4.1 原电池 课后检测（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 4.1 原电池 课后检测（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 629.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-02-10 10:53:27 | ||
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文档简介
4.1 原电池 课后检测
一、单选题
1．下列说法中正确的是（ ）
A．镍氢电池、锂离子电池和锌锰干电池都是二次电池
B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池
C．化学电池的反应基础是氧化还原反应
D．铅蓄电池放电时正极是Pb负极是PbO2
2．是一种重要的化工原料，主要用于化肥工业，也广泛用于硝酸、纯碱等工业，合成氨反应为 。用通过催化还原的方法，可将机动车尾气中的NO转化为，也可将水体中的转化为。下列说法正确的是（ ）
A．合成氨反应可以设计成原电池
B．在密闭容器中通入1mol和反应完成后，会放出92.4kJ的热量
C．合成氨生产中将液化分离，可加快反应速率
D．将尾气中的NO或水体中的转化为的过程中，氨均为氧化剂
3．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－
4．下列操作正确且能达到实验目的的是（ ）
A． 验证化学能转化为电能
B． 制备无水氯化镁
C． 制备Fe(OH)2
D． 配制一定物质的量浓度的溶液
5．关于原电池的叙述中正确的是（ ）
A．原电池是把化学能转变为电能的装置
B．构成原电池正极和负极的必须是两种不同金属
C．原电池电解质溶液中阳离子向负极移动
D．理论上，所有的氧化还原反应都能设计成原电池
6．《Nature》期刊曾报道一例CH3OH-O2原电池，其工作示意图如下。下列说法错误的是（ ）
A．电极A是负极，发生氧化反应
B．电解质溶液中H+由A极流向B极
C．电极B的电极反应为：O2+2e-+H+=HO2-
D．外电路中通过6mol电子，生成CO2的体积为22.4L
7．下列说法正确的是（ ）
A．纯水的pH不一定等于7
B．原电池的两极中较活泼的金属一定为负极
C．硫酸溶液的导电能力一定比醋酸溶液的导电能力强
D．若升高一个可逆反应的温度，该反应化学平衡常数一定增大
8．有关如图所示装置的叙述中，正确的是（ ）
A．该装置能将电能转变为化学能
B．电子从锌片经硫酸溶液流向铜片
C．当有0.2mol电子通过外电路时，锌片质量减轻6.5g
D．当有0.2mol电子通过外电路时，铜片质量增加6.4g
9．下列装置中能构成原电池的是（ ）
A． B．
C． D．
10．普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，总反应为2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag。下列有关说法正确的是（ ）
A．正极的电极反应式：Ag2O-2e-+2H2O=2Ag+2OH-
B．2 mol Cu与1 mol Ag2O的总能量低于1mLCu2O与2 molAg的总能量
C．电池工作时，OH-向Ag2O /Ag电极移动
D．水泥固化过程中自由水分子减少，导致溶液中各离子浓度的变化，从而引起电动势变化
11．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，下列说法中不正确的是（ ）
A．原电池放电时，负极上发生反应的物质是Zn
B．负极发生的反应是Zn+2OH 2e =Zn(OH)2
C．工作时，负极区溶液c(OH )减小
D．溶液中OH 向正极移动，K+、H+向负极移动
12．汽车尾气中含有CO和NOx(2≥x≥1)，通过设计如图所示电池装置可以利用汽车尾气给汽车蓄电瓶供电，下列说法错误的是
A．负极参与反应的物质至少有4种
B．正极发生的电极反应式为O2+4e-=2O2-
C．NOx放电时两极消耗气体体积比在4：1~4：3之间
D．该电池可长期采用多孔石墨作为电极而不作更换
13．一种碳纳米管能够吸附氢气，用这种材料制备的电池其原理如下图所示，该电池的电解质为6 mol·L－1KOH溶液。下列说法中不正确的是（ ）
A．放电时电池负极的电极反应为H2－2e－+2OH－=2H2O
B．放电时K＋移向正极
C．放电时镍电极的电极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－= NiO(OH)＋H2O
D．该反应过程中KOH溶液的浓度基本保持不变
14．北京冬奥会赛区内将使用氢燃料清洁能源车辆，某氢氧燃料电池工作示意图如图。下列说法中，错误的是（ ）
A．电极a为电池的负极
B．电极b表面反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-
C．电池工作过程中OH-向正极迁移
D．氢氧燃料电池将化学能转化为电能的转化率高于火力发电，提高了能源利用率
15．某华人科学家和他的团队研发出“纸电池”（如图）。这种一面镀锌、一面镀二氧化锰的超薄电池在使用印刷与压层技术后，变成一张可任意裁剪大小的“电纸”，厚度仅为0.5毫米，可以任意弯曲和裁剪。纸内的离子“流过”水和氧化锌组成电解液，电池总反应式为：Zn+2MnO2+H2O＝ZnO+2MnO（OH）。下列说法正确的是（ ）
A．该电池的正极材料为锌
B．该电池反应中二氧化锰发生了氧化反应
C．电池的正极反应式为2MnO2+2H2O+2e-＝2MnO（OH）+2OH-
D．当有0.1 mol锌溶解时，转移的电子数为0.4×6.02×1023
16．如图是以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图。关于该电池的叙述错误的是（ ）
A．该电池不能在高温下工作
B．电池的负极反应为C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋
C．放电过程中，电子从正极区向负极区每转移1 mol，便有1 mol H＋从阳极室进入阴极室
D．微生物燃料电池具有高能量转换效率、原料较广泛、操作条件温和、有生物相容性等优点，值得研究与推广
17．一种HCOOH燃料电池装置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．物质A是硫酸
B．该半透膜是阴离子交换膜
C．正极的电极反应式为：HCOO--2e-+2OH-=2+H2O
D．电池的总反应为：HCOO- +2Fe3++H2O= +2Fe2++2H+
18．下图为两个原电池装置图，由此判断下列说法错误的是( )
A．当两电池转移相同电子时，生成和消耗Ni的物质的量相同
B．两装置工作时，盐桥中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动
C．由此可判断能够发生2Cr3＋＋3Ni=3Ni2＋＋2Cr和Ni2＋＋Sn=Sn2＋＋Ni的反应
D．由此可判断Cr、Ni、Sn三种金属的还原性强弱顺序为：Cr＞Ni＞Sn
19．光电池是发展性能源．一种光化学电池的结构如图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时AgCl （s） Ag （s）+Cl（AgCl），[Cl（AgCl）表示生成的氯原子吸附在氯化银表面]，接着Cl（AgCl）+e﹣=Cl﹣ （aq），若将光源移除，电池会立即恢复至初始状态．下列说法不正确的是（ ）
A．光照时，电流由X流向Y
B．光照时，Pt电极发生的反应为：2Cl﹣+2e﹣=Cl2↑
C．光照时，Cl﹣向Pt电极移动
D．光照时，电池总反应为：AgCl （s）+Cu+ （aq） Ag （s）+Cu2+ （aq）+Cl﹣（aq）
20．一种新型镁硫电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．Mg电极是电源的负极
B．工作时，从左向右移动
C．工作时，正极反应为
D．若选用NaOH溶液作电解质，会降低该电池的工作效率
二、综合题
21．
（1）已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10，若向50mL0.018mol·L-1的AgNO3溶液中加入50mL0.020 mol·L-1的盐酸，混合后溶液中Ag+的浓度为 mol·L-1
（2）某原电池装置如下图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2=2AgCl。负极电极反应式为 ，当电路中转移2mole－
时，交换膜左侧溶液中约减少 mol离子。
22．甲醚（CH3OCH3）被称为21世纪的新型燃料，它清洁、高效、具有优良的环保性能，甲醚是一种无色气体，具有轻微的醚香味，甲醚可作燃料电池的燃料．
（1）甲醚（CH3OCH3）与 （填结构简式）互为同分异构体．
（2）工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下：6H2（g）+2CO2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g），反应放热．
I．一定温度下，在一个固定体积的密闭容器中进行该反应．下列能判断反应到达化学平衡状态的是 （选填编号，注意大小写）
a．c（H2）与c（H2O）的比值保持不变
b．单位时间内有2molH2消耗时有1molH2O生成
c．容器中气体密度不再改变
d．容器中气体压强不再改变
II．温度升高，该化学平衡逆向移动后到达新平衡，混合气体的平均相对分子质量将 （填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池，该燃料电池的负极反应式为 ．
23．化学电池的发明，是贮能和供能技术的巨大进步。
（1）图所示装置中，Zn片是 (填“正极”或“负极”)。
（2）图所示装置可将 (写离子反应方程式)反应释放的能量直接转变为电能；能证明产生电能的实验现象是 。
（3）下列反应通过原电池装置，可实现化学能直接转化为电能的是 (填序号)。
①2H2＋O22H2O
②Cu＋2Ag+=Cu2+＋2Ag
③NaOH+HCl=NaOH+H2O
24．中国力争2030年前实现碳达峰。CO2催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体CO2排放。某温度下，CO2加氢制甲醇的总反应为。在体积为的密闭容器中，充入和，测得的物质的量随时间变化如图。
（1）末时， (填“>”、“<”或“=”)。
（2）在恒温恒容条件下，能说明该反应已达平衡状态的是____。
A．CO2体积分数保持不变
B．容器中浓度与浓度之比为1∶1
C．容器中气体压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变
E．的生成速率是生成速率的3倍
（3）请在图中画出从反应开始到时混合气体平均摩尔质量随时间的变化趋势图 (无须计算数值)。
（4）甲醇是优质的清洁燃料，可制作碱性甲醇燃料电池，工作原理如图所示。电极A的反应式为 。
25．
（1）氢氧燃料电池是一种高效无污染的清洁电池它分碱性（用KOH做电解质）和酸性（用硫酸做电解质）燃料电池。如果是酸性燃料电池，则正极反应方程式是 。
（2）科研人员设想用如图原电池装置生产硫酸，则负极的电极反应式为 。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A．镍氢电池、锂离子电池为二次电池，碱性锌锰干电池为一次电池，A不符合题意；
B．燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、乙醇燃料电池等，产物多为CO2、H2O等，不污染环境，B不符合题意；
C．化学电池是将化学能转变为电能的装置，有电子的转移，实质为氧化还原反应，C符合题意；
D．铅蓄电池放电的时候，Pb被氧化，为原电池的负极；PbO2被还原，为原电池的正极，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.锌锰干电池属于一次电池；
B.燃料电池不会污染环境；
C.化学电池的发反应基础为氧化还原反应；
D.铅蓄电池中，Pb为负极，PbO2为正极；
2．【答案】A
【解析】【解答】A．合成氨为放热的氧化还原反应，理论上可设计成原电池，负极上氢气失去电子，正极上氮气得到电子，A项符合题意；
B．合成氨为可逆反应，1mol和反应完成后，生成的氨气一定小于2mol，则放出的热量一定小于放出92.4kJ，B项不符合题意；
C．合成氨生产中将液化分离，生成物浓度减小，反应速率减小，不能加快反应速率，C项不符合题意；
D．将尾气中的NO或水体中的转化为的过程中，氨中氮元素化合价均升高，为还原剂，D项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、氧化还原反应可以设计成原电池；
B、可逆反应无法完全转化；
C、氨浓度降低，逆反应速率减慢；
D、化合价升高，作为还原剂，化合价降低，作为氧化剂。
3．【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。
4．【答案】C
【解析】【解答】A.没有构成闭合回路，不能形成原电池，故A不符合题意；
B.直接蒸发氯化镁溶液，得到氢氧化镁，故B不符合题意；
C.为防止Fe(OH)2氧化变质，制备Fe(OH)2要隔绝空气，故C符合题意；
D.向容量瓶中加水用玻璃棒引流，故D不符合题意。
【分析】A、没有形成闭合回路，应该在两个烧杯中间连接盐桥；
B、氯化镁加热会水解为氢氧化镁和氯化氢，氯化氢易挥发；
C、可以利用没有隔绝氧气；
D、要用玻璃棒引流。
5．【答案】A
【解析】【解答】A.原电池是将化学能转化为电能的装置，电解池是将电能转化为化学能的装置，故A符合题意；
B.构成原电池的正负极可能都是非金属或金属和非金属，如Zn、石墨和稀硫酸构成的原电池，以石墨为电极的氢氧燃料电池，故B不符合题意；
C.原电池放电时，负极上电子沿导线流向正极，根据异性相吸原理，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故C不符合题意；
D.理论上，自发进行的氧化还原反应都能设计成原电池，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.根据能量的转化形式进行判断；
B.原电池的电极可以是金属或导电的非金属；
C.原电池中阳离子向正极方向移动；
D.自发进行的氧化还原反应可以设计成原电池。
6．【答案】D
【解析】【解答】A.甲醇失去电子转化为二氧化碳，因此电极A是负极，发生氧化反应，A不符合题意；
B.电解质溶液中H+向正极移动，即由电极A流向B极，B不符合题意；
C.电极B是正极，得电子发生还原反应，电极反应为：O2+2e-+H+=HO2- ， C不符合题意；
D.二氧化碳所处的状态不能确定，不能用气体摩尔体积进行计算其体积，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】注意气体体积计算时一般需看是不是在标准状况下，如果不是不能直接计算。
7．【答案】A
【解析】【解答】A．纯水的pH值不一定等于7，如100℃时纯水的pH=6，故A符合题意；
B．在Mg、Al氢氧化钠原电池中，较不活泼的Al作负极，故B不符合题意；
C．导电性与离子浓度有关，与电解质的强弱无关，浓度很小的硫酸溶液的导电能力可能比醋酸溶液的导电能力弱，故C不符合题意；
D．如果可逆反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数会减小，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.水的离子积常数是温度的函数，纯水的pH随温度的升高而降低；
B.原电池的电极处于金属活泼性强弱有关外，还与电解质溶液的性质有关；
C.电解质溶液的导电性与离子浓度和带有的电荷数多少有关；
D.可逆反应的温度升高，平衡可逆向正反应方向移动，也可能向逆反应方向移动。
8．【答案】C
【解析】【解答】A． 该装置能将化学能转变为电能，A不符合题意；
B．电子从锌片经导线流向铜片，B不符合题意；
C． 当有0.2mol电子通过外电路时，则有0.1molZn失去0.2mol电子变成锌离子，锌片质量减轻6.5g，C符合题意；
D． 当有0.2mol电子通过外电路时，0.2molH+得到0.2mol电子变成氢气，铜片质量不增加，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】该装置属于原电池，铜是正极，锌是负极；负极失电子，正极得电子，电子是通过导线进行移动的；正极、负极的电极反应式分别是Zn-2e-=Zn2+、2H++2e-=H2↑，据此分析。
9．【答案】C
【解析】【解答】A.该装置没有形成闭合回路，不能构成原电池，A不符合题意；
B.该装置中两根电极都是锌，活性相同，不能构成原电池，B不符合题意；
C.该装置存在两个活性不同的电极、可发生氧化还原反应、存在电解质溶液、形成闭合回路，可构成原电池，C符合题意；
D.酒精为非电解质，不存在电解质溶液，不能构成原电池，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】此题是对原电池形成条件的考查，要形成原电池必须满足以下条件：有两个活性不同的电极、形成闭合回路、存在电解质溶液、发生自发进行的氧化还原反应；据此结合选项装置进行分析。
10．【答案】D
【解析】【解答】解：A. 由电池反应方程式2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag知，较不活泼的金属银作正极，电极反应式为Ag2O +2e +H2O═2Ag+2OH ，故A不符合题意；
B. 因为原电池的构成条件之一为自发的放热的氧化还原反应，所以该反应为放热反应，则2molCu与1molAg2O的总能量大于1molCu2O与2molAg具有的总能量，故B不符合题意；
C. 原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，因此OH-向Cu电极移动，故C不符合题意。
D、水泥固化过程中，自由水分子减少，溶剂的量减少导致溶液中各离子浓度的变化，从而引起电动势变化，故D符合题意．
故答案为：D.
【分析】关于原电池的题目，核心在于判断正负极，掌握正向正、负向负的电荷移动原理，结合核心产物与溶液环境，书写电极反应式，根据电极反应式进行计算。
11．【答案】D
【解析】【解答】A、根据电池反应式知，Zn失电子发生氧化反应而作负极，氧化银作正极，故A不符合题意；
B、负极发生反应Zn+2OH－-2e－=Zn(OH)2，故B不符合题意；
C、负极发生反应Zn+2OH－-2e－=Zn(OH)2，溶液pH值减小，正极上发生反应：Ag2O+H2O+2e－═2Ag+2OH－，溶液pH增大，故C不符合题意；
D、放电时，电解质溶液中OH－向负极移动，K＋、H＋向正极移动，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据总反应式Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2分析化合价变化可知，Zn在负极上失电子，Ag2O在正极上得电子，电解质溶液为KOH溶液，所以负极反应为Zn+2OH 2e =Zn(OH)2，正极反应为Ag2O+2e +H2O=2Ag+2OH 。在负极区，OH 被消耗，溶液碱性减弱，溶液中的OH 作定向移动到负极来补充，正极区生成OH ，溶液碱性增强，故D项符合题意。
12．【答案】D
【解析】【解答】A．根据上述分析，通汽车尾气一极为负极，汽车尾气中有CO、NOx，因为2≥x≥1，因此氮的氧化物可能为NO、NO2，熔融盐传导的阴离子在负极上参与反应，负极上参与反应的物质至少有CO、NO、NO2、熔融盐传导的阴离子，因此负极参与物质至少有4种，故A说法不符合题意；
B．通空气一极为正极，正极上得电子，化合价降低，因此正极反应式为O2+4e-=2O2-，故B说法不符合题意；
C．假设氮的氧化物是NO，负极反应式为NO-3e-+2O2-=NO，正极反应式为O2+4e-=2O2-，根据得失电子数目守恒，因此NO、氧气的体积比为4∶3，假设氮的氧化物为NO2，负极反应式反应式为NO2-e-+O2-=NO，根据得失电子数目守恒，NO2、氧气的体积比为4∶1，因此消耗两极体积比在4∶1～4∶3之间，故C说法不符合题意；
D．石墨能与氧气在高温下反应，消耗石墨，因此该电池长期采用多孔石墨作电极需要定期更换，故D说法符合题意；
故答案为：D。
【分析】新型电池的判断：
1、化合价升高的为负极，失去电子，化合价降低的为正极，得到电子；
2、电极反应式的书写要注意，负极反应为负极材料失去电子化合价升高，正极反应为正极材料得到电子化合价降低，且要根据电解质溶液的酸碱性判断，酸性溶液不能出现氢氧根，碱性溶液不能出现氢离子，且电极反应式要满足原子守恒。
13．【答案】C
【解析】【解答】A.放电时电池负极的电极反应为H2－2e－+2OH－=2H2O，故A正确，不符合题意。
B.根据离子移动方向，放电时K＋移向正极，故B正确，不符合题意。
C.放电时镍电极的电极反应为 ：Ni(OH)2＋OH－－e－= NiO(OH)＋OH－故C不正确，符合题意。
D.根据总反应进行判断。该反应过程中KOH溶液的浓度基本保持不变，故D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】此题考查原电池知识的应用，根据原电池电极反应的书写方法进行书写电极反应，根据离子移动口诀正移正，负移负，判断离子移动的方向。
14．【答案】C
【解析】【解答】A．电极a上氢元素失电子价态升高，故电极a为负极，故A不符合题意；
B．电极b为正极，电极反应式为O2＋4e ＋2H2O═4OH ，故B不符合题意；
C．原电池工作时，阴离子向负极移动，故C符合题意；
D．氢氧燃料电池能量转化率高，可提高能源利用率，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，原电池工作时，阴离子向负极移动。
15．【答案】C
【解析】【解答】A．该原电池中，锌元素化合价由0价变为+2价，锌失电子作负极，故A不符合题意；
B．该原电池中，锰元素化合价由+4价变为+3价，二氧化锰发生了还原反应，故B不符合题意；
C．正极上二氧化锰得电子发生还原反应，电极反应式为MnO2+e-+H2O═MnO（OH）+OH-，故C符合题意；
D．Zn+2MnO2+H2O＝ZnO+2MnO（OH）反应中锌元素化合价由0价变为+2价，转移2个电子，当有0.1 mol锌溶解时，转移的电子数为0.2×6.02×1023，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据电池总反应式Zn+2MnO2+H2O═ZnO+2MnO（OH）可知，Zn元素化合价升高，被氧化，Mn元素化合价降低，被还原，则锌作负极、二氧化锰作正极，负极电极反应式为Zn-2e-+2OH-═ZnO+H2O，正极电极反应式为2MnO2+2e-+2H2O═2MnO（OH）+2OH-，结合原电池工作原理分析解答。
16．【答案】C
【解析】【解答】A. 微生物在高温条件下会失去生理活性，因此该电池不能在高温下工作，A不符合题意；
B. 根据电解结构示意图中电子的移动方向可知左侧为负极，发生氧化反应，生成CO2，电极反应为：C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋，B不符合题意；
C. 放电过程中电子只能在外电路中移动，C符合题意；
D. 微生物燃料电池具有高能量转换效率、原料较广泛、操作条件温和、有生物相容性等优点，值得研究与推广，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A. 微生物在高温条件下会失去生理活性；
B. 根据电解结构示意图中电子的移动方向可知左侧为负极，发生氧化反应；
C. 放电过程中电子只能在外电路中移动；
D. 微生物燃料电池具有高能量转换效率、原料较广泛、操作条件温和、有生物相容性等优点，值得研究与推广。
17．【答案】A
【解析】【解答】A．根据分析，物质A是H2SO4，A符合题意；
B．根据分析，原电池工作时K+通过半透膜移向正极，因此该半透膜是阳离子交换膜，B不符合题意；
C．根据分析，正极O2得电子生成H2O，电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O，C不符合题意；
D．根据分析，总反应为2HCOOH+2OH-+O2=2+2H2O，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】燃料电池中，通入燃料的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，原电池工作时，阴离子向负极移动。
18．【答案】C
【解析】【解答】根据题给原电池装置可判断左图中Ni作正极，正极反应式为Ni2＋＋2e－=Ni，右图Ni作负极，电极反应式为Ni－2e－=Ni2＋，由此可看出当两电池转移相同电子时，生成消耗Ni的物质的量相同，A项正确；盐桥中阴离子移向负极，阳离子移向正极，B项正确；在左图中Cr作负极，Ni作正极，发生反应为2Cr＋3Ni2＋=3Cr3＋＋3Ni，右图中Ni作负极，Sn作正极，发生反应Ni＋Sn2＋=Ni2＋＋Sn，由两反应可看出三种金属的还原性Cr＞Ni＞Sn，故C项错误，D项正确。
【分析】A.左图中镍离子得到电子被还原为镍单质，右图中镍单质失去电子被氧化为镍离子，因此当两电池转移相同电子时，生成消耗Ni的物质的量相同；
B.原电池的电解液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，盐桥中也是如此；
C.两边电池中的镍做的正负极不同，因此发生的反应是不同的；
D.金属的金属性越强，其还原性就越强，则在原电池中做负极。
19．【答案】B
【解析】【解答】解：该装置中氯原子在银电极上得电子发生还原反应，所以银作正极、铂作负极，
A．光照时，电流从正极银X流向负极铂Y，故A正确；
B．光照时，Pt电极作负极，负极上亚铜离子失电子发生氧化反应，电极反应式为）Cu+（aq）﹣e﹣=Cu2+（aq），故B错误；
C．光照时，该装置是原电池，银作正极，铂作负极，电解质中氯离子向负极铂移动，故C正确；
D．光照时，正极上氯原子得电子发生还原反应，负极上亚铜离子失电子，所以电池反应式为AgCl（s）+Cu+（aq） Ag（s）+Cu2+（aq）+Cl﹣（aq），故D正确；
故选B．
【分析】该装置中氯原子在银电极上得电子发生还原反应，所以银作正极、铂作负极，电流从负极沿导线流向正极，电解质溶液中阴离子向负极移动．
20．【答案】C
【解析】【解答】A、Mg电极发生失电子的氧化反应，因此Mg电极为负极，A不符合题意。
B、在原电池装置中，阳离子移向正极，因此Mg2＋向右侧电极移动，B不符合题意。
C、原电池工作时，正极发生得电子的还原反应，因此其电极反应式为：3Mg2＋＋6e－＋MgS8=4MgS2，C符合题意。
D、若选用NaOH溶液做电解质溶液，则负极反应生成的Mg2＋能与溶液中的OH－反应生成Mg(OH)2沉淀，使得电池的工作效率降低，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】在该镁硫电池中，Mg做负极，发生失电子的氧化反应生成Mg2＋，其电极反应式为Mg－2e－=Mg2＋。S发生得电子的还原反应，与Mg2＋形成MgS8、MgS2、MgS。
21．【答案】（1）1.8x10-7
（2）Ag- e-+Cl-=AgCl；4
【解析】【解答】（1）混合后溶液中剩余Cl－的浓度为c（Cl－）=（0.05L×0.02mol·L－1-0.05L×0.018mol·L－1）/0.1L=1×10-3mol·L-1，c（Ag＋）=Ksp/c(Cl－)=1.8×10-10/1×10-3=1.8×10-7mol·L-1。（2）①放电时，交换膜左侧的氢离子向右侧移动，在负极上有银离子生成，银离子在左侧和溶液中氯离子反应生成AgCl沉淀，反应的离子方程式为：Ag＋+Cl－=AgCl↓，电极反应：Ag-e－+Cl－=AgCl↓，
②放电时，当电路中转移2mol e－时，有2mol氯离子反应生成AgCl白色沉淀，交换膜左侧会有2mol氢离子通过阳离子交换膜向正极移动，所以交换膜左侧溶液中约减少4 mol离子。
【分析】（1）先计算混合后剩余的Cl－，结合Ksp计算Ag＋浓度。（2）根据电池总反应为2Ag+Cl2═2AgCl可知，Ag失电子作负极，氯气在正极上得电子生成氯离子，据此分析解答；
22．【答案】（1）CH3CH2OH
（2）ad；变小
（3）CH3OCH3+16OH﹣12e﹣=2CO2﹣3+11H2O
【解析】【解答】解：（1）甲醚（CH3OCH3）与CH3CH2OH分子式相同结构不同，互为同分异构体，故答案为：CH3CH2OH；（2）I．a、在反应达平衡前，c（H2）与c（H2O）的比值在变小，故当c（H2）与c（H2O）的比值保持不变时，反应达平衡，故A选；
b、单位时间内有2mol H2消耗时一定会有1mol H2O生成，故不能作为平衡的标志，故B不选；
c、本反应的反应物和生成物全是气体，根据质量守恒可知，在反应过程中气体的质量一直不变，而又是恒容的容器，即气体体积不变，故气体密度ρ= 一直不变，故密度不变不能作为平衡的标志，故c不选；
d、此反应是个气体的物质的量有改变的反应，即在平衡之前，容器中气体的物质的量和压强在变化，故当压强不变时，说明反应达平衡，故d选．
故选ad；ad；
II．反应放热，故升高温度，平衡左移，本反应的反应物和生成物全是气体，根据质量守恒可知，在反应过程中气体的质量m一直不变，而升温后平衡左移，气体的物质的量变大，故混合气体的平均式量M= 变小，故答案为：变小；（3）原电池负极发生氧化反应，甲醚在负极放电，碱性条件下生成碳酸根与水，电极反应式为：CH3OCH3+16OH﹣﹣12e﹣=2CO32﹣+11H2O；故答案为：CH3OCH3+16OH﹣12e﹣=2CO2﹣3+11H2O．
【分析】（1）甲醚（CH3OCH3）与CH3CH2OH分子式相同结构不同，互为同分异构体；（2）I．反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度、含量等不再发生变化，以及由此衍生的其它量不变，可由此进行判断；
II．据反应放热，故升高温度，平衡左移，混合气体的平均式量M= ；（3）原电池负极发生氧化反应，甲醚在负极放电，碱性条件下生成碳酸根与水，原电池反应比直接燃烧能量转化率高．
23．【答案】（1）负极
（2）Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑；电流表指针偏转
（3）①②
【解析】【解答】（1）图所示装置为原电池，Zn比Cu活泼，Zn失电子作负极。
（2）该电池的总反应为：Zn+H2SO4= Zn SO4+H2↑，通过该原电池装置将化学能转化为电能，反应过程中电流表的指针会发生偏转，则离子反应方程式为：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑；能证明产生电能的实验现象是电流表指针偏转。
（3）放热的氧化还原反应才可以设计为原电池反应。①反应2H2+O22H2O是放热的氧化还原反应，可以设计为原电池，①不正确；②反应Cu+2Ag+=Cu2++2Ag是放热的氧化还原反应，可以设计为原电池，②正确；③NaOH+HCl=NaOH+H2O是非氧化还原反应，不可以设计为原电池，③不正确；故合理选项是②①。
【分析】（1）该装置是铜锌原电池，Zn的活泼性强于Cu，则Zn为负极，Cu为正极；
（2）该装置的总反应为Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑；
（3）自发进行的、放热的氧化还原反应可设计成原电池。
24．【答案】（1）>
（2）A；C；E
（3）(前达到平衡)
（4）
【解析】【解答】（1）依据反应图像，末时，反应继续向正方向进行着，因此正反应速率比逆反应速率大。
（2）对于反应：
A．CO2体积分数保持不变，符合平衡特征、能说明上述反应达到化学平衡状态，符合；
B．容器中浓度与浓度之比为1∶1，取决于起始时成分的量，不能说明上述反应达到化学平衡状态，不符合；
C．该反应气体分子总数会随着反应而改变、故压强也会改变，当体系压强不随时间变化时，则气体分子总数不变、各成分的物质的量及浓度保持不变，符合；
D．混合气体的密度保持一直保持不变，不可作为平衡标志的判断，不符合；
E．的生成速率是生成速率的3倍，即正反应速率和逆反应速率相等，符合；
因此选择ACE。
（3）从反应开始到时，就达到了平衡状态，因此混合气体平均摩尔质量随时间的变化趋势应该是先增大后不变，但是，起点不能为0，题目要求不需要计算，因此只要有趋势变化即可。图如下：
。
（4）燃料电池中通入甲醇的电极A为负极，因此发生失去电子的氧化反应，碱性条件下C元素最终转化为碳酸根离子，故电极反应为。
【分析】（1）3分钟还未达到平衡，正反应速率大于逆反应速率；
（2）化学平衡判断：1、同种物质正逆反应速率相等，2、不同物质速率满足：同侧异，异侧同，成比例，3、各组分的浓度、物质的量、质量、质量分数不变，4、左右两边化学计量数不相等，总物质的量、总压强（恒容）、总体积（恒压）不变，5、平均相对分子质量、平均密度根据公式计算，6、体系温度、颜色不变；
（3）结合公式Mr=m/n进行判断；
（4）新型电池的判断：
1、化合价升高的为负极，失去电子，化合价降低的为正极，得到电子；
2、电极反应式的书写要注意，负极反应为负极材料失去电子化合价升高，正极反应为正极材料得到电子化合价降低，且要根据电解质溶液的酸碱性判断，酸性溶液不能出现氢氧根，碱性溶液不能出现氢离子，且电极反应式要满足原子守恒。
25．【答案】（1）O2+4e-+4H+＝2H2O
（2）SO2-4e-+2H2O＝SO42-+4H+
【解析】【解答】（1）氢氧燃料电池中氧气在正极通入，发生得到电子的还原反应，电解质溶液显酸性，则正极反应方程式是O2+4e-+4H+＝2H2O；（2）氧气得到电子，b电极是正极，a电极是负极，发生二氧化硫失去电子的氧化反应，则负极的电极反应式为SO2-4e-+2H2O＝SO42-+4H+。
【分析】（1）氢氧燃料电池的负极是氢气，去电子，正极是氧气，得到电子；
（2）该原电池的负极是二氧化硫，在反应中由于是酸性电解液，因此二氧化硫失去电子和水反应生成氢离子和硫酸根离子。
一、单选题
1．下列说法中正确的是（ ）
A．镍氢电池、锂离子电池和锌锰干电池都是二次电池
B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池
C．化学电池的反应基础是氧化还原反应
D．铅蓄电池放电时正极是Pb负极是PbO2
2．是一种重要的化工原料，主要用于化肥工业，也广泛用于硝酸、纯碱等工业，合成氨反应为 。用通过催化还原的方法，可将机动车尾气中的NO转化为，也可将水体中的转化为。下列说法正确的是（ ）
A．合成氨反应可以设计成原电池
B．在密闭容器中通入1mol和反应完成后，会放出92.4kJ的热量
C．合成氨生产中将液化分离，可加快反应速率
D．将尾气中的NO或水体中的转化为的过程中，氨均为氧化剂
3．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－
4．下列操作正确且能达到实验目的的是（ ）
A． 验证化学能转化为电能
B． 制备无水氯化镁
C． 制备Fe(OH)2
D． 配制一定物质的量浓度的溶液
5．关于原电池的叙述中正确的是（ ）
A．原电池是把化学能转变为电能的装置
B．构成原电池正极和负极的必须是两种不同金属
C．原电池电解质溶液中阳离子向负极移动
D．理论上，所有的氧化还原反应都能设计成原电池
6．《Nature》期刊曾报道一例CH3OH-O2原电池，其工作示意图如下。下列说法错误的是（ ）
A．电极A是负极，发生氧化反应
B．电解质溶液中H+由A极流向B极
C．电极B的电极反应为：O2+2e-+H+=HO2-
D．外电路中通过6mol电子，生成CO2的体积为22.4L
7．下列说法正确的是（ ）
A．纯水的pH不一定等于7
B．原电池的两极中较活泼的金属一定为负极
C．硫酸溶液的导电能力一定比醋酸溶液的导电能力强
D．若升高一个可逆反应的温度，该反应化学平衡常数一定增大
8．有关如图所示装置的叙述中，正确的是（ ）
A．该装置能将电能转变为化学能
B．电子从锌片经硫酸溶液流向铜片
C．当有0.2mol电子通过外电路时，锌片质量减轻6.5g
D．当有0.2mol电子通过外电路时，铜片质量增加6.4g
9．下列装置中能构成原电池的是（ ）
A． B．
C． D．
10．普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，总反应为2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag。下列有关说法正确的是（ ）
A．正极的电极反应式：Ag2O-2e-+2H2O=2Ag+2OH-
B．2 mol Cu与1 mol Ag2O的总能量低于1mLCu2O与2 molAg的总能量
C．电池工作时，OH-向Ag2O /Ag电极移动
D．水泥固化过程中自由水分子减少，导致溶液中各离子浓度的变化，从而引起电动势变化
11．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，下列说法中不正确的是（ ）
A．原电池放电时，负极上发生反应的物质是Zn
B．负极发生的反应是Zn+2OH 2e =Zn(OH)2
C．工作时，负极区溶液c(OH )减小
D．溶液中OH 向正极移动，K+、H+向负极移动
12．汽车尾气中含有CO和NOx(2≥x≥1)，通过设计如图所示电池装置可以利用汽车尾气给汽车蓄电瓶供电，下列说法错误的是
A．负极参与反应的物质至少有4种
B．正极发生的电极反应式为O2+4e-=2O2-
C．NOx放电时两极消耗气体体积比在4：1~4：3之间
D．该电池可长期采用多孔石墨作为电极而不作更换
13．一种碳纳米管能够吸附氢气，用这种材料制备的电池其原理如下图所示，该电池的电解质为6 mol·L－1KOH溶液。下列说法中不正确的是（ ）
A．放电时电池负极的电极反应为H2－2e－+2OH－=2H2O
B．放电时K＋移向正极
C．放电时镍电极的电极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－= NiO(OH)＋H2O
D．该反应过程中KOH溶液的浓度基本保持不变
14．北京冬奥会赛区内将使用氢燃料清洁能源车辆，某氢氧燃料电池工作示意图如图。下列说法中，错误的是（ ）
A．电极a为电池的负极
B．电极b表面反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-
C．电池工作过程中OH-向正极迁移
D．氢氧燃料电池将化学能转化为电能的转化率高于火力发电，提高了能源利用率
15．某华人科学家和他的团队研发出“纸电池”（如图）。这种一面镀锌、一面镀二氧化锰的超薄电池在使用印刷与压层技术后，变成一张可任意裁剪大小的“电纸”，厚度仅为0.5毫米，可以任意弯曲和裁剪。纸内的离子“流过”水和氧化锌组成电解液，电池总反应式为：Zn+2MnO2+H2O＝ZnO+2MnO（OH）。下列说法正确的是（ ）
A．该电池的正极材料为锌
B．该电池反应中二氧化锰发生了氧化反应
C．电池的正极反应式为2MnO2+2H2O+2e-＝2MnO（OH）+2OH-
D．当有0.1 mol锌溶解时，转移的电子数为0.4×6.02×1023
16．如图是以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图。关于该电池的叙述错误的是（ ）
A．该电池不能在高温下工作
B．电池的负极反应为C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋
C．放电过程中，电子从正极区向负极区每转移1 mol，便有1 mol H＋从阳极室进入阴极室
D．微生物燃料电池具有高能量转换效率、原料较广泛、操作条件温和、有生物相容性等优点，值得研究与推广
17．一种HCOOH燃料电池装置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．物质A是硫酸
B．该半透膜是阴离子交换膜
C．正极的电极反应式为：HCOO--2e-+2OH-=2+H2O
D．电池的总反应为：HCOO- +2Fe3++H2O= +2Fe2++2H+
18．下图为两个原电池装置图，由此判断下列说法错误的是( )
A．当两电池转移相同电子时，生成和消耗Ni的物质的量相同
B．两装置工作时，盐桥中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动
C．由此可判断能够发生2Cr3＋＋3Ni=3Ni2＋＋2Cr和Ni2＋＋Sn=Sn2＋＋Ni的反应
D．由此可判断Cr、Ni、Sn三种金属的还原性强弱顺序为：Cr＞Ni＞Sn
19．光电池是发展性能源．一种光化学电池的结构如图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时AgCl （s） Ag （s）+Cl（AgCl），[Cl（AgCl）表示生成的氯原子吸附在氯化银表面]，接着Cl（AgCl）+e﹣=Cl﹣ （aq），若将光源移除，电池会立即恢复至初始状态．下列说法不正确的是（ ）
A．光照时，电流由X流向Y
B．光照时，Pt电极发生的反应为：2Cl﹣+2e﹣=Cl2↑
C．光照时，Cl﹣向Pt电极移动
D．光照时，电池总反应为：AgCl （s）+Cu+ （aq） Ag （s）+Cu2+ （aq）+Cl﹣（aq）
20．一种新型镁硫电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．Mg电极是电源的负极
B．工作时，从左向右移动
C．工作时，正极反应为
D．若选用NaOH溶液作电解质，会降低该电池的工作效率
二、综合题
21．
（1）已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10，若向50mL0.018mol·L-1的AgNO3溶液中加入50mL0.020 mol·L-1的盐酸，混合后溶液中Ag+的浓度为 mol·L-1
（2）某原电池装置如下图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2=2AgCl。负极电极反应式为 ，当电路中转移2mole－
时，交换膜左侧溶液中约减少 mol离子。
22．甲醚（CH3OCH3）被称为21世纪的新型燃料，它清洁、高效、具有优良的环保性能，甲醚是一种无色气体，具有轻微的醚香味，甲醚可作燃料电池的燃料．
（1）甲醚（CH3OCH3）与 （填结构简式）互为同分异构体．
（2）工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下：6H2（g）+2CO2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g），反应放热．
I．一定温度下，在一个固定体积的密闭容器中进行该反应．下列能判断反应到达化学平衡状态的是 （选填编号，注意大小写）
a．c（H2）与c（H2O）的比值保持不变
b．单位时间内有2molH2消耗时有1molH2O生成
c．容器中气体密度不再改变
d．容器中气体压强不再改变
II．温度升高，该化学平衡逆向移动后到达新平衡，混合气体的平均相对分子质量将 （填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池，该燃料电池的负极反应式为 ．
23．化学电池的发明，是贮能和供能技术的巨大进步。
（1）图所示装置中，Zn片是 (填“正极”或“负极”)。
（2）图所示装置可将 (写离子反应方程式)反应释放的能量直接转变为电能；能证明产生电能的实验现象是 。
（3）下列反应通过原电池装置，可实现化学能直接转化为电能的是 (填序号)。
①2H2＋O22H2O
②Cu＋2Ag+=Cu2+＋2Ag
③NaOH+HCl=NaOH+H2O
24．中国力争2030年前实现碳达峰。CO2催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体CO2排放。某温度下，CO2加氢制甲醇的总反应为。在体积为的密闭容器中，充入和，测得的物质的量随时间变化如图。
（1）末时， (填“>”、“<”或“=”)。
（2）在恒温恒容条件下，能说明该反应已达平衡状态的是____。
A．CO2体积分数保持不变
B．容器中浓度与浓度之比为1∶1
C．容器中气体压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变
E．的生成速率是生成速率的3倍
（3）请在图中画出从反应开始到时混合气体平均摩尔质量随时间的变化趋势图 (无须计算数值)。
（4）甲醇是优质的清洁燃料，可制作碱性甲醇燃料电池，工作原理如图所示。电极A的反应式为 。
25．
（1）氢氧燃料电池是一种高效无污染的清洁电池它分碱性（用KOH做电解质）和酸性（用硫酸做电解质）燃料电池。如果是酸性燃料电池，则正极反应方程式是 。
（2）科研人员设想用如图原电池装置生产硫酸，则负极的电极反应式为 。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A．镍氢电池、锂离子电池为二次电池，碱性锌锰干电池为一次电池，A不符合题意；
B．燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、乙醇燃料电池等，产物多为CO2、H2O等，不污染环境，B不符合题意；
C．化学电池是将化学能转变为电能的装置，有电子的转移，实质为氧化还原反应，C符合题意；
D．铅蓄电池放电的时候，Pb被氧化，为原电池的负极；PbO2被还原，为原电池的正极，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.锌锰干电池属于一次电池；
B.燃料电池不会污染环境；
C.化学电池的发反应基础为氧化还原反应；
D.铅蓄电池中，Pb为负极，PbO2为正极；
2．【答案】A
【解析】【解答】A．合成氨为放热的氧化还原反应，理论上可设计成原电池，负极上氢气失去电子，正极上氮气得到电子，A项符合题意；
B．合成氨为可逆反应，1mol和反应完成后，生成的氨气一定小于2mol，则放出的热量一定小于放出92.4kJ，B项不符合题意；
C．合成氨生产中将液化分离，生成物浓度减小，反应速率减小，不能加快反应速率，C项不符合题意；
D．将尾气中的NO或水体中的转化为的过程中，氨中氮元素化合价均升高，为还原剂，D项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、氧化还原反应可以设计成原电池；
B、可逆反应无法完全转化；
C、氨浓度降低，逆反应速率减慢；
D、化合价升高，作为还原剂，化合价降低，作为氧化剂。
3．【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。
4．【答案】C
【解析】【解答】A.没有构成闭合回路，不能形成原电池，故A不符合题意；
B.直接蒸发氯化镁溶液，得到氢氧化镁，故B不符合题意；
C.为防止Fe(OH)2氧化变质，制备Fe(OH)2要隔绝空气，故C符合题意；
D.向容量瓶中加水用玻璃棒引流，故D不符合题意。
【分析】A、没有形成闭合回路，应该在两个烧杯中间连接盐桥；
B、氯化镁加热会水解为氢氧化镁和氯化氢，氯化氢易挥发；
C、可以利用没有隔绝氧气；
D、要用玻璃棒引流。
5．【答案】A
【解析】【解答】A.原电池是将化学能转化为电能的装置，电解池是将电能转化为化学能的装置，故A符合题意；
B.构成原电池的正负极可能都是非金属或金属和非金属，如Zn、石墨和稀硫酸构成的原电池，以石墨为电极的氢氧燃料电池，故B不符合题意；
C.原电池放电时，负极上电子沿导线流向正极，根据异性相吸原理，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故C不符合题意；
D.理论上，自发进行的氧化还原反应都能设计成原电池，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.根据能量的转化形式进行判断；
B.原电池的电极可以是金属或导电的非金属；
C.原电池中阳离子向正极方向移动；
D.自发进行的氧化还原反应可以设计成原电池。
6．【答案】D
【解析】【解答】A.甲醇失去电子转化为二氧化碳，因此电极A是负极，发生氧化反应，A不符合题意；
B.电解质溶液中H+向正极移动，即由电极A流向B极，B不符合题意；
C.电极B是正极，得电子发生还原反应，电极反应为：O2+2e-+H+=HO2- ， C不符合题意；
D.二氧化碳所处的状态不能确定，不能用气体摩尔体积进行计算其体积，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】注意气体体积计算时一般需看是不是在标准状况下，如果不是不能直接计算。
7．【答案】A
【解析】【解答】A．纯水的pH值不一定等于7，如100℃时纯水的pH=6，故A符合题意；
B．在Mg、Al氢氧化钠原电池中，较不活泼的Al作负极，故B不符合题意；
C．导电性与离子浓度有关，与电解质的强弱无关，浓度很小的硫酸溶液的导电能力可能比醋酸溶液的导电能力弱，故C不符合题意；
D．如果可逆反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数会减小，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.水的离子积常数是温度的函数，纯水的pH随温度的升高而降低；
B.原电池的电极处于金属活泼性强弱有关外，还与电解质溶液的性质有关；
C.电解质溶液的导电性与离子浓度和带有的电荷数多少有关；
D.可逆反应的温度升高，平衡可逆向正反应方向移动，也可能向逆反应方向移动。
8．【答案】C
【解析】【解答】A． 该装置能将化学能转变为电能，A不符合题意；
B．电子从锌片经导线流向铜片，B不符合题意；
C． 当有0.2mol电子通过外电路时，则有0.1molZn失去0.2mol电子变成锌离子，锌片质量减轻6.5g，C符合题意；
D． 当有0.2mol电子通过外电路时，0.2molH+得到0.2mol电子变成氢气，铜片质量不增加，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】该装置属于原电池，铜是正极，锌是负极；负极失电子，正极得电子，电子是通过导线进行移动的；正极、负极的电极反应式分别是Zn-2e-=Zn2+、2H++2e-=H2↑，据此分析。
9．【答案】C
【解析】【解答】A.该装置没有形成闭合回路，不能构成原电池，A不符合题意；
B.该装置中两根电极都是锌，活性相同，不能构成原电池，B不符合题意；
C.该装置存在两个活性不同的电极、可发生氧化还原反应、存在电解质溶液、形成闭合回路，可构成原电池，C符合题意；
D.酒精为非电解质，不存在电解质溶液，不能构成原电池，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】此题是对原电池形成条件的考查，要形成原电池必须满足以下条件：有两个活性不同的电极、形成闭合回路、存在电解质溶液、发生自发进行的氧化还原反应；据此结合选项装置进行分析。
10．【答案】D
【解析】【解答】解：A. 由电池反应方程式2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag知，较不活泼的金属银作正极，电极反应式为Ag2O +2e +H2O═2Ag+2OH ，故A不符合题意；
B. 因为原电池的构成条件之一为自发的放热的氧化还原反应，所以该反应为放热反应，则2molCu与1molAg2O的总能量大于1molCu2O与2molAg具有的总能量，故B不符合题意；
C. 原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，因此OH-向Cu电极移动，故C不符合题意。
D、水泥固化过程中，自由水分子减少，溶剂的量减少导致溶液中各离子浓度的变化，从而引起电动势变化，故D符合题意．
故答案为：D.
【分析】关于原电池的题目，核心在于判断正负极，掌握正向正、负向负的电荷移动原理，结合核心产物与溶液环境，书写电极反应式，根据电极反应式进行计算。
11．【答案】D
【解析】【解答】A、根据电池反应式知，Zn失电子发生氧化反应而作负极，氧化银作正极，故A不符合题意；
B、负极发生反应Zn+2OH－-2e－=Zn(OH)2，故B不符合题意；
C、负极发生反应Zn+2OH－-2e－=Zn(OH)2，溶液pH值减小，正极上发生反应：Ag2O+H2O+2e－═2Ag+2OH－，溶液pH增大，故C不符合题意；
D、放电时，电解质溶液中OH－向负极移动，K＋、H＋向正极移动，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据总反应式Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2分析化合价变化可知，Zn在负极上失电子，Ag2O在正极上得电子，电解质溶液为KOH溶液，所以负极反应为Zn+2OH 2e =Zn(OH)2，正极反应为Ag2O+2e +H2O=2Ag+2OH 。在负极区，OH 被消耗，溶液碱性减弱，溶液中的OH 作定向移动到负极来补充，正极区生成OH ，溶液碱性增强，故D项符合题意。
12．【答案】D
【解析】【解答】A．根据上述分析，通汽车尾气一极为负极，汽车尾气中有CO、NOx，因为2≥x≥1，因此氮的氧化物可能为NO、NO2，熔融盐传导的阴离子在负极上参与反应，负极上参与反应的物质至少有CO、NO、NO2、熔融盐传导的阴离子，因此负极参与物质至少有4种，故A说法不符合题意；
B．通空气一极为正极，正极上得电子，化合价降低，因此正极反应式为O2+4e-=2O2-，故B说法不符合题意；
C．假设氮的氧化物是NO，负极反应式为NO-3e-+2O2-=NO，正极反应式为O2+4e-=2O2-，根据得失电子数目守恒，因此NO、氧气的体积比为4∶3，假设氮的氧化物为NO2，负极反应式反应式为NO2-e-+O2-=NO，根据得失电子数目守恒，NO2、氧气的体积比为4∶1，因此消耗两极体积比在4∶1～4∶3之间，故C说法不符合题意；
D．石墨能与氧气在高温下反应，消耗石墨，因此该电池长期采用多孔石墨作电极需要定期更换，故D说法符合题意；
故答案为：D。
【分析】新型电池的判断：
1、化合价升高的为负极，失去电子，化合价降低的为正极，得到电子；
2、电极反应式的书写要注意，负极反应为负极材料失去电子化合价升高，正极反应为正极材料得到电子化合价降低，且要根据电解质溶液的酸碱性判断，酸性溶液不能出现氢氧根，碱性溶液不能出现氢离子，且电极反应式要满足原子守恒。
13．【答案】C
【解析】【解答】A.放电时电池负极的电极反应为H2－2e－+2OH－=2H2O，故A正确，不符合题意。
B.根据离子移动方向，放电时K＋移向正极，故B正确，不符合题意。
C.放电时镍电极的电极反应为 ：Ni(OH)2＋OH－－e－= NiO(OH)＋OH－故C不正确，符合题意。
D.根据总反应进行判断。该反应过程中KOH溶液的浓度基本保持不变，故D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】此题考查原电池知识的应用，根据原电池电极反应的书写方法进行书写电极反应，根据离子移动口诀正移正，负移负，判断离子移动的方向。
14．【答案】C
【解析】【解答】A．电极a上氢元素失电子价态升高，故电极a为负极，故A不符合题意；
B．电极b为正极，电极反应式为O2＋4e ＋2H2O═4OH ，故B不符合题意；
C．原电池工作时，阴离子向负极移动，故C符合题意；
D．氢氧燃料电池能量转化率高，可提高能源利用率，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，原电池工作时，阴离子向负极移动。
15．【答案】C
【解析】【解答】A．该原电池中，锌元素化合价由0价变为+2价，锌失电子作负极，故A不符合题意；
B．该原电池中，锰元素化合价由+4价变为+3价，二氧化锰发生了还原反应，故B不符合题意；
C．正极上二氧化锰得电子发生还原反应，电极反应式为MnO2+e-+H2O═MnO（OH）+OH-，故C符合题意；
D．Zn+2MnO2+H2O＝ZnO+2MnO（OH）反应中锌元素化合价由0价变为+2价，转移2个电子，当有0.1 mol锌溶解时，转移的电子数为0.2×6.02×1023，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据电池总反应式Zn+2MnO2+H2O═ZnO+2MnO（OH）可知，Zn元素化合价升高，被氧化，Mn元素化合价降低，被还原，则锌作负极、二氧化锰作正极，负极电极反应式为Zn-2e-+2OH-═ZnO+H2O，正极电极反应式为2MnO2+2e-+2H2O═2MnO（OH）+2OH-，结合原电池工作原理分析解答。
16．【答案】C
【解析】【解答】A. 微生物在高温条件下会失去生理活性，因此该电池不能在高温下工作，A不符合题意；
B. 根据电解结构示意图中电子的移动方向可知左侧为负极，发生氧化反应，生成CO2，电极反应为：C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋，B不符合题意；
C. 放电过程中电子只能在外电路中移动，C符合题意；
D. 微生物燃料电池具有高能量转换效率、原料较广泛、操作条件温和、有生物相容性等优点，值得研究与推广，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A. 微生物在高温条件下会失去生理活性；
B. 根据电解结构示意图中电子的移动方向可知左侧为负极，发生氧化反应；
C. 放电过程中电子只能在外电路中移动；
D. 微生物燃料电池具有高能量转换效率、原料较广泛、操作条件温和、有生物相容性等优点，值得研究与推广。
17．【答案】A
【解析】【解答】A．根据分析，物质A是H2SO4，A符合题意；
B．根据分析，原电池工作时K+通过半透膜移向正极，因此该半透膜是阳离子交换膜，B不符合题意；
C．根据分析，正极O2得电子生成H2O，电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O，C不符合题意；
D．根据分析，总反应为2HCOOH+2OH-+O2=2+2H2O，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】燃料电池中，通入燃料的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，原电池工作时，阴离子向负极移动。
18．【答案】C
【解析】【解答】根据题给原电池装置可判断左图中Ni作正极，正极反应式为Ni2＋＋2e－=Ni，右图Ni作负极，电极反应式为Ni－2e－=Ni2＋，由此可看出当两电池转移相同电子时，生成消耗Ni的物质的量相同，A项正确；盐桥中阴离子移向负极，阳离子移向正极，B项正确；在左图中Cr作负极，Ni作正极，发生反应为2Cr＋3Ni2＋=3Cr3＋＋3Ni，右图中Ni作负极，Sn作正极，发生反应Ni＋Sn2＋=Ni2＋＋Sn，由两反应可看出三种金属的还原性Cr＞Ni＞Sn，故C项错误，D项正确。
【分析】A.左图中镍离子得到电子被还原为镍单质，右图中镍单质失去电子被氧化为镍离子，因此当两电池转移相同电子时，生成消耗Ni的物质的量相同；
B.原电池的电解液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，盐桥中也是如此；
C.两边电池中的镍做的正负极不同，因此发生的反应是不同的；
D.金属的金属性越强，其还原性就越强，则在原电池中做负极。
19．【答案】B
【解析】【解答】解：该装置中氯原子在银电极上得电子发生还原反应，所以银作正极、铂作负极，
A．光照时，电流从正极银X流向负极铂Y，故A正确；
B．光照时，Pt电极作负极，负极上亚铜离子失电子发生氧化反应，电极反应式为）Cu+（aq）﹣e﹣=Cu2+（aq），故B错误；
C．光照时，该装置是原电池，银作正极，铂作负极，电解质中氯离子向负极铂移动，故C正确；
D．光照时，正极上氯原子得电子发生还原反应，负极上亚铜离子失电子，所以电池反应式为AgCl（s）+Cu+（aq） Ag（s）+Cu2+（aq）+Cl﹣（aq），故D正确；
故选B．
【分析】该装置中氯原子在银电极上得电子发生还原反应，所以银作正极、铂作负极，电流从负极沿导线流向正极，电解质溶液中阴离子向负极移动．
20．【答案】C
【解析】【解答】A、Mg电极发生失电子的氧化反应，因此Mg电极为负极，A不符合题意。
B、在原电池装置中，阳离子移向正极，因此Mg2＋向右侧电极移动，B不符合题意。
C、原电池工作时，正极发生得电子的还原反应，因此其电极反应式为：3Mg2＋＋6e－＋MgS8=4MgS2，C符合题意。
D、若选用NaOH溶液做电解质溶液，则负极反应生成的Mg2＋能与溶液中的OH－反应生成Mg(OH)2沉淀，使得电池的工作效率降低，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】在该镁硫电池中，Mg做负极，发生失电子的氧化反应生成Mg2＋，其电极反应式为Mg－2e－=Mg2＋。S发生得电子的还原反应，与Mg2＋形成MgS8、MgS2、MgS。
21．【答案】（1）1.8x10-7
（2）Ag- e-+Cl-=AgCl；4
【解析】【解答】（1）混合后溶液中剩余Cl－的浓度为c（Cl－）=（0.05L×0.02mol·L－1-0.05L×0.018mol·L－1）/0.1L=1×10-3mol·L-1，c（Ag＋）=Ksp/c(Cl－)=1.8×10-10/1×10-3=1.8×10-7mol·L-1。（2）①放电时，交换膜左侧的氢离子向右侧移动，在负极上有银离子生成，银离子在左侧和溶液中氯离子反应生成AgCl沉淀，反应的离子方程式为：Ag＋+Cl－=AgCl↓，电极反应：Ag-e－+Cl－=AgCl↓，
②放电时，当电路中转移2mol e－时，有2mol氯离子反应生成AgCl白色沉淀，交换膜左侧会有2mol氢离子通过阳离子交换膜向正极移动，所以交换膜左侧溶液中约减少4 mol离子。
【分析】（1）先计算混合后剩余的Cl－，结合Ksp计算Ag＋浓度。（2）根据电池总反应为2Ag+Cl2═2AgCl可知，Ag失电子作负极，氯气在正极上得电子生成氯离子，据此分析解答；
22．【答案】（1）CH3CH2OH
（2）ad；变小
（3）CH3OCH3+16OH﹣12e﹣=2CO2﹣3+11H2O
【解析】【解答】解：（1）甲醚（CH3OCH3）与CH3CH2OH分子式相同结构不同，互为同分异构体，故答案为：CH3CH2OH；（2）I．a、在反应达平衡前，c（H2）与c（H2O）的比值在变小，故当c（H2）与c（H2O）的比值保持不变时，反应达平衡，故A选；
b、单位时间内有2mol H2消耗时一定会有1mol H2O生成，故不能作为平衡的标志，故B不选；
c、本反应的反应物和生成物全是气体，根据质量守恒可知，在反应过程中气体的质量一直不变，而又是恒容的容器，即气体体积不变，故气体密度ρ= 一直不变，故密度不变不能作为平衡的标志，故c不选；
d、此反应是个气体的物质的量有改变的反应，即在平衡之前，容器中气体的物质的量和压强在变化，故当压强不变时，说明反应达平衡，故d选．
故选ad；ad；
II．反应放热，故升高温度，平衡左移，本反应的反应物和生成物全是气体，根据质量守恒可知，在反应过程中气体的质量m一直不变，而升温后平衡左移，气体的物质的量变大，故混合气体的平均式量M= 变小，故答案为：变小；（3）原电池负极发生氧化反应，甲醚在负极放电，碱性条件下生成碳酸根与水，电极反应式为：CH3OCH3+16OH﹣﹣12e﹣=2CO32﹣+11H2O；故答案为：CH3OCH3+16OH﹣12e﹣=2CO2﹣3+11H2O．
【分析】（1）甲醚（CH3OCH3）与CH3CH2OH分子式相同结构不同，互为同分异构体；（2）I．反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度、含量等不再发生变化，以及由此衍生的其它量不变，可由此进行判断；
II．据反应放热，故升高温度，平衡左移，混合气体的平均式量M= ；（3）原电池负极发生氧化反应，甲醚在负极放电，碱性条件下生成碳酸根与水，原电池反应比直接燃烧能量转化率高．
23．【答案】（1）负极
（2）Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑；电流表指针偏转
（3）①②
【解析】【解答】（1）图所示装置为原电池，Zn比Cu活泼，Zn失电子作负极。
（2）该电池的总反应为：Zn+H2SO4= Zn SO4+H2↑，通过该原电池装置将化学能转化为电能，反应过程中电流表的指针会发生偏转，则离子反应方程式为：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑；能证明产生电能的实验现象是电流表指针偏转。
（3）放热的氧化还原反应才可以设计为原电池反应。①反应2H2+O22H2O是放热的氧化还原反应，可以设计为原电池，①不正确；②反应Cu+2Ag+=Cu2++2Ag是放热的氧化还原反应，可以设计为原电池，②正确；③NaOH+HCl=NaOH+H2O是非氧化还原反应，不可以设计为原电池，③不正确；故合理选项是②①。
【分析】（1）该装置是铜锌原电池，Zn的活泼性强于Cu，则Zn为负极，Cu为正极；
（2）该装置的总反应为Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑；
（3）自发进行的、放热的氧化还原反应可设计成原电池。
24．【答案】（1）>
（2）A；C；E
（3）(前达到平衡)
（4）
【解析】【解答】（1）依据反应图像，末时，反应继续向正方向进行着，因此正反应速率比逆反应速率大。
（2）对于反应：
A．CO2体积分数保持不变，符合平衡特征、能说明上述反应达到化学平衡状态，符合；
B．容器中浓度与浓度之比为1∶1，取决于起始时成分的量，不能说明上述反应达到化学平衡状态，不符合；
C．该反应气体分子总数会随着反应而改变、故压强也会改变，当体系压强不随时间变化时，则气体分子总数不变、各成分的物质的量及浓度保持不变，符合；
D．混合气体的密度保持一直保持不变，不可作为平衡标志的判断，不符合；
E．的生成速率是生成速率的3倍，即正反应速率和逆反应速率相等，符合；
因此选择ACE。
（3）从反应开始到时，就达到了平衡状态，因此混合气体平均摩尔质量随时间的变化趋势应该是先增大后不变，但是，起点不能为0，题目要求不需要计算，因此只要有趋势变化即可。图如下：
。
（4）燃料电池中通入甲醇的电极A为负极，因此发生失去电子的氧化反应，碱性条件下C元素最终转化为碳酸根离子，故电极反应为。
【分析】（1）3分钟还未达到平衡，正反应速率大于逆反应速率；
（2）化学平衡判断：1、同种物质正逆反应速率相等，2、不同物质速率满足：同侧异，异侧同，成比例，3、各组分的浓度、物质的量、质量、质量分数不变，4、左右两边化学计量数不相等，总物质的量、总压强（恒容）、总体积（恒压）不变，5、平均相对分子质量、平均密度根据公式计算，6、体系温度、颜色不变；
（3）结合公式Mr=m/n进行判断；
（4）新型电池的判断：
1、化合价升高的为负极，失去电子，化合价降低的为正极，得到电子；
2、电极反应式的书写要注意，负极反应为负极材料失去电子化合价升高，正极反应为正极材料得到电子化合价降低，且要根据电解质溶液的酸碱性判断，酸性溶液不能出现氢氧根，碱性溶液不能出现氢离子，且电极反应式要满足原子守恒。
25．【答案】（1）O2+4e-+4H+＝2H2O
（2）SO2-4e-+2H2O＝SO42-+4H+
【解析】【解答】（1）氢氧燃料电池中氧气在正极通入，发生得到电子的还原反应，电解质溶液显酸性，则正极反应方程式是O2+4e-+4H+＝2H2O；（2）氧气得到电子，b电极是正极，a电极是负极，发生二氧化硫失去电子的氧化反应，则负极的电极反应式为SO2-4e-+2H2O＝SO42-+4H+。
【分析】（1）氢氧燃料电池的负极是氢气，去电子，正极是氧气，得到电子；
（2）该原电池的负极是二氧化硫，在反应中由于是酸性电解液，因此二氧化硫失去电子和水反应生成氢离子和硫酸根离子。