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第10周 原电池
时间：45分钟 满分：100分
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共15个小题，每小题只有一个正确选项，共45分。
1.下列电池不属于化学电池的是（ ）。
A．碱性干电池 B．铅蓄电池 C．燃料电池 D．太阳能电池
2.下列反应不可用于设计成原电池的是(　　)。
A．CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O B．2CH3OH+3O2＝2CO2+4H2O
C．Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑ D．4Al+3O2+6H2O＝4Al(OH)3
3.下列生活中的常见电池，属于一次电池的是（　　）。
A．普通锌锰干电池 B．镍氢电池
C．手机锂电池 D．铅蓄电池
4. abcd四个金属电极，反应装置及反应现象见表，由此可判断四种金属的活动性顺序是（ ）。
实验装置
部分实验现象 a极质量减小，b极质量增加 b有气体产生，c无变化 d极溶解，c极有气体产生 电流计指示，导线中电流从a极流向d极
A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c
5.某兴趣小组设计的原电池装置如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是（　　）。
A．锌片为正极 B．碳棒上发生了还原反应
C．电子由碳棒经导线流向锌片 D．H+向锌片移动
6.某原电池装置如图所示，电池总反应为。下列说法正确的是（ ）。
A．负极反应是 B．通过交换膜的阳离子是
C．正极反应是 D．左室中浓度不变
7.按下列选项要求组成的原电池中，原电池的总反应为Cu+2Ag+=Cu2++2Ag的是（　　）。
选项 A B C D
电极材料 Ag、C Cu、Ag Cu、Zn Cu、Ag
电解质溶液 CuSO4(aq) CuSO4(aq) AgNO3(aq) AgNO3(aq)
8. 利用微生物中的芽孢杆菌来处理宇航员排出的粪便，同时能得到电能。氨气与氧气分别通入燃料电池两极，最终生成常见的无毒物质，示意图如图所示。下列说法错误的是（　　）。
A. H+ 从a电极移向b电极
B. 负极区发生的反应是2NH3 – 6e- = N2 +6H+
C. 当标准状况下2.24LO2被还原，则a向b电极转移0.4mol电子
D. 工作一段时间后电解质溶液的pH值不变
9.熔融钠-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 (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
C．Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极
D．该电池是以 为隔膜的二次电池
10.镁-空气电池是一种新型燃料电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ）。
A．金属Mg电极为负极
B．电子流向：Mg电极→导线→空气电极→电解质溶液→Mg电极
C．电池总反应：2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2
D．回收后的氢氧化镁经一系列转化可重新制成镁片循环利用
11.电化学NH3检验器的工作原理如图所示。该检验器在NH3浓度较高时会亮灯。在此过程中NH3被无害化氧化处理。下列说法中不正确的是（ ）。
A．当通过电路的电子达到0.3 mol时，有1.7 g NH3被氧化
B．当反应中消耗0.1 mol NH3时，消耗16.8 L O2
C．电解质KOH溶液的pH值在亮灯时会变小
D．负极的电极反应为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
12.综合如图判断，下列说法正确的是（ ）。
A．装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋
B．装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动
D．放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大
13.微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含 CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是（　　）。
A．负极反应为
B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
C．当电路中转移1 mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5 g
D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1
14.氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30% KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：2H2 + 4OH-－4e- = 4H2O、O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 据此作出判断，下列说法中正确的是（　　）。
A．O2在正极发生氧化反应
B．燃料电池的能量转化率可达100%
C．工作一段时间后电解质溶液中OH-的物质的量浓度增大
D．产物为无污染的水，属于环境友好电池
15.我国研究的新型电池，为的治理和再利用提供了新的研究思路，其工作原理如图所示。电池放电时的总反应为2Li+NO2=Li2O+NO。下列有关该电池工作时的说法不正确的是（ ）。
A．外电路电流的方向：b极→电流表→a极
B．b极的电极反应：
C．当外电路通过1 mol电子时，b极质量增加15 g
D．电解液中向a极附近迁移
第Ⅱ卷（非选择题）
二、非选择题：包括第16题~第19题4个大题，共55分。
16.化学电池的发明，是贮能和供能技术的巨大进步。
（1）如图所示装置中，Zn片是　 　(填“正极”或“负极”)。
（2）如图所示装置可将　 　(写离子反应方程式)反应释放的能量直接转变为电能；能证明产生电能的实验现象是　 　。
（3）下列反应通过原电池装置，可以实现化学能直接转化为电能的是　 　(填序号)。
①2H2＋O22H2O
②Cu＋2Ag+=Cu2+＋2Ag
③NaOH+HCl=NaOH+H2O
17.现有如图原电池装置，插入电解质溶液前Cu和Fe电极的质量相等。
（1）当电解质溶液为稀硫酸时，铁片作　 　极，铜片上的现象是　 　。图I中箭头的方向表示　 　(填“电子”或“电流”)的流向。
（2）当电解质溶液为某溶液时，两极(用M、N表示)的质量变化曲线如图II所示，则该电解质溶液可以是下列中的　 　(填字母)。
A．稀硫酸 B．CuSO4溶液 C．稀盐酸 D．FeSO4溶液
若电解液为所选溶液，则电极N的电极反应式为　 　，溶液中阳离子移动方向是　 　，m=　 　g。
18.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)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为_ __。当线路中转移0.4 mol电子时，则被腐蚀铜的质量为 g。(已知：铜的相对原子量是64)
(2)将铝片和铜片用导线相连，一组插入氢氧化钠溶液中，一组插入浓硝酸中，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
(3)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：
该酸式氢氧燃料电池的负极电极反应式是 ，正极电极反应式是 ，电池工作一段时间后电解质溶液pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
19.人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。请回答下列问题。
(1)请你利用下列反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+设计一个化学电池，并回答下列问题：
①该电池的负极材料是 ，电解质溶液是 。
②在外电路中，电子方向是从 极到 极。
(2)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，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
(3)“神舟九号”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将 能转化为 能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。在紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2，其负极的电极反应式为 。
(4)目前正在研发的高能量密度燃料电池车，是以肼(N2H4)燃料电池作为动力来源，电池结构如图所示。
①起始时正极区与负极区KOH溶液浓度相同，工作一段时间后，KOH浓度较大的是 (填“正”或“负”)极区。
②该电池负极的电极反应式为 。第10周 原电池
时间：45分钟 满分：100分
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共15个小题，每小题只有一个正确选项，共45分。
1.下列电池不属于化学电池的是（ ）。
A．碱性干电池 B．铅蓄电池 C．燃料电池 D．太阳能电池
【答案】D
【解析】常见的电源：碱性干电池、蓄电池、燃料电池，可以将化学能转化为电能，而太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，不是化学电池，故选D。
2.下列反应不可用于设计成原电池的是(　　)。
A．CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O B．2CH3OH+3O2＝2CO2+4H2O
C．Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑ D．4Al+3O2+6H2O＝4Al(OH)3
【答案】A
【解析】碳酸钙和盐酸的反应不是氧化还原反应，因为没有元素化合价升降，所以不能设计成原电池，A符合题意；甲醇的燃烧属于自发的氧化还原反应且该反应放热，所以能设计成原电池，B不符合题意；锌和盐酸的反应属于自发的氧化还原反应且该反应放热，所以能设计成原电池，C不符合题意；铝和氧气的反应属于自发的氧化还原反应且该反应放热，所以能设计成原电池，D不符合题意。
3.下列生活中的常见电池，属于一次电池的是（　　）。
A．普通锌锰干电池 B．镍氢电池
C．手机锂电池 D．铅蓄电池
【答案】A
【解析】普通锌锰干电池为一次电池，不能充电而重复使用，A符合题意；镍氢电池为可充电电池，为二次电池，B不符合题意；手机锂电池为可充电电池，为二次电池，C不符合题意；铅蓄电池为可充电电池，为二次电池，D不符合题意。
abcd四个金属电极，反应装置及反应现象见表，由此可判断四种金属的活动性顺序是（ ）。
实验装置
部分实验现象 a极质量减小，b极质量增加 b有气体产生，c无变化 d极溶解，c极有气体产生 电流计指示，导线中电流从a极流向d极
A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c
【答案】C
【解析】由两种金属构成的原电池中，较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极，负极上发生失电子的氧化反应，电极溶解而使质量减小，正极上发生得电子的还原反应，电极质量增加或有气体生成，放电时电解质溶液中阴离子向负极移动，电流从正极流向负极，据此分析解答。a、b电极和硫酸铜溶液构成的原电池中，a极质量减小、b极质量增加，则a被氧化，金属活动性：a＞b；b、c没有闭合回路，不能构成原电池，b极有气体产生，c极无变化，说明b较活泼，则金属活动性：b＞c；c、d和稀硫酸构成的原电池中，d极溶解、c极有气体产生，则d发生氧化反应，金属活动性：d＞c；a、d和稀硫酸构成的原电池中，电流从a极流向d极，则a作正极、d作负极，金属活动性d＞a；综上，金属活动性强弱顺序是d＞a＞b＞c。
5.某兴趣小组设计的原电池装置如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是（　　）。
A．锌片为正极 B．碳棒上发生了还原反应
C．电子由碳棒经导线流向锌片 D．H+向锌片移动
【答案】B
【解析】锌是活泼金属，锌片为负极，A不符合题意；碳棒是正极，碳棒上氢离子发生了得到电子的还原反应，B符合题意；电子由锌片经导线流向碳棒，C不符合题意；碳棒上氢离子发生了得到电子的还原反应，H+向碳棒移动，D不符合题意。
6.某原电池装置如图所示，电池总反应为。下列说法正确的是（ ）。
A．负极反应是 B．通过交换膜的阳离子是
C．正极反应是 D．左室中浓度不变
【答案】C
【解析】电解质溶液为盐酸溶液，所以根据电池总反应可知负极反应为 Ag-e-+Cl-=AgCl，A错误；由于Ag+与Cl-结合生成了氯化银，所以通过阳离子交换膜的是H+，B错误；根据电池总反应，分析化合价可知，正极反应是Cl2+2e-=2Cl-，C正确；通过交换膜的阳离子是H+，所以左室中H+浓度减小，D错误。
7.按下列选项要求组成的原电池中，原电池的总反应为Cu+2Ag+=Cu2++2Ag的是（　　）。
选项 A B C D
电极材料 Ag、C Cu、Ag Cu、Zn Cu、Ag
电解质溶液 CuSO4(aq) CuSO4(aq) AgNO3(aq) AgNO3(aq)
【答案】D
【解析】根据题述原电池的总反应可知，Cu的化合价升高，失电子，Cu作负极。Ag+得电子，被还原成Ag，电解质溶液应含有Ag+，另一个电极应为比Cu不活泼的导电物质，则D符合题意。
8. 利用微生物中的芽孢杆菌来处理宇航员排出的粪便，同时能得到电能。氨气与氧气分别通入燃料电池两极，最终生成常见的无毒物质，示意图如图所示。下列说法错误的是（　　）。
A. H+ 从a电极移向b电极
B. 负极区发生的反应是2NH3 – 6e- = N2 +6H+
C. 当标准状况下2.24LO2被还原，则a向b电极转移0.4mol电子
D. 工作一段时间后电解质溶液的pH值不变
【答案】D
【解析】燃料电池中通入燃料的电极为负极，通入空气或氧气的电极为正极，氨气与氧气分别通入燃料电池两极，因此通入氨气的电极为负极，即电极a为负极，通入氧气的电极为正极，即电极b为正极，二者最终生成常见的无毒物质，生成氮气和水，结合原电池原理分析解答。
原电池中阳离子向正极移动，因此H+ 从a电极移向b电极，A正确；负极上氨气失去电子发生氧化反应生成氮气，负极的反应式为2NH3 – 6e- = N2 +6H+，B正确；标准状况下2.24LO2的物质的量为0.1mol，还原生成-2价的O，则a向b电极转移0.4mol电子，C正确；该电池的总反应是氨气与氧气生成氮气和水，溶液中氢离子浓度减小，pH值增大，D错误。
9.熔融钠-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 (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
C．Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极
D．该电池是以 为隔膜的二次电池
【答案】C
【解析】Na2S4属于离子化合物，4个硫原子间形成三对共用电子对，电子式为 ，A不符合题意； 放电时发生的是原电池反应，正极发生还原反应，电极反应为 ，B不符合题意；放电时，Na为电池的负极，正极为硫单质，C符合题意；放电时，该电池是以钠作负极，硫作正极的原电池，充电时，是电解池， 为隔膜，起到电解质溶液的作用，该电池为二次电池，D不符合题意。
10.镁-空气电池是一种新型燃料电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ）。
A．金属Mg电极为负极
B．电子流向：Mg电极→导线→空气电极→电解质溶液→Mg电极
C．电池总反应：2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2
D．回收后的氢氧化镁经一系列转化可重新制成镁片循环利用
【答案】B
【解析】镁-空气电池中镁为活泼金属，作原电池的负极，发生失电子的氧化反应，正极氧气发生得电子的还原反应，据此结合原电池原理分析解答。根据上述分析可知，金属Mg电极为负极，发生氧化反应，A正确；电子从原电池的负极经导线流向原电池的正极，上述装置中，电子流向：Mg电极→导线→空气电极，电子不能进入电解质溶液，B错误；电池的负极，镁失去电子生成镁离子，正极氧气得电子生成氢氧根离子，氢氧根离子与镁离子结合生成氢氧化镁沉淀，其电极总反应为2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2，C正确；回收后的氢氧化镁加入盐酸生成氯化镁溶液，再经蒸发浓缩、在HCl氛围下冷却得到氯化镁晶体后，再进一步得到无水氯化镁，最后电解熔融氯化镁可重新制成镁片循环利用，D正确。
11.电化学NH3检验器的工作原理如图所示。该检验器在NH3浓度较高时会亮灯。在此过程中NH3被无害化氧化处理。下列说法中不正确的是（ ）。
A．当通过电路的电子达到0.3 mol时，有1.7 g NH3被氧化
B．当反应中消耗0.1 mol NH3时，消耗16.8 L O2
C．电解质KOH溶液的pH值在亮灯时会变小
D．负极的电极反应为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
【答案】B
【解析】由图可知，b极氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，为正极，则a为负极；在此过程中NH3被无害化氧化处理，则氨气发生氧化反应生成氮气。氨气在负极发生氧化反应，反应为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，当通过电路的电子达到0.3 mol时，有0.1 mol NH3被氧化，质量为1.7 g，A正确；不确定是否为标准状况，不能计算消耗氧气的体积，B错误；总反应为3O2+4NH3=2N2+6H2O，反应中生成水，氢氧化钾浓度减小，碱性变弱，故电解质KOH溶液的pH值在亮灯时会变小，C正确；由A分析可知，负极的电极反应为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，D正确。
12.综合如图判断，下列说法正确的是（ ）。
A．装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋
B．装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动
D．放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大
【答案】D
【解析】装置I的负极反应为Zn-2e-=Zn2+，装置II中负极反应为Fe-2e-=Fe2+,A错误；
装置I正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，装置II中正极反应是2H++2e-=H2，B错误；
装置I盐桥中的阳离子向左侧烧杯移动，装置II中盐桥中的阳离子向右侧烧杯移动，C错误；放电过程中，装置I左侧烧杯中产生OH-，pH增大，装置II右侧烧杯中溶液消耗H+，pH增大，D正确。
13.微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含 CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是（　　）。
A．负极反应为
B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
C．当电路中转移1 mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5 g
D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1
【答案】B
【解析】a极为负极，CH3COOˉ失电子被氧化成CO2和H+，结合电荷守恒可得电极反应式为CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+，A不符合题意；为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，即a极，则隔膜1为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极，即b极，则隔膜2为阳离子交换膜，B符合题意；当电路中转移1 mol电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有1 mol Clˉ移向负极，同时有1 mol Na+移向正极，即除去1 mol NaCl，质量为58.5 g，C不符合题意；b极为正极，水溶液为酸性，所以氢离子得电子产生氢气，电极反应式为2H++2eˉ=H2↑，所以当转移8 mol电子时，正极产生4 mol气体，根据负极反应式可知负极产生2 mol气体，物质的量之比为4:2=2:1，D不符合题意。
14.氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30% KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：2H2 + 4OH-－4e- = 4H2O、O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 据此作出判断，下列说法中正确的是（　　）。
A．O2在正极发生氧化反应
B．燃料电池的能量转化率可达100%
C．工作一段时间后电解质溶液中OH-的物质的量浓度增大
D．产物为无污染的水，属于环境友好电池
【答案】D
【解析】由电极反应式可知，通入O2的一极为电池的正极，发生还原反应，A不符合题意；氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置，还会伴有热能等能量的释放，能量转化率不会达100%，B不符合题意；从电极反应式可知，电池工作中，反应生成水，一段时间后电解质溶液中OH-的物质的量浓度减小，C不符合题意；氢氧燃料电池产物是水，对环境无污染，且能量转化率高，D符合题意。
15.我国研究的新型电池，为的治理和再利用提供了新的研究思路，其工作原理如图所示。电池放电时的总反应为2Li+NO2=Li2O+NO。下列有关该电池工作时的说法不正确的是（ ）。
A．外电路电流的方向：b极→电流表→a极
B．b极的电极反应：
C．当外电路通过1 mol电子时，b极质量增加15 g
D．电解液中向a极附近迁移
【答案】D
【解析】由放电时的总反应为2Li+NO2=Li2O+NO，Li元素化合价升高，则a极为负极，电极反应式为Li-e-=Li+，b极为正极，N元素化合价降低，电极反应式为NO2+2e-+2Li+=Li2O+NO。分析可知，a极为负极，b极为正极，电流从正极流向负极，即外电路电流的方向：b极→电流表→a极，A正确；b极为正极，N元素化合价降低，发生还原反应，电极反应式为NO2+2e-+2Li+=Li2O+NO，B正确；2e-~Li2O，当外电路通过1 mol e-时，b极生成0.5 mol Li2O，b极增加的质量为0.5 mol×
30 g/mol=15 g，C正确；电解质中阳离子移向正极，则电解液中Li+向b极附近迁移，D错误。
第Ⅱ卷（非选择题）
二、非选择题：包括第16题~第19题4个大题，共55分。
16.化学电池的发明，是贮能和供能技术的巨大进步。
（1）如图所示装置中，Zn片是　 　(填“正极”或“负极”)。
（2）如图所示装置可将　 　(写离子反应方程式)反应释放的能量直接转变为电能；能证明产生电能的实验现象是　 　。
（3）下列反应通过原电池装置，可以实现化学能直接转化为电能的是　 　(填序号)。
①2H2＋O22H2O
②Cu＋2Ag+=Cu2+＋2Ag
③NaOH+HCl=NaOH+H2O
【答案】（1）负极
（2）Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ 电流表指针偏转
（3）①②
【解析】（1）如图所示装置为原电池，Zn比Cu活泼，Zn失电子作负极。（2）该电池的总反应为Zn+H2SO4= Zn SO4+H2↑，通过该原电池装置将化学能转化为电能，反应过程中电流表的指针会发生偏转，则离子反应方程式为Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑；能证明产生电能的实验现象是电流表指针偏转。（3）放热的氧化还原反应才可以设计为原电池反应。①反应2H2+O2=2H2O是放热的氧化还原反应，可以设计为原电池，①正确；②反应Cu+2Ag+=Cu2++2Ag是放热的氧化还原反应，可以设计为原电池，②正确；③NaOH+HCl=NaOH+H2O是非氧化还原反应，不可以设计为原电池，③不正确；故合理选项是②①。
17.现有如图原电池装置，插入电解质溶液前Cu和Fe电极的质量相等。
（1）当电解质溶液为稀硫酸时，铁片作　 　极，铜片上的现象是　 　。图I中箭头的方向表示　 　(填“电子”或“电流”)的流向。
（2）当电解质溶液为某溶液时，两极(用M、N表示)的质量变化曲线如图II所示，则该电解质溶液可以是下列中的　 　(填字母)。
A．稀硫酸 B．CuSO4溶液 C．稀盐酸 D．FeSO4溶液
若电解液为所选溶液，则电极N的电极反应式为　 　，溶液中阳离子移动方向是　 　，m=　 　g。
【答案】（1）负 有无色气体生成 电流
（2）B Cu2++2e－=Cu 从M极流向N极 9.2
【解析】(1)根据分析，当电解质溶液为稀硫酸时，铁片为负极，铜片为正极，氢离子在正极上得电子转化为氢气，电极反应为2H++2e-=H2↑，正极上的现象是有无色气体生成；原电池中电子经过导线由负极流向正极，电流的方向与电子流向相反，故图I中箭头的方向由正极指向负极，则表示的为电流的流向。(2)当电解质溶液为某溶液时，两极(用M、N表示)的质量变化曲线如图II所示可知，N电极的质量增加，M电极的质量减少。若稀硫酸为电解质溶液时，铁为负极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，铜为正极，电极反应为2H++2e-=H2↑，铁电极质量减少，铜电极质量不变，A错误；
若CuSO4溶液为电解质溶液时，铁为负极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，铜为正极，电极反应为Cu2++2e－=Cu，铁电极质量减少，铜电极质量增大，B正确；若稀盐酸为电解质溶液时，铁为负极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，铜为正极，电极反应为2H++2e-=H2↑，铁电极质量减少，铜电极质量不变，C错误；若FeSO4溶液为电解质溶液时，不能形成自发进行的氧化还原反应，不能构成原电池，铁电极和铜电极质量不变，D错误；若电解液为CuSO4溶液，铁电极质量减少，铜电极质量增大，结合图示，则电极N代表铜电极，为正极，电极反应式为Cu2++2e－=Cu，M代表铁电极，为负极；原电池中，阳离子向正极移动，则溶液中阳离子移动方向是从M极流向N极，根据图示，M电极减少的质量=6 g-3.2 g=2.8 g，即铁电极的质量减少2.8 g，消耗铁电极的物质的量为=0.05 mol，根据电极反应：Fe-2e-=Fe2+、Cu2++2e－=Cu可知，消耗1 mol铁电极转移2 mol电子，同时生成1 mol铜，则消耗0.05 mol铁电极，转移0.1 mol电子，生成0.05 mol铜，则铜电极增加的质量=0.05 mol×
64 g/mol=3.2 g，则m=3.2 g+6 g=9.2 g。
18.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)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为_ __。当线路中转移0.4 mol电子时，则被腐蚀铜的质量为 g。(已知：铜的相对原子量是64)
(2)将铝片和铜片用导线相连，一组插入氢氧化钠溶液中，一组插入浓硝酸中，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
(3)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：
该酸式氢氧燃料电池的负极电极反应式是 ，正极电极反应式是 ，电池工作一段时间后电解质溶液pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】（1）Cu 12.8 （2）A （3）H2-2e-=2H+ O2+4e-+4H+=2H2O 增大
【解析】(1)该电池反应中铜失去电子发生氧化反应，作负极，当线路中转移2 mol电子时腐蚀1 mol Cu，当线路中转移0.4 mol电子时，腐蚀的铜的物质的量为0.2 mol，质量为0.2 mol×64 g/mol=12.8 g。(2)插入氢氧化钠溶液中，金属铜和氢氧化钠溶液不反应，铝和氢氧化钠溶液发生自发的氧化还原反应，此时金属铝作负极，铜作正极；插入浓硝酸溶液中，金属铝会发生钝化，金属铜和浓硝酸之间发生自发的氧化还原反应，此时金属铜作负极，金属铝作正极；故选A。(3) 氢氧燃料电池中通入氢气的一极发生氧化反应，为负极，电极反应为H2-2e-=2H+；通入氧气的一极发生还原反应，为正极，电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O；根据正负极反应可知总反应为O2+2H2=2H2O，电池工作一段时间后，生成水，使溶液的体积增大，则硫酸的浓度减小，酸性减弱，pH增大。
19.人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。请回答下列问题。
(1)请你利用下列反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+设计一个化学电池，并回答下列问题：
①该电池的负极材料是 ，电解质溶液是 。
②在外电路中，电子方向是从 极到 极。
(2)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，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
(3)“神舟九号”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将 能转化为 能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。在紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2，其负极的电极反应式为 。
(4)目前正在研发的高能量密度燃料电池车，是以肼(N2H4)燃料电池作为动力来源，电池结构如图所示。
①起始时正极区与负极区KOH溶液浓度相同，工作一段时间后，KOH浓度较大的是 (填“正”或“负”)极区。
②该电池负极的电极反应式为 。
【答案】（1）①Cu AgNO3溶液 ②负 正 （2）B
（3）光 电 Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
（4）①正 ②N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O
【解析】原电池中，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，电子从负极流出，电子沿着导线流向正极，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，据此回答。(1)①据分析，反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+中，铜为还原剂，故该电池的负极材料是Cu，电解质溶液是可溶性银盐，故为硝酸银。②在外电路中，电子是从负极沿着导线流到正极。(2)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，铝在浓硝酸中发生钝化，实际反应为铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应中铜失去电子，故负极为铜；插入烧碱溶液中，铜不与氢氧化钠溶液反应，铝和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，反应中铝失去电子，负极为铝；故选B。(3)飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将光能转化为电能；按应急电池工作原理Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2知，放电时，锌为负极，锌失去电子被氧化，在碱性环境中生成氢氧化锌，故负极的电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。(4) ①燃料电池工作时，氧气为正极反应物，氧气得电子被还原，正极电极反应式为O2 ＋2H2O＋4e- ＝4OH-；故工作一段时间后，KOH浓度较大的是正极区。②该电池负极反应物为肼，由图知，肼失去电子被氧化为氮气，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O。

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