2017-2018學(xué)年人教版高中化學(xué)選修4導(dǎo)學(xué)案：4.2化學(xué)電源-Word版含答案完美版

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第二節(jié)化學(xué)電源1.了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類及其工作原理。2.熟練書寫常見(jiàn)化學(xué)電源的電極反應(yīng)式和總方程式。 3知道廢棄電池對(duì)環(huán)境的危害，設(shè)想處理廢舊電池的辦法?；瘜W(xué)電源一、化學(xué)電池1定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2分類3優(yōu)點(diǎn)能量轉(zhuǎn)化效率較高，供能穩(wěn)定可靠，可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池及電池組，使用方便，易于維護(hù)，并可在各種環(huán)境下工作。4判斷電池優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)(1)比能量：即單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少，單位(W·h)/kg或(W·h)/L。(2)比功率：即單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小，單位W/kg或W/L。(3)電池可

2、儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短。二、幾種常見(jiàn)的化學(xué)電池1一次電池(1)堿性鋅錳電池構(gòu)造組成正極：MnO2；負(fù)極：Zn；電解質(zhì)：KOH。工作原理負(fù)極反應(yīng)：Zn2e2OH=Zn(OH)2；正極反應(yīng)：2MnO22H2O2e=2MnO(OH)2OH；總反應(yīng)：Zn2MnO22H2O=2MnO(OH)Zn(OH)2。(2)鋅銀電池構(gòu)造組成正極：Ag2O；負(fù)極：Zn；電解質(zhì)：KOH。工作原理負(fù)極反應(yīng)：Zn2e2OH=Zn(OH)2；正極反應(yīng)：Ag2OH2O2e=2Ag2OH；總反應(yīng)：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。2二次電池(以鉛蓄電池為例)(1)構(gòu)造(2)組成正極：PbO2；負(fù)極：Pb；電解質(zhì)：H2SO4。(3

3、)工作原理鉛蓄電池是最常見(jiàn)的二次電池，其電極反應(yīng)分為放電和充電兩個(gè)過(guò)程。放電過(guò)程負(fù)極：Pb2eSO=PbSO4(氧化反應(yīng))；正極：PbO24HSO2e=PbSO42H2O(還原反應(yīng))；總反應(yīng)：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。充電過(guò)程電化學(xué)上常把發(fā)生氧化反應(yīng)的電極叫做陽(yáng)極，發(fā)生還原反應(yīng)的電極叫做陰極。陰極：PbSO42e=PbSO(還原反應(yīng))；陽(yáng)極：PbSO42H2O2e=PbO24HSO(氧化反應(yīng))；總反應(yīng)：2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4。鉛蓄電池的充、放電過(guò)程PbPbO22H2SO42PbSO42H2O。1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“×”)。(

4、1)化學(xué)電池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。()(2)化學(xué)電池的種類包括一次電池、二次電池和燃料電池等。()(3)化學(xué)電池供能穩(wěn)定可靠，可以制成各種形狀和大小的電池，使用方便，易于維護(hù)。()(4)廢舊電池可以隨意丟棄。()(5)Zn具有還原性和導(dǎo)電性，可用作鋅錳干電池的負(fù)極材料。()(6)鉛蓄電池在放電過(guò)程中，負(fù)極質(zhì)量減小，正極質(zhì)量增加。()(7)可充電電池中的放電反應(yīng)和充電反應(yīng)互為可逆反應(yīng)。()(8)鋰碘電池的電池反應(yīng)為2Li(s)I2(s)=2LiI(s)，則碘電極作該電池的負(fù)極。()答案：(1)×(2)(3)(4)×(5)(6)×(7)×(8)

5、5;2人造衛(wèi)星用到的一種高能電池鋅銀電池，其電極反應(yīng)式為Zn2OH2e=Zn(OH)2，Ag2OH2O2e=2Ag2OH。根據(jù)反應(yīng)式判斷氧化銀是()A負(fù)極被氧化 B正極被還原C負(fù)極被還原 D正極被氧化解析：選B。鋅銀電池放電時(shí)，Ag2O得到電子被還原為Ag，故Ag2O作電池的正極?；瘜W(xué)電源電極反應(yīng)式的書寫1一般電極反應(yīng)式的書寫2復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫3給出電極反應(yīng)式，書寫總反應(yīng)式根據(jù)給出的兩個(gè)電極反應(yīng)式，寫出總反應(yīng)式時(shí)，首先要使兩個(gè)電極反應(yīng)式的得失電子相等，然后將兩式相加，消去反應(yīng)物和生成物中相同的物質(zhì)即可。若原電池正、負(fù)兩極產(chǎn)生的陰、陽(yáng)離子能與電解質(zhì)溶液中的離子發(fā)生反應(yīng)時(shí)，要把后續(xù)反應(yīng)一并寫入

6、電極反應(yīng)式中。若反應(yīng)式同側(cè)出現(xiàn)不能共存的離子，如H和OH、Pb2和SO，要寫成反應(yīng)后的物質(zhì)，如H2O、PbSO4。鐵鎳蓄電池又稱愛(ài)迪生電池，放電時(shí)的總反應(yīng)：FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法不正確的是()A電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為FeB電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe2OH2e=Fe(OH)2C電池充電過(guò)程中，陰極附近溶液pH降低D電池充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O解析因?yàn)榉烹姇r(shí)的反應(yīng)中有氫氧化物生成，故電解質(zhì)溶液是堿性溶液，因?yàn)殍F的化合價(jià)升高，鎳的化合價(jià)降低，故鐵是負(fù)極，氧化鎳是正極，故A和B均正確

7、；充電時(shí)的陰極反應(yīng)為Fe(OH)22e=Fe2OH，故此時(shí)陰極附近的pH增大，故C錯(cuò)誤；根據(jù)所給的放電時(shí)的電池反應(yīng)可推知D正確。答案C以上述例題分析，怎樣判斷電極附近溶液pH的變化？答案：判斷電極附近溶液pH的變化，主要應(yīng)看電極反應(yīng)式，如該電池放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)：Fe2e2OH=Fe(OH)2，OH被消耗，故負(fù)極附近pH減小，正極反應(yīng)為Ni2O32e3H2O=2Ni(OH)22OH，生成OH，故正極附近pH變大；充電時(shí)同理分析，陽(yáng)極反應(yīng)：2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O，陽(yáng)極附近pH減小，陰極附近pH增大。電極反應(yīng)式和總方程式書寫時(shí)的注意事項(xiàng)(1)正、負(fù)兩極的電極反應(yīng)式在得失電子相

8、等時(shí)相加，即得總反應(yīng)式。(2)寫電極反應(yīng)式時(shí)，一定要注意電解質(zhì)是什么，其中陰、陽(yáng)離子要和電極反應(yīng)式中出現(xiàn)的離子相對(duì)應(yīng)。在堿性電解質(zhì)中，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)H；在酸性電解質(zhì)中，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH?；瘜W(xué)電源的綜合考查1Mg­H2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無(wú)人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液，示意圖如圖所示。該電池工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()AMg電極是該電池的正極BH2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C石墨電極附近溶液的pH增大D溶液中Cl向正極移動(dòng)解析：選C。在原電池中活潑金屬作負(fù)極，即Mg為負(fù)極，A錯(cuò)誤；通入H2O2的一極為正極，在反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤；石墨電極的電極反應(yīng)式

9、為H2O22e2H=2H2O，溶液pH增大，C正確；原電池中，電解質(zhì)溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)，D錯(cuò)誤。2鉛蓄電池的兩極分別為Pb、PbO2，電解質(zhì)溶液為H2SO4，工作時(shí)的電池反應(yīng)式為PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，下列結(jié)論正確的是()APb為正極被氧化B電解質(zhì)溶液的pH不斷減小CSO向PbO2處移動(dòng)D電解質(zhì)溶液的pH不斷增大解析：選D。由題給電池反應(yīng)式可以看出H2SO4不斷被消耗，故pH不斷增大，所以B不正確，D正確；由Pb元素化合價(jià)的變化，可以看出Pb是負(fù)極，所以A不正確；原電池工作時(shí)，整個(gè)電路中負(fù)電荷的流向是一致的，外電路中，電子由Pb極流向PbO2極；內(nèi)電路中，陰離子(

10、SO)移向Pb極，所以C不正確。3在堿性鋅錳干電池中，已知?dú)溲趸洖殡娊赓|(zhì)，發(fā)生的電池總反應(yīng)為Zn2MnO22H2O=2MnO(OH)Zn(OH)2。下列有關(guān)該電池的電極反應(yīng)，正確的是()A負(fù)極反應(yīng)為Zn2e=Zn2B負(fù)極反應(yīng)為Zn2H2O2e=Zn(OH)22HC正極反應(yīng)為2MnO22H2e=2MnO(OH)D正極反應(yīng)為2MnO22H2O2e=2MnO(OH)2OH解析：選D。在書寫堿性電池的電極反應(yīng)式時(shí)，方程式中不得出現(xiàn)H。在堿性電池中，負(fù)極的Zn失去電子形成的Zn2應(yīng)該與OH結(jié)合為Zn(OH)2。燃料電池1基本構(gòu)造(以氫氧燃料電池為例)2工作原理酸性電解質(zhì)(H2SO4)堿性電解質(zhì)(KOH

11、)負(fù)極反應(yīng)2H24e=4H2H24e4OH=4H2O正極反應(yīng)O24e4H=2H2OO24e2H2O=4OH總反應(yīng)2H2O2=2H2O3.燃料電池的特點(diǎn)(1)連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能。(2)電極材料本身不參與氧化還原反應(yīng)。(3)工作時(shí)，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給，在電極上不斷地進(jìn)行反應(yīng)，生成物不斷地被排除。4燃料電池的優(yōu)點(diǎn)(1)能量轉(zhuǎn)換率高(超過(guò)80%)。(2)排放廢棄物少，運(yùn)行時(shí)噪音低。1燃料電池的正、負(fù)兩極必須是兩種活潑性不同的金屬或一種金屬與一種能導(dǎo)電的非金屬嗎？答案：不一定，如氫氧燃料電池的正、負(fù)極均為Pt。2除氫氧燃料電池外，其他燃料電池的負(fù)極反應(yīng)物通常還有哪些？正

12、極放電的是什么物質(zhì)？答案：負(fù)極還可以是烴(如甲烷、乙烷等)、醇(如甲醇、乙醇等)、氨、煤氣等可燃性氣體或液體。正極放電的是氧氣。3燃料電池是一種新型電池，它利用燃料在氧化過(guò)程中把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。氫氧燃料電池的基本反應(yīng)如下：X極：O2(g)H2O(l)2e=2OH；Y極：H2(g)2OH2e=2H2O(l)。下列判斷中，正確的是()AX是負(fù)極BY是正極CY極發(fā)生還原反應(yīng) DY極發(fā)生氧化反應(yīng)解析：選D。從電極反應(yīng)式中可以看出，X極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，作正極；Y極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，作負(fù)極。常見(jiàn)燃料電池的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)1乙醇燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液)負(fù)極：C2H5OH16OH12

13、e=2CO11H2O；正極：3O26H2O12e=12OH；總反應(yīng)式：C2H5OH3O24OH=2CO5H2O。2甲烷燃料電池(固體電解質(zhì))一個(gè)電極通入空氣，另一電極通入甲烷，電池的電解質(zhì)為摻雜了Y2O3(三氧化二釔)的ZrO2(二氧化鋯)晶體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2。該電池的電極反應(yīng)式為負(fù)極：CH44O28e=CO22H2O；正極：2O28e=4O2；總反應(yīng)式：CH42O2=CO22H2O。3甲醇燃料電池(電解質(zhì)溶液為H2SO4溶液)負(fù)極：2CH3OH2H2O12e=2CO212H；正極：3O212H12e=6H2O；總反應(yīng)式：2CH3OH3O2=2CO24H2O。(2017·錦州高

14、二檢測(cè))燃料電池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧氣或空氣發(fā)生反應(yīng)，將此反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，電解質(zhì)溶液通常是KOH溶液。下列關(guān)于甲烷燃料電池的說(shuō)法中不正確的是()A負(fù)極反應(yīng)式為CH410OH8e=CO7H2OB正極反應(yīng)式為2O24H2O8e=8OHC隨著不斷放電，電解質(zhì)溶液堿性不變D甲烷燃料電池的能量利用率比甲烷燃燒的能量利用率高解析甲烷燃料電池中，CH4作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，故負(fù)極反應(yīng)式為CH410OH8e=CO7H2O，A正確；O2作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)式為2O24H2O8e=8OH，B正確；總反應(yīng)式為CH42O22OH=CO3H2O，隨反應(yīng)的進(jìn)

15、行，不斷消耗OH，故c(OH)減小，pH減小，C錯(cuò)誤；燃料電池的能量轉(zhuǎn)換率高，D正確。答案C若將KOH溶液改為稀硫酸，寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式：_。答案：CH42H2O8e=CO28H水溶液中的燃料電池1將兩個(gè)鉑電極放置在KOH溶液中，然后分別向兩極通入CO和O2，即可產(chǎn)生電流，稱為燃料電池，下列敘述正確的是()通入CO的電極為正極；正極的電極反應(yīng)式是O22H2O4e=4OH；通入CO的電極反應(yīng)式是2COO24e=2CO2；負(fù)極的電極反應(yīng)式是CO4OH2e=CO2H2O；放電時(shí)溶液中的陽(yáng)離子向負(fù)極移動(dòng)；放電時(shí)溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)。ABCD解析：選B。據(jù)題意知，發(fā)生的反應(yīng)為2COO2=2CO2，

16、反應(yīng)產(chǎn)生的CO2處于KOH溶液中，又會(huì)轉(zhuǎn)化為CO，正確，錯(cuò)誤。O2得e被還原，作正極，錯(cuò)誤，正確。溶液中離子移動(dòng)情況受溶液(原電池內(nèi)電路)中電流方向影響，內(nèi)電路電流方向是由負(fù)極流向正極，陽(yáng)離子的移動(dòng)方向與電流方向相同，故在溶液(原電池內(nèi)電路)中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，錯(cuò)誤，正確。2一種燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。該電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是()ACH3OH(g)O2(g)=H2O(l)CO2(g)2H(aq)2eBO2(g)4H(aq)4e=2H2O(l)CCH3OH(g)H2O(l)6e=CO2(g)6H(aq)DO2(g)2H2O(l)4e=4

17、OH解析：選C。燃料電池中，負(fù)極燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即負(fù)極反應(yīng)中不可能有氧氣參與。以熔融態(tài)固體為電解質(zhì)的燃料電池3一種新型熔融鹽燃料電池具有高發(fā)電效率。現(xiàn)用Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物作電解質(zhì)，一極通CO氣體，另一極通O2和CO2混合氣體，其總反應(yīng)為2COO2=2CO2。則下列說(shuō)法中正確的是()A通CO的一極是電池的正極B負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)是O22CO24e=2COC負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)是COCO2e=2CO2D正極發(fā)生氧化反應(yīng)解析：選C。由電池反應(yīng)2COO2=2CO2可知，通CO的一極為電池負(fù)極，通O2的一極為電池正極，負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得電

18、子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極的電極反應(yīng)為2CO2CO4e=4CO2，正極的電極反應(yīng)為O22CO24e=2CO。4固體氧化物燃料電池是由美國(guó)西屋公司研制開(kāi)發(fā)的。它以固體氧化鋯­氧化釔為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子(O2)在其間通過(guò)。該電池的工作原理如圖所示。其中多孔電極a、b均不參與電極反應(yīng)。下列判斷正確的是()A有O2放電的a極為電池的負(fù)極B有H2放電的b極為電池的正極Ca極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式：O22H2O4e=4OHD該電池的總反應(yīng)：2H2O22H2O解析：選D。根據(jù)該電池的工作原理圖可知，被氧化的是H2，2H24e2O2=2H2O，b極為原電池的負(fù)極；被還原的是O2，O24e=

19、2O2，a極為原電池的正極；該電池的總反應(yīng)為2H2O22H2O。重難易錯(cuò)提煉1.二次電池的充電過(guò)程就是下一節(jié)要學(xué)習(xí)的電解過(guò)程，要記住充電時(shí)“正接正、負(fù)接負(fù)”。二次電池放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)與充電時(shí)陰極反應(yīng)互為逆反應(yīng)；正極反應(yīng)與充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)互為逆反應(yīng)。2.燃料電池的電極材料為鉑等惰性電極，正極反應(yīng)一般是氧氣發(fā)生的還原反應(yīng)。3.原電池的正極材料本身一般不參與反應(yīng)，但鉛蓄電池正極材料二氧化鉛參與了正極反應(yīng)。4.原電池的電解質(zhì)溶液不一定是水溶液，如Li­I2電池的電解質(zhì)溶液是惰性非水有機(jī)溶劑(Li可與H2O發(fā)生反應(yīng))。5.書寫燃料電池的電極反應(yīng)式時(shí)，要注意電解質(zhì)溶液的酸堿性。在堿性溶液中，電極反應(yīng)

20、式中不能出現(xiàn)H；在酸性溶液中，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH。課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)基礎(chǔ)鞏固1對(duì)化學(xué)電源的敘述正確的是()A化學(xué)電源比火力發(fā)電對(duì)化學(xué)能的利用率高B化學(xué)電源所提供的電能居于人類社會(huì)現(xiàn)階段總耗電量的首位C化學(xué)電源均是安全、無(wú)污染的D化學(xué)電源即為充電電池解析：選A?；瘜W(xué)電源比火力發(fā)電對(duì)化學(xué)能的利用率高，故A正確；火力發(fā)電居于人類社會(huì)現(xiàn)階段總耗電量的首位，故B錯(cuò)誤；部分廢舊化學(xué)電源會(huì)引起重金屬污染，故C錯(cuò)誤；化學(xué)電源包括一次電池、充電電池、燃料電池等，故D錯(cuò)誤。2下列電池工作時(shí)，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.鎳鎘電池解析：選B。氫燃料電池負(fù)極H2發(fā)生氧化反應(yīng)，正極O2

21、發(fā)生還原反應(yīng)。3廢電池必須進(jìn)行集中處理的首要原因是()A為了利用電池外殼的金屬材料B防止汞、鎘和鉛等重金屬離子對(duì)土壤和水源的污染C不使電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品D回收其中的石墨電極解析：選B。廢電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子能對(duì)土壤和水源造成污染，必須進(jìn)行集中處理。4下列關(guān)于化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的四種裝置的說(shuō)法正確的是()A電池中鋅是正極B電池是一次電池C電池工作時(shí)，氫氣發(fā)生還原反應(yīng)D電池工作時(shí)，電子由鋅通過(guò)導(dǎo)線流向碳棒解析：選D。電池中鋅是負(fù)極，銅是正極，A錯(cuò)誤；電池為鉛蓄電池，屬于二次電池，B錯(cuò)誤；電池為氫氧燃料電池，H2在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，C錯(cuò)誤；電池為鋅錳干電池，鋅為負(fù)極，碳棒為

22、正極，電子由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，D正確。5燃料電池的基本組成為電極、電解質(zhì)溶液、燃料和氧化劑。此種電池的能量轉(zhuǎn)化率超過(guò)80%，產(chǎn)物污染小。下列有關(guān)燃料電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A燃料電池的負(fù)極反應(yīng)物是氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)B氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電池的產(chǎn)物為水，經(jīng)過(guò)處理之后可供宇航員使用C乙醇燃料電池的電解質(zhì)常用KOH，該電池的負(fù)極反應(yīng)為C2H5OH12e12OH=2CO29H2OD堿性甲烷燃料電池的正極反應(yīng)為O22H2O4e=4OH解析：選C。C項(xiàng)，電解質(zhì)為KOH，因此不可能生成二氧化碳，應(yīng)該生成CO，即負(fù)極反應(yīng)為C2H5OH12e16OH=2CO11H2O，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。6鋅

23、錳干電池在放電時(shí)，總反應(yīng)方程式可以表示為Zn(s)2MnO22NH=Zn2Mn2O3(s)2NH3H2O，在此電池放電時(shí)正極(碳棒)上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是()AZnB碳CMnO2和NHDZn2和NH3解析：選C。Zn在負(fù)極上被氧化，剩余的物質(zhì)將在正極上反應(yīng)得到Mn2O3、NH3和H2O。要注意題中問(wèn)的是正極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，不要考慮成被還原的物質(zhì)。7如圖是一種新型鋰電池原理圖，有關(guān)敘述正確的是()Aa為電池正極B外電路中電流從a流向bC離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜Db電極處，O2失電子生成OH解析：選C。Li失電子，為電源負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電流方向與電子流動(dòng)方向相反，故外電路中電流從b流向a，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

24、由圖示可知，Li可穿過(guò)離子交換膜，故為陽(yáng)離子交換膜，C項(xiàng)正確；由圖示可知，O2得電子生成OH，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H，其基本結(jié)構(gòu)如圖，電池總反應(yīng)可表示為2H2O2=2H2O，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A電子通過(guò)外電路從b極流向a極Bb極上的電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OHC每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，消耗1.12 L的H2DH由a極通過(guò)固體酸電解質(zhì)傳遞到b極解析：選D。a極通H2，H2失電子應(yīng)在負(fù)極反應(yīng)，所以a為負(fù)極，電子通過(guò)外電路由a極流向b極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)殡娊赓|(zhì)顯酸性，所以b極上的電極反應(yīng)式為O24e4H=2H2O，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)沒(méi)有告知是標(biāo)準(zhǔn)狀況，

25、轉(zhuǎn)移0.1 mol電子消耗H2的物質(zhì)的量是0.05 mol，但體積不一定是1.12 L，C項(xiàng)錯(cuò)誤；陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以H由a極通過(guò)固體酸電解質(zhì)傳遞到b極，D項(xiàng)正確。9(2017·湖北重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)流動(dòng)電池是一種新型電池，其主要特點(diǎn)是可以通過(guò)電解質(zhì)溶液的循環(huán)流動(dòng)，在電池外部調(diào)節(jié)電解質(zhì)溶液，以保持電池內(nèi)部電極周圍溶液濃度的穩(wěn)定。北京化工大學(xué)新開(kāi)發(fā)的一種流動(dòng)電池如圖所示，電池總反應(yīng)為CuPbO22H2SO4=CuSO4PbSO42H2O。下列說(shuō)法不正確的是()Aa為負(fù)極，b為正極B該電池工作時(shí)，PbO2電極附近溶液的pH增大Ca極的電極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2D調(diào)節(jié)電解質(zhì)溶液的方法是補(bǔ)充

26、CuSO4解析：選D。A項(xiàng)，根據(jù)電池總反應(yīng)可得銅為負(fù)極，PbO2為正極，正確；B項(xiàng)，該電池工作時(shí)，PbO2電極上發(fā)生的反應(yīng)為PbO24HSO2e=PbSO42H2O，消耗了溶液中的H，故溶液的pH增大，正確；C項(xiàng)，銅電極的電極反應(yīng)為Cu2e=Cu2，正確；D項(xiàng)，反應(yīng)生成了CuSO4，消耗了H2SO4，故應(yīng)補(bǔ)充H2SO4，錯(cuò)誤。10(2017·秦皇島高二測(cè)試)根據(jù)氧化還原反應(yīng)2H2O2=2H2O，設(shè)計(jì)成燃料電池。(1)負(fù)極通的氣體應(yīng)是_，正極通的氣體應(yīng)是_。(2)根據(jù)選擇電解質(zhì)溶液的不同，填寫下表：電解質(zhì)溶液H2SO4溶液KOH溶液負(fù)極反應(yīng)式正極反應(yīng)式溶液的pH變化(3)若把H2改為C

27、H4，KOH溶液作電解質(zhì)溶液，則正極反應(yīng)式為_(kāi)。解析：(1)氫氧燃料電池中通可燃性氣體(H2)的一極為負(fù)極，通O2的一極為正極。(2)若以H2SO4作電解質(zhì)溶液，其電極反應(yīng)式為負(fù)極：2H24e=4H；正極：O24e4H=2H2O。反應(yīng)過(guò)程中生成水，溶液中c(H)減小，pH增大。若以KOH溶液作電解質(zhì)溶液，其電極反應(yīng)式為負(fù)極：2H24OH4e=4H2O；正極：2H2OO24e=4OH。反應(yīng)過(guò)程中生成水，溶液中c(OH)減小，pH減小。(3)若把H2改為CH4，KOH溶液作電解質(zhì)溶液時(shí)其正極反應(yīng)式不變。答案：(1)H2O2(2)電解質(zhì)溶液H2SO4溶液KOH溶液負(fù)極反應(yīng)式2H24e=4H2H24O

28、H4e=4H2O正極反應(yīng)式O24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH溶液的pH變化變大變小(3)2H2OO24e=4OH11鎘鎳可充電電池在現(xiàn)代生活中有著廣泛的應(yīng)用，它的充、放電反應(yīng)如下：Cd2NiO(OH)2H2OCd(OH)22Ni(OH)2請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)上述反應(yīng)式中左邊物質(zhì)的總能量_(填“大于”“小于”或“等于”)右邊物質(zhì)的總能量。(2)放電時(shí)負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是_，放電時(shí)正極的反應(yīng)式為_(kāi)。解析：(1)原電池放電過(guò)程中將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，即反應(yīng)物總能量大于生成物總能量。(2)根據(jù)總反應(yīng)式可知放電時(shí)：負(fù)極(Cd)反應(yīng)式：Cd2OH2e=Cd(OH)2，正極NiO(OH)反應(yīng)式：

29、2NiO(OH)2H2O2e=2Ni(OH)22OH。答案：(1)大于 (2)CdNiO(OH)H2Oe=Ni(OH)2OH能力提升12新型NaBH4/H2O2燃料電池(DBFC)的結(jié)構(gòu)如圖所示，該電池總反應(yīng)方程式：NaBH44H2O2=NaBO26H2O，有關(guān)的說(shuō)法不正確的是()A電極B為正極，納米MnO2層的作用是提高原電池的工作效率B放電過(guò)程中，Na從正極區(qū)向負(fù)極區(qū)遷移C電池負(fù)極的電極反應(yīng)為BH8OH8e=BO6H2OD在電池反應(yīng)中，每消耗1 L 6 mol/L H2O2溶液，理論上流過(guò)電路中的電子為12 mol解析：選B。A.根據(jù)圖知，B電極上H2O2得電子生成OH，所以B電極是正極，

30、MnO2是催化劑，可以提高原電池的工作效率，故A正確；B.放電時(shí)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)、陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以Na從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)遷移，故B錯(cuò)誤；C.根據(jù)元素化合價(jià)變化知，負(fù)極上BH失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為BH8OH8e=BO6H2O，故C正確；D.在電池反應(yīng)中，每消耗1 L 6 mol/L H2O2溶液，即物質(zhì)的量為6 mol，根據(jù)H2O22e=2OH知，理論上流過(guò)電路中的電子為6 mol×212 mol，故D正確。13Harbermann等設(shè)計(jì)出利用Desulfovibrio desulfurcan 菌種生成的硫化物作為微生物燃料電池的電解質(zhì)，電池內(nèi)部有質(zhì)子通過(guò)，該系統(tǒng)不經(jīng)任

31、何維護(hù)可持續(xù)運(yùn)行5年，該電池的負(fù)極反應(yīng)式為S24H2O8e=SO8H。有關(guān)該電池的下列說(shuō)法中正確的是()A若有1.12 L氧氣參與反應(yīng)，則一定有0.2 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移B質(zhì)子由正極移向負(fù)極C該電池的總反應(yīng)式為S22O2=SOD正極的電極反應(yīng)式為2O28e4H2O=8OH解析：選C。未標(biāo)明1.12 L氧氣所處的壓強(qiáng)和溫度，不能確定氧氣的物質(zhì)的量，A項(xiàng)錯(cuò)誤；質(zhì)子由負(fù)極移向正極，B項(xiàng)錯(cuò)誤；正極的電極反應(yīng)式為2O28H8e=4H2O，D項(xiàng)錯(cuò)誤。14(2017·衡水高二調(diào)研)近年來(lái)AIST正在研制一種“高容量、低成本”鋰­銅空氣燃料電池。該電池通過(guò)一種復(fù)雜的“銅腐蝕現(xiàn)象”產(chǎn)生電力，其中放電過(guò)程為2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH，下列說(shuō)法不正確的是()A放電時(shí)，Li透過(guò)固體電解質(zhì)向Cu極移動(dòng)B放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為Cu2OH2O2e=2Cu2OHC通空氣時(shí)，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2OD整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，銅相當(dāng)于催化劑解析：選B。根據(jù)放電時(shí)的反應(yīng)判斷鋰電極是負(fù)極，銅電極是正極。在電池內(nèi)部陽(yáng)離子移向正極，即Li透過(guò)固體電解質(zhì)向Cu極移動(dòng)，故A正確。負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，故B錯(cuò)誤。據(jù)圖示和題干信息可知，通空氣時(shí)，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生C