1.2 化学能转化为电能——电池 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

2024—2025学年高中化学鲁科版选择性必修一1.2 化学能转化为电能电池 一、单选题 1．一种用于心脏起搏器的微型电池，其电极材料是石墨和锂，电解质溶液为等物质的量的LiCl、AlCl3溶解在SOCl2中形成的溶液。该电池的总反应为：，下列说法正确的是 A．石墨是负极 B．负极反应式为： C．该电池具有容量大、寿命长和电压稳定等特点 D．可以用H2O来代替SOCl2以降低成本 2．以和为反应物、溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制成如图所示的新型燃料电池。下列说法错误的是 A．b电极发生氧化反应 B．a电极发生的反应为 C．A溶液中所含溶质为 D．当反应消耗时，则消耗标准状况下的体积为67.2L 3．我国科学家设计的“海泥细菌电池”是一种新型海洋可再生能源技术，既可用于海底仪器的电源补给，又有利于海洋环境污染治理，其中微生物代谢产物显酸性，电池工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．该装置在高温区域的火山口仍可以工作 B．负极的电极反应式为 C．B电极附近酸性增强 D．每生成32g硫单质，参与反应的甲醛的物质的量为0.5mol 4．科学家发明了一种生物质燃料电池，工作原理如图所示，以两种不同的多金属含氧酸盐(POM)作电解质溶液，左槽充满POM①和生物质(成分是纤维素)，右槽持续通入氧气，电池在光照下就可以放电。下列说法正确的是 A．， B．电池总反应方程式可以表示为 C．每转移电子，消耗生物质 D．中间的交换膜可以是阴离子交换膜 5．嵌有铜锌的活性炭，可以将酸性废水中的亚硝酸盐转化为无污染的，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．作原电池的正极 B．周围的升高 C．表面发生的电极反应式为 D．每生成，转移电子 6．我国科学家构建了一种稳定高效的电池，其工作原理如图所示，该电池工作时的总反应为（已知：不溶于有机电解质）。该电池工作时，下列说法正确的是 A．合金为该电池的正极 B．向合金电极迁移 C．复合碳电极上的反应为 D．可用溶液代替含有机电解质 7．下列图像及对应说法正确的是 A．甲装置可以长时间正常工作 B．乙装置放电时，正极b极表面的PbO2被氧化，其质量会减少 C．丙装置电流从石墨棒流出，MnO2做催化剂 D．标准状况下，丁装置每消耗11.2 L O2，转移2mol e- 8．氧还原反应(ORR)是可充电金属空气电池的关键反应之一。酸性条件下，在催化剂M(过渡金属)存在时的ORR过程如图所示，下列说法错误的是 A．ORR过程M元素在化合物中的化合价发生改变 B．途径I与途径Ⅱ转移的电子数比为1：2 C．途径I的总反应式为：O2 +2H++2e-= H2O2 D．H2O2的电子式为 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 正极(金属/电解质溶液) 负极(金属/电解质溶液) A Zn/ZnSO4溶液 Fe/H2SO4溶液 B Fe/FeCl2溶液 Zn/ZnSO4溶液 C Zn/H2SO4溶液 Fe/FeCl2溶液 D Fe/ZnSO4溶液 Zn//FeCl2溶液 A．A B．B C．C D．D 10．甲醇-空气燃料电池(DMFC)是一种高效、轻污染的车载电池，其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是 A．该装置能将电能转化为化学能 B．电流由乙电极经导线流向甲电极 C．负极的电极反应式为： D．b口通入空气，c口通入甲醇 11．金属硫电池具有低成本和高能量密度的特点，是当前主选储能设备之一、下列有关叙述错误的是 已知： A．该电池工作时在有机电解液中可以通过隔膜 B．放电时，电路中通过时，负极减重 C．放电时，电流从电极a经外电路流向电极b D．充电时，正极区可能发生的反应有 12．下列关于以甲烷和氧气为原料的新型燃料电池(电解质为硫酸)的说法正确的是 A．该装置氧气端为负极，发生氧化反应 B．电池负极的电极反应式是 C．溶液中氢离子向氧气端定向移动 D．每消耗1mol甲烷，理论上该电池最多消耗氧气22.4L(标准状况) 13．水系锌金属电池因锌负极水系电解液的腐蚀问题而限制了循环寿命。中科院化物所团队设计了一种双相电解液体系，该体系的负极侧电解液富含有机溶剂，而正极侧电解液以水溶液为主，其装置如图所示。下列说法错误的是 A．负极反应为 B．电解质溶液中的和向负极移动 C．电子从负极流出到正极，再经电解液回到负极 D．该电池的优点是降低了负极的含水量，从而抑制水溶液的腐蚀 14．一种熔融碳酸盐燃料电池的原理如图所示。下列说法错误的是 A．催化重整发生的反应为 B．电池工作时，熔融碳酸盐中的向电极Y移动 C．电极X上H2发生的电极反应为 D．每消耗16gCH4，理论上外电路转移8mol电子 15．科学家基于水/有机双相电解质开发了一种新型的铜锌二次电池，双相电解质建立了离子选择性界面，仅允许氯离子迁移，其放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．充电时，石墨电极与电源正极相连 B．充电时，石墨电极上可发生电极反应 C．放电时，氯离子向锌电极迁移 D．放电时，理论上电路中每转移电子，锌电极质量增加 二、填空题 16．燃料电池是一种能量转换效率高、对环境友好的化学电源，如图为一种氢氧燃料电池的结构装置。 (1)电极b为该燃料电池的 极(填“正”或“负”)，电极方程式为 ；负极的电极反应式为 ；总反应式为 (2)电池工作时，溶液中的OH﹣移向 极(填“a”或“b”)； (3)电池工作时，在导线中电子流动方向为 (用a、b表示)； (4)电池使用一段时间后，溶液的pH值 (填“增大”或“减小”)； (5)当电池工作一段时间后消耗标准状况下H2为6.72L时，转移电子 mol。 17．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 。 18．阅读下列关于燃料电池的短文并填空。 化学电池用途广泛，燃料电池具有能量转化率高、对环境友好等优点。燃料电池在工作时，从负极连续通入、、等燃料，从正极连续通入，以溶液或为电解质溶液，发生反应生成、或等，同时产生电能，目前已研制成功—空气燃料电池，它可以代替汽油为汽车提供动力，也可用作照明电源。 (1)在上述十种物质中，属于电解质的是 (填序号，下同)；属于非电解质的是 。 (2)氢氧燃料电池通常有酸式和碱式两种： ①以稀硫酸为电解质溶液时，正极的电极反应式为 。 ②以KOH溶液为电解质溶液时，负极的电极反应式为 。 ③用氢氧燃料电池提供动力的汽车作为上海世博园中的交通工具之一，下列有关说法不正确的是 (填标号)。 A．太阳光催化分解水制氢气比电解水制氢气更节能 B．用氢氧燃料电池提供汽车动力更能保护环境 C．分别以稀硫酸、KOH溶液为电解质溶液的两种氢氧燃料电池的负极电极反应式相同 D．分别以稀硫酸、KOH溶液为电解质溶液的两种氢氧燃料电池的总反应式相同 (3)Al—空气燃料电池反应原理：负极的金属Al在氯化钠溶液中与空气中的O2发生反应生成Al(OH)3。若负极有9gAl参加反应，则正极消耗O2的质量为 g。 19．2022年12月4日神舟十四号载人飞船成功返回地面，圆满完成飞行任务。载人航天工程对科学研究及太空资源开发具有重要意义。 (1)氢氧燃料电池(如图所示)反应生成的水可作为航天员的饮用水，由图示的电子转移方向判断Y气体是 ，OH-向 (填“正”或“负”)极作定向移动，负极的电极反应式为 。 (2)我国“神舟”飞船的电源系统有太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池等。 ①飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板的能量转化形式是： 能转化为电能等。 ②镉镍蓄电池的工作原理为：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池为飞船供电，此时在正极反应的物质是 ，负极附近溶液的碱性 (填“增强”“减弱”或“不变”)。 ③应急电池在紧急状况下会自动启动，工作原理为Zn+A2O+H2O2Ag+Zn(OH)2，工作时，当消耗32.5gZn时，理论上外电路转移的电子数目为 。 三、计算题 20．在由铜片、锌片和200 mL稀硫酸组成的原电池中，若锌片上只发生电化学腐蚀，当在铜片上共放出3.36 L(标准状况)的气体时，H2SO4恰好用完，求： (1)参加反应锌片的质量 ？ (2)原H2SO4溶液的浓度 ？ (3)整个过程中外电路通过的电子的物质的量 ？ 21．反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑的能量变化趋势如图甲所示： (1)该反应为 (填”吸热”或“放热”)反应。 (2)该反应 (填“是”或“否”)氧化还原反应；若将上述反应设计成原电池，装置如图乙，该装置工作时，电子沿导线流入 (填“Cu”或“Fe”)电极，该电极为 (填“正”或“负”)极，电极反应式为 ；若反应产生11.2L气体(标准状况下)，则电路中应该有 mol电子发生了转移。 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 《2025年1月14日高中化学作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D C C B C D D B B 题号 11 12 13 14 15 答案 C C C B D 1．C 【分析】该装置为原电池，根据电池总反应，Li失电子，锂作负极，石墨作正极。 【详解】A．根据分析，石墨是正极，A错误； B．负极反应式为：，B错误； C．由题目信息可知，该电池可用于心脏起搏器的微型电池，故该电池具有容量大、寿命长和电压稳定等特点，C正确； D．锂与水反应，不能用水代替SOCl2，D错误； 故选C。 2．D 【分析】以和为反应物、溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制成能固氮的新型燃料电池，通入氢气一端为负极，通入氮气一端为正极。据此分析作答。 【详解】A．通入氢气的一端b电极为负极，发生氧化反应，A正确； B．通入氮气的一端a电极为正极，发生还原反应，电解质溶液呈酸性，正极反应为，B正确； C．氮气在正极与溶液中稀盐酸反应生成，则A溶液中所含溶质为，C正确； D．当反应消耗时，转移3mol电子，负极消耗氢气1.5mol，标准状况下的体积为，D错误； 答案选D。 3．C 【详解】A．高温条件下微生物蛋白质会失活，反应不能发生，A错误； B．负极上失去电子发生氧化反应生成硫单质，电极反应式为，B错误； C．根据B分析，B电极附近生成氢离子，酸性增强，C正确； D．每生成32g硫单质，参与反应的硫酸根为1mol，硫酸根中S从+6价到-2价，得到8个电子，甲醛中C从0价到+4价，失去4个电子，故消耗的甲醛的物质的量为2mol，D错误； 答案选C。 4．C 【分析】由电子转移方向可知，左侧为原电池负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应为，右侧为正极，电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O。 【详解】A．左槽中纤维素失去电子，发生氧化反应，所以n< m，右槽中氧气得到电子，发生还原反应，所以b< a，故A错误； B．将正极与负极反应相加，即可得到总反应 C．由负极的反应可知，，每转移4mol， ，消耗纤维素27g，故C正确； D．负极产生了H+，根据原电池的规律可知，负极产生的氢离子通过质子交换膜移动到正极，则中间的交换膜不可以是阴离子交换膜，故D错误； 故选C。 5．B 【分析】从图中可知，NO2在Cu表面转化为N2，则NO2得电子Cu为正极，因此Zn为负极。 【详解】A．Zn的金属活动性强于Cu，因此Zn作负极，A错误； B．作正极，对应的电极反应式为，反应消耗，因此会升高，B正确； C．酸性环境下，表面发生的电极反应式中不应有， C错误； D．没有说明是否为标准状况，因此无法用进行计算，D错误； 故答案选B。 6．C 【分析】由总反应可知，CO2在正极得到电子生成C，则复合碳电极为正极，电极方程式为：，KSn在负极失去电子生成Sn，合金电极为负极，电极方程式为：-e-=Sn+K+，以此解答。 【详解】A．由分析可知，合金为该电池的负极，A错误； B．合金为该电池的负极，复合碳电极为正极，原电池中阳离子向正极移动，则向复合碳电极迁移，B错误； C．由分析可知，复合碳电极上的反应为，C正确； D．KSn合金会和水发生反应，故不能用溶液代替含有机电解质，D错误； 故选C。 7．D 【详解】A．甲装置为带有盐桥的铜银原电池，随着反应的进行，电解质中反应离子浓度减小，电势差减弱，不能长时间正常工作，A错误； B．乙装置为铅酸蓄电池，放电时电极被氧化，作负极：，电极为正电极被还原：，正负极重量均增加，B错误； C．丙装置是锌锰干电池中，电流从负极锌壳流出，在干电池中作氧化剂，不是催化剂，C错误； D．丁装置为氢氧燃料电池，氢气的一极为负极，氧气的一极为正极，每消耗标况下即，转移电子物质的量为，D正确； 故选D。 8．D 【详解】A．ORR过程M元素在化合物中(M-OO→M-OOH，M-OOH→M=O→MOH有电子的转移)，故M元素的化合价发生变化，A正确； B．M→M-OOH→M过程中，途径Ⅰ为O2~H2O2，分析化合价可知转移了2个电子，途径Ⅱ为O2~2H2O~4e-，转移了4个电子，转移的电子数比为1：2，B正确； C．途径Ⅰ从M→M-OO→M-OOH→M的过程中，反应物为氧气和2个氢离子，生成物为H2O2，总反应式为：O2 +2H++2e-= H2O2，C正确； D．H2O2的电子式为，D错误； 故答案选D。 9．B 【分析】选用相同的盐桥，根据化学反应设计原电池时，所选电极不能与电解质溶液反应，金属性强的金属做负极，电极上发生氧化反应，金属性弱的金属做正极，电极上发生还原反应，据此解答。 【详解】A．锌、铁构成原电池时，金属性强的锌做负极，铁做正极，不能选用能与铁反应的稀硫酸做电解质溶液，原电池设计不合理，故A错误； B．锌、铁构成原电池时，金属性强的锌做负极，铁做正极，电极与选用的电解质溶液不反应，原电池设计合理，故B正确； C．锌、铁构成原电池时，金属性强的锌做负极，铁做正极，不能选用能与锌反应的稀硫酸做电解质溶液，原电池设计不合理，故C错误； D．锌、铁构成原电池时，金属性强的锌做负极，铁做正极，不能选用能与锌反应的氯化亚铁做电解质溶液，原电池设计不合理，故D错误； 答案选B。 10．B 【分析】根据图示中H+的移动方向可知，甲电极为负极、乙电极为正极，b口通入甲醇、c口通入空气。 【详解】A．甲醇燃料电池是一种新型化学电源，可将化学能转化为电能，A项错误； B．根据分析，甲电极为负极、乙电极为正极，电流由正极经导线流向负极，即电流由乙电极经导线流向甲电极，B项正确； C．该燃料电池的电解质溶液呈酸性，故负极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，C项错误； D．根据分析，b口通入CH3OH在负极发生氧化反应，c口通入空气，其中O2在正极发生还原反应，D项错误； 故选B。 11．C 【详解】A．该电池的负极为金属K，易与发生反应，不能用含的水溶液作电解质溶液，可以选择有机物电解液，可以通过隔膜，故A项正确； B．放电时，负极发生的反应为，电路中通过时，电极应减重，故B项正确； C．放电时，电极a为负极，电流从电极b经外电路流向电极a，故C项错误； D．充电时，电极b接电源的正极，发生氧化反应，其电极反应可能存在[、、]，故D项正确； 故选C。 12．C 【详解】A．该装置中氧气端为正极，在反应中得电子发生还原反应，A错误； B．电池负极的电极反应式是，B错误； C．在原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故溶液中的氢离子会向氧气端定向移动，C正确； D．根据总反应的化学方程式为可知，每消耗1mol甲烷，理论上需要消耗2mol氧气，即44.8L(标准状况)，D错误； 故选C。 13．C 【分析】该装置为原电池，负极上锌失电子生成锌离子，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，正极是水中氢离子得电子生成氢气，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-； 【详解】A．负极锌失电子生成锌离子，发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，故A正确； B．该装置为原电池，阴离子向负极移动，则电解质溶液中的和向负极移动，故B正确； C．原电池中电子从负极经导线流向正极，电子不经过电解液，故C错误； D．正极上水中的氢离子得电子生成氢气和氢氧根离子，为维持正极反应，负极水含量降低，从而抑制水溶液的腐蚀，故D正确； 故选：C。 14．B 【分析】由图可知，电极X上发生氧化反应，为负极，电极Y上发生还原反应为正极。 【详解】A．根据装置图可知，催化重整发生的反应为，A正确； B．电极X通入的气体是CO和H2，电极X为负极，电池工作时，熔融碳酸盐中的向电极X移动，B错误； C．电极X上H2发生的电极反应为，C正确； D．催化重整时，每消耗16g(即1mol)CH4，同时生成1molCO和3molH2，CO和H2在电极X上放电生成CO2和H2O，故理论上外电路转移8mol电子，D正确； 故选B。 【点睛】原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 15．D 【分析】放电时为原电池原理，锌为负极，电极式为：Zn-2e-+2Cl-=ZnCl2，石墨为正极，电极式为：；充电时为电解池原理，锌与电源负极相连为阴极，石墨与电源正极相连为阳极。 【详解】A．根据分析，充电时，石墨电极与电源正极相连，A正确； B．充电时，石墨电极为阳极，发生氧化反应，电极反应，B正确； C．放电时，氯离子向负极，即向锌电极迁移，C正确； D．放电时，根据负极电极式，理论上电路中每转移电子，锌电极质量增加2molCl-的质量，应为：，D错误； 故选D。 16．(1) 正 O2+4e-+2H2O=4OH- 2H2-4e-+4OH-=4H2O 2H2+O2=2H2O (2)a (3)a→b (4)减小 (5)0.6 【详解】（1）电极b通入的是氧气，氧气在反应中得到电子，则b电极为该燃料电池的正极，电极方程式为O2+2H2O+4e－=4OH－；电极a通入氢气，氢气在反应中得到电子，则a电极为该燃料电池的负极，电极方程式为：2H2-4e-+4OH-=4H2O，总反应为：2H2+O2=2H2O，故答案为：正；O2+4e-+2H2O=4OH-；2H2-4e-+4OH-=4H2O；2H2+O2=2H2O； （2）a电极是负极，则电池工作时，溶液中的OH－移向a极；故答案为：a； （3）电池工作时，在导线中电子流动方向为a流向b；故答案为：a→b； （4）电池使用一段时间后，由于有水生成，则溶液的碱性降低，则pH值减小；故答案为：减小； （5）当电池工作一段时间后消耗标准状况下H2为6.72L时，物质的量是6.72L÷22.4L/mol＝0.3mol，则转移电子0.3mol×2＝0.6mol。故答案为：0.6； 17． 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。 18． ⑤⑦ ②③⑧ O2+4e-+4H+=2H2O H2+2OH--2e-=2H2O C 8 【详解】(1)①H2是单质，即不是电解质也不是非电解质；②CH4是化合物，但其水溶液或熔融状态下不导电，属于非电解质；③CH3CH2OH是化合物，但其水溶液只存在乙醇分子，不导电，属于非电解质；④O2是单质，即不是电解质也不是非电解质；⑤H2SO4在水溶液中能电离出硫酸根离子和氢离子，能导电，是化合物，是强电解质；⑥KOH在水溶液中或熔融状态下均能导电的化合物，属于电解质；⑦H2O能电离出极少量H+和OH-的化合物，属于弱电解质；⑧CO2在水溶液中与水反应生成碳酸，碳酸电离出自由移动的氢离子和碳酸根离子导电，CO2自身不能电离，CO2是非电解质；⑨K2CO3在熔融状态下或水溶液中均能导电，K2CO3是化合物，所以是电解质；⑩Al是单质，故既不是电解质，也不是非电解质； 综上，属于电解质的是⑤⑦；属于非电解质的是②③⑧； (2)①以稀硫酸为电解质溶液时，氢氧燃料电池通入氧气的为正极，发生还原反应，酸性溶液中正极反应为：O2+4e-+4H+=2H2O； ②以KOH溶液为电解质溶液时，氢氧燃料电池中通入氢气的一极为原电池的负极，发生氧化反应，碱性溶液中负极反应为H2+2OH--2e-=2H2O； ③ A．太阳能催化分解水制氢气将太阳能直接转化为化学能，节省能源，选项A正确； B．氢氧燃料电池产物无污染，能有效保护环境，选项B正确； C．分别以稀硫酸、KOH溶液为电解质溶液的两种氢氧燃料电池的负极电极反应式分别为H2+-2e-=2H+、H2+2OH--2e-=2H2O，选项C错误； D．分别以稀硫酸、KOH溶液为电解质溶液的两种氢氧燃料电池的总反应式相同，均为O2+2 H2=2H2O，选项D正确； 答案选C； (3)Al—空气燃料电池反应原理：负极的金属Al在氯化钠溶液中与空气中的O2发生反应生成Al(OH)3。若负极有9gAl参加反应，转移电子为，则正极消耗O2的质量为=8g。 19．(1) O2或氧气 负 H2-2e-+2OH-=2H2O (2) 太阳或光 NiOOH 减弱 NA 【详解】（1）电子由负极流向正极，X电极为电子流出的一极，Y电极为电子流入的一极，所以X极为负极，Y极为正极，故Y气体为氧气，OH-移向负极，负极电极反应为： （2）①太阳能电池帆板将太阳能转化为电能；②镉镍蓄电池放电时， NiOOH中Ni元素化合价降低，被还原，则在正极反应的物质是NiOOH，Cd作负极，电极反应式为：，氢氧根离子被消耗，碱性减弱；③32.5gZn的物质的量为0.5mol，根据电池反应知Zn完全转化为Zn(OH)2，Zn元素化合价由0价升高到+2价，失去2e-，Zn~2e-，则消耗32.5gZn时，理论上外电路转移的电子数目为N=n·NA=0.5mol×2×NA= NA。 20．(1)9.75 g (2)0.75 mol/L (3)0.3 mol 【分析】在由铜片、锌片和200 mL稀硫酸组成的原电池中，由于金属活动性Zn＞Cu，所以Zn为负极，失去电子发生氧化反应产生Zn-2e-=Zn2+；正极上溶液中H+得到电子被还原为H2，故正极的电极反应式为2H++2e-=H2↑，总反应方程式为Zn+2H+=Zn+H2↑。 【详解】（1）n(H2)=，根据总反应方程式Zn+2H+=Zn+H2↑中物质反应转化关系可知n(Zn)=0.15 mol，则m(Zn)=0.15 mol×65 g/mol=9.75 g； （2）根据H元素守恒可知n(H2SO4)=n(H2)= 0.15 mol，由于溶液体积是200 mL，则原H2SO4溶液的浓度c(H2SO4)=； （3）根据电极反应式2H++2e-=H2↑可知：转移电子的物质的量是反应产生H2物质的量的2倍，故在反应过程中转移电子的物质的量n(e-)=2n(H2)=2×0.15 mol=0.3 mol。 21． 放热 是 Cu 正 2H++2e-=H2↑ 1 【详解】(1)反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应； (2)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑属于置换反应，有化合价的变化，是氧化还原反应，铁与铜稀硫酸组成的原电池中，铁的化合价升高，失去电子，作负极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，铜作正极，电子从铁流出，流入铜，氢离子在铜电极上发生还原反应，电极反应为：2H++2e-=H2↑，反应产生标准状况下11.2L气体，物质的量为，生成1mol气体时转移2mol电子，当产生0.5mol气体时，转移的电子的物质的量为1mol。 【点睛】判断原电池的电极反应时，根据化合价升高失去电子的一极作负极，电子从负极流向正极，为易错点。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$