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

1.2 化学能转化为电能——电池 课后练习
一、单选题
1．下列关于我国最新科技成果的化学解读错误的是（　　）
科技成果 化学解读
A 首次发现烷基型产甲烷的古菌，原油有望高效转化成天然气 天然气、沼气、坑气的主要成分都是CH4，它们都是不可再生能源
B 纳米Cu2O表面改性控制CO2电化学还原制备C2H4和合成气 其他条件相同时，接触面积越大，反应速率越快
C 利用催化剂Ni2Al3实现原生生物质大分子高选择性转化成CH4 催化剂能降低反应的活化能，提高活化分子的百分数
D 锂电池或二次电池的研究引领全球清洁能源 锂电池能将化学能转化成电能
A．A B．B C．C D．D
2．科学家设计了锂-空气电池，它直接使用金属锂作负极，让从空气中获得的通过多孔碳电极。该电池具有较高的能量密度(单位质量的电池所放出的能量)。下列关于这种电池的说法正确的是（　　）
A．放电时氧气发生氧化反应
B．放电时电子向负极移动
C．放电时电能转化为化学能
D．能量密度高可能是因为锂的相对原子质量小
3．下列电池不属于化学电池的是（　　）
A．一次电池 B．二次电池 C．燃料电池 D．太阳能电池
4．下列关于原电池的叙述正确的是（　　）
A．构成原电池的正极和负极的材料必须是两种不同的金属
B．原电池是将化学能转化为电能的装置
C．在原电池中，电子流出的一极是正极
D．原电池工作时，电路中的电流是从负极到正极
5．把2Al+2NaOH+2H2O = 2NaAlO2 +3H2↑ 设计成原电池，负极材料应该是（　　）
A．碳棒 B．铝 C．氢氧化钠 D．无法判断
6．下列有关原电池的说法中不正确的是（　　）
A．在内电路中，电子由正极流向负极
B．原电池的正、负极材料不一定都参与反应
C．原电池工作时，正极上发生还原反应
D．原电池工作时，可能会伴随着热能变化
7．电子表中电子计算器的电源常用微型银锌原电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，放电时锌极上的电极反应是：Zn+2OH﹣﹣2e﹣→Zn（OH）2；氧化银电极上的反应式为：Ag2O+H2O+2e﹣→2Ag+2OH﹣，总反应式为：Ag2O+H2O+Zn═Zn（OH）2+2Ag．下列说法正确的是（　　）
A．锌是正极，氧化银是负极
B．锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应
C．溶液中OH﹣向正极移动，K+、H+向负极移动
D．随着电极反应的不断进行，电解质溶液中KOH的质量分数不断增大
8．近日，海外媒体报道称，美国芝加哥伊利诺伊大学的研究人员创造了第一个可用的锂碳氧化物电池(简称为Li—CO2电池)，新电池的能量密度约是目前锂离子电池能量密度的7倍，可以帮助纯电动车型大大增加续航能力。该电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是（　　）
A．该电池在可再生能源转换和储存方面具有良好的前景
B．放电时，负极反应式为：4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+C
C．充电时转化③发生的反应为2Li2CO3+C+2Br2=3CO2↑+4LiBr
D．放电时，碳电极上的电势高于Li电极
9．在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下，密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮(NO)以达到消除污染的目的。其工作原理的示意图如图所示。下列说法正确的是
A．Ir的表面发生反应：H2+N2O=N2+H2O
B．导电基体上的负极反应：H2+2e-=2H+
C．若导电基体上只有单原子铜，也能消除含氮污染物
D．若导电基体上的Pt颗粒增多，有利于降低溶液中的含氮量
10．在以稀硫酸为电解质溶液的铜﹣﹣锌原电池中，已知其电极反应分别为锌片：Zn﹣2e﹣=Zn2+；铜片：2H++2e﹣=H2↑．下列判断正确的是（　　）
A．溶液的酸性逐渐增强 B．铜片逐渐溶解
C．溶液中H+向锌片作定向移动 D．锌片是负极并被氧化
11．我国在太阳能光电催化-化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法正确的是(已知质子交换膜只允许通过)（　　）
A．该制氢工艺中光能最终转化为电能
B．该装置工作时，由a极区流向b极区
C．a极区需不断补充含和的溶液
D．a极上发生的电极反应为
12．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：
下列叙述不正确的是（　　）
A．放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化
B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3 -3e- + 5 OH- = FeO + 4H2O
C．放电时负极反应为：Zn-2e- +2OH-= Zn(OH)2
D．放电时正极附近溶液的碱性增强
13．有如图所示的两个原电池装置，下列说法错误的是(　　)
A．A池中负极的电极反应为Mg－2e－=Mg2＋
B．Mg在A池中为负极，在B池中为正极
C．A池和B池中电子的流向：Mg→导线→Al
D．原电池工作一段时间后，A池溶液的pH会增大
14．用多孔石墨电极完成下列实验。已知：多孔石墨电极具有较好地吸附性。
　 　
现象 Ⅰ中，a、b两极均产生气泡 Ⅱ中，a极上析出红色固体 Ⅲ中，a极上析出固体
下列对实验现象的解释或推测不合理的是（　　）
A．Ⅰ中，b极反应：2H2O -4e- = O2↑+4H+
B．Ⅱ中，析出红色固体的原因：Cu2+ + H2 = Cu + 2H+
C．Ⅲ中，生成固体的原因只可能是：2Ag+ + Cu = Cu2+ + 2Ag
D．Ⅰ中，a极上既发生了化学过程，也发生了物理过程
15．锂-空气电池的工作原理如图所示。其中多孔电极材料选用纳米多孔金时， 该电池表现出良好的循环性能。电池反应为： 2Li＋O2＝Li2O2。 下列说法错误的是（　　）
A．该电池的电解液常用锂盐的有机溶液
B．电池工作时，外电路中流过 0.01 mol 电子，负极材料减重 0.07g
C．电池工作时，正极反应可能经过两个过程： Li+＋O2＋e－＝LiO2 Li+＋LiO2＋e－＝Li2O2
D．电池充电时间越长，电池中 Li2O2越多
16．我国计划在2060年实现“碳中和”的目标。为减少二氧化碳排放，我国科学家设计熔盐电解池捕获二氧化碳。工作原理如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．熔盐中的用于捕获而消耗
B．过程②中在a极上发生了氧化反应
C．电极b连接电源的负极
D．电解总反应为
二、综合题
17．完成下列问题。
（1）若A为Zn，B为Cu，溶液C为硫酸溶液，则正极上发生的电极反应式：　 　，溶液中SO移向　 　(填“正极”或“负极”)。
（2）若A为Ag，B为Cu，溶液C为硝酸银溶液，总反应式(离子方程式)：　 　，当有12.8g Cu溶解时，通过外电路的电子的物质的量是　 　。
（3）若A为Al，B为Mg，溶液C为氢氧化钠溶液，则正极是　 　(填“Mg”或“Al”)，负极发生的电极反应式是　 　。
18．能源、资源问题是当前人类社会面临的一项重大课题。
（1）直接利用物质燃烧提供热能在当今社会仍然占很大比重，但存在利用率低的问题。CH4、H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质，甲烷燃烧的化学方程式为：　 　。
（2）燃料电池将能量转化效率比直接燃烧效率高，如图为某种燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电极。
①使用时，空气从　 　口通入(填“A”或“B”)；
②假设使用的“燃料”是甲醇，a极的电极反应式为：　 　。
（3）钢铁的腐蚀现象非常普遍，电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因，某同学按下图进行钢铁腐蚀的模拟，则正极的电极反应式为：　 　，当导线中有3.01×1023个电子流过，被腐蚀的铁元素为　 　g。[ 提示：电化学的总反应式为2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2]
（4）海水化学资源的开发利用具有重要的意义和作用，下图是海带中提取碘的示意图：
①中操作的名称是　 　；反应②的离子方程式是　 　，下述物质中不可做试剂③的是　 　。
A．乙醇
B.苯
C.乙酸
D.四氯化碳
19．
（1）科研人员设想用如图所示装置生产硫酸。
①上述生产硫酸的总反应方程式为　 　，b是　 　极，a电极反应式为　 　，生产过程中H+向　 　(填a或b)电极区域运动。
②该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是　 　(填字母)。
A.原电池反应的过程中可能没有电子发生转移
B.原申池装置需要2个活泼性不同的金属电极
C.电极一定不能参加反应
D.氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生
（2）若需将反应：Cu+2Fe3+＝Cu2++2Fe2+设计成原电池装置，则负极材料为　 　，溶液C为　 　。
（3）CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜(只允许H+通过)燃料电池的结构示意图如：电池总反应为2CH3OH+3O2＝2CO2+4H2O，c电极为　 　(填“正极”或“负极”)，c电极反应方程式为　 　。
20．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置．其工作原理如图所示，该电池的电极表面镀了一层细小的铂粉，已知铂吸附气体的能力强，且性质稳定．
（1）氢氧燃料电池能量转化的主要形式是　 　（填“电能转化为化学能”或“化学能转化为电能”）．
（2）通入H2的电极为　 　（填“正极”或“负极”），该电极的电极反应式为　 　．
（3）电极表面镀铂粉的原因是　 　．
（4）随着电池不断放电，电解质溶液的碱性　 　（填“增强”“减弱”或“不变”）．
21．依据氧化还原反应Zn(s)＋Cu2＋(aq)=Zn2＋(aq)＋Cu(s)设计的原电池如下图所示。
请回答下列问题：
（1）电极X的材料是　 　；电解质溶液Y是　 　。
（2）铜电极为电池的　 　极，发生的电极反应为　 　 X极上发生的电极反应为　 　。
（3）外电路中的电子是从　 　极流向　 　极（填名称）。
（4）盐桥中的Cl－向　 　极移动，如将盐桥撤掉，电流计的指针将　 　偏转。
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】A．天然气和沼气的主要成分都是甲烷，天然气属于化石燃料，用完之后不能再生，是不可再生能源；沼气是利用植物秸秆发酵生成的，沼气是可再生资源，故A符合题意；
B．纳米Cu2O表面改性控制CO2电化学还原增大了反应面积，反应速率加快，可得出其他条件相同时，接触面积越大，反应速率越快，故B不符合题意；
C．催化剂的作用是能降低反应的活化能，提高活化分子的百分数，故C不符合题意；
D．锂电池或二次电池都能将化学能转化成电能，属于清洁能源，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.沼气是可再生资源；
B.反应物的接触面积越大，反应速率越快；
C.催化剂能降低反应的活化能，提高活化分子的百分数；
D.原电池是将化学能转化为电能的装置。
2．【答案】D
【解析】【解答】A．放电时氧气得电子化合价降低，发生还原反应，故A不符合题意；
B．原电池工作时，电子从负极流出，向正极移动，故B不符合题意；
C．锂-空气电池放电时将化学能转化为电能，故C不符合题意；
D．金属Li失去1mol电子时消耗的质量为7g，较其它金属消耗的质量小，即Li电池的能量密度高，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】金属锂作负极，负极发生还原反应，氧气作正极，正极发生还原反应，原电池中电子由负极经导线流向正极，原电池是将化学能转化为电能的装置，据此解答。
3．【答案】D
【解析】【解答】解：常见的电源：蓄电池、干电池、燃料电池、锂电池等，化学电池又可以分为一次电池和二次电池，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，故太阳能电池不属于化学电池．
故选D．
【分析】根据化学电源是将化学能转化为电能的装置来回答．
4．【答案】B
【解析】【解答】A．构成原电池的电极可以是金属与金属，也可以是金属与非金属，A项不符合题意；
B．原电池是将化学能转化为电能的装置，B项符合题意；
C．原电池中电子流出的一极是负极，C项不符合题意；
D．原电池工作时，电流是从正极到负极，D项不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A.非金属材料也可作电极材料；
C.原电池中电子由负极经导线流向正极；
D.原电池工作时电流由正极流向负极。
5．【答案】B
【解析】【解答】负极上发生的是氧化反应，故2Al+2NaOH+2H2O = 2NaAlO2 +3H2↑设计成原电池时，负极材料是Al，选项B符合题意。
【分析】反应中铝单质被氧化为铝离子，在原电池中负极发生氧化反应，据此判断负极材料。
6．【答案】A
【解析】【解答】解：A、原电池中负极失电子，电子从负极经外电路流向正极，故A错误；
B、原电池一般负极本身失去电子发生氧化反应，正极上为溶液中的阳离子得电子发生还原反应，所以正、负极材料不一定都参与反应，故B正确；
C、原电池正极得电子发生还原反应，故C正确；
D、原电池工作时，化学能转变为电能，同时可能会伴随着热量变化，故D正确；
故选A．
【分析】原电池是把化学能转变为电能的装置，原电池放电时，负极上失去电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电子从负极经外电路流向正极，据此分析．
7．【答案】D
【解析】【解答】解：A．根据电极反应式知，Zn失电子发生氧化反应而作负极，则Ag2O作正极，故A错误；
B．失电子发生氧化反应、得电子发生还原反应，所以锌发生氧化反应、氧化银发生还原反应，故B错误；
C．放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，所以溶液中OH﹣向负极移动，K+、H+向正极移动，故C错误；
D．根据电池反应式知，反应中消耗水，KOH不参加反应，所以随着反应的进行，溶液中KOH浓度增大，溶液的pH增大，故D正确；
故选D．
【分析】A．该原电池中，Zn失电子发生氧化反应而作负极，则Ag2O作正极；
B．失电子发生氧化反应、得电子发生还原反应；
C．放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动；
D．根据电池反应式知，反应中消耗水，KOH不参加反应．
8．【答案】B
【解析】【解答】A．工业上电解熔融的氯化锂可得到金属锂，二氧化碳可以由碳酸盐转化制得，并且锂可以用石蜡封存，二氧化碳转化为干冰储存，所以该电池在可再生能源转换和储存方面具有良好的前景，A不符合题意；
B．放电时，锂为负极，碳为正极，正极反应式为：4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+C，B符合题意；
C．由充电机理图分析，过程①LiBr+Br2=LiBr3，②LiBr3= iBr+Br2，③溴氧化碳生成二氧化碳和LiBr，反应③为2Li2CO3+C+2Br2=3CO2↑+4LiBr，C不符合题意；
D．由左图可知碳电极为正极，锂电极为负极，放电时正极的电势高于负极的电势，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由图可知锂碳氧化物电池（简称为Li-CO2电池）总反应为4Li+3CO22Li2CO3+C，放电时，Li失去电子生成L+，则L为负极，电极反应为Li-e-=Li+，碳电极为正极，充电时为电解池，原电池的正极与外加电源正极相接，为阳极，原电池的负极与外加电源负极相接，为阴极，电极反应与放电时相反，其中充电时阳极反应机理为：过程①转化为LiBr+Br2=LiBr3，过程②转化为LiBr3=LiBr+Br2，过程③转化为2Li2CO3+C+2Br2=3CO2+4LiBr，据此分析解答。
9．【答案】A
【解析】【解答】A．根据图示可知，氢气与一氧化二氮在铱(Ir)的催化作用下发生氧化还原反应生成氮气：H2+N2O=N2+H2O，A符合题意；
B．根据图示可知导电基体上的负极是氢气失电子，发生氧化反应，导电基体上的负极反应：H2-2e-=2H+，B不符合题意；
C．若导电基体上只有单原子铜，则不能形成原电池，故不能消除含氮污染物，C不符合题意；
D．根据图示可知，若导电基体上的Pt颗粒增多，硝酸根离子得电子变为铵根离子，不利于降低溶液中的含氮量，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.Ir表面，氢气与一氧化二氮发生氧化还原反应生成氮气和水；
B.导电基体上，氢气失去电子生成氢离子；
C.只有单原子铜不能形成原电池；
D.导电基体上的Pt颗粒增多，硝酸根会更多的转化成铵根。
10．【答案】D
【解析】【解答】解：A．铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，所以溶液中H+的物质的量浓度不断减小，溶液酸性逐渐减弱，故A错误；
B．铜为正极，锌为负极，锌逐渐溶解，铜的质量不变，故B错误
C．铜为正极，锌为负极，溶液中H+移向正极铜片，故C错误；
D．锌为负极，锌失去电子发生氧化反应，故D正确；
故选D．
【分析】锌、铜和稀硫酸组成的原电池中，锌作负极，负极上锌失电子发生氧化反应；铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应；电子从负极沿导线流向正极，阴离子移向正极，阳离子移向负极，据此分析判断．
11．【答案】B
【解析】【解答】A．该制氢工艺中光能转化为电能，最终转化为化学能，故A不符合题意；
B．根据图示，该装置工作时，H+在b极区放电生成氢气，由a极区流向b极区，故B符合题意；
C．a极区Fe2＋和Fe3＋可相互转化，不需补充含Fe2＋和Fe3＋的溶液，故C不符合题意；
D．a极上亚铁离子转化为铁离子，失电子，发生氧化反应，电极反应为Fe2+-e-= Fe3+，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、该工艺中光能最终转化为化学能；
B、H＋在b电极转化为H2，因此H＋移向b电极区；
C、Fe2＋、Fe3＋可相互转化，不用添加；
D、a电极上Fe2＋发生失电子的氧化反应；
12．【答案】A
【解析】【解答】A.放电时，Fe化合价由+6价降低为+3价，则放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被还原，故A符合题意；
B.充电时，+3价铁被氧化为+6价铁，电极方程式为：Fe(OH)3 -3e-+5OH-=FeO42-+4H2O，故B不符合题意；
C.放电时，Zn被氧化，生成Zn（OH）2，电极反应式为3Zn-6e-+6OH-═3Zn（OH）2，故C不符合题意；
D.放电时，正极生成OH-，溶液碱性增强，故D不符合题意
故答案为：A
【分析】根据总反应方程式分析放电和充电时发生的反应，然后分析电极方程式的书写和电子转移等即可。
13．【答案】C
【解析】【解答】A. 镁比铝活泼，A池中电解质是稀硫酸，负极为镁，电极反应为Mg－2e－=Mg2＋，A不符合题意；
B. Mg在A池中为负极，在B池中发生的氧化还原反应为铝与氢氧化钠溶液的反应，铝为负极，则镁为正极，B不符合题意；
C. B池中铝为负极，原电池中电子的流向：Al→导线→Mg，C符合题意；
D. 原电池工作一段时间后，A池溶液中的氢离子浓度减小，pH增大，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】原电池中失去电子一极为负极，发生氧化反应，得到电子一极为正极，发生还原反应，电子在导线中转移，离子在溶液中转移。
14．【答案】C
【解析】【解答】A.根据题意可知，电极a与负极相连，电极b与正极相连，b是阳极，发生反应为： 2H2O -4e- = O2↑+4H+ ；故A不符合题意；
B. Ⅱ中，a极上析出红色固体 反应得到铜吸附氢气将铜离子还原，因此 Cu2+ + H2 = Cu + 2H+ ，故B不符合题意；
C.铜将银离子还原为银单质，或者是氢气还原银离子，故C符合题意；
D. Ⅰ中，a极上既发生了化学过程，也发生了物理过程 ，故D不符合题意；
故答案为：C
【分析】根据图示分析得到电极a与负极相连，电极b与正极相连，b是阳极，a电极产生氢气，被多孔石墨吸附，含有大量的氢气，氢气与铜离子和银离子均能反应得到铜单质和银单质，结合选项判断
15．【答案】D
【解析】【解答】A、该电池的负极是Li，所以电解质溶液不能是水溶液，根据图示，锂离子定向移动，故电解液常用锂盐的有机溶液，故A不符合题意；
B、负极的电极反应为：Li-e- =Li+，外电路中流过 0.01 mol 电子，即有1mol Li反应，负极材料减重 0.07g，故B不符合题意；
C、根据总反应Li最终转化成了Li2O2，所以正极可能先生成LiO2，再生成Li2O2，故正极反应可能经过两个过程： Li+＋O2＋e－＝LiO2 Li+＋LiO2＋e－＝Li2O2，故C不符合题意；
D、充电时的反应为：Li2O2＝2Li＋O2，电池充电时间越长，电池中 Li2O2越少，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据电池的总反应方程式分析原电池和电解池的电极反应，书写电极方程式、计算电极反应即可。
16．【答案】A
【解析】【解答】A．根据上述分析，阴极上消耗O2-，阳极上产生O2-，且消耗量等于生成量，即整个过程O2-并没有被消耗，故A说法符合题意；
B．电极a的电极反应式为C2O+O2-－4e-=2CO2↑+O2↑，该过程失电子，化合价升高，发生氧化反应，故B说法不符合题意；
C．电极b的电极反应式为CO+4e-=C+3O2-，该电极为阴极，根据电解原理，电极b连接电源的负极，故C说法不符合题意；
D．过程①的反应为2CO2+O2-= C2O，电极a的电极反应式为C2O+O2-－4e-=2CO2↑+O2↑，过程③反应为CO2+O2-= CO，电极b的电极反应式为CO+4e-=C+3O2-，因此总反应方程式为CO2C+O2，故D说法不符合题意；
故答案为：A。
【分析】电极a上发生反应C2O+O2-－4e-=2CO2↑+O2↑，电极b上发生反应CO+4e-=C+3O2-，总反应为CO2C+O2。
17．【答案】（1）2H++2e-=H2↑；负极
（2）Cu+2Ag+=Cu2++2Ag；0.4mol
（3）Mg；Al-3e-+4OH-= AlO +2H2O
【解析】【解答】(1)由题意可知，若A为Zn，B为Cu，溶液C为硫酸溶液，则Zn是负极，Zn转化成Zn2+，Cu是正极，H+转化成H2，故正极上发生的电极反应式2H++2e-=H2 ；溶液中阴离子向负极移动，故硫酸根向负极移动；
(2)若A为Ag，B为Cu，溶液C为硝酸银溶液，总反应为Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag，故总反应式(离子方程式)为Cu+2Ag+=Cu2++2Ag；根据反应方程式可知，消耗1molCu时，转移2mol电子，12.8g Cu物质的量为 ， 故当有12.8g Cu溶解时，通过外电路的电子的物质的量是0.4mol；
(3)若A为Al，B为Mg，溶液C为氢氧化钠溶液，Al与NaOH可以自发的发生氧化还原反应，故Al是负极，Mg是正极，负极Al与OH-反应转化成AlO ，故负极发生的电极反应式是Al-3e-+4OH-= AlO+2H2O。
【分析】易错点：（3）Al-Mg-氢氧化钠溶液构成的原电池，虽然Mg的活泼性强，但是Mg与氢氧化钠溶液不反应，故不能做负极；此外还有Cu-Al-浓硝酸原电池，铜做负极
18．【答案】（1）CH4 +2O2 CO2 +2H2O
（2）B；CH3OH -6e－+8OH-=CO32－+6H2O
（3）O2 +2H2O+ 4e－ = 4OH－；14
（4）溶解、过滤；H2O2 +2I－+2H＋ = 2H2O + I2；AC
【解析】【解答】(1) 甲烷燃烧生成CO
2和水，发生反应的化学方程式为CH
4 +2O
2 CO
2 +2H
2O；(2)①由电子转移方向可知a为负极，发生氧化反应，应通入燃料，b为正极，发生还原反应，应通入空气，故答案为B；②假设使用的“燃料”是甲醇，a极为负极，发生的电极反应式为CH
3OH-6e
-+8OH
-=CO
32-+6H
2O，b为正极，发生还原反应，电极方程式为O
2+4e
-+2H
2O=4OH
-； (3)该装置属于原电池，铁作负极，碳作正极，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为：2Fe-4e
-=2Fe
2+，正极上得电子发生还原反应，电极反应式为：O
2+2H
2O+4e
-=4OH
-，当导线中有3.01×10
23个电子，即0.5mol电子转移时，被腐蚀的铁元素为56g/mol×
=14g；(4)分离不溶性固体和溶液的方法是溶解、过滤，碘离子和双氧水发生氧化还原反应生成碘单质和水，离子方程式为：H
2O
2+2I
-+2H
+=2H
2O+I
2，萃取剂的选取标准为：溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度，两种溶剂不能互溶，萃取剂和溶质不反应，乙醇和乙酸能与水互溶，所以不能作萃取剂，苯和四氯化碳符合萃取剂的选取标准，所以可以作萃取剂，
故答案为：AC。
【分析】（1）甲烷燃烧生成水和二氧化碳。
（2）在燃料电池中，根据电子转移方向得知a为负极，化合价升高，失电子，发生氧化反应，通入燃料；同理，b为正极，化合价降低，得电子，发生还原反应，通入空气。
在负极，化合价升高，失电子，发生氧化反应，再根据电子、电荷、原子守恒即可写出电极反应式。
（3）电化学腐蚀：在中性电解质溶液发生吸氧腐蚀，铁做负极，化合价升高，失电子，发生氧化反应；石墨为正极，化合价降低，得电子，发生还原反应。根据方程式规律写出即可。根据电子守恒定可算出被腐蚀的铁元素。
（4） ① 分离不溶的固体和溶液是溶解和过滤。
② 双氧水具有氧化性，碘离子具有还原性，两者发生氧化还原反应。
③ 由萃取剂的选取标准进行判断
19．【答案】（1）2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4；；SO2－2e－+2H2O＝4H++SO42－；b；D
（2）Cu；FeCl3溶液
（3）负；CH3OH－6e－+H2O＝CO2+6H+
【解析】【解答】（1）①根据装置图可知a电极通入二氧化硫，二氧化硫发生失去电子的氧化反应，氧气在正极通入，因此上述生产硫酸的总反应方程式为2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4，b通入氧气，是正极，a电极是负极，反应式为SO2－2e－+2H2O＝4H++SO42－，原电池中阳离子向正极移动，则生产过程中H+向b电极区域运动。②A.原电池反应的过程中一定有电子发生转移，A不符合题意；
B.原申池装置不一定需要2个活泼性不同的金属电极，例如燃料电池等，B不符合题意；
C.原电池中电极可以参加反应，例如铜、锌、稀硫酸组成的原电池中锌电极参加反应，C不符合题意；
D.原电池中氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生，D符合题意；
故答案为：D。（2）根据反应Cu+2Fe3+＝Cu2++2Fe2+可知铜失去电子，铁离子得到电子，则设计成原电池装置时负极材料为Cu，溶液C为氯化铁溶液。（3）根据装置图可知电子从c电极流出，则c电极是负极，电池总反应为2CH3OH+3O2＝2CO2+4H2O，所以甲醇在负极发生失去电子的氧化反应转化为二氧化碳，则c电极反应方程式为CH3OH－6e－+H2O＝CO2+6H+。
【分析】（1）原电池中负极失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应，据此判断；（2）根据原电池的工作原理分析解答；（3）根据电子的移动方向判断正负极，进而书写电极反应式。
20．【答案】（1）化学能转化为电能
（2）负极；H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O
（3）增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快反应速率
（4）减弱
【解析】【解答】解：（1）氢氧燃料电池属于原电池，所以是将化学能转化为电能的装置，故答案为：化学能转变为电能；（2）负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应为H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O，故答案为：负极；H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O；（3）反应物的接触面积越大，反应速率越快，电极表面镀铂粉，增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快反应速率，故答案为：增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快反应速率；（4）氢氧燃料电池总反应为氢气与氧气反应生成水，导致电解质溶液KOH浓度降低，碱性减弱，故答案为：减弱．
【分析】（1）氢氧燃料电池属于原电池，化学能转化为电能；（2）负极上燃料失电子发生氧化反应；（3）反应物的接触面积越大，反应速率越快；（4）氢氧燃料电池总反应为氢气与氧气反应生成水，导致电解质溶液KOH浓度降低，据此判断．
21．【答案】（1）Zn；CuSO4溶液或CuCl2溶液
（2）正极；Cu2+ + 2e- =Cu；Zn -2e- =Zn2+
（3）锌；铜
（4）锌；不
【解析】【解答】(1)由Zn(s)＋Cu2＋(aq)=Zn2＋(aq)＋Cu(s)反应可知，锌的化合价升高，被氧化，作负极，铜为正极，则电解质溶液为氯化铜或硫酸铜；(2)铜为正极，是溶液中的铜离子得到电子，电极反应为：Cu2＋＋2e－=Cu，锌为负极，失去电子生成锌离子，电极反应为Zn-2e－=Zn2＋；(3)原电池工作时，电子从负极经过导线流向正极，所以从Zn流向Cu；(4)原电池工作时，阴离子向负极移动，即向Zn极移动，若将盐桥撤掉，则不能形成闭合回路，电流计的指针不能偏转。
【分析】还原性的物质失去电子做负极，锌做负极发生氧化反应失去电子，形成带量锌离子吸引氯离子，Cu做正极，故Y为含有铜离子的电解质溶液，在正极聚集大量电子吸引铜离子放电，电子由锌电极流向铜电极，将盐桥撤掉，没有电子的移动不会偏转