6.1 化学反应与能量变化 专项训练
一、单选题
1．下列我国科技创新的产品设备在工作时，由化学能转变成电能的是（ ）
A．长征三号乙运载火箭用偏二甲肼为燃料 B．嫦娥四号月球探测器上的太阳能电池板 C．和谐号动车以350km/h飞驰 D．世界首部可折叠柔屛手机通话
A．A B．B C．C D．D
2．下列关于能量转换的认识中错误的是（ ）
A．氢氧燃料电池反应时，化学能转化为电能
B．绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能
C．煤燃烧时，化学能主要转化为热能
D．白炽灯工作时，电能全部转化为光能
3．由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．由X→Y反应的ΔH=E5-E2
B．由X→Z反应的ΔH<0
C．Y(g)比Z(g)稳定
D．两反应X→Y、X→Z相比，后者的活化能较大
4．下列变化会放出热量的是（ ）
A．碘升华 B．冰融化
C．氢氧化钠溶于水 D．氯化铵溶于水
5．下列说法中错误的是
A．化学反应必然伴随发生能量变化
B．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少有关
C．能量变化必然伴随发生化学反应
D．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
6．下列有关原电池的说法正确的是（ ）
A．原电池在能量转化时遵守能量守恒
B．所有的氧化还原反应一定都能设计成原电池
C．铜、锌原电池工作时，若有13g锌溶解，电路中有0.2mol电子通过
D．干电池、镍镉电池、燃料电池在工作时负极材料都被氧化
7．高铁电池是一种新型电池，能较长时间保持稳定的放电电压，某高铁电池的工作原理如下图所示(a为离子交换膜)。下列说法正确的是（ ）
A．电池工作时，外电路的电流方向：锌棒→碳棒
B．电池工作一段时间后，负极区溶液的pH增大
C．每生成1 mol Fe(OH)3，消耗Zn的质量为65 g
D．电池正极反应式为 +3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-
8．分析下面的能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是（ ）
A．2A（g）+ B(g)=2C（g）△H=a（a＞0）
B．2A（g）+ B(g)=2C（g）△H=a（a＜0）
C．2A + B=2 C△H=a（a＜0）
D．2C=2A +B△H=a（a＞0）
9．如图表示用酸性氢氧燃料电池为电源进行的电解实验。下列说法中正确的是（ ）
A．燃料电池工作时，正极反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
B．a极是铁，b极是铜时，b极逐渐溶解，a极上有铜析出
C．a极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出
D．a、b两极均是石墨时，a极上产生的O2与电池中消耗的H2体积比为2：1
10．下列反应中，能量变化与图像一致的是（ ）
A．木炭燃烧
B．过氧化钠与水反应
C．氢氧化钠溶液与盐酸反应
D． 晶体与 晶体反应
11．氨硼烷( )电池可在常温下工作，装置如图所示。该电池工作时的总反应为 。下列说法正确的是（ ）
A．正极附近溶液的pH减小
B．电池工作时， 通过质子交换膜向负极移动
C．消耗 氨硼烷，理论上有 电子通过内电路
D．电池负极反应式为
12．铅蓄电池构造如图，下列说法不正确的是（ ）
A．电池工作时，电子由Pb板通过导线流向PbO2板
B．电池工作时，Pb电极质量减小
C．电池工作时，正极的电极反应方程式是PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O
D．由反应可知，物质的氧化性：PbO2＞Pb2+
13．“乌铜走银”是我国非物质文化遗产之一。该工艺将部分氧化的银丝镶嵌于铜器表面，艺人用手边捂边揉搓铜器，铜表面逐渐变黑，银丝变得银光闪闪。下列叙述错误的是（ ）
A．铜器为负极，发生氧化反应
B．通过揉搓可提供电解质溶液
C．银丝的电极反应式为：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
D．用铝丝代替银丝铜也会变黑
14．化学与生产、生活密切相关。下列叙述正确的是（ ）
A．为推动生态文明建设，我国近年来大力发展核电、光电、风电、水电，电能属于一次能源
B．打印机墨粉中常加有，这是利用了其有颜色和具有磁性的特点，可用CuO替代
C．“天和”号核心舱上使用了目前世界上最先进的三结砷化镓太阳能电池翼，砷化镓属于半导体材料
D．煤经过气化和液化两个物理变化，可变为清洁能源
15．叔丁基溴在稀的碱性水溶液中水解生成叔丁醇的反应分三步进行，反应中每一步的能量变化曲线如图所示，下列有关说法错误的是（ ）
A．叔丁基溴在稀的碱性水溶液中生成叔丁醇的反应是放热反应
B． 和 为反应活性中间体
C．决定叔丁基溴水解生成叔丁醇反应的速率的是第二步反应
D．第三步反应为
16．将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法错误的是（ ）
A．铁被氧化的电极反应式为
B．反应结束后，最终导管内水面上升
C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D．以自来水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀
17．近年来我国研发了一种治理污水有机物的技术，通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚，其原理如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．B极为电池的正极，发生还原反应，
B．微生物膜的作用主要是提高电极B的导电性
C．A极的电极反应式为： +H++2e—=Cl—+
D．当去除0.1mol CH3COO— 时，有0.4mol H +通过质子交换膜
18．一种新型锂离子电池的工作原理如图所示，其中a极区含有Li+、I-、I3-等离子的水溶液，电极b是一种固态有机聚合物。下列说法错误的是（ ）
A．充电时，a极区I3-的浓度增大
B．充电时，电极b与外接电源的负极连接
C．放电时，电极a可能发生反应I3-+2e-= 3I-
D．放电时，外电路中每转移0. 1mol电子，电极b增重0.7g
19．如图装置中发生反应，电流表指针偏转，同时M极逐渐变粗，N极逐渐变细，G为电解质溶液。则下列各组中的M、N、G所对应的物质正确的是（ ）
A．M是Zn，N是Cu，G是稀硫酸 B．M是Cu，N是Zn，G为稀硫酸
C．M是Fe，N是Ag，G为稀AgNO3溶液 D．M是Ag，N是Fe，G为稀AgNO3溶液
20．关于如图所示的原电池，下列说法正确的是（ ）
A．锌电极发生还原反应
B．铜电极发生氧化反应
C．电子从锌电极通过电流表流向铜电极
D．铜电极上发生的电极反应是2H＋＋2e－=H2↑
二、综合题
21．高铁电池是一种新型可充电电池,与普通电池相比,该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。请回答下列问题:
（1）高铁电池的负极材料是 。
（2）放电时,正极发生 (填“氧化”或“还原”)反应;已知负极反应为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,则正极反应为 。
（3）放电时, (填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
22．某化学兴趣小组的同学探究KI的性质。
（1）通过 反应实验可以验证KI中K元素的存在。
（2）①根据碘元素的化合价可推知KI有 性。
②与KI反应，能体现上述性质的试剂有 (填序号)
a．Fe2+ b．Fe3+ c．Br- d．Cl2
（3）兴趣小组的同学们猜测：Cu2+有可能氧化I-，为了验证，他们做了如下实验。(已知：CuI为不溶于水的白色沉淀)
操作 现象
溶液分层，上层显紫色，有白色沉淀生成
结论：Cu2+能氧化I-。写出反应的离子方程式 。
（4）①同学们依据(3)的结论推测：Ag+能氧化I-，原因为 。
他们做了如下实验进行探究
实验一：
操作 现象
生成黄色沉淀
②发生反应的化学方程式为 。
实验二：
操作 现象
3分钟后KI溶液开始变黄，随后溶液黄色加深，取出该烧杯中溶液滴入盛有淀粉溶液的试管，溶液变蓝。
③甲同学认为根据上述实验现象不能说明Ag+能氧化I-，原因是 。乙同学在上述实验基础上进行了改进，并得出结论：Ag+能氧化I-。发生反应的离子方程式为 。
④由以上两个实验得出的结论为 。
23．
（1）选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，完成下列反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu。
①画出装置图： 。
②电极材料和电解质溶液各是什么 。？
③写出电极反应式：负极： ；正极： 。
（2）用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25克，铜表面析出了氢气 L（标准状况下）。导线中通过 mol电子。
24．如图，请回答下列问题：
（1）若在原电池中，a电极有气泡产生，b电极逐渐变细，则该原电池的正极是 （填写字母“a”或“b”），外电路中电流流动的方向是 ，b电极发生的反应类型是 （填“氧化反应”或“还原反应”）。
（2）当电极a为Zn、电极b为Ag、电解质溶液为CuSO4时，写出该原电池总的离子反应方程式： ，正极的电极反应式为 。当a极溶解的质量为6.5g时，有 mol电子通过导线。
25．
（1）下列装置属于原电池的是 (填序号)；
（2）在选出的原电池中， 是负极，发生 (氧化、还原) 反应 ；
（3）在该原电池的内电路中，硫酸根离子移向 (正、负)极。
（4）此原电池反应的化学方程式为 。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】A．偏二甲肼为燃料发动机能将化学能转变为了动能，而没有将化学能转变为电能，故A不符合题意；
B．太阳能电池板将太阳能转变为电能，而没有将化学能转变为电能，故B不符合题意；
C．和谐号动车将电能转变为了动能，而没有将化学能转变为电能，故C不符合题意；
D．世界首部可折叠柔屏手机通话是原电池的应用，是将化学能转变为电能，实现了能量之间的转化，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A.偏二甲肼为燃料发动机能将化学能转变为了动能；
B.太阳能电池板将太阳能转变为电能；
C.和谐号动车将电能转变为了动能。
2．【答案】D
【解析】【解答】A．氢氧燃料电池反应时，是将化学能转化为电能，选项A不符合题意；
B．绿色植物进行光合作用时，叶绿素将太阳能转化为化学能，选项B不符合题意；
C．煤燃烧属于放热反应，化学能主要转化为热能，选项C不符合题意；
D．白炽灯工作时，电能主要转化为光能，还有部分转化为热能，选项D符合题意；
故答案为：D。
【分析】化学反应过程通常伴随能量变化，可以释放热能，电能，光能等，释放能量形式也不是单一的
3．【答案】B
【解析】【解答】A.由图可知，X→Y反应的反应热ΔH=E3-E2，A不符合题意；
B.由图可知，该反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，因此该反应为放热反应，ΔH<0，B符合题意；
C.由图可知，Y(g)的能量比Z(g)的能量高，而能量越高越不稳定，因此Z(g)比Y(g)更稳定，C不符合题意；
D.由图客户自，X→Y的活化能为E5-E2，X→Z的活化能为E4-E2，由于E5>E4，所以反应X→Y的活化能更大，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A、根据能量变化图计算反应热；
B、根据反应物和生成物能量的相对大小分析反应热；
C、根据反应的热效应判断物质能量的相对大小，物质具有的能量越高越不稳定；
D、根据反应能量变化图确定活化能的相对大小；
4．【答案】C
【解析】【解答】A、碘升华需要吸收热量，选项A不符合题意；
B、冰融化需要吸收热量，选项B不符合题意；
C、氢氧化钠溶于水放出热量，选项C符合题意；
D、氯化铵溶于水需要吸收热量，选项D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】破坏微粒间的作用力是吸收能量，形成化学键量放出能量；C中氢氧化钠溶于水时形成水合离子放出的能量大于了氢氧化钠溶于水时电离成离子时能量，为放热。
5．【答案】C
【解析】【解答】A．化学反应过程有化学键的断裂与形成，断键吸热，成键放热，因此化学反应过程中必然伴随发生能量变化，A不符合题意；
B．化学反应过程中能量变化的大小与反应物的质量多少及物质存在状态有关，反应的物质越多，反应过程中吸收或释放的热量就越多，B不符合题意；
C．化学反应过程中有能量变化，但能量变化过程不一定都伴随发生化学反应，如物质状态变化时有能量变化，但由于没有新物质产生，因此发生的变化是物理变化，C符合题意；
D．化学反应的过程就是原子重新组合的过程，在这个过程中有反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成，断键吸热，成键放热，故化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、化学反应必定伴随能量变化；
B、化学反应的能量和质量、状态有关；
C、能量变化可能发生物理变化；
D、化学键的断裂和形成会有能量的变化。
6．【答案】A
【解析】【解答】A．原电池工作时将化学能主要转化为电能，还可能转化为其他形式的能，但能量总和不变，故原电池在能量转化时遵守能量守恒，A符合题意；
B．原电池的反应必须是自发的氧化还原反应，从理论上来讲，任何自发的氧化还原反应均可设计为原电池，非自发进行的氧化还原反应不能设计为原电池，B不符合题意；
C.13g锌溶解，转移电子数为 ×2NA=0.4NA，C不符合题意；
D．干电池、镍铬电池在工作时，负极失去电子，负极材料被氧化，但在氢氧燃料电池中负极上氢气被氧化，负极材料（石墨）不发生变化，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、化学反应都遵守能量守恒和质量守恒定律；
B、一般而言，自发进行的、放热的氧化还原反应可设计成原电池；
C、铜、锌原电池工作时，锌为负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Zn-2e-═Zn2+；
D、燃料电池在工作时负极材料不参与反应。
7．【答案】D
【解析】【解答】A．在该电池工作时，Zn棒为负极，碳棒为正极，外电路的电子移动方向为：锌棒→碳棒，则电流移动方向为：碳棒→锌棒，A不符合题意；
B．电池工作时，负极发生反应：Zn-2e-+4OH-= ，负极反应消耗OH-，c(OH-)降低，因此一段时间后，负极区溶液的pH会逐渐减小，B不符合题意；
C．在反应中Fe元素由 中的+6价变为反应后Fe(OH)3中的+3价，降低3价，得到3个电子，则每生成1 mol Fe(OH)3，转移3 mol电子，根据同一闭合回路中电子转移数目相等，可知反应消耗Zn的物质的量是1.5 mol，其质量为1.5 mol ×65 g/mol=97.5 g，C不符合题意；
D．在该电池正极上， 得到电子被还原产生Fe(OH)3，则正极的电极反应式为： +3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．电流由正极流向负极；
B．溶液中氢离子或氢氧根离子浓度变化分析；
C．依据得失电子守恒计算；
D．正极得电子发生还原反应。
8．【答案】B
【解析】【解答】由图象知，2A+B的能量大于2C的能量，根据化学反应前后能量守恒，如果A、B为反应物，C为生成物，2A（g）+B（g）＝2C（g）时该反应放出能量，△H=a＜0；如果C为反应物，A、B为生成物，2C（g）＝2A（g）+B（g）时该反应吸收能量，△H=a＞0．反应的能量变化和物质的聚集状态有关，图象中物质是气体，所以要标注物质聚集状态，才能标注反应热；综上所述分析得到。
故答案为：B。
【分析】需要注意的是图中没有注明反应物和生成物，则需要注意反应物和生成物的不同时的焓变正负号不同，热化学方程式中的物质状态必须标注正确。
9．【答案】C
【解析】【解答】A. 燃料电池工作时，通入氧气的电极为正极，由于电解质溶液为酸性，所以正极反应为：O2+4H++4e-=2H2O，A不符合题意；
B. a极是铁，与电源的正极连接，是阳极，属于活性电极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+；b极是铜，与电源的负极连接为阴极，发生反应：Cu2++2e-=Cu，所以a极逐渐溶解，b极质量增加，B不符合题意；
C. a极是粗铜，b极是纯铜时，a极发生的电极反应是：Cu-2e-=Cu2+；逐渐溶解，b极上发生的电极反应是：Cu2++2e-=Cu，有铜析出，C符合题意；
D. a、b两极均是石墨时，在相同条件下，a极发生反应：4OH--4e-=2H2O+O2↑，电池的负极发生的反应是：2H2-4e-=4H+，根据在闭合回路中电子转移数目相等可知，a极产生的气体是电池中消耗的H2体积的一半，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】原电池中负极发生失去电子的氧化反应，正极发生得到电子的还原反应，氢气在负极通入，氧气在正极通入，据此解答。
10．【答案】D
【解析】【解答】A．木炭燃烧是放热反应，A项不选；
B．过氧化钠与水反应是放热反应，B项不选；
C．氢氧化钠溶液与盐酸反应，属于酸碱中和反应，是放热反应，C项不选；
D． 晶体与 晶体反应需要吸收热量，是吸热反应，D项选；
故答案为：D。
【分析】由图可知，生成物能量大于反应物能量，该反应为吸热反应。
11．【答案】D
【解析】【解答】A．根据电池总反应可知，正极上 发生还原反应； ，正极附近 减小，溶液pH增大，A项不符合题意；
B．原电池工作时，阳离子向正极移动，故 通过质子交换膜向正极移动，B项不符合题意；
C． 转化为 ，N的化合价不变，B的化合价升高，根据 ，可知，消耗 氨硼烷，反应中转移 电子，但电子不通过内电路，C项不符合题意；
D．根据电池总反应，负极上氨硼烷发生氧化反应： ，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】在该原电池装置中，通入NH3·BH3的电极为负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为NH3·BH3－6e－＋2H2O=NH4＋＋BO2－＋6H＋；通入H2O2酸性溶液的电极为正极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为H2O2＋2e－＋2H＋=2H2O。据此结合选项进行分析。
12．【答案】B
【解析】【解答】A：电池工作时， Pb是负极， PbO2 是正极，电子由负极流向正极，故A不符合题意；
B：电池工作时，负极反应式为Pb-2e-+=PbSO4，负极质量增加，故B符合题意；
C：电池工作时， 正极的电极反应方程式是PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O ，故C不符合题意；
D：电池工作时方程式为：Pb + PbO2 + 2H2 SO4 =2PbSO4↓ + 2H2 O ， PbO2 为氧化剂，PbSO4为氧化产物，故物质的氧化性： PbO2＞Pb2+ ，故D不符合题意；
故答案为：B
【分析】铅蓄电池为二次电池，工作原理，放电时为原电池，充电时为电解池。放电时负极反应式Pb-2e-+=PbSO4，正极的电极反应方程式是PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O。
13．【答案】D
【解析】【解答】A．铜比银活泼，形成原电池后，铜作负极，A不符合题意；
B．通过揉搓，手上的汗水可提供电解质溶液，B不符合题意；
C．银丝做正极，氧化银得到电子生成银单质，C不符合题意；
D．铝比铜活泼，形成原电池后，铝作负极，铜不会失去电子，不会变黑，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.铜银原电池中，铜为负极，发生氧化反应；
B.通过揉搓，手上的汗水可提供电解质溶液；
C.银丝做正极，正极发生还原反应，电极反应式为 Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-。
14．【答案】C
【解析】【解答】A．核电、电能属于二次能源，故A不符合题意；
B．打印机墨粉中常加有Fe3O4，这是利用了其有颜色和具有磁性的特点，CuO不具有磁性，不能替代Fe3O4，故B不符合题意；
C．砷化镓最外层平均4个电子类似于硅，是优良的第三代半导体材料，故C符合题意；
D．煤的气化和液化均生成新物质，为化学变化，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.一次能源是从自然界直接获得的能源。
B.四氧化三铁俗称磁性氧化铁，但是氧化铜不具有磁性。
D.气化和液化生成新的物质，发生化学变化。
15．【答案】C
【解析】【解答】A． 反应物的总能量高于生成物的总能量，叔丁基溴在稀的碱性水溶液中生成叔丁醇的反应是放热反应，故A不符合题意；
B． 和 为第二步和第三步的反应活性中间体，故B不符合题意；
C． 由图可知，第一步反应所需的能量比第二步、第三步所需的能量都高，故第一步反应决定了叔丁基溴水解成叔丁醇的反应速率，故C符合题意；
D． 第三步反应为 ，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.根据起始反应物和最终生成物的能量即可判断
B.反应中出现的物质是反应活性中间体
C.活化能越高，速率越高
D.根据第三反应物和生成物即可写出方程式
16．【答案】D
【解析】【解答】A．在铁的电化学腐蚀中，铁单质失去电子转化为二价铁离子，即负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，故A不选；
B．根据分析，正极反应为：O2+2H2O +4e-=4OH-，试管内空气中的氧气被消耗，管内压强减小，结束后，最终导管内水面上升，故B不选；
C．活性炭与铁混合，在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池，加速了铁的腐蚀，故C不选；
D．以水代替氯化钠溶液，铁、炭和水三者组合也能形成原电池，水为中性，铁在中性或碱性条件下发生吸氧腐蚀，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据实验所给条件可知，本题铁发生的是吸氧腐蚀，负极反应为：Fe-2e-=Fe2+；正极反应为：O2+2H2O +4e-=4OH-，据此解题。
17．【答案】C
【解析】【解答】A．由分析可知，B极为负极，乙酸根离子在微生物膜做催化剂的作用下失去电子发生氧化反应生成碳酸氢根离子和氢离子，故A不符合题意；
B．由分析可知，微生物膜的作用主要是做催化剂，使乙酸根离子失去电子发生氧化反应生成碳酸氢根离子和氢离子，故B不符合题意；
C．由分析可知，A极为原电池的正极，对氯苯酚在酸性条件下得到电子发生还原反应生成苯酚和氯离子，电极反应式为 +H++2e-=Cl-+ ，故C符合题意；
D．负极反应式为CH3COO--8e-+4H2O=2HCO3- +9H+，消耗0.1mol乙酸根离子时，转移电子的物质的量为0.8mol，整个电路中通过的电量相同，因此去除0.1mol乙酸根离子时，有0.8mol氢离子通过质子交换膜，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．依据电极反应物和产物判断反应类型；
B．微生物膜做催化剂；
C．原电池的正极得到电子发生还原反应；
D．通过质子膜转移离子所带的电荷总数等于整个电路中通过的电子数。
18．【答案】D
【解析】【解答】A.由充电时图示中Li+移动方向可知，电极a为阳极，发生氧化反应3I- - 2e-= I3-，I3-的浓度增大，故A不符合题意；
B.充电时电极b为阴极，发生还原反应，需与外接电源负极相连，故B不符合题意；
C.放电时，氧化剂I3-在a电极区域发生还原反应I3- + 2e-=3I-，负电荷增加，锂离子移向a极区，电子自外电路输入a极，a为正极，故C不符合题意；
D.放电时，b电极区域失去Li+，根据得失电子守恒，转移0.1mol电子时，应减轻0.7g，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】本题考查二次电池的充放电过程，要注意放电过程为原电池反应，充电过程为电解池反应。
在原电池中，较为活泼的金属作为负极，失电子化合价升高发生氧化反应；较为不活泼的金属作为正极得电子化合价降低，发生还原反应；在电解池中，与电源负极相连的为电解池的阴极，得电子化合价降低发生还原反应；与电源正极相连的为电解池的阳极，失电子化合价升高发生氧化反应；据此进行分析解答。
19．【答案】D
【解析】【解答】A. 若M是Zn，N是Cu，G是稀硫酸，则M极为负极，会变细，N极为正极，粗细不变，且该电极上有气体放出，A不符合题意；
B. 若M是Cu，N是Zn，G为稀硫酸，则M极为正极，粗细不变，且该电极上有气体放出，N极为负极，会变细，B不符合题意；
C. 若M是Fe，N是Ag，G为稀AgNO3溶液，则M极是负极，会变细，N极是正极，会变粗，C不符合题意；
D. 若M是Ag，N是Fe，G为稀AgNO3溶液，则N为负极，会变细，铁失去电子被氧化，M为正极，M上银离子得电子被还原为银，M极变粗，D符合题意；
故答案为：D。
【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，如图装置中发生反应，电流表指针偏转，同时M极逐渐变粗，M上金属析出，M上发生还原反应，M是正极，N极逐渐变细，则N极金属溶解，发生氧化反应，N是负极，据此分析回答；
20．【答案】C
【解析】【解答】A、Zn电极作原电池负极，发生氧化反应，故A不符合题意；
B、Cu电极作原电池正极，发生还原反应，故B不符合题意；
C、Zn电极失去电子，电子通过导线由Zn流向Cu电极，故C符合题意；
D、因氧化性Cu2+>H+，故铜电极上发生的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，故D不符合题意；
故答案为C。
【分析】该装置为原电池装置，因金属活泼性Zn>Cu，故Zn作原电池负极，发生氧化反应，Cu作原电池正极，电解质溶液中Cu2+发生还原反应，以此分析本题。
21．【答案】（1）Zn或锌
（2）还原；FeO42-+3e-+4H2O═Fe(OH)3+5OH-
（3）正
【解析】【解答】（1）根据总反应式可知锌失去电子，发生氧化反应，所以高铁电池的负极材料是锌；（2）放电时,正极发生得到电子的还原反应。已知负极反应为：3Zn-6e-+6OH-＝3Zn(OH)2，则利用总反应式减去负极反应式即可得到正极反应为：FeO42-+3e-+4H2O＝Fe(OH)3+5OH-。（3）放电时正极反应为FeO42-+3e-+4H2O＝Fe(OH)3+5OH-，反应中产生氢氧根，氢氧根浓度增大，所以正极附近溶液的碱性增强。
【分析】原电池中负极发生失去电子的氧化反应，正极发生得到电子的还原反应，根据高铁电池的总反应判断还原剂和氧化剂，结合原电池原理分析解答。
22．【答案】（1）焰色
（2）还原性；b、d
（3）2Cu2++4I-=2CuI↓+I2
（4）Ag+的氧化性大于Cu2+；AgNO3+KI=AgI↓+KNO3；有可能是空气中O2的氧化KI溶液出现上述现象；2Ag++2I-=2Ag+I2；Ag+与I-既能发生沉淀(复分解)反应，亦能发生氧化还原反应，当两者在溶液中接触时，沉淀反应优先发生
【解析】【解答】(1)钾元素焰色试验通过蓝色钴玻璃观察时火焰显紫色，据此检验钾元素的存在；
(2)①在KI中I元素化合价为-1价，是I元素的最低化合价，只有还原性；
②a．Fe2+与I-不能发生反应，因此不能证明其具有还原性，a不正确；
b．Fe3+与I-会发生氧化还原反应产生Fe2+、I2，反应方程式为：2Fe3++2I-=2Fe2++I2，在该反应中I元素化合价升高，I-失去电子，表现还原性，b正确；
c．Br-与I-不能发生反应，因此不能证明其具有还原性，c不正确；
d．Cl2与I-会发生氧化还原反应产生Cl-、I2，反应方程式为：Cl2+2I-=2Cl-+I2，在该反应中I元素化合价升高，I-失去电子，表现还原性，d正确；
故答案为：bd；
(3)向CuSO4溶液中滴入少量KI溶液，再加入少量苯，振荡、静置后，观察到上层苯层显紫色，说明反应产生了I2，同时有白色CuI生成，说明Cu2+能够氧化I-，根据电子守恒、原子守恒、电荷守恒，可得该反应的离子方程式为：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2；
(4)①由于金属活动性：Cu＞Ag，则离子氧化性：Ag+＞Cu2+，所以若Cu2+能够氧化I-，则氧化性强的Ag+也能够氧化I-；
②向KI溶液中滴加AgNO3溶液，看到产生了黄色沉淀，说明二者发生了复分解反应产生AgI黄色沉淀，该反应的化学方程式为：AgNO3+KI=AgI↓+KNO3；
③甲同学认为根据上述实验现象不能说明Ag+能氧化I ，这是由于有可能是溶解在溶液中空气中O2的氧化KI溶液而出现上述现象；乙同学改进后证明了Ag+能氧化I ，则该反应的离子方程式为：2Ag++2I-=2Ag+I2；
④由以上两个实验得出的结论为：Ag+与I-既能发生沉淀(复分解)反应，也能发生氧化还原反应，当两者在溶液中接触时，沉淀反应优先发生。
【分析】(1)钾元素的特征性质是焰色反应；
(2)①KI中碘元素化合价处于碘元素化合价的最低价，具有还原性；
②与KI反应，体现Kl还原性的试剂，具有氧化性；
(3)硫酸铜溶液中先加入少量KI溶液，再加入苯振荡静置溶液分层，上层显紫色，有白色沉淀生成，说明生成了碘单质和CuI，CuI为不溶于水的白色沉淀；
(4)①依据(3)中铜离子具有氧化性判断： 金属阳离子具有氧化性；
②实验一中硝酸银溶液滴入碘化钾溶液生成黄色沉淀为AgI；
③原电池装置中3分钟后KI溶液开始变黄，随后溶液黄色加深，说明碘离子被氧化为碘单质，取出该烧杯中溶液滴入盛有淀粉溶液的试管，溶液变蓝，证明生成了碘单质遇到淀粉变蓝色，碘离子遇到银离子发生的反应有氧化还原反应和复分解反应，复分解反应优先。
23．【答案】（1）；负极：锌片、正极：铜片；CuSO4溶液；Zn–2e-=Zn2+；Cu2++2e-=Cu
（2）1.12L；0.1
【解析】【解答】（1）①利用反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计原电池，根据反应可知，Zn为负极，则正极可以是活泼性不如Zn的金属如铜等，也可以是碳棒，电解质溶液应为CuSO4，设计的原电池装置为： ；
②根据以上设计可知，负极为锌片，正极为铜片，电解质溶液为CuSO4溶液；
③原电池中负极活泼金属失电子发生氧化反应，电极反应为：Zn–2e-=Zn2+，正极为溶液中的阳离子得到电子发生还原反应，CuSO4溶液中的阳离子有Cu2+和H+，放电能力Cu2+大于H+，正极反应为：，Cu2++2e-=Cu；
（2）用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中构成的原电池中，负极：Zn–2e-=Zn2+，正极：2H++2e-=H2↑，由电极反应n(H2)=n(Zn)= ，V(H2)=0.05mol 22.4L/mol=1.12L，n(e-)=2 n(Zn)=2 0.05mol=0.1mol。
【分析】（1）利用反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计原电池，根据反应可知，Zn为负极，则正极可以是活泼性不如Zn的金属如铜等，也可以是碳棒，电解质溶液应为CuSO4，根据原电池原理写出电极反应式。（2）根据锌和氢气之间转移电子数目相等计算。
24．【答案】（1）a；由b到a；氧化反应
（2）Zn+Cu2+=Zn2++Cu；Cu2++2e-=Cu；0.2
【解析】【解答】（1）在原电池中，负极失电子发生氧化反应，表现为质量减轻，溶液中的阳离子在正极上得电子发生还原反应，一般表现为有气泡产生或质量增加，该原电池中a电极有气泡产生，b电极逐渐变细，说明a为正极，b为负极，外电路中电流的方向为正极到负极，所以外电路中电流流动的方向是由b到a，故答案为：a，由b到a，氧化反应。
（2）当电极a为Zn、电极b为Ag、电解质溶液为CuSO4时，负极上锌失电子生成锌离子，电极方程式为：Zn-2e-=Zn2+，正极上铜离子得电子生成单质铜，电极方程式为：Cu2++2e-=Cu，则该原电池总的离子反应方程式：Zn+Cu2+=Zn2++Cu，根据电极方程式可知，当电极Zn溶解的质量为6.5g即 =0.1mol时，通过导线的电子的物质的量为0.2mol，故答案为：Zn+Cu2+=Zn2++Cu，Cu2++2e-=Cu，0.2。
【分析】（1）根据b电极变细可知b为原电池的负极，结合原电池原理进行分析几科；
（2）根据电极材料和电解质溶液书写总反应方程式和电极方程式，然后进行计算即可。
25．【答案】（1）⑤
（2）Fe；氧化
（3）负
（4）Fe+H2SO4= FeSO4+ H2↑
【解析】【解答】（1）构成原电池必须满足两个电极、自发的氧化还原反应、以及电解质溶液、和形成闭合回路，可以形成原电池的是⑤，故正确答案是⑤
（2）铁和铜做电极以及硫酸做电解质溶液，负极是铁，发生的是氧化反应，正极是铜，发生的是还原反应，故正确答案是：Fe、氧化反应
（3）原电池工作时，阳离子向电池正极移动，阴离子向电池负极移动，故硫酸根离子向负极移动，故正确答案是：负
（4）此电池的电池反应是 Fe+H2SO4= FeSO4+ H2↑ ，故正确答案是： Fe+H2SO4= FeSO4+ H2↑
【分析】根据原电池的形成条件即可判断出⑤形成原电池，此时的电池的负极是铁，失去电子发生氧化反应，吸引大量的硫酸根离子，铜是正极，氢离子得到电子变为氢气，根据正负极反应即可写出总的电池反应
