4.1 原电池 课后练习
一、单选题
1．科技改变生活，下列说法正确的是（ ）
A．冬奥会使用的“被动房”利用太阳能和地热能供能，太阳能电池板的主要材料是二氧化硅
B．天宫课堂“乙酸钠过饱和溶液”结晶形成热冰现象，属于吸热反应
C．“嫦娥五号”使用的太阳能电池阵和锂离子电池组，均可将化学能转变成电能
D．被称为“冰丝带”的国家速滑馆采用二氧化碳超临界制冰技术，比传统制冷剂氟利昂更加环保
2．暖贴内部含有铁粉、活性炭、食盐、木粉的混合物，可与空气氧气和水蒸气作用放热，从而达到取暖的效果，见题图。下列说法正确的是（ ）
A．暖贴工作时活性炭被消耗
B．暖贴工作时电能转化为化学能再转化为热能
C．铁作负极，其电极反应式：
D．暖贴短时间产生较多的热是因为原电池的形成加快反应速率
3．锌铜原电池装置如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．电流从锌片流向铜片
B．锌电极的反应式：Zn 2e－=Zn2＋
C．铜片作负极
D．盐桥的作用是传递电子
4．下图1所示的原电池中，随着放电的进行，下列选项(作纵坐标)中满足图2中曲线关系的是（ ）
A．正极质量 B．负极质量
C．溶液质量 D．转移的电子数
5．下列关于化学电源的叙述错误的是（ ）
A．普通锌锰干电池中碳棒为正极
B．铅蓄电池中覆盖着PbO2的电极板是负极板
C．氢氧燃料电池的正极是通入氧气的那一极
D．碱性锌锰干电池的比能量和储存时间比普通锌锰干电池高
6．某鱼雷采用Al-AgO动力电池，以溶解有氢氧化钾的流动海水为电解液，电池反应为：2Al+3AgO+2KOH=3Ag+2KAlO2+H2O，下列说法错误的是（ ）
A．AgO为电池的正极 B．Al在电池反应中被氧化
C．电子由AgO极经外电路流向Al极 D．溶液中的OH-向Al极迁移
7．在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现，铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式：2Fe＋2H2O＋O2=2Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图。
下列说法正确的是（ ）
A．铁片发生还原反应而被腐蚀
B．铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域
C．铁片腐蚀中负极发生的电极反应：2H2O＋O2＋4e－=4OH－
D．铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀
8．锌-空气二次电池在柔性能源方面应用较多，是各类新能源电池中备受关注的储能设备之一。一种强碱性锌-空气电池工作示意图如下。下列说法正确的是（ ）
A．电流从Zn电极流出
B．OH-向气体扩散电极移动
C．隔膜应选择化学性质活泼的氢氧根离子选择性膜
D．负极区的反应为：Zn-2e-+4OH-=，=ZnO+2OH-+H2O
9．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
10．摩拜单车利用车篮处的太阳能电池板向智能锁中的锂离子电池充电，电池反应原理为：LiCoO2+6C Li1-xCoO2+LixC6。示意图如右。下列说法正确的是（ ）
A．充电时，阳极的电极反应式为 Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2
B．该装置工作时涉及到的能量形式有3种
C．充电时锂离子由右向左移动
D．放电时，正极质量增加
11．2019年诺贝尔化学奖授予在锂电池发展上做出贡献的三位科学家。某可连续工作的液流锂离子储能电池放电时工作原理如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．放电时，Li电极发生了还原反应
B．放电时，Ti电极发生的电极方程式为：Fe2+-e-=Fe3+
C．放电时，储罐中发生反应： +2Fe2+=2Fe3++2
D．Li+选择性透过膜可以通过Li+和H2O
12．乙硼烷(B2H6)碱性燃料电池是一种新型电池,具有能量转化效率高、无污染等优点,其结构示意图如图所示。下列说法中不正确的是（ ）
A．正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-
B．电池工作时,Na+通过阳离子交换膜向右移动
C．转移6mol电子理论上消耗乙硼烷的质量为14g
D．消耗1molB2H6时负极参与反应的n(OH-)为12mol
13．HCOOH燃料电池的装置如图所示，两电极区间用允许K+、H+通过的离子交换膜隔开。则下列说法错误的是（ ）
A．放电过程中需补充的物质X应为H2SO4
B．通入O2时发生反应4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
C．放电时K+由右向左通过离子交换膜
D．放电时负极的电极反应式为：HCOO-+2OH--2e-=+H2O
14．锂-铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀―现象产生电能，其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH ，下列说法不正确的是（ ）
A．放电时，正极的电极反应式为O2+2H2O+4e =4OH
B．放电时，Li+透过固体电解质向右移动
C．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O
D．整个反应过程中，氧化剂为O2
15．某储能电池的原理如图所示，溶液中c(H+)=2.0 mol·L-1，阴离子为SO42-，a、b均为惰性电极，充电过程中左槽溶液颜色由蓝色变为黄色。下列叙述不正确的是（ ）
A．当右槽溶液颜色由绿色变为紫色时，电极b为负极
B．当右槽溶液颜色由紫色变为绿色时，电池能量转化形式为：化学能→电能
C．充电过程中，a极的反应式为：VO2+-e-+H2O = VO2++2H+
D．放电过程中，H+从右槽迁移进入左槽
16．在理论上可用于设计原电池的化学反应是 （ ）
A．2Al(s)十2NaOH(aq)+2H2O(1)＝2NaAlO2(ag)+3H2(g)；△H <0
B．Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)＝BaCl2(aq)+2NH3·H2O(aq)+8H2O(1)；△H >0
C．CaC2(s)+2H2O(1)→Ca(OH)2(s)+C2H2(g)；△H <0
D．FeCl3(aq)十3H2O(1) Fe(OH)3(s)+3HCl(aq)；△H >0
二、综合题
17．如图装置所示，是用氢氧燃料电池乙进行的某电解实验：
（1）在电池乙工作时：
若所用电解质可以传递，则电子由 极流出，向 极移动．填“”或“”
极上的电极反应式为：
外电路中，每转移电子，在极消耗 的标准状况下．
（2）若电解池甲中、都是惰性电极，电解液是滴有酚酞的饱和溶液，则工作时：极上的电极反应式是
在极附近观察到的现象是 __
电极上将逸出的气体产物是 对应的电极反应式为
若甲中其它条件均不变，只将电极换成铁棒，可以制取 沉淀填化学式．
18．CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：
（1）CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13，CO2主要转化为 （写离子符号）；若所得溶液c(HCO3 )∶c(CO32 )=2∶1，溶液pH= 。（室温下，H2CO3的K1=4×10 7；K2=5×10 11）
（2）CO2与CH4经催化重整，制得合成气：
CH4(g)+ CO2(g) 2CO (g)+ 2H2(g)
①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键 C—H C=O H—H C O(CO)
键能/kJ·mol 1 413 745 436 1075
则该反应的ΔH= 。分别在VL恒温密闭容器A（恒容）、B（恒压，容积可变）中，加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是 （填“A” 或“B ”）。
②按一定体积比加入CH4和CO2，在恒压下发生反应，温度对CO和H2产率的影响如图3所示。此反应优选温度为900℃的原因是 。
（3）O2辅助的Al～CO2电池工作原理如图4所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式： 。
电池的正极反应式：6O2+6e =6O2
6CO2+6O2 =3C2O42
反应过程中O2的作用是 。
该电池的总反应式： 。
19．图1是铜锌原电池示意图。
（1）该装置中的能量转化方式是 能转化为电能。
（2）铜棒为 极(填“正”或“负”)，该极上发生 反应；负极反应式为： 。
（3）图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴可以表示___________。
A．锌棒的质量 B．c(Zn2＋) C．c(H＋) D．c(SO )
20．如图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，回答下列问题
（1）a电极为 极，b电极为 极
（2）写出该电池的电极反应：负极： 正极：
21．环氧乙烷(，别称EO)是重要的杀菌剂和工业合成原料。回答下列问题：
（1）(一)乙烯直接氧化法：
反应Ⅰ：(g)
反应Ⅱ：
乙烯与在a、b两种催化剂作用下发生反应，催化剂的催化活性(用EO%衡量)及生成EO的选择性(用EO选择性%表示)与温度(T)的变化曲线如图一所示。
①依据图给信息，选择制备环氧乙烷的适宜条件为 。
②M点后曲线下降的原因为 。
③下列说法正确的有 (填标号)。
A．催化剂的选择性越高，其达到最高反应活性所需的温度越高
B．催化剂的催化活性与温度成正比
C．不同催化剂达到最高活性时的温度不同
（2）设为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以。反应Ⅰ、Ⅱ对应的随(温度的倒数)的变化如图二所示。
① 0(填“>”或“＜”)。
②在T℃的恒温、恒容密闭容器中，按体积分数充入反应混合气体：乙烯30%、氧气7%，其余混合气63%(致稳气)，发生反应Ⅰ(忽略反应Ⅱ)。平衡时体系压强为2000kPa，乙烯的转化率为，则T℃下反应Ⅰ的相对压力平衡常数 。
（3）(二)电化学合成法
科学家利用、水合成环氧乙烷，有利于实现碳中和。总反应为：，该过程在两个独立的电解槽中实现，装置如图三所示，在电解槽2中利用氯离子介导制备环氧乙烷，内部结构如图四所示。
①电解槽1中阴极的电极反应式为 。
②图四虚线框中发生的反应为：、 、。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】A．建设使用了太阳能和地热能供能的“被动房”，太阳能电池板的主要材料是晶体硅，A项不符合题意；
B．乙酸钠过饱和溶液”结晶形成热冰现象，属于放热反应，B项不符合题意；
C．太阳能电池阵是将太阳能转变成电能的装置，C项不符合题意；
D．氟利昂会破坏臭氧层，导致臭氧层空洞的环境问题，被称为“冰丝带”的国家速滑馆采用二氧化碳超临界制冰技术，比传统制冷剂氟利昂更加环保，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】A. 太阳能电池板的主要材料是单质硅；
B. 结晶形成热冰放热；
C. 太阳能电池阵将太阳能转化为电能；
D.氟利昂会破坏臭氧层，采用二氧化碳超临界制冰技术更环保。
2．【答案】D
【解析】【解答】A．由分析可知，暖贴工作时，铁做负极被消耗，活性炭做正极不被消耗，故A不符合题意；
B．由分析可知，暖贴工作时，化学能转化为电能，电能再转化为热能，故B不符合题意；
C．由分析可知，暖贴工作时，铁、碳在氯化钠溶液中构成原电池，铁做负极失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe—2e—=Fe2+，故C不符合题意；
D．由分析可知，暖贴的工作原理实际上是铁发生吸氧腐蚀，工作时，铁、碳在氯化钠溶液中构成原电池，原电池反应加快反应速率使暖贴短时间产生较多的热，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】该原电池负极为铁粉，正极为碳，电解质溶液为氯化钠溶液，将化学能转化为电能能，然后电能转化为热能，实现加热的目的。
3．【答案】B
【解析】【解答】A. 原电池中，电流从正极流向负极，从铜片流向锌片，A不符合题意；
B. Zn作负极，失电子，发生氧化反应，锌电极的反应式：Zn-2e-=Zn2+，B符合题意；
C. 较为活泼的金属作负极，锌作负极，铜作正极，C不符合题意；
D. 盐桥的作用是传递离子，电子不能通过溶液，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】锌铜原电池中Zn作负极，失电子，发生氧化反应，盐桥的作用是传递离子。
4．【答案】A
【解析】【解答】该装置中铁做原电池的负极，铜为原电池的正极，铁溶解，质量减小，铜电极上是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，铜电极质量不变，溶液的质量增大，所以随着放电的进行保持不变的为正极的质量，
故答案为：A。
【分析】电化学装置，先判断电极名称。正负极的判断方法：1、活泼金属作负极，相对不活泼的金属作正极。2、负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应。3、溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极。4、一般来说，质量减轻的负极，质量增重的为正极，或有气体产生的为正极。
5．【答案】B
【解析】【解答】解：A．普通锌锰干电池中锌为负极，发生氧化反应，碳棒为正极，发生还原反应，故A正确；
B．铅蓄电池中覆盖着PbO2的电极板为正极，发生还原反应，铅为负极，故B错误；
C．氢氧燃料电池的正极通入氧气，发生还原反应，负极通入氢气，发生氧化反应，故C正确；
D．普通干电池电解质为酸性，易被腐蚀，而碱性锌锰干电池与普通干电池比较更加耐用，性能较好，故D正确．
故选B．
【分析】A．普通锌锰干电池中锌为负极，碳棒为正极；
B．铅蓄电池中覆盖着PbO2的电极板为正极；
C．氢氧燃料电池的正极通入氧气；
D．碱性锌锰干电池与普通干电池比较，性能高，使用时间长．
6．【答案】C
【解析】【解答】A、根据原电池工作原理，化合价升高，失电子的作负极，即铝单质作负极，则AgO作电池的正极，A不符合题意；
B、根据电池总反应，铝的化合价升高，被氧化，B不符合题意；
C、根据原电池工作原理，外电路电子从负极流向正极，由铝流向氧化银，C符合题意；
D、根据原电池工作原理，阳离子移向正极，阴离子移向负极，即OH－移向铝极，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】2Al+3Ag2O+2KOH═6Ag+2KAlO2+H2O中Al失去电子化合价升高被氧化作负极，Ag2O得到电子化合价降低被还原作正极，电子经过外电路由负极移向正极，在溶液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极，以此来解答。
7．【答案】D
【解析】【解答】A、铁作负极，发生失电子的氧化反应，选项A不符合题意；
B、铁片负极腐蚀最严重，由于离子的移动，在正极区域生成铁锈最多，选项B不符合题意；
C、铁作负极，发生失电子的氧化反应，即Fe-2e-=Fe2+，选项C不符合题意；
D、在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀，铁作负极，碳作正极，选项D符合题意。
故答案为：D。
【分析】在原电池中，负极失去电子，发生氧化反应，正极得到电子，发生还原反应。溶液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极。
8．【答案】D
【解析】【解答】A．根据上述分析，Zn电极为负极，气体扩散电极为正极，电流从正极流向负极，因此电流从气体扩散电极流出，故A不符合题意；
B．根据原电池工作原理，OH-向负极移动，即向Zn电极移动，故B不符合题意；
C．根据装置图，负极反应式为Zn-2e-+4OH-=
，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，交换膜应为氢氧根离子交换膜，但不能为为化学性质活泼，如果隔膜为选择化学性质活泼的氢氧根离子选择性膜，该装置原理不是锌－空气电池，故C不符合题意；
D．根据装置图，负极反应式Zn-2e-+4OH-=
，
在分解成ZnO，离子方程式为
=ZnO+2OH-+H2O，故D符合题意；
故答案为D。
【分析】根据图示，锌为负极，另外一电极为正极，电子由锌移向气体，氢氧根向负极移动，中间的膜为氢氧根离子移动，结合生成物即可写出电极式，结合选项进行判断
9．【答案】C
【解析】【解答】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不符合题意；
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不符合题意；
C．由①②③可推出金属活动性：d＞a＞b＞c，C符合题意；
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不符合题意；
故答案为：C。
【分析】原电池的角度进行分析，活泼金属作为负极，负极质量减少，正极质量增加或者生产气体，电子由负极经过导线流向正极，电流由正极经过导线流向负极。
10．【答案】D
【解析】【解答】A.该锂离子电池反应原理为：LiCoO2+6C Li1-xCoO2+LixC6，则充电时，阳极发生失电子的氧化反应，电极反应式为：LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+，故A不符合题意；
B.锂离子电池工作时，化学能转化为电能，涉及到2种能量形式之间的转化，故B不符合题意；
C.充电时，阳极生成Li+，Li+向阴极(C极)移动，如图所示右边为C极，所以充电时锂离子由左向右移动，故C不符合题意；
D.放电时，正极发生得电子还原反应，电极反应式为：Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2，所以正极质量增加，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】本题综合考查锂离子电池反应原理，LiCoO2+6C Li1-xCoO2+LixC6，充电时，阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生还原反应；放电时，正极发生得电子还原反应；负极发生失电子的氧化反应；
11．【答案】C
【解析】【解答】A．Li是活泼金属，放电时Li失去电子生成Li+，发生了氧化反应，故A不符合题意；
B．液流锂离子储能电池中，Ti电极为正极，正极上Fe3+得电子生成Fe2+，电极反应式为Fe3++e-═Fe2+，故B不符合题意；
C．储罐中的(NH4)2S2O8具有强氧化性，能氧化Fe2+生成Fe3+，反应为 +2Fe2+═2Fe3++2 ，故C符合题意；
D．Li+选择性透过膜可以通过Li+，但不能通过H2O，否则Li是活泼金属，能与水反应而损耗，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】 液流锂离子储能电池工作时，Li失去电子生成Li+，作负极，电极反应式为Li-e-=Li+，Ti电极作正极，正极上Fe3+得电子生成Fe2+，电极反应为Fe3++e-═Fe2+；原电池工作时，阳离子Li+由负极Li通过Li+选择透过性膜移向正极Ti，储罐中的(NH4)2S2O8具有强氧化性，将Fe2+氧化成Fe3+，反应为 +2Fe2+═2Fe3++2 ，以使氧化剂Fe3+循环使用。
12．【答案】D
【解析】【解答】A项，碱性电解质溶液，氧气得电子生成OH-，正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故A不符合题意；
B项，原电池工作时，阳离子向正极移动，所以Na+通过阳离子交换膜向右移动，故B不符合题意；
C项，由图可知B2H6转化为BO2-，根据电子守恒和电荷守恒可得，该极电极反应式为：B2H6-12e-+14OH-=2BO2-+10H2O，所以转移6mol电子理论上消耗0.5molB2H6，其质量为14g，故C不符合题意，
D项，由上述分析，耗1molB2H6时负极参与反应的n(OH-)为14mol，故D符合题意。
故答案选D。
【分析】KOH作为电解质溶液，常用：负极消耗，正极产生，直接解答电极式；
A、正极产生OH-，涉及到O2和H2O反应；
B、阳离子交换膜，阳离子可以通过，阴离子通不过；Na+可以通过；
C、B2H6转化为BO2-，电子守恒规律解答；
D、根据负极反应方程式解答；
13．【答案】C
【解析】【解答】A．在正极一端发生的反应为：O2+4Fe2++4H+=4Fe3++2H2O，需要消耗H+，且排出K2SO4，可推出需要补充的物质A为H2SO4，A不符合题意；
B．通入O2的电极为正极，正极的电极反应式为：O2+4Fe2++4H+=4Fe3++2H2O，B不符合题意；
C．根据图示，该燃料电池加入HCOOH的一端为负极，通入O2的一端为正极，因此放电时K+向正极移动，即向右移动，C符合题意；
D．根据图示可知负极的电极反应式为：HCOO- -2e-+2OH-=+H2O，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】燃料电池中，通入燃料的一极为负极，负极发生氧化反应，电极反应式为HCOO- -2e-+2OH-=+H2O，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，正极反应式为O2+4Fe2++4H+=4Fe3++2H2O，原电池工作时，阳离子向正极移动。
14．【答案】A
【解析】【解答】A．根据电池反应式知，正极反应式为Cu2O+H2O+2e =Cu+2OH ，故A符合题意；
B．根据图示及电池反应，Cu2O为正极，Li为负极；放电时，阳离子向正极移动，则Li+透过固体电解质向Cu2O极移动，故B不符合题意；
C．放电过程为2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH ，可知通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，故C不符合题意；
D．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，放电时Cu2O转化为Cu，则整个反应过程中，铜相当于催化剂，氧化剂为O2，故D不符合题意；
故答案为：A
【分析】关于原电池的题目，核心在于判断正负极，掌握正向正、负向负的电荷移动原理，结合核心产物与溶液环境，书写电极反应式，根据电极反应式进行计算。
15．【答案】A
【解析】【解答】
A.右侧由绿色变为紫色，化合价降低，是电解池，故A符合题意；
B.右侧由紫色变为绿色时是原电池，是将化学能转化为电能；故B不符合题意；
C.充电过程中，a极正极，发生的反应为 VO2+-e-+H2O = VO2++2H+ ；故C不符合题意；
D.放电时，阳离子向正极移动，氢离子向左侧移动，故D不符合题意；
故答案为：A
【分析】充电时由蓝色变为黄色，VO2+变为VO2+，化合价升高，被氧化，因此左侧为阳极区域，a为阳极，b为阴极；放电时，a为正极，b为负极；结合选项判断即可。
16．【答案】A
【解析】【解答】解：A、反应是放热反应，是氧化还原反应，能设计成原电池，A符合题意；
B、属于复分解反应，是吸热反应，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，B不符合题意；
C、属于复分解反应，是吸热反应，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，C不符合题意；
D、属于复分解反应，是吸热反应，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】A. 氧化还原反应判断、热晗与吸热、放热反应类型的判断 B. 氧化还原反应判断、C. 热晗与吸热、放热反应类型的判断D.氧化还原反应判断、
17．【答案】（1）a；b；；1.12
（2）；溶液变红；Cl2；；Fe(OH)2
【解析】【解答】（1） ①通入氢气的一端为负极，通入氧气的一端为正极，电子由负极流向正极，因此由a转移向b，阳离子移向正极，即移向b电子；
②结合题干可以知道，b电子氧气进入，水流出，即电极反应式为 ；
③a极的电极反应式为，因此每转移0.1mol电子，消耗的氧气为0.05mol，结合公式n=V/Vm，可以知道氢气的体积为1.12L；
（2）①X为阴极，溶液中的阳离子有氢离子和钠离子，氢离子优先放电，为，由于氢离子浓度减小，因此pH增大，碱性变强，酚酞溶液变为红色；
②Y电极为阳极，溶液中的阴离子有氯离子和氢氧根离子，氯离子优先放电，生成氯气，电极反应式为 ；
③Y电极为铁棒时，优先放电，此时铁失去电子形成亚铁离子，结合氢氧根离子生成氢氧化亚铁。
【分析】（1）①电子由负极流向正极，阳离子移向正极；
②氧气在正极通入，得到电子，和氢离子反应生成水；
③结合化合价变化以及n=V/Vm判断；
（2）①氢离子得到电子生成氢气；
②氯离子失去电子生成氯气；
③铁失去电子生成亚铁离子，结合氢氧根离子生成氢氧化亚铁。
18．【答案】（1）CO32-；10
（2）+120 kJ·mol-1；B；900 ℃时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低。
（3）Al–3e–=Al3+（或2Al–6e–=2Al3+）；催化剂；2Al+6CO2=Al2(C2O4)3
【解析】【解答】解：（1）CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13，因为得到溶液的碱性较强，所以CO2主要转化为碳酸根离子（CO32-）。若所得溶液c(HCO3 )∶c(CO32 )=2∶1，则根据第二步电离平衡常数K2= =5×10 11 ， 所以氢离子浓度为1×10-10mol/L，pH=10。（2）①化学反应的焓变应该等于反应物键能减去生成物的键能，所以焓变为(4×413+2×745)－(2×1075+2×436)= +120 kJ·mol-1。初始时容器A、B的压强相等，A容器恒容，随着反应的进行压强逐渐增大（气体物质的量增加）；B容器恒压，压强不变；所以达平衡时压强一定是A中大，B中小，此反应压强减小平衡正向移动，所以B的反应平衡更靠右，反应的更多，吸热也更多。
②根据图3得到，900℃时反应产率已经比较高，温度再升高，反应产率的增大并不明显，而生产中的能耗和成本明显增大，经济效益会下降，所以选择900℃为反应最佳温度。（3）明显电池的负极为Al，所以反应一定是Al失电子，该电解质为氯化铝离子液体，所以Al失电子应转化为Al3+ ， 方程式为：Al–3e–=Al3+（或2Al–6e–=2Al3+）。根据电池的正极反应，氧气再第一步被消耗，又在第二步生成，所以氧气为正极反应的催化剂。将方程式加和得到，总反应为：2Al+6CO2=Al2(C2O4)3。
【分析】该题考查电离和水解知识点、电离常数及pH的计算、热化学方程式的书写及ΔH的计算、化学平衡的影响因素、原电池的构成、原电池的正负极的判断及电极方程式的书写；应重点掌握以下知识点：①多元弱酸盐的水溶液呈碱性，水解程度受溶液PH影响较大，酸性较强时促进水解、碱性较强时抑制水解；②化学反应的吸热放热与化学键的键能有关，断裂键吸收能量而形成键放出能量，通过放出的能量和吸收的能量来判断放热吸热情况；③影响化学平衡的因素有压强、浓度等，压强增大向着体积减小的方向移动，减小压强向着体积增大的方向移动；④原电池的构成条件：两个电极、电解质溶液、形成闭合回路、自发发生氧化还原反应，化合价升高（或失去电子）的作负极、化合价降低（或得到电子）的作正极；⑤催化剂：本身不参加化学反应，只起到加快化学反应速率的作用
19．【答案】（1）化学
（2）正极；还原反应；Zn-2e- = Zn2+
（3）A；C
【解析】【解答】(1)该装置是原电池，故能量转化方式是化学能转化为电能；
(2)原电池总反应为锌和稀硫酸的反应，铜不活泼，铜棒为正极，氢离子在铜上得到电子，发生2H++2e-=H2 ，故该极上发生还原反应；锌比铜活泼，锌作负极，负极反应式为：Zn-2e- = Zn2+；
(3)图2中，当x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，随着x的增大，
A. 据电极反应式Zn-2e- = Zn2+知：溶解锌棒的质量随流入正极的电子的物质的量而增大，故锌棒的质量减小，A选；
B. c(Zn2＋)随着流入正极的电子的物质的量增大，B不选；
C .正极反应式为：2H++2e-=H2 ，则c(H＋)随流入正极的电子的物质的量而减小，C选；
D . SO 不参加反应，故c(SO )不发生变化，D不选；
故答案为：AC。
【分析】原电池中，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，电子从负极流出，电子沿着导线流向正极，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，据此分析；
20．【答案】（1）负；正
（2）酸性环境下：2H2﹣4e﹣=4H+；碱性环境：2H2﹣4e﹣+4OH=4H2O；碱性环境下：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，酸性环境下：O2+4H++4e﹣=2H2O
【解析】【解答】解：（1）燃料电池中，通入燃料氢气的电极a是负极，所以a电极是负极，b是正极，故答案为：负；正；（2）a电极为负极，负极上氢气失电子发生氧化反应，酸性环境下，则负极的电极反应式为：2H2﹣4e﹣=4H+；b电极为正极，正极上氧气得电子发生还原反应，则正极的电极反应式为：O2+4H++4e﹣=2H2O，碱性环境下，负极上：2H2﹣4e﹣+4OH=4H2O；正极上：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，
故答案为：酸性环境下：2H2﹣4e﹣=4H+；碱性环境：2H2﹣4e﹣+4OH=4H2O；正极上：碱性环境下：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，酸性环境下：O2+4H++4e﹣=2H2O．
【分析】氢氧燃料电池中，氢气易失电子发生氧化反应，所以通入氢气的电极是负极，负极上氢气失电子发生氧化反应，则负极的电极反应式为：H2﹣2e﹣═2H2；
氧气易得电子发生还原反应，所以通入氧气的电极是正极，正极上氧气得电子发生还原反应，则正极的电极反应式为：O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣．
21．【答案】（1）选用催化剂a，温度220℃；温度升高，催化剂活性减弱；发生反应Ⅱ，使选择性下降；C
（2）＜；
（3）；
【解析】【解答】(1)①在较低温度下催化剂a体现了较高的催化活性和生成EO的选择性，能耗低，极值对应温度220℃；②M点后随着温度升高，催化剂的活性减弱，发生反应II，生成EO的选择性也随之降低；③A．催化剂选择性高低变化和最高反应活性也要在一定温度范围内变化与维持，A项不正确；B．温度过高会使催化剂失活，所以催化活性并不与温度成正比，B项不正确；C．由图可知不同催化剂达到最高活性时的温度不同，C项正确，故
故答案为：C。
(2)①由图像可知自左向右随着温度T降低，反应II对应的值逐渐减小，即逐渐增大，说明平衡向正反应放热方向移动，所以反应II正反应是放热反应，＜0；②设混合气体总体积为100，列反应I三段式如图
(3)①电解槽I中阴极区CO2得电子被还原为C2H4，电极反应式为：；②在碱性条件下脱去HCl，虚线框内的反应式为。
【分析】（1）①在较低温度下催化剂a体现了较高的催化活性和生成EO的选择性，能耗低，极值对应温度220℃；
②M点后随着温度升高，催化剂的活性减弱；
③温度会影响催化剂的活性；
（2）①温度降低，反应II对应的值逐渐减小，即逐渐增大，说明平衡正向移动；
②列出反应的三段式计算；
（3）①电解槽Ⅰ中阴极区CO2得电子被还原为C2H4；
②HOCH2CH2Cl在碱性条件下脱去HCl。
