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第2章 化学键 化学反应规律
阶段重点强化练三
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.下列关于能量转换的认识中不正确的是( )
A.电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能
B.绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能
C.煤燃烧时，化学能主要转化为热能
D.白炽灯工作时，电能全部转化为光能
2.下列关于能量变化的说法，正确的是( )
A.等质量的红磷和白磷完全燃烧生成P2O5(s)放出的热量相同
B.2Na＋2H2O===2NaOH＋H2，该反应生成物的总能量高于反应物的总能量
C.放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量
D.有化学键断裂的是吸热过程，并且一定发生了化学变化
解析 等质量的红磷和白磷具有的能量不同，完全燃烧生成P2O5(s)放出的热量不相同，A错误；2Na＋2H2O===2NaOH＋H2，该反应是放热反应，则生成物的总能量低于反应物的总能量，B错误；氯化钠熔化，离子键断裂，没有新物质产生，有化学键断裂的是吸热过程，但不一定发生了化学变化，D错误。
3.为了探究化学反应的能量变化情况，某同学设计了如图装置，向盛有A的试管中滴加B试剂时，看到U形管中，甲处液面上升，乙处液面下降，则A和B为( )
A.金属钠和水
B.碳酸氢钠和盐酸
C.生石灰和水
D.氢氧化钠和硝酸
4.已知某反应A(g)＋B(g)===C(g)＋D(g)，过程中的
能量变化如图所示。下列说法中正确的是( )
A.A的能量一定低于C
B.反应物断键吸收的总能量大于产物新键形成放出
的总能量
C.化学反应中的能量变化都表现为热量的变化
D.1 mol气体A和1 mol气体B反应生成1 mol气体C和1 mol气体D放出的热量为(E1－E2) kJ
6.电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如图。下列说法中不正确的是( )
A.O2在电极b上发生还原反应
B.溶液中OH－向电极a移动
C.反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4∶5
D.负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O
解析 氧气在b极发生还原反应，则b极为正极，a极
为负极，故A正确；a极为负极，溶液中的阴离子向负极
移动，故B正确；根据得失电子守恒，消耗NH3与O2的物
质的量之比为4∶3，故C错误；负极是氨气发生氧化反应
变成氮气，且OH－向a极移动参与反应，故电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，故D正确。
7.如图是某化学反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.该图可以表示Zn与HCl溶液反应的能量变化
C.该反应先发生物质变化后发生能量变化
D.断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中
化学键放出的能量
8.如图是某同学学习原电池后整理的学习笔记，错误的是( )
A.①电子流动方向
B.②电流方向
C.③电极反应
D.④溶液中离子移动方向
解析 锌为负极，铜为正极，电子由锌片流向铜片，A正确；电流与电子运动方向相反，则电流由铜片经导线流向锌片，B正确；锌失电子生成锌离子，H＋在铜片上得电子被还原生成H2，C正确；原电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，D错误。
10.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构如图，电池总反应可表示为2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是( )
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.b极上的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C.每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2
D.H＋由b极通过固体酸电解质传递到a极
解析 该原电池的化学原理是H2被氧化，在负极(a极)发生反应：H2－2e－===2H＋，H＋由a极转移到b极，D不正确；O2发生还原反应，在正极(b极)发生反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，则电子通过外电路从a极流向b极，A不正确，B正确；C项因未指明气体所处的温度和压强，不正确。
装置
现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生
二、非选择题
11.Ⅰ.由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。
装置
现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中负极的电极反应式是_______________。
(2)装置乙中正极的电极反应式是__________________。
(3)四种金属活动性由强到弱的顺序是____________。
A－2e－===A2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
D>A>B>C
Ⅱ.分别按如图所示甲、乙装置进行实验，图中两个烧杯中的溶液为相同浓度的稀硫酸，甲中 为电流表。
(1)下列叙述正确的是________(填字母)。
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲中铜片做正极，乙中铜片做负极
C.两烧杯中溶液中的H＋浓度均减小
D.产生气泡的速率：甲比乙慢
C
(2)甲装置中，某同学发现不仅铜片上有气泡产生，锌片上也产生了气体，原因可能是_______________________________。
(3)甲装置中，若把稀硫酸换成CuSO4溶液，试写出铜电极的电极反应式：___________________。
锌片不纯，锌与杂质构成原电池
Cu2＋＋2e－===Cu
解析 Ⅰ.(1)甲装置中，二价金属A不断溶解，说明A失电子发生氧化反应，则A作负极，B作正极，装置甲中负极的电极反应式是A－2e－===A2＋。
(2)乙装置中，C的质量增加，说明C电极上铜离子得电子发生还原反应，则C作正极，B作负极，装置乙中正极的电极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu。
(3)丙装置中，A上有气体产生，说明A上氢离子得电子发生还原反应，则A作正极，D作负极，结合(1)(2)分析可知，四种金属活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C。
装置
现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生
Ⅱ.(1)铜不能与稀硫酸反应，则乙烧杯中铜片表面无气泡生成，甲装置中形成原电池，铜作正极，则甲烧杯中铜片表面有气泡产生，故A错误；乙装置没有形成闭合回路，不能形成原电池，故B错误；两烧杯中硫酸都参加反应，溶液中氢离子浓度均减小，故C正确；甲装置能形成原电池，其反应速率较一般化学反应的速率更大，所以甲中产生气泡的速率比乙中快，故D错误。
12.(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，b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.原电池装置一定需要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
2SO2＋O2＋2H2O===
正
2H2SO4
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
b
D
(2)CO与H2反应可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的含有质子交换膜(只允许H＋通过)的燃料电池的结构示意图如下：
质子交换膜左右两侧的溶液均为1 L 2 mol·L－1 H2SO4溶液。电池总反应式为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，c电极为________(填“正极”或“负极”)，c电极的电极反应式为________________________________。
负极
CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋
解析 (1)①根据装置图可知，a电极通入SO2，SO2发生
失去电子的氧化反应，在b电极上通入O2，则生产硫酸的总反
应方程式为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4；b电极是正极，O2在
酸性条件下得电子生成水，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===
2H2O；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。②原电池反应为氧化还原反应，反应过程中一定有电子发生转移，A错误；原电池装置不一定需要2个活泼性不同的金属电极，例如燃料电池等，B错误；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，锌电极参加反应，C错误；原电池中氧化反应和还原反应拆开在两极发生，D正确。
13.Ⅰ.给你提供纯锌片、纯铜片和500 mL 0.2 mol·L－1的硫酸溶液、导线、1000 mL量筒等。试用如图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。
(1)如图所示，装置气密性良好，且1000 mL量筒中已充满了水，则开始实验时，首先要_____________________________。
用导线把a、b两电极连接起来
(2)a电极材料为_______，其电极反应式为_________________；b电极材料为_______，其电极反应式为__________________。
(3)当量筒中收集672 mL气体时(已折算到标准状况下)，通过导线的电子的物质的量为__________。
纯锌片
Zn－2e－===Zn2＋
纯铜片
2H＋＋2e－===H2↑
0.06 mol
Ⅱ.氧化还原反应一般可以设计成原电池。若将反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋设计成原电池，则：
(1)该电池的电解质溶液可以是_____________________。
(2)当外电路中转移1 mol e－时，电解质溶液增加的质量是______ g。
FeCl3溶液(合理即可)
28
解析 Ⅰ.导线中电子的物质的量的测定可以通过测定反应产生H2的体积(物质的量)来实现。导线中有电子的流动必然形成原电池。因此只有用导线将a、b相连形成闭合回路才能实现。产生H2的电极应为b极，故b为纯铜片，作原电池正极，a极为负极。其电极反应式分别为a极：Zn－2e－===Zn2＋；b极：2H＋＋2e－===H2↑，则转移电子为0.06 mol。
Ⅱ.(1)若将反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋设计成原电池，由于Fe失去电子，发生氧化反应，所以Fe为负极材料；活动性比Fe弱的金属或能够导电的非金属单质如石墨为正极材料，电解质溶液为含有Fe3＋的溶液，可以是FeCl3溶液等。
(2)根据方程式可知：每有1 mol Fe发生反应变为Fe2＋进入溶液时，溶液质量增加56 g，此时转移2 mol电子，则当外电路中转移1 mol e－时，电解质溶液增加的质量是28 g。化学 必修 第二册（鲁科）
阶段重点强化练三
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.下列关于能量转换的认识中不正确的是( )
A.电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能
B.绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能
C.煤燃烧时，化学能主要转化为热能
D.白炽灯工作时，电能全部转化为光能
2.下列关于能量变化的说法，正确的是( )
A.等质量的红磷和白磷完全燃烧生成P2O5(s)放出的热量相同
B.2Na＋2H2O===2NaOH＋H2，该反应生成物的总能量高于反应物的总能量
C.放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量
D.有化学键断裂的是吸热过程，并且一定发生了化学变化
3.为了探究化学反应的能量变化情况，某同学设计了如图装置，向盛有A的试管中滴加B试剂时，看到U形管中，甲处液面上升，乙处液面下降，则A和B为( )
A.金属钠和水 B.碳酸氢钠和盐酸
C.生石灰和水 D.氢氧化钠和硝酸
4.已知某反应A(g)＋B(g)===C(g)＋D(g)，过程中的能量变化如图所示。下列说法中正确的是( )
A.A的能量一定低于C
B.反应物断键吸收的总能量大于产物新键形成放出的总能量
C.化学反应中的能量变化都表现为热量的变化
D.1 mol气体A和1 mol气体B反应生成1 mol气体C和1 mol气体D放出的热量为(E1－E2) kJ
5.汽车的启动电源常用铅蓄电池。放电时的电池反应为PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根据此反应判断下列说法正确的是( )
A.负极反应式：Pb－2e－＋SO===PbSO4
B.电池放电时，溶液的酸性增强
C.PbO2得电子，被氧化
D.PbO2是电池的负极
6.电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如图。下列说法中不正确的是( )
A.O2在电极b上发生还原反应
B.溶液中OH－向电极a移动
C.反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4∶5
D.负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O
7.如图是某化学反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.该图可以表示Zn与HCl溶液反应的能量变化
C.该反应先发生物质变化后发生能量变化
D.断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量
8.如图是某同学学习原电池后整理的学习笔记，错误的是( )
A.①电子流动方向 B.②电流方向
C.③电极反应 D.④溶液中离子移动方向
9.已知断开1 mol H—H键吸收的能量为436 kJ，形成1 mol N—H键放出的能量为391 kJ，根据化学方程式N2＋3H22NH3可知，反应完1 mol N2放出的能量为92.4 kJ，则断开1 mol N≡N键吸收的能量是( )
A.431 kJ B.649 kJ
C.869 kJ D.945.6 kJ
10.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构如图，电池总反应可表示为2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是( )
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.b极上的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C.每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2
D.H＋由b极通过固体酸电解质传递到a极
二、非选择题
11.Ⅰ.由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。
装置
现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中负极的电极反应式是____________。
(2)装置乙中正极的电极反应式是____________。
(3)四种金属活动性由强到弱的顺序是____________。
Ⅱ.分别按如图所示甲、乙装置进行实验，图中两个烧杯中的溶液为相同浓度的稀硫酸，甲中为电流表。
(1)下列叙述正确的是________(填字母)。
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲中铜片做正极，乙中铜片做负极
C.两烧杯中溶液中的H＋浓度均减小
D.产生气泡的速率：甲比乙慢
(2)甲装置中，某同学发现不仅铜片上有气泡产生，锌片上也产生了气体，原因可能是______________________________。
(3)甲装置中，若把稀硫酸换成CuSO4溶液，试写出铜电极的电极反应式：____________________。
12.(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，b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.原电池装置一定需要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)CO与H2反应可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的含有质子交换膜(只允许H＋通过)的燃料电池的结构示意图如下：
质子交换膜左右两侧的溶液均为1 L 2 mol·L－1 H2SO4溶液。电池总反应式为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，c电极为________(填“正极”或“负极”)，c电极的电极反应式为____________________________。
13.Ⅰ.给你提供纯锌片、纯铜片和500 mL 0.2 mol·L－1的硫酸溶液、导线、1000 mL量筒等。试用如图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。
(1)如图所示，装置气密性良好，且1000 mL量筒中已充满了水，则开始实验时，首先要________________________________。
(2)a电极材料为________，其电极反应式为________________________；b电极材料为________，其电极反应式为____________________________________________。
(3)当量筒中收集672 mL气体时(已折算到标准状况下)，通过导线的电子的物质的量为________。
Ⅱ.氧化还原反应一般可以设计成原电池。若将反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋设计成原电池，则：
(1)该电池的电解质溶液可以是________。
(2)当外电路中转移1 mol e－时，电解质溶液增加的质量是________ g。
7化学 必修 第二册（鲁科）
阶段重点强化练三
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.下列关于能量转换的认识中不正确的是( )
A.电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能
B.绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能
C.煤燃烧时，化学能主要转化为热能
D.白炽灯工作时，电能全部转化为光能
答案 D
2.下列关于能量变化的说法，正确的是( )
A.等质量的红磷和白磷完全燃烧生成P2O5(s)放出的热量相同
B.2Na＋2H2O===2NaOH＋H2，该反应生成物的总能量高于反应物的总能量
C.放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量
D.有化学键断裂的是吸热过程，并且一定发生了化学变化
答案 C
解析 等质量的红磷和白磷具有的能量不同，完全燃烧生成P2O5(s)放出的热量不相同，A错误；2Na＋2H2O===2NaOH＋H2，该反应是放热反应，则生成物的总能量低于反应物的总能量，B错误；氯化钠熔化，离子键断裂，没有新物质产生，有化学键断裂的是吸热过程，但不一定发生了化学变化，D错误。
3.为了探究化学反应的能量变化情况，某同学设计了如图装置，向盛有A的试管中滴加B试剂时，看到U形管中，甲处液面上升，乙处液面下降，则A和B为( )
A.金属钠和水 B.碳酸氢钠和盐酸
C.生石灰和水 D.氢氧化钠和硝酸
答案 B
4.已知某反应A(g)＋B(g)===C(g)＋D(g)，过程中的能量变化如图所示。下列说法中正确的是( )
A.A的能量一定低于C
B.反应物断键吸收的总能量大于产物新键形成放出的总能量
C.化学反应中的能量变化都表现为热量的变化
D.1 mol气体A和1 mol气体B反应生成1 mol气体C和1 mol气体D放出的热量为(E1－E2) kJ
答案 B
5.汽车的启动电源常用铅蓄电池。放电时的电池反应为PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根据此反应判断下列说法正确的是( )
A.负极反应式：Pb－2e－＋SO===PbSO4
B.电池放电时，溶液的酸性增强
C.PbO2得电子，被氧化
D.PbO2是电池的负极
答案 A
6.电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如图。下列说法中不正确的是( )
A.O2在电极b上发生还原反应
B.溶液中OH－向电极a移动
C.反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4∶5
D.负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O
答案 C
解析 氧气在b极发生还原反应，则b极为正极，a极为负极，故A正确；a极为负极，溶液中的阴离子向负极移动，故B正确；根据得失电子守恒，消耗NH3与O2的物质的量之比为4∶3，故C错误；负极是氨气发生氧化反应变成氮气，且OH－向a极移动参与反应，故电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，故D正确。
7.如图是某化学反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.该图可以表示Zn与HCl溶液反应的能量变化
C.该反应先发生物质变化后发生能量变化
D.断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量
答案 B
8.如图是某同学学习原电池后整理的学习笔记，错误的是( )
A.①电子流动方向 B.②电流方向
C.③电极反应 D.④溶液中离子移动方向
答案 D
解析 锌为负极，铜为正极，电子由锌片流向铜片，A正确；电流与电子运动方向相反，则电流由铜片经导线流向锌片，B正确；锌失电子生成锌离子，H＋在铜片上得电子被还原生成H2，C正确；原电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，D错误。
9.已知断开1 mol H—H键吸收的能量为436 kJ，形成1 mol N—H键放出的能量为391 kJ，根据化学方程式N2＋3H22NH3可知，反应完1 mol N2放出的能量为92.4 kJ，则断开1 mol N≡N键吸收的能量是( )
A.431 kJ B.649 kJ
C.869 kJ D.945.6 kJ
答案 D
10.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构如图，电池总反应可表示为2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是( )
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.b极上的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C.每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2
D.H＋由b极通过固体酸电解质传递到a极
答案 B
解析 该原电池的化学原理是H2被氧化，在负极(a极)发生反应：H2－2e－===2H＋，H＋由a极转移到b极，D不正确；O2发生还原反应，在正极(b极)发生反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，则电子通过外电路从a极流向b极，A不正确，B正确；C项因未指明气体所处的温度和压强，不正确。
二、非选择题
11.Ⅰ.由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。
装置
现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中负极的电极反应式是____________。
(2)装置乙中正极的电极反应式是____________。
(3)四种金属活动性由强到弱的顺序是____________。
Ⅱ.分别按如图所示甲、乙装置进行实验，图中两个烧杯中的溶液为相同浓度的稀硫酸，甲中为电流表。
(1)下列叙述正确的是________(填字母)。
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲中铜片做正极，乙中铜片做负极
C.两烧杯中溶液中的H＋浓度均减小
D.产生气泡的速率：甲比乙慢
(2)甲装置中，某同学发现不仅铜片上有气泡产生，锌片上也产生了气体，原因可能是______________________________。
(3)甲装置中，若把稀硫酸换成CuSO4溶液，试写出铜电极的电极反应式：____________________。
答案 Ⅰ. (1)A－2e－===A2＋
(2)Cu2＋＋2e－===Cu
(3)D>A>B>C
Ⅱ.(1)C
(2)锌片不纯，锌与杂质构成原电池
(3)Cu2＋＋2e－===Cu
解析 Ⅰ.(1)甲装置中，二价金属A不断溶解，说明A失电子发生氧化反应，则A作负极，B作正极，装置甲中负极的电极反应式是A－2e－===A2＋。
(2)乙装置中，C的质量增加，说明C电极上铜离子得电子发生还原反应，则C作正极，B作负极，装置乙中正极的电极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu。
(3)丙装置中，A上有气体产生，说明A上氢离子得电子发生还原反应，则A作正极，D作负极，结合(1)(2)分析可知，四种金属活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C。
Ⅱ.(1)铜不能与稀硫酸反应，则乙烧杯中铜片表面无气泡生成，甲装置中形成原电池，铜作正极，则甲烧杯中铜片表面有气泡产生，故A错误；乙装置没有形成闭合回路，不能形成原电池，故B错误；两烧杯中硫酸都参加反应，溶液中氢离子浓度均减小，故C正确；甲装置能形成原电池，其反应速率较一般化学反应的速率更大，所以甲中产生气泡的速率比乙中快，故D错误。
12.(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，b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.原电池装置一定需要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)CO与H2反应可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的含有质子交换膜(只允许H＋通过)的燃料电池的结构示意图如下：
质子交换膜左右两侧的溶液均为1 L 2 mol·L－1 H2SO4溶液。电池总反应式为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，c电极为________(填“正极”或“负极”)，c电极的电极反应式为____________________________。
答案 (1)①2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4 正 O2＋4e－＋4H＋===2H2O b ②D
(2)负极 CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋
解析 (1)①根据装置图可知，a电极通入SO2，SO2发生失去电子的氧化反应，在b电极上通入O2，则生产硫酸的总反应方程式为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4；b电极是正极，O2在酸性条件下得电子生成水，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O；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。②原电池反应为氧化还原反应，反应过程中一定有电子发生转移，A错误；原电池装置不一定需要2个活泼性不同的金属电极，例如燃料电池等，B错误；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，锌电极参加反应，C错误；原电池中氧化反应和还原反应拆开在两极发生，D正确。
13.Ⅰ.给你提供纯锌片、纯铜片和500 mL 0.2 mol·L－1的硫酸溶液、导线、1000 mL量筒等。试用如图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。
(1)如图所示，装置气密性良好，且1000 mL量筒中已充满了水，则开始实验时，首先要________________________________。
(2)a电极材料为________，其电极反应式为________________________；b电极材料为________，其电极反应式为____________________________________________。
(3)当量筒中收集672 mL气体时(已折算到标准状况下)，通过导线的电子的物质的量为________。
Ⅱ.氧化还原反应一般可以设计成原电池。若将反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋设计成原电池，则：
(1)该电池的电解质溶液可以是________。
(2)当外电路中转移1 mol e－时，电解质溶液增加的质量是________ g。
答案 Ⅰ.(1)用导线把a、b两电极连接起来
(2)纯锌片 Zn－2e－===Zn2＋ 纯铜片 2H＋＋2e－===H2↑
(3)0.06 mol
Ⅱ.(1)FeCl3溶液(合理即可) (2)28
解析 Ⅰ.导线中电子的物质的量的测定可以通过测定反应产生H2的体积(物质的量)来实现。导线中有电子的流动必然形成原电池。因此只有用导线将a、b相连形成闭合回路才能实现。产生H2的电极应为b极，故b为纯铜片，作原电池正极，a极为负极。其电极反应式分别为a极：Zn－2e－===Zn2＋；b极：2H＋＋2e－===H2↑，则转移电子为0.06 mol。
Ⅱ.(1)若将反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋设计成原电池，由于Fe失去电子，发生氧化反应，所以Fe为负极材料；活动性比Fe弱的金属或能够导电的非金属单质如石墨为正极材料，电解质溶液为含有Fe3＋的溶液，可以是FeCl3溶液等。
(2)根据方程式可知：每有1 mol Fe发生反应变为Fe2＋进入溶液时，溶液质量增加56 g，此时转移2 mol电子，则当外电路中转移1 mol e－时，电解质溶液增加的质量是28 g。
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