第四章 化学反应与电能测试题
一、选择题
1．下列说法正确的是
A．钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀
B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故能用原电池原理来减缓金属的腐蚀
C．钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的酸性不同，引起的负极反应不同
D．无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被还原
2．目前科学家发明了一种利用微生物进行脱硫、脱氮的原电池装置，其基本原理如图所示(图中隔膜为质子交换膜)。下列有关说法正确的是
A．a极的电极反应式为
B．H+从B室向A室迁移
C．电池工作时，线路中通过1mol电子，则在b极析出2.24LN2
D．若用该电池给铅蓄电池充电，应将b极连在正极上
3．“打赢蓝天保卫战”，近年来对大气污染防治的要求日益提高。二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制稀硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法错误的是
A．该电池放电时电子从电极经过外电路流到电极
B．电极附近发生的反应为
C．电极附近发生的反应为
D．相同条件下，放电过程中消耗的和的体积比为
4．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应是
5．下列化工生产原理不涉及氧化还原反应的是
A．溴的提取 B．氯碱工业 C．合成氨工业 D．海水晒盐
6．化学与生活密切相关，下列说法正确的是
A．氢能、生物质能是可再生的一次能源
B．电解氯化镁溶液可制备单质镁
C．K2FeO4可用于饮水的消毒净化
D．使用加酶洗衣粉时，温度越高效果越好
7．一种突破传统电池设计理念的镁 锑液态金属储能电池的工作原理如图所示，该电池所用液体密度不同，在重力作用下分三层，工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变。下列说法不正确的是
A．放电时，Mg(液)层的质量减小
B．放电时正极反应为Mg2+＋2e-=Mg
C．该电池充电时，Mg -Sb(液)层发生还原反应
D．该电池充电时，Cl－向中下层界面处移动
8．铝空气电池因成本低廉、安全性高，有广阔的开发应用前景。一种铝空气电池放电过程示意如图，下列说法正确的是
A．b极为负极，放电时发生氧化反应
B．电路中每转移4mol电子，消耗22.4L氧气
C．放电时OH-往b极迁移
D．该电池负极电极反应为：Al+4OH--3e-=AlO+2H2O
9．通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是
A．电极B为阳极，发生氧化反应
B．电极A的电极发应：
C．电解一段时间后溶液中浓度保持不变
D．转化为，转移的电子数为
10．下列反应不能用于原电池的是（ ）
A．Fe+CuSO4 = FeSO4+Cu B．CH4+2O2 CO2+2H2O
C．4Al+3O2+6H2O = 4Al(OH) 3 D．Fe2O3+6HCl= 2FeCl3+3H2O
11．用石墨电解电解硫酸铜溶液一段时间后，向所得溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3后，恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则电解过程中转移电子的物质的量为
A．0.3mol B．0.4mol C．0.6mol D．0.8mol
12．如图装置可用来监测空气中NO的含量。下列说法不正确的是
A．电子由Pt电极流出，经外电路流向NiO电极
B．Pt电极上发生还原反应
C．NiO电极的电极反应式为
D．每转移2mol电子，有1mol迁移到负极
13．在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属还原反应的是
A．原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应
B．原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应
C．原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应
D．原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应
14．一种钠离子电池的工作原理如图所示，放电时电池反应可表示为，下列说法正确的是
A．放电时，电能转化为化学能
B．放电时，Y极发生还原反应
C．充电时，X极电极反应式为
D．充电时，每转移1mol ，Y极质量减少23g
15．下列装置能构成原电池的是
A． B． C． D．
二、填空题
16．正负极的判断
(1)根据氧化还原反应原理：
负极：___________电子(化合价升高，发生氧化反应)
正极：___________电子(化合价降低，发生还原反应)
(2)根据电子/电流/离子流向：
电流：___________。
电子：___________。
离子：___________。
(3)根据金属活动性：一定要看电解质溶液！___________
(4)根据现象：一般来讲，___________为正极，___________为负极，氧气(空气)为正极，一般与电解质发生反应的为负极。
17．科学家用氮化镓材料与铜组装如图所示的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以和合成。该电池负极是_______，负极产物是_______，正极是_______，正极产物是_______。
18．I.根据电化学相关知识，回答问题：
(1)如甲图为电解精炼银的示意图，_____(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银。
(2)利用如乙图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。阳极电极反应式为______，电解过程中Li+向______(填“A”或“B”)电极迁移。
II.如图X是直流电源，c、d为石墨棒，e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。
(3)①b为电源的______极(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同)。
②Z池中e为______极。
③连接Y、Z池线路，电子流动的方向是d_____e(用“→”或“←”填空)。
(4)写出c极上反应的电极反应式：______。
19．电芬顿法是利用电化学法产生的和作为芬顿试剂的持续来源，两者产生后立即作用生成具有高度活性的羟基自由基，能使有机污染物得到降解，可达到高效的废水净化效果，其耦合系统原理示意图如图所示(乙池中电解质溶液为稀硫酸)。
请回答下列问题：
(1)工作时，将电能转化为化学能的装置是_______(填“甲”或“乙”)。
(2)b电极为_______(填“正极”、“负极”、“阳极”或“阴极”，下同)，X电极为_______。
(3)上述装置工作时，a电极发生的电极反应为_______，一段时间后，甲池中溶液的_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)Y电极发生的电极反应为_______，乙池生成具有高度活性的时的离子方程式为_______。
20．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
(1)C 中 Zn极的电极反应式为___________Fe 极附近溶液的 pH___________。
(2) B中总反应离子方程式为___________。 比较 A、B、C 中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是___________。
21．原电池是化学对人类的一项重大贡献。
(1)反应NaOH+HCl===NaCl+H2O，能否设计成原电池？____(填“能”或“否”)。
(2)依反应2Ag+ (aq)+Cu(s)===Cu2+ (aq)+2Ag(s)设计的原电池如图1所示。请回答下列问题：
①电极X的材料是_______；电解质溶液Y是_______溶液。
②银电极为电池的______极，发生的电极反应式为________；
③导线上转移0.2mol电子时，Cu片质量减轻______g。
(3)镍镉可充电电池，电极材料是Cd和NiO(OH)，电解质是氢氧化钾，电池总反应Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。请按要求完成下列问题。
①当电池放电时，该电池的负极反应为_______。此时，电池的负极周围溶液的pH会不断______(填“增大”或“减小”)。
②电池充电时，_____元素被氧化，此电极反应式可表示为______。
③电池放电时，当有3.6g水参加反应，电池中所转移的电子数目为____。
22．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。请根据题中提供的信息，填写空格。
(1)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为：___。当线路中转移0.4mol电子时，则被腐蚀铜的质量为：____g。(已知：铜的相对原子量是64)
(2)将铝片和铜片用导线相连，一组插入溶液氢氧化钠中，一组插入浓硝酸中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为____。
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片
(3)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：
该酸式氢氧燃料电池的负极电极反应式是____，正极电极反应式是____，电池工作一段时间后电解质溶液pH___(填“增大”“减小”或“不变”)。
三、元素或物质推断题
23．四种常见的短周期非金属元素在周期表中的相对位置如下所示，其中乙元素原子核外最外层电子数是其电子层数的3倍。
甲 乙
丙 丁
请用化学用语回答：
(1)丙在元素周期表中的位置是________________。
(2)丁单质的电子式是____________________。
(3)乙的两种常见单质分别是______ 、_______。
(4)甲、乙、丙、丁的气态氢化物水溶液显酸性的是________、___________。
(5)氢元素和乙组成的化合物中，既含有极性共价键又含有非极性共价键的是____________ （填化学式)。此化合物可将碱性工业废水中的CN－氧化为碳酸盐和氨，相应的离子方程式为______________。
(6)电解丙的饱和钠盐溶液的离子方程式为______________________。
(7)若甲的元素符号为X。已知：①X2（g)＋2O2（g)===X2O4（l) ΔH＝－19.5 kJ·mol－1；
②X2H4（l)＋O2（g)===X2（g)＋2H2O（g)ΔH＝－534.2 kJ·mol－1。
则液态X2H4和液态X2O4反应生成气态X2和气态H2O的热化学方程式为__________________________。
24．X、Y、Z三种短周期元素，其单质在常温下均为无色气体，它们的原子序数之和为16，在适当条件下三种单质两两直接化合，可发生如图所示变化。已知一个B分子中含有Z元素的原子个数比C分子中的Z元素的原子个数少一个。请回答下列问题：
(1)Y元素在周期表中的位置为_______。
(2)X的单质与Z的单质可制成新型的化学电源(KOH溶液作电解质溶液)，两个电极均由多孔碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电，则正极通入的物质名称是_______负极电极反应式为_______。
(3)X、Y、Z三种元素可组成一种强酸W，C在适当条件下被W溶液吸收生成一种盐。该盐水溶液pH_______7(填“大于”、“小于”或“等于”)
(4)试写出实验室制取C的化学方程式_______。
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．不锈钢和铝合金等耐腐蚀，所以合金也可能耐腐蚀，故A错误；
B．金属作原电池的正极被保护，所以可以用原电池原理来减缓金属的腐蚀，故B正确；
C．酸性较强时Fe主要发生析氢腐蚀，中性或弱酸性发生吸氧腐蚀，所以钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的酸性不同，引起的正极反应不同，故C错误；
D．金属被腐蚀实质是金属失电子，所以无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化，故D错误。
故选B。
2．D
【分析】从图中可以看出，在a电极，S2-转化为，S元素化合价升高，则a极为负极；b极转化为N2，N元素化合价降低，则b极为正极。
解析：A．由分析可知，a极为负极，S2-失电子产物与电解质反应生成，电极反应式为，A不正确；
B．原电池工作时，阳离子向正极移动，则H+从A室向B室迁移，B不正确；
C．电池工作时，b极发生反应2+10e-+12H+=N2+6H2O，线路中通过1mol电子，则在b极析出0.1molN2，由于温度、压强未知，所以气体的体积不一定是2.24L，C不正确；
D．b极为正极，若用该电池给铅蓄电池充电，应将b极连在铅蓄电池的正极上，D正确；
故选D。
3．C
【分析】根据图示，电极通入SO2失电子生成，则电极为负极，电极反应为，电极为正极，酸性条件下，通入的氧气得电子生成水，发生的反应为，据此分析解答。
解析：A．放电时，电子从负极流向正极，电极为负极，电极为正极，则该电池放电时电子从电极经过外电路流到电极，故A正确；
B．电极通入SO2，SO2在负极失电子生成，则电极反应为，故B正确；
C．酸性条件下，氧气得电子生成水，则电极附近发生的反应为，故C错误；
D．该电池的原理为二氧化硫与氧气的反应，即2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，所以放电过程中消耗的和的体积比为，故D正确；
答案选C。
4．B
解析：A．钢管与电源正极连接，钢管作阳极，铁失电子生成Fe2+，从而加快腐蚀，A不正确；
B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，钝化膜可阻止内部金属与浓硝酸进一步反应，从而保护内部金属不被腐蚀，B正确；
C．钢管与铜管露天堆放在一起时，二者与表面的水膜构成原电池，钢管作负极，从而加速腐蚀，C不正确；
D．钢铁发生吸氧腐蚀时，Fe作负极，Fe失电子生成Fe2+，则负极反应是，D不正确；
故选B。
5．D
解析：A．溴的提取涉及Br-→Br2，有元素化合价的变化，该过程中涉及到氧化还原反应，A项不符合题意；
B．氯碱工业即用惰性电极电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气、氢气，该反应中涉及到元素化合价的变化为氧化还原反应，B项不符合题意；
C．合成氨为，该反应涉及到元素化合价变化为氧化还原反应，C项不符合题意；
D．海水晒盐变化为NaCl(aq) →NaCl(s)为物理变化，不属于氧化还原反应，D项符合题意；
故选D。
6．C
解析：A．氢能原本自然界不存在，故属于二次能源，A错误；
B．电解氯化镁溶液，由于溶液中H+优先于Mg2+放电，故得不到Mg，B错误；
C．K2FeO4中Fe元素为+6价，具有强氧化性且无毒无害，可以用于饮用水杀菌消毒，C正确；
D．温度过高时，酶的活性会下降，去污效果变差，D错误；
故答案选C。
7．C
解析：A．由题图电流方向可知，放电时，Mg(液)层是负极，发生反应：Mg-2e-= Mg2+，Mg(液)层的质量减小，故A正确；
B．放电时，Mg-Sb(液)层是正极，正极反应式为Mg2+ +2e-=Mg，故B正确；
C．该电池充电时，Mg - Sb(液)层是阳极，发生氧化反应，故C错误；
D．该电池充电时，Mg - Sb(液)层是阳极，Cl-向阳极移动，故向下移动，故D正确；
故为C。
8．D
【分析】由题干图示信息可知，该铝-空气电池工作时，Al发生失电子的氧化反应生成NaAlO2，则a电极为负极，b电极为正极，负极反应为4OH-+Al-3e-=+2H2O，正极反应为O2+H2O+4e-=4OH-，放电时阴离子移向负极，阳离子移向正极，据此分析解题。
解析：A．由分析可知，b极为正极，放电时发生还原反应，A错误；
B．由分析可知，电路中每转移4mol电子，消耗1mol氧气，由于不一定是标准状况下，无法计算所需氧气的体积，B错误；
C．由分析可知，放电时阴离子移向负极，即OH-往负极a极迁移，C错误；
D．由分析可知，该电池负极电极反应为：Al+4OH--3e-=AlO+2H2O，D正确；
故答案为：D。
9．C
【分析】由图可知，该装置为电解池，电极A为与直流电源负极相连的阴极，酸性条件下，LiMn2O4在阴极得到电子发生还原反应生成锰离子，电极反应式为，电极B为阳极，水分子作用下，锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰和氢离子，电极反应式为2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，则电解的总反应方程式为。
解析：A．由分析可知，电极B为阳极，发生氧化反应，A正确；
B．由分析可知，电极A的电极反应：，B正确；
C．由分析可知，电解的总反应方程式为，反应生成了锰离子，溶液中锰离子浓度增大，C错误；
D．由分析可知，2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，，则转化为，转移的电子数为，D正确；
故选C。
10．D
解析：A．Fe+CuSO4 = FeSO4+Cu属于氧化还原反应，能用于原电池的的设计，A错误；
B．CH4+2O2 CO2+2H2O属于氧化还原反应，能用于原电池的的设计，B错误；
C．4Al+3O2+6H2O = 4Al(OH) 3属于氧化还原反应，能用于原电池的的设计，C错误；
D．Fe2O3+6HCl= 2FeCl3+3H2O不属于氧化还原反应，不能用于原电池的的设计，D正确；
故选D。
11．C
解析：电解硫酸铜溶液的反应方程式为：，加入0.1mol Cu2(OH)2CO3恢复到电解前的浓度，而0.1mol Cu2(OH)2CO3可以看成为0.2molCuO和0.1molH2O，因此电解过程中有0.2mol的硫酸铜和0.1mol的水被电解，故转移的电子的物质的量为：0.2×2＋0.1×2＝0.6mol，答案选C。
12．A
解析：A．根据图中信息氧离子向上迁移，根据“同性相吸”得到NiO电极为负极，Pt电极为正极，则电子由负极(NiO电极)流出，经外电路流向正极(Pt电极)，故A错误；
B．根据A选项分析Pt电极为正极，则Pt电极上发生还原反应，故B正确；
C．NiO电极为负极，则NiO电极的电极反应式为，故C正确；
D．根据分析，每转移2mol电子，有1mol迁移到负极，故D正确。
综上所述，答案为A。
13．B
解析：原电池正极和电解池阴极上得电子而发生还原反应，原电池负极和电解池阳极上失电子发生氧化反应；
答案选B。
14．C
【分析】由图可知，放电时，X电极为原电池的正极，钠离子作用下Na1 xFePO4在正极得到电子发生还原反应生成NaFePO4，电极反应式为Na1 xFePO4+xe—+xNa+=NaFePO4，Y电极为负极，NaxC在负极失去电子发生氧化反应生成钠离子和碳，电极反应式为NaxC—xe—=xNa++C，充电时，X极与直流电源的正极相连做阳极，Y电极做阴极。
解析：A．由分析可知，放电时，该装置为化学能转化为电能的原电池，故A错误；
B．由分析可知，Y电极为负极，NaxC在负极失去电子发生氧化反应生成钠离子和碳，故B错误；
C．由分析可知，充电时，X极与直流电源的正极相连做阳极，电极反应式为NaFePO4—xe—=Na1 xFePO4+xNa+，故C正确；
D．由分析可知，充电时，Y电极做阴极，电极反应式为xNa++C+xe—=NaxC，则每转移1mol电子，Y极质量增加23g，故D错误；
故选C。
15．B
【分析】构成原电池需具备以下条件：两个活性不同的电极；电解质溶液；形成闭合电路；存在能自动发生的氧化还原反应，据此分析判断。
解析：A．两电极均为Cu，不能构成原电池，A不符合题意；
B．Zn为负极，C为正极，电解质为稀硫酸，可发生自发进行的氧化还原反应，可以构成原电池，B符合题意；
C．没有构成闭合回路，不能构成原电池，C不符合题意；
D．酒精不是电解质，不能转移电子，不能构成原电池，D不符合题意；
故答案选B。
二、填空题
16．(1) 失 得
(2) 正极经导线流向负极 负极经导线流向正极，不能经过电解质溶液或熔融的电解质 阳离子流向正极，阴离子流向负极
(3)
(4) 增重/产生气体 减重
解析：（1）原电池中负极发生氧化反应，失去电子，所含元素化合价升高，正极上发生还原反应，得到电子，所含元素化合价降低，故答案为：失；得；
（2）原电池中电流是由正极经过导线流向负极，电流方向是正电荷定向移动的方向，电子带负电，其移动方向与电流方向相反，即电子由负极经过导线流向负极，电子不能经过电解质溶液或熔融的电解质，而电解质溶液或熔融的电解质属于内电路，内电路与外电路的电流方向相反，即其中离子的移动方向为阳离子流向正极，阴离子流向负极，故答案为：正极经导线流向负极；负极经导线流向正极，不能经过电解质溶液或熔融的电解质；阳离子流向正极，阴离子流向负极；
（3）根据金属活动性判断原电池正负极时一定要看电解质溶液，由于Al能与NaOH溶液反应，其他很多金属与NaOH溶液不反应，故若电解质溶液为NaOH溶液时，若有Al电极则为负极，其他电极为正极；由于Al、Fe在常温下遇到浓硝酸发生钝化阻止反应继续进行，故若电解质溶液为浓硝酸时，则Al或者Fe电极为正极，其他比Al、Fe更不活泼的电极作负极；若电解质溶液为稀盐酸、稀硫酸或盐溶液时，则一般是按照金属活动顺序为依据，更活泼的金属为负极，更不活泼的金属为正极，故可总结如下：，故答案为：；
（4）原电池负极上通常是金属电极本身失去电子，发生M-ne-=Mn+，正极一般为电解质中的阳离子得到电子生成金属单质或者H2，故一般来讲，电极上增重或者放出气体的一极为正极，电极质量减轻的一极为负极，氧气(空气)为正极，一般与电解质发生反应的为负极，故答案为：增重/产生气体；减重。
17．
解析：原电池中电子由负极流向正极，根据图中信息可知，电子由极流向极，故该电池的负极是；负极上水失电子产生氧气，故负极产物是；正极是，正极上二氧化碳得电子产生甲烷，故正极产物是。
18．(1)a
(2) 2Cl－－2e－=Cl2↑ B
(3) 负 阳 ←
(4)2Cl--2e-=Cl2↑
解析：（1）电解精炼银与电解精炼铜原理相似。电解精炼银装置中，含有杂质的粗银作阳极，电解池的阳极与电源的正极相连，则该装置中a极为杂质的粗银，故答案为a；
（2）根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B区产生H2，电极反应式为2H++2e－=H2↑，剩余OH－与Li+结合生成LiOH，所以B极区电解液为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极为阳极，阳极区电解液为LiCl溶液，电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，电解过程中Li+向B电极迁移，故答案为：2Cl－－2e－=Cl2↑；B；
（3）接通电路后发现d附近显红色，则d附近生成氢氧根，则d为电解池的阴极，所以b为电源的负极；Z烧杯中e与d相连，d电极为电解池的阴极，则e为阳极，电子流动的方向从e到d，故答案为：负极；阳；←；
（4）c电极与电源正极相连，则c电极为阳极，氯离子在c电极失去电子被氧化成氯气，故其反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；
19．(1)乙
(2) 正极 阳极
(3) 增大
(4)
【分析】分析可知，甲装置是原电池，乙装置是电解池，其中甲中充燃料的一极为负极，充氧气一极为正极，则乙池中X电极为阳极，Y电极为阴极。
解析：（1）由分析知，甲为燃料电池，化学能转化为电能；乙为电解池，电能转化为化学能，故为：乙；
（2）由分析知，甲为燃料电池，通入燃料的a电极为负极，通入氧气的b电极为正极，则乙为电解池， X电极为阳极，Y为阴极，故为：正极；阳极。
（3）甲为燃料电池，正极：O2+4e-+4H+=2H2O，则负极：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，总反应式：2CH3OH+3O2=2CO2↑+4H2O，一段时间后，甲池中溶液成c(H+)减小，pH增大，故为：；增大；
（4）在Y电极上O2得电子生成H2O2，根据电子守恒、元素守恒可得电极反应式为，乙池中生成经羟基自由基的反应为：，故为：；。
20． Zn - 2e- = Zn2+ 增大 Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑ B > A > C
【分析】根据B中形成Sn Fe原电池，Fe比Sn活泼，则Sn为正极发生还原反应；根据C中形成Zn Fe原电池，总反应为Zn+2H+=Zn2++H2↑，电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率，金属做原电池正极时得到保护，据此解答。
解析：(1)C中锌比铁活泼，锌为原电池负极，被腐蚀，负极电极反应式为Zn 2e =Zn2+，Fe为原电池的正极，发生反应：2H++2e =H2↑，Fe附近的溶液中氢离子浓度减小，pH值增大，故答案为：Zn 2e =Zn2+；增大；
(2)B中形成Sn Fe原电池，Fe比Sn活泼，Fe为负极，Sn为正极，总反应为：Fe+2H+=Fe2++H2↑；A发生化学腐蚀，B发生电化学腐蚀，C锌比铁活泼，铁做原电池的正极而被保护，电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率，所以A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是B>A>C；
故答案为：Fe+2H+=Fe2++H2↑；B>A>C。
21． 否 Cu AgNO3溶液 正 Ag++e-=Ag 6.4 Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 减小 Ni 2Ni(OH)2-2e-+2OH-=2NiO(OH)+2H2O 0.2NA
解析：(1)原电池反应必须是自发进行的氧化还原反应，该反应是酸碱的中和反应，不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，故为：否；
(2)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，应为原电池负极，所以X的材料是Cu，Ag+在正极得到电子被还原，电解质溶液为AgNO3溶液，故为：Cu；AgNO3；
②Cu为原电池负极， Ag的活泼性比Cu弱，所以银电极为电池的正极，Ag+在正极得到电子发生还原反应，电极反应式为Ag++e-=Ag，故为：正；Ag++e-=Ag；
③负极反应为Cu-2e-=Cu2+，导线上转移0.2mol电子时，负极上消耗的Cu的物质的量为0.1mol，Cu片减轻的质量=0.1mol×64g/mol=6.4g，故为：6.4；
(3)①该电池负极材料为Cd，电解质溶液为氢氧化钾，放电时C失去电子发生氧化反应，电极反应式为Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2，负极发生反应时消耗OH-，使附近溶液的碱性减弱，pH会不断减小，故为：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2；减小；
②由原电池的总反应减去负极反应得到正极反应为2NiO(OH)+2H2O+2e-= 2Ni(OH)2+2OH-，充电时阳极反应与放电时正极反应恰好相反，所以充电时阳极反应为2Ni(OH)2-2e-+2OH-=2NiO(OH)+2H2O，Ni元素发生氧化，故为：Ni；2Ni(OH)2-2e-+2OH-=2NiO(OH)+2H2O；
③电池放电时，根据电池反应有关系式2H2O～2e-，当有3.6g即0.2mol水参加反应时转移电子数目为0.2NA，故为：0.2NA。
22． Cu 12.8 A H2-2e-=2H+ O2+4e-+4H+=2H2O 增大
解析：(1)该电池反应中铜失去电子发生氧化反应，做负极，当线路中转移2mol电子时腐蚀1molCu，当线路中转移0.4mol电子时，腐蚀的铜为0.2mol，质量为0.2mol×64g/mol=12.8g；
(2)插入氢氧化钠溶液中，金属铜和氢氧化钠溶液不反应，铝和氢氧化钠溶液发生自发的氧化还原反应，此时金属铝做负极，铜做正极；插入浓硝酸溶液中，金属铝会钝化，金属铜和浓硝酸之间发生自发的氧化还原反应，此时金属铜做负极，金属铝做正极；故选A；
(3) 氢氧燃料电池中通入氢气的一极发生氧化反应，为负极，电极反应为H2-2e-=2H+；通入氧气的一极发生还原反应，为正极，电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O；根据正负极反应可知总反应为O2+2H2=2H2O，电池工作一段时间后，生成水，使溶液的体积增大，则硫酸的浓度减小，酸性减弱，pH增大。
三、元素或物质推断题
23．(1)第三周期 ⅥA族
(2)
(3) O2 O3
(4) H2S HCl
(5) H2O2 H2O2＋CN－＋OH－===CO32-＋NH3
(6)2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－
(7)2N2H4（l)＋N2O4（l)=3N2（g)＋4H2O（g)ΔH＝－1048.9 kJ·mol－1
【分析】根据四种元素在周期表中的位置及都是短周期元素，所以乙是第二周期元素，最外层电子数是6，则乙是O元素，则甲是N元素，丙是S元素，丁是Cl元素
解析：（1）丙在元素周期表中的位置是第三周期 ⅥA族；故为：第三周期 ⅥA族；
（2）氯气的分子中Cl原子之间形成1对共用电子对，所以其电子式是；
（3）O元素的单质有氧气和臭氧两种，故为：O2、O3；
（4）甲、乙、丙、丁的气态氢化物水溶液显酸性的是S与Cl的氢化物，O的氢化物为水，N的氢化物为氨气，其水溶液为碱性，所以S、Cl的氢化物的化学式是H2S、HCl；故为：H2S；HCl；
（5）H与O元素形成的既含有极性共价键又含有非极性共价键的化合物是H2O2，具有氧化性，碱性条件下可以氧化CN-为碳酸盐和氨，C元素的化合价升高，N元素的化合价未变化，离子方程式是H2O2＋CN－＋OH－===CO32-＋NH3；故为：H2O2；H2O2＋CN－＋OH－===CO32-＋NH3；
（6）电解饱和食盐水生成氯气、氢气、氢氧化钠，离子方程式是2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－；
（7）甲为N元素，根据盖斯定律，将已知热化学方程式中的氧气消去得到2②-①，则液态X2H4和液态X2O4反应生成气态X2和气态H2O的热化学方程式为2N2H4（l)＋N2O4（l)===3N2（g)＋4H2O（g) ΔH＝－1048.9 kJ·mol－1。
24．(1)第二周期VA族
(2) 氧气 H2＋2OH 2e ＝2H2O
(3)小于
(4)
解析：短周期中形成无色气体单质的只有H2、N2、O2（稀有气体除外），三种元素的质子数之和为16，三种单质相互化合可以得到NO、H2O、NH3，且一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少1个，则B为H2O、C为NH3、Z为氢，由转化关系可知，故A为NO，X为氧，Y为氮，据此解答。
（1）Y为氮元素，是7号元素，位于周期表中第二周期VA族；
故答案为：第二周期VA族；
（2）X的单质为氧气与Z的单质为氢气，形成原电池反应负极上是氢气失电子发生氧化反应在碱溶液中生成水，正极是氧气得到电子生成氢氧根离子，负极电极反应为H2＋2OH 2e ＝2H2O；
故答案为：氧气，H2＋2OH 2e ＝2H2O；
（3）X、Y、Z三种元素可组成一种强酸W为HNO3，C为NH3在适当条件下被W为HNO3溶液吸收生成一种盐为NH4NO3，溶液中铵根离子水解溶液显酸性，溶液pH＜7；
故答案为：小于；
（4）实验室制取氨气的反应为氢氧化钙和氯化铵加热反应生成氯化钙、氨气和水，反应的化学方程式为；
故答案为：。
