2019版高考化學一輪復習第9章電化學基礎第1節(jié)原電池化學電源學案111128.doc

第1節(jié)原電池化學電源考試說明1了解原電池的工作原理，能寫出電極反應式和電池反應方程式。2了解常見化學電源的種類及其工作原理。命題規(guī)律本節(jié)內容是高考的?？键c，其考查形式一般以新型能源電池或燃料電池為載體，考查原電池正負極的判斷、電極反應式的書寫、電子或電流的方向及溶液pH的變化等；原電池的應用主要考查原電池的設計、電化學腐蝕及解釋某些化學現(xiàn)象等，主要以選擇題、填空題形式出現(xiàn)?？键c1原電池及其工作原理1概念和反應本質原電池是把化學能轉化為電能的裝置，其反應本質是氧化還原反應。2構成條件(1)一看反應：看是否有能自發(fā)進行的氧化還原反應發(fā)生(一般是活潑性強的金屬與電解質溶液反應)。(2)二看兩電極：一般是活潑性不同的兩電極。(3)三看是否形成閉合回路，形成閉合回路需三個條件：電解質溶液；兩電極直接或間接接觸；兩電極插入電解質溶液中。3工作原理(以銅一鋅原電池為例)(1)只有自發(fā)進行的氧化還原反應才能設計成原電池。(2)活潑性強的金屬不一定作負極，但負極一定發(fā)生氧化反應。(3)電子不能通過電解質溶液，溶液中的離子不能通過鹽橋。(4)負極失去電子總數(shù)一定等于正極得到電子總數(shù)。(5)鹽橋的組成和作用鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊脂制成的膠凍。鹽橋的作用：a.連接內電路，形成閉合回路；b.平衡電荷，使原電池不斷產生電流?！净A辨析】判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“”。(1)CaOH2O=Ca(OH)2，可以放出大量的熱，故可把該反應設計成原電池，把其中的化學能轉化為電能。()(2)在原電池中，發(fā)生氧化反應的電極一定是負極。()(3)其他條件均相同，帶有“鹽橋”的原電池比不帶“鹽橋”的原電池電流持續(xù)時間長。()(4)某原電池反應為Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，裝置中的鹽橋內可以是含瓊脂的KCl飽和溶液。()(5)因為鐵的活潑性強于銅，所以將鐵、銅用導線連接后放入濃硝酸中組成原電池，必是鐵作負極、銅作正極。()(6)兩種活潑性不同的金屬組成原電池的兩極，活潑金屬一定作負極。()題組一 原電池的工作原理1在如圖所示的8個裝置中，屬于原電池的是()A B C D答案D解析根據(jù)原電池的構成條件可知：中只有一個電極，中兩電極材料相同，中酒精不是電解質，中兩電極材料相同且無閉合回路，故不能構成原電池。2如下圖是Zn和Cu組成的原電池示意圖，某小組做完該實驗后，在讀書卡片上作了如下記錄，其中合理的是()A B C D答案D解析由圖可知，該電池反應為：ZnH2SO4=ZnSO4H2，活潑金屬Zn作負極，Cu作正極；外電路中電流由正極流向負極，、錯誤；Zn失去電子被氧化成Zn2，失去的電子經外電路流向正極，溶液中的H在正極上得到電子，析出H2，、正確。題組二 原電池正負極的判斷3原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質有關，也與電解質溶液有關。下列說法中正確的是 ()A(1)(2)中Mg作負極，(3)(4)中Fe作負極B(2)中Mg作正極，電極反應式為6H2O6e=6OH3H2C(3)中Fe作負極，電極反應式為Fe2e=Fe2D(4)中Cu作正極，電極反應式為2H2e=H2答案B解析(1)中Mg作負極；(2)中Al作負極；(3)中銅作負極；(4)是鐵的吸氧腐蝕，F(xiàn)e作負極。4用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導線和鹽橋(裝有瓊脂KNO3的U形管)構成一個原電池(如圖)。下列有關該原電池的敘述中正確的是()在外電路中，電子由銅電極流向銀電極正極反應：Age=Ag實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學反應與該原電池反應相同A B C D答案B解析該原電池中銅作負極，銀作正極，電子由銅電極流向銀電極，正確；該原電池中Ag在正極上得到電子，電極反應為Age=Ag，正確；實驗過程中取出鹽橋，不能形成閉合回路，原電池不能繼續(xù)工作，錯誤；該原電池的總反應為Cu2Ag=Cu22Ag，正確。原電池正負極的判斷方法考點2原電池原理的應用1比較金屬活潑性強弱兩種金屬分別作原電池的兩極時，一般作負極的金屬比作正極的金屬活潑。2加快氧化還原反應的速率一個自發(fā)進行的氧化還原反應，設計成原電池時反應速率加快。例如，在Zn與稀H2SO4反應時加入少量CuSO4溶液能使產生H2的反應速率加快。3設計制作化學電源(1)必須是能自發(fā)進行的氧化還原反應。(2)正、負極材料的選擇：根據(jù)氧化還原關系找出正、負極材料，一般選擇活潑性較強的金屬作為負極；活潑性較弱的金屬或可導電的非金屬(如石墨等)作為正極。(3)電解質溶液的選擇：電解質溶液一般要能夠與負極發(fā)生反應，或者電解質溶液中溶解的其他物質能與負極發(fā)生反應(如溶解于溶液中的空氣)。但如果氧化反應和還原反應分別在兩個容器中進行(中間連接鹽橋)，則兩個容器中的電解質溶液選擇與電極材料相同的陽離子，如在CuZn構成的原電池中，負極Zn浸泡在含有Zn2的電解質溶液中，而正極Cu浸泡在含有Cu2的電解質溶液中。實例：根據(jù)Cu2Ag=Cu22Ag設計電池：4用于金屬的防護使被保護的金屬制品作原電池的正極而得到保護。例如，要保護一個鐵質的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可用導線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負極。對于某些原電池，如鎂、鋁和NaOH溶液組成的原電池，Al作負極，Mg作正極。因此，原電池中負極的金屬性不一定比正極活潑?！净A辨析】判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“”。(1)電工操作中規(guī)定不能把銅導線與鋁導線連接在一起使用，是因為銅、鋁在潮濕的環(huán)境中形成原電池，加快了鋁的腐蝕，易造成斷路。()(2)鍍鋅鐵皮與鍍錫鐵皮的鍍層破損后，前者腐蝕速率大于后者。()(3)生鐵比純鐵更耐腐蝕。()(4)鐵與HCl反應時加入少量CuSO4溶液，產生H2的速率加快。()(5)CH2O=COH2可設計成原電池。()(6)將氧化還原反應設計成原電池，可以把物質內部的能量全部轉化為電能。()題組一 判斷金屬的活動性強弱1有A、B、C、D、E五塊金屬片，進行如下實驗：A、B用導線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，A極為負極；C、D用導線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，電流由D導線C；A、C相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，C極產生大量氣泡；B、D相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，D極發(fā)生氧化反應；用惰性電極電解含B離子和E離子的溶液，E先析出。據(jù)此，判斷五種金屬的活動性順序是()AABCDE BACDBECCABDE DBDCAE答案B解析A、B相連時，A為負極，金屬活動性：AB；C、D相連時，電流由D導線C，說明C為負極，金屬活動性：CD；A、C相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，C極產生大量氣泡，說明C為正極，金屬活動性：AC；B、D相連后，D極發(fā)生氧化反應，說明D為負極，金屬活動性：DB；用惰性電極電解含B離子和E離子的溶液，E先析出，說明金屬活動性BE。由此可知，金屬活動性：ACDBE，B項正確。2根據(jù)下圖可判斷下列離子方程式中錯誤的是()A2Ag(s)Cd2(aq)=2Ag(aq)Cd(s)BCo2(aq)Cd(s)=Co(s)Cd2(aq)C2Ag(aq)Cd(s)=2Ag(s)Cd2(aq)D2Ag(aq)Co(s)=2Ag(s)Co2(aq)答案A解析題圖所示裝置是原電池的構成裝置，左圖中Cd為負極，發(fā)生的是Cd置換出Co的反應，即Cd的金屬活動性強于Co，B正確；右圖中Co為負極，Co置換出Ag，說明Co的金屬活動性強于Ag，D正確；綜上可知，Cd的金屬活動性強于Ag，所以Cd可以置換出Ag，C正確，A錯誤。題組二 改變化學反應速率3一定量的稀鹽酸跟過量鋅粉反應時，為了加快反應速率又不影響生成H2的總量，可采取的措施是 ()A加入少量稀NaOH溶液B加入少量CH3COONa固體C加入少量NH4HSO4固體D加入少量CuSO4溶液答案D解析由于是一定量的稀鹽酸跟過量鋅粉反應，產生H2的量由HCl決定。加入NaOH溶液，消耗HCl，使c(H)減小，n(H)減小，速率減慢且H2量減少，故A錯誤；加入CH3COONa，c(H)減小，速率減慢，故B錯誤；加入NH4HSO4，c(H)增大，n(H)增大，速率加快，且H2量增多，故C錯誤；加入CuSO4，Zn可置換出Cu，形成原電池加快速率，n(H)不變，生成H2量不變，故D正確。4選擇合適的圖像：(1)將等質量的兩份鋅粉a、b分別加入過量的稀硫酸中，同時向a中加入少量的CuSO4溶液，產生H2的體積V(L)與時間t(min)的關系是_。(2)將過量的兩份鋅粉a、b分別加入定量的稀硫酸，同時向a中加入少量的CuSO4溶液，產生H2的體積V(L)與時間t(min)的關系是_。(3)將(1)中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他條件不變，則圖像是_。答案(1)A(2)B(3)C解析(1)當加入少量CuSO4溶液，Zn可以置換Cu，構成原電池，速率加快，但由于部分Zn參與置換Cu的反應，H2的量減少，故選A。(2)Zn與CuSO4溶液反應置換Cu，Zn、Cu、H2SO4構成原電池，加快反應速率，但由于Zn足量，n(H)不變，H2的量不變，故選B。(3)加入CH3COONa，c(H)減少，但n(H)不變，故速率減慢，H2的量不變，故選C。題組三 設計原電池5能量之間可相互轉化：電解食鹽水制備Cl2是將電能轉化為化學能，而原電池可將化學能轉化為電能。設計兩種類型的原電池，探究其能量轉化效率。限選材料：ZnSO4(aq)，F(xiàn)eSO4(aq)，CuSO4(aq)；銅片，鐵片，鋅片和導線。(1)完成原電池甲的裝置示意圖(見下圖)，并作相應標注。要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素。(2)以銅片為電極之一，CuSO4(aq)為電解質溶液，只在一個燒杯中組裝原電池乙，工作一段時間后，可觀察到負極_。(3)甲、乙兩種原電池中可更有效地將化學能轉化為電能的是_，其原因是_ _。答案(1)(2)電極逐漸溶解(3)甲電池乙的負極可與CuSO4溶液直接發(fā)生反應，導致部分化學能轉化為熱能；電池甲的負極不與所接觸的電解質溶液反應，化學能在轉化為電能時損耗較小解析(1)設計原電池時，應選用活潑性不同的兩種金屬，電解質溶液應含有與電極材料相同的金屬陽離子。(2)由所給電極材料可知，當銅片作電極時，Cu一定是正極，則負極是活潑的金屬失去電子發(fā)生氧化反應，反應現(xiàn)象是電極逐漸溶解。(3)以Zn和Cu作電極為例分析，如果不用鹽橋則除了電化學反應外還發(fā)生Zn和Cu2的置換反應，反應放熱，會使部分化學能以熱能形式散失，使其不能完全轉化為電能，而鹽橋的使用，可以避免Zn和Cu2的接觸，從而避免能量損失，提供穩(wěn)定電流。設計制造原電池的過程考點3化學電源1一次電池2二次電池鉛蓄電池(電解質溶液為30%H2SO4溶液)(1)放電時的反應負極反應：Pb2eSO=PbSO4，正極反應：PbO22eSO4H=PbSO42H2O，總反應：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。電解質溶液的pH增大(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)充電時的反應陰極反應：PbSO42e=PbSO，陽極反應：PbSO42H2O2e=PbO24HSO，總反應：2PbSO42H2OPbPbO22H2SO4。3燃料電池氫氧燃料電池(1)氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池。(2)燃料電池的電極本身不參與反應，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給。(1)化學電源電極反應式的書寫書寫電極反應式時，首先要根據(jù)原電池的工作原理準確判斷正、負極，然后結合電解質溶液的環(huán)境確定電極產物，最后再根據(jù)質量守恒和電荷守恒寫出反應式。電極反應式書寫的一般方法有：拆分法a寫出原電池的總反應，如2Fe3Cu=2Fe2Cu2。b把總反應按氧化反應和還原反應拆分為兩個半反應，注明正、負極，并依據(jù)質量守恒、電荷守恒及電子得失守恒配平兩個半反應：正極：2Fe32e=2Fe2負極：Cu2e=Cu2加減法a寫出總反應，如LiLiMn2O4=Li2Mn2O4。b寫出其中容易寫出的一個半反應(正極或負極)，如Lie=Li(負極)，c利用總反應式與上述的一極反應式相減，即得另一個電極的反應式，即LiMn2O4Lie=Li2Mn2O4(正極)。(2)燃料電池電極反應式的書寫第一步：寫出電池總反應式。燃料電池的總反應與燃料的燃燒反應一致，若產物能和電解質反應則總反應為加和后的反應。如甲烷燃料電池(電解質為NaOH溶液)的反應式為：CH42O2=CO22H2OCO22NaOH=Na2CO3H2O式式得燃料電池總反應式為CH42O22NaOH=Na2CO33H2O。第二步：寫出電池的正極反應式。根據(jù)燃料電池的特點，一般在正極上發(fā)生還原反應的物質都是O2，電解質溶液不同，其電極反應有所不同，其實，我們只要熟記以下四種情況：a酸性電解質溶液環(huán)境下電極反應式：O24H4e=2H2O。b堿性電解質溶液環(huán)境下電極反應式：O22H2O4e=4OH。c固體電解質(高溫下能傳導O2)環(huán)境下電極反應式：O24e=2O2。d熔融碳酸鹽(如：熔融K2CO3)環(huán)境下電極反應式：O22CO24e=2CO。第三步：根據(jù)電池總反應式和正極反應式寫出電池的負極反應式。電池的總反應式電池正極反應式電池負極反應式，注意在將兩個反應式相減時，要約去正極的反應物O2?！净A辨析】判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“”。(1)堿性鋅錳干電池是一次電池，其中MnO2是催化劑，可使鋅錳干電池的比能量高、可儲存時間長。()(2)手機、電腦中使用的鋰電池屬于一次電池。()(3)鉛蓄電池放電時，正極與負極質量均增加。()(4)固體電解質(高溫下能傳導O2)，甲醇燃料電池負極反應式：2CH3OH12e6O2=2CO24H2O。()(5)氫氧燃料電池在堿性電解質溶液中負極反應為2H24e=4H。()(6)熔融碳酸鹽(如：熔融K2CO3)環(huán)境下，甲烷燃料電池正極電極反應式：3O212e6CO2=6CO。()題組一 一次電池1紙電池是一種有廣泛應用的“軟電池”，如圖所示堿性紙電池采用薄層紙片作為載體和傳導體，紙的兩面分別附著鋅和二氧化錳。下列有關該紙電池的說法不合理的是()AZn為負極，發(fā)生氧化反應B電池工作時，電子由MnO2流向ZnC正極反應：MnO2eH2O=MnOOHOHD電池總反應：Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnOOH答案B解析Zn是活潑金屬，作該電池的負極，失去電子發(fā)生氧化反應，A正確；電池工作時，電子由負極流向正極，即電子由Zn流向MnO2，B錯誤；類似于鋅錳干電池，MnO2在正極上得電子被還原生成MnOOH，則正極的電極反應式為MnO2H2Oe=MnOOHOH，C正確；負極反應式為Zn2OH2e=Zn(OH)2，結合正、負極反應式及得失電子守恒可知，該電池的總反應式為Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnOOH，D正確。2酸性鋅錳干電池是一種一次性電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是由碳粉、MnO2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產生MnOOH。(1)該電池的正極反應式為_，電池反應的離子方程式為_。(2)兩種鋅錳電池的構造如圖所示。與普通鋅錳電池相比，堿性鋅錳電池的優(yōu)點及其理由是_。答案(1)MnO2He=MnOOH(或MnO2NHe=MnOOHNH3)2MnO2Zn2H=2MnOOHZn2(2)消耗的負極改裝在電池的內部，堿性電池不易發(fā)生電解質泄漏；堿性電池使用壽命較長，金屬材料在堿性電解質中比在酸性電解質中的穩(wěn)定性高(答一條即可)解析(1)反應物MnO2中Mn是4價，生成物MnOOH中Mn是3價，錳元素化合價降低，根據(jù)“正極是氧化劑得到電子生成還原產物”可寫出：MnO2eMnOOH，NH4Cl水解顯“酸性”提供H，再依據(jù)電荷守恒和質量守恒，在左邊補充“H”(或左邊補充“NH”右邊補充“NH3”)：MnO2He=MnOOH(或MnO2NHe=MnOOHNH3)。根據(jù)“負極為還原劑失去電子生成氧化產物”可寫出負極反應式：Zn2e=Zn2，正極反應式乘以2與負極反應式相加得到總反應式：2MnO2Zn2H=2MnOOHZn2。(2)鋅負極由外殼改裝到電池內部，避免了因鋅筒的腐蝕而發(fā)生電解質泄漏的問題；金屬材料在堿性電解質中比在酸性電解質中的穩(wěn)定性高，鋅由與酸性電解質接觸改為與堿性電解質接觸，防止電池不工作時鋅直接被酸性介質氧化，延長了電池的使用壽命。題組二 二次電池可充電電池3我國科學家最近發(fā)明“可充電NaCO2電池”，示意圖如圖。該電池的工作原理為4Na3CO22Na2CO3C。下列說法錯誤的是()A放電時，Na由鈉箔端向多壁碳納米管端移動B放電時，正極的電極反應式為3CO24Na4e=2Na2CO3CC該電池不宜在高溫下使用D放電時，電子由多壁碳納米管經四甘醇二甲醚溶液流向鈉箔答案D解析放電時為原電池，鈉箔上Na失電子生成Na，故鈉箔為負極，多壁碳納米管為正極，原電池中陽離子向正極移動，即Na由鈉箔端向多壁碳納米管端移動，故A正確；放電時正極發(fā)生還原反應，二氧化碳得電子生成單質碳，電極反應式為4Na3CO24e=2Na2CO3C，故B正確；鈉箔在高溫下易熔化，所以溫度不能過高，故C正確；放電時，電子由鈉箔經負載流向多壁碳納米管，故D錯誤。題組三 燃料電池4直接供氨式固態(tài)氧化物燃料電池的結構如圖所示。下列有關該電池的說法正確的是()A通入氧氣的電極是正極，氧氣發(fā)生氧化反應B正極的電極反應式為O24e2H2O=4OHC該燃料電池可直接將化學能全部轉化為電能D負極的電極反應式為2NH36e3O2=N23H2O答案D解析通入O2的電極是正極，O2發(fā)生還原反應，A錯誤；該電池的電解質是固態(tài)氧化物，其中自由移動的陰離子是O2，正極的電極反應式應為O24e=2O2，B錯誤；該燃料電池的能量轉化效率較高，但不能將化學能全部轉化為電能，C錯誤；在負極NH3發(fā)生氧化反應生成N2和水，D正確。5乙烯催化氧化成乙醛可設計成如圖所示的燃料電池，能在制備乙醛的同時獲得電能，其總反應為2CH2=CH2O22CH3CHO。下列有關說法正確的是()Aa電極發(fā)生還原反應B放電時，每轉移2 mol電子，理論上需要消耗28 g乙烯Cb極反應式為O24e2H2O=4OHD電子移動方向：電極a磷酸溶液電極b答案B解析由題圖可以看出a極通入乙烯，作負極，放電時乙烯發(fā)生氧化反應生成乙醛，A錯誤；CH2=CH2CH3CHO中碳元素化合價變化，可以看出每轉移2 mol電子有1 mol乙烯被氧化，B正確；電解質溶液顯酸性，b極通入氧氣，放電后生成水，電極反應式為O24e4H=2H2O，C錯誤；放電時電子從負極通過外電路向正極移動，D錯誤。原電池中電極反應式的書寫(1)書寫一般步驟(2)復雜電極反應式的書寫1.2017全國卷全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應為16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列說法錯誤的是()A電池工作時，正極可發(fā)生反應：2Li2S62Li2e=3Li2S4B電池工作時，外電路中流過0.02 mol電子，負極材料減重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高電極a的導電性D電池充電時間越長，電池中Li2S2的量越多答案D解析原電池工作時，Li向正極移動，則a為正極，正極上發(fā)生還原反應，a極發(fā)生的電極反應有S82Li2e=Li2S8、3Li2S82Li2e=4Li2S6、2Li2S62Li2e=3Li2S4、Li2S42Li2e=2Li2S2等，A正確；電池工作時，外電路中流過0.02 mol電子時，氧化Li的物質的量為0.02 mol，質量為0.14 g，B正確；石墨烯能導電，利用石墨烯作電極，可提高電極a的導電性，C正確；電池充電時電極a發(fā)生反應：2Li2S22e= Li2S42Li，充電時間越長，電池中Li2S2的量越少，D錯誤。22016全國卷MgAgCl電池是一種以海水為電解質溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是()A負極反應式為Mg2e=Mg2B正極反應式為Age=AgC電池放電時Cl由正極向負極遷移D負極會發(fā)生副反應Mg2H2O=Mg(OH)2H2答案B解析MgAgCl電池中，Mg為負極，AgCl為正極，故正極反應式應為AgCle=AgCl，B錯誤。32016浙江高考金屬(M)空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點，有望成為新能源汽車和移動設備的電源。該類電池放電的總反應方程式為：4MnO22nH2O=4M(OH)n已知：電池的“理論比能量”指單位質量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是()A采用多孔電極的目的是提高電極與電解質溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴散至電極表面B比較Mg、Al、Zn三種金屬空氣電池，Al空氣電池的理論比能量最高CM空氣電池放電過程的正極反應式：4MnnO22nH2O4ne=4M(OH)nD在Mg空氣電池中，為防止負極區(qū)沉積Mg(OH)2，宜采用中性電解質及陽離子交換膜答案C解析A項，采用多孔電極可以提高電極與電解質溶液的接觸面積，并有利于O2擴散至電極表面；B項，單位質量的Mg、Al、Zn反應，Al轉移的電子數(shù)最多，故Al空氣電池的理論比能量最高；C項，由于電池中間為陰離子交換膜，故Mn不能通過，則正極的電極反應式為O24e2H2O=4OH；D項，在Mg空氣電池中，負極的電極反應式為Mg2e=Mg2，為防止負極區(qū)沉積Mg(OH)2，可采用陽離子交換膜阻止OH進入負極區(qū)。42015全國卷微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是()A正極反應中有CO2生成B微生物促進了反應中電子的轉移C質子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)D電池總反應為C6H12O66O2=6CO26H2O答案A解析負極發(fā)生氧化反應，生成CO2氣體，A錯誤；微生物電池中的化學反應速率較快，即微生物促進了反應中電子的轉移，B正確；原電池中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，C正確；電池總反應是C6H12O6與O2反應生成CO2和H2O，D正確。52015江蘇高考一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關該電池的說法正確的是()A反應CH4H2O3H2CO，每消耗1 mol CH4轉移12 mol電子B電極A上H2參與的電極反應為H22OH2e=2H2OC電池工作時，CO向電極B移動D電極B上發(fā)生的電極反應為O22CO24e=2CO答案D解析CH4中的C為4價，反應后生成的CO中C為2 價，每消耗1 mol CH4轉移6 mol e，A錯誤；從裝置圖看，電池工作過程中沒有OH參與，B錯誤；該燃料電池中，電極B為正極，電極A為負極，電池工作時，CO移向負極，C錯誤；在電極B上O2得到電子與CO2反應轉化為CO，D正確。6高考集萃(1)2016北京高考Fe還原水體中NO的反應原理如圖所示。作負極的物質是_。正極的電極反應式是_。(2)2016天津高考氫氣直接燃燒的能量轉換率遠低于燃料電池，寫出堿性氫氧燃料電池的負極反應式：_。(3)2015廣東高考一種可超快充電的新型鋁電池，充放電時AlCl和Al2Cl兩種離子在Al電極上相互轉化，其他離子不參與電極反應。放電時負極Al的電極反應式為_。答案(1)FeNO8e10H=NH3H2O(2)H22OH2e=2H2O(3)Al7AlCl3e=4Al2Cl解析(1)由圖可知，F(xiàn)e失電子作負極，正極是NO得電子變成NH。(2)堿性氫氧燃料電池的負極發(fā)生氧化反應，在堿性條件下氫氣放電生成H2O。(3)放電時，負極發(fā)生氧化反應，且AlCl參加反應，其反應式為Al3e7AlCl=4Al2Cl。時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每題8分，共72分)1下列電池工作時，O2在正極放電的是()A.鋅錳電池B.氫燃料電池C.鉛蓄電池D.鎳鎘電池答案B解析氫燃料電池中，負極上H2放電，正極上O2放電，A、C、D中均不存在O2放電，故選B。2按如圖所示進行實驗，下列說法不正確的是()A裝置甲的鋅片上和裝置乙的銅片上均可觀察到有氣泡產生B裝置甲、乙中的能量變化均為化學能轉化為電能C裝置乙中的鋅、銅之間用導線連接電流計，可觀察到電流計指針發(fā)生偏轉D裝置乙中負極的電極反應式：Zn2e=Zn2答案B解析甲中發(fā)生的反應為ZnH2SO4=ZnSO4H2，鋅片表面產生氣泡；乙中銅、鋅接觸放入稀硫酸中形成原電池，Cu作正極，電極反應式為2H2e=H2，銅片表面產生氣泡，A正確。乙中化學能轉化為電能，但甲中未形成原電池，無化學能與電能的轉化，B錯誤。乙中鋅、銅之間用導線連接電流計，形成原電池，Zn作負極，Cu作正極，導線中有電流產生，電流計指針發(fā)生偏轉，C正確。乙中Zn作負極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為Zn2e=Zn2，D正確。3如圖所示是一個水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是()Aa為電池的正極B電池充電反應為LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化D放電時，溶液中Li從b向a遷移答案C解析由圖可知，b極(Li電極)為負極，a極為正極，放電時，Li從負極(b)向正極(a)遷移，A、D正確；該電池放電時，負極：xLixe=xLi，正極：Li1xMn2O4xLixe=LiMn2O4，a極Mn元素的化合價發(fā)生變化，C錯誤；由放電反應可得充電時的反應，B正確。4工業(yè)上常將鉻鍍在其他金屬表面，同鐵、鎳組成各種性質的不銹鋼，在如圖裝置中，觀察到圖1裝置銅電極上產生大量的無色氣泡，而圖2裝置中銅電極上無氣體產生，鉻電極上產生大量有色氣體，則下列敘述正確的是()A圖1為原電池裝置，Cu電極上產生的是O2B圖2裝置中Cu電極上發(fā)生的電極反應式為Cu2e=Cu2C由實驗現(xiàn)象可知：金屬活動性CuCrD兩個裝置中，電子均由Cr電極流向Cu電極答案B解析圖1為原電池裝置，銅為正極，氫離子得電子生成氫氣；圖2裝置中銅電極上無氣體產生，鉻電極上產生大量有色氣體，說明銅為負極，鉻電極為正極，負極發(fā)生Cu2e=Cu2；由圖1根據(jù)原電池原理知金屬鉻的活動性比銅強；圖1中，電子由Cr經導線流向Cu，圖2中電子由Cu極經導線流向Cr。5通過NO傳感器可監(jiān)測汽車排放的尾氣中NO含量，其工作原理如圖所示，下列說法正確的是()AO2向正極移動B負極的電極反應式為NO2eO2=NO2CO2的電極反應產物是H2OD反應消耗的NO與O2的物質的量之比為12答案B解析根據(jù)工作原理圖知，Pt電極上氧氣得電子發(fā)生還原反應，作正極，NiO電極上NO失電子發(fā)生氧化反應，則NiO為負極；正極上電極反應式為O24e=2O2，負極上電極反應式為NO2eO2=NO2。由圖可知O2移向NiO電極，即向負極移動，故A錯誤；NiO電極上NO失電子和O2反應生成二氧化氮，所以電極反應式為NOO22e=NO2，故B正確；正極上電極反應式為O24e=2O2，故C錯誤；反應消耗的NO與O2的物質的量之比為21，故D錯誤。6據(jù)報道，以硼氫化合物NaBH4(B元素的化合價為3價)和H2O2作原料的燃料電池，其負極材料采用Pt/C，正極材料采用MnO2，可用作空軍通信衛(wèi)星電源，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A該電池的負極反應為BH8OH8e=BO6H2OB電池放電時Na從b極區(qū)移向a極區(qū)C每消耗3 mol H2O2，轉移的電子為3 molD電極a采用MnO2作電極材料答案A解析電池總反應為BH4H2O2=BO6H2O，正極反應為H2O22e=2OH，總反應減去正極反應即可得到負極反應，A正確；在電池中電極a為負極，電極b為正極，在電池放電過程中陽離子向正極移動，B錯誤；通過正極反應方程式可知，每消耗3 mol H2O2轉移電子6 mol，C錯誤；電極a作負極，電極b作正極，正極用MnO2作電極，D錯誤。7人工光合系統(tǒng)裝置(如圖)可實現(xiàn)以CO2和H2O合成CH4。下列說法不正確的是()A該裝置為原電池，且銅為正極B電池工作時，H向Cu電極移動CGaN電極表面的電極反應式為2H2O4e=O24HD反應CO22H2OCH42O2中每消耗1 mol CO2轉移4 mol e答案D解析該裝置中，根據(jù)電子流向知，GaN是負極、Cu是正極，負極反應式為2H2O4e=4HO2，正極反應式為CO28e8H=CH42H2O，電解質溶液中陽離子向正極移動，據(jù)此分析可知：銅為原電池正極，A正確；電池工作時，H向正極，即銅電極移動，B正確；負極表面發(fā)生氧化反應，電極反應式為2H2O4e=O24H，C正確；反應CO22H2OCH42O2中每消耗1 mol CO2，生成2 mol O2，轉移8 mol e，D錯誤。8NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料電池，其原理如圖所示，該電池在放電過程中石墨電極上生成氧化物Y，Y可循環(huán)使用。下列說法正確的是()A放電時，NO向石墨電極遷移B石墨附近發(fā)生的反應為NOO2e=NOC電池總反應式為4NO2O2=2N2O5D當外電路通過4 mol e，負極上共產生2 mol N2O5答案C解析以NO2、O2和熔融KNO3制作的燃料電池，在使用過程中，O2通入石墨電極，則石墨電極為原電池的正極，石墨電極為原電池的負極，NO2被氧化，N元素化合價升高，故生成的氧化物Y為N2O5。放電時，NO向負極移動，即向石墨電極遷移，A錯誤；由裝置圖可知，O2和N2O5(Y)在石墨電極上發(fā)生還原反應，電極反應式為O22N2O54e=4NO，B錯誤；電池的負極反應式為4NO24NO4e=4N2O5，故電池總反應式為4NO2O2=2N2O5，C正確；當外電路中通過4 mol e時，負極上產生4 mol N2O5，D錯誤。9某原電池裝置如圖所示，電池總反應為2AgCl2=2AgCl。下列說法正確的是()A正極反應為AgCle=AgClB放電時，交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成C若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應隨之改變D當電路中轉移0.01 mol e時，交換膜左側溶液中約減少0.02 m