2019-2020年高考化学大一轮学考复习考点突破第六章化学反应与能量第21讲原电池化学电源检测新人教版.doc

2019-2020年高考化学大一轮学考复习考点突破第六章化学反应与能量第21讲原电池化学电源检测新人教版考纲要求1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。考点一原电池的工作原理1概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。2原电池的构成条件(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：电解质溶液；两电极直接或间接接触；两电极插入电解质溶液中。3工作原理以锌铜原电池为例(1)反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn2e=Zn2Cu22e=Cu反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn片沿导线流向Cu片盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K移向正极，Cl移向负极(2)盐桥的组成和作用盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。深度思考正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极()(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强()(3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应()(4)在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生()(5)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动()(6)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)题组一原电池的形成条件及正负极的判断1有关电化学知识的描述正确的是()ACaOH2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成C从理论上讲，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池D原电池工作时，正极表面一定有气泡产生答案C2在如图所示的8个装置中，属于原电池的是 。答案3(xx信阳质检)分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()A中Mg作负极，中Fe作负极B中Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H2答案B解析中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C错；中电池总反应为2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，负极反应式为2Al8OH6e=2AlO4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O6e=6OH3H2，B正确；中Cu是正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，D错。1规避原电池工作原理的3个失分点(1)原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。(3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。2判断原电池正、负极的5种方法说明原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。题组二应用原电池原理比较金属活动性强弱4有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：(1)A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极，活动性 ；(2)C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D导线C，活动性 ；(3)A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡，活动性 ；(4)B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应，活动性 ；(5)用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出，活动性 。综上所述，这五种金属的活动性从强到弱的顺序为 。答案(1)AB(2)CD(3)AC(4)DB (5)BEACDBE5(xx襄阳一模)有A、B、C、D四种金属，做如下实验：将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀；将A、D分别投入等物质的量浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化，如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是()AABCD BCDABCDABC DABDC答案C解析A与B用导线连接后浸入电解质溶液中会构成原电池，B不易腐蚀，说明B为原电池的正极，说明金属活动性：AB；A、D与等物质的量浓度的盐酸反应，D比A反应剧烈，说明金属活动性：DA；根据置换反应规律，Cu不能置换出B，说明金属活动性：BCu，Cu能置换出C，说明金属活动性：CuC。则四种金属活动性的排列顺序是DABC。题组三聚焦“盐桥”原电池6根据下图，下列判断中正确的是()A烧杯a中的溶液pH降低B烧杯b中发生氧化反应C烧杯a中发生的反应为2H2e=H2D烧杯b中发生的反应为2Cl2e=Cl2答案B解析由题给原电池装置可知，电子经过导线，由Zn电极流向Fe电极，则O2在Fe电极发生还原反应：O22H2O4e=4OH，烧杯a中c(OH)增大，溶液的pH升高；烧杯b中，Zn发生氧化反应：Zn2e=Zn2。7控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是()A反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B反应开始时，甲中石墨电极上Fe3被还原C电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流表读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极答案D解析由图示结合原电池原理分析可知，Fe3得电子变成Fe2被还原，I失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确；电流表读数为零时，Fe3得电子速率等于Fe2失电子速率，反应达到平衡状态，C正确；D项，在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe32I2Fe2I2向左移动，I2被还原为I，乙中石墨为正极，D不正确。8下图、分别是甲、乙两组同学将反应“AsO2I2HAsOI2H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图B烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。下列叙述中正确的是()A甲组操作时，电流表(A)指针发生偏转B甲组操作时，溶液颜色变浅C乙组操作时，C2作正极D乙组操作时，C1上发生的电极反应为I22e=2I答案D解析装置中的反应，AsO2I2HAsOI2H2O，当加入适量浓盐酸时，平衡向右移动，有电子转移，但电子不会沿导线通过，所以甲组操作时，电流表(A)指针不会发生偏转，但由于I2浓度增大，所以溶液颜色变深；向装置B烧杯中加入NaOH溶液中，C2上发生：AsO2e2OH=AsOH2O，电子沿导线到C1棒，I22e=2I，所以C2为负极，C1为正极。当氧化剂得电子速率与还原剂失电子速率相等时，可逆反应达到化学平衡状态，电流表指针示数为零；当电流表指针往相反方向偏转，暗示电路中电子流向相反，说明化学平衡移动方向相反。考点二化学电源1日常生活中的三种电池(1)碱性锌锰干电池一次电池正极反应：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH；负极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)2；总反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。(2)锌银电池一次电池负极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)2；正极反应：Ag2OH2O2e=2Ag2OH；总反应：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。(3)二次电池(可充电电池)铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2。放电时的反应a负极反应：PbSO2e=PbSO4；b正极反应：PbO24HSO2e=PbSO42H2O；c总反应：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。充电时的反应a阴极反应：PbSO42e=PbSO；b阳极反应：PbSO42H2O2e=PbO24HSO；c总反应：2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4。注可逆电池的充、放电不能理解为可逆反应。2“高效、环境友好”的燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。种类酸性碱性负极反应式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正极反应式O24e4H=2H2OO22H2O4e=4OH电池总反应式2H2O2=2H2O备注燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用深度思考1可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？答案2(1)氢氧燃料电池以KOH溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将 (填“减小”、“增大”或“不变”，下同)，溶液的pH 。(2)氢氧燃料电池以H2SO4溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将 (填“减小”、“增大”或“不变”，下同)，溶液的pH 。答案(1)减小减小(2)减小增大1镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd2NiOOH2H2OCd(OH)22Ni(OH)2，有关该电池的说法正确的是()A充电时阳极反应：Ni(OH)2OHe=NiOOHH2OB充电过程是化学能转化为电能的过程C放电时负极附近溶液的碱性不变D放电时电解质溶液中的OH向正极移动答案A解析放电时Cd的化合价升高，Cd作负极，Ni的化合价降低，NiOOH作正极，则充电时Cd(OH)2作阴极，Ni(OH)2作阳极，电极反应式为Ni(OH)2OHe=NiOOHH2O，A项正确；充电过程是电能转化为化学能的过程，B项错误；放电时负极电极反应式为Cd2OH2e=Cd(OH)2，Cd电极周围OH的浓度减小，C项错误；放电时OH向负极移动，D项错误。2有一种MCFC型燃料电池，该电池所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。电池的总反应为2H2O2=2H2O，负极反应：H2CO2e=H2OCO2。下列说法正确的是()A电路中的电子经正极、熔融的K2CO3、负极后再到正极，形成闭合回路B电池放电时，电池中CO的物质的量将逐渐减少C正极反应为：2H2OO24e=4OHD放电时CO向负极移动答案D解析电子不能通过熔融的K2CO3，故A项错误；该电池的正极反应为O24e2CO2=2CO，根据电子守恒，放电时负极消耗CO与正极生成CO的物质的量相等，电池中CO的物质的量不变，故B、C错误；放电时阴离子向负极移动，D项正确。3铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正、负极板是惰性材料，电池总反应式为PbPbO24H2SO2PbSO42H2O请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：(1)放电时：正极的电极反应式是 ；电解液中H2SO4的浓度将变 ；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加 g。(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按如图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成 ，B电极上生成 ，此时铅蓄电池的正极、负极的极性将 。答案(1)PbO22e4HSO=PbSO42H2O小48(2)PbPbO2对换解析(1)原电池里正极上得电子，负极上失电子。根据电池总反应式负极反应为PbSO2e=PbSO4质量增加 2 mol 96 g 1 mol m求得m48 g。(2)电解池里与电源正极相连的电极(阳极)上失电子，与电源负极相连的电极(阴极)上得电子。则阳极反应为PbSO42H2O2e=PbO24HSO；阴极反应为PbSO42e=PbSO。根据图示，电解一段时间后，原PbO2极变成Pb，原Pb极变成PbO2，即铅蓄电池的正负极的极性对换。可充电电池常考查内容(1)充、放电时电极的判断。(2)充、放电时电极反应及反应类型的判断。(3)充、放电时离子(外电路中电子的移动方向的判断)。(4)充、放电时电解质溶液离子浓度的变化，特别是酸、碱性的变化。近几年高考中的新型电池种类繁多，“储氢电池”、“高铁电池”、“海洋电池”、“燃料电池”、“锂离子电池”等，这些新型电源常以选择题的形式呈现。解析这类考题，首先要理解常见的化学电源种类及原电池的工作原理，其次会判断正负电极或阴阳极，以及会书写电极反应式等。1电极反应式书写的一般步骤(类似氧化还原反应方程式的书写)2已知总方程式，书写电极反应式(1)书写步骤步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne)。步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极；确定溶液的酸碱性。步骤三：写电极反应式。负极反应：还原剂ne=氧化产物正极反应：氧化剂ne=还原产物(2)书写技巧若某电极反应式较难写时，可先写出较易的电极反应式，用总反应式减去较易的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。如：CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中：总反应式：CH3OCH33O2=2CO23H2O正极：3O212H12e=6H2O负极：CH3OCH33H2O12e=2CO212H特别提醒简单电极反应中转移的电子数，必须与总方程式中转移的电子数相同。3氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结负极正极专题训练题组一判断正、负极，书写化学电源电极反应式1LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为4Li2SOCl2=4LiClSSO2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为 ，发生的电极反应为 。(2)电池正极发生的电极反应为 。答案(1)锂4Li4e=4Li(2)2SOCl24e=4ClSSO2解析分析反应的化合价变化，可知Li失电子，被氧化，为还原剂，SOCl2得电子，被还原，为氧化剂。(1)负极材料为Li(还原剂)，4Li4e=4Li。(2)正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：2SOCl24e=4ClSSO2。2MgAgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为2AgClMg=Mg22Ag2Cl试书写该电池的正、负极电极反应式。答案负极：Mg2e=Mg2正极：2AgCl2e=2Ag2Cl3铝空气海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3；负极： ；正极： 。答案4Al12e=4Al33O26H2O12e=12OH题组二“一池多变”的燃料电池4以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写。(1)酸性介质(如H2SO4)负极： ；正极： ；总反应式： 。答案CH48e2H2O=CO28H2O28e8H=4H2OCH42O2=CO22H2O(2)碱性介质(如KOH)负极： ；正极： ；总反应式： 。答案CH48e10OH=CO7H2O2O28e4H2O=8OHCH42O22OH=CO3H2O(3)固体电解质(高温下能传导O2)负极： ；正极： ；总反应式： 。答案CH48e4O2=CO22H2O2O28e=4O2CH42O2=CO22H2O(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下负极： ；正极： ；总反应式： 。答案CH48e4CO=5CO22H2O2O28e4CO2=4COCH42O2=CO22H2O题组三根据图示理解新型电源工作原理5热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。下列有关说法正确的是()A正极反应式：Ca2Cl2e=CaCl2B放电过程中，Li向负极移动C每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g PbD常温时，在正负极间接上电流表，指针不偏转答案D解析正极发生还原反应，故为PbSO42e=PbSO，A项错误；放电过程为原电池，阳离子向正极移动，B项错误；每转移0.1 mol电子，生成0.05 mol Pb，质量为10.35 g，C项错误；常温下，电解质不能熔化，不能形成原电池，故指针不偏转，D项正确。6一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是()A反应CH4H2O3H2CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B电极A上H2参与的电极反应为H22OH2e=2H2OC电池工作时，CO向B电极移动D电极B上发生的电极反应为O22CO24e=2CO答案D解析A项，H4O，则该反应中每消耗1 mol CH4转移6 mol电子，错误；B项，该电池的传导介质为熔融的碳酸盐，所以A电极即负极上H2参与的电极反应为H22eCO=CO2H2O，错误；C项，原电池工作时，阴离子移向负极，而B极是正极，错误；D项，B电极即正极上O2参与的电极反应为O24e2CO2=2CO，正确。7一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池(如下图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液为6 molL1的KOH溶液。(1)写出放电时的正、负极电极反应式。答案负极：H22e2OH=2H2O；正极：2NiO(OH)2H2O2e=2Ni(OH)22OH。(2)写出充电时的阴、阳极电极反应式。答案阴极：2H2O2e=H22OH；阳极：2Ni(OH)22OH2e=2NiO(OH)2H2O。8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LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li 通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：(1)外电路的电流方向是由 (填字母，下同)极流向 极。(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 。答案(1)ba(2)MnO2eLi=LiMnO2(3)否电极Li是活泼金属，能与水反应解析(1)结合所给装置图以及原电池反应原理，可知Li作负极材料，MnO2作正极材料，所以电子流向是从ab，那么电流方向则是ba。(2)根据题目中的信息“电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li 通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2”，所以正极的电极反应式为MnO2eLi=LiMnO2。(3)因为负极的电极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。1(xx全国卷，11)MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A负极反应式为Mg2e=Mg2B正极反应式为Age=AgC电池放电时Cl由正极向负极迁移D负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2答案B解析根据题意，Mg海水AgCl电池总反应式为Mg2AgCl=MgCl22Ag。A项，负极反应式为Mg2e=Mg2，正确；B项，正极反应式为2AgCl2e=2Cl 2Ag，错误；C项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2，正确。2(xx全国卷，11)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)。下列说法正确的是()A充电时，电解质溶液中K向阳极移动B充电时，电解质溶液中c(OH)逐渐减小C放电时，负极反应为Zn4OH2e=Zn(OH)D放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)答案C解析A项，充电时，电解质溶液中K向阴极移动，错误；B项，充电时，总反应方程式为2Zn(OH)2ZnO24OH2H2O，所以电解质溶液中c(OH)逐渐增大，错误；C项，在碱性环境中负极Zn失电子生成的Zn2将与OH结合生成Zn(OH)，正确；D项，O24e，故电路中通过2 mol电子，消耗氧气0.5 mol，在标准状况时体积为11.2 L，错误。3(xx全国卷，11)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()A正极反应中有CO2生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O答案A解析由题意可知，微生物电池的原理是在微生物的作用下，O2与C6H12O6发生氧化还原反应，将化学能转化为电能，B项正确；氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许H离子通过，则正极反应为O24e4H=2H2O，没有CO2生成，A项错误；负极发生反应：C6H12O624e6H2O=6CO224H，H在负极区生成，移向正极区，在正极被消耗，C项正确；总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O，D项正确。4(xx天津理综，4)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡答案C解析A项，由锌的活泼性大于铜，可知铜电极为正极，在正极上Cu2得电子发生还原反应生成Cu，错误；B项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的c(SO)不变，错误；C项，在乙池中Cu22e=Cu，同时甲池中的Zn2通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M(Zn2)M(Cu2)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D项，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn2通过阳离子交换膜移向正极，保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，错误。5(xx新课标全国卷，12)xx年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是()Aa为电池的正极B电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC放电时，a极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中Li从b向a迁移答案C解析图示所给出的是原电池装置。A项，由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即b为负极，a为正极，正确；B项，电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，正确；C项，放电时，a极为原电池的正极，发生还原反应的是Mn元素，锂元素的化合价没有变化，不正确；D项，放电时为原电池，锂离子应向正极(a极)迁移，正确。1下面4种燃料电池的工作原理示意图，其中正极的反应产物为水的是()答案C解析A项，通空气的电极作正极，正极反应式：O24e=2O2，不符合题意；B项，通入氧气的一极作正极，电解质溶液是碱性溶液，电极反应式：O22H2O4e=4OH，不符合题意；C项，通入空气的一极作正极，电解质传递H，正极反应式：O24H4e=2H2O，符合题意；D项，通入氧气一极作正极，依据电池内部传递CO，正极反应式：O22CO24e=2CO，不符合题意。2液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点。一种以肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH作为电解质。下列关于该燃料电池的叙述不正确的是()A电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极B负极发生的电极反应式：N2H44OH4e=N24H2OC该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料，以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触D该燃料电池持续放电时，K从负极向正极迁移，因而离子交换膜需选用阳离子交换膜答案D解析根据装置图可知，通入空气的一极是正极，发生还原反应，通入肼的一极是负极，发生氧化反应，电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极，故A正确；负极是肼失去电子生成氮气的反应，结合电解质溶液，所以电极反应式是N2H44OH4e=N24H2O，故B正确；电极材料应采用多孔导电材料，以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触，C正确；放电时K从负极向正极迁移，但负极中结合氢氧根离子，正极产生氢氧根离子，所以需选用氢氧根离子交换膜。3(xx信阳高三模拟)化学家正在研究尿素动力燃料电池，尿液也能发电。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图所示，下列关于描述正确的是()A电池工作时H移向负极B该电池用的电解质溶液是KOH溶液C甲电极反应式：CO(NH2)2H2O6e=CO2N26HD电池工作时，理论每净化1 mol CO(NH2)2，消耗33.6 L O2答案C解析A项，原电池中阳离子向正极移动，则电池工作时H移向正极，错误；B项，该原电池是酸性电解质，质子交换膜只允许氢离子通过，错误；C项，负极上是CO(NH2)2失电子生成二氧化碳和氮气，则负极反应式：CO(NH2)2H2O6e=CO2N26H，正确；D项，电池的总反应式：2CO(NH2)23O2=2CO22N24H2O，每净化1 mol CO(NH2)2，消耗1.5 mol O2，则在标准状况下氧气为33.6 L，由于没说明是标准状况，所以氧气的体积不能求算，错误。4乙烯催化氧化成乙醛可设计成如下图所示的燃料电池，能在制备乙醛的同时获得电能，其总反应：2CH2=CH2O22CH3CHO。下列有关说法正确的是()A该电池为可充电电池B每有0.1 mol O2反应，则迁移H0.4 molC正极反应式：CH2=CH22e2OH=CH3CHOH2OD电子移动方向：电极a磷酸溶液电极b答案B解析A项，充电时，不能生成乙烯和氧气，不是充电电池，错误；B项，通入氧气的一极是正极，发生的反应是O24H4e=2H2O，所以每有0.1 mol O2反应，则迁移H 0.4 mol，正确；C项，正极发生还原反应，电极反应是O24H4e=2H2O，错误；D项，a极通入乙烯，是电池的负极，b极通入氧气，是电池的正极，电子从负极经外电路流向正极，不会通过磷酸溶液，错误。5“神舟7号”宇宙飞船的能量部分来自太阳能电池，另外内部还配有高效的MCPC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾，已知该电池的总反应为2H2O2=2H2O，负极反应为H2CO2e=CO2H2O，则下列推断中，正确的是()A电池工作时，CO向负极移动B电池放电时，外电路电子由通氧气的正极流向通氢气的负极C正极的电极反应：4OH4e=O22H2OD通氧气的电极为阳极，发生氧化反应答案A解析A项，电池放电时，电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，所以CO向负极移动，正确；B项，原电池放电时，电子从负极沿导线流向正极，即电子从通入氢气的负极沿导线流向通入氧气的正极，错误；C项，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为O22CO24e=2CO，错误；D项，燃料电池中，通入燃料的电极是负极，通入氧化剂的电极是正极，正极上得电子发生还原反应，所以该燃料电池中，通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，正极上得电子发生还原反应，错误。6目前科学家已开发出一种新型燃料电池固体氧化物电池，该电池用辛烷(C8H18)作燃料，电池中间部分的固体氧化物陶瓷可传递氧离子，下列说法正确的是()A电池工作时，氧气发生氧化反应B电池负极的电极反应：O22H2O4e=4OHC电池负极的电极反应：C8H1825O250e=8CO29H2OD若消耗的O2为11.2 L(标准状况)，则电池中有1 mol电子发生转移答案C解析A项，该电池工作时，正极上氧气得电子发生还原反应，错误；B项，负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应，电极反应式为C8H1825O250e=8CO29H2O，错误；C项，负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应，电极反应为C8H1825O250e=8CO29H2O，正确；D项，标况下11.2 L氧气的物质的量为0.5 mol，根据O24e=2O2，当消耗0.5 mol氧气转移电子的物质的量为氧气的4倍，所以转移电子的物质的量为2 mol，错误。7如图所示，装置()是一种可充电电池的示意图，装置()为电解池的示意图；装置()的离子交换膜只允许Na通过。已知电池充、放电的化学方程式为2Na2S2NaBr3Na2S43NaBr。当闭合开关K时，X极附近溶液先变红色。下列说法中正确的是()A闭合K时，装置()中Na从右到左通过离子交换膜B闭合K时，A电极的电极反应为NaBr32Na2e=3NaBrC闭合K时，X电极的电极反应式为2Cl2e=Cl2D闭合K时，当有0.1 mol Na通过离子交换膜，则X电极上析出气体在标准状况下的体积为1.12 L答案D解析A为负极，B为正极，阳离子移向原电池正极，所以Na从左到右通过离子交换膜，故A错误；A为负极，负极发生氧化反应，A电极的电极反应式：2Na2S22e=Na2S42Na，故B错误；X为阴极，发生还原反应，X极附近溶液先变红色，X电极的电极反应式为2H2e=H2，故C错误；当有0.1 mol Na通过离子交换膜，说明有0.1 mol的电子转移，X电极上析出氢气0.05 mol，故D正确。8大功率的镍氢电池使用在油电混合动力车辆中。镍氢电池(NiMH电池)正极板材料为NiOOH，负极板材料为吸氢合金，下列关于该电池的说法中正确的是()A放电电池内部H向负极移动B充电时，将电池的负极与外接电源的正极相连C充电时阳极反应为Ni(OH)2OHe=NiOOHH2OD放电时负极的电极反应式为MHnne=MnH答案C解析A项，根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，错误；B项，充电时电池的负极要接电源的负极，电池的正极要接电源的正极，错误；C项，根据电池工作原理图，电池正极的电极反应式：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，充电是电解池，发生的电极反应式与原电池的电极反应式是相反的，即阳极电极反应式：Ni(OH)2OHe=NiOOHH2O，正确；D项，该电池的环境是碱性环境，不能有大量H存在，电极反应式：MHnnOHne=MnH2O，错误。9蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应为NiO2Fe2H2OFe(OH)2Ni(OH)2，下列有关该电池的说法中正确的是()A放电时电解质溶液显强酸性B充电时阳极反应为Ni(OH)22OH2e=NiO22H2OC放电时正极附近溶液pH减小D充电时阴极附近溶液的碱性保持不变答案B解析方程式有氢氧化物生成，所以电解质溶液一定是碱性的，A错误；充电时Ni(OH)2在阳极发生反应生成NiO2，电极反应为Ni(OH)22OH2e=NiO22H2O，B正确；放电时正极的反应为NiO22H2O2e=Ni(OH)22OH，有OH生成，溶液碱性增强，pH增大，C错误；D项，充电时阴极反应：Fe(OH)22e=Fe2OH，溶液的碱性增强，D错误。10(xx贵州高三质检)铁镍蓄电池充放电时的总反应：FeNi2O33H2OFe(OH)22Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是()A电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB电池放电时，负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2C电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O答案C解析A项，根据方程式可知，生成物是氢氧化亚铁和氢氧化镍，则电池的电解液为碱性溶液，原电池中正极得到电子，则根据方程式可知正极为Ni2O3、负极为Fe，正确；B项，电池放电时，负极铁失去电子转化为氢氧化亚铁，电极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2，正确；C项，电池充电过程中，阴极是氢氧化亚铁得到电子转化为铁和氢氧根离子，因此阴极附近溶液的pH升高，错误；D项，电池充电时，阳极失去电子，根据方程式可知该是氢氧化镍失去电子转化为Ni2O3，即电极反应式为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O，正确。11高铁电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH溶液，充放电时的总反应式为3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。下列叙述正确的是()A放电时，负极反应式为3Zn6e6OH=3Zn(OH)2B放电时，正极区溶液的pH减小C充电时，每转移3 mol电子，阳极有1 mol Fe(OH)3被还原D充电时，电池的锌电极接电源的正极答案A解析A项，根据总方程式可知，在放电时，负极反应为3Zn6e6OH=3Zn(OH)2，正确；B项，放电时，正极区不断消耗水，产生OH，所以溶液的pH增大，错误；C项，充电时，每转移3 mol电子，阳极有1 mol Fe(OH)3被氧化，错误；D项，充电时，电池的锌电极接电源的负极，错误。12(1)高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置：该电池放电时正极的电极反应式为 ；若维持电流强度为1 A，电池工作十分钟，理论消耗Zn g(已知F96 500 Cmol1)。盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向 (填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向 (填“左”或“右”)移动。图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有 。(2)有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如下图所示，电池正极的电极反应式是 ，A是 。(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如下图所示。该电池中O2可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O2的移动方向 (填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应式为 。答案(1)FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH0.2右左使用时间长、工作电压稳定(2)N28H6e=2NH氯化铵(3)从b到aCOO22e=CO2解析(1)放电时高铁酸钾为正极，正极发生还原反应，电极反应式为FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH；若维持电流强度为1 A，电池工作十分钟，转移电子的物质的量为1106096 5000.006 217 6 mol。理论消耗Zn的质量0.006 217 6 mol2650.2 g(已知F96 500 Cmol1)。电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，所以盐桥中氯离子向右移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向左移动。图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定。(2)该电池的本质反应是合成氨反应，电池中氢气失去电子，在负极发生氧化反应，氮气得电子在正极发生还原反应，则正极反应式为N28H6e=2NH，氨气与HCl反应生成氯化铵，则电解质溶液为氯化铵溶液。(3)工作时电极b作正极，O2由电极b移向电极a；该装置是原电池，通入一氧化碳的电极a是负极，负极上一氧化碳失去电子发生氧化反应，电极反应式为COO22e=CO2。13(1)某研究性学习小组为探究Fe3与Ag反应，进行如下实验：按下图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)。K闭合时，指针向左偏转，石墨作 (填“正极”或“负极”)。当指针归零后，向左侧U形管中滴加几滴FeCl2浓溶液，发现指针向右偏转，写出此时银电极的反应式： 。结合上述实验分析，写出Fe3和Ag反应的离子方程式： 。丙同学进一步验证其结论：当指针归零后，向右侧U形管中滴加数滴饱和NaCl溶液，可观察到的现象是 。(2)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示：HS在硫氧化菌作用下转化为SO的反应式是 。若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是 。(3)钴酸锂电池的正极采用钴酸锂(LiCoO2)，负极采用金属锂和碳的复合材料，该电池充放电时的总反应式：LiCoO26CLi1xCoO2LixC6，写出放电时负极的电极反应 。(4)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。放电过程中，Li向 (填“负极”或“正极”)移动。负极反应式为