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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池同步练习题
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池同步练习题，共27页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验探究题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．下列叙述正确的是
A．反应2H2O2= 2H2O + O2 ，加入FeCl3或升高温度都能增大反应的活化分子百分数
B．某原电池反应为Ｃu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag， 装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液
C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成，且活泼金属一定作负极
D．向2.0 mL浓度均为0.1 ml·L-1的KCl、KI混合溶液中滴加1～2滴0.01ml·L-1AgNO3溶液，振荡，生成黄色沉淀，说明Ksp(AgI)比Ksp(AgCl)大
2．热电池常用作导弹、火箭的工作电源。某热电池反应：2LiCl+PbSO4+Ca＝Li2SO4+CaCl2+Pb（一旦无水KCl—LiCl受热熔化，电池瞬间放电），装置如图所示。电池工作生成11.1gCaCl2时，转移电子的物质的量为
A．0.1mlB．0.15mlC．0.2mlD．0.3ml
3．在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是
A．正极附近的SO浓度逐渐增大B．电子通过导线由铜片流向锌片
C．反应一段时间后，溶液中的c(H＋)增大D．铜片上发生的反应为2H＋＋2e-=H2↑
4．碱性电池具有容量大，放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn+2MnO2+2H2O==Zn(OH)2+2MnO(OH)，下列说法不正确的是
A．电池工作时，锌为负极B．电池工作时，电解液中的OH- 移向负极
C．电池正极发生还原反应D．锌的质量减少6.5g时，溶液中通过0.2ml电子
5．某种酒驾检测仪具有吹气流量监测与控制的功能，其结构与工作原理如图所示。下列有关说法正确的是
A．该装置将电能转化为化学能
B．电流由电极Ⅱ经显示屏、处理器流向电极Ⅰ
C．在电解液中迁移的微粒X可能是电子
D．电极Ⅱ的电极反应式可能是：O2+H2O+4e-→4OH-
6．下图为一原电池装置，下列叙述中正确的是
A．铜离子在铜片表面被还原B．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
C．电流从锌片经导线流向铜片D．铜是正极，铜片上有气泡产生
7．热电池是一种需要达到一定温度才能工作的电池。一种热电池的结构如下图所示，电池工作时需用引燃剂引发Fe和的反应，产生的热量会使LiCl、KCl熔化，电池开始工作。电池放电后有、Fe和生成。下列说法正确的是
A．该热电池常温下不能工作的原因是LiCl、KCl常温下不含离子
B．Fe和反应后的产物可能是KCl、和
C．放电时电极上所发生反应为
D．电路上每转移1ml电子，消耗的物质的量为0.25ml
8．下列实验操作、现象和结论均正确的是
A．AB．BC．CD．D
9．用锌片、铜片和硫酸溶液组成的原电池，负极上发生的电极反应是
A．2H++2e-=H2↑B．Zn-2e-=Zn2+
C．2H2O+O2+4e-=4OH-D．Cu-2e-=Cu2+
10．某小组以Zn和Cu为电极材料，制作如图水果电池(水果中含游离H+)，电池放电时，下列正确的是
A．水果中的H+移动向锌极
B．铜片上发生氧化反应
C．电子由铜片通过导线流向锌
D．一段时间后，锌片质量会变小
二、填空题
11．为验证反应，利用如图电池装置进行实验。
(1)由固体配制溶液，需要的仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、托盘天平、 (填写名称)；在烧杯中溶解固体时，先加入一定体积的 稀溶液，搅拌后再加入一定体积的水。
(2)电流表显示电流由银电极流向石墨电极，可知石墨电极的电极反应式为 ，银电极的电极反应式为 。
(3)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。如果盐桥中电解质为，反应一段时间后，可以观察到电流表指针反转，原因是 。
12．减排是各个国家都在努力为之的事，和的处理是许多科学家都在着力研究的重点。有学者想以如图所示装置利用原电池原理将、转化为重要的化工原料。
（1）若A为，B为，C为，电池总反应方程式为，则正极的电极反应式为 。
（2）若A为，B为，C为，则负极的电极反应式为 ，电池的总反应方程式为 。
13．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。回答下列问题：
(1)纸电池是未来电池发展的一个重要研究方向。某研究小组，根据纸电池结构示意图，利用实验室中的稀硫酸、蒸馏水和滤纸制作电解液，用铜片与镁片作为电极材料。
①其中放置镁片的位置是 (填a或b)，电池工作时H+向 (填a或b)极作定向移动。
②某学生用硫酸铜溶液替代稀硫酸，请写出正极发生的电极反应式
(2)某种甲烷燃料电池的工作原理如下图所示：
①该装置的负极是电极 (填“A”或“B”)；c处通入的物质是 (填“CH4”或“O2”)。
②甲烷燃料电池供电时的总反应方程式为 ，正极电极方程式： 。
③当该装置转移电子的数目为0.4ml时，消耗CH4标准状况下 L。
14．按要求回答下列问题：
(1)下列变化中属于吸热反应的是 。
①铝片与稀盐酸的反应 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③干冰汽化 ④氯酸钾分解制氧气
⑤甲烷在氧气中的燃烧反应 ⑥NaHCO3与盐酸的反应
(2)反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一个密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 。
①增加C的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变，充入N2使体系压强增大
④保持压强不变，充入N2使容器体积变大
(3)在体积为1L的密闭容器中，充入1mlCO2和3mlH2，一定条件下反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图：
从3min到9min，v(CO2)= (结果保留两位有效数字)；
(4)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示。
①该电池正极电极反应式为 。
②当电路中有0.5ml电子发生转移，则有 ml的H+通过质子交换膜。
(5)H2O2在催化下可发生分解反应，为探究一定温度下H2O2溶液的浓度、的浓度对H2O2分解速率的影响情况，某同学设计了如下实验，内容见下表：
① 。
②实验Ⅰ、Ⅲ相比，若实验Ⅲ中产生气泡的速率较快，由此可得出的结论是 。
15．氮及其化合物在化肥、医药、材料和国防工业中具有广泛应用。回答下列问题：
(1)氮元素在周期表中的位置为 ，N2的电子式为 。
(2)自上个世纪德国建立了第一套合成氨装置，合成氨工业为解决人类的温饱问题作出了极大贡献。写出实验室制备氨气的方程式 。
(3)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以、为电极反应物，以为电解质溶液制造出一种既能提供电能，又能实现氮固定的新型燃料电池，如图所示。
①a电极是该电池的 (填正极或者负极)；该电池正极的电极反应式是 。
②该电池在工作过程中的浓度将不断 (填增大或减小)，假设放电过程中电解质溶液的体积不变，当溶液中的物质的量改变时，理论上电池能为外电路提供 ml电子。
16．回答下列问题：
(1)现有如下两个反应：
A：NaOH+HCl=NaCl+H2O
B：Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+
①根据两反应的方程式，判断能否设计成原电池： 。
②如果不能，说明其原因： 。
③如果可以，写出正、负极电极反应式负极： 、正极： 。
(2)利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池：
①负极材料是 (写名称)，电极反应式为 。
②正极的电极反应式为 。
③溶液中SO向 极移动。
17．有A、B、C、D四种短周期元素，其原子序数依次增大。A、B可形成A2B和A2B2两种化合物，B、C同主族且可形成CB2和CB3两种化合物。回答下列问题。
(1) A2B2的电子式为 。
(2)CB2通入A2B2溶液中可被氧化为W，用W的溶液(体积为1 L，假设变化前后溶液体积变化忽略不计)组装成原电池(如图所示)。
在b电极上发生的反应可表示为：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－＝PbSO4＋2H2O，则在a电极上发生的反应可表示为 。
(3)金属元素E是中学化学常见元素，位于元素周期表的第四周期。该元素可与D形成ED2和ED3两种化合物。将E的单质浸入ED3溶液中(如下图甲所示)，溶液由黄色逐渐变为浅绿色，该反应的离子方程式为 。
(4)依据(3)中的反应，可用单质E和石墨为电极设计一个原电池，则在该原电池工作时，石墨一极发生的反应可以表示为 。比较甲、乙两图，说明石墨除形成闭合回路外所起的作用是 。
18．化学反应与能量变化是化学研究的重要问题，根据相关材料分析回答：
(1)已知断开1ml下列物质中的化学键需要吸收的能量如下表：
根据以上数据判断：N2+O2=2NO属于 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)符合某些特征的化学反应理论上都可以设计成原电池。下列化学反应_______(填字母)不能设计成原电池。
A．CH4+2O2=CO2+2H2OB．Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
C．2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2OD．Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
(3)把A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验。
根据表中信息判断四种金属活动性由大到小的顺序是 ；写出装置乙中正极的电极反应式： 。
(4)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图
①则电极d是 (填“正极”或“负极”)，电极c的电极反应式为 ；
②若线路中转移2ml电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为 L。
19．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，反应的化学方程式为 。
(2)将锌片、铜片按照如图所示装置连接，锌片是 (填“正极”或“负极”)。能证明化学能转化为电能的实验现象是： 、 。锌片上的电极反应式为 铜片上的电极反应式为 。稀硫酸在如图所示装置中的作用是：传导离子、 。
(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
②Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+
③CaO＋H2O=Ca(OH)2
20．I.氮是地球上含量丰富的元素，氮及其化合物的研究在生产、生活中有着重要意义。
(1)如图是1mlNO2和1mlCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，写出NO2和CO反应的热化学方程式 。
(2)已知：H−H键能为436 kJ∙ml−1，N≡N键能为946 kJ∙ml−1，N−H键能为391 kJ∙ml−1。根据键能计算，消耗1mlN2合成氨反应的△H= 。
(3)在一固定容积为2L的密闭容器内加入1.5ml的N2和5ml的H2，在一定条件下发生如下反应：N2+3H22NH3，若第5分钟时达到平衡，此时测得NH3的物质的量为2ml，请回答下列问题：
①前5分钟的平均反应速率υ(NH3)为 ，平衡时H2的转化率为 。
②能说明该合成氨反应一定达到平衡状态的是 。
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2
b．NH3的浓度保持不变
c．容器内压强保持不变
d．混合气体的密度保持不变
II．2020年一月一场突如其来的新冠肺炎席卷全球，该病最明显的症状就是出现发热，市售体温枪能快速的检测人体体温，该体温枪所用的电池具有使用寿命长、容量大等特点，应用十分广泛。该种电池由氧化银作为正极，金属锌粉作为负极，电解液为氢氧化钾或氢氧化钠，电池的总反应方程式为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag，根据信息回答下列问题：
(4)放电时，负极电极反应： ；正极电极反应： 。
(5)试计算在放电过程中转移3NA个电子时，正极 (填“增大”或“减小”)的质量的为 。
三、实验探究题
21．Ⅰ.金(Au)不易被硝酸氧化，在浓硝酸中加入浓盐酸配成王水溶液后Au容易被硝酸氧化生成相应的配合物，化学家德海韦西用此方法溶解了诺贝尔金质奖章而躲过了纳粹的搜捕。
已知：①
②
③
上述a、b均大于0，回答下列问题：
(1) 。
(2)从平衡移动和能量的角度说明为什么加入盐酸后Au易被硝酸氧化： 。
(3)写出反应②的平衡常数的表达式K= 。
(4)下列哪些操作可以加快金在王水中的溶解速率
A．升高温度 B．适当提高硝酸浓度 C增大溶液的pH
Ⅱ.某小组用下述装置探究硝酸和离子的氧化性关系，发现在反应过程中铂(Pt)电极一侧溶液pH降低。
(5)写出上述装置负极的电极反应方程式
(6)关于该电池的叙述不合理的是
A．上述现象说明该实验条件下，离子的氧化性强于硝酸的氧化性
B．224mLNO发生反应时，Au电极的质量增加1.97g
C．外电路中电子从铂(Pt)电极迁移至金(Au)电极
22．原电池揭示了氧化还原反应的本质是电子转移，实现了化学能转化成电能，使氧化还原反应在现代生活中获得重大应用，从而改变了人们的生活方式。
某兴趣小组为探究原电池工作原理，利用金属Zn与稀H2SO4反应，通过如图所示装置A、B进行实验，实验过程中装置A内溶液的温度升高，装置B的电流计指针发生偏转。
根据所学知识，完成下列各题：
(1)装置B为原电池，则Cu作 (填“正”或“负”)极，Zn电极上的电极反应式为 ，Cu电极上的现象是 。请简述确定Cu电极没有参与反应的实验依据或方案 。
(2)一般把金属导线称为“电子导体”，把电解质溶液称为“离子导体”。装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为 ；“离子导体”中主要离子的移动方向可描述为 。
(3)从能量转化的角度来看，装置A中反应物的总能量 (填“高于”、“低于”或“=”)生成物的总能量；从反应速率的角度上看，可以观察到A中反应比B中 (填“快”或“慢”)。
(4)装置B中稀H2SO4用足量CuSO4溶液代替，起始时Zn电极和Cu电极的质量相等，当导线中有0.2ml电子转移时，Zn电极和Cu电极的质量差为 。
(5)该小组同学由此得出的结论错误的是_______。(多选)
A．任何自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池
B．装置B中Cu电极不可用碳棒代替
C．原电池的负极发生还原反应
D．原电池装置中化学能全部转化为电能
23．某学校科学小组探究I-反应的多样性。
(1)实验①发生的离子反应方程式为 。
(2)实验②产生了I2，对I2产生的原因做出如下假设：
假设a：溶液中Fe3＋具有氧化性，由于 (用离子方程式表示)，可产生I2；
假设b：溶液中NO3-在酸性条件下具有氧化性，可产生I2；
假设c： ；
假设d：上述具有氧化性的微粒共同作用(或部分共同作用)，氧化产生I2。
验证：取实验②反应后少量溶液滴加 (填化学式)，出现蓝色沉淀；用1 mL ml/L NaNO3(pH=1)溶液代替实验②中Fe(NO3)3，溶液也变蓝。
……
结论：产生I2的主要原因是a、b。
(3)经 (填仪器名称)检测实验③中产生的白色沉淀由铜元素和碘元素组成，推测产生白色沉淀的原因 (用离子方程式表示)。
(4)已知氧化性Ag＋>Fe3＋，但实验①并没有得到I2.为验证Ag＋可氧化I-产生I2，设计了以下实验。
关闭K后，实验现象为 ，证实了Ag＋可氧化I-产生I2。
(5)已知物质浓度越低，物质氧化性或还原性越弱。在同一体系中，Ag＋和I-间发生沉淀反应和氧化还原反应为竞争关系，使实验①以沉淀反应为主的原因是 。
选项
操作
现象
结论
A
将饱和FeCl3溶液滴入沸水中
溶液变红褐色
有Fe(OH)3胶体生成
B
向Na2S溶液中滴加盐酸
产生气泡
Cl的非金属性比S强
C
向溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液
产生白色沉淀
溶液中含有
D
用导线连接铜片和锌片后插进盐酸中
铜片上有气泡
铜片是原电池的负极
实验序号
实验所用试剂
酸性溶液
H2O2溶液
V/mL
c/(ml/L)
V/mL
c/(ml/L)
V/mL
Ⅰ
4
0.1
3
2
3
Ⅱ
4
0.1
2
2
V1
Ⅲ
5
0.1
V2
2
2
物质
N2
O2
NO
吸收的能量
946kJ
498kJ
632kJ
装置
电子从A到B
C电极的质量增加
二价金属D不断溶解
实验序号
实验步骤
实验现象
①
向1mL0.1ml/LAgNO3溶液中滴加1滴淀粉溶液和1mL0.1ml/LKI溶液
出现黄色浑浊
②
向1mL0.1ml/LFe(NO3)3(pH=1)溶液中滴加1滴淀粉溶液和1mL0.1ml/LKI溶液
溶液变蓝
③
向1mL0.1ml/LCuSO4溶液中滴加1滴淀粉溶液和1mL0.1ml/LKI溶液
溶液变蓝，出现白色浑浊
参考答案：
1．A
【详解】A．加入催化剂，降低活化能，升高温度，使分子能量升高，两种方式都能提高活化分子数目，故A正确；
B．根据原电池反应为Ｃu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag，氯离子会与银离子，会形成沉淀，故B错误；
C．两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极，但是不是绝对的，如Al和Mg形成原电池NaOH作电解质溶液时，Al作负极，Mg作正极，故C错误；
D．应该是Ksp(AgI)比Ksp(AgCl)小，故D错误；
答案选A。
2．C
【详解】11.1gCaCl2的物质的量为，根据题给反应方程式，可知，每生成0.1ml CaCl2，转移0.2ml电子，C项正确；
答案选C。
3．D
【分析】在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，形成原电池，Zn作负极失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，Cu作正极，H+在正极得到电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，据此分析解答。
【详解】A．阴离子向负极移动，因此负极附近的SO浓度逐渐增大，A错误；
B．电子由负极流向正极，即通过导线由锌片流向铜片，B错误；
C．H+在正极得到电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，反应一段时间后，溶液中的c(H＋)减小，C错误；
D．Cu作正极，H+在正极得到电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，D正确；
答案选D。
4．D
【分析】原电池进行分析时，从氧化还原反应的角度进行，氧化反应为负极，还原反应为正极，电解质溶液中离子发生移动，方向为阳离子移向正极，阴离子移向负极。
【详解】A.Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH)，可以知道反应中Zn被氧化，为原电池的负极，所以A选项正确；
B.原电池中，电解液的OH-移向负极，故B项正确；
C.根据电池总反应式为: Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH)， MnO2为原电池的正极，发生还原反应，故C项正确；
D、由Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH)可以知道，6.5g Zn反应转移电子为0.2ml， 但是在电解质溶液中离子移动，电子不在溶液中移动，故D项错误；
答案为D。
5．B
【分析】从图中可以看出，电极Ⅰ中CH3CH2OH转化为CH3COOH，-CH2-中的C元素由-1价升高到+3价，则其为负极；电极Ⅱ中O2得电子产物与电解质作用生成H2O，其为正极。负极反应为CH3CH2OH-4e-+H2O→CH3COOH+4H+，正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O。
【详解】A．由分析可知，电极Ⅰ为负极，电极Ⅱ为正极，则该装置为原电池，将化学能转化为电能，A不正确；
B．在原电池中，电流由正极沿导线流入负极，则该装置中，电流由电极Ⅱ经显示屏、处理器流向电极Ⅰ，B正确；
C．在电解液中，负极产生H+，电解质溶液中的H+通过分隔膜迁移到正极，所以微粒X是H+，电子不可能在溶液中迁移，C不正确；
D．由分析知，电极Ⅱ的电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，D不正确；
故选B。
6．A
【详解】A．右池中的铜离子会得电子变成铜，被还原，故A正确；
B．盐桥中的钾离子应该移向正极附近，铜电极是正极，所以移向CuSO4溶液，故B错误；
C．电流是从正极经导线流向正极，所以应是从铜片经导线流向锌片，故C错误；
D．铜是正极，电解质溶液是CuSO4溶液，铜片上有铜析出，故D错误；
故答案为：A
7．D
【分析】原电池负极氧化反应，正极还原反应，电池放电后有Li7Si3、Fe和Li2S生成，所以FeS2电极为正极，Li13Si4电极为负极。
【详解】A．该热电池常温下不能工作的原因是LiCl、KCl常温下为固体，离子不能自由移动，不能导电，A错误；
B．Fe和KClO4反应生成KCl，反应前后钾和氯的物质的量之比均为1:1，并且钾、氯原子守恒可知，一定没有FeCl3，B错误；
C．放电时Li13Si4电极上所发生反应为3Li13Si4-11e−=4Li7Si3+11Li+，C错误；
D．正极反应式为FeS2+4e-+4Li+=Fe+2Li2S，电路上每转移1ml电子，消耗FeS2的物质的量为0.25ml，D正确；
故答案为：D。
8．A
【详解】A．将饱和FeCl3溶液滴入沸水中会生成Fe(OH)3胶体，溶液变为红褐色，故A正确；
B．通过比较酸的酸性强弱来比较非金属性的强弱时，酸一定是最高价的含氧酸，不是比较氢化物的酸性强弱，故B错误；
C．能够和BaCl2溶液反应生成白色沉淀的不一定是SO42-，也可以是Ag+，故C错误；
D．用导线连接铜片和锌片后插进盐酸中会构成一个原电池，锌的活泼性大于铜，铜上发生反应为2H++2e-＝H2↑，故铜做正极，故D错误；
答案选A。
9．B
【详解】Zn的活动性强于Cu，在Zn和Cu组成的电池中Zn为负极，Cu为正极，负极发生失电子的反应，电极方程式为Zn-2e-=Zn2+，正极发生得电子的反应，电极方程式为2H++2e-=H2↑，综上本题选B。
10．D
【详解】A．原电池中阳离子移向正极，故A错误；
B．铜片作正极，发生还原反应，故B错误；
C．Zn为负极，电子从负极流向正极，故电子由锌片通过导线流向铜，故C错误；
D．锌电极是该电池的负极，负极逐渐溶解，锌质量减小，故D正确；
答案为D；
11．(1) 容量瓶 硫酸
(2)
(3)原电池反应使增大，同时进入石墨电极酸性溶液中，氧化亚铁离子，又增大，致使平衡正向移动
【详解】（1）由固体配制500mL溶液，需要的仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、托盘天平、500mL容量瓶；Fe3+易水解，配制溶液时，加入稀硫酸抑制Fe3+的水解。
（2）电流由银电极流向石墨电极，可知电子由石墨电极流向银电极，可以判断流出电子的石墨电极为负极，银电极为正极，石墨电极的电极反应式为，银电极的电极反应式为；
（3）反应属于可逆反应，原电池反应使c(Fe3+)增大，同时离子进入石墨电极酸性溶液中，氧化亚铁离子，使c(Fe3+)又增大，平衡正向移动，电流指针发生反转。
12．
【分析】根据原电池工作原理进行分析解答。燃料电池的燃料做负极发生氧化反应，氧气做正极发生还原反应，注意电解质溶液对电极反应式的影响。
【详解】(1)在负极失去电子，酸性条件下该电池负极的电极反应式为；在正极得到电子，一分子得到6个电子，转化为，故可得正极的电极反应式为，故答案：；
（2）SO2在负极失去电子，可得负极的电极反应式为。在正极获得电子，可得正极的电极反应式为，使正、负极得失电子总数相等并将正、负极电极反应式相加，可得电池的总反应方程式为,故答案：；。
13．(1) b a Cu2++2e-=Cu
(2) A CH4 CH4+2O2=CO2+2H2O 2O2+8H++8e-=4H2O 1.12
【详解】（1）①由题意可知，电极材料为铜片与镁片，镁比铜活泼，因此镁作负极，铜作正极，根据电子的转移方向可知，b为负极，a为正极，则放置镁片的位置是b；原电池工作时，阳离子向正极移动，因此H+向a极移动，故答案为：b；a；
②用硫酸铜溶液替代稀硫酸，则正极上铜离子得电子生成铜，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故答案为：Cu2++2e-=Cu；
（2）①原电池工作时，阳离子向正极移动，则A为正极，B为负极，燃料电池中，通入燃料的电极是负极，c处通入的物质是CH4；
②酸性条件下，总反应式方程式为：CH4+2O2=CO2+2H2O，氧气在正极得电子生成水，电极方程式为：2O2+8H++8e-=4H2O；
③酸性条件下，总反应式方程式为：CH4+2O2=CO2+2H2O，甲烷在负极失去电子生成二氧化碳和氢离子，电极方程式为：CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+，当该装置转移电子的数目为0.4ml时，消耗0.05mlCH4，标准状况下的体积为1.12L。
14．(1)②④⑥
(2)①③
(3)0.042ml/(L•min)
(4) O2+4e-+4H+=2H2O 0.5
(5) 4 其他条件不变时，催化剂浓度大时，催化效果较好
【详解】（1）①铝片与稀盐酸的反应：放热反应
②将胆矾加热变为白色粉末：需要加热，吸热反应
③干冰汽化：物理变化不属于化学反应
④氯酸钾分解制氧气：需要加热，吸热反应
⑤甲烷在氧气中的燃烧反应：燃烧都是放热反应
⑥NaHCO3与盐酸的反应：吸热反应
故选②④⑥。
（2）①增加C的量：C是固体，增加C的量对速率没有影响；
②将容器的体积缩小一半：相当于增加了浓度， 反应速率增大；
③保持体积不变，充入N2使体系压强增大：没有影响浓度的变化，反应速率不变；
④保持压强不变，充入N2使容器体积变大：想当于减小了浓度，反应速率下降。
故对其反应速率几乎无影响的是①③
（3）设3分钟时，二氧化碳和甲醇的浓度为x，根据三段式
可知，1ml/L-x=x，即x=0.5ml/L；到9min时，二氧化碳的浓度为0.25ml/L，则从3min到9min，
（4）①原电池内部，阳离子向正极移动，故a是负极，b是正极，氧气在正极放电，其电极反应为
②根据电极反应，电子数和氢离子数之比为1：1，即当电路中有0.5ml电子发生转移，则有0.5ml氢离子通过质子交换膜。
（5）①探究浓度、催化剂用量对过氧化氢分解速率的影响，应该控制溶液总体积相等，改变反应物以及催化剂用量即可，实验①的总体积为10ml，则实验②中，V1=10ml-4ml-2ml=4ml。
②实验III中催化剂浓度较大，反应速率快，由此得出的结论是催化剂浓度大，催化效果较好。
15． 第二周期第VA族 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 正极 N2+8H++6e-=2 减小 2.4
【详解】(1)氮元素原子序数为7，核外电子排布为2、5，位于第二周期VA族，氮气的电子式为：，故答案为：第二周期第VA族；；
(2)实验室制取氨气利用的是熟石灰与氯化铵的混合固体加热，反应方程式为：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，故答案为：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；
(3)①该电池的的原理为氮气和氢气在HCl做电解质的条件下发生反应最终生成氯化铵，a极区氮气在电极上得电子反应还原反应，作正极，电极反应为：N2+8H++6e-=2，b极上氢气失电子发生氧化反应，作负极，故答案为：正极；N2+8H++6e-=2；
②该电池的总反应为： ，由总反应可知反应过程中消耗氢离子，溶液中的浓度减小，由反应可知每消耗2ml氢离子，转移6ml电子，当溶液中的物质的量改变时，转移电子的物质的量为2.4ml，故答案为：减小；2.4。
16．(1) A不能，B可以 A不是氧化还原反应，没有电子转移 Cu-2e-=Cu2+ 2Ag++2e-=2Ag
(2) 铜 Cu-2e-=Cu2+ O2+4e-+4H+=2H2O 负
【详解】（1）由方程式可知，反应A为没有元素发生化合价变化的非氧化还原反应，由原电池的形成条件可知，该反应不能设计成原电池，反应B是有元素发生化合价变化的氧化还原反应，由原电池的形成条件可知，该反应能设计成原电池，还原剂铜是原电池的负极，银或石墨电极做原电池的正极；
①由分析可知，反应A不能设计成原电池，反应B能设计成原电池，故答案为：A不能，B可以；
②由分析可知，反应A为没有元素发生化合价变化的非氧化还原反应，由原电池的形成条件可知，该反应不能设计成原电池，故答案为：A不是氧化还原反应，没有电子转移；
③由分析可知，反应B能设计成原电池，还原剂铜是原电池的负极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，电极反应式为Cu—2e—=Cu2+，银或石墨电极做原电池的正极，银离子做正极得到电子发生还原反应生成银，电极反应式为2Ag++2e—=2Ag，故答案为：Cu—2e—=Cu2+；2Ag++2e—=2Ag；
（2）由方程式可知，该反应是有元素发生化合价变化的氧化还原反应，由原电池的形成条件可知，该反应能设计成原电池，还原剂铜是原电池的负极，银或石墨电极做原电池的正极；
①由分析可知，还原剂铜是原电池的负极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，电极反应式为Cu—2e—=Cu2+，故答案为：铜；Cu—2e—=Cu2+；
②由分析可知，银或石墨电极做原电池的正极，酸性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为，故答案为：O2+4e—+4H+=2H2O；
③原电池工作时，溶液中的阴离子硫酸根离子向负极移动，故答案为：负。
17． Pb－2e－＋SO＝ PbSO4 Fe＋2Fe3＋＝ 3Fe2＋ 2Fe3＋＋2e－＝ 2Fe2＋ 使还原反应和氧化反应在电解质溶液中的不同区域内发生
【分析】A、B可形成A2B和A2B2两种化合物，可能为H2O、H2O2或Na2O、Na2O2，A、B、C、D四种短周期元素，其原子序数依次增大，则A为H元素，B为O元素，B、C同主族且可形成CB2和CB3两种化合物，应为SO2和SO3，则C为S元素，D应为Cl元素；
(1)A2B2为H2O2，为共价化合物；
(2)CB2通入A2B2溶液中可被氧化为W，则w为H2SO4，形成铅蓄电池；
(3)金属元素E是中学化学常见元素，位于元素周期表的第四周期。该元素可与D形成ED2和ED3两种化合物，则E为Fe元素；
(4)石墨--铁在氯化铁电解质溶液中形成原电池。
【详解】A、B可形成A2B和A2B2两种化合物，可能为H2O、H2O2或Na2O、Na2O2，A、B、C、D四种短周期元素，其原子序数依次增大，则A为H元素，B为O元素，B、C同主族且可形成CB2和CB3两种化合物，应为SO2和SO3，则C为S元素，D应为Cl元素。
(1)A2B2为H2O2，为共价化合物，电子式为；
(2)CB2通入A2B2溶液中可被氧化为W，则w为H2SO4，形成铅蓄电池，负极反应为Pb-2e-+SO42-=PbSO4；
(3)金属元素E是中学化学常见元素，位于元素周期表的第四周期。该元素可与D形成ED2和ED3两种化合物，则E为Fe元素，将Fe浸入到FeCl3中，发生反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，溶液由黄色逐渐变为浅绿色；
(4)石墨--铁在氯化铁电解质溶液中形成原电池，铁做负极，发生反应为Fe-2e-=Fe2+，在正极上得电子被还原，发生反应为2Fe3++2e-=2Fe2+，氧化反应和还原反应分别在不同极上发生。
18．(1)吸热
(2)C
(3) D>A>B>C
(4) 正极 CH4-8e- +2H2O=CO2 +8H+ 11.2
【详解】（1）断开1ml氮氮三键需要吸收946kJ，断开1mlO=O需要吸收498kJ，形成1mlNO放出632kJ，，根据以上数据判断：N2+O2=2NO属于吸热反应；
（2）能设计成原电池的反应必须是自发的氧化还原反应，
A.甲烷的燃烧是自发的氧化还原反应，可以设计成原电池，故A正确；
B. 铁比铜活泼，Fe可以置换出CuSO4中的铜，属于自发的氧化还原反应，可以设计成原电池，故B正确；
C.中和反应不是氧化还原反应，没有电子的得失，不能设计成原电池，故C错误；
D. Pb和PbO2在酸性环境可以发生归中反应生成PbSO4，是自发的氧化还原反应，可以设计成原电池，故D正确；
故答案为C
（3）原电池的一个应用是可以判断金属的活泼性，一般负极比正极活泼。电子从A到B说明A为负极，B为正极，A>B；C电极的质量增加说明Cu2+在正极析出，C为正极B为负极，B>C；二价金属D不断溶解，说明D为负极，A为正极，D>A，四种金属活动性由大到小的顺序是D>A>B>C；乙中正极为C，C电极的质量增加说明Cu2+在正极析出，电极反应式为；
（4）①因电极c是电子流出的一极，则电极c为负极，电极d为正极，甲烷在负极上发生氧化反应生成CO2，电极反应式为CH4-8e- +2H2O=CO2 +8H+。
②原电池中正极反应式为2O2 +8H++8e-= 4H2O，当转移2 ml电子时，消耗氧气的物质的量为0.5 ml，标准状况下的体积为0.5 ml 22.4 L /ml=11.2 L。
19． Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑ 负极 铜片上有气泡产生 电流表指针偏转 Zn -2e-=Zn2+ 2H+ ＋2e-=H2↑ 作正极反应物 ①②
【详解】(1)锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。
(2)将锌片、铜片按照如图所示装置连接，锌比铜活泼，锌片是负极，失电子；铜片上有气泡产生、电流表指针偏转，能证明化学能转化为电能；锌片上的电极反应式为Zn -2e-=Zn2+，铜片上的电极反应式为2H+ ＋2e-=H2↑，故稀硫酸在如图所示装置中的作用是：传导离子、作正极反应物。
(3)在一定条件下能自发进行的放热的氧化还原反应才能将化学能直接转化为电能，而③CaO＋H2O=Ca(OH)2是非氧化还原反应，不能实现化学能直接转化为电能，故③不选；①2H2＋O22H2O、②Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+均是能自发进行的放热的氧化还原反应、能实现化学能直接转化为电能，故①②选。
20．(1)NO2(g)＋ CO(g) ＝CO2(g)＋NO(g) △H＝−234kJ∙ml−1
(2)−92kJ∙ml−1
(3) 60% bc
(4) Zn− 2e－＋2OH－=Zn(OH)2 Ag2O＋2e－＋H2O=2OH－＋2Ag
(5) 减小 24g
【详解】（1）如图是1mlNO2和1mlCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，根据图中信息，该反应是放热反应，则NO2和CO反应的热化学方程式NO2(g)＋ CO(g) ＝CO2(g)＋NO(g) △H＝134 kJ∙ml−1−368kJ∙ml−1＝−234kJ∙ml−1；故答案为：NO2(g)＋ CO(g) ＝CO2(g)＋NO(g) △H＝−234kJ∙ml−1。
（2）已知：H−H键能为436 kJ∙ml−1，N≡N键能为946 kJ∙ml−1，N−H键能为391 kJ∙ml−1。根据键能计算，消耗1ml N2合成氨反应即N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的△H=436 kJ∙ml−1×3＋946 kJ∙ml−1−391kJ∙ml−1×6＝−92kJ∙ml−1；故答案为：−92kJ∙ml−1。
（3）①根据题意，前5分钟时测得NH3的物质的量为2ml，则前5分钟时 NH3的平均反应速率，根据方程式关系得到消耗氢气3ml，则平衡时H2的转化率为；故答案为：；60%。
②a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2，与平衡是否达到无关，不能说明达到平衡，故a不符合题意；b．NH3的浓度保持不变，则说明达到平衡，故b符合题意；c．该反应正向反应是体积减小反应，压强不断减小，当容器内压强保持不变，则达到平衡，故c符合题意；d．密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变，当混合气体的密度保持不变，不能作为判断平衡标志，故d不符合题意；综上所述，答案为：bc。
（4）该种电池由氧化银作为正极，金属锌粉作为负极，电解液为氢氧化钾或氢氧化钠，电池的总反应方程式为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag，锌失去电子变为氢氧化锌，因此放电时，负极电极反应：Zn− 2e－＋2OH－=Zn(OH)2；正极是氧化银得到电子变为银单质，则正极电极反应：Ag2O＋2e－＋H2O=2OH－＋2Ag；故答案为：Zn− 2e－＋2OH－=Zn(OH)2；Ag2O＋2e－＋H2O=2OH－＋2Ag。
（5）根据Ag2O＋2e－＋H2O=2OH－＋2Ag分析，1ml氧化银变为2ml银转移2ml电子，质量减少16g，则放电过程中转移3NA个电子即3ml电子时，正极减小的质量的为；故答案为：减小；24g。
21．(1)+(a-b) kJ/ml
(2)与形成配合物，促使反应①正向移动@反应②放出能量，为反应①提供能量
(3)
(4)AB
(5)
(6)B
【详解】（1）根据盖斯定律可得③=①+②，所以ΔH3=ΔH1+ΔH2=+(a-b)kJ/ml
（2）Cl-与Au3+形成配合物，促使反应①正向移动，同时反应②放出能量，为反应①提供能量，所以加入盐酸后，Au容易被硝酸氧化；
（3）根据平衡常数定义式可得反应②K=；
（4）升高温度，加快反应速率，A选项正确；适当增大硝酸根离子浓度，加快反应速率，B选项正确；增大溶液pH，即减小c(H+)，反应速率减慢，C选项错误；故答案选AB；
（5）反应过程中铂(Pt)电极一侧溶液pH降低，说明在Pt电极附近产生更多H+，NO在此电极失电子被氧化，电极反应式为；
（6）A．该装置总反应方程式为，依照左>右的氧化还原反应规律说明Au3+的氧化性比HNO3强，A选项正确；
B．未标明标准状况，无法计算，B选项错误；
C．该装置为一原电池，Pt作负极，Au作正极，外电路中电子从铂(Pt)电极迁移至金(Au)电极，C选项正确；
答案选B。
22．(1) 正 Zn-2e=Zn2+ 有气泡产生 反应前后溶液颜色与铜电极表面没有明显变化
(2) 电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu) H+向正极(Cu)移动、SO向负极(Zn)移动
(3) 高于 慢
(4)12.9g
(5)BCD
【分析】装置A中金属Zn与稀硫酸反应为；装置B为原电池，Cu作正极，发生还原反应，有气泡产生，Zn作为负极，发生氧化反应；据此分析解题。
【详解】（1）装置B为原电池，Cu作正极，发生还原反应，，有气泡产生；Zn作为负极，发生氧化反应，；反应前后溶液颜色与铜电极表面没有明显变化，说明Cu没有参与反应；故答案为正；；有气泡产生；反应前后溶液颜色与铜电极表面没有明显变化；
（2）据分析可知，Cu作正极，发生还原反应，得到电子；Zn作为负极，发生氧化反应，失去电子；所以装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu)；“离子导体”中主要离子的移动方向可描述为H+向正极(Cu)移动、SO向负极(Zn)移动；故答案为电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu)；H+向正极(Cu)移动、SO向负极(Zn)移动；
（3）实验过程中装置A内溶液的温度升高，从能量转化的角度来看，装置A中反应物的总能量高于生成物的总能量；装置B的电流计指针发生偏转，原电池可以加快反应速率，所以A中反应速率比B中慢；故答案为高于；慢；
（4）装置B中稀H2SO4用足量CuSO4溶液代替，Cu作正极，发生还原反应为；Zn作为负极，发生氧化反应，；当导线中有0.2ml电子转移时，Zn电极质量减少；Cu电极质量增加；Zn电极和Cu电极的质量差为起始时Zn电极和Cu电极的质量相等，当导线中有0.2ml电子转移时，Zn电极和Cu电极的质量差为12.9g；故答案为12.9g；
（5）A．构成原电池内界条件是自发的发生氧化还原反应，所以理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池，故A正确；
B．装置B中Cu作正极，可用碳棒代替，故B错误；
C．原电池的负极发生氧化反应，故C错误；
D．原电池装置中化学能部分转化为电能，故D错误；
故答案选BCD。
23． Ag++I-=AgI↓ 2Fe3++2I-=I2+2Fe2+ 空气中的氧气具有氧化性，可产生I2 K3Fe(CN)6 0.3 元素分析仪 2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 电流表发生偏转，左侧石墨表面有银白色固体生成，右侧溶液变蓝色 Ag+和I-间发生沉淀反应生成AgI沉淀降低了c(Ag+)和c(I-)，进而使Ag+的氧化性减弱，I-的还原性减弱，使Ag+和I-不足以发生氧化还原反应
【分析】根据氧化还原反应原理、常见离子检验方法、原电池原理结合题给信息分析解答。
【详解】(1)实验①中银离子与碘离子结合生成AgI黄色沉淀，反应的离子方程式为：Ag++I-=AgI↓，故答案为：Ag++I-=AgI↓；
(2)假设a：溶液中Fe3+具有氧化性，Fe3+氧化碘离子生成I2，则发生的反应的离子方程式为：2Fe3++2I-=I2+2Fe2+；
假设c：空气中的氧气具有氧化性，氧气能把碘离子氧化为单质碘；
验证：用K3Fe(CN)6溶液检验亚铁离子，K3Fe(CN)6能与亚铁离子反应出现蓝色沉淀；用NaNO3（pH=1）溶液代替实验②中Fe(NO3)3，硝酸根离子的浓度应该相同，所以选择0.3 ml/L NaNO3，故答案为：2Fe3++2I-=I2+2Fe2+；空气中的氧气具有氧化性，可产生I2；K3Fe(CN)6；0.3；
(3)元素分析仪可以检测物质中的组成元素；经过元素分析仪检测实验③中产生的白色沉淀由铜元素和碘元素组成，即由化合价变化可知生成的白色沉淀为CuI，铜离子氧化碘离子生成CuI和I2，反应的离子方程式为：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2，故答案为：元素分析仪；2Cu2++4I-=2CuI↓+I2；
(4)已知氧化性Ag+＞Fe3+＞I2，说明Ag+可以氧化碘离子，形成原电池时，有电流通过电流计，左侧银离子得电子生成Ag，所以左侧石墨表面有银白色固体生成，右侧碘离子失电子生成单质碘，单质碘遇到淀粉变蓝色，所以右侧溶液变蓝色，故答案为：电流表发生偏转，左侧石墨表面有银白色固体生成，右侧溶液变蓝色；
(5)实验①以沉淀反应为主，是因为AgI的溶解度很小，Ag+和I-间发生反应生成AgI沉淀降低了c(Ag+)和c(I-)，物质浓度越低，物质氧化性或还原性越弱，c(Ag+)和c(I-)很小，则Ag+的氧化性减弱，I-的还原性减弱，Ag+和I-不足以发生氧化还原反应，故答案为：Ag+和I-间发生沉淀反应生成AgI沉淀降低了c(Ag+)和c(I-)，进而使Ag+的氧化性减弱，I-的还原性减弱，使Ag+和I-不足以发生氧化还原反应。
一、单选题
1．下列叙述正确的是
A．反应2H2O2= 2H2O + O2 ，加入FeCl3或升高温度都能增大反应的活化分子百分数
B．某原电池反应为Ｃu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag， 装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液
C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成，且活泼金属一定作负极
D．向2.0 mL浓度均为0.1 ml·L-1的KCl、KI混合溶液中滴加1～2滴0.01ml·L-1AgNO3溶液，振荡，生成黄色沉淀，说明Ksp(AgI)比Ksp(AgCl)大
2．热电池常用作导弹、火箭的工作电源。某热电池反应：2LiCl+PbSO4+Ca＝Li2SO4+CaCl2+Pb（一旦无水KCl—LiCl受热熔化，电池瞬间放电），装置如图所示。电池工作生成11.1gCaCl2时，转移电子的物质的量为
A．0.1mlB．0.15mlC．0.2mlD．0.3ml
3．在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是
A．正极附近的SO浓度逐渐增大B．电子通过导线由铜片流向锌片
C．反应一段时间后，溶液中的c(H＋)增大D．铜片上发生的反应为2H＋＋2e-=H2↑
4．碱性电池具有容量大，放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn+2MnO2+2H2O==Zn(OH)2+2MnO(OH)，下列说法不正确的是
A．电池工作时，锌为负极B．电池工作时，电解液中的OH- 移向负极
C．电池正极发生还原反应D．锌的质量减少6.5g时，溶液中通过0.2ml电子
5．某种酒驾检测仪具有吹气流量监测与控制的功能，其结构与工作原理如图所示。下列有关说法正确的是
A．该装置将电能转化为化学能
B．电流由电极Ⅱ经显示屏、处理器流向电极Ⅰ
C．在电解液中迁移的微粒X可能是电子
D．电极Ⅱ的电极反应式可能是：O2+H2O+4e-→4OH-
6．下图为一原电池装置，下列叙述中正确的是
A．铜离子在铜片表面被还原B．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
C．电流从锌片经导线流向铜片D．铜是正极，铜片上有气泡产生
7．热电池是一种需要达到一定温度才能工作的电池。一种热电池的结构如下图所示，电池工作时需用引燃剂引发Fe和的反应，产生的热量会使LiCl、KCl熔化，电池开始工作。电池放电后有、Fe和生成。下列说法正确的是
A．该热电池常温下不能工作的原因是LiCl、KCl常温下不含离子
B．Fe和反应后的产物可能是KCl、和
C．放电时电极上所发生反应为
D．电路上每转移1ml电子，消耗的物质的量为0.25ml
8．下列实验操作、现象和结论均正确的是
A．AB．BC．CD．D
9．用锌片、铜片和硫酸溶液组成的原电池，负极上发生的电极反应是
A．2H++2e-=H2↑B．Zn-2e-=Zn2+
C．2H2O+O2+4e-=4OH-D．Cu-2e-=Cu2+
10．某小组以Zn和Cu为电极材料，制作如图水果电池(水果中含游离H+)，电池放电时，下列正确的是
A．水果中的H+移动向锌极
B．铜片上发生氧化反应
C．电子由铜片通过导线流向锌
D．一段时间后，锌片质量会变小
二、填空题
11．为验证反应，利用如图电池装置进行实验。
(1)由固体配制溶液，需要的仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、托盘天平、 (填写名称)；在烧杯中溶解固体时，先加入一定体积的 稀溶液，搅拌后再加入一定体积的水。
(2)电流表显示电流由银电极流向石墨电极，可知石墨电极的电极反应式为 ，银电极的电极反应式为 。
(3)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。如果盐桥中电解质为，反应一段时间后，可以观察到电流表指针反转，原因是 。
12．减排是各个国家都在努力为之的事，和的处理是许多科学家都在着力研究的重点。有学者想以如图所示装置利用原电池原理将、转化为重要的化工原料。
（1）若A为，B为，C为，电池总反应方程式为，则正极的电极反应式为 。
（2）若A为，B为，C为，则负极的电极反应式为 ，电池的总反应方程式为 。
13．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。回答下列问题：
(1)纸电池是未来电池发展的一个重要研究方向。某研究小组，根据纸电池结构示意图，利用实验室中的稀硫酸、蒸馏水和滤纸制作电解液，用铜片与镁片作为电极材料。
①其中放置镁片的位置是 (填a或b)，电池工作时H+向 (填a或b)极作定向移动。
②某学生用硫酸铜溶液替代稀硫酸，请写出正极发生的电极反应式
(2)某种甲烷燃料电池的工作原理如下图所示：
①该装置的负极是电极 (填“A”或“B”)；c处通入的物质是 (填“CH4”或“O2”)。
②甲烷燃料电池供电时的总反应方程式为 ，正极电极方程式： 。
③当该装置转移电子的数目为0.4ml时，消耗CH4标准状况下 L。
14．按要求回答下列问题：
(1)下列变化中属于吸热反应的是 。
①铝片与稀盐酸的反应 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③干冰汽化 ④氯酸钾分解制氧气
⑤甲烷在氧气中的燃烧反应 ⑥NaHCO3与盐酸的反应
(2)反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一个密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 。
①增加C的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变，充入N2使体系压强增大
④保持压强不变，充入N2使容器体积变大
(3)在体积为1L的密闭容器中，充入1mlCO2和3mlH2，一定条件下反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图：
从3min到9min，v(CO2)= (结果保留两位有效数字)；
(4)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示。
①该电池正极电极反应式为 。
②当电路中有0.5ml电子发生转移，则有 ml的H+通过质子交换膜。
(5)H2O2在催化下可发生分解反应，为探究一定温度下H2O2溶液的浓度、的浓度对H2O2分解速率的影响情况，某同学设计了如下实验，内容见下表：
① 。
②实验Ⅰ、Ⅲ相比，若实验Ⅲ中产生气泡的速率较快，由此可得出的结论是 。
15．氮及其化合物在化肥、医药、材料和国防工业中具有广泛应用。回答下列问题：
(1)氮元素在周期表中的位置为 ，N2的电子式为 。
(2)自上个世纪德国建立了第一套合成氨装置，合成氨工业为解决人类的温饱问题作出了极大贡献。写出实验室制备氨气的方程式 。
(3)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以、为电极反应物，以为电解质溶液制造出一种既能提供电能，又能实现氮固定的新型燃料电池，如图所示。
①a电极是该电池的 (填正极或者负极)；该电池正极的电极反应式是 。
②该电池在工作过程中的浓度将不断 (填增大或减小)，假设放电过程中电解质溶液的体积不变，当溶液中的物质的量改变时，理论上电池能为外电路提供 ml电子。
16．回答下列问题：
(1)现有如下两个反应：
A：NaOH+HCl=NaCl+H2O
B：Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+
①根据两反应的方程式，判断能否设计成原电池： 。
②如果不能，说明其原因： 。
③如果可以，写出正、负极电极反应式负极： 、正极： 。
(2)利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池：
①负极材料是 (写名称)，电极反应式为 。
②正极的电极反应式为 。
③溶液中SO向 极移动。
17．有A、B、C、D四种短周期元素，其原子序数依次增大。A、B可形成A2B和A2B2两种化合物，B、C同主族且可形成CB2和CB3两种化合物。回答下列问题。
(1) A2B2的电子式为 。
(2)CB2通入A2B2溶液中可被氧化为W，用W的溶液(体积为1 L，假设变化前后溶液体积变化忽略不计)组装成原电池(如图所示)。
在b电极上发生的反应可表示为：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－＝PbSO4＋2H2O，则在a电极上发生的反应可表示为 。
(3)金属元素E是中学化学常见元素，位于元素周期表的第四周期。该元素可与D形成ED2和ED3两种化合物。将E的单质浸入ED3溶液中(如下图甲所示)，溶液由黄色逐渐变为浅绿色，该反应的离子方程式为 。
(4)依据(3)中的反应，可用单质E和石墨为电极设计一个原电池，则在该原电池工作时，石墨一极发生的反应可以表示为 。比较甲、乙两图，说明石墨除形成闭合回路外所起的作用是 。
18．化学反应与能量变化是化学研究的重要问题，根据相关材料分析回答：
(1)已知断开1ml下列物质中的化学键需要吸收的能量如下表：
根据以上数据判断：N2+O2=2NO属于 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)符合某些特征的化学反应理论上都可以设计成原电池。下列化学反应_______(填字母)不能设计成原电池。
A．CH4+2O2=CO2+2H2OB．Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
C．2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2OD．Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
(3)把A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验。
根据表中信息判断四种金属活动性由大到小的顺序是 ；写出装置乙中正极的电极反应式： 。
(4)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图
①则电极d是 (填“正极”或“负极”)，电极c的电极反应式为 ；
②若线路中转移2ml电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为 L。
19．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，反应的化学方程式为 。
(2)将锌片、铜片按照如图所示装置连接，锌片是 (填“正极”或“负极”)。能证明化学能转化为电能的实验现象是： 、 。锌片上的电极反应式为 铜片上的电极反应式为 。稀硫酸在如图所示装置中的作用是：传导离子、 。
(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
②Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+
③CaO＋H2O=Ca(OH)2
20．I.氮是地球上含量丰富的元素，氮及其化合物的研究在生产、生活中有着重要意义。
(1)如图是1mlNO2和1mlCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，写出NO2和CO反应的热化学方程式 。
(2)已知：H−H键能为436 kJ∙ml−1，N≡N键能为946 kJ∙ml−1，N−H键能为391 kJ∙ml−1。根据键能计算，消耗1mlN2合成氨反应的△H= 。
(3)在一固定容积为2L的密闭容器内加入1.5ml的N2和5ml的H2，在一定条件下发生如下反应：N2+3H22NH3，若第5分钟时达到平衡，此时测得NH3的物质的量为2ml，请回答下列问题：
①前5分钟的平均反应速率υ(NH3)为 ，平衡时H2的转化率为 。
②能说明该合成氨反应一定达到平衡状态的是 。
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2
b．NH3的浓度保持不变
c．容器内压强保持不变
d．混合气体的密度保持不变
II．2020年一月一场突如其来的新冠肺炎席卷全球，该病最明显的症状就是出现发热，市售体温枪能快速的检测人体体温，该体温枪所用的电池具有使用寿命长、容量大等特点，应用十分广泛。该种电池由氧化银作为正极，金属锌粉作为负极，电解液为氢氧化钾或氢氧化钠，电池的总反应方程式为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag，根据信息回答下列问题：
(4)放电时，负极电极反应： ；正极电极反应： 。
(5)试计算在放电过程中转移3NA个电子时，正极 (填“增大”或“减小”)的质量的为 。
三、实验探究题
21．Ⅰ.金(Au)不易被硝酸氧化，在浓硝酸中加入浓盐酸配成王水溶液后Au容易被硝酸氧化生成相应的配合物，化学家德海韦西用此方法溶解了诺贝尔金质奖章而躲过了纳粹的搜捕。
已知：①
②
③
上述a、b均大于0，回答下列问题：
(1) 。
(2)从平衡移动和能量的角度说明为什么加入盐酸后Au易被硝酸氧化： 。
(3)写出反应②的平衡常数的表达式K= 。
(4)下列哪些操作可以加快金在王水中的溶解速率
A．升高温度 B．适当提高硝酸浓度 C增大溶液的pH
Ⅱ.某小组用下述装置探究硝酸和离子的氧化性关系，发现在反应过程中铂(Pt)电极一侧溶液pH降低。
(5)写出上述装置负极的电极反应方程式
(6)关于该电池的叙述不合理的是
A．上述现象说明该实验条件下，离子的氧化性强于硝酸的氧化性
B．224mLNO发生反应时，Au电极的质量增加1.97g
C．外电路中电子从铂(Pt)电极迁移至金(Au)电极
22．原电池揭示了氧化还原反应的本质是电子转移，实现了化学能转化成电能，使氧化还原反应在现代生活中获得重大应用，从而改变了人们的生活方式。
某兴趣小组为探究原电池工作原理，利用金属Zn与稀H2SO4反应，通过如图所示装置A、B进行实验，实验过程中装置A内溶液的温度升高，装置B的电流计指针发生偏转。
根据所学知识，完成下列各题：
(1)装置B为原电池，则Cu作 (填“正”或“负”)极，Zn电极上的电极反应式为 ，Cu电极上的现象是 。请简述确定Cu电极没有参与反应的实验依据或方案 。
(2)一般把金属导线称为“电子导体”，把电解质溶液称为“离子导体”。装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为 ；“离子导体”中主要离子的移动方向可描述为 。
(3)从能量转化的角度来看，装置A中反应物的总能量 (填“高于”、“低于”或“=”)生成物的总能量；从反应速率的角度上看，可以观察到A中反应比B中 (填“快”或“慢”)。
(4)装置B中稀H2SO4用足量CuSO4溶液代替，起始时Zn电极和Cu电极的质量相等，当导线中有0.2ml电子转移时，Zn电极和Cu电极的质量差为 。
(5)该小组同学由此得出的结论错误的是_______。(多选)
A．任何自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池
B．装置B中Cu电极不可用碳棒代替
C．原电池的负极发生还原反应
D．原电池装置中化学能全部转化为电能
23．某学校科学小组探究I-反应的多样性。
(1)实验①发生的离子反应方程式为 。
(2)实验②产生了I2，对I2产生的原因做出如下假设：
假设a：溶液中Fe3＋具有氧化性，由于 (用离子方程式表示)，可产生I2；
假设b：溶液中NO3-在酸性条件下具有氧化性，可产生I2；
假设c： ；
假设d：上述具有氧化性的微粒共同作用(或部分共同作用)，氧化产生I2。
验证：取实验②反应后少量溶液滴加 (填化学式)，出现蓝色沉淀；用1 mL ml/L NaNO3(pH=1)溶液代替实验②中Fe(NO3)3，溶液也变蓝。
……
结论：产生I2的主要原因是a、b。
(3)经 (填仪器名称)检测实验③中产生的白色沉淀由铜元素和碘元素组成，推测产生白色沉淀的原因 (用离子方程式表示)。
(4)已知氧化性Ag＋>Fe3＋，但实验①并没有得到I2.为验证Ag＋可氧化I-产生I2，设计了以下实验。
关闭K后，实验现象为 ，证实了Ag＋可氧化I-产生I2。
(5)已知物质浓度越低，物质氧化性或还原性越弱。在同一体系中，Ag＋和I-间发生沉淀反应和氧化还原反应为竞争关系，使实验①以沉淀反应为主的原因是 。
选项
操作
现象
结论
A
将饱和FeCl3溶液滴入沸水中
溶液变红褐色
有Fe(OH)3胶体生成
B
向Na2S溶液中滴加盐酸
产生气泡
Cl的非金属性比S强
C
向溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液
产生白色沉淀
溶液中含有
D
用导线连接铜片和锌片后插进盐酸中
铜片上有气泡
铜片是原电池的负极
实验序号
实验所用试剂
酸性溶液
H2O2溶液
V/mL
c/(ml/L)
V/mL
c/(ml/L)
V/mL
Ⅰ
4
0.1
3
2
3
Ⅱ
4
0.1
2
2
V1
Ⅲ
5
0.1
V2
2
2
物质
N2
O2
NO
吸收的能量
946kJ
498kJ
632kJ
装置
电子从A到B
C电极的质量增加
二价金属D不断溶解
实验序号
实验步骤
实验现象
①
向1mL0.1ml/LAgNO3溶液中滴加1滴淀粉溶液和1mL0.1ml/LKI溶液
出现黄色浑浊
②
向1mL0.1ml/LFe(NO3)3(pH=1)溶液中滴加1滴淀粉溶液和1mL0.1ml/LKI溶液
溶液变蓝
③
向1mL0.1ml/LCuSO4溶液中滴加1滴淀粉溶液和1mL0.1ml/LKI溶液
溶液变蓝，出现白色浑浊
参考答案：
1．A
【详解】A．加入催化剂，降低活化能，升高温度，使分子能量升高，两种方式都能提高活化分子数目，故A正确；
B．根据原电池反应为Ｃu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag，氯离子会与银离子，会形成沉淀，故B错误；
C．两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极，但是不是绝对的，如Al和Mg形成原电池NaOH作电解质溶液时，Al作负极，Mg作正极，故C错误；
D．应该是Ksp(AgI)比Ksp(AgCl)小，故D错误；
答案选A。
2．C
【详解】11.1gCaCl2的物质的量为，根据题给反应方程式，可知，每生成0.1ml CaCl2，转移0.2ml电子，C项正确；
答案选C。
3．D
【分析】在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，形成原电池，Zn作负极失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，Cu作正极，H+在正极得到电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，据此分析解答。
【详解】A．阴离子向负极移动，因此负极附近的SO浓度逐渐增大，A错误；
B．电子由负极流向正极，即通过导线由锌片流向铜片，B错误；
C．H+在正极得到电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，反应一段时间后，溶液中的c(H＋)减小，C错误；
D．Cu作正极，H+在正极得到电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，D正确；
答案选D。
4．D
【分析】原电池进行分析时，从氧化还原反应的角度进行，氧化反应为负极，还原反应为正极，电解质溶液中离子发生移动，方向为阳离子移向正极，阴离子移向负极。
【详解】A.Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH)，可以知道反应中Zn被氧化，为原电池的负极，所以A选项正确；
B.原电池中，电解液的OH-移向负极，故B项正确；
C.根据电池总反应式为: Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH)， MnO2为原电池的正极，发生还原反应，故C项正确；
D、由Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH)可以知道，6.5g Zn反应转移电子为0.2ml， 但是在电解质溶液中离子移动，电子不在溶液中移动，故D项错误；
答案为D。
5．B
【分析】从图中可以看出，电极Ⅰ中CH3CH2OH转化为CH3COOH，-CH2-中的C元素由-1价升高到+3价，则其为负极；电极Ⅱ中O2得电子产物与电解质作用生成H2O，其为正极。负极反应为CH3CH2OH-4e-+H2O→CH3COOH+4H+，正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O。
【详解】A．由分析可知，电极Ⅰ为负极，电极Ⅱ为正极，则该装置为原电池，将化学能转化为电能，A不正确；
B．在原电池中，电流由正极沿导线流入负极，则该装置中，电流由电极Ⅱ经显示屏、处理器流向电极Ⅰ，B正确；
C．在电解液中，负极产生H+，电解质溶液中的H+通过分隔膜迁移到正极，所以微粒X是H+，电子不可能在溶液中迁移，C不正确；
D．由分析知，电极Ⅱ的电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，D不正确；
故选B。
6．A
【详解】A．右池中的铜离子会得电子变成铜，被还原，故A正确；
B．盐桥中的钾离子应该移向正极附近，铜电极是正极，所以移向CuSO4溶液，故B错误；
C．电流是从正极经导线流向正极，所以应是从铜片经导线流向锌片，故C错误；
D．铜是正极，电解质溶液是CuSO4溶液，铜片上有铜析出，故D错误；
故答案为：A
7．D
【分析】原电池负极氧化反应，正极还原反应，电池放电后有Li7Si3、Fe和Li2S生成，所以FeS2电极为正极，Li13Si4电极为负极。
【详解】A．该热电池常温下不能工作的原因是LiCl、KCl常温下为固体，离子不能自由移动，不能导电，A错误；
B．Fe和KClO4反应生成KCl，反应前后钾和氯的物质的量之比均为1:1，并且钾、氯原子守恒可知，一定没有FeCl3，B错误；
C．放电时Li13Si4电极上所发生反应为3Li13Si4-11e−=4Li7Si3+11Li+，C错误；
D．正极反应式为FeS2+4e-+4Li+=Fe+2Li2S，电路上每转移1ml电子，消耗FeS2的物质的量为0.25ml，D正确；
故答案为：D。
8．A
【详解】A．将饱和FeCl3溶液滴入沸水中会生成Fe(OH)3胶体，溶液变为红褐色，故A正确；
B．通过比较酸的酸性强弱来比较非金属性的强弱时，酸一定是最高价的含氧酸，不是比较氢化物的酸性强弱，故B错误；
C．能够和BaCl2溶液反应生成白色沉淀的不一定是SO42-，也可以是Ag+，故C错误；
D．用导线连接铜片和锌片后插进盐酸中会构成一个原电池，锌的活泼性大于铜，铜上发生反应为2H++2e-＝H2↑，故铜做正极，故D错误；
答案选A。
9．B
【详解】Zn的活动性强于Cu，在Zn和Cu组成的电池中Zn为负极，Cu为正极，负极发生失电子的反应，电极方程式为Zn-2e-=Zn2+，正极发生得电子的反应，电极方程式为2H++2e-=H2↑，综上本题选B。
10．D
【详解】A．原电池中阳离子移向正极，故A错误；
B．铜片作正极，发生还原反应，故B错误；
C．Zn为负极，电子从负极流向正极，故电子由锌片通过导线流向铜，故C错误；
D．锌电极是该电池的负极，负极逐渐溶解，锌质量减小，故D正确；
答案为D；
11．(1) 容量瓶 硫酸
(2)
(3)原电池反应使增大，同时进入石墨电极酸性溶液中，氧化亚铁离子，又增大，致使平衡正向移动
【详解】（1）由固体配制500mL溶液，需要的仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、托盘天平、500mL容量瓶；Fe3+易水解，配制溶液时，加入稀硫酸抑制Fe3+的水解。
（2）电流由银电极流向石墨电极，可知电子由石墨电极流向银电极，可以判断流出电子的石墨电极为负极，银电极为正极，石墨电极的电极反应式为，银电极的电极反应式为；
（3）反应属于可逆反应，原电池反应使c(Fe3+)增大，同时离子进入石墨电极酸性溶液中，氧化亚铁离子，使c(Fe3+)又增大，平衡正向移动，电流指针发生反转。
12．
【分析】根据原电池工作原理进行分析解答。燃料电池的燃料做负极发生氧化反应，氧气做正极发生还原反应，注意电解质溶液对电极反应式的影响。
【详解】(1)在负极失去电子，酸性条件下该电池负极的电极反应式为；在正极得到电子，一分子得到6个电子，转化为，故可得正极的电极反应式为，故答案：；
（2）SO2在负极失去电子，可得负极的电极反应式为。在正极获得电子，可得正极的电极反应式为，使正、负极得失电子总数相等并将正、负极电极反应式相加，可得电池的总反应方程式为,故答案：；。
13．(1) b a Cu2++2e-=Cu
(2) A CH4 CH4+2O2=CO2+2H2O 2O2+8H++8e-=4H2O 1.12
【详解】（1）①由题意可知，电极材料为铜片与镁片，镁比铜活泼，因此镁作负极，铜作正极，根据电子的转移方向可知，b为负极，a为正极，则放置镁片的位置是b；原电池工作时，阳离子向正极移动，因此H+向a极移动，故答案为：b；a；
②用硫酸铜溶液替代稀硫酸，则正极上铜离子得电子生成铜，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故答案为：Cu2++2e-=Cu；
（2）①原电池工作时，阳离子向正极移动，则A为正极，B为负极，燃料电池中，通入燃料的电极是负极，c处通入的物质是CH4；
②酸性条件下，总反应式方程式为：CH4+2O2=CO2+2H2O，氧气在正极得电子生成水，电极方程式为：2O2+8H++8e-=4H2O；
③酸性条件下，总反应式方程式为：CH4+2O2=CO2+2H2O，甲烷在负极失去电子生成二氧化碳和氢离子，电极方程式为：CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+，当该装置转移电子的数目为0.4ml时，消耗0.05mlCH4，标准状况下的体积为1.12L。
14．(1)②④⑥
(2)①③
(3)0.042ml/(L•min)
(4) O2+4e-+4H+=2H2O 0.5
(5) 4 其他条件不变时，催化剂浓度大时，催化效果较好
【详解】（1）①铝片与稀盐酸的反应：放热反应
②将胆矾加热变为白色粉末：需要加热，吸热反应
③干冰汽化：物理变化不属于化学反应
④氯酸钾分解制氧气：需要加热，吸热反应
⑤甲烷在氧气中的燃烧反应：燃烧都是放热反应
⑥NaHCO3与盐酸的反应：吸热反应
故选②④⑥。
（2）①增加C的量：C是固体，增加C的量对速率没有影响；
②将容器的体积缩小一半：相当于增加了浓度， 反应速率增大；
③保持体积不变，充入N2使体系压强增大：没有影响浓度的变化，反应速率不变；
④保持压强不变，充入N2使容器体积变大：想当于减小了浓度，反应速率下降。
故对其反应速率几乎无影响的是①③
（3）设3分钟时，二氧化碳和甲醇的浓度为x，根据三段式
可知，1ml/L-x=x，即x=0.5ml/L；到9min时，二氧化碳的浓度为0.25ml/L，则从3min到9min，
（4）①原电池内部，阳离子向正极移动，故a是负极，b是正极，氧气在正极放电，其电极反应为
②根据电极反应，电子数和氢离子数之比为1：1，即当电路中有0.5ml电子发生转移，则有0.5ml氢离子通过质子交换膜。
（5）①探究浓度、催化剂用量对过氧化氢分解速率的影响，应该控制溶液总体积相等，改变反应物以及催化剂用量即可，实验①的总体积为10ml，则实验②中，V1=10ml-4ml-2ml=4ml。
②实验III中催化剂浓度较大，反应速率快，由此得出的结论是催化剂浓度大，催化效果较好。
15． 第二周期第VA族 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 正极 N2+8H++6e-=2 减小 2.4
【详解】(1)氮元素原子序数为7，核外电子排布为2、5，位于第二周期VA族，氮气的电子式为：，故答案为：第二周期第VA族；；
(2)实验室制取氨气利用的是熟石灰与氯化铵的混合固体加热，反应方程式为：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，故答案为：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；
(3)①该电池的的原理为氮气和氢气在HCl做电解质的条件下发生反应最终生成氯化铵，a极区氮气在电极上得电子反应还原反应，作正极，电极反应为：N2+8H++6e-=2，b极上氢气失电子发生氧化反应，作负极，故答案为：正极；N2+8H++6e-=2；
②该电池的总反应为： ，由总反应可知反应过程中消耗氢离子，溶液中的浓度减小，由反应可知每消耗2ml氢离子，转移6ml电子，当溶液中的物质的量改变时，转移电子的物质的量为2.4ml，故答案为：减小；2.4。
16．(1) A不能，B可以 A不是氧化还原反应，没有电子转移 Cu-2e-=Cu2+ 2Ag++2e-=2Ag
(2) 铜 Cu-2e-=Cu2+ O2+4e-+4H+=2H2O 负
【详解】（1）由方程式可知，反应A为没有元素发生化合价变化的非氧化还原反应，由原电池的形成条件可知，该反应不能设计成原电池，反应B是有元素发生化合价变化的氧化还原反应，由原电池的形成条件可知，该反应能设计成原电池，还原剂铜是原电池的负极，银或石墨电极做原电池的正极；
①由分析可知，反应A不能设计成原电池，反应B能设计成原电池，故答案为：A不能，B可以；
②由分析可知，反应A为没有元素发生化合价变化的非氧化还原反应，由原电池的形成条件可知，该反应不能设计成原电池，故答案为：A不是氧化还原反应，没有电子转移；
③由分析可知，反应B能设计成原电池，还原剂铜是原电池的负极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，电极反应式为Cu—2e—=Cu2+，银或石墨电极做原电池的正极，银离子做正极得到电子发生还原反应生成银，电极反应式为2Ag++2e—=2Ag，故答案为：Cu—2e—=Cu2+；2Ag++2e—=2Ag；
（2）由方程式可知，该反应是有元素发生化合价变化的氧化还原反应，由原电池的形成条件可知，该反应能设计成原电池，还原剂铜是原电池的负极，银或石墨电极做原电池的正极；
①由分析可知，还原剂铜是原电池的负极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，电极反应式为Cu—2e—=Cu2+，故答案为：铜；Cu—2e—=Cu2+；
②由分析可知，银或石墨电极做原电池的正极，酸性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为，故答案为：O2+4e—+4H+=2H2O；
③原电池工作时，溶液中的阴离子硫酸根离子向负极移动，故答案为：负。
17． Pb－2e－＋SO＝ PbSO4 Fe＋2Fe3＋＝ 3Fe2＋ 2Fe3＋＋2e－＝ 2Fe2＋ 使还原反应和氧化反应在电解质溶液中的不同区域内发生
【分析】A、B可形成A2B和A2B2两种化合物，可能为H2O、H2O2或Na2O、Na2O2，A、B、C、D四种短周期元素，其原子序数依次增大，则A为H元素，B为O元素，B、C同主族且可形成CB2和CB3两种化合物，应为SO2和SO3，则C为S元素，D应为Cl元素；
(1)A2B2为H2O2，为共价化合物；
(2)CB2通入A2B2溶液中可被氧化为W，则w为H2SO4，形成铅蓄电池；
(3)金属元素E是中学化学常见元素，位于元素周期表的第四周期。该元素可与D形成ED2和ED3两种化合物，则E为Fe元素；
(4)石墨--铁在氯化铁电解质溶液中形成原电池。
【详解】A、B可形成A2B和A2B2两种化合物，可能为H2O、H2O2或Na2O、Na2O2，A、B、C、D四种短周期元素，其原子序数依次增大，则A为H元素，B为O元素，B、C同主族且可形成CB2和CB3两种化合物，应为SO2和SO3，则C为S元素，D应为Cl元素。
(1)A2B2为H2O2，为共价化合物，电子式为；
(2)CB2通入A2B2溶液中可被氧化为W，则w为H2SO4，形成铅蓄电池，负极反应为Pb-2e-+SO42-=PbSO4；
(3)金属元素E是中学化学常见元素，位于元素周期表的第四周期。该元素可与D形成ED2和ED3两种化合物，则E为Fe元素，将Fe浸入到FeCl3中，发生反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，溶液由黄色逐渐变为浅绿色；
(4)石墨--铁在氯化铁电解质溶液中形成原电池，铁做负极，发生反应为Fe-2e-=Fe2+，在正极上得电子被还原，发生反应为2Fe3++2e-=2Fe2+，氧化反应和还原反应分别在不同极上发生。
18．(1)吸热
(2)C
(3) D>A>B>C
(4) 正极 CH4-8e- +2H2O=CO2 +8H+ 11.2
【详解】（1）断开1ml氮氮三键需要吸收946kJ，断开1mlO=O需要吸收498kJ，形成1mlNO放出632kJ，，根据以上数据判断：N2+O2=2NO属于吸热反应；
（2）能设计成原电池的反应必须是自发的氧化还原反应，
A.甲烷的燃烧是自发的氧化还原反应，可以设计成原电池，故A正确；
B. 铁比铜活泼，Fe可以置换出CuSO4中的铜，属于自发的氧化还原反应，可以设计成原电池，故B正确；
C.中和反应不是氧化还原反应，没有电子的得失，不能设计成原电池，故C错误；
D. Pb和PbO2在酸性环境可以发生归中反应生成PbSO4，是自发的氧化还原反应，可以设计成原电池，故D正确；
故答案为C
（3）原电池的一个应用是可以判断金属的活泼性，一般负极比正极活泼。电子从A到B说明A为负极，B为正极，A>B；C电极的质量增加说明Cu2+在正极析出，C为正极B为负极，B>C；二价金属D不断溶解，说明D为负极，A为正极，D>A，四种金属活动性由大到小的顺序是D>A>B>C；乙中正极为C，C电极的质量增加说明Cu2+在正极析出，电极反应式为；
（4）①因电极c是电子流出的一极，则电极c为负极，电极d为正极，甲烷在负极上发生氧化反应生成CO2，电极反应式为CH4-8e- +2H2O=CO2 +8H+。
②原电池中正极反应式为2O2 +8H++8e-= 4H2O，当转移2 ml电子时，消耗氧气的物质的量为0.5 ml，标准状况下的体积为0.5 ml 22.4 L /ml=11.2 L。
19． Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑ 负极 铜片上有气泡产生 电流表指针偏转 Zn -2e-=Zn2+ 2H+ ＋2e-=H2↑ 作正极反应物 ①②
【详解】(1)锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。
(2)将锌片、铜片按照如图所示装置连接，锌比铜活泼，锌片是负极，失电子；铜片上有气泡产生、电流表指针偏转，能证明化学能转化为电能；锌片上的电极反应式为Zn -2e-=Zn2+，铜片上的电极反应式为2H+ ＋2e-=H2↑，故稀硫酸在如图所示装置中的作用是：传导离子、作正极反应物。
(3)在一定条件下能自发进行的放热的氧化还原反应才能将化学能直接转化为电能，而③CaO＋H2O=Ca(OH)2是非氧化还原反应，不能实现化学能直接转化为电能，故③不选；①2H2＋O22H2O、②Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+均是能自发进行的放热的氧化还原反应、能实现化学能直接转化为电能，故①②选。
20．(1)NO2(g)＋ CO(g) ＝CO2(g)＋NO(g) △H＝−234kJ∙ml−1
(2)−92kJ∙ml−1
(3) 60% bc
(4) Zn− 2e－＋2OH－=Zn(OH)2 Ag2O＋2e－＋H2O=2OH－＋2Ag
(5) 减小 24g
【详解】（1）如图是1mlNO2和1mlCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，根据图中信息，该反应是放热反应，则NO2和CO反应的热化学方程式NO2(g)＋ CO(g) ＝CO2(g)＋NO(g) △H＝134 kJ∙ml−1−368kJ∙ml−1＝−234kJ∙ml−1；故答案为：NO2(g)＋ CO(g) ＝CO2(g)＋NO(g) △H＝−234kJ∙ml−1。
（2）已知：H−H键能为436 kJ∙ml−1，N≡N键能为946 kJ∙ml−1，N−H键能为391 kJ∙ml−1。根据键能计算，消耗1ml N2合成氨反应即N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的△H=436 kJ∙ml−1×3＋946 kJ∙ml−1−391kJ∙ml−1×6＝−92kJ∙ml−1；故答案为：−92kJ∙ml−1。
（3）①根据题意，前5分钟时测得NH3的物质的量为2ml，则前5分钟时 NH3的平均反应速率，根据方程式关系得到消耗氢气3ml，则平衡时H2的转化率为；故答案为：；60%。
②a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2，与平衡是否达到无关，不能说明达到平衡，故a不符合题意；b．NH3的浓度保持不变，则说明达到平衡，故b符合题意；c．该反应正向反应是体积减小反应，压强不断减小，当容器内压强保持不变，则达到平衡，故c符合题意；d．密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变，当混合气体的密度保持不变，不能作为判断平衡标志，故d不符合题意；综上所述，答案为：bc。
（4）该种电池由氧化银作为正极，金属锌粉作为负极，电解液为氢氧化钾或氢氧化钠，电池的总反应方程式为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag，锌失去电子变为氢氧化锌，因此放电时，负极电极反应：Zn− 2e－＋2OH－=Zn(OH)2；正极是氧化银得到电子变为银单质，则正极电极反应：Ag2O＋2e－＋H2O=2OH－＋2Ag；故答案为：Zn− 2e－＋2OH－=Zn(OH)2；Ag2O＋2e－＋H2O=2OH－＋2Ag。
（5）根据Ag2O＋2e－＋H2O=2OH－＋2Ag分析，1ml氧化银变为2ml银转移2ml电子，质量减少16g，则放电过程中转移3NA个电子即3ml电子时，正极减小的质量的为；故答案为：减小；24g。
21．(1)+(a-b) kJ/ml
(2)与形成配合物，促使反应①正向移动@反应②放出能量，为反应①提供能量
(3)
(4)AB
(5)
(6)B
【详解】（1）根据盖斯定律可得③=①+②，所以ΔH3=ΔH1+ΔH2=+(a-b)kJ/ml
（2）Cl-与Au3+形成配合物，促使反应①正向移动，同时反应②放出能量，为反应①提供能量，所以加入盐酸后，Au容易被硝酸氧化；
（3）根据平衡常数定义式可得反应②K=；
（4）升高温度，加快反应速率，A选项正确；适当增大硝酸根离子浓度，加快反应速率，B选项正确；增大溶液pH，即减小c(H+)，反应速率减慢，C选项错误；故答案选AB；
（5）反应过程中铂(Pt)电极一侧溶液pH降低，说明在Pt电极附近产生更多H+，NO在此电极失电子被氧化，电极反应式为；
（6）A．该装置总反应方程式为，依照左>右的氧化还原反应规律说明Au3+的氧化性比HNO3强，A选项正确；
B．未标明标准状况，无法计算，B选项错误；
C．该装置为一原电池，Pt作负极，Au作正极，外电路中电子从铂(Pt)电极迁移至金(Au)电极，C选项正确；
答案选B。
22．(1) 正 Zn-2e=Zn2+ 有气泡产生 反应前后溶液颜色与铜电极表面没有明显变化
(2) 电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu) H+向正极(Cu)移动、SO向负极(Zn)移动
(3) 高于 慢
(4)12.9g
(5)BCD
【分析】装置A中金属Zn与稀硫酸反应为；装置B为原电池，Cu作正极，发生还原反应，有气泡产生，Zn作为负极，发生氧化反应；据此分析解题。
【详解】（1）装置B为原电池，Cu作正极，发生还原反应，，有气泡产生；Zn作为负极，发生氧化反应，；反应前后溶液颜色与铜电极表面没有明显变化，说明Cu没有参与反应；故答案为正；；有气泡产生；反应前后溶液颜色与铜电极表面没有明显变化；
（2）据分析可知，Cu作正极，发生还原反应，得到电子；Zn作为负极，发生氧化反应，失去电子；所以装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu)；“离子导体”中主要离子的移动方向可描述为H+向正极(Cu)移动、SO向负极(Zn)移动；故答案为电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu)；H+向正极(Cu)移动、SO向负极(Zn)移动；
（3）实验过程中装置A内溶液的温度升高，从能量转化的角度来看，装置A中反应物的总能量高于生成物的总能量；装置B的电流计指针发生偏转，原电池可以加快反应速率，所以A中反应速率比B中慢；故答案为高于；慢；
（4）装置B中稀H2SO4用足量CuSO4溶液代替，Cu作正极，发生还原反应为；Zn作为负极，发生氧化反应，；当导线中有0.2ml电子转移时，Zn电极质量减少；Cu电极质量增加；Zn电极和Cu电极的质量差为起始时Zn电极和Cu电极的质量相等，当导线中有0.2ml电子转移时，Zn电极和Cu电极的质量差为12.9g；故答案为12.9g；
（5）A．构成原电池内界条件是自发的发生氧化还原反应，所以理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池，故A正确；
B．装置B中Cu作正极，可用碳棒代替，故B错误；
C．原电池的负极发生氧化反应，故C错误；
D．原电池装置中化学能部分转化为电能，故D错误；
故答案选BCD。
23． Ag++I-=AgI↓ 2Fe3++2I-=I2+2Fe2+ 空气中的氧气具有氧化性，可产生I2 K3Fe(CN)6 0.3 元素分析仪 2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 电流表发生偏转，左侧石墨表面有银白色固体生成，右侧溶液变蓝色 Ag+和I-间发生沉淀反应生成AgI沉淀降低了c(Ag+)和c(I-)，进而使Ag+的氧化性减弱，I-的还原性减弱，使Ag+和I-不足以发生氧化还原反应
【分析】根据氧化还原反应原理、常见离子检验方法、原电池原理结合题给信息分析解答。
【详解】(1)实验①中银离子与碘离子结合生成AgI黄色沉淀，反应的离子方程式为：Ag++I-=AgI↓，故答案为：Ag++I-=AgI↓；
(2)假设a：溶液中Fe3+具有氧化性，Fe3+氧化碘离子生成I2，则发生的反应的离子方程式为：2Fe3++2I-=I2+2Fe2+；
假设c：空气中的氧气具有氧化性，氧气能把碘离子氧化为单质碘；
验证：用K3Fe(CN)6溶液检验亚铁离子，K3Fe(CN)6能与亚铁离子反应出现蓝色沉淀；用NaNO3（pH=1）溶液代替实验②中Fe(NO3)3，硝酸根离子的浓度应该相同，所以选择0.3 ml/L NaNO3，故答案为：2Fe3++2I-=I2+2Fe2+；空气中的氧气具有氧化性，可产生I2；K3Fe(CN)6；0.3；
(3)元素分析仪可以检测物质中的组成元素；经过元素分析仪检测实验③中产生的白色沉淀由铜元素和碘元素组成，即由化合价变化可知生成的白色沉淀为CuI，铜离子氧化碘离子生成CuI和I2，反应的离子方程式为：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2，故答案为：元素分析仪；2Cu2++4I-=2CuI↓+I2；
(4)已知氧化性Ag+＞Fe3+＞I2，说明Ag+可以氧化碘离子，形成原电池时，有电流通过电流计，左侧银离子得电子生成Ag，所以左侧石墨表面有银白色固体生成，右侧碘离子失电子生成单质碘，单质碘遇到淀粉变蓝色，所以右侧溶液变蓝色，故答案为：电流表发生偏转，左侧石墨表面有银白色固体生成，右侧溶液变蓝色；
(5)实验①以沉淀反应为主，是因为AgI的溶解度很小，Ag+和I-间发生反应生成AgI沉淀降低了c(Ag+)和c(I-)，物质浓度越低，物质氧化性或还原性越弱，c(Ag+)和c(I-)很小，则Ag+的氧化性减弱，I-的还原性减弱，Ag+和I-不足以发生氧化还原反应，故答案为：Ag+和I-间发生沉淀反应生成AgI沉淀降低了c(Ag+)和c(I-)，进而使Ag+的氧化性减弱，I-的还原性减弱，使Ag+和I-不足以发生氧化还原反应。
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