1.2.化学能转化为电能-电池 课后练习 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

1.2.化学能转化为电能-电池课后练习-2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1 一、单选题 1．铝—空气燃料电池是一种新型高能量电池，具有能量密度大、无污染、可靠性高等优点。图1是一种盐水铝空气电池装置原理图，图2是石墨空气电极结构示意图。下列说法正确的是 A．铝极为负极，发生还原反应 B．工作一段时间后，含铝微粒的存在形式为 C．石墨空气电极的电极反应式： D．在石墨空气电极中，会穿过多孔防水透气层进入电极右侧 2．用特殊电极材料制作的新型二次电池在放电时发生如图所示的电极反应。下列说法错误的是 A．A为原电池的正极 B．该电池对缓解能源危机具有重要意义 C．电子由A极经导线流向B极 D．B极上发生的电极反应为 3．A、B、C都是金属，把A放入C盐溶液中，A的表面附着一层C，A与B组成原电池时，A为电池的正极，则A、B、C三种金属的活动性顺序是（    ） A．A>B>C B．A>C>B C．B>A>C D．B>C>A 4．下列关于原电池的叙述中正确的是（     ） A．原电池能将化学能转变为电能 B．原电池负极发生的电极反应是还原反应 C．原电池在工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极 D．原电池的电极只能由两种不同的金属构成 5．银锌纽扣电池的总反应式为Zn+Ag2O+H2O = Zn(OH)2+2Ag，下列说法不正确的是 A．锌做负极 B．放电时，正极产物是银 C．电解质溶液不可能呈酸性 D．充电时发生了原电池反应 6．一种碳纳米管能够吸附氢气，用这种材料制备的二次电池原理如图所示，该电池的电解质溶液为溶液，则下列说法正确的是（    ） A．放电时移向碳电极 B．放电时电池负极的电极反应式为 C．放电时电池正极的电极反应式为 D．放电时镍电极附近溶液的变小 7．2024年新春，万米载人潜水器“奋斗者”号全面升级，“中国深度”再次刷新。下列关于“奋斗者”号的说法中正确的是 A．实验舱使用的导热石墨烯属于新型无机非金属材料 B．载人舱壳所用新型钛合金材料中钛元素属于ⅣA族元素 C．动力舱配置锂离子电池作为动力电池工作时，锂离子移向负极 D．浮力材料中的空心玻璃微球主要成分是，与金刚砂的组成相同 8．电子表和电子计算器的电源通常用微型银－锌电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，电极总反应为：Ag2O + H2O + Zn ＝ Zn（OH）2 + 2Ag。下列叙述正确的是 A．Zn是正极， Ag2O是负极 B．Zn是负极，Ag2O是正极 C．该电池可将化学能100%转化为电能 D．工作时电子由Zn极经溶液移向Ag2O极 9．负载有和的活性炭形成微型原电池，可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如下图。下列说法正确的是 A．作原电池负极 B．电子由经活性炭流向 C．表面发生的电极反应： D．每消耗（标准状况）的，最多去除 10．下列有关物质性质与用途具有对应关系的是 A．硅是半导体材料，可用作光导纤维 B．乙烯具有还原性，可用作水果的催熟剂 C．浓硫酸具有强氧化性，可用作酯化反应的催化剂 D．锌具有还原性和导电性，可用作锌锰干电池的负极材料 11．下列实验操作与现象及相关结论都正确的是 选项 实验操作及现象 结论 A 常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者产生红棕色气体 浓硝酸的氧化性比稀硝酸强 B 向溶有的溶液中通入气体X，出现白色沉淀 X一定具有强氧化性 C 向溴水中加入苯，振荡后静置，水层颜色变浅 溴与苯发生了加成反应 D 将银和溶液与铜和溶液组成原电池，连通后银表面有银白色金属沉积，铜电极附近溶液逐渐变蓝 Cu的金属性比Ag强 A．A B．B C．C D．D 12．在党的领导下，新中国成立后，我国航天事业从无到有，举世瞩目。以下说法错误的是 A．1970年我国发射的第一颗人造地球卫星“东方红一号”采用银锌电池供电，锌做电池的负极 B．2003年“神舟五号”载人飞船遨游太空，飞船燃料偏二甲肼(CH3)2NNH2中C、N原子杂化方式相同 C．2007年“嫦娥一号”探月卫星任务之一是探测月球上3He含量及分布。3He与4He互为同素异形体 D．2021年“天问一号”探测器成功着陆火星，它搭载了新型纳米气凝胶做热控材料，气凝胶的分散剂是气体 13．我国科学家在液流电池研究方面取得新进展。一种硫/碘体系()的液流电池工作原理如图所示。下列说法正确的是（    ） A．放电时，电池右侧为负极，发生氧化反应 B．放电时，电池左侧的电极反应为 C．充电时，电池的总反应为3I-+=+2S2- D．充电时，电解质溶液中K+经交换膜向右侧移动 14．2019年诺贝尔化学奖授予了在锂离子电池领域 作出贡献的三位科学家。他们于 1972年提出“摇椅式“电池 ( Rock ing chair battery), 1980年开发出 LiCoO2材料， 下图是该电池工作原理图，在充放电过程中， Li+在两极之间“摇来摇去”，该电池充电时的总反应为：LiCoO2+ 6C ( 石墨）=Li (1-x)CoO2+LixC6。下列有关说法正确的是 A．充电时，Cu 电极为阳极 B．充电时，Li+将嵌入石墨电极 C．放电时，Al 电极发生氧化反应 D．放电时，负极反应 LiCoO 2—xe-=Li (1-x)CoO2+ (1-x ) + xLi+ 15．某镁-溴电池装置如图。下列说法不正确的是 A．放电时，正极反应为： B．放电时，Mg电极发生还原反应 C．放电时，Mg电极电子经导线至石墨 D．当通过离子选择性膜时，导线中通过0.2mole 16．化学与生活密切相关，下列有关说法错误的是 A．博物馆中贵重青铜器常放在银质托盘上 B．燃料电池的能量转化效率高于燃料直接燃烧 C．纯碱和洗洁精都可用于去除油污，二者去污原理不同 D．向新制氯水中加适量CaCO3粉末可增强溶液的漂白能力 17．石墨烯是具有单层片状结构的新材料(如图)，其厚度仅有一个原子直径大小(约0.35nm)，可覆盖于金属表面，用于金属防腐。下列说法错误的是 A．所有金属腐蚀都是金属失去电子 B．一般环境中，金属腐蚀的正极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH- C．石墨烯防腐的原理是形成了性质稳定的合金 D．石墨烯防腐的缺点是一旦破损就会加速金属的腐蚀 18．LED产品的使用为城市增添色彩，如图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。下列有关叙述正确的是 A．a处通入氧气，b处通氢气 B．通入的电极发生反应： C．电池放电后，的物质的量浓度减小 D．该装置将化学能最终转化为电能 19．科学家利用垃圾渗透液研发出新型环保电池，实现发电、环保二位一体化结合的装置如图。 当该装置工作时，下列说法正确的是 A．盐桥中K+向X极移动，Cl-向Y极移动 B．电路中流过3.75 mol电子时，产生N2的体积为22.4 L(标准状况) C．电流由X极沿导线流向Y极 D．Y极反应式为2+10e-+12H+=N2↑+6H2O 20．据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关电池的叙述不正确的是 A．正极反应式为：O2＋2H2O＋4e-=4OH- B．工作一段时间后，电解液中的KOH的物质的量不变 C．负极反应式为：H2-2e-=2H+ D．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24LCl2(标准状况)时，有0.2mol电子转移 21．某化学小组为了探究铝电极在原电池中的作用，进行了下列实验，实验结果记录如下。下列说法正确的是 编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向 ① Mg 、 Al 稀盐酸 偏向 Al ② Al 、Cu 稀盐酸 偏向 Cu ③ Al 、石墨 稀盐酸 偏向 ④ Mg 、Al NaOH 溶液 偏向 Mg A．实验①和②中，Al 电极的作用相同 B．实验③中，电流表指针偏向 Al C．实验④中，Mg 为负极 ，电极反应式为：Mg - 2e-= Mg2+ D．综合以上实验，铝在原电池中的作用 ，与另一个电极材料和电解质溶液有关 22．设计出燃料电池使汽油(设其成分为C5H12)氧化直接产生电流是21世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人设计了一种固体燃料电池，固体氧化铝——氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。该电池的工作原理如右图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断不正确的是    A．有O2放电的a极为电池的负极 B．b极对应的电极反应式为：C5H12+16O2--32e-=5CO2+6H2O C．该电池的总反应方程式为：C5H12+8O2=5CO2+6H2O D．汽油燃料电池最大的技术障碍是氧化反应不完全，产生炭粒堵塞电极的气体通道，从而使输电效能减弱 23．锌—空气电池(如图所示)是金属空气电池的一种，电解质溶液为KOH溶液，下列说法正确的是 A．当电路中有0.04 mol电子通过时，有0.224 LO2参与反应 B．正极区溶液的pH减小，负极区溶液的pH增大 C．电池的总反应为 D．电池工作时，外电路电子流动方向：石墨电极→Zn电极 24．下列化学反应表示正确的是 A．粗硅的制取： B．氨水与稀硫酸反应的热化学方程式： C．粉与足量稀硝酸反应的离子方程式： D．碱性氢氧燃料电池的正极反应式： 25．甲酸钠燃料电池是一种膜基碱性电池，提供电能的同时可以获得烧碱，其工作原理如图所示，下列有关说法正确的是 A．CEM隔膜为质子交换膜 B．甲为电池负极，电极反应为： C．电池在工作时，乙极附近溶液增大 D．单位时间内甲极产生的与乙极消耗的物质的量之比为 二、填空题 26．燃料电池的正、负两极必须是两种活泼性不同的金属或一种金属与一种导电的非金属吗？ 27．将锌片和铜片用导线相连，插入某种电解质溶液形成原电池装置。 (1)若电解质溶液是稀硫酸，发生氧化反应的是 极(填“锌”或“铜”)，铜极上的实验现象是： 。 (2)若电解质溶液是硫酸铜溶液，在导线中电子是由 极流向 极，铜极上发生的电极反应式是 ，电解质溶液里的实验现象是 。 28．能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。 （1）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。可用熔融的碳酸盐作为电解质，向负极充入燃料气CH4，用空气与CO2的混合气作为正极的助燃气，以石墨为电极材料，制得燃料电池。工作过程中，CO32－移向 (填“正”或“负”)极，已知CH4发生反应的电极反应式为CH4＋4CO32-－8e－=5CO2＋2H2O，则另一极的电极反应式为 。 （2）利用上述燃料电池，按如图1所示装置进行电解，A、B、C、D均为铂电极，回答下列问题。 Ⅰ.甲槽电解的是200mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积，电解前后溶液的体积变化忽略不计)。 ①原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为 ，CuSO4的物质的量浓度为 。 ②t2时所得溶液的pH＝ 。 Ⅱ.乙槽为200mLCuSO4溶液，乙槽内电解的总离子方程式： ； ①当C极析出0.64g物质时，乙槽溶液中生成的H2SO4为 mol。电解后，若使乙槽内的溶液完全复原，可向乙槽中加入 (填字母)。 A．Cu(OH)2 B．CuO C．CuCO3 D．Cu2(OH)2CO3 ②若通电一段时间后，向所得的乙槽溶液中加入0.2mol的Cu(OH)2才能恰好恢复到电解前的浓度，则电解过程中转移的电子数为 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C C A D C A B A D 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 D C C B B A C C B C 题号 21 22 23 24 25 答案 D A C D C 1．C 【详解】A．铝失电子作负极，发生氧化反应，A项错误； B．该电池的总反应是，工作一段时间后，含铝微粒的存在形式为，[Al(OH)4]−需强碱性条件才能存在，题中无强碱性条件，B项错误； C．由图2可知，石墨空气电极得电子转化为，其电极反应式为：O2+4e−+2H2O=4OH−，C项正确； D．在原电池中，阴离子移向负极，则在石墨空气电极中，OH−能穿过多孔防水透气层进入电极左侧，D项错误； 故选C。 2．C 【详解】A．根据图中的移动方向可知，A为原电池的正极，电子由负极经导线流向正极，A项正确； B．电极产物有CO、，二者均具有可燃性，重要的燃料，B项正确； C．电子由B极经导线流向A极， C项错误； D．由于电解质提供碱性条件，故B极上发生的电极反应为，D项正确； 答案选C。 3．C 【详解】 由题意可知，A可以置换出C，所以A的活动性大于C，A与B组成原电池，A为正极，所以B大于A，所以活动性顺序B>A>C； 故答案为C。 4．A 【详解】A．原电池能将化学能转变为电能的装置，A正确； B．原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应，所以选项B、C不正确； D．原电池的电极也可以是由金属和非金属构成，D不正确； 答案选A。 5．D 【分析】对于充电电池来讲，放电时化学能转化为电能，是原电池；反之为电解池；针对来讲，放电时，锌做负极，做正极，正极产物是银；从可推知电解质溶液不可能为酸性。 【详解】A．放电为原电池原理，锌为活泼金属，作负极，A正确； B．放电时，做正极，正极产物是银，B错误； C．从可推知电解质溶液不可能为酸性，C正确； D．充电时为电解池原理，D错误； 故选D。 6．C 【详解】A. 放电时，该电池为原电池，由图知镍电极为正极，电解质溶液中阳离子向正极移动，所以移向镍电极，A项错误； B. 已知电解质溶液为溶液，放电时碳电极作负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为，B项错误； C. 由图分析可知，放电时，镍电极为正极，得电子发生还原反应，电极反应式为，有生成，C项正确； D. 镍电极为正极，得电子发生还原反应，电极反应式为，有生成，pH变大，D项错误； 故选C。 7．A 【详解】A．实验舱使用的导热石墨烯属于新型无机非金属材料，A正确； B．载人舱壳所用新型钛合金材料中钛元素属于ⅣB族元素，B错误； C．动力舱配置锂离子电池作为动力电池工作时，锂离子是阳离子移向正极，C错误； D．浮力材料中的空心玻璃微球主要成分是，金刚砂是碳化硅，组成不相同，D错误； 故选A。 8．B 【分析】原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。 【详解】A．根据方程式可知锌是还原剂，则Zn是负极，氧化银得到电子，因此Ag2O是正极，A错误； B．Zn是负极，Ag2O是正极，B正确； C．该电池不可能将化学能100%转化为电能，C错误； D．工作时电子由Zn极经导线传递Ag2O极，溶液不能传递电子，D错误； 答案选B。 9．A 【分析】由图可知，废酸为电解质溶液，Pt表面氧气得电子生成水，发生的电极反应：O2+4H++4e-=2H2O，Pt为正极，Ag为负极，电极反应：Ag-e-+Cl-=AgCl，电子由负极经活性炭流向正极，据此分析。 【详解】A．由分析可知，Ag作原电池负极，A正确； B．Pt电极为正极，Ag失电子为负极，电子从Ag电极经外电路流向Pt电极，B错误； C．废酸为电解质溶液，Pt表面发生的电极反应：O2+4H++4e-=2H2O，C错误； D．负极反应为Ag-e-+Cl-=AgCl，正极反应为O2+4H++4e-=2H2O，则消耗标准状况下11.2L即O2时，可转移2mol电子，最多去除2molCl-，D错误； 答案选A。 10．D 【详解】A.硅是半导体材料，但光导纤维的成分为二氧化硅，A没有对应关系； B.乙烯可用作水果的催熟剂，与其具有还原性无关，B没有对应关系； C.酯化反应是可逆反应，常用浓硫酸作催化剂，以加快反应速率，同时浓硫酸有吸水性，可使反应正向进行，提高生成物产率，与浓硫酸具有强氧化性无关，C没有对应关系； D.原电池中，负极失电子发生还原，同时需要电极材料能够导电，而锌是金属，能导电，反应中易失去电子，具有还原性，故锌可用作锌锰干电池的负极材料，D有对应关系； 答案选D。 11．D 【详解】A．常温下，铁片与浓硝酸会发生钝化，导致无明显现象，但稀硝酸与铁不发生钝化，会产生气泡，所以不能通过该实验现象比较浓硝酸和稀硝酸的氧化性强弱，故A错误； B．向溶有的溶液中通入气体X，出现白色沉淀，白色沉淀可能为或，X可能为氨气或氯气等，不具有强氧化性，具有强氧化性，故B错误； C．向溴水中加入苯，苯可将溴萃取到上层，使下层水层颜色变浅，不是溴与苯发生了加成反应，故C错误； D．铜比银活泼，在形成原电池过程中，作负极，发生氧化反应，生成了铜离子，导致溶液变为蓝色，所以该实验可以比较铜和银的金属性强弱，故D正确； 综上所述，答案为D。 12．C 【详解】A．银锌电池中锌做负极，氧化银做正极，故A正确； B．偏二甲肼(CH3)2NNH2中，两个碳原子均为杂化，两个氮原子均为杂化，所以C、N原子杂化方式相同，故B正确； C．3He与4He质子数相同，中子数不同，互为同位素，故C错误； D．新型纳米气凝胶是将分散质分散到气态分散剂中，故D正确； 答案为C。 13．C 【详解】A．由液流电池工作原理图可以看出，放电时电池左侧失电子，发生氧化反应，为负极，A错误； B．放电时，电池左侧的电极反应为，B错误； C．充电时，电池的总反应为，C正确； D．充电时为电解池，电解质溶液中阳离子移向阴极，也就是原电池的负极，经交换膜向左侧移动，D错误； 故答案为：C。 14．B 【分析】根据充电时的总反应，钴化合价升高被氧化，因此钴为阳极，石墨为阴极，则在放电时钴为正极，石墨为负极，据此来判断各选项即可。 【详解】A.根据分析，铜电极以及上面的石墨为阴极，A项错误； B.充电时整个装置相当于电解池，电解池中阳离子移向阴极，B项正确； C.放电时整个装置相当于原电池，原电池在工作时负极被氧化，C项错误； D.根据分析，含钴化合物位于电源的正极，D项错误； 答案选B。 【点睛】不管是不是锂电池，都遵循原电池的工作原理，即阳离子移向正极，阴离子移向负极，锂离子电池只不过是换成了在正、负极间移动罢了，换汤不换药。 15．B 【详解】A．由装置图可知该电池负极Mg失电子生成镁离子，正极得电子生成，正极电极反应为：，故A正确； B．放电时Mg电极失电子发生氧化反应，故B错误； C．放电时电子由负极流出，经导线流向正极，故C正确； D．负极反应为：，通过离子选择性膜时，电路中转移0.2mol电子，故D正确； 故选：B。 16．A 【详解】A．青铜器放在银质托盘上，铜、银构成原电池，铜腐蚀速率加快，故A错误； B．燃料电池的能量转化效率高于燃料直接燃烧，故B正确； C．纯碱使油污水解去除油污，洗洁精对油污有乳化作用去除油污，二者去污原理不同，故C正确； D．向新制氯水中加适量CaCO3粉末，碳酸钙消耗盐酸，使氯气和水的反应平衡正向移动，次氯酸浓度增大，溶液的漂白能力增强，故D增强； 选A。 17．C 【详解】A．金属元素没有负价，故金属单质只能失电子而被腐蚀，故A正确； B．金属腐蚀在强酸溶液中为析氢腐蚀、弱酸或中性溶液中为吸氧腐蚀，一般环境中以弱酸或中性溶液为主，故主要发生吸氧腐蚀，正极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-，故B正确； C．合金定义为：一种金属与另一种或几种金属或非金属经过混合熔化，冷却凝固后得到的具有金属性质的固体，而由题意知石墨烯是覆盖于金属表面，未形成合金，故C错误； D．石墨烯层破损后，与金属形成原电池，金属为负极、石墨为正极，加快金属的腐蚀速率，故D正确； 故选C。 18．C 【详解】A. 由电子流向可知a为负极，b为正极，负极上发生氧化反应，通入氢气，正极上发生还原反应，通入的是氧气，即a处通入氢气，b处通氧气，故A错误； B. 负极发生氧化反应，所以通入的电极发生反应：H2-2e-+2OH-=2H2O，故B错误； C. 电池放电后溶剂水增加，因此的物质的量浓度减小，故C正确； D. 燃料电池中将化学能转化为电能，LED产品中电能转化为光能，所以该装置的能量转换是化学能转化为电能最终转化为光能，故D错误； 故答案选C。 19．B 【详解】A．在X电极上NH3失去电子被氧化变为N2，所以X为负极；在Y电极上得到电子被还原变为N2，所以Y电极为正极。根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，可知盐桥中K+向负电荷较多的Y极移动，Cl-向正电荷较多的X极移动，A错误； B．根据氧化还原反应中电子守恒可知反应方程式：5NH3+3=4N2+6H2O+3OH-，转移15 mol电子，反应产生4 mol N2，若转移3.75 mol电子，则反应产生N2的物质的量n(N2)=，其在标准状况下的体积V=1 mol×22.4 L/mol=22.4 L，B正确； C．电子由负极X经导线流向正极Y，电流方向是正电荷的移动方向，所以电流是由正极Y极沿导线流向负极X极，C错误； D．电解质溶液显碱性，不可能含有大量H+，Y电极的电极反应式为：2+10e-+6H2O =N2↑+12OH-，D错误； 故合理选项是B。 20．C 【分析】氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为负极，负极氢气失电子发生氧化反应，由于电解质溶液是KOH，电极反应式为，通入氧气的一极为正极，氧气得电子发生还原反应，正极反应式为O2＋2H2O＋4e-=4OH-。 【详解】A．通入氧气的一极为正极，氧气得电子发生还原反应，正极反应式为O2＋2H2O＋4e-=4OH-，故A正确； B．根据电极反应式可知，电池中生成水，溶液体积增大，电解液中KOH的物质的量浓度减小，物质的量不变，故B正确； C．由上述分析可知，负极反应式为，故C错误； D． ，生成0.1molCl2转移0.2mol电子，故D正确； 答案选C。 21．D 【详解】A．由表中可以看出实验①电流表指针偏向Al，说明Al是正极，而实验②中指针偏向Cu，说明此时Al是负极，故两实验中Al 电极的作用不相同，A错误； B．实验③中Al和石墨，Al为负极，而电流表指针偏向正极，故偏向石墨，B错误； C．由于Mg与NaOH溶液不反应，而Al能与NaOH溶液发生反应：2Al+ 2NaOH + 2H2O=2NaAlO2 + 3H2↑，Al被氧化，故实验④中，Al为负极 ，电极反应式为：Al - 3e-+4OH-= +2H2O，而Mg为正极，电极反应式为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑；C错误； D．分析实验①②③可知铝在原电池中的作用，与另一个电极材料有关，分析实验①④可知铝在原电池中的作用，与电解质溶液有关，D正确； 故答案为：D。 22．A 【详解】A.根据图示可知通入O2的电极获得电子，发生还原反应，该电极为正极，A错误； B.b电极汽油失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：C5H12+16O2--32e-=5CO2+6H2O，B正确； C.负极电极反应式为C5H12+16O2--32e-=5CO2+6H2O，正极的电极反应式为8O2+32e-=16O2-，将正极、负极电极式相加，可得总反应方程式为C5H12+8O2=5CO2+6H2O，C正确； D.燃料电池相对于汽油直接燃烧，能量利用率高，但最大的障碍是氧化反应不完全，产生炭粒堵塞电极的气体通道，从而使输电效能减弱，D正确； 故合理选项是A。 23．C 【分析】电解液是KOH溶液，则负极为锌失电子发生氧化反应，氧气得电子反应还原反应，由电池放电时总反应：，据此分析解答。 【详解】A．正极上是氧气得电子发生还原反应，O2+4e-+2H2O=4OH-，当电路中有0.04 mol电子通过时，有0.01mol O2参与反应，没指明气体的标准状况，无法计算气体的体积，故A错误； B．正极上是氧气得电子发生还原反应，O2+4e-+2H2O=4OH-，正极附近溶液的pH不断增大，负极的pH减小，故B错误； C．电池放电时总反应：，故C正确； D．电子从负极产生经导线流向正极，则电子流向为：Zn电极→石墨电极，故D错误。 故选：C。 24．D 【详解】A．制取粗硅时，生成物应为和，，A项错误； B．一水合氨是弱碱，不能拆，并且反应热不等于中和热，B项错误； C．稀硝酸作氧化剂，所得还原产物为，，C项错误； D．碱性氢氧燃料电池中，O2在正极得电子产物与电解质反应生成OH-，电极反应式：，D项正确； 故选D。 25．C 【详解】A．该装置同时可以获得烧碱，则钠离子应与氢氧根离子结合，若为质子交换膜(只允许氢离子自由通过)，则钠离子与正极生成的氢氧根离子不能接触，无法得到NaOH，则CEM隔膜应为阳离子交换膜，故A错误； B．由装置信息可知乙电极上氧气得电子，则甲电极上HCOONa失电子生成碳酸，该电池为碱性电池，电极反应为：，故B错误； C．电池在工作时，乙极发生反应：，电极附近溶液氢氧根离子浓度增大，pH增大，故C正确； D．由电极反应可知转移4mol电子正极消耗1mol氧气，负极生成2mol碳酸，则单位时间内甲极产生的与乙极消耗的物质的量之比为，故D错误； 故选：C。 26．不一定，如氢氧燃料电池的正、负极均为Pt 【详解】燃料电池的正、负两极不一定是两种活泼性不同的金属或一种金属与一种导电的非金属，如氢氧燃料电池的正、负极均为Pt。 27． 锌 产生无色气泡 锌(负) 铜(正) Cu2++2e-=Cu 蓝色溶液颜色逐渐变浅 【详解】(1) 该装置是原电池，锌失电子而作负极，铜作正极，负极锌上发生失电子的氧化反应，正极铜上氢离子发生得电子的还原反应生成氢气，所以铜极上的现象是：有无色气泡产生； (2)该装置构成了原电池，锌作负极、铜作正极，锌片失电子生成锌离子进入溶液，铜离子得电子生成铜，所以电子从负极锌片沿导线流向正极铜片，所以正极铜片上发生的电极反应式为：Cu2+ + 2e- = Cu；电解质溶液里的实验现象：蓝色溶液颜色逐渐变浅。 28． 负 O2＋2CO2＋4e－=2CO32-或2O2＋4CO2＋8e－=4CO32- 0.1mol•L-1 0.1mol•L-1 1 2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 0.01 BC 0.8NA 【分析】（1）根据燃料电池的电极反应式进行分析； （2）Ⅰ.电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，阳极发生2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极发生Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑，结合图可知，Ⅰ为阴极气体体积与时间的关系，Ⅱ为阳极气体体积与时间的关系。 Ⅱ.乙烧杯电解硫酸铜溶液，石墨为阳极，电极反应为4OH--4e-═O2↑+H2O，Cu为阴极，电极反应为Cu2++2e-═Cu，电解的总反应为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，结合反应进行分析。 【详解】（1）甲烷燃料电池中，负极上甲烷被氧化，电极方程式为CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，正极发生的反应是氧气得电子的过程，电极反应为：O2+2CO2+4e-=2CO32-，生成的CO32-向负极移动； 答案为负；O2＋2CO2＋4e－=2CO32-或2O2＋4CO2＋8e－=4CO32-； （2）Ⅰ.电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，阳极发生2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极发生Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑，结合图可知，Ⅰ为阴极气体体积与时间的关系，Ⅱ为阳极气体体积与时间的关系。 ①由图可知，产生氯气为224mL，则由2Cl--2e-=Cl2↑可知，n(NaCl)=×2=0.02mol，所以c(NaCl)==0.1mol/L，由t2时生成氧气为112mL，n(O2)==0.005mol，则共转移电子为0.02mol+0.005mol×4=0.04mol，根据电子守恒及Cu2++2e-=Cu可知，n(CuSO4)==0.02mol，所以c(CuSO4)==0.1mol/L； ②由t2时4OH--4e-=O2↑+2H2O～4H+，n(H+)=0.005mol×4=0.02mol，则溶液的c(H+)==0.1mol/L，因此pH=-lg c(H+)=-lg0.1=1； Ⅱ.乙烧杯电解硫酸铜溶液，石墨为阳极，电极反应为4OH--4e-═O2↑+H2O，Cu为阴极，电极反应为Cu2++2e-═Cu，电解的总反应为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，故答案为：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4； ①取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g，则生成Cu的物质的量为=0.01mol，转移的电子的物质的量为0.01mol×2=0.02mol，阳极反应的氢氧根离子的物质的量为0.2mol，生成的硫酸为0.1mol，根据电极方程式，电解过程中损失的元素有铜和氧，A、多加了H元素，错误；B、能够补充铜和氧元素，正确；C、CuCO3与硫酸反应放出二氧化碳，相当于加入了氧化铜，正确；D．Cu2(OH)2CO3多加了H元素，错误；故选BC； ②加入0.2 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度，Cu(OH)2从组成上可看成CuO•H2O，根据“析出什么加入什么”的原则知，析出的物质是氧化铜和水，则阴极上析出氢气和铜，生成0.2mol铜转移电子个数=0.2mol×2 =0.4mol，根据原子守恒知，生成0.2mol水需要0.2mol氢气，生成0.2mol氢气转移电子的个数=0.2mol×2 =0.4mol，所以电解过程中共转移电子数为0.8mol，数目为0.8NA，故答案为：0.8NA。 【点睛】本题考查电解原理及其计算，明确发生的电极反应及图图象的对应关系是解答本题的关键。做题时注意电极的判断和电极反应的书写，注意串联电路中各电极转移的电子数目相等，利用反应的方程式计算。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 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