2024-2025学年下学期高一化学人教版期中必刷常考题之化学反应与电能

第26页（共26页）2024-2025学年下学期高一化学人教版（2019）期中必刷常考题之化学反应与电能一．选择题（共12小题）1．如图所示的设备或装置在使用过程中，与电解水的能量转化形式相同的是（）A．硅太阳能电池 B．电动汽车充电 C．碱性锌锰电池 D．暖宝宝贴2．下列装置能实现电能转化为化学能的是（）A.冶炼金属钠B.氢氧燃料电池C.火力发电D.太阳能电池A．A B．B C．C D．D3．下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是（）A.太阳能电池B.氯碱工业生产C.牺牲阳极法保护闸门D.氢氧燃料电池放电A．A B．B C．C D．D4．微生物燃料电池能将污水中的乙二胺（H2NCH2CH2NH2）氧化成环境友好的物质，示意图如图所示，a、b均为石墨电极。下列说法正确的是（）A．燃料电池是将化学能转化为热能的装置 B．电池工作时电流方向是b→a→质子交换膜→b C．电池工作时，乙二胺在a电极得到电子 D．b电极的电极反应为O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣5．如图所示装置，电流表指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的（）A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸 B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸 C．A是Cu，B是Fe，C为硝酸铜溶液 D．A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液6．关于下列各装置图的叙述正确的是（）A．图①装置电流表指针不偏转 B．图②装置精炼铜，b极为纯铜 C．图③装置钢闸门与电源正极相连获得保护 D．图④装置铁钉发生析氢腐蚀7．为了从海水中提取锂，某团队设计了图示的电解池。保持电源正负极不变，每运行一段时间后，将电极1与4取下互换，电极2与3取下互换，实现锂的富集。下列说法正确的是（）A．电路中电子的流向随着电极互换而改变 B．电极2上发生的反应为：Ag﹣e﹣＝Ag+ C．理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变 D．理论上，电路通过1mol电子时，有0.5molLLi+富集在右侧电解液中8．“科学素养，从小培养”，一款深受孩子喜爱的“盐水小汽车”的结构和原理如图所示。下列说法正确的是（）A．Mg片做电池的正极 B．空气中的氧气得到电子 C．化学能可直接转化为动能 D．溶液中的Cl﹣向石墨片移动9．根据化学反应设计原电池（选用相同的盐桥）时，下列各项中合理的是（）选项ABCD正极（金属/电解质溶液）Zn/ZnSO4溶液Fe/FeCl2溶液Zn/H2SO4（稀）Fe/ZnSO4溶液负极（金属/电解质溶液）Fe/H2SO4（稀）Zn/ZnSO4溶液Fe/FeCl2溶液Zn/FeCl2溶液A．A B．B C．C D．D10．如图所示，a在金属活动性顺序中排在氢之前，b为碳棒，下列说法中不正确的是（）A．a极上发生还原反应，b极上发生氧化反应 B．碳棒上有气体逸出 C．导线上有电流，电子移动方向为a→b D．反应后a极质量减小11．以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2。装置如图所示。下列说法错误的是（）A．电极a连接电源负极 B．加入Y的目的是补充NaBr C．电解总反应式为Br﹣+3H2O电解¯BrO3-D．催化阶段反应产物物质的量之比n（Z）：n（Br﹣）＝3：212．叔丁基氯与碱溶液经两步反应得到叔丁基醇，反应（CH3）3CCl+OH﹣→（CH3）3COH+Cl﹣的能量与反应进程如图所示，下列说法正确的是（）A．该反应为吸热反应 B．（CH3）3C+比（CH3）3CCl稳定 C．第一步反应一定比第二步反应快 D．增大碱的浓度和升高温度均可加快反应速率二．实验题（共1小题）13．电池在我们的生活中有着重要的应用，请回答下列问题：（1）为了验证Fe2+与Cu2+氧化性强弱，如图装置能达到实验目的的是（填序号）。若构建原电池时两个电极的质量相等，当导线中通过0.1mol电子时，两个电极的质量差为。（2）将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示（A、B为多孔碳棒）。实验测得OH﹣向B电极定向移动，则（填“A”或“B”）处电极入口通甲烷，其电极反应式为。当消耗甲烷的体积为33.6L（标准状况下）时，假设电池的能量转化率为80%，则导线中转移电子的物质的量为。（3）利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2﹣可以在固体介质NASICON（固溶体）内自由移动，工作时O2﹣的移向（填“电极a”或“电极b”），负极发生的电极反应式为。（4）有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示。电池正极的电极反应式是。三．解答题（共3小题）14．能源是现代文明的原动力，通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能源的利用率。（1）氢气在O2中燃烧的反应是热反应（填“放”或“吸”），这是由于反应物的总能量生成物的总能量。（填“大于”、“小于”或“等于”，下同）（2）从化学反应的本质角度来看，氢气的燃烧是由于断裂反应物中的化学键吸收的总能量形成产物的化学键放出的总能量。已知破坏1molH﹣H键、1molO＝O键、1molH﹣O键时分别需要436kJ、498kJ、463kJ的能量，则2molH2（g）和1molO2（g）转化为2molH2O（g）时放出的热量为kJ。（3）通过氢气的燃烧反应，可以把氢气中蕴含的化学能转化为热能，如果将该氧化还原反应设计成原电池装置，就可以把氢气中蕴含的化学能转化为电能，如图就是能够实现该转化的装置（其中电解质溶液为KOH溶液），被称为氢氧燃料电池，该电池的正极是（填a或b），负极反应式为。（4）若将图中的氢氧燃料电池用固体金属氧化物陶瓷作电解质（能够传导O2﹣），已知正极上发生的电极反应式为：O2+4e﹣═2O2﹣则负极上发生的电极反应式为：电子从极（填a或b）流出。15．电能与化学能之间的相互转化具有重要的实用价值。Ⅰ.以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。（1）电极a为（填“阴极”或“阳极”），b极的电极反应式为。（2）乙装置中发生反应的化学方程式为。（3）电解和催化过程中需不断向电解槽中补充Y，Y的化学式为。Ⅱ.恒温条件下，用如图1所示装置探究铁的电化学腐蚀，溶液pH、容器内压强随时间变化曲线如图2所示。（4）图2中表示pH的曲线为（填“a”或“b”）。BC段正极的电极反应式主要为。（5）图2中DE段曲线基本不变，此时电池的总反应为。（6）轮船上为减缓铁皮的腐蚀，常在船底四周镶嵌锌块，这种防护方法被称为。16．（1）一种将CO2催化转化为C2H4的电化学装置如图所示。铂电极发生的反应为，工作过程中玻碳电极区溶液的pH（填“增大”或“减小”）。（2）FeS2是Li/FeS2电池（如图1）的正极活性物质，Li/FeS2电池的负极是金属Li，电解液是含锂盐的有机溶液。电池放电反应：FeS2+4Li＝Fe+4Li++2S2﹣。该反应可认为分两步进行：第1步：FeS2+2Li﹣＝2Li++FeS22-，则第2步反应为：（3）如图2为钠硫高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320℃左右，电池的反应式：2Na+xS＝Na2Sx，正极的电极反应式：。M（由Na2O和Al2O3制得）的两个作用：一是将钠和硫隔开，二是。（4）浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图3所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。①X为极，Y极反应式；。②Y极生成1molCl2时，2molLi+移向（填“X”或“Y”）极。

2024-2025学年下学期高一化学人教版（2019）期中必刷常考题之化学反应与电能参考答案与试题解析题号1234567891011答案BABBCBCBBAB题号12答案D一．选择题（共12小题）1．如图所示的设备或装置在使用过程中，与电解水的能量转化形式相同的是（）A．硅太阳能电池 B．电动汽车充电 C．碱性锌锰电池 D．暖宝宝贴【分析】电解水时电能转化为化学能，然后对每个选项能量转化形式分析判断。【解答】解：电解水时电能转化为化学能；A．硅太阳能电池是把太阳能转化为电能，故A错误；B．电动汽车充电是将电能转化为化学能，故B正确；C．碱性锌锰电池是将化学能转化为电能，故C错误；D．暖宝宝贴是将化学能转化为热能，故D错误；故选：B。【点评】本题考查化学反应中能量变化的相关知识，属于基础知识的考查，题目比较简单。2．下列装置能实现电能转化为化学能的是（）A.冶炼金属钠B.氢氧燃料电池C.火力发电D.太阳能电池A．A B．B C．C D．D【分析】电能转化为化学能是电解池工作原理，据此进行解答。【解答】解：A．冶炼金属钠是电能转化为化学能的过程，故A正确；B．氢氧燃料电池是化学能转化为电能的过程，故B错误；C．火力发电是化学能转化为电能的过程，故C错误；D．太阳能电池是太阳能转化为电能的过程，故D错误；故选：A。【点评】本题考查了能量之间的转化，原电池能将化学能转化为电能，将电能转化为化学能的装置为电解池。3．下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是（）A.太阳能电池B.氯碱工业生产C.牺牲阳极法保护闸门D.氢氧燃料电池放电A．A B．B C．C D．D【分析】充电为电解池，电解池能实现将电能转化为化学能。【解答】解：A．太阳能电池是将光能转化为电能，故A错误；B．氯碱工业生产是利用电解原理，是将电能转化为化学能，故B正确；C．牺牲阳极法保护闸门是将化学能转化为电能，故C错误；D．氢氧燃料电池放电是化学能转化为电能，故D错误；故选：B。【点评】本题考查了能量之间的转化，原电池能将化学能转化为电能，将电能转化为化学能的装置为电解池，题目难度不大。4．微生物燃料电池能将污水中的乙二胺（H2NCH2CH2NH2）氧化成环境友好的物质，示意图如图所示，a、b均为石墨电极。下列说法正确的是（）A．燃料电池是将化学能转化为热能的装置 B．电池工作时电流方向是b→a→质子交换膜→b C．电池工作时，乙二胺在a电极得到电子 D．b电极的电极反应为O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣【分析】燃料电池中，b极氧气得电子，故b极为正极，电极反应式为O2+4e﹣+4H+═2H2O，a极为负极，电极反应式为H2NCH2CH2NH2﹣16e﹣+4H2O＝N2+2CO2+16H+，据此作答。【解答】解：A．燃料电池是将化学能转化为电能的装置，故A错误；B．电池中b极为正极，a极为负极，故电流方向是b→a→质子交换膜→b，故B正确；C．电池工作时，乙二胺在a电极失去电子，故C错误；D．b极为正极，电极反应式为O2+4e﹣+4H+═2H2O，故D错误；故选：B。【点评】本题考查原电池原理，题目难度中等，能依据图象和信息准确判断正负极是解题的关键。5．如图所示装置，电流表指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的（）A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸 B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸 C．A是Cu，B是Fe，C为硝酸铜溶液 D．A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液【分析】原电池中负极的活泼性大于正极的活泼性，负极上金属失电子变成离子进入溶液，质量减少，正极上得电子发生还原反应，正极上析出物质，若析出的物质是金属，则正极质量增加，据此分析。【解答】解：该原电池中，A极逐渐变粗，B极逐渐变细，所以B作负极，A作正极，B的活泼性大于A的活泼性，所以排除AD选项；A极逐渐变粗，说明有金属析出，B选项析出氢气不是金属，故B不选；C选项析出金属Cu，所以C符合题意；故选：C。【点评】本题考查了原电池原理，明确正负极的判断方法，一般是根据金属的活泼性判断正负极，其前提是电解质溶液不是碱溶液，该题难度不大。6．关于下列各装置图的叙述正确的是（）A．图①装置电流表指针不偏转 B．图②装置精炼铜，b极为纯铜 C．图③装置钢闸门与电源正极相连获得保护 D．图④装置铁钉发生析氢腐蚀【分析】A．根据在氯化钠溶液中通入氧气，则铁电极被腐蚀，发生氧化反应，铁为负极，锌为正极，进行分析；B．根据电解精炼铜，需在外接直流电源的条件下，粗铜做阳极，纯铜做阴极，进行分析；C．根据外接电源保护法进行分析；D．根据常温条件下，铁遇浓硫酸发生钝化，进行分析。【解答】解：A．在NaCl溶液中通入氧气，则铁电极被腐蚀，发生氧化反应，Fe为负极，Zn为正极，两烧杯通过盐桥形成闭合回路，由电流产生，电流计指针偏转，故A错误；B．电解精炼Cu，需在外接直流电源的条件下，粗铜做阳极，纯铜做阴极，根据电流流向判断，b极为阴极，为纯铜，故B正确；C．外接电源保护钢闸门，钢闸门需要与电源的负极相连，做阴极才能获得保护，故C错误；D．常温条件下，Fe遇浓硫酸发生钝化，不能发生析氢腐蚀，故D错误；故选：B。【点评】本题主要考查原电池与电解池的综合等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。7．为了从海水中提取锂，某团队设计了图示的电解池。保持电源正负极不变，每运行一段时间后，将电极1与4取下互换，电极2与3取下互换，实现锂的富集。下列说法正确的是（）A．电路中电子的流向随着电极互换而改变 B．电极2上发生的反应为：Ag﹣e﹣＝Ag+ C．理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变 D．理论上，电路通过1mol电子时，有0.5molLLi+富集在右侧电解液中【分析】由图可知，保持电源正负极不变，每运行一段时间后，将电极1与4取下互换，电极2与3取下互换，实现锂的富集，故电极1为阴极，电极反应式为FePO4+e﹣+Li+＝LiFePO4，电极2为阳极，电极反应式为Ag﹣e﹣+Cl﹣＝AgCl，电极3为阴极，电极反应式为AgCl+e﹣＝Ag+Cl﹣，电极4为阳极，电极反应式为LiFePO4﹣e﹣＝FePO4+Li+，据此作答。【解答】解：A．电源中正负极不变，电路中电子的流向随着电极互换不变，故A错误；B．电极2为阳极，电极反应式为Ag﹣e﹣+Cl﹣＝AgCl，故B错误；C．由电极1与电极4的电极反应可知，电极1与电极4的质量之和保持不变，故C正确；D．理论上，电路通过1mol电子时，有1molLLi+富集在右侧电解液中，故D错误；故选：C。【点评】本题考查电解池，题目难度中等，能依据图象和信息准确判断阴阳极是解题的关键。8．“科学素养，从小培养”，一款深受孩子喜爱的“盐水小汽车”的结构和原理如图所示。下列说法正确的是（）A．Mg片做电池的正极 B．空气中的氧气得到电子 C．化学能可直接转化为动能 D．溶液中的Cl﹣向石墨片移动【分析】由图可知，Mg片、石墨片和食盐水构成了原电池，将化学能转化为电能，其中Mg失电子发生氧化反应，作负极，负极反应式为Mg﹣2e﹣＝Mg2+，石墨作正极，正极上氧气发生得电子的还原反应，正极反应式为2H2O+O2+4e﹣＝4OH﹣，原电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，据此分析解答。【解答】解：A．由分析可知Mg片做电池的负极，被氧化，故A错误；B．空气中的氧气得到电子被还原，故B正确；C．化学能先转化为电能，然后再转化为动能，故C错误；D．溶液中的Cl﹣向负极移动，故向Mg片移动，故D错误；故选：B。【点评】本题考查原电池工作原理，为高频考点，把握电极判断、电极反应为解答的关键，侧重分析与运用能力的考查，题目难度不大。9．根据化学反应设计原电池（选用相同的盐桥）时，下列各项中合理的是（）选项ABCD正极（金属/电解质溶液）Zn/ZnSO4溶液Fe/FeCl2溶液Zn/H2SO4（稀）Fe/ZnSO4溶液负极（金属/电解质溶液）Fe/H2SO4（稀）Zn/ZnSO4溶液Fe/FeCl2溶液Zn/FeCl2溶液A．A B．B C．C D．D【分析】A．锌比铁活泼，锌铁原电池中Zn作负极，Fe作正极；B．锌比铁活泼，锌铁原电池中Zn作负极，Fe作正极；C．锌比铁活泼，Zn能与稀H2SO4反应；D．锌比铁活泼，Zn能与FeCl2溶液反应。【解答】解：A．锌比铁活泼，Zn/ZnSO4溶液||Fe/H2SO4（稀）盐桥原电池中Zn作负极，Fe作正极，故A错误；B．Fe/FeCl2溶液||Zn/ZnSO4溶液盐桥原电池中Zn作负极，Fe作正极，故B正确；C．锌比铁活泼，Fe/FeCl2溶液||Zn/H2SO4（稀）构成的装置中，Zn直接与稀H2SO4反应，不能构成原电池，故C错误；D．锌比铁活泼，Zn/FeCl2溶液||Fe/ZnSO4溶液构成的装置中，Zn直接与FeCl2溶液反应，不能构成原电池，故D错误；故选：B。【点评】本题考查原电池工作原理，把握原电池构成条件、原电池的工作原理为解答的关键，侧重分析与运用能力的考查，注意正负极区电解质的选择，题目难度不大。10．如图所示，a在金属活动性顺序中排在氢之前，b为碳棒，下列说法中不正确的是（）A．a极上发生还原反应，b极上发生氧化反应 B．碳棒上有气体逸出 C．导线上有电流，电子移动方向为a→b D．反应后a极质量减小【分析】图中装置没有电源，则构成的是原电池装置，又由于a在金属活动性顺序表中排在氢之前，b为碳棒，则a为负极，电极本身失电子发生氧化反应，b为正极，溶液中的氢离子得电子发生还原反应，电子从负极流向正极，据此分析。【解答】解：A．a为负极，本身失电子发生氧化反应，b为正极，溶液中的氢离子得电子发生还原反应，故A错误；B．b为正极，溶液中的氢离子得电子发生还原反应，所以碳棒上有气体逸出，故B正确；C．该装置构成了原电池，导线上有电流，电子从负极流向正极，即从a→b，故C正确；D．根据装置没有电源，则构成原电池装置，又a在金属活动性顺序表中排在氢之前，b为碳棒，则a为负极本身失电子发生氧化反应，所以a极质量减小，故D正确；故选：A。【点评】本题考查了原电池原理的应用，题目难度不大，注意把握原电池中正负极的判断、电极上发生的反应以及电子的流向，侧重于考查学生的分析能力和应用能力。11．以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2。装置如图所示。下列说法错误的是（）A．电极a连接电源负极 B．加入Y的目的是补充NaBr C．电解总反应式为Br﹣+3H2O电解¯BrO3-D．催化阶段反应产物物质的量之比n（Z）：n（Br﹣）＝3：2【分析】由图可知电极a发生的反应为2H2O+2e﹣＝H2↑+2OH﹣，电极b发生的反应为Br﹣﹣6e﹣+6OH﹣=BrO3-+3H2O，电解总反应式为Br﹣+3H2O电解¯BrO3-+3H2【解答】解：A．由图可知电极a发生的反应为2H2O+2e﹣＝H2↑+2OH﹣，发生还原反应，为阴极反应，故电极a连接电源负极，故A正确；B．Br﹣在循环过程中不需要补充，加入Y的目的是补充H2O，故B错误；C．由分析可知电解总反应为Br﹣+3H2O电解¯BrO3-+D．催化阶段反应为2BrO3-催化剂¯2Br﹣+3O2↑，故催化阶段反应产物物质的量之比n（Z）：n（Br﹣）＝3：故选：B。【点评】本题考查电化学的相关知识，会书写电极反应方程式，会通过电子转移守恒进行简单的计算，属于基础知识的考查。12．叔丁基氯与碱溶液经两步反应得到叔丁基醇，反应（CH3）3CCl+OH﹣→（CH3）3COH+Cl﹣的能量与反应进程如图所示，下列说法正确的是（）A．该反应为吸热反应 B．（CH3）3C+比（CH3）3CCl稳定 C．第一步反应一定比第二步反应快 D．增大碱的浓度和升高温度均可加快反应速率【分析】A．由图可知，反应物总能量大于生成物总能量；B．（CH3）3C+比（CH3）3CCl的能量高；C．活化能小的反应速率快；D．增大浓度、升高温度均加快反应速率。【解答】解：A．由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，故A错误；B．（CH3）3C+比（CH3）3CCl的能量高，则（CH3）3CCl更稳定，故B错误；C．活化能小的反应速率快，则第二步反应快，故C错误；D．增大浓度、升高温度均加快反应速率，则增大碱的浓度和升高温度均可加快反应速率，故D正确；故选：D。【点评】本题考查反应热与焓变，为高频考点，把握反应中能量变化、能量与稳定性、反应速率为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意选项C为解答的难点，题目难度不大。二．实验题（共1小题）13．电池在我们的生活中有着重要的应用，请回答下列问题：（1）为了验证Fe2+与Cu2+氧化性强弱，如图装置能达到实验目的的是③（填序号）。若构建原电池时两个电极的质量相等，当导线中通过0.1mol电子时，两个电极的质量差为6g。（2）将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示（A、B为多孔碳棒）。实验测得OH﹣向B电极定向移动，则B（填“A”或“B”）处电极入口通甲烷，其电极反应式为CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO32-+7H2O。当消耗甲烷的体积为33.6L（标准状况下）时，假设电池的能量转化率为80%，则导线中转移电子的物质的量为（3）利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2﹣可以在固体介质NASICON（固溶体）内自由移动，工作时O2﹣的移向a（填“电极a”或“电极b”），负极发生的电极反应式为CO﹣2e﹣+O2﹣＝CO2。（4）有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示。电池正极的电极反应式是N2+8H++6e﹣＝2NH4+【分析】（1）验证Fe2+与Cu2+氧化性强弱，发生反应Fe+Cu2+═Fe2++Cu，由此反应确定所用装置及正极的电极反应，当导线中通过0.1mol电子时，负极Fe失电子生成Fe2+，质量减轻，正极Cu2+得电子生成Cu，质量增加，两个电极的质量差为两电极质量变化之和；（2）OH﹣带负电性，应向负极移动，由此确定B电极为负极，CH4在碱性溶液中失电子生成等，A电极处通入氧气，结合电极反应和电子守恒计算；（3）原电池放电时电子从负极流向正极，阴离子向负极移动，负极上一氧化碳失电子和氧离子反应生成二氧化碳；（4）该电池的本质反应是合成氨反应，所以正极是氮气发生还原反应，据此写出正极的电极反应式；生成的铵根离子与溶液中的氯化氢结合生成氯化铵。【解答】解：（1）①装置中发生反应2FeCl3+Cu＝2FeCl2+CuCl2，不能验证Fe2+与Cu2+氧化性强弱，②装置中Cu作负极，发生反应Cu+4HNO3（浓）═Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O，没有涉及Fe，不能验证Fe2+与Cu2+氧化性强弱；要发生反应Fe+Cu2+═Fe2++Cu，应使用装置③，正极的电极反应为Cu2++2e﹣＝Cu，在电池③中，有如下关系式：Fe～2e﹣～Cu，当导线中通过0.1mol电子时，则参加反应的Fe与生成的Cu都为0.05mol，两个电极的质量差为0.05mol×64g/mol+0.05mol×56g/mol＝6g，故答案为：③；6g；（2）实验测得OH﹣向B电极定向移动，B电极为负极，B电极入口通甲烷，电极反应式为：CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO32-+7H2O，当消耗甲烷的体积为33.6L（标准状况下）时，物质的量n=33.6L22.4L/mol=1.5mol故答案为：B；CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO32-+7H2（3）依据图可知：一氧化空气形成燃料电池，一氧化碳失电子和氧离子反应生成二氧化碳发生氧化反应，电极反应式CO﹣2e﹣+O2﹣＝CO2，所以一氧化碳所在极为负极，通入空气的一极为正极，原电池放电时电子从负极流向正极，阴离子向负极移动，所以工作时O2﹣的移动方向从b到a；故答案为：a；CO﹣2e﹣+O2﹣＝CO2；（4）该电池的本质反应是合成氨反应，所以正极是氮气发生还原反应，电极反应式为N2+8H++6e﹣＝2NH4+，生成的铵根离子与溶液中的氯化氢结合生成氯化铵，所以A是NH4故答案为：N2+8H++6e﹣＝2NH4【点评】本题考查原电池工作原理，掌握化学电池工作原理是解题关键，电极反应式书写为难点，题目应该给出一定的信息，题目难度中等。三．解答题（共3小题）14．能源是现代文明的原动力，通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能源的利用率。（1）氢气在O2中燃烧的反应是放热反应（填“放”或“吸”），这是由于反应物的总能量大于生成物的总能量。（填“大于”、“小于”或“等于”，下同）（2）从化学反应的本质角度来看，氢气的燃烧是由于断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成产物的化学键放出的总能量。已知破坏1molH﹣H键、1molO＝O键、1molH﹣O键时分别需要436kJ、498kJ、463kJ的能量，则2molH2（g）和1molO2（g）转化为2molH2O（g）时放出的热量为482kJ。（3）通过氢气的燃烧反应，可以把氢气中蕴含的化学能转化为热能，如果将该氧化还原反应设计成原电池装置，就可以把氢气中蕴含的化学能转化为电能，如图就是能够实现该转化的装置（其中电解质溶液为KOH溶液），被称为氢氧燃料电池，该电池的正极是b（填a或b），负极反应式为H2﹣2e﹣+2OH﹣＝2H2O。（4）若将图中的氢氧燃料电池用固体金属氧化物陶瓷作电解质（能够传导O2﹣），已知正极上发生的电极反应式为：O2+4e﹣═2O2﹣则负极上发生的电极反应式为2H2+2O2﹣﹣4e﹣═2H2O：电子从a极（填a或b）流出。【分析】（1）氢气的燃烧是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量为放热反应；（2）放热反应中反应物中的化学键总键能小于生成物的化学键总键能；焓变等于反应物的键能之和与生成物的键能之和的差；（3）在燃料电池中，燃料做负极，失去电子，发生氧化反应；通入氧化剂的一极为正极，得到电子，发生还原反应；氢氧燃料电池，氢气在负极反应；（4）氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质总反应为2H2+O2＝2H2O，正极反应为O2+4e﹣═2O2﹣，则负极为：2H2+2O2﹣﹣4e﹣＝2H2O，电池工作时电子从负极流出。【解答】解：（1）燃烧反应都是放热反应，所以氢气的燃烧反应是放热反应，根据能量守恒定律，放热反应是反应物的总能量大于生成物的总能量，故答案为：放；大于；（2）化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，放热反应的本质是断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成产物的化学键放出的总能量；焓变等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，则2molH2（g）和1molO2（g）转化为2molH2O（g）时放出的热量为（2×436+498﹣4×463）＝482kJ，故答案为：小于；482；（3）根据原电池电极反应，负极：失电子，发生氧化反应；正极：得电子，反应还原反应，所以氢氧燃料电池，负极上氢气失电子发生氧化反应，反应为H2+2e﹣+2OH﹣＝2H2O，其中氧气在正极通入，则b电极是正极，故答案为：b；H2﹣2e﹣+2OH﹣＝2H2O；（4）氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，氢气在负极失去电子发生氧化反应，电极方程式为2H2+2O2﹣﹣4e﹣＝2H2O，电池工作时电子从负极流出，故答案为：2H2+2O2﹣﹣4e﹣＝2H2O；a。【点评】本题主要是考查了原电池的基本原理、反应热判断与计算等，难度中等。15．电能与化学能之间的相互转化具有重要的实用价值。Ⅰ.以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。（1）电极a为阴极（填“阴极”或“阳极”），b极的电极反应式为Br-（2）乙装置中发生反应的化学方程式为2NaBrO3＝2NaBr+3O2↑。（3）电解和催化过程中需不断向电解槽中补充Y，Y的化学式为H2O。Ⅱ.恒温条件下，用如图1所示装置探究铁的电化学腐蚀，溶液pH、容器内压强随时间变化曲线如图2所示。（4）图2中表示pH的曲线为b（填“a”或“b”）。BC段正极的电极反应式主要为O2+4（5）图2中DE段曲线基本不变，此时电池的总反应为2Fe+O2+2H2O＝2Fe（OH）2。（6）轮船上为减缓铁皮的腐蚀，常在船底四周镶嵌锌块，这种防护方法被称为牺牲阳极保护法。【分析】Ⅰ、电极b上Br﹣发生失电子的氧化反应转化成BrO3-，电极b为阳极，电极反应为Br--6e-+3H2O=BrO3-+6H+；则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H2O+6e-=3H2↑+6OH-；电解总反应式为Br-+3H2O电解¯【解答】解：（1）根据已知，电极a为阴极，b极的电极反应式为Br故答案为：阴极；Br（2）乙装置中发生反应的化学方程式为：2NaBrO3＝2NaBr+3O2↑，故答案为：2NaBrO3＝2NaBr+3O2↑；（3）电解和催化过程中需不断向电解槽中补充Y，电解池生成的X为H2，Z为O2，故Y化学式为H2O，故答案为：H2O；（4）根据分析可知表示pH的曲线为b，BC段开始发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式主要为O2故答案为：b；O2（5）b表示pH随时间变化曲线，DE段为弱酸性，曲线基本不变，说明相同时间内，2Fe+O2+4H+＝2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O＝4Fe（OH）3+8H+产生H+的量基本相同，但是压强仍然减小，说明发生吸氧腐蚀，因此电池的总反应为2Fe+O2+2H2O＝2Fe（OH）2，故答案为：2Fe+O2+2H2O＝2Fe（OH）2；（6）轮船上为减缓铁皮的腐蚀，常在船底四周镶嵌锌块，Zn、Fe和海水构成原电池，Zn易失电子作负极，Fe作正极而被保护，这种防护方法被称为：牺牲阳极保护法，故答案为：牺牲阳极保护法。【点评】本题考查电化学，侧重考查学生原电池和电解池的掌握情况，试题难度中等。16．（1）一种将CO2催化转化为C2H4的电化学装置如图所示。铂电极发生的反应为2C