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2022届高三化学一轮高考复习常考题型：67原电池原理综合题
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这是一份2022届高三化学一轮高考复习常考题型：67原电池原理综合题，共23页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上等内容，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：67原电池原理综合题
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15题）
1．关于各实验将出现的现象，下列描述错误的是
A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面将会出现气泡
B．用导线连接锌片和铜片，插入溶液中，铜片质量将增加
C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面将出现一层铁
D．Ag和Cu分别作为两电极，用导线连接插入溶液中，铜将溶解，溶液变成蓝色
2．如图是某化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列有关该装置的说法正确的是
A．铜为负极，其附近的溶液变蓝，溶液中有Cu2+产生
B．如果将稀硫酸换成柠檬汁，LED灯将不会发光
C．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向将发生改变
D．其能量转化的形式主要是化学能→电能→光能
3．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是
A．O2在电极b上发生还原反应
B．溶液中OH-向电极a移动
C．反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4：5
D．负极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
4．“碳呼吸”电池原理如图所示，电解质溶液为含的盐溶液，电池总反应为，下列有关说法正确的是
A．Al作正极
B．内电路中向负极迁移
C．该装置将电能转变为化学能
D．每生成，需要消耗的
5．被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH。下列说法正确的是
A．该电池的正极为锌
B．该电池反应中二氧化锰起催化剂作用
C．当0.lmolZn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.204×l023
D．电池正极反应式为：2MnO2+2e-+2H2O=2MnOOH+2OH-
6．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。室温下，下列关于各装置的说法正确的是
A．①②中作负极，③④中作负极
B．②中作正极，电极反应式为
C．③中作负极，电极反应式为
D．④中作正极，电极反应式为
7．已知在同一电池中，正极电势高于负极电势。标准电极常用于测定其它电极的电势，测知电极的电势高于电极的电势。以下说法正确的是
A．溶液可用代替
B．微孔瓷片起到阻隔离子通过的作用
C．电极反应为
D．若把体系换作体系，电压表的示数变大
8．下列实验目的、方案设计、说明和解释都正确的是
实验
方案设计
说明与解释
A
量取9.8 mL18.4mol/L浓硫酸用于配制一定物质的量浓度的稀硫酸
用10 mL量筒量取9.8 mL浓硫酸，将其倒入盛有一定量水的小烧杯中，再用蒸馏水洗涤量筒2~3次。并将洗涤液也转移到小烧怀中备用
提高实验的精确度，防止浓硫酸残留在量筒，使所配溶液浓度偏小
B
验证蛋白质溶液变性会失去生理活性
向盛有鸡蛋清溶液的试管中加入几滴饱和硫酸铵溶液；如有沉淀生成，再往试管中加少量水
蛋白质在硫酸铵作用下发生变性。溶解度降低而析出，并失去生理活性，加水不再溶解
C
检验蔗糖水解产物中是否含葡萄糖
取少量蔗糖溶液并加3-5滴稀硫酸；将混合液煮沸几分钟，冷却；再向冷却的溶液中加入银氨溶液，水浴加热
如水浴加热后产生银镜，说明蔗糖水解有葡萄糖生成： 反之则无
D
探究影响Al在原电池中作正极或负极的因素
将Al、 Mg，Al、Cu，Al、 Mg三组电极分别用导线连接并各串联一电流表， 前两组电极插入稀硫酸中， 最后一组插入氢氧化钠溶液中；观察电流表指针偏转
Al作正极或负极，既与另一电极材料活泼性有关，还与电解质溶液有关
A．A B．B C．C D．D
9．如图所示是和形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下。则卡片上的描述合理的是
2021.6.18，实验后的记录：
①为正极，为负极
②极上有气泡产生，发生还原反应
③向极移动
④若有0.5电子流经导线，则可产生0.25气体
⑤电子的流向是：
⑥正极反应式：，发生氧化反应
A．①②④ B．②④ C．②③④ D．③④⑤
10．根据工业上离子交换膜法制烧碱的方法，可以用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。下列说法错误的是
A．该电解槽的阳极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑
B．制得的氢氧化钾溶液从出口D导出
C．通电开始后，阴极附近溶液pH增大
D．若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为O2+2H2O-4e-=4OH-
11．随着各地“限牌”政策的推出，电动汽车成为汽车界的“新宠”。某全电动汽车使用的是钴酸锂()电池，其工作原理如图所示。其中A极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作金属锂的载体)，电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式为。下列说法中不正确的是
A．该隔膜只允许通过，放电时从左边流向右边
B．放电时，正极锂元素的化合价未发生改变
C．B极放电时的电极反应式为
D．废旧钴酸锂()电池进行“放电处理”，让进入石墨中而有利于回收
12．高密度储能电池锌溴电池如图所示，放电时总反应为Zn+Br2=ZnBr2。下列说法错误的是
A．放电时，电极M为正极
B．放电时，负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+
C．充电时，ZnBr2溶液的浓度增大
D．充电时，每转移2mole-，理论上有1molZn2+通过离子交换膜从左向右扩散
13．一种太阳能储能电池的工作原理如图所示，已知锂离子电池的总反应：Li1-xNiO2＋xLiC6LiNiO2＋xC6，下列说法错误的是
A．该锂离子电池为二次电池
B．该锂离子电池充电时，n型半导体作电源正极
C．该锂离子电池放电时，Li＋从a极移向b极
D．该锂离子电池放电时，b极上发生还原反应，电极反应式为Li1-xNiO2＋xe-＋xLi＋=LiNiO2
14．在氧化还原反应中，氧化过程和还原过程是同时发生的两个半反应。已知：
①半反应式：
②五种物质：、、、、KI
③(未配平)
下列判断正确的是
A．①中半反应式发生的是还原反应
B．②中五种物质中能使①顺利发生的物质为
C．是反应③的一个半反应
D．几种物质的氧化性强弱顺序为
15．如图装置是酒精检测仪工作原理示意图。其工作原理与酸性燃料电池相似。下列说法不正确的是
A．右侧电极表面化合价降低，发生还原反应
B．装置中从右侧通过质子交换膜向左侧移动
C．电流由所在的铂电极经外电路流向另一电极
D．该电池的总反应式为：
二、填空题（共7题）
16．氮及其化合物在化肥、医药、材料和国防工业中具有广泛应用。回答下列问题：
(1)氮元素在周期表中的位置为_______，N2的电子式为_______。
(2)自上个世纪德国建立了第一套合成氨装置，合成氨工业为解决人类的温饱问题作出了极大贡献。写出实验室制备氨气的方程式_______。
(3)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以、为电极反应物，以为电解质溶液制造出一种既能提供电能，又能实现氮固定的新型燃料电池，如图所示。
①a电极是该电池的_______(填正极或者负极)；该电池正极的电极反应式是_______。
②该电池在工作过程中的浓度将不断_______(填增大或减小)，假设放电过程中电解质溶液的体积不变，当溶液中的物质的量改变时，理论上电池能为外电路提供___mol电子。
17．如图所示，C、D、E、F都是惰性电极，A、B为电源。将电源接通后，向乙中滴人酚酞溶液，在F极附近显红色，D质量增加。
(1)AB作为电源，可以利用多种原电池来提供电能，兴趣小组同学设计如下电源：
①小红同学设计利用反应“Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+”制成化学电池来提供电能，该电池的负极材料是____，电解质溶液是____。
②小秦同学设计将铝片和铜片用导线相连，一组插人浓硝酸中，一组插人烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为___(填字母)。
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片 D．铜片、铜片
③小明同学利用CO、氧气燃料电池作电源，电解质为KOH溶液，A电极上的反应式为___，工作一段时间后溶液的pH___(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)若甲中装有足量的硫酸铜溶液，工作一段时间后，停止通电，欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入____(填字母)。
A．Cu B．Cu2(OH)2CO3 C．Cu(OH)2 D．CuCO3
(3)通电后乙中发生的总反应方程式为____。
(4)欲用丙装置给铜镀银，则金属银应为___(填“G”或“H”)极，反应一段时间后(用CO、氧气燃料电池作电源)铜制品质量增加43.2g，理论上消耗氧气的质量为____g。
18．Ⅰ.燃料电池由于其较高的能量密度而备受关注，其工作原理如图所示：
电池工作时，A极区 NaOH浓度不变，则离子交换膜为___________(填"阳离子交换膜"或"阴离子交换膜")；电极 B的电极反应式为___________；电池工作时参加反应的=___________(整数比)。
Ⅱ.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0～6.0，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，弃去浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计的装置示意图如图所示。
(1)实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的___________(填选项字母)。
a.H2SO4 b.CH3CH2OH c.Na2SO4 d.NaOH
(2)电解过程中，电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个为2H2O-4e-=O2↑+4H+，则另一个电极反应式为___________。
(3)熔融盐燃料电池以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，惰性材料为电极，正极的电极反应式为___________。
(4)实验过程中，若在阴极产生了44.8L(标准状况)气体，则熔融盐燃料电池消耗标准状况下的CH4体积___________L。
19．(1)某乙烯熔融盐燃料电池工作原理如图所示，则正、负极的电极反应式分别为
正极：_______、负极：_______；
从理论上讲，为使电解质中c(CO)保持不变，进入石墨Ⅱ电极上的CO2与石墨Ⅰ电极上生成的CO2的物质的量之比是_______；当消耗O2 48 g时，则消耗乙烯_______ g。
(2)如图为流动电池，其电解质溶液可在电池外部流动，调节电解质，可维持电池内部电解质溶液浓度稳定。Cu为该电池的_______极(填“正”或“负”)，Y为_______(填化学式)，PbO2电极反应式为_______
20．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。请根据题中提供的信息，填写空格。
(1)溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为(填化学式)：_______；当线路中转移0.2mol电子时，则被腐蚀铜的质量为：_______g。
(2)锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质，溶于混合有机溶剂中，通过电解质迁移入晶格中，生成。
①外电路的电流方向是由_______极流向_______极(填字母)。
②电池正极反应式为_______。
③是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_______(填“是”或“否”)，原因是_______。
(3)近几年开发的甲烷—氧气燃料电池采用铂作电极催化剂，用KOH作为电池中的电解液。则通入CH4的电极为_______极(填“正”或“负”)，通入O2的电极反应为_______。
21．化学能与电能之间的相互转化与人类的生活实际密切相关，在生产、生活中有重要的应用，同时也是学生形成化学学科素养的重要组成部分。
(1)熔融状态下，钠的单质和氯化亚铁能组成可充电电池，工作原理示如图所示，反应原理为2Na＋FeCl2Fe＋2NaCl，该电池放电时，正极反应式为___________；充电时，___________(写物质名称)电极接电源的负极；该电池的电解质为___________。
(2)某同学用铜片、石墨作电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，工作原理如图所示，一段时间停止通电取出电极。若在电解后的溶液中加入0.98 g氢氧化铜粉末恰好完全溶解，经测定所得溶液与电解前完全相同。请回答下列问题：
①Y电极材料是___________，发生___________(填“氧化”或“还原”)反应。
②电解过程中X电极上发生的电极反应式是___________。
③如在电解后的溶液中加入足量的小苏打，充分反应后产生气体在标准状况下所占的体积是___________。
22．如图所示(乙装置中X为阳离子交换膜，甲醚的结构简式为CH3OCH3)
根据要求回答下列相关问题：
(1)写出负极的电极反应：_______。
(2)氢氧化钠主要在_______(填“铁极”或“石墨极”)区生成。
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，则粗铜的电极反应为：_______、_______。
(4)反应一段时间，硫酸铜溶液的浓度将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)若在标准状况下有2. 24 L氧气参加反应，丙装置中阴极析出铜的质量为_______。
(6)若将丙装置改成在标准状况下，用石墨作电极电解体积为2 L的CuSO4溶液，写出电解CuSO4溶液时的离子反应方程式_______ ； 当电解适当时间后断开电源，发现只需补充22.2 g固体Cu2 (OH) 2CO3即可使电解液恢复到原浓度与体积，则原CuSO4溶液的浓度是_______mol/L；若将丙设计成在镀件上镀铜的装置，该如何改动，请用简要的语言叙述：______________。
(7)若将乙中的交换膜去掉，发现只有H2逸出，则试写出乙池中发生的总反应：___。
参考答案
1．C
【详解】
A．铜片、铁片和稀硫酸构成原电池，铜作正极，铜片表面将会出现气泡，铁片质量将减轻，A项正确；
B．用导线连接锌片和铜片，插入溶液中，则铜片作正极，在正极上将会析出金属铜，铜片质量增加，B项正确；
C．把铜片插入三氯化铁溶液中，金属铜不会置换出金属铁，而是与三氯化铁发生反应生成氯化铜和氯化亚铁，C项错误；
D．将Ag和Cu用导线连接插入溶液中，金属铜作为负极，将会出现铜溶解、溶液变成蓝色的现象，D项正确；
故选：C。
2．D
【分析】
锌比铜活泼，稀硫酸作电解质溶液时，Cu-Zn形成原电池：锌为负极，发生氧化反应；铜为正极，发生还原反应生成氢气；外电路中电流方向为Cu→LED灯→Zn，以此解答该题。
【详解】
A．Cu-Zn稀硫酸原电池中，Zn为负极，Cu片为正极，铜片上2H++2e-=H2↑，故A错误；
B．柠檬汁呈弱酸性，如果将稀硫酸换成柠檬汁，则与Cu-Zn仍然形成原电池，LED灯将微弱发光，故B错误；
C．Cu-Zn稀硫酸原电池中，电流方向由Cu片流向Zn片，如果将锌片换成铁片，则Fe作负极，Cu仍为正极，电流方向由Cu片流向Fe片，即电流方向不变，，故C错误；
D．原电池的能量变化为化学能→电能，LED灯工作时能量变化为电能→光能，所以电路中能量转化的形式主要是“化学能→电能→光能”，故D正确；
故答案选D。
3．C
【详解】
A．b电极为正极，氧气在电极b上得电子，发生还原反应，A正确；
B．原电池中阴离子在电解质溶液中向负极移动，则溶液中OH-向电极a移动，B正确；
C．NH3在负极失电子得N2，O2在正极得电子氧元素变为-2价，根据得失电子守恒有4NH3~12e-~3O2，则消耗NH3与O2的物质的量之比=4：3，C错误；
D．氨气在负极失电子得氮气，结合电解质溶液为KOH溶液写出负极的电极反应式为2NH3-6e- +6OH-=N2+6H2O，D正确；
故选C。
4．B
【分析】
根据电池总反应为2A1+6CO2=Al2(C2O4)3分析可知，Al的化合价升高，被氧化，故Al是负极，CO2在反应中C的化合价降低，被还原，故通CO2的一极为正极，据此进行解题。
【详解】
A．根据分析可知Al作负极，A错误；
B．原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故由正极迁移至负极，B正确；
C．原电池装置是实现将化学能转变为电能，C错误；
D．通过反应2A1+6CO2=Al2(C2O4)3可知每生成1molAl2(C2O4)3，需要消耗6molCO2，这些二氧化碳在标准状况下的体积为：6mol×22.4L/mol=134.4L，但是题干未告知标准状况下，故无法求算CO2的体积，D错误；
故答案为：B。
5．D
【详解】
A．Zn失去电子发生氧化反应为电源负极，故A错；
B．MnO2在反应中得到电子发生还原反应，被还原为MnOOH，故B错；
C．电子由负极经导向流向正极，而不能同通过电解质溶液，故C错；
D．MnO2在反应中得到电子发生还原反应，被还原为MnOOH，则其电极反应式为：极反应式为：2MnO2+2e-+2H2O=2MnOOH+2OH-，故D正确；
答案选D。
6．B
【详解】
①中作负极，铝为正极，总反应为镁与稀硫酸反应，负极反应式：，正极反应式：；
②中作负极，镁为正极，总反应为铝与氢氧化钠溶液反应，正极反应式为，负极反应式为；
③中作负极，铁为正极，总反应为铜与浓硝酸反应，负极反应式：，正极反应式：
④中作负极，铜为正极，为吸氧腐蚀，正极反应式：；负极反应式：；
综上所述B符合题意，故选B。
7．D
【详解】
A．溶液能导电，而不能导电，则不能用代替溶液，故A错误；
B．原电池工作时，电解质溶液中阴、阳离子会定向移动，则微孔瓷片能使离子通过，否则不能形成闭合电路，故B错误；
C．电极的电势高于Cu电极的电势，电极为正极，发生氧化反应，电极反应式为：，故C错误；
D．Cu为原电池的负极，若换成更加活泼的体系，Zn比Cu活泼，更容易失去电子，Zn与Hg的活性差异更大，则电压表的示数变大，故D正确；
故选D。
8．D
【详解】
A．量筒量取溶液过程中不需要润洗和洗涤，故A错误；
B．蛋白质变性作用是蛋白质受物理或化学因素的影响，改变其分子内部结构和性质的作用。一般认为蛋白质的二级结构和三级结构有了改变或遭到破坏，都是变性的结果。能使蛋白质变性的化学方法有加强酸、强碱、重金属盐、尿素、丙酮等；能使蛋白质变性的物理方法有加热(高温)、紫外线及X射线照射、超声波、剧烈振荡或搅拌等。硫酸铵溶液不能使蛋白质变性，但能够降低蛋白质在水中溶解度，使得蛋白质发生盐析而沉淀，加水后蛋白质会再溶解，故B错误；
C．加入银氨溶液之前需要将溶液碱化，否则银氨与酸反应会导致实验失败，故C错误；
D．Al和Mg插入稀硫酸中，用导线将其串联，Al作正极，Al和Cu插入稀硫酸中，用导线将其串联，Al作负极，Al和Mg插入氢氧化钠溶液中，用导线将其串联，Al作负极，说明了Al作正极或负极，既与另一电极材料活泼性有关，还与电解质溶液有关，故D正确；
答案为D。
9．A
【分析】
Zn和Cu形成的原电池中，Zn比Cu活泼，Zn作负极，发生 Zn-2e-=Zn2+； Cu电极为正极，发生2H++2e-=H2↑，总电池反应Zn+2H+=Zn2++H2↑，电子由负极流向正极，阴离子向负极移动。
【详解】
①根据分析可知，Zn为负极，Cu为正极，故①正确；
②根据分析，Cu电极上发生的电极反应为：2H++2e-=H2↑，所以Cu极上有气泡产生，发生还原反应，故②正确；
③原电池中，阴离子向负极移动，Zn为负极，则向Zn极移动，故③错误；
④由2H++2e-=H2↑可知，有0.5mol电子流向导线，产生氢气0.25mol，故④正确；
⑤原电池外电路，电子由负极经导线流向正极，电流与电子运动方向相反，电流由正极流向负极，Zn为负极，Cu为正极，则电流的流向是：Cu→Zn，故⑤错误；
⑥根据分析，负极反应式:Zn-2e-= Zn2+，发生氧化反应，正极反应式：2H++2e-=H2↑，发生还原反应，故⑥错误；
综上所述①②④正确，故选A。
10．D
【详解】
A．左边电极连接电源正极，为电解槽的阳极，其电极反应式为↑，A正确；
B．右边电极是电解槽的阴极，阴极上水电离产生的氢离子得到电子变为氢气逸出，剩余氢氧根离子，溶液中的K+穿过阳离子交换膜进入到阴极室与OH-结合生成KOH溶液从出口D导出，B正确；
C．根据B选项分析，通电开始后，阴极生成KOH，使附近溶液pH增大，C正确；
D．若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极是O2得到电子发生还原反应，故正极的电极反应式为：，D错误；
故合理选项是D。
11．D
【详解】
A．A极材料是金属锂和碳的复合材料，放电时A极为负极，电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，所以该隔膜只允许通过，放电时阳离子移向正极，则从隔膜左边流向右边，故A正确；
B．放电时，正极锂元素的化合价未发生改变，钴元素化合价降低，故B正确；
C．放电时B极为正极，该电极放电时的电极反应式为，故C正确；
D．根据电池反应式可知，充电时让进入石墨中而有利于回收，故D错误；
故答案：D。
12．C
【详解】
略
13．B
【详解】
根据图示可知该储能电池左边为太阳能电池，右边为锂离子电池。结合锂离子电池总反应可知：放电时a极为负极，b极为正极；则充电时a极为阴极，b极为阳极。
A．题图所示锂离子电池能实现充电和放电，为二次电池，A项正确；
B．充电时a极为阴极，则n型半导体为电源负极，B项错误；
C．电池放电时，Li＋从负极向正极移动，即Li＋从a极向b极移动，C项正确；
D．电池放电时，b极为正极，发生还原反应，其电极反应式为Li1-xNiO2＋xe-＋xLi＋===LiNiO2，D项正确。
14．B
【详解】
A． 氧化亚铜失电子，①中半反应式发生的是氧化反应，故A错误；
B． ②中五种物质中能使①顺利发生的物质是氧化性最强的，故B正确；
C． 反应③是酸性条件下发生的反应，故C错误；
D． 铁离子的氧化性强于铜离子，几种物质的氧化性强弱顺序为，故D错误；
故选B。
15．B
【分析】
该装置的左侧，呼出气体中的酒精进入后发生氧化反应，故左侧为负极；右侧进入的O2发生还原反应，为正极。质子带正电荷，应由负极移向正极，即由左侧移向右侧。
【详解】
A．右侧电极表面化合价降低，发生还原反应。A正确；
B．由分析可知，从左侧通过质子交换膜向右侧移动，B错误；
C．电流由O2所在的正极经由外电路移向负极，C正确；
D．该电池的总反应式为：，D正确。
故本题选B。
16．第二周期第VA族 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 正极 N2+8H++6e-=2 减小 2.4
【详解】
(1)氮元素原子序数为7，核外电子排布为2、5，位于第二周期VA族，氮气的电子式为：，故答案为：第二周期第VA族；；
(2)实验室制取氨气利用的是熟石灰与氯化铵的混合固体加热，反应方程式为：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，故答案为：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；
(3)①该电池的的原理为氮气和氢气在HCl做电解质的条件下发生反应最终生成氯化铵，a极区氮气在电极上得电子反应还原反应，作正极，电极反应为：N2+8H++6e-=2，b极上氢气失电子发生氧化反应，作负极，故答案为：正极；N2+8H++6e-=2；
②该电池的总反应为： ，由总反应可知反应过程中消耗氢离子，溶液中的浓度减小，由反应可知每消耗2mol氢离子，转移6mol电子，当溶液中的物质的量改变时，转移电子的物质的量为2.4mol，故答案为：减小；2.4。
17．Cu 氯化铁等含铁离子的溶液 B 减小 D G 3.2g
【分析】
电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极上失去电子发生氧化反应，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上氧化剂得到电子发生还原反应，图中C、D、E、F都是惰性电极，将电源接通后，向乙中滴酚酞溶液，在F极附近显红色，则F电极反应为： 、F为阴极，D质量增加，则D电极反应为：，D为阴极；则A为正极、B为负极；C、E和G为阳极、D、F和H为阴极；原电池中，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，据此回答；
【详解】
(1)①小红同学设计利用反应“”制成化学电池来提供电能，Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+中Cu为还原剂，故电池的负极材料是Cu，正极上Fe3+得到电子转变为Fe2+，则电解质溶液是含铁离子的溶液，例如氯化铁。
②铝与浓硝酸发生钝化反应，铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、水和二氧化氮，故该原电池中铜为负极，铝能与氢氧化钠溶液反应：，铜不能与氢氧化钠溶液反应，则该原电池中，负极为铝。则B满足；答案为B。
③小明同学利用CO、氧气燃料电池作电源，电解质为KOH溶液，A电极上的反应式为，CO在负极失去电子发生氧化反应：，按得失电子数守恒，负极消耗的氢氧根离子大于正极生成的氢氧根离子，故工作一段时间后溶液的pH减小。
(2)若甲中装有足量的硫酸铜溶液，反应为，设电解消耗2mol CuSO4，则欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入相当于2molCuO的物质，则D满足，答案为D。
(3)通电后乙中发生的是惰性电极电解氯化钠溶液，产物为氢氧化钠，氢气和氯气：总反应方程式为。
(4) 电镀时，镀层金属作阳极、待镀金属作阴极；欲用丙装置给铜镀银，则金属银应为G极，按得失电子数守恒，得， 反应一段时间后(用CO、氧气燃料电池作电源)铜制品质量增加43.2g，则消耗银，理论上消耗氧气0.1mol、氧气的质量为3.2g。
18．阴离子交换膜 N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O 8：17 C Fe-2e-=Fe2+ O2+2CO2+4e-=2CO 11.2
【详解】
Ⅰ．据图可知电极B上N2H4被氧化为N2，所以电极B为负极，电解质溶液显碱性，所以电极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，消耗氢氧根；电极A为正极，H2O2被还原，电极反应为2H2O2+4e-=4OH-，产生氢氧根；A极区 NaOH浓度不变，所以离子交换膜为阴离子交换膜，可以使OH-顺利迁移到B极区；根据电极反应可知n(N2H4)：n(H2O2)=1:2，则==8：17；
Ⅱ．燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入空气(或氧气)的一极为正极，所以左侧电解池中Fe为阳极，C为阴极；
(1)保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀时，加入的使导电能力增强的电解质必须是可溶于水的、显中性的盐，故答案为：C；
(2)活泼金属电极做电解池的阳极时，电极本身放电，电极反应还有Fe-2e-═Fe2+；
(3)燃料电池中，正极反应一定是氧气得电子的过程，该电池的电解质环境是熔融碳酸盐，所以电极反应为：O2+2CO2+4e-=2CO；
(4)电解池中阴极的电极反应为：2H++2e-=H2↑，阴极产生了44.8L(标准状况)即2mol的氢气产生，所以转移电子的物质的量为4mol，燃料电池的负极电极反应为CH4+4CO-8e-=5CO2+2H2O，当转移4mol电子时，消耗CH4(标准状况)的体积V=nVm=0.5mol×22.4L/mol =11.2L。
19．O2+2CO2+4e-=2CO C2H4+6CO-12e-=8CO2+2H2O 3∶4 14 负 H2SO4 PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O
【详解】
(1)乙烯熔融盐燃料电池，乙烯发生氧化反应生成二氧化碳，做原电池的负极；氧气发生还原反应，做原电池的正极；电解质为熔融碳酸盐，因此正极反应式为：O2+2CO2+4e-=2CO；负极的电极反应式为：C2H4+6CO-12e-=8CO2+2H2O；根据电极反应式可知，为使电解质中c(CO)保持不变，则正极生成的碳酸根离子的量等于负极消耗碳酸根离子的量，因此从理论上讲进入石墨Ⅱ电极上的CO2与石墨Ⅰ电极上生成的CO2的物质的量之比是：6:8=3∶4； 根据电极反应可知：C2H4~12e-~3 O2，48 g O2的物质的量为1.5mol，则消耗O2 1.5mol时，则消耗乙烯的量为0.5mol，消耗乙烯的质量为0.5mol×28g/mol=14g；
(2)根据装置图可知，铜失电子发生氧化反应为负极，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+；二氧化铅得电子发生还原反应为正极，电极反应式为：PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O，电池的总反应式为：Cu+ PbO2+2H2SO4=CuSO4+ PbSO4+2H2O，则X为PbSO4，Y为H2SO4；据以上分析可知，铜为原电池的负极，发生氧化反应；二氧化铅为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式：PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O，硫酸不断被消耗，所以需要不断补充H2SO4，所以Y为H2SO4。
20． 6.4 b a 否 电极是活泼金属，能与水反应 负
【详解】
(1)中铜失去电子，被氧化，氯化铁得到电子，被还原，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为(填化学式)Cu；反应中铜元素化合价从0价升高到+2价，失去2个电子，当线路中转移0.2mol电子时，则被腐蚀铜的质量为0.1mol×64g/mol＝6.4g。
(2)①Li是活泼的金属失去电子，作负极，二氧化锰得到电子，作正极，所以外电路的电流方向是由b极流向a极。
②正极二氧化锰得到电子生成，则电池正极反应式为。
③由于电极是活泼金属，能与水反应，所以不能用水代替电池中的混合有机溶剂。
(3)甲烷燃烧失去电子，被氧化，则通入CH4的电极为负极，通入O2的电极为正极，电解质溶液显碱性，则正极反应为。
21．Fe2＋＋2e－===Fe 钠 β—Al2O3 石墨 氧化 Cu2＋＋2e－=Cu、2H＋＋2e－=H2↑或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－ 0.448 L或448 mL
【详解】
(1)该电池的电解质为熔融的β－Al2O3，熔融的钠电极作负极，钠发生失电子的氧化反应；熔融的FeCl2电极作正极，Fe2＋发生得电子还原反应，充电时，电池负极接电源负极，电池正极接电源正极；
(2)①由加入Cu(OH)2可使电解质溶液复原，可知阳极为石墨，阴极为铜片，根据外电路电子移动方向可以判断，Y电极是阳极，发生氧化反应，Y电极材料是石墨；
②相当于惰性电极电解硫酸铜溶液，硫酸铜消耗完后又电解的水，故阴极首先发生的反应为Cu2＋＋2e－=Cu，Cu2＋消耗尽后又发生反应2H＋＋2e－=H2↑；
③根据电子守恒和铜元素的守恒，溶液中生成的n(H＋)＝2n(Cu2＋)＝2×＝0.02 mol，与足量NaHCO3反应可产生0.02 mol CO2，其体积为。
22．CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O 铁极 Zn-2e-=Zn2+ Cu-2e-=Cu2+ 减小 12.8 g 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ 0.1 将粗铜改成纯铜，将纯铜改成镀件 NaCl+H2ONaClO+H2↑
【详解】
(1)甲装置为燃料电池，是将化学能转变为电能的装置，属于原电池，投放燃料的电极是负极，负极上甲醚失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为: CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O ；
(2)乙装置为电解饱和NaCl溶液的装置，铁电极连接原电池的负极，为电解池的阴极，石墨为阳极。阳极上Cl-放电生成Cl2，阴极上H+放电，导致阴极附近OH-浓度大于H+浓度，溶液呈碱性，所以乙装置中生成NaOH主要在铁电极区；
(3)如果粗铜中含有锌、 银等杂质，阳极上不仅铜，还有锌会失电子进入溶液，银则沉淀在阳极底部形成阳极泥，阴极上Cu2+得到电子析出Cu单质；阳极电极方程式分别为：Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+；
(4)对于丙装置，由(3)阳极电极方程式分别为Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+，阴极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu，根据转移电子数相等可知：阳极上溶解的铜的质量小于阴极上析出的铜的质量，所以丙装置中反应一段时间后，CuSO4溶液浓度将减小；
(5)2.24 L标准状况下的O2的物质的量是n(O2)==0.1 mol。根据串联电池中转移电子数相等，可得O2和Cu的关系式为：O2～2Cu，则生成铜的质量是m(Cu)=0.1 mol×2×64 g/mol=12.8 g；
(6)用石墨作电极电解体积为2 L的CuSO4溶液生成Cu、O2和H2SO4，离子方程式为： 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；补充22.2 g Cu2(OH)2CO3，其物质的量n==0.1 mol，即可使电解液恢复原浓度与体积，根据铜元素守恒可知：n(CuSO4)=0.2 mol，则原溶液CuSO4的浓度是c(CuSO4)==0.1 mol/L；若将丙设计成在镀件上镀铜的装置，则铜作阳极，镀件作阴极，所以将阳极粗铜改成纯铜，将阴极纯铜改成镀件即可；
(7)若将乙中的交换膜去掉，发现只有H2逸出，则生成的Cl2与NaOH会继续反应生成NaCl和NaClO，反应的总反应方程式为：NaCl+H2ONaClO+H2↑。
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2022届高三化学一轮高考复习常考题型：67原电池原理综合题
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15题）
1．关于各实验将出现的现象，下列描述错误的是
A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面将会出现气泡
B．用导线连接锌片和铜片，插入溶液中，铜片质量将增加
C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面将出现一层铁
D．Ag和Cu分别作为两电极，用导线连接插入溶液中，铜将溶解，溶液变成蓝色
2．如图是某化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列有关该装置的说法正确的是
A．铜为负极，其附近的溶液变蓝，溶液中有Cu2+产生
B．如果将稀硫酸换成柠檬汁，LED灯将不会发光
C．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向将发生改变
D．其能量转化的形式主要是化学能→电能→光能
3．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是
A．O2在电极b上发生还原反应
B．溶液中OH-向电极a移动
C．反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4：5
D．负极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
4．“碳呼吸”电池原理如图所示，电解质溶液为含的盐溶液，电池总反应为，下列有关说法正确的是
A．Al作正极
B．内电路中向负极迁移
C．该装置将电能转变为化学能
D．每生成，需要消耗的
5．被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH。下列说法正确的是
A．该电池的正极为锌
B．该电池反应中二氧化锰起催化剂作用
C．当0.lmolZn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.204×l023
D．电池正极反应式为：2MnO2+2e-+2H2O=2MnOOH+2OH-
6．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。室温下，下列关于各装置的说法正确的是
A．①②中作负极，③④中作负极
B．②中作正极，电极反应式为
C．③中作负极，电极反应式为
D．④中作正极，电极反应式为
7．已知在同一电池中，正极电势高于负极电势。标准电极常用于测定其它电极的电势，测知电极的电势高于电极的电势。以下说法正确的是
A．溶液可用代替
B．微孔瓷片起到阻隔离子通过的作用
C．电极反应为
D．若把体系换作体系，电压表的示数变大
8．下列实验目的、方案设计、说明和解释都正确的是
实验
方案设计
说明与解释
A
量取9.8 mL18.4mol/L浓硫酸用于配制一定物质的量浓度的稀硫酸
用10 mL量筒量取9.8 mL浓硫酸，将其倒入盛有一定量水的小烧杯中，再用蒸馏水洗涤量筒2~3次。并将洗涤液也转移到小烧怀中备用
提高实验的精确度，防止浓硫酸残留在量筒，使所配溶液浓度偏小
B
验证蛋白质溶液变性会失去生理活性
向盛有鸡蛋清溶液的试管中加入几滴饱和硫酸铵溶液；如有沉淀生成，再往试管中加少量水
蛋白质在硫酸铵作用下发生变性。溶解度降低而析出，并失去生理活性，加水不再溶解
C
检验蔗糖水解产物中是否含葡萄糖
取少量蔗糖溶液并加3-5滴稀硫酸；将混合液煮沸几分钟，冷却；再向冷却的溶液中加入银氨溶液，水浴加热
如水浴加热后产生银镜，说明蔗糖水解有葡萄糖生成： 反之则无
D
探究影响Al在原电池中作正极或负极的因素
将Al、 Mg，Al、Cu，Al、 Mg三组电极分别用导线连接并各串联一电流表， 前两组电极插入稀硫酸中， 最后一组插入氢氧化钠溶液中；观察电流表指针偏转
Al作正极或负极，既与另一电极材料活泼性有关，还与电解质溶液有关
A．A B．B C．C D．D
9．如图所示是和形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下。则卡片上的描述合理的是
2021.6.18，实验后的记录：
①为正极，为负极
②极上有气泡产生，发生还原反应
③向极移动
④若有0.5电子流经导线，则可产生0.25气体
⑤电子的流向是：
⑥正极反应式：，发生氧化反应
A．①②④ B．②④ C．②③④ D．③④⑤
10．根据工业上离子交换膜法制烧碱的方法，可以用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。下列说法错误的是
A．该电解槽的阳极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑
B．制得的氢氧化钾溶液从出口D导出
C．通电开始后，阴极附近溶液pH增大
D．若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为O2+2H2O-4e-=4OH-
11．随着各地“限牌”政策的推出，电动汽车成为汽车界的“新宠”。某全电动汽车使用的是钴酸锂()电池，其工作原理如图所示。其中A极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作金属锂的载体)，电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式为。下列说法中不正确的是
A．该隔膜只允许通过，放电时从左边流向右边
B．放电时，正极锂元素的化合价未发生改变
C．B极放电时的电极反应式为
D．废旧钴酸锂()电池进行“放电处理”，让进入石墨中而有利于回收
12．高密度储能电池锌溴电池如图所示，放电时总反应为Zn+Br2=ZnBr2。下列说法错误的是
A．放电时，电极M为正极
B．放电时，负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+
C．充电时，ZnBr2溶液的浓度增大
D．充电时，每转移2mole-，理论上有1molZn2+通过离子交换膜从左向右扩散
13．一种太阳能储能电池的工作原理如图所示，已知锂离子电池的总反应：Li1-xNiO2＋xLiC6LiNiO2＋xC6，下列说法错误的是
A．该锂离子电池为二次电池
B．该锂离子电池充电时，n型半导体作电源正极
C．该锂离子电池放电时，Li＋从a极移向b极
D．该锂离子电池放电时，b极上发生还原反应，电极反应式为Li1-xNiO2＋xe-＋xLi＋=LiNiO2
14．在氧化还原反应中，氧化过程和还原过程是同时发生的两个半反应。已知：
①半反应式：
②五种物质：、、、、KI
③(未配平)
下列判断正确的是
A．①中半反应式发生的是还原反应
B．②中五种物质中能使①顺利发生的物质为
C．是反应③的一个半反应
D．几种物质的氧化性强弱顺序为
15．如图装置是酒精检测仪工作原理示意图。其工作原理与酸性燃料电池相似。下列说法不正确的是
A．右侧电极表面化合价降低，发生还原反应
B．装置中从右侧通过质子交换膜向左侧移动
C．电流由所在的铂电极经外电路流向另一电极
D．该电池的总反应式为：
二、填空题（共7题）
16．氮及其化合物在化肥、医药、材料和国防工业中具有广泛应用。回答下列问题：
(1)氮元素在周期表中的位置为_______，N2的电子式为_______。
(2)自上个世纪德国建立了第一套合成氨装置，合成氨工业为解决人类的温饱问题作出了极大贡献。写出实验室制备氨气的方程式_______。
(3)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以、为电极反应物，以为电解质溶液制造出一种既能提供电能，又能实现氮固定的新型燃料电池，如图所示。
①a电极是该电池的_______(填正极或者负极)；该电池正极的电极反应式是_______。
②该电池在工作过程中的浓度将不断_______(填增大或减小)，假设放电过程中电解质溶液的体积不变，当溶液中的物质的量改变时，理论上电池能为外电路提供___mol电子。
17．如图所示，C、D、E、F都是惰性电极，A、B为电源。将电源接通后，向乙中滴人酚酞溶液，在F极附近显红色，D质量增加。
(1)AB作为电源，可以利用多种原电池来提供电能，兴趣小组同学设计如下电源：
①小红同学设计利用反应“Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+”制成化学电池来提供电能，该电池的负极材料是____，电解质溶液是____。
②小秦同学设计将铝片和铜片用导线相连，一组插人浓硝酸中，一组插人烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为___(填字母)。
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片 D．铜片、铜片
③小明同学利用CO、氧气燃料电池作电源，电解质为KOH溶液，A电极上的反应式为___，工作一段时间后溶液的pH___(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)若甲中装有足量的硫酸铜溶液，工作一段时间后，停止通电，欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入____(填字母)。
A．Cu B．Cu2(OH)2CO3 C．Cu(OH)2 D．CuCO3
(3)通电后乙中发生的总反应方程式为____。
(4)欲用丙装置给铜镀银，则金属银应为___(填“G”或“H”)极，反应一段时间后(用CO、氧气燃料电池作电源)铜制品质量增加43.2g，理论上消耗氧气的质量为____g。
18．Ⅰ.燃料电池由于其较高的能量密度而备受关注，其工作原理如图所示：
电池工作时，A极区 NaOH浓度不变，则离子交换膜为___________(填"阳离子交换膜"或"阴离子交换膜")；电极 B的电极反应式为___________；电池工作时参加反应的=___________(整数比)。
Ⅱ.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0～6.0，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，弃去浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计的装置示意图如图所示。
(1)实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的___________(填选项字母)。
a.H2SO4 b.CH3CH2OH c.Na2SO4 d.NaOH
(2)电解过程中，电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个为2H2O-4e-=O2↑+4H+，则另一个电极反应式为___________。
(3)熔融盐燃料电池以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，惰性材料为电极，正极的电极反应式为___________。
(4)实验过程中，若在阴极产生了44.8L(标准状况)气体，则熔融盐燃料电池消耗标准状况下的CH4体积___________L。
19．(1)某乙烯熔融盐燃料电池工作原理如图所示，则正、负极的电极反应式分别为
正极：_______、负极：_______；
从理论上讲，为使电解质中c(CO)保持不变，进入石墨Ⅱ电极上的CO2与石墨Ⅰ电极上生成的CO2的物质的量之比是_______；当消耗O2 48 g时，则消耗乙烯_______ g。
(2)如图为流动电池，其电解质溶液可在电池外部流动，调节电解质，可维持电池内部电解质溶液浓度稳定。Cu为该电池的_______极(填“正”或“负”)，Y为_______(填化学式)，PbO2电极反应式为_______
20．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。请根据题中提供的信息，填写空格。
(1)溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为(填化学式)：_______；当线路中转移0.2mol电子时，则被腐蚀铜的质量为：_______g。
(2)锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质，溶于混合有机溶剂中，通过电解质迁移入晶格中，生成。
①外电路的电流方向是由_______极流向_______极(填字母)。
②电池正极反应式为_______。
③是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_______(填“是”或“否”)，原因是_______。
(3)近几年开发的甲烷—氧气燃料电池采用铂作电极催化剂，用KOH作为电池中的电解液。则通入CH4的电极为_______极(填“正”或“负”)，通入O2的电极反应为_______。
21．化学能与电能之间的相互转化与人类的生活实际密切相关，在生产、生活中有重要的应用，同时也是学生形成化学学科素养的重要组成部分。
(1)熔融状态下，钠的单质和氯化亚铁能组成可充电电池，工作原理示如图所示，反应原理为2Na＋FeCl2Fe＋2NaCl，该电池放电时，正极反应式为___________；充电时，___________(写物质名称)电极接电源的负极；该电池的电解质为___________。
(2)某同学用铜片、石墨作电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，工作原理如图所示，一段时间停止通电取出电极。若在电解后的溶液中加入0.98 g氢氧化铜粉末恰好完全溶解，经测定所得溶液与电解前完全相同。请回答下列问题：
①Y电极材料是___________，发生___________(填“氧化”或“还原”)反应。
②电解过程中X电极上发生的电极反应式是___________。
③如在电解后的溶液中加入足量的小苏打，充分反应后产生气体在标准状况下所占的体积是___________。
22．如图所示(乙装置中X为阳离子交换膜，甲醚的结构简式为CH3OCH3)
根据要求回答下列相关问题：
(1)写出负极的电极反应：_______。
(2)氢氧化钠主要在_______(填“铁极”或“石墨极”)区生成。
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，则粗铜的电极反应为：_______、_______。
(4)反应一段时间，硫酸铜溶液的浓度将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)若在标准状况下有2. 24 L氧气参加反应，丙装置中阴极析出铜的质量为_______。
(6)若将丙装置改成在标准状况下，用石墨作电极电解体积为2 L的CuSO4溶液，写出电解CuSO4溶液时的离子反应方程式_______ ； 当电解适当时间后断开电源，发现只需补充22.2 g固体Cu2 (OH) 2CO3即可使电解液恢复到原浓度与体积，则原CuSO4溶液的浓度是_______mol/L；若将丙设计成在镀件上镀铜的装置，该如何改动，请用简要的语言叙述：______________。
(7)若将乙中的交换膜去掉，发现只有H2逸出，则试写出乙池中发生的总反应：___。
参考答案
1．C
【详解】
A．铜片、铁片和稀硫酸构成原电池，铜作正极，铜片表面将会出现气泡，铁片质量将减轻，A项正确；
B．用导线连接锌片和铜片，插入溶液中，则铜片作正极，在正极上将会析出金属铜，铜片质量增加，B项正确；
C．把铜片插入三氯化铁溶液中，金属铜不会置换出金属铁，而是与三氯化铁发生反应生成氯化铜和氯化亚铁，C项错误；
D．将Ag和Cu用导线连接插入溶液中，金属铜作为负极，将会出现铜溶解、溶液变成蓝色的现象，D项正确；
故选：C。
2．D
【分析】
锌比铜活泼，稀硫酸作电解质溶液时，Cu-Zn形成原电池：锌为负极，发生氧化反应；铜为正极，发生还原反应生成氢气；外电路中电流方向为Cu→LED灯→Zn，以此解答该题。
【详解】
A．Cu-Zn稀硫酸原电池中，Zn为负极，Cu片为正极，铜片上2H++2e-=H2↑，故A错误；
B．柠檬汁呈弱酸性，如果将稀硫酸换成柠檬汁，则与Cu-Zn仍然形成原电池，LED灯将微弱发光，故B错误；
C．Cu-Zn稀硫酸原电池中，电流方向由Cu片流向Zn片，如果将锌片换成铁片，则Fe作负极，Cu仍为正极，电流方向由Cu片流向Fe片，即电流方向不变，，故C错误；
D．原电池的能量变化为化学能→电能，LED灯工作时能量变化为电能→光能，所以电路中能量转化的形式主要是“化学能→电能→光能”，故D正确；
故答案选D。
3．C
【详解】
A．b电极为正极，氧气在电极b上得电子，发生还原反应，A正确；
B．原电池中阴离子在电解质溶液中向负极移动，则溶液中OH-向电极a移动，B正确；
C．NH3在负极失电子得N2，O2在正极得电子氧元素变为-2价，根据得失电子守恒有4NH3~12e-~3O2，则消耗NH3与O2的物质的量之比=4：3，C错误；
D．氨气在负极失电子得氮气，结合电解质溶液为KOH溶液写出负极的电极反应式为2NH3-6e- +6OH-=N2+6H2O，D正确；
故选C。
4．B
【分析】
根据电池总反应为2A1+6CO2=Al2(C2O4)3分析可知，Al的化合价升高，被氧化，故Al是负极，CO2在反应中C的化合价降低，被还原，故通CO2的一极为正极，据此进行解题。
【详解】
A．根据分析可知Al作负极，A错误；
B．原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故由正极迁移至负极，B正确；
C．原电池装置是实现将化学能转变为电能，C错误；
D．通过反应2A1+6CO2=Al2(C2O4)3可知每生成1molAl2(C2O4)3，需要消耗6molCO2，这些二氧化碳在标准状况下的体积为：6mol×22.4L/mol=134.4L，但是题干未告知标准状况下，故无法求算CO2的体积，D错误；
故答案为：B。
5．D
【详解】
A．Zn失去电子发生氧化反应为电源负极，故A错；
B．MnO2在反应中得到电子发生还原反应，被还原为MnOOH，故B错；
C．电子由负极经导向流向正极，而不能同通过电解质溶液，故C错；
D．MnO2在反应中得到电子发生还原反应，被还原为MnOOH，则其电极反应式为：极反应式为：2MnO2+2e-+2H2O=2MnOOH+2OH-，故D正确；
答案选D。
6．B
【详解】
①中作负极，铝为正极，总反应为镁与稀硫酸反应，负极反应式：，正极反应式：；
②中作负极，镁为正极，总反应为铝与氢氧化钠溶液反应，正极反应式为，负极反应式为；
③中作负极，铁为正极，总反应为铜与浓硝酸反应，负极反应式：，正极反应式：
④中作负极，铜为正极，为吸氧腐蚀，正极反应式：；负极反应式：；
综上所述B符合题意，故选B。
7．D
【详解】
A．溶液能导电，而不能导电，则不能用代替溶液，故A错误；
B．原电池工作时，电解质溶液中阴、阳离子会定向移动，则微孔瓷片能使离子通过，否则不能形成闭合电路，故B错误；
C．电极的电势高于Cu电极的电势，电极为正极，发生氧化反应，电极反应式为：，故C错误；
D．Cu为原电池的负极，若换成更加活泼的体系，Zn比Cu活泼，更容易失去电子，Zn与Hg的活性差异更大，则电压表的示数变大，故D正确；
故选D。
8．D
【详解】
A．量筒量取溶液过程中不需要润洗和洗涤，故A错误；
B．蛋白质变性作用是蛋白质受物理或化学因素的影响，改变其分子内部结构和性质的作用。一般认为蛋白质的二级结构和三级结构有了改变或遭到破坏，都是变性的结果。能使蛋白质变性的化学方法有加强酸、强碱、重金属盐、尿素、丙酮等；能使蛋白质变性的物理方法有加热(高温)、紫外线及X射线照射、超声波、剧烈振荡或搅拌等。硫酸铵溶液不能使蛋白质变性，但能够降低蛋白质在水中溶解度，使得蛋白质发生盐析而沉淀，加水后蛋白质会再溶解，故B错误；
C．加入银氨溶液之前需要将溶液碱化，否则银氨与酸反应会导致实验失败，故C错误；
D．Al和Mg插入稀硫酸中，用导线将其串联，Al作正极，Al和Cu插入稀硫酸中，用导线将其串联，Al作负极，Al和Mg插入氢氧化钠溶液中，用导线将其串联，Al作负极，说明了Al作正极或负极，既与另一电极材料活泼性有关，还与电解质溶液有关，故D正确；
答案为D。
9．A
【分析】
Zn和Cu形成的原电池中，Zn比Cu活泼，Zn作负极，发生 Zn-2e-=Zn2+； Cu电极为正极，发生2H++2e-=H2↑，总电池反应Zn+2H+=Zn2++H2↑，电子由负极流向正极，阴离子向负极移动。
【详解】
①根据分析可知，Zn为负极，Cu为正极，故①正确；
②根据分析，Cu电极上发生的电极反应为：2H++2e-=H2↑，所以Cu极上有气泡产生，发生还原反应，故②正确；
③原电池中，阴离子向负极移动，Zn为负极，则向Zn极移动，故③错误；
④由2H++2e-=H2↑可知，有0.5mol电子流向导线，产生氢气0.25mol，故④正确；
⑤原电池外电路，电子由负极经导线流向正极，电流与电子运动方向相反，电流由正极流向负极，Zn为负极，Cu为正极，则电流的流向是：Cu→Zn，故⑤错误；
⑥根据分析，负极反应式:Zn-2e-= Zn2+，发生氧化反应，正极反应式：2H++2e-=H2↑，发生还原反应，故⑥错误；
综上所述①②④正确，故选A。
10．D
【详解】
A．左边电极连接电源正极，为电解槽的阳极，其电极反应式为↑，A正确；
B．右边电极是电解槽的阴极，阴极上水电离产生的氢离子得到电子变为氢气逸出，剩余氢氧根离子，溶液中的K+穿过阳离子交换膜进入到阴极室与OH-结合生成KOH溶液从出口D导出，B正确；
C．根据B选项分析，通电开始后，阴极生成KOH，使附近溶液pH增大，C正确；
D．若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极是O2得到电子发生还原反应，故正极的电极反应式为：，D错误；
故合理选项是D。
11．D
【详解】
A．A极材料是金属锂和碳的复合材料，放电时A极为负极，电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，所以该隔膜只允许通过，放电时阳离子移向正极，则从隔膜左边流向右边，故A正确；
B．放电时，正极锂元素的化合价未发生改变，钴元素化合价降低，故B正确；
C．放电时B极为正极，该电极放电时的电极反应式为，故C正确；
D．根据电池反应式可知，充电时让进入石墨中而有利于回收，故D错误；
故答案：D。
12．C
【详解】
略
13．B
【详解】
根据图示可知该储能电池左边为太阳能电池，右边为锂离子电池。结合锂离子电池总反应可知：放电时a极为负极，b极为正极；则充电时a极为阴极，b极为阳极。
A．题图所示锂离子电池能实现充电和放电，为二次电池，A项正确；
B．充电时a极为阴极，则n型半导体为电源负极，B项错误；
C．电池放电时，Li＋从负极向正极移动，即Li＋从a极向b极移动，C项正确；
D．电池放电时，b极为正极，发生还原反应，其电极反应式为Li1-xNiO2＋xe-＋xLi＋===LiNiO2，D项正确。
14．B
【详解】
A． 氧化亚铜失电子，①中半反应式发生的是氧化反应，故A错误；
B． ②中五种物质中能使①顺利发生的物质是氧化性最强的，故B正确；
C． 反应③是酸性条件下发生的反应，故C错误；
D． 铁离子的氧化性强于铜离子，几种物质的氧化性强弱顺序为，故D错误；
故选B。
15．B
【分析】
该装置的左侧，呼出气体中的酒精进入后发生氧化反应，故左侧为负极；右侧进入的O2发生还原反应，为正极。质子带正电荷，应由负极移向正极，即由左侧移向右侧。
【详解】
A．右侧电极表面化合价降低，发生还原反应。A正确；
B．由分析可知，从左侧通过质子交换膜向右侧移动，B错误；
C．电流由O2所在的正极经由外电路移向负极，C正确；
D．该电池的总反应式为：，D正确。
故本题选B。
16．第二周期第VA族 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 正极 N2+8H++6e-=2 减小 2.4
【详解】
(1)氮元素原子序数为7，核外电子排布为2、5，位于第二周期VA族，氮气的电子式为：，故答案为：第二周期第VA族；；
(2)实验室制取氨气利用的是熟石灰与氯化铵的混合固体加热，反应方程式为：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，故答案为：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；
(3)①该电池的的原理为氮气和氢气在HCl做电解质的条件下发生反应最终生成氯化铵，a极区氮气在电极上得电子反应还原反应，作正极，电极反应为：N2+8H++6e-=2，b极上氢气失电子发生氧化反应，作负极，故答案为：正极；N2+8H++6e-=2；
②该电池的总反应为： ，由总反应可知反应过程中消耗氢离子，溶液中的浓度减小，由反应可知每消耗2mol氢离子，转移6mol电子，当溶液中的物质的量改变时，转移电子的物质的量为2.4mol，故答案为：减小；2.4。
17．Cu 氯化铁等含铁离子的溶液 B 减小 D G 3.2g
【分析】
电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极上失去电子发生氧化反应，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上氧化剂得到电子发生还原反应，图中C、D、E、F都是惰性电极，将电源接通后，向乙中滴酚酞溶液，在F极附近显红色，则F电极反应为： 、F为阴极，D质量增加，则D电极反应为：，D为阴极；则A为正极、B为负极；C、E和G为阳极、D、F和H为阴极；原电池中，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，据此回答；
【详解】
(1)①小红同学设计利用反应“”制成化学电池来提供电能，Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+中Cu为还原剂，故电池的负极材料是Cu，正极上Fe3+得到电子转变为Fe2+，则电解质溶液是含铁离子的溶液，例如氯化铁。
②铝与浓硝酸发生钝化反应，铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、水和二氧化氮，故该原电池中铜为负极，铝能与氢氧化钠溶液反应：，铜不能与氢氧化钠溶液反应，则该原电池中，负极为铝。则B满足；答案为B。
③小明同学利用CO、氧气燃料电池作电源，电解质为KOH溶液，A电极上的反应式为，CO在负极失去电子发生氧化反应：，按得失电子数守恒，负极消耗的氢氧根离子大于正极生成的氢氧根离子，故工作一段时间后溶液的pH减小。
(2)若甲中装有足量的硫酸铜溶液，反应为，设电解消耗2mol CuSO4，则欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入相当于2molCuO的物质，则D满足，答案为D。
(3)通电后乙中发生的是惰性电极电解氯化钠溶液，产物为氢氧化钠，氢气和氯气：总反应方程式为。
(4) 电镀时，镀层金属作阳极、待镀金属作阴极；欲用丙装置给铜镀银，则金属银应为G极，按得失电子数守恒，得， 反应一段时间后(用CO、氧气燃料电池作电源)铜制品质量增加43.2g，则消耗银，理论上消耗氧气0.1mol、氧气的质量为3.2g。
18．阴离子交换膜 N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O 8：17 C Fe-2e-=Fe2+ O2+2CO2+4e-=2CO 11.2
【详解】
Ⅰ．据图可知电极B上N2H4被氧化为N2，所以电极B为负极，电解质溶液显碱性，所以电极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，消耗氢氧根；电极A为正极，H2O2被还原，电极反应为2H2O2+4e-=4OH-，产生氢氧根；A极区 NaOH浓度不变，所以离子交换膜为阴离子交换膜，可以使OH-顺利迁移到B极区；根据电极反应可知n(N2H4)：n(H2O2)=1:2，则==8：17；
Ⅱ．燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入空气(或氧气)的一极为正极，所以左侧电解池中Fe为阳极，C为阴极；
(1)保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀时，加入的使导电能力增强的电解质必须是可溶于水的、显中性的盐，故答案为：C；
(2)活泼金属电极做电解池的阳极时，电极本身放电，电极反应还有Fe-2e-═Fe2+；
(3)燃料电池中，正极反应一定是氧气得电子的过程，该电池的电解质环境是熔融碳酸盐，所以电极反应为：O2+2CO2+4e-=2CO；
(4)电解池中阴极的电极反应为：2H++2e-=H2↑，阴极产生了44.8L(标准状况)即2mol的氢气产生，所以转移电子的物质的量为4mol，燃料电池的负极电极反应为CH4+4CO-8e-=5CO2+2H2O，当转移4mol电子时，消耗CH4(标准状况)的体积V=nVm=0.5mol×22.4L/mol =11.2L。
19．O2+2CO2+4e-=2CO C2H4+6CO-12e-=8CO2+2H2O 3∶4 14 负 H2SO4 PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O
【详解】
(1)乙烯熔融盐燃料电池，乙烯发生氧化反应生成二氧化碳，做原电池的负极；氧气发生还原反应，做原电池的正极；电解质为熔融碳酸盐，因此正极反应式为：O2+2CO2+4e-=2CO；负极的电极反应式为：C2H4+6CO-12e-=8CO2+2H2O；根据电极反应式可知，为使电解质中c(CO)保持不变，则正极生成的碳酸根离子的量等于负极消耗碳酸根离子的量，因此从理论上讲进入石墨Ⅱ电极上的CO2与石墨Ⅰ电极上生成的CO2的物质的量之比是：6:8=3∶4； 根据电极反应可知：C2H4~12e-~3 O2，48 g O2的物质的量为1.5mol，则消耗O2 1.5mol时，则消耗乙烯的量为0.5mol，消耗乙烯的质量为0.5mol×28g/mol=14g；
(2)根据装置图可知，铜失电子发生氧化反应为负极，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+；二氧化铅得电子发生还原反应为正极，电极反应式为：PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O，电池的总反应式为：Cu+ PbO2+2H2SO4=CuSO4+ PbSO4+2H2O，则X为PbSO4，Y为H2SO4；据以上分析可知，铜为原电池的负极，发生氧化反应；二氧化铅为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式：PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O，硫酸不断被消耗，所以需要不断补充H2SO4，所以Y为H2SO4。
20． 6.4 b a 否 电极是活泼金属，能与水反应 负
【详解】
(1)中铜失去电子，被氧化，氯化铁得到电子，被还原，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为(填化学式)Cu；反应中铜元素化合价从0价升高到+2价，失去2个电子，当线路中转移0.2mol电子时，则被腐蚀铜的质量为0.1mol×64g/mol＝6.4g。
(2)①Li是活泼的金属失去电子，作负极，二氧化锰得到电子，作正极，所以外电路的电流方向是由b极流向a极。
②正极二氧化锰得到电子生成，则电池正极反应式为。
③由于电极是活泼金属，能与水反应，所以不能用水代替电池中的混合有机溶剂。
(3)甲烷燃烧失去电子，被氧化，则通入CH4的电极为负极，通入O2的电极为正极，电解质溶液显碱性，则正极反应为。
21．Fe2＋＋2e－===Fe 钠 β—Al2O3 石墨 氧化 Cu2＋＋2e－=Cu、2H＋＋2e－=H2↑或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－ 0.448 L或448 mL
【详解】
(1)该电池的电解质为熔融的β－Al2O3，熔融的钠电极作负极，钠发生失电子的氧化反应；熔融的FeCl2电极作正极，Fe2＋发生得电子还原反应，充电时，电池负极接电源负极，电池正极接电源正极；
(2)①由加入Cu(OH)2可使电解质溶液复原，可知阳极为石墨，阴极为铜片，根据外电路电子移动方向可以判断，Y电极是阳极，发生氧化反应，Y电极材料是石墨；
②相当于惰性电极电解硫酸铜溶液，硫酸铜消耗完后又电解的水，故阴极首先发生的反应为Cu2＋＋2e－=Cu，Cu2＋消耗尽后又发生反应2H＋＋2e－=H2↑；
③根据电子守恒和铜元素的守恒，溶液中生成的n(H＋)＝2n(Cu2＋)＝2×＝0.02 mol，与足量NaHCO3反应可产生0.02 mol CO2，其体积为。
22．CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O 铁极 Zn-2e-=Zn2+ Cu-2e-=Cu2+ 减小 12.8 g 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ 0.1 将粗铜改成纯铜，将纯铜改成镀件 NaCl+H2ONaClO+H2↑
【详解】
(1)甲装置为燃料电池，是将化学能转变为电能的装置，属于原电池，投放燃料的电极是负极，负极上甲醚失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为: CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O ；
(2)乙装置为电解饱和NaCl溶液的装置，铁电极连接原电池的负极，为电解池的阴极，石墨为阳极。阳极上Cl-放电生成Cl2，阴极上H+放电，导致阴极附近OH-浓度大于H+浓度，溶液呈碱性，所以乙装置中生成NaOH主要在铁电极区；
(3)如果粗铜中含有锌、 银等杂质，阳极上不仅铜，还有锌会失电子进入溶液，银则沉淀在阳极底部形成阳极泥，阴极上Cu2+得到电子析出Cu单质；阳极电极方程式分别为：Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+；
(4)对于丙装置，由(3)阳极电极方程式分别为Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+，阴极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu，根据转移电子数相等可知：阳极上溶解的铜的质量小于阴极上析出的铜的质量，所以丙装置中反应一段时间后，CuSO4溶液浓度将减小；
(5)2.24 L标准状况下的O2的物质的量是n(O2)==0.1 mol。根据串联电池中转移电子数相等，可得O2和Cu的关系式为：O2～2Cu，则生成铜的质量是m(Cu)=0.1 mol×2×64 g/mol=12.8 g；
(6)用石墨作电极电解体积为2 L的CuSO4溶液生成Cu、O2和H2SO4，离子方程式为： 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；补充22.2 g Cu2(OH)2CO3，其物质的量n==0.1 mol，即可使电解液恢复原浓度与体积，根据铜元素守恒可知：n(CuSO4)=0.2 mol，则原溶液CuSO4的浓度是c(CuSO4)==0.1 mol/L；若将丙设计成在镀件上镀铜的装置，则铜作阳极，镀件作阴极，所以将阳极粗铜改成纯铜，将阴极纯铜改成镀件即可；
(7)若将乙中的交换膜去掉，发现只有H2逸出，则生成的Cl2与NaOH会继续反应生成NaCl和NaClO，反应的总反应方程式为：NaCl+H2ONaClO+H2↑。
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