第四章 化学反应与电能 单元同步测试题（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能 单元同步测试题
一、单选题
1．某小组同学设计如下实验能证实反应2Fe3++2I－=2Fe2++I2为可逆反应。已知是一种无色的稳定的络离子。
实验装置 实验序号 实验操作和现象
注：a、b均为石墨电极 ① ⅰ．闭合K，指针向右偏转 ⅱ．待指针归零，向U形管左管中加入1mol/LKI溶液，
② ⅰ．闭合K，指针向右偏转 ⅱ．待指针归零，向U形管左管中滴加0.01mol/LAgNO3溶液，指针向左偏转。
下列说法不正确的是
A．电流表指针归零，说明上述可逆反应达到了化学平衡状态
B．①中加入KI溶液后，上述平衡向正反应方向移动，电流表指针向右偏转
C．②中加入AgNO3溶液后，导致氧化性：Fe3+ >I2，上述平衡向逆反应方向移动
D．②中电流表指针再次归零时，向U型管右管滴加饱和NH4F溶液，电流表指针向左偏转
2．一款可充放电固态卤离子穿梭电池工作时原理如图所示，I室、Ⅱ室、Ⅲ室均为HGPE凝胶聚合物电解质，下列说法正确的是
A．交换膜1、2分别为氯离交换膜和阳离子交换膜
B．放电时，b为正极，发生还原反应
C．充电时，a电极反应为：
D．充电时，每转移1mol电子，b电极增重35.5g
3．微生物燃料电池是一种可以将污水中能量加以利用的技术，它可以通过产电微生物对污水中葡萄糖进行代谢，其工作原理如图所示。研究表明，溶液酸化会导致微生物活性降低，进而导致产电性能下降，其中N极上发生反应的同时还伴随着反硝化反应(转化为)，下列说法错误的是
A．电池工作时，电流应从N极流向M极，且N极电势高
B．该装置应选择质子交换膜，从左极室移向右极室
C．M极的电极反应为
D．当N极消耗22.4 L (标准状况下)时，M极生成4 mol
4．下列离子方程式书写正确的是
A．用铜作阳极，碳作阴极，电解稀硫酸：
B．向溶液中通入一定量氯气，有50%的被氧化时：
C．草酸使酸性溶液褪色：
D．向溶液中加入粉末生成红褐色沉淀：
5．下列实验能达到实验目的的是
实验内容 实验目的
A 向盛有1mL0.1mol/L的溶液中加入3滴0.1mol/L的NaCl溶液，振荡，再加入10滴0.1mol/L的NaI溶液，再振荡 现象：先生成白色沉淀，后产生黄色沉淀，结论：
B 室温下，用pH试纸测定0.1mol/L的NaClO溶液和0.1mol/L的溶液的pH 比较和HClO的酸性强弱
C 用石墨电极电解、的混合液 比较确定铜和镁的金属活动性强弱
D 不同温度下两支盛有4mL1mol/L酸性溶液的试管，向一支试管中加入溶液，另一支试管中加入溶液 探究浓度对反应速率的影响
A．A B．B C．C D．D
6．我国科研工作者通过研发新型催化剂，利用太阳能电池将工业排放的转化为，实现碳中和目标，原理如图所示。下列说法正确的是
A．该过程中存在的能量转化形式只有太阳能→化学能
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．P极的电极反应式为：
D．N极催化转化时，P极生成的质量为
7．实验小组研究金属电化学腐蚀，实验如下：
实验 装置 5min时现象 25min时现象
I 铁钉表面及周边未见明显变化。 铁钉周边出现少量红色和蓝色区域，有少量红棕色铁锈生成。
Ⅱ 铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现，锌片周边未见明显变化。 铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现，锌片周边未见明显变化。
下列说法不正确的是
A．实验Ⅱ中时出现红色区域，说明铁钉腐蚀速率比Ⅰ快
B．实验Ⅱ中正极的电极反应式：
C．实验I如果使用纯铁材质铁钉能减慢其腐蚀速率
D．若将Zn片换成Cu片，推测Cu片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色
8．火星大气中含有大量，一种有参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠和碳纳米管作为两极(如图所示)，放电的总反应为，下列说法不正确的是
A．该电池的介质可以选择溶液
B．金属Na作负极，发生氧化反应
C．正极反应式：
D．工作时电子从Na电极经导线流向碳纳米管电极
9．2020年，大连化学物理研究所503组在太阳能可规模化分解水制氢方面取得新进展——率先提出全新的基于粉末纳米颗粒光催化剂太阳能分解水制氢的“氢农场”策略，其太阳能光催化全分解水制氢的效率创国际最高记录(如图所示，M1、M2为含铁元素的离子，电解质为酸性环境)。下列说法正确的是
A．制装置中，太阳能转化为电能
B．制装置中，阳极区氢离子浓度增大
C．系统制得的同时可制得
D．制时阳极可能发生反应：
10．下列实验装置或操作不能达到相应实验目的的是
A．用图甲装置制备晶体
B．用图乙装置制备并检验气体
C．用图丙装置验证铁钉的吸氧腐蚀
D．用图丁装置合成氨并检验氨的生成
11．如下所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是
A．a是电源的负极
B．离子交换膜A是阴离子交换膜，离子交换膜B是阳离子交换膜(或质子交换膜)
C．当有0.2mole－流出，I室溶液质量减少6.4g
D．0.01molFe2O3完全溶解时，至少产生气体336mL(折合成标准状况下)
二、非选择题
12．回答下列问题：
Ⅰ．25℃时，某些弱电解质的电离常数如表所示，回答下列问题。
弱电解质 HClO
电离常数
(1)25℃时，盐酸的pH约为 ，该溶液中水电离出的 。
(2)少量的通入溶液中，发生反应的离子方程式为 。
(3)发生水解反应的水解平衡常数表达式为 ；25℃时，的水解平衡常数 其电离平衡常数（填“＞”或“＜”），故溶液显 性。
Ⅱ．请分析如下电化学装置，回答下列问题：
(4)甲池为 （填“原电池”“电解池”或“电镀池”），通入电极的电极反应式正确的为 。
A．B．
C．D．
(5)当甲池中消耗为1.12L（标准状况下）时，理论上乙池中B极质量增加 g。
(6)丙池中发生的总反应化学方程式为 ；为了防止丙池中两极产物相互反应，实际生产中在两极之间设有 离子交换膜（填“阴”或“阳”或“质子”）。
13．回答下列问题：
(1)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂，它氧化性能好，且无二次污染，属于绿色处理剂，爱迪生蓄电池反应为，可用图1装置制取少量高铁酸钠。
①此装置中爱迪生蓄电池的负极是 (填“a”或“b”)，该电池工作一段时间后必须充电，充电时生成NiO2的反应类型是 。
②写出在用电解法制取高铁酸钠时，阳极的电极反应式： 。
(2)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。如图是目前已开发出的用电解法制取ClO2的新工艺。
①阳极产生ClO2的电极反应式： 。
②当阴极产生标准状况下112 mL气体时，通过阳离子交换膜的离子的物质的量为 。
14．氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出。
(1)电解池的阳极反应式为 。
(2)通入空气的电极的电极反应式为 ，燃料电池中的离子交换膜是 (填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。
(3)电解池中产生1molCl2，理论上燃料电池中消耗O2的物质的量为 。
(4)a、b的大小关系为： 。
15．回答下列问题：
(1)辅助的电池工作原理如图所示，该电池容量大，能有效利用，电池反应产物是重要的化工原料，电池的负极反应式为 ，电池的正极反应式为 ，反应过程中的作用是 ，该电池的总反应式为 。
(2)一种一氧化碳分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化钇—氧化钠，其中可以在固体介质NASICON中自由移动，传感器中通过的电流越大，尾气中一氧化碳的含量越高。
则a极的电极反应式为 ，工作时由电极 (填“a”或“b”，下同)向电极 移动，电子由电极 通过传感器流向电极 。
(3)减排是各个国家都在努力为之的事，和的处理是许多科学家都在着力研究的重点。有学者想以如图所示装置利用原电池原理将、转化为重要的化工原料。
①若A为，B为，C为，电池总反应为，则正极的电极反应式为 。
②若A为，B为，C为，则负极的电极反应式为 ，电池的总反应式为 。
16．为验证反应，利用如图电池装置进行实验。
(1)由固体配制溶液，需要的仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、托盘天平、 (填写名称)；在烧杯中溶解固体时，先加入一定体积的 稀溶液，搅拌后再加入一定体积的水。
(2)电流表显示电流由银电极流向石墨电极，可知石墨电极的电极反应式为 ，银电极的电极反应式为 。
(3)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。如果盐桥中电解质为，反应一段时间后，可以观察到电流表指针反转，原因是 。
17．能量转化装置工作原理与电极材料、电解质溶液等有关。
(1)图甲中涉及反应的离子方程式为 ，其能量转化形式为 。
(2)图乙中两电极现象为 ，移向 (填“Zn”或“Cu”)极。
(3)乙、丙两装置的电池反应相同。丙中X的化学式为 ，左烧杯中电解质溶液质量 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)丁装置中，若电解质溶液为盐酸，则Mg为 极；若电解质溶液为氢氧化钠溶液，则负极的电极反应式为 。
18．用铅蓄电池电解溶液，a、b电极均为石墨。已知铅蓄电池的总反应为，通电时a电极质量增加，回答下列问题：
(1)①乙中a极是该电池的 (填“阳极”或“阴极”)。
②甲中Y电极的电极反应式为 。
(2)乙中装有溶液，工作一段时间后，停止通电，若甲中放电时共转移，通电后乙中发生反应的总反应方程式为 ，欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入 (填字母)，质量为 。
A．Ag B． C．
(3)①欲用丙装置防止金属铁被腐蚀，则金属铁应为 (填“c”或“d”)极。
②欲用丙装置精炼铜，则粗铜应为 (填“c”或“d”)极。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【分析】根据题干中反应2Fe3++2I－=2Fe2++I2，实验①开始之前，闭合K，装置中a为负极：2I--e-=I2，b为正极：Fe3++e-=Fe2+，指针归零，反应达到平衡，增大I-的浓度，平衡正向移动，指针向右偏转，达新平衡后，指针归零。实验②是加入硝酸银溶液，沉淀I-，I-浓度减小，平衡逆向移动，此时a为正极，b为负极，指针向左偏转。
【详解】A．电流表指针归零，无电子转移，说明上述可逆反应达到了化学平衡状态，A正确；
B．①中加入KI溶液后，碘离子浓度增加，平衡向正反应方向移动，a发生氧化反应，a为负极，b为正极，电流表指针向右偏转，B正确；
C．②中加入硝酸银溶液后，生成碘化银沉淀，降低了碘离子浓度，平衡向逆反应方向移动，氧化性Fe3+D．向右管中滴加饱和氟化铵溶液，生成FeF，铁离子浓度减小，平衡向逆反应方向移动，a发生还原反应，a为正极，指针向左偏转，D正确；
故选C。
2．C
【分析】从图中可以看出放电时b发生氧化反应是负极、a发生还原反应是正极，故充电时a为阳极，b为阴极。放电时氯离子的移动方向为：I室→Ⅱ室→Ⅲ室，充电时氯离子移动与放电时相反，因此交换膜1、2均为阴离子交换膜。
【详解】A．据分析，交换膜1、2均为阴离子交换膜，故A错误；
B．据分析，放电时b是负极，发生氧化反应，故B错误；
C．放电时a是正极，因此充电时a是阳极，发生氧化反应：，故C正确；
D．充电时，b电极是阴极，每转移1mol电子，b电极有1molCl-解离下来向a极移动而减少35.5g，故D错误；
故选C。
3．D
【分析】N极O元素化合价由0降低到-2，得电子发生还原反应，N极为正极；M极为负极，葡萄糖被氧化为二氧化碳，根据M极产生H+可知电极反应式为：；
【详解】A．据分析，N为正极，M为负极，电池工作时，电流从N极流向M极，且N极电势高，故A正确；
B．M极产生H+，溶液酸化会使微生物活性降低，离子交换膜应选择阳离子交换膜，H+从左极室流向右极室，故B正确；
C．据分析，M极电极反应为：，故C正确；
D．氧气与电子的关系式为：O2~4e-，消耗1mol氧气，转移4mol电子，但是N极同时有NO转化为N2，这个反应转移的电子数未知，故无法计算M极产生H+的物质的量，故D错误；
答案为D。
4．B
【详解】A．用铜作阳极，阳极上Cu失电子生成Cu2+，碳作阴极，溶液中阳离子移至阴极得电子，电解稀硫酸中阳离子得电子顺序：Cu2+> H+，则阴极生成铜单质，不产生氢气，故A错误；
B．FeI2溶液中通入一定量的氯气，碘离子优先被氧化，当50%的被氧化时，离子方程式为：，故B正确；
C．草酸为弱酸应写化学式，反应为：，故C错误；
D．溶液中铁离子发生水解反应生成氢氧化铁和HCl，加入NiO与盐酸反应生成NiCl2和水，促进盐的水解正向移动，生成氢氧化铁红褐色沉淀，电荷不守恒，正确的离子方程式为：，故D错误；
故选B。
5．C
【详解】A．由试剂用量可知AgNO3溶液过量，滴入的氯化钠和碘化钠均与硝酸银溶液反应生成成沉淀，不能确定是否存在AgCl转化成AgI，无法比较溶度积大小，A错误；
B．NaClO具有漂白性，能使pH试纸变色后褪色，无法测定pH值，B错误；
C．石墨为惰性电极，溶液中阳离子按照氧化性强弱顺序依次放电，而离子的氧化性越强对应金属的活泼性越弱，因此该实验可根据析出金属的先后顺序确定铜和镁的金属活泼性强弱，C正确；
D．由反应方程式2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2K2SO4+MnSO4+10CO2↑+8H2O和试剂用量可知高锰酸钾溶液过量，最终溶液仍为紫红色，无法通过观察褪色确定反应速率快慢，且两份溶液的温度也不相同，也无法比较，D错误；
故选C。
6．C
【分析】光伏电池产生电能，二氧化碳在负极得电子变成甲酸，所以P为阴极，电极反应为：，N为阳极，电极反应为：，氢气失去电子变成氢离子。
【详解】A．该过程中存在的能量转化形式有光伏电池产生电能是太阳能→电能，光伏电池电解是电能→化学能，故A错误；
B．阴极消耗氢离子需要氢离子补充，需要阳离子交换膜，故B错误；
C．P极的电极反应式为：，故C正确；
D．N极催化转化时，没有说是标准状况，无法计算，故D错误；
故选：C。
7．A
【分析】实验Ⅰ铁钉周边零星、随机出现极少量红色和蓝色区域，正极发生的是氧气得电子的还原反应，即2H2O+O2+4e-=4OH-，使酚酞溶液变红，负极是金属铁失电子的氧化反应，即Fe-2e-=Fe2+，与K3[Fe(CN)6]出现蓝色区域，Fe2++2OH-=Fe(OH)2，合并得到：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3，有少量红棕色铁锈生成，实验Ⅱ5min铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现锌片周边未见明显变化，25min铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现锌片周边未见明显变化，说明Zn保护了Fe，使铁的腐蚀速率比实验I慢，据此分析答题。
【详解】A．实验Ⅱ5min铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现锌片周边未见明显变化，25min铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现锌片周边未见明显变化，说明Zn保护了Fe，使铁的腐蚀速率比实验I慢，A错误；
B．实验Ⅱ中金属铜是正极，氧气发生得电子的还原反应：O2+2H2O+4e-═4OH-，B正确；
C．实验I如果使用纯铁材质铁钉只能进行化学腐蚀，而不纯的铁质材料则能够形成电化学腐蚀，电化学腐蚀速率比化学腐蚀快，故能减慢其腐蚀速率，C正确；
D．将Zn片换成Cu片，铁做负极加快腐蚀，推测Cu片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色，D正确；
故答案为：A。
8．A
【分析】根据放电的总反应可知钠元素化合价升高，Na做负极，电极反应式为Na-e-= Na+，CO2做正极，正极反应式：；
【详解】A．Na是活泼金属，能与溶液中水反应，因此该电池的介质不能选择溶液，A错误；
B．负极上Na失电子生成Na+，化合价升高，发生氧化反应，B正确；
C．正极上CO2得电子发生还原反应，电极反应式：，C正确；
D．工作时电子由负极经外电路流向正极，故电子从Na电极经导线流向碳纳米管电极，D正确；
故选A。
9．D
【分析】制氧气装置中，光催化剂太阳能分解水得到氧气，M1转化为M2，O元素化合价升高，则M1中Fe元素化合价下降这个过程没有产生电；制氢装置中阳极M2转化为M1，阴极H+得到电子生成H2，交换膜为阴离子交换膜，总反应方程式为：2H2O2H2↑+O2↑，据此进行分析。
【详解】A．制O2装置中，太阳能转化为化学能，故A错误；
B．制H2装置中，阳极区Fe2+失电子生成Fe3+，电极反应式为Fe2+-e-= Fe3+，氢离子浓度不变，故B错误；
C．由总反应方程式：2H2O=2H2↑+O2↑，可知系统制得2molH2的同时可制得1molO2，故C错误；
D．制H2时阳极M2转化为M1，且M1中Fe元素化合价比M2低，可发生反应：，故D正确；
故选：D。
10．A
【详解】A．根据侯氏制碱法可知，二氧化碳须通入含有氨水的饱和食盐水中才能生成碳酸氢钠和氯化铵，由于碳酸氢钠溶解度较小，以晶体的形式析出，A错误；
B．与浓硫酸在加热条件下反应可制得，具有漂白性能使品红溶液褪色，最后用吸收进行尾气处理，故该装置适合制备并检验气体，B正确；
C．铁钉发生吸氧腐蚀会消耗氧气，通过传感器测定氧气浓度会减小，C正确；
D．和在催化剂、加热条件下反应生成，与反应生成，若观察到导管口产生白烟，即可验证生成，D正确；
故答案为：A。
11．C
【详解】A．通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，说明电极Ⅱ是阳极，则b为电源正极，a是电源的负极，故A正确；
B．根据Fe2O3逐渐溶解，则说明阳极区生成的氢离子移向Ⅱ室，因此离子交换膜B是阳离子交换膜(或质子交换膜)，Ⅱ室内带正电荷增多，则左边阴离子会移向Ⅱ室，因此离子交换膜A是阴离子交换膜，故B正确；
C．当有0.2mol e－流出，则I室有0.1mol铜离子变为铜单质，还有0.2mol氯离子移向Ⅱ室，因此溶液质量减少0.1mol×64g mol 1+0.2mol×35.5g mol 1=13.5g，故C错误；
D．0.01mol Fe2O3完全溶解时，则消耗0.06mol氢离子，生成0.015mol氧气，则至少产生气体336mL(折合成标准状况下)，故D正确。
综上所述，答案为C。
12．(1) 1.7 5×10-13
(2)ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO
(3) ＜ 酸
(4) 原电池 C
(5)216
(6) 2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2 阴
【分析】装置甲为甲醇燃料电池为原电池装置，是化学能转变为电能的装置，通入氧气的电极为正极，通入甲醇的电极为负极；乙和丙装置为电解池，与正极相连的为阳极，为负极相连的为阴极，故电解中的电极从左往右，A为阳极、B为阴极、C为阳极、D为阴极，能量转化方式为电能转变为化学能。
【详解】（1）25℃时，0.02mol L 1盐酸，pH=-lgc(H+)=-lg0.02=-(lg2-lg100)=1.7；c(H+)=0.02 mol L 1，c(OH-)=5×10-13 mol L 1，水电离出的c(H+)和c(OH-)相等，为5×10-13 mol L 1；
故答案为：1.7；5×10-13。
（2）少量的CO2通入NaClO溶液中，生成次氯酸和碳酸氢钠，离子方程式为： ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO；
故答案为：ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO。
（3）NaHC2O4发生水解反应C2O+H2O=HC2O+OH-，水解平衡常数Kh=；HC2O的水解平衡常数Kh===1.79×10-13，水解平衡常数Kh其<电离平衡常数Ka2；故NaHC2O4溶液显酸性；
故答案为：；＜；酸。
（4）根据分析可知甲为原电池，甲醇的电极为负极，KOH为电解液，则电极反应为CH3OH 6e +8OH =CO+6H2O，综上所述C符合；
故答案为：原电池；C。
（5）标准状况下1.12L O2的物质的量为0.5mol，反应转移电子为0.5mol×2×2=2mol，乙为电解池，B电极为阴极，发生还原反应，Ag++e-=Ag，转移电子2mol，生成银2mol，质量增加216g；
故答案为：216。
（6）氯化钠溶液电解生成氢氧化钠、氯气和氢气，反应方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2，C电极为阳极，发生还原反应，生成OH-，阴离子增加，D电极为阴极，发生氧化反应，生成氯气，阴离子减少，故通电时阴离子从C电极流向D电极，故需要阴离子交换膜；
故答案为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2；阴。
13．(1) a 氧化反应
(2) 0.01 mol
【详解】（1）①电解时，Fe作阳极失电子生成，阳极接电源的正极，所以b是电池正极，a是负极；充电时，Ni(OH)2失电子生成NiO2，发生氧化反应；
②阳极上铁失电子和溶液中OH-反应生成和H2O，电极反应式为；
（2）①阳极失去电子发生氧化反应，由题意可知：Cl-放电生成ClO2，由原子守恒和电荷守恒可知，有水参加反应，同时生成氢离子，阳极电极反应式为；
②在阴极发生反应为：2H++2e-=H2↑，现在反应产生氢气的物质的量n(H2)=，则反应过程中转移电子物质的量n(e-)=2n(H2)=0.01 mol，通过阳离子交换膜的阳离子为+1价的Na+离子，故根据电荷守恒可知：通过交换膜的阳离子的物质的量为0.01 mol。
14．(1)2Cl--2e-=Cl2↑
(2) O2+2H2O+4e-=4OH- 阳离子交换膜
(3)0.5mol
(4)b>a或a【分析】B装置为燃料电池，通空气一极为正极，通燃料一极为负极，A装置为电解池，该电解池是电解饱和食盐水，电解饱和食盐水获得NaOH、H2、Cl2，电解池中产生Y，通入到燃料电池中，即Y为氢气，X为Cl2，据此分析；
【详解】（1）根据电解原理，与电源正极相连一极为阳极，电解池中阳极上产生氯气，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑；故答案为2Cl--2e-=Cl2↑；
（2）通入空气一极为正极，电解质溶液为NaOH溶液，该电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-；负极反应式为H2+2OH-－2e-=2H2O，负极上消耗OH-，维持电荷守恒，多余Na+移向正极区，离子交换膜为阳离子交换膜；故答案为O2+2H2O+4e-=4OH-；阳离子交换膜；
（3）阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑；正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，根据转移电子物质的量相同，因此有2Cl2～O2，电解池中产生1mol氯气，理论上燃料电池中消耗氧气的物质的量为0.5mol，故答案为0.5mol；
（4）正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，Na+从负极移向正极，NaOH物质的量增大，即c(NaOH)增大，即b＞a或者a＜b；故答案为b＞a或者a＜b。
15．(1) 催化剂
(2) b a a b
(3)
【详解】（1）由图可知，铝电极为原电池的负极，铝失去电子发生氧化反应生成铝离子，电极反应式为，多孔碳电极为正极，在氧气做催化剂作用下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成草酸根离子，电极反应式为，电池的总反应为，故答案为：；；催化剂；；
（2）由图可知，电极a为负极，氧离子作用下，一氧化碳在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为，电极b为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子，电子由电极a通过传感器流向电极b，氧离子由电极b向电极a移动，故答案为：；b；a；b；a；
（3）①由电池总反应可知，A电极为原电池的正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲醇，电极反应式为，故答案为：；
②由硫元素的化合价变化可知，通入二氧化硫的B电极为负极，水分子作用下二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为，A电极为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为，则电池总反应为，故答案为：；。
16．(1) 容量瓶 硫酸
(2)
(3)原电池反应使增大，同时进入石墨电极酸性溶液中，氧化亚铁离子，又增大，致使平衡正向移动
【详解】（1）由固体配制500mL溶液，需要的仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、托盘天平、500mL容量瓶；Fe3+易水解，配制溶液时，加入稀硫酸抑制Fe3+的水解。
（2）电流由银电极流向石墨电极，可知电子由石墨电极流向银电极，可以判断流出电子的石墨电极为负极，银电极为正极，石墨电极的电极反应式为，银电极的电极反应式为；
（3）反应属于可逆反应，原电池反应使c(Fe3+)增大，同时离子进入石墨电极酸性溶液中，氧化亚铁离子，使c(Fe3+)又增大，平衡正向移动，电流指针发生反转。
17．(1) 化学能转化为热能
(2) 锌电极逐渐溶解，铜电极上有无色气泡产生 Zn
(3) HCl 增大
(4) 负
【详解】（1）甲中Zn与稀硫酸发生置换反应，离子反应：；该反应过程中涉及化学能转换为热能；
（2）乙中Zn、Cu和稀硫酸形成原电池，Zn作负极，发生电极反应现象：锌电极逐渐溶解；Cu作正极，发生电极反应现象：铜电极上有无色气泡产生；原电池中阴离子向负极移动，即向Zn电极移动；
（3）乙烧杯中电池反应：；丙烧杯中Zn作负极，Cu、作正极，在正极由发生还原反应生成氢气，所以X溶液应为酸溶液，可以为HCl；根据电荷守恒，反应过程中每当消耗1mol，盐桥中将有1mol流入左烧杯，溶液质量增加；
（4）丁装置中若电解质为稀盐酸，则相对活泼金属Mg作负极；若电解质为NaOH溶液，则Mg与NaOH溶不反应，由Al发生失电子的氧化反应，电极反应式：。
18．(1) 阴极
(2) C 11.6g
(3) c d
【分析】由图可知甲池为原电池，乙池和丙池为电解池，a电极的质量增加可知a电极上银离子得电子，故a为阴极，则b为阳极，c为阴极，d为阳极，X为正极，Y为负极，由此解答；
【详解】（1）由分析可知乙中a极是该电池的阴极，甲中Y电极为负极，负极的电极反应式为；
（2）乙中发生反应是硝酸银的电解，生成银单质和氧气，其总反应方程式为；电解硝酸银从溶液中走掉的是银和氧气，共转移说明生成了0.1mol的银和0.025mol的氧气，故应该加入氧化银0.05mol，其质量为；
（3）欲用丙装置防止金属铁被腐蚀，则金属铁应为阴极，故为c极；欲用丙装置精炼铜，则粗铜应作阳极，故为d