1.2 化学能转化为电能——电池 同步练习（含解析） 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．下列属于碱性甲醇燃料电池的正极反应，且电极反应式书写正确的是（　　）
A．CH3OH-6e-=CO2↑+2H2O B．O2+4e-+2H2O=4OH-
C．CH3OH+6e-=CO +4OH- D．O2+4e-=2O2-
2．如图所示的装置中，金属a能与稀 反应产生 ，b为碳棒，关于此装置的叙述错误的是（　　）
A．碳棒上有气体放出，溶液的pH增大
B．a是正极，b是负极
C．导线中有电子流动，电子从a极流向b极
D．a极上发生了氧化反应
3．微生物燃料电池(MFC)是一种能实现化学能直接转化为电能的装置，其基本工作原理如图所示，其负极附着有产电微生物希瓦氏菌等。下列说法不正确的是（　　）
A．电池放电时，电流由铂碳电极经导线流向石墨电极
B．放电时正极区酸性溶液的pH增大
C．正极区消耗氧气0.224L(标况)，则电路中转移0.04mol电子
D．负极区产电微生物作催化剂，不参与CH3CH2OH氧化成CO2的反应
4．在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现，铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式：2Fe＋2H2O＋O2=2Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图。
下列说法正确的是（　　）
A．铁片发生还原反应而被腐蚀
B．铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域
C．铁片腐蚀中负极发生的电极反应：2H2O＋O2＋4e－=4OH－
D．铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀
5．一种微生物燃料电池的结构示意图如图所示，关于该电池的叙述不正确的是（　　）
A．电池工作时，电子由b流向a
B．正极反应式为：MnO2+4H++2e﹣═Mn2++2H2O
C．放电过程中，H+从负极区移向正极区
D．微生物所在电极区放电时发生还原反应
6．乙烯催化氧化成乙醛可设计成如下图所示的燃料电池，能在制备乙醛的同时获得电能，其总反应为：2CH2 ＝CH2 + O2 → 2CH3CHO。下列有关说法正确的是（　　）
A．a电极发生还原反应
B．放电时，每转移2mol电子，理论上需要消耗28g乙烯
C．b极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-
D．电子移动方向：电极a→磷酸溶液→电极b
7．根据反应：M+H2SO4=MSO4+H2↑，可设计成如图所示的原电池，则电极材料M可选用（　　）
A．Zn B．Cu C．Ag D．石墨
8．下列能够构成原电池的是（　　）
A． 稀硫酸 B． 稀盐酸
C． 酒精 D． 硫酸铜
9．未成熟的年桔果汁显酸性，用牙签往年桔内部戳几下，使果汁流通，平行地插入铜片和锌片形成一个原电池，如图所示。以下叙述错误的是（　　）
A．铜片为正极，锌片为负极
B．H+向Zn电极移动
C．铜片上电极反应式：2H++2e-=H2↑
D．Cu电极上有气泡产生，发生还原反应
10．2022年3月，生态环境部提出了“深入打好污染防治攻坚战，严守生态环境风险‘底线’”。某研究部门利用垃圾渗透液实现发电、环保二位一体，其装置示意图如下。下列说法错误的是（　　）
A．Na+由中间室向M极室移动，Cl-向N极室移动
B．a和b分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜
C．M为负极，电极反应式是
D．电路中通过7.5mol电子时，理论上处理掉
11．一种钌（Ru）基配合物光敏染料敏化太阳能电池的示意图如下。电池工作时发生的反应为：
下列关于该电池叙述错误的是（）
A．电池中镀Pt导电玻璃为正极
B．电池工作时，I－离子在镀Pt导电玻璃电极上放电
C．电池工作时，电解质中I－和I3－浓度不会减少
D．电池工作时，是将太阳能转化为电能
12．关于如图所示的原电池，下列说法正确的是（　　）
A．负极发生还原反应
B．电子由锌片通过导线流向铜片
C．该装置能将电能转化为化学能
D．铜片上发生的反应为Cu2+ ＋ 2e－ = Cu
13．华为宣布：利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出石墨烯电池，电池反应式为LixC6＋Li1－xCoO2 C6＋LiCoO2，其工作原理如下图。下列关于该电池的说法正确的是（　　）
A．该电池若用隔膜可选用阴离子交换膜
B．石墨烯电池的优点是提高电池的储锂容量进而提高能量密度
C．放电时，LiCoO2极发生的电极反应为：LiCoO2－xe－＝Li1－xCoO2＋xLi＋
D．对废旧的该电池进行“放电处理”让Li＋嵌入石墨烯中而有利于回收
14．“水”电池是一种利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电的电池，其总反应为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl=Na2Mn5O10＋2AgCl，如图以“水”电池为电源电解酸性FeCl2溶液，X电极附近溶液先变黄，下列有关分析不正确的是（　　）
A．该装置只涉及两种能量之间的转化
B．在线路中安装电压调节装置，可通过现象判断Fe2＋和Cl－的还原性强弱
C．“水”电池内Na＋不断向正极移动
D．Ⅱ为负极，其电极反应式为Ag＋Cl－－e－=AgCl
15．研究人员研制出一种可作为鱼雷和潜艇的储备电源的新型电池一锂水电池(结构如图)，使用时加入水即可放电。下列关于该电池的说法错误的是（　　）
A．锂为负板，钢为正极
B．工作时OH-向钢电极移动
C．工作时负极的电极反应式为Li-e-=Li+
D．放电时电子的流向：锂电极→导线→钢电极
16．镍钴锰三元材料是近年来开发的一类新型锂离子电池正极材料，具有容量高、循环稳定性好、成本适中等重要优点。镍钴锰三元材料中Ni为主要活泼元素，通常可以表示为：LiNiaCobMncO2，其中a+b+c=1，可简写为LiAO2。充电时总反应为LiAO2 + nC = Li1-xAO2 + LixCn（0A．放电时Ni元素最先失去电子
B．放电时电子从a电极由导线移向b电极
C．充电时的阴极反应式为LiAO2 - xe-= Li1-xAO2 + xLi+
D．充电时转移1mol电子，理论上阴极材料质量增加7g
二、综合题
17．酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池的构造简图如下所示，比较二者的异同，回答下列问题
（1）酸性锌锰干电池的负极反应为　 　．
（2）碱性锌锰干电池在放电过程产生MnOOH，写出正极反应式　 　．
（3）维持电流强度为0.6A，电池工作10分钟，理论消耗Zn　 　g．（结果保留到小数点后两位，F=96500C/mol）
18．构成原电池的条件
（1） 　 　
（2） 　 　
（3） 　 　
（4） 　 　．
19．银铜合金广泛用于航空工业，从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如图：
(注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃)
（1）电解精炼银时，阴极反应式为　 　。
（2）固体混合物B的组成为　 　；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量。若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式　 　。
（3）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：　 　CuO＋　 　Al2O3　 　CuAlO2＋　 　。
（4）若银铜合金中铜的质量分数为64%，理论上5.0
kg废料中的铜可完全转化为CuAlO2，至少需要1.0 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液　 　L。
（5）CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是　 　、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。
20．依据氧化还原反应：2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）设计的原电池如图所示．请回答下列问题：
（1）电极X的材料是　 　，电解质溶液Y是　 　；
（2）银电极为电池的　 　极，发生的电极反应为　 　 X电极上发生的电极反应为　 　．
（3）外电路中的电子是从　 　电极流向　 　电极．
21．肼（N2H4）又称联氨，广泛用于火箭推进剂、有机合成及燃料电池，NO2的二聚体N2O4则是火箭中常用氧化剂．试回答下列问题
（1）肼燃料电池原理如图所示，N2H4通入的一极应为电池的　 　极（填“正”或“负”）．
（2）火箭常用N2O4作氧化剂，肼作燃料，已知：
N2（g）+2O2（g）═2NO2（g）△H=﹣67.7kJ mol﹣1
N2H4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g）△H=﹣534.0kJ mol﹣1
2NO2（g） N2O4（g）△H=﹣52.7kJ mol﹣1
试写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式　 　．
（3）联氨的工业生产常用氨和次氯酸钠为原料获得，也可用尿素[CO（NH2）2]和次氯酸钠﹣氢氧化钠溶液反应获得，请写出尿素法反应的离子方程式为　 　．
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】A.由分析可知，负极的电极反应式为：CH3OH－6e－＋8OH－=CO32－＋6H2O，A不符合题意；
B.由分析可知，正极的电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，B符合题意；
C.负极发生失电子的氧化反应，C不符合题意；
D.由分析可知，正极的电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】甲醇碱性燃料电池中，甲醇做负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：CH3OH－6e－＋8OH－=CO32－＋6H2O；O2做正极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－；据此结合选项进行分析。
2．【答案】B
【解析】【解答】A．根据分析，正极碳棒上氢离子得电子发生还原反应生成氢气，所以溶液中氢离子浓度减小，溶液的pH增大，故A不符合题意；
B．根据分析，a是负极，b是正极，故B符合题意；
C．该装置能构成原电池，所以有电流产生，电子从负极a沿导线流向正极b，故C不符合题意；
D．金属a做负极，负极上金属失电子发生氧化反应，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】该原电池中，金属a能与稀 反应产生 ，所以金属a做负极，碳棒b做正极，负极上金属失电子发生氧化反应，正极碳棒上氢离子得电子发生还原反应，所以溶液中氢离子浓度减小，据此分析解答。
3．【答案】D
【解析】【解答】A．燃料电池通入O2一侧为正极，所以题目中电池结构铂碳电极为正极，故电流由正极流出，经外电路进入负极——石墨电极，不符题意；
B．电池正极，H+被消耗，H+浓度下降，pH值上升，不符题意；
C．由B选项分析：，0.224LO2物质的量是0.01mol，按方程式比例换算转移电子0.04mol，不符题意；
D．催化剂参与反应，通过改变反应途径使反应速率发生改变，自身重新生成原有结构，符合题意；
故答案为：D。
【分析】首选判断电池的正负极，可以从两个方面判断1.根据电子转移方向；2.H+移动方向，然后确定正负极上物质发生的电极反应，在书写电极反应时候一定要注意电解质溶液的环境
4．【答案】D
【解析】【解答】A、铁作负极，发生失电子的氧化反应，选项A不符合题意；
B、铁片负极腐蚀最严重，由于离子的移动，在正极区域生成铁锈最多，选项B不符合题意；
C、铁作负极，发生失电子的氧化反应，即Fe-2e-=Fe2+，选项C不符合题意；
D、在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀，铁作负极，碳作正极，选项D符合题意。
故答案为：D。
【分析】在原电池中，负极失去电子，发生氧化反应，正极得到电子，发生还原反应。溶液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极。
5．【答案】D
【解析】【解答】解：A．原电池工作时，电子由负极流向正极即b流向a，故A正确；
B．通入MnO2的电极是正极发生还原反应，则反应式为：MnO2+4H++2e﹣═Mn2++2H2O，故B正确；
C．原电池中阳离子向正极移动，所以放电过程中，H+从负极区移向正极区，故C正确；
D．微生物的电极是负极放电时发生氧化反应，故D错误；
故选D．
【分析】根据图知，该原电池中，C元素化合价由0价变为+4价，所以b极失电子发生氧化反应，即含有微生物的电极是负极、a极通入MnO2的电极是正极；
A．原电池工作时，电子由负极流向正极；
B．通入MnO2的电极是正极发生还原反应；
C．原电池中阳离子向正极移动；
D．微生物的电极是负极放电时发生氧化反应．
6．【答案】B
【解析】【解答】A、a电极通入的是CH2=CH2，CH2=CH2被氧化发生氧化原反应，A不符合题意；
B、由负极电极方程式为CH2=CH2-2e-+H2O=CH3CHO+2H+可知，每转移2mol电子，理论上需要消耗1mol，即28g乙烯，B符合题意；
C、正极发生还原反应，因为电解质溶液呈酸性，所以电极方程式为O2+4H++4e-═2H2O，C不符合题意；
D、电子只能经过导线，不能经过溶液，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A．a电极通入乙烯，生成乙醛，发生氧化反应；
B．有电极反应式CH2=CH2-2e-+H2O=CH3CHO+2H+进行计算；
C．酸性介质中，正极反应应生成水；
D．电子只能在电极和导线间移动；
7．【答案】A
【解析】【解答】反应M+H2SO4=MSO4+H2↑中M失去电子，被氧化，氢离子得到电子，被还原，若设计成原电池，则M是负极，硫酸作电解质溶液，比M不活泼的金属或能导电的非金属作正极。根据已知装置图可知Cu是正极，选项中只有Zn的金属性强于铜，所以负极M是Zn。
故答案为：A。
【分析】由反应M+H2SO4=MSO4+H2↑可知，M为负极，且能与硫酸反应产生H2，且活泼性要比铜强，在选项中符合条件的只有Mg。
8．【答案】A
【解析】【解答】解：A、该装置符合原电池的构成条件，所以能形成原电池，故A正确；
B、两个电极一样，所以不能构成原电池，故B错误；
C、酒精不是电解质，锌和酒精不能自发的进行氧化还原反应，所以不能构成原电池，故C错误；
D、该装置不能构成闭合回路，所以不能构成原电池，故D错误；
故选A．
【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．
9．【答案】B
【解析】【解答】A．年桔汁、铜片和锌片可以形成原电池，正极为Cu，负极为Zn，电池总反应式为 。锌比铜活泼，故铜片为正极，锌片为负极，A不符合题意；
B．原电池中阳离子移向正极，故H+向Cu电极移动，B符合题意；
C．铜为正极，H+得电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为 ，
D．铜为正极，H+得电子发生还原反应生成氢气，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】 橘子汁、铜片和锌片可以形成原电池，Zn比Cu活泼，Zn发生失电子的氧化反应生成Zn2+，作负极，Cu作正极，正极上H+发生得电子的还原反应生成H2，正极反应式为，负极反应式为，原电池工作时，阳离子移向正极、阴离子移向负极。
10．【答案】A
【解析】【解答】A．由分析可知M为负极，在原电池中阳离子向正极移动，故钠离子向N极移动，氯离子移向M极，A符合题意；
B．由选项A分析可知钠离子应该向右移动，则氯离子向左移动，即a和b分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜，B不符合题意；
C．由分析可知M为负极，电极反应为：，C不符合题意；
D．由图可知，铵根发生失电子的氧化反应，硝酸根离子发生得电子的还原反应，总反应为：，转移15e-，由图可知在硝化酶的作用下一个铵根可以转化为一个硝酸根离子，在电路中通过7.5mol电子时，理论上处理掉，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．原电池中阳离子向正极移动；
B．阳离子移向正极，阴离子移向负极；
C．负极失电子发生氧化反应；
D．铵根发生失电子的氧化反应，硝酸根离子发生得电子的还原反应，依据得失电子守恒计算。
11．【答案】B
【解析】【解答】A．由图电子的移动方向可知，电极镀Pt导电玻璃为原电池的正极，选项A不符合题意；
B.镀Pt导电玻璃电极为电池的正极，发生的反应为：I3-+2e-=3I-，选项B符合题意；
C.由电池中发生的反应可知，I3-在正极上得电子被还原为3I-，后又被氧化为I3-，I3-和I-相互转化，反应的实质是光敏有机物在激发态与基态的相互转化，所有化学物质都没有被损耗，选项C不符合题意；
D.电池工作时，光能转变为电能，选项D不符合题意。
故答案选B。
【分析】A.电子由负极流向正极；
B.正极发生的是还原反应，得到电子；
C.总反应中，I3-和I-都没有被消耗，所以浓度都不会改变；
D.电池工作时是光能转化为太阳能，二者之间可以相互转化，但是能量的总和不会发生改变。
12．【答案】B
【解析】【解答】A、锌、铜和稀硫酸组成的原电池中，锌作负极，负极上锌失电子发生氧化反应，故A不符合题意；
B、锌、铜和稀硫酸组成的原电池中，锌作负极，铜作正极，电子从负极沿导线流向正极，即电子由锌片通过导线流向铜片，故B符合题意；
C、Zn、Cu、硫酸构成原电池，实现了化学能转化为电能，故C不符合题意；
D、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发生还原反应为2H++2e-→H2↑，溶液中没有铜离子，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】原电池是将化学能转化为电能的装置，负极失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，该反应的正极上是氢离子得到电子。
13．【答案】B
【解析】【解答】A.图中转移的是锂离子，所以用阳离子交换膜，不符合题意
B.锂的摩尔质量小，在单位质量中所含的物质的量多，释放电子多，电容量就加大，符合题意
C. 放电时，LiCoO2极发生的电极反应为：LiCoO2＝Li1－xCoO2＋xLi＋ +xe－+LiCoO2，不符合题意
D.充电时 Li＋向石墨烯移动，嵌入石墨烯中 ，不符合题意
故答案为：B
【分析】重点：1、读图得锂离子移动，用阳离子交换膜，充电时锂离子向石墨烯
注意：新型的原电池和电解池的问题要特别注意审题
14．【答案】A
【解析】【解答】A.“水”电池工作时化学能转化为电能，同时伴随着热量的变化，因此涉及三种能量的转化，选项错误，A符合题意；
B.根据X电极附近溶液先变黄可知，溶液中的Fe2＋先被氧化，Cl－后被氧化，若在线路中安装电压调节装置，则可根据电压和现象判断Fe2＋、Cl－的还原性强弱，选项正确，B不符合题意；
C.“水”电池工作时为原电池，原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则“水”电池内Na+不断向正极移动，选项正确，C不符合题意；
D.由上述分析可知，Ⅱ为“水”电池的负极，负极上Ag发生失电子的氧化反应，其电极反应式为Ag－e－＋Cl－=AgCl，选项正确，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】根据“水”电池总反应可知，Ag在负极发生氧化反应，MnO2在正极发生还原反应；由X电极附近溶液先变黄可知，X电极上Fe2＋发生失电子的氧化反应，生成Fe3＋，即X电极为阳极，Y电极为阴极；则与其相连的Ⅰ、Ⅱ分别为“水”电池的正极和负极；据此结合选项进行分析。
15．【答案】B
【解析】【解答】A、电池以金属锂和钢板为电极材料，LiOH为电解质，锂做负极，钢板为正极，钢板上发生还原反应，A不符合题意；
B、原电池中，阴离子移向原电池的负极，即放电时OH-向负极锂电极移动，B符合题意；
C、锂水电池中，锂是负极，发生失去电子的氧化反应：Li-e-=Li+，C不符合题意；
D、放电时电子流向为负极--导线--正极，即锂电极→导线→钢电极，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、原电池中较活泼金属做负极，相对不活泼金属做正极，所以 锂为负板，钢为正极 。
B、工作时阴离子移向原电池的负极，阴离子移向正极。
C、锂是负极，发生失去电子的氧化反应：Li-e-=Li+。
D、电子在导线里作定向移动，形成电流，不能进入水溶液，离子在溶液里作定向移动形成内部电流。
16．【答案】D
【解析】【解答】根据Li+的移动方向可知，a为正极，b为负极。
A．镍放电时石墨是负极，Li元素先失去电子，A不符合题意；
B．放电时电子从负极，即b电极由导线移向正极，即a电极，B不符合题意；
C. 充电时的阴极反应式是： nC+xLi+ +xe-= LixCn，C不符合题意；
D. 充电时，阴极反应式为nC+xLi+ +xe-= LixCn，转移1mol电子，理论上阴极材料质量增加1mol锂离子，质量为7g，D符合题意；
故答案为：D
【分析】放电过程中，阳离子移向正极，由于放电过程中，Li+移向电极a，因此电极a为正极，电极b为负极；则充电过程中，电极a为阳极，电极b为阴极；据此结合电极反应式分析选项。
17．【答案】（1）Zn﹣2e﹣=Zn2+
（2）MnO2+e﹣+H2O=MnOOH+OH﹣
（3）0.12
【解析】【解答】解：（1）酸性锌锰干电池的负极为锌，负极反应为Zn﹣2e﹣=Zn2+，故答案为：Zn﹣2e﹣=Zn2+；（2）在碱性锌锰原电池中，Zn易失电子作负极、二氧化锰作正极，正极上二氧化锰得电子发生还原反应，电极反应式为MnO2+e﹣+H2O=MnOOH+OH﹣，故答案为：MnO2+e﹣+H2O=MnOOH+OH﹣；（3）持电流强度为0.6A，电池工作10分钟，则电量为0.6A×600s=360C，转移电子的物质的量为 =0.00373mol则消耗Zn的质量为0.00373mol× ×65g/mol=0.12g，故答案为：0.12．
【分析】（1）酸性锌锰干电池的负极为锌；（2）正极上二氧化锰得电子发生还原反应生成MnOOH；（3）持电流强度为0.6A，电池工作10分钟，则电量为0.6A×600s=360C，转移电子的物质的量为 =0.00373mol，以此计算消耗锌的质量．
18．【答案】（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
【解析】【解答】解：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；原电池中正极上发生还原反应，负极上发生氧化反应，故答案为：（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．
【分析】构成原电池需具备以下条件：两个活性不同的电极；电解质溶液；形成闭合回路；存在能自动发生的氧化还原反应，且为放热反应，以此来解答．
19．【答案】（1）Ag++e-=Ag
（2）Al(OH)3和CuO；Al(OH)3+OH-= +2H2O (写成Al3++4OH-= +2H2O也可以)
（3）4；2；4；O2
（4）25
（5）蒸发浓缩(或加热浓缩)
【解析】【解答】(1)电镀法精炼银时，粗银为阳极，精银为阴极，阴极上Ag+得到电子形成单质银，电极反应式为：Ag++e-=Ag；
(2)未煮沸之前是Cu(OH)2和Al(OH)3，Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃，煮沸后Cu(OH)2分解产生CuO，可知B为Al(OH)3和CuO；Al(OH)3显两性，能与强碱NaOH发生应：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，该反应的离子方程式为：Al(OH)3+OH-= +2H2O(也可写为：Al3++4OH-= +2H2O)；
(3)反应前Cu为+2价，反应后为+1，化合价降低1，得到电子e-，Al化合价没有变化，所以氧元素的化合价升高，生成O2，反应前O为-2价，反应后为0价，O元素化合价升高2，每反应产生1个O2，得到电子2×2e-，电子得失的最小公倍数是4，则CuO、CuAlO2系数是4，O2系数是1，Al2O3系数是2，配平后方程式为：4CuO+2Al2O3=4CuAlO2+O2↑；
(4)由关系式：Cu～CuAlO2得n(CuAlO2)=n(Cu)= =50.0 mol，再由关系式：Al2(SO4)3～2CuAlO2得n[Al2(SO4)3]= n(CuAlO2)= ×50.0 mol=25.0 mol，由于Al2(SO4)3的浓度为1 mol/L，则需要Al2(SO4)3的体积V[Al2(SO4)3]= =25.0 L；
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，由于该物质的溶解度受温度的影响变化较大，所以由溶液制备晶体的操作方法是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。
【分析】（1）电解精炼银的过程中，溶液中的Ag＋发生得电子的还原反应，形成Ag，据此书写电极反应式。
（2）固体混合物中含有Al(OH)3和CuO；在生成固体B的过程中，所加NaOH过量，则Al(OH)3会进一步与NaOH反应生成可溶性的NaAlO2。
（3）根据得失电子守恒、原子守恒进行化学方程式的配平。
（4）根据元素质量守恒进行计算。
（5）根据结晶操作进行分析。
20．【答案】（1）Cu；AgNO3
（2）正；2Ag++2e﹣═2Ag；Cu﹣2e﹣═Cu2+
（3）Cu；Ag
【解析】【解答】解：（1）由反应2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，所以X电极材料是Cu，Ag+在正极上得电子被还原，电解质溶液为AgNO3 ，
故答案为：Cu；AgNO3；（2）正极为活泼性较Cu弱的Ag，Ag+在正极上得电子被还原，电极反应为2Ag++2e﹣═2Ag，X（铜）电极失电子发生氧化反应，电极反应为Cu﹣2e﹣═Cu2+，
故答案为：正极； 2Ag++2e﹣=2Ag；Cu﹣2e﹣═Cu2+；（3）电子从负极Cu沿导线流向正极Ag，
故答案为：Cu；Ag．
【分析】（1）根据电池反应式知，失电子化合价升高的金属作负极，不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极，得电子的化合价降低的可溶性反应物作电解质溶液，据此设计原电池；（2）原电池中，易失电子的电极铜为负极，银作正极，正极上得电子发生还原反应；（3）电子从负极沿导线流向正极．
21．【答案】（1）负
（2）2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=﹣947.6kJ mol﹣1
（3）CO（NH2）2+ClO﹣+2OH﹣=N2H4+CO32﹣+Cl﹣+H2O
【解析】【解答】解：（1）燃料电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，依据图中装置可知，肼在反应中失去电子生成氮气发生氧化反应，所以N2H4通入的一极应为电池的负极，通入氧气的一极为正极；
故答案为：负；（2）由N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=﹣67.7kJ mol﹣1①
N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=﹣534.0kJ mol﹣1 ②
2NO2（g） N2O4（g）△H=﹣52.7kJ mol﹣1 ③根据盖斯定律可知②×2﹣①﹣③得2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g），△H=（﹣534.0kJ mol﹣1）×2﹣（﹣67.7kJ mol﹣1）﹣（﹣52.7kJ mol﹣1）=﹣947.6 kJ mol﹣1，
即热化学方程式为2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=﹣947.6 kJ mol﹣1，故答案为：2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=﹣947.6 kJ mol﹣1；（3）由在高锰酸钾催化剂存在下，尿素和次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成联氨、另外两种盐和水，根据质量守恒定律可知两种盐为氯化钠和碳酸钠，该反应为CO（NH2）2+ClO﹣+2OH﹣=N2H4+CO32﹣+Cl﹣+H2O，
故答案为：CO（NH2）2+ClO﹣+2OH﹣=N2H4+CO32﹣+Cl﹣+H2O；
【分析】（1）燃料电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应；（2）利用盖斯定律来计算2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）的反应热；（3）在高锰酸钾催化剂存在下，尿素和次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成联氨、另外两种盐和水，结合质量守恒定律来书写离子反应方程式；