第四章化学反应与电能（含解析）同步习题2023-2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能同步习题
一、单选题
1．出土的锡青铜文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖表面。下列说法正确的是
A．锡青铜的熔点比纯铜高
B．在自然环境中，锡青铜中的锡不能对铜起保护作用
C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，不是化学反应过程
2．下列说法中正确的是
A．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的
B．在反应A(g)＋3B(g)＝2C(g)＋2D(g)的速率测定实验中，分别 测得反应速率如下：，，则用C来表示反应进行的速率更快。
C．如图所示，在一U形管中装入含有紫色石蕊试液的Na2SO4溶液，通直流电，一段时间后U形管内会形成一个倒立的三色“彩虹”，从左到右颜色的次序是．红、紫、蓝
D．反应HCl (aq)+ NaOH (aq) =" NaCl" (aq) + H2O (l) △H < 0，在理论上能用于设计原电池
3．锂电池是新一代高能电池，目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li+MnO2 =LiMnO2，下列说法中正确的是
A．Li是正极，MnO2是负极
B．放电时负极的反应：Li-e-=Li+
C．放电时正极发生氧化反应
D．电池放电时，能量转化率可达到100%
4．化学反应中有各种类别的反应式来表示不同的含义，下列情景下的反应式书写正确的是
A．往溶液中滴加过量溶液，发生反应的离子方程式：
B．用电子式表示氯化镁的形成过程：
C．碱性电解液环境下的甲烷燃料电池负极电极反应式：
D．等物质的量和同时通入水中，发生反应的离子方程式：
5．化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A．可溶性铝盐、铁盐均可用做净水剂
B．漂白粉、75%酒精均可用做杀菌消毒剂
C．燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
D．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法
6．氯碱工业的原理如下图所示，下列说法中不正确的是
A．电极a接电源的正极
B．电极b上电极反应为：
C．透过阳离子交换膜由右向左移动
D．总反应为：
7．利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。下列说法正确的是
A．若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于N处
B．若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为外加电流的阴极保护法
C．若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于M处，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法
D．若X为锌，开关K置于N处，对铁不能起到防护作用
8．甲醇燃料电池被认为是21世纪电动汽车的最佳候选动力源，其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是 (　　)。

A．通氧气的一极为负极
B．H＋从正极区通过交换膜移向负极区
C．通甲醇的一极的电极反应式为CH3OH＋H2O－6e－=CO2↑＋6H＋
D．甲醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极
9．“太阳水”电池装置如图所示，该电池由三个电极组成，其中a为电极，b为Pt电极，c为电极，电解质溶液为的溶液。锂离子交换膜将电池分为A、B两个区，A区与大气相通，B区为封闭体系并有保护。下列关于该电池的说法正确的是
A．若用导线连接b、c，b电极附近pH增大，可实现太阳能向电能转化
B．若用导线连接b、c，c电极为正极，可实现转化为
C．若用导线连接a、c，则a为负极，该电极附近pH减小
D．若用导线连接a、c，则c电极的电极反应式为
10．能正确表示下列变化的方程式是
A．血红色溶液Fe(SCN)3的电离方程式：Fe(SCN)3=Fe3++ 3SCN-
B．用铜电极电解硫酸铜溶液：2Cu2+ +2H2O2Cu+O2↑+4H+
C．Na2S2O3溶液中加入稀硫酸：3+2H+=4S↓+2+H2O
D．将铁氰化钾溶液滴到氯化亚铁溶液中：K+ +Fe2++=KFe[Fe(CN)6]↓
11．化学知识无处不在。下列与古诗文及民谚记载对应的化学知识错误的是
A．《周礼》记载“煤饼烧蛎房成灰”(蛎房主要成分为CaCO3)，蛎房发生了吸热反应
B．打油诗：“错把陈醋当成墨，写尽半生纸上酸”，陈醋里的醋酸是弱电解质
C．民谚：青铜和铁器“干千年，湿万年，不干不湿就半年”：半干半湿条件下最易发生吸氧腐蚀
D．《抱朴子·金丹篇》“丹砂(HgS)烧之成水银，积变又成丹砂”：HgS发生分解与化合的可逆反应
12．化学与生产生活密切相关。下列说法错误的是
A．用硫酸铁除去水中的悬浮物
B．明矾可用作净水剂和消毒剂
C．用纯碱溶液除油污，加热可提高去污能力
D．镀锡铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀
13．图为土豆电池的示意图。土豆电池工作时，下列有关说法正确的是
A．作负极，电极反应式为：
B．作正极，片质量减少
C．电子由片经土豆流向片
D．片上发生还原反应
14．下列说法不正确的是
A．化学反应的实质是旧键的断裂，新键的形成
B．石墨转化为金刚石的反应是吸热反应，说明金刚石比石墨稳定
C．原电池反应的实质是自发进行的氧化还原反应
D．理论上可燃物与氧气的反应均能设置成原电池装置
15．下列过程中的化学反应，相应的离子方程式正确的是。
A．向溶液中加入过量氨水：
B．硫酸酸化的淀粉溶液久置后变蓝：
C．用惰性电极电解溶液：
D．水垢上滴加溶液有气泡产生：
二、填空题
16．某电池装置如图：
(1)若图中I是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图，该同学想在II中实现铁上镀铜，则b处通入的是 (填“CH4”或“O2”)，a 处电极上发生的电极反应式是 。
(2)若图中I是氨氧燃料电池，a处通 NH3，b处通入O2，电解质溶液为KOH溶液则a电极的电极反应式是 。一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因： 。
17．有可逆反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s) + CO(g)，已知在温度938K时，平衡常数K=1.5，在1173K时，K=2.2 。
（1）能判断该反应达到平衡状态的依据是 （双选，填序号）。
A．容器内压强不变了 B．c（CO）不变了
C．v正（CO2）=v逆（CO） D．c（CO2）=c（CO）
（2）该反应的正反应是 （选填“吸热”、“放热”）反应。
（3）写出该反应的平衡常数表达式 。若起始时把Fe和CO2放入体积固定的密闭容器中，CO2的起始浓度为2.0mol/L，某温度时达到平衡，此时容器中CO的浓度为1.0 mol/L，则该温度下上述反应的平衡常数K= （保留二位有效数字）。
（4）若该反应在体积固定的密闭容器中进行，在一定条件下达到平衡状态，如果改变下列条件，反应混合气体中CO2的物质的量分数如何变化（选填“增大”、“减小”、“不变”）。
①升高温度 ；②再通入CO 。
（5）一氧化碳在工业上用途广泛，比如可以用来制备甲醇。甲醇是一种优质的液体燃料。利用甲醇，氧气，氢氧化钾溶液可以构成燃料电池。试写出该燃料电池的正极反应 。
18．铅蓄电池
(1)电极材料及原料：正极：PbO2；负极：Pb
电解质溶液：H2SO4溶液
(2)电极反应式：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)
放电过程(溶液密度减少)：
负极(Pb)：
正极(PbO2)：
放电时负、正极反应式与充电时阴极、阳极反应式刚好相反，重新生成原电极材料Pb、PbO2。
充电过程(溶液密度增大)：
阴极：
阳极：
19．燃料电池
一种将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置
特点：清洁、安全、高效；能量转化率可以达到80%以上；反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供，供电量易于调节。
燃料电池与一般的电池不同的是，反应物不是储存在 ，而是由外部提供，电池装置起着类似于试管、烧杯等反应容器的作用。
工作原理：利用原电池的工作原理将燃料(如H2)和氧化剂(如O2)分别在两个电极上反应所放出的化学能直接转化为 。(实验装置如下)
20．用化学方法降解水中有机物已成为污水处理领域的重要研究方向。
(1)酸性条件下，铁炭混合物处理污水中硝基苯时的物质转化示意图如图1所示。
①该物质转化示意图可以描述为 。
②其他条件一定，反应相同时间，硝基苯的去除率与pH的关系如图2所示。pH越大，硝基苯的去除率越低的原因是 。
(2)向含Fe2+和苯胺()的酸性溶液中加入双氧水，会发生如下反应：Fe2++H++H2O2=Fe3++HO·+H2O，HO·(羟基自由基)具有强氧化性，能将溶液中的苯胺氧化成CO2和N2。写出该反应的离子方程式： 。
(3)利用电化学装置通过间接氧化法能氧化含苯胺的污水，其原理如图3所示。其他条件一定，测得不同初始pH条件下，溶液中苯胺的浓度与时间的关系如图4所示。反应相同时间，初始溶液pH=3时苯胺浓度大于pH=10时的原因是 。[已知氧化性：HClO(H+)>ClO－(OH－)]
21．(1)把一块纯净的锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里，可观察到锌片逐渐溶解，并有气体产生，再平行地插入一块铜片(如图甲所示)，可观察到铜片上 (填“有”或“没有”)气泡产生，再用导线把锌片和铜片连接起来(如图乙所示)，可观察到铜片上 (填“有”或“没有”)气泡产生。
(2)用导线连接灵敏电流表的两端后，再与溶液中的锌片和铜片相连(如图丙所示)，观察到灵敏电流表的指针发生了偏转，说明了导线中有电流通过。图乙、图丙是一个将 能转化为 能的装置，人们把它叫做原电池。
(3)从上述现象中可以归纳出构成原电池的一些条件是 ，有关的电极反应式：锌片 ；铜片 。
22．天然气的主要成分为CH4，一般还含有C2H6等烃类，是重要的燃料和化工原料。CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如下图所示：
(1)阴极上的反应式为 。
(2)若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，则消耗的CH4和CO2体积比为 。
23．I、依据氧化还原反应：2Ag+（aq） + Cu（s） == Cu2+（aq） + 2Ag（s）设计的原电池如图所示。请回答下列问题：
（1）电极X的材料是 ；电解质溶液Y是 。
（2）银电极为电池的 极，发生的电极反应为 ； X电极上发生的电极反应为 。
（3）外电路中的电子是从 电极流向 电极。
II、如图所示，甲、乙为相互串联的两个电解池。请回答：
（1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A电极为 极，电极材料是 ，电极反应为 电解质溶液可以是 。
（2）乙池中Fe极电极反应为 若在乙池中滴入少量酚酞溶液，电解一段时间后，铁极附近呈 色。
（3）若甲池A极增重12.8 g，则乙池C(石墨)极放出气体在标准状况下的体积为 。
24．改变金属材料的组成
在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的 ，如普通钢加入 制成不锈钢， 合金不仅具有优异的 能且具有良好的 。
25．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子(就是H+)和水分子通过。其工作原理的示意图如下图，请回答下列问题：
(1)该装置的能量转化形式为 。
(2)Pt(a)电极是电池的 (填“正”或“负”)极。
(3)电解液中的H+向 (填“a”或“b")极移动。
(4)如果该电池工作时消耗1 mol CH3OH，则电路中通过 mol电子，其通入空气(O2)一极的电极反应式为 。
(5)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池的能量转化率高，其次是 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．锡青铜属于合金，根据合金的特性可知熔点比任何一种纯金属的低，A错误；
B．由于锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，B错误；
C．潮湿的环境将会形成原电池，加快金属的腐蚀速率，C正确；
D．电化学腐蚀过程实质是有电子的转移，属于化学反应过程，D错误；
答案选C。
2．C
【详解】A．放热反应有利于反应的自发进行，但是不一定所有的放热反应都是自发反应，故A错误；
B．比较快慢时，应该转化为同一物质，同一单位进行比较，转化后两者数值相同，则二者表示速率相等，故B错误；
C．根据电解原理，和电源的正极相连的是阳极，和电源的负极相连的是阴极，电解硫酸钠的实质是电解水，阳极生成氧气，阴极生成氢气，阴极氢离子放电，碱性增强，该极附近呈蓝色，阳极氢氧根离子放电，酸性增强，该极附近呈红色，中间溶液是石蕊的紫色，即从左到右颜色的次序是：红、紫、蓝，故C正确；
D．只有自发进行的氧化还原反应才可以设计成原电池，故D错误；
故答案选C。
3．B
【详解】A．从电池的总反应方程式看,锂失去电子,做负极，故A错误；
B．锂做负极,放电时电极反应为Li - e- =Li+，故B正确；
C．放电时正极得到电子发生还原反应，故C错误；
D．电池放电时，常会伴随热量变化，则能量转化率小于100%，故D错误；
本题答案B。
4．D
【详解】A．向溶液中滴加过量溶液，发生反应的离子方程式应该是，选项A错误；
B．氯化镁是离子化合物，用电子式表示其形成过程：，选项B错误；
C．碱性电解液环境下的甲烷燃料电池负极反应式：，选项未配平，选项C错误；
D．等物质的量和同时通入水中，反应生成硫酸和盐酸两种强酸，在离子方程式中都应该拆开，选项D正确；
答案选D。
5．C
【详解】A．可溶性铝盐、铁盐均可发生水解生成氢氧化铝胶体、氢氧化铁胶体，从而用做净水剂，A正确；
B．漂白粉、75%酒精均可使蛋白质变性，从而用做杀菌消毒剂，B正确；
C．燃煤中加入CaO，发生反应2CaO+2SO2+O2=2CaSO4，可减少酸雨的形成，但没有减少温室气体的排放，C错误；
D．电热水器使用镁棒，可通过形成原电池，阻止内胆中的铁失电子，从而防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法，D正确；
故选C。
6．C
【分析】电解饱和食盐水，连接正极的阳极上氯离子失电子产生氯气，故电极a为阳极，连接电源的正极；连接负极的阴极上氢离子得电子产生氢气，故电极b为阴极，连接电源的负极。
【详解】A．根据分析可知，电极a接电源的正极，选项A正确；
B．电极b为阴极，电极上水电离产生的氢离子得电子产生氢气，电极反应为：，选项B正确；
C．电解池中阳离子定向移动到阴极，故透过阳离子交换膜由左向右移动，选项C不正确；
D．氯碱工业为电解饱食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，总反应为：，选项D正确；
答案选C。
7．A
【详解】A．若X为碳棒，开关K置于N处，形成电解池，此时金属铁为阴极，铁被保护，为外加电源的阴极保护法，可减缓铁的腐蚀，A项正确；
B．若X为锌，开关K置于M处，构成原电池，锌作负极，铁作正极，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，B项错误；
C．若X为碳棒，开关K置于M处，构成原电池，铁作负极，加快了铁的腐蚀，C项错误；
D．若X为锌，开关K置于N处，构成电解池，锌作阳极，铁作阴极，可以减缓铁的腐蚀，D项错误；
答案选A。
8．C
【分析】O2在正极发生还原反应生成水，甲醇在负极发生氧化反应，负极反应式为CH3OH＋H2O－6e－=CO2↑＋6H＋。
【详解】A，据分析，通氧气的一级为正极，A错误；
B，内电路H＋从负极移向正极，与得电子后的O2结合生成水，B错误；
C，通甲醇的一级是正极，电极反应是为：负极反应式为CH3OH＋H2O－6e－=CO2↑＋6H＋，C正确；
D，甲醇在正极发生反应，外电路中电子从负极流向正极，D错误；
故选C。
9．C
【详解】A．用导线连接b、c，b电极发生O2→H2O，为正极，电极反应式为O2+4H++4e =2H2O，b电极附近pH增大，可实现化学能向电能转化，故A错误；
B．c电极为负极，发生反应：HxWO3 xe =WO3+xH+，可实现HxWO3转化为WO3，故B错误；
C．由图可知，连接a、c时，a电极上H2O→O2，发生失电子的氧化反应，则a电极为负极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，生成H+，a电极附近pH减小，故C正确；
D．由图可知，连接a、c时，a电极为负极，c电极为正极，正极上发生得电子的还原反应，电极反应式为WO3+xH++xe =HxWO3，故D错误；
答案选C。
10．D
【详解】A．Fe(SCN)3为弱电解质，电离方程式：Fe(SCN)3Fe3++ 3SCN-，A不正确；
B．用铜电极电解硫酸铜溶液，阳极Cu失电子生成Cu2+，溶液中的Cu2+在阴极得电子生成Cu，H2O不参与电解反应，B不正确；
C．Na2S2O3溶液中加入稀硫酸，生成的H2S2O3分解为S、SO2等：+2H+=S↓+SO2↑+H2O，C不正确；
D．将铁氰化钾溶液滴到氯化亚铁溶液中，发生反应生成KFe[Fe(CN)6]沉淀，离子方程式为：K+ +Fe2++=KFe[Fe(CN)6]↓，D正确；
故选D。
11．D
【详解】A．蛎房主要成分为CaCO3，高温煅烧发生分解反应产生CaO、CO2，CaCO3的分解反应是吸热反应，A正确；
B．醋酸在水中能够微弱电离产生CH3COO-、H+，主要以电解质CH3COOH分子，溶液中存在电离平衡，因此CH3COOH是弱酸，属于弱电解质，B正确；
C．半干半湿条件下氧气浓度最大，同时含有电解质水溶液，青铜中Cu和其它较不活泼金属、电解质水溶液构成原电池；铁器中Fe、C和电解质水溶液能构成原电池，所以都能发生吸氧腐蚀，C正确；
D．HgS受热发生分解反应产生Hg、S单质，在常温下Hg、S会发生化合反应产生HgS，可见HgS发生分解与化合的反应条件不同，因此不能互为可逆反应，D错误；
故合理选项是D。
12．B
【详解】A．铁离子水解生成具有吸附性的氢氧化铁胶体，可以吸附水中固体杂质颗粒，具有净水作用，A正确；
B．明矾电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，能够净水，但明矾没有强氧化性，不能作消毒剂，B错误；
C．纯碱即碳酸钠，水解呈碱性，加热可以促进水解，增强碱性，提高去污能力，C正确；
D．镀层破损后，锡、铁和电解质溶液构成原电池，铁为负极，铁皮腐蚀加快，D正确；
故选B。
13．D
【详解】A．作负极，电极反应式为：，故A错误；
B．作正极，Fe为负极，Fe片质量减少，故B错误；
C．电子由负极()经导线流向正极()，故C错误；
D．片为正极，发生还原反应，故D正确。
综上所述，答案为D。
14．B
【分析】
【详解】A.化学反应的本质就是旧的化学键断裂，新的化学键的形成，A正确；
B.物质的能量越低，物质越稳定。石墨转化为金刚石吸热，说明石墨的能量低，所以石墨比金刚石稳定，B错误；
C.原电池的负极失去电子发生氧化反应，正极上是溶液中的阳离子得到电子发生还原反应，本质就是发生了自发的氧化还原反应，C正确；
D.可燃物与氧气的反应是氧化还原反应，有电子的得失或者偏转，故均能设置成原电池装置，D正确；
正确答案为B。
15．B
【详解】A．向溶液中加入过量氨水，AlCl3和NH3·H2O反应生成氢氧化铝和NH4Cl，反应的离子方程式为，A错误；
B．酸性环境下，氧气能够氧化碘离子生成碘单质，反应的离子方程式为，B正确；
C．用惰性电极电解溶液生成铜和氯气：，C错误；
D．醋酸为弱酸不拆分：，D错误；
答案选B。
16． CH4 CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O 氨氧燃料电池生成H2O，将KOH溶液稀释
【分析】根据燃料电池和电解池工作原理，准确判断电极和电极反应。
【详解】(1)在II中实现铁上镀铜，则Fe为阴极，Cu为阳极，此时可知I中b为正极，通氧气，而通甲烷的电极a为负极，发生氧化反应，在碱性条件下发生的电极反应为CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O；
(2)图中I是氨氧燃料电池，a处通 NH3，b处通入O2，则b为正极，a为负极，在电解质溶液为KOH溶液条件下，a电极的电极反应式是2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；因氨氧燃料电池工作过程中有H2O生成，将KOH溶液稀释，需向装置中补充KOH。
【点睛】在燃料电池中，如果有O2参与，正极反应物为O2，不同的电解质溶液环境，电极反应方程式不同：①酸性电解质溶液：O2＋4e－＋4H＋=2H2O；②中性或者碱性电解质溶液：O2＋4e－＋2H2O=4OH－；③熔融的金属氧化物：O2＋4e－=2O2－；④熔融的碳酸盐：O2＋4e－＋2CO2=2CO32－。
17． BC 吸热 1.0 增加 不变 O2＋4e－＋2H2O=4OH－
【分析】(1)化学平衡状态标志的判断，利用正反应速率等于逆反应速率，以及各物质的浓度不变，以及各相关物理量由变化到不再变化说明达到平衡；
(2)温度升高，平衡常数增大，正向移动，正反应为吸热反应；
(3)根据化学方程式写出平衡常数，利用化学方程式进行计算；
(5)燃料电池的正极反应为O2得到电子的还原反应。
【详解】(1)A、恒温恒压下，压强与物质的量成正比，该反应前后气体的物质的量不变，则压强一直不变，压强不变不能说明是否达到了平衡，A错误；
B、达到平衡时，CO的生成速率和消耗速率相当，则CO浓度不变，可以说明反应达到平衡，B正确；
C、CO2的正反应速率等于CO的逆反应速率，且成系数比，说明反应的正反应速率等于逆反应速率，达到平衡，C正确；
D、达到平衡时，CO2和CO的浓度不变，但是不一定相等，D错误；
答案为BC；
(2)根据题目信息，温度升高，平衡常数增大，说明温度升高，正向移动，正反应为吸热反应；
(3)平衡常数等于生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，由于Fe和FeO为固体，浓度是定值，不带入表达式，则；CO2的起始浓度为2.0mol/L，某温度时达到平衡，此时容器中CO的浓度为1.0 mol/L，则反应了的CO2的浓度为1mol/L，平衡时CO2的浓度为1mol/L；带入表达式计算，则；
(4)①该反应为吸热反应，升高温度，正向移动，CO2的物质的量分数减小；
②通入CO，温度不变，根据平衡常数，，K不变，则CO和CO2的浓度之比均不变，则CO2的质量分数不变；
(5) 燃料电池的正极反应为O2得到电子的还原反应，电解质溶液为碱性环境，则正极反应为O2＋4e－＋2H2O=4OH－。
18． Pb-2e-+=PbSO4 PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O PbSO4+2e-=Pb+ PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++
【详解】在铅蓄电池放电时，装置为原电池，其中Pb为负极，PbO2为正极。在负极上Pb失去电子产生的Pb2+与溶液中的结合形成PbSO4，负极的电极反应式为：Pb-2e-+=PbSO4；在正极上PbO2得到电子产生Pb2+，并与溶液中的结合形成PbSO4，O2-与溶液中的H+结合形成H2O，故正极的电极反应式为：PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O；
在充电过程中起电解池主要，在阴极上PbSO4得到电子发生还原反应产生Pb，同时产生，故阴极的电极反应式为：PbSO4+2e-=Pb+；在阳极上PbSO4失去电子发生氧化反应产生PbO2剂硫酸，故阳极的电极反应式为：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++。
19． 电池内部 电能
【详解】燃料电池中的燃料一般不储存在电池内部，而是由外部提供，例如氢气和氧气从两个电极上通入，在电极上反应，将化学能变成电能。
20．(1) 铁失去电子变成Fe2+，电子传递到炭中，C6H5NO2在炭表面得到电子变成C6H5NO，C6H5NO再得到电子变成C6H5NH2 pH增大，Fe2+生成Fe(OH)2沉淀，Fe(OH)2沉淀覆盖在铁炭混合物表面，阻碍了反应的进行，降低了反应速率
(2)2C6H5NH2+62HO·→12CO2↑+N2↑+38H2O
(3)酸性条件下Cl2不易与水反应生成HClO，pH=3时的溶液中HClO溶液浓度远小于pH=10时的ClO－浓度，反应速率较慢
【详解】（1）①根据图中信息铁和硝基苯反应最终变为和亚铁离子，该物质转化示意图可以描述为铁失去电子变成Fe2+，电子传递到炭中，C6H5NO2在炭表面得到电子变成C6H5NO，C6H5NO再得到电子变成C6H5NH2；故答案为：铁失去电子变成Fe2+，电子传递到炭中，C6H5NO2在炭表面得到电子变成C6H5NO，C6H5NO再得到电子变成C6H5NH2。
②其他条件一定，反应相同时间，硝基苯的去除率与pH的关系如图2所示。pH越大，硝基苯的去除率越低的原因是pH增大，Fe2+生成Fe(OH)2沉淀，Fe(OH)2沉淀覆盖在铁炭混合物表面，阻碍了反应的进行，降低了反应速率；故答案为：pH增大，Fe2+生成Fe(OH)2沉淀，Fe(OH)2沉淀覆盖在铁炭混合物表面，阻碍了反应的进行，降低了反应速率。
（2）HO·(羟基自由基)具有强氧化性，能将溶液中的苯胺氧化成CO2和N2，则该反应的离子方程式：2C6H5NH2+62HO·→12CO2↑+N2↑+38H2O；故答案为：2C6H5NH2+62HO·→12CO2↑+N2↑+38H2O。
（3）根据图中信息，反应相同时间，初始溶液pH=3时苯胺浓度大于pH=10时的原因是由于氯气和水反应是可逆反应，pH越小，酸性越强，则生成HClO越困难，导致pH=3时的HClO浓度远小于pH=10时的HClO浓度，因此pH=3时反应速率较慢；故答案为：酸性条件下Cl2不易与水反应生成HClO，pH=3时的溶液中HClO溶液浓度远小于pH=10时的ClO－浓度，反应速率较慢。
21． 没有 有 化学 电能 有两个活泼性不同的电极、能自发的进行氧化还原反应、能形成闭合回路 Zn－2e－＝Zn2+ 2H+ + 2e－ =H2↑
【详解】(1)如果不用导线连接Zn和Cu，该装置不能构成原电池，锌发生化学腐蚀，Cu和稀硫酸不反应，所以Cu片上没有气泡产生；如果用导线把锌片和铜片连接起来（如图乙所示），该装置构成原电池，Zn作负极、Cu作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，所以观察到铜片上有气泡产生；
(2)用导线连接灵敏电流表的两端后，再与溶液中的锌片和铜片相连(如图丙所示)，观察到灵敏电流表的指针发生了偏转，说明了导线中有电流通过，说明该装置将化学能转化为电能；
(3) 用导线连接灵敏电流表的两端后，再与溶液中的锌片和铜片相连(如图丙所示)，观察到灵敏电流表的指针发生了偏转，说明了导线中有电流通过，由此得出原电池构成条件是：有两个活泼性不同的电极、能自发的进行氧化还原反应、能形成闭合回路；负极，锌片上：Zn－2e－＝Zn2+；正极，铜片：2H+ + 2e－ =H2↑。
22．(1)CO2+2e =CO+O2
(2)6∶5
【分析】(1)
由图可知，CO2在阴极得电子发生还原反应，电极反应为CO2+2e-=CO+O2-；故答案为：CO2+2e =CO+O2 ；
(2)
令生成乙烯和乙烷分别为2体积和1体积，根据阿伏加德罗定律，同温同压下，气体体积比等于物质的量之比，再根据得失电子守恒，得到发生的总反应为：6CH4+5CO2=2C2H4+C2H6+5H2O+5CO，即消耗CH4和CO2的体积比为6：5，故答案为：6：5。
23． Cu AgNO3 正 2Ag+ + 2e- == 2Ag Cu - 2e- = Cu2+ Cu Ag 阴 精铜 Cu2＋＋2e－=Cu 含有Cu2＋的溶液，如CuCl2、CuSO4溶液等 2H＋＋2e－=H2↑ 红 4.48L
【分析】I、由反应2Ag+(aq)+Cu(s)═Cu2+(aq)+2Ag(s)可知，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，则正极为活泼性较Cu弱的Ag，Ag+在正极上得电子被还原，电极反应为Ag++e=Ag，电解质溶液为AgNO3，原电池中，电子从负极经外电路流向正极；
II、图示是两个串联的电解池，依据电源判断A为阴极，B为阳极，Fe为阴极，C为阳极；依据电解原理精炼铜的装置是粗铜做阳极，精铜做阴极；含铜离子的溶液做电解质溶液；乙池中是电解饱和食盐水，溶液中的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，破坏了水的电离平衡，氢氧根离子浓度增大。
【详解】I、（1）由反应2Ag+(aq)+Cu(s)═Cu2+(aq)+2Ag(s)可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，Ag+在正极上得电子被还原，电解质溶液为AgNO3；
（2）正极为活泼性较Cu弱的Ag，Ag+在正极上得电子被还原，电极反应式为Ag++e=Ag，X为负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu - 2e- = Cu2+；
（3）原电池中，电子从负极经外电路流向正极，本题中由Cu极经外电路流向Ag极；
II、（1）依据电解原理精炼铜的装置是粗铜做阳极，精铜做阴极，含铜离子的溶液做电解质溶液，所以A极是阴极，材料是精铜，电极反应为Cu2++2e-=Cu；B为阳极，材料是粗铜，电极反应主要为Cu-2e-=Cu2+；根据分析，电解质溶液是含有Cu2＋的溶液；
（2）乙池中是电解饱和食盐水，溶液中的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，破坏了水的电离平衡，氢氧根离子浓度增大，遇酚酞变红，即Fe电极附近变红；
（3）当甲槽阴极增重12.8g时，阴极上铜离子放电生成铜，则铜的物质的量==0.2mol，电极反应Cu2++2e-=Cu，电子转移0.4mol，乙槽中，阳极C上氯离子放电，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，产生的气体在标准状况下的体积0.2mol，体积=0.2mol×22.4L/mol=4.48L。
24． 合金 镍、铬 钛 抗腐蚀性 生物相容性
【详解】金属保护的方法之一是改变金属材料的组成，在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金，如普通钢中加入镍、铬制成不锈钢，可以增强金属的抗腐蚀性能，钛合金因具有优异的抗腐蚀性能和良好的生物相容性而被广泛应用，故答案为：合金；镍、铬；钛；抗腐蚀性；生物相容性。
25． 化学能转化为电能 负 b 6 O2+4H++4e-=2H2O 对环境无污染
【分析】该原电池中质子交换膜只允许质子和水分子通过，说明电解质溶液为酸性溶液，燃料电池中，通入燃料的电极为负极，负极上失电子发生氧化反应，电极反应为：CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+，通入氧气的电极为正极，氧气得到电子生成氢氧根离子，酸性条件下生成水，电极反应O2+4H++4e-═2H2O，据此解答。
【详解】(1)该装置的能量转化形式为原电池反应是化学能转化为电能；
(2)Pt(a)电极甲醇通入失电子发生氧化反应，是电池负极；
(3)燃料电池中，通入燃料的电极Pt(a)为负极，负极上失电子发生氧化反应，通入氧气的电极Pt(b)为正极，氧气得到电子生成氢氧根离子，电解液中的H+向正极移动，即向b电极移动；
(4)通入燃料的电极为负极，负极上失电子发生氧化反应，电极反应为：CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+，根据电子守恒，该电池工作时消耗1molCH3OH，则电路中通过6mol电子，通入氧气的电极为正极，氧气得到电子生成氢氧根离子，酸性条件下生成水，电极反应O2+4H++4e-═2H2O；
(5)燃料电池的能量转化率高，甲醇反应产物为CO2和H2O，对环境无污染。
【点睛】通过电子的移动方向知，左半极为负极，右半极为正极；燃料电池中，负极上投放燃料，燃料在负极上失电子发生氧化反应；正极上投放氧化剂，氧化剂在正极上得电子发生还原反应。
答案第1页，共2页
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