2024届高三新高考化学大一轮专题练习—原电池(有答案)

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习—原电池(有答案)，共21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—原电池
一、单选题
1．（2023春·北京海淀·高三清华附中校考期中）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示，质子交换膜只允许质子和水通过。下列有关微生物电池的说法不正确的是

A．微生物促进了反应中电子的转移
B．正极反应中有生成
C．质子通过交换膜从负极区移向正极区
D．正极的电极反应式为
2．（2023春·北京西城·高三北京育才学校校考期中）纽扣电池的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液。放电时两个电极反应分别为：Zn+2OH－_2e－=Zn(OH)2，Ag2O+H2O+2e－=2Ag+2OH－。下列说法正确的是
A．电子从Ag2O流向Zn
B．溶液中OH－向正极移动，K+、H+向负极移动
C．Zn发生还原反应，Ag2O发生氧化反应
D．Zn是负极，氧化银是正极
3．（2023春·广东广州·高三广州市第六十五中学校考期中）柔性锌离子电池(ZIBs)是一种以锌片作负极的“摇椅式”电池，其工作原理示意图如图所示。下列说法正确的是
  
A．放电时，向负极移动
B．放电时，电子由材料流经溶液到锌片
C．放电时，正极反应为：
D．放电时，外电路每通过电子，正极减重
4．（2023春·黑龙江牡丹江·高三牡丹江一中校考期中）是一种难溶于冷水和稀盐酸的白色固体。某化学兴趣小组根据反应设计的原电池的工作原理如图所示，下列说法错误的是

A．该装置主要是将化学能转化为电能
B．电极为原电池的负极
C．电池工作时，电极上有白色沉淀生成
D．电池工作时，溶液中向电极区域移动
5．（2023春·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考期中）“要想做好实验，就要敏于观察。”——波义耳。以下实验能达成目的的是

A
B
C
D
实验方案
  
  
  
  
实验目的
实验室制取氨气
验证化学能可以转化成电能
实验室制取并收集气体
制备可以较长时间观察的白色
A．A B．B C．C D．D
6．（2023秋·山西大同·高三统考期末）锌-空气电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为：2Zn+O2+4OH-+2H2O2。下列说法不正确的是
A．放电时，负极反应为：Zn+4OH--2e-=
B．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气11.2L
C．充电时，电解质溶液中K+向阴极移动
D．充电时，电解质溶液中c(OH-)逐渐增大
7．（2023·河北唐山·统考二模）利用电化学原理消除污染，还可获得电能，下面是一种处理垃圾渗透液的装置工作原理图。下列说法错误的是

A．X极的电极反应式为
B．Y是正极，发生还原反应
C．当电路中通过5 mol电子，正极区有14 g气体放出
D．盐桥内移向X电极
8．（2023春·甘肃天水·高三统考期中）由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验。下列说法错误的是
装置



现象
金属X上冒气泡
金属Y有红色固体
金属Z变黑，并不断溶解
A．装置甲中W、X的材料可以是
B．装置乙中Y电极上的反应式为
C．装置丙中电子从W电极经导线流向Z电极
D．四种金属的活动性强弱顺序为
9．（2023春·重庆九龙坡·高三四川外国语大学附属外国语学校校联考期中）有机物电极材料具有来源丰富、可降解等优点，一种负极材料为固态聚酰亚胺-水系二次电池的结构如图所示。下列说法正确的是

A．充电时有机电极发生了氧化反应
B．将由换成，电池的比能量会增大
C．充电时每转移2 mol ，右室离子数目减少4 mol
D．放电时负极电极反应为
10．（2023春·浙江宁波·高三余姚中学校考期中）利用人工光合作用合成甲酸的原理：设计成原电池，装置如图所示。下列说法不正确的是

A．电极1周围溶液的pH增大
B．该装置将太阳能转化为化学能和电能
C．由电极1室经过质子交换膜流向电极2室
D．电极2上发生的反应为
11．（2023春·安徽·高三校联考期中）根据下列图示所得出的结论正确的是

A．由图甲可知，该反应反应物所含化学键的键能总和大于生成物所含化学键的键能总和
B．由图乙能制备并能较长时间观察其颜色
C．由图丙可验证Zn与盐酸反应有电子转移
D．由图丁可证明：
12．（2023春·河北邯郸·高三大名县第一中学校考期中）锂－铜空气燃料电池容量高、成本低。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，放电时发生反应：，下列说法正确的是

A．通空气时，铜被腐蚀，表面产生
B．放电时，正极的电极反应式为
C．当电路有电子通过时，有氧气参与反应
D．将锂电极区有机电解质换成水溶液作电解质，可提高电池工作效率

二、多选题
13．（2023春·云南楚雄·高三统考期中）燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，甲醇—氧气燃料电池示意图如图，下列说法正确的是

A．电极A处发生氧化反应
B．放电时，电子由电极A→外电路→电极B→内电路→电极A形成闭合电路
C．放电时，负极的电极反应式为
D．放电时，电路中每转移0.4mol ，消耗
14．（2023春·四川成都·高三成都七中校考期中）Na/Fe双离子可充电电池的原理如图所示。下列说法错误的是

A．放电时，转移0.1 mol ，电极b质量增加3.1 g
B．电极a的电势低于电极b的电势
C．有机电解质不能用水溶液代替
D．充电时，阳极的电极反应式为：

三、非选择题
15．（2023春·上海浦东新·高三上海市进才中学校考期中）海水是名副其实的弱碱性液体矿产，平均每立方公里的海水中有3570万吨的矿物质，世界上已知的100多种元素中，80%可以在海水中找到。如何有效利用海水资源，并尽可能减少海水时金属材料的腐蚀，是当今的研究热点。
(1)下列关于金属腐蚀与防护的说法错误的是______(单选)。

A．图①，放置于干燥空气中的铁钉不易生锈
B．图②，若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀
C．图②，若将钢闸门与电源的正极相连，可防止钢闸门腐蚀
D．图③，若金属M比Fe活泼，可防止输水管腐蚀
(2)我国首创的海洋电池以铝板、铂网作电极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流，放电时______(单选)。
A．铝电极上发生还原反应 B．正离子向负极移动
C．氧气在正极上得电子 D．电流由铝板经外电路流向铂网
某同学设计一个燃料电池(如图所示)，目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。

(3)通入甲烷的电极为______(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，该电极反应式为______。电子经导线由Pt先传递到______棒(填电极材料)。
(4)关于乙装置，下列分析错误的是______(单选)。
A．该装置将电能转化为化学能
B．铁棒周围溶液pH逐渐升高
C．铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法
D．若将铁棒和碳棒直接相连，Fe电极发生反应：Fe-2e-=Fe2+
(5)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，Cu2+浓度将______(填“增大”、“减小”或“不变”)。精铜电极上的电极反应式为_____，当甲池中消耗0.1molO2时，丙池中精铜增重______g。
16．（2023春·江西赣州·高三校考期中）能源是现代社会发展的三大支柱之一，化学在提高能源的利用率和开发新能源中起到了重要的作用。电能是现代社会中应用最广泛的二次能源。
(1)下列装置中能够实现化学能转化为电能的是______(填字母)。
A． B． C． D．
(2)该装置正极材料为______(填电极的化学式)，发生了______反应(氧化或还原)。
(3)若装置中转移了0.2mol电子，负极减少的质量是______。
(4)有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性强弱，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol•L-1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6mol•L-1的NaOH溶液中，如图所示：

写出甲池中正极参与反应的离子：______；写出乙池总反应的离子方程式______。
(5)科学家制造出了一种使用固体电解质的燃料电池，其效率很高，可用于航天航空。如图丙所示装置中，以稀土金属材料为惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导O2-。则c电极的名称为______(填“正极”或“负极”)，d电极上的电极反应式为______。

17．（2022春·甘肃平凉·高三校考期末）I．物质中的化学能在一定条件下可转化为电能。

(1)将锌片放入盛有稀硫酸的烧杯中，反应的离子方程式是_________________。
(2)将锌片、铜片按照图所示装置连接，能证明化学能转化为电能的实验现象是：铜片上有气泡产生、_。
(3)稀硫酸在如图所示装置中的作用是：传导离子、__________________。
(4)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)。
① CaO＋H2O = Ca(OH) 2
② 2H2＋O2 = 2H2O
③ Cu＋2Ag+ = Cu2+＋ 2Ag
Ⅱ．
(5)纽扣式微型银锌电池广泛的应用于电子表和电子计算器中，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，工作时电池总反应为Ag2O＋Zn＋H2O=2Ag＋Zn(OH)2。其正极的电极反应式：______，工作时电池电解质溶液的碱性___ (填“增强”、“减弱”或“不变”)。
Ⅲ．固体氧化物甲烷燃料电池以固体氧化锆-氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。

(6)a电极为电池的______极，固体电解质中的阳离子向_______极移动；
(7)b电极的电极反应式为：________________________；
(8)电池的总反应方程式为：___________________________。当电路中有2mol电子转移时，理论上负极消耗的气体在标况下的体积是_________L。
18．（2022秋·广东广州·高三广东番禺中学校考期末）当今社会的主题之一：发展经济，节能减排。而燃料电池因其无污染，且原料来源广可再生被人们青睐，广泛应用于生产、生活、科学研究中，现有如下图所示装置，所有电极均为Pt，请按要求回答下列问题：

(1)甲装置是___________(填“原电池”或“电解池”)，写出a极的电极反应___________。
(2)乙池中c极的电极反应___________。
(3)当b极消耗标准状况下的O2112mL时，若乙中硫酸铜溶液的体积是200mL，假若电解前后溶液体积保持不变，此时乙池中的pH=___________。
(4)现用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾，其中M、N为离子交换膜，只允许某些离子通过，则A出口导出的溶液溶质为___________(写化学式)，M为___________离子交换膜(填“阴”或“阳”)。

参考答案：
1．B
【分析】由装置构造可知，在微生物作用下转化为，该侧电极为负极，右侧电极为正极，氧气在正极得电子生成水，电解质溶液中氢离子通过质子交换膜由负极区进入正极区 据此分析解答。
【详解】A．微生物促进了转化为，该过程中存在电子转移，故A正确；
B．正极反应为：，没有生成，故B错误；
C．由以上分析可知质子通过交换膜从负极区移向正极区，故C正确；
D．由以上分析可知正极反应为：，故D正确；
故选：B。
2．D
【详解】A．根据电极反应，Zn化合价升高，失去电子，作负极，因此电子从Zn流向Ag2O，故A错误；
B．根据原电池“同性相吸”，则溶液中OH－向负极移动，K+向正极移动，故B错误；
C．Zn化合价升高，失去电子，则Zn发生氧化反应，Ag2O发生还原反应，故C错误；
D．根据前面分析Zn是负极，氧化银是正极，故D正确。
综上所述，答案为D。
3．C
【分析】柔性锌离子电池（ZIBs）以锌片作负极，Zn1-xV2O5电极为正极，负极上Zn失电子生成Zn2+，Zn1-xV2O5正极上得电子生成ZnV2O5，则负极反应式为Zn-2e-=Zn2+，正极反应式为Zn1-xV2O5+xZn2++2xe-═ZnV2O5，放电时阳离子移向正极，阴离子移向负极；充电时为电解池，原电池的正负极与电源的正负极相接，即Zn电极为阴极，Zn1-xV2O5电极为阳极，阴阳极电极反应与负正极电极反应相反，据此分析解答。
【详解】A．放电时为原电池，锌片作负极，Zn1-xV2O5电极为正极，阳离子移向正极，即Zn2+向正极移动，A错误；
B．由分析可知，放电时，Zn为负极，ZnV2O5材料为正极，电子由负极锌电极经导线流向正极ZnV2O5材料，电子不能流经电解质溶液Zn(ClO4)2溶液，B错误；
C．由分析可知，放电时为原电池，Zn1-xV2O5电极为正极，正极反应式为Zn1-xV2O5+xZn2++2xe-═ZnV2O5，C正确；
D．由分析可知，放电时，正极反应式为Zn1-xV2O5+xZn2++2xe-═ZnV2O5，根据电子守恒可知，外电路每通过0.1mol电子，正极增重=3.25g， D错误；
故答案为：C。
4．D
【详解】A．该装置为原电池装置，主要是将化学能转化为电能，A正确；
B．Pb电极为原电池的负极，失电子发生氧化反应，B正确；
C．电池工作时，Pb电极作负极，电极反应式为Pb-2e-+2Cl-=PbCl2，则Pb电极上有白色沉淀PbCl2生成，C正确；
D．Pb电极作负极，Pt电极作正极，溶液中 H+向正极移动，即向Pt电极区域移动，D错误；
故选D。
5．B
【详解】A．氯化铵加热分解生成氨气和氯化氢，在温度稍低时又可生成氯化铵，实验室制备氨气，应用氯化铵和氢氧化钙反应，故A错误；
B．以Zn和Cu作为电极，以硫酸铜溶液为电解质溶液，可以构成原电池，Zn作负极，Cu作正极，可以验证化学能可以转化成电能，故B正确；
C．能够和水反应，不能用排水法收集，故C错误；
D．该装置没有隔绝空气，生成的Fe(OH)2会很快被氧化为红褐色的，故D错误；
故选B。
6．B
【分析】根据2Zn+O2+4OH-+2H2O═2可知，O2中元素的化合价降低，被还原，应为原电池正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-；Zn元素化合价升高，被氧化，应为原电池负极，电极反应式为Zn+4OH--2e-═，充电时阳离子向阴极移动，以此解答该题。
【详解】A．根据分析，放电时，负极反应式为：Zn+4OH－-2e-=，故A正确；
B．放电时，正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，每消耗标况下22.4L氧气，转移电子4mol，所以电路中通过2mol电子，标准状况下消耗氧气体积为11.2L，题干没指明标准状况下，无法计算氧气的体积，故B错误；
C．充电时为电解池，电解质溶液中阳离子移向阴极，则K+向阴极移动，故C正确；
D．充电时为电解池，电解反应为22Zn+O2+4OH-+2H2O，电解质溶液中c(OH-)逐渐增大，故D正确；
答案选B。
7．A
【分析】X电极为转变为N2发生了氧化反应为负极，而Y极转变为N2发生了还原反应为正极。
【详解】A．溶液介质为中性，电极反应为，A项错误；
B．Y极转变为N2化合价降低发生了还原反应为正极，B项正确；
C．正极的关系式为N2~10e-即每产生1molN2会转移10mol电子，当电路中通过5mol电子时正极区产生0.5mol电子质量为m=M×n=14g，C项正确；
D．离子的移动方向：带正电的离子移向正极，带负电的离子移向负极，即Cl-移向X极，D项正确；
故选A。
8．C
【详解】A．装置甲中金属X上冒气泡，W作原电池负极，X为正极，W、X的材料可以是，A正确；
B．装置乙中，金属Y有红色固体，Y为正极，反应式为，B正确；
C．装置丙中，金属Z变黑，并不断溶解，Z为原电池的负极，电子从Z极经导线流向W极，C错误；
D．装置甲中，W为负极，X为正极，活泼性：，装置乙中，X为负极，Y 正极，活泼性：，装置丙中，Z为负极，W为正极，活泼性：，综合之上，四种金属的活动性强弱顺序为，D正确；
故选C。
9．C
【详解】A．由题干可知，该结构为一种负极材料为固态聚酰亚胺-水系二次电池，则有机电极为负极发生氧化反应，充电时该极为电解池阴极，发生还原反应，A错误；
B．比能量是指电池单位质量或单位体积所能输出的电能，钠的相对原子质量大于锂，故将由计换成，电池的比能量会下降，B错误；
C．充电时，右侧电解为阳极，发生氧化反应：，则充电时每转移2mole-，右侧减少2 mol阴离子，同时有2 mol 离子进入左室，右室离子数目减少4 mol，C正确；
D．由图可知，放电时负极电极的 失去电子，发生氧化反应，生成，反应为+2nH+，D错误；
故选C。
10．A
【分析】装置图中电子由电极1通过导线流向电极2，电极1为负极，电极1上H2O发生失电子的氧化反应生成O2，电极2为正极，电极2上CO2发生得电子的还原反应生成HCOOH；据此作答。
【详解】A．电极1上H2O发生失电子的氧化反应生成O2，电极反应式为2H2O－4e-=O2↑+4H+，电极1周围溶液中c(H+)增大，溶液的pH减小，A项错误；
B．该装置利用人工光合作用合成甲酸，由装置图可知，该装置将太阳光的太阳能转化为化学能和电能，B项正确；
C．原电池工作时阳离子向正极移动，H+由负极区电极1室通过质子交换膜流向正极区电极2室，C项正确；
D．电极2上CO2发生得到的还原反应生成HCOOH，电极反应式为CO2＋2H+＋2e-=HCOOH，D项正确；
答案选A。
11．D
【详解】A．由图可知，该反应为放热反应，则反应物所含化学键的键能小于生成物所含化学键的键能总和，A错误；
B．该装置中Fe为阴极，无法生成，则无法制备，B错误；
C．验证盐酸与Zn反应有电子转移，要实现化学能持续转化为电能，应该把Zn电极放入溶液中，把石墨电极放入盐酸中，C错误；
D．由于更弱的电解质存在电离平衡，在稀释过程中电离出更多的，故更弱的电解质稀释相同的倍数，pH变化相对较小，故，D正确。
故答案为：D。
12．A
【分析】根据反应,在锂－铜空气燃料电池中，放电时锂作负极，氧化亚铜作正极。
【详解】A．通空气时，铜被腐蚀，表面产生，方程式为：　，A正确；
B．根据放电时发生反应：，可知正极反应式为：　，B错误；
C．当电路中有电子通过时，标准状况下，有氧气参与反应，C错误；
D．锂与水会反应，有机电解质不可换成水溶液，D错误；
故选A。
13．AC
【分析】甲醇—氧气燃料电池中甲醇发生氧化反应，故A作负极，氧气发生还原反应，故B作正极。
【详解】A．根据分析可知，A处发生氧化反应，A项正确；
B．原电池中的电子不能通过电解质溶液，B项错误；
C．放电时，负极上甲醇失电子生成二氧化碳，故电极反应式为，C项正确；
D．没有标明气体所处状况，无法计算气体体积，D项错误。
故选AC。
14．AD
【分析】由图可知，放电时Na在a电极失去电子变为Na+，a为负极，电极反应为Na-e-=Na+。CaFeO3在b电极上得到电子变为CaFeO2.5，b为正极，电极反应为CaFeO3+Na++e-=CaFeO2.5+Na2O。
【详解】A．根据分析，放电时b电极的反应为CaFeO3+Na++e-=CaFeO2.5+Na2O，增加的是Na+的质量，转移0.1mol e-时电极增加的质量为0.1mol×23g/mol=2.3g，A错误；
B．根据分析，a为负极，b为正极，因此电极a的电势低于电极b的电势，B正确；
C．负极Na参加反应，若用水溶液做电解质，Na与H2O反应，因此有机电解质不能用水溶液代替，C正确；
D．根据放电时正极的反应可知，充电时阳极的电极反应为CaFeO2.5+Na2O-e-= CaFeO3+Na+，D错误；
故选AD。
15．(1)C
(2)C
(3) 负极 Fe
(4)C
(5) 减小 Cu2++2e-=Cu 12.8

【详解】（1）A．铁生锈需要有水参与，故图①，放置于干燥空气中的铁钉不易生锈，A正确；
B．图②，若断开电源，钢闸门在海水中形成微小原电池，将发生吸氧腐蚀，B正确；
C．图②，若将钢闸门与电源的正极相连，则做阳极，失电子，不能防止钢闸门腐蚀，C错误；
D．图③，若金属M比Fe活泼，铁做原电池的正极，可防止输水管腐蚀，D正确；
选C。
（2）A．铝做原电池的负极，铝电极上发生氧化反应，故A错误；
B．原电池装置中正离子应该向正极移动，故B错误；
C．氧气在正极上得电子，发生还原反应，故C正确；
D．电流由正极出发，即从铂网经外电路流向铝板，故D错误；
故选C。
（3）通入甲烷的电极为原电池的负极，该电极反应为，电子经导线先传递到铁电极。
（4）A．乙装置为电解池，将电能转化为化学能，A正确；
B．铁棒为电解池的阴极，溶液中的氢离子反应，故周围溶液pH逐渐升高，B正确；
C．铁棒做阴极，不会被腐蚀，属于外加电流法，不是牺牲阳极的阴极保护法，C错误；
D．若将铁棒和碳棒直接相连，铁为原电池的负极，Fe电极发生反应：Fe-2e-=Fe2+，正确；
故选C。
（5）丙装置中，粗铜为阳极，粗铜中的锌先失去电子生成锌离子，溶液中的铜离子得到电子生成铜单质，故一段时间，铜离子浓度将减小，精铜上为铜离子得到电子，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，当甲池中消耗0.1mol氧气，即转移0.4mol电子，丙池中析出铜为0.2mol，即12.8克。
16．(1)C
(2) Zn 氧化
(3)6.5g
(4) 2H++2e-=H2↑ Al+4OH--3e-=+2H2O
(5) 正极 CH4+4O2—8e-=CO2+2H2O

【详解】（1）A．酒精不是电解质溶液，不具备构成原电池的电解质溶液的条件，不能实现化学能转化为电能，选项A错误；
B．电极都为Cu，活泼性相同，不可以构成原电池，不能实现化学能转化为电能，选项B错误；
C．存在活泼性不同的两电极：Zn和Ag，H2SO4的电解质溶液，构成了闭合回路，形成了原电池， 可以实现化学能转化为电能，选项C正确；
D．没有形成闭合回路，不可以形成原电池,不能实现化学能转化为电能，选项D错误；
答案选C；
（2）活泼的Zn为负极，负极上Zn失电子产生Zn2+离子发生氧化反应，答案为Zn；氧化；
（3）负极上Zn失电子产生Zn2+离子发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，若装置中转移了0.2mol电子，负极减少的质量是=6.5g；
（4）甲中镁易失电子作负极、Al作正极，负极_上镁发生氧化反应、正极.上氢离子发生还原反应，负极反应为Mg- 2e- = Mg2+，正极反应为:2H++2e-=H2↑；
乙池中铝易失电子作负极，负极上铝失电子发生氧化反应，电极反应式为:Al+4OH--3e-=+2H2O，镁作正极，正极发生还原反应，总反应为Al+4OH--3e-=+2H2O；
故答案为: 2H++2e-=H2↑；Al+4OH--3e-=+2H2O；
（5）根据电流的方向，可判断c为正极，d为负极；在正极通入空气，电极反应式为2O2+8e-=4 O2-，在负极通入CH4，电极反应式为CH4+4O2- -8e-=CO2+2H2O。
17．(1)Zn + 2H+＝Zn2++ H2↑
(2)电流表指针偏转
(3)参与电极反应
(4)②③
(5) Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH- 增强
(6) 正 a
(7)CH4-8e-+4O2- = CO2+2H2O
(8) CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O 5.6

【详解】（1）将锌片放入盛有稀硫酸的烧杯中，锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的离子方程式为：Zn + 2H+＝Zn2++ H2↑，故答案为：Zn + 2H+＝Zn2++ H2↑；
（2）将锌片、铜片按照图示装置连接，形成原电池，Zn易失电子作负极，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H＋+2e－=H2↑。能证明化学能转化为电能的实验现象是铜片上有气泡产生、电流表指针偏转，故答案为：电流表指针偏转；
（3）稀硫酸在图示装置中的作用是传导离子、作正极反应物参与电极反应，故答案为：参与电极反应；
（4）理论上，任何一个放热的氧化还原反应都能设计成原电池，实现化学能直接转化为电能：
①CaO＋H2O = Ca(OH) 2，无元素化合价变化，不属于氧化还原反应，不能设计成原电池，不能实现化学能直接转化为电能，①不满足题意；
②2H2＋O2=2H2O，有单质参与的化合反应属于氧化还原反应，能设计成原电池(燃料电池)，实现化学能直接转化为电能，②满足题意；
③Cu＋2Fe3+=Cu2+＋2Fe2+，有元素化合价变化，属于氧化还原反应，能设计成原电池，实现化学能直接转化为电能，③满足题意；
综上所述，②③满足题意，故答案为：②③。
（5）根据总反应中化合价的变化可知Zn被氧化，应为原电池的负极，电极反应为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2，则正极为Ag2O，被还原，电极反应为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，电解池中氢氧根量不变，水的量减少，导致氢氧根离子浓度增大，故碱性增强，故答案为：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-；增强；
（6）固体氧化物甲烷燃料电池，根据化合价的变化可知，甲烷中碳的化合价从-4升高到+4，a电极为燃料电池的正极，b电极为燃料电池的负极，固体电解质中的阳离子向正极移动，即向a极移动，故答案为：正；a；
（7）b电极为燃料电池的负极，甲烷失电子结合氧离子生成二氧化碳和水，甲烷的化合价升高了8，失去8e-，故b电极的电极反应式为：CH4-8e-+4O2- = CO2+2H2O，故答案为：CH4-8e-+4O2- = CO2+2H2O；
（8）燃料电池是利用可燃物与氧气反应，生成二氧化碳和水，电池的总反应方程式为：CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O；根据甲烷和电子的物质的量关系：CH4~8e-，b电极的电极反应式为：CH4-8e-+4O2- = CO2+2H2O，2mol电子转移时，消耗0.25mol甲烷，根据V=nVm=0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故答案为：CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O；5.6。
18．(1) 原电池 CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O
(2)2H2O-4e-=O2↑+4H+
(3)1
(4) O2 阴

【分析】从图中可以看出，CH3OH为燃料，装置甲为燃料电池，装置乙和丙为电解池。其中a极为负极，b极为正极，c极为阳极，d极为阴极，丙池中左侧电极为阳极，右侧电极为阴极。
【详解】（1）甲装置是原电池，a极CH3OH失电子产物与电解质反应，生成等，电极反应为CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O。答案为：原电池；CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O；
（2）乙池中，c极的H2O失电子生成H+、O2，电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+。答案为：2H2O-4e-=O2↑+4H+；
（3）当b极消耗标准状况下的O2112mL时，n(e-)==0.02mol，若乙中硫酸铜溶液的体积是200mL，阳极2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极Cu2++2e-=Cu，假若电解前后溶液体积保持不变，此时乙池中，H+——e-，则n(H+)=0.02mol，c(H+)==0.1mol/L，pH=1。答案为：1；
（4）丙池中，左侧电极(阳极)发生反应2H2O-4e-=O2↑+4H+，则透过离子交换膜M向左移动，则A出口导出的溶液溶质为O2，M为阴离子交换膜。答案为：O2；阴。
【点睛】阴离子交换膜只允许阴离子和水分子透过。