【化学】陕西省咸阳市西藏民族大学附属中学2019-2020学年高二上学期第二次月考试题（解析版）

陕西省咸阳市西藏民族大学附属中学2019-2020学年高二上学期第二次月考试题
可能用到的原子量:H: 1 C:12 O: 16 S : 32 Cl:35.5 Na:23
一、选择题
1.全球变暖给我们敲响了警钟，地球正面临巨大的挑战。下列说法不正确的是（ ）
A. 推广“低碳经济”，减少温室气体的排放
B. 推进小火力发电站的兴建，缓解地方用电困难，促进地方经济的快速发展
C. 推广“绿色自由”计划，吸收空气中的CO2并利用廉价能源合成汽油
D. 利用晶体硅制作的太阳能电池将太阳能直接转化为电能
【答案】B
【解析】
【详解】A. 推广“低碳经济”，减少温室气体的排放可以减缓温室效应，故A正确；
B.推进小火力发电站的兴建，会增加二氧化碳的排放，加重温室效应，故B错误；
C.吸收空气中的CO2并利用廉价能源合成汽油，可以减少二氧化碳的排放，减缓温室效应，故C正确；
D.利用晶体硅制作的太阳能电池可将太阳能直接转化为电能，减少化石燃料的使用，可减少二氧化碳的排放，减缓温室效应，故D正确；
答案选B。
2.已知热化学方程式：SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g) ΔH=-98.32 kJ·mol-1，在容器中充入2molSO2和1molO2充分反应，最终放出的热量为（ ）
A. 196.64 kJ B. 98.32 kJ C. <196.64 kJ D. >196.64 kJ
【答案】C
【解析】试题分析：因为SO2(g）+O2(g）SO3(g） △H＝—98．32 kJ·mol-1可逆反应，所以充入2 mol SO2和1 mol O2，不能完全转化成2mol SO3(g），所以最终放出的热量<196．64 kJ；C项正确；答案选C。
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水
B. 不溶于水的物质溶解度为0
C. 绝对不溶解的物质是不存在的
D. 某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0
【答案】C
【解析】试题分析：绝对不溶的物质是不存在的，A、B错误，C正确；某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度小于1×10－5mol/L，D不正确，答案选C。
4. 用铁片与稀硫酸反应时，下列措施不能使反应速率加快的是（ ）
A. 加热 B. 不用铁片，改用铁粉
C. 滴加少量的CuSO4溶液 D. 不用稀硫酸，改用98%浓硫酸
【答案】D
【解析】
【详解】A.温度升高，加快反应速率，不符合题意，故A不选；
B.改用铁粉，增大了接触面积，加快反应速率，不符合题意，故B不选；
C.铁与硫酸铜反应，置换出铜覆盖在锌的表面，形成原电池，加快反应速率，不符合题意，故C不选；
D.浓硫酸与铁常温下钝化，表面形成致密的氧化物薄膜，阻止反应的进一步进行，反应速率减慢，故D可选；
故选D。
5.下列各反应的化学方程式中，属于水解反应的是（ ）
A. H2O+ H2OH3O++OH-
B. CO2+H2OH2CO3
C. HCO3-+OH- H2O+CO32-
D. CO32-+ H2OHCO3- +OH-
【答案】D
【解析】
【分析】水解反应的实质是：弱离子和水电离出的氢离子或氢氧根离子结合生成弱电解质的过程，水解方程式用可逆号。
【详解】A．水是弱电解质，不是弱离子，水本身不能水解，电离为氢离子(实际是H3O+)和氢氧根离子，H2O+H2OH3O++OH-是水的电离方程式，故A错误；
B．方程式表示二氧化碳与水反应生成碳酸，是化学方程式，不是水解方程式，故C错误；
C．方程式表示碳酸氢根离子与氢氧根离子反应生成碳酸根与水，故C错误；
D．方程式表示碳酸根结合水电离氢离子生成碳酸氢根和氢氧根，是碳酸根的水解，故D正确；
故答案为D。
6. 化学电池可以直接将化学能转化为电能，化学电池的本质是（ ）
A. 化合价的升降 B. 电子的转移
C. 氧化还原反应 D. 电能的储存
【答案】C
【解析】试题分析：化学电池可以直接将化学能转化为电能，化学电池的本质是氧化还原反应，答案选C。
7.在2mL NaCl溶液中加入1滴AgNO3溶液，有白色沉淀生成；再加入1滴KI溶液，沉淀转化为黄色，然后再加入1滴Na2S溶液，沉淀又转化为黑色（以上所用的溶液物质的量浓度均相同），下列表示各沉淀物溶解度由大到小的顺序正确的是（ ）
A. Ag2S 、 AgI 、 AgCl B. AgCl 、 AgI 、 Ag2S
C. AgI 、 AgCl、 Ag2S D. AgCl 、 Ag2S 、 AgI
【答案】B
【解析】试题分析：一种沉淀容易转化为比它更难溶的沉淀，故溶解度由大到小的顺序正确的是AgCl AgI Ag2S，故B项正确。
8.在配制Fe2(SO4)3溶液时，为了防止水解，常常往溶液中加入少量的（ ）
A. NaOH B. H2SO4 C. KCl D. CH3COOH
【答案】B
【解析】
【详解】硫酸铁溶液中存在水解反应：Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3+3H+；
A、若加入NaOH，氢氧化钠能与硫酸铁反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸钠，A不可行；
B、加入稀硫酸，c（H+）增大，可以抑制硫酸铁水解，B可行；
C、氯化钾不能抑制硫酸铁水解，且引入杂质，C不可行；
D、醋酸可以抑制铁离子水解，但会引入杂质，D不可行；
答案选B。
9.相同温度下等物质的量浓度的下列溶液中，NH4+浓度最大的是（ ）
A. NH4HSO4 B. NH4HCO3
C. NH4Cl D. NH4HSO3
【答案】A
【解析】
【分析】根据铵根离子水解的影响角度来分析，如果含有对铵根离子水解起促进作用的离子，则铵根离子水解程度增大，铵根离子浓度减小，如果含有抑制铵根离子水解的离子，则铵根的水解程度减弱，铵根离子浓度增大，据此分析。
【详解】A．硫酸氢铵电离出来的氢离子对铵根的水解起抑制作用，导致铵根离子水解程度很小，铵根离子浓度增大；
B．NH4HCO3中碳酸氢根离子水解显碱性，对铵根离子的水解起到促进作用，导致铵根离子水解程度大，铵根离子浓度减小；
C．氯化铵中，铵根离子的水解不受氯离子的影响；
D．NH4HSO3中HSO3-弱电离出的H+抑制了NH4+的水解，但抑制能力比NH4HSO4溶液中H+对NH4+的水解抑制能力弱，即NH4HSO4溶液中NH4+的浓度比NH4HSO3中NH4+的浓度大；
则由分析知溶液中NH4+的浓度由大到小的顺序为A＞D＞C＞B，即NH4HSO4溶液中NH4+的浓度最大，故答案为A。
10.已知：Ksp(AgCl)=1.8×10—10，Ksp(AgI)=1.5×10—16 ，Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10—12，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag+浓度大小顺序正确的是 （ ）
A. AgCl>AgI> Ag2CrO4 B. AgCl> Ag2CrO4>AgI
C. Ag2CrO4>AgI>AgCl D. Ag2CrO4>AgCl>AgI
【答案】D
【解析】
【详解】AgCl饱和溶液中c（Ag+）=c（Cl-），c（Ag+）===×10-5（mol/L）；AgI饱和溶液中c（Ag+）=c（I-），c（Ag+）===×10-8（mol/L）；Ag2CrO4饱和溶液中c（Ag+）=2c（CrO42-），c（Ag+）===×10-4（mol/L）；则三种难溶盐的饱和溶液中Ag+浓度大小顺序为：Ag2CrO4>AgCl>AgI，答案选D。
11.常温下，pH＝10 的 X、Y 两种碱溶液各 1 mL，分别稀释至 100 mL，其 pH 与溶液体 积（V)的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）

A. 若 8＜a＜10，则 X、Y 都是弱碱
B. X、Y 两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等
C. 稀释后，X 溶液的碱性比 Y 溶液的碱性强
D. 分别完全中和 X、Y 这两种碱溶液时，消耗同浓度盐酸的体积 Vx＞Vy
【答案】A
【解析】
【详解】A．由图可知，开始的pH相同，若8＜a＜10，则1mL的弱碱加水稀释到100mL，则pH会在原来基础上减一个小于2的值，说明X、Y中都存在电离平衡，是弱碱，故A正确；
B．由图可知，开始的pH相同，两种碱溶液稀释后pH不同，则碱性强弱一定不同，所以物质的量浓度一定不相等，故B错误；
C．稀释后X碱溶液pH小于Y溶液的，所以稀释后Y溶液碱性强，故C错误；
D．pH=10的X、Y两种碱，c(X)＜c(Y)，相同体积、相同pH的X、Y，n(Y)＞n(X)，用相同浓度的盐酸中和时，碱的物质的量越大消耗酸体积越大，所以消耗相同浓度盐酸V(X)＜V(Y)，故D错误；
故答案为A。
12.常温下，盐酸与氨水混合后，所得溶液 pH＝7，则此溶液中存在（ ）
A. 该溶液的溶质为 NH4Cl
B. c（NH4+）+c（NH3·H2O）= c（Cl- ）
C. c（NH4+）< c（Cl- ）
D. c（NH4+ ）+ c（OH-）＝c（Cl- ）+ c（H+）
【答案】D
【解析】
【详解】A．常温下，盐酸与氨水混合后，所得溶液 pH＝7，则溶液中的溶质为NH4Cl和NH3·H2O，故A错误；
B．盐酸与氨水混合后的溶液中存在的电荷守恒式为c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)，溶液呈中性， 即c(H+)=c(OH-)，则c(NH4+)=c(Cl-)，c(NH4+)+c(NH3·H2O)＞ c(Cl- )，故B错误；
C．盐酸与氨水混合后的溶液中存在的电荷守恒式为c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)，溶液呈中性， 即c(H+)=c(OH-)，则c(NH4+)=c(Cl-)，故C错误；
D．盐酸与氨水混合后的溶液中存在的电荷守恒式为c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)，故D正确；
故答案为D。
13.在某一密闭容器中，充入一定量的HI气体，发生反应2HI(g) H2(g)＋I2(g)；△H＞0，在t1时达到平衡，t2时加热升温并保温，到t3时又达到新平衡，符合这一变化的图像是（ ）

【答案】A
【解析】试题解析：反应2HI（g）H2（g）+I2（g）△H＞0，在t1时达到平衡，t2时加热升温并保温，则化学平衡向着正方向进行，所以碘单质的百分含量会升高，HI的百分含量会降低，只有A符合，答案选A。
14.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（ ）

A. 两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B. 甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C. 两烧杯中溶液的pH均增大
D. 产生气泡的速度甲比乙慢
【答案】C
【解析】
【详解】A、甲是原电池，正极铜片上发生还原反应 2H++2e－＝H2↑，铜片上有气体产生，乙装置中在锌片上发生反应 Zn+2H+=Zn2++H2↑，铜片上无气体产生，故A错误；
B、甲装置是原电池，铜片做正极，乙不是原电池，故B错误；
C、两烧杯中的氢离子发生反应，浓度减少，溶液pH增大，故C正确；
D、原电池反应加快反应速率，故产生气泡的速度甲比乙快，故D错误；
综上所述，本题正确答案为C。
15.某原电池总反应为Cu＋2Fe3＋＝Cu2＋＋2Fe2＋，下列能实现该反应的原电池是（ ）
选项
A
B
C
D
电极材料
Cu、Zn
Cu、C
Fe、Zn
Cu、Ag
电解液
FeCl3
Fe(NO3)2
CuSO4
Fe2(SO4)3
【答案】D
【解析】
【分析】原电池总反应为Cu＋2Fe3＋＝Cu2＋＋2Fe2＋，反应中铜失去电子，铁离子得到电子，则铜是负极，比铜不活泼的金属或能导电的非金属作正极，含有铁离子的可溶性盐作电解质，据此解答。
【详解】A、金属锌比金属铜活泼，锌作负极，发生的反应为Zn+2Fe3+＝Zn2++2Fe2+，A错误；
B、金属铜和亚铁盐不反应，没有自发的氧化还原反应，B错误；
C、锌比铁活泼，锌作负极，电池反应为Zn+Cu2+＝Zn2++Cu，C错误；
D、铜比银活泼，金属铜做原电池的负极，电池反应为Cu＋2Fe3＋＝Cu2＋＋2Fe2＋，D正确；
答案选D。
16.一种新型的乙醇电池（DEFC）是用磺酸类质子溶剂作电解质，在 200℃左右时供电（ 如 下 图 所 示 ）， 比 甲 醇 电 池 效 率 高 出 32 倍 ， 且 比 较 安 全 。 电 池 总 反 应 为C2H5OH+3O2==2CO2+3H2O。则下列说法正确的是（ ）

A. a 极为电池的正极
B. 电池正极的电极反应：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O
C. 电池工作时电子由 b 极沿导线经灯泡再到 a 极
D. 溶液中 H+ 向 a 电极移动
【答案】B
【解析】
【分析】由质子的定向移动可知a为负极，b为正极，负极发生氧化反应，乙醇被氧化生成CO2和，电极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+，正极氧气得到电子被还原，电极反应式为4H++O2+4e-=2H2O，结合电极反应解答该题。
【详解】A．根据质子移动方向知，a是负极，b是正极，故A错误；
B．正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为4H++O2+4e-=2H2O，故B正确；
C．a负极，b是正极，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，则电子从负极沿导线流向正极，故C错误；
D．电池工作时，溶液中 H+向正极，即b电极移动，故D错误；
故答案为A。
二、填空题
17.现有常温条件下甲、乙、丙三种溶液，甲为 0.1 mol·L-1 的 NaOH 溶液， 乙为 0.1 mol·L-1 的 HCl 溶液，丙为 0.1 mol·L-1 的 CH3COOH 溶液，试回答下列问题：
（1）甲溶液的 pH=_____。
（2）丙溶液中存在的电离平衡为_____(用电离方程式表示)。
（3）甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的 c(OH-)的大小关系为 _____。
A. 甲=乙=丙 B. 甲=乙>丙 C.甲=乙<丙 D.无法判断
（4）某同学用甲溶液分别滴定 20.00 mL 乙溶液和 20.00 mL 丙溶液，得到如图所示两 条滴定曲线，请完成有关问题：

①甲溶液滴定丙溶液的曲线是_____(填“图 1”或“图 2”)；
②a=_____mL。
（5）将等体积的甲溶液和丙溶液混合后，溶液呈_____(填“酸性”、“中性”或 “碱性”)。溶液中离子浓度大小顺序为_________。
【答案】(1). 13 (2). CH3COOHCH3COO-+H+、H2OOH-+H+ (3). C (4). 图2 (5). 20.00 (6). 碱 (7). c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(OH-)＞c(H+)
【解析】
【分析】(1)0.1mol•L-1的NaOH溶液中c(OH-)=0.1mol/L，根据Kw=c(H+)•c(OH-)计算溶液中c(H+)，再根据pH=-lgc(H+)计算溶液的pH值；
(2)溶液中存在电离平衡，应存在弱电解质；
(3)酸或碱抑制水电离，含有弱根离子的盐促进水电离；
(4)①乙酸为弱电解质，滴定终点时，溶液呈碱性；
②NaOH和乙酸恰好反应时，消耗20mlNaOH溶液，生成弱酸强碱盐，溶液呈碱性；
(5)将等体积等浓度的NaOH溶液和CH3COOH溶液混合后，恰好生成CH3COONa，CH3COO-水解使所得溶液显碱性，再结合电荷守恒判断离子浓度大小。
【详解】(1)0.1mol•L-1的NaOH溶液中c(OH-)=0.1mol/L，故溶液中c(H+)=mol/L=10-13mol/L，故该溶液的pH=-lg10-13=13；
(2)0.1mol•L-1的CH3COOH溶液中存在溶剂水、水为弱电解质，溶质乙酸为弱电解质，存在电离平衡为CH3COOHCH3COO-+H+、H2OOH-+H+；
(3)酸或碱抑制水电离，含有弱根离子的盐促进水电离，乙酸是弱电解质，氢氧化钠、氯化氢是强电解质，所以相同物质的量浓度的乙酸和盐酸和氢氧化钠，盐酸中水电离出的氢氧根离子浓度小于醋酸，相同物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠对水电离抑制程度相等，盐酸中水电离出的氢氧根离子浓度等于氢氧化钠溶液中水的电离，所以水电离出氢氧根离子浓度大小顺序是：丙＞甲=乙，故答案为C；
(4)①醋酸为弱电解质，滴定过程中pH变化较盐酸缓慢，滴定终点时溶液呈碱性，则滴定醋酸溶液的曲线是图2；
②滴定终点时n(CH3COOH)=n(NaOH)，则a=20.00mL，反应生成了醋酸钠，醋酸根离子发生水解，CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-，溶液显示碱性pH＞7；
(5)将等体积等浓度的NaOH溶液和CH3COOH溶液混合后，恰好生成CH3COONa，CH3COO-水解使所得溶液显碱性，即c(OH-)＞c(H+)；，溶液中存在的电荷守恒式为c(CH3COO-)+ c(OH-)=c(Na+)+c(H+)；，则c(CH3COO-)＜c(Na+)，故所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(OH-)＞c(H+)。
18.已知下列物质在 20 ℃下的 Ksp 如下，试回答下列问题：
化学式

AgCl

AgBr

AgI

Ag2S

Ag2CrO4
颜色
白色
浅黄色
黄色
黑色
红色
Ksp
2.0×10-10
5.4×10-13
8.3×10-17
2.0×10-48
2.0×10-12
（1）20 ℃时，上述五种银盐饱和溶液中，Ag＋物质的量浓度由大到小的顺序是_______（用化学式表示）。
（2）向等浓度的 KCl 和 KBr 的混合溶液中逐渐加入 AgNO3 溶液，当两种沉淀共存时，＝__________。
（3）测定水中 Cl-含量时，常用 Ag＋进行滴定，滴定时，应加入的指示剂是_____。
A．KBr B．KI C．K2S D．K2CrO4
【答案】(1). Ag2CrO4＞AgCl＞AgBr＞AgI＞Ag2S (2). 37×102 (3). D
【解析】
【分析】(1)AgCl、AgBr、AgI饱和溶液中c(Ag+)=，Ag2S、Ag2CrO4饱和溶液中c(Ag+)=；
(2)向浓度均为0.1mol/L的KCl和KBr混合溶液中加入足量AgNO3溶液，当两种沉淀共存时，==；
(3)测定水体中氯化物含量，常用标准硝酸银法进行滴定，滴定时应加入的指示剂与银离子反应在氯离子反应后。
【详解】(1)AgCl、AgBr、AgI饱和溶液中c(Ag+)=，根据这三种银盐溶度积常数知，c(Ag+)：AgCl＞AgBr＞AgI，AgCl溶液中c(Ag+)≈1.4×10-5mol/L，AgBr溶液中c(Ag+)≈0.7×10-6mol/L，AgI溶液中c(Ag+)≈0.9×10-8mol/L，Ag2S、Ag2CrO4 饱和溶液中c(Ag+)=，根据溶度积常数知，Ag2CrO4 溶液中c(Ag+)=≈1.6×10-4mol/L，Ag2S溶液中c(Ag+)≈1.6×10-16mol/L，所以上述五种银盐饱和溶液中，c(Ag+)由大到小的顺序是：Ag2CrO4＞AgCl＞AgBr＞AgI＞Ag2S；
(2)向浓度均为0.1mol/L的KCl和KBr混合溶液中加入足量AgNO3溶液，当两种沉淀共存时====3.7×102；
(3)测定水体中氯化物含量，常用标准硝酸银法进行滴定，滴定时应加入的指示剂与银离子反应在氯离子反应后，根据(1)知，应该加入K2CrO4，故答案为：D。
19.常温下有四种溶液：①NaHSO3、②NaHCO3、③FeCl2、④NaOH
(1)上述溶液中，不能发生水解的是_____(填序号)。
(2)写出①溶液中的物料守恒关系_________________。
(3)写出②溶液中的电荷守恒关系_________________。
(4)对③的溶液加热蒸干、灼烧后，最终得到的物质为_____(填化学式)，配置③溶 液时需要加稍过量铁粉，其目的是______________；还需要 加稍过量的盐酸，其目的是_____________。
(5)pH 均为 10 的②和④溶液中由水电离出的 OH-的浓度分别为_____和_____。
【答案】(1). ④ (2). c(Na+)＝c(HSO3-)+c(SO32-)+c(H2SO3) (3). c(Na+)+c(H+)＝c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-) (4). Fe2O3 (5). 防止Fe2+被氧化 (6). 抑制Fe2+水解 (7). 1×10-4mol/L (8). 1×10-10mol/L
【解析】
【分析】(1)溶液中存在弱酸根离子或弱碱阳离子会水解；
(2) ①NaHSO3溶液Na与S的原子数目比为1:1，S元素的存在形式包括H2SO3、HSO3-和SO32-；
(3) NaHCO3溶液中存在着Na+、H+、HCO3-、CO32-、OH-，且溶液是电中性的；
(4) FeCl2的溶液中存在Fe2+的水解，且加热促进水解，水解生成的Fe(OH)2在空气中极易氧化生成Fe(OH)3，Fe(OH)3能受热分解；配置FeCl2溶液需要抑制Fe2+的水解，同时防Fe2+的氧化；
(5) NaOH溶液中水的电离受抑制，而NaHCO3溶液促进水的电离。
【详解】(1) ①NaHSO3和②NaHCO3是强碱弱酸盐，③FeCl2是强酸弱碱盐，在水溶液中存在水解，而④NaOH是强碱，在溶液中只电离，不存在水解，故答案为④；
(2) ①NaHSO3溶液中n(Na+):n(c)＝1:1，S元素的存在形式包括H2SO3、HSO3-和SO32-，则存在的物料守恒式为c(Na+)＝c(HSO3-)+c(SO32-)+c(H2SO3)；
(3) NaHCO3溶液中存在着Na+、H+、HCO3-、CO32-、OH-，存在的电荷守恒式为：c(Na+)+c(H+)＝c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-)；
(4) FeCl2的溶液中存在Fe2+的水解，且加热促进水解，水解生成的Fe(OH)2在空气中极易氧化生成Fe(OH)3，Fe(OH)3能受热分解，则对FeCl2的溶液加热蒸干、灼烧后，最终得到的物质为Fe2O3；配置FeCl2溶液时，为防止Fe2+被氧化需加入过量的铁粉，反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+，还需要加入过量的盐酸，结合化学平衡原理解释加入盐酸的原因是Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+，加盐酸增加H+浓度，抑制Fe2+水解；
(5)NaOH溶液中水的电离受抑制，而NaHCO3溶液促进水的电离，则pH 均为 10 的NaHCO3和NaOH溶液中由水电离出的 OH-的浓度分别为1×10-4mol/L和1×10-10mol/L。
20.I.依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。

请回答下列问题：
(1)电极 X 的材料是__________填化学式）；电解质溶液 Y 是______填化学式）。
(2)银电极发生______填“氧化”或“还原”）反应，其电极反应式为_________；X 电极反应式为_____。
II. 高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放 电电压。高铁电池的总反应为：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O 3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。
请回答下列问题：
(1)已知放电时负极反应为 Zn－2e-＋2OH- ===Zn(OH)2，则正极反应 为_____________。
(2)放电时，_____(填“正”或“负”)极附近溶液的 pH 升高。
(3)高铁电池充电时，电池的负极与电源的_____（填“正极”或“负极”），充 电时与电池负极相连的电极反应为__________。
III.近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和 水分子通过。其工作原理的示意图如下：

请回答下列问题： (1)该燃料电池的总反应为_________。
(2)Pt(a)电极是电池的_____（填“正”或“负”）极，电极反应式为：__________； Pt(b)电极反应式为___________。
【答案】(1). Cu (2). AgNO3 (3). 还原 (4). Ag++e=Ag (5). Cu-2e-=Cu2+ (6). FeO42-＋4H2O+3e- = Fe(OH)3＋5OH- (7). 正 (8). 负 (9). Zn(OH)2＋2e-= Zn＋2OH- (10). 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O (11). 负 (12). CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+ (13). O2+4H++4e-═2H2O
【解析】
【分析】I. 由反应方程式可知，该原电池的电极反应式为：正极：2Ag++2e-═2Ag，负极：Cu-2e-═Cu2+，所以X极的材料应为Cu，电解质溶液Y应为AgNO3溶液，外电路中的电子从Cu极流向Ag极；
II. (1) 放电时，该电池是原电池，原电池正极上得电子化合价降低而发生还原反应；
(2)根据电极反应式确定pH 升高的电极。
(3)高铁电池充电时，为电解池，负极与电池的负极相连，为电解池的阴极，发生还原反应；
III. (1) 原电池反应的实质为氧化还原反应，甲醇被氧化生成二氧化碳和水；
(2) 该原电池中质子交换膜只允许质子和水分子通过，说明电解质溶液为酸性溶液，燃料电池中，通入燃料电极为负极，负极上失电子发生氧化反应，通入氧化剂的电极为正极，正极上得电子发生还原反应。
【详解】I. (1) 由反应“2Ag+(aq)+Cu(s)═Cu2+(aq)+2Ag(s)”可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，Ag+在正极上得电子被还原，电解质溶液为AgNO3溶液 ；
(2) 正极为活泼性较Cu弱的Ag，Ag+在正极上得电子被还原，发生还原反应，电极反应为Ag++e=Ag，X为负极，铜失电子发生氧化反应，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+；
II. (1) 放电时，该电池是原电池，负极反应为 Zn－2e-＋2OH- =Zn(OH)2，则正极上发生还原反应，电极反应式为FeO42-＋4H2O+3e- = Fe(OH)3＋5OH-；
(2) 放电时正极反应为FeO42+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，生成氢氧根离子，碱性要增强，即正极附近溶液的 pH升高；
(3)高铁电池充电时为电解池，负极与电池的负极相连，为电解池的阴极，发生氧化反应，电极反应式为Zn(OH)2＋2e-= Zn＋2OH-；
III. (1) 原电池反应的实质为氧化还原反应，甲醇被氧化生成二氧化碳和水，电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O；
(2) 该原电池中质子交换膜只允许质子和水分子通过，说明电解质溶液为酸性溶液，燃料电池中，通入燃料的电极为负极，负极上失电子发生氧化反应，电解方程式为CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+，通入氧化剂的电极为正极，正极上得电子发生还原反应，电极方程式为O2+4H++4e-═2H2O。