4.1 原电池 （含解析）课后练习 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

4.1 原电池 课后练习
一、单选题
1．下列电池不属于化学电池的是（　　）
A．碱性干电池 B．铅蓄电池 C．燃料电池 D．太阳能电池
2．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
3．如图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是（　　）
A．铝热反应属于氧化还原反应，故能量变化不符合该图
B．Ba（OH）2·8H2O晶体和NH4Cl品体反应能量变化如图所示
C．反应物总键能小于产物总键能的反应符合该图的能量变化
D．符合该能量变化的化学反应均可用于设计成原电池
4．暖宝宝贴有散热均衡、发热持久、直接撕开外包装便可发热等优点，它能保持51~60℃约12个小时，它采用铁的“氧化放热”原理，利用微孔透氧的技术，采用完全隔绝空气的方式，使其发生原电池反应，铁粉在原电池中（　　）
原材料名：铁粉、水、活性炭、蛭石、食盐
A．作正极 B．得到电子 C．被还原 D．作负极
5．下列有关化学用语表示正确的是（　　）
A．甲苯的结构简式：C7H8
B．钢铁吸氧腐蚀正极的电极反应式：O2+2H2O+4e－=4OH－
C．碳酸的电离方程式：H2CO3 = H+ + HCO3－
D．Na2S溶液中S2－水解的离子方程式：S2－+2H2O H2S +2OH－
6．利用电化学原理消除污染，还可获得电能，下面是一种处理垃圾渗透液的装置工作原理图。下列说法错误的是 （　　）
A．X极的电极反应式为
B．Y是正极，发生还原反应
C．当电路中通过5 mol电子，正极区有14 g气体放出
D．盐桥内移向X电极
7．“自热”火锅的发热包主要成分有：生石灰、铁粉、焦炭粉、氯化钙……等。下列说法不正确的是（　　）
A．生石灰与水反应放热
B．使用时须向发热包中加入沸水
C．铁粉发生缓慢氧化，辅助放热
D．氯化钙可以吸收微量的水，减缓发热包失效
8．近年来，尿素电氧化法处理富含尿素的工业废水和生活污水得到了广泛关注，该法具有操作简易、处理量大、运行周期长等优点，且该过程在碱性条件下产生无毒的CO2、N2.电池工作时，下列说法错误的是（　　）
A．负极发生的反应为：
B．正极附近溶液的pH增大
C．隔膜只允许阳离子通过
D．处理掉废水中尿素1.0g时消耗O2 0.56L（标准状况）
9．原电池原理的发现改变了人们的生活方式。关于下图所示原电池的说法错误的是（　　）
A．该装置将化学能转化为电能
B．电子由铜片经导线流向锌片
C．铜片上发生的反应为2H+ + 2e－=H2
D．该装置使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行
10．X、Y两根金属棒插入乙溶液中构成如图所示的装置，实验中电流计指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，则X、Y和Z溶液可能是下列中的（　　）
编号 X Y Z溶液
A Zn Cu 稀硫酸
B Cu Zn 稀硫酸
C Cu Ag 硫酸铜溶液
D Ag Zn 硝酸银溶液
A．A B．B C．C D．D
11．一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是（　　）
A．a电极是该电池的正极
B．电池工作时，电流由a电极沿导线流向b电极
C．b电极发生还原反应
D．H＋由右室通过质子交换膜进入左室
12．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，下列叙述正确的是（　　）
A．装置甲中铜片表面产生气泡
B．装置甲溶液中SO42ˉ向铜片做定向移动
C．装置乙中电子从铜片经导线流向锌片
D．装置乙中正极的电极反应式：2H++2eˉ═H2↑
13．肼(N2H4)是一种可用于火箭或原电池的燃料。已知：
N2(g) + 2O2(g) ＝2 NO2(g) ΔH = +67.7kJ/mol①
N2H4(g) + O2(g) ＝ N2(g) + 2H2O(g)　ΔH = －534 kJ/mol ②
下列说法正确的是（　　）
A．反应①中反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量
B．2N2H4(g) + 2NO2(g) ＝ 3N2(g)+ 4H2O (g) ΔH = －1000.3kJ/mol
C．铂做电极，KOH溶液做电解质溶液，由反应②设计的燃料电池其负极反应式：N2H4－4e－+4OH－＝N2+4H2O
D．铂做电极，KOH溶液做电解质溶液，由反应②设计的燃料，工作一段时间后，KOH溶液的pH将增大
14．下列各组装置中能形成原电池的是（　　）
A． B．
C． D．
15．LED产品的使用为城市增添色彩。下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图，下列说法正确的是（　　）
A． 处通入
B．该装置将化学能最终转化为电能
C．通入 的电极反应式为
D． 处为电池正极，发生了还原反应
16．如图为氢氧燃料电池的装置示意图，下列说法错误的是（　　）
A．该电池工作时化学能转化为电能
B．该电池的离子导体是稀硫酸
C．b电极是负极，O2在该电极发生氧化反应
D．电子移动方向为：a电极→导线→b电极
二、综合题
17．实施以节约能源和减少废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。试运用所学知识，回答下列问题：
（1）已知某温度下某反应的化学平衡常数表达式为：K=c(H2O)/[ c(CO)·c(H2)]所对应的化学反应方程式为：　 　。
（2）已知在一定温度下，①C(s)+CO2(g) 2CO(g) △H1=a kJ/mol 平衡常数K1；
②CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H2=b kJ/mol 平衡常数K2；
③C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) △H3 平衡常数K3。
则K1、K2、K3之间的关系是：　 　，△H3=　 　（用含a、b的代数式表示）。
（3）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，发生如下反应：CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下表所示：
温度/℃ 400 500 800
平衡常数K 9.94 9 1
该反应的正反应方向是　 　反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020 mol·L-1，在该条件下，CO的平衡转化率为：　 　。
（4）在催化剂存在条件下反应：H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g)，CO转化率随蒸气添加量的压强比及温度变化关系如下左图所示；
对于气相反应，用某组分(B)的平衡分压强(PB)代替物质的量浓度(CB)也可以表示平衡常数（记作KP），则该反应的KP的表达式：KP=　 　，提高p[H2O(g)]/p(CO)比，则KP　 　（填“变大”、“变小”或“不变”）。实际上，在使用铁镁催化剂的工业流程中，一般采用400℃左右、p[H2O(g)]/p(CO)=3～5。其原因可能是　 　。
（5）工业上可利用原电池原理除去工业尾气中的CO并利用其电能，反应装置如上右图所示，请写出负极的电极反应式：　 　。
18．铁炭混合物（铁屑和活性炭的混合物）、纳米铁粉均可用于处理水中污染物．
（1）铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池．将含有Cr2O72﹣的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr2O72﹣转化为Cr3+，其电极反应式为　 　．
（2）在相同条件下，测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu2+和Pb2+的去除率，结果如图1所示．
①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时，也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+，其原因是　 　．
②当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时，随着铁的质量分数的增加，Cu2+和Pb2+的去除率不升反降，其主要原因是　 　．
（3）纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物．
①一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BH4﹣（B元素的化合价为+3）与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B（OH）4﹣，其离子方程式为　 　．
②纳米铁粉与水中NO3﹣反应的离子方程式为4Fe+NO3﹣+10H+=4Fe2++NH4++3H2O
研究发现，若pH偏低将会导致NO3﹣的去除率下降，其原因是　 　．
③相同条件下，纳米铁粉去除不同水样中NO3﹣的速率有较大差异（见图2），产生该差异的可能原因是　 　．
19．“8 12”天津港危化仓库爆炸，造成生命、财产的特大损失．据查危化仓库中存有大量的钠、钾、白磷（P4）、硝酸铵和氰化钠（NaCN）．请回答下列问题：
（1）钠、钾着火，下列可用来灭火的是 ．
A．水 B．干冰 C．细沙 D．泡沫灭火器
（2）白磷有毒能和氯酸（HClO3溶液发生反应生成一种常见的强酸和一种三元酸，氧化剂是　 　，氧化产物是　 　，1mol P4参加反应转移　 　 mol电子．
（3）钠电池的研究开发在一定程度上可缓和因锂资源短缺引发的电池发展受限问题．
①钠比锂活泼，用原子结构解释原因　 　．
②钠电池“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间
由钠离子导体制作的陶瓷管相隔．写出该电池的正极反应：　 　．
20．以为原料制备甲醇等能源物质具有较好的发展前景。因此，研发利用技术，降低空气中含量成为研究热点。
（1）在催化剂的作用下，氢气还原的过程中可同时发生反应I、II。(已知活化能：)
I.
II.
①则的　 　，其中反应I能自发进行的条件是　 　。
②保持温度T不变时，在容积不变的密闭容器中，充入一定量的及，起始及达到平衡时，容器内各气体的物质的量及总压强数据如表所示：
/mol /mol /mol /mol /mol 总压强/kPa
起始 0.5 0.9 0 0 0
平衡 　 　 m 　 0.3 p
若反应I、II均达到平衡，，则表中m=　 　；反应I的平衡常数　 　(用含p的代数式表示)。
（2）在kPa下，向恒压反应器中通入3mol、1mol，的平衡转化率及的平衡产率随温度变化的关系如图。
已知：的产率
①下列说法正确的是　 　(填标号)。
A．反应过程中，容器内压强不再变化，说明反应I达到平衡
B．反应过程中，气体密度保持不变，说明反应I达到平衡
C．反应过程中，气体的平均摩尔质量保持不变，说明反应I达到平衡
②图中500K以后，的平衡转化率随温度升高而增大的原因是　 　。
（3）工业上常用电解法将合成为羧酸以实现资源化处理。以Pt为电极、质子惰性有机溶剂为电解液的装置，可将转化为草酸()，其阴极的电极反应式为　 　。
21．某化学兴趣小组的同学探究KI的性质。
（1）通过　 　反应实验可以验证KI中K元素的存在。
（2）①根据碘元素的化合价可推知KI有　 　性。
②与KI反应，能体现上述性质的试剂有　 　(填序号)
a．Fe2+ b．Fe3+ c．Br- d．Cl2
（3）兴趣小组的同学们猜测：Cu2+有可能氧化I-，为了验证，他们做了如下实验。(已知：CuI为不溶于水的白色沉淀)
操作 现象
溶液分层，上层显紫色，有白色沉淀生成
结论：Cu2+能氧化I-。写出反应的离子方程式　 　。
（4）①同学们依据(3)的结论推测：Ag+能氧化I-，原因为　 　。
他们做了如下实验进行探究
实验一：
操作 现象
生成黄色沉淀
②发生反应的化学方程式为　 　。
实验二：
操作 现象
3分钟后KI溶液开始变黄，随后溶液黄色加深，取出该烧杯中溶液滴入盛有淀粉溶液的试管，溶液变蓝。
③甲同学认为根据上述实验现象不能说明Ag+能氧化I-，原因是　 　。乙同学在上述实验基础上进行了改进，并得出结论：Ag+能氧化I-。发生反应的离子方程式为　 　。
④由以上两个实验得出的结论为　 　。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】常见的电源：碱性干电池、蓄电池、燃料电池，可以将化学能转化为电能，而太阳能电池是太阳能转化为电能的装置，不是化学电池，
故答案为：D。
【分析】化学电池是指能将化学能转变为电能的装置。主要部分包括电解质溶液和浸入溶液的正负两个电极。太阳能电池，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。
2．【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。
3．【答案】C
【解析】【解答】A.铝热反应属于氧化还原反应，也属于放热反应，放热反应中反应物总能量高于生成物总能量，能量变化符合该图，A不符合题意；
B.二者的反应为吸热反应，反应物总能量低于生成物总能量，因此能量变化不能用图示表示，B不符合题意；
C.符合图示能量变化的反应为放热反应，反应物总键能小于生成物总键能的反应为放热反应，C符合题意；
D.是否可设计为原电池，与反应过程中放热或吸热无关，可设计成原电池的反应为氧化还原反应，而氧化还原反应可以是吸热反应或放热反应，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.铝热反应为氧化还原反应，也为放热反应；
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应；
C.根据图示能量大小分析；
D.是否可设计为原电池与放热或吸热无关；
4．【答案】D
【解析】【解答】在原电池中，铁是活泼金属易失去电子作负极，被氧化，发生氧化反应，另一个电极是正极，正极上得电子发生还原反应；
故答案为：D。
【分析】在原电池中铁粉失去电子被氧化，做原电池的负极，据此解答即可。
5．【答案】B
【解析】【解答】A.C7H8为甲苯的分子式，结构简式必须体现有机物结构，甲苯的结构简式为 ，选项A不符合题意；
B.钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-，选项B符合题意；
C.碳酸的电离方程式为H2CO3 H++HCO3-，选项C不符合题意；
D.硫化钠水解的离子反应为S2-+H2O HS-+OH-，选项D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.分清有机物的分子式和结构简式；
B.吸氧腐蚀的正极发生氧气的还原反应；
C.碳酸属于二元弱酸，电离时分步电离；
D.多元弱酸的阴离子水解分不水解。
6．【答案】A
【解析】【解答】A.由分析可知，X电极的电极反应式为2NH4＋－6e－=N2＋8H＋，A符合题意。
B.Y电极发生得电子的还原反应，因此Y电极为正极，B不符合题意。
C.正极的电极反应式为2NO3－＋10e－＋12H＋=N2↑＋6H2O，当电路中通过5mol电子时，正极区产生0.5molN2，其质量为0.5mol×28g·mol－1=14g，C不符合题意。
D.在原电池中，阴离子移向负极，所以盐桥内Cl－移向X电极，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】该装置为原电池装置，X电极上NH4＋转化为N2，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：2NH4＋－6e－=N2↑＋8H＋。Y电极上NO3－转化为N2，发生得电子的还原反应，其电极反应式为：2NO3－＋10e－＋12H＋=N2↑＋6H2O。据此结合选项分析。
7．【答案】B
【解析】【解答】A．生石灰与水发生反应生成氢氧化钙，会放出大量的热，故A不符合题意；
B．反应本身放热，无需加入沸水，故B符合题意；
C．铁粉缓慢氧化的过程也是放热反应，故C不符合题意；
D．生石灰吸水会使发热包失效，氯化钙有吸水干燥作用，减缓发热包失效，故D不+符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.生石灰和水的反应是化合反应；
B.使用时无需加入沸水；
C.铁粉、焦炭粉、盐溶液可构成原电池，发生吸氧腐蚀、放热；
D.氯化钙可以吸收微量的水，防止在未使用前发热包自发热。
8．【答案】C
【解析】【解答】A. 负极发生的反应为： ，A不符合题意；
B. 正极附近发生电极反应O2+4e-+2H2O=4OH-，产生OH-，使溶液的pH增大，B不符合题意；
C.为维持溶液的电中性， 正极附近产生的OH-通过隔膜进入负极被消耗，隔膜允许阴离子通过，C符合题意；
D.根据电极反应可知负极每消耗尿素1.0g时转移的电子为 mol，根据正极反应可得消耗的O2为： =0.56L，D不符合题意；
故答案为：C.
【分析】由电池工作时的图像可知，通尿素的一极为负极，发生氧化反应，电极反应为： ；通氧气的一极为正极，发生还原反应，电极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-，以此解答该题．
9．【答案】B
【解析】【解答】该装置为原电池，将化学能转化为电能，故A不符合题意；该原电池中锌是负极，电子由锌片经导线流向铜片，故B符合题意；铜片是正极，得电子发生还原反应，电极反应为2H+ + 2e－=H2，故C不符合题意；原电池中正极发生还原反应、负极发生氧化反应，故D不符合题意。
【分析】在原电池中，负极失去电子，化合价升高，发生氧化反应，正极得到电子，化合价降低，发生还原反应，负极失去的电子等于正极得到的电子。也就是电子在外电路的流向是负极到正极，在电解液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极。
10．【答案】D
【解析】【解答】A.X电极为Zn，Y电极为Cu，Z溶液为稀硫酸时，X电极的电极反应式为：Zn－2e－=Zn2＋，Y电极的电极反应式为：2H＋＋2e－=H2↑，实验过程中X电极逐渐变细，Y电极大小不变，A不符合题意；
B.X电极为Cu，Y电极为Zn，Z溶液为稀硫酸时，X电极的电极反应式为：2H＋＋2e－=H2↑，Y电极的电极反应式为：Zn－2e－=Zn2＋，实验过程中，X电极大小不变，Y电极逐渐变细，B不符合题意；
C.X电极为Cu，Y电极为Ag，Z溶液为CuSO4溶液时，无法发生氧化还原反应，不能构成原电池，X电极和Y电极的大小都不变，C不符合题意；
D.X电极为Ag，Y电极为Zn，Z溶液为AgNO3溶液时，X电极的电极反应式为：Ag＋＋e－=Ag，Y电极的电极反应式为：Zn－2e－=Zn2＋，实验过程中，X电极逐渐变粗，Y电极逐渐变细，D符合题意；
故答案为：D
【分析】“X电极变粗，Y电极变细”则说明X电极为正极，金属阳离子在X电极上得电子析出金属单质，Y电极做负极，逐渐溶解；据此结合电极反应式进行分析。
11．【答案】C
【解析】【解答】A．a电极上，苯酚转化为CO2，C元素的化合价升高，发生氧化反应，故a电极是该电池的负极，A项不符合题意；
B．a电极为负极，b电极为正极，则电池工作时，电流由b电极沿导线流向a电极，B项不符合题意；
C．b电极上， 转化为N2，N元素化合价降低，发生还原反应，C项符合题意；
D．阳离子向电池正极移动，b电极为正极，故H＋由左室通过质子交换膜进入右室，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据苯酚变为二氧化碳，化合价升高，发生的是氧化反应，失去电子，做电池的负极，而硝酸根变为氮气化学将降低，发生的还原反应，做电池的正极，氢离子是向正极移动，结合选项进行判断即可
12．【答案】D
【解析】【解答】解：A．甲没有形成原电池，铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，甲烧杯中铜片表面没有气泡产生，故A错误；
B．甲没有形成原电池，只有氢离子和锌的反应，故B错误；
C．锌为负极，电子从锌经导线流向铜，故C错误；
D．透过为正极，正极上氢离子得到电子被还原生成氢气，故D正确．
故选D．
【分析】锌比铜活泼，能与稀硫酸反应，铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，甲没有形成闭合回路，不能形成原电池，乙形成闭合回路，形成原电池，根据原电池的组成条件和工作原理解答该题．
13．【答案】C
【解析】【解答】A、反应①中ΔH = +67.7kJ/mol是吸热反应，其反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，故A不符合题意；
B、目标方程式可以通过①②联立，2×②-①得到，△H=2×②-①=2×(-534kJ/mol)-(+67.7kJ/mol)= -1135.7kJ/mol，B不符合题意；
C、原电池总反应为N2H4+O2=N2+2H2O，原电池正极发生还原反应，氧气在正极放电，碱性条件下，正极电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，总反应式减去正极反应式可得负极电极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，故C符合题意；
D、原电池总反应为N2H4+O2=N2+2H2O，反应生成水，随反应进行KOH溶液浓度降低，碱性减弱，溶液pH值减小，故D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、吸热反应中反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量；
B、依据盖斯定律；
C、利用总反应式减去正极反应式可得负极电极反应式分析；
D、利用电池反应方程式判断。
14．【答案】A
【解析】【解答】A．两电极活泼性不同，能自发的发生氧化还原反应，而且形成了闭合回路，符合原电池的构成条件，能形成原电池，故A符合题意；
B．乙醇不是电解质，不能形成原电池，故B不符合题意；
C．蔗糖溶液不是电解质，不能形成原电池，故C不符合题意；
D．铂和碳都不能和氢氧化钠溶液反应，不能自发的发生氧化还原反应，不能形成原电池，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】形成原电池的条件有自发进行的氧化还原反应、电解质溶液或熔融电解质、活性不同两个电极、形成闭合回路。
15．【答案】D
【解析】【解答】A．原电池中电子由负极流向正极，由电子流向可知a为负极，b为正极，负极发生氧化反应，通入氢气；正极上发生还原反应，应该通入的是氧气，故A不符合题意；
B．该装置的能量是化学能转化为电能，电能最终转化为光能，故B不符合题意；
C．通入氧气的一极为b极，b为正极，发生还原反应，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故C不符合题意；
D．通入氧气的一极为正极，b为正极，发生还原反应，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据电子的流向即可判断出a通入的是氢气，发生的是氧化反应，b通入的是氧气，发生的是还原反应，此装置是将化学能转化为电能结合选项即可判断
16．【答案】C
【解析】【解答】A．该装置为氢氧燃料电池，电池工作时将化学能转化为电能，A不符合题意；
B．根据图示可知：电解质溶液为稀硫酸，故电池的离子导体是稀硫酸，B不符合题意；
C．根据装置图可知：a电极通入H2为负极，H2失去电子发生氧化反应；b电极通入O2为正极，O2在b电极上得到电子发生还原反应，C符合题意；
D．a电极上H2失去电子变为H+进入溶液，电子由a电极经导线流向b电极，在b电极上O2得到电子，与溶液中的H+结合形成H2O，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.原电池是将化学能转化为电能；
B.离子导体就是电解质溶液；
C.燃料电池通入燃料的一极发生氧化反应是负极，通氧气的一极是发生还原反应是正极；
D.电子从负极经导线移向正极。
17．【答案】（1）CO(g)+H2(g) H2O(g) +C(s)
（2）K3=K1·K2；(a+b) kJ/mol
（3）放热；75%
（4）；不变；该温度下催化剂活性最大；该压强比下，反应物转化率已经接近98%
（5）CO－2e－+CO32-=2CO2
【解析】【解答】（1）平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，平衡常数中，分子为生成物，分母为反应物，根据K=c(H2O)/[ c(CO)·c(H2)，所以该反应的方程式为CO(g)+H2(g) C(s)+H2O(g)；
（2）根据化学方程式可知：K1= ，K2= ，K3= ，所以：K3=K1·K2；
由①+②可得方程式C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)，所以△H3=(a+b)kJ/mol；
（3）由图可知温度越高K值越小，说明正反应为放热反应，
所以 =9，解得c=0.015，所以CO的转化率为 ×100%=75%。
(4)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作KP),反应的平衡常数 ;平衡常数只与温度有关,与浓度无关,所以提高 比,则KP不变;由图象可以知道,投料比太低,CO的转化率不太高,而投料比 时转化率已经很高达到 ,再增加投料比,需要大大的增加蒸汽添加量,这样在在经济上不合算,催化剂的活性温度在400 左右,所以一般采用400 左右,H2O(气) ;因此，本题符合题意答案是: ;不变;投料比太低,CO的转化率不太高,而投料比 时转化率已经很高达到 ,再增加投料比,需要大大的增加蒸汽添加量,这样在在经济上不合算,催化剂的活性温度在400 左右;
(5)负极发生氧化反应,CO－2e－+CO32-=2CO2,因此，本题正确答案是:CO－2e－+CO32-=2CO2),
【分析】（1）根据平衡常数的意义书写对应的化学方程式；
（2）熟练掌握化学方程式间的关系分析化学平衡常数间的关系；
（3）根据化学平衡计算的三段式进行计算；
（4）根据化学平衡常数的影响因素和对化学平衡的影响进行分析；
（5）根据原电池原理进行分析即可。
18．【答案】（1）Cr2O72﹣+14H++6e﹣=2Cr3++7H2O
（2）活性炭对Cu2+和Pb2+有吸附作用；铁的质量分数增加，铁炭混合物中微电池数目减少
（3）2Fe2++BH4﹣+4OH﹣=2Fe+B（OH）4﹣+2H2↑；纳米铁粉与H+反应生成H2；Cu或Cu2+催化钠米铁粉去除NO3﹣的反应（或形成的Fe﹣Cu原电池增大纳米铁粉去除NO3﹣的反应速率）
【解析】【解答】解：（1）正极上Cr2O72﹣转化为Cr3+，发生还原反应，在酸性溶液中，电极方程式为Cr2O72﹣+14H++6e﹣=2Cr3++7H2O，故答案为：Cr2O72﹣+14H++6e﹣=2Cr3++7H2O；（2）①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时，则只有碳粉，可去除水中少量的Cu2+和Pb2+，原因是碳粉具有吸附性，也可起到净水的作用，故答案为：活性炭对Cu2+和Pb2+具有吸附作用；②随着铁的质量分数的增加，形成的微电池数目减少，反应速率减小，则Cu2+和Pb2+的去除率不升反降，故答案为：铁的质量分数增加，铁炭混合物中微电池数目减少；（3）①向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BH4﹣（B元素的化合价为+3）与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B（OH）4﹣，反应中只有Fe、H元素化合价发生变化，发生氧化还原反应，离子方程式为2Fe2++BH4﹣+4OH﹣=2Fe+2H2↑+B（OH）4﹣，故答案为：2Fe2++BH4﹣+4OH﹣=2Fe+2H2↑+B（OH）4﹣；②pH偏低，氢离子浓度偏大，则铁可与氢离子反应生成氢气，可导致NO3﹣的去除率下降，故答案为：纳米铁粉与H+反应生成H2；③由图2可知铜离子浓度越大，去除率越大，铜离子可起到催化作用，也可能形成原电池反应，故答案为：Cu或Cu2+催化钠米铁粉去除NO3﹣的反应（或形成Fe﹣Cu原电池增大纳米铁粉去除NO3﹣的反应速率）．
【分析】（1）正极上Cr2O72﹣转化为Cr3+，发生还原反应，结合电荷守恒书写电极方程式；（2）①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时，则只有碳粉，碳粉具有吸附性，可去除水中少量的Cu2+和Pb2+；②随着铁的质量分数的增加，形成的微电池数目减少，则Cu2+和Pb2+的去除率不升反降；（3）①向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BH4﹣（B元素的化合价为+3）与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B（OH）4﹣，反应中只有Fe、H元素化合价发生变化，结合质量守恒、电荷守恒可写出离子方程式；②pH偏低，氢离子浓度偏大，则铁可与氢离子反应生成氢气；③由图2可知铜离子浓度越大，去除率越大，铜离子可起到催化作用，也可能形成原电池反应．
19．【答案】（1）C
（2）HClO3或氯酸；H3PO4或磷酸；20
（3）最外层电子数相同，随着核电荷数增加，原子半径逐渐增大，金属性增强；NiCl2+2e﹣=Ni+2Cl﹣
【解析】【解答】解：（1）Na、K能和水反应生成氢气，在氧气中燃烧生成过氧化物，过氧化钠和水、二氧化碳反应都生成氧气，促进钠、钾燃烧，所以应该采用细沙灭火，
故答案为：C；（2）该反应中，P元素化合价由0价变为+5价、Cl元素化合价由+5价变为﹣1价，得电子化合价降低的反应物是氧化剂，失电子化合价升高的反应物是还原剂，还原剂对应的产物是氧化产物，所以HClO3是氧化剂、H3PO4是氧化产物；
若有1mol P4参加反应转移电子物质的量=1mol×4×（5﹣0）=20mol；
故答案为：HClO3或氯酸；H3PO4或磷酸； 20；（3）①同一主族元素的原子Na、Li，原子半径越大，金属活泼性越强，即钠比锂活泼，
故答案为：最外层电子数相同，随着核电荷数增加，原子半径逐渐增大，金属性增强；
②ZEBRA电池的正极上发生得电子的还原反应，即NiCl2+2e﹣=Ni+2Cl﹣，
故答案为：NiCl2+2e﹣=Ni+2Cl﹣．
【分析】（1）钠、钾着火生成过氧化钠，可与二氧化碳或水反应生成氧气，且钠、钾与水反应生成氢气；（2）该反应中，P元素化合价由0价变为+5价、Cl元素化合价由+5价变为﹣1价，得电子化合价降低的反应物是氧化剂，失电子化合价升高的反应物是还原剂，还原剂对应的产物是氧化产物；
若有1mol P4参加反应转移电子物质的量=1mol×4×（5﹣0）；（3）①同一主族元素的原子，原子半径越大，金属活泼性越强；
②原电池的正极上发生得电子的还原反应．
20．【答案】（1）-91.1；低温；0.2；
（2）BC；反应I放热，温度升高平衡左移，反应II吸热，温度升高平衡右移，500K以后，反应II起主导作用，温度升高，反应II平衡右移的程度更大，故CO2的平衡转化率增大
（3）
【解析】【解答】(1)①根据盖斯定律可知， ；
的、，根据可知，反应Ⅰ能自发进行的条件为低温下自发。
②根据表格列出各物质的物质的量变化：
平衡时各物质的量：mol，mol，
mol，mol，mol。
根据T、V一定时，压强之比等于物质的量之比，则，计算得出mol。
平衡后物质的总量(mol)。
平衡后各物质分压：kPa，kPa，kPa，kPa。
。
(2)①A．因为反应在恒压反应器中进行，容器内压强始终不变，故反应Ⅰ不一定达到平衡，A不正确；
B．反应为气体分子数改变的反应，在恒压反应器中进行，则总体积改变，气体总质量不变，如果气体密度保持不变，说明反应I达到平衡，B正确；
C．反应过程中气体总质量不变，气体的分子的物质的量改变，如果气体的平均摩尔质量保持不变，说明反应I达到平衡，C正确；
故答案为：BC；
②升高温度，反应Ⅰ为发热反应则导致的转化率减小，反应Ⅱ为吸热反应则导致的转化率增大，而图中500K以后，的平衡转化率随温度升高而增大，则表明500K以后，反应Ⅱ的平衡移动占主导地位，故反应Ⅰ放热，温度升高平衡左移，反应Ⅱ吸热，温度升高平衡右移，500K以后，温度升高，反应Ⅱ平衡右移的程度更大，故的平衡转化率增大。
(3)以质子惰性有机溶剂为电解液的装置，将转化为草酸()，阴极反应为二氧化碳得到电子，发生还原反应生产草酸，反应为。
【分析】（1）①注意运用盖斯定律进行加减计算时，△H也同样要进行加减计算，计算过程中要带“+”“-”。
反应自发进行的条件是△G=△H－T△S＜0，据此分析。
②根据PV=nRT，等温等容时，P与n成正比，即；结合反应Ⅰ，通过化学平衡三段式可求出m。根据各物质的分压=总压×各物质的物质的量所占比，可求出平衡时各物质的分压，结合化学平衡常数进一步解答。
（2）①判断达到化学平衡的主要标志是v正=v逆，各物质的含量保持不变。
A.根据题干信息，反应器为恒压，据此分析。
B.反应前后混合气体的质量不变，但体积有变化，根据ρ=进行分析。
C.反应前后混合气体的质量不变，但物质的量有变化，根据M=进行分析。
②反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，据此分析。
（3）阴极得电子，CO2转化为H2C2O4中，碳元素的化合价由+4降为+3，即CO2得电子生成H2C2O4。注意遵循原子种类不变，原子个数、电荷个数守恒。
21．【答案】（1）焰色
（2）还原性；b、d
（3）2Cu2++4I-=2CuI↓+I2
（4）Ag+的氧化性大于Cu2+；AgNO3+KI=AgI↓+KNO3；有可能是空气中O2的氧化KI溶液出现上述现象；2Ag++2I-=2Ag+I2；Ag+与I-既能发生沉淀(复分解)反应，亦能发生氧化还原反应，当两者在溶液中接触时，沉淀反应优先发生
【解析】【解答】(1)钾元素焰色试验通过蓝色钴玻璃观察时火焰显紫色，据此检验钾元素的存在；
(2)①在KI中I元素化合价为-1价，是I元素的最低化合价，只有还原性；
②a．Fe2+与I-不能发生反应，因此不能证明其具有还原性，a不正确；
b．Fe3+与I-会发生氧化还原反应产生Fe2+、I2，反应方程式为：2Fe3++2I-=2Fe2++I2，在该反应中I元素化合价升高，I-失去电子，表现还原性，b正确；
c．Br-与I-不能发生反应，因此不能证明其具有还原性，c不正确；
d．Cl2与I-会发生氧化还原反应产生Cl-、I2，反应方程式为：Cl2+2I-=2Cl-+I2，在该反应中I元素化合价升高，I-失去电子，表现还原性，d正确；
故答案为：bd；
(3)向CuSO4溶液中滴入少量KI溶液，再加入少量苯，振荡、静置后，观察到上层苯层显紫色，说明反应产生了I2，同时有白色CuI生成，说明Cu2+能够氧化I-，根据电子守恒、原子守恒、电荷守恒，可得该反应的离子方程式为：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2；
(4)①由于金属活动性：Cu＞Ag，则离子氧化性：Ag+＞Cu2+，所以若Cu2+能够氧化I-，则氧化性强的Ag+也能够氧化I-；
②向KI溶液中滴加AgNO3溶液，看到产生了黄色沉淀，说明二者发生了复分解反应产生AgI黄色沉淀，该反应的化学方程式为：AgNO3+KI=AgI↓+KNO3；
③甲同学认为根据上述实验现象不能说明Ag+能氧化I ，这是由于有可能是溶解在溶液中空气中O2的氧化KI溶液而出现上述现象；乙同学改进后证明了Ag+能氧化I ，则该反应的离子方程式为：2Ag++2I-=2Ag+I2；
④由以上两个实验得出的结论为：Ag+与I-既能发生沉淀(复分解)反应，也能发生氧化还原反应，当两者在溶液中接触时，沉淀反应优先发生。
【分析】(1)钾元素的特征性质是焰色反应；
(2)①KI中碘元素化合价处于碘元素化合价的最低价，具有还原性；
②与KI反应，体现Kl还原性的试剂，具有氧化性；
(3)硫酸铜溶液中先加入少量KI溶液，再加入苯振荡静置溶液分层，上层显紫色，有白色沉淀生成，说明生成了碘单质和CuI，CuI为不溶于水的白色沉淀；
(4)①依据(3)中铜离子具有氧化性判断： 金属阳离子具有氧化性；
②实验一中硝酸银溶液滴入碘化钾溶液生成黄色沉淀为AgI；
③原电池装置中3分钟后KI溶液开始变黄，随后溶液黄色加深，说明碘离子被氧化为碘单质，取出该烧杯中溶液滴入盛有淀粉溶液的试管，溶液变蓝，证明生成了碘单质遇到淀粉变蓝色，碘离子遇到银离子发生的反应有氧化还原反应和复分解反应，复分解反应优先。