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

1.2 化学能转化为电能——电池 同步练习题
一、单选题
1．如下图所示各装置中(烧杯中所盛液体都是稀硫酸)，不能构成原电池的是（　　）
A． B．
C． D．
2．关于原电池的叙述中正确的是（　　）
A．原电池是把化学能转变为电能的装置
B．构成原电池正极和负极的必须是两种不同金属
C．原电池电解质溶液中阳离子向负极移动
D．理论上，所有的氧化还原反应都能设计成原电池
3．在如图所示的原电池中，下列说法正确的是（　　）
A．Zn为负极，Cu为正极 B．正极反应为 Zn－2e－=Zn2＋
C．负极反应为Cu－2e－=Cu2＋ D．该装置能将电能转化为化学能
4．下列装置中，属于原电池的是（　　）
A． B．
C． D．
5．如图装置所示，铜片上发生的反应为（　　）
A．Zn2++2e﹣=Zn B．2H++2e﹣=H2↑
C．Zn﹣2e﹣=Zn2+ D．Cu2++2e﹣=Cu
6．电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe（OH）3沉淀．Fe（OH）3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用．模拟处理装置如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．X电极是负极，电极反应式为：CH4-8e-+4CO32-═5CO2+2H2O
B．铁是阳极，失去电子生成Fe2+
C．工作时熔融盐中的碳酸根移向Y电极
D．污水中存在反应：4Fe2++10H2O+O2═4Fe（OH）3↓+8H+
7．由于具有超低耗电量、寿命长的特点，LED产品越来越受人欢迎，下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置．下列有关叙述正确的是（　　）
A．电池负极电极反应式为H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O
B．a处通入氧气，b处通入氢气
C．该装置中能量转化只涉及两种形式的能量
D．P一型半导体连接的是电池负极
8．如图是氢氧燃料电池构造示意图．下列说法不正确的是（　　）
A．a极是负极 B．电子由b通过溶液流向a
C．该电池总反应是2H2+O2═H2O D．氢氧燃料电池是环保电池
9．氢氧燃料电池已用于航天飞机，以 30%KOH 溶液为电解质溶液的这种电池其工作原理如图所示。关于该燃料电池的说法正确的是（　　）
A．该电池总方程式为2H2 +O2 = 2H2O
B．该电池工作时，热能转化为电能
C．电流从a 电极经外电路流向 b 电极
D．燃料电池的能量转化率可达100%
10．已知空气—锌电池的电极反应为
锌片：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O；
碳棒：O2＋H2O＋2e－=2OH－，
据此判断，锌片是(　　)
A．正极并被还原 B．正极并被氧化
C．负极并被还原 D．负极并被氧化
11．如图所示是一种新近开发的固体氧化物燃料电池．它以掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体为固体电解质，在熔融状态下传导氧离子（O2﹣），其中多孔电极a、b均不参与电极反应．下列判断不正确的是（　　）
A．采用多孔电极的目的是易于吸附气体
B．有H2放电的b极为电池的负极
C．a极对应的电极反应为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
D．b极对应的电极反应为2H2﹣4e﹣+2O2﹣=2H2O
12．一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通乙烷和氧气，电极反应为C2H6+18OH－＝2CO32－+12H2O+14e－；14H2O+7O2+28e－＝28OH－，有关推断错误的是（）
A．通氧气的电极为正极
B．在电解质溶液中CO32－向正极移动
C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降
D．参加反应的氧气和乙烷的物质的量之比为7∶2
13．世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁一空气电池，其结构如图所示。
下列有关该电池放电时的说法正确的是（　　）
A．O2- 由b极移向a极
B．正极的电极反应式为FeOx+2xe-=Fe+xO2-
C．若有22.4L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4mol 电子转移
D．铁表面发生的反应为xH2O(g)+Fe=FeOx+xH2
14．下列说法正确的是（　　）
A．碱性锌锰电池是二次电池
B．铅蓄电池是一次电池
C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生
D．燃料电池的活性物质大量储存在电池内部
15．新型NaBH4/H2O2燃料电池DBFC的结构如图所示，该电池总反应方程式：NaBH4 +4H2O2= NaBO2+ 6H2O，有关的说法错误的是（　　）
A．电极B为正极
B．放电过程中，Na+从正极区向负极区迁移
C．电池负极的电极反应为：BH4-+8OH 8e =BO2-+6H2O
D．在电池反应中，每消耗1L6mol/LH2O2溶液，理论上流过电路中的电子为12NA
16．结合右图判断，下列叙述正确的是（　　）
A．①中铁的腐蚀被加速
B．①和②中负极反应均是 Fe - 2e－ Fe2+
C．②中碳棒上反应是 O2＋2H2O＋4e－→4OH－
D．①为钢铁的析氢腐蚀，②为钢铁的吸氧腐蚀
二、综合题
17．近年来甲醇用途日益广泛，越来越引起商家的关注，工业上甲醇的合成途径多种多样。现有实验室中模拟甲醇合成反应，在2L密闭容器内以物质的量比2：3充入CO和H2，400℃时反应：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，体系中n(CO)随时间的变化如表：
时间(s) 0 1 2 3 5
n(CO)(mol) 0.020 0.011 0.008 0.007 0.007
（1）如图表示反应中CH3OH的变化曲线，其中合理的是　 　。
（2）用CO表示从0~2s内该反应的平均速率v(CO)=　 　。
（3）能说明该反应已达到平衡状态的是　 　。
a.v(CH3OH)=2v(H2)
b.容器内压强保持不变
c.断开2molH-H键的同时断开4molC-H键
d.容器内密度保持不变
（4）CH3OH与O2的反应可将化学能转化为电能，其工作原理如图所示，图中CH3OH从　 　(填A或B)通入，a极附近溶液pH将　 　(填升高，降低或不变)，b极的电极反应式是　 　。
18．飞船上使用的氢氧燃料电池的两个电极均由多孔性碳制成。通入的气体由空隙中逸出，并在电极表面放电，总反应式为2H2＋O2=2H2O。
（1）以KOH溶液为电解质构成燃料电池，则负极通入　 　，电极反应式为　 　，正极通入　 　，电极反应式为　 　。
（2）如把KOH溶液改为稀H2SO4作电解质，则电极反应式负极为　 　，正极为　 　。
（3）如把KOH溶液改为熔融氧化物(ZrO2和Y2O3)作电解质则电极反应式负极为　 　，正极为　 　。
19．阅读下列材料，回答相关问题．
（1）材料1：近来科学家研制了一种新型的乙醇电池（DEFC），它用磺酸类质子作溶剂，在200℃左右时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加安全，电池总反应式为C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O．分析上述材料可知，C2H5OH在电池的　 　（填“负极”或“正极”）参加反应，每当有1mol乙醇被氧化时转移　 　 mol 电子，电池正极的电极反应为　 　．
（2）材料2：在航天技术中，考虑到火箭燃料的环保型，现在比较推行的液态燃料为液氢﹣液氧燃料电池，氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，酸式电池中的电解质是酸，碱式电池中的电解质是碱，它们放电时的电池总反应式均为 2H2+O2=2H2O．
分析上述材料可知，酸式氢氧燃料电池中的负极反应　 　，碱式氢氧燃料电池的正极反应式为　 　．
20．NOx、SO2的处理转化对环境保护有着重要意义。
（1）利用反应2NO(g)＋2CO(g) = N2(g)＋2CO2(g)，可实现汽车尾气的无害化处理。一定条件下进行该反应，测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m[m= ]的关系如图1所示。
①该反应的ΔH 　 　0(填“>”“<”或“＝”)。
②下列说法正确的是　 　(填字母)。
A．当体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变时，反应达到平衡状态
B．投料比：m1＞m2＞m3
C．当投料比m＝2时，NO转化率是CO转化率的2倍
D．汽车排气管中的催化剂可提高NO的平衡转化率
③随着温度的升高，不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近的原因为　 　。
（2）若反应2NO(g)＋2CO(g) = N2(g)＋2CO2(g)的正、逆反应速率可表示为：v正=k正·c2(NO) ·c2(CO)；v逆=k逆·c (N2) ·c2(CO2),
k正、k逆分别为正、逆反应速率常数， 仅与温度有关。一定温度下，在体积为1L的容器中加入2molNO和2molCO发生上述反应，测得CO和CO2物质的量浓度随时间的变化如图2所示，则a点时v正∶v逆＝　 　。
（3）工业生产排放的烟气中同时存在SO2、NOx和CO，利用它们的相互作用可将SO2、NOx还原成无害物质，一定条件下得到以下实验结果。图3为298K各气体分压(气体的物质的量分数与总压的乘积)与CO物质的量分数的关系，图4为CO物质的量分数为2.0%时，各气体分压与温度的关系。
下列说法不正确的是________(填字母)。
A．不同温度下脱硝的产物为N2，脱硫的产物可能有多种
B．温度越高脱硫脱硝的效果越好
C．NOx比SO2更易被CO还原
D．体系中可能发生反应：2COS = S2＋2CO；4CO2＋S2 = 4CO＋2SO2
（4）NH3催化还原氮氧化物是目前应用最广泛的烟气脱硝技术。用活化后的V2O5作催化剂，NH3将NO还原成N2的一种反应历程如图5所示，则总反应方程式为　 　。
（5）用间接电化学法去除烟气中NO的原理如图6所示，则阴极的电极反应式为　 　。
21．原电池是化学对人类的一项重大贡献。
某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置。
（1）a和b不连接时，烧杯中发生反应的离子方程式是　 　。
（2）a和b用导线连接，Cu极为原电池　 　极(填“正”或“负”)，该电极反应式是　 　，溶液中的移向　 　(填“Cu”或“Zn”)极。
（3）无论a和b是否连接，Zn片均被腐蚀，若转移了0.2 mol电子，则理论上Zn片质量减轻　 　g。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】A．Zn、Fe是活泼性不同的金属，两者紧靠并插入稀硫酸中，形成闭合回路，能构成原电池，较活泼的Zn为负极，Fe为正极，电池总反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，A不选；
B．Zn、Fe是活泼性不同的金属，两者接触并插入稀硫酸中，形成闭合回路，能构成原电池，较活泼的Zn为负极，Fe为正极，电池总反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，B不选；
C．Zn、Fe是活泼性不同的金属，两者用导线相连并插入稀硫酸中，形成闭合回路，能构成原电池，较活泼的Zn为负极，Fe为正极，电池总反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，C不选；
D．不能形成闭合回路，不能构成原电池，D选；
故答案为：D。
【分析】原电池要形成封闭的环路，且金属的活拨性要不同。
2．【答案】A
【解析】【解答】A.原电池是将化学能转化为电能的装置，电解池是将电能转化为化学能的装置，故A符合题意；
B.构成原电池的正负极可能都是非金属或金属和非金属，如Zn、石墨和稀硫酸构成的原电池，以石墨为电极的氢氧燃料电池，故B不符合题意；
C.原电池放电时，负极上电子沿导线流向正极，根据异性相吸原理，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故C不符合题意；
D.理论上，自发进行的氧化还原反应都能设计成原电池，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.根据能量的转化形式进行判断；
B.原电池的电极可以是金属或导电的非金属；
C.原电池中阳离子向正极方向移动；
D.自发进行的氧化还原反应可以设计成原电池。
3．【答案】A
【解析】【解答】A、锌比铜活泼，形成原电池时锌为负极，铜为正极，故A符合题意；
B、该原电池中，铜为正极溶液中的氢离子在正极得电子发生还原反应，反应式2H++2e-=H2↑，故B不符合题意；
C、锌为负极，反应式为：Zn-2e-═Zn2+，故C不符合题意；
D、原电池将化学能转化为电能，故D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A.在铜锌原电池中，活泼金属作负极，相对不活泼的金属作正极；
B.正极发生氢离子的还原反应；
C.负极发生锌的氧化反应；
D.原电池将化学能转化为电能。
4．【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．
5．【答案】B
【解析】【解答】该原电池中，锌易失电子发生氧化反应而作负极，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H++2e﹣=H2↑，
故答案为：B．
【分析】根据原电池的组成判断铜电极为正极，发生还原反应，书写电极方程式即可.
6．【答案】C
【解析】【解答】A．X电极是负极，电极反应式为：CH4-8e-+4CO32-═5CO2+2H2O，故A正确；B．电解池中Fe为阳极，发生Fe-2e-=Fe2+，故B正确；C．工作时熔融盐中的碳酸根移向负极移动，即X电极，故C错误；D．二价铁离子具有还原性，能被氧气氧化到正三价，而水呈酸性，方程式为：4Fe2++10H2O+O2=4Fe（OH）3↓+8H+，故D正确
【分析】本题考查了燃料电池的工作原理和原电池和电解池串联的综合知识，难度较大．注意把握电解池和原电池的工作原理，把握电极方程式的书写，为解答该题的关键
7．【答案】A
【解析】【解答】解：A、由电子流向可知a为负极，H2失电子发生氧化反应，电极反应为H2﹣2e﹣+2OH﹣═2H2O，故A正确；
B、由电子流向可知a为负极，b为正极，负极上发生氧化反应，通入氢气，正极上发生还原反应，通入的是氧气，故B错误；
C、该装置的能量转换有化学能、电能和光能，故C错误；
D、P一型半导体连接的是电池正极，故D错误．
故选A．
【分析】A、由电子流向可知a为负极，H2失电子发生氧化反应；
B、由电子流向可知a为负极，b为正极，以此判断；
C、该装置的能量转换有化学能、电能和光能等；
D、根据电子流向可知P一型半导体连接的是电池正极．
8．【答案】B
【解析】【解答】解：A．燃料电池中，通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，所以a是负极、b是正极，故A正确；
B．放电时，电子从负极沿导线流向正极，a是负极、b是正极，所以电子由a通过溶液流向b，故B错误；
C．该氢氧燃料电池反应式与氢气燃烧方程式相同，所以电池反应式为2H2+O2═H2O，故C正确；
D．该燃料电池产物是水，对环境无影响，所以氢氧燃料电池是环保电池，故D正确；
故选B．
【分析】A．燃料电池中，通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极；
B．放电时，电子从负极沿导线流向正极；
C．该氢氧燃料电池反应式与氢气燃烧方程式相同；
D．该燃料电池产物对环境无影响．
9．【答案】A
【解析】【解答】A．根据分析，负极电极反应为2H2+4OH--4e-=4H2O，正电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，正极反应式和负极反应式相加即可得总反应式，则电池的总反应为：2H2+O2=2H2O，故A符合题意；
B．氢氧燃料电池是原电池装置，原电池装置中是将化学能转化为电能，故B不符合题意；
C．原电池中，电流由正极经外电路流向负极，a为负极，b为正极，则电流从b电极经外电路流向a电极，故C不符合题意；
D．燃料电池是将化学能转变为电能的装置，还会伴有热能等能量的释放，能量转化率不会达到100%，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】碱性氢氧燃料电池中，通入燃料氢气的一极为负极，则a为负极，电极反应为2H2+4OH--4e-=4H2O；通入氧气的一极为正极，则b为正极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，据此分析解答。
10．【答案】D
【解析】【解答】根据化合价可知，电极反应中锌的化合价升高，被氧化，原电池中较活泼的金属做负极，发生氧化反应，则锌为原电池的负极。
故答案为：D
【分析】根据化合价变化判断氧化还原反应，原电池中较活泼的金属做负极，发生氧化反应。
11．【答案】C
【解析】【解答】解：A．多孔电极表面积较大，具有较强的吸附能力，于吸附气体，故A正确；
B．H2具有还原性，为原电池的负极，另外由阴离子的移动方向也可知b极为电池的负极，故B正确；
C．通入空气的一极为原电池的正极，发生还原反应，由于电解质为非水物质，则电解质中不存在OH﹣离子，电极反应式为O2+4e﹣=2O2﹣，故C错误；
D．H2具有还原性，被氧化，电极反应式为2H2﹣4e﹣+2O2﹣=2H2O，故D正确．
故选C．
【分析】H2具有还原性，为原电池的负极，被氧化，电极反应式为2H2﹣4e﹣+2O2﹣=2H2O，通入空气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e﹣=2O2﹣，总反应式为2H2+O2=H2O，以此解答该题．
12．【答案】B
【解析】【解答】A、氧气得到电子，在正极反应，符合题意，A不符合题意；
B、碳酸根离子向负极移动，不符合题意，B符合题意；
C、总反应中消耗氢氧根离子，所以放电一段时间，氢氧化钾的物质的量浓度下降，符合题意，C不符合题意；
D、根据电子守恒分析，氧气和乙烷的物质的量比为7:2，符合题意，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】在燃料电池中，燃料所在电极为负极，另一极为正极；其中阳离子移向正极，阴离子移向负极；在乙烷和氧气组成的KOH燃料电池中，溶液为碱性，生成的CO2会消耗氢氧根，导致其浓度下降。
13．【答案】D
【解析】【解答】A、原电池中，阴离子向负极移动，O2-由正极移向负极，即a极移向b极，故A不符合题意；
B、a极空气中氧气得电子发生还原反应为正极，电极反应式为：O2+4e-═2O2-，故B不符合题意；
C、标准状况下，22.4L空气的物质的量为1mol，则参与反应的氧气为0.2mol，则电路中转移0.8mol电子，故C不符合题意；
D、由新型中温全瓷铁--空气电池的装置图可知，铁表面发生的反应为xH2O(g)+Fe═FeOx+xH2，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】a极上空气中的氧气发生得电子的还原反应，则a极为正极，b极为负极，正极反应式为O2+4e-=2O2-，铁与水蒸气在铁表面发生反应生成氢气，氢气在负极发生失电子的氧化反应生成FeOx和H2，负极反应式为H2-2e-+O2-=H2O。
14．【答案】C
【解析】【解答】A.锌锰干电池只能放电不能充电，所以属于一次电池，故A不符合题意；
B.铅蓄电池是二次电池，故B不符合题意；
C.蓄电池是二次电池放电后可以充电重新使用，使活性物质获得再生，故C符合题意；
D.燃料在两个电极上发生氧化还原反应把化学能转化为电能，不是在电池内部燃烧，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、碱性锌锰电池属于干电池；
B、铅蓄电池是可充电电池属于二次电池；
C、二次电池放电后可进行充电；
D、燃料电池的活性物质没有储存在电池内部。
15．【答案】B
【解析】【解答】A. 根据图片知，B电极上双氧水得电子生成氢氧根离子，所以B电极是正极，故A项不符合题意；
B. 放电时，阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，所以Na+从负极区向正极区迁移，故B项符合题意；
C. 根据元素化合价变化知，负极上BH4-失电子发生氧化反应，电极反应式为BH4-+8OH 8e =BO2-+6H2O，故C项不符合题意；
D. 在电池反应中，每消耗1L6mol/LH2O2溶液，消耗双氧水的物质的量为6 mol，根据知H2O2+2e =2OH ，理论上流过电路中的电子数 = ×2×NA/mol=12 NA，故D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】关于原电池的相关题目，核心在于判断正负极，掌握正向正、负向负的电荷移动原理，结合核心产物、电荷守恒溶液环境书写电极反应式，综合判断得出答案。
16．【答案】C
【解析】【解答】A、图①中Zn比Fe活泼，Fe作正极被保护，A不符合题意。B 、①中负极是Zn，发生反应Zn- 2e－ =Zn2+，②中负极是Fe发生反应是 Fe - 2e－ =Fe2+，B不符合题意。
C、②中碳棒作正极，发生还原反应： O2＋2H2O＋4e－=4OH－，C符合题意。
D、①中Zn作负极失去电子，Fe作正极，溶液中的H+得到电子生成H2，是锌的析氢腐蚀；②中Fe为负极失电子，正极为石墨，溶液中溶解的氧气得电子生成OH–，为钢铁的吸氧腐蚀，D不符合题意。
故答案为：C
【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；
在酸性较强的溶液中金属发生电化学腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀；
吸氧腐蚀是指金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化学腐蚀。
17．【答案】（1）b
（2）0.003mol·L-1·s-1
（3）b
（4）A；降低；O2+4e-+2H2O=4OH-
【解析】【解答】(1) CH3OH是产物，随反应进行物质的量增大，平衡时CH3OH物质的量为CO物质的量的变化量△n(CO)，图表中CO的物质的量0~3s变化=0.02mol-0.007mol=0.013mol，所以CH3OH在0~3s浓度变化量为0.0065mol/L，图像中只有b符合，故答案为：b；
(2) 0~2s内CO物质的量的变化=0.02mol-0.008mol=0.012mol，v(CO)==0.003mol·L-1·s-1，故答案为：0.003mol·L-1·s-1；
(3) a.反应速率之比等于化学计量数之比，2v(CH3OH)=v(H2)为正反应速率之比，故a不选；
b.反应前后气体的物质的量变化，当容器内压强保持不变说明反应达到平衡状态，故b选；
c.断开2molH-H键表示正反应，断开4molC-H键表示逆反应，正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，故c不选；
d.由于反应前后气体的质量，容器的体积均不变，所以密度一定不变，故d不选；
故答案为：b；
(4)电子由a流向b，说明a为负极，b为正极，CH3OH与O2的反应可将化学能转化为电能，甲醇失电子发生氧化反应，所以CH3OH从A通入，b通入氧气；由a极发生的电极反应CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O可知，反应消耗OH-，则a极附近溶液pH将降低；b极发生的电极反应为氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：A；降低；O2+4e-+2H2O=4OH-。
【分析】(1)CH3OH是生成物，随反应进行浓度增大，平衡时物质的量为CO物质的量的变化量△n(CO)；
（2）根据v=计算v(CO)即可；
（3）判断化学是否达到平衡状态的依据：1.v正=v逆2.变量不再改变；
（4）在甲醇燃料电池中通入甲醇的电极为负极，通入氧气的电极为正极。
18．【答案】（1）H2；2H2＋4OH－－4e－=4H2O；O2；O2＋2H2O＋4e－=4OH－
（2）2H2－4e－=4H＋；O2＋4H＋＋4e－=2H2O
（3）2H2－4e－＋2O2－=2H2O；O2＋4e－=2O2－
【解析】【解答】根据原电池的反应原理，氢氧燃料电池总反应式为2H2＋O2=2H2O，因原电池负极被氧化，正极被还原，即H2被氧化，通入H2的电极为负极；O2被还原，即通入O2的电极为正极。
【分析】（1）在该反应中，氢气失去电子，发生的是氧化反应，因此氢气是负极；氧气得到电子，发生的还原反应，因此氧气是正极；
（2）如果将碱改为酸，那么体系中大量存在的离子就会由氢氧根变为氢离子，电极反应也会随之改变；
（3）在熔融状态下O2－可以大量存在。
19．【答案】（1）负极；12；O2+4H++4e﹣═2H2O
（2）H2﹣2e﹣═2H+；O2+2H2O+4e﹣═4OH
【解析】【解答】解：（1）C2H5OH发生氧化反应，是原电池的负极，1mol乙醇被氧化的同时3mol的氧气被还原，而1mol氧气转移4mol的电子，所以每当有1mol乙醇被氧化时转移3×4=12mol，正极是氧气发生还原反应，电极反应为：O2+4H++4e﹣═2H2O，故答案为：负极； 12； O2+4H++4e﹣═2H2O；（2）根据题给总反应式可知，H2在负极反应，氧气在正极反应，酸性条件下负极反应式为：H2﹣2e﹣═2H+；正极反应为O2+4H++4e﹣=2H2O；碱性条件下，负极反应为2H2﹣4e﹣+4OH﹣=4H2O，其正极反应为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，故答案为：H2﹣2e﹣═2H+；O2+2H2O+4e﹣═4OH ．
【分析】（1）C2H5OH发生氧化反应，是原电池的负极，1mol乙醇被氧化的同时3mol的氧气被还原，而1mol氧气转移4mol的电子，正极是氧气发生还原反应，注意电解质是酸，由此分析解答；（2）根据题给总反应式可知，H2在负极反应，氧气在正极反应，酸性条件下负极反应式为：H2﹣2e﹣═2H+；正极反应为O2+4H++4e﹣=2H2O；碱性条件下，负极反应为2H2﹣4e﹣+4OH﹣=4H2O，其正极反应为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，以此解答该题．
20．【答案】（1）＜；AB；温度较高时，温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡移动的影响
（2）160：1
（3）B
（4）4NH3+4NO+O2 4N2+6H2O
（5）2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O
【解析】【解答】(1)①由图象可知，起始投料比m一定时，温度越高，CO的平衡转化率越低，即升高温度平衡逆向移动，所以正反应放热，即△H＜0；②A．反应正向进行时CO2增多而CO减少，说明未达到平衡时二者比值会变，所以体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变，反应达到平衡状态，故A符合题意；
B．由图象可知，温度一定时，增大NO浓度，CO转化率增大，即起始投料比m越大时，CO转化率越大，所以投料比：m1＞m2＞m3，故B符合题意；
C．由反应计量关系可知，反应中NO、CO的变化量相同，平衡转化率α= ×100%，所以平衡转化率与起始量成反比，即投料比m=2时CO转化率是NO转化率的2倍，故C不符合题意；
D．催化剂不能改变反应进程，只改变反应速率，所以NO的平衡转化率不变，故D不符合题意；
故答案为：AB；③由图象可知，不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近，随温度逐渐升高，温度的影响起主导作用，即温度较高时，温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡移动的影响；(2)平衡时三段式为：
平衡时正逆反应速率相等即k正 c2(NO)c2(CO)= k逆 c(N2)c2(CO2)，所以 =80；
a点时反应三段式为：
a点时c(CO)=c(CO2)，则2-2x=2x，解得x=0.5，所以a点时c(CO)=c(CO2)=c(NO)=1mol/L，c(N2)=0.5mol/L，所以 =160，即v正：v逆=160：1；(3)A．由图可知，NOx还原成无害物质为氮气，脱硫的产物可能有多种，与温度有关，故A符合题意；
B．温度高于1000℃时二氧化硫的含量增大，说明温度越高不利于脱硫，故B不符合题意；
C．根据图3，随CO物质的量分数增大，还原NOx生成氮气曲线斜率变化比较小，而还原SO2需要CO物质的量分数较大时才能将SO2从烟气中分离，说明CO更易与NOx反应，则NOx比SO2更易被CO还原，故C符合题意；
D．根据图4，COS分压曲线随温度升高减小，S2、CO分压增大，继续升高温度，S2、CO2分压减小，CO分压增大，说明体系中可能发生反应：2COS S2+2CO； 4CO2+S2 4CO+2SO2，故D符合题意；
故答案为：B；(4)活化后的V2O5作催化剂，NH3将NO还原成N2，还生成水，反应为4NH3+4NO+O2 4N2+6H2O；(5)阴极上亚硫酸根离子得到电子，阴极的电极反应式为2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O。
【分析】(1)①由图象可知，起始投料比m一定时，CO的平衡转化率随温度的升高而降低；②A.起始投料比m一定时，而反应中NO、CO的变化量相同，体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变，即体系中CO2、CO物质的量浓度不变，据此判断；
B.由图象可知，温度一定时，增大NO浓度，CO转化率增大；
C.根据转化率α=变化量与起始量的比值和反应中NO、CO的变化量相同分析判断；
D.催化剂不能改变反应进程，只改变反应速率；③由图象可知，不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近，主要原因是温度的影响起主导作用，投料比不同的影响为次要因素；(2)反应达到平衡时v正=k正 c2（NO）c2（CO）=v逆=k逆 c（N2）c2（CO2），则平衡常数K= ，结合反应三段式计算平衡常数K和a点时各物质的浓度，代入v正、v逆计算v正：v逆；(3)A．由图可知，NOx还原成无害物质为氮气，脱硫的产物可能有多种，与温度有关； B．温度高于1000℃时二氧化硫的含量增大，说明温度越高不利于脱硫；
C．根据图3，随CO物质的量分数增大，还原NOx生成氮气曲线斜率变化比较小，而还原SO2需要CO物质的量分数较大时才能将SO2从烟气中分离；
D．根据图4，COS分压曲线随温度升高减小，S2、CO分压增大，继续升高温度，S2、CO2分压减小，CO分压增大； (4)用活化后的V2O5作催化剂，NH3将NO 还原成N2，同时生成水，原子守恒配平书写化学方程式；(5) 阴极通入的SO32-发生得电子的还原反应生成S2O42-。
21．【答案】（1）
（2）正；；Cu
（3）6.5
【解析】【解答】（1）a、b不连接时，Zn与稀硫酸直接发生置换反应，反应的离子方程式为：。
（2）a、b用导线连接时，Cu极为正极，电极反应式为：。Cu极附近被消耗，正电荷相对减小，根据溶液电中性规律，向Cu极移动，补充Cu极附近的正电荷。
（3）每摩尔反应时，失去2mol电子，生成。设反应时Zn质量减轻为m，则：
，。
理论上片质量减轻6.5g。
【分析】（1）a和b不连接时，该装置不构成原电池，锌和氢离子发生置换反应；
（2）和b用导线连接，该装置构成原电池，锌失电子发生氧化反应而作负极，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电解质溶液中阳离子向正极移动；
（3）根据Zn～2e-～H2计算。