专题1 化学反应与能量 单元检测题
一、单选题
1．下列有关电解原理的说法中不正确的是（ ）
A．电解饱和食盐水时，一般用铁作阳极，碳作阴极
B．电镀时，通常用待镀的金属制品作阴极，用镀层金属作阳极
C．对于冶炼像钠、钙、镁、铝等活泼的金属，电解法几乎是唯一可行的工业方法
D．电解精炼铜时，用纯铜板作阴极，粗铜板作阳极
2．下列反应属于吸热反应且不属于氧化还原反应的是（ ）
A．灼热的炭与二氧化碳反应 B．碳酸氢钠与盐酸反应
C．氯酸钾固体受热分解 D．生石灰与水反应
3．下列反应属于吸热反应的是（ ）
A．
B．
C．
D．
4．下列装置中，能构成原电池的是
A． B．
C． D．
5．下列说法正确的是（ ）
A．铁与碘反应易生成碘化铁
B．电解ZnSO4溶液可以得到Zn
C．用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+，生成碳酸镁
D．SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀
6．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是（ ）
选项 热化学方程式 结论
A 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6 kJ/mol H2的燃烧热为241.8 kJ/mol
B OH-(aq)+H+(aq)= H2O(g) △H=-57.3 kJ/mol 含1mol NaOH的稀溶液与浓H2SO4完全中和，放出热量小于57.3 kJ
C 2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H=-a kJ/mol 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-b kJ/mol b＜a
D C(石墨，s)=C(金刚石，s) △H=+1.5 kJ/mol 金刚石比石墨稳定
A．A B．B C．C D．D
7．镁及其化合物一般无毒（或低毒）、无污染，且镁原电池放电时电压高而平稳，越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点．其中一种镁原电池的反应为：xMg+Mo3S4 MgMo3S4，下列说法正确的是（ ）
A．电池放电时，Mg2+向负极迁移
B．电池放电时，正极反应为Mo3S4+2xe﹣+xMg2+═MgxMo3S4
C．电池充电时，阴极发生还原反应生成Mo3S4
D．电池充电时，阳极反应为xMg﹣2xe﹣═xMg2+
8．将 的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铅条均除去了氧化膜)（ ）
A． B．
C． D．
9．某化学小组为了探究原电池和电解池的基本原理，设计装置如图。下列相关分析不正确的是（ ）
A．电池I工作时，石墨电极发生反应：Ag++e-=Ag
B．电池I中Cu块取出前后灯泡亮度没有变化
C．电解池II工作时，电子从b端流向a端
D．电解池II工作一段时间后，b与石墨C2电极之间会产生蓝色沉淀
10．如图是镁一空气燃料电池工作原理示惫图，电池总反应为：2Mg+O2+2H2O=2Mg（OH）2．下列有关该电池的说法正确的是（ ）
A．a极为负极，发生还原反应
B．b电极上电极反应：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
C．工作时电子由b极经外电路流向a极
D．该装置实现了电能转化成化学能
11．氢卤酸的能量关系如图所示：下列说法正确的是（ ）
A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1＜0
B．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的小
C．相同条件下，HCl的(ΔH3＋ΔH4)比HI的大
D．一定条件下，气态原子生成1 mol H－X键放出a kJ能量，则该条件下ΔH2＝a kJ·molˉ1
12．如图所示装置，一段时间后右侧电极质量增加，下列叙述错误的是（ ）
A．该装置能将化学能转化为电能
B．铁为负极，发生氧化反应
C．电流从铁电极经导线流向银电极
D．正极电极反应式为Cu2++2e-=Cu
13．根据反应：，设计如图所示原电池，下列说法正确的是（ ）
A．该装置可以实现电能转化为化学能
B．可以是银或石墨
C．是硫酸铜溶液
D．溶液中阳离子向铜移动
14．如图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是（ ）
A．图a表示的是吸热反应的能量变化
B．图b中反应物比生成物稳定
C．图b可以表示氧化钙与水反应的能量变化
D．图a不需要加热就一定能发生，图b一定需要加热才能发生
15．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用，下列说法错误的是（ ）
A．甲图中Zn为负极，Cu电极发生还原反应
B．乙图中正极的电极反应式为：
C．丙图中锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D．丁图中使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
16．下列说法或表达不正确的是（ ）
A．晶体和晶体反应是吸热反应
B．101kPa时，1mol氢气完全燃烧生成液态水时所放出的热量称为氢气的燃烧热
C．的水溶液能导电，是电解质
D．我们可以利用溶液颜色变化与浓度变化之间的比例关系来测量反应速率
二、综合题
17．H2O2是一种“绿色”试剂，应用于多个领域。回答下列问题：
（1）H2O2分子中 (填字母)。
a.含有离子键 b.只含极性共价键 c.只含非极性共价键 d.既含有极性共价键又含有非极性共价键
（2）若向2mL30%的H2O2溶液中通入SO2，反应后的溶液中滴入BaCl2溶液，发现有白色沉淀，则说明H2O2具有 (填“氧化性”或“还原性”)，写出H2O2与SO2反应的化学方程式： 。
（3）实验发现，向20mL0.40mol L-1H2O2溶液中加入少量KI溶液可以加快其分解速率。有人提出反应机理可能有2步：i.H2O2+I-=H2O+IO-，ii.H2O2+IO-=H2O+O2↑+I-。H2O2分解反应过程中能量变化和不同时刻测得生成O2的体积(已折算标准状况)如下：
t/min 0 5 10 15 20
V(O2)/mL 0.0 12.6 20.16 28.0 32.7
①KI (填“能”或“不能”)影响H2O2分解反应的能量变化。
②反应i是 (填“吸热”或“放热”，下同)反应，反应ii是 反应。
③若不考虑溶液体积变化，则0~10min的平均反应速率：v(H2O2)= mol·L-1·min-1。
18．根据题意填空
（1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流表．此电池 的负极是 ，电极反应式为 ；正极的电极反应式为 ．
（2）一切化学反应除了有质量的变化外，还伴随着 的变化，能量变化通常主要表现为 的变化，即 或者 ．
（3）可逆反应2SO2+O2 2SO3，如果SO2的起始浓度为2mol L﹣1，2min后SO2的浓度为1.8mol L﹣1，则用SO2的浓度变化表示的反应速率为： ，用O2的浓度变化表示的反应速率为 ．
19．利用下列反应： 设计一个原电池，请选择适当的材料和试剂。
（1）I.请写出你选用的正极材料、负极材料、电解质溶液 写化学式 ：正极为 ，电解质溶液： ；
（2）负极反应式： ；
（3）溶液中 向 极移动。
（4）II.A，B，C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
B中Sn极的电极反应式为 。
（5）比较A，B，C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是 。
20．含硫化物是自然界中最为重要的自然资源之一，在生产生活中应用非常广泛。
（1）燃煤烟气的脱硫(除SO2)技术和脱硝(除NOx)技术是环境科学研究的热点。以下是用硫和氮的氧化物之间的相互转化联合进行的脱硫和脱硝技术反应的热化学方程式。
NO2(g)＋SO2(g)＋H2O(l)=H2SO4(l) ＋NO(g) △H=a kJ·mol－1
2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) △H=b kJ·mol－1
① 反应2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(l)=2H2SO4(l) 的△H= KJ/mol－1。
② 将SO2通入硫酸铁溶液也能发生类似的反应。请写出该反应的离子方程式 。
（2）MnSO4是重要的基础锰盐。工业上，生产MnSO4的方法有多种。
①一种较为环保的方法是：利用纤维素水解产物还原软锰矿的方法生产MnSO4，其反应方程式如下:(C6H10O5)n+nH2SO4→n(C6H11O5)HSO4
n(C6H11O5)HSO4 +nH2O →n C6H12O6+nH2SO4
C6H12O6 +12H2SO4+12MnO2→12MnSO4+6CO2↑+18H2O
从理论上讲，每生产1吨MnSO4需要的纤维素的质量为 吨。
②软锰矿中都含有一定量的砷的化合物，如果不除砷很难达到饲料级的生产标
准。工业上常用氧化剂来除去其中的砷。可以除去砷的氧化剂有:ClO-、KMnO4、(NH4)2S2O8、O3、H2O2等，但在实际生产中，选用的氧化剂是软锰矿，可能的原因是 。
③在生产MnSO4的浸出渣中常会产生一些硫磺，可以利用四氯乙烯来回收硫磺，
回收硫磺过程中受外界影响较大的因素主要有:萃取温度、液固比等。下图1是上述3种因素对萃取硫磺质量影响的关系图。
请根据以上图表信息，选择最佳的萃取温度和液固比 。
（3）有人设想用电化学法将SO2转化为H2SO4的原理如图2所示。
① 该电解质溶液中质子的流向是 ;(填“从正极流向负极”或“从负极流向正极”)
② 写出该电池负极反应的电极反应方程式:
21．燃料电池利用原电池的工作原理将燃料和氧化剂（如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能：能有效提高能源利用率，具有广泛的应用前景。某种燃料电池的总反应式是：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，装置如下图所示，该电池用金属铂片作电极在两极上分别通甲烷和氧气。请思考回答以下问题：
（1）电解质溶液可能是 ；阳离子的移动方向： 。（“左→右”、“右→左”）
（2）D气体通入的电池的 极，发生的电极反应式： ；A通入的是 ，发生的电极反应式： 。
（3）当该电子流经导线的电子为4mol时，A入口至少需要通入 L的气体（标准状态下）。
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】电解饱和食盐水时，Fe不可作阳极，否则会发生反应：Fe 2e =Fe2+。
故答案为：A
【分析】A.活性电极作阳极时，电极失电子；
B.电镀时，镀层作阳极，镀件作阴极；
C.活泼金属采用电解熔融盐或氧化物的方法进行冶炼；
D.根据阴极电解原理可知：电解精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，电解液是含铜离子的溶液。
2．【答案】B
【解析】【解答】A．灼热的炭与二氧化碳反应是吸热反应但属于氧化还原反应，A不符合题意；
B．碳酸氢钠与盐酸反应是吸热反应（盐酸的氢离子与碳酸氢钠水解出的氢氧根离子中和反应应该是放热反应，但是后来由于二氧化碳以及氯化氢的大量溢出，试管被制冷）且是非氧化还原反应，B符合题意；
C．氯酸钾固体受热分解是氧化还原反应，C不符合题意；
D．生石灰与水反应是放热反应，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】氧化还原反应过程中一定有元素的化合价发生变化。
常见的放热反应有：绝大多数的化合反应（灼热的炭与二氧化碳反应除外）、燃烧反应、金属与水或酸的反应、酸碱中和，铝热反应等；
常见的吸热反应有：绝大多数的分解反应、个别的化合反应（如灼热的炭与二氧化碳反应）、少数的复分解反应（如盐酸与碳酸氢钠反应）、以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应反应等。
3．【答案】D
【解析】【解答】A. 属于放热反应，A选项是错误的；
B.镁和稀硫酸反应属于放热反应，B选项是错误的；
C.硝酸和氢氧化钾反应是中和反应，中和反应都是放热反应，C选项是错误的；
D.八水氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应是吸热反应，D选项是正确的。
故答案为：D。
【分析】反应物的总能量小于生成物总能量的反应是吸热反应；反应物的总能量大于生成物总能量的反应属于放热反应。
4．【答案】C
【解析】【解答】A．未形成闭合回路，不能形成原电池，A不符合题意；
B．两个电极活动性相同，不能产生电势差，不能形成原电池，B不符合题意；
C．Zn和Cu为活动性不同的电极，番茄汁有自由移动的氢离子，Zn与番茄汁能够发生自发的氧化还原反应，且能够形成闭合回路，可以形成原电池，C符合题意；
D．酒精不是电解质溶液，不能导电，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】原电池构成条件：两根不同材料的导体作为电极，有电解质溶液，形成自发的氧化还原反应，有导线连接形成闭合回路。
5．【答案】B
【解析】【解答】A．I2属于弱氧化剂，与Fe反应生成FeI2，A不符合题意；
B．电解一定浓度的硫酸锌溶液，Zn2+在阴极得电子析出Zn，B符合题意；
C．石灰沉淀Mg2+生成的沉淀是Mg(OH)2，C不符合题意；
D．SO2通入BaCl2溶液中不能生成BaSO3沉淀，因为H2SO3酸性比HCl弱，该复分解反应不能发生，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.铁与碘反应生成碘化亚铁；
B.溶液中锌离子可放电生成锌；
C.石灰沉淀镁离子生成氢氧化镁；
D.SO2与BaCl2溶液不反应。
6．【答案】C
【解析】【解答】A. 燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，H2转化为液态水，H2的燃烧热应为241.8kJ/mol，故A不符合题意；
B. 浓硫酸溶解于水的过程放热，则用浓硫酸与NaOH溶液反应生成1mol水，放出的热量大于57.3kJ，故B不符合题意；
C. 2mol碳单质，完全燃烧时放出热量更多，故有a>b，故C符合题意；
D. 石墨转化为金刚石吸热，说明石墨的能量低于金刚石，而物质能量越低越稳定，故石墨比金刚石更稳定，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A：根据燃烧热的定义，所用氢气为1mol，且为液态水
B、浓硫酸稀释还会放出热量，故要大于57.3KJ
D、能量越低越稳定。
7．【答案】B
【解析】【解答】解：A．原电池工作时，阳离子向正极移动，故A错误；
B．电池放电时，正极发生还原反应，由总方程式可知，Mo3S4为正极，被还原，电极反应为Mo3S4+2xe﹣+xMg2+═MgxMo3S4，故B正确；
C．充电时，Mg为阴极，被还原，电极反应为电极方程式为xMg2++2xe﹣═xMg，故C错误；
D．电池充电时，阳极反应为MgxMo3S4﹣2xe﹣═Mo3S4+xMg2+，故D错误．
故选：B．
【分析】放电时，Mg被氧化，为原电池的负极，电极反应为xMg﹣2xe﹣═xMg2+，Mo3S4为正极，被还原，电极反应为Mo3S4+2xe﹣+xMg2+═MgxMo3S4，充电是电能转化为化学能的过程，阴极反应和原电池负极相反，发生还原反应，以此解答该题．
8．【答案】B
【解析】【解答】A．装置中，Al作负极，负极反应式为 ，故A不符合题意；
B．装置中，Al作负极，电极反应式为 ，Cu作正极，电极反应式为 ；故B符合题意；
C．装置中Al作负极，电极反应式为 ，Cu作正极，电极反应式为 ，故C不符合题意；
D．此装置为电解池装置，其原理为电能转化为化学能，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】依据原电池的构成条件分析。
9．【答案】B
【解析】【解答】A．由分析可知，电池I工作时，石墨电极发生反应：Ag++e-=Ag，A不符合题意；
B．由分析可知，电池I中Cu块取出前是两个原电池串联供电，取出后只有一个电池供电，故灯泡亮度将发生明显的变化，B符合题意；
C．由分析可知，电解池II工作时，中央铜块a端为阴极，电极反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，b端为阳极，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，故电子从b端流向a端，C不符合题意；
D．由分析可知，电解池II工作一段时间后，b端为阳极，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，C2为阴极，电极反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓，b与石墨C2电极之间会产生蓝色沉淀，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.原电池中Zn作负极，发生氧化反应，AgNO3发生还原反应；
B.铜块在里面相当于是两个原电池，两个电池串联供电；
C.电解池中，石墨C1是阳极，电子从C1流向正极，所以Cu上从b流向a；
D.b端是活性阳极，发生氧化反应，在中性溶液中会产生氢氧化铜沉淀。
10．【答案】B
【解析】【解答】解：A．通入氧气的一极b为原电池的正极，则a为负极，发生氧化反应，故A错误；
B．该电池的正极反应式为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，故B正确；
C．通入氧气的电极是正极，所以a是负极、b是正极，电子从负极a沿导线流向正极b，故C错误；
D．该电池为燃料电池，是将化学能转化为电能的装置，故D错误；
故选B．
【分析】该电池为燃料电池，是将化学能转化为电能的装置，镁燃料电池中，镁的一极为电源的负极，发生氧化反应，通入氧气的一极为原电池的正极，电子由负极经外电路流向正极，据此分析解答．
11．【答案】D
【解析】【解答】A.HF气体溶于水放热，则溶液生成气体吸热，HF的ΔH1>0，不符合题意；
B.相同条件下，HCl的键能大于HBr的键能，所以HCl的ΔH2比HBr的大，不符合题意；
C.相同条件下，HCl的(ΔH3＋ΔH4)与HI的大相同，不符合题意；
D.一定条件下，气态原子生成1 mol H－X键放出a kJ能量，则该条件下ΔH2＝-a kJ·molˉ1 ，符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据盖斯定律进行热量计算，结合焓变比较热量大小。
12．【答案】C
【解析】【解答】A．该装置是原电池，能将化学能转化为电能，故A不符合题意；
B．铁的活泼性大于银，铁为负极，铁失电子发生氧化反应，故B不符合题意；
C．铁的活泼性大于银，铁为负极、银是正极，电流从银电极经导线流向铁电极，故C符合题意；
D．铁的活泼性大于银，铁为负极、银是正极，正极铜离子得电子生成铜，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】该装置构成原电池，Fe比Ag活泼，Fe作负极，负极发生氧化反应，Ag为正极，正极发生还原反应，原电池是将化学能转化为电能的装置，原电池中电流从正极流向负极，据此解答。
13．【答案】B
【解析】【解答】A．由题意可知该装置为原电池装置，故该装置可以实现化学能转化为电能，A不符合题意；
B．总反应为，Cu化合价升高，为原电池负极，则X为正极，X电极不参与电池反应，可以是没有Cu活泼的Ag或者石墨，B符合题意；
C．由总反应可知正极为银离子得电子，溶液应该含银离子，不能是硫酸铜溶液，C不符合题意；
D．Cu为负极，X电极为正极，原电池中阳离子向正极移动，因此阳离子向X电极移动，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据总反应可知，Cu失去电子发生氧化反应生成Cu2+，则铜为负极，正极为活泼性比铜差的金属银或者石墨，电解质溶液为含有银离子的溶液，原电池是将化学能转化为电能的装置，原电池中阳离子向正极移动。
14．【答案】B
【解析】【解答】解：A、图a反应物的总能量高于生成物，所以为放热反应，故A错误；
B、图b中反应物的总能量比生成物低，所以反应物比生成物稳定，故B正确；
C、氧化钙与水反应是放热反应，反应物的总能量高于生成物，故C错误；
D、放热反应有时候需要加热，吸热反应不一定加热，故D错误；
故选B；
【分析】A、放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，吸热反应中反应物的总能量低于生成物的总能量；
B、能量越低越稳定；
C、大部分化合反应是放热反应；
D、反应条件与反应是放热反应还是吸热反应没有关系；
15．【答案】B
【解析】【解答】A．甲为铜锌原电池，锌为负极，铜为正极，Cu电极发生还原反应，故A不符合题意；
B．乙图中溶液为碱性，正极反应式为 ，故B符合题意；
C．丙为锌锰干电池，锌筒作负极，发生氧化反应被消耗，所以锌筒会变薄，故C不符合题意；
D．丁中铅蓄电池总反应为 ，硫酸被消耗，电解质溶液的酸性减弱，溶液中离子浓度减小，导电能力下降，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.甲为铜锌原电池，锌为负极，铜为正极；
C.丙为锌锰干电池，锌筒作负极，发生氧化反应被消耗；
D.铅蓄电池总反应为 ，硫酸被消耗。
16．【答案】C
17．【答案】（1）d
（2）氧化性；H2O2+SO2=H2SO4
（3）不能；吸热；放热；9.0×10-3
【解析】【解答】(l)H2O2分子中既含有H-O极性共价键又含有O-O非极性共价键，故答案为：d；(2)若向2mL30%的H2O2溶液中通入SO2，反应后的溶液中滴入BaCl2溶液，发现有白色沉淀，生成了硫酸钡，S由+4价升高为+6价，则说明H2O2具有氧化性，H2O2与SO2反应生成硫酸，化学方程式：H2O2+SO2=H2SO4。故答案为：氧化性；H2O2+SO2=H2SO4；(3)①由i.H2O2+I-=H2O+IO-，ii.H2O2+IO-=H2O+O2↑+I-两式相加后得2H2O2=2H2O＋O2↑，KI作反应的催化剂，KI不能影响H2O2分解反应的能量变化。故答案为：不能；②反应i生成物能量高，是吸热反应，反应ii生成物能量低，是放热反应。故答案为：吸热；放热；③0~10min生成氧气的物质的量为 =0.9×10-3mol，反应的双氧水是氧气的2倍，若不考虑溶液体积变化，则0~10min的平均反应速率：v(H2O2)= =9.0×10-3 mol·L-1·min-1。故答案为：9.0×10-3 mol·L-1·min-1。
【分析】(1)H2O2分子中既含有H-O极性共价键又含有O-O非极性共价键；(2)H2O2具有氧化性，H2O2与SO2反应生成硫酸;(3)①由i、ii相加得到2H2O2=2H2O+O2↑，KI为反应的催化剂；②反应i生成物能量高，是吸热反应，反应ii生成物能量低，是放热反应；③结合v= 计算；
18．【答案】（1）锌；Zn﹣2e﹣=Zn2+；2H++2e﹣=H2↑
（2）能量；热量；放热；吸热
（3）0.1mol L﹣1 min﹣1；0.05mol L﹣1 min﹣1
【解析】【解答】解：（1）根据电极材料的活泼性知，锌作负极，银作正极，负极上锌失电子变成离子进入溶液；正极上，溶液中的氢离子得电子生成氢气，
故答案为：锌；Zn﹣2e﹣=Zn2+；2H++2e﹣=H2↑；（2）一切化学反应除了有质量的变化外，还伴随着能量的变化，能量变化通常主要表现为热量的变化，即放热或者吸热，故答案为：能量；热量；放热；吸热；（3）△c（SO2）=2mol L﹣1﹣1.8mol L﹣1=0.2mol L﹣1，v（SO2）= =0.1 mol L﹣1 min﹣1，根据速率与化学计量数成正比，v（O2）= × =0.05 mol L﹣1 min﹣1，
故答案为：0.1 mol L﹣1 min﹣1；0.05 mol L﹣1 min﹣1．
【分析】（1）先根据电极材料的活泼性判断正负极，然后根据得失电子顺序写出相应的电极反应式；（2）一切化学反应除了有质量的变化外，还伴随着能量的变化，能量变化通常主要表现为热量的变化，即放热或者吸热；（3）根据v= 进行计算．
19．【答案】（1）碳棒；FeCl3
（2）Fe-2e-=Fe2+
（3）正
（4）2H++2e-=H2↑
（5）B>A>C
【解析】【解答】I.(1)在Fe+2Fe3+=3Fe2+反应中，Fe被氧化，应为原电池的负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，Fe3+得电子被还原，应为原电池正极反应，正极材料为活泼性比Fe弱的金属或非金属材料如碳棒，电解质溶液为含Fe3+离子的溶液，如FeCl3；(2)由(1)解答可知，负极反应为Fe-2e-=Fe2+；(3)原电池工作时，电子从负极经外电路流向正极，溶液中阳离子向正极C 电极方向移动，阴离子向负极移动，以形成闭合回路；II.(4)铁比锡活泼，锡为原电池正极，电极反应式为：2H++2e-=H2↑；氢离子浓度减小，溶液的pH值增大；(5)金属活动性Zn>Fe>Sn，B构成原电池，Fe为负极，加快了对Fe的腐蚀速率；C构成原电池，Zn为负极，发生氧化反应，Fe为正极，被保护，C中锌与硫酸反应的离子方程式为：Zn+2H+=Zn2++H2↑，A发生化学腐蚀，B发生电化学腐蚀，C锌比铁活泼，铁作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大于有保护措施的腐蚀，所以A、
B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是B＞A＞C。
【分析】I.在Fe+2Fe3+=3Fe2+反应中，Fe被氧化，应为原电池的负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，Fe3+得电子被还原，应为原电池正极反应，正极材料为活泼性比Fe弱的金属或非金属材料，电解质溶液为含Fe3+离子的溶液，如FeCl3，原电池工作时，电子从负极经外电路流向正极，溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，以形成闭合回路。
II. ①根据金属活泼性判断原电池的正负极；根据电极反应式得出正确结论；
②铁的化学性质，能与酸反应；电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率，金属作原电池正极时得到保护。
20．【答案】（1）2a+b；SO2+2Fe3++2H2O=SO42－+2Fe2++4H+
（2）0.09；降低成本，不增加新的杂质80℃；4:1
（3）从负极流向正极；SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
【解析】【解答】(1)①已知：①NO2(g)+SO2(g)+H2O(l)=H2SO4(l)+NO(g)△H=a kJ mol-1，②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=b kJ mol-1，由盖斯定律可知，方程式①×2+②可得2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)=2H2SO4(l)，△H=2a+b kJ mol-1；②铁离子具有氧化性能把二氧化硫氧化为硫酸根离子，则SO2通入硫酸铁溶液反应的离子方程式为SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+；
(2)①已知：(C6H10O5)n+n H2SO4→n(C6H11O5)HSO4 n(C6H11O5)HSO4+n H2O→n C6H12O6+n H2SO4 C6H12O6+12H2SO4+12MnO2→12MnSO4+6CO2↑+18H2O 则
(C6H10O5)n～～n(C6H11O5)HSO4～～n C6H12O6～～ 12n MnSO4
162n 1812n
x 1t
解得x=0.09t；②除杂质不能引入新的杂质，所以不能选用ClO-、KMnO4、(NH4)2S2O8，工业生产还有考虑成本，选择软锰矿作氧化剂可以降低生成成本；③由题中所给的图象可知，在80℃和液固比为4：1时，硫磺的萃取质量较大；
(3)①二氧化硫和氧气形成原电池，二氧化硫失电子为负极，氧气得电子为正极，溶液中阳离子向正极移动，所以电解质溶液中质子的流向是从负极流向正极；②负极上二氧化硫失电子生成硫酸根离子，则负极电极方程式为：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+。
【分析】（1）根据盖斯定律计算反应热；根据氧化还原反应规律书写离子方程式；
（2）根据化学方程式进行计算即可；
（3）根据新型燃料电池的反应原理进行分析然后书写电极方程式。
21．【答案】（1）NaOH或KOH；左→右
（2）正极；O2+4e-+2H2O=4OH-；CH4；CH4+8e-+10H-=CO32-+7H2O
（3）11.2L
【解析】【解答】（1）燃料电池的总反应式是：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，可知电解质溶液是碱性溶液，可能是NaOH或KOH；由装置图可知，电子流出的极为负极，即左边电极为负极，则原电子工作时阳离子的移动方向左→右；
（2）右侧电极为正极，通话气体为氧气，则D气体通入的电池的正极，发生的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；A通入的是CH4，发生的电极反应式CH4+8e-+10H-=CO32-+7H2O；
（3）当该电子流经导线的电子为4mol时，A入口甲烷的物质的量为4mol× =0.5mol，标准状况下体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L。
【分析】（1）燃料电池总反应中有氢氧根的参与，可知电解液为碱液；在电解液中，阳离子向正极运动；
（2）在原电池中，正极得电子，发生的是还原反应；负极失电子，发生的是氧化还原；
（3）1mol甲烷参反应会有8mol电子转移，那么有4mol电子转移，就会有0.5mol甲烷参与反应。
