第四章《化學反應與電能》單元測試（培優(yōu)提升）（教師版）人教2019選擇性必修1 高二化學 精講專練 學案

《化學反應與電能》單元測試（培優(yōu)提升）學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________一、單選題(共45分)1．(本題3分)下列敘述正確的是①電解池是將化學能轉變成電能的裝置②原電池是將電能轉變成化學能的裝置③金屬和石墨導電均為物理變化，電解質溶液導電是化學變化④電解池兩個電極材料可以相同A．①②③④ B．③④ C．②③④ D．③【答案】B【詳解】①電解池是將電能轉變成化學能的裝置，故①錯誤；②原電池是將化學能轉變成電能的裝置，故②錯誤；③金屬和石墨均為自由電子導電，屬于物理變化；電解質溶液導電的實質是電解，屬于化學變化，故③正確；④電解池連接外接電源，兩個電極材料可以相同也可以不同，故④正確；選B。2．(本題3分)銅鋅原電池為電化學建構認識模型奠定了重要的基礎，懂得原理才能真正做到舉一反三，應用到其他復雜的電池分析中。鹽橋中裝有瓊脂凝膠，內含氯化鉀。下面兩種原電池說法錯誤的是A．原電池Ⅰ和Ⅱ的反應原理都是Zn+Cu2+=Zn2++CuB．電池工作時，導線中電子流向為Zn→CuC．正極反應為Zn-2e-=Zn2+，發(fā)生還原反應D．電池工作時，鹽橋中的K+向右側燒杯移動，Cl-向左側燒杯移動【答案】C【分析】在原電池中，若兩金屬做電極，一般活潑金屬做負極，不活潑金屬做正極。Ⅰ和Ⅱ兩個原電池裝置中，都是鋅做負極，銅做正極。【詳解】A．原電池Ⅰ和Ⅱ中，Zn為負極，Cu為正極，CuSO4為電解質溶液，工作原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，故A正確；B．在原電池中，負極鋅失去電子，經外電路流向正極銅，故B正確；C．正極反應為Cu2++2e-=Cu，發(fā)生還原反應，故C錯誤；D．在原電池內部，陽離子移向正極，陰離子移向負極，裝置Ⅱ中，右側燒杯中的銅為正極，左側燒杯中的鋅為負極，所以鹽橋中的K+向右側燒杯移動，Cl-向左側燒杯移動，故D正確；故選C。3．(本題3分)控制合適的條件，將反應2Fe3++2I-2Fe2++I2設計成如圖所示原電池(甲池為FeCl3溶液，乙池為KI溶液，鹽橋的作用是形成閉合回路)，下列判斷不正確的是A．反應開始時，電流方向是從甲池石墨棒流向乙池石墨棒B．反應開始時，甲中石墨電極上Fe3+被還原C．電流計讀數(shù)為零時，反應達到化學平衡狀態(tài)D．電流計讀數(shù)為零后，在甲中加入FeCl2固體后，乙中石墨電極為負極【答案】D【分析】根據(jù)裝置圖及原電池反應2Fe3++2I-?2Fe2++I2可知，開始時乙池中碘離子失電子生成碘單質，乙中石墨電極為負極，而甲池的鐵離子發(fā)生得電子的還原反應生成亞鐵離子，甲中石墨電極為正極，該原電池反應為可逆反應，當電流為零時，反應達到平衡狀態(tài)，并結合物質濃度的改變對化學平衡的影響分析判斷?！驹斀狻緼．反應開始時，乙中石墨電極為負極，甲中石墨電極為正極，則電流方向是從甲池石墨棒流向乙池石墨棒，故A正確；B．由總反應方程式知，F(xiàn)e3+得電子、被還原成Fe2+，故B正確；C．當電流計為零時，說明沒有電子發(fā)生轉移，各物質的濃度不變，則反應達到平衡狀態(tài)，故C正確；D．電流計讀數(shù)為零后，甲中加入Fe2+，導致平衡逆向移動，則Fe2+失去電子生成Fe3+，為負極反應，則甲中石墨電極為負極，乙中石墨電極為正極，故D錯誤；故選D。4．(本題3分)一種新型燃料電池，它以多孔鎳板為電極，兩電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入乙烷和氧氣，其中一電極反應式為C2H6＋18OH--14e-=2＋12H2O。有關此電池的推斷正確的是A．通入氧氣的電極為正極，電極反應式為2H2O＋O2＋4e-=4OH-B．電池工作過程中，溶液的OH-濃度減小，pH逐漸增大C．電解質溶液中的OH-向正極移動，K+向負極移動D．正極與負極上參加反應的氣體的物質的量之比為2∶7【答案】A【分析】燃料電池中發(fā)生的反應一般是燃料和氧氣的氧化還原反應，通入氧氣的一極為正極，通入燃料的一極為負極。【詳解】A．根據(jù)題目已知：其中一電極反應式為C2H6＋18OH--14e-=2＋12H2O可知，通入乙烷的一極為負極，則通入氧氣的一極為正極，在堿性溶液中，正極電極反應式為2H2O＋O2＋4e-=4OH-，故A正確；B．電池工作的總反應為：2C2H6+7O2+8OH-=4+10H2O，消耗了OH-，OH-濃度減小，溶液的pH逐漸降低，故B錯誤；C．在原電池內部，陽離子移向正極，陰離子移向負極，所以OH-向負極移動，K+向正極移動，故C錯誤；D．正極上參加反應的氣體為氧氣，負極上參加反應的氣體為乙烷，根據(jù)總反應方程式：2C2H6+7O2+8OH-=4+10H2O，正極與負極上參加反應的氣體的物質的量之比為7∶2，故D錯誤；故選A。5．(本題3分)三元電池是電動汽車的新能源，其正極材料可表示為LiNixCoyMnzO2。充電時電池總反應為LiNixCoyMnzO2+6C(石墨)=Li1-aNixCoyMnzO2+LiaC6，其電池工作原理如圖所示，兩極之間有一個允許特定的離子X通過的隔膜。下列說法正確的是A．允許離子X通過的隔膜屬于陰離子交換膜B．放電時，電流由A經負載回到BC．充電時，B為陰極，發(fā)生還原反應D．放電時，負極反應式為：LiaC6-ae-=6C(石墨)+aLi+【答案】D【分析】根據(jù)題目正極材料可表示為LiNixCoyMnzO2，判斷LiaC6為負極材料，故A為負極，B為正極，根據(jù)充電時電池總反應是陰極和陽極的總反應，該反應逆過程即是原電池的反應，也是正極和負極的總反應?！驹斀狻緼．根據(jù)分析得B為正極，原電池中離子移動的方向是陽離子移向正極，故離子X通過的隔膜屬于陽離子交換膜，故A不正確；B．放電時是原電池，電流從正極流向負極，故從B經負載回到A，故B不正確；C．充電時，根據(jù)正極接電源的正極判斷，B為陽極，發(fā)生氧化反應，故C不正確；D．放電時，是原電池反應，負極反應與電解池中的陰極反應剛好相反，根據(jù)題目中的充電時電池反應進行書寫電極反應：LiaC6-ae-=6C(石墨)+aLi+，故D正確；故選答案D?！军c睛】本題考查二次電池的原理，注意二次電池充電時，正極做的是陽極，負極做的是陰極，根據(jù)總反應方程式進行改寫可以得到電極反應。6．(本題3分)一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料、氧氣為氧化劑、某固體氧化物為電解質的新型燃料電池的工作原理如圖所示。在700~900℃時，O2-可在該固體氧化物電解質中自由移動。生成物為無毒無害的物質。下列說法正確的是A．該裝置將電能轉化為化學能 B．甲電極上N2H4失去電子C．電池內的O2-由電極甲移向電極乙 D．電池總反應為：N2H4+2O2=2NO+2H2O【答案】B【分析】該燃料電池中，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應，產物為無毒無害物質，則電極反應式為：N2H4+2O2--4e-=N2↑+2H2O，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為：O2+4e-=2O2-，電池總反應為：N2H4+O2=N2↑+2H2O，結合離子的移動方向、電流的方向分析解答?！驹斀狻緼．該裝置為燃料電池，是將化學能轉化為電能，故A錯誤；B．由圖示知，甲電極反應為：N2H4+2O2--4e-=N2↑+2H2O，N2H4失去電子，故B正確；C．根據(jù)上述分析，電池內的O2-由電極乙移向電極甲，故C錯誤；D．根據(jù)上述分析，電池總反應為：N2H4+O2=N2↑+2H2O，故D錯誤；故選：B。7．(本題3分)某種熔融碳酸鹽燃料電池以Li2CO3、K2CO3為電解質、以CH4為燃料時，該電池工作原理見如圖。下列說法正確的是A．此電池在常溫時也能工作B．正極電極反應式為：O2+2CO2+4e-=2C．向正極移動D．a為CH4，b為CO【答案】B【分析】燃料電池中通入燃料的電極是負極、通入氧化劑的電極是正極，根據(jù)電子流向知，左邊a電極是負極、右邊b電極是正極，所以a是CH4，b為空氣。【詳解】A．電解質為熔融碳酸鹽，需要高溫條件，A錯誤；B．正極上O2得電子和CO2反應生成，電極反應式為O2+2CO2-4e-═2，B正確；C．原電池放電時，向負極移動，C錯誤；D．根據(jù)分析，a是CH4，b為空氣，D錯誤；故選B。8．(本題3分)工業(yè)上通過惰性電極電解Na2SO4濃溶液來制備氫氧化鈉和硫酸，a、b為離子交換膜，裝置如下圖所示，下列說法正確的是A．c電極與外接電源負極相連B．a為陰離子交換膜C．從d端注入的是稀NaOH溶液D．生成標狀況下22.4L的O2，將有2molNa+穿過陽離子交換膜【答案】C【分析】由題干電解裝置圖可知，c電極區(qū)產生O2，故說明該電極區(qū)發(fā)生氧化反應，電極方程式為：2H2O-4e-=4H++O2↑，故c電極區(qū)為陽極區(qū)，c電極與外接電源的正極相連，左側區(qū)為陰極區(qū)，發(fā)生還原反應，電極反應為：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，又知電解池中陽離子移向陰極區(qū)，陰離子移向陽極區(qū)，故Na+經過陽離子交換膜a進入左側區(qū)，左側區(qū)進入口d進入的稀NaOH，出口為濃NaOH，硫酸根離子經過陰離子交換膜b進入右側陽極區(qū)，故右側區(qū)進入的是稀硫酸，流出的為濃硫酸，據(jù)此分析解題。【詳解】A．由分析可知，c電極與外接電源正極相連，A錯誤；B．由分析可知，a為陽離子交換膜，b為陰離子交換膜，B錯誤；C．由分析可知，從d端注入的是稀NaOH溶液，C正確；D．生成標狀況下22.4L即=1mol的O2，則線路上流過的電子為4mol，故將有4molNa+穿過陽離子交換膜，D錯誤；故答案為：C。9．(本題3分)如下圖所示的裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通后，向乙中滴入酚酞溶液在F極附近顯紅色。則下列說法正確的是A．電源B極是正極B．(甲)(乙)裝置的C、D、E、F電極均有單質生成，其物質的量之比為1：2：2：1C．欲用(丙)裝置給銅鍍銀，G應該是Ag，電鍍液是AgNO3溶液D．裝置(丁)中Y極附近紅褐色變深，說明Fe(OH)3膠體帶正電荷【答案】C【詳解】A．根據(jù)圖片知，該裝置是電解池，將電源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色，說明F極附近有大量氫氧根離子，由此得出F極上氫離子放電生成氫氣，所以F極是陰極，則電源B極是負極，A極是正極，A錯誤；B．甲裝置中C電極上氫氧根離子放電生成氧氣，D電極上銅離子放電生成銅單質，E電極上氯離子放電生成氯氣，F(xiàn)電極上氫離子放電生成氫氣，所以甲、乙裝置的C、D、E、F電極均有單質生成；生成1mol氧氣需要4mol電子，生成1mol銅時需要2mol電子，生成1mol氯氣時需要2mol電子，生成1mol氫氣時需要2mol子，所以轉移相同物質的量的電子時生成單質的物質的量之比為1：2：2：2，B錯誤；C．若用丙裝置給銅鍍銀，G應該是Ag，H是Cu，電鍍液是AgNO3溶液，C正確；D．丁裝置中Y電極是陰極，如果Y極附近紅褐色變深，說明Fe(OH)3膠粒帶正電荷，F(xiàn)e(OH)3膠體是不帶電的，D錯誤；故選C。10．(本題3分)下列金屬防護的做法中，運用了電化學原理的是A．健身器材刷油漆以防銹 B．衣架外面包上一層塑料層C．地下鋼鐵管道連接鎂塊以防腐 D．自行車鏈條涂抹潤滑油【答案】C【詳解】A．健身器材刷油漆為外加防護膜的保護法，可以隔絕空氣，只運用了化學防腐蝕的原理，故A不選；

B．衣架的外面包上一層塑料層為外加防護膜的保護法，可以隔絕空氣，只運用了化學防腐蝕的原理，故B不選；

C．地下鋼鐵管道連接鎂塊，金屬鎂比鐵活潑，屬于犧牲陽極的陰極保護法，運用了電化學原理，故C選；

D．自行車鏈條涂抹潤滑油，可以隔絕空氣，只運用了化學防腐蝕的原理，故D不選；

故選：C。11．(本題3分)“西氣東輸”工程中，需要地下埋入鑄鐵管道。在下列情況下，鑄鐵管道被腐蝕速率最慢的是A．在含鐵元素較多的酸性土壤中 B．在潮濕疏松的堿性土壤中C．在含碳粒較多，潮濕透氣的中性土壤中 D．在干燥致密的不透氣的土壤中【答案】D【詳解】A．在含鐵元素較多的酸性土壤中，鑄鐵管道發(fā)生析氫腐蝕，鑄鐵管道腐蝕較快，故不選A；B．在潮濕疏松的堿性土壤中，鑄鐵管道發(fā)生吸氧腐蝕，鑄鐵管道腐蝕較快，故不選B；C．在含碳粒較多，潮濕透氣的中性土壤中，鑄鐵管道發(fā)生吸氧腐蝕，鑄鐵管道腐蝕較快，故不選C；D．在干燥致密的不透氣的土壤中，鐵不與氧氣、水接觸，鑄鐵管道被腐蝕速率最慢，故選D。選D。12．(本題3分)利用如圖裝置，完成很多電化學實驗．下列有關此裝置的敘述中，正確的是A．若X為鋅棒，Y為NaCl溶液，開關K置于M處，可減緩鐵的腐蝕，這種方法稱為犧牲陰極保護法B．若X為碳棒，Y為NaCl溶液，開關K置于N處，可加快鐵的腐蝕C．若X為銅棒，Y為硫酸銅溶液，開關K置于M處，銅棒質量將增加，此時外電路中的電子向銅電極移動D．若X為銅棒，Y為硫酸銅溶液，開關K置于N處，可用于鐵表面鍍銅，溶液中銅離子濃度將減小【答案】C【詳解】A．開關K置于M處，則該裝置為原電池，由于活動性Zn＞Fe，所以Zn為負極，F(xiàn)e為正極，可減緩鐵的腐蝕，這種方法稱為犧牲陽極的陰極保護法，A錯誤；B．開關K置于N處，，則該裝置為電解池，若陽極X為碳棒，Y為NaCl溶液，F(xiàn)e為陰極，被保護，不會引起Fe的腐蝕，B錯誤；C．開關K置于M處，則該裝置為原電池，若X為銅棒，Y為硫酸銅溶液，由于活動性Fe＞Cu，F(xiàn)e作負極，發(fā)生反應：Fe-2e-=Fe2+，Cu為正極，電極反應為Cu2++2e-=Cu，此時銅棒質量將增加，在外電路中的電子由Zn經導線向銅電極移動，C正確；D．開關K置于N處，則該裝置為電解池，Y為硫酸銅溶液，若陽極X為銅棒，電極反應：Cu-2e-=Cu2+，F(xiàn)e為陰極，電極反應：Cu2++2e-=Cu可用于鐵表面鍍銅，由于兩電極溶解的Cu的質量和析出的Cu的質量相等，所以溶液中銅離子濃度將不變，D錯誤；故選C。13．(本題3分)如圖，甲池的總反應為2CH3OH＋3O2＋4KOH=2K2CO3＋6H2O。下列說法不正確的是A．甲池中每消耗2molCH3OH，電解液中通過12mol電子B．反應一段時間后，向乙池中加入一定量CuO固體能使CuSO4溶液恢復原濃度C．反應一段時間后，丙池中會產生白色沉淀且不會溶解D．反應一段時間后，甲、乙兩池pH均減小【答案】A【詳解】A．甲池中CH3OH由-2價轉化為CO2中得+4價，故每消耗2molCH3OH，電路中通過2×[+4-（-2）]=12mol電子，但電子不可能通過電解液溶液，A錯誤；B．甲池中投放甲醇的電極是負極，投放氧氣的電極是正極，所以乙池中石墨是陽極，銀極是陰極，電解時，石墨極上析出氧氣，銀極上析出銅，所以要想使CuSO4溶液恢復到原濃度應加入氧化物，B正確；C．反應一段時間后，丙池中會產生白色沉淀且不會溶解，兩電極發(fā)生得反應分別為：左電極：2Cl--2e-=Cl2↑，右電極為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，然后陰極和陽極的產物發(fā)生反應Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓，Mg(OH)2不溶于NaOH溶液中，C正確；

D．根據(jù)甲、乙兩池的總反應式分別為：2CH3OH+3O2+4OH-=2+6H2O和2CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4，可知反應一段時間后，甲、乙兩池pH均減小，D正確；故答案為：A。14．(本題3分)2019年12月17日，中國首艘國產航母山東艦正式列裝服役，山東艦所用特種鋼材全部國產，研發(fā)過程中重點提高了材料的耐腐蝕性。在一定條件下，某含碳鋼腐蝕情況與溶液pH的關系如表所示，下列說法正確的是pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產物Fe2+Fe3O4Fe2O3FeOA．當pH＜6.5時，碳鋼主要發(fā)生化學腐蝕B．當pH＜4和pH＞13.5時，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕C．pH越大，碳鋼的腐蝕速率越慢D．pH＝14時，負極反應為4OH-+Fe-3e-=+2H2O【答案】D【詳解】A．當pH＜4時，碳鋼主要發(fā)生化學腐蝕，當4＜pH＜6.5時，主要發(fā)生電化學腐蝕，A不正確；B．當pH＜4時，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕，當pH＞13.5，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕，B不正確；C．從表中信息可以得出，pH在6~8之間時，碳鋼的腐蝕速率慢，但pH＞8時，碳鋼的腐蝕速率加快，C不正確；D．pH＝14時，在負極，F(xiàn)e失電子的產物與OH-反應生成等，電極反應式為4OH-+Fe-3e-=+2H2O，D正確；故選D。15．(本題3分)某工廠采用電解法處理含鉻廢水，耐酸電解槽用鐵板作陰、陽極，原理示意圖如下。經過一段時間后，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀隨廢水排出，從而使廢水中鉻含量低于排放標準。下列說法不正確的是A．陰極區(qū)發(fā)生的電極反應包括：2H++2e-=H2↑B．還原的主要方式是：+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2OC．廢水的pH過高或過低均會降低鉻的去除率D．電解槽工作時，通過陰離子交換膜從陽極室進入陰極室【答案】D【分析】耐酸電解槽用鐵板作陰、陽極，在陰極，水電離產生的H+得電子生成H2；在陽極，F(xiàn)e失電子生成Fe2+，F(xiàn)e2+將還原為Cr3+；、OH-從陰極室進入陽極室，與Fe3+、Cr3+反應生成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀?！驹斀狻緼．在陰極區(qū)，水電離產生的H+得電子，發(fā)生的電極反應包括：2H++2e-=H2↑，A正確；B．在陽極區(qū)，F(xiàn)e失電子生成的Fe2+還原，主要方式是：+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，B正確；C．若廢水的pH過高，會直接與Fe2+反應生成Fe(OH)2沉淀，影響的還原，若pH過低，會將Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀溶解，都會降低鉻的去除率，C正確；D．電解槽工作時，因為要進入陽極區(qū)被Fe2+還原，所以通過陰離子交換膜從陰極室進入陽極室，D不正確；故選D。二、填空題(共37分)16．(本題10分)鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產量的四分之一。（1）如圖裝置中，U形管內為紅墨水，a、b試管內分別盛有氯化銨溶液(顯酸性)和食鹽水，各加入生鐵塊，放置一段時間均被腐蝕。

①紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋?，則_______(填“a”或“b”)試管內盛有食鹽水。②a試管中鐵發(fā)生的是_______(填“析氫”或“吸氧”)腐蝕，生鐵中碳上發(fā)生的電極反應式為_______。（2）如圖兩個圖都是金屬防護的例子。

①為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖甲所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用_______(填字母)，此方法叫做_______保護法。A．銅B．鈉C．鋅D．石墨②圖乙方案也可以降低鐵閘門腐蝕的速率，其中鐵閘門應該連接在直流電源的_______(填“正”或“負”)極。③以上兩種方法中，_______填“甲”或“乙”)方法能使鐵閘門保護得更好。【答案】（1）b析氫（2）C犧牲陽極的陰極負乙【分析】（1）①紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋?，則a發(fā)生析氫腐蝕，a中盛有氯化銨溶液，b發(fā)生吸氧腐蝕，b中盛有食鹽水，故答案為b。②a試管中鐵發(fā)生的是析氫腐蝕，生鐵中碳為正極，正極上發(fā)生還原反應，故發(fā)生的電極反應式為。b試管中鐵發(fā)生的是吸氧腐蝕，生鐵中碳為正極，發(fā)生的電極反應式O2+2H2O+4e-=4OH-；鐵為負極，電極反應式為：Fe-2e-=Fe2+。（2）①為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以讓金屬鐵做原電池的正極，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以是比金屬鐵的活潑性強的金屬，鈉能夠與水反應，不能做電極材料，所以選鋅，此方法叫做犧牲陽極的陰極保護法，故答案為C；犧牲陽極的陰極；②電解池的陰極上的金屬被保護，為降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應該連接在直流電源的負極，故答案為負。③因為電解池的保護比原電池保護更好，所以方法乙能使鐵閘門保護得更好；故答案為乙。17．(本題12分)按要求完成下列問題。（1）微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如下圖所示：HS-在硫氧化菌作用下轉化為的電極反應式是_______。②若維持該微生物電池中兩種細菌的存在，則電池可以持續(xù)供電，原因是_______。（2）PbSO4熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源?；窘Y構如圖所示，其中作為電解質的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應為PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。①放電過程中，Li+向_______(填“負極”或“正極”)移動。②負極反應式為_______。③電路中每轉移0.2mol電子，理論上生成_______gPb。（3）氨氧燃料電池具有很大的發(fā)展?jié)摿Α０毖跞剂想姵毓ぷ髟砣缦聢D所示。a電極的電極反應式是_______；②一段時間后，需向裝置中補充KOH，請依據(jù)反應原理解釋原因是_______?！敬鸢浮浚?）HS-+4H2O-8e-=+9H+HS-、濃度不會發(fā)生變化，只要有兩種細菌存在，就會循環(huán)把有機物氧化成CO2放出電子（2）正極Ca+2Cl--2e-=CaCl220.7（3）2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O發(fā)生反應4NH3+3O2=2N2+6H2O，有水生成，使得溶液逐漸變稀，為了維持堿的濃度不變，所以要補充KOH【分析】（1）①酸性環(huán)境中反應物為HS-，產物為，利用質量守恒和電荷守恒進行配平，電極反應式：HS-+4H2O-8e-=+9H+，答案為：HS-+4H2O-8e-=+9H+；②從質量守恒角度來說，HS-、SO濃度不會發(fā)生變化，只要有兩種細菌存在，就會循環(huán)把有機物氧化成CO2放出電子，答案為：HS-、濃度不會發(fā)生變化，只要有兩種細菌存在，就會循環(huán)把有機物氧化成CO2放出電子；（2）①放電過程中，Li+向正極移動，答案為：正極；②原電池的鈣電極為負極，負極反應式為Ca+2Cl--2e-=CaCl2，答案為：Ca+2Cl--2e-=CaCl2；③根據(jù)方程式，電路中每轉移0.2mol電子，生成0.1molPb，即20.7gPb，答案為：20.7；（3）①a電極是通入NH3的電極，失去電子，發(fā)生氧化反應，所以該電極作負極，電極反應式是2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，答案為：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；②一段時間后，需向裝置中補充KOH，原因是發(fā)生反應4NH3+3O2=2N2+6H2O，有水生成，使得溶液逐漸變稀，為了維持堿的濃度不變，所以要補充KOH，答案為：發(fā)生反應4NH3+3O2=2N2+6H2O，有水生成，使得溶液逐漸變稀，為了維持堿的濃度不變，所以要補充KOH。18．(本題15分)回答下列問題（1）高鐵酸鉀(K2FeO4)不僅是一種理想的水處理劑，而且高鐵電池的研制也在進行中，如圖是高鐵電池的模擬實驗裝置，實驗過程中碳電極周圍出現(xiàn)紅褐色沉淀：①該電池放電時正極的電極反應式為___________；②鹽橋中盛有飽和KCl溶液，此鹽橋中氯離子向___________移動(填“左”或“右”)；若用陽離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向___________移動(填“左”或“右”)。（2）有人設想以N2和H2為反應物，以溶有A的稀鹽酸為電解質溶液，可制造出既能提供電能，又能固氮的新型燃料電池，裝置如圖所示，電池正極的電極反應式是___________，A是___________。（3）利用原電池工作原理測定汽車尾氣中CO的濃度，其裝置如圖所示。該電池中O2-可以在固體介質NASICON(固熔體)內自由移動，工作時O2-的移動方向___________(填“從a到b”或“從b到a”)，負極發(fā)生的電極反應式為___________?！敬鸢浮浚?）右左（2）氯化銨或NH4Cl（3）從b到aCO+O2-－2e-=CO2【解析】（1）①根據(jù)電池裝置可知C為正極，Zn為負極，高鐵酸鉀具有較強的氧化性，正極上高鐵酸鉀發(fā)生還原反應生成Fe(OH)3，電極反應為：；②鹽橋中陰離子向負極移動，陽離子向正極移動，因此氯離子向右側移動，K+向左側移動；若用陽離子交換膜代替鹽橋，則K+向左側移動；（2）由圖可知，該裝置的總反應是合成氨的反應，氫氣失去電子，在負極發(fā)生氧化反應，氮氣得到電子，在正極發(fā)生還原反應，那么正極的電極反應為：，氨氣與HCl反應生成NH4Cl，因此電解質是NH4Cl；（3）電解質溶液中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，電子由負極流向正極，因此O2?由電極b向電極a移動電子由電極a通過傳感器流向電極b；該裝置中CO為燃料，在負極(即a極)通入，失電子發(fā)生氧化反應，電極反應為：。三、原理綜合題(共18分)19．(本題18分)Ⅰ.甲醇是一種重要的化工原料和新型燃料。如圖是甲醇燃料電池工作的示意圖，工作一段時間后，斷開。（1）甲中負極的電極反應式為___________。（2）若丙中為鋁，為石墨，溶液為稀，若能使鋁的表面生成一層致密的氧化膜，則電極反應式為___________。（3）若、、、均為石墨，溶液為飽和氯化鈉溶液：a．丙中電解的總化學方程式為___________。b．工作一段時間后，向乙中所得溶液加入后恰好使電解質溶液復原，則丙中電極上生成的氣體標況下的體積為___________。c．丙中為使兩極產物不發(fā)生反應，可以在兩極之間放置___________(“陰”或“陽”)離子交換膜。（4）若把乙裝置改為精煉銅裝置(粗銅含、、、、等雜質)，下列說法正確的是___________。A．電解過程中，陽極減少的質量與陰極增加的質量相等B．為粗銅，發(fā)生氧化反應C．溶液的濃度保持不變D．雜質都將以單質的形式沉淀到池底（5）用鹽酸和溶液反應測定中和熱，實驗中測得起始平均溫度為，反應后最高溫度為，反應后溶液的比熱容為，鹽酸和溶液的密度都近似認為是，則中和熱___________。Ⅱ.甲烷是一種重要的化工原料和清潔能源，研究其相關反應并合理利用具有重要意義。請回答下列問題：（6）已知：a．工業(yè)上甲烷可用于制造合成氣，常溫常壓下其反應為；b．、的燃燒熱依次為、。常溫常壓下，甲烷完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為___________。（7）甲烷屬于易燃易爆氣體，可用電化學原理測定空氣中甲烷的含量防止爆炸事故的發(fā)生，其原理如圖所示，則負極的電極反應式為___________；若測得標準狀況下空氣中甲烷的含量為，當甲烷完全被氧化時消耗的為___________?！敬鸢浮浚?）（2）（3）陽（4）B（5）（6）890.3（7）0【分析】通入燃料（甲醇或甲烷）的一極為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，通入氧氣的電極為正極，發(fā)生還原反應。因此甲為原電池，乙、丙為電解池，結合原電池和電解池原理分析解答；根據(jù)蓋斯定律分析解答；先根據(jù)Q=m?c?△T計算反應放出的熱量，然后根據(jù)△H=-kJ/mol計算出中和熱。（1）甲醇燃料電池是原電池反應，甲醇在負極上失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O，故答案為：CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O；（2）丙中C為鋁，Al與正極相連為陽極，D為石墨，與負極相連為陰極，陽極上鋁失電子生成氧化鋁，則陽極的電極反應式為2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+，故答案為：2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+；（3）若A、B、C、D均為石墨，W溶液為飽和氯化鈉溶液，a．電解飽和氯化鈉溶液生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉，電解反應式：2Na