4.2原电池和化学电源同步练习
姓名（）班级（）
一、选择题
1．通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理如图所示，下列说法错误的是
A．a为电池的正极，发生还原反应
B．b极的电极反应为HCHO＋H2O－4e =CO2＋4H+
C．传感器工作过程中，电解质溶液中H+向a极移动
D．外电路中的电流方向为由b到a
2．清华大学某教授开发出一种锂离子电池，在室温条件下可进行循环充放电，实现对磁性的可逆调控。一极为纳米Fe2O3，另一极为金属锂和石墨的复合材料，电解质只传导锂离子。下列说法不正确的是
A．充电时，Fe2O3连接电源的负极，发生氧化反应
B．该电池不能使用氯化锂水溶液作为电解质溶液
C．该电池的正极的电极反应式为Fe2O3+6Li++6e-=3Li2O+2Fe
D．放电时，电池逐渐靠近磁铁，且正极质量增加
3．镁—空气电池的工作原理如图所示，电池反应方程式为：2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。下列有关该电池的说法正确的是
A．氧气在Pt电极表面得到电子，故Pt电极为负极
B．负极的电极反应为Mg-2e-=Mg2+
C．电池工作时，溶液中的Na+由负极移向正极
D．当电路中转移0.04mol电子时，参加反应的O2体积为224mL(标准状况下)
4．将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。该电池中两电极的总质量为，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为。银片上发生的电极反应是
A． B．
C． D．
5．利用微生物燃料电池(MFC)可以将废水中的降解为。某课题组设计出如图所示的微生物燃料电池进行同步硝化和反硝化脱氮研究，下列说法不正确的是
A．电极a的电势比电极b低
B．好氧电极上发生的反硝化反应为
C．鼓入的空气过多，会降低反硝化反应的电流效率
D．每消耗，则理论上可以处理的物质的量为
6．我国科技工作者设计了一种CO2转化的多功能光电化学平台，实现了CO生产与塑料到化学品的协同转化，其原理如下图所示，下列说法错误的是
A．光催化电极的电势：a>b
B．电池工作时，负极区溶液的pH减小
C．正极区的电极反应为CO2 + 2e—+2HCO= CO +2CO+H2O
D．当电路中转移1mol电子时，正极区溶液质量增大39g
7．如图所示为水系锌离子电池，它作为一种新型的二次电池，具有较高的能量密度和功率密度，下列说法不正确的是
A．放电时，负极反应为
B．放电时，每转移1 mol，a电极理论上减少43.5 g
C．充电时，溶液的浓度不断增大
D．充电时，a电极附近溶液的pH减小
8．燃料电池是通过氧化还原反应将燃料化学能转化为电能的装置，原理是氧化还原反应，氢氧燃料电池的构造如图所示。下列说法不正确的是
A．a是电池负极
B．b电极的电极反应为O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O
C．电池工作时，燃料电池工作时不会出现火焰
D．电子由a沿导线流向b，再由b通过电解质溶液流回a
9．一种向外输出电能的同时，又能使水土中重金属离子Cd2+变成沉淀而被除去的电化学装置，其工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．锌棒为该装置的正极
B．电子从锌棒经水土移向碳棒
C．碳棒附近Cd2+转化为Cd而被除去
D．标准状况下，每消耗22.4 LO2，理论上最多能除去2 mol Cd2+
10．某污水处理厂利用微生物电池将镀铬废水中的Cr2O催化还原，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．电池工作过程中电子由a极流向b极
B．b极反应式为Cr2O+14H++6e-=2Cr3++7H2O
C．电池工作过程中，a极区附近溶液的pH增大
D．每处理1 mol Cr2O，可生成33.6 L(标准状况下)CO2
11．含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠设计成微生物电池，将氯苯转化为苯而除去，其原理如图所示(表示苯基，为苯)。下列叙述错误的是
A．N极为电池的正极
B．随温度升高，电池的效率可能降低
C．每生成，有迁入极区
D．极的电极反应式为
12．锂-铜空气燃料电池容量高、成本低。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，放电时发生反应：，下列说法不正确的是
A．Li 为负极，也可将有机电解质换成氯化锂水溶液
B．放电时，正极的电极反应式为
C．放电时，Li+透过固体电解质向 Cu 极移动
D．整个反应过程中，总反应为
13．某原电池的示意图如图，M、N为两种不同的常见金属，X溶液为酸溶液或碱溶液。下列说法正确的是
A．若M电极为Mg，N电极为Al，则M一定为负极
B．若M电极为Fe，N电极为Cu，则M一定为负极
C．若M电极质量减轻，N电极质量一定增加
D．若M电极质量显著减少，则M一定为负极
14．反电渗析是用离子交换膜将海水与淡水隔开，阴阳离子在溶液中定向移动将盐差能转化为电能的电池，原理如图所示。下列叙述错误的是
A．电流由钛电极经负载、石墨电极、电解质溶液回到钛电极
B．CM膜为阳离子交换膜，AM膜为阴离子交换膜
C．电池工作时正极反应为Fe3＋＋e-=Fe2＋
D．含盐水中NaCl的浓度大于海水中NaCl的浓度
15．下列图示操作或装置能达到实验目的的是
A．分离苯和水 B．测定中和反应的 反应热 C．验证铁的金属性比铜强 D．分离乙醇和水
A．A B．B C．C D．D
二、实验题
16．无水氯化铝是有机化工中常用的催化剂，178℃时升华，极易潮解。某化学兴趣小组设计了下列实验。根据所学知识，回答下列问题：
【实验1】利用置换反应制备少量无水氯化铝，实验装置如图。
(1)a中盛放浓硫酸，b中盛放浓盐酸。将a中液体逐滴加入b中。B装置中的试剂为 。
(2)实验时，检验装置气密性后，向D装置的曲颈瓶中加入铝箔，连接好装置，接下来对、进行的操作是 ，然后加热D装置。
(3)F中干燥管内碱石灰的作用是 。
【实验2】利用原电池反应检测金属的活动性顺序，甲、乙两组均使用镁片和铝片作电极，但甲组将电极放入的硫酸中，乙组将电极放入的氢氧化钠溶液中，装置如图所示。
(4)写出甲电池中正极的电极反应式： 。在标准状况下，正极产生气体，得 mol电子。
(5)乙电池中负极为 ，总反应的离子方程式为 。
(6)由此实验，可得到的正确结论有_______(填标号)。
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属活动性不一定比铝的强
C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，已没有利用价值
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
17．某大学开发出纸一样薄的可生物降解锌电池，一化学兴趣小组受到启发，设计出如图所示装置用于探究原电池构成条件。回答下列问题：
(1)甲同学设计了下列实验探究原电池的构成条件。
试验编号 M极材料 N极材料 滤纸浸泡物质 电流计指针是否偏转
1 铝箔 铜箔 稀H2SO4 是
2 铝箔 铜箔 乙醇 否
3 铝箔 铜箔 蔗糖溶液 否
4 铝箔 铜箔 番茄汁(pH≈4) 是
①实验1中电流计指针发生偏转的原因为 (填标号)。
A．铝与铜的活泼性不同 B．稀硫酸为电解质
C．整个装置形成了闭合回路 D．铜不与稀硫酸反应
②实验1中电流计发生偏转的原因之一是溶液中有自由移动的 (填“分子”、“离子”或“电子”)；实验4中，原电池的负极为 (填“铝箔”或“铜箔”)。
(2)乙同学设计了下列实验探究原电池的构成条件。
试验编号 M极材料 N极材料 滤纸浸泡物质 电流计指针是否偏转及偏转方向
5 铝箔 钢箔 稀H2SO4 偏向铝箔
6 铝箔 铝箔 稀H2SO4 不偏转
7 铜箔 铝箔 未知溶液 偏向铜箔
①实验5、6中，所用稀H2SO4的物质的量的浓度相同，N极均观察到有气泡产生，产生气泡较快的是实验 (填“5”或“6”)，原因是 。
②实验7中的未知溶液可能为 (填标号)。
a.浓盐酸 b.浓硝酸 c.NaOH溶液 d.稀硫酸
(3)丙同学按下列材料设计了一原电池，该电池工作时，移向 (填“M”或“N”)极，该电池的正极表面发生的电极反应为 。
M极材料 N极材料 滤纸浸泡物质
铁箔 铜箔 FeCl3稀溶液
三、原理综合题
18．烟道气中含氧NO、、等多种有害气体，合理治理烟道气中具有重要意义。
(1)烟道气中的氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
则反应： (用含、的式子表示)。
(2)利用CO可将NO转化为无害的，其反应为：。在容积均为2L的甲、乙两个恒温(反应温度分别为℃、℃)恒容密闭容器中，分别加入物质的量之比为1∶1的NO和CO，测得各容器中随反应时间t的变化情况如下表所示：
t/min /mol 0 10 20 30 40
甲(℃) 2.00 1.50 1.10 0.80 0.80
乙(℃) 2.00 1.45 1.00 1.00 1.00
①已知，则该反应的△H 0(填“>”或“<”)。
②甲容器达平衡时，体系的压强与反应开始时体系的压强之比为 。
(3)对烟道气中的进行回收再利用具有较高的社会价值和经济价值。
其反应为：
①写出该反应平衡常数表达式 。
②由和CO反应生成S和的能量变化如图甲所示，在恒温恒容的密闭容器中进行反应，对此反应下列说法正确的是 。
a．若混合气体密度保持不变，则已达平衡状态
b．从反应开始到平衡，容器内气体的压强保持不变
c．达平衡后若再充入一定量，新平衡体系混合气体中CO的体积分数增大
d．分离出一部分S，正、逆反应速率均保持不变
(4)用电化学法模拟工业处理对烟道气中的。如图乙装置(电极均为惰性材料)进行实验，可用于制备硫酸，同时获得电能。
①M极发生的电极反应式为 。
②当外电路通过0.2mol电子时，质子交换膜右侧的溶液质量 (填“增大”或“减小”)， g。
19．我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，这对于改变环境、实现绿色发展至关重要。因此，研发CO2利用技术、降低空气中CO2含量成为化学科学家研究的热点。回答下列问题：
(1)利用工业废气中的CO2可制取甲醇，其反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H＜0。为探究用CO2生产燃料CH3OH的反应原理，现进行如下实验：在T℃时，向2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2，进行上述反应，10min时反应达到平衡，0～10min内，H2的反应速率为0.09mol L-1 min-1。该温度下的平衡常数K= (保留三位有效数字)。
(2)电化学法将CO2转化为甲酸。科学家近年发明了一种新型Zn－CO2水介质电池。如图1所示，电极分别为金属铈和选择性催化材料，放电时，CO2被转化为储氢物质甲酸。注：双极隔膜为一层阳离子交换膜和一层阴离子交换膜复合而成，中间为水，作为电解质溶液中H+和OH-的来源。
①放电时，正极电极反应式为 。
②与Zn极室相连的离子交换膜为 。
(3)热化学法将CO2转化为甲醇。CO2催化加氢主要反应有：
反应I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.4kJ mol-1
反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ mol-1
压强分别为p1、p2时，将=1：3的混合气体置于密闭容器中反应，不同温度下平衡时体系中CO2转化率和CH3OH(或CO)选择性如图2所示。
已知：CH3OH(或CO)的选择性=×100%
①曲线①代表的是 的选择性曲线(填“CH3OH”或“CO”)。
②p1 p2(选填“=”、“＞”或“＜”)。
③温度高于250℃，曲线②或曲线③上升的原因是 。
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参考答案：
1．D
【分析】一种燃料电池型甲醛气体传感器中，电极a为正极，氧气得电子结合氢离子生成水，电极b为负极，甲醛失电子生成二氧化碳。
【详解】A．氧气得电子，a为正极，发生还原反应，故A正确；
B．b极是负极，发生失去电子的氧化反应，故电极反应为HCHO+H2O-4e-=CO2+4H+，故B正确；
C．原电池中阳离子向正极移动，则传感器工作过程中，电解质溶液中H+向a极移动，故C正确；
D．原电池中电流由正极经过导线流向负极，则外电路中的电流方向为由a到b，故D错误；
故选：D。
2．A
【详解】A．金属锂和石墨的复合材料为放电时的负极，发生氧化反应，为正极，充电时接电源的正极，发生氧化反应，A错误；
B．金属锂与水反应反应，所以该电池不能使用氯化锂水溶液作为电解质溶液，B正确；
C．为正极，发生反应为，C正确；
D．放电时，正极发生反应，生成铁单质，电池逐渐靠近磁铁，且正极质量增加，D正确；
故选A。
3．D
【分析】该电池是原电池，Mg电极是负极，与正极移过来的氢氧根离子结合生成氢氧化镁，电极反应为：Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2，通氧气的Pt电极为正极，电极反应为：，据此分析。
【详解】A．氧气在Pt电极表面得到电子，故Pt电极为正极，故A错误；
B．负极的电极反应为Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2，故B错误；
C．图中是阴离子交换膜，电池工作时，溶液中的OH-由正极移向负极，故C错误；
D．根据电池反应：2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2，可知氧气与转移电子的关系是：，所以当电路中转移0.04mol电子时，参加反应的O2体积为224mL(标准状况下)，故D正确；
故选D。
4．D
【分析】锌比银活泼，锌能与稀硫酸反应，银不反应，则锌片和银片浸入稀硫酸中组成的原电池中Zn作负极，Ag作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，结合电子守恒、电荷守恒写出反应的电极反应式。
【详解】锌能与稀硫酸反应，银不反应，则锌片、银片和稀硫酸组成的原电池中Zn作负极，Ag作正极，正极上H+得电子生成H2，正极反应式为2H++2e-=H2，故选：D。
5．D
【详解】A．装置为原电池装置，电极上转化为，化合价升高，失电子，作负极，电势低于正极，故A正确；
B．根据电极的提示，以及正极区溶液显酸性，可以写出电极反应式为，故B正确；
C．电极上除发生转化为的反应外，还有副反应，故鼓入的空气过多，会降低的转化率，故C正确；
D．由于电极上有副反应，故每消耗，则理论上可以处理的物质的量应小于，故D错误；
故选D。
6．D
【分析】由图可知，光催化电极a为原电池的正极，碳酸氢根离子作用下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CO2 + 2e—+2HCO= CO +2CO+H2O，光催化电极b为负极，氢氧根离子作用下 在负极失去电子发生氧化反应生成 和水，电极反应式为 —10ne—+15nOH—=5n +(4n+1)H2O，由电荷守恒可知，钾离子通过阳离子交换膜由负极移向正极。
【详解】A．由分析可知，光催化电极a为原电池的正极，光催化电极b为负极，则电极a的电势大于电极b，故A正确；
B．由分析可知，光催化电极b为负极，氢氧根离子作用下 在负极失去电子发生氧化反应生成 和水，电极反应式为 —10ne—+15nOH—=5n +(4n+1)H2O，则电池工作时，负极消耗氢氧根离子，负极区溶液的pH减小，故B正确；
C．由分析可知，光催化电极a为原电池的正极，碳酸氢根离子作用下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CO2 + 2e—+2HCO= CO +2CO+H2O，故C正确；
D．由分析可知，电池工作时，二氧化碳转化为一氧化碳会使溶液的质量增大，钾离子由负极移向正极也会使溶液质量增大，则当电路中转移1mol电子时，正极区溶液质量增大1mol×39g/mol+1mol××16g/mol=47g，故D错误；
故选D。
7．C
【分析】由图可知，放电时，右侧b电极为负极，碱性条件下锌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—2e—＋4OH—=Zn(OH)，溶液中钾离子通过阳离子交换膜加入中间区域，左侧a电极为正极，酸性条件下二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成锰离子和水，电极反应式为MnO2+2e—＋4H+=Mn2++2H2O，溶液中硫酸根离子通过阴离子交换膜进入中间区域；充电时，与直流电源负极相连的右侧b电极做电解池的阴极，左侧a电极为阳极，中间区域的钾离子通过阳离子交换膜进入阳极区，硫酸根离子通过阴离子交换膜进入阴极区。
【详解】A．由分析可知，放电时，右侧b电极为负极，碱性条件下锌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—2e—＋4OH—=Zn(OH)，故A正确；
B．由分析可知，放电时，左侧a电极为正极，酸性条件下二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成锰离子和水，电极反应式为MnO2+2e—＋4H+=Mn2++2H2O，则外电路转移1 mol时，a电极理论上减少1mol××87g/mol=43.5g，故B正确；
C．由分析可知，充电时，中间区域的钾离子通过阳离子交换膜进入阳极区，硫酸根离子通过阴离子交换膜进入阴极区，则硫酸钾溶液的浓度减小，故C错误；
D．由分析可知，充电时，左侧a电极为阳极，水分子作用下锰离子失去电子发生氧化反应生成二氧化锰和氢离子，电极反应式为Mn2++2H2O—2e—=MnO2+2e—＋4H+，放电生成氢离子使a电极附近溶液的pH减小，故D正确；
故选C。
8．D
【分析】该装置为氢氧燃料电池，根据图示中H+的移动方向可知，通入H2的电极a为负极，通入O2的电极b为正极，结合原电池原理作答。
【详解】A．由以上分析可知a为负极，A项正确；
B．电极b为正极，电极b上发生的反应为O2+4e-+4H+=2H2O，B项正确；
C．电池工作时，不存在燃烧现象，没有火焰，C项正确；
D．电极a为负极，电极b为正极，工作时电子由电极a通过导线流向电极b，但不能进入电解质溶液中，D项错误；
故选：D。
9．D
【分析】由题干图示信息可知，Zn作负极，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，石墨电极作正极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，然后水体中的Cd2+与OH-产生Cd(OH)2沉淀而除去，据此分析解题。
【详解】A．由题干图示信息可知，锌棒为该装置的负极，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，A错误；
B．由分析可知，原电池中电子由负极经导线流向正极，电子不能经过溶液，B错误；
C．由分析可知，碳棒附近Cd2+转化为Cd(OH)2沉淀而被除去，C错误；
D．标准状况下，每消耗22.4 LO2即=1mol，理论上可产生4molOH-，故Cd2++2OH-=Cd(OH)2↓最多能除去2 mol Cd2+，D正确；
故答案为：D。
10．C
【分析】由图可知，在b极被还原生成Cr3+，CH3COOH在a极被氧化生成CO2，则a极为负极，b极为正极，据此分析解答；
【详解】A．由上述分析可知，a 为负极，b为正极，电池工作时电子由a极流向b极，A正确；
B．在b极被还原生成Cr3+，结合得失电子守恒及质量守恒可得电极反应式：Cr2O+14H++6e－=2Cr3++7H2O，B正确；
C．a极反应式为CH3COOH+2H2O－8e－=2CO2↑+8H+，由于生成H+，则a极区附近溶液酸性增强，pH减小，C错误；
C．处理1mol Cr2O时转移6mole－，据得失电子守恒可知，负极上生成1.5molCO2，在标准状况下的体积为1.5mol×22.4L·mol－1＝33.6L，D正确；
故选：C。
11．A
【分析】该装置为原电池装置，根据H+移动的方向，M极为正极，根据装置图，正极反应式为Cl-C6H5+H++2e-=C6H6+Cl-，N极为负极，其电极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2+7H+，据此分析。
【详解】A．根据H+移动的方向以及原电池的工作原理，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，即M极为正极，N极为负极，A错误；
B．高温使蛋白质变性失去活性，杀死微生物，使电池的效率降低，B正确；
C．负极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2+7H+，生成1molCO2，转移电子物质的量为4mol，整个电路中通过的电量相同，因此生成1molCO2，有4molH+迁入M极区，C正确；
D．根据上述分析，M极的电极反应式为，D正确；
故选A。
12．A
【分析】由放电的反应方程式可知，锂为燃料电池的负极，锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，电极反应式为Li—e—=Li+，铜为正极，通入空气中的氧气与铜反应生成氧化亚铜，反应的方程式为4Cu+O2=2Cu2O，水分子作用下氧化亚铜在正极得到电子发生还原反应生成铜和氢氧根离子，电极反应式为Cu2O+H2O+2e—=2Cu+2OH—，则整个反应过程中铜为燃料电池的催化剂，总反应为锂与氧气和水反应生成氢氧化锂，反应的化学方程式为4Li+ O2+2H2O=4LiOH。
【详解】A．锂能与水反应生成氢氧化锂和氢气，所以不能将有机电解质换成氯化锂水溶液，故A错误；
B．由分析可知，放电时，铜为正极，水分子作用下氧化亚铜在正极得到电子发生还原反应生成铜和氢氧根离子，电极反应式为Cu2O+H2O+2e—=2Cu+2OH—，故B正确；
C．由分析可知，放电时，锂为燃料电池的负极，铜为正极，则阳离子锂离子透过固体电解质向铜极移动，故C正确；
D．由分析可知，整个反应过程中铜为燃料电池的催化剂，总反应为锂与氧气和水反应生成氢氧化锂，反应的化学方程式为4Li+ O2+2H2O=4LiOH，故D正确；
故选A。
13．D
【详解】A．若M电极为Mg，N电极为Al，X溶液为氢氧化钠溶液，则Al为负极，负极上Al失去电子，Mg为正极，得电子，故A错误；
B．若M电极为Fe，N电极为Cu，X溶液为浓硝酸，Cu能和浓硝酸反应，Cu被氧化，作负极，Al在浓硝酸中钝化，硝酸根在正极铝上得电子被还原为二氧化氮，故B错误；
C．若M电极质量减轻，N电极质量不一定增加，如Mg-Al-氢氧化钠溶液，铝为负极，镁为正极，负极生成Na[Al(OH)4]，正极生成氢气，正极质量不增加，故C错误；
D．一般来说，原电池中相对活泼的一极失去电子，为原电池的负极，若M电极质量显著减少，表示M失去电子，则M一定为负极，故D正确。
答案选D。
14．D
【分析】观察原理图知，钛电极上发生铁离子得到电子的还原反应，钛电极是电池的正极，石墨电极上发生亚铁离子失去电子的氧化反应，石墨电极是电池的负极，正极反应式为：Fe3＋＋e-=Fe2＋，负极电极方程式为：Fe2+-e-= Fe3＋。
【详解】A．观察原理图知，钛电极上发生铁离子得到电子的还原反应，钛电极是电池的正极，石墨电极上发生亚铁离子失去电子的氧化反应，石墨电极是电池的负极，电流由电池正极(钛电极)经负载、石墨负极、电解质溶液回到钛电极，A正确；
B．海水中阳离子(钠离子)向电池正极(钛电极)移动，穿过CM膜，进入河水或正极区，阴离子(氯离子)向电池负极(石墨电极)移动，穿过AM膜进入河水，故CM膜为阳离子交换膜，AM膜为阴离子交换膜，B正确；
C．电池工作时正极发生铁离子得到电子被还原为亚铁离子的反应，故正极反应式为Fe3＋＋e-=Fe2＋，C正确；
D．海水中NaCl的浓度最大，河水中NaCl的浓度最小，经过反电渗析后得到的“含盐水”中NaCl的浓度介于二者之间，D错误；
故选D。
15．A
【详解】A．苯和水互不相溶，可用分液法分离苯和水，故A正确；
B．不锈钢能导热，造成中和反应的热量损失，应选用环形玻璃搅拌器，故B错误；
C．铁在常温下与浓硝酸发生钝化反应，铜与浓硝酸反应生成硝酸铜，在该原电池中Cu做负极，Fe做正极，不能验证铁的金属性比铜强，故C错误；
D．乙醇和水会形成共沸物，不能用蒸馏法分离，故D错误；
故选A。
16．(1)浓硫酸
(2)关闭，打开
(3)吸收过量的气体，防止空气中的水蒸气进入E中
(4) 3
(5) 铝片 或
(6)AD
【分析】本题是一道无机物制备类的实验题，在装置A中由浓硫酸和浓盐酸制备氯化氢，经过装置B干燥后，在装置D中和单质铝反应生成氯化铝，在装置E中收集产物，最后注意用装置F处理尾气和防止空气中水蒸气进入装置E，以此解题。
【详解】（1）若a、b、B三装置中的试剂均为酸的浓溶液，实验原理为浓硫酸滴入浓盐酸中，促进浓盐酸挥发出氯化氢气体，因为无水氯化铝178℃时升华，极易潮解，所以氯化氢气体必须是干燥的，经过浓硫酸干燥，即a、b、B三个装置中的试剂依次为浓硫酸、浓盐酸、浓硫酸；
（2）实验时，检验装置气密性后，向D装置的曲颈瓶中加入铝箔，连接好装置，先关闭，打开，用HCl气体将装置中空气排尽后加热D装置，使产生的氯化氢进入D中与铝反应；
（3）由于HCl有毒，氯化铝极易潮解，故F中干燥管内碱石灰的作用是吸收过量的气体，防止空气中的水蒸气进入E中；
（4）甲电池中，镁失电子作负极，Al作正极；正极上氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑；标准状况下，33.6L氢气的物质的量为1.5mol，则正极生成1.5mol氢气得3mol电子；
（5）碱性介质中镁不反应，铝失电子作负极，镁作正极；该原电池反应的实质是Al和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，总反应的离子方程式为或；
（6）A．根据甲、乙中电极反应式可知，原电池正负极反应与电解质溶液有关，即判断金属活动性顺序时应注意选择合适的电解质溶液，A正确；
B．镁的金属性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关，B错误；
C．该实验说明电解质溶液的性质影响电极的正负极，不能说明金属活动性顺序错误、没有实用价值，C错误；
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应与外界条件有关，反应条件不同导致反应产物不同，所以应具体问题具体分析，D正确；
故选AD。
17．(1) AC 离子 铝箔
(2) 5 实验5形成了原电池，原电池可以加快反应速率 b
(3) M
【详解】（1）①实验1中电流计指针发生偏转说明有电流通过，铝、铜和稀硫酸构成原电池，铝做负极，铜做正极，原因为铝与铜的活泼性不同、整个装置形成了闭合回路，故选AC；
②实验1中电流计发生偏转的原因之一是溶液中有自由移动的离子，实验4中，番茄汁呈酸性，含大量氢离子，铝的金属活泼性比铜强，则原电池的负极为铝箔；
（2）①实验5形成原电池，实验6只是普通的化学反应，原电池装置能加快反应速率，则其他条件相同下，产生气泡较快的是实验5；
②实验7中电流计指针偏向铜箔，说明铜做负极，铝做正极，未知溶液可能浓硝酸，故选b；
（3）该原电池原理是铁和FeCl3稀溶液反应生成氯化亚铁，M极为负极，N极为正极，原电池中阴离子移向负极，则移向M极，正极为铁离子得电子生成亚铁离子，正极的电极反应为。
18．(1)
(2) ＞ 0.85∶1
(3) ad
(4) 增大 1.8
【分析】（4）该装置中M电极，二氧化硫反应生成硫酸，说明发生氧化反应，则M电极作负极，电极反应式：；则N作正极；质子交换膜允许H+通过，则右侧N极发生电极反应：；
【详解】（1）①，②，根据盖斯定律：①×2-②得反应；
（2）①对于反应，当温度时，反应达到平衡状态时，温度下CO物质的量变化1mol，温度下CO物质的量变化1.2mol，说明温度升高，平衡正向移动，则该反应△H＞0；
②在容积均为2L的甲、乙两个恒温(反应温度分别为℃、℃)恒容密闭容器中，分别加入物质的量之比为1∶1的NO和CO，则NO、CO物质的量均为2mol，达到平衡状态，CO物质的量剩余0.8mol，消耗1.2mol，列三段式：，根据物质的量之比等于压强之比，则甲容器达平衡时，体系的压强与反应开始时体系的压强之比：；
（3）①对于反应：，其平衡常数表达式：；
②
a．根据，在恒容状态下体积始终保持不变，反应过程中涉及非气体，说明反应过程中气体总质量不断变化，若混合气体密度保持不变，则已达平衡状态，故a正确；
b．反应前后气体分子数不相同，说明反应过程中压强不断变化，故b错误；
c．对于该可逆反应，当达平衡后若再充入一定量，生成的CO不如充入的多，则新平衡体系混合气体中CO的体积分数减小，故c错误；
d．分离出一部分S，固体不影响各物质浓度，则正、逆反应速率均保持不变，故d正确；
答案选ad；
（4）①根据分析可知，装置中M电极，二氧化硫反应生成硫酸，说明发生氧化反应，则M电极作负极，电极反应式：；
②根据分析可知，N作正极；质子交换膜允许H+通过，则右侧N极发生电极反应：，则当外电路通过0.2mol电子时，质子交换膜右侧的溶液质量增加：。
19．(1)2.08
(2) CO2+2H++2e-=HCOOH 阴离子交换膜
(3) CH3OH ＞ 温度升高，反应以反应Ⅱ为主
【详解】（1）该时间段内，消耗氢气物质的量浓度为0.09mol/（L min）×10min=0.9mol/L，起始时，通入CO2物质的量浓度为0.5mol/L，氢气物质的量浓度为1.5mol/L，则达到平衡时，c（CO2）=0.5mol/L-mol/L=0.2mol/L，c（H2）=1.5-0.9=0.6mol/L，c（CH3OH）=c（H2O）= mol/L=0.3mol/L，因此该温度下K==≈2.08，故答案为：2.08；
（2）①根据图像可知，左端电极为负极，其电极反应式为Zn-2e-+4OH-=，右端电极反应为正极，其电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH，故答案为：CO2+2H++2e-=HCOOH；
②根据上述分析，负极反应式为Zn-2e-+4OH-=，双极膜中的OH-移向左端，交换膜为阴离子交换膜，故答案为：阴离子交换膜；
（3）①反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，随着温度升高，反应Ⅰ向逆反应方向进行，甲醇的选择性降低，反应Ⅱ向正反应方向进行，CO的选择性增大，则曲线①代表CH3OH的选择性，曲线②表示不同压强下，CO2转化率，故答案为：CH3OH；
②反应Ⅰ是物质的量减少的反应，反应Ⅱ反应前后气体物质的量不变，根据①的分析，相同温度下，增大压强，有利于反应Ⅰ向正反应方向进行，CO2的平衡转化率增大，根据图像可知，p1＞p2，故答案为：＞；
③温度高于250℃，曲线②、③上升且逐渐接近，说明此事反应以反应Ⅱ为主，故答案为：温度升高，反应以反应Ⅱ为主。
答案第1页，共2页
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