人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化当堂检测题

这是一份人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化当堂检测题，共10页。试卷主要包含了单选题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1. 电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展是化学对人类的一大贡献。下列有关电池的叙述正确的是( )
A. 原电池反应均是自发的氧化还原反应
B. 氢氧燃料电池工作时氢气在正极被氧化
C. 氢氧燃料电池是将热能转化为电能的装置
D. 铅蓄电池在放电过程中，负极质量减少，正极质量增加
2. 新能源汽车是国家战略产业的重要组成部分，LiFeO4电池是能源汽车关键部件之一，其工作原理如图所示，电池工作时的总反应为LiFePO4+6CLi1−xFePO4+LixC6。下列说法 错误的是( )
A. 充电时，电极a与电源负极连接，电极b与电源正极连接
B. 电池工作时，正极的电极反应为Li1−xFePO4+xLi++xe−=LiFePO4
C. 电池工作时，负极材料质量减少1.4 g，转移0.4 ml电子
D. 电池进水将会大大降低其使用寿命
3. 某种新型热激活电池的结构如图所示，电极a的材料是氧化石墨烯(CP)和铂纳米粒子，电极b的材料是聚苯胺(PANI)，电解质溶液中含有Fe3+和Fe2+，加热使电池工作时电极b发生的反应是PANI−2e−+H2O===PANIO(氧化态聚苯胺,绝缘体)+2H+，电池冷却时，Fe2+在电极b表面与PANIO反应可使电池再生。下列说法不正确的是( )
A. 电池工作时电极a为正极，且发生的反应是Fe3++e−===Fe2+
B. 电池工作时，若在电极b周围滴加几滴紫色石蕊溶液，电极b周围慢慢变红
C. 电池冷却时，若该装置正负极间接有电流计，指针会发生偏转
D. 电池冷却过程中发生的反应是2Fe2++PANIO+2H+===2Fe3++PANI+H2O
4. 利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O设计的电池装置如图所示，该装置能有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染。下列说法错误的是( )
A. 电极B为正极，发生还原反应
B. 当有0.5 ml NO2参与反应时，外电路中转移3 ml电子
C. 电池工作时，OH−从右向左移动
D. 电极B的电极反应式为2NO2+8e−+4H2O=N2+8OH−
5. 熔融钠一硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na+xSNa2Sx(x=5∼3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是( )
A. Na2S4的电子式为
B. 放电时正极反应为xS+2Na++2e−=Na2Sx
C. Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极
D. 该电池是以Na−β−Al2O3为隔膜的二次电池
6. 利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。下列说法中，正确的是( )
A. a极反应式为2H2O−4e−= 4H++O2↑
B. 电极a表面发生还原反应
C. 该装置工作时，H+从b极区向a极区移动
D. 该装置中每生成1 ml CO，同时生成1 ml O2
原电池是把化学能转变成电能的装置。它的发明历史可追溯到18世纪末期。随着科技的不断进步，科学家又设计出了越来越多的化学电源，都是和原电池有关。请回答下列题。
7. 下列设备工作时，将化学能转化为热能的是。 ( )
A. B.
C. D.
8. 把锌片和铜片用导线连接后，浸入0.01ml/L的盐酸溶液中，可能产生的结果是。 ( )
A. 铜片上放出氯气B. 铜片上放出氧气C. 铜片上放出氢气D. 铜片上放出氮气
9. 下列有关化学电源叙述正确的是。 ( )
A. 水果电池是高效环保的家用电池B. 锌锰干电池是一种常用的二次电池
C. 锌锰干电池工作一段时间后锌外壳逐渐变薄D. 锌锰干电池碳棒是负极
10. 下列四个常用电化学装置的叙述错误的是( )
A. 图I所示电池中，电子从锌片流出
B. 图II所示干电池中石墨作负极
C. 图III所示电池为二次电池
D. 图IV所示电池中正极反应为：O2+ 4H++ 4e−= 2H2O
11. 一种驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池原理示意如图，下列有关该电池说法正确的是( )
A. 电流由电极A经外电路流向电极B
B. 电池工作时，OH−向电极B移动
C. 该电池工作时，每消耗22.4 L NH3转移3 ml电子
D. 电极A上发生的电极反应为：2NH3−6e−+6OH−=N2+6H2O
12. 马航失联事件震惊中外，事件发生后，联合搜救部门启用了“金枪鱼”水下搜救器展开水下搜救，其中Al−Ag2O电池是一种可用作水下动力的优良电源，其原理如图所示。该电池工作时总反应式为2Al+3Ag2O+2NaOH=2NaAlO2+6Ag+H2O，则下列说法错误的是( )
A. Al电极做负极，电极反应式为：Al−3e−+4OH−=AlO2−+2H2O
B. 工作时电解液中的Na+移向Ag2O/Ag电极
C. 工作时正极发生还原反应，负极不断减重
D. 当电极上生成1.08g Ag时，电路中转移的电子为0.005ml
13. 氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如图．下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是( )
A. 该电池工作时电能转化为化学能
B. 有1ml电子转移时，反应的氧气为5.6L
C. 外电路中电流由电极b通过导线流向电极a
D. 电极b的反应为：O2+4e−+H2O=4OH−
14. 如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是 ( )
A. 电流由O2所在的铂电极经外电路流向另一电极
B. O2所在的铂电极处发生还原反应
C. 该电池的负极反应式为：CH3CH2OH+3H2O−12e−=2CO2↑+12H+
D. 微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量
15. 某固体酸燃料电池以NaHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构如图，电池总反应可表示为2H2+O2=2H2O，下列有关说法正确的是
A. 电子通过外电路从b极流向a极
B. 每转移0.1 ml电子，消耗1.12 L的H2
C. b极上的电极反应式为O2+2H2O+4e−=4OH−
D. H+由a极通过固体酸电解质传递到b极
二、实验题
16. (1)科研人员设想用如图所示装置生产硫酸。
①上述生产硫酸的总反应方程式为_______________，b是_________极，a电极反应式为_________________，生产过程中H+向__________ (填a或b)电极区域运动。
②该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是______________(填字母)。
A.原电池反应的过程中可能没有电子发生转移
B.原申池装置需要2个活泼性不同的金属电极
C.电极一定不能参加反应
D.氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生
(2)若需将反应：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+设计成原电池装置，则负极材料为________________，溶液C为__________________________。
(3)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜(只允许H+通过)燃料电池的结构示意图如下：电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，c电极为____________(填“正极”或“负极”)，c电极反应方程式为_________。
17. 利用电化学原理，将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池，模拟工业电解法来处理含Cr2O72−废水，如图所示；电解过程中溶液发生反应：Cr2O72−+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
(1)甲池工作时，NO2转变成绿色硝化剂Y，Y是N2O5，可循环使用．则石墨Ⅰ附近发生的电极反应式为_________________________。
(2)工作时，甲池内的NO3−离子向______极移动(填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”)；在相同条件下，消耗的O2和NO2的体积比为____________________。
(3)若溶液中减少了0.01ml Cr2O72−，则电路中至少转移了______ ml电子。
(4)向完全还原为Cr3+的乙池工业废水中滴加NaOH溶液，可将铬以Cr(OH)3沉淀的形式除去，已知Cr(OH)3存在以下溶解平衡：Cr(OH)3(s)⇌Cr3+(aq)+3OH−(aq)，常温下Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)⋅c3(OH−)=1.0×10−32，要使c(Cr3+)降至10−5ml⋅L−1，溶液的pH应调至______。
18. 为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题：
(1)由FeSO4·7H2O固体配制0.110 ml·L−1FeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、_________(从下列图中选择，写出名称)。
(2)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u ∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择____________作为电解质。
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。
(4)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02 ml·L−1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2+)=________。
(5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为___________，铁电极的电极反应式为___________________。因此，验证了Fe2+氧化性小于________，还原性小于___________。
(6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是_________________________。
简答题
19. (1)合成氨的反应中的能量变化如图所示，该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)，其原因是反应物化学键断裂吸收的总能量________(填“大于”或“小于”)生成物化学键形成放出的总能量。
(2)从断键和成键的角度分析化学反应中能量的变化。化学键的键能如表：
则生成1ml气态水可以放出热量________kJ。
(3)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH ⇌充电放电3Zn+2K2FeO4+8H2O。则高铁电池的负极材料是________，放电时，正极发生________(填“氧化”或“还原”)反应。
(4)原电池可将化学能转化为电能。若Fe、Cu和浓硝酸构成原电池，负极是________(填“Cu”或“Fe”)；若Zn、Ag和稀盐酸构成原电池，正极发生反应的电极反应式是________，电解质溶液中阳离子移向________极(填“正”或“负”)。质量相同的铜棒和锌棒用导线连接后插入CuSO4溶液中，一段时间后，取出洗净、干燥、称量，二者质量差为12.9g。则导线中通过的电子的物质的量是________ml。
20. (1)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应可表示为：
Cd+2NiO(OH)十2H2O2 Ni(OH)2+ Cd(OH)2，已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难于溶水但能溶于酸。正极的反应式是____________．
(2)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图：电池工作时，外电路上电流的方向应从电极 ___(“填A或B”)流向用电器。内电路中，CO32−向电极_____(“填A或B”)移动，电极A上CO参与的电极反应为______________________________________。
(3)将两铂片插入KOH溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池，则通入甲烷气体的电极是原电池的____极，该极的电极反应式是____________________，电池工作时如果消耗甲烷160g，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为__________(用NA表示)。
(4)铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。铅蓄电池放电时正极是______(填物质化学式)。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3ml电子，则硫酸浓度由5ml/L下降到________ml/L。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查原电池原理、常见化学电源工作原理的判断，难度不大。
【解答】
A.构成原电池的条件之一是：能自发的进行氧化还原反应，所以原电池反应均是自发的氧化还原反应，故A正确；
B.氢氧燃料电池工作时氢气在负极上失电子被氧化，故B错误；
C.氢氧燃料电池也是原电池，所以氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置，故C错误；
D.根据铅蓄电池放电时，负极电极反应式为：Pb+SO42−−2e−=PbSO4 ；正极电极反应式为：PbO2+2e−+SO42−+4H+=PbSO4+2H2O，所以正负极质量都增加，故D错误。
故选A。

2.【答案】C
【解析】
【分析】
本题主要考查的是新型电池的工作原理，掌握二次电池的充放电原理、电极的判断和电极反应式是解题的关键。
【解答】
A.放电时Li+向电极b移动，则电极b为正极，电极a为负极，充电时，电极a与电源负极连接，电源b与电源正极连接，A正确；
B.电池工作时，Li+向正极移动，正极Li1−xFePO4发生还原反应Li1−xFePO4+xLi++xe−=LiFePO4，B正确；
C.电池工作时，负极反应为LixC6−xe−=xLi++6C，负极材料质量减少1.4 g说明有0.2 ml Li+生成，则转移0.2 ml电子，C错误；
D.电池里面进水，金属锂与水反应，会使的电池的使用寿命大大降低，D正确；
故选C。
3.【答案】C
【解析】根据b极电极反应判断电极a是正极，电极b是负极，电池工作时电极a发生的反应是Fe3++e−===Fe2+，A正确；电池工作时电极b发生的反应是PANI−2e−+H2O===PANIO(氧化态聚苯胺,绝缘体)+2H+，溶液显酸性，若在电极b周围滴加几滴紫色石蕊溶液，电极b周围慢慢变红，B正确；电池冷却时Fe2+是在电极b表面与PANIO反应使电池再生，因此冷却再生过程电极a上无电子得失，导线中没有电子通过，C不正确；电池冷却时Fe2+是在电极b表面与PANIO反应使电池再生，反应式2Fe2++PANIO+2H+===2Fe3++PANI+H2O，D正确。
4.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查化学电源新型电池，为高频考点，明确化学反应中化合价升降与正负极的关系是解本题关键，难点是电极反应式的书写，注意电子流向判断，题目难度不大。
【解答】
根据总方程式6NO2+8NH3=7N2+12H2O可知，NO2中N元素化合价由+4价变为0价、NH3中N元素化合价由−3价变为0价，所以NO2得电子发生还原反应、NH3失电子发生氧化反应，则通入NH3的A电极作负极、B电极作正极，负极电极方程式为2NH3−6e−+6OH−=N2+6H2O，正极反应式为2NO2+8e−+4H2O=8OH−+N2，电池工作时，电子从负极沿导线流向正极，内电路中阳离子移向正极，阴离子移向负极，据此分析解答。
A.由分析可知，A为负极，B为正极，正极上发生得电子的还原反应，故A正确；
B.正极反应式为2NO2+8e−+4H2O=8OH−+N2，当有0.5ml NO2被处理时，则外电路中通过电子2ml，故B错误；
C.A为负极，B为正极，电池工作时，OH−从右向左迁移，故C正确；
D.电极B为正极，发生还原反应，电极反应式为2NO2+8e−+4H2O=N2+8OH−，故D正确。
5.【答案】C
【解析】略
6.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查化学电源新型电池，明确原电池原理、电极反应等即可解答，难点是电极反应式的书写，题目难度中等，侧重于考查学生对原电池原理的应用能力。
【解答】
A.根据图知，该装置中由太阳能转化为化学能、化学能转化为电能，利用了原电池的工作原理，a是负极，b是正极，电解质溶液显酸性，则负极反应式为2H2O−4e−=4H++O2↑，故A正确；
B.根据电子流向知，a是负极，发生氧化反应，故B错误；
C.电解质溶液中阳离子向正极移动，所以H+从a极区向b极区移动，故C错误；
D.a是负极，b是正极，负极反应式为2H2O−4e−=4H++O2↑，正极反应式为CO2+2e−+2H+=CO+H2O，则根据得失电子守恒，每生成1 ml CO，同时生成0.5ml O2，故D错误。
故选A。
7~9.【答案】D 、C 、C
【解析】略
10.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查原电池原理，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，明确电极上发生的反应是解本题关键，题目难度不大。
【解答】
A.图 I所示电池中，Zn为负极，电子从锌片流出，故A正确；
B.图 II所示干电池中锌皮作负极，石墨为原电池的正极，故 B错误；
C.图 III所示电池为二次电池，即可充电的电池，故 C正确；
D.图 IV所示氢氧燃料电池中正极反应为：O2+4H++4e−=2H2O，故D正确。

11.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了原电池原理，注意燃料电池的工作原理和规律：负极上是燃料失电子的氧化反应，在正极上氧气发生得电子的还原反应，题目难度一般。
【解答】
液氨—液氧燃料电池中，负极上发生失电子的氧化反应，即A是负极，B是正极，碱性条件下，氧气在正极生成氢氧根离子，燃料电池的总反应是燃料燃烧的化学方程式：4NH3+3O2=2N2+6H2O，电子从负极流向正极，据此分析解答。
A. 电流从正极流向负极，即从电极B经外电路流向电极A，故A错误；
B. 原电池中，阴离子向负极移动，则OH−向负极A移动，故B错误；
C. 22.4 L NH3所处状态未知，无法进行计算，故C错误；
D. A是负极，碱性条件下，氨气在负极失电子，其电极反应为：2NH3−6e−+6OH−=N2+6H2O，故D正确。
12.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查化学电源新型电池，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，题目难度一般，解答本题的关键是能正确书写电极方程式，做题时注意体会书写方法。
【解答】
由原电池总反应可知，原电池工作时Al被氧化，应为电池的负极，电极反应为Al−3e−+4OH−=AlO2−+2H2O；Ag2O被还原，应为原电池的正极，电极反应式为Ag2O+2e−+H2O=2Ag+2OH−。
A.原电池工作时Al被氧化，应为电池的负极，电极反应为Al−3e−+4OH−=AlO2−+2H2O，故A正确；
B.铝为负极，Ag2O/Ag电极为正极，原电池工作时阳离子向正极移动，故B正确；
C.原电池工作时，正极发生还原反应，该反应中氧化银被还原为银，负极铝溶解，不断减重，故C正确；
D.Ag2O中Ag的化合价为+1价，当电极上析出1.08g Ag即0.01ml时，电路中转移的电子为0.01ml，故D错误。
故选D。

13.【答案】C
【解析】解：A.燃料电池中，将化学能转化为电能，故A错误；
B.不一定为标况，无法计算气体的体积，故B错误；
C.外电路中电流由正极到负极，所以由电极b通过导线流向电极a，故C正确；
D.通入氧气的电极b是正极，氧气易得电子发生还原反应，反应为：O2+4e−+4H+=2H2O，故D错误．
本题考查了燃料电池，侧重于原电池原理的考查，题目难度不大，注意氢氧燃料电池燃料为负极，氧气为正极．
14.【答案】C
【解析】
【分析】
本题以乙醇为燃料考查了燃料电池，难度不大，注意正负极上电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性，即使燃料和氧化剂相同，如果电解质溶液不同，电极反应式也不同。
【解答】
A.乙醇燃料电池中，负极上乙醇失电子发生氧化反应，正极上是氧气得电子的还原反应，电流由正极流向负极，即从O2所在的铂电极经外电路流向另一电极，故A正确；
B.乙醇燃料电池中，负极上乙醇失电子发生氧化反应，正极上是氧气得电子的发生还原反应，故B正确；
C.该电池的负极上乙醇失电子发生氧化反应，由装置图可知酒精在负极被氧气氧化生成醋酸，CH3CH2OH−4e−+H2O=4H++CH3COOH，故C错误；
D.根据微处理器通过检测电流大小可以得出电子转移的物质的量，根据电极反应式可以计算出被测气体中酒精的含量，故D正确。
故选C。
15.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查燃料电池的工作原理，难度一般，学习中要明确电子以及离子的定向移动问题，要能正确判断原电池的正负极，以及电极反应式的书写问题。
【解答】
A.根据图示及电池总反应式分析，a为负极，b为正极，故电子是从a极通过外电路流向b极，故A错误；
B.由于没有指明是否为标准状况，则氢气的体积不能确定，故B错误；
C.b极为正极，电解质溶液为酸性，故电极反应式为：O2+4e−+4H+=2H2O，故C错误；
D.原电池中，阳离子向正极移动，则H+由a极通过固体酸电解质传递到b极，故D正确。
16.【答案】(1)①2SO2+O2+2H2O=2H2SO4；正；2H2O+SO2−2e−=SO42−+4H+；b；
②D；
(2)Cu；FeCl3溶液；
(3)负；CH3OH−6e−+H2O=CO2+6H+。
【解析】
【分析】
本题考查化学电源新型电池，为高频考点，根据元素化合价变化确定正负极，知道各个电极发生的反应及电子流向，难点是电极反应式的书写，题目难度中等。
【解答】
(1)该原电池中，二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸，所以通入二氧化硫的电极是负极、通入氧气的电极是正极，负极反应式为SO2+2H2O−2e−=SO42−+4H+，正极反应式为O2+4e−+4H+=2H2O，电子从负极沿导线流向正极，据此分析解答；
①上述生产硫酸的总反应方程式为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4；b电极是正极；a电极反应式为：2H2O+SO2−2e−=SO42−+4H+；根据原电池原理阳离子向正极移动，所以生产过程中H+向b电极移动；
②A.原电池的本质是氧化还原反应，一定有电子转移，故A错误；
B.原电池的电极可以是两个材料一样的金属，也可以是1个金属1个非金属，故B错误；
C.在2FeCl3+Fe=3FeCl2的反应构成的原电池中，Fe做负极参与反应，故C错误；
D.根据原电池的原理可知负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，故D正确；
(2)Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如上图所示的原电池装置，根据方程式中物质发生的反应类型判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以负极材料是Cu，正极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可．溶液C中含有Fe3+，如FeCl3溶液；
(3)甲醇具有还原性，在负极上发生氧化反应生成CO2，根据电子流向可知c为负极，电极反应式为：CH3OH−6e−+H2O=CO2+6H+。
17.【答案】(1)NO2+NO3−−e−=N2O5
(2)石墨Ⅰ 1：4
(3)0.12
(4)5

【解析】
【分析】
本题考查原电池与电解原理、pH计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，明确各个电极上发生的反应、物质之间的转化是解本题关键，难点是计算，根据电极反应及转移的电子数目进行计算，题目难度中等。
【解答】
(1)甲池工作时，NO2转变成N2O5，说明氮元素的化合价升高，石墨Ⅰ为负极，电极反应式为NO2+NO3−−e−=N2O5，
故答案为：NO2+NO3−−e−=N2O5；
(2)由于石墨Ⅰ为负极，原电池中阴离子向负极移动，根据得失电子守恒计算1mlO2反应中转移4ml电子，4mlNO2转变成N2O5，转移4ml电子，相同状况下气体的体积比等于物质的量之比，故O2和NO2的体积比为1：4，
故答案为：石墨Ⅰ；1：4；
(3)Fe(Ⅱ)为阴极，根据0.01ml Cr2O72−，0.01Cr2O72−～0.02Cr3+～0.06mle−，根据提供的方程式可知，此时阳极中产生的0.06ml二价铁转变为三价铁，阳极上起先有0.06ml铁电解变为二价铁，故电路中至少转移电子的物质的量为0.12ml，
故答案为：0.12；
(4) 溶液中c(OH−)≥3Kspc(Cr3+)=31.0×10−3210−5ml/L=10−9ml/L，则溶液中c(H+)≤10−1410−9ml/L，所以溶液的 pH≥5，
故答案为：5。

18.【答案】(1)烧杯、量筒、托盘天平；
(2)KCl；
(3)石墨；
(4)0.09ml/L；
(5)Fe3++e−=Fe2+；Fe−2e−=Fe2+；Fe3+；Fe；
(6)取少量溶液，滴入KSCN溶液，不出现血红色。
【解析】
【分析】
本题主要考查的是铁不同化合价氧化还原能力的探究，意在考查学生的分析能力、理解能力和知识应用能力，解题的关键是掌握溶液的配制、原电池的工作原理和铁离子的检验。
【解答】
(1)将固体溶质配制成溶液，需要用药匙取用FeSO4·7H2O，用托盘天平称量FeSO4·7H2O的质量，用量筒量取一定体积的水，将称量后的固体在烧杯中溶解，故配制溶液的过程中需要的仪器有药匙、玻璃棒、烧杯、量筒、托盘天平，
故答案为：烧杯、量筒、托盘天平；
(2)由表格数据可知，K+和Cl−的电迁移率差值最小，故盐桥中应选择KCl，
故答案为：KCl；
(3)原电池工作是，电子由负极经导线流向正极，盐桥中的阳离子向正极移动，即盐桥中的阳离子进入石墨电极溶液中，
故答案为：石墨；
(4)电池负极的电极反应为Fe−2e−=Fe2+，电池的正极反应Fe3++e−=Fe2+，由得失电子守恒可知，石墨电极溶液中c(Fe2+)的增加量是铁电极溶液中c(Fe2+)增加量的两倍，即石墨电极溶液中c(Fe2+)增加0.04 ml·L−1，则石墨电极溶液中c(Fe2+)=0.04 ml·L−1+0.05 ml·L−1=0.09ml/L，
故答案为：0.09ml/L；
(5)石墨电极的电极反应式为Fe3++e−=Fe2+；铁电极的电极反应式为Fe−2e−=Fe2+；电池的总反应为2Fe3++Fe=3Fe2+，由氧化还原反应的规律：氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物，还原剂的还原性大于还原产物，可知，Fe2+氧化性小于Fe3+；还原性小于Fe，
故答案为：Fe3++e−=Fe2+；Fe−2e−=Fe2+；Fe3+；Fe；
(6)铁电极表面被刻蚀活化涉及的反应是2Fe3++Fe=3Fe2+，通过验证溶液中是否还含有Fe3+验证活化反应是否完成，若活化反应完成，溶液中不含有Fe3+，则检验活化反应完成的方法是取少量溶液，滴入KSCN溶液，不出现血红色。
故答案为：取少量溶液，滴入KSCN溶液，不出现血红色。
19.【答案】(1)放热；小于
(2)242
(3)Zn；还原
(4)Cu；2H++2e−=H2↑；正；0.2
【解析】
【分析】
本题考查化学反应能量变化和电化学相关的知识，是高考的高频考点，难度一般。
【解答】
(1)图中反应物的能量高于生成物的能量，所以该反应是放热反应；原因是反应物化学键断裂吸收的总能量小于生成物化学键形成放出的总能量，故答案为：放热；小于；
(2)从能量的变化角度研究反应：2H2(g) + O2(g) =2 H2O(g)，则生成1ml气态水可以放出热量是2ml×463kJ/ml−436kJ/ml−496kJ/ml×12ml=242kJ。
(3)电池的负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应。由高铁电池放电时总反应方程式可知，负极材料应为作还原剂的Zn，正极上得电子发生还原反应，故答案为：Zn；还原；
(4)若Fe、Cu和浓硝酸构成原电池，由于在室温下Fe在浓硝酸中会发生钝化，所以活动性较弱的Cu作负极；若Zn、Ag和稀盐酸构成原电池，则活动性强的Zn作负极，Ag作正极，在正极上H+得到电子变为氢气，电极方程式为：2H++2e−=H2↑；根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，电解质溶液中阳离子移向负电荷较多的正极；质量相同的铜棒和锌棒用导线连接后插入CuSO4溶液中Zn作负极，被氧化，若一段时间后，取出洗净、干燥、称量，二者质量差为12.9g。根据反应方程式Zn+Cu2+=Zn2++Cu，可知每消耗65g锌，在正极就产生64g的Cu，两个电极质量相差129g，转移电子2ml，现在二者质量差为12.9g，所以导线中通过的电子的物质的量是0.2ml，故答案为：Cu；2H++2e−=H2↑；正；0.2。
20.【答案】(1)2NiO(OH)+2e−+2H2O=2Ni(OH)2+2OH−；
(2) B；A；CO−2e−+CO32−=2CO2；
(3)负；CH4+10OH−−8e−=CO32−+7H2O；80NA；
(4)PbO2；3.5。
【解析】
【分析】
本题考查了原电池的原理、电极反应式的书写、电化学的有关计算，综合性较强。结合电池的总反应和得失电子的分析判断书写电极反应，根据电子转移守恒进行相关的计算。
【解答】
(1)由电池总反应式可知，放电时，镉在负极被氧化生成氢氧化镉，氢氧化氧镍被还原生成氢氧化镍，故正极的反应式为2NiO(OH)+2e−+2H2O=2Ni(OH)2+2OH−，故答案为：2NiO(OH)+2e−+2H2O=2Ni(OH)2+2OH−；
(2)由燃料电池原理示意图知，燃料由A通入，氧气和二氧化碳由B通入，则A为负极，B为正极，所以，电池工作时，外电路上电流的方向应从电极B流向用电器，内电路中，阴离子移向负极，所以CO32−向电极A移动，电极A上CO参与的电极反应为CO−2e−+CO32−=2CO2，
故答案为：B；A； CO−2e−+CO32−=2CO2；
(3)将两铂片插入KOH溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池，则通入甲烷气体的电极是原电池的负极，该极的电极反应式是CH4+10OH― −8e−=CO32−+7H2O，160g甲烷的物质的量为10ml，根据负极的电极反应式可知，消耗10ml甲烷要转移80ml电子，则转移电子的数目为80NA，
故答案为：负；CH4+10OH−−8e−=CO32−+7H2O；80NA；
(4)铅蓄电池放电时正极是PbO2；放电过程中外电路中转移3ml电子，由反应方程式可知，电路中每消耗1mlPb，转移电子数为2ml，消耗硫酸2ml，则放电过程中外电路中转移3ml电子时，消耗3ml硫酸，故硫酸浓度下降3ml/2L=1.5ml/L，硫酸浓度由5ml/L下降到5ml/L−1.5ml/L=3.5ml/L，
故答案为：PbO2；3.5。 阳离子
u∞×108/(m2·s−1·V−1)
阴离子
u∞×108/(m2·s−1·V−1)
Li+
4.07
HCO3−
4.61
Na+
5.19
NO3−
7.40
Ca2+
6.59
Cl−
7.91
K+
7.62
SO42−
8.27
化学键
H—H
O=O
H—O
键能kJ/ml
436
496
463