2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练48原电池的组成判断含解析

这是一份2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练48原电池的组成判断含解析，共23页。试卷主要包含了单选题，填空题等内容，欢迎下载使用。

原电池的组成、判断
一、单选题（共18题）
1．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
2．下列装置能形成原电池的是
A． B．
C． D．
3．下列实验装置能达到实验目的的是








图1
图2
图3
图4

A．用图1验证二氧化硫的氧化性 B．用图2所示装置演示喷泉实验
C．用图3所示装置干燥NH3 D．用图4所示装置组装成原电池产生电流
4．化学能可与热能、电能等相互转化。下列表述不正确的是

A．化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成
B．晶体与晶体的反应，反应物的总能量比生成物的总能量高
C．图Ⅰ所示的装置能将化学能转变为电能
D．图Ⅱ所示的反应为吸热反应
5．根据反应Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4设计的盐桥电池如图所示，电极I的材料为Fe，电极Ⅱ的材料为石墨，下列说法中错误的是

A．B烧杯中溶液可使KSCN溶液显红色
B．电极Ⅰ上发生的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+
C．盐桥的作用是形成闭合回路，且盐桥中阳离子向A烧杯中移动
D．该电池的优点是可避免氧化剂和还原剂直接接触，使能量利用率更高
6．化学能与热能、电能等能相互转化。关于化学能与其它能相互转化的说法正确的是

A．图Ⅰ所示装置能将化学能转化为电能
B．图Ⅱ所示反应为吸热反应
C．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
D．化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成
7．某同学按照以下4个实验方案形成闭合回路，设计原电池，其中正确的是
选项
正极材料
负极材料
离子导体
A
Cu
Al
浓溶液
B
Cu
Al
NaOH溶液
C
Mg
Al
稀盐酸
D
Al
Mg
NaOH溶液

A．A B．B C．C D．D
8．ZulemaBorjas等设计的一种微生物脱盐池的装置如图所示，下列说法正确的是（ ）

A．该装置工作时，电能转化为化学能
B．负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+
C．该装置可以在高温下工作
D．X为阳离子交换膜，Y为阴离子交换膜
9．“打赢蓝天保卫战”，就意味着对污染防治提出更高要求。实验室中尝试对垃圾渗透液再利用，实现发电、环保二位一体，当该装置工作时，下列说法错误的是

A．该装置实现了将化学能转化为电能
B．盐桥中Cl-向A极移动
C．工作时，B极区溶液pH增大
D．电路中流过7.5mol电子时，共产生44.8 L N2
10．我国科学家发明了一种“可固氮”的镁－氮二次电池，其装置如图所示，下列说法不正确的是（ ）

A．固氮时，电池的总反应为3Mg+N2=Mg3N2
B．脱氮时，钌复合电极的电极反应式为Mg3N2-6e-=3Mg2++N2
C．固氮时，外电路中电子由钌复合电极流向镁电极
D．当无水LiCl—MgCl2混合物受热熔融后电池才能工作
11．下列各组材料中，不能组成原电池的是  ( )
选项
A
B
C
D
两极材料
锌片、铜片
铜片、银片
锌片、石墨
铁片、铜片
插入溶液
蔗糖溶液
硝酸银溶液
稀硫酸
稀盐酸


A．A B．B C．C D．D
12．借助太阳能将光解水制H2与脱硫结合起来，既能大幅度提高光解水制H2的效率，又能脱除SO2，工作原理如下图所示。下列说法不正确的是

A．该装置可将太阳能转化为化学能
B．催化剂b附近的溶液pH增大
C．吸收1mol SO2，理论上能产生1mol H2
D．催化剂a表面发生的反应为：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－
13．将纯锌片和纯铜片按图方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下有关说法正确的是

A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B．两烧杯中锌片均为负极
C．两烧杯中溶液的pH均减小 D．两烧杯中溶液均为无色
14．下列实验装置能达到实验目的是（ ）
A． 测定中和热
B． 原电池
C． 蒸馏含杂质的工业乙醇
D． 实验室制乙酸乙酯
15．某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是

A．图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应
B．实验过程中，甲池左侧烧杯中的浓度不变
C．若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，乙池某电极析出 1.6 g 金属，则乙池中的某盐溶液可能是足量AgNO3溶液
D．若用铜制U形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量不变
16．如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入M的浓溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑两球的浮力变化)

A．当M为CuSO4、杠杆为导体时，A端低，B端高
B．当M为AgNO3、杠杆为导体时，A端高，B端低
C．当M为盐酸、杠杆为导体时，A端高，B端低
D．当M为CuSO4、杠杆为绝缘体时，A端低，B端高
17．一种仿绿色植物叶片的太阳能电池（如图）利用CO2和H2O制取物质甲醇，下列说法正确的是

A．CO2和H2O通过光合作用生成CH3OH和O2，同时放出能量
B．电极a上发生还原反应
C．电极b上发生的反应为CO2+6H++6e－＝CH3OH+H2O
D．每生成1molO2，同时生成1molCH3OH
18．下列有关实验装置进行的相应实验，能达到实验目的的是
图（1） 图（2）
图（3） 图（4）
A．图（1）用于除去CO2中的HCl气体
B．图（2）表示已组装的铜锌原电池
C．图（3）用于测定某稀盐酸的物质的量浓度
D．用图（4）装置制备Fe(OH)2并能较长时间观察其颜色


二、填空题（共4题）
19．某化学研究性学习小组针对原电池的形成条件，设计了实验方案，进行如下探究。
(1)请填写有关实验现象并得出相关结论。
编号
实验装置
实验现象
1

锌棒逐渐溶解，表面有气体生成；铜棒表面无现象
2

两锌棒逐渐溶解，表面均有气体生成；电流计指针不偏转
3

铜棒表面的现象是_______；电流计指针_______
①通过实验2和3，可得出原电池的形成条件是_______。
②通过实验1和3，可得出原电池的形成条件是_______。
③若将3装置中稀硫酸换成乙醇，电流计指针将不发生偏转，从而可得出原电池的形成条件是_______。
(2)分别写出实验3中Zn棒和Cu棒上发生的电极反应。
Zn棒：_______。
Cu棒：_______。
(3)实验3反应过程中若有0.4 mol电子发生了转移，则Zn电极质量减少_______g。
20．I．原电池可将化学能转化为电能。由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验：
装置



现象
B上有气体产生
D不断溶解
C质量增加
(1)装置甲中向___________极移动(填“A”或“B”)；
(2)四种金属活动性由强到弱的顺序是___________；
(3)若装置丙中的电极为质量相等的铁棒和铜棒，电池工作一段时间后，取出洗净、干燥、称量，两电极质量差为6g．则导线中通过电子的物质的量为___________mol。
II．化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)下图为甲烷燃料电池的构造示意图，由此判断

Y极为电池的___________极，X极的电极反应方程式为___________，电路中每转移0.2mol电子，标准状况下正极上消耗气体的体积是___________L。
(2)为了验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱，设计一个装置，下列装置既能产生电流又能达到实验目的的是___________。

(3)铅蓄电池是常见的化学电源之一，其充电、放电的总反应是：2PbSO4+2H2OPb +PbO2+2H2SO4.铅蓄电池放电时正极是___________(填物质化学式)，该电极质量___________(填“增加”或“减少)。若电解液体积为2L(反应过程溶液体积变化忽略不计)，放电过程中外电路中转移3mol电子，则硫酸浓度由5mol/L下降到___________mol/L。
21．（1）实事证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是____________________。
A．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H>0
B．NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O(1) △H<0
C．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H<0
（2）以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其负极反应的电极反应式为________________________。
（3）电解原理在化学工业中有着广泛的应用。
现将你设计的原电池通过导线与下图中电解池相连，其中，a为电解液，X和Y是两块电极板，则：

① 若X和Y均为惰性电极，a为CuSO4溶液
则阳极的电极反应式为____________ ，电解时的化学反应方程式为__________ ，通过一段时间后，向所得溶液中加入0.2molCuO粉末，恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为_________。
②若X、Y分别为铁和铜，a仍为CuSO4溶液，则Y极的电极反应式为___________
③若用此装置电解精炼铜，_________做阳极，电解液CuSO4的浓度_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
④若用此装置在铁制品上镀铜，铁制品做_________，电镀液的浓度_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
22．（1）下列有关电化学的图示中，完全正确的是_____________
A．Cu-Zn原电池 B．粗铜精炼
C．铁片镀锌 D．验证气体产物
（2）碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾（KIO3）是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中可与碘化物作用生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如图所示。

请回答下列问题：
a．碘是_________（填颜色）固体物质，实验室常用_______方法来分离提纯含有少量泥沙杂质的固体碘。
b．电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3I2+6KOH==5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。
电解时，阳极上发生反应的电极反应式为________，每生成1mol KIO3，电路中通过的电子的物质的量为________。
c．电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I－。请设计一个检验电解液中是否有I－的简单实验方案，并按要求填写下表。
可供选择的试剂：淀粉溶液、淀粉-KI试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸（用其中的一种或多种均可。）
实验方法
实验现象及结论
__________________
_______________


d．电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：
阳极电解液→①蒸发浓缩→②→③过滤→④洗涤→⑤→碘酸钾晶体
步骤②的操作名称是______________，步骤⑤的操作名称是________。步骤④洗涤晶体的目的是_________________。
参考答案
1．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。
2．A
【详解】
A．该装置Zn比Cu活泼，Zn和稀盐酸发生氧化还原反应，形成闭合回路，符合原电池构成条件，所以能构成原电池，故A正确；
B．该装置不能形成闭合回路，所以不能构成原电池，故B错误；
C．酒精是非电解质，该装置不能自发进行氧化还原反应，所以不能构成原电池，故C错误；
D．没有正极材料，不能构成原电池，故D错误；
故选：A。
3．B
【详解】
A．SO2是酸性氧化物，能与强碱反应，图1验证二氧化硫的酸性，故A错误；
B．HCl易溶于水，圆底烧瓶的压强小于大气压，打开止水夹后，烧杯中的水向上喷，形成喷泉实验，故B正确；
C．NH3是碱性气体，能与浓硫酸反应，不能起到干燥的目的，故C错误；
D．甘油不是电解质溶液，不能组成原电池，故D错误；
故选：B。
4．B
【详解】
A．化学反应总是伴随着能量变化，断键需要吸收能量，成键放出能量，所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成，故A正确；
B．晶体与晶体的反应是吸热反应，反应物的总能量比生成物的总能量低，故B错误；
C．该装置中含有不同的电极、电解质溶液、构成了闭合回路，形成原电池，能将化学能转变为电能，故C正确；
D．根据图象Ⅱ知，反应物总能量小于生成物总能量，则该反应是吸热反应，故D正确；
故选B。
5．C
【分析】
该装置构成原电池，由于电极活动性：Fe＞石墨，所以Fe为负极，石墨为正极，电子由负极经外电路流向正极，然后根据原电池反应原理分析解答。
【详解】
A．电极I的材料为Fe，由于电极活动性：Fe＞石墨，所以Fe为负极，石墨为正极，在B烧杯中电解质溶液为Fe2(SO4)3，Fe3+得到电子变为Fe2+，由于烧杯中含有Fe3+，因此能够使KSCN溶液显红色，A正确；
B．电极I的材料为Fe，作原电池的负极，Fe失去电子变为Fe2+，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，B正确；
C．盐桥的作用是形成闭合回路，根据异种电荷相互吸引的原理，盐桥中阳离子向负电荷较多的正极区B烧杯中移动，C错误；
D．Fe电极处于FeSO4溶液中，石墨电极处于Fe2(SO4)3溶液中，Fe与Fe2(SO4)3不接触，因此可避免氧化剂和还原剂直接接触，因而使能量利用率更高，D正确；
故合理选项是C。
6．D
【详解】
A．图I所示的装置中没有构成闭合回路，不能将化学能转化为电能，A错误；
B．图II中反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，B错误；
C．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少有关，反应物越多能量变化越大，C错误；
D．在化学反应中，一定有旧的化学键断开和新的化学键形成，断开键吸收能量，形成键释放能量，因此化学反应中能量变化的主因是化学键的断裂与生成，D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A．常温下，浓硝酸使铝钝化，铜与浓硝酸反应，因此金属铜为负极，铝为正极，故A错误；
B．铝与氢氧化钠溶液反应而铜不反应，所以铝做负极，铜做正极，故B正确；
C．镁的活泼性大于铝，镁与盐酸反应，因此金属镁为原电池的负极材料，金属铝为正极材料，故C错误；
D．金属铝与氢氧化钠溶液反应而镁与氢氧化钠溶液不反应，所以铝失电子、作负极，镁作正极，故D错误；
故选B。
8．B
【分析】
由题意和图片装置可知，微生物脱盐池的装置是将废水中有机物CH3COO-的化学能转化为电能的装置，即为原电池，由图正极通O2，负极为有机废水CH3COO-，则为正极发生还原反应，负极发生氧化反应，负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-═2CO2↑+7H+，原电池内电路中：阳离子通过阳离子交换膜Y移向正极、阴离子通过阴离子交换膜X移向负极，从而使海水中NaCl含量减少形成淡水，达到脱盐目的，据此分析解答。
【详解】
A．该装置工作时为原电池，是将化学能转化为电能的装置，故A错误；
B．由图片可知，负极为有机废水CH3COO−的一极，发生失电子的氧化反应，电极反应为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+，故B正确；
C．高温能使微生物蛋白质凝固变性，导致电池工作失效，所以该装置不能在高温下工作，故C错误；
D．原电池内电路中：阳离子移向正极、阴离子移向负极，从而达到脱盐目的，所以Y为阳离子交换膜、X为阴离子交换膜，故D错误；
答案选B。
9．D
【分析】
氨气变为氮气，N元素化合价升高，发生失电子的氧化反应，因此A为负极，硝酸根变为氮气，N元素化合价降低，发生得电子的还原反应，因此B为正极。
【详解】
A. 该装置是原电池，因此该装置实现了将化学能转化为电能，故A正确；
B. 根据原电池“同性相吸”得到盐桥中Cl－向负极即A极移动，故B正确；
C. 工作时，B极区发生，因此溶液pH增大，故C正确；
D. 负极反应为2NH3-6e-+6OH-=N2↑+6H2O，正极反应为，电路中流过7.5mol电子时，产生N2物质的量为2mol，由于N2所处温度和压强未知，无法计算N2的体积，故D错误。
综上所述，答案为D。
10．C
【详解】
A．固氮时该装置为原电池装置，镁为活泼金属，作负极，被氧化成Mg2+，钌复合电极为正极，氮气在电极上发生还原反应生成N3-，与熔融电解质中镁离子生成Mg3N2，所以总反应为3Mg+N2=Mg3N2，故A正确；
B．脱氮时，-3价的氮要被氧化，钌复合电极应发生氧化反应，Mg3N2失电子发生氧化反应生成氮气，电极反应：Mg3N2-6e-=3M2++N2↑，故B正确；
C．固氮时，镁电极为负极，外电路中电子由负极镁电极流向钌复合电极，故C错误；
D．无水LiCl-MgCl2混合物常温下为固体，无自由移动离子，不能导电，受热熔融后产生自由移动离子导电，电池才能工作，故D正确；
故选：C。
【点睛】
固态的离子化合物中没有自由移动的离子不能导电，熔融状态下或者水溶液中形成自由移动的离子后可以导电。
11．A
【详解】
A．锌片、铜片两金属的活泼性不同，但蔗糖是非电解质不能导电，负极不能和电解质溶液发生氧化还原反应，不能形成原电池，故A选；
B．铜片、银片两金属的活泼性不同，且铜片能自发的与硝酸银发生氧化还原反应，能形成原电池，故B不选；
C．锌是活泼金属，石墨能导电，锌和硫酸能自发的发生氧化还原反应，能形成原电池，故C不选；
D．铁片、铜片两金属的活泼性不同，且铁能自发的与盐酸发生氧化还原反应，能形成原电池，故D不选；
故选A。
【点睛】
明确原电池的形成条件是解题的关键。本题的易错点和难点是电解质溶液的判断，一般而言，电解质包括酸、碱、盐等。
12．B
【解析】
【详解】
A.该装置没有外加电源，是通过光照使SO2发生氧化反应，把光能转化为化学能，故A正确；
B.由图示可看出，电子由b表面转移到a表面，因此b表面发生氧化反应，根据题意SO2转化为H2SO4，因此催化剂b表面SO2发生氧化反应，生成硫酸，使催化剂b附近的溶液pH减小，故B错误；
C. 根据电子守恒SO2～H2SO4～H2～2e-，吸收1mol SO2，理论上能产生1mol H2，故C正确；
D.催化剂a表面H2O发生还原反应生H2，催化剂a表面发生的反应为：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，故D正确；
综上所述，本题正确答案：B。
【点睛】
在原电池中，负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，整个反应过程中，得失电子守恒。
13．D
【解析】
【详解】
A.在甲烧杯中Cu作正极，铜片表面有气泡产生，而在乙烧杯中铜片表面无气泡产生，故A错误；
B.在甲中构成了原电池，锌片是负极，而在乙中没有形成原电池，故B错误；
C.两烧杯中Zn都与硫酸发生反应使溶液中的H+的浓度减小，所以溶液的pH均增大，故C错误；
D.甲、乙溶液逐渐变为无色的硫酸锌溶液，故D正确。
故选D。
14．A
【详解】
A．温度计测量反应液温度，插入溶液中，环形玻璃棒搅护，碎纸片保温，都符合，故A正确；
B．含有盐桥的原电池中，电极材料和电解质溶液中金属离子必须是相同元素，该图中金属材料和电解质溶液中金属阳离子不是相同元素，所以不能构成原电池，故B错误；
C．蒸馏含杂质的工业乙醇，冷却水应该是下进上出，才能保证冷却效果，故C错误；
D．制取乙酸乙酯，导管不能插入饱和碳酸钠溶液中，防止加热不均匀导致倒吸，故D错误；
故答案为：A。
15．D
【解析】
【详解】
A.由装置图可知甲池为原电池装置，发生反应为Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+，Cu电极失电子发生氧化反应，故A错误；
B.实验过程中甲池左侧烧杯中产生Cu2+，盐桥中NO3－移向甲池中左侧烧杯，则实验过程中，甲池左侧烧杯中NO3－的浓度增大，故B错误；
C.若甲池中Ag电极质量增加5.4g时，即生成银5.4g，物质的量5.4g/108g/mol=0.05mol，所以整个电路转移0.05mol的电子，如果硝酸银足量应生成5.4g的银，现乙池某电极析出 1.6g金属，如果是硝酸银说明硝酸银量不足，故C错误；
D.若用铜制U形物代替“盐桥”，则甲池右侧烧杯即为原电池装置，发生Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+，U形棒发生反应Cu-2e—=Cu2+，而甲池左侧烧杯U形棒发生反应Cu2++2e—=Cu，工作一段时间后取出U形物称量，质量不变，故D正确。
故选D。
16．A
【分析】
当杠杆是绝缘体的时候，考虑铜、铁能否和电解质溶液发生反应，再根据生成物质判断球的质量增加还是减少；当杠杆是导体时，加入电解质溶液后，形成原电池，铁作负极，被氧化，铁球质量减少。
【详解】
A．当M为CuSO4、杠杆为导体时，形成原电池，铁的金属活泼性强于铜，因此铁是负极失去电子，被氧化；铜是正极，溶液中的铜离子在正极得到电子，发生还原反应析出铜；因此是A端低，B端高；故A正确。
B．当M为AgNO3、杠杆为导体时，形成原电池，铁的金属活泼性强于铜，因此铁是负极失去电子，被氧化；铜是正极，溶液中的银离子在正极得到电子，发生还原反应析出银；因此是A端低，B端高；故B错误。
C．当M为盐酸、杠杆为导体时，形成原电池，铁的金属活泼性强于铜，因此铁是负极失去电子，被氧化；铜是正极，溶液中H+得到电子生成H2，铁球质量减少，铜球不变；因此A端低，B端高；故C错误。
D．当M为CuSO4、杠杆为绝缘体时，只发生Fe与硫酸铜溶液的反应，在Fe的表面附着Cu，质量变大，则A端高，B端低；故D错误。本题选A。
17．C
【分析】
由示意图可知，水中的氢氧根离子在a电极失电子放出氧气，a为负极，电极反应式为2H2O－4e－=4H＋+O2，二氧化碳在b电极得电子结合氢离子生成甲醇，b为正极，电极反应式为CO2+6H＋+6e－=CH3OH+H2O，电池总反应为2CO2+4H2O=2CH3OH+3O2，电子从负极经外电路流向正极，据此解答该题。
【详解】
A. CO2和H2O通过光合作用生成CH3OH和O2，说明反应需要吸收太阳能，因此反应是吸收能量的，故A错误；
B. 电极a上生成氧气，氧元素的化合价从－2价升高到0价，化合价升高发生氧化反应，故B错误；
C. b为正极，二氧化碳在b电极得电子结合氢离子生成甲醇，电极反应式为CO2+6H＋+6e－=CH3OH+H2O，故C正确；
D. O元素的化合价从－2价升高到0价，C元素的化合价从+4价降低到－2价，根据得失电子守恒可知O2和CH3OH的关系为：3O2~2CH3OH，因此每生成1molO2，同时生成molCH3OH，故D错误，答案选C。
18．A
【解析】
【详解】
A、二氧化碳在饱和碳酸氢钠溶液中的溶解度很小，而氯化氢气体极易溶于水，因此可用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢气体，故A正确；
B、图（2）中没有形成闭合回路，因此不能组成原电池，故B错误；
C、图（3）中装氢氧化钠溶液的为酸式滴定酸，而氢氧化钠溶液呈碱性，应改为碱式滴定管，故C错误；
D、图（4）中铁电极与电源负极相连，作阴极，电解池中氢离子得到电子生成氢气，因此不会产生二价铁离子，故D错误；
综上所述，本题应选A。
19．有活泼性不同的两个电极 形成闭合回路 有气泡产生 偏转 有电解质溶液 Zn－2e－＝Zn2＋ 2H＋＋2e－＝H2↑ 13.0
【详解】
实验1和实验2均没有构成原电池，实验3中构成原电池，锌是负极，失电子，锌棒逐渐溶解，铜是正极，溶液中的氢离子得电子产生氢气，则铜棒表面的现象是有气泡产生；且电流计指针发生偏转；
(1)①实验2和3相比电极不一样，因此可得出原电池的形成条件是有活泼性不同的两个电极；
②实验1和3相比实验3中构成闭合回路，由此可得出原电池的形成条件是形成闭合回路；
③若将3装置中硫酸换成乙醇，电流计指针将不发生偏转，由于乙醇是非电解质，硫酸是电解质，因此可得出原电池形成条件是有电解质溶液；
(2)锌是负极，发生失去电子的氧化反应，则Zn棒上发生的电极反应式为Zn－2e－＝Zn2＋；铜是正极，溶液中的氢离子放电，则Cu棒上发生的电极反应式为2H＋＋2e－＝H2↑；
(3)实验3中锌是负极，铜是正极，则电流是从Cu棒流出，反应过程中若有0.4mol电子发生了转移，根据Zn－2e－ ＝Zn2＋可知消耗0.2mol锌，则Zn电极质量减轻0.2mol×65g/mol＝13.0g。
20．A D＞A＞B＞C 0.1 正 CH4-8e-+10OH-=+7H2O 1.12 B PbO2 增加 3.5
【详解】
Ⅰ．(1)甲池中B电极上有气体产生，推测B为正极，A为负极，原电池中阴离子移向负极，所以移向负极，故此处填：A；
(2)一般，原电池负极的对应金属的活泼性大于正极对应金属的活泼性，由甲池知，活泼性：A＞B，乙池中D电极不断溶解，推测D为负极，A为正极，故活泼性：D＞A，丙池C电极质量增加，推测为正极，则B为负极，故活泼性：B＞C，综上所述，四种金属的活泼性强弱顺序为：D＞A＞B＞C；
(3)根据题意，丙池对应的反应为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，负极Fe溶解，质量减少，正极Cu2+得电子析出产生Cu，两电极质量差(△m)为溶解的Fe质量加上析出Cu的质量，得关系式：(Fe+Cu2+=Fe2++Cu)~2e-~△m=56+64=120 g，由关系式得：，解得n(转移电子)=0.1 mol；
Ⅱ．(1)根据电子移动方向知，电极X为负极，Y为正极；燃料电池中，燃料失电子被氧化，故负极通CH4，CH4被氧化为CO2，由于是碱性环境，故CO2会继续和OH-反应转化为，根据电荷守恒、元素守恒得X极电极反应为：CH4-8e-+10OH-=+7H2O；正极为O2得电子，根据关系式O2~4e-，得：，则n(O2)=×0.2 mol=0.05 mol，V(O2)=0.05 mol×22.4 L/mol=1.12 L，故此处填1.12；
(2)A．装置A中Zn比Cu活泼，故是Zn与Fe3+反应，Cu不参与反应，A不符合题意；
B．装置B中Cu比Ag活泼，故是Cu与Fe3+反应生成Cu2+和Fe2+，证明氧化性Fe3+强于Cu2+，且形成原电池能产生电流，B符合题意；
C．Fe在浓硝酸中钝化后，装置C的反应变为Cu与浓硝酸反应，不能说明Fe3+与Cu2+氧化性强弱，C不符合题意；
D．装置D中两个电极相同，不能形成原电池，D不符合题意；
故答案选B。
(3)由总反应知，放电时，PbO2得电子被还原，故正极为PbO2；该电极反应后，由PbO2转化为PbSO4，质量增加；由反应的H2SO4与转移电子关系：H2SO4~e-，得n(H2SO4)=n(转移电子)=3 mol，则反应后剩余H2SO4=5 mol/L×2 L-3 mol=7 mol，故反应后溶液中硫酸浓度=，故此处填3.5。
21．C 0.4mol 粗铜 减小 阴极 不变
【详解】
(1)能设计成原电池的反应必须是放热反应，同时必须是氧化还原反应，
A．该反应是氧化还原反应但属于吸热反应，故A错误；
B．该反应不是氧化还原反应，故B错误；
C．该反应是氧化还原反应且为放热反应，故C正确；
故答案为：C；
(2) 燃料电池中，负极上投放燃料，正极上投放氧化剂，负极上氢气失电子生成H+，H+与OH-结合生成水，负极的电极反应式为：，故答案为：。
(3) ①电解硫酸铜溶液时，阳极上生成氧气，阴极上生成铜，同时溶液中生成硫酸，所以电池反应式为：，根据铜原子守恒知，氧化铜和铜的比是1：1，所以0.2molCuO能生成0.2mol铜，转移电子的物质的量=0.2mol×2=0.4mol，故答案为：；0.4mol；
②若X、Y分别为铁和铜，a仍为CuSO4溶液，Y电极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为C u-2e-=Cu2+，故答案为：Cu-2e-=Cu2+；
③电极精炼铜是粗铜做阳极，精铜做阴极，含铜离子的盐溶液做电解质溶液，粗铜中含有的杂质金属铁、镍、锌等电解过程中也会失电子，所以电解质溶液中铜离子浓度减小，故答案为：粗铜；减小；
④若用此装置在铁制品上镀铜，依据电镀原理，镀层金属铜做电解池的阳极，待镀物质铁做阴极，电解质溶液是含镀层金属离子铜离子的溶液，阳极电极反应为：Cu-2e-=Cu2+；阴极电极反应为：Cu2++2e-=Cu，反应电解质溶液浓度基本不变，故答案为：阴极；不变。
22．D 紫黑色 升华 I-+6OH--6e-=IO3-+3H2O 6mol 取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉溶液，观察是否变蓝 如果不变蓝，说明无I-，如果变蓝，说明有I- 冷却结晶 干燥 洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质
【分析】
（2）a．碘是紫黑色固体；加热时碘易升华；
b．电解时，阳极上发生氧化反应，碘离子向阳极移动，在阳极上失去电子生成碘酸根离子，根据碘酸钾中碘的化合价变化计算；
c．酸性条件下，碘离子和碘酸根离子能发生氧化还原反应生成碘单质，淀粉遇碘变蓝色，根据溶液是否变蓝判断是否含有碘离子；
d．从热溶液中析出晶体的方法是冷却结晶；洗涤后的晶体要进行干燥；洗涤晶体的目的：洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质。
【详解】
（1）A．原电池中较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或导电的非金属作正极，所以铜-锌-稀硫酸原电池中，锌作负极，铜作正极，故A错误；
B．粗铜的精炼中，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质溶液为含有铜离子的盐，故B错误；
C．电镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，所以铁片上镀锌，锌作阳极，铁作阴极，故C错误；
D．电解时，电流流入的电极为阳极，另一电极为阴极，所以电解氯化钠溶液时，根据图片知，碳棒为阳极，铁棒为阴极，阳极上氯离子失电子生成氯气，氯气能置换碘化钾中的碘，碘遇淀粉变蓝色，所以阳极上用淀粉碘化钾溶液可检验氯气的存在；阴极上氢离子得电子生成氢气，利用氢气的燃烧实验检验阴极产物；溶液中有氢氧化钠产生，无色酚酞试液遇碱变红色，所以可用无色酚酞检验氢氧化钠的生成，故D正确；
故答案为D；
（2）a．碘是紫黑色固体；加热条件下碘易升华，杂质不易升华，所以采用升华的方法分离碘单质；
b．阳极附近吸附阴离子，电解过程中，阳极上发生氧化反应，碘离子向阳极移动，在阳极上失去电子生成碘酸根离子，电极反应式为I-+6OH--6e-=IO3-+3H2O，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应2H++2e-=H2↑；阴极上氢离子放电生成氢气，每生成1mol KIO3，电路中通过电子的物质的量=1mol×[5-（-1）]=6mol；
c．电解后的溶液区含有碘酸根离子，酸性条件下，碘离子和碘酸根离子能发生氧化还原反应生成碘单质，淀粉溶液遇碘变蓝色，所以实验方法是：取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉溶液，观察是否变蓝；如果阳极区含有碘离子，加入稀硫酸后就有碘单质生成，淀粉溶液就会变蓝色，否则不变色；
d．从热溶液中析出晶体的方法是：冷却结晶；洗涤后的晶体有水分，所以要进行干燥；过滤后得到的晶体上吸附部分氢氧化钾等杂质，为得到较纯净的碘酸钾晶体，所以要进行洗涤。