必考点6 化学能与电能-【对点变式题】2021-2022学年高一化学下学期期中期末必考题精准练（人教版2019）（解析版）

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例题1
、两根金属棒插入溶液中构成如图所示装置，实验中电流表指针发生偏转，同时棒变粗，棒变细，则、、溶液可能是下列中的
【答案】B
【详解】A．锌、铜在稀硫酸中构成原电池，X棒为活泼金属锌，做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，X棒变细，故A不符合题意；
B．锌、银在硝酸银溶液中构成原电池，X棒为不活泼金属银，做原电池的正极，银离子在正极得到电子发生还原反应生成银，X棒变粗，Y棒为活泼金属锌，做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，Y棒变细，故B符合题意；
C．铜、银在硫酸铜溶液中构成原电池，铜的金属性强于银，X棒为金属铜，做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成铜离子，X棒变细，故C不符合题意；
D．锌、铜在稀硫酸中构成原电池，X棒为不活泼金属铜，做原电池的正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，X棒没有变化，故D不符合题意；
故选B。
例题2
将质量相等的锌片和铜片用导线相连浸入500 mL硫酸铜溶液中构成如图的装置。
(1)此装置为___________，该装置中发生反应总的离子方程式为___________，铜片周围溶液会出现___________的现象。
(2)Cu电极是___________(填“正极”或“负极”)，写出其电极反应式___________。
(3)若2 min后测得锌片质量减少13 g，则导线中流过的电子为___________m1。
【答案】(1)原电池 Zn+Cu2+ =Zn2++Cu 溶液颜色变浅
(2)正极 Cu2++2e-=Cu
(3)0.4
【解析】(1)该装置具备原电池的构成条件，因此Zn、Cu及CuSO4溶液构成了原电池。其中活动性强的Zn为负极，发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+；活动性弱的Cu为正极，正极上溶液中的Cu2+得到电子发生还原反应，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，由于在Cu片上Cu2+不断产生Cu单质附着在正极Cu电极上，导致正极附近溶液中c(Cu2+)浓度减小，因此铜片周围溶液会出现溶液颜色变浅的现象，该电池的总反应方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu；
(2)由于金属活动性：Zn＞Cu，所以活动性强的Zn为负极，活动性弱的Cu为正极，正极上Cu2+得到电子被还原为Cu单质，则正极的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu；
(3)若2 min后测得锌片质量减少13 g，n(Zn)=，由于Zn是+2价金属，因此反应过程中转移电子的物质的量n(e-)=0.2 ml×2=0. 4 ml。
题型二 原电池的原理的应用
例题1
有a、b、c、d四种金属。将a与b用导线连接起来，浸入电解质溶液中，a不断腐蚀；将a、d分别投入同浓度的盐酸中，d比a反应剧烈；将铜浸入b的盐溶液中，无明显变化；如果把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。根据以上现象判断，它们的活动性由强到弱的顺序是
A．d c a bB．d a b cC．d b a cD．b a d c
【答案】B
【详解】将 a 与 b 用导线连接起来，浸入电解质溶液中，a 不断腐蚀，说明b是正极，因此活泼性是a＞b；将 a、d 分别投入等浓度盐酸中，d比 a 反应剧烈，说明金属活动性d＞a；活泼的金属可以将不活泼的金属从其盐溶液中置换出来，所以活泼性是b＞c，综合以上可知活动性由强到弱顺序是：d>a>b> c，答案选B。
例题2
用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是（ ）
A．滴加少量CuSO4溶液B．不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸
C．对该反应体系加热D．不用铁片，改用铁粉
【答案】B
【详解】A、滴加少量CuSO4溶液，铁置换出Cu，构成Fe、Cu原电池，从而加快了生成氢气的反应速率，故A不符合题意；
B、因浓硫酸具有强氧化性，铁与浓硫酸常温下会印化，不能生成氢气，故B符合题意；
C、因加热时反应体系的温度升高，则化学反应速率加快，故C不符合题意；
D、改用铁粉，增大了铁与硫酸反应的接触面积，则反应速率加快，故D不符合题意；
故选B。
题型三 化学电源分析
例题1
下列有关装置的说法正确的是
A．装置Ⅰ中为原电池的负极
B．装置Ⅱ为一次电池
C．装置Ⅲ可构成原电池
D．装置Ⅳ工作时，电子由锌通过导线流向碳棒
【答案】D
【详解】A．镁与氢氧化钠溶液不反应，铝能够与氢氧化钠溶液反应，装置Ⅰ中铝为负极，镁为正极，故A错误；
B．铅蓄电池是二次电池，可以放电充电，故B错误；
C．装置Ⅲ中的两个材料相同、都是Zn，不能构成原电池，故C错误；
D．装置Ⅳ为干电池，锌为负极，碳棒为正极，工作时，原电池中电子由负极沿导线流向正极，因此电子由锌通过导线流向碳棒，故D正确；
故选D。
例题2
（2021·江苏省前黄高级中学高一期末）某新能源汽车电池中含有LiFePO4，放电过程中，LiFePO4转化为FePO4，下列说法正确的是
A．LiFePO4中P为+5价，则Fe为+3价
B．该过程铁元素被还原
C．该过程得到电子
D．将FePO4溶于稀硫酸后，可以用硫氰化钾溶液检验其中所含的铁元素
【答案】D
【解析】A．磷酸根离子中P为+5价，故LiFePO4中P为+5价，Li为+1价，则Fe为+2价，A错误；
B．LiFePO4转化为FePO4，Fe由+2价转化为+3价，化合价升高，被氧化，B错误；
C．LiFePO4转化为FePO4，Fe由+2价转化为+3价，化合价升高，被氧化，失电子，C错误；
D．将FePO4溶于稀硫酸得到硫酸铁和磷酸，硫酸铁完全电离得到Fe3+，故可以用硫氰化钾溶液检验其中所含的铁元素，D正确；
选D。
题型一 原电池的原理
1．在如图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，下列关于此装置的叙述不正确的是( )
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极到b极D．a极上发生了氧化反应
【答案】B
【分析】a的金属性比氢要强，b为碳棒，所以a是负极，b碳棒是正极；
【详解】A．碳棒是正极，在正极发生的反应是：2H++2e-=H2↑，溶液中的氢离子浓度减少，溶液的pH变大，故A正确；
B．a的金属性比氢要强，b为碳棒，所以a是负极，b碳棒是正极，故B错误；
C．在原电池的外电路中，电子由负极经导线流向正极，即电子从a极经导线到b极，故C正确；
D．a的金属性比氢要强，b为碳棒，所以a是负极，负极上发生金属失电子的氧化反应，故D正确；
答案选B。
2．总电能在生产、生活中起着十分重要的作用。某学习小组的同学利用已经学习的氧化还原反应知识与电流的产生进行探究。
（1）（发思考）氧化还原反应的发生的本质是___________。
（2）（提出问题）可否让氧化还原反应中某些带电粒子的移动产生电流？
（查阅资料）
①导线中的电流足由于电子的定向移动产生的。
②2019版人教版化学教材必修二P36有下描述：
利用反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(用单线桥分析此反应并标出电子转移方向和数目__________)。通过如图1特定装置使氧化反应与还原反应分别在两个不同的区域进行，可以使电子通过导体发生定向移动，形成电流。
（3）如图1所示，插入稀硫酸的锌片和铜片用导线连接时，由于锌比锅活泼，与稀硫酸作用容易失去电子，被氧化成锌离子而进入溶液；锌片区域：(氧化反应)Zn-2e-=Zn2+；电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的氢离子从铜片获得电子，被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子从铜片上放出：铜片区域；(还原反应) __________。
（4）（实验探究）利用铁和硫酸铜溶液的反应(Fe+CuSO4=FeSO4+Cu)产生电流。
第一步：按图2装置组成实验装置，用导线将铜片与电流表红色接线柱相连接，用导线将___________片与电流表黑色接线柱相连接；
第二步：向烧杯中加入硫酸铜溶液；
第三步：观察到电流表指针偏转，___________片逐渐溶解，溶液由蓝色逐渐变为___________色。
（5）（交流反思）两个金属片区域发生的反应式分别为：(氧化反应)：___________________________，(还原反应)：___________________________________。
【答案】（1）电子的得失或电子的偏移
（2）
（3）2H++2e-= H2↑
（4）铁 铁 浅绿
（5）Fe-2e-=Fe2+ Cu2++2e-=Cu
【解析】(1)氧化还原反应的发生的本质是电子的得失或电子的偏移；
(2)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，反应中，Zn失去2个电子变为锌离子，则总转移电子为2个，据此做单线桥；
(3)铜片区域做正极，发生还原反应，氢离子得电子，生成氢气，据此写电极方程式；
(4)铁和硫酸铜溶液的反应(Fe+CuSO4=FeSO4+Cu)产生电流，可知铁做负极，用导线将铜片与电流表红色接线柱相连接，可知铜片为正极；
(5)反应中，铁做负极，发生氧化反应，电极方程式为：Fe-2e-=Fe2+；铜做正极，铜离子得电子，发生还原反应，电极方程式为：Cu2++2e-=Cu。
（1）氧化还原反应的发生的本质是电子的得失或电子的偏移，故答案为：电子的得失或电子的偏移；
（2）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，反应中，Zn失去2个电子变为锌离子，则总转移电子为2个，用单线桥表示为：，故答案为：；
（3）铜片区域做正极，发生还原反应，氢离子得电子，生成氢气，则电极方程式为：2H++2e-= H2↑，故答案为：2H++2e-= H2↑；
（4）铁和硫酸铜溶液的反应(Fe+CuSO4=FeSO4+Cu)产生电流，可知铁做负极，用导线将铜片与电流表红色接线柱相连接，可知铜片为正极，则用导线将铁片与电流表黑色接线柱相连接；观察到电流表指针偏转，则铁片逐渐溶解，生成亚铁离子，则溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，故答案为：铁；铁；浅绿；
（5）反应中，铁做负极，发生氧化反应，电极方程式为：Fe-2e-=Fe2+；铜做正极，铜离子得电子，发生还原反应，电极方程式为：Cu2++2e-=Cu，故答案为：Fe-2e-=Fe2+；Cu2++2e-=Cu。
题型二 原电池的原理的应用
3．如图所示的装置中，M为金属活动性顺序表中位于氢之前的金属，N为石墨棒，下列关于此装置的叙述中不正确的是
A．N上有气体放出
B．M为负极，N为正极
C．是化学能转变为电能的装置
D．导线中有电流通过，电流方向是由M到N
【答案】D
【分析】M为金属活动性顺序表中位于氢元素之前的金属，N为石墨棒，电解质溶液为硫酸。则M极为负极失去电子发生氧化反应；碳棒（N极）为正极得到电子发生还原反应；根据原电池工作原理分析可得；
【详解】A．由分析可知N电极为正极，得到电子被还原成，故A不选；
B．由分析可得M为负极失去电子发生氧化反应；碳棒（N极）为正极得到电子发生还原反应，故B不选；
C．将化学能转化为电能的装置称为原电池，故C不选；
D．导线中有电流通过，电流方向是由N到M，故选D。
答案选D
题型三 化学电源分析
4．日常所用干电池的电极分别为石墨棒(上面有铜帽)和锌筒，以糊状和做电解质(其中加入)，则下列结论不正确的是（ ）
A．干电池内发生的是氧化还原反应
B．锌为负极，石墨为正极
C．工作时，电子由石墨极经过外电路流向锌极
D．长时间连续使用时，内装糊状物可能流出，腐蚀用电器
【答案】C
【详解】A．干电池工作时，负极失去电子、在正极得到电子，有电子的转移，一定发生氧化还原反应，故A正确；
B．在原电池中活泼金属锌作负极，石墨做正极，故B正确；
C．原电池工作时，电子由负极锌经导线流向正极石墨电极，故C错误；
D．长时间连续使用该原电池，由于锌筒慢慢溶解而破损，且放电过程中有生成，糊状物会越来越稀，故其很可能流出，腐蚀用电器，故D正确；
答案选C。
5．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。一种银锌纽扣电池的电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH，电极反应为Zn+2OH—2e-=ZnO+H2O和Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。下列说法错误的是
A．在使用过程中，电池负极区溶液的碱性减弱
B．使用过程中，电子由Zn极经外电路流向Ag2O极
C．电池总反应为Ag2O+Zn=2Ag+ZnO
D．Zn是负极发生还原反应，Ag2O是正极发生氧化反应
【答案】D
【详解】A．根据电极反应式知，锌作负极，氧化银作正极，负极上氢氧根离子参与反应导致氢氧根离子浓度减小，负极的碱性减弱，故A正确；
B．锌是负极，氧化银是正极，电子从锌沿导线流向氧化银，故B正确；
C．负极反应为：Zn+2OH—2e-=ZnO+H2O，正极反应为：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，根据得失电子守恒可得总反应：Ag2O+Zn=2Ag+ZnO，故C正确；
D．负极锌失电子发生氧化反应，正极氧化银得电子发生还原反应，故D错误;
故选D。
1．理论上放热的氧化还原反应都可以设计成原电池，关于该反应Fe+2H+=Fe2++H2↑设计成原电池的说法中正确的是
A．硝酸可能为电解质溶液B．工作时溶液H+向负极移动
C．负极反应为2H++2e-=H2D．碳棒可能为原电池正极
【答案】D
【详解】A．正极反应式是2H++2e-=H2，硝酸与金属反应不产生氢气，故不能是硝酸溶液，错误；
B．原电池中阳离子向正极移动，工作时溶液H+向正极移动，错误；
C．正极发生还原反应，正极反应为2H++2e-=H2，错误；
D．正极为比铁不活泼的金属单质或碳棒，正确；
故选D。
2．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c(H＋)均减小D．产生气泡的速率甲比乙慢
【答案】C
【详解】A．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，铜是正极，铜片表面均有氢气产生，故A错误；
B．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，铜是正极；乙中铜、锌没有连接，不构成原电池，故B错误；
C．两烧杯中都发生反应，溶液的c(H＋)均减小，故C正确；
D．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，产生气泡的速率甲比乙快，故D错误；
选C。
3．用片、片、溶液设计一个原电池。有关该原电池的叙述不正确的是( )
A．由该原电池的工作原理不能比较、的金属活动性强弱
B．正极反应式为
C．其他条件不变时，将片改为片，电路中通过等量电子时，片溶解的质量大于片
D．其他条件不变时，将溶液改为溶液，负极电极反应式为
【答案】A
【详解】A．根据原电池的工作原理，失去电子，溶液中在片上获得电子，可得的活动性强于，A错误；
B．作负极，电极反应式为，作正极，电极反应式为，B正确；
C．2ml失去6ml电子时，其溶解的质最为54g；3ml失去6ml电子时，其溶解的质量为195g，因此电路中通过等量电子时，锌片溶解的质量大于铝片，C正确；
D．由于的失电子能力大于，当溶液作电解质溶液时，仍是失去电子作原电池的负极，D正确；
故选：A。
4．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入浓度相同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
【详解】A．甲是原电池，乙不是，故甲烧杯中铜片表面有气泡产生，乙烧杯中铜片表面有无气泡产生，A错误；
B．甲中铜片作正极；乙不是原电池，无负极，B错误；
C．两烧杯中，H2SO4都在被消耗，溶液中c(H+)在不断减小，pH均增大，C正确；
D．甲是原电池，原电池可加快反应速率，故甲中产生气泡的速度比乙快，D错误；
故选C。
5．把锌片、铜片用导线连接后插入硫酸铜溶液中，当电路中有0.4ml电子通过时，负极的质量变化是
A．减少13gB．增加6.5gC．增加13gD．减少11.2g
【答案】A
【解析】锌片、铜片和硫酸铜溶液形成的原电池中，较活泼的金属锌片作负极，铜片作正极，负极上锌失电子变成锌离子进入溶液，所以负极质量会减少，正极上铜离子得电子生成铜单质，所以正极上铜片质量会增加，根据金属和转移电子的关系计算即可。
锌片、铜片和硫酸铜溶液形成的原电池中，较活泼的金属锌片作负极，铜片作正极，负极上锌失电子质量减少，正极上铜离子得电子质量增加。设负极上质量减少x，负极上的电极反应式为：
x==13g，所以负极质量减少13g。
故选A。
6．如图所示是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下：
①Cu为负极，Zn为正极
②Cu电极上有气泡产生，发生还原反应
③向Cu电极移动
④若有0.5ml电子流经导线，则可产生0.25ml气体
⑤电子的流向是Cu→Zn
⑥正极反应式为Cu-2e-=Cu2+，发生氧化反应
则卡片上的描述合理的是（ ）
A．①②③B．②④C．②③④D．③④⑤
【答案】B
【分析】Zn能与硫酸发生自发的氧化还原反应，而Cu不能，且锌、铜和硫酸形成原电池，锌失电子作负极，铜极氢离子得电子，生成氢气，作正极。
【详解】①该原电池中，Zn为负极，Cu为正极，①错误；
②铜电极上电极反应式为2H++2e-=H2↑，发生还原反应，②正确；
③向负极移动，即向锌电极移动，③错误；
④若有0.5ml电子流经导线，则产生气体的物质的量==0.25ml，④正确；
⑤电子由Zn电极流向Cu电极，⑤错误；
⑥正极反应式为2H++2e-=H2↑发生还原反应，⑥错误。
答案为B。
7．有a、b、c、d四个金属电极，实验装置及部分实验现象如下：由此判断这四种金属的活动性顺序是（ ）
A．a＞b＞c＞dB．d＞a＞b＞cC．b＞c＞d＞aD．a＞b＞d＞c
【答案】B
【详解】①中形成原电池，a极质量减少，b极质量增加，a为负极，b为正极，金属的活动性：a＞b；
②中没有形成原电池，b极有气体产生，c极无变化，所以金属的活动性：b＞c；
③中形成原电池，d极溶解，c极有气泡产生，d是负极，c是正极，所以金属的活动性：d＞c；
④中形成原电池，电流从a极流向d极，说明a为正极，d为负极，所以金属的活动性：d＞a；
综上所述，这四种金属的活动性顺序为d＞a＞b＞c，故选B。
8．下列说法正确的是( )
A．锌锰电池和碱性锌锰电池的正极材料均是锌
B．锌锰电池中电解质主要是NH4Cl，而碱性锌锰电池中的电解质主要是KOH
C．碱性锌锰电池不如锌锰电池的寿命长
D．干电池放电之后还可再充电
【答案】B
【详解】A．Zn失电子作负极，所以锌锰电池和碱性锌锰电池的负极材料均是锌，故A错误；
B．锌锰电池中电解质主要是NH4Cl，碱性锌锰电池中的电解质是用强碱代替了氯化铵，一般碱性锌锰电池中的电解质主要是KOH，故B正确；
C．锌锰电池的负极为锌筒，NH4Cl溶液水解显酸性，所以锌易被NH4Cl溶液腐蚀，因此碱性锌锰电池比锌锰电池的寿命长，故C错误；
D．干电池属于一次电池，一次电池不能反复充放电，故D错误 ；
本题答案B。
9．一种氢氧燃料电池以为燃料，为氧化剂，电解质溶液是质量分数为30%的溶液，下列叙述正确的是
A．在电池负极发生还原反应
B．使用一段时间后溶液质量分数仍为30%
C．电池的能量转化率可达100%
D．在正极参与反应时得电子
【答案】D
【解析】A．H2是还原剂，通H2的电极是负极，H2失去电子发生氧化反应，A错误；
B．氢氧燃料电池的总反应为：2H2 +O2 = 2H2O，电池工作时，反应生成的水将氢氧化钾溶液稀释，B错误；
C．燃料电池的能量利用率高，但不可能达到100%，总有一部分化学能转化为热能，C错误；
D．O2是氧化剂，反应中氧元素从0价降低为- 2价，一个O2分子可得到4个电子，1ml O2参与反应时转移4ml电子，D正确；
答案选D。
10．根据化学能转化电能的相关知识，回答下列问题：
Ⅰ．理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+”设计一个化学电池(正极材料用碳棒)，回答下列问题：
(1)该电池的负极材料是_______，发生_______(填“氧化”或“还原”)反应，电解质溶液是_______。
(2)正极上出现的现象是_______。
(3)若导线上转移电子1 ml，则生成银_______g。
Ⅱ．有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6 ml·L-1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 ml·L-1的NaOH溶液中，如图所示。
(1)写出甲中正极的电极反应式：_______。
(2)乙中负极为_______，总反应的离子方程式：_______。
(3)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料都是金属时，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，由此他们会得出不同的实验结论，依据该实验实验得出的下列结论中，正确的有_______。
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值了
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此具体问题应具体分析
【答案】Cu 氧化 AgNO3溶液 碳棒上出现银白色物质 108 2H++2e-=H2↑ Al 2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑ AD
【详解】Ⅰ．(1)在反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+中，Cu失去电子，在负极上发生氧化反应：Cu-2e-=Cu2+；正极上，Ag+得到电子生成银单质，所以该电池的负极材料为Cu，发生氧化反应，电解质溶液需要提供Ag+，故可用AgNO3溶液；
(2)正极上发生反应：Ag++e-=Ag，可看到碳棒上出现银白色物质。
(3)根据正极反应：Ag++e-=Ag，转移1ml电子，生成1mlAg，即108gAg。
Ⅱ．(1)甲中镁比铝活泼，更容易和硫酸反应，所以镁作负极，失去电子，铝作正极，溶液中的H+得到电子，正极反应式为：2H++2e-=H2↑。
(2)乙中铝能和NaOH溶液自发地发生氧化还原反应，所以铝作负极，总反应离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑。
(3)镁的原子半径比铝大，且镁的核电荷数比铝小，所以镁比铝容易失去电子，所以镁比铝活泼，这是不争的事实，金属活动性顺序表依然是正确且有实用价值的。在乙中之所以铝作负极，是因为铝能和NaOH溶液自发地发生氧化还原反应而镁不能，所以利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质，同时该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此具体问题应具体分析，故AD正确。
11．（2021·甘肃省会宁县第一中学高一期末）十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。回答下列问题：
Ⅰ.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。
(1)Pt电极(a)为_______极(填“正”或“负”) ；Pt电极(b)上的电极反应式为：_______。
(2)该过程总反应的化学反应方程式为_______，反应一段时间后，KOH溶液的浓度将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。当消耗0.1 ml O2时，理论上转移电子个数为_______；
Ⅱ. 以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
(1)上述过程中，能量的变化形式是由_______转化为_______。
(2)根据数据计算，分解1mlCO2需_______(填“吸收”或“放出”) _______kJ的能量。
【答案】 负极 O2+4e-+2H2O=4OH- 4NH3+3O2= 2N2+6H2O 减小 2.4081023 光能、热能 化学能 吸收 278
【解析】Ⅰ.(1) Pt电极(a)通入的是氨气，生成氮气，说明氨气被氧化，则Pt电极(a)为电源的负极。Pt电极(b)通入的是氧气，为电源的正极，电解质为碱性溶液，则Pt电极(b)上的电极反应式O2+4e-+2H2O=4OH-。
(2)由图可知，Pt电极(a)通入的是氨气，生成氮气，则Pt电极(a)上的电极反应式为2NH3-6e-+ 6OH-=N2+6H2O，根据两个电极上的电极反应式可知，该过程总的反应化学方程式为4NH3+3O2= 2N2+6H2O。从反应的总化学方程式来看，由于有水生成，导致一段时间后，KOH溶液的浓度会减小。根据电极反应式O2+4e-+2H2O=4OH-，消耗1ml O2转移电子4 ml，则当消耗0.1 ml O2时，理论上转移电子个数为。
Ⅱ.(1)由图可知，上述过程中，以TiO2为催化剂，在光和热的条件下，CO2分解为CO和O2，根能量守恒定律，该过程中能量的变化形式是由光能、热能转化为化学能。
(2) CO2分解为CO和O2，根据反应的焓变=反应物的键能总和-生成物的键能总和及焓变与其方程式中的化学计量数成正比，由2 CO2(g)=2CO(g)+O2(g)及图中各分子化学键完全断裂时的能量变化数据可知=21598kJ·ml-1-(21072+496) kJ·ml-1=+556 kJ·ml-1，所以，分解1mlCO2需吸收278 kJ的能量。
编号
溶液
A
稀硫酸
B
硝酸银溶液
C
硫酸铜溶液
D
稀硫酸
实验装置
部分实验现象
实验装置
部分实验现象
a极质量减少，b极质量增加
d极溶解，c极有气泡产生
b极有气泡产生，c极无明显变化
电流从a极流向d极