6.1 化学反应与能量变化 课时检测 （含解析） 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

6.1 化学反应与能量变化 课时检测
一、单选题
1．对于放热反应H2＋Cl22HCl，下列说法中，正确的是（　　）
A．产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量
B．反应物所具有的总能量高于产物所具有的总能量
C．断开1 mol H－H键和1 mol Cl－Cl键所吸收的总能量大于形成2mol H－Cl键所放出的能量
D．该反应中，化学能只转变为热能
2．下列变化过程，吸收能量的过程有（　　）
①氢气分子变为氢原子；②氢氧化钠与稀盐酸反应；③浓硫酸稀释；④天然气的燃烧；⑤盐酸与碳酸氢钠的反应；⑥晶体与B混合搅拌；
A．①⑤⑥ B．②③④ C．①⑥ D．⑤⑥
3．下列说法中正确的是（　　）
A．在化学反应中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化
B．ΔH>0表示放热反应，ΔH<0表示吸热反应
C．生成物的总焓大于反应物的总焓时， ΔH>0
D．ΔH的大小与热化学方程式中的各物质的化学计量数无关
4．下列物质间能量的变化与如图所示相符的是（　　）
A．盐酸与碳酸氢钠的反应
B．氮气与氧气生成一氧化氮的反应
C．氢氧化钡与氯化铵的反应
D．铝片与盐酸的反应
5．下图是原电池示意图。当该电池工作时，下列描述错误的是（　　）
A．溶液由无色逐渐变为蓝色 B．铜片表面有气泡
C．电流计指针发生偏转 D．锌是负极，其质量逐渐减小
6．将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加少量CuSO4溶液，下图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰，在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液，电池总反应为Zn＋2MnO2＋H2O=ZnO＋2MnO（OH）。下列说法错误的是（　　）
A．该电池镀MnO2的一极，发生得电子的还原反应
B．该电池反应中，二氧化锰起催化剂作用
C．当6.5g Zn完全溶解时，流经外电路的电子个数为1.204×1023
D．该电池的负极为锌，电子从锌极流向二氧化锰极
8．十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．该电池放电时质子从电极b移向电极a
B．电极a附近发生的电极反应为SO2＋2H2O－2e－=H2SO4＋2H＋
C．电极b附近发生的电极反应为O2＋4e－＋2H2O=4OH－
D．相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1
9．某反应分两步进行：A→B→C，反应过程中的能量变化曲线如图所示，下列有关叙述错误的是（　　）
A．三种化合物的稳定性：BB．A→B反应ΔH=E1-E2
C．A→B是吸热反应，B→C是放热反应
D．A→C反应ΔH=E4+E2-E3-E1
10．钒电池是目前发展势头强劲的绿色环保储能电池之一，其工作原理如图所示，放电时电子由B极一侧向A极移动，电解质溶液含硫酸。常见的含钒阳离子颜色如下表所示。
离子种类 颜色
黄色
蓝色
绿色
紫色
下列说法错误的是（　　）
A．放电时，负极上发生反应的电极反应是：
B．放电时，通过离子交换膜由B极一侧向A极移动
C．充电时，电池总反应为
D．当充电完毕后，右侧的储液罐内溶液颜色为紫色
11．被称之为“软电池”的纸质电池，其电池总反应为Zn＋2MnO2＋H2O=ZnO＋2MnO(OH)。下列说法正确的是（　　）
A．该电池的正极为锌
B．该电池反应中二氧化锰起催化剂作用
C．当6.5gZn完全溶解时，流经电极的电子0.1mol
D．电池正极反应式为2MnO2＋2e-＋2H2O=2MnO(OH)＋2OH-
12．一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的工作原理及电池中发生的主要反应如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．电池工作时，光能转变为电能，X为电池的负极
B．镀铂导电玻璃上发生氧化反应生成I-
C．电解质溶液中发生反应:2Ru3++3I- 2Ru2++I3-
D．电池工作时，电解质溶液中I-和I3-的浓度基本不变
13．氢氧熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池(600～700 ℃)，具有效率高、噪声低、无污染等优点。熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．电池工作时，熔融碳酸盐只起到导电的作用
B．负极反应式为H2－2e－＋CO =CO2＋H2O
C．电子流向：电极a→负载→电极b→熔融碳酸盐→电极a
D．电池工作时，外电路中通过0.2 mol电子，消耗3.2 g O2
14．氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法错误的是（　　）
A．一定温度下，反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)能自发进行，该反应的△H＜0
B．氢能有可能成为人类未来的主要能源
C．氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2LH2，则转移电子的数目为6.02×1023
D．反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的△H可通过下式估算：△H=反应中断裂旧共价键的键能之和-反应中形成新共价键的键能之和
15．某同学控制适当条件，将反应Ag＋Fe3+ Ag+＋Fe2+设计成如图所示的原电池装置(已知电流表指针偏向与电子的流向相同)。下列有关判断错误的是（　　）
A．若电流表指针向右偏转，则银电极发生氧化反应
B．若电流表指针归零时，则反应达到平衡状态
C．电流表指针归零时，若向左烧瓶中滴加几滴AgNO3溶液，则石墨为正极
D．上述实验能说明其他条件不变时Ag+与Fe3+的氧化性强弱与其离子浓度有关
16．反应Ⅰ：CaSO4(s)＋4CO(g) CaS(s)＋4CO2(g) ΔH1＝－175.6 kJ·mol-1反应Ⅱ：CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) ΔH2＝＋218.4 kJ·mol-1假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v1)小于反应Ⅱ的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是（　　）
A． B．
C． D．
17．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量 280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则反应S(s)＋3F2(g)=SF6(g)的反应热ΔH为（　　）
A．－1780 kJ·mol－1 B．－1220 kJ·mol－1
C．－450 kJ·mol－1 D．＋430 kJ·mol－1
18．下列关于充电电池的叙述，错误的是（　　）
A．充电电池的化学反应原理是氧化还原反应
B．充电电池可以无限制地反复放电、充电
C．充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
D．较长时间不使用电器时，最好从电器中取出电池，并妥善存放
19．一种微生物电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图：
下列说法正确的是（　　）
A．a电极作原电池的正极
B．处理后的硝酸根废水pH降低
C．电池工作时，中间室的Cl-移向右室，Na+移向左室，实现海水淡化
D．左室发生反应的电极反应式：C6H12O6-24e-+6H2O= 6CO2↑+24H+
20．下列过程中，将电能转化为化学能的是（　　）
A．
风力发电机
B．
天然气烧水
C．
硅太阳能电池
D．
电解熔融氯化钠
二、综合题
21．
（1）如图是以 溶液为电解质的原电池装置。图中铝为　 　极，原因是　 　
（2）若将如图装置中的 溶液换成稀盐酸，此时铝为　 　极，写出铝电极的电极反应式　 　，写出改变电解质溶液后的电池总反应式　 　
22．
（1）由铜、铁和硫酸铜溶液组成的原电池中，作正极的是　 　（填化学式），正极的电极反应式为　 　；电子由　 　（填“正”或“负”，下同）极经导线移向　 　极，总反应的离子方程式为　 　。
（2）若以反应 来设计原电池，则电池的负极材料是　 　（填化学式，下同），电解质溶液为　 　溶液。
23．如图所示是原电池的装置图。请回答：
（1）若C为稀H2SO4，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为　 　；反应进行一段时间后溶液C的pH将　 　(填“升高”“降低”或“基本不变”)。
（2）若需将反应：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如图所示的原电池装置，则A(负极)极材料为　 　，B(正极)极材料为　 　；溶液C为　 　。
（3）若C为CuCl2溶液，Zn是　 　极，Cu极发生　 　反应，电极反应式为　 　反应过程溶液中c(Cu2+)　 　(填“变大”“变小”或“不变”)。
24．2020年6月11日，中科院大连化物所发布消息称已成功研发出新一代低成本高效率全钒液流电池电堆，该电堆在30千瓦恒功率运行时，能量效率超过81%，100个循环容量无衰减，大幅降低成本。
（1）全钒液流电池的放电原理为 ，该电池放电时正极方程式为：　 　，用太阳能电池给该电池充电时，　 　(填a或b)为正极。
（2）科研人员研制了一种从废钒催化剂(含有 、 及不溶性残渣)回收钒的工艺，主要流程如下：
部分含钒物质在水中的溶解性如下：
物质
溶解性 可溶 难溶 难溶 易溶
回答下列问题：
①水浸时粉碎的目的是　 　。
②该流程多次用到过滤操作，实验室过滤所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒和　 　，图中滤液中含有钒元素的溶质的化学式为　 　。
③该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是同收钒的关键之一，该步反应的离子方程式为　 　；沉钒率的高低除受溶液 影响外，还需要控制氯化铵系数( 加入质量与料液中 的质量比)和温度，根据下图判断控制最佳的氯化铵系数和温度为　 　、　 　 ；
25．汽车尾气中含有、等有害气体。
（1）能形成酸雨，写出转化为的化学方程式：　 　。
（2）通过传感器可监测汽车尾气中的含量，其工作原理如图所示：
①电极上发生的是反应　 　(填“氧化”或“还原”)。
②外电路中，电子的流动方向是从　 　电极流出(填或)；电极上的电极反应式为　 　。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】A．该反应是放热反应，产物所具有的总能量低于反应物所具有的总能量，故A不符合题意；
B．该反应是放热反应，反应物所具有的总能量高于产物所具有的总能量，故B符合题意；
C．该反应是放热反应，生成物成键释放的总能量大于反应物断键吸收的总能量，因此断开1 mol H－H键和1 mol Cl－Cl键所吸收的总能量小于形成2mol H－Cl键所放出的能量，故C不符合题意；
D．该反应中，化学能转变为热能和光能，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热，反之反应吸热；
B、反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热，反之反应吸热；
C、反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热，反之反应吸热；
D、燃烧会发光。
2．【答案】A
【解析】【解答】氢气分子变为氢原子，断裂化学键需要吸收能量，①符合题意；酸碱中和反应为放热反应，②不符合题意；浓硫酸稀释放出热量，③不符合题意；天然气的燃烧为放热反应，④不符合题意；盐酸与碳酸氢钠的反应为吸热反应，⑤符合题意；晶体与为吸热反应，⑥符合题意，
故答案为：A。
【分析】吸热反应：①大多数分解反应；②盐的水解；③Ba(OH)2.8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。
3．【答案】C
【解析】【解答】A、化学反应的过程是旧键断裂新键形成的过程，断键需要吸收能量，成键能够释放能量，所以，任何化学反应都有能量变化，故A不符合题意；
B、ΔH>0表示吸热反应， ΔH<0表示放热反应，故B不符合题意；
C、焓变ΔH等于反应产物的总焓减去反应物的总焓，当反应产物的总焓大于反应物的总焓时，ΔH>0，故C符合题意；
D、ΔH的数值与化学计量数要对应起来， ΔH的大小与热化学方程式中化学计量数有关，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】反应物的总能量大与生成物的总能量，该反应为放热反应。
4．【答案】D
【解析】【解答】图示为稀释浓硫酸，为放热过程；盐酸与碳酸氢钠的反应、氮气与氧气生成一氧化氮的反应、氢氧化钡与氯化铵的反应均为吸热反应，铝片与盐酸的反应为放热反应；
故答案为：D。
【分析】常见放热反应：燃烧、爆炸、金属腐蚀、食物腐烂、金属的置换反应、大部分化合反应、中和反应；
常见吸热反应：一氧化碳、碳、氢气为还原剂的氧化还原反应，大部分分解反应，八水合氢氧化钡和氯化铵的反应。
5．【答案】A
【解析】【解答】A.因Zn的活泼性大于Cu，则Zn为负极，Cu为正极，Cu不能反应生成Cu2+，所以溶液不会变为蓝色，故A符合题意；
B.Cu为正极，H+在Cu电极上得电子生成氢气，所以铜片表面有气泡产生，故B不符合题意；
C.在该原电池中，Zn失去电子，电子由Zn片经导线流向Cu片，电流计指针发生偏转，故C不符合题意；
D.Zn为负极，Zn失去电子生成Zn2+，其质量逐渐减小，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】注意正负极的准确判断方法是哪一极先与电解液发生自发的氧化还原反应，则该级为负极。
6．【答案】A
【解析】【解答】将等质量的两份锌粉a、b中分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加少量组成原电池的条件CuSO4溶液，a中部分锌与硫酸铜反应生成铜，所以生成氢气总量减少，但构成铜锌原电池反应速率加快，故A符合题意。
故答案为：A
【分析】硫酸过量，此时决定氢气产量的是锌，加入硫酸铜会和锌反应，产量变少，但是形成原电池，速率变快。
7．【答案】B
【解析】【解答】A．从电池总反应可知，镀MnO2的一极，为电池正极，发生得电子的还原反应，A不符合题意；
B．MnO2被还原，MnO2为正极，B符合题意；
C．电子经外电路从负极流向正极，流经外电路的电子个数为0.2 mol，不C符合题意；
D．电池负极为锌，电子从负极流向正极，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据反应式可以知道锌做负极，发生氧化反应，失去电子，二氧化锰做正极，发生还原反应得到电子，根据反应式中得失电子的数目即可计算消耗一定质量的锌时转移的电子数目
8．【答案】D
【解析】【解答】A．放电时为原电池，质子向正极移动，电极a为负极，则该电池放电时质子从电极a移向电极b，A不符合题意；
B．电极a为负极，发生氧化反应，电极反应为SO2＋2H2O－2e－=SO ＋4H＋，硫酸是强电解质，应当拆为离子形式，B不符合题意；
C．酸性条件下，氧气得电子与氢离子反应生成水，电极b附近发生的电极反应为O2＋4e－＋4H＋=2H2O，C不符合题意；
D．由总反应式2SO2＋O2＋2H2O=2SO ＋4H＋可知，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图可知，电极a通入SO2，发生氧化反应，故电极a为负极，电极反应为：SO2＋2H2O－2e－=SO ＋4H＋；电极b通入O2，发生还原反应，故电极b为正极，电极反应为：O2＋4e－＋4H＋=2H2O；总反应式为：2SO2＋O2＋2H2O=2SO ＋4H＋。
9．【答案】D
【解析】【解答】A．由图可知三种物质的能量B>A>C，物质能量越高越不稳定，因此稳定性：BB．A到B的反应过程中能量升高，为吸热反应，ΔH=E1-E2，故B不符合题意；
C．由图可知A到B能量升高，为吸热反应，B到C能量降低，为放热反应，故C不符合题意；
D．A→C反应ΔH= E1+ E3- E2- E4，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.物质能量越高，越不稳定
C.反应物能量大于生成物能量，为放热反应，反应物能量小于生成物能量，为吸热反应。
10．【答案】C
【解析】【解答】A．放电时，负极失电子，发生氧化反应，电极反应式为：，故A不符合题意；
B．放电时，阳离子向正极移动，电解质溶液含硫酸，所以通过离子交换膜由B极一侧向A极移动，故B不符合题意；
C．放电时，V2+转化为V3+，则充电时，V3+转化为V2+，即V3+和VO2+发生反应生成V2+和，电池总反应为：，故C符合题意；
D．充电时，右侧发生的反应为V3++e-=V2+，则充电完毕后，右侧的储液罐内溶液颜色为紫色，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】该电池工作时为原电池，其负极的电极反应式为：V2＋－e－=V3＋；正极的电极反应式为：VO2＋＋e－＋2H＋=VO2＋＋H2O。据此结合选项进行分析。
11．【答案】D
【解析】【解答】A．从电池反应可知，锌被氧化，失去电子，所以是负极，故A不符合题意；
B．该电池反应中二氧化锰发生了还原反应，二氧化锰得到电子，被还原，为原电池的正极，故B不符合题意；
C．原电池的负极，电极反应为Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，当有65 g Zn物质的量为1mol锌溶解时，流经电极的电子2mol，故C不符合题意；
D．电池的正极反应式为MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-，或2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】电池的总反应： Zn＋2MnO2＋H2O=ZnO＋2MnO(OH) ，可知电池的负极，Zn是电子被氧化，电极反应式为： Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，正极MnO2得电子被还原生成MnOOH，反应式为2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-，以此解答。
12．【答案】B
【解析】【解答】A、根据示意图，电池工作时，光能转变为电能，根据电子的流向，电极X为负极，电极Y为正极，故A说法不符合题意；
B、根据示意图，I3－→I－，化合价降低，应发生还原反应，故B说法符合题意；
C、根据示意图，电解质溶液中发生反应:2Ru3++3I- 2Ru2++I3-，故C说法不符合题意；
D、根据示意图，I－和I3－的浓度基本不变，故D说法不符合题意。
【分析】A.太阳能电池是将光能转化为电能，原电池中电子由负极流向正极；
B.原电池的正极发生还原反应；
C.根据两点几上发生的转化书写离子方程式；
D.I－和I3－实现了循环，其浓度基本不变。
13．【答案】B
【解析】【解答】A．分析可知电池工作时，熔融碳酸盐起到导电的作用，和氢离子结合生成二氧化碳，二氧化碳在正极生成碳酸根离子循环使用，故A不符合题意；
B.原电池工作时，H2失电子在负极反应，负极反应为H2＋CO －2e－=H2O＋CO2，故B符合题意；
C.电池工作时，电子从负极电极a－负载－电极b，电子不能通过熔融碳酸盐重新回到电极a，故C不符合题意；
D.电极反应中电子守恒正极的电极反应为O2＋2CO2＋4e－=2CO ，电池工作时，外电路中流过0.2 mol电子，反应消耗0.05 mol O2，消耗O2质量＝0.05 mol×32 g/mol＝1.6 g，故D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据燃料电池的工作原理书写电极方程式，负极失电子，发生氧化反应，失去的电子经过外电路转移到正极上，正极得电子，发生还原反应；并根据电极方程式计算出电子的转移。
14．【答案】C
【解析】【解答】A．反应前后气体分子数减少，△S<0，若反应能自发进行，依据△H-T△S<0，可得△H<0，A不符合题意；
B．氢能热值高、无污染，有可能成为人类未来的主要能源，B不符合题意；
C．气体所处温度压强未知，无法计算转移电子数，C符合题意；
D．反应焓变=反应中断裂旧共价键的键能之和-反应中形成新共价键的键能之和，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析；
B.氢能热值高、无污染；
D.ΔH=反应中断裂旧共价键的键能之和-反应中形成新共价键的键能之和。
15．【答案】C
【解析】【解答】A. 若电流表指针向右偏转，说明电子由银电极流出，则银电极发生氧化反应，A不符合题意；
B. 若电流表指针归零时，则反应达到平衡状态，B不符合题意；
C. 电流表指针归零时，若向左烧瓶中滴加几滴AgNO3溶液，则发生反应Ag＋＋e－=Ag,则石墨为负极，故C符合题意；
D. 上述实验能说明其他条件不变时Ag+与Fe3+的氧化性强弱与其离子浓度有关，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据原电池总反应方程式 可知石墨电极为正极， 得电子，发生还原反应，银电极为负极， 失电子，发生氧化反应。
16．【答案】C
【解析】【解答】反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，则A、D不符合题意，因为两图中生成物总能量高于反应物总能量，由题意知：反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，则反应Ⅱ的活化能较大，则B不符合题意、C符合题意。
故答案为：C。
【分析】反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，结合反应物和生成物能量大小进行判断；反应物能量大于生成物能量为放热反应，反应物能量小于生成物能量为吸热反应。
17．【答案】B
【解析】【解答】ΔH=反应物的键能之和－生成物的键能=280 kJ·mol－1＋3×160 kJ·mol－1－6×330 kJ·mol－1=－1220 kJ·mol－1，
故答案为：B。
【分析】利用ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能进行计算。
18．【答案】B
【解析】【解答】A．充放电的化学反应一定有电子转移，所以必须是氧化还原反应，A不符合题意；
B．放电充电电池属于二次电池，但是并不是可以无限次数地反复充电放电，充电电池的使用有一定年限，B符合题意；
C．充电时，阴极、阳极反应式是放电时负极、正极反应式的逆反应，所以充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行，C不符合题意；
D．如果电器较长时间不再使用，最好将电池取出并放置在低温、干燥的地方，否则即使用电器关掉，系统也会使电池有一个低电流输出，会缩短电池的使用寿命，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】充电电池是可以进行充电和放电的过程，但是不能无限制的进行充电和放电过程，有使用寿命。电池的充电放电是利用了氧化还原反应。
19．【答案】D
【解析】【解答】A．a电极上C6H12O6被氧化生成CO2，所以a为负极，A不符合题意；
B．b为正极，硝酸根被还原生成氮气，根据电子守恒和元素守恒可知电极反应式为2NO +6H2O+10e-=N2↑+12OH-，生成氢氧根，所以pH增大，B不符合题意；
C．原电池中阴离子移向负极，阳离子移向正极，所以中间室的Cl-移向左室，Na+移向右室，C不符合题意；
D．左室C6H12O6被氧化生成CO2，根据电子守恒和元素守恒可知电极反应式为C6H12O6-24e-+6H2O= 6CO2↑+24H+，D符合题意；
故答案为D。
【分析】据图可知a电极上C6H12O6被氧化生成CO2，所以a为负极，b为正极，硝酸根被还原生成氮气。
20．【答案】D
【解析】【解答】A．风力发电机，将风能转化为电能，A不符合题意；
B．天然气烧水，通过天然气的燃烧，将化学能转化为热能，B不符合题意；
C．硅太阳能电池，是将太阳能(光能)转化为电能，C不符合题意；
D．电解熔融氯化钠获得钠和氯气，是将电能转化为化学能，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】电能转换为化学能一般是原电池，化学能转化为电能一般是原电池
21．【答案】（1）负；铝能与 溶液反应而镁不能(答铝电极发生氧化反应，铝电极为电子流出的极等合理答案均给分)
（2）正；；
【解析】【解答】(1)负极，Mg不与氢氧化钠反应，而Al可以与氢氧化钠发生反应，原电池是以金属的相对活性来判断正负极的，Mg的金属活动性强于Al，但Mg不与氢氧化钠反应，而Al可以与氢氧化钠反应，故Al作负极。
(2)若改成稀盐酸，则Mg的金属活动性强于Al，Mg作负极，Al作正极，正极发生还原反应， ，而电池总反应为 。
【分析】（1）铝和氢氧化钠反应，镁不能与氢氧化钠反应，因此铝做负极，镁做正极
（2）镁的活动性强于铝，盐酸做电解质，因此镁做负极，镁单质失去电子濒危镁离子，铝做正极，氢离子得到电子变为氢气，根据正负极电极式即可写出电池总反应
22．【答案】（1）Cu；Cu2++2e-=Cu；负；正；Fe+Cu2+=Fe2++Cu
（2）Fe；FeCl3 （或其他可溶性的铁盐）
【解析】【解答】(1)由铜、铁和硫酸铜溶液组成的原电池中，铁作负极，则作正极的是Cu；在正极，溶液中的Cu2+得电子生成Cu，电极反应式为Cu2++2e-=Cu；负极材料铁失电子，从而使电子由负极经导线移向正极，总反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu。答案为：Cu；Cu2++2e-=Cu；负；正；Fe+Cu2+=Fe2++Cu；
(2)若以反应 来设计原电池，则电池的负极材料应为失电子的反应物，所以是Fe，电解质溶液为FeCl3(或其他可溶性的铁盐)溶液。答案为：Fe；FeCl3(或其他可溶性的铁盐)。
【分析】在原电池中，相对活泼的金属电极为负极，相对不活泼的金属电极或非金属电极作正极，且负极材料能与电解质溶液发生氧化还原反应。设计原电池时，需分析电池反应，失电子的反应物作负极，得电子的离子来自电解质。
23．【答案】（1）2H++2e-=H2↑；升高
（2）Cu；石墨；FeCl3溶液
（3）负；还原；Cu2++2e-=Cu；变小
【解析】【解答】(1)铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应，所以正极反应是氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H++2e-═H2↑；溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小，溶液pH升高；
(2)将Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如上图所示的原电池装置，根据反应中元素化合价的变化判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可，溶液C中含有Fe3+，如FeCl3溶液等；
(3)Zn比较活泼，在原电池中做负极，Cu做正极，正极发生还原反应，Cu2+在正极得到电子变成Cu，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，Cu2+发生了反应，则c(Cu2+)变小。
【分析】根据原电池中发生自发的氧化还原反应，且负极发生氧化反应，正极发生还原反应，结合反应原理解题。
24．【答案】（1）；b
（2）增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分；漏斗；；；4；80
【解析】【解答】(1) 全钒液流电池的放电原理为 ，正极反应是还原反应，由电池总反应可知放电时的正极反应为 ；
用太阳能电池给该电池充电时，阳极上发生的电极反应为 ，则电极反应在N极上发生，连接的b为正极；
(2)①水浸时粉碎的目的是增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分；
②实验室过滤所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒和漏斗；
根据溶解性表知，第一次过滤后滤液中含有VOSO4，滤渣是 ，酸性条件下 与亚硫酸钠发生氧化还原反应生成 ，滤后滤液中也含有VOSO4，所以图中滤液中含有钒元素的溶质的化学式为 ；
③反应是复分解反应，反应的离子方程式是 。根据图可知氯化铵系数为4时沉钒率已经很大，继续增大氯化铵系数沉钒率不再改变，而温度为80℃时沉钒率最大，所以最佳氯化铵系数和温度为4、80 ，沉钒率最大。
【分析】(1) 正极反应化合价降低，得电子，发生还原反应 ；充电时，原电池的正级接电源的正极；
(2)影响反应速率的外界因素：温度，浓度，催化剂，压强（有气体参与反应）和接触面积 ；
③根据图像信息可得出结论。
25．【答案】（1）
（2）氧化；；
【解析】【解答】(1) 和 H2O 反应生成 HNO3 和 NO，反应的化学方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应生成的 NO 再遇到空气中的 O2 发生反应：2NO+O2=2NO2，多次循环后能完全转化为 HNO3，可得到总反应的化学方程式为：4+O2+2H2O=4HNO3，则 转化为 HNO3 的化学方程式为：3+H2O=2HNO3+NO
(2) ①根据图示可知 NiO 电极上 NO 失电子和 O2 离子反应生成 NO2，其中 NO 发生氧化反应。故答案为：氧化
②该装置为原电池装置，NiO 电极上 NO 失电子和 O2 离子反应生成 NO2，发生氧化反应，则 NiO 电极为负极，Pt 电极上 O2 得到电子，发生还原则 Pt 电极是正极，在外电路中，电子是从负极 NiO 电极流出，经外电路回到极 Pt 电极上， NiO 电极的电极反应式为：。故答案为：NiO、
【分析】（1）注意化学方程式的配平，反应物中有气体，所以生成物中的气体不需箭头标注。
（2）该装置属于原电池，根据元素化合价的变化可知，NiO电极上NO失电子形成NO2，则NiO电极为负极，其电极反应式为NO+ O2--2e-=NO2，Pt电极上O2得电子形成O2-，其电极反应式为O2+4e-=2O2-。电子是从负极流出，沿着导线流向正极。