人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池课时练习

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池课时练习，共14页。

第一节 原电池
【学习目标】
1.以锌铜原电池为例，从宏观和微观的角度，分析理解原电池的工作原理，能正确判断原电池的正极和负极，会书写其电极反应式。
2.进一步理解化学能与电能的相互转化，认识从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化，并能理解带有盐桥原电池的实用性。
3.通过对常见化学电源的分析，建立对原电池过程系统认识的思维模型，提高对原电池本质的认识。
4.增强科技意识，不断研发新型电池，满足人类社会发展的需求。积极回收利用废旧电池，减少其对环境的污染。
【基础知识】
一、原电池的工作原理
1、原电池的构成条件
（1）定义：能把 化学能 转化为 电能 的装置。
（2）实质：利用能自发进行的 氧化还原 反应将化学能转化为电能。
（3）构成条件：①两个 活泼性不同 的电极；② 电解质 溶液；③形成 闭合 回路；④自发进行的氧化还原 反应。
2、实验4-1：锌铜原电池的工作原理
装置示意图

注：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶
现象
锌片 逐渐溶解 ，铜片上 有红色物质生成 ，电流表指针发生 偏转
能量转换
化学能 转化为 电能
微观探析
在硫酸锌溶液中，负极一端的 Zn 失去电子形成 Zn2＋ 进入溶液
在硫酸铜溶液中，正极一端的 Cu2＋ 获得电子变成 Cu 沉积在铜片上
电子或离子
移动方向
电子： 负 极流向 正 极
盐桥： Cl— 移向ZnSO4溶液， K＋ 移向CuSO4溶液
工作原理，
电极反应式
负极：Zn－2e－===Zn2＋( 氧化 反应)
正极：Cu2＋＋2e－===Cu( 还原 反应)
总反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
（1）Zn­ZnSO4半电池：在ZnSO4溶液中，锌片逐渐溶解，即Zn被 氧化 ，锌原子失去电子，形成Zn2＋进入溶液，即Zn－2e－===Zn2＋；从锌片上释放出的 电子 ，经过导线流向铜片。
（2）Cu­CuSO4半电池：CuSO4溶液中的Cu2＋从铜片上得到 电子 ， 还原 为铜单质并沉积在铜片上，即Cu2＋＋2e－===Cu。
（3）盐桥的作用：电池工作时，盐桥中的 Cl－ 会移向ZnSO4溶液， K＋ 移向CuSO4溶液，使两溶液均保持电中性。当取出盐桥后，形成断路，反应停止。


3、原电池工作原理
（1）原理图解

（2）电极名称与反应类型：正极→ 还原 反应；负极→ 氧化 反应。
（3）电子流向：负极→正极。
（4）电流方向：正极→负极。
（5）离子流向：阳离子→ 正 极；阴离子→ 负 极。
4、原电池的应用
（1）加快氧化还原反应的速率：构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。
例如：在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置换反应生成 Cu ，从而形成Cu－Zn微小原电池，加快产生 H2 的速率。
（2）比较金属活动性强弱
例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。由此可判断出a是 负极 、b是 正极 ，且金属活动性： a>b 。
（3）设计原电池
例如：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2
①化合价升高的物质
负极：Cu
②活泼性较弱的物质
正极：C
③化合价降低的物质
电解质溶液：FeCl3
示意图


二、化学电源概述　
1、化学电源的分类
（1）一次电池：也叫做 干电池 ，放电后不可再充电。
（2）二次电池：又称 可充电 电池或蓄电池，放电后可以 再充电 使活性物质获得再生。
（3）燃料电池：连续地将 燃料 和 氧化剂 的化学能直接转化为电能的化学电源。
2、判断电池优劣的主要标准
（1）比能量： 单位质量 或 单位体积 所能输出电能的多少，单位是(W·h)·kg－1或(W·h)·L－1。
（2）比功率：单位质量或 单位体积 所能输出功率的大小，单位是W·kg－1或W·L－1。
（3）电池可储存时间的长短。
3、化学电池的回收利用
使用后的废弃电池中含有大量的 重金属 、酸和碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、 水源 等造成严重的污染。 废弃电池 要进行回收利用。
4、化学电源的发展方向
小型化、供电方便、工作寿命长、不需要维护的电池受到人们的青睐。如 镍氢 电池、 锂离子 电池等。
5、一次电池：锌锰干电池

普通锌锰干电池
碱性锌锰干电池
示意图


构造
负极： 锌
正极： 石墨棒
电解质溶液： 氯化铵和氯化锌
负极反应物： 锌粉
正极反应物： 二氧化锰
电解质溶液： 氢氧化钾
工作
原理
负极：Zn－2e－＋2NH===Zn(NH3)＋2H＋
正极：2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnO(OH)
总反应：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)
负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－
总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2

6、二次电池：铅蓄电池
Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O
（1）负极是 Pb ，正极是 PbO2 ，电解质溶液是 H2SO4 溶液。
（2）放电反应原理
①负极反应式是Pb＋SO－2e－===PbSO4 ；
②正极反应式是PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O ；
③放电过程中，负极质量的变化是增大，H2SO4溶液的浓度减小。
（3）充电反应原理
①阴极(还原反应)反应式是： PbSO4＋2e－===Pb＋SO ；
②阳极(氧化反应)反应式是：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO ；
③充电时，铅蓄电池正极与直流电源 正极 相连，负极与直流电源 负 极相连。口诀：“负极接负极，正极接正极”。
7、二次电池：锂离子电池

电极
电极反应
负极
嵌锂石墨(LixCy)： LixCy－xe－===xLi＋＋Cy
正极
钴酸锂(LiCoO2)： Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2
总反应
LixCy＋Li1－xCoO2LiCoO2＋Cy

8、氢氧燃料电池是一种清洁高效的燃料电池
（1）基本构造

（2）工作原理

酸性电解质(H2SO4)
碱性电解质(KOH)
负极反应
2H2－4e－===4H＋
2H2－4e－＋4OH－===4H2O
正极反应
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
总反应
2H2＋O2===2H2O

（3） 燃料电池电极的书写
如：CH4碱性(KOH溶液)燃料电池负极反应式书写方法：
第一步　确定生成物
CH4
故CH4的 最终产物 为CO和H2O；
第二步　确定价态变化及电子转移：H4－8e－―→O＋H2O；
第三步　依据电解质性质，用OH－使电荷守恒：CH4－8e－＋10OH－―→CO＋H2O；
第四步　最后据氢原子守恒配平H2O的化学计量数：CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O。

【考点剖析】
考点一　原电池的构成及工作原理
1．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是(　　)

答案　A
解析　装置B、C中无化学反应发生；D不能形成闭合回路；只有A能形成原电池，铜电极上有氢气产生。
2．如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入M的浓溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑两球的浮力变化)(　　)

A．当M为CuSO4、杠杆为导体时，A端低，B端高
B．当M为AgNO3、杠杆为导体时，A端高，B端低
C．当M为盐酸、杠杆为导体时，A端高，B端低
D．当M为CuSO4、杠杆为绝缘体时，A端低、B端高
答案　A
解析　杠杆为导体时，该装置形成原电池，Fe为负极、Cu为正极，A、B、C三个选项中Fe均会溶解，质量减轻，所以B端高。杠杆为绝缘体时，不形成原电池，D选项中只在铁球上发生Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu的反应，铁球质量增加，B端低。
3．在如图所示的装置中，a的金属活动性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是(　　)

A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大
B．a是正极，b是负极
C．导线中有电子流动，电子从a极流向b极
D．a极上发生了氧化反应
答案　B
解析　a为活泼金属，比碳棒活泼，作负极。
4．下列关于原电池的叙述正确的是(　　)

A．在外电路中，电流由铜电极流向银电极
B．正极反应为Cu2＋＋2e－===Cu
C．实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
D．将铜片直接浸入硝酸银溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
答案　D
解析　该原电池中Cu作负极，Ag作正极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋(负极)，2Ag＋＋2e－===2Ag(正极)，盐桥起到了传递离子、形成闭合回路的作用，电子是由负极流向正极，电流的方向和电子的流向相反。D选项正确。
5．图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是(　　)

A．甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)＋Co2＋(aq)===Co(s)＋Cd2＋(aq)
B．反应2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)能够发生
C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性
D．乙中有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出
答案　B
解析　由甲可知Cd的活动性强于Co，由乙可知Co的活动性强于Ag，即Cd的活动性强于Ag，故Ag不能置换出Cd，B项错误。
考点二　原电池电极的判断和电极反应式书写
6．对于原电池的电极名称，叙述错误的是(　　)
A．发生氧化反应的一极为负极
B．正极为电子流入的一极
C．比较不活泼的金属为负极
D．电流流出的一极为正极
答案　C
解析　原电池中相对活泼的金属为负极，发生氧化反应；相对不活泼的金属(或非金属导体)为正极，发生还原反应。
7．控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是(　　)

A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原
C．电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态
D．电流表读数为零后，向甲中加入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极
答案　D
解析　由题图并结合原电池原理分析可知，Fe3＋得到电子变为Fe2＋，被还原，I－失去电子变为I2，被氧化，A、B项正确；电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态，C项正确；向甲中加入FeCl2固体，对于2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，平衡向逆反应方向移动，此时Fe2＋被氧化，I2被还原，故甲中石墨电极为负极，乙中石墨电极为正极，D项错误。
8．原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法错误的是(　　)
A．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
B．由金属Al、Cu和稀硫酸组成的原电池，负极反应式为Al－3e－===Al3＋
C．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O
D．由金属Al、Cu和浓硝酸组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
答案　A
解析　铁比铜活泼，铁作负极，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故A错误；铝比铜活泼，铝作负极，负极反应式为Al－3e－===Al3＋，故B正确；虽然镁比铝活泼，但镁不与氢氧化钠溶液反应，因此铝作负极，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O，故C正确；Al与浓硝酸发生钝化反应，则铜作负极，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，故D正确。
考点三　原电池工作原理的应用
9．有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验，据此判断四种金属的活动性顺序是(　　)
①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；
②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C；
③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；
④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应。
A．A＞C＞D＞B B．A＞B＞C＞D
C．C＞A＞B＞D D．B＞D＞C＞A
答案　A
解析　①活泼性较强的金属作原电池的负极，A、B用导线相连后，同时插入稀H2SO4中，A极为负极，则活动性：A＞B；②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，电子由负极→导线→正极，电流方向与电子方向相反，电流由正极D→导线→负极C，则活动性：C＞D；③A、C相连后，同时浸入稀硫酸中，C极产生大量气泡，说明C为原电池的正极，较不活泼，则活动性：A＞C；④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应，说明D为原电池的负极，则活动性：D＞B；所以有：A＞C＞D＞B，故A项正确。
10．a、b两个烧杯中均盛有100 mL等浓度的稀H2SO4，将足量的两份锌粉分别加入两个烧杯中，同时向a中加入少量CuSO4溶液，下列产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系正确的是(　　)


答案　B
解析　H2SO4的物质的量相等、Zn粉过量，H2的量由H2SO4的物质的量决定。a中部分Zn与CuSO4发生反应置换出Cu并形成“Zn|H2SO4|Cu”原电池，反应速率加快，但产生H2的体积相等。
考点四　一次电池
11．电子表和电子计算器的电源通常用微型银—锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O＋H2O＋Zn===Zn(OH)2＋2Ag。下列说法正确的是(　　)
A．Ag2O是正极，Zn是负极
B．Zn是正极，Ag2O是负极
C．工作时，电池负极区溶液pH增大
D．工作时，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
答案　A
解析　根据总反应式可知，金属锌失去电子发生氧化反应，作该电池的负极，氧化银得到电子发生还原反应，作该电池的正极，A项正确，B项错误；负极区锌离子与氢氧根离子结合，溶液中氢氧根离子浓度减小，则其pH减小，C项错误；该电池工作时，电子由锌极经外电路流向氧化银极，D项错误。
12．日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应可简化为Zn－2e－===Zn2＋，2NH＋2e－===2NH3＋H2{NH3与Zn2＋络合生成[Zn(NH3)4]2＋}。根据以上叙述判断下列结论不正确的是(　　)
A．Zn为正极，碳为负极
B．Zn为负极，碳为正极
C．工作时电流由碳极经外电路流向Zn极
D．长时间连续使用时，内装糊状物可能流出，从而腐蚀用电器
答案　A
解析　由电极反应可知，Zn发生氧化反应，为电池的负极，碳棒为电池的正极。电子由锌极流出通过外电路流向碳棒，电流方向和电子移动方向相反。长时间连续使用时，MnO2吸收较多H2而体积膨胀，糊状物可能流出，因电解质呈酸性，故会腐蚀用电器。
13．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－，下列说法中，正确的是(　　)
A．锌是负极，氧化银是正极
B．锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应
C．溶液中OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动
D．在电池放电过程中，电解质溶液的酸碱性基本保持不变
答案　A
解析　由电极反应式可知Zn作负极，Ag2O作正极，A正确；Zn发生氧化反应，Ag2O发生还原反应，B错误；溶液中的OH－向负极移动，K＋、H＋向正极移动，C错误；电池的总反应为Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，电解质溶液为KOH溶液，因电池放电过程中不断消耗水，使溶液中c(OH－)增大，D错误。
考点五　二次电池
14．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时的电池反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。下列结论正确的是(　　)
A．Pb为正极，被氧化
B．溶液的pH不断减小
C．SO只向PbO2处移动
D．电解质溶液的密度不断减小
答案　D
解析　由电池总反应方程式可知，铅是负极，二氧化铅是正极；原电池工作时，外电路中电子由负极流向正极；内电路中带负电荷的阴离子(SO和OH－)移向负极；硫酸不断被消耗， pH不断增大，硫酸浓度减小，溶液密度减小。
15．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2。
下列有关该电池的说法不正确的是(　　)
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3，负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2
C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O
答案　C
解析　该充电电池中活泼金属Fe失去电子，为负极，得电子的Ni2O3为正极，因为放电时电极产物为氢氧化物，可以判断电解液为碱性溶液，选项A正确；放电时，负极铁失去电子生成Fe2＋，因为电解液为碱性溶液，所以负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，选项B正确；充电时，阴极发生还原反应：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，所以阴极附近溶液的pH增大，选项C错误；电池充电时，阳极发生氧化反应，Ni(OH)2转化为Ni2O3，电极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O，选项D正确。
考点六　燃料电池
16．固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆—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。下列判断正确的是(　　)

A．有O2参加反应的电极a为电池的负极
B．电极b的电极反应式为H2＋2e－＋O2－===H2O
C．电极a的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．该电池的总反应式为2H2＋O2===2H2O
答案　D
解析　因为电子从电极b流向电极a，所以电极b为负极，H2在该极发生氧化反应；电极a为正极，O2在该极发生还原反应。由此推断该原电池负极的电极反应式为H2－2e－＋O2－===H2O，正极的电极反应式为O2＋2e－===O2－，则电池总反应式为2H2＋O2===2H2O。
17．将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CO和O2，即可产生电流，称为燃料电池，下列叙述正确的是(　　)
①通入CO的电极为正极；
②正极的电极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－；
③通入CO的电极反应式是2CO＋O2－4e－===2CO2；
④负极的电极反应式是CO＋4OH－－2e－===CO＋2H2O；
⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动；
⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动。
A．①③⑤ B．②④⑥ C．④⑤⑥ D．①②③
答案　B
解析　据题意知，发生的反应为2CO＋O2===2CO2，反应产生的CO2处于KOH溶液中，又会转化为CO，④正确，③错误；O2得e－被还原，在正极反应，①错误，②正确；阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，⑤错误，⑥正确。
18．下图是甲醇燃料电池的结构示意图，甲醇在催化剂作用下提供质子(H＋)和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。下列说法不正确的是(　　)

A．左电极为电池的负极，a处通入的物质是甲醇
B．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．负极反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋
D．该电池提供1 mol e－，消耗氧气0.25 mol
答案　B
解析　负极反应式为2CH3OH－12e－＋2H2O===2CO2＋12H＋，正极反应式为3O2＋12e－＋12H＋===6H2O；根据电子流向，可以判断a处通甲醇，b处通O2；当电池提供 1 mol 电子时，消耗O2为1× mol＝0.25 mol。
19．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如图。下列说法不正确的是(　　)

A．O2在电极b上发生还原反应
B．溶液中OH－向电极a移动
C．反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4∶5
D．负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O
答案　C
解析　氧气在电极b发生还原反应，则电极b为正极，电极a为负极，故A正确；因为电极a为负极，则溶液中的阴离子向负极移动，故B正确；反应中N元素化合价升高3价，O元素化合价共降低4价，根据得失电子守恒，消耗NH3与O2的物质的量之比为4∶3，故C错误；负极是氨气发生氧化反应变成氮气，且OH－向电极a移动参与反应，故电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，故D正确。
题组四　新型电池
20．研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是(　　)
A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl
B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
C．Na＋不断向“水”电池的负极移动
D．AgCl是还原产物
答案　B
解析　根据总反应中元素化合价的升降和正、负极的反应原理，正极反应为5MnO2＋2e－===Mn5O，负极反应为2Ag＋2Cl－－2e－===2AgCl，A项错误，B项正确；C项，阳离子向正极移动，错误；D项，AgCl是氧化产物，错误。
21．环境监察局常用“定电位”NOx传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．“对电极”是正极
B．“工作电极”上发生的电极反应为NO2＋2H＋－2e－===NO＋H2O
C．传感器工作时，H＋由“工作电极”移向“对电极”
D．“对电极”的材料可能为活泼金属锌
答案　D
解析　工作电极是NO2变为NO，化合价降低，是原电池的正极，对电极为负极，故A错误；“工作电极”上发生的电极反应为NO2＋2H＋＋2e－===NO＋H2O，故B错误；传感器工作时，根据“同性相吸”理解得到H＋由“对电极”移向“工作电极”，故C错误；对电极为负极，“对电极”的材料可能为活泼金属锌，故D正确。
22．以N2和H2为反应物、溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制成能固氮的新型燃料电池，原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．b电极为负极，发生氧化反应
B．a电极发生的反应为N2＋8H＋＋6e－===2NH
C．A溶液中所含溶质为NH4Cl
D．当反应消耗1 mol N2时，则消耗的H2为67.2 L
答案　D
解析　N2＋3H22NH3，反应中氢元素的化合价升高，H2失去电子，因此b电极为负极，发生氧化反应，故A项正确；a电极作正极，电解质溶液含盐酸，因此电极反应式为N2＋8H＋＋6e－===2NH，故B项正确；根据B选项的分析，A溶液中所含溶质为NH4Cl，故C项正确；没有说明外界条件，故D项错误。
23．最近科学家研制的一种新型“微生物电池”可以将污水中的有机物转化为H2O和CO2，同时产生电能，其原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是(　　)

A．氧化银电极上的反应为Ag2O＋2e－===2Ag＋O2－
B．石墨电极上的反应为C6H12O6＋6H2O＋24e－===6CO2↑＋24H＋
C．每转移4 mol电子，氧化银电极产生22.4 L CO2气体(标准状况)
D．30 g C6H12O6参与反应，有4 mol H＋经质子交换膜进入正极区
答案　D
解析　C6H12O6在微生物作用下转化为CO2和H2O，C6H12O6被氧化，即石墨电极为负极，氧化银电极为正极，Ag2O发生得电子的还原反应，电极反应式为Ag2O＋2H＋＋2e－===2Ag＋H2O，故A错误；石墨电极为负极，C6H12O6在负极发生失电子的氧化反应：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋，故B错误；根据负极的电极反应式可知，每转移4 mol电子，石墨电极产生22.4 L CO2(标准状况)，故C错误；30 g C6H12O6的物质的量为＝ mol，根据负极的电极反应式可知，有4 mol H＋经质子交换膜进入正极区，故D正确。
24．(1)二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含SO2快速启动，其装置示意图如图：