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2024届高三化学一轮复习培优--原电池的工作原理训练
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这是一份2024届高三化学一轮复习培优--原电池的工作原理训练，共21页。试卷主要包含了单选题，实验题等内容，欢迎下载使用。
2024届高三化学一轮复习培优--原电池的工作原理训练
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．某原电池结构如图所示，下列有关该原电池的说法中不正确的是
A．该装置将化学能转化成电能 B．电子从铁棒经外电路流向碳棒
C．铁棒发生还原反应 D．总反应为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
2．下列叙述正确的是
A．使用催化剂能够降低化学反应的反应热()
B．原电池中发生的反应达到平衡时，该电池仍有电流产生
C．催化剂能改变化学反应速率，是因为它能改变反应历程和反应的活化能
D．硅太阳能电池工作时，光能转化成化学能
3．有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是
A．析氢腐蚀和吸氧腐蚀，负极均是Fe发生反应：Fe-3e- =Fe3+
B．镀层破损后，镀锡铁板的镀层仍能对铁制品起保护作用，比镀锌铁板更耐腐蚀
C．在海轮外壳镶嵌锌块，保护船体不受腐蚀是采用了牺牲阳极法
D．将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
4．已知：。下列说法不正确的是
A．分子的共价键是键，分子的共价键是键
B．燃烧生成的气体与空气中的水蒸气结合呈雾状
C．停止反应后，用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟
D．可通过原电池将与反应的化学能转化为电能
5．锌铜原电池装置如下图，下列说法不正确的是
A．锌电极上发生氧化反应
B．电子从锌片经电流计流向铜片
C．铜电极上发生反应：
D．一段时间后，取少量右侧烧杯中的溶液于试管中，滴加溶液，产生白色沉淀
6．下列关于能量的叙述正确的是
A．已知氢气和氯气在混合光照时发生爆炸，而氢气在氯气中点燃能安静燃烧，说明在同温同压下，H2(g) + Cl2(g) ═ 2HCl(g)反应条件不同，∆H不同
B．取完全相同的两片锌片，将其中一片直接放入足量稀硫酸中，另一片与铜片用导线连接后再放入足量的稀硫酸中，充分反应后，两者放出的热量相同
C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应的焓变
D．为了充分利用热能，可在燃烧时通入大量的空气以确保燃料完全燃烧
7．人类生活中的方方面面都离不开化学，车辆工程与化学也有着密不可分的关系，下列相关说法中不正确的是
A．汽车上使用的钢化玻璃是掺杂了特种金属的玻璃
B．采用镁、铝及其合金材料可适当减轻车身重量从而提升车辆行驶性能
C．随着乙醇汽油、氢能源、燃料电池等新能源的逐步应用，汽车尾气造成的污染在逐步减少
D．汽车车身采用的镀锌钢板是利用牺牲阳极的阴极保护法来提高车身的抗锈、抗腐蚀能力
8．化学电源应用广泛。某原电池装置如图所示，下列说法正确的是
A．该装置Zn为负极，发生还原反应：Zn-2e-=Zn2+
B．外电路每转移2mol电子，铜电极附近产生22.4L H2
C．电流由铜电极经导线流向锌电极
D．原电池工作过程中，SO向铜电极移动
9．X、Y、Z、M、N代表五种金属。有以下化学反应：
①水溶液中：X＋Y2+=X2+＋Y ；②Z＋2H2O（冷）=Z（OH）2＋H2↑ ；
③M、N 为电极与 N 盐溶液组成原电池，发生的电极反应为：M－2e- =M2+
④Y可以溶于稀 H2SO4中，M 不被稀 H2SO4氧化. 则这五种金属的活泼性由弱到强的顺序是（ ）
A．M＜N＜Y＜X＜Z B．Y＜X＜N＜M＜Z
C．N＜M＜Y＜X＜Z D．X＜Z＜N＜M＜Y
10．由下列实验操作及现象所得结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向某溶液中加入70%硫酸后加热，并将气体产物依次通过品红溶液和澄清石灰水，品红溶液褪色，澄清石灰水变浑浊
该溶液中含亚硫酸盐
B
向蛋白质溶液中加入饱和氯化铵溶液，有固体析出
蛋白质发生了变性
C
将变黑的银器浸入盛有NaCl溶液的铝制容器中，银器由黑变白
生成了Ag
D
用pH计测CH3COONa溶液和NaNO2溶液的pH，前者大于后者
Ka(HNO2)>Ka(CH3COOH)
A．A B．B C．C D．D
11．下列说法不正确的是
A．使用滴定管前要检查是否漏液
B．用简易量热计测定反应热时，用环形玻璃搅拌棒进行搅拌使酸和碱充分反应，以达到良好的实验效果
C．燃料电池实验中，用KNO3溶液或Na2SO4溶液代替蒸馏水，效果更好
D．用精密pH试纸测得某浓度氯水的pH为3.5
12．锂亚硫酰氯（Li/SOCl2）电池是实际应用电池系列中比能量最高的一种电池，剖视图如图所示，一种非水的LiAlCl4的SOCl2溶液为电解液。亚硫酸氯既是电解质，又是正极活性物质，其中碳电极区的电极反应式为2SOCl2+4e−=4Cl−+S+SO2↑，该电池工作时，下列说法错误的是
A．锂电极区发生的电极反应：Li-e−=Li+
B．放电时发生的总反应：4Li+2SOCl2=4LiCl+SO2↑+S
C．锂电极上的电势比碳电极上的低
D．若采用水溶液代替SOCl2溶液，电池总反应和效率均不变
13．盐酸酸洗钢材的废液中含有大量的盐酸、。研究人员利用如图装置可将部分铁元素在极区转化为沉淀，实现资源和能源的再利用。下列说法不正确的是
A．电子由b极流向a极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．该装置实现了化学能向电能转化
D．a极可发生电极反应：
14．如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是
选项
M
N
P
A
Zn
C
稀H2SO4
B
C
Fe
稀HCl
C
Ag
Zn
AgNO3溶液
D
Zn
C
Fe(NO3)3溶液
A．A B．B C．C D．D
15．金属(M)-空气电池放电的总反应方程式为:4M+ nO2+ 2nH2O = 4M(OH)n。已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能，下列说法正确的是
A．比较Mg、Al、Zn 三种金属-空气电池，Mg-空气电池的理论比能量最高
B．M-空气电也放电过程的正极反应式:4Mn++ nO2 + 2nH2O+ 4ne-= 4M(OH)n
C．Al 作电极材料时电解质溶液最好选酸性，这样更有利于反应的发生，同时防止负极区沉淀
D．在Mg-空气电也中,为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜
二、实验题
16．氨对人类的生产生活具有重要影响。
（1）氨的制备与利用。
① 工业合成氨的化学方程式是____________。
②氨催化氧化生成一氧化氮反应的化学方程式是___________。
（2）氨的定量检测。水体中氨气和铵根离子(统称氨氮)总量的检测备受关注。利用氨气传感器检测水体中氨氮含量的示意图如下：
① 利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用：_______________。
② 若利用氨气传感器将1 L水样中的氨氮完全转化为N2时，转移电子的物质的量为6×10-4 mol，则水样中氨氮(以氨气计)含量为________mg·L-1。
（3）氨的转化与去除。 微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图。
已知A、B两极生成CO2和N2的物质的量之比为5 : 2，写出A极的电极反应式：_______。
17．化学实验要符合“绿色化学”理念。某实验小组对浓硝酸的一些性质进行了探究性实验。试回答下列问题：
(1)写出铜和浓硝酸反应的离子方程式：_______。
(2)与装置Ⅰ相比，装置Ⅱ的优点是_______，装置Ⅲ除具有装置Ⅱ的优点外，还具有的优点是_______。
(3)在装置Ⅲ中，若要使气体充满烧瓶，应先关闭弹簧夹_______(填字母，下同)，再打开弹簧夹_______。
(4)浓硝酸不仅可以和铁、铜反应，在加热条件下还可以和一种非金属单质发生氧化还原反应生成导致温室效应的气体，请写出该反应的化学方程式：_______。
(5)燃料电池是一种高效的供能装置，下图是甲烷燃料电池原理示意图，写出该燃料电池b极发生的电极反应式_______。
18．原电池是直接把化学能转化为电能的装置。
(1)如图所示：按照构成原电池的基本要素来看，Zn的作用是(填字母，下同)____；稀硫酸的作用是________。
a．负极反应物 b．负极材料 c．正极反应物
d．正极材料 e．离子导体 f．电子导体
(2) ①在Cu-Zn原电池中，Zn片上发生________反应(填“氧化”或“还原”)。Cu片上发生的电极反应为________。
②外电路中电子流向_____极；内电路溶液中SO移向___极。
③能证明化学能转化为电能的实验现象为________。
(3)某原电池的总反应为Zn+Cu2+=Cu+Zn2+，该原电池正确的组成是__。
(4)从化学的角度分析，原电池装置产生电流的原因是：原电池可将________，并通过能导电的物质形成闭合回路，产生电流。
19．有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：
（1）A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A极为负极，活动性________________；
（2）C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D→导线→C，活动性__________；
（3）A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡，活动性________________；
（4）B、D相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应，活动性___________；
（5）用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出，活动性________________；综上所述，这五种金属的活动性从强到弱的顺序为________________________________。
20．化学小组探究Cu与溶液的反应，实验如下：
序号
实验方案
实验现象
实验i
振荡试管，观察到溶液变为蓝色，待反应充分后，试管底部有Cu粉剩余。
实验ⅱ
取实验i中的上层清液，向其中滴加0.1mol·L-1KSCN溶液
溶液局部变红，同时产生白色沉淀，振荡试管，红色消失。
已知：经检验白色沉淀为CuSCN
(1)用离子方程式表示实验ⅰ中溶液变为蓝色的原因_______。
(2)实验ⅱ中检测到Fe3+，依据的实验现象是_______。
(3)对实验ⅱ中Fe3+产生的原因作如下假设：
假设1：溶液中的Fe2+被_______氧化
假设2：在实验ⅱ的条件下，Fe2+被Cu2+氧化
假设3：Cu与的反应是可逆反应
将假设1补充完整_______。
(4)设计实验验证假设。
序号
实验ⅲ
实验ⅳ
方案
现象
放置较长时间，溶液颜色不变红
闭合开关K，电流计指针不动，向右侧CuSO4溶液中滴加0.1mol·L-1KSCN，指针向右大幅度偏转，溶液中有白色浑浊物产生。取出左侧溶液，滴加0.1mol·L-1KSCN，溶液变红。
①实验ⅲ的目的是探究假设1是否成立，则溶液a是_______。
②电极材料b、c分别是_______、_______。
③假设3不成立的实验证据是_______。
④对比实验ⅱ和ⅳ，从电极反应的角度解释实验ⅱ中Fe3+产生的原因_______。
参考答案：
1．C
【分析】根据装置图可知，活泼金属铁作负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，碳棒作正极，氢离子发生得电子的还原反应，其电极反应式为：2H++2e-= H2↑，据此分析解答。
【详解】根据上述分析可知，
A．装置为原电池原理，是将化学能转化为电能的装置，A正确；
B．原电池中，电子从负极经外电路流向正极，本装置中，电子从铁棒经外电路流向碳棒，B正确；
C．铁棒失去电子，发生氧化反应，C错误；
D．根据原电池正负极反应可知，总反应为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，D正确；
故选C。
2．C
【详解】A．催化剂能降低反应的活化能从而改变反应速率，但不能改变化学平衡，不改变化学反应的反应热，A项错误；
B．原电池中发生的反应达到平衡时，该电池没有电流产生，B项错误；
C．催化剂能改变化学反应速率，是因为它能改变反应历程和反应的活化能，C项正确；
D．硅电池工作时光能转化为电能，不发生化学反应，与氧化还原反应无关，D项错误；
答案选C。
3．C
【详解】A．析氢腐蚀和吸氧腐蚀，负极均是Fe失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，Fe-2e- =Fe2+，A错误；
B．活动性锌大于铁大于锡；镀层破损后，镀锡铁板的镀层中形成铁锡原电池，铁做负极，加速了铁的锈蚀；镀锌铁板中锌做负极、铁做正极，保护了铁，B错误；
C．在海轮外壳镶嵌锌块，锌发生氧化反应做负极，保护船体不受腐蚀是采用了牺牲阳极法，C正确；
D．将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连，使其做阴极以保护它不受腐蚀，D错误；
故选C。
4．A
【详解】A．H2分子里的共价键H-H键是由两个s电子重叠形成的，称为s-s σ键，Cl2分子里的共价键Cl-Cl键是由两个p电子重叠形成的，称为p-p σ键，故A错误；
B．HCl气体极易溶于水，遇到空气中的水蒸气后立即形成盐酸小液滴，即白雾，故B正确；
C．浓氨水易挥发，挥发的氨气和HCl气体互相反应，化学方程式NH3+HCl=NH4Cl，生成NH4Cl氯化铵固体小颗粒，固体粉末就是烟，故C正确；
D．与的反应是能够自发进行的氧化还原反应，可通过原电池将与反应的化学能转化为电能，故D正确；
故选A。
5．D
【分析】由图可知，该装置为原电池，Zn的化学性质更活泼，故Zn为负极，Cu为正极，据此分析解题。
【详解】A．锌为负极，电极上失电子发生氧化反应，A正确；
B．Zn为负极，Cu为正极，电子从负极流向正极，故电子从锌片经电流计流向铜片，B正确；
C．铜为正电极，发生反应：，C正确；
D．一段时间后，盐桥中的阴离子向负极移动，即氯离子向左侧烧杯移动，取少量右侧烧杯中的溶液于试管中，滴加溶液，不会产生白色沉淀，D错误；
答案选D。
6．C
【详解】A．反应H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)的焓变与反应条件无关，A错误；
B．锌与稀硫酸直接反应，化学能转化为热能，但锌与铜片用导线连接后再放入足量的稀硫酸中，形成原电池，化学能转化为电能和热能，两者放出的热量不相同，B错误；
C．某些难以直接测量的反应焓变，可以根据盖斯定律设计反应过程，利用已知反应的焓变进行计算，C正确；
D．燃料燃烧时要通入足量的空气，但空气量过多，会带走部分热能，D错误；
答案选C。
7．A
【详解】A．钢化玻璃是为提高玻璃的强度，通常在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，其与普通玻璃的成分相同，A错误；
B．镁、铝及其合金材料密度小，硬度大，可以适当减轻车身重量从而提升车辆行驶性能，B正确；
C．乙醇汽油、氢能源、燃料电池等新能源的逐步应用，可以减少化石能源的使用，使汽车尾气造成的污染减少，C正确；
D．由于锌比铁活泼，因此形成原电池时锌作负极，可以对铁起到保护作用，属于牺牲阳极的阴极保护法，可提高车身的抗锈、抗腐蚀能力，D正确；
故选A。
8．C
【详解】A．金属性锌强于铜，则该装置中Zn为负极，发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+，A错误；
B．外电路每转移2mol电子，铜电极附近产生1mol氢气，但其体积不一定是22.4L，B错误；
C．锌是负极，铜是正极，则电流由铜电极经导线流向锌电极，C正确；
D．原电池中阴离子移向负极，锌是负极，铜是正极，则原电池工作过程中，SO向锌电极移动，D错误；
答案选C。
9．C
【详解】①水溶液中：X＋Y2+=X2+＋Y ，说明金属活动性：X>Y；
②根据Z＋2H2O（冷）=Z（OH）2＋H2↑可知Z是非常活泼的金属元素，Z>X；
③M、N 为电极与 N盐溶液组成原电池，发生的电极反应为：M－2e— =M2+，则金属活动性M>N；
④Y可以溶于稀 H2SO4中，M 不被稀 H2SO4氧化，则金属活动性Y>M，所以金属活动性：Z>X>Y>M>N，因此这五种金属的活泼性由弱到强的顺序是N＜M＜Y＜X＜Z，选项C正确。
答案选C。
10．C
【详解】A．由实验现象知，产生的气体应该有SO2，而与70%硫酸反应产生SO2气体可能是亚硫酸盐溶液，也可能是Na2S2O3溶液或H2S溶液，选项结论错误，A不符合题意；
B．饱和NH4Cl溶液使蛋白质析出，属于蛋白质的盐析性质，选项结论错误，B不符合题意；
C．将银器放入铝制容器中，形成原电池，Al作负极，银器作正极，表面黑色的Ag2S或Ag2O得电子生成Ag单质，C符合题意；
D．由于CH3COONa溶液与NaNO2溶液浓度未知，故无法根据水解程度推出对应酸的酸性强弱，即无法比较其电离常数，D不符合题意；
故答案选C。
11．D
【详解】A．滴定管使用前要检查是否漏液，故A正确；
B．用简易量热计测定反应热时，用环形玻璃搅拌棒进行搅拌使酸和碱充分混合，快速反应，以达到良好的实验效果，故B正确；
C．燃料电池实验中，用KNO3溶液或Na2SO4溶液代替蒸馏水，导电性增强，效果更好，故C正确；
D．氯水具有漂白性，不能用pH试纸测氯水的pH，故D错误；
选D。
12．D
【分析】A.锂电池中锂为电池的负极，失电子生成锂离子，反应式：Li －e－= Li+；
B.放电时的总反应式为电池正负极得失电子总数相等时电极反应相加；
C.锂电极为电池的负极，负极的电势比正极低；
D.若采用水溶液代替SOCl2溶液，锂电极则与水反应生成氢氧化锂，造成电极的损耗；
【详解】A.锂电池中锂为电池的负极，失电子生成锂离子，反应式：Li －e－= Li+，A正确；
B.放电时的总反应式为电池正负极得失电子总数相等时电极反应相加，4Li+2 SOCl2=4LiCl+SO2↑+S，B正确；
C.锂电极为电池的负极，负极的电势比正极低，C正确；
D.若采用水溶液代替SOCl2溶液，锂电极则与水反应生成氢氧化锂，造成电极的损耗，D错误；
答案为D。
13．B
【分析】由图可知，该装置为原电池，通入空气的电极a为正极，电极反应为：，电极b是负极，负极区盐酸酸洗的废液含有大量的盐酸、，负极的电极反应为Fe2+-e-=Fe3+，负极区的H+通过阳离子交换膜进入正极区，使该区溶液pH增大，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，据此分析解答。
【详解】A．电池中电子由负极经外电路流向正极，即电子由b极流向a极，故A正确；
B．a极的电极反应为：，为维持电荷守恒，H+由右池通过离子交换膜向左池迁移，则离子交换膜为质子交换膜，故B错误；
C．该装置为原电池，实现了化学能向电能转化，故C正确；
D．a极为原电池正极，该极通入空气，氧气得电子，电极反应为：，故D正确；
答案选B。
14．C
【分析】在如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，说明有电流产生，装置构成了原电池，M棒变粗，N棒变细，则N极为负极，M极为正极，电极活动性：N＞M，N极上金属失去电子帮我金属阳离子进入溶液，电解质溶液为不活泼金属的盐溶液，不活泼金属在M电极上得到电子被还原为金属单质，然后根据原电池反应原理分析解答。
【详解】根据上述分析可知N极为负极，M极为正极，电极活动性：N＞M，电解质溶液为不活泼金属的盐溶液。
A．电极活动性：Zn＞C，则Zn为负极，Zn失去电子变为Zn2+进入溶液，C为正极，在C电极上H+得到电子被还原产生H2，与题意不符合，A不符合题意；
B．电极活动性：Fe＞C，所以Fe为负极，C为正极，在C电极上H+得到电子被还原产生H2，与题意不符合，B不符合题意；
C．电极活动性：Zn＞Ag，所以Zn为负极，失去电子变为Zn2+进入溶液中，使电极变细，Ag为正极，在Ag电极上Ag+得到电子被还原产生Ag，M电极变粗，与题意相符合，C符合题意；
D．电极活动性：Zn＞C，则Zn为负极，Zn失去电子变为Zn2+进入溶液，M电极变细；C为正极，在C电极上Fe3+得到电子被还原产生Fe2+，与题意不符合，D不符合题意；
故合理选项是C。
15．D
【详解】A．1g Mg失电子 、1g Al失电子、1g Zn失电子，Al -空气电池的理论比能量最高，故A错误；
B．M-空气电也，放电过程中正极生成氢氧根离子，正极反应式O2 + 2H2O+ 4e-=4OH-，故B错误；
C．电池中是阴离子交换膜，不能选用酸性电解质，故C错误；
D．若用中性电解质及阳离子交换膜，镁离子向正极移动，在正极区生成氢气氧化镁沉淀，故D正确。
【点睛】原电池中负极失电子发生氧化反应，正极得电子反应还原反应，阳离子移向正极、阴离子移向负极。
16． N2+3H22NH3 4NH3+5O24NO+6H2O c(OH-)增大，使NH4++OH-⇌NH3•H2O⇌NH3+H2O平衡正向移动，利于生成氨气，被空气吹出 3.4 CH3COO--8e-+2H2O═2CO2+7H+
【分析】（1）①工业合成氨是利用氮气和氢气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气；
②氨气的催化氧化生成一氧化氮和水；
（2）①氢氧根离子浓度增大会结合铵根离子利于生成氨气；
②若利用氨气传感器将1L水样中的氨氮完全转化为N2时，依据氮元素守恒和电子转移守恒计算水样中氨氮（以氨气计）含量；
（3）图示分析可知微生物燃料电池中氢离子移向B电极，说明A为原电池的负极，B为原电池的正极，NO3-离子在正极得到电子生成氮气发生还原反应，CH3COO-在原电池负极失电子生成二氧化碳气体，发生氧化反应，环境为酸性介质，据此解答。
【详解】（1）①工业合成氨是利用氮气和氢气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气，反应的化学方程式为：N2+3H22NH3；
故答案为N2+3H22NH3；
②氨气的催化氧化生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O；故答案为4NH3+5O24NO+6H2O；
（2）①利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用是c(OH-)增大，使NH4++OH-⇌NH3•H2O⇌NH3+H2O平衡正向移动，利于生成氨气，被空气吹出；
故答案为c(OH-)增大，使NH4++OH-⇌NH3•H2O⇌NH3+H2O平衡正向移动，利于生成氨气，被空气吹出；
②将1L水样中的氨氮完全转化为N2时，转移电子的物质的量为6×10-4mol，依据氮元素守恒可得关系式2NH3～N2～6e-，根据该关系式可列出比例式
2NH3～N2～6e-，
2 6
n 6×10-4mol
氨气物质的量为：n=2×10-4mol，浓度为2×10-4mol/L，
水样中氨氮（以氨气计）含量=2×10-4mol/L×17g/mol=3.4×10-3g/L=3.4mg/L；
故答案为3.4；
（3）由图示分析可知微生物燃料电池中氢离子移向B电极，说明A为原电池的负极，B为原电池的正极，NO3-离子在正极得到电子生成氮气发生还原反应，CH3COO-在原电池负极失电子生成二氧化碳气体，发生氧化反应，环境为酸性介质，则A极的电极反应式为：CH3COO--8e-+2H2O═2CO2+7H+；
故答案为CH3COO--8e-+2H2O═2CO2+7H+。
17．(1)
(2) 无氮的氧化物逸出，避免了对空气的污染 可控制反应随时进行，随时停止
(3) c a、b
(4)
(5)
【分析】装置Ⅰ中，浓硝酸和铜粉发生反应，生成NO2。装置Ⅱ中浓硝酸与铜粉发生反应，生成NO2，NO2与NaOH反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水。装置Ⅲ中铜丝与浓硝酸反应生成NO2，通过移动铜丝上下来控制反应的开始和结束，NaOH可吸收多余的NO2，防止其污染环境。
（1）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，离子方程式为。
（2）和装置Ⅰ相比，装置Ⅱ增加了尾气处理装置，吸收了氮的氧化物，避免污染环境。装置Ⅲ中铜丝可上下移动，通过上下抽动铜丝可控制反应的开始和结束。
（3）装置Ⅲ中若要使NO2气体充满烧瓶，应先关闭弹簧夹c，再打开弹簧夹a、b。
（4）导致温室效应的气体为二氧化碳，因此这种非金属单质为C，化学方程式为。
（5）燃料电池中通入燃料的一极为负极，则a为负极，b为正极，电解质溶液为NaOH，则b电极为氧气得电子与水反应生成氢氧根离子，电极反应式为。
18． abf ce 氧化 2H+ + 2e- = H2↑ 正 负 Cu片上有气泡或电流计指针发生偏转 AC 将氧化反应和还原反应分开在不同区域进行
【详解】(1) Zn为负极材料也是反应物，化合价升高失去电子发生氧化反应；Cu为正极，溶液中H+比铜更容易得到电子，为正极反应物，则Cu片上发生的电极反应为H+得到电子变成氢气，稀硫酸是离子导体，故答案为abf、ce；
(2) ①Zn为负极，化合价升高失去电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn - 2e- = Zn2+；Cu为正极，则Cu片上发生的电极反应为：2H+ + 2e- = H2↑；②两极之间溶液中离子的定向移动（内电路溶液中SO移向负极）和外部导线中电子的定向移动（流向正极）构成了闭合回路；③有氢气生成或产生电流就能证明化学能转化为电能，则实验现象为Cu片上有气泡：电流表指针发生偏转；
(3) 该原电池发生的反应为Zn+Cu2+=Cu+Zn2+，Zn失电子发生氧化反应，作负极，Cu2+得电子发生还原反应，为正极，正极材料是活泼性比Zn弱的金属或导电的非金属，电解质溶液是含有发生还原反应离子的电解质溶液，即溶液中必定含有铜离子，则该原电池的正确组成是AC，故选AC项；
(4) 从化学的角度分析，原电池装置产生电流的原因是：原电池装置可将氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，离子通过稀硫酸在溶液中移动，电子通过导线流向铜片，所以产生了电流；
19． A＞B C＞D A＞C D＞B B＞E A＞C＞D＞B＞E
【分析】（1）A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A极为负极，活泼金属作负极；
（2）C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D→导线→C，电流由正极流向负极；
（3）A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡，产生气泡的一极为正极；
（4）B、D相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应，发生氧化反应的一极为负极；
（5）电解时活泼性若的金属阳离子先得电子析出；根据前四问几种金属的活泼性的大小关系确定五种金属的活动性顺序。
【详解】（1）A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A极为负极，因活泼金属作负极，所以活动性A>B；
（2）C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D→导线→C，电流由正极流向负极，所以D为正极，C为负极，活泼金属作负极，因此活动性C>D；
（3）A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡，产生气泡的一极为正极，活泼金属作负极，因此活动性A>C；
（4）B、D相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应，发生氧化反应的一极为负极，活泼金属作负极，因此活动性D>B；
（5）用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出，因用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出，说明活泼性B>E；因活泼性A＞B、C＞D、A＞C、D＞B、B＞E，由此可知五种金属的活动性顺序为：A＞C＞D＞B＞E。
20．(1)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
(2)溶液局部变红
(3)O2
(4) 0.1mol/L硫酸亚铁溶液 石墨 石墨 电流计指针不动 Cu2++e—Cu+，SCN—与Cu＋结合生成CuSCN沉淀，导致c(Cu+)降低，有利于电极反应正向移动，Cu2+得电子能力增强(大于Fe3+)，使得Fe2+被氧化。
【分析】该实验的目的是探究铜与硫酸铁溶液的反应是否为可逆反应，由探究实验所得实验现象可知，铜与硫酸铁溶液的反应不是可逆反应。
【详解】（1）铜离子是蓝色的，由实验现象可知，实验ⅰ中发生的反应为铜与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；
（2）由实验ⅱ的上层清液滴加硫氰化钾溶液后，溶液局部变红可知，溶液中存在铁离子，故答案为：溶液局部变红；
（3）亚铁离子具有还原性，可能被空气中氧气氧化生成铁离子使硫氰化钾溶液变红色，则假设2被空气中氧气氧化，故答案为：O2；
（4）①铜与2mL0.05mol/L硫酸铁溶液反应生成0.1mol/L硫酸亚铁和0.05mol/L硫酸铜，由探究实验变量唯一化原则可知，溶液a应选择0.1mol/L硫酸亚铁溶液；
②若验证在实验ⅱ的条件下，铜离子将亚铁离子氧化，实验iv设计原电池时，应选择不参与铜离子和亚铁离子反应的惰性材料做电极，则b、c电极可以选择石墨电极，故答案为：0.1mol/LFeSO4；石墨；石墨；
③由实验iv中闭合开关K，电流计指针不动可知，铜与硫酸铁溶液的反应不是可逆反应，证明假设1不成立，故答案为：电流计指针不动；
④由验证在实验ⅱ的条件下，铜离子将亚铁离子氧化可知，铜离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铜离子，在溶液中存在如下平衡Cu2++e—Cu+，向硫酸铜溶液中滴加硫氰化钾溶液，硫氰酸根离子与亚铜离子结合生成硫氰化亚铜沉淀，导致亚铜离子浓度降低，有利于电极反应正向移动，促使亚铁离子在负极被氧化，故答案为：Cu2++e—Cu+，SCN—与Cu＋结合生成CuSCN沉淀，导致c(Cu+)降低，有利于电极反应正向移动，Cu2+得电子能力增强(大于Fe3+)，使得Fe2+被氧化。
2024届高三化学一轮复习培优--原电池的工作原理训练
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．某原电池结构如图所示，下列有关该原电池的说法中不正确的是
A．该装置将化学能转化成电能 B．电子从铁棒经外电路流向碳棒
C．铁棒发生还原反应 D．总反应为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
2．下列叙述正确的是
A．使用催化剂能够降低化学反应的反应热()
B．原电池中发生的反应达到平衡时，该电池仍有电流产生
C．催化剂能改变化学反应速率，是因为它能改变反应历程和反应的活化能
D．硅太阳能电池工作时，光能转化成化学能
3．有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是
A．析氢腐蚀和吸氧腐蚀，负极均是Fe发生反应：Fe-3e- =Fe3+
B．镀层破损后，镀锡铁板的镀层仍能对铁制品起保护作用，比镀锌铁板更耐腐蚀
C．在海轮外壳镶嵌锌块，保护船体不受腐蚀是采用了牺牲阳极法
D．将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
4．已知：。下列说法不正确的是
A．分子的共价键是键，分子的共价键是键
B．燃烧生成的气体与空气中的水蒸气结合呈雾状
C．停止反应后，用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟
D．可通过原电池将与反应的化学能转化为电能
5．锌铜原电池装置如下图，下列说法不正确的是
A．锌电极上发生氧化反应
B．电子从锌片经电流计流向铜片
C．铜电极上发生反应：
D．一段时间后，取少量右侧烧杯中的溶液于试管中，滴加溶液，产生白色沉淀
6．下列关于能量的叙述正确的是
A．已知氢气和氯气在混合光照时发生爆炸，而氢气在氯气中点燃能安静燃烧，说明在同温同压下，H2(g) + Cl2(g) ═ 2HCl(g)反应条件不同，∆H不同
B．取完全相同的两片锌片，将其中一片直接放入足量稀硫酸中，另一片与铜片用导线连接后再放入足量的稀硫酸中，充分反应后，两者放出的热量相同
C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应的焓变
D．为了充分利用热能，可在燃烧时通入大量的空气以确保燃料完全燃烧
7．人类生活中的方方面面都离不开化学，车辆工程与化学也有着密不可分的关系，下列相关说法中不正确的是
A．汽车上使用的钢化玻璃是掺杂了特种金属的玻璃
B．采用镁、铝及其合金材料可适当减轻车身重量从而提升车辆行驶性能
C．随着乙醇汽油、氢能源、燃料电池等新能源的逐步应用，汽车尾气造成的污染在逐步减少
D．汽车车身采用的镀锌钢板是利用牺牲阳极的阴极保护法来提高车身的抗锈、抗腐蚀能力
8．化学电源应用广泛。某原电池装置如图所示，下列说法正确的是
A．该装置Zn为负极，发生还原反应：Zn-2e-=Zn2+
B．外电路每转移2mol电子，铜电极附近产生22.4L H2
C．电流由铜电极经导线流向锌电极
D．原电池工作过程中，SO向铜电极移动
9．X、Y、Z、M、N代表五种金属。有以下化学反应：
①水溶液中：X＋Y2+=X2+＋Y ；②Z＋2H2O（冷）=Z（OH）2＋H2↑ ；
③M、N 为电极与 N 盐溶液组成原电池，发生的电极反应为：M－2e- =M2+
④Y可以溶于稀 H2SO4中，M 不被稀 H2SO4氧化. 则这五种金属的活泼性由弱到强的顺序是（ ）
A．M＜N＜Y＜X＜Z B．Y＜X＜N＜M＜Z
C．N＜M＜Y＜X＜Z D．X＜Z＜N＜M＜Y
10．由下列实验操作及现象所得结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向某溶液中加入70%硫酸后加热，并将气体产物依次通过品红溶液和澄清石灰水，品红溶液褪色，澄清石灰水变浑浊
该溶液中含亚硫酸盐
B
向蛋白质溶液中加入饱和氯化铵溶液，有固体析出
蛋白质发生了变性
C
将变黑的银器浸入盛有NaCl溶液的铝制容器中，银器由黑变白
生成了Ag
D
用pH计测CH3COONa溶液和NaNO2溶液的pH，前者大于后者
Ka(HNO2)>Ka(CH3COOH)
A．A B．B C．C D．D
11．下列说法不正确的是
A．使用滴定管前要检查是否漏液
B．用简易量热计测定反应热时，用环形玻璃搅拌棒进行搅拌使酸和碱充分反应，以达到良好的实验效果
C．燃料电池实验中，用KNO3溶液或Na2SO4溶液代替蒸馏水，效果更好
D．用精密pH试纸测得某浓度氯水的pH为3.5
12．锂亚硫酰氯（Li/SOCl2）电池是实际应用电池系列中比能量最高的一种电池，剖视图如图所示，一种非水的LiAlCl4的SOCl2溶液为电解液。亚硫酸氯既是电解质，又是正极活性物质，其中碳电极区的电极反应式为2SOCl2+4e−=4Cl−+S+SO2↑，该电池工作时，下列说法错误的是
A．锂电极区发生的电极反应：Li-e−=Li+
B．放电时发生的总反应：4Li+2SOCl2=4LiCl+SO2↑+S
C．锂电极上的电势比碳电极上的低
D．若采用水溶液代替SOCl2溶液，电池总反应和效率均不变
13．盐酸酸洗钢材的废液中含有大量的盐酸、。研究人员利用如图装置可将部分铁元素在极区转化为沉淀，实现资源和能源的再利用。下列说法不正确的是
A．电子由b极流向a极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．该装置实现了化学能向电能转化
D．a极可发生电极反应：
14．如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是
选项
M
N
P
A
Zn
C
稀H2SO4
B
C
Fe
稀HCl
C
Ag
Zn
AgNO3溶液
D
Zn
C
Fe(NO3)3溶液
A．A B．B C．C D．D
15．金属(M)-空气电池放电的总反应方程式为:4M+ nO2+ 2nH2O = 4M(OH)n。已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能，下列说法正确的是
A．比较Mg、Al、Zn 三种金属-空气电池，Mg-空气电池的理论比能量最高
B．M-空气电也放电过程的正极反应式:4Mn++ nO2 + 2nH2O+ 4ne-= 4M(OH)n
C．Al 作电极材料时电解质溶液最好选酸性，这样更有利于反应的发生，同时防止负极区沉淀
D．在Mg-空气电也中,为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜
二、实验题
16．氨对人类的生产生活具有重要影响。
（1）氨的制备与利用。
① 工业合成氨的化学方程式是____________。
②氨催化氧化生成一氧化氮反应的化学方程式是___________。
（2）氨的定量检测。水体中氨气和铵根离子(统称氨氮)总量的检测备受关注。利用氨气传感器检测水体中氨氮含量的示意图如下：
① 利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用：_______________。
② 若利用氨气传感器将1 L水样中的氨氮完全转化为N2时，转移电子的物质的量为6×10-4 mol，则水样中氨氮(以氨气计)含量为________mg·L-1。
（3）氨的转化与去除。 微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图。
已知A、B两极生成CO2和N2的物质的量之比为5 : 2，写出A极的电极反应式：_______。
17．化学实验要符合“绿色化学”理念。某实验小组对浓硝酸的一些性质进行了探究性实验。试回答下列问题：
(1)写出铜和浓硝酸反应的离子方程式：_______。
(2)与装置Ⅰ相比，装置Ⅱ的优点是_______，装置Ⅲ除具有装置Ⅱ的优点外，还具有的优点是_______。
(3)在装置Ⅲ中，若要使气体充满烧瓶，应先关闭弹簧夹_______(填字母，下同)，再打开弹簧夹_______。
(4)浓硝酸不仅可以和铁、铜反应，在加热条件下还可以和一种非金属单质发生氧化还原反应生成导致温室效应的气体，请写出该反应的化学方程式：_______。
(5)燃料电池是一种高效的供能装置，下图是甲烷燃料电池原理示意图，写出该燃料电池b极发生的电极反应式_______。
18．原电池是直接把化学能转化为电能的装置。
(1)如图所示：按照构成原电池的基本要素来看，Zn的作用是(填字母，下同)____；稀硫酸的作用是________。
a．负极反应物 b．负极材料 c．正极反应物
d．正极材料 e．离子导体 f．电子导体
(2) ①在Cu-Zn原电池中，Zn片上发生________反应(填“氧化”或“还原”)。Cu片上发生的电极反应为________。
②外电路中电子流向_____极；内电路溶液中SO移向___极。
③能证明化学能转化为电能的实验现象为________。
(3)某原电池的总反应为Zn+Cu2+=Cu+Zn2+，该原电池正确的组成是__。
(4)从化学的角度分析，原电池装置产生电流的原因是：原电池可将________，并通过能导电的物质形成闭合回路，产生电流。
19．有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：
（1）A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A极为负极，活动性________________；
（2）C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D→导线→C，活动性__________；
（3）A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡，活动性________________；
（4）B、D相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应，活动性___________；
（5）用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出，活动性________________；综上所述，这五种金属的活动性从强到弱的顺序为________________________________。
20．化学小组探究Cu与溶液的反应，实验如下：
序号
实验方案
实验现象
实验i
振荡试管，观察到溶液变为蓝色，待反应充分后，试管底部有Cu粉剩余。
实验ⅱ
取实验i中的上层清液，向其中滴加0.1mol·L-1KSCN溶液
溶液局部变红，同时产生白色沉淀，振荡试管，红色消失。
已知：经检验白色沉淀为CuSCN
(1)用离子方程式表示实验ⅰ中溶液变为蓝色的原因_______。
(2)实验ⅱ中检测到Fe3+，依据的实验现象是_______。
(3)对实验ⅱ中Fe3+产生的原因作如下假设：
假设1：溶液中的Fe2+被_______氧化
假设2：在实验ⅱ的条件下，Fe2+被Cu2+氧化
假设3：Cu与的反应是可逆反应
将假设1补充完整_______。
(4)设计实验验证假设。
序号
实验ⅲ
实验ⅳ
方案
现象
放置较长时间，溶液颜色不变红
闭合开关K，电流计指针不动，向右侧CuSO4溶液中滴加0.1mol·L-1KSCN，指针向右大幅度偏转，溶液中有白色浑浊物产生。取出左侧溶液，滴加0.1mol·L-1KSCN，溶液变红。
①实验ⅲ的目的是探究假设1是否成立，则溶液a是_______。
②电极材料b、c分别是_______、_______。
③假设3不成立的实验证据是_______。
④对比实验ⅱ和ⅳ，从电极反应的角度解释实验ⅱ中Fe3+产生的原因_______。
参考答案：
1．C
【分析】根据装置图可知，活泼金属铁作负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，碳棒作正极，氢离子发生得电子的还原反应，其电极反应式为：2H++2e-= H2↑，据此分析解答。
【详解】根据上述分析可知，
A．装置为原电池原理，是将化学能转化为电能的装置，A正确；
B．原电池中，电子从负极经外电路流向正极，本装置中，电子从铁棒经外电路流向碳棒，B正确；
C．铁棒失去电子，发生氧化反应，C错误；
D．根据原电池正负极反应可知，总反应为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，D正确；
故选C。
2．C
【详解】A．催化剂能降低反应的活化能从而改变反应速率，但不能改变化学平衡，不改变化学反应的反应热，A项错误；
B．原电池中发生的反应达到平衡时，该电池没有电流产生，B项错误；
C．催化剂能改变化学反应速率，是因为它能改变反应历程和反应的活化能，C项正确；
D．硅电池工作时光能转化为电能，不发生化学反应，与氧化还原反应无关，D项错误；
答案选C。
3．C
【详解】A．析氢腐蚀和吸氧腐蚀，负极均是Fe失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，Fe-2e- =Fe2+，A错误；
B．活动性锌大于铁大于锡；镀层破损后，镀锡铁板的镀层中形成铁锡原电池，铁做负极，加速了铁的锈蚀；镀锌铁板中锌做负极、铁做正极，保护了铁，B错误；
C．在海轮外壳镶嵌锌块，锌发生氧化反应做负极，保护船体不受腐蚀是采用了牺牲阳极法，C正确；
D．将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连，使其做阴极以保护它不受腐蚀，D错误；
故选C。
4．A
【详解】A．H2分子里的共价键H-H键是由两个s电子重叠形成的，称为s-s σ键，Cl2分子里的共价键Cl-Cl键是由两个p电子重叠形成的，称为p-p σ键，故A错误；
B．HCl气体极易溶于水，遇到空气中的水蒸气后立即形成盐酸小液滴，即白雾，故B正确；
C．浓氨水易挥发，挥发的氨气和HCl气体互相反应，化学方程式NH3+HCl=NH4Cl，生成NH4Cl氯化铵固体小颗粒，固体粉末就是烟，故C正确；
D．与的反应是能够自发进行的氧化还原反应，可通过原电池将与反应的化学能转化为电能，故D正确；
故选A。
5．D
【分析】由图可知，该装置为原电池，Zn的化学性质更活泼，故Zn为负极，Cu为正极，据此分析解题。
【详解】A．锌为负极，电极上失电子发生氧化反应，A正确；
B．Zn为负极，Cu为正极，电子从负极流向正极，故电子从锌片经电流计流向铜片，B正确；
C．铜为正电极，发生反应：，C正确；
D．一段时间后，盐桥中的阴离子向负极移动，即氯离子向左侧烧杯移动，取少量右侧烧杯中的溶液于试管中，滴加溶液，不会产生白色沉淀，D错误；
答案选D。
6．C
【详解】A．反应H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)的焓变与反应条件无关，A错误；
B．锌与稀硫酸直接反应，化学能转化为热能，但锌与铜片用导线连接后再放入足量的稀硫酸中，形成原电池，化学能转化为电能和热能，两者放出的热量不相同，B错误；
C．某些难以直接测量的反应焓变，可以根据盖斯定律设计反应过程，利用已知反应的焓变进行计算，C正确；
D．燃料燃烧时要通入足量的空气，但空气量过多，会带走部分热能，D错误；
答案选C。
7．A
【详解】A．钢化玻璃是为提高玻璃的强度，通常在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，其与普通玻璃的成分相同，A错误；
B．镁、铝及其合金材料密度小，硬度大，可以适当减轻车身重量从而提升车辆行驶性能，B正确；
C．乙醇汽油、氢能源、燃料电池等新能源的逐步应用，可以减少化石能源的使用，使汽车尾气造成的污染减少，C正确；
D．由于锌比铁活泼，因此形成原电池时锌作负极，可以对铁起到保护作用，属于牺牲阳极的阴极保护法，可提高车身的抗锈、抗腐蚀能力，D正确；
故选A。
8．C
【详解】A．金属性锌强于铜，则该装置中Zn为负极，发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+，A错误；
B．外电路每转移2mol电子，铜电极附近产生1mol氢气，但其体积不一定是22.4L，B错误；
C．锌是负极，铜是正极，则电流由铜电极经导线流向锌电极，C正确；
D．原电池中阴离子移向负极，锌是负极，铜是正极，则原电池工作过程中，SO向锌电极移动，D错误；
答案选C。
9．C
【详解】①水溶液中：X＋Y2+=X2+＋Y ，说明金属活动性：X>Y；
②根据Z＋2H2O（冷）=Z（OH）2＋H2↑可知Z是非常活泼的金属元素，Z>X；
③M、N 为电极与 N盐溶液组成原电池，发生的电极反应为：M－2e— =M2+，则金属活动性M>N；
④Y可以溶于稀 H2SO4中，M 不被稀 H2SO4氧化，则金属活动性Y>M，所以金属活动性：Z>X>Y>M>N，因此这五种金属的活泼性由弱到强的顺序是N＜M＜Y＜X＜Z，选项C正确。
答案选C。
10．C
【详解】A．由实验现象知，产生的气体应该有SO2，而与70%硫酸反应产生SO2气体可能是亚硫酸盐溶液，也可能是Na2S2O3溶液或H2S溶液，选项结论错误，A不符合题意；
B．饱和NH4Cl溶液使蛋白质析出，属于蛋白质的盐析性质，选项结论错误，B不符合题意；
C．将银器放入铝制容器中，形成原电池，Al作负极，银器作正极，表面黑色的Ag2S或Ag2O得电子生成Ag单质，C符合题意；
D．由于CH3COONa溶液与NaNO2溶液浓度未知，故无法根据水解程度推出对应酸的酸性强弱，即无法比较其电离常数，D不符合题意；
故答案选C。
11．D
【详解】A．滴定管使用前要检查是否漏液，故A正确；
B．用简易量热计测定反应热时，用环形玻璃搅拌棒进行搅拌使酸和碱充分混合，快速反应，以达到良好的实验效果，故B正确；
C．燃料电池实验中，用KNO3溶液或Na2SO4溶液代替蒸馏水，导电性增强，效果更好，故C正确；
D．氯水具有漂白性，不能用pH试纸测氯水的pH，故D错误；
选D。
12．D
【分析】A.锂电池中锂为电池的负极，失电子生成锂离子，反应式：Li －e－= Li+；
B.放电时的总反应式为电池正负极得失电子总数相等时电极反应相加；
C.锂电极为电池的负极，负极的电势比正极低；
D.若采用水溶液代替SOCl2溶液，锂电极则与水反应生成氢氧化锂，造成电极的损耗；
【详解】A.锂电池中锂为电池的负极，失电子生成锂离子，反应式：Li －e－= Li+，A正确；
B.放电时的总反应式为电池正负极得失电子总数相等时电极反应相加，4Li+2 SOCl2=4LiCl+SO2↑+S，B正确；
C.锂电极为电池的负极，负极的电势比正极低，C正确；
D.若采用水溶液代替SOCl2溶液，锂电极则与水反应生成氢氧化锂，造成电极的损耗，D错误；
答案为D。
13．B
【分析】由图可知，该装置为原电池，通入空气的电极a为正极，电极反应为：，电极b是负极，负极区盐酸酸洗的废液含有大量的盐酸、，负极的电极反应为Fe2+-e-=Fe3+，负极区的H+通过阳离子交换膜进入正极区，使该区溶液pH增大，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，据此分析解答。
【详解】A．电池中电子由负极经外电路流向正极，即电子由b极流向a极，故A正确；
B．a极的电极反应为：，为维持电荷守恒，H+由右池通过离子交换膜向左池迁移，则离子交换膜为质子交换膜，故B错误；
C．该装置为原电池，实现了化学能向电能转化，故C正确；
D．a极为原电池正极，该极通入空气，氧气得电子，电极反应为：，故D正确；
答案选B。
14．C
【分析】在如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，说明有电流产生，装置构成了原电池，M棒变粗，N棒变细，则N极为负极，M极为正极，电极活动性：N＞M，N极上金属失去电子帮我金属阳离子进入溶液，电解质溶液为不活泼金属的盐溶液，不活泼金属在M电极上得到电子被还原为金属单质，然后根据原电池反应原理分析解答。
【详解】根据上述分析可知N极为负极，M极为正极，电极活动性：N＞M，电解质溶液为不活泼金属的盐溶液。
A．电极活动性：Zn＞C，则Zn为负极，Zn失去电子变为Zn2+进入溶液，C为正极，在C电极上H+得到电子被还原产生H2，与题意不符合，A不符合题意；
B．电极活动性：Fe＞C，所以Fe为负极，C为正极，在C电极上H+得到电子被还原产生H2，与题意不符合，B不符合题意；
C．电极活动性：Zn＞Ag，所以Zn为负极，失去电子变为Zn2+进入溶液中，使电极变细，Ag为正极，在Ag电极上Ag+得到电子被还原产生Ag，M电极变粗，与题意相符合，C符合题意；
D．电极活动性：Zn＞C，则Zn为负极，Zn失去电子变为Zn2+进入溶液，M电极变细；C为正极，在C电极上Fe3+得到电子被还原产生Fe2+，与题意不符合，D不符合题意；
故合理选项是C。
15．D
【详解】A．1g Mg失电子 、1g Al失电子、1g Zn失电子，Al -空气电池的理论比能量最高，故A错误；
B．M-空气电也，放电过程中正极生成氢氧根离子，正极反应式O2 + 2H2O+ 4e-=4OH-，故B错误；
C．电池中是阴离子交换膜，不能选用酸性电解质，故C错误；
D．若用中性电解质及阳离子交换膜，镁离子向正极移动，在正极区生成氢气氧化镁沉淀，故D正确。
【点睛】原电池中负极失电子发生氧化反应，正极得电子反应还原反应，阳离子移向正极、阴离子移向负极。
16． N2+3H22NH3 4NH3+5O24NO+6H2O c(OH-)增大，使NH4++OH-⇌NH3•H2O⇌NH3+H2O平衡正向移动，利于生成氨气，被空气吹出 3.4 CH3COO--8e-+2H2O═2CO2+7H+
【分析】（1）①工业合成氨是利用氮气和氢气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气；
②氨气的催化氧化生成一氧化氮和水；
（2）①氢氧根离子浓度增大会结合铵根离子利于生成氨气；
②若利用氨气传感器将1L水样中的氨氮完全转化为N2时，依据氮元素守恒和电子转移守恒计算水样中氨氮（以氨气计）含量；
（3）图示分析可知微生物燃料电池中氢离子移向B电极，说明A为原电池的负极，B为原电池的正极，NO3-离子在正极得到电子生成氮气发生还原反应，CH3COO-在原电池负极失电子生成二氧化碳气体，发生氧化反应，环境为酸性介质，据此解答。
【详解】（1）①工业合成氨是利用氮气和氢气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气，反应的化学方程式为：N2+3H22NH3；
故答案为N2+3H22NH3；
②氨气的催化氧化生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O；故答案为4NH3+5O24NO+6H2O；
（2）①利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用是c(OH-)增大，使NH4++OH-⇌NH3•H2O⇌NH3+H2O平衡正向移动，利于生成氨气，被空气吹出；
故答案为c(OH-)增大，使NH4++OH-⇌NH3•H2O⇌NH3+H2O平衡正向移动，利于生成氨气，被空气吹出；
②将1L水样中的氨氮完全转化为N2时，转移电子的物质的量为6×10-4mol，依据氮元素守恒可得关系式2NH3～N2～6e-，根据该关系式可列出比例式
2NH3～N2～6e-，
2 6
n 6×10-4mol
氨气物质的量为：n=2×10-4mol，浓度为2×10-4mol/L，
水样中氨氮（以氨气计）含量=2×10-4mol/L×17g/mol=3.4×10-3g/L=3.4mg/L；
故答案为3.4；
（3）由图示分析可知微生物燃料电池中氢离子移向B电极，说明A为原电池的负极，B为原电池的正极，NO3-离子在正极得到电子生成氮气发生还原反应，CH3COO-在原电池负极失电子生成二氧化碳气体，发生氧化反应，环境为酸性介质，则A极的电极反应式为：CH3COO--8e-+2H2O═2CO2+7H+；
故答案为CH3COO--8e-+2H2O═2CO2+7H+。
17．(1)
(2) 无氮的氧化物逸出，避免了对空气的污染 可控制反应随时进行，随时停止
(3) c a、b
(4)
(5)
【分析】装置Ⅰ中，浓硝酸和铜粉发生反应，生成NO2。装置Ⅱ中浓硝酸与铜粉发生反应，生成NO2，NO2与NaOH反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水。装置Ⅲ中铜丝与浓硝酸反应生成NO2，通过移动铜丝上下来控制反应的开始和结束，NaOH可吸收多余的NO2，防止其污染环境。
（1）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，离子方程式为。
（2）和装置Ⅰ相比，装置Ⅱ增加了尾气处理装置，吸收了氮的氧化物，避免污染环境。装置Ⅲ中铜丝可上下移动，通过上下抽动铜丝可控制反应的开始和结束。
（3）装置Ⅲ中若要使NO2气体充满烧瓶，应先关闭弹簧夹c，再打开弹簧夹a、b。
（4）导致温室效应的气体为二氧化碳，因此这种非金属单质为C，化学方程式为。
（5）燃料电池中通入燃料的一极为负极，则a为负极，b为正极，电解质溶液为NaOH，则b电极为氧气得电子与水反应生成氢氧根离子，电极反应式为。
18． abf ce 氧化 2H+ + 2e- = H2↑ 正 负 Cu片上有气泡或电流计指针发生偏转 AC 将氧化反应和还原反应分开在不同区域进行
【详解】(1) Zn为负极材料也是反应物，化合价升高失去电子发生氧化反应；Cu为正极，溶液中H+比铜更容易得到电子，为正极反应物，则Cu片上发生的电极反应为H+得到电子变成氢气，稀硫酸是离子导体，故答案为abf、ce；
(2) ①Zn为负极，化合价升高失去电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn - 2e- = Zn2+；Cu为正极，则Cu片上发生的电极反应为：2H+ + 2e- = H2↑；②两极之间溶液中离子的定向移动（内电路溶液中SO移向负极）和外部导线中电子的定向移动（流向正极）构成了闭合回路；③有氢气生成或产生电流就能证明化学能转化为电能，则实验现象为Cu片上有气泡：电流表指针发生偏转；
(3) 该原电池发生的反应为Zn+Cu2+=Cu+Zn2+，Zn失电子发生氧化反应，作负极，Cu2+得电子发生还原反应，为正极，正极材料是活泼性比Zn弱的金属或导电的非金属，电解质溶液是含有发生还原反应离子的电解质溶液，即溶液中必定含有铜离子，则该原电池的正确组成是AC，故选AC项；
(4) 从化学的角度分析，原电池装置产生电流的原因是：原电池装置可将氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，离子通过稀硫酸在溶液中移动，电子通过导线流向铜片，所以产生了电流；
19． A＞B C＞D A＞C D＞B B＞E A＞C＞D＞B＞E
【分析】（1）A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A极为负极，活泼金属作负极；
（2）C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D→导线→C，电流由正极流向负极；
（3）A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡，产生气泡的一极为正极；
（4）B、D相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应，发生氧化反应的一极为负极；
（5）电解时活泼性若的金属阳离子先得电子析出；根据前四问几种金属的活泼性的大小关系确定五种金属的活动性顺序。
【详解】（1）A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A极为负极，因活泼金属作负极，所以活动性A>B；
（2）C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D→导线→C，电流由正极流向负极，所以D为正极，C为负极，活泼金属作负极，因此活动性C>D；
（3）A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡，产生气泡的一极为正极，活泼金属作负极，因此活动性A>C；
（4）B、D相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应，发生氧化反应的一极为负极，活泼金属作负极，因此活动性D>B；
（5）用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出，因用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出，说明活泼性B>E；因活泼性A＞B、C＞D、A＞C、D＞B、B＞E，由此可知五种金属的活动性顺序为：A＞C＞D＞B＞E。
20．(1)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
(2)溶液局部变红
(3)O2
(4) 0.1mol/L硫酸亚铁溶液 石墨 石墨 电流计指针不动 Cu2++e—Cu+，SCN—与Cu＋结合生成CuSCN沉淀，导致c(Cu+)降低，有利于电极反应正向移动，Cu2+得电子能力增强(大于Fe3+)，使得Fe2+被氧化。
【分析】该实验的目的是探究铜与硫酸铁溶液的反应是否为可逆反应，由探究实验所得实验现象可知，铜与硫酸铁溶液的反应不是可逆反应。
【详解】（1）铜离子是蓝色的，由实验现象可知，实验ⅰ中发生的反应为铜与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；
（2）由实验ⅱ的上层清液滴加硫氰化钾溶液后，溶液局部变红可知，溶液中存在铁离子，故答案为：溶液局部变红；
（3）亚铁离子具有还原性，可能被空气中氧气氧化生成铁离子使硫氰化钾溶液变红色，则假设2被空气中氧气氧化，故答案为：O2；
（4）①铜与2mL0.05mol/L硫酸铁溶液反应生成0.1mol/L硫酸亚铁和0.05mol/L硫酸铜，由探究实验变量唯一化原则可知，溶液a应选择0.1mol/L硫酸亚铁溶液；
②若验证在实验ⅱ的条件下，铜离子将亚铁离子氧化，实验iv设计原电池时，应选择不参与铜离子和亚铁离子反应的惰性材料做电极，则b、c电极可以选择石墨电极，故答案为：0.1mol/LFeSO4；石墨；石墨；
③由实验iv中闭合开关K，电流计指针不动可知，铜与硫酸铁溶液的反应不是可逆反应，证明假设1不成立，故答案为：电流计指针不动；
④由验证在实验ⅱ的条件下，铜离子将亚铁离子氧化可知，铜离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铜离子，在溶液中存在如下平衡Cu2++e—Cu+，向硫酸铜溶液中滴加硫氰化钾溶液，硫氰酸根离子与亚铜离子结合生成硫氰化亚铜沉淀，导致亚铜离子浓度降低，有利于电极反应正向移动，促使亚铁离子在负极被氧化，故答案为：Cu2++e—Cu+，SCN—与Cu＋结合生成CuSCN沉淀，导致c(Cu+)降低，有利于电极反应正向移动，Cu2+得电子能力增强(大于Fe3+)，使得Fe2+被氧化。
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