人教版2019化学试题含解析答案重难点03原电池原理的应用与化学电源-【好题汇编】备战2023-2024学年高一化学下学期期末真题

这是一份人教版2019化学试题含解析答案重难点03原电池原理的应用与化学电源-【好题汇编】备战2023-2024学年高一化学下学期期末真题，共21页。试卷主要包含了关于如图所示装置的叙述确的是等内容，欢迎下载使用。

（2021-2022高一下·江苏盐城·期末）
1．如图所示装置中，可观察到检流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是
A．AB．BC．CD．D
（2022-2023高一下·黑龙江齐齐哈尔八校联考·期末）
2．如图为某原电池，下列相关说法中不正确的是
A．该原电池中Cu为正极
B．Zn极发生氧化反应
C．随着反应的进行n()始终保持不变
D．若有1ml电子流过导线，则产生的H2体积为22.4L
（2022-2023高一下·四川省成都·期末）
3．关于如图所示装置的叙述确的是

A．两装置均能将化学能转化为电能
B．两装置中锌片均发生还原反应
C．图2溶液中向铜片迁移
D．图2中溶解锌时转移电子
（2021-2022高一下·上海交大附中·期末）
4．用导线相连的铁片与铜片同时浸泡在溶液中，下列说法正确的是
A．电流从铜片流出，经导线流向铁片B．电子从铁片流出，经溶液转移到铜片
C．铁片发生氧化反应，因此是阳极D．溶液中减少，而增多
（2021-2022高一下·浙江嘉兴·期末）
5．某化学兴趣小组为了探索电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：
根据上表中记录的实验现象，下列说法不正确的是
A．实验1中铝电极上发生还原反应
B．实验2中电子从铝片经导线流向铜片
C．实验2和3都是A1做负极，实验1和4都是Al做正极
D．实验3正极的电极反应为2H＋＋=H2↑
（2021-2022高一下·湖北十堰·期末）
6．现有a、b、c、d四个金属电极，用导线两两相连组成原电池。①a、b相连插入硫酸铜溶液中后，b极变粗；②a、d相连插入稀硫酸中后，外电路电流从a流向d；③b、c相连插入稀硫酸中后，c极上有气泡产生；④c、d相连插入稀硫酸中后，d极溶解。则下列说法正确的是
A．由①和④可推出金属活动性：Cu＞c
B．由②和③可推出金属活动性：d＞c
C．由①②③可推出金属活动性：d＞a＞b＞c
D．由①②④可推出金属活动性：a＞b＞d＞c
（2022-2023高一下·吉林长春东北师大附中联考·期末）
7．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是
A．甲：溶液中Zn2+向Cu电极方向移动，电子由锌经电解质溶液流向铜电极
B．乙：正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D．丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
（2021-2022高一下·江西新余第一中学考·期末）
8．国家电投氢能公司全自主研发的“氢腾"燃料电池系统广泛应用于氢能大巴。某种氢燃料电池的内部结构如图，下列说法正确的是
A．电池工作时，电解质溶液中的向b极移动
B．a极发生的电极反应为
C．b极为正极，发生氧化反应
D．当外电路有1ml电子转移时，b极消耗5.6L
（2022-2023高一下·湖南长沙市雅礼中学·期末）
9．锌-空气电池(原理如图)适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为，下列说法正确的是

A．每消耗转移个电子
B．氧气在石墨电极上发生氧化反应
C．该电池放电时向Zn电极移动
D．该电池的负极反应为
（2021-2022高一下·湖北十堰·期末）
10．我国科学家设计了一种新原电池，如图所示，电解质溶液为溶液，双极膜由两种离子交换膜组成，和在双极膜中可以自由移动。下列说法正确的是
A．M极为负极B．N极的电极反应为氧化反应
C．双极膜中向M极迁移D．若负极减轻65g，则正极增重96g
11．锂海水电池常用在海上浮标等助航设备中，其原理如图所示。

电池反应为。电池工作时，下列说法正确的是
A．如果将海水换成乙醇该装置仍可以构成个原电池该装置
B．电子从锂电极经导线流向镍电极
C．金属锂作负极，发生还原反应
D．理论上每转移电子可以生成
（2021-2022高一下·江苏常州·期末）
12．某铁—空气电池放电时，其原理如图所示。电池总反应为。下列说法不正确的是
A．a极质量减少B．b极为电池正极，发生氧化反应
C．电子从a电极经负载流向b电极D．该装置将化学能转化为电能
（2022-2023高一下·山东泰安·期末）
13．Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是
A．Mg 电极是该电池的正极
B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C．石墨电极附近溶液的pH 增大
D．溶液中Cl－向正极移动
（2022-2023高一下·北京中国人大附中·期末）
14．在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下，密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮()以达到消除污染的目的。其工作原理的示意图如图：下列说法不正确的是

A．Ir的表面发生反应：H2+N2O=N2+H2O
B．导电基体上的负极反应：H2-2e-=2H+
C．若导电基体上只有单原子铜，也能消除含氮污染物
D．若导电基体上的Pt颗粒增多，不利于降低溶液中的含氮量
（2022-2023高一下·吉林“BEST合作体”联考·期末）
15．我国研究的新型电池，为的治理和再利用提供了新的研究思路，其工作原理如图所示。电池放电时的总反应为。下列有关该电池工作时的说法不正确的是
A．外电路电流的方向：b极→电流表→a极
B．b极的电极反应：
C．当外电路通过1ml电子时，b极质量增加15g
D．电解液中向a极附近迁移
（2022-2023高一下·河南信阳高级中学·期末）
16．利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，装置如图所示。下列说法不正确的是
A．a极的电极反应式为CH4－8e-+4O2-=CO2+2H2O
B．A膜和C膜均为阴离子交换膜
C．可用铁电极替换阴极的石墨电极
D．a极上通入2.24L(标准状况下)甲烷，阳极室Ca2+减少0.4ml
（2022-2023高一下·辽宁葫芦岛·期末）
17．微生物脱盐电池既可以处理废水中和铵盐，同时又能实现海水的淡化，原理如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。下列说法正确的是

A．电极a为正极
B．X离子交换膜为阴离子交换膜，Y离子交换膜为阳离子交换膜
C．电极b上每生成2.24L，电路中转移0.6ml电子
D．电池工作一段时间后，电极a和电极b产生的气体的物质的量之比为1∶2
（2022-2023高一下·辽宁六校协作体·期末）
18．我国科学家设计的“海泥电池”，既可用于深海水下仪器的电源补给，又有利于海洋环境污染治理，其中微生物代谢产物显酸性，电池工作原理如图所示。下列说法错误的是

A．A电极为正极
B．质子从海底沉积层通过交接面向海水层移动
C．负极的电极反应式为CH2O-4e-+H2O=CO2+4H+
D．高温下微生物蛋白质变性失活，故升温不一定能提高电池的效率
（2022-2023高一下·湖南师大附中博才实验中学·期末）
19．氮氧化物(NOx)能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。某科研机构设计方案利用原电池原理处理氮氧化合物(NO)，其原理如图所示。下列有关说法正确的是

A．电极A为原电池的正极，发生还原反应
B．H+通过质子交换膜由A极向B极移动
C．该电池正极电极反应为2NO-4e-+4H+=N2+2H2O
D．当A电极转移0.6mle-时，两极共产生2.24LN2(标况下)
（2022-2023高一下·青海西宁·期末）
20．根据原电池原理，人们研制出性能各异的化学电池。
(1)锌铜原电池装置示意图如图所示，Zn片作 (填“正极”或“负极”)。

(2)铜片上观察到的实验现象是 ，锌片上的电极反应式为 。
(3)电流表指针发生偏转，说明该装置实现了化学能向 的转化。
(4)若把反应仿照上图设计成原电池，则两个电极分别为铜、 (填材料名称)，电解质溶液为 (填化学式)。
(5)镁、海水、溶解氧可构成原电池，为水下小功率设备长时间供电，结构示意图如图所示，其总反应为：。下列说法正确的是 (填字母序号)。

a．Mg作电池的负极 b．发生氧化反应
21．完成下列问题。
(1)若需将反应：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如下图所示的原电池装置。则A(正极)极材料为 ，B(负极)极材料为 ，溶液C为 ，A(正极)电极上发生反应的类型为 (填“氧化”或“还原”)反应，B(负极)电极上发生的电极反应为 ，当有1.6g铜溶解时，通过外电路的电子的物质的量为 。
(2)某种氢氧燃料电池是用稀硫酸作电解质溶液，其装置如下图。则电极a是电池的 (填“正”或“负”)极，该电池正极的电极反应式为 。
（2022-2023高一下·吉林长春东北师大附中联考·期末）
22．氮及其化合物在生产生活中有广泛的应用，按要求回答下列问题：
I.氨气是重要的化工原料，回答下列问题：
(1)实验室制取的化学方程式为 。
(2)1909年化学家哈伯在实验室首次用单质合成了氨。2007年化学家格哈德埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，获得诺贝尔化学奖。用、、分别表示、、，观察下图，判断符合在催化剂表面合成氨反应过程的顺序为_______。
A．②③④①⑤B．③②①④⑤C．③②④①⑤D．⑤④①②③
Ⅱ.氮氧化物是造成环境污染的主要原因之一，消除氮氧化物有多种方法。
(3)消除NO污染物，可在一定条件下，用CO与NO反应生成和，发生反应：，为提高此反应的速率，下列措施可行的是_______(填字母)。
A．充入氮气B．降低温度C．使用适合催化剂D．移出CO
(4)某学习小组设计如下装置，有效降低含氮化合物的排放，同时充分利用化学能，
相同温度和压强下，A、B两电极产生气体的体积比为 ，B电极的电极反应方程式为 。
选项
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸溶液
B
铜
锌
稀盐酸
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
实验编号
电极材料
电解质溶液
电流计指针偏转方向
1
Mg、Al
稀盐酸
指向铝
2
Al、Cu
稀盐酸
偏向铜
3
A1、石墨
稀盐酸
偏向石墨
4
Mg、Al
NaOH溶液
偏向镁
参考答案：
1．C
【分析】该装置没有外接电源，所以是原电池，负极材料比正极材料活泼，且负极材料是随着反应的进行质量减少，正极材料质量增加或有气泡产生。根据题意可知，N极是负极，M极是正极，N极材料比M极活泼。
【详解】A．M为锌，N为铜，M极材料比N极活泼，不符合题意，A项错误；
B．M极发生的反应为，有气体生成，M质量不变，不符合题意，B项错误；
C．N为锌，M为银，N极材料比M极材料活泼，M极上有银析出，所以M质量增加，符合题意，C项正确；
D．M为锌，N为铁，M极材料比N极活泼，不符合题意，D项错误；
答案选C。
2．D
【分析】该装置为原电池，Zn为负极，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，Cu为正极，电极反应为2H++2e-=H2↑。
【详解】A．根据分析，Cu为原电池的正极，A正确；
B．根据分析，Zn为负极，负极失电子发生氧化反应，B正确；
C．原电池的总反应为Zn+2H+= Zn2++ H2↑，没有消耗，因此n()始终保持不变，C正确；
D．若有1ml电子流过导线，根据转移电子守恒，生成H2的物质的量为0.5ml，选项中未说明标况，因此无法计算H2体积，D错误；
故选D。
3．D
【详解】A．图2装置形成原电池，能将化学能转化为电能，但图1装置没有形成原电池，不能化学能转化为电能，A错误；
B．锌比铜活泼，两装置中锌片均发生氧化反应生成硫酸锌，B错误；
C．图2装置形成原电池，锌作负极，铜作正极，原电池工作时，阴离子移向负极，即溶液中向锌片迁移，C错误；
D．图2装置形成原电池，锌作负极，负极反应式为Zn-2e-=Zn2+，n(e-)=2n(Zn)=2×=0.2ml，D正确；
故选D。
4．A
【分析】用导线相连的铁片与铜片同时浸泡在溶液中，构成原电池，铁作负极，铜作正极，负极铁失电子变为亚铁离子，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极铜离子得电子变为单质铜，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu。
【详解】A．电流由正极经导线流向负极，即电流从铜片流出，经导线流向铁片，A正确；
B．电子从负极经导线流向正极，即电子从铁片流出，经导线转移到铜片，电子不能经过电解质溶液，B错误；
C．铁失电子，作还原剂，发生氧化反应，作负极，C错误；
D．原电池的总反应为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，溶液中Cu2+减少，Fe2+增多，D错误；
答案选A。
5．C
【详解】A．实验1中电解质溶液为稀盐酸，则根据金属活动性Mg＞Al，则金属Mg做负极材料，化合价升高失去电子发生氧化反应，金属Al为正极发生还原反应，A项正确；
B．实验2中电解质溶液为稀盐酸，则金属Al为负极，化合价升高失去电子，则电子从负极经过导线流向正极，B项正确；
C．实验2中金属Al为负极，实验3中金属Al为负极，实验1中金属Al为正极，实验4中金属Al为负极，C项错误；
D．实验3正极为石墨，电解质溶液为稀盐酸，则溶液中的阳离子在石墨电极上变为氢气，正极的电极反应式为：2H＋＋=H2↑，D项正确；
答案选C。
6．C
【分析】①a、b相连插入硫酸铜溶液中后，b极变粗，说明b电极是正极，铜离子放电，析出铜，金属性a＞Cu，且a＞b；②a、d相连插入稀硫酸中后，外电路电流从a流向d，a是正极，d是负极，金属性d＞a；③b、c相连插入稀硫酸中后，c极上有气泡产生，c电极是正极，b电极是负极，金属性b＞c；④c、d相连插入稀硫酸中后，d极溶解，d电极是负极，c电极是正极，金属性d＞c。据此判断。
【详解】A．根据以上分析可知由①和④无法推出金属活动性：Cu＞c，A错误；
B．由②和③可推出金属活动性：d＞a、b＞c，无法判断d与c的金属性强弱，B错误；
C．由①②③可推出金属活动性：d＞a＞b＞c，C正确；
D．由①②④可推出金属活动性：d＞a＞b、d＞c，b和c的金属性无法判断，D错误；
答案选C。
7．A
【详解】A．Zn较Cu活泼，做负极，Zn失电子变Zn2+，电子经导线转移到铜电极，电子不经过电解质溶液，铜电极负电荷变多，吸引了溶液中的阳离子，因而Zn2+和H+迁移至铜电极，A项错误；
B．Ag2O作正极，得到来自Zn失去的电子，被还原成Ag，结合KOH作电解液，故电极反应式为Ag2O+2e−+H2O=2Ag+2OH−，B项正确；
C．Zn为较活泼电极，做负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，锌溶解，因而锌筒会变薄，C项正确；
D．铅蓄电池总反应式为，可知放电一段时间后，H2SO4不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D项正确；
故答案选A。
8．A
【分析】由图可知，a极为负极，电极反应式为H2-2e-=2H+，b极为正极，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。
【详解】A．电池工作时，H+移向正极，故A正确；
B．a极发生的电极反应为H2-2e-=2H+，故B错误；
C．b极为正极，发生还原反应，故C错误；
D．题目中未给标准状况，无法计算氧气的物质的量，故D错误；
故选A。
9．C
【分析】由装置可知该原电池原理为Zn与氧气反应，Zn作负极，石墨电极作正极，氧气在正极得电子，据此分析解答。
【详解】A．正极电极反应为：，则消耗转移个电子，故A错误；
B．氧气在正极得电子，发生还原反应，故B错误；
C．原电池中阴离子向负极移动，则向Zn电极移动，故C正确；
D．该电池的负极反应为，故D错误；
故选：C。
10．B
【分析】M电极上PbO2在硫酸条件下得电子生成PbSO4，则M为正极，N电极上Zn失电子在KOH溶液中生成[Zn(OH)4]2-，则N为负极，双极膜中水电离出的H+向正极移动，OH-向负极移动。
【详解】A．M电极上PbO2在硫酸条件下得电子生成PbSO4，则M为正极，故A错误;
B．N电极上Zn失电子在KOH溶液中生成[Zn(OH)4]2-，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，则N为负极发生氧化反应，故B正确;
C．由分析知N为负极，双极膜中OH-向负极移动即向M极迁移，故C错误;
D．若负极减轻65g，即有1mlZn失电子生成[Zn(OH)4]2-，转移2ml电子，则正极PbO2在硫酸条件下得电子生成PbSO4，增重m(PbSO4)-m(PbO2)=64g，故D错误;
故选B选项。
11．B
【分析】根据电池总反应可知金属锂作负极，发生失电子的氧化反应，金属镍作正极，在正极发生得电子的还原反应；
【详解】A．将海水换成乙醇，乙醇与金属锂之间直接发生氧化还原反应，但缺乏电解质、无法形成原电池，故A错误；
B．电子从负极锂电极经导线移向正极镍电极，故B正确；
C．金属锂作负极，发生失电子的氧化反应，故C错误；
D．未指明气体是否处于标准状况，无法用气体摩尔体积计算，故D错误；
答案选B。
12．B
【分析】根据题干信息，a为负极，Fe失去电子发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2，b为正极，O2得到电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，据此分析解答。
【详解】A．a为负极，Fe失去电子发生氧化反应，Fe被消耗，因此a极质量减少，A正确；
B．b为正极，O2得到电子发生还原反应，B错误；
C．a极是负极，电子从a电极经负载流向b电极，C正确；
D．该装置为原电池，将化学能转变为电能，D正确；
答案选B。
13．C
【详解】A.组成原电池的负极被氧化，在Mg－H2O2电池中，镁为负极，而非正极，A项错误；
B. H2O2在石墨电极上得电子发生还原反应，B项错误；
C.工作时，正极反应式为H2O2+2H++2e-═2H2O，不断消耗H+离子，正极周围海水的pH增大，C项正确；
D.原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，形成闭合回路，所以溶液中的Cl－向负极移动，D项错误。
答案选C。
【点睛】本题考查原电池的工作原理等知识。正确书写电极反应式为解答该题的关键，镁-H2O2酸性燃料电池中，镁为活泼金属，应为原电池的负极，被氧化，电极反应式为Mg-2e-═Mg2+，H2O2具有氧化性，应为原电池的正极，被还原，电极反应式为H2O2+2H++2e-═2H2O，根据电极反应式判断原电池总反应式，根据电极反应判断溶液pH的变化。
14．C
【详解】A．由原理的示意图可知，Ir的表面H2和N2O发生反应生成N2和H2O，反应方程式为：H2+N2O=N2+H2O，A正确；
B．根据图示可知：导电基体上，H2为负极失去电子发生氧化反应，电极反应式为：H2-2e-=2H+，B正确；
C．若导电基体上只有单原子铜，不能形成原电池，离子被还原为NO，所以不能消除含氮污染物，C错误；
D．由原理的示意图可知：若导电基体上的Pt颗粒增多，则会更多的转化成，不利于降低溶液中的含氮量，D正确；
故合理选项是C。
15．D
【分析】由放电时的总反应为，Li元素化合价升高，则a极为负极，电极反应式为Li-e-=Li+，b极为正极，N元素化合价降低，电极反应式为：；
【详解】A．分析可知，a极为负极，b极为正极，电流从正极流向负极，即外电路电流的方向：b极→电流表→a极，故A正确；
B．b极为正极，N元素化合价降低，发生还原反应，电极反应式为：，故B正确；
C．，当外电路通过1ml时，b极生成0.5mlLi2O，b极增加的质量为0.5ml×30g/ml=15g，故C正确；
D．电解质中阳离子移向正极，则电解液中向b极附近迁移，故D错误；
故选D。
16．B
【详解】A．a极上甲烷转化为二氧化碳，甲烷失去电子，所以a极为负极，负极上甲烷发生氧化反应，电极反应式为：CH4-8e-＋4O2－=CO2＋2H2O，A正确；
B．根据题干信息：利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，可知阳极室的电极反应式为： 2Cl--2e-=Cl2↑ ，则阳极室内钙离子向产品室移动，A膜为阳离子交换膜，阴极室的电极反应式为： 2H2O+2e -=2OH-+H2↑ ，则原料室内钠离子向阴极室移动，C膜为阳离子交换膜，B错误；
C．阴极电极不参与反应，可用铁替换阴极的石墨电极，C正确；
D．a极上通入标准状况下2.24L甲烷即0.1ml甲烷，失去0.8ml电子，根据电子守恒，阳极室钙离子减少的物质的量是0.4ml，D正确；
答案选B。
17．B
【分析】该装置为原电池装置。NO2- →N2，N元素化合价降低，则电极b为正极，电极a为负极。负极电极反应式为CH3COOH-8e-+2H2O=2CO2↑+8H+，正极电极反应式为2NO2-+8H++6e-=N2↑+4H2O。
【详解】A．NO2-→N2，N元素化合价降低，则电极b为正极，电极a为负极，A错误；
B．a为负极，b为正极，溶液中Cl-通过X离子交换膜移向负极，则X离子交换膜为阴离子交换膜，Na+通过Y离子交换膜移向正极，则Y离子交换膜为阳离子交换膜，B正确；
C．未指出气体所处的状况(包括压强、温度)，无法计算N2的物质的量，因而无法计算转移电子的物质的量，C错误；
D．根据电极反应式，转移相同的24ml电子，电极a生成6mlCO2，电极b生成4mlN2，则电极a和电极b产生的气体的物质的量之比为3:2，D错误；
故选B。
18．C
【分析】由图可知，A极物质由氧气转化为水，化合价降低，所以A极是正极，B极是负极，据此解答。
【详解】A．由分析可知，A极是正极，B极是负极，故A正确；
B．由分析可知，A极是正极，B极是负极，质子带正电荷，放电时向正极移动，所以质子从海底沉积层通过交接面向海水层移动，故B正确；
C．CH2O在微生物作用下与硫酸根离子反应生成CO2和HS-，并不是在负极的电极反应，负极上HS-失去电子发生氧化反应生成硫单质，电极反应式为：HS--2e-=S↓+H+，故C错误；
D．微生物蛋白质高温条件下会失活，故升温不一定能提高电池的效率，故D正确；
故选C。
19．B
【分析】由图可知，A极氨气失去电子发生氧化反应生成氮气，为负极；B极NO得到电子发生还原反应生成氮气，为正极；
【详解】A．由分析可知，A极氨气失去电子发生氧化反应生成氮气，为负极，A项错误；
B．原电池中阳离子向正极迁移，故H+通过质子交换膜由A极向B极移动，B项正确；
C．该电池正极电极反应为NO得到电子发生还原反应生成氮气，，C项错误；
D．负极反应为，生成0.1ml氮气；正极反应，根据电子守恒可知，生成0.15ml氮气；共生成0.25ml氮气，标况体积5.6L，D项错误；
故选B。
20．(1)负极
(2) 有气泡产生
(3)电能
(4) 银(或铂、石墨等其它合理答案) (或)
(5)a
【详解】（1）Zn比Cu活泼，Zn作负极；
（2）Cu作正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，实验现象是有气泡产生，锌片上的电极反应式为；
（3）电流计指针发生偏转，说明产生电流，该装置构成原电池，可以将化学能转化为电能；
（4）原电池中失电子的物质作负极，根据方程式知，铜失电子作负极，导电的银或铂、石墨等作正极；电解质是反应物中可溶性的、得电子的物质，所以电解质是可溶性的铁盐，可用(或)作电解质；
（5）a.镁-海水电池工作时，Mg发生失电子的反应，作电池的负极，石墨作正极，故a正确；
b.镁-海水电池工作时，石墨作正极，正极上O2发生得电子的还原反应生成OH-，故b错误；故答案为：a。
21．(1) 石墨 Cu FeCl3溶液 还原 Cu-2e-=Cu2+ 0.05 ml
(2) 负 O2+4H++4e-=2H2O
【详解】（1）要将反应：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成原电池，在该反应中Cu失去电子发生氧化反应；Fe3+得到电子发生还原反应产生Fe2+，若A为正极，则A电极材料应该是活动性比Cu的导体，可以是石墨电极；B电极为负极，电极材料是Cu，溶液C为含有Fe3+的溶液，可以是FeCl3溶液；A电极为正极，发生还原反应；B电极为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+；1.6 g Cu的物质的量是n(Cu)=，由于Cu是+2价金属，因此电池工作过程中电子转移的物质的量为n(e-)=0.025 ml×2=0.05 ml；
（2）根据图示可知：a电极通入H2，失去电子发生氧化反应，所以a电极为负极，a电极反应式为：H2-2e-=2H+；b电极上通入O2，O2得到电子，发生还原反应，所以b电极为正极，正极上O2得到电子后与溶液中的H+结合形成H2O，故正极的电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O。
22．(1)
(2)D
(3)C
(4) 4:3
【详解】（1）实验室制取的化学方程式为：。
（2）图①表示氢气、氮气分子的旧化学键已经断裂，图②表示N、H原子在催化剂表面结合生成NH3，图③表示生成的NH3已经与催化剂分离，图④表示N2、H2被催化剂吸附，图⑤表示N2、H2还处于自由状态，为初始状态，因此符合在催化剂表面合成氨反应过程的顺序为：⑤④①②③，故选D。
（3）A．如在恒压条件下充入N2，会使反应体系的容积增大，反应物浓度减小，反应速率减小，A错误；
B．降低温度，反应速率减小，B错误；
C．使用合适催化剂，可以增大反应速率，C正确；
D．移出CO，将使CO浓度减小，反应速率减小，D错误；
故选C。
（4）该装置为燃料电池，A电极充入NH3，为负极，电极反应式为：。B电极充入NO2，为正极，电极反应式为：，根据电极反应式可知，相同温度和压强下，A、B两电极产生气体的体积比为4：3。