第1章 化学反应与能量转化 测试题 （含解析）2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第1章 化学反应与能量转化 测试题
一、选择题
1．火法炼铜得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、镍、金等），其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时，粗铜作（ ）
A．阳极 B．正极 C．负极 D．阴极
2．下列对应的电极反应式中，正确的是
A．钢铁发生析氢腐蚀时，铁电极的电极反应式：Fe-2e-=Fe2+
B．碱性氢氧燃料电池负极的电极反应式：H2-2e-=2H+
C．用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极的电极反应式：2H2O+4e-=4H++O2↑
D．向金属制品上镀铜时，与电源正极相连的电极上的电极反应式：Cu2++2e-=Cu
3．利用下图所示装置能达到相应目的的是
A．利用甲装置制取少量
B．利用乙装置测量化学反应速率
C．利用丙装置制备乙酸乙酯
D．利用丁装置对铁件进行保护
4．用金属钴和不锈钢作电极材料，通过电渗析法制备的原理如图所示。下列有关说法正确的是
A．b极是电源正极
B．M极的电极材料为不锈钢
C．从N极移向产品室
D．膜I、膜V为阳离子交换膜，膜II、膜III为阴离子交换膜
5．用惰性电极电解下列选项中的两种不同电解质溶液，其电极反应均相同的是
A．CuSO4 AgNO3 B．FeSO4 Fe 2(SO4)3
C．NaCl BaCl2 D．MgSO4 CuSO4
6．某学习小组通过双液原电池探究浓度均为的溶液与KI溶液的反应，插入盐桥后，电流计的指针发生偏转，据此分析，下列说法正确的是
A．原电池的总反应为
B．反应时盐桥中向石墨a极移动
C．盐桥中的饱和溶液可用KCl饱和溶液代替
D．一段时间后，取b电极附近溶液，滴加淀粉溶液，溶液变蓝色
7．一种铝胺电池的工作原理如图所示。已知代表三苯基胺，下列说法不正确的是
A．放电时，正极的电极反应为
B．充电时，阴极的电极反应为
C．放电时，向铝电极移动
D．理论上每生成1mol，铝电极减少18g
8．10mL浓度为的溶液与过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是
A．加入适量的的溶液 B．加入适量的蒸馏水
C．加入数滴硫酸铜溶液 D．加入适量的硫酸钠溶液
9．我国科研人员将单独脱除反应与制备反应相结合，实现协同转化(装置如图)。
已知：①单独脱除反应能自发进行；②单独制备反应不能自发进行；③双极膜复合层间能解离为和，且能实现和向两极迁移。下列说法错误的是
A．反应①释放的能量可以用于反应②
B．移向N极区域，反应过程中无需补加
C．M为负极，该区域存在反应
D．每生成，M极区域溶液的质量增加
10．用于潜航器的镁-过氧化氢燃料电池系统。其工作原理如图所示。以下说法中错误的是
A．电池的负极反应为：Mg-2e-=Mg2＋
B．电池工作时，H＋向正极移动
C．电池工作一段时间后，溶液的pH减小
D．电池总反应式是Mg＋H2O2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O
11．已知 kJ/mol，下列说法正确的是
A．乙炔()的燃烧热为1256 kJ/mol
B．若转移10 mol电子，则消耗2.5 mol
C．若生成2 mol液态水，则 kJ/mol
D．若形成4 mol碳氧共用电子对，则放出的热量为2512 kJ
12．催化加氢制，有利于减少温室气体。该反应可以通过以下步骤实现，反应能量变化如图所示。
①
②
下列说法错误的是
A．
B．根据反应②推知
C．反应①②相比，反应①为慢反应
D．在反应①②中，相同物质的量的发生反应，转移的电子数相同
13．已知电极材料均为石墨材质，氧化性：。设计如图装置将转化为，并在甲处回收金属钴；工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室；保持细菌所在环境稳定，借助其降解乙酸盐生成。下列说法正确的是
A．装置1为原电池
B．乙池电极附近不断减小
C．细菌所在电极均发生反应：
D．乙室得到的全部转移至甲室，恰好能补充甲室消耗的的物质的量
14．已知甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热依次为、、(a、b、c均大于0)。可利用甲烷与二氧化碳或水反应制备和 、推算
A． B．
C． D．
15．合成氨工业中氢气可由天然气和水反应制备，其主要反应为：；ΔH=+162kJ·moL-1，共价键的键能与热化学方程式信息如下表(25℃、101kPa)，则CH4分子中C-H键能为：
化学键 H-O C=O H-H
键能/kJ·mol-1 464 803 436
A．207 kJ·mol-1 B．414 kJ·mol-1 C．632 kJ·mol-1 D．828 kJ·mol-1
二、填空题
16．如图为相互串联的甲、乙两电解池，试回答：
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则：A是 极，材料是 ，电极反应为 ，电解质溶液为 。
(2)乙池中若滴入少量酚酞试液，电解一段时间后Fe电极附近呈 色，电极反应式为 。
(3)若甲池中阴极增重12.8g，则乙池中阳极放出的气体在标准状况下的体积为 L。
17．能源是现代文明的原动力，化学电池在生产生活中有着广泛的应用。
(1)根据构成原电池的本质判断，下列反应可以设计成原电池的是 (填标号)。
A．C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)
C．2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)
(2)为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如图所示两个实验。有关实验现象，下列说法正确的是_______(填标号)。
A．图Ⅰ和图Ⅱ的气泡均产生于锌棒表面
B．图Ⅱ中产生气体的速率比图Ⅰ快
C．图Ⅰ中温度计的示数高于图Ⅱ的示数
D．图Ⅰ和图Ⅱ中温度计的示数相等，且均高于室温
(3)图Ⅱ中外电路中的电子是从 (填“Zn”或“Cu”)电极经导线流向 电极。若反应过程中有0.2 mol电子发生转移，则生成的氢气在标准状况下的体积为 。若电池的总反应为2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，则负极材料是 (填化学式)。
18．锌银充电电池比能量大、电压平稳，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。电解质溶液是KOH溶液，电池总反应为Zn＋Ag2O+H2OZn(OH)2＋2Ag。请回答下列问题：
（1）发生氧化反应的电极是 （填“Zn”或“Ag2O”）是电池的 ；（填“负极”或“正极”）
（2）该电池的正极材料是 ；电池工作时，阳离子向 (填“正极”或“负极”)移动；负极的电极反应式为 。
（3）电池耗电完毕后，充电时，该电池的Zn电极与电源的 （填“负极”或“正极”）。
19．完成下列问题
(1)如图是甲烷燃料电池的工作原理示意图。
①电池的负极是 电极(填“a”或“b”)，该极的电极反应为 。
②电池工作一段时间后，电解质溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)熔融盐燃料电池具有很高的发电效率，因而受到重视。可用碳酸锂和碳酸钠的熔融盐混合物作电解质，一氧化碳为负极燃气，空气与二氧化碳的混合气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，①正极反应是 。
20．（1）处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂的作用下转化为单质S。已知：
①CO(g)＋0.5O2(g)＝CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
②S(s)＋O2(g)＝SO2(g) ΔH＝－296.0 kJ·mol－1
则处理CO、SO2的方法的热化学方程式是 。
（2）氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知：
CO(g)＋NO2(g)＝NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)
2CO(g)＋2NO(g)＝N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－b kJ·mol－1(b＞0)
若用标准状况下3.36 L CO将NO2还原至N2(CO完全反应)，则整个过程中转移电子的物质的量为 mol，放出的热量为 (用含有a和b的代数式表示)kJ。
（3）用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－574 kJ·mol－1 ①
CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2 ②
若1 mol CH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为867 kJ，则ΔH2＝ 。
（4）已知下列热化学方程式：
① △H＝－285.8kJ/mol
② △H＝－241.8kJ/mol
则H2的燃烧热（△H）为 。
21．如图是发射卫星时用肼作燃料，用作氧化剂（反应生成、水蒸气）和用作氧化剂（反应生成）的反应原理。
用作氧化剂的反应原理（Ⅰ） ① ② ③ ④ 用作氧化剂的反应原理（Ⅱ）
通过计算，可知原理Ⅰ和原理Ⅱ氧化气态肼生成氮气的热化学方程式分别为 、 ，消耗等量的时释放能量较多的是原理 （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
22．如图1所示，某同学设计燃料电池并探究氯碱工业原理的相美问题，其中乙装置中X为阳离子交换膜。
(1)石墨电极(C)作 极，甲中甲烷燃料电池的负极反应式为 。
(2)若在标准状况下，有氧气参加反应，则乙装置中C电极上生成气体的物质的量为 。
(3)若W为溶液，欲用丙装置给铜镀银，b电极应是 (填化学式)。
(4)若丙中以溶液为电解质溶液进行粗铜(含、、、、等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_________(填字母)。
A．a电极为纯铜 B．粗铜接电源正极，发生还原反应
C．溶液中的浓度保持不变 D．利用阳极泥可回收、、等金属
(5)化学在环境保护中起十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐污染，电化学降解的原理如图2所示。
①电极上的电极反应式为 。
②若电解过程中转移了电子，则膜两侧电解液的质量变化差为 。
23．如图1所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙烧杯中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：
（1）甲烷燃料电池负极电极反应式是 ；正极电极反应式是
（2）石墨(C)为 极，其电极反应式为 ；乙中总反应的离子方程式为
（3）若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则丙装置中阴极析出铜的质量为 g ；
（4）若将甲装置中的甲烷换成甲醇(CH3OH),KOH溶液换成稀硫酸，则负极电极反应式为 ，消耗等量氧气时，需要甲烷与甲醇的物质的量之比为 。
（5）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图2，该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应式为
【参考答案】
一、选择题
1．A
解析：电解精炼铜时，粗铜要作阳极，粗铜中比铜活泼的金属先在阳极放电形成离子进入溶液，之后铜放电生成铜离子，比铜不活泼的金属形成阳极泥；由于溶液中的阳离子中铜离子的氧化性最强，所以阴极铜离子放电得到铜单质，从而实现铜的精炼；
综上所述答案为A。
2．A
解析：A．钢铁发生析氢腐蚀时，铁电极作负极，铁在负极上失电子发生氧化反应，铁电极的电极反应式为，故A正确；
B． 碱性氢氧燃料电池中，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为，故B错误；
C．用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极上H+得电子生成氢气，电极反应式为，故C错误；
D．电源正极相连的电极发生的是氧化反应，向金属制品上镀铜时，应用粗铜作阳极，电极反应式为，故D错误；
答案选A。
3．C
解析：A．甲装置中产生的NH3不能用酸性干燥剂P2O5进行干燥，应该用碱石灰作干燥剂，故A项错误；
B．长颈漏斗不能起到密封的作用，应该将长颈漏斗换为分液漏斗，故B项错误；
C．出气管插入饱和碳酸钠溶液中，但干燥管的球体位置可以起到防倒吸的作用，故C项正确；
D．铜与铁连接，铁做负极被氧化，被保护的是铜，故D项错误；
答案选C。
4．D
【分析】本题的装置为串联的电解池，本题为制备，则金属钴为阳极，不锈钢为阴极，由图可知N为阴极，M为阳极，以此解题。
解析：A．不锈钢作阴极，电极反应式为，与阴极相连的为电源负极，即b极为负极，A错误；
B．由分析可知，M为阳极，在阳极应该是钴失去电子，电极反应为，B错误；
C．由选项B可知从M极移向产品室，C错误；
D．为防止OH-进入原料室中和H2PO，膜V为阳离子交换膜，从制备物质出发分析离子移动方向及交换膜类型，为制备，H2PO需要通过膜II、膜III，从原料室进入产品室，故膜II、膜III为阴离子交换膜，则Co2+通过膜I进入产品室，故膜I为阳离子交换膜，D正确；
故选D。
5．C
解析：A．电解CuSO4溶液，阴极上铜离子放电析出铜，阴极电极反应式：Cu2++2e-=Cu，阳极上氢氧根离子放电，阳极电极反应式：4OH--4e-=2H2O +O2↑，电解AgNO3溶液，阴极电极反应式：Ag++e-=Ag，阳极电极反应式：4OH--4e-=2H2O +O2↑，A不选；
B．电解FeSO4溶液，阴极电极反应式：Fe2++2e-=Fe，阳极电极反应式：4OH--4e-=2H2O +O2↑，电解Fe2(SO4)3溶液，阴极电极反应式：Fe3++3e-=Fe，B不选；
C．电解NaCl溶液，阴极电极反应式：2H2O +2e-=H2↑+2OH-，阳极电极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑，电解BaCl2溶液，阴极电极反应式：2H2O +2e-=H2↑+2OH-，阳极电极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑，C选；
D．电解MgSO4溶液，阴极电极反应式：2H++e-= H2↑，阳极电极反应式：4OH--4e-=2H2O +O2↑，电解CuSO4溶液，阴极电极反应式：Cu2++2e-=Cu，D不选；
故选：C。
6．B
解析：A．原电池的总反应为，故A错误；
B．a电极为负极，所以反应时盐桥中向石墨a极移动，故B正确；
C．为避免与反应，干扰实验结果，不可用KCl饱和溶液代替饱和溶液，故C错误；
D．a电极反应为，一段时间后，取a电极附近溶液，滴加淀粉溶液，溶液变蓝色，故D错误；
故选B。
7．D
【分析】由图可知，放电时上部铝极失去电子发生氧化反应为负极： ；则下部为正极，得到电子发生还原反应：Ph3N++e =Ph3N；
解析：A．由分析可知，放电时，正极的电极反应式为Ph3N++e =Ph3N，A错误；
B．充电时，上部为阴极，得到电子发生还原反应，阴极的电极反应为，B正确；
C．放电时，阴离子向负极运动，故AlCl向上部电极移动，C正确；
D．Ph3N++e =Ph3N，理论上每生成1mol Ph3N，铝极反应为，则铝极减少质量为mol×27g/mol=9g，D错误；
故选：D。
8．C
解析：A．加入适量的的溶液，增大了氢离子的浓度，也增大了氢离子的物质的量，生成的总量会增多，A错误；
B．加入适量蒸馏水，氢离子的浓度减小，化学反应速率减小，B错误；
C．加入数滴硫酸铜溶液，Zn足量，构成锌铜原电池，加快反应速率，且没有改变氢离子的物质的量，不影响生成氢气的总量，C正确；
D．加入适量的硫酸钠溶液，氢离子的浓度减小，化学反应速率减小，D错误；
故选C。
9．D
【分析】该装置为原电池，根据图中电子移动方向可知，M为负极，左侧二氧化硫通入氢氧化钠溶液被吸收：，所得亚硫酸根发生失电子的反应生成，右侧电极为正极，正极上O2发生得电子的反应生成H2O2，负极区总反应为，正极反应式为，所以协同转化总反应为SO2+O2+2NaOH=H2O2+Na2SO4，原电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；
解析：A．①单独脱除反应能自发进行、为放热反应；②单独制备反应不能自发进行、为吸热反应，则反应①释放的能量可以用于反应②，A项正确；
B． 原电池中阳离子向正极移动，则移向N极区域，根据总反应可知，右侧消耗H+的量等于迁移过来H+的量，硫酸的总量不变，所以反应过程中不需补加稀H2SO4，B项正确；
C． 据分析，M为负极，该区域中二氧化硫通入氢氧化钠溶液被吸收，故存在反应，且亚硫酸根离子在M极上被氧化， C项正确；
D．负极区总反应为，正极反应式为，当正极生成时，负极区域的溶液质量增重为，D项错误；
答案选D。
10．C
【分析】根据图示装置结合原电池工作原理可知，镁作负极，发生失电子的氧化反应，过氧化氢在正极得电子生成水，其电极反应方程式为：H2O2+2e-+2H+=2H2O，据此分析解答。
解析：A．根据上述分析可知，电池的负极反应为：Mg-2e-=Mg2＋，A正确；
B．原电池工作时，阳离子移向正极，则H＋向正极移动，B正确；
C．电池工作一段时间后，正极会消耗氢离子，所以导致溶液的pH会增大，C错误；
D．根据上述正负极分析可知，电池总反应式是Mg＋H2O2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O，D正确；
故选C。
11．B
解析：A．燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所放出来的热量。由kJ/mol ，热化学方程式中水是气体不是稳定的氧化物，所以燃烧热应大于1256kJ/mol，故A错误；
B．由可知，C2H2~2.5O2~10e--，若转移10 mol电子，则消耗2.5mol O2，故B正确；
C．由kJ/mol可知，若生成2 mol气态水，反应热kJ/mol，故C错误；
D．CO2的结构式为O=C=O，若形成4 mol碳氧共用电子，能生成2mol二氧化碳，则放出的热量为1256kJ，故D错误；
故选：B。
12．B
解析：A．将方程式①和方程式②相加得到 ，故A正确；
B．气态到液态会放出热量，因此生成液态时放出的热量更多，则根据反应②推知 ，故B错误；
C．反应①的活化能大于反应②的活化能，活化能越大，反应速率越慢，因此反应①为慢反应，故C正确；
D．在反应①②中，氢气中氢化合价都是从0价变为+1价，因此相同物质的量的发生反应，转移的电子数相同，故D正确。
综上所述，答案为B。
13．C
【分析】氧化性：，则将转化为为自发的反应，装置将转化为，并在甲处回收金属钴，则乙处发生还原反应得到，乙为正极，装置2为原电池；甲处发生还原生成钴单质，甲为阴极，装置1为电解池；
解析：A．由分析可知，装置1为电解池，A错误；
B．乙池电极为正极，反应为，则氢离子浓度减小，附近不断增大，B错误；
C．细菌所在电极附近乙酸盐均发生氧化反应生成二氧化碳，故均发生反应：，C正确；
D．甲处发生还原生成钴单质，，根据电子守恒可知，转移2mol电子甲消耗1mol，而乙处得到2mol，D错误；
故选C。
14．C
【分析】根据题干可以写出，
的热化学方程式为：①；的热化学方程式为：②；
的热化学方程式为：③；
目标方程为④时，根据盖斯定律得出
，因此；
目标方程为⑤时，根据盖斯定律得出
，因此，据此作答。
解析：A．根据分析可知，故A错误；
B．根据分析可知，故B错误；
C．根据分析可知，故C正确；
D．根据分析可知，故D错误；
故答案选C。
15．B
解析：在化学反应中，旧键断开需要吸收能量，新键形成释放能量，反应热△H=反应物的总键能一生成物的总键能，设C-H键能为ak·mol-1，则该反应的反应热△H=4×a+4×464 kJ·mol-1-2×803kJ·mol-1-4×436 kJ·mol-1=+162 kJ·mol-1，a=414 kJ·mol-1；
故答案为：B。
二、填空题
16．(1) 阴 纯铜 Cu2＋＋2e-=Cu CuSO4溶液
(2)红 2H++2e-=H2↑ 或2H2O+2e-=H2↑+2OH-
(3)4.48
【分析】图中甲、乙两电解池串联，从电极的正负极可判断出电解池的阴、阳极。甲池中，A电极与电源负极相连，为电解池的阴极，B电极为电解池的阳极；乙池中，C(石墨)电极与电源的正极相连，为电解池的阳极，则Fe电极为电解池的阴极。
解析：（1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则阳极为粗铜，阴极为纯铜，电解质为含有Cu2+的可溶性盐(通常为硫酸铜)。由A与电源的负极相连，可确定A是阴极，材料是纯铜，电极反应为Cu2＋＋2e-=Cu，电解质溶液为CuSO4溶液。答案为：阴；纯铜；Cu2＋＋2e-=Cu；CuSO4溶液；
（2）乙池中，Fe电极为阴极，则在该电极，水得电子生成H2和OH-，若滴入少量酚酞试液，电解一段时间后Fe电极附近呈红色，电极反应式为2H++2e-=H2↑ 或2H2O+2e-=H2↑+2OH-。答案为：红；2H++2e-=H2↑ 或2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
（3）若甲池中阴极增重12.8g，则电路中转移电子的物质的量为=0.4mol，乙池中阳极发生反应为2Cl--2e-=Cl2↑，放出的气体在标准状况下的体积为=4.48 L。答案为：4.48。
17．(1)C
(2)BC
(3)Zn Cu 2.24 L Cu
【分析】原电池发生的是自发的氧化还原反应；
解析：（1）A．C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)为氧化还原反应，但为吸热反应，不能设计为原电池，A错误；
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)是复分解反应，不是氧化还原反应，B错误；
C．2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)，该反应为氧化还原反应，且为放热反应，能设计为原电池，C正确；
故选C。
（2）A．图ⅠZn与稀硫酸反应，Zn表面产生气泡；图Ⅱ形成原电池，Cu作正极，电极反应为2H＋＋2e-=H2↑，Cu表面产生气泡，A错误；
B．图Ⅱ中形成原电池，产生气体的速率比图Ⅰ快，B正确；
C．图Ⅱ形成原电池，化学能主要转化为电能，散失热量少，故图Ⅰ中温度计的示数高于图Ⅱ的示数，C正确；
D．图Ⅰ和图Ⅱ中发生反应均有热量产生，图Ⅰ产生热量更多，图Ⅰ中温度计的示数高于图Ⅱ的示数，且均高于室温，D错误；
故选BC。
（3）图Ⅱ中形成原电池，锌为负极、铜为正极，外电路中的电子是从Zn电极经导线流向Cu电极。若反应过程中有0.2 mol电子发生转移，根据电极反应2H＋＋2e-=H2↑，则生成的氢气0.1mol，在标准状况下的体积为0.1mol×22.4 L·mol-1=2.24 L；若电池的总反应为2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，则铜失去电子发生氧化反应，故负极材料是Cu。
18． Zn 负极 Ag2O 正 Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 负极
解析：（1）电池总反应为Zn＋Ag2O+H2OZn(OH)2＋2Ag，Zn作为还原剂，发生氧化反应，负极发生氧化反应，故Zn为正极，故答案为：Zn；负极；
（2）正极发生还原反应，故Ag2O为正极，原电池工作时电解质溶液中阳离子向正极移动；负极发生氧化反应，Zn失电子碱性条件下生成ZnO与水，电极反应式：Zn-2e-+2OH-═ZnO+H2O，故答案为：Ag2O；正极；Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2；
（3）电池耗电完毕后，充电时，该电池的Zn电极需要得电子，发生还原反应，与电源的负极相连，故答案为：负极。
19．(1)a CH4＋10OH--8e-=CO＋7H2O 减小
(2)
【分析】甲烷发生氧化反应为负极、氧气发生还原反应为正极；
解析：（1）①由分析可知，电池的负极是a电极，该极的电极反应为CH4＋10OH--8e-=CO＋7H2O。
②电池总反应为，CH4＋2OH-+2O2=CO＋3H2O；反应消耗氢氧根离子，故工作一段时间后，电解质溶液的碱性变弱，pH减小；
（2）用碳酸锂和碳酸钠的熔融盐混合物作电解质，一氧化碳为负极燃气，空气与二氧化碳的混合气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，正极反应为氧气、二氧化碳发生还原反应生成碳酸根离子，。
20．2CO(g)＋SO2(g)＝S(s)＋2CO2(g) ΔH＝－270 kJ·mol－1 0.3 3(2a+b)/80 －1160 kJ·mol－1 －285.8kJ/mol
解析：（1）已知：①CO(g)＋0.5O2(g)＝CO2(g) ΔH1＝－283.0 kJ·mol－1，
②S(s)＋O2(g)＝SO2(g) ΔH2＝－296.0 kJ·mol－1，
根据盖斯定律，由①×2+②可得反应2CO(g)＋SO2(g)＝S(s)＋2CO2(g) ΔH＝ΔH1×2+ΔH2=－283.0 kJ·mol－1×2－296.0 kJ·mol－1=－270 kJ·mol－1；（2）已知：①CO(g)＋NO2(g)＝NO(g)＋CO2(g) ΔH1＝－a kJ·mol－1(a＞0)，
②2CO(g)＋2NO(g)＝N2(g)＋2CO2(g) ΔH2＝－b kJ·mol－1(b＞0)，
由①、②两方程式可知：CO的氧化产物均为CO2，碳元素的化合价从+2价升高到+4价，3.36LCO即0.15mol，根据电子得失守恒：电子转移的物质的量为0.3mol。根据盖斯定律：由①×2+②可得反可得反应4CO(g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋4CO2(g) ΔH＝－(2a+b) kJ·mol－1；则放出的热量为kJ=kJ；
（3）若1 mol CH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为867 kJ，则③CH4(g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH3＝-867 kJ·mol-1；已知：①CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－574 kJ·mol－1，根据盖斯定律，由③×2-①可得反应②CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝ΔH3×2-ΔH1=-867 kJ·mol-1×2+574 kJ·mol－1=－1160 kJ·mol－1；（4）已知：① △H1＝－285.8kJ/mol，
② △H2＝－241.8kJ/mol；
在25℃，100kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。则H2的燃烧热（△H）为285.8kJ/mol。
21． Ⅱ
解析：肼作燃料，作氧化剂时生成和水蒸气，化学方程式为，结合盖斯定律，此反应可由得出，所以；作燃料，作氧化剂时生成反应生成，化学方程式为同理可得，可由得出，所以；由所得两个热化学发方程式可知，消耗等量的释放能量较多是原理Ⅱ；故答案为；；Ⅱ。
22．(1) 阳
(2)0.4
(3)
(4)AD
(5) 14.4
【分析】由题干图示信息可知，甲装置是一个甲烷燃料电池，通入氧气的一极为正极，发生还原反应，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，通入CH4的一极是负极，发生氧化反应，电极反应为：CH4-8e-+10OH-=+7H2O，乙装置为电解饱和食盐水的装置，Fe电极与电源负极相连，是阴极发生还原反应，电极反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，石墨C电极与电源正极相连，作阳极发生氧化反应，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，丙装置为电解池，a与电源负极相连作阴极，b与电源正极相连作阳极，据此分析解题。
解析：（1）由分析可知，石墨电极(C)与电源正极相连，作阳极，甲装置为甲烷燃料电池，通入甲烷的一极负极，其反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O，故答案为：阳极；CH4-8e-+10OH-=+7H2O；
（2）由分析可知，通氧气的一极电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，乙装置中C电极上的电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，根据电子守恒可知，若在标准状况下，有即=0.2mol氧气参加反应，则乙装置中C电极上生成气体的物质的量为0.2×2=0.4，故答案为：0.4；
（3）由分析可知，丙装置为电解池，a与电源负极相连作阴极，b与电源正极相连作阳极，电镀池中要用含镀层金属的电极作阳极，待镀的镀件作阴极，故若W为溶液，欲用丙装置给铜镀银，b电极应是Ag，故答案为：Ag；
（4）由分析可知，丙装置为电解池，a与电源负极相连作阴极，b与电源正极相连作阳极，电镀池中要用含镀层金属的电极作阳极，待镀的镀件作阴极，据此分析解题：
A. 由分析可知，a电极与电源负极相连，故a电极为纯铜，A正确；
B. 由分析可知，精炼铜时粗铜接电源正极，发生氧化反应，B错误；
C. 已知精炼铜时，阳极反应有：Al-3e-=Al3+、Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+，阴极反应为：Cu2++2e-=Cu，故溶液中的浓度将有所减小，C错误；
D. 由C分析可知，、、等金属在阳极上不放电，故利用阳极泥可回收、、等金属，D正确；
故答案为：AD；
（5）①由题干图示可知，Ag-Pt电极上是将转化为N2，即发生还原反应，电极反应为：，故答案为：；
②已知该电解池中，左侧Pt是阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，右侧Ag-Pt电极反应为：，若电解过程中转移了电子，则有2molH+从左侧通过质子交换膜进入右侧，根据电子守恒可知，左侧电极生成了0.5molO2，则质量减少：2mol×1g/mol+0.5mol×32mol=18g，右侧电极放出0.2molN2，进入2molH+，则质量减少为：0.2mol×28mol-2mol×1g/mol=3.6g，故膜两侧电解液的质量变化差为18g-3.6g=14.4g，故答案为：14.4g。
23． CH4 +10OH- -8e－＝CO32-+7H2O O2+2H2O+4 e－＝4OH- 阳 2Cl－－2e－＝Cl2↑； 2Cl－+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 12.8g CH3OH-6 e－+H2O=CO2+6H+ 3:4 NO2+NO3-－2e－ =N2O5
解析：（1）燃料电池中，负极上投放燃料，所以投放甲烷的电极是负极，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为：CH4 +10OH- -8e－＝CO32-+7H2O，正极上是氧气得电子的还原反应，电极反应式为：O2+2H2O+4e－＝4OH-；
故答案为CH4 +10OH- -8e－＝CO32-+7H2O；O2+2H2O+4e－＝4OH-；
（2）甲中投放氧化剂的电极是正极，所以乙装置中石墨电极是阳极，阳极上氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑，乙中总反应的离子方程式为2Cl－+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；
故答案为阳；2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑；2Cl－+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；
（3）串联电池中转移电子数相等，若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，则转移电子的物质的量=×4=0.4mol，丙装置中阴极上析出铜，设析出铜的质量为xg，
2Cu 2++2e﹣=Cu
2mol 64g
0.4mol xg
解得x=12.8，
故答案为12.8；
（4）在甲醇燃料电池中，负极上是燃料甲醇发生失电子的氧化反应，在酸性环境下，负极电极反应式为CH3OH-6 e－+H2O=CO2+6H+；由电极反应式可知，1mol CH4转移8mol电子，1mol CH3OH转移6mol电子，根据电子守恒，当消耗等量氧气时，即转移电子的物质的量相同时，需要甲烷与甲醇的物质的量之比为=3:4，
故答案为CH3OH-6 e－+H2O=CO2+6H+；3:4；
（5）氧气在Ⅱ电极上发生还原反应，电极Ⅰ上发生氧化反应，NO2被氧化生成的氧化物只能是N2O5，电极Ⅰ上的电极反应式为：NO2+NO3-－2e－ =N2O5，
故答案为NO2+NO3-－2e－ =N2O5