2024届高三新高考化学大一轮专题训练----化学电源

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题训练----化学电源，共24页。试卷主要包含了单选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．（2023·全国·高三专题练习）科学家发明了一种Al-PbO2电池，电解质为K2SO4、H2SO4、KOH，通过x和y两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成M、R、N三个电解质溶液区域(a>b)，结构示意图如图所示。下列说法不正确的是
A．K+通过x膜移向R区域
B．R区域的电解质浓度逐渐减小
C．放电时，Al电极反应为：Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O
D．消耗1.8gAl时，N区域电解质溶液减少16.0g
2．（2023·高三课时练习）一种酸性生物燃料电池应用的原理如图所示，下列说法错误的是
A．Ca2+、Mg2+透过离子交换膜X移向a极
B．负极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+
C．1mlC6H12O6转化为CO2，迁移到正极区的离子总数为12NA
D．该装置可用于硬水软化，同时还可产生电能
3．（2022秋·福建厦门·高三校联考阶段练习）“热电池”是高温熔融盐一次电池，在航空航天领域有广泛应用，采用LiAl、LiSi等合金做电极比纯锂安全性更好。某热电池工作原理如图所示，放电时，1 ml FeS2完全反应时转移4 ml电子。下列说法错误的是
A．热电池的正极材料需要具备高温下的热稳定性和物理稳定性
B．电子流向：LiAl极→用电器→FeS2极
C．正极的电极反应式为FeS2 + 4Li+ + 4e- = Fe + 2Li2S
D．若1ml Li0.9Al转化为Li0.08Al，则FeS2消耗98.4g
4．（2023秋·山西大同·高三大同一中校考期末）利用氢氧燃料电池，以镍、铁作电极电解NaOH溶液制备高铁酸钠(，其在浓碱中稳定存在)的装置如下图所示。已知电极a处通入的是H2，固体电解质是掺杂了的晶体，在高温下能传导。下列说法正确的是
A．燃料电池中移动方向为： a→b
B．电极d材料是铁电极，电极反应为 Fe – 6 + 8 = + 4 H2O
C．理论上，固体电解质中每迁移3ml ，可以制得1ml
D．为提高的产率，应使用阳离子交换膜
5．（2022秋·广东汕尾·高三统考期末）中国新能源汽车处于世界领先地位，某品牌电动汽车使用三元锂电池，总反应式为： 。下图是工作原理，隔膜只允许 X 离子通过，汽车加速时，电动机提供推动力，减速时，发电机将多余能量转化为电能储存。下列说法错误的是
A．减速时，电池充电；加速时，电池放电
B．加速时，电子的方向为：甲电极→电动机→乙电极
C．减速时，乙电极的反应为：
D．加速时，X 离子由甲经过隔膜向乙移动
6．（2023秋·天津北辰·高三天津市第四十七中学校考期末）一种可充电锂—空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法不正确的是
A．放电时，多孔碳材料电极为正极
B．放电时，外电路电流由多孔碳材料电极流向锂电极
C．充电时，多孔碳材料电极反应为Li2O2-x - 2e- = 2Li++(1-)O2↑
D．充电时，电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移
7．（2023秋·河南·高三校联考期末）某科研机构研发的-空气酸性燃料电池的工作原理如图所示：
下列叙述错误的是
A．通入氧气的一极为正极
B．负极的电极反应式为
C．若外电路中转移电子，理论上左侧电极附近溶液增重
D．该装置在将化学能转化为电能的同时，还有利于环保并制硝酸
8．（2022·浙江·模拟预测）锂硫电池因其较高的理论比容量和能量密度而成为最有前途的储能系统之一，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．该电池既可采用有机电解液，又可采用水性电解液
B．负极材料质量减少2.8 g，外电路中通过0.4ml电子
C．放电时电极a上可能发生反应：
D．充电时，电池总反应为
9．（2023·全国·高三专题练习）氟离子电池是一种前景广阔的新型电池，其能量密度是目前锂电池的十倍以上且不会因为过热而造成安全风险。如图是氟离子电池工作示意图，其中充电时从乙电极流向甲电极。已知和均难溶于水。下列说法正确的是
A．放电时，甲电极上的反应为：
B．放电时，乙电极电势比甲电极低
C．充电时，导线上每通过1ml，甲电极质量增加38g
D．充电时，外加电源的正极与乙电极相连
10．（2022秋·高三课时练习）某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定CO的浓度，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇—氧化钠，其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法不正确的是
A．工作时电极b作正极，O2-由电极b流向电极a
B．负极的电极反应式为：
C．当传感器中通过2×10-3ml电子时，通过的尾气中含有2.24mLCO
D．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高
11．（2023秋·湖南·高三校联考阶段练习）碱性锌铁液流电池具有电压高、成本低的优点。该电池的总反应为，下列叙述不正确的是
A．中含有键与键的数目之比为1∶1
B．放电时，N极电势低于M极，N极电极反应为
C．若离子交换膜只有通过，反应时，有通过离子交换膜
D．维持电流强度0.5A，电池工作5分钟，理论上消耗锌约0.5g(已知)
12．（2023秋·天津·高三耀华中学校考期末）甲烷燃料电池采用铂做电极材料，两个电极上分别通入CH4和O2，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将上述甲烷燃料电池作为电源，进行电解饱和食盐水和电镀的实验，如图所示，其中乙装置中X为离子交换膜。下列说法错误的是
A．乙中X为阳离子交换膜
B．甲烷燃料电池负极电极反应式是
C．用丙装置给铜镀银，b应是Ag
D．当电路中通过0.4ml时，乙中Fe电极上产生氯气4.48L（标准状况）
13．（2022秋·江苏扬州·高三统考期中）硫及其化合物在生产生活中具有广泛应用。由自然界的硫磺和金属硫化物矿通过化学反应可得到SO2，SO2催化氧化生成SO3，其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-198kJ/ml。燃煤、金属冶炼和硫酸生产等产生的尾气中都含有SO2，用NaOH等碱性溶液吸收尾气中的SO2，可得到NaHSO3、Na2SO3等化工产品。热电厂尾气经处理得到较纯的SO2，可用于原电池法生产硫酸，其工作原理如图所示。电池工作时，下列说法不正确的是
A．电极b周围溶液pH变大
B．溶液中H+由a极区向b极区迁移
C．电极a的电极反应式为：SO2-2e-+2H2O=4H++SO
D．一段时间后，a极消耗的SO2与b极消耗的O2物质的量相等
14．（2022秋·山东枣庄·高三统考期中）执法交警最常用的一种酒精检测仪的工作原理示意图如图所示，其反应原理为，被测者呼出气体中所含的酒精被输送到电池中反应产生微小电流，该电流经电子放大器放大后在液晶显示屏上显示其酒精含量。下列说法不正确的
A．电解质溶液中的移向a电极
B．b为正极，电极反应式为
C．呼出气体中酒精含量越低，微处理器中通过的电流越大
D．a极上的电极反应式为
15．（2021秋·广东惠州·高三校考阶段练习）最近报道的一种处理垃圾渗透液并用其发电的示意图如图，装置工作时，下列说法正确的是
A．X作负极，该电极上发生氧化反应
B．该装置为电能转变为化学能
C．盐桥中Cl-向Y极移动
D．Y极发生的反应为2NO3- +10e-+12H+=N2↑+6H2O，周围pH减小
二、非选择题
16．（2022秋·新疆昌吉·高三统考期末）某研究性学习小组根据反应设计如图原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 ml/L，溶液的体积均为200 mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。
回答下列问题：
(1)此原电池的负极是石墨___________(填“a”或“b”)，电池工作时，盐桥中的移向___________(填“甲”或“乙”)烧杯。
(2)正极反应式为：___________。
(3)肼—空气燃料电池是一种碱性电池，无污染，能量高，有广泛的应用前景，其工作原理如图所示，回答下列问题：
①该燃料电池中正极为___________(填a或b)电极，负极发生的反应式为___________。
②当电池放电转移4 ml电子时，至少消耗燃料肼___________g。
(4)下列反应通过原电池装置，不能实现化学能直接转化为电能的是___________(填序号)。
A．2H2+O22H2O B．CaO+H2O=Ca(OH)2 C．Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
17．（2023春·高三单元测试）阅读下列短文并填空。
化学电源的反应原理是氧化还原反应，燃料电池是燃料和氧化剂通过特定装置发生反应将化学能转变为电能的化学电源。氢氧燃料电池在工作时，负极通入H2，正极通入O2，氧化剂和还原剂不接触即可在电池内部发生反应生成H2O，同时产生电能。若负极通入CH4、C2H5OH等燃料，正极通入O2，二者与电池内部的KOH或H2SO4等物质的溶液发生反应生成H2O、CO2或K2CO3等。燃料电池将化学能转化为电能的转化率超过80%，远高于转化率仅为30%多的火力发电。与常规发电厂相比，燃料电池CO2排放量明显降低。
目前已研制成功Al－空气燃料电池，它可以代替汽油为汽车提供动力，也可以用做照明电源。
(1)KOH的电子式___________。
(2)上述用化学式表示的物质中，属于酸性氧化物的是___________，属于碱的是___________。
(3)足量H2SO4溶液滴加到K2CO3中的离子方程式___________。
(4)下列关于燃料电池的说法，正确的是___________。
a．燃料电池的负极发生还原反应，正极发生氧化反应
b．燃料电池具有能量转化率高、对环境友好等特点
c．燃料电池属于化学电源，能将化学能转变为电能
(5)氢氧燃料电池中，当负极消耗1mlH2时，则正极消耗O2的体积为___________L(标准状况)。
18．（2021秋·重庆巴南·高三重庆市清华中学校校考阶段练习）化学反应中伴随着能量变化，探究各种能量变化是一永恒的主题。
(1)下列变化属于放热反应的是 ___________ 。填序号
生石灰溶于水 浓硫酸稀释 氢氧化钠固体溶于水 铜溶于浓硝酸 氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌 过氧化钠溶于水
(2)分解时的能量变化关系如下图甲所示，则分解反应为 ___________ 反应选填：吸热、放热。查阅资料得知：将作为催化剂的溶液加入溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的离子方程式分别是：和 ___________ 。
(3)如下图乙是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。
①当电极a为镁，电极b为铝，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该电池的负极为 ___________ 。填名称
②燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂反应所产生的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，电极a通入氢气燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，b极的电极反应式为 ___________ 。
③质量相同的铜棒和铁棒用导线连接后插入溶液中，一段时间后，取出洗净、干燥、称量，二者质量差为12g，则导线中通过的电子的物质的量为 ___________ 。
19．（2021秋·江西吉安·高三江西省遂川中学校考阶段练习）A、B、C为三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：
图1所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨电极。
接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。据此回答下列问题：
(1)M为电源的___(填“正”或“负”)极，电极b上发生的电极反应为___。
(2)写出乙烧杯中的电池反应方程式：_____。
(3)若经过这一段时间后，要使丙恢复到原来的状态，需要进行的操作是___。
(4)如图所示，若C为浓硝酸，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe ,A电极材料为Cu，则B电极的电极反应式为______；反应进行一段时间后溶液C的pH将______(填“升高”“降低”或“基本不变”)。
(5)熔盐电池具有高的发电效率，因而受到重视， 可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得在650 ℃下工作的燃料电池，完成有关电池反应式。负极反应式为2CO＋2CO－4e－=4CO2，正极反应式为___。
阳离子
阴离子
参考答案：
1．B
【详解】A．原电池工作时负极发生反应Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O，消耗OH-，K+向正极移动，即向R区移动，A正确；
B．正极得电子，SO经y离子交换膜移向R区，R区K+与SO不断进入，所以电解质浓度逐渐增大，B错误；
C．放电时，原电池负极发生反应为：Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O，C正确；
D．正极反应为：PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O，消耗1.8gAl，转移电子0.2ml，N区消耗0.4mlH+，0.1mlSO，同时有0.1mlSO移向R区，则相当于减少0.2mlH2SO4，同时生成0.2mlH2O，则N区实际减少质量为0.2ml×98g·ml-1-0.2ml×18g·ml-1=16.0g，D正确；
故选B。
2．A
【分析】根据电子流向可知，a为负极、b为正极；
【详解】A．原电池中阳离子向正极移动，则Ca2+、Mg2+透过离子交换膜Y移向b极，A错误；
B．负极中C6H12O6得到电子发生氧化反应生成二氧化碳，反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+，B正确；
C．由B电极式可知，1mlC6H12O6转化为CO2，则会有24ml氯离子迁移到负极区；钙离子、镁离子均带2个单位正电荷，根据电荷守恒可知，迁移到正极区的离子总数为12NA，C正确；
D．该装置为化学能转化为电能的装置，且得到软水，故可用于硬水软化，同时还可产生电能，D正确；
故选A。
3．D
【详解】A．热电池的正极材料需要在高温条件下不易分解、不易与其它物质反应，故A正确；
B．锂易失电子，LiAl合金是负极、FeS2是正极材料，电子流向：LiAl极→用电器→FeS2极，故B正确；
C．放电时，1 ml FeS2完全反应时转移4 ml电子，所以正极的电极反应式为FeS2 + 4Li+ + 4e- = Fe + 2Li2S，故C正确；
D．若1ml Li0.9Al转化为Li0.08Al，转移电子(0.9-0.08)ml=0.82ml，1 ml FeS2完全反应时转移4 ml电子，根据电子守恒，消耗0.205mlFeS2，则FeS2消耗24.6g，故D错误；
选D。
4．C
【分析】电极a处通入氢气，则a电极为负极，氢气失电子生成氢离子，电极b通入氧气，为正极，氧气得电子生成O2-，则电极c为阳极，铁作阳极材料，d电极为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根离子。
【详解】A．根据分析可知，b电极为正极，a电极为负极，燃料电池中O2-移动方向为b→a，A错误；
B．电极c材料为铁电极，电极反应式为Fe-6e-+8OH-=+4H2O，d电极材料不是铁电极，B错误；
C．固体电解质中每迁移3mlO2-，说明转移6ml电子，则c电极上生成1ml，可以制得1mlNa2FeO4，C正确；
D．c电极为阳极，d电极为阴极，Na+向阴极移动，氢氧根离子向阳极移动，为提高Na2FeO4的产率，应该使用阴离子交换膜，D错误；
故答案选C。
5．C
【分析】放电过程中得电子结合a个Li+生成，电极反应式为+aLi++ae-=，LiaC6失电子生成6C和aLi+，电极反应式为LiaC6-ae-=aLi++6C。充电时失去a个Li生成，电极反应式为-ae-=+aLi+，6C得到ae-生成LiaC6，电极反应式为6C+ae-+aLi+= LiaC6。
【详解】A．减速时发电机将多余的能量转化为电能储存，减速时电池充电，加速时电动机提供推动力，电池放电，A正确；
B．加速时LiaC6放电，电子从甲电极经过电动机到乙电极，B正确；
C．减速时，乙电极的反应为-ae-=+aLi+，C错误；
D．加速时，乙电极为正极，X离子为Li+，Li+由甲经过隔膜向乙移动，D正确；
故答案选C。
6．D
【分析】当电池放电时，O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x，即O2在多孔碳材料电极表面得到电子生成O2-，再与转移过来的Li+结合生成Li2O2-x，所以锂电极为负极，多孔碳材料电极为正极，原电池总反应为2Li+( 1-)O2=Li2O2-x。原电池工作时，外电路中电子由负极锂电极经过导线流向正极多孔碳材料电极，电解质溶液中阳离子Li+移向正极多孔碳材料电极，阴离子移向负极锂电极。
【详解】A．根据上述分析可知：放电时，多孔碳材料电极为正极，故A正确；
B．电池在放电时，外电路电子由负极锂电极流向正极多孔碳材料电极， 则电流相反，故B正确；
C．充电是放电的逆过程，则充电的总反应为Li2O2-x2Li+( 1-)O2，则多孔碳材料电极反应为Li2O2-x - 2e- = 2Li++(1-)O2↑，故C正确；
D．充电时，Li+向负电荷较多的锂电极区迁移，故D错误；
故选D。
7．C
【分析】原电池正极还原反应，负极发生氧化反应，可知正极为O2，负极为NO。
【详解】A.通入氧气的为正极，A正确；
B.负极的电极反应式为NO−3e−+2H2O= +4H+，B正确；
C.若外电路中转移3ml电子，理论上左侧电极附近溶液增重是参加反应的NO与同时通过质子交换膜转移到右侧质子的差值，消耗NO为30g，转移H+为4g，增重为30g-4g=26g，C错误；
D.该装置在将化学能转化为电能，同时消耗NO减少空气污染，有利于环保并制硝酸，D正确；
故答案为：C。
8．A
【详解】A．由图可知，放电时b电极为原电池的负极，锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，电极反应式为，a电极为正极，在正极得到电子生成，电极反应式为，总反应为。锂能与水反应，所以该电池不能采用水性电解液，A错误；
B．由负极反应式可知，放电时锂电极质量减少2.8 g，外电路中通过电子的物质的量为，B正确；
C．由以上分析结合放电时正极反应式可知，电极a(正极)上可能发生反应，C正确；
D．放电时总反应为，则充电时总反应为，D正确；
故选：A。
9．B
【分析】充电时F-从乙电极流向甲电极，则充电时甲是阳极、乙是阴极，放电时甲是正极、乙是负极。
【详解】A．放电时，甲电极是正极，电极反应式为BiF3+3e-=Bi＋3F-，故A错误；
B．放电时，甲是正极、乙是负极，甲电极电势比乙电极高，故B正确；
C．充电时，甲是阳极，阴极反应式是Bi－3e-＋3F-=BiF3，导线上每通过1mle-，1mlF-参加反应，甲电极质量增加19g，故C错误；
D．充电时F-从乙电极流向甲电极，则充电时甲是阳极、乙是阴极，外加电源的正极与甲电极相连，故D错误；
故选B。
10．C
【分析】该电池为燃料电池，燃料为负极，空气为正极。
【详解】A．b为正极，阴离子向负极移动，正确；
B．负极发生氧化反应，正确；
C．通过2×10-3ml电子时，反应的CO为0.001ml，在标准状况下，体积为2.24mL，错误；
D．CO含量高，转移电子多，电流大，正确。
故选C。
11．D
【分析】由图可知：碱性锌铁液流电池放电时，右侧N极为负极，Zn发生失电子的氧化反应生成Zn(OH)，负极发生电极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)；左侧M为正极，正极上发生得电子的还原反应，正极电极反应为Fe(CN)+e-=Fe(CN)。充电时和放电时刚好相反，电池正极与电源正极相连，据此分析解答。
【详解】A．共价单键和配位键都是键，共价三键中有一个是键两个是键，中有6个配位键和6个碳氮三键，故中含有键与键的数目之比为（6+6）∶62=1∶1，A正确；
B．放电时该装置为原电池，N极为原电池的负极，M为原电池的正极，正极的电势比负极高，因此M极电势高于N极，N极电极反应为，B正确；
C．在放电时，M为正极，发生反应为：Fe(CN)+e-=Fe(CN)。当左侧M电极有1 ml Fe(CN)发生时，左侧负电荷数目会增加1 ml，为维持电荷守恒，就会1 ml即NA个OH-通过离子交换膜移向负极N极，C正确；
D．电池工作5分钟，通过的电量Q＝0.5A×5min×60s/min＝150C，因此通过电子的物质的量n(e－)＝Q/F＝150C/96500C/ml＝1.554×10-3ml，则理论消耗Zn的质量是m(Zn)＝1.554×10-3ml2×65g/ml＝0.05g，D错误；
故选D。
12．D
【分析】甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，则乙装置中，Fe铁电极为阴极，石墨电极为阳极，丙装置中，a电极为阴极，b电极为阳极，据此分析解答。
【详解】A． 乙装置中，Fe铁电极为阴极，电极反应式为，石墨电极为阳极，电极反应式为，则乙中X为阳离子交换膜，Na+移动向阴极，阴极得到NaOH和氢气，故A正确；
B． 甲烷燃料电池的电解质溶液为KOH溶液，则负极电极反应式是，故B正确；
C． 丙装置中，a电极为阴极，b电极为阳极，则用丙装置给铜镀银，b应是Ag，电极反应为，故C正确；
D． 乙装置中，Fe铁电极为阴极，电极反应式为，不生成氯气，故D错误；
故选D。
13．D
【分析】该装置为原电池，由图可知，硫元素价态升高失电子，故a极为负极，电极反应式为：，b极为正极，电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O
，电池总反应为：，据此作答。
【详解】A．电极b为正极，氧气得电子，发生还原反应，电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O，pH变大，A正确；
B．电极b为正极，溶液中H+由a极区向b极区迁移，B正确；
C．电极a为负极，电极a的电极反应式为：C正确；
D．电池总反应为：，故一段时间后，a极消耗的SO2与b极消耗的O2物质的量为2:1，D错误；
故本题选D。
14．C
【分析】如图，该装置为原电池装置，电极b通入空气，主要是其中的氧气参与反应，则电极b作为电池正极，环境为酸性，电极反应式为；电极a为负极，酒精在电极a失电子，被氧化，电极反应式为；
【详解】A．原电池中，阴离子向负极移动，电极a为负极，所以电解质溶液中的移向a电极，故A正确；
B．电极b通入空气，主要是其中的氧气参与反应，则电极b作为电池正极，环境为酸性，电极反应式为，故B正确；
C．呼出气体中酒精含量越低，根据电极反应式，产生的电子越少，电流越微弱，故C错误；
D．电极a为电池的负极，酒精在电极a失电子，被氧化，电极反应式为，故D正确；
故选C。
15．A
【分析】根据处理垃圾渗透液并用其发电的示意图可知：该装置属于原电池装置，X是负极，发生失电子的氧化反应，Y是正极，发生得电子的还原反应，电解质里的阳离子移向正极，阴离子移向负极，电子从负极流向正极。
【详解】A．X是负极，发生失电子的氧化反应，A正确；
B．该装置属于原电池装置，化学能转化为电能，B错误；
C．溶液中的阴离子移向负极，即氯离子向X极移动，C错误；
D．Y是正极，发生得电子的还原反应，消耗氢离子，周围pH增大，D错误；
故选A。
16．(1) b 乙
(2)+5e- +8H+=Mn2++4H2O
(3) b N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O 32
(4)B
【详解】（1）总反应方程式可知，KMnO4作氧化剂，发生还原反应，FeSO4失去电子，发生氧化反应，作还原剂，故石墨a是正极，石墨b为负极；
电池工作时，向正电荷较多的负极移动，即向乙烧杯移动；
（2）甲烧杯中的a电极为正极，得到电子发生还原反应，所以正极的电极反应式为：+5e- +8H+=Mn2++4H2O；
（3）①在该燃料电池中，通入空气的电极b为正极，通入燃料肼的电极a为负极，负极上燃料N2H4失去电子，发生氧化反应产生N2、H2O，则负极的电极反应式为：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O；
②根据负极反应式可知：每反应转移4 ml电子，反应消耗1 ml肼，其质量m(N2H4)=1 ml×32 g/ml=32 g。
（4）A．反应2H2+O22H2O是放热的氧化还原反应，能够实现化学能向电能的转化，可以设计为原电池，A不符合题意；
B．反应CaO+H2O=Ca(OH)2不是氧化还原反应，因此不能实现化学能向电能的转化，不必可以设计为原电池，B符合题意；
C．反应Fe+Cu2+=Cu+Fe2+是放热的氧化还原反应，能够实现化学能向电能的转化，可以设计为原电池，C不符合题意；
故合理选项是B。
17．(1)
(2) CO2 KOH
(3)2H++CO=H2O+CO2
(4)bc
(5)11.2
【详解】（1）KOH由钾离子和氢氧根离子构成，其电子式为。
（2）能与碱反应生成盐和水的氧化物属于酸性氧化物，故其中属于酸性氧化物的为CO2；电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物属于碱，故其中属于碱的是KOH。
（3）足量硫酸与碳酸钾反应生成二氧化碳和水，其离子方程式为2H++CO=H2O+CO2。
（4）a．燃料电池的负极发生氧化反应，正极发生还原反应，a错误；
b．燃料电池具有能量转化率高、对环境友好等特点，b正确；
c．燃料电池属于化学电源，能将化学能转变为电能，c正确；
答案选bc。
（5）氢氧燃料电池中，当负极消耗1mlH2时，装置中转移电子为2ml，1mlO2可得4ml电子，则正极消耗O2的体积为=11.2L。
18．(1)adf
(2) 放热
(3) 铝 0.2ml
【解析】(1)
a．生石灰溶于水，氧化钙与水反应放热，a正确；
b．浓硫酸的稀释是放热过程，但不是化学变化，b错误；
c．氢氧化钠固体溶于水放热，但不是化学变化，c错误；
d．铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，是放热反应，d正确；
e．氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌，两者反应，但是是吸热反应，e错误；
f．过氧化钠溶于水，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，是放热反应，f正确；
答案选adf。
(2)
由图可知，反应物的总能量比生成物的总能量高，则过氧化氢分解为放热反应；若硫酸铁是催化剂，则反应过程中消耗了铁离子、又生成了铁离子，且两个反应中都有过氧化氢参与，则第二个反应为过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为：。
(3)
①形成原电池的条件之一是存在自发进行的氧化还原反应，由于镁不与氢氧化钠溶液反应，铝与氢氧化钠溶液反应，因此该电池的负极为铝。
②燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂反应所产生的化学能直接转化为电能，一般为：负极通入燃料、正极通入氧气，当采用氢氧化钠溶液为电解液时，正极氧气得到电子被还原为氢氧根离子，电极反应式为：。
③质量相同的铜棒和铁棒用导线连接后插入溶液中，形成原电池，铁棒作负极，铁失电子变为亚铁离子、质量减少，铜棒作正极，铜离子在铜棒上得电子生成单质铜、质量增加，原电池的总反应为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，反应过程中若转移2ml电子，两极质量差为(56+64)g=120g，当两极质量差为12g时，转移电子0.2ml。
19．(1) 负 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑
(2)2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
(3)向丙烧杯中加入一定量水
(4) 4H++ 2NO+2e-=2NO2+2H2O 升高
(5)O2＋2CO2＋4e－=2CO
【分析】接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加，则乙中含有Cu2＋，结合离子的共存可知，B为CuSO，丙中pH不变，则C为硫酸钠或硫酸钾，甲中pH增大，则A为NaOH或KOH。
（1）
乙中c电极铜离子得电子，则c为阴极，M为电源负极，则b为阳极，在碱性溶液中OH-离子放电，电极反应式为：4OH－－4e-=2H2O＋O2↑，故答案为：负、4OH－－4e-=2H2O＋O2↑；
（2）
乙烧杯中为惰性电极，电解硫酸铜溶液，总反应为：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，故答案为：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4；
（3）
由分析知，烧杯丙中的电解质为硫酸钠或硫酸钾，本质相当于电解水，故要使丙烧杯溶液恢复到原来的状态，操作是向丙烧杯中加入一定量水；
（4）
因常温下Fe与浓硝酸会发生钝化，因此Fe、Cu与浓硝酸形成原电池时，铜反作负极，铁作正极，Cu电极反应为：，Fe电极上发生反应为：，由正极反应可知，反应过程中消耗氢离子，导致溶液C中氢离子浓度下降，pH值升高，故答案为：、升高；
（5）
CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，可知总反应为：2CO+O2=2CO2，负极反应式为2CO＋2CO-4e-=4CO2，则正极反应式=总反应式-负极反应式，可得：，故答案为：。