2024届高三新高考化学大一轮专题练习---化学电源

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习---化学电源，共24页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

2024届高三新高考化学大一轮专题练习-化学电源
一、单选题
1．（河南省安阳市2023届高三下学期第三次模拟考试理科综合化学试题）一种低温Zn - MnO2纤维电池放电时的工作原理如图所示，下列说法正确的是

A．放电时，电子由N电极经电解质溶液流向M电极
B．放电时，溶液中的Zn2+向N电极移动
C．若该装置外电路中有1 mol电子转移，理论上两极质量变化均为32.5 g
D．充电时， M电极的反应式：Mn2+ -2e- +4OH-=MnO2 +2H2O
2．（2023·全国·统考高考真题）一种以和为电极、水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，可插入层间形成。下列说法错误的是
  
A．放电时为正极
B．放电时由负极向正极迁移
C．充电总反应：
D．充电阳极反应：
3．（2023春·江苏盐城·高三校联考阶段练习）以甲烷为燃料的新型电池得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。下列说法错误的是

A．该电池工作时能量由化学能转化为电能
B．A极为电池正极，发生氧化反应
C．负极的电极反应式为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O
D．该电池的总反应为CH4+2O2=CO2+2H2O
4．（2023春·山东枣庄·高三统考期中）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是

A．甲：正极的电极反应式为
B．乙：锌筒既是负极材料又是负极反应物
C．丙：正极反应
D．丁：放电时移向Cu电极，所以Cu电极附近溶液中浓度增大
5．（2023春·陕西榆林·高三校联考期中）某微生物燃料电池可用于高浓度有机废水(有机物以代表)和高浓度硝酸根废水的净化，其原理如图所示。下列说法中不正确的是

A．净化污水时，中间室中向左室移动
B．每消耗2mol ，发生迁移的为12mol
C．理论上生成的体积大于(同温同压下)
D．转为过程中会向溶液中释放
6．（2023春·福建厦门·高三厦门双十中学校考期中）如图是典型微生物燃料电池原理示意图。若用含硝酸盐废水替代图中氧气，可达到废水处理的目的(已知：a室中微生物降解有机物产生、和)。关于该电池，下列说法不正确的是
  
A．通过质子交换膜从a室进入b室
B．a室内发生氧化反应，电极为正极
C．b室内发生的电极反应为：
D．该电池不能在高温环境工作
7．（2023秋·云南大理·高三统考期末）LiPON薄膜锂离子电池是目前研究最广泛的全固态薄膜锂离子电池。如图为其工作示意图，薄膜只允许通过，放电时移动方向如图中所示，电池反应为。下列有关说法正确的是

A．极电极电势高于极
B．LiPON薄膜在充放电过程中质量发生变化
C．放电时极发生的反应为
D．导电介质可以是溶液
8．（2023秋·北京大兴·高三统考期末）甲烷是重要的能源物质，下列关于甲烷的叙述不正确的是
已知：   kJ⋅mol
A．甲烷的燃烧热是890.3 kJ⋅mol
B．上述反应每消耗1 mol 转移8 mol
C．甲烷燃料电池中，通入甲烷的电极上发生还原反应
D．1 mol 完全燃烧生成时，放出的热量少于890.3 kJ

二、多选题
9．（2023·山东·统考高考真题）利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是

A．甲室电极为正极
B．隔膜为阳离子膜
C．电池总反应为：
D．扩散到乙室将对电池电动势产生影响
10．（2023春·安徽合肥·高三安徽省庐江汤池中学校联考期中）某固体酸燃料电池以NaHSO4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．每转移0.1 mol电子，消耗标准状况下1.12 L的
C．b极上的电极反应式为
D．由a极通过固体酸电解质传递到b极

三、非选择题
11．（2021春·广西贺州·高三校考阶段练习）在容积为2L的密闭容器中进行如下反应：A(g)＋2B(g)3C(g)＋2D(g)，开始时A为4mol，B为6mol，5min末达到平衡，此时测得C的物质的量为3mol。计算：
(1)平衡时A的物质的量浓度为___________mol/L；前5min内用B表示的化学反应速率v(B)为___________mol·L-1·min-1.
(2)判断该反应达到平衡状态的依据是___________(填序号)。
①B减少的反应速率和D减少的反应速率相等
②A、B、C、D的浓度都相等
③A、B、C、D的浓度都不再发生变化
(3)能使该反应的反应速率增大的是___________(填序号)。
a、适当升高温度    b、及时分离出D气体
c、增大B的浓度    d、选择高效的催化剂
(4)微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式为Zn＋2OH--2e-=Zn(OH)2，Ag2O＋H2O＋2e-=2Ag＋2OH-。根据上述反应式，完成下列题目。

①判断下列叙述中正确的是___________。
A．在使用过程中，电解质KOH不断被消耗
B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C．Zn是负极，Ag2O是正极
D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应
②写出电池的总反应式：___________。
③使用时，负极区的c(OH-)___________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，电解质溶液中的c(OH-)___________。
12．（2021春·四川成都·高三校考期中）能源、资源问题是当前人类社会面临的一项重大课题。直接利用物质燃烧提供热能在当今社会仍然占很大比重，但存在利用率低的问题。燃料电池将能量转化效率比直接燃烧效率高，H2、CH4、CH3OH都是重要的能源物质。
(1)其中氢氧燃料电池是常见的燃料电池，如图为氢氧燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电极。

①使用时，空气从_____口通入(填“A”或“B”)；负极是_____(填“a”或“b”)。电流由_____流向_____(填“a”或“b”)。其总反应方程式为_____，在碱性条件下，负极反应式为_____。
②假设使用的“燃料”是甲烷(酸性条件下)，a极的电极反应为：_____。
(2)某同学设计如图的原电池，负极实验现象为_____，则正极的电极反应式为：_____，当导线中有3.01×1023个电子流过，溶液质量变化为_____g。

(3)能把硫酸铜溶液改成氢氧化钠溶液吗_____(填“能”或“不能”)，为什么_____。
13．（2023·全国·高三专题练习）CO可直接作为燃料电池的燃料，某CO燃料电池的结构如图1所示。

(1)电池工作时，电子由电极_________(填“A”或“B”，下同)流向电极_________。
(2)电极B的电极反应式为_________，该电池中可循环利用的物质为_________。
(3)纳米级由于具有优良的催化性能而受到关注，采用CO燃料电池为电源，用离子交换膜控制电解液中的制备纳米，其装置如图2所示。

①电极A应连接_________(填“C”或“D”)，穿过阴离子交换膜的离子为_________。
②当反应生成14.4g时，图2左侧溶液_________(填“增加”或“减少”)的质量为_________g。
14．（2022秋·内蒙古兴安盟·高三乌兰浩特一中校考期中）人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格。
(1)蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电解池的作用。铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。负极反应式为_______；正极反应式为_______。
(2)铁、铜、铝是生活中使用广泛的金属，FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，其反应过程的离子方程式为_______，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为_______，正极反应式为_______。
(3)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为_______。
A．铝片、铜片      B．铜片、铝片      C．铝片、铝片    D．铜片、铜片
写出插入烧碱溶液中形成原电池的负极反应式：_______。
(4)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：
①电池的负极是_______(填“a”或“b”)，该极的电极反应式是：_______。
②电池工作一段时间后电解质溶液的pH_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。

15．（2023·全国·高三专题练习）完成下列小题
(1)绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图如图所示：

正极为___________(填“A电极”或“B电极”)，H+移动方向为由___________到___________(填“A”或“B”)，写出A电极的电极反应式：___________。
(2)SO2和NOx是主要大气污染物，利用下图装置可同时吸收SO2和NO。

①a是直流电源的___________极。
②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，阴极的电极反应为___________。
③用离子方程式表示吸收NO的原理___________。
(3)结合下图所示的电解装置可去除废水中的氨氮(次氯酸氧化能力强)。

①a极为___________。
②d极反应式为___________。
(4)VB2-空气电池是目前储电能力最高的电池。以VB2-空气电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液如图所示，该电池工作时的反应为4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5，VB2极发生的电极反应为___________。

16．（2023春·广东深圳·高三校联考期中）减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容。合理应用和处理氮及其化合物，在生产生活中有重要意义。
Ⅰ.雾霾严重影响人们生活，雾霾的形成与汽车排放的NOx等有毒气体有关。
(1)通过活性炭对汽车尾气进行处理，相关原理为C(s)＋2NO(g)⇌N2(g)＋CO2(g)。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是_______。
A．2v正(NO)=v逆(CO2)
B．混合气体中N2的体积分数保持不变
C．单位时间内断裂1个N≡N同时生成1个C=O
D．恒温、恒容条件下，混合气体的密度保持不变
E.恒温、恒压条件下，混合气体的平均摩尔质量保持不变
(2)在催化转化器中，汽车尾气中CO和NO可发生反应2CO(g)＋2NO(g)⇌2CO2(g)＋N2(g)，若在容积为10L的密闭容器中进行该反应，起始时充入0.4molCO、0.2molNO，反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间变化如图所示。
  
①实验b从开始至平衡时的反应速率v(CO)=_______mol·L-1·min-1。
②实验a中NO的平衡转化率为_______。
Ⅱ.为减少汽车尾气的污染，逐步向着新能源汽车发展。肼—空气燃料电池是一种碱性电池，无污染，能量高，有广泛的应用前景，工作原理如图所示。
  
(3)回答下列问题：
①该燃料电池中正极通入的物质是_______，负极发生的反应式为_______。
②电池工作时，OH-移向_______电极(填“a”或“b”)。
17．（2023春·湖北省直辖县级单位·高三统考阶段练习）按要求回答下列问题：
(1)如图所示是原电池的装置图。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___________。
  
(2)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2-可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O2-的移动方向___________(填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应式为：___________。
  
(3)有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示。
  
①电池正极发生的反应式是___________。
②A是___________(填化学式)。
18．（2023春·内蒙古兴安盟·高三乌兰浩特市第四中学校考阶段练习）甲醇()燃料电池的工作原理如图甲所示，回答下列问题：

(1)该电池工作时，b口通入的物质为_______(填化学式)。
(2)该电池负极的电极反应式为_______。
(3)精炼铜时，粗铜应与甲醇燃料电池的_______(填“正”或“负”)极相连，阴极的电极反应式为_______，电解质溶液为_______。
(4)以该燃料电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊(如图乙)，原因是：_______(用相关的电极反应式表示)。

参考答案：
1．C
【分析】放电时，N电极上Zn发生失电子的氧化反应转化成Zn2+，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，N电极为负极；M电极上MnO2发生得电子的还原反应转化成ZnxMnO2，电极反应为MnO2+2xe-+xZn2+= ZnxMnO2，M电极为正极；据此作答。
【详解】A．放电时，电子由负极（N电极）经外电路流向正极（M电极），电子不通过电解质溶液，A项错误；
B．放电时，溶液中的阳离子Zn2+向正极（M电极）移动，B项错误；
C．若该装置外电路有1mol电子转移，N电极的电极反应为Zn-2e-=Zn2+，N电极质量减少32.5g，M电极的电极反应为MnO2+2xe-+xZn2+= ZnxMnO2，M电极质量增加32,5g，C项正确；
D．充电时为电解原理，M电极为阳极，电极反应为ZnxMnO2-2xe-=MnO2+xZn2+，D项错误；
答案选C。
2．C
【分析】由题中信息可知，该电池中Zn为负极、为正极，电池的总反应为。
【详解】A．由题信息可知，放电时，可插入层间形成，发生了还原反应，则放电时为正极，A说法正确；
B．Zn为负极，放电时Zn失去电子变为，阳离子向正极迁移，则放电时由负极向正极迁移，B说法正确；
C．电池在放电时的总反应为，则其在充电时的总反应为，C说法不正确；
D．充电阳极上被氧化为，则阳极的电极反应为，D说法正确；
综上所述，本题选C。

3．B
【分析】甲烷燃料电池中甲烷发生氧化反应，故B极为负极，A为正极，据此分析。
【详解】A．电池工作时化学能转化为电能，故A正确；
B．A电极通入氧气，化合价降低，发生还原反应，故B错误；
C．B电极通入甲烷，甲烷失去电子和阳离子结合生成二氧化碳和水，其反应式为CH4+4O2−-8e-=CO2+2H2O，故C正确；
D．甲烷燃料电池是化学能转化为电能，不是化学能变为热能，该电池的总反应：CH4+2O2 =CO2+2H2O，故D正确。
故答案为B。
4．D
【详解】A．甲装置中氧化银作正极，正极的电极反应式为，A正确；
B．乙装置中金属锌失去电子，作负极，因此锌筒既是负极材料又是负极反应物，B正确；
C．丙装置中电解质溶液显酸性，其正极反应，C正确；
D．丁装置中锌作负极，铜作正极，氢离子在正极得电子生成氢气，因此铜电极附近氢离子浓度减小，D错误；
答案选D。
5．B
【分析】左室中：失电子产生CO2，C元素化合价升高被氧化，作为原电池的负极，电极反应式为；右室为正极，得电子产生N2，N元素化合价降低被还原，电极反应式为；
【详解】A．在原电池中，阴离子向负极移动，即Cl-向左室移动，选项A正确；
B．根据可知，消耗2mol的同时，消耗12molH+，即有10mol负电荷多余，需要10mol来补充，所以发生转移的为10mol，选项B不正确；
C．使得失电子守恒，则有6CO2~2.4N2，生成6molCO2的同时生成2.4molN2，n(CO2)> n(N2)，所以V(CO2)> V(N2)，选项C正确；
D．转为过程中电极反应为，有H+产生，选项D正确；
答案选B。
6．B
【分析】根据图中电子移动方向可知，左侧石墨电极为负极，右侧石墨电极为正极。
【详解】A．电解质溶液中的阳离子向正极移动，H+通过质子交换膜从a室进入b室，A正确；
B．左侧石墨电极为负极，负极上微生物降解有机物生成e-，则负极上的物质为还原剂发生氧化反应，B错误；
C．b室的石墨电极为正极，b室通入氧气，生成水，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，C正确；
D．该电池负极上微生物降解有机物产生电子，高温下微生物失去活性，原电池不工作，D正确；
故答案选B。
7．C
【分析】放电时由Li+移动方向可知，a极为负极，电极反应式为LixSi-xe-=xLi++Si，b极为正极，电极反应式为Li1-xCoO2+xe-+xLi+=LiCoO2，据此分析解答。
【详解】A．根据分析，放电时a极为负极，b极为正极，则a极电极电势低于b极，A错误；
B．LiPON薄膜在充放电过程中仅仅起到传导Li+的作用，并未参与电极反应，故其质量不发生变化，B错误；
C．根据分析，b极为正极，电极反应式为Li1-xCoO2+xe-+xLi+=LiCoO2，C正确；
D．由于2Li+2H2O=2LiOH+H2↑，故导电介质c中不能有水，则不可为Li2SO4溶液，D错误；
故选C。
8．C
【详解】A．燃烧热是101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时的反应热，常见元素的指定产物：C→CO2(g)、H→H2O(l)，则甲烷的燃烧热是890.3 kJ⋅mol，A正确；
B． 上述反应中，碳元素从-4升高到+4，升高了8价，则每消耗1 mol 转移8 mol ，B正确；
C．甲烷燃料电池中，通入甲烷的电极上甲烷失去电子转变为二氧化碳或碳酸根离子等，碳元素从-4升高到+4，发生了氧化反应，C不正确；
D．水蒸气能量比等量的液态水高，则1 mol 完全燃烧生成时，放出的热量比1 mol 完全燃烧生成时，即少于890.3 kJ，D正确；
答案选C。
9．CD
【详解】A. 向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室电极溶解，变为铜离子与氨气形成，因此甲室电极为负极，故A错误；
B. 再原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，通入氨气要消耗铜离子，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电池反应正常进行，故B错误；
C. 左侧负极是，正极是，则电池总反应为：，故C正确；
D. 扩散到乙室会与铜离子反应生成，铜离子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，故D正确。
综上所述，答案为CD。
10．BD
【分析】由图可知，a极为负极，电极反应式为H2-2e-=2H+，b极为正极，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，据此作答。
【详解】A．电子通过外电路从a极(负极)流向b极(正极)，A错误；
B．由电极反应式为H2-2e-=2H+可知，每转移0.1 mol电子，消耗标准状况下H2的体积为：=1.12 L，B正确；
C．b极为正极，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，C错误；
D．H+由a极(负极)通过固体酸电解质传递到b极(正极)，D正确；
故答案为：BD。
11．(1) 1.5 0.2
(2)①③
(3)acd
(4) C Zn+H2O+Ag2O=Zn(OH)2+2Ag 减小 增大

【详解】（1）达到平衡测得C的物质的量为3mol，消耗A的物质的量1mol，消耗B的物质的量为2mol，则平衡时A的物质的量浓度为c(A)==1.5mol/L，用B表示的化学反应速率为v(B)==0.2mol/(L·min)；故答案为1.5；0.2；
（2）①用不同种物质的速率表示反应达到平衡，要求反应方向一正一逆，且反应速率之比等于化学计量数之比，B减少的反应速率和D减少的反应速率，说明反应方向是一正一逆，化学计量数之比为1∶1，即B减少的反应速率和D减少的反应速率相等，说明反应达到平衡，故①符合题意；
②达到平衡时，组分浓度不再改变，而不是相等，A、B、C、D的浓度都相等，不能说明反应达到平衡，故②不符合题意；
③根据平衡状态的定义，达到平衡时，组分浓度不再改变，故③符合题意；
答案为①③；
（3）a．升高温度，化学反应速率增大，故a符合题意；
b．及时分离出D气体，减少生成物浓度，化学反应速率减小，故b不符合题意；
c．增大B浓度，反应物浓度增大，化学反应速率增大，故c符合题意；
d．使用高效催化剂，加快反应速率，故d符合题意；
答案为acd；
（4）①A．根据电极反应式Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag，KOH没有被消耗，故A错误；
B．根据原电池工作原理，电子从负极经外电路流向正极，纽扣电池中，Zn为负极，Ag2O为正极，电子从Zn极经外电路流向Ag2O极，故B错误；
C．原电池中，负极上失去电子，化合价升高，根据电极反应式，Zn为负极，正极上得到电子，化合价降低，Ag2O极为正极，故C正确；
D．Zn为负极，失去电子，化合价升高，发生氧化反应，Ag2O极为正极，得到电子，化合价降低，发生还原反应，故D错误；
答案为C；
②根据电极反应式，两式相加，电池总反应为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag，故答案为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag；
③负极区电极反应式Zn＋2OH--2e-=Zn(OH)2，消耗OH-，c(OH-)减小，根据电池总反应，消耗水，KOH物质的量浓度增大，即电解质溶液中c(OH-)增大，故答案为减小；增大。
12．(1) B a b a 2H2+O2=2H2O H2-2e-+2OH-=2H2O CH4-8e-+10OH-=+7H2O
(2) 铁不断溶解 Cu2++2e-=Cu 2 g
(3) 不能 没有自发进行的氧化还原反应


【详解】（1）①根据图示可知：在氢氧燃料电池中，电子是由电极a通过电流计A流向电极b，则a电极为负极，A口通入H2；b为正极，B口通入空气。因此使用时空气从B口通入；电流方向规定是正电荷的移动方向，则电流由正极b流经电流计A向负极a；氢氧燃料电池反应的总反应方程式为：2H2+O2=2H2O；在碱性条件下H2失去电子产生的H+与溶液中的OH-结合形成H2O，则在碱性条件下，负极反应式为：H2-2e-+2OH-=2H2O；
②假设使用的“燃料”是甲烷(酸性条件下)，负极a极上CH4失去电子变为CO2气体，则负极a的电极反应为：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+；
（2）在该原电池中，Fe为负极，Fe失去电子变为Fe2+进入溶液，因此会看到负极铁不断溶解，因而负极质量会不断减少；在正极石墨上Cu2+得到电子被还原为单质Cu：Cu2++2e-=Cu，总反应方程式为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，根据总反应方程式可知：每反应转移2 mol电子，溶解56 g Fe变为Fe2+进入溶液，同时会由1 mol Cu2+得到电子析出64 g Cu，使溶液的质量减轻64 g，则溶液质量减轻△m=64 g-56 g=8 g。现在导线中有3.01×1023个电子流过，n(e-)=，则溶液质量减轻△m=；
（3）若把硫酸铜溶液换成氢氧化钠溶液，则无发自发进行的氧化还原反应，不能形成原电池。
13．(1) A B
(2)
(3) C 减少 3.6

【详解】（1）CO燃料电池工作时，电极A为负极、CO失去电子被氧化，则电子由电极A流出，沿着导线流向电极B、氧气在电极B上得到电子被还原、电极B为正极。
（2）电极B上氧气发生还原反应转变为碳酸根离子，电极反应式为，由图知，负极上生成、正极上消耗，则该电池中可循环利用的物质为。
（3）①需通过电解法制备纳米级，则需要铜失去电子被氧化、Cu作阳极、与电源正极相连，Ti作阴极、与电源负极相连，故电极A应连接C，电解时阴离子穿过阴离子交换膜向阳极移动，故穿过阴离子交换膜的为OH-离子。
②阴极反应为，阳极反应为2Cu-2e- +2OH-=Cu2O + H2O，当反应生成14.4g即0.1mol时，转移电子的物质的量为0.2mol，则图2左侧逸出0.1molH2、0.2mol OH-迁移出去，故左侧溶液减少的质量为0.1mol×2g/mol+0.2mol ×17g/mol =3.6g。
14．(1) Pb+SO-2e-=PbSO4 PbO2+SO+4H++2e-=PbSO4+2H2O
(2) 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ Cu 2Fe3++2e-=2Fe2+
(3) B Al+4OH--3e-=AlO+2H2O
(4) a CH4+10OH--8e-=CO+7H2O 减小

【详解】（1）铅蓄电池的电池总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，依据反应的总电池反应，反应中Pb元素化合价升高的在负极失电子发生氧化反应，其电极反应为：Pb+ SO-2e-=PbSO4，PbO2中元素化合价降低的是在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅，电极反应为：PbO2+SO+4H++2e-=PbSO4+2H2O；
（2）Fe3+有强氧化性，能把金属铜氧化成铜离子，自身被还原成 Fe2+，反应方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，设计成原电池时，Cu在负极上发生氧化反应，正极上三价铁离子得电子发生还原反应，其正极上的电极反应式为2Fe3++2e-=2Fe2+；
（3）将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，铝钝化，所以Cu失电子作负极，一组插入烧碱溶液中，Cu与氢氧化钠不反应，Al失电子作负极，故选B；
碱性条件下，Al失电子生成偏铝酸根离子，其电极反应为：Al+4OH--3e-= AlO+2H2O；
（4）①碱性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极a为原电池的负极，该极上是燃料发生失电子的氧化反应，即CH4+10OH--8e-= CO+7H2O；
②在碱性溶液中，甲烷燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2OH-= CO+3H2O，电池工作一段时间后，由于氢氧根离子被消耗，所以电解质溶液的pH会减小。
15．(1) B电极 A B
(2) 负
(3) 负
(4)

【详解】（1）氧气得到电子发生还原反应为正极，故B电极为正极、A电极为负极，负极上二甲醚失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，；原电池中阳离子向正极迁移，故H+移动方向为由A到B；
（2）①由图可知，左侧亚硫酸氢根离子得到电子发生还原生成，为阴极区，则与其相连的a是直流电源的负极、b为正极。
②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间为酸性，阴极区亚硫酸氢根离子得到电子发生还原生成，电极反应为。
③NO和发生氧化还原反应生成氮气和亚硫酸氢根离子，氮元素化合价由+2变为0、硫元素化合价由+3变为+4，结合电子守恒可知，反应为；
（3）图所示的电解装置可去除废水中的氨氮(次氯酸氧化能力强)，根据题意可知，d极氯离子失去电子反应氧化反应生成次氯酸：，次氯酸将氨氮氧化而除去，d极为阳极，c为阴极，与阴极相连的a为负极；
①由分析可知，a极为负极。
②由分析可知，d极反应式为；
（4）由图可知，空气通入的a极为正极，氧气得到电子发生还原反应，则VB2极为负极，VB2失去电子在碱性条件下发生氧化反应生成B2O3、V2O5，反应为。
16．(1)BDE
(2) 2.5×10-4 60%
(3) 空气 N2H4＋4OH--4e-=N2↑＋4H2O a

【详解】（1）A．由反应方程式知当时反应达到平衡，故A不符合题意；
B．混合气体中的体积分数保持不变时，说明消耗的氮气和生成的氮气相等，反应达到平衡状态，故B符合题意；
C．由方程式知单位时间内断裂1个同时生成2个C=O，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，故C不符合题意；
D．由方程式知，反应有固体参加，恒温、恒容条件下，混合气体的密度保持不变时，混合气体的质量不再变化，说明反应达到平衡，故D符合题意；
E.由方程式知，反应前后气体的总物质的量不变，当混合气体的平均摩尔质量保持不变时，说明气体的总质量不再变化，反应达到了平衡，故E符合题意；
故答案为：BDE
（2）起始时充入0.4molCO、0.2molNO，发生，设转化的CO为nmol，则，由压强之比等于物质的量之比得，解得n=0.1mol，所以实验b从开始至平衡时的反应速率v(CO)=；
②设转化的NO为xmol，则，由压强之比等于物质的量之比得，解得x=0.12mol，实验a中NO的平衡转化率为；
（3）①肼—空气燃料电池中肼中氮元素为-2价升高到氮气中的0价，发生氧化反应，所以通入肼的一极为负极，电极反应式为，通入空气的一极为正极；
②根据①分析a极为负极，b极为正极，对于原电池来说，阴离子移向负极，所以电池工作时，移向a电极；
17．(1) Cu 石墨(合理均可) FeCl3溶液(合理均可)
(2) 从b到a CO＋O2−－2e－=CO2
(3) N2＋8H＋＋6e－=2NH NH4Cl

【详解】（1）如图所示是原电池的装置图。若需将反应：Cu＋2Fe3+=Cu2+＋2Fe2+设计成如图所示的原电池装置，
根据总反应方程式Cu＋2Fe3+=Cu2+＋2Fe2+分析，铜失去电子，化合价升高，作负极，因此A(负极)极材料为Cu，正极活泼性比Cu弱或石墨作电极，则B(正极)极材料为石墨，铁离子的盐溶液为电解液，因此溶液C为FeCl3溶液；故答案为：Cu；石墨(合理均可)；FeCl3溶液(合理均可)。
（2）燃料电池中燃料为负极，氧化剂为正极即CO为负极，氧气为正极，根据原电池“同性相吸”，则工作时O2−的移动方向从b到a，负极发生的电极反应式为：CO＋O2−－2e－=CO2；故答案为：从b到a；CO＋O2−－2e－=CO2。
（3）①燃料氢气作负极，氮气作正极，则电池正极发生的反应式是N2＋8H＋＋6e－=2NH；故答案为：N2＋8H＋＋6e－=2NH。
②正极产生铵根，与氯离子结合生成氯化铵，因此A是NH4Cl；故答案为：NH4Cl。
18．(1)CH3OH
(2)
(3) 正 CuSO4溶液
(4)

【详解】（1）根据图示，氢离子由左向右移动，左侧电极为负极，该电池工作时，b口通入的物质为CH3OH；
（2）甲醇在负极失电子生成二氧化碳和氢离子，该电池负极的电极反应式为
（3）精炼铜时，粗铜为阳极，应与甲醇燃料电池的正极相连，铜离子在阴极得电子生成金属铜，阴极的电极反应式为，电解质溶液为硫酸铜；
（4）铝失电子生成铝离子，铝离子和碳酸氢根离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳，所以溶液逐渐变浑浊，电极反应式为。