2024届高三化学二轮专题训练：原电池
一、单选题
1．（2023春·湖北·高三校联考期中）氢燃料电池车是北京冬奥会期间的交通服务用车，酸性氢燃料电池的构造如图所示。其电池反应方程式为：，下列说法不正确的是
A．多孔金属b作正极
B．正极的电极反应为：
C．电池工作时，电解质溶液可以是稀硫酸
D．多孔金属a上，发生氧化反应
2．（2023·全国·高三专题练习）我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO2电池，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的H2O解离成H+和OH—，工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．a膜是阴离子膜，b膜是阳离子膜
B．充电时Zn电极反应式为Zn+4OH——2e—=
C．放电时多孔Pd纳米片附近pH升高
D．当放电时，复合膜层间有lmolH2O解离时，正极区溶液增重23g
3．（2023·全国·高三专题练习）2021年，中科院固体物理研究所在以有机物HMF()作为燃料的燃料电池研究中取得新进展，合成了负载在炭黑上的铂与硫化镍纳米颗粒双功能催化剂(PtNiSx/CB)，实现了在输出能量的同时将燃料转变为更高价值的产品。反应装置如图1所示，反应时间和负极产品百分含量关系如图2所示，下列说法正确的是
A．a比b的电势高
B．HMF转化为HMFCA ( )的电极反应式为—e—+OH—= +H2O
C．OH—由左池进入右池
D．制备FDCA需要燃料电池工作60min以上
4．（2023春·四川成都·高三校考阶段练习）某原电池的结构示意图如图。下列说法正确的是
A．稀硫酸和导线都是离子导体
B．电流的流动方向为：锌→导线→铜→稀硫酸→锌
C．在铜电极上氢离子得到电子而放出氢气，发生还原反应
D．铜锌原电池工作时，若有6.5g锌被溶解，电路中就有0.1mol电子通过
5．（2023·北京·高三统考专题练习）以氨为燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)具有广阔的应用前景，一种氧离子导电8OFC的工作原理如图所示(NH3在催化剂作用下先分解为N2和H2)。下列说法不正确的是
A．H2在负极放电
B．正极的电极反应：
C．外电路转移，理论上生成4molH2O
D．O2-向负极移动
6．（2023·全国·模拟预测）某科研团队设计的酶—光电化学电池可同时在电池两室分别实现两种酶催化转化，原理如图所示。下列说法错误的是
A．该电池工作过程中实现了光能转化为化学能
B．氢离子从ITO电极向Mo：BiVO4电极方向迁移
C．Mo：BiVO4电极上的反应式为：2H2O-2e-=H2O2+2H+
D．消耗lmol同时生成1mol
7．（2023春·重庆沙坪坝·高三重庆一中校考阶段练习）盐酸羟胺主要用作还原剂和定影剂。以外排烟气中的以及、盐酸为原料通过电化学方法一步制备盐酸羟胺的装置示意图如下。下列说法错误的是
A．制备总反应方程式为
B．该电化学装置中的离子交换膜最好选择质子交换膜
C．制备过程中，Pt电极所在极室溶液的pH基本保持不变
D．每生成1mol盐酸羟胺，电路中转移电子的物质的量：
8．（2023·全国·高三统考专题练习）某HCOOH-空气燃料电池工作原理如图所示(离子交换膜只允许K+离子通过)。下列说法错误的是
A．该电池工作时K+离子从Pt1电极迁移至Pt2电极
B．Pt1的电极反应式为：HCOOH+3OH--2e- =+2H2O
C．Pt2的电极反应式为：O2+2e-+2H2O=4OH-
D．该电池实现了物质制备和发电的结合
9．（2023秋·河北邯郸·高三统考期末）工业废气H2S经资源化利用后可回收能量并得到单质硫，反应原理为2H2S+O2=S2 +2H2O。H2S燃料电池的工作原理如图所示。
下列有关说法正确的是
A．X为O2
B．电池工作时，电流由电极a经负载流向电极b
C．电池工作一段时间后，质子固体电解质膜中H+的量不变
D．若电路中通过2 mol电子，则可得到64 gS2
10．（2023·全国·高三专题练习）北京化工大学开发的一种流动电池的原理如图所示，其主要特点是可以通过电解质溶液的循环流动，在电池外部调节电解质溶液，以保持电池内部电极周围溶液浓度的稳定。下列有关说法不正确的是
A．调节电解质溶液的方法是补充
B．a极为负极，b极为正极
C．电池总反应为
D．该电池工作时，电极附近溶液的增大
11．（2023秋·天津南开·高三统考期末）碳固体氧化物电池是一种高效、环境友好的燃料电池。电池工作时，物质的转化原理如图所示。下列说法正确的是
A．多孔电极a为负极
B．多孔电极b的反应：CO-2e-+O2-=CO2
C．整个装置的总反应：CO2+C=2CO
D．该电池能将碳燃料产生的能量100%转化为电能
12．（2023秋·贵州贵阳·高三统考期末）燃料电池的装置如图所示，电池工作时，下列说法错误的是
A．将化学能转化为电能
B．电极b上发生氧化反应
C．总反应式为
D．向电极a方向迁移
二、多选题
13．（2023春·河南南阳·高三南阳中学校考阶段练习）NO2、O2和熔融KNO3可作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，Y可循环使用。下列说法正确的是
A．放电时，NO向石墨Ⅱ电极迁移
B．电池总反应式为4NO2+O2=2N2O5
C．石墨Ⅱ附近发生的反应为2N2O5+O2+4e-=4NO
D．当外电路通过4mole-，负极上共产生2molN2O5
14．（2023春·山东烟台·高三山东省招远第一中学校考期中）某科研机构研发的NO—空气燃料电池的工作原理如图所示，下列叙述正确的是
A．a电极为电池负极
B．电池工作时H+透过质子交换膜从左向右移动
C．b电极的电极反应：NO—3e—+2H2O=4H++NO
D．当外电路中通过0.2mol电子时，a电极消耗O2的体积1.12L
三、原理综合题
15．（2023春·山西吕梁·高三统考期中）氮的氧化物是造成大气污染的主要成分之一，降低氮氧化物的排放可改善大气质量。
(1)已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+181kJ mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=-221kJ mol-1
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H3=-747kJ mol-1
碳完全燃烧时的热化学方程式为______。
(2)向密闭反应器中按n(NO)：n(CO)=1：1投料，发生(1)中的反应③。不同温度下，反应达到平衡时，NO的平衡转化率随压强的变化曲线如图所示。
①曲线a、b对应温度较低的是______(填“曲线a”或“曲线b”)。
②M点时混合气体的平均相对分子质量为______(结果保留两位小数)。
(3)一定温度下，向恒容密闭容器中通入1molNO、1molCO，发生(1)中的反应③。测得容器中混合气体的压强(p)随时间(t)的变化关系如表所示。
t/min 0 1 2 3 4 5
p/kPa 200 185 173 165 160 160
①反应开始到刚达平衡状态的时间段内，v(CO)=______kPa·min-1，该反应条件下的平衡常数Kp=_____(kPa)-1(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。该反应中正反应速率v正=k正·p2(NO)·p2(CO)，逆反应速率v逆=k逆·p(N2)·p2(CO2)，则该温度下，该反应的k正_____ (填“＞”“＜”或“=”)k逆。
②能判断反应已达到化学平衡状态的是______(填字母序号)。
A．N2和CO2的浓度比保持不变 B．容器中熵值保持不变
C．2v正(NO)=v逆(N2) D．气体的密度保持不变
(4)工业上利用电化学方法处理NO的原理如图所示。正极的电极反应式为______。
16．（2023春·宁夏石嘴山·高三石嘴山市第三中学校考阶段练习）为倡导“节能减排”和“低碳经济”，降低大气中的含量及有效地开发利用，科学家正在研究如何将转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：。
(1)下图表示该反应过程中能量变化，则该反应为_______反应(填“吸热”或“放热”)，判断依据是_______；
(2)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置。
①该电池正极的电极反应式为：_______；
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为：_______；
(3)已知在常温常压下：
①
②
③
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：_______；
(4)为了消除污染，在一定条件下，向含有甲醇的废水中加入一定量的稀硝酸，会有等物质生成。若参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为6：5，写出该反应的化学方程式_______；在此反应过程中若消耗32g甲醇，将转移_______mol电子。
17．（2023春·安徽黄山·高三屯溪一中校考期中）任何化学反应都伴随着能量的变化，通过化学反应，化学能可转化为热能、光能、电能等不同形式的能量。
(1)用图甲、乙所示装置进行实验，请回答下列问题：
①以下叙述中，正确的是___________。
a．甲中锌片是负板，乙中铜片是正极 b．两烧杯中铜片表面均有气泡产生
c．两烧杯中溶液的pH均增大 d．乙装置溶液中向锌片移动
②若将乙装置中稀硫酸溶液换成硫酸铜溶液，当反应过程中有0.4mol电子转移，则电解质溶液___________(填“增加”或“减少”)的质量为___________克。
(2)将Mg和Al作为电极材料，设计成原电池装置：若电解质溶液为氢氧化钠溶液，负极的电极反应为___________。
(3)某种燃料电池的工作原理示意图如图所示，a、b均为惰性电极。假设使用的“燃料”是甲醇()，a极的电极反应式为___________：放电时，___________(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
18．（2023·河南郑州·统考一模）金属锌具有储量丰富、电池理论容量高、氧化还原电位低、对环境友好等诸多优势；锌的化合物在防腐、电镀、医学、纺织等领域有诸多应用。
(1)一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示。放电结束后对左侧电极片进行紫外测试，可观测到在765nm处有一个较强的吸收峰，在615nm处有一个肩峰，与标准图像吻合。(注：可溶于水，强碱性环境下最终转化为)。
①该电池中b膜为_______离子交换膜。(填“阴”或“阳”)
②该电池正极的电极反应式为_______；当电路中转移1mol电子时，电极质量减少_______g。
(2)的浓溶液可形成配合酸，因此浓溶液常用作除锈剂。的溶液的酸性就相当千的酸。根据以上信息，请写出的浓溶液除铁锈的化学方程式_______。
(3)已知难溶于水，在强碱溶液中发生反应，下图是二价锌在水溶液中的存在形式与pH的关系，其中c为或浓度的值。
①_______。
②向的溶液中加入等体积的HCl后，体系中的Zn元素主要以_______(写微粒符号)形式存在。
参考答案：
1．B
【详解】A．通入氧气的一极为正极，A正确；
B．溶液为酸性环境，故正极的电极反应式为 ，B错误；
C．从图看，电解质为酸性溶液，故可以是稀硫酸，C正确；
D．氢气的一极为负极，氢气失去电子发生氧化反应，D正确；
故选B。
2．D
【分析】由图可知，a膜是释放出氢离子的阳离子交换膜，b膜是释放出氢氧根离子的阴离子交换膜，放电时，锌电极为原电池的负极，释放出的氢氧根离子向负极移动，碱性条件下锌在负极失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子，电极反应式为Zn+4OH——2e—=，多孔Pd纳米片为正极，释放出的氢离子向正极移动，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2H++2e—=HCOOH，充电时，与直流电源负极相连的锌电极为阴极，四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和氢氧根离子，电极反应式为+2e—= Zn+4OH—，释放出的氢离子向正极移动中和溶液中的氢氧根离子，多孔Pd纳米片为阳极，释放出的氢氧根离子向阳极移动，碱性条件下甲酸在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为HCOOH+2 OH——2e—= CO2+2H2O。
【详解】A．由分析可知，a膜是释放出氢离子的阳离子交换膜，b膜是释放出氢氧根离子的阴离子交换膜，故A错误；
B．由分析可知，充电时，锌电极为阴极，四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和氢氧根离子，电极反应式为+2e—= Zn+4OH—，释放出的氢离子向正极移动中和溶液中的氢氧根离子，故B错误；
C．由分析可知，放电时，多孔Pd纳米片为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2H++2e—=HCOOH，甲酸在氯化钠溶液中电离出氢离子使电极附近溶液pH减小，故C错误；
D．由分析可知，放电时，多孔Pd纳米片为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2H++2e—=HCOOH，复合膜层间有lmol水解离时，外电路转移1mol电子，则正极增加的质量为(1mol×44g/mol×+1mol×1g/mol)= 23g，故D正确；
故选D。
3．D
【分析】由图可知，a电极为燃料电池的负极，60min前HMF在负极失去电子发生氧化反应转化为HMFCA，60min后HMF在负极失去电子发生氧化反应转化为FDCA，b电极为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子。
【详解】A．由分析可知，a电极为燃料电池的负极，b电极为正极，则b电极电势高于a电极，故A错误；
B．由分析可知，a电极为燃料电池的负极，60min前HMF在负极失去电子发生氧化反应转化为HMFCA，电极反应式为 —2e—+2OH—=+H2O，故B错误；
C．由分析可知，a电极为燃料电池的负极，b电极为正极，则氢氧根离子由右池进入左池，故C错误；
D．由分析可知，60min后HMF在负极失去电子发生氧化反应转化为FDCA，故D正确；
故选D。
4．C
【详解】A．稀硫酸溶液是离子导体，导线是电子导体，故A错误；
B．该装置是原电池，电子从负极流向正极，电子不能通过溶液，故电子从锌→导线→铜，故B错误；
C．锌电极为负极，失去电子生成锌离子，发生氧化反应，在铜电极上氢离子发生还原反应，得到电子而放出氢气，故C正确；
D．锌电极上的电极反应为Zn+2e-=Zn2+，若有6.5g锌被溶解即0.1mol，电路中就有0.2mol电子通过，故D错误；
故答案为C。
5．C
【分析】一种氧离子导电8OFC的工作原理如图所示(在催化剂作用下先分解为和)，在负极放电失电子生成H2O，电极方程式为：，在正极得电子生成，电极方程式为：。
【详解】A．由图可知，在催化剂作用下先分解为和，在负极失电子生成H2O，故A正确；
B．由图可知，在正极得电子生成，电极方程式为：，故B正确；
C．在负极失电子生成H2O，电极方程式为：，外电路转移，理论上生成3mol，故C错误；
D．原电池中阴离子向负极移动，则向负极移动，故D正确；
故选C。
6．B
【分析】该结构是酶—光电化学电池，由电子移动的方向可知ITO电极为正极，Mo：BiVO4电极为负极，FMN(H2)在正极转化为FMN，H2O在负极失去电子生成H2O2和H+，以此解答。
【详解】A．该电池是光电化学电池，工作过程中实现了光能转化为化学能，故A正确；
B．原电池结构中，阳离子向正极移动，则氢离子从Mo：BiVO4电极向ITO电极移动，故B错误；
C．由分析可知，BiVO4电极为负极，H2O在负极失去电子生成H2O2和H+，电极方程式为：2H2O-2e-=H2O2+2H+，故C正确；
D．由图可知，正极和H2反应生成 ，负极得到和H2O2反应生成 ，而生成1molH2和1mol H2O2转移的电子数相等，则消耗lmol同时生成1mol，故D正确；
故选B。
7．D
【详解】A．根据以及、盐酸为原料制备盐酸羟胺， 制备总反应方程式为，故A正确；
B．根据电极反应，左边氢气失去电子变为氢离子，右边变为需要不断消耗氢离子，因此该电化学装置中的离子交换膜最好选择质子交换膜，氢离子从左边不断移动到右边，故B正确；
C．制备过程中，Pt电极为负极，氢气失去电子变为氢离子，氢离子穿过交换膜进入到右室，转移多少电子，生成多少氢离子，就会向右移动多少氢离子，因此Pt电极所在极室溶液的pH几乎不变，故C正确；
D．根据总反应方程式，生成2mol，转移(4x+2)mol电子，则每生成1mol盐酸羟胺，电路中转移电子的物质的量：，故D错误。
综上所述，答案为D。
8．C
【分析】根据上述装置可知，HCOOH-空气碱性燃料电池中，HCOOH作负极，发生失电子的氧化反应，根据反应物和生成物可知，该电极反应式为：HCOOH+3OH--2e- =+2H2O，正极Pt2上氧气得电子生成水，其电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，据此分析解答。
【详解】A．原电池工作中，阳离子从负极会移向正极，则上述装置中，工作时K+离子从Pt1电极迁移至Pt2电极，A正确；
B．根据上述分析可知，Pt1的电极反应式为：HCOOH+3OH--2e- =+2H2O，B正确；
C．根据上述分析可知，Pt2的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，C错误；
D．该装置实现了化学能到电能的转化，也制备得到了KHCO3，D正确；
故选C。
9．C
【分析】H2O在电极b上产生，结合“质子固体电解质膜”可知，电极b的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，电极b为正极，则电极a为负极，电极反应式为2H2S-4e-=S2+4H+。
【详解】A．由分析可知，电极a上的电极反应式为：2H2S-4e-=S2+4H+，X为H2S，A错误；
B．由分析可知，电极a为负极，电极b为正极，电池工作时，电子由电极a经负载流向电极b，而电流流向与电子流向相反，由电极b经负载流向电极a，，B错误；
C．由分析可知，电极a反应式为：2H2S-4e-=S2+4H+，电极b反应式为O2+4H++4e-=2H2O，转移电子数相同时，a电极生成氢离子数等于b电极消耗氢离子数，因此，电池工作一段时间后，质子固体电解质膜中H+的量不变，C正确；
D．根据电极a的电极反应式：2H2S-4e-=S2+4H+，电路中通过2mol电子，可得到0.5mol S2，其质量为32g，D错误；
故选C。
10．A
【分析】通常情况下，金属作负极，故a(Cu)极作负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，b(PbO2)极作正极，电板反应式为PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O，由正负极电极方程式可知，电池总反应为。
【详解】A．由分析可知，电池总反应为，反应消耗，故调节电解质溶液的方法是补充，故A错误；
B．由分析可知，a极为负极，b极为正极，故B正确；
C．由分析可知，电池总反应为，故C正确；
D．b(PbO2)极作正极，电板反应式为PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O，消耗H+，所以PbO2极附近溶液的pH增大，故D正确；
故选A。
11．B
【分析】根据电子移动方向判断，电子流入的a为正极，电子流出的b为负极，氧气在正极上发生还原反应，O2+4e-=2O2-；CO在负极上发生氧化反应，CO-2e-+O2-=CO2，以此分析；
【详解】A．根据分析，a为正极，A错误；
B．CO在b极发生氧化反应，则电极反应式为CO-2e-+O2-=CO2，B正确；
C．根据分析，总反应式为2CO+O2=2CO2，C错误；
D．总反应中产生的CO2一部分转化为CO参加反应，所以碳燃料无法100%转化为电能，D错误；
故答案为：B。
12．D
【分析】该燃料电池的装置中，通入氧气的a电极作正极，电极反应式为；通入氨气的b电极作负极，电极反应式为；总反应为；据此分析解答。
【详解】A．原电池是将化学能转化为电能的装置，A正确；
B．根据分析，b电极作负极，发生氧化反应，B正确；
C．根据分析，总反应式为，C正确；
D．根据分析，a电极作正极，b电极作负极，向电极b方向迁移，D错误；
故选D。
13．BC
【详解】A．NO是阴离子，放电时，应移向电源负极，而石墨Ⅱ电极通入氧气，为电源正极，故A错误；
B．石墨Ⅰ电极通入NO2，为负极，NO2失电子，化合价升高，结合电解质溶液，则负极电极反应式为4NO2- 4e-+ 4NO= 4N2O5，石墨Ⅱ电极通入氧气，为正极，则正极电极反应式为O2+4e+ 2N2O5=4 NO，则总反应式为4NO2+O2=2N2O5，故B正确；
C．石墨Ⅱ电极为正极，其电极反应式为O2+4e+ 2N2O5=4 NO，故C正确；
D．由负极电极反应式可知，当外电路通过4mole-，负极上共产生4molN2O5，故D错误；
答案BC。
14．BC
【分析】由图可知，通入一氧化氮的b电极为燃料电池的负极，水分子作用下一氧化氮在负极失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子和氢离子，通入氧气的a电极为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水。
【详解】A．由分析可知，a电极为原电池的正极，故A错误；
B．由分析可知，a电极为燃料电池的正极，b电极为燃料电池的负极，则电池工作时氢离子透过质子交换膜从左向右移动，故B正确；
C．由分析可知，通入一氧化氮的b电极为燃料电池的负极，水分子作用下一氧化氮在负极失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子和氢离子，电极反应式为NO—3e—+2H2O=4H++NO，故C正确；
D．缺标准状况下，无法计算当外电路中通过0.2mol电子时，a电极消耗氧气的体积，故D错误；
故选BC。
15．(1)
(2) a 34.12
(3) 20 1.6 ＞ B
(4)
【详解】（1）三个反应相加，然后除2即可得到碳完全燃烧的热化学方程式。
（2）①反应三为放热反应，恒压时，温度升高平衡逆移，NO的平衡转化率降低，故温度较低的为曲线a；
②M点NO的平衡转化率为60%，其三段式为：反应过程中气体的总质量不变为30g/mol×1mol+28g/mol×1mol=58g，平衡时气体总物质的量为1.7mol，故M点时混合气体的平均相对分子质量为。
（3）①由表可知，4min时反应达到平衡状态，恒温恒容时，气体物质的量之比等于压强之比，即，解得x=0.8mol，所占分压为80kPa，则v(CO)==20 kPa·min-1；平衡常数Kp=；该温度下＞1，故k正＞k逆；
②A．N2和CO2的浓度比为定值，比值不变不能说明达到平衡状态，A错误；
B．容器中熵值保持不变，说明气体分子数不再发生变化，能说明达到平衡状态，B正确；
C．当v正(NO)= 2v逆(N2)时说明达到平衡状态，C错误；
D．气体的密度，气体总质量不变，恒容体积不变，密度为定值，故密度保持不变不能说明达到平衡状态，D错误；
故选B。
（4）正极NO得电子转化为N2，其电极反应为。
16．(1) 放热 反应物总能量大于生成物总能量
(2) O2+2H2O+4e-=4OH- 2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O
(3)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ΔH=-442.8 kJ/mol
(4) 5CH3OH+6HNO3=3N2↑+5CO2↑+13H2O 6mol
【详解】（1）根据反应过程中能量变化，CO2、H2总能量大于乙醇、水蒸气总能量，说明该反应为放热反应；故答案为放热；反应物总能量大于生成物总能量；
（2）①该装置为甲醇的燃料电池，正极上发生还原反应，电解质溶液为KOH，因此正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-；故答案为O2+2H2O+4e-=4OH-；
②该电池实质为甲醇燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳与KOH反应生成碳酸钾和水，因此电池总反应为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，KOH被消耗，随反应进行pH减小；故答案为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O；
（3）甲醇不完全燃烧生成CO和液态水，其反应方程式为CH3OH+O2=CO+2H2O(l)，根据盖斯定律可知， 得到目标反应方程式，甲醇不完全燃烧的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ΔH=×[(-1275.6)－(-566.0)+(-44)×4]kJ/mol=-442.8 kJ/mol；故答案为CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ΔH=-442.8 kJ/mol；
（4）根据题意，HNO3转化成氮气，N元素化合价降低，即HNO3为氧化剂，甲醇为还原剂，甲醇中碳元素化合价为-2价，令碳元素化合价变化a，根据得失电子数目守恒，有6mol×(5－0)=5mol×a，解得a=6，因此甲醇中碳元素被氧化为+4价CO2，反应方程式为5CH3OH+6HNO3=3N2↑+5CO2↑+13H2O；甲醇的物质的量为=1mol，转移电子物质的量为1mol×6=6mol，故答案为5CH3OH+6HNO3=3N2↑+5CO2↑+13H2O；6mol。
17．(1) cd 增加 0.2
(2)
(3) 正
【分析】第(1)问中，甲图未构成原电池，乙图构成原电池，负极为Zn，正极为Cu；第(2)问中，负极为Al，正极为Mg；第(3)问中a极电子流出，为负极，发生的是甲醇的氧化反应。
【详解】（1）甲图未构成原电池，a错误；甲烧杯中锌片表面有气泡冒出，b错误；两烧杯均消耗稀硫酸，pH增大，c正确；乙图负极为Zn，正极为Cu，向负极锌电极移动，d正确；故选cd。
若将乙装置中稀硫酸溶液换成硫酸铜溶液，则发生反应Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4，当有0.4mol电子转移时，电解质溶液有0.2mol CuSO4转变为了0.2 mol ZnSO4，质量增加0.2克。
（2）Mg与NaOH溶液不反应，Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，故Al为负极，电极反应为：
（3）a极电子流出，为负极，发生的是甲醇的氧化反应，电极反应式为：，放电时，正极产生OH-，负极消耗OH-，故正极附近溶液的碱性增强。
18．(1) 阴 91
(2)6+=2Fe3+(n+3)H2O
(3)
【详解】（1）①电池中，Zn电极为负极，V2O5电极为正极，结合正极、负极电解质溶液及题干所给信息，可得两极电极反应式如下：正极：，负极：，由图可知，电池放电过程，浓硫酸钾变为稀硫酸钾溶液，根据离子移动规则可知，钾离子通过a膜移向正极，硫酸根通过b膜移向负极，则b膜为阴离子交换膜；
②由第一问可知，正极反应为：；根据电极反应式可知，当转移1mol电子时，V2O5溶解0.5mol，则；
（2）由信息可知，为酸，则的浓溶液除铁锈的化学方程式为：6+=2Fe3+(n+3)H2O；
（3）由所给平衡可知pH越大，四羟基合锌离子浓度越大，故曲线①代表Zn2+，②代表：
①由可知，当pH=6时，c(OH-)=10-8mol/L ，c(Zn2+)=0.1mol/L，则；
②向时对应-lgc=1，此时pH>14，c(OH-)>1mol/L，加入等体积的HCl后，c(OH-)>0.3mol/L>0.1mol/L，c(H+)<10-13mol/L，此时pH>13，结合图像可知此时Zn元素主要以形式存在。
