鲁科版 (2019)选择性必修1第3节 电能转化为化学能——电解课后作业题

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修1第3节 电能转化为化学能——电解课后作业题，共17页。试卷主要包含了单选题，共15小题，非选择题，共5小题等内容，欢迎下载使用。
1．2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展作出重要贡献的科学家。用太阳能电池给磷酸铁锂锂离子电池充电示意图如图所示，阳极反应式为：LiFePO4－xe－=xLi＋＋Li1－xFePO4。下列叙述正确的是
A．晶体硅能将太阳能转化为电能，太阳能电池属于原电池
B．该锂电池放电时负极反应为：LiC6－xe－=xLi＋＋Li1－xC6
C．放电时，Li+通过隔膜向铝箔电极移动
D．磷酸铁锂锂离子电池充放电过程中，Fe、C、P元素化合价均不发生变化
2．用Pt作电极电解MgCl2溶液,下列关于电解装置正确的是
A．总反应式：Mg+2H2O= Mg(OH) 2↓+H2↑
B．负极反应式：Mg2+-2e-= Mg
C．总反应式：Mg+2H2O= Mg(OH) 2+H2↑
D．阴极电极反应式：2H++2e-= H2↑
3．X、Y、Z、M代表四种金属元素。金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解、Z极上有氢气放出；若电解Y2+和Z2+离子共存的溶液时，Y先析出；又知M、Y相连时电子由Y到M。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为
A．X＞Z＞Y＞MB．X＞Y＞Z＞MC．M＞Z＞X＞YD．X＞Z＞M＞Y
4．用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液加入，恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移电子的物质的量为（ ）
A．0. 3mlB．0. 6mlC．0. 8m1D．1.2ml
5．氯气及其化合物在生产和生活中有重要应用，下列关于氯及其化合物的说法正确的是
A．NaClO是“84消毒液”的有效成分，其水溶液能使有色布条褪色，反应中NaClO表现还原性
B．Cl2与烧碱溶液反应的实质是Cl2+OH-=Cl-+ClO-+H2O
C．氯气有毒，在通风橱中制备氯气可以消除氯气的污染
D．将Cl2通入淀粉-KI溶液，溶液变蓝色
6．电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制甲酸盐(HCOO-)的原理如图所示。下列说法不正确的是
A．Pt片连接电源的正极
B．阴极发生的电极反应是2CO2+2e-+H2O=HCO+HCOO-
C．阳极区的pH升高
D．K+从Pt电极区向Sn电极区迁移
7．1 L 0.1 ml/L的AgNO3溶液在以Ag作阳极，Fe作阴极的电解槽中电解，当阴极上增重2.16g时，下列判断不正确的是
A．电解质AgNO3溶液的浓度仍为0.l ml/LB．阳极上产生112 mL O2(标况)
C．转移1.204×1022个电子D．反应中有0.02 ml的Ag被氧化
8．高纯氢的制备是目前的研究热点，利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如图所示。下列有关说法正确的是
A．连接K1可以制取O2
B．电极2发生反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．电极3的主要作用是通过NiOOH和Ni(OH)2相互转化提供电子转移
D．连接K2溶液的pH减小
9．下列关于电解氯化钠水溶液的说法不正确的是( )
A．电解产物为氯气和钠
B．电解过程中能产生黄绿色气体
C．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，然后滴加石蕊溶液，溶液呈蓝色
D．用排水法可以收集到较纯净的氢气
10．高效能电池的研发制约着电动汽车的推广。有一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极并将其插入KOH溶液中然后分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气，其总反应为2C2H6+7O2+8KOH=4K2CO3+10H2O，下列有关此电池的推断不正确的是
A．正极的电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-
B．放电过程中KOH的物质的量浓度减小
C．每消耗1 ml C2H6，则外电路上转移的电子为14 ml
D．放电一段时间后，负极周围的pH升高
11．为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3D−Zn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D−Zn—NiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是
A．三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高
B．放电过程中OH−通过隔膜从负极区移向正极区
C．充电时阴极反应为ZnO(s)+H2O(l) +2e−= Zn(s)+2OH−(aq)
D．放电时正极反应为NiOOH(s)+H2O(l) +e− =Ni(OH)2(s)+OH−(aq)
12．电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如图所示（图中“HA”表示乳酸分子，乳酸的摩尔质量为90g/mL；“A－”表示乳酸根离子）。则下列说法不正确的是
A．交换膜 I为只允许阳离子透过的阳离子交换膜
B．阳极的电极反应式为：2H2O－4e－＝O2↑＋4H+
C．电解过程中采取一定的措施可控制阴极室的pH约为6～8，此时进入浓缩室的OH－可忽略不计。设200mL 20g/L乳酸溶液通电一段时间后阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为6.72L，则该溶液浓度上升为155g/L（溶液体积变化忽略不计）
D．浓缩室内溶液经过电解后pH降低
13．一种处理SO2的电化学装置如图所示(已知电极a、b均为石墨烯电极，阳膜只允许H+通过)。下列说法错误的是
A．a是该电池的负极
B．b电极反应式：O2+4e－+4H+=2H2O
C．一段时间后，阳膜左侧硫酸溶液的浓度减小
D．反应过程中，氢离子从阳膜左侧向右侧移动
14．用电解法可以制备碘酸钾()，装置如图所示。下列说法错误的是
A．该装置为电能转化为化学能的装置
B．a极的电极反应式为
C．b极发生还原反应
D．阴极区每生成1ml气体转移2ml电子
15．某种处理废水中NO的装置如图所示，当该装置工作时，下列说法正确的是
A．盐桥中Cl-向Y电极移动
B．电路中流过7.5ml电子时，共产生标准状况下N2的体积为16.8L
C．X电极发生的反应为2NH3-6e-＋6OH- =N2＋6H2O
D．最终可以在Y电极收集到高浓度硝酸钾副产物，可用作氮肥
二、非选择题，共5小题
16．甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题：
(1)高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁，有关反应为：
①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H1=260kJ•ml﹣1
已知：②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H2=﹣566kJ•ml﹣1
则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为_______________。
(2)如图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。
①b处电极上发生的电极反应式：_______________________；
②电镀结束后，装置Ⅰ中KOH溶液的浓度______________(填写“变大”、“变小”或“不变”)，装置Ⅱ中Cu电极上发生的电极反应式：______________。
③在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷_____________L(标准状况下)。
17．铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解液为稀硫酸。放电时，该电池总反应式为：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。请根据上述情况判断：
（1）该蓄电池的负极材料是_________，放电时发生_________（填“氧化”或“还原”）反应。
（2）该蓄电池放电时，电解质溶液的酸性_________（填“增大”、“减小”或“不变”），电解质溶液中阴离子移向_________（填“正”或“负”）极。
（3）已知硫酸铅为不溶于水的白色沉淀，生成时附着在电极上。试写出该电池放电时，正极的电极反应_______________________________________（用离子方程式表示）。
（4）氢氧燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于铅蓄电池。若电解质为KOH溶液，则氢氧燃料电池的负极反应式为__________________________________。该电池工作时，外电路每流过1×103ml e－，消耗标况下氧气_________m3。
18．用如图所示的装置进行电解，A中盛有NaCl溶液，B中盛有饱和Na2SO4溶液，通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的D端变为蓝色。回答下列问题：
(1)电源的F端为_______(填“正”或“负”)极。
(2)A中发生反应的总化学方程式为_______。
(3)B中石墨电极上的电极反应式为_______；Cu电极观察到的现象是_______；一段时间后，B中溶液pH_______(填“升高”、“降低”或“不变”)。
(4)去掉该装置中的电源，改用导线连接，为使湿润的淀粉KI试纸的D端变为蓝色，可将_______(填“A”或“B”)中的溶液换成_______(填“稀硫酸”或“浓硝酸”)。
19．CuSO4溶液是中学化学及工农业生产中常见的一种试剂。
(1)某同学配置CuSO4溶液时，向盛有一定量硫酸铜晶体的烧杯中加入适量的蒸馏水，并不断搅拌，结果得到悬浊液。他认为是固体没有完全溶解，于是对悬浊液加热，结果发现浑浊更明显了，原因是______，最后，他向烧杯中加入了一定量的______溶液，得到了澄清的CuSO4溶液。
(2)该同学利用制得的CuSO4溶液，进行以下实验探究。
①图一是根据反应Zn + CuSO4 =Cu+ ZnSO4设计成的锌铜原电池。
电解质溶液甲是______(填“ZnSO4”或“CuSO4”)溶液；Cu极的电极反应式是______。
②图二中，Ⅰ是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则b处通入的是______(填“CH4”或“O2”)，a处电极上发生的电极反应式是______。
(3)将蓝矾(CuSO4·5H2O)、生石灰和水按一定比例混合，即可得到波尔多液(杀菌剂)，其 有效成分为难溶的碱式硫酸铜[xCuSO4·yCu(OH)2]。为测定某碱式硫酸铜的组成进行了如下实验：取等质量的碱式硫酸铜样品两份，一份滴加稀盐酸至恰好完全溶解，另一份高温灼烧后只得到CuO固体。所得数据显示n(HCl)︰n(CuO)=3︰2，则该碱式硫酸铜的化学式中x︰y=______。
20．根据原电池原理和电解原理进行如图回答。请回答：用如图所示装置进行实验(K闭合)。
(1)Zn极为___________极；实验过程中，SO____________(填“从左向右”、“从右向左”或“不”)移动，Cu极的电极反应式为：___________。
(2)y极为___________极；x的电极反应现象为___________；写出右边装置的总反应式：___________。
(3)写出生活中对钢闸门的一种电化学保护方法___________。
(4)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以O2、CH4为电极反应物，以NaOH为电解质溶液制取新型燃料电池，请写出该电池的正极反应式___________。
参考答案
1．B
【分析】
由磷酸铁锂锂离子电池图解可知，该装置为电池充电状态，属于电解池，电解池中阳离子向阴极移动，锂离子从右向左移动，则钢箔为阳极，铝箔为阴极，据此回答问题。
【详解】
A．原电池是将化学能转化为电能的装置，晶体硅能将太阳能转化为电能，则硅太阳能电池不属于原电池，故A错误；
B．该锂电池放电时负极为铝箔，发生氧化反应，阳极反应式为LiFePO4－xe－=xLi＋＋Li1－xFePO4，即放电时正极为xLi＋＋Li1－xFePO4＋xe－= LiFePO4，即负极反应为：LiC6－xe－=xLi＋＋Li1－xC6，故B正确；
C．根据分析，充电时为电解池，钢箔为阳极，铝箔为阴极，放电时为原电池，则钢箔为正极，铝箔为负极，原电池中阳离子向正极移动，则Li+通过隔膜向钢箔电极移动，故C错误；
D．磷酸铁锂锂离子电池充放电过程通过Li+迁移实现，根据B项分析，放电时正极为xLi＋＋Li1－xFePO4＋xe－= LiFePO4，Li、Fe元素化合价发生变化，故D错误；
答案为B。
【点睛】
本题易错点为A，原电池是将化学能转化为电能的装置，但是硅太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，不属于原电池。
2．D
【详解】
分析：用Pt作电极电解MgCl2溶液，阳极氯离子放电，阴极氢离子放电，据此解答。
详解：A. 用Pt作电极电解MgCl2溶液，阳极氯离子放电：2Cl――2e－＝Cl2↑，阴极氢离子放电：2H++2e-＝H2↑，因此总反应式：MgCl2+2H2OMg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑，A错误；
B. 电解池中电极名称是阴阳极，不是正负极，镁离子不放电，B错误；
C. MgCl2+2H2OMg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑，C错误；
D. 阴极电极反应式：2H++2e-＝H2↑，D正确。
答案选D。
3．A
【详解】
金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有H2放出，说明X为负极，Z为正极，则金属活动性X＞Z；若电解Y2+和Z2+共存的溶液时，Y先析出，说明得到电子的能力：Z2+＜Y2+，所以金属活动性：Z＞Y；又知M、Y相连时电子由Y到M，则金属活动性：Y＞M；则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为X＞Z＞Y＞M，A项正确；
答案选A。
4．D
【详解】
根据电解池的工作原理，要想让电解后的电解质复原，则遵循的原则是：出什么加什么，加入 Cu(OH)2 后溶液与电解前相同，则铜离子和氢氧根放电。
Cu(OH)2从组成上可看成CuO+H2O，溶液中加入0.3 ml Cu(OH)2 后，溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，这说明电解生成了0.3 ml 氧化铜，并消耗0.3 ml H2O。由电解的总反应式可知：
2H2O+2CuSO42Cu+O2↑+2H2SO4 转移电子
2ml 4ml
0.3ml 0.6ml
2H2O2H2↑+O2↑ 转移电子
2ml 4ml
0.3ml 0.6ml
所以电解过程中共转移电子为0.6ml+0.6ml＝1.2 ml;
答案选D。
【点睛】
本题考查电解池原理，明确电解池的工作原理，先根据原子守恒计算析出铜单质的物质的量，再根据铜与转移电子之间的关系计算转移电子的物质的量。该题的关键是准确判断出电解分为2个阶段。
5．D
【详解】
A．NaClO是“84消毒液”的有效成分，其水溶液能使有色布条褪色，反应中NaClO表现氧化性，A错误；
B．Cl2与烧碱溶液反应的实质是Cl2+ 2OH-＝Cl-+ClO-+ H2O，B错误；
C．氯气有毒，在通风橱中制备氯气可以防止中毒，但不能消除氯气的污染，C错误；
D．氯气具有强氧化性，与碘化钾反应生成碘，碘遇淀粉变蓝色，因此将Cl2通入淀粉—KI溶液，溶液变蓝色，D正确；
答案选D。
6．C
【分析】
CO2、HCOO-中碳元素的化合价分别为+4、+2，阴极发生还原反应，电极反应为CO2+2e-+H+= HCOO-(或2CO2+2e-+H2O=HCO+HCOO-)，阳极生成O2：2H2O+4e-= O2↑+4H+，由电极反应可得出电解总反应为2CO2+2H2O2HCOOH+ O2↑，据此分析解答。
【详解】
A．根据以上分析，通入CO2的一极为阴极，连接电源的负极，则Pt片连接电源的正极，故A正确；
B．阴极发生还原反应，电极反应为2CO2+2e-+H2O=HCO+HCOO-，故B正确；
C．阳极的电极反应式为：2H2O+4e-= O2↑+4H+，生成H+，则阳极区的pH降低，故C错误；
D．电解时，阳离子移向阴极，则K+从Pt电极区向Sn电极区迁移，故D正确；
答案选C。
7．B
【详解】
该电解池中阳极反应为：Ag-e-=Ag+，阴极反应为：Ag++e-=Ag；
A．由上述分析可知，电解过程中溶液中AgNO3溶液的浓度不变，故A不符合题意；
B．阳极上反应不产生O2，故B符合题意；
C．当阴极上增重2.16g即=0.02mlAg，转移电子数为0.02×6.02×1023=1.204×1022，故C不符合题意；
D．根据阴阳极电极反应以及转移电子守恒可知，阴极析出0.02mlAg时，阳极将有0.02ml的Ag被氧化，故D不符合题意；
故答案为：B。
【点睛】
电解池中阳极若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应，若是惰性电极作阳极，放电顺序为：，注意：①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电；②最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。
8．C
【详解】
A. 连接K1，电极1为阴极，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，氢气在阴极生成，故A错误；
B. 电极2为阳极，阳极发生氧化反应，氢氧根离子被氧化生成氧气，电极方程式为4OH-4e-═2H2O+O2↑，故B错误；
C. 电极3可分别连接K1或K2，分别发生氧化、还原反应，实现NiOOH⇌Ni(OH)2的转化，提供电子转移，故C正确；
D. 连接K2，电极3为阴极，电极反应为NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，电极2为阳极，电极反应为4OH-4e-═2H2O+O2↑，总反应为4NiOOH+2H2O=4Ni(OH)2+ O2↑，反应消耗水，则溶液碱性增强，pH增大，故D错误；
故选C。
9．A
【详解】
电解NaCl水溶液的反应式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，反应过程中阳极产生了黄绿色的气体(Cl2)，阴极生成了难溶于水的无色气体(H2)，可用排水法收集；阴极生成NaOH使溶液呈碱性，能使石蕊变蓝；
A. 根据电解NaCl水溶液的反应式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑可知，电解产物为氯气、氢气和氢氧化钠，故A错误；
B. 根据分析，电解过程中能产生氯气，氯气为黄绿色气体，故B正确；
C. 电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，溶液中含有氢氧化钠，溶液显碱性，然后滴加石蕊溶液，溶液呈蓝色，故C正确；
D. 电解NaCl水溶液产生氢气，氢气难溶于水，用排水法可以收集到较纯净的氢气，故D正确；
答案选A。
10．D
【详解】
A. 在燃料电池中，正极上是氧气得电子，发生还原反应，电极反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH-，A正确；
B. 根据总反应：2C2H6+7O2+8KOH=4K2CO3+10H2O，可以知道放电过程中，消耗了氢氧化钾，反应产生了水，所以KOH的物质的量浓度会减小，B正确；
C. 根据负极电极反应式：C2H6+18OH--14e-=2CO32-+12H2O，每消耗1 ml C2H6，则电路上转移的电子数为14 ml，C正确；
D. 根据负极反应：C2H6+18OH--14e-=2CO32-+12H2O，放电一段时间后，该极上消耗OH-，所以负极周围的pH降低，D错误；
故合理选项是D。
11．B
【详解】
A、三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，吸附能力强，所沉积的ZnO分散度高，选项A正确；
B、原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则放电过程中OH−通过隔膜从正极区移向负极区，选项B错误；
C、充电时相当于是电解池，阴极发生得电子的还原反应，根据总反应式可知阴极是ZnO得电子转化为Zn，电极反应式为ZnO(s)+H2O(l) +2e−= Zn(s)+2OH−(aq)，选项C正确；
D、放电时相当于原电池，正极发生得电子的还原反应，根据总反应式可知正极反应式为NiOOH(s)+H2O(l) +e− =Ni(OH)2(s)+OH−(aq)，选项D正确。
答案选B。
12．C
【详解】
A．根据图示，该电解池左室为阳极，右室为阴极，阳极上是氢氧根离子放电，阳极周围氢离子浓度增大，且氢离子从阳极通过交换膜 I进入浓缩室，则交换膜 I为只允许阳离子透过的阳离子交换膜，故A正确；
B．根据A项分析，阳极的电极反应式为：2H2O－4e－＝O2↑＋4H+，故B正确；
C．在阳极上发生电极反应：4OH−−4e−═2H2O+O2↑，阴极上发生电极反应：2H++2e−=H2↑，根据电极反应方程式，则有：2HA∼2H+∼1H2，电一段时间后阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为6.72L，产生氢气的物质的量==0.03ml，则生成HA的物质的量=0.03ml×2=0.06ml，则电解后溶液中的乳酸的总质量=0.06ml×90g/mL +200×10-3L ×20g/L=9.4g，此时该溶液浓度==47g/L，故C错误；
D．在电解池的阳极上是OH−放电，所以c(H+)增大，并且H+从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室；根据电解原理，电解池中的阴离子移向阳极，即A−通过阴离子交换膜(交换膜Ⅱ)从阴极进入浓缩室，这样：H++A−═HA，乳酸浓度增大，酸性增强，pH降低，故D正确；
答案选C。
13．C
【详解】
A．左侧是SO2化合价升高生成硫酸，因此a是该电池的负极，故A正确；
B．b电极是正极，氧气得到电子，因此b电极反应式：O2＋4e－＋4H+＝2H2O，故B正确；
C．左侧发生的电极反应式：SO2－2e－＋2H2O＝＋4H+，因此一段时间后，阳膜左侧硫酸溶液的浓度增大，故C错误；
D．原电池中“同性相吸”即反应过程中，氢离子从阳膜左侧向右侧移动，故D正确。
综上所述，答案为C。
14．B
【详解】
A．该装置为电解池，电能转化为化学能，选项A正确；
B．由图知，b极为阴极，发生还原反应，a极为阳极，阳极区含有碘化钾、碘酸钾，由于的还原性比强，在阳极应该是放电生成，阴极的通过阴离子交换膜移到阳极，所以阳极的电极反应式为，选项B错误，
C．由图知，b极为阴极，发生还原反应，选项C正确；
D．阴极的电极反应式为，阴极区每生成1ml 转移2ml电子，选项D正确。
答案选B。
15．C
【分析】
装置属于原电池装置，X是负极，氨气发生失电子的氧化反应，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O，Y是正极，NO3-发生得电子的还原反应，电极反应式为：2NO+10e-+6H2O═N2↑+12OH-，电解质里的阳离子移向正极，阴离子移向负极，电流从正极流向负极。
【详解】
A． 电解质里的阳离子移向正极，阴离子移向负极，盐桥中Cl-向X电极移动，故A错误；
B． X是负极，氨气发生失电子的氧化反应，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O，Y是正极，NO发生得电子的还原反应，电极反应式为：2NO+10e-+6H2O═N2↑+12OH-，则总反应式为：5NH3+3NO═4N2+6H2O+3OH-，则电路中流过7.5 ml电子时，共产生标准状况下N2的体积为×4ml×22.4L/ml=44.8L，故B错误；
C．X是负极，氨气发生失电子的氧化反应， X电极发生的反应为2NH3-6e-＋6OH- =N2＋6H2O，故C正确；
D． Y是正极，NO3-发生得电子的还原反应，电极反应式为：2NO+10e-+6H2O═N2↑+12OH-，最终可以在Y电极收集到高浓度氢氧化钾副产物，故D错误；
故选C。
16．2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)△H=﹣46 kJ/ml O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ 变小 Cu-2e- =Cu2+ 1.12
【详解】
(1)根据盖斯定律，由①×2+②得：2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g) △H=2△H1+△H2=-46 kJ/ml，故此处填：2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g) △H= -46 kJ/ml；
(2)①Ⅱ中实现镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极，则Ⅰ中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂氧气，正极电极反应为O2+2H2O+4e-═4OH-；
②根据Ⅰ中电池反应为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，KOH参加反应导致溶液中KOH浓度降低，则溶液的pH变小；由分析知，装置Ⅱ中Cu作阳极，Cu自身放电，对应电极反应为Cu-2e- = Cu2+；
③串联电路中转移电子处处相等，由装置Ⅱ中阴极反应：Cu2++2e-=Cu，知电路中转移电子，由燃料电池负极反应：CH4-8e-+10OH- =+7H2O，得n(CH4)=，则V(CH4)=0.05 ml×22.4 L/ml=1.12 L。
17．Pb 氧化 减小 负 PbO2＋2 e－＋SO42-＋4H＋＝PbSO4＋2H2O H2－2e－＋2OH－＝2H2O 5.6

【详解】
（1）铅蓄电池中，根据原电池反应式中元素化合价变化知，Pb中Pb元素化合价由0价变为+2价，被氧化发生氧化反应，所以Pb作负极，故答案为Pb；氧化；
（2）铅蓄电池工作时，硫酸参加反应生成硫酸铅同时生成水，导致硫酸浓度降低、酸性减小，原电池放电时阴离子向负极移动，故答案为减小；负；
（3）工作时，该铅蓄电池正极上PbO2得电子发生还原反应，电极反应为PbO2+SO42-+2e-+4H+═PbSO4+2H2O，答案为：PbO2+SO42-+2e-+4H+═PbSO4+2H2O；
（4）燃料与氧气燃烧的总化学方程式为2H2+O2=2H2O，电解质溶液呈碱性，负极上氢气失电子生成水，则负极的电极方程式为2H2+4OH--4e-=4H2O；该电池中正极上是氧气发生得电子的还原反应，其电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，则外电路每流过1×103 ml e-，消耗氧气为1×103 ml÷4=250ml，所以氧气的体积为250ml×22.4L/ml=5.6×103L=5.6m3；故答案为2H2+4OH-=4H2O+4e-；O2+2H2O+4e-=4OH-；5.6。
【点睛】
在原电池工作过程中，电子沿导线由负极移向正极，而阴离子通过电解质溶液由正极移向负极。
18．负 有气泡产生 不变 A 稀硫酸
【分析】
电源为原电池，图中另外三个池子均为电解池（包括淀粉KI试纸），由题意知，淀粉KI试纸D端的反应为2I- - 2e- = I2，故D端为阳极，则C端为阴极，电源E端为正极，F端为负极，电解池A中Fe为阳极，Pt为阴极，电解池B中石墨为阳极，Cu为阴极。
【详解】
(1)由分析知，电源F端为负极，故此处填负；
(2)A中Fe电极为阳极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，Pt为阴极，水产生的H+在阴极放电，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，叠加两极反应得总反应为；
(3)B中石墨电极为阳极，水产生的OH-在阳极放电，电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+；Cu电极为阴极，水产生的H+在阴极放电，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故反应现象为有气泡产生；B反应中实际为电解水，由于Na2SO4溶液显中性，水减少对其pH没有影响，故此处填不变；
(4)若将电源去掉，则可通过向A中加入酸使其形成原电池，若加入稀硫酸，则发生反应Fe+2H+=Fe2++H2↑，Fe作负极，Pt作正极，则试纸D端为电解池的阳极，发生反应2I- - 2e- = I2，出现变蓝现象，符合题意；若选浓硝酸，则Fe在浓硝酸中钝化后，Pt与浓硝酸不反应，故不能形成原电池，综上所述，此处填稀硫酸。
19．Cu2＋＋2H2O⇌Cu(OH)2＋2H+ ΔH＞0，加热促进了Cu2+水解，生成了更多的难溶物Cu(OH)2 H2SO4 ZnSO4 Cu2＋＋2e－=Cu O2 CH4－8e－＋10OH－＝CO＋7H2O 1︰3
【分析】
（1）硫酸铜溶液中，铜离子水解使得溶液显示酸性；
（2）①负极为Zn，电解质溶液中含锌离子；Cu为正极，得到电子发生还原反应；
②铁上镀铜，则Cu为阳极，Cu电极与b相连，b为原电池的正极，a为负极，据此解答即可；
（3）利用xCuSO4•yCu（OH）2～yCuCl2～2yHCl～（x+y）CuO，结合n（HCl）：n（CuO）=3：2来计算。
【详解】
（1）硫酸铜溶液中，铜离子水解生成氢氧化铜和硫酸，使得溶液变浑浊，水解吸热，故升高温度，平衡右移，因为溶液显示酸性，可以加入硫酸来抑制水解，
故答案为升高温度促进Cu2+的水解；硫酸；
（2）①负极为Zn，电解质溶液中含锌离子，则电解质溶液甲为ZnSO4，Cu为正极，得到电子发生还原反应，电极反应为Cu2++2e-===Cu，故答案为ZnSO4；Cu2++2e-===Cu；
②铁上镀铜，则Cu为阳极，Cu电极与b相连，b为原电池的正极，即b处通入O2，a处电极上发生的电极反应式是CH4-8e-+10OH-===CO32-+7H2O，
故答案为O2；CH4-8e-+10OH-===CO32-+7H2O；
（3）由xCuSO4•yCu（OH）2～yCuCl2～2yHCl～（x+y）CuO，
n（HCl）：n（CuO）=3：2，则2y：（x+y）=3：2，
解得x：y=1：3，故答案为1：3。
20．负 从右向左 Cu2++2e-=Cu 阳 有气泡冒出，同时产生白色沉淀 2Al3++6Cl-+6H2O=3Cl2↑+3H2↑+2Al(OH)3↓ 外加电流的阴极保护法（或牺牲阳极的阴极保护法） O2+2H2O+4e-=4OH-
【详解】
(1)根据图中装置可知，锌为该原电池的负极，铜为正极；电流在外电路中从铜流向锌，则电解质溶液中硫酸根离子向锌电极移动，即由右向左移动，铜为正极，铜离子得电子生成铜单质，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故答案为：负；从右向左；Cu2++2e-=Cu；
(2)根据图示可知，铜为原电池的正极，与电源正极相连的电极为阳极，所以y极为阳极，x电极为阴极，氢离子放电生成氢气，同时产生氢氧化铝白色沉淀，所以x电极的现象为有气泡冒出，同时产生白色沉淀，电离反应式为2Al3++6Cl-+6H2O=3Cl2↑+3H2↑+2Al(OH)3↓，故答案为：阳；有气泡冒出，同时产生白色沉淀；2Al3++6Cl-+6H2O=3Cl2↑+3H2↑+2Al(OH)3↓；
(3)保护钢闸门的方法有电解池的原理，作电解池的阴极，叫外加电流的阴极保护法；有原电池的原理，作正极，叫牺牲阳极的阴极保护法，故答案为：外加电流的阴极保护法（或牺牲阳极的阴极保护法）；
(4)正极反应物为氧气，得电子，生成氢氧根，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-。