么会发生偏转？
(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？
(3)a操作过程中，棒发生的反应为
(4)b操作过程中，棒发生的反应为
22．以Al和不同铜盐溶液间的反应为实验对象，探索Al与不同铜盐溶液反应的多样性。向盛有Al片(经打磨)的试管中分别加入2 mL下列溶液，产生现象如表：
实验 现象
实验Ⅰ：加入0.5 mol/L CuCl2(aq) 15 s：大量气泡且有红色物质析出 60 s：反应进一步加快且反应剧烈放热，液体几乎沸腾 120 s：铝片反应完，试管中析出大量蓬松的红色物质
实验Ⅱ：加入0.5 mol/L CuSO4(aq) 15 s：无明显现象 60 s：铝片表面有极少气泡 120 s：有少量气泡溢出，铝片边缘有很少红色物质生成
(1)对实验Ⅰ进行研究
①实验Ⅰ中生成红色物质的离子方程式是 。
②请写出60 s后反应进一步加快可能的原因(写出一条) 。
(2)对实验Ⅱ进行研究
实验Ⅱ反应明显比实验Ⅰ绶慢，说明Al与不同的铜盐溶液反应呈现多样性，其原因可能有：
假设一：对Al与Cu2+的置换反应存在一定的抑制作用。
假设二： 。
(3)为进一步研究上述假设，再向盛有Al片(经打磨)的试管中分别加入下列试剂：
实验 现象
实验Ⅲ：2 mL 0.5 mol/L CuCl2(aq)+1 g Na2SO4(s) 加入Na2SO4固体后速率几乎不变，仍有大量气泡产坐，生成红色物质，剧烈放热，铝片反应完全，溶液沸腾
实验Ⅳ：2 mL 0.5 mol/L CuCl2(aq)+5 g Na2SO4(s) 加入Na2SO4固体后速率几乎不变，仍有大量气泡产生，红色物质生成且剧烈放热，铝片反应完全，溶液沸腾
实验Ⅴ：2 mL 0.5 mol/L CuCl2(aq)+0.02 mol NaCl(s) 未加入NaCl固体前几乎没现象，加入后，铝片表面迅速产生大量气体和红色物质，溶液温度上升至沸腾，铝反应完全
实验Ⅵ：2 mL 0.5 mol/L CuSO4(aq)+NH4Cl(s) 未加入NH4Cl固体前几乎没现象，加入后，铝片表面迅速产生大量气体和红色物质，溶液温度上升至沸腾，铝反应完全
①实验Ⅵ中NH4Cl固体的物质的量是 。
②实验Ⅵ的设计目的是 。
③其中，实验Ⅰ与实验Ⅲ、Ⅳ作对比，结论为 。
④其中，实验Ⅱ与实验Ⅴ、Ⅵ作对比，结论为 。
23．Ⅰ.某实验小组同学进行如下实验，以检验化学反应中的能量变化。请回答下列问题：
(1)实验中发现，反应后①中的温度升高；②中的温度降低。由此判断Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl的反应是 (填“放热反应”或“吸热反应”)，反应过程 的能量变化可用图2表示(填“①”或“②”)。
(2)现有如下两个反应：A、NaOH+HCl=NaCl+H2O；B、2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，以上两个反应能设计成原电池的是 ，负极材料为： ，电解质溶液为： ，负极的电极反应式为： 。
Ⅱ.某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律
(3)干燥管D的作用为 。
(4)若要证明非金属性：Cl>I，则A中加浓盐酸，B中加KMnO4(KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气)，C中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C中溶液 (填现象)即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用NaOH溶液吸收尾气。
(5)若要证明非金属性：C>Si，则在A中加盐酸、B中加CaCO3、C中可加 溶液，观察到C中溶液 (填现象)，即可证明，反应的离子方程式为： ，但有的同学认为该实验不严谨，应在两装置间添加装有 溶液的洗气瓶，目的是 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【分析】一般来说，在原电池中，较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极。负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应。放电时电子从负极沿着导线流向正极，电流从正极流向负极，据此判断金属活动性顺序。
【详解】①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中， A极为负极，所以活泼性：A＞B；
②在原电池中，电子从负极流经外电路流向正极，C、D用导线相连后同时浸入稀H2SO4中，电子由C→导线→D ，则活泼性：C＞D；
③A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡，说明C极是正极，所以金属活泼性：A＞C；
④B、D相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应，说明D极是负极，所以金属活泼性：D＞B。
综上所述可知四种金属活泼性有强到弱顺序是：A＞C＞D＞B，C满足；
答案是C。
2．B
【详解】A．过程①的离子反应为：2CO2+O2-=C2O52-，其中CO2的结构式为O=C=O，对比CO2和C2O52-的结构式可知，该过程有碳氧键断裂，故A正确；
B．过程②中，a极的电极反应为2C2O52--4e-=4CO2↑+O2↑，该电极反应为失电子，发生氧化反应，故B错误；
C．根据题中信息，可以推出过程③中的反应可表示为，故C正确；
D．电极a的总电极反应为2O2--4e-=O2↑，电极b的总电极反应为CO2+4e-=C+2O2-，熔盐电池的总反应为CO2C+O2↑，故D正确；
答案为B。
3．C
【分析】由图可知，左侧装置没有形成闭合回路，无法形成原电池，右侧装置能形成原电池，Zn比Cu活泼，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，Cu作正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，据此作答。
【详解】A．左侧装置没有形成闭合回路，无法形成原电池，不能将化学能转化为电能，故A错误；
B．右侧装置能形成原电池，Zn比Cu活泼，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，故B错误；
C．电池工作时，电子由负极流向正极，则电子由锌片流出经过外电路流向铜，故C正确；
D．电池工作时，阳离子移向正极，H+移向铜，故D错误；
故选：C。
4．C
【详解】A. 锂-空气电池中，锂为负极，发生氧化反应，A项正确；
B. 负极的电极反应为，生成的向正极移动，B项正确；
C. 通入空气的一极为正极，正极的电极反应为，C项错误；
D. 由正、负极的电极反应可得电池总反应：，D项正确；
故选C。
5．D
【分析】燃料电池中，通入氧气的一极为正极，通入燃料的一极为负极。
【详解】A．根据图示，a是负极，a电极上失电子生成氮气和水，a电极反应式为，故A错误；
B．a是负极、b是正极，电流流向：b电极→用电器→a电极，故B错误；
C．当a电极上消耗时，失去转移4mol电子，根据得失电子守恒，b电极上氧气得4mol电子，1mol被还原，标准状况下的体积为22.4L，故C错误；
D．a是负极、b是正极，由b电极通过固体氧化物电解质移向a电极，故D正确；
选D。
6．D
【详解】根据题给信息知，甲图中装置是将化学能转化为电能的原电池，M是负极，N是正极，电解质溶液为酸性溶液，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；乙部分是在铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极相连。A．M是负极，N是正极，电子不能通过溶液，故A正确；B．H2N(CH2)2NH2在负极M上失电子发生氧化反应，生成但其、二氧化碳和水，电极反应式为H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-═2CO2↑+N2↑+16H+，故B错误；C．未注明是否为标准状况，无法计算5.6LO2的物质的量，故C错误；D．乙部分是在铁上镀铜，电解液浓度基本不变，所以乙中CuSO4溶液浓度基本保持不变，故D正确；故选D。
7．D
【详解】A．氢气在负极上失电子产生氢离子，发生氧化反应，选项A正确；
B．氮气在正极上得电子产生氨气，选项B正确；
C．放电过程中，介质中的阳离子由负极移向正极，选项C正确；
D．该装置是将化学能转化为电能，体系化学能降低，选项D错误；
答案选D。
8．D
【分析】由题意利用一种微生物将废水中有机物[主要成分是(C6H10O5)n]的化学能转化为电能的装置，即为原电池，由图N极通O2，M极为有机物，则N极为正极发生还原反应，M极为负极，发生氧化反应，负极的电极反应为(C6H10O5)n+7nH2O﹣24ne﹣═6nCO2↑+24nH+，原电池中阳离子移向正极。
【详解】A．原电池中阳离子移向正极，该装置工作时，H+从左侧经质子交换膜移向右侧，选项A正确；
B．微生物在高温下会变性，所以该装置不能在较高温度下完成，选项B正确；
C．M极为有机物，M极为负极，发生氧化反应，负极的电极反应为(C6H10O5)n +7nH2O﹣24ne﹣═6nCO2↑+24nH+，故C正确；
D．由图N极通O2，则N极为正极，O2得电子结合H+生成水，物质X为水，选项D错误；
答案选D。
9．D
【分析】氢气和氧气反应生成H2O2，氢气失去电子，作负极，氧气得到电子，作正极。
【详解】A．催化剂可促进反应中电子的转移，加快反应速率，故A正确；
B．b为正极，氧气得电子，b极上的电极反应为O2＋H2O＋2e-=HO＋OH-，故B正确；
C．氧元素由0价变成-1价，每生成1molH2O2电极上流过2mole-，故C正确；
D．b极发生O2＋H2O＋2e-=HO＋OH-，Y膜为选择性阴离子交换膜，让HO和OH-进入中间，故D错误；
故选：D。
10．D
【详解】A．单糖和二糖不是高分子化合物，A错误；
B．向淀粉KI溶液中滴加过量FeCl3溶液后，反应反应: 2Fe3++I-=2Fe2++I2，由于反应产生了I2，I2遇淀粉溶液变蓝色，因此不能确定反应是否是可逆反应，B错误；
C．二氧化硫有漂白性，可漂白纸浆，在葡萄酒酿制过程中用二氧化硫选择性杀菌，C错误；
D．首先发生Zn与Cu2+的反应，生成的Cu覆盖在Zn表面，因此Zn-稀H2SO4-Cu构成很多微小原电池,从而加快了反应速率，D正确；
故答案选D。
11． Cu AgNO3溶液 负 正 B 光 电 Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 正 N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O
【分析】原电池中，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，电子从负极流出，电子沿着导线流向正极，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，据此回答；
【详解】(1)①据分析，反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+中，铜为还原剂，故该电池的负极材料是Cu，电解质溶液是可溶性银盐，故为硝酸银。②在外电路中，电子方向是从负极沿着导线流到正极。
(2)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，铝在浓硝酸中钝化，实际反应为铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应中铜失去电子，故负极为铜；插入烧碱溶液中，铜不与氢氧化钠溶液反应、铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠、氢气，反应中铝失去电子，负极为铝；故选B。
(3)飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将光能转化为电能；按应急电池工作原理Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2知，放电时，锌为负极、锌失去电子被氧化，在碱性环境中生成氢氧化锌，故负极的电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。
(4) ①燃料电池工作时，氧气为正极反应物，氧气得电子被还原，正极电极反应式为：O2 ＋2H2O＋4e- ＝4OH-；故工作一段时间后，KOH浓度较大的是正极区。②该电池负极反应物为肼，由图知，肼失去电子被氧化为氮气，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O。
12． 氧化 氧化 1mol Fe＋Cu2＋＝Cu＋Fe2＋ 氧化 产生无色气泡
【分析】（1）反应中Fe元素的化合价升高，Fe失去电子，Cu元素的化合价降低，Cu得到电子，据此判断；
（2）①实验Ⅰ中，Fe与CuSO4溶液发生原电池反应，Fe失去电子，铜离子得到电子；
②根据实验Ⅰ的原理，推测实验Ⅱ中Zn失去电子，氢离子得到电子。
【详解】（1）湿法炼铜的原理是Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu，其中铁失去电子被氧化，Cu得到电子，CuSO4作氧化剂。由反应可知，若生成了1mol Cu，消耗Fe的物质的量是1mol；
（2）①铁的金属性强于铜，实验Ⅰ中，Fe与CuSO4溶液发生原电池反应，Fe失去电子，铜离子得到电子，则Fe与CuSO4溶液反应的离子方程式是Fe+Cu2+＝Cu+Fe2+；
②锌的金属性强于铜，根据实验Ⅰ的原理，推测实验Ⅱ中Zn失去电子，氢离子得到电子，则锌片上发生氧化反应；铜片上氢离子得到电子生成氢气，即实验现象是产生无色气泡。
【点睛】本题考查原电池原理的理解和应用，把握图中装置、原电池的工作原理为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意氧化还原反应的应用。
13．(1)adf
(2) 放热
(3) 正 CH4+10OH- -8e-=+7H2O CH4+2OH- +2O2 =3H2O + 减弱
【解析】（1）
生石灰溶于水，与水反应生成熟石灰，放出热量，属于放热反应；浓硫酸稀释是物理过程，放出热量，但不是放热反应；氢氧化钠固体溶于水放出热量，是物理变化，不是放热反应；铜溶于浓硝酸放出热量，生成新物质，是放热反应；氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌，发生反应，是吸热反应；过氧化钠溶于水生成氧气，是放热反应；故选adf。
（2）
根据图示，反应物总能量高于生成物总能量，故分解反应为放热反应；催化剂参与了反应过程，但反应前后其质量和性质均没有改变，这两个氧化还原反应的一个是Fe3+被还原生成Fe2+，则另一个氧化还原反应是Fe2+被氧化生成Fe3+，H2O2均参与了两个反应，故另一个离子反应是。
（3）
燃料电池中燃料在负极发生氧化反应，O2在正极发生还原反应。
①根据甲烷燃料电池的示意图，CH4充入a电极，a为负极，则电池工作时，b极的电极为正极；负极CH4失去电子被氧化，碱性溶液中生成，电极反应式为：CH4+10OH- -8e-=+7H2O；O2得到电子，在NaOH电解质溶液中，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，则反应的总离子方程式：CH4+2OH- +2O2 =3H2O + ；
②根据电池的总反应可知，随着反应的进行，OH-逐渐被消耗，则电解质溶液碱性减弱。
14． 正极 电流表指针偏转 ab
【详解】(1)如图所示，铜锌原电池，较活泼的金属作为负极，所以Zn为负极，Cu为正极，负极Zn上发生氧化反应，电极反应式为：，原电池装置将化学能转化为电能，从此装置中可以看出电流表指针发生偏转，证明化学能转化为电能，故答案为：正极、、电流表指针偏转；
(2) 可通过原电池装置实现化学能直接转化为电能的反应必须是自发的放热的氧化还原反应，从而使电路中有电子移动，产生电流；
a.该反应中碳元素的化合价由-4价升高为+4价，氧元素的化合价由0价降低为-2价，属于自发的放热的氧化还原反应，可以设计成原电池；
b.该反应中铁元素的化合价由0价升高为+2价，氢元素的化合价由+1价降低为0价，属于自发的放热的氧化还原反应，可以设计成原电池；
故答案为: ab。
15． Fe－2e－=Fe2＋ 0.02 50% 右侧
【详解】试题分析：将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入 500mL 硫酸铜溶液中构成原电池，铁的活泼性大于铜，所以铁是负极、铜是正极，电池总反应为 ，负极反应为Fe－2e－=Fe2＋、正极反应为；
解析：根据以上分析，（1）铁的活泼性大于铜，铁片是负极，负极反应式为Fe－2e－=Fe2＋。
（2）根据，负极溶解铁的物质的量与正极生成铜的物质的量相等，若 2 min 后测得铁片和铜片之间的质量差为1.2g，设负极溶解铁的物质的量为xmol，则56x+64x=1.2，x=0.01mol，根据负极反应式Fe－2e－=Fe2＋，导线中流过的电子的物质的量为0.02mol；
（3）铜片增加了3.2g，则通过导线的电子的物质的量是 ，转化为电能消耗的铁为0.05mol；设直接与硫酸铜反应消耗的铁为xmol，根据 ，生成铜xmol，则 ，x=0.05mol，所以这段时间内该装置消耗的化学能转化为电能的百分比为。
（4）该装置能阻止反应物直接接触，所以硫酸铜溶液应该注入右侧的烧杯中。
点睛：单池原电池中负极材料直接与反应液接触，有一部分负极材料直接与电解质反应，只能部分化学能转化为电能，降低能量利用率，如本题中消耗的化学能转化为电能的百分比为50%；双池原电池中，负极材料与反应液隔开，负极材料不能直接与电解质反应，所以双池原电池能量利用率较高。
16． 放出 吸收 甲 甲＞乙＞丙 HX 三 ⅦA
【详解】（1）从能量的角度看，形成生成物中的化学键要放出能量；已知石墨比金刚石稳定，能量越低越稳定，所以石墨能量低于金刚石，则石墨转化为金刚石的反应要吸收热量。
（2）现有甲、乙、丙三种金属片：①把甲、乙用导线连接后同时浸入稀硫酸中；乙上有气泡产生，因此乙电极是正极，氢离子放电，甲电极是负极，则甲发生氧化反应；②将乙、丙用导线连接后局时浸入稀硫酸中，电子的流动方向为乙→导线→丙，石墨乙电极是负极，丙电极是正极，则三种金属的活动性由强到弱的顺序是甲＞乙＞丙。
（3）短周期元素X的最高价氧化物的水化物化学式为HXO4，这说明X的最高价是+7价，所以最低价是－1价，则其气态氢化物的化学式为HX；短周期元素中符合条件的X是Cl，Cl在周期表中位于第三周期第ⅦA族。
17．(1)adf
(2) 放热
(3) 铝 0.2mol
【解析】(1)
a．生石灰溶于水，氧化钙与水反应放热，a正确；
b．浓硫酸的稀释是放热过程，但不是化学变化，b错误；
c．氢氧化钠固体溶于水放热，但不是化学变化，c错误；
d．铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，是放热反应，d正确；
e．氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌，两者反应，但是是吸热反应，e错误；
f．过氧化钠溶于水，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，是放热反应，f正确；
答案选adf。
(2)
由图可知，反应物的总能量比生成物的总能量高，则过氧化氢分解为放热反应；若硫酸铁是催化剂，则反应过程中消耗了铁离子、又生成了铁离子，且两个反应中都有过氧化氢参与，则第二个反应为过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为：。
(3)
①形成原电池的条件之一是存在自发进行的氧化还原反应，由于镁不与氢氧化钠溶液反应，铝与氢氧化钠溶液反应，因此该电池的负极为铝。
②燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂反应所产生的化学能直接转化为电能，一般为：负极通入燃料、正极通入氧气，当采用氢氧化钠溶液为电解液时，正极氧气得到电子被还原为氢氧根离子，电极反应式为：。
③质量相同的铜棒和铁棒用导线连接后插入溶液中，形成原电池，铁棒作负极，铁失电子变为亚铁离子、质量减少，铜棒作正极，铜离子在铜棒上得电子生成单质铜、质量增加，原电池的总反应为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，反应过程中若转移2mol电子，两极质量差为(56+64)g=120g，当两极质量差为12g时，转移电子0.2mol。
18．(1) Zn(或锌) 正极
(2) 锌与还原出的铜形成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b
【详解】（1）负极是失电子的一极，该电池的负极材料是Zn，电子由负极经外电路流向正极。
（2）锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选Zn将Cu2＋置换为单质而除去，故选b。
19．(1) 铜钉 锌 铁皮/碳 锂 锂 多孔电极
(2)
(3)
(4)87%
【详解】（1）根据装置图可知碱性锌锰电池中负极材料是铜钉，锌是活泼金属，则负极反应物是锌；正极材料是铁皮/碳，二氧化锰得到电子，正极反应物是；根据锂-空气电池可知负极材料是锂，锂是活泼金属，则负极反应物是锂；正极材料是多孔电极，氧气得到电子，正极反应物是；
（2）A极产物是，由于Li为活泼金属，和水反应生成氢氧化锂和氢气，反应的化学方程式为，B极产物是、，由于正极上氧气得到电子转化为氢氧根离子，结合Li＋生成LiOH，则电极反应式为；
（3）铝是活泼的金属，铝是负极，负极反应式为，正极反应物为，正极发生得到电子的还原反应，则正极反应式为；
（4）连续工作80分钟时转移的电子数是5×10－6mol×80×60＝0.024mol，消耗锌的物质的量是0.012mol，质量是0.012mol×65g/mol＝0.78g，所以电池失效时仍有＝87%的金属锌未参加反应。
20．(1)放热
(2)AC
(3) 0.25 mol·(L·min) 1 75%(或0.75)
(4)CD
(5) 负极 O2+4e-+4H＋=2H2O 5.6
【详解】（1）根据图示，CO2(g) 、H2(g)总能量大于CH3OH(g)、H2O(g)的总能量，该反应为放热反应。
（2）A．升高温度，反应速率一定加快，故选A；
B．恒容容器中，充入He，反应物浓度不变，反应速率不变，故不选B；
C．催化剂能加快反应速率，故选C；
D．降低压强，反应速率减慢，故不选D；
选AC。
（3）从反应开始到3 min末，反应消耗0.5molCO2，所以同时消耗氢气的物质的量为1.5mol，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)= mol·(L·min) 1；反应达到平衡状态时，反应消耗0.75molCO2，所以同时消耗氢气的物质的量为2.25mol，此时H2的转化率为75%。
（4）A．反应达到平衡，各物质浓度保持不变，CO2、H2的浓度均不再变化，反应达到平衡状态，故不选A；
B．反应前后气体系数和不同，压强是变量，体系压强不变，反应达到平衡，故不选B；
C．CH3OH(g) 、H2O(g)都是生成物，物质的量比始终是1:1， n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1，反应不一定平衡，故选C；
D．H2的消耗速率与CH3OH的生成速率之比为3∶1，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定平衡，故选D；
选CD。
（5）①根据图示，电子由c流出，则电极c是负极，d是正极，氧气在正极得电子发生还原反应，电极d的电极反应式O2+4e-+4H＋=2H2O。
②正极反应式为O2+4e-+4H＋=2H2O，若线路中转移1 mol电子，消耗0.25mol氧气，消耗的O2在标准状况下的体积为0.25mol ×22.4L/mol=5.6L。
21．(1)两次操作过程均能形成原电池，都是把化学能转化为电能
(2)因操作1中是负极，是正极；操作2中是正极，是负极，电子由负极流向正极，则指针偏转方向不同
(3)
(4)
【分析】可逆反应：根据实验装置可知，当正反应方向进行时，A烧杯里发生氧化反应，C1为阴极，则B烧杯为还原反应，C2阳极。
【详解】（1）a.向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，c(H+)变大，平衡正反应方向移动，构成原电池，放电，化学能转为电能，微安表指针偏转；b.若改向(B)烧杯中滴加40%NaOH溶液，平衡向逆反应方向移动，构成原电池，放电，化学能转为电能，微安表指针偏转；
故答案为：两次操作过程均能形成原电池，都是把化学能转化为电能。
（2）a.向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，平衡正反应方向移动，构成原电池，C1是负极，C2是正极，放电，化学能转为电能，微安表指针偏转；b.若改向(B)烧杯中滴加40%NaOH溶液，平衡向逆反应方向移动，C1是正极，C2是负极，构成原电池，放电，化学能转为电能，电流方向与原来相反，微安表指针向前述相反方向偏转；
故答案为：因操作1中C1是负极，C2是正极；操作2中C1是正极，C2是负极，电子由负极流向正极，则指针偏转方向不同。
（3）a.向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，平衡正反应方向移动，构成原电池，C1是负极，发生氧化反应，反应式为：2I 2e =I2；
故答案为：2I 2e =I2。
（4）b.若改向(B)烧杯中滴加40%NaOH溶液，平衡向逆反应方向移动，C2是负极，氧化反应，反应式为： ；
故答案为：。
22． 2Al+3Cu2+＝2Al3++3Cu Cu和Al在酸性条件下形成原电池；反应放热，温度升高速率加快 Cl﹣对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用 0.02 mol 对照实验，排除Na+的干扰，证明Na+对该反应不造成影响 对Al与Cu2+的置换反应没有抑制作用 Cl﹣对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用。
【分析】(1)①以Al和不同的铜盐溶液间的反应为实验对象，实验Ⅰ：0.5 mol/LCuCl2溶液，大量气泡且有红色物质析出是铝置换铜，生成的铜单质；
②60 s：反应进一步加快且反应剧烈放热，液体几乎沸腾，说明反应是放热反应，置换出的铜和铝在电解质溶液中析出原电池反应；
(2)实验Ⅱ反应明显比实验Ⅰ缓慢，说明Al与不同的铜盐溶液反应呈现多样性，实验Ⅰ：0.5 mol/LCuCl2溶液，实验Ⅱ：0.5 mol/L CuSO4溶液和铝反应氯离子和硫酸根离子对反应影响；
(3)探究假设一：对Al与Cu2+的置换反应存在一定的抑制作用，假设二：Cl-对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用，对比实验需要加入氯化铵和氯化钠物质的量相同。
【详解】(1)①实验Ⅰ：0.5 mol/L CuCl2溶液，大量气泡且有红色物质析出是铝置换铜生成的铜单质，反应的离子方程式为：2Al+3Cu2+＝2Al3++3Cu；故答案为：2Al+3Cu2+＝2Al3++3Cu；
②60 s：反应进一步加快且反应剧烈放热，液体几乎沸腾，说明反应是放热反应，温度升高反应速率加快，置换出的铜和铝在电解质溶液中析出原电池反应，反应放热，温度升高速率加快；故答案为：Cu和Al在酸性条件下形成原电池；反应放热，温度升高速率加快；
(2)实验Ⅱ反应明显比实验Ⅰ缓慢，说明Al与不同的铜盐溶液反应呈现多样性，实验Ⅰ：0.5 mol/L CuCl2溶液，实验Ⅱ：0.5 mol/L CuSO4溶液和铝反应，氯离子和硫酸根离子对反应影响，假设一：对Al与Cu2+的置换反应存在一定的抑制作用，假设二：Cl﹣对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用。故答案为：Cl-对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用；；
(3)探究假设一：对Al与Cu2+的置换反应存在一定的抑制作用，假设二：Cl﹣对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用，对比实验需要加入氯化铵和氯化钠物质的量相同，实验Ⅵ：0.5 mol/L CuSO4溶液加入0.02 mol NH4Cl固体，未加入 NH4Cl固体前几乎没现象，加入后，铝片表面迅速产生大量气体和红色物质，溶液温度上升至沸腾，铝反应完全，设计目的是对照实验，排除Na+的干扰，证明Na+对该反应不造成影响，其中，实验Ⅰ与实验Ⅲ、Ⅳ作对比，结论为：对Al与Cu2+的置换反应没有抑制作用，其中，实验Ⅱ与实验Ⅴ、Ⅵ作对比，结论为：Cl﹣对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用，故答案为：①0.02 mol；②对照实验，排除Na+的干扰，证明Na+对该反应不造成影响；③对Al与Cu2+的置换反应没有抑制作用；④Cl﹣对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用。
【点睛】本题考查了物质性质的实验验证、对比试验的分析判断。对实验过程的分析和实验现象的理解应用是解题关键，在进行对照实验时，应该只改变一个物理量，其它物理量都相同，然后根据二者性质的差异分析判断该条件对实验的影响。
23．(1) 吸热反应 ①
(2) B Cu FeCl3溶液 Cu﹣2e﹣=Cu2+
(3)防止倒吸
(4)变蓝
(5) Na2SiO3或K2SiO3 变浑浊，产生白色胶状物 SiO+CO2(少量)+H2O=CO+H2SiO3↓或者SiO+2CO2(过量)+2H2O=2HCO+H2SiO3↓ 饱和NaHCO3 盐酸具有挥发性，挥发出的HCl气体会干扰实验，用饱和碳酸氢钠溶液不仅可以除杂，还可以产生更多的CO2
【详解】（1）根据题中现象，②中温度降低，说明该反应为吸热反应；根据图2，反应物总能量大于生成物总能量，说明该过程为放热过程，①的温度升高，说明①为放热过程，因此①符合图象；故答案为吸热反应；①；
（2）构成原电池条件之一是自发发生氧化还原反应，A反应属于复分解反应，不属于氧化还原反应，A不能设计成原电池，B反应存在化合价变化，属于氧化还原反应，能设计成原电池；根据原电池工作原理，负极上发生氧化反应，化合价升高，根据B的反应方程式，Cu的化合价升高，负极材料应为Cu，电解质溶液为FeCl3溶液；负极反应式为Cu-2e-=Cu2+；故答案为B；Cu；FeCl3溶液；Cu-2e-=Cu2+；
（3）根据装置图可知，干燥管D的作用是防止倒吸；故答案为防止倒吸；
（4）证明非金属性Cl＞I，利用氯气的氧化性将I2置换出来，淀粉遇碘单质变蓝，因此观察C中溶液变蓝，则说明非金属性Cl＞I；故答案为变蓝；
（5）为证明非金属性C＞Si，需比较H2CO3的酸性强于H2SiO3，利用酸性强的制取酸性弱的，从而确认C中溶液为硅酸钠溶液，盐酸与碳酸钙反应产生CO2，CO2与硅酸钠溶液反应SiO+CO2(少量)+H2O=CO+H2SiO3↓或者SiO+2CO2(过量)+2H2O=2HCO+H2SiO3↓，说明了碳酸的酸性强于硅酸的酸性，从而推出非金属性C＞Si；盐酸具有挥发性，产生的二氧化碳中混有HCl，HCl能与硅酸钠反应生成硅酸，干扰二氧化碳与硅酸钠溶液反应，因此在两装置中间添加装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，除去二氧化碳中混有HCl；故答案为Na2SiO3或K2SiO3；变浑浊，产生白色胶状物；SiO+CO2(少量)+H2O=CO+H2SiO3↓或者SiO+2CO2(过量)+2H2O=2HCO+H2SiO3↓；饱和碳酸氢钠；盐酸具有挥发性，挥发出的HCl气体会干扰实验，用饱和碳酸氢钠溶液不仅可以除杂，还可以产生更多的CO2。
答案第1页，共2页
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