1.2 化学能与电能的转化 同步练习 （含解析）2023-2024学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1

1.2 化学能与电能的转化 同步练习
一、单选题
1．原电池原理的应用促进了人类社会的发展。关于如图所示原电池的说法正确的是（　　）
A．该装置能将电能转化为化学能
B．铜片为正极，发生氧化反应
C．电子从铜片经导线流向锌片
D．锌片上发生的反应为Zn－2e－＝Zn2＋
2．下列关于铜电极的叙述中，正确的是（　　）
A．铜锌原电池中铜是正极
B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C．在镀件上电镀铜时可用镀件作阳极
D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
3．下列相关方程式书写正确的是（　　）
A．的水解方程式：
B．的电离方程式：
C．明矾可作为净水剂：
D．铅蓄电池放电时负极反应式：
4．用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，电解结束后，向剩余电解液中加适量水，能使溶液和电解前相同的是（　　）
A．CuSO4 B．H2SO4 C．CuCl2 D．NaCl
5．下列有关化学电池的说法中正确的是（　　）
A．化学电池只能将化学能转化为电能
B．燃料电池能将全部化学能转化为电能
C．锌银电池比能量大，电压稳定，储存时间长
D．一次电池包括干电池和蓄电池
6．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中正确的是（　　）
A．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，负极反应式为：Cu-2e-=Cu2+
B．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，负极反应式为：Cu-2e-=Cu2+
C．由Al、Mg、NaOH溶液组成原电池，负极反应式为：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O
D．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池中，负极反应式为：Al-3e-=Al3+
7．水溶液锌电池(图1)的电极材料是研究热点之一，一种在晶体MnO中嵌入的电极材料充放电过程的原理如图2所示，嵌入的位于晶胞的面心。下列叙述中不正确的是（　　）
已知：晶体中某结点上的原子空缺了，则称为空位。
A．放电时，负极电极反应式为
B．放电时，MnO电极上电势比Zn电极上电势高
C．活化过程MnO的价态发生变化
D．当1 mol □转化为1 mol □时，转移的电子数为0.61 mol
8．某科研小组用碱性甲烷燃料电池制备 ，其工作原理如图所示(已知电解装置的电极材料分别为金属钴和不锈钢)：
下列有关说法错误的是（　　）
A．N电极为不锈钢
B．电极n处电极反应式为：
C．电解一段时间后，N极区溶液 增大
D．膜a、膜c均为阳离子交换膜
9．研究小组将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入醋酸溶液，容器中的压强随时间的变化曲线如图2。下列说法错误的是（　　）
A．铁粉发生反应：
B．时碳粉上发生了还原反应
C．时压强增大的原因不一定是铁发生了析氢腐蚀
D．时，容器中压强明显小于起始压强，原因是铁发生了吸氧腐蚀
10．Cu﹣Zn稀硫酸组成原电池装置，当导线中有0.5mol电子通过时，理论上两极的变化是（　　）
①锌极反应：Zn﹣2e﹣=Zn2+，锌片上产生0.25mol的H2
②铜极反应：2H++2e﹣=H2↑，锌片溶解16.25g
③电流由铜极经导线流向锌极
④溶液中SO42﹣移向铜极．
A．①④ B．③④ C．②③ D．①③
11．某原电池总反应的离子方程式为：2Fe3++Fe=3 Fe2+，能实现该反应的原电池是（　　）
A．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl2溶液
B．正极为C，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液
C．正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3
D．正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液
12．如图为阳离子交换膜法以石墨为电极电解饱和食盐水原理示意图。据图判断下列说法错误的是（　　）
A．标准状况下，生成22.4LCl2的同时有2molNaOH生成
B．从C口流出的是NaOH溶液
C．从E口逸出的气体是H2
D．从F口逸出的气体是Cl2
13．我国科学家用特殊电极材料发明了一种新型碱性电池，既能吸收，又能实现丙三醇的相关转化，工作原理示意图如图。下列说法错误的是（　　）
A．离子交换膜为阴离子交换膜
B．放电时，A极为原电池的正极
C．放电时，B极反应式为
D．放电时，若A极产生CO和各1mol，则B极消耗1mol丙三醇
14．中科院某课题组将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内形成电池(如图所示)，该电池可将可乐(pH=2.5)中的葡萄糖作为燃料获得能量。下列说法中正确是（　　）
A．a极为正极
B．随着反应不断进行，负极区的pH不断增大
C．b极电极反应式为MnO2+2H2O+2e-=Mn2++4OH-
D．消耗0.01mol葡萄糖，电路中转移0.02mol电子
15．氢氧熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池，具有效率高、无污染、燃料多样、余热利用价值高等优点，电池的工作原理如图所示。下列有关说法正确的是（　　）
A．该电池在常温下也能正常工作
B．H2通入负极，发生还原反应
C．正极反应式为O2+ 2CO2+4e- =2
D．电池工作时，外电路中流过2 mol电子，消耗22.4L H2
16．SO2和NOx是大气污染物的主要成分。防止空气污染，保卫“兰州蓝”是兰州市一项重要民生工程。利用下图所示装置(电极均为惰性电极)可以吸收SO2还可以用阴极排出的溶液吸收NO2。下列说法错误的是（　　）
A．电极a应连接电源的正极
B．电极b上的电极反应式为2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O
C．反应过程中，H+从a极室流向b极室
D．每吸收标况下22.4LSO2，在b极室生成2NA个S2O42-
二、综合题
17．
（1）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。其正极反应方程式为　 　，若将负极材料改为CH4，写出其负极反应方程式　 　。
（2）NH3代替氢气研发燃料电池是当前科研的一个热点。使用的电解质溶液是2 mol·L-1的KOH溶液，电池总反应为：4NH3+3O2＝2N2+6H2O。该电池负极的电极反应式为 　 　；每消耗3.4g
NH3转移的电子数目为　 　。
18．如图是某同学设计的一个简易的原电池装置，请回答下列问题。
（1）若a电极材料为碳、b溶液为FeCl3溶液，则正极的电极反应式为　 　，当有3.2g的负极材料溶解时，导线中转移的电子的数目为　 　。
（2）氢氧燃料电池已用于航天飞机。这种电池以30%KOH溶液为电解质溶液，供电时总反应为2H2＋O2=2H2O，则正极的电极反应式为　 　，该燃料电池的优点是　 　。
（3）已知H—H键、N—H键、N≡N键的键能分别为436kJ·mol－1、391kJ·mol－1、946kJ·mol－1，关于工业合成氨的反应，请根据键能的数据判断下列问题：
若有1molNH3生成，可　 　（填“吸收”或“放出”）热量　 　kJ；该反应的能量变化可用图　 　（填“甲“或“乙”）表示。
19．铁是中学化学的重要物质。某学校的三个兴趣小组根据反应Fe+2H+=Fe2++H2↑设计了如图三个原电池装置，丙装置的盐桥中装的是琼脂—饱和KCl溶液。回答下列问题：
（1）上述三个装置中能实现题给反应的是　 　(填装置序号)。
（2）①原电池装置甲中，铜电极上发生的现象是　 　。
②原电池装置乙中有明显现象发生时，铁电极上的电极反应方程式为　 　。
③原电池装置丙中，原电池工作时盐桥中的K+移向　 　(填“铜”或“铁”)极，若反应产生2.24L气体(标准状况)，则右侧溶液中溶质的质量增加　 　g。
（3）实验后同学们经过充分讨论，得出了有关原电池如下结论，你认为这些结论正确的是____(填标号)。
A．氧化还原反应都能设计为原电池
B．凡是有盐桥的原电池，盐桥的作用是使整个装置构成通路并保持两侧溶液呈电中性
C．在经典原电池中，活动性强的金属做原电池的负极，与电解质溶液种类无关
D．上述装置丙中，右侧电解质溶液用硫酸铁溶液代替，对原电池的放电效率无影响
20．炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含有NaCl)，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑。试回答：
（1）铁锅的锈蚀应属于　 　腐蚀。
（2）铁锅锈蚀的电极反应式为：负极：　 　；正极：　 　。正负极反应产物会继续发生反应，反应的离子方程式　 　，化学方程式为　 　。
21．高锰酸钾(KMnO4)和双氧水(H2O2)都是常见的消毒试剂，在日常生活和工业生产中都有广泛的应用。回答下面问题：
（1）酸性高锰酸钾与双氧水混合有气体产生，经检验产生的气体为氧气。写出反应的离子方程式　 　。
（2）H2O2是一种二元弱酸，与NaOH反应的化学方程式为NaOH+H2O=NaHO2+H2O，写出H2O2电离的方程式　 　(只写第一步)。在酸性条件下H2O2的分解速度变大，利用平衡移动的原理进行解释：　 　。
（3）现有H2O2－Al燃料电池电解尿素[CO(NH2)2]制备氢气的装置，b、c、d为石墨电极，电解池中的隔膜只阻止气体通过，如图：
①a电极是Al，写出电极反应　 　，反应后b电极区溶液的pH　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。
②c电极是　 　(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，d电极的电极反应为　 　。
（4）某化学兴趣小组为了探究KMnO4与H2O2氧化性强弱，设计了如图实验装置：
①当闭合电键K时，电流表指针向左偏转，甲烧杯中溶液颜色逐渐变浅，则石墨电极a上发生反应　 　(填“氧化”或“还原”)，石墨电极b上发生的电极反应为　 　。
②反应一段时间后，向甲烧杯中滴加KOH溶液，同时向乙烧杯中滴加硫酸溶液，发现电流表指针逐渐翻转，最后向右偏转，说明KMnO4与H2O2氧化性与　 　有关。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】由图可知，锌为负极，铜为正极。
A.该装置能将化学能转化为电能，A不符合题意；
B.正极发生还原反应，B不符合题意；
C.电子由锌片通过导线流向铜片，C不符合题意；
D. 锌片上发生的反应为Zn－2e－＝Zn2＋，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】原电池是将化学能转化为电能的装置；在原电池中，负极失电子，发生的是氧化反应，化合价升高；正极得电子，发生的是还原反应，化合价降低。在电解液中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。
2．【答案】A
【解析】【解答】A. 由于金属活动性Zn>Cu，所以中铜锌原电池中活动性弱的铜电极是正极，A符合题意；
B.用电解法精炼粗铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，含有Cu2+的溶液为电解质溶液，B不符合题意；
C.在镀件上电镀铜时，可用镀件作阴极，用镀层金属作阳极，C不符合题意；
D.电解稀硫酸制H2、O2时，若用铜作电极，Cu电极不能参加反应，应该作阴极，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】原电池中活泼金属作负极，不活泼金属作正极；电解精炼时，需要精炼的金属作阳极；电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极；电解池中，当阳极是除惰性金属外的金属时，阳极放电。
3．【答案】D
【解析】【解答】A．水解是结合水电离产生的H+生成弱酸H2SO3：+H2OH2SO3+OH-，选项中是的电离方程式，故A不符合题意；
B．AgCl虽然难溶于水，但溶于水的部分能完全电离，AgCl是强电解质，电离方程式为：AgCl=Ag++Cl-，故B不符合题意；
C． 铝离子水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性，能吸附水中悬浮的杂质沉降净水，水解是微弱的，用“”表示，水解方程式为：Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+，故C不符合题意；
D．铅蓄电池的负极是Pb，电解质溶液是H2SO4，PbSO4不溶于水和酸，负极是Pb失去电子转化为PbSO4，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、亚硫酸氢根水解为亚硫酸和氢氧根；
B、氯化银为强电解质；
C、铝离子水解为氢氧化铝胶体和氢离子，水解为可逆的过程；
D、铅失去电子，结合硫酸根生成硫酸铅。
4．【答案】B
【解析】【解答】A、硫酸铜溶液电解质生成铜和氧气和硫酸，电解一段时间后，铜和氧元素减少，需要加入一定量的氧化铜才能恢复，不符合题意，不选A；
B、电解硫酸溶液实际上是电解水，所以电解一段时间后需要加入水就能恢复，符合题意，选B；
C、电解氯化铜溶液，产生铜和氯气，一段时间后加入氯化铜才能恢复，不符合题意，不选C；
D、电解氯化钠溶液产生氢气和氯气和氢氧化钠，一段时间后加入氯化氢才能恢复，不符合题意，不选D。
故答案为：B
【分析】加入水能够恢复原来的溶液，说明电解时相当于电解水，结合离子的放电顺序进行分析即可。
5．【答案】C
【解析】【解答】蓄电池不但可以将化学能转化为电能(放电)，也可以将电能转化为化学能(充电)。燃料电池的能量转换率超过80%，但不可能100%转换。蓄电池可重复使用，属于二次电池。
故答案为：C
【分析】A.化学电池可以实现化学能和电能的相互转化；
B.燃料电池的能量转化率高达80%以上，无法达到100%；
C.锌银电池的比能量大，电压稳定；
D.蓄电池是二次电池；
6．【答案】C
【解析】【解答】A．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，Fe作负极，负极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，不符合题意；
B．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，Al为负极，负极反应式为：Al-3e-=Al3+，不符合题意；
C．由Al、Mg、NaOH溶液组成原电池，Al作负极，负极反应式为：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O，符合题意；
D．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池中，Cu作负极，负极反应式为：Cu-2e-=Cu2+，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】判断原电池的正负极时，我们通常比较两电极材料的活动性，确定相对活泼的金属电极作负极。如果我们仅从金属的活动性进行判断，容易得出错误的结论。如C、D选项中，我们会不符合题意地认为C中Mg作负极，D中Al作负极。实际上，我们判断正负电极时，不是看金属的活动性，而是首先看哪个电极材料能与电解质溶液发生反应，若只有一个电极能与电解质溶液发生反应，则该电极为负极；若两电极材料都能与电解质发生反应，则相对活泼的电极为负极。
7．【答案】D
【解析】【解答】A.该原电池中，放电时Zn为负极，负极的电极反应式为：，故A正确；
B.放电时，Zn为负极，MnO为正极，则MnO电极上电势比Zn电极上电势高，故B正确；
C. MnO晶胞中体心的Mn2+失去，产生空位，该过程为MnO活化过程，根据化合物化合价代数和为0可知，Mn元素化合价一定发生变化，故C正确；
D. □晶胞中O2-数目为4， □中 数目为1，O2-与数目之比为4：1，因此当1mol□转化为1mol□时，转移电子数为0.5mol，故D错误；
故答案为：D。
【分析】放电时，Zn为负极，电极反应式为： 。
8．【答案】B
【解析】【解答】A．该装置用于制备Co(H2PO2)2，M电极为阳极，则M电极为金属Co，M电极的电极反应为Co-2e-=Co2+，N电极为不锈钢，A不符合题意；
B．n电极为碱性甲烷燃料电池的负极，n电极通入CH4，电极反应式为CH4-8e-+10OH-= +7H2O，B符合题意；
C．N电极为阴极，N电极电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，电解一段时间后，N极区碱性增强，溶液的pH增大，C不符合题意；
D．阳极室中的Co2+通过膜a进入产品室，膜a为阳离子交换膜，原料室中 通过膜b进入产品室，膜b为阴离子交换膜，则原料室中Na+通过膜c进入阴极室，膜c为阳离子交换膜，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】金属Co作阳极，阳极反应为Co-2e-=Co2+，Co2+通过a膜移动到产品室，则图中m为电源的正极，n为负极，N电极为阴极，阴极室H2O得到电子生成H2，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，通过膜b进入产品室生成Co(H2PO2)2，所以膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜，膜c为阳离子交换膜，碱性甲烷燃料电池中负极反应式为CH4-8e-+10OH-= +7H2O，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
9．【答案】A
【解析】【解答】A．铁粉、碳粉与醋酸形成原电池，为铁的析氢腐蚀，铁被氧化，作负极，电极反应式为，故A符合题意；
B．铁粉、碳粉与醋酸形成原电池，发生还原反应，碳粉作为正极，被还原，发生还原反应，故B不符合题意；
C．刚开始加入醋酸时，可能是铁与醋酸反应生成了氢气，压强增大，如图2，时压强增大的原因不一定是铁发生了析氢腐蚀，故C不符合题意；
D．随着反应进行，醋酸浓度降低，溶液酸性减弱，从析氢转为吸氧腐蚀，容器内氧气减少，压强变小，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.铁粉做负极，放电变为Fe2+；
B.铁粉、碳粉与醋酸形成原电池；
C.0～t1时压强增大的原因可能是发生了析氢发生，也可能是由于原电池放热；
D.随着反应进行，醋酸浓度降低，溶液酸性减弱。
10．【答案】C
【解析】【解答】解：①锌易失电子作负极，锌极反应：Zn﹣2e﹣=Zn2+，铜电极上生成氢气，故错误；②铜极反应：2H++2e﹣=H2↑，锌片溶解质量= =16.25g，故正确；③放电时，电流从正极流向负极，所以电流由铜极经导线流向锌极，故正确；④溶液中SO42﹣移向负极锌极，氢离子移向正极铜极，故错误；故选C．
【分析】铜锌原电池中，Zn易失电子作负极，电极反应为Zn﹣2e﹣=Zn2+，Cu作正极，电极反应2H++2e﹣=H2↑，电流从正极流向负极，电解质溶液中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，再根据锌、氢气和转移电子之间的关系式计算．
11．【答案】B
【解析】【解答】A．铁作负极，铜作正极，电解质为可溶性的氯化铁，不能是氯化亚铁，A不符合题意；
B．铁作负极，碳作正极，电解质为硝酸铁溶液，能发生氧化还原反应，则符合题意，B符合题意；
C．Zn作负极，Fe作正极，电解质为可溶性的硫酸铁，所以不能构成该条件下的原电池，则不符合题意，C不符合题意；
D．铁作负极，银作正极，电解质为CuSO4溶液，不能构成该条件下的原电池，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据2Fe3++Fe＝3Fe2+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，据此分析即可.
12．【答案】B
【解析】【解答】A．电解的方程式为2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑，标准状况下每生成22.4L即1molCl2，便产生2molNaOH，A不符合题意；
B.阳离子交换膜仅允许Na+通过，则在C口不可能有NaOH流出，B符合题意；
C.在电解池中，钠离子移向阴极，所以D极是阴极，发生2H++2e-=H2↑，故从E口逸出的气体是H2，C不符合题意；
D.左侧电极阳极，溶液中的阴离子氯离子失电子生成氯气，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，D不符合题意，
故答案为：B。
【分析】本题考查了氯碱工业，需要注意的是，在电解池中，若用惰性电极电解，阳离子在阴极放电，阴离子在阳极放电。钠离子向阴极区移动所以C口流出氢氧化钠。
13．【答案】D
【解析】【解答】A．根据分析，离子交换膜为阴离子交换膜，A不符合题意；
B．根据分析，放电时，A极为原电池的正极，B不符合题意；
C．根据分析，B电极的电极反应式符合题意，C不符合题意；
D．根据A电极的电极反应式：CO2+3H2O+4e-=CO+H2+4OH-，若A极产生CO和各1mol，则电路中转移电子的物质的量为4mol，B极消耗2mol丙三醇，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．阴离子通过阴离子交换膜向负极移动；
B．根据化合价的变化判断；
C．根据正极得电子发生还原反应；
D．根据电极反应式分析计算。
14．【答案】D
【解析】【解答】A.根据图知，葡萄糖C6H12O6转化为葡萄糖内脂C6H10O6，C元素化合价由0价转化为+ ，则该电极上失电子发生氧化反应，所以a为负极，b为正极，A不符合题意；
B.负极区电极反应式为C6H12O6-2e-=C6H10O6+2H+，负极溶液中c(H+)增大，则溶液的pH减小，B不符合题意；
C.b电极上二氧化锰得电子和氢离子反应生成水和锰离子，电极反应式为MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，C不符合题意；
D.根据C6H12O6-2e-=C6H10O6+2H+可知，消耗1mol葡萄糖转移2mol电子，则消耗0.01mol葡萄糖转移0.02mol电子，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.失电子化合价升高的电极为负极，发生氧化反应；
B.负极区电极反应式为C6H12O6-2e-=C6H10O6+2H+，负极溶液中c(H+)增大；
C.b电极上二氧化锰得电子和氢离子反应生成水和Mn2+；
D.根据C6H12O6-2e-=C6H10O6+2H+计算转移电子物质的量。
15．【答案】C
【解析】【解答】A．该电池是氢氧熔融碳酸盐燃料电池，高温下的电解质呈熔融状态，工作时能定向移动，若是常温下，通电时不能移动，则不能工作，故A不符合题意；
B．由分析可知，H2通入负极，负极上发生氧化反应，B不符合题意；
C．由分析可知，O2通入正极，电极反应为O2+2CO2+4e-=2，C符合题意；
D．负极的电极反应为H2+-2e-=CO2↑+H2O，则电池工作时，外电路中流过2mol电子，消耗1mol H2；题中未告知H2是否处于标况，无法计算1mol H2的体积，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．电解质在熔融状态才能导电；
B．负极上发生氧化反应；
C．正极得电子发生还原反应；
D．未告知标准状况，无法计算。
16．【答案】D
【解析】【解答】A.由图可得，该装置为电解池，a极：SO2发生氧化反应，SO2+2H2O-2e-=4H++SO42-，所以电极a应连接电源的正极，A不符合题意；
B.由上述分析可推出b为阴极，HSO3-发生还原反应生成S2O42-，根据电荷守恒、原子守恒，并结合电解质溶液酸碱性，电极反应式为2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O，B不符合题意；
C.电解池中阳离子移向阴极，又因为阳离子交换膜把a极室与b极室隔开，所以反应过程中，H+从a极室(阳极室)流向b极室(阴极室)，C不符合题意；
D.阳极反应为：SO2+2H2O-2e-=4H++SO42-，阴极反应为：2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O，根据得失电子守恒，每吸收标况下22.4LSO2(即1molSO2)，在b极室生成1mol(即NA个)S2O42-，D符合题意；
故答案为：D
【分析】该电解池装置中，a电极的电极反应式为：SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+，因此a电极为阳极，与之相连的电源的一端为正极；b电极的电极反应式为：2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O，因此b电极为阴极，与之相连的电源的一端为负极；据此结合选项进行分析。
17．【答案】（1）O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-；CH4 + 10OH- - 8e- = + 7H2O
（2）2NH3 + 6OH- -6e- =N2 + 6H2O；0.6NA
【解析】【解答】(1)氢氧燃料电池正极上氧气得电子，发生还原反应，电解质是碱，则生成OH-，反应式为：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-，若将负极材料改为CH4，在碱性条件下应该生成 ，总反应式为：CH4 +2O2+2OH- = +3H2O，正极反应为：2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH-，两式相减得负极反应方程式为：CH4 + 10OH- - 8e- = + 7H2O；(2) NH3代替氢气，电解质溶液是KOH溶液没有变，则正极反应式也没有变化，电池总反应为：4NH3+3O2＝2N2+6H2O，正极反应为：3O2 + 6H2O + 12e- = 12OH-，两式相减得负极反应方程式为：4NH3 + 12OH- -12e- =2N2 + 12H2O，即为2NH3 + 6OH- -6e- =N2 + 6H2O；3.4g NH3物质的量为： ，根据负极反应可知，2mol NH3转移6mol电子，则3.4g NH3转移的电子数目为0.6 mol，即0.6NA。
【分析】在原电池中，负极上失电子，燃料发生氧化反应，正极上得电子，氧气发生还原反应。
18．【答案】（1）Fe3＋＋e－=Fe2＋；0.05NA或者3.01×1022
（2）2H2O＋O2＋4e－=4OH－；能量转化率高，产物无污染，安全
（3）放出；46；甲
【解析】【解答】（1） C、Cu和FeCl3溶液构成原电池，Cu易失电子作负极、C作正极，正极上铁离子得电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+；负极反应式为Cu-2e - =Cu2+，n（Cu）= =0.025mol，溶解0.025molCu转移电子物质的量=0.025mol×2=0.05mol，则导线中转移的电子的数目为0.05NA或者3.01×1022；
（2） 正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，正极反应式为2H2O+O2+4e-═4OH-，该燃料电池的优点是能量转化率高，产物无污染，安全；
（3） 合成氨的反应为：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g），该反应的焓变△H=E（N≡N）+3E（H-H）-6E（N-H）=-92 kJ/mol，该反应的正反应是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，生成2mol氨气放出92kJ热量，计算生成1mol氨气放出热量= ×1=46kJ，该反应能量变化为甲。
【分析】原电池的负极通常为活泼性较强的金属，一般与电解质溶液之间发生自发的氧化还原反应；燃料电池的正极发生还原反应；合成氨为放热反应，反应热=反应物的键能和-生成物的键能和。
19．【答案】（1）甲、丙
（2）有气泡产生；NO+2H++2e-=NO2↑+H2O；铜；12.7
（3）B
【解析】【解答】（1）由图可知，甲池中金属性强的铁为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，原电池的总反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑；乙池中铁在浓硝酸中钝化，阻碍反应的继续进行，则能与浓硝酸反应的铜为原电池的负极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，铁为正极，酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水，原电池的总反应为Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O；丙池中金属性强的铁为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，原电池的总反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑，则能实现题给反应的是甲、丙，故答案为：甲、丙；
（2）①原电池装置甲中，铜电极为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，则实验现象为有气泡产生，故答案为：有气泡产生；
②原电池装置乙中，铁为正极，酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水，电极反应式为NO+2H++2e-=NO2↑+H2O，故答案为：NO+2H++2e-=NO2↑+H2O；
③原电池装置丙中，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，铁为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，则盐桥中阳离子钾离子移向正极、阴离子氯离子移向负极，若标准状况下反应产生2.24L氢气，则右侧溶液中增加亚铁离子和氯离子的质量之和为××56g/mol+×2×35.5g/mol=12.7g，故答案为：铜；12.7；
（3）A．能自发发生的氧化还原反应且为放热反应才能设计成原电池，故A不正确；
B．有盐桥的原电池，盐桥的作用始终是使整个装置构成通路并保持两侧溶液呈电中性，故B正确；
C．在经典原电池中，活动性强的金属不一定做原电池的负极，如装置乙中铜做负极，说明金属是否做原电池的负极，与电解质溶液的种类有关，故C不正确；
D．金属在中活性强的为负极，若装置丙中右侧电解质溶液用硫酸铁溶液代替，铁与氯化铁溶液反应，不可能构成铁铜原电池，故D不正确；
故答案为：B。
【分析】（1）原电池的构成条件是有活动性不同的两种金属（或一种是非金属）、有电解质溶液、形成闭合回路，必须是自发的氧化还原反应。
（2）①依据电极反应判断现象；
②酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水；
③依据得失电子守恒；
（3）A．能自发发生的氧化还原反应且为放热反应才能设计成原电池；
B．盐桥的作用始终是使整个装置构成通路并保持两侧溶液呈电中性；
C．电极与电极材料和电解质溶液的种类有关；
D．铁与氯化铁溶液反应。
20．【答案】（1）电化学
（2）Fe-2e-=Fe2+；；Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓；
【解析】【解答】(1)铁锅中含有铁和碳，若有氯化钠残液存在时容易形成原电池，发生原电池反应的腐蚀属于电化学腐蚀，故答案为：电化学；
(2)铁锅与电解质形成的原电池中，铁为负极，碳为正极，负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，正极空气中氧气得电子，电极反应为： ，负极产生的亚铁离子与正极生成的氢氧根离子结合生成氢氧化铁，离子反应为：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，该电池的总反应为： ，故答案为：Fe-2e-=Fe2+； ；Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓； ；
【分析】（1）电解质溶液是氯化钠，为中性溶液，故可发生吸氧腐蚀
（2）负极是铁，铁失去电子，变成亚铁离子；正极是碳，空气中的氧气得到电子，负极产生亚铁离子和正极产生的氢氧根结合
21．【答案】（1）2MnO+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O
（2）H2O2HO+H+；酸性条件增大了H+浓度，使H2O2的电离平衡逆向移动，增大了H2O2的浓度，分解反应速率增大
（3）Al+4OH--3e-=AlO+2H2O；增大；阳极；2H2O+2e-=H2↑+2OH-
（4）还原；HO-2e-+OH-=O2↑+H2O；溶液的酸碱性和浓度
【解析】【解答】（1）酸性高锰酸钾与双氧水混合会发生氧化还原反应，过氧化氢被氧化为氧气，高锰酸钾降低为锰离子，反应的离子方程式为：2MnO+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O；
（2）H2O2是一种二元弱酸，其第一步电离方程式为：H2O2HO+H+；酸性条件增大了H+浓度，使H2O2的电离平衡逆向移动，增大了H2O2的浓度，分解反应速率增大；
（3）①H2O2－Al燃料电池中，Al作负极，在碱性条件下发生失电子的氧化反应转化为偏铝酸根离子，其电极反应式：Al+4OH--3e-=AlO+2H2O； b电极区HO发生得电子的还原反应生成OH-，其电极反应式为：，则反应后溶液的pH会增大，故答案为：Al+4OH--3e-=AlO+2H2O；增大；
②c电极连接的是b电极，为电解池的阳极，d电极为电解池的阴极，水发生得电子的还原反应转化为氢气，其电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故答案为：阳极；2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
（4）①当闭合电键K时，装置为原电池原理，电流表指针向左偏转，说明甲烧杯为正极，溶液颜色逐渐变浅，高锰酸根离子被还原，化合价降低为锰离子，则石墨电极a上发生的是还原反应；石墨电极b区，HO发生氧化反应转化为氧气，b电极上发生的电极反应为：HO-2e-+OH-=O2↑+H2O；
②反应一段时间后，向甲烧杯中滴加KOH溶液，同时向乙烧杯中滴加硫酸溶液，发现电流表指针逐渐翻转，最后向右偏转，说明高锰酸钾在碱性条件下不能氧化HO，电子转移方向相反也说明KMnO4与H2O2氧化性与溶液的酸碱性和浓度有关。
【分析】（1）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；
（2）二元弱酸，分步电离；根据影响电离平衡的因素分析；
（3）①燃料电池中，燃料在负极失电子发生氧化反应；正极得电子，发生还原反应；
②电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极失电子，发生氧化反应，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上得电子，发生还原反应；
（4）①反应中元素化合价升高，做负极，失电子发生氧化反应；元素化合价降低，为正极，得电子，发生还原反应；
②依据实验中的变化情况和现象判断。