2022届高三化学一轮高考复习常考题型：65原电池的结构与判断

这是一份2022届高三化学一轮高考复习常考题型：65原电池的结构与判断，共18页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上，下列装置可以形成原电池的是，某原电池的总反应的离子方程式为，对于敞口容器中的反应等内容，欢迎下载使用。

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2022届高三化学一轮高考复习常考题型：65原电池的结构与判断

注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上

一、单选题（共16题）
1．如图所示的装置。烧杯中加入下列物质不能构成原电池的

A．稀盐酸 B．蔗糖溶液 C．稀硫酸 D．硫酸铜溶液
2．下列关于实验现象的描述不正确的是
A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面会出现气泡
B．用银片做阳极，铁片做阴极，电解硝酸银溶液，铁片表面会镀上一层银
C．把锌粒放入盛有稀硫酸的试管中，同时加入几滴硫酸铜溶液，气泡放出速率会加快
D．同种金属作为原电池的正极比作为电解池的阳极腐蚀得更快
3．下列装置可以形成原电池的是
A． B． C． D．
4．往盛有少量醋酸的大烧杯中放入盛有粉末的小烧杯，然后向小烧杯中加入盐酸，观察到大烧杯中醋酸逐渐凝固。下列推断错误的是


A．与盐酸反应中，反应物总能量小于生成物总能量
B．与盐酸的反应不可能设计成原电池
C．适当加大盐酸浓度，可以使醋酸凝固的更快
D．醋酸凝固是一个放热反应
5．"盐水动力"玩具车的驱动原理如图所示，向A中加入食盐水后便可使玩具车行驶。下列有关叙述不正确的是


A．该玩具车的驱动能源运用了原电池原理
B．加入食盐水后，作正极，不断地被消耗
C．加入食盐水后，向活性炭电极移动
D．加入食盐水后，实现了化学能向电能的转化
6．下列装置为某实验小组设计的 Cu－Zn 原电池，关于其说法错误的是

A．装置甲中电子流动方向为：Zn→电流表→Cu
B．装置乙比装置甲提供的电流更稳定
C．装置乙盐桥中可用装有琼胶的 Na2CO3饱和溶液
D．若装置乙中盐桥用铁丝替代，反应原理发生改变
7．某原电池的总反应的离子方程式为:2Fe3++Fe=3Fe2+，能实现该反应的原电池组成是（ ）
A．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为NaCl溶液
B．正极为碳，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液
C．正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D．正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液
8．下面是某同学学习原电池后整理的学习笔记，出现错误有

图注释：
①电子流动方向(一定)②电流方向(一定)
③电极反应(一定)④溶液中离子移动方向(一定)
拓展：
⑤负极金属活动性较强(一定)
⑥负极溶解质量减少，正极产生气体或质量增加变粗(不一定)
A．0处 B．1处 C．2处 D．4处
9．用如图所示装置探究原电池的工作原理，下列说法错误的是

A．甲图中锌片质量减轻，铜棒上有气体产生
B．乙图中正极上发生的反应为：2H＋＋2e－==H2↑
C．丙图中Zn片上发生氧化反应，溶液中的Cu2＋向铜电极移动
D．若乙图与丙图中锌片减轻的质量相等，则两装置中还原产物的质量比为1∶32
10．对于敞口容器中的反应：Zn(s)+H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)+H2(g)，下列叙述中不正确的是
A．Zn和H2SO4的总能量大于ZnSO4和H2的总能量
B．反应过程正极电极反应式为2H+-2e-=H2↑
C．若将该反应设计成原电池，则Zn为负极
D．若设计成原电池，当有65 g锌溶解时，理论上正极放出22.4 L气体(标准状况)
11．“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。下列关于该电池的说法错误的是（ ）
A．食盐水作为电解质溶液
B．镁片作为负极，发生还原反应
C．电池工作时镁片逐渐被消耗
D．电池工作时实现了化学能向电能的转化
12．CO2的转化对解决环境、能源问题意义重大，利用Al-CO2电池，能有效地将CO2转化成化工原料草酸铝Al2(C2O4)3，总反应为：2Al＋6CO2=Al2(C2O4)3，下列说法正确的是

A．电流方向：多孔碳电极→含AlCl3的离子的液体→铝电极
B．电池的正极反应式：2CO2＋2e-=C2O
C．正极反应过程中，O2起氧化剂作用
D．电池中转移0.1mol电子，消耗标准状况下CO2为6.72L
13．一种新型的“锂-呼吸CO2电化学装置”的结构如下图所示，下列说法正确的是

A．该装置可由电能转变为化学能
B．利用该技术可减少温室气体CO2的排放
C．正极的电极反应为：C2O42--2e-=2CO2
D．每生成10.2gLi2C2O4，有0.2molLi+从正极迁移至负极
14．工业废气H2S经资源利用后可回收能量并得到单质硫。反应原理如图所示。下列说法不正确的是

A．电极a为电池的负极
B．电极b上发生的电极反应为O2+4H++4e-=2H2O
C．若电路中通过2mol电子，则电池内部释放632kJ热量
D．若有17gH2S参与反应，则会有1molH+经质子膜进入正极区
15．如图所示的Mg－H2O2电池以海水为电解质溶液，可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池工作时，下列说法正确的是

A．Mg电极是该电池的正极 B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C．石墨电极附近溶液的碱性增强 D．溶液中Cl－向正极移动
16．银­Ferrozine法检测甲醛(HCHO)的原理为①在原电池装置中，氧化银能将甲醛充分氧化为CO2；②Fe3＋与产生的Ag定量反应生成Fe2＋；③Fe2＋与Ferrozine形成有色配合物；④测定溶液的吸光度(吸光度与溶液中有色物质的浓度成正比)。下列说法正确的是(　　)
A．①中，负极上消耗1 mol甲醛时转移2 mol电子
B．①溶液中的H＋由正极移向负极
C．理论上消耗的甲醛与生成的Fe2＋的物质的量之比为1∶4
D．④中，甲醛浓度越大，吸光度越小


二、填空题（共6题）
17．(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___________。
18．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s) =Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示(盐桥为盛有KNO3琼脂的U形管)。


请回答下列问题：
(1)电极X的材料是___________，其电极反应式为___________。
(2)电解质溶液Y是___________(填化学式)，银电极为电池的___________极。
(3)盐桥中的移向___________(填“左烧杯”或“右烧杯”)。
19．原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重要贡献。
(1)现有如下两个反应：
A．NaOH+HCl=NaCl+H2O
B．Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2
上述反应能设计成原电池的___是(填字母)，应选用的负极材料是___。
(2)将纯锌片和纯铜片按如图甲、乙所示方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：

①下列说法正确的是___(填字母)。
A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置
B．乙中铜片上没有明显变化
C．甲中铜片质量减少，乙中锌片质量减少
D．两烧杯中溶液的pH均增大
②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲___(填“＞”“＜”或“=”)乙
③请写出图中构成原电池的装置负极的电极反应式：___。
(3)若将甲装置中稀硫酸分别换成下列试剂，则电流表会偏转的是___(填字母)。
A．醋酸溶液B．无水乙醇C．苯D．CuSO4溶液
20．某兴趣小组用下图装置研究原电池的工作原理。

(1)甲中K断开时，装置中发生反应的离子方程式为_____________；K闭合时，Cu棒上的现象为__________，它为原电池的___(填“正”或“负”)极，电极反应式为_______，外电路电流的方向由___到______(填“Cu”或“Zn”)。
(2)乙图为氢氧燃料电池构造示意图，其中通入氢气的一极为电池的____填“正”或“负”)极，发生____(填“氧化”或“还原”)反应。
(3)某同学欲把反应Fe+2FeCl3=3FeCl2设计成原电池，请写出负极的电极反应式： _________________。
21．原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。
（1）现有如下两个反应：
A．NaOH+HCl=NaCl+H2O；B．Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
判断能否设计成原电池A．_____，B．_____。（填“能”或“不能”）
（2）将纯锌片和纯铜片按图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：

①下列说法正确的是____________。
A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B．乙中铜片上没有明显变化
C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少 D．两烧杯中溶液的pH均增大
②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲________乙（填“＞”、“＜“或“＝”）。
③请写出图中构成原电池的负极电极反应式_________________________。
（3）燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂（如O2）反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，氢气为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液；则氢气应通入__极（填a或b），电子从____（填a或b）极流出。
22．（1）在下图的8个装置中，属于原电池的是____________。

（2）铅蓄电池的正极材料是_________。
（3）航天飞机常采用燃料电池作为电能来源，燃料电池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物质与O2一起构成的电池装置，它可直接将化学能转化为电能。如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：

①电池的负极是___（填“a”或“b”），该极的电极反应是_________。
②消耗标准状况下5.6L O2时，有____mol电子发生转移。
③开始放电时，正极附近溶液的pH__________（填“增大”“减小”或“不变”）
参考答案
1．B
【详解】
烧杯中有活泼性不同的两个电极，形成了闭合回路，只要再有电解质溶液，且能发生自发的氧化还原反应就能形成原电池；
A．稀盐酸是电解质溶液，且可以与锌发生自发的氧化还原反应，能构成原电池，故A不符合题意；
B．蔗糖溶液是非电解质溶液，也不能与锌发生自发的氧化还原反应，不能构成原电池，故B符合题意；
C．稀硫酸是电解质溶液，且可以与锌发生自发的氧化还原反应，能构成原电池，故C不符合题意；
D．硫酸铜溶液是电解质溶液，且可以与锌发生自发的氧化还原反应，能构成原电池，故D不符合题意；
故答案为：B
2．D
【详解】
A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，构成原电池，铁作负极，铜作正极，正极反应式为，故铜片表面会出现气泡，A项正确；
B．电镀时，银片做阳极，铁片做阴极，电解硝酸银溶液，阴极的电极反应式为，故铁片表面会镀上一层银，B项正确；
C．加入几滴硫酸铜，锌先把铜置换出来，构成原电池，原电池加快反应速率，C项正确；
D．原电池的正极发生还原反应，金属作为原电池的正极会被保护，电解池的阳极发生氧化反应，金属作为电解池的阳极会加快腐蚀，故同种金属作为原电池的正极比作为电解池的阳极腐蚀得更慢，D项错误；
答案选D。
3．B
【详解】
A．，没有电解质溶液，故A不符合题意；
B．，满足原电池的条件，故B符合题意；
C．，两个电极没有直接或间接连接，故C不符合题意；
D．，没有形成闭合回路，故D不符合题意。
综上所述，答案为B。
4．D
【详解】
A．由大烧杯中醋酸逐渐凝固可推知与盐酸反应为吸热反应，反应物总能量小于生成物总能量，A项正确；
B．与盐酸反应不是氧化还原反应，不能设计成原电池，B项正确；
C．适当加大盐酸浓度，反应速率加快，单位时间内吸收的热量增大，使醋酸凝固的更快，C项正确；
D．醋酸凝固是一个物理放热过程，不是放热反应，D项错误；
答案选D。
5．B
【详解】
A．该玩具车的驱动能源有两个活泼性不同的电极，加入食盐水有了电解质，运用了原电池原理，故A正确；
B．加入食盐水后，作负极，失电子，不断地被消耗，故B错误；
C．原电池中阳离子移向正极，加入食盐水后，Mg作负极，活性炭作正极，向活性炭电极移动，故C正确；
D．原电池是化学能转化为电能的装置，加入食盐水后，实现了化学能向电能的转化，故D正确；
故答案为B。
6．C
【详解】
A，装置甲中，Zn作原电池的负极，Cu作原电池的正极，电子由负极经导线流向正极，故A正确；
B、装置乙使用了盐桥，起着平衡电荷的作用，比装置甲提供的电流稳定，故B正确；
C、装置乙盐桥中若用 Na2CO3饱和溶液代替KCl饱和溶液，则电池工作时，CO32-移向ZnSO4溶液，Zn2+和CO32-发生反应，产生沉淀堵塞盐桥，不能形成闭合回路，使原电池停止工作，故C错误；
D、若装置乙中盐桥用铁丝替代，右侧中形成Fe、Cu和硫酸铜溶液的原电池，左侧为电解池，反应原理发生改变，故D正确。
故选C。
7．B
【分析】
根据电池反应式知，Fe失电子生成 Fe2+发生氧化反应而作负极，不如Fe活泼的金属或导电的非金属作正极，正极上 Fe3+得电子发生还原反应，所以电解质溶液为可溶性的铁盐溶液，据此分析解答。
【详解】
A．Fe比Cu活泼，正极为铜，负极为铁，但电解质溶液是NaCl溶液，不含有Fe3+，故A错误；
B．正极为碳，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液，原电池发生的总反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+，故B正确；
C．负极材料是Zn，不是Fe，Fe不能被氧化，不满足条件，故C错误；
D．电解质溶液必须是可溶性的铁盐溶液，不能是硫酸铜溶液，故D错误；
故答案为B。
8．C
【详解】
①锌为负极，铜为正极，电子由锌片流向铜片，故①正确；
②电流与电子运动方向相反，则电流由正极(铜片)经导线流向负极(锌片)，故②错误；
③负极Zn失电子发生氧化反应，正极H+在铜片上得电子发生还原反应生成H2逸出，故③正确；
④原电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，故④正确；
⑤一般的负极金属活动性较强，但有例外，比如Mg、Al、NaOH溶液三者组成原电池，由于Mg与NaOH溶液不反应，Al与NaOH溶液反应，这里Al是负极，Mg是正极，但Mg的金属性比Al强，所以负极金属活动性较强不一定，故⑤错误；
⑥若是燃烧电池，负极，正极质量无变化，所以负极溶解质量减少，正极产生气体或质量增加变粗，是不一定，故⑥正确；
由上分析，②⑤错误，有2处；C符合；答案为C。
9．A
【分析】
原电池中一般活泼金属为负极，发生氧化反应。
【详解】
A．甲图中没有形成完整的回路，不能形成原电池，锌与稀硫酸发生反应，锌的质量减轻，锌上有气泡产生，A错误；
B．乙图中构成原电池，铜为正极，溶液中的氢离子在正极发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－==H2↑，B正确；
C．丙图中构成原电池，活泼金属锌作负极，发生氧化反应，铜为正极，溶液中的Cu2+向正极移动，C正确；
D．乙图与丙图中负极反应相同，都为Zn-2e-===Zn2+，乙图与丙图中正极上的反应分别为：2H++2e-===H2↑、Cu2++2e-===Cu，若乙图与丙图锌片减轻的质量相等，即失去电子的物质的量相等，依据电子守恒计算乙图与丙图中还原产物的质量比=2：64=1：32，D正确。
答案选A。
10．B
【详解】
A．活泼金属与酸的置换反应是放热反应，即反应物能量总和大于生成物能量总和，即Zn和H2SO4的总能量大于ZnSO4和H2的总能量，故A正确；
B．该反应过程为金属的化学腐蚀过程，不满足构成原电池的条件，没有形成原电池，没有正负极反应，故B错误；
C．Zn发生失电子的氧化反应，若设计成原电池，则Zn作负极，故C正确；
D．若设计成原电池，当有65 g锌溶解时，n(Zn)==1mol，根据反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，正极生成1molH2，理论上正极放出22.4 L气体(标准状况)，故D正确；
答案选B。
11．B
【分析】
“盐水动力”玩具车的电池，镁是活泼金属，镁片作电池负极、活性炭为电池正极，食盐水是电解质溶液，电池反应为2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。
【详解】
A．食盐水作为电解质溶液，故A说法正确；
B．镁片作为负极，失电子，发生氧化反应，故B说法错误；
C．电池工作时镁片失去电子，逐渐被氧化而消耗，故C说法正确；
D．电池工作时化学能转化为电能，故D说法正确；
故选B。
12．B
【分析】
该装置为原电池，由方程式知铝电极是负极，电极反应是，多孔碳电极是正极，电极反应为
【详解】
A．电流的实质是电子，只能通过导线移动，电流的方向是多孔碳电极→导线→铝电极，A项不符合题意；
B．根据总反应知，正极反应是，B项符合题意；
C．涉及到O2的反应是①②，所以在正极反应过程中，O2作催化剂，C项不符合题意；
D．根据6e--6CO2，转移0.1mol电子，消耗标准状况下CO2为22.4L，D项不符合题意；
故正确选项为B
13．B
【详解】
由图可知，该装置为原电池，可以将化学能转化为电能，总反应为2Li+2CO2= Li2C2O4，锂是负极，锂失电子被氧化生成Li+；正极上CO2被还原为C2O42-，所以利用该技术可减少温室气体CO2的排放。Li+从负极移向正极。综上所述，B正确，本题选B。
【点睛】
在原电池中一定有一个可以自发进行的氧化还原反应发生，其中还原剂在负极失去电子发生氧化反应，电子经外电路流向正极；氧化剂在正极上得到电子发生还原反应，电子定向移动形成电流，电流方向与电子运动方向相反，电解质溶液中的阳离子向正极、阴离子向负极定向移动。
14．C
【解析】A．由2H2S（g）+O2（g）═S2（s）+2H2O反应，得出负极H2S失电子发生氧化反应，则a为电池的负极，故A正确；B．正极O2得电子发生还原反应，所以电极b上发生的电极反应为：O2+4H++4e-=2H2O，故B正确；C．电路中每流过4mol电子，则消耗1mol氧气，但该装置将化学能转化为电能，所以电池内部几乎不放出能量，故C错误；D．每17g即17g34g/mol=0.5molH2S参与反应，则消耗0.25mol氧气，则根据O2+4H++4e-=2H2O，所以有1mol H+经质子膜进入正极区，故D正确；故选C。
点睛：结合电池总反应分析电极反应，难点是根据电解质溶液酸碱性书写电极反应式；本题总反应式为2H2S（g）+O2（g）═S2（s）+2H2O，得出负极H2S失电子发生氧化反应，正极O2得电子发生还原反应，据此分析解答。
15．C
【解析】A．组成的原电池的负极被氧化，镁为负极，而非正极，故A错误；B．双氧水作为氧化剂，在石墨上被还原变为水和氢氧根离子，发生还原反应，故B错误；C．双氧水作为氧化剂，在石墨上被还原变为氢氧根离子，电极反应为，H2O2+2e-=2OH-，故溶液pH值增大，故C正确；D．溶液中Cl-移动方向同外电路电子移动方向一致，应向负极方向移动，故D错误；故选C。
点睛：依据原电池原理的分析判断电极名、称电极反应是解题关键，镁、过氧化氢和海水形成原电池，镁做负极发生氧化反应，过氧化氢在正极上发生还原反应，过氧化氢做氧化剂被还原为水，溶液pH增大，原电池中阴离子移向负极。
16．C
【解析】
A．甲醛分子中碳元素的化合价为0价，1 mol甲醛被氧化时转移4 mol电子，故A错误；B．原电池中阳离子向正极移动，故B错误；C．每生成1molFe2+转移1mol电子，1 mol甲醛被氧化时转移4 mol电子，根据电子转移的数目相等，可知消耗的甲醛与生成的Fe2+的物质的量之比为1:4，故C正确；D．④中，甲醛浓度越大，反应生成的Fe2+的浓度越大，吸光度越大，故D错误；答案为C。
17．⑤ Fe 氧化 负 Fe+H2SO4＝FeSO4+ H2↑
【详解】
(1)①没有正、负极，不能形成原电池；②Zn与Cu没有导线连接，没有形成闭合电路，不能形成原电池；③酒精不是电解质，不导电，不能形成原电池；④电极均为Cu，不存在活性差异，无自发的氧化还原反应发生，不能形成原电池；⑤形成闭合电路，有正、负极，发生了Fe与稀硫酸的反应，形成原电池，故答案为：⑤；
(2)在选出的原电池中，铁的金属性强于铜，铁是负极，发生失去电子的氧化反应；
(3)原电池中阴离子移向负极，则在该原电池的内电路中，硫酸根离子移向负极。
(4)负极铁失去电子，正极氢离子得到电子，此原电池反应的化学方程式为Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑。
18．Cu Cu-2 e- =Cu2+ AgNO3 正极 左烧杯
【详解】
(1)由图可知，左边半电池中是硝酸铜溶液，右边半电池中电极是银，则可判断左边半电池中的电极材料X是Cu，其电极反应式为Cu-2 e- =Cu2+。
(2)右边半电池中电极是银，则右边的半电池中Y是AgNO3溶液，根据电池反应式，可知银电极为电池的正极。
(3)左边半电池在放电过程中，溶液中产生大量的铜离子，则盐桥中的离子移向左烧杯中和过量的正电荷。
19．B Cu BD > Zn－2e－=Zn2＋ AD
【分析】
根据构成原电池的条件判断是否构成原电池；根据原电池原理判断正负和书写电极反应式；根据反应方程式进行浓度的计算。
【详解】
(1)原电池原理必须是氧化还原反应，伴随着电子转移，则能设计成原电池的是B反应，B反应中Cu失去电子，作负极，发生氧化反应，故答案为：B；Cu；
(2)①A.由装置图可知，甲装置形成了闭合回路，具备原电池的条件，可以将化学能转变为电能；乙装置中未形成闭合回路，没有构成原电池，所以不能将化学能转变为电能，故A错误；
B.乙装置未构成原电池，铜与稀硫酸不反应，所以铜片上没有明显变化，故B正确；
C.甲装置构成了原电池，锌作负极，锌片质量减小，铜作正极，铜片上有氢气生成，铜片质量不变，乙装置中Zn片溶解，锌片质量减少，故C错误；
D.两烧杯中均发生了锌与稀硫酸的反应，溶液酸性减弱，pH均增大，故D正确，故答案选：BD；
②甲装置构成了原电池，促使反应速率加快，所以反应速率：甲＞乙，故答案为：>；
③活泼金属锌作负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn－2e－=Zn2＋，故答案为：Zn－2e－=Zn2＋；
(3)锌与醋酸溶液发生氧化还原反应，锌与硫酸铜溶液也能发生氧化还原反应，无水乙醇与苯都不是电解质溶液，不能组成闭合回路，故答案为：AD。
20．Zn+2H+=Zn2++H2↑ 有气泡产生 正 2H++2e−=H2↑ Cu Zn 负 氧化 Fe－2e−=Fe2+
【分析】
由装置分析可知，甲中K断开时，未构成原电池，Zn直接与稀硫酸反应生成氢气；K闭合时，构成原电池，Zn为负极；乙为氢氧燃料电池，燃料电池中通入氧气的极为正极，发生还原反应，据此分解结合原电池知识解答问题。
【详解】
(1)甲中K断开时，未构成原电池，Zn直接与稀硫酸反应生成氢气，发生反应的离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑；K闭合时，构成原电池，Zn为负极，Zn失去电子发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，则Cu为正极，电极表面H+得到电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e−=H2↑，可观察到Cu棒上产生气泡，外电路电流方向由正极到负极，即由Cu到Zn，故答案为：Zn+2H+=Zn2++H2↑；有气泡产生；正；2H++2e−=H2↑；Cu；Zn；
(2)燃料电池中通入氧气的极为正极，发生还原反应，则通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应，故答案为：负；氧化；
(3)反应Fe+2FeCl3=3FeCl2中Fe发生氧化反应，应为原电池的负极材料，电解质溶液应选择FeCl3溶液，其中负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故答案为：Fe-2e-=Fe2+。
21．不能 能 BD ＞ Zn-2e-＝Zn2+ b b
【详解】
(1)A．NaOH+HCl＝NaCl+H2O不是氧化还原反应，不能设计成原电池；B．Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑是自发进行的氧化还原反应，能设计成原电池；
(2)甲装置符合原电池构成条件，所以是原电池，乙不能形成闭合回路，所以不能构成原电池，两个烧杯中，锌都失电子发生氧化反应，甲中铜上氢离子得电子发生还原反应，乙中锌上氢离子得电子发生还原反应；
①A．甲是化学能转变为电能的装置，乙不是，故A错误；
B．乙装置中铜片不反应，也没构成原电池的正极，所以铜片上没有明显变化，故B正确；
C．甲、乙中锌片质量都减少，故C错误；
D．两个烧杯中都产生氢气，氢离子浓度都降低，所以溶液的pH均增大，故D正确；
故答案为BD；
②原电池原理引起的反应速度大于化学反应的速度，因此在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲＞乙；
③构成原电池的负极是锌失电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；
（3）氢氧燃料电池中，燃料氢气需通在负极，即b极，正极是氧气得电子，电子从负极b流向正极a。
【点睛】
明确原电池的构成条件及反应必须是放热反应是解本题的关键；构成原电池的条件是：①有两个活泼性不同的电极；②将电极插入电解质溶液中；③两电极间构成闭合回路；④能自发的进行氧化还原反应；所以设计原电池必须符合构成原电池的条件，且该反应必须是放热反应。
22．④⑥⑦ PbO2 a CH4+10OH--8e-===CO32-+7H2O 1 增大
【详解】
(1)根据原电池中有两个电极可以排除掉①②，而且两电极活泼性不同，排除③，④⑥⑦都含有两种活泼性不同的金属或非金属，即含两个电极；又原电池必须存在电解质溶液，可排除⑤，电极与电解质溶液要形成闭合回路，⑧不符合要求，④⑥⑦都满足形成原电池的条件，故答案为：④⑥⑦；
(2)铅蓄电池工作时的化学方程式为：PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O，PbO2化合价降低，得到电子，作正极材料，故答案为：PbO2；
(3)①甲烷燃料电池中，甲烷在负极失电子，a为负极，氧气在正极得电子，电极反应式为：O2+4e-+2H2O===4OH-，用总反应式减去正极反应式得负极反应式：CH4+10OH--8e-===CO32-+7H2O，故答案为：a；CH4+10OH--8e-===CO32-+7H2O；
②5.6 L氧气的物质的量为：，根据电极反应：O2+4e-+2H2O===4OH-，消耗5.6 L(标准状况下)O2时，转移电子数为：0.25mol×4=1mol，故答案为：1；
③开始放电时，正极上是氧气发生得电子得还原反应，即O2+4e-+2H2O===4OH-，产生氢氧根，在该极附近溶液氢氧根离子浓度增大，故答案为：增大。