原電池高二化學(xué)講義課時(shí)作業(yè)（人教版2019選擇性必修1）

第四章化學(xué)能與電能第1節(jié)原電池1.以銅鋅原電池為例，了解原電池的工作原理。2.熟悉幾種常見(jiàn)化學(xué)電源的組成及工作原理，會(huì)熟練書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式。知識(shí)點(diǎn)一原電池工作原理。知識(shí)點(diǎn)二化學(xué)電源。知識(shí)點(diǎn)一原電池工作原理1．概念：利用氧化還原反應(yīng)原理將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2．構(gòu)成條件：(1)具有兩個(gè)電極。(2)合適的離子導(dǎo)體(如電解質(zhì)溶液)。(3)形成閉合回路。(4)能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。3．工作原理(以銅鋅原電池為例)：(1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。①電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。②鋅片逐漸溶解。③銅片上有紅色物質(zhì)析出。④將鹽橋取出，電流表指針回到0點(diǎn)。(2)工作原理。電極名稱(chēng)負(fù)極正極電極材料ZnCu電極反應(yīng)Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu反應(yīng)類(lèi)型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電子流向由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極電流方向由正極沿導(dǎo)線流向負(fù)極離子移向(內(nèi)電路)陰離子向_負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向_正極移動(dòng)；鹽橋含飽和KCl溶液，K＋移向_正極，Cl－移向_負(fù)極鹽橋的作用①連接內(nèi)電路形成閉合回路。②平衡電荷，使電池能持續(xù)提供電流。知識(shí)點(diǎn)二化學(xué)電源一、一次電池1．基本構(gòu)造2．組成：正極：碳棒；負(fù)極：Zn；電解質(zhì)：KOH。3．工作原理負(fù)極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；正極反應(yīng)：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnO(OH)＋2OH－總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)24．特點(diǎn)：堿性鋅錳電池比普通鋅錳電池性能好，它的比能量和可儲(chǔ)存時(shí)間均有提高，適用于大電流和連續(xù)放電。二、二次電池1．鉛蓄電池(1)基本構(gòu)造(2)組成負(fù)極：Pb；正極：PbO2；電解質(zhì)溶液：H2SO4。(3)工作原理①放電過(guò)程：負(fù)極：Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－===PbSO4正極：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－===PbSO4＋2H2O；總反應(yīng)：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－===PbSO4＋2H2O。②充電過(guò)程：鉛蓄電池的充電過(guò)程與其放電過(guò)程相反。③鉛蓄電池的充、放電過(guò)程：(4)優(yōu)缺點(diǎn)①優(yōu)點(diǎn)：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價(jià)格低廉，在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。②缺點(diǎn)：比能量低、笨重，廢棄的電池污染環(huán)境。2．鋰離子電池(1)組成負(fù)極：嵌鋰石墨；正極：LiCoO2(鈷酸鋰)；電解質(zhì)溶液：LiPF6(六氟磷酸鋰)(2)工作原理①放電過(guò)程：負(fù)極：LixCy－xe－=xLi＋＋Cy；正極：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2；總反應(yīng)：LixCy＋Li1－xCoO2===LiCoO2＋C。放電時(shí)，鋰離子由石墨中脫嵌移向正極，嵌入鈷酸鋰晶體中。②充電過(guò)程：充電時(shí)，鋰離子從鈷酸鋰晶體中脫嵌，由正極回到負(fù)極極，嵌入石墨中。③鋰離子電池的充、放電過(guò)程：(3)優(yōu)點(diǎn):質(zhì)量小、體積小、儲(chǔ)存和輸出能量大等。3.燃料電池(以酸性氫氧燃料電池為例)1．基本構(gòu)造2．工作原理負(fù)極反應(yīng)：H2－2e－===2H＋；正極反應(yīng)：eq\f(1,2)O2＋2H＋＋2e－===H2O；總反應(yīng)：H2＋eq\f(1,2)O2===H2O?！練w納總結(jié)】1.電池正負(fù)極判斷方法：(1)根據(jù)電子流向：電子由負(fù)極流出，流入正極。(2)根據(jù)離子流向：陽(yáng)離子流向正極，陰離子流向負(fù)極。(3)根據(jù)兩極反應(yīng)的物質(zhì)判斷：發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)所在電極是負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)所在電極是正極，如氫氧燃料電池，由于氫氣發(fā)生氧化反應(yīng)，則所在電極是負(fù)極。2.電極反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)技巧(1)明確兩極的反應(yīng)物。(2)明確直接產(chǎn)物：根據(jù)負(fù)極氧化、正極還原，明確兩極的直接產(chǎn)物，然后根據(jù)化合價(jià)變化值求轉(zhuǎn)移電子數(shù)、再根據(jù)介質(zhì)環(huán)境和共存原則，找出參與反應(yīng)的介質(zhì)粒子，利用電荷守恒、原子守恒配平電極反應(yīng)式（注意電解質(zhì)有沒(méi)有參加反應(yīng)）。3.二次電池充電時(shí)電極的連接：原電池的正極接外電源的正極，原電池的負(fù)極接外電源的正極。4.pH變化規(guī)律的判斷：若電極反應(yīng)消耗OH－(H＋)，則電極周?chē)芤旱膒H減小(增大)；若電極反應(yīng)生成H＋(OH－)，則電極周?chē)芤旱膒H減小(增大)。若總反應(yīng)的結(jié)果是消耗OH－(H＋)，則溶液的pH減小(增大)；若總反應(yīng)的結(jié)果是生成H＋(OH－)，則溶液的pH減小(增大)。若兩極消耗或生成的OH－(H＋)的物質(zhì)的量相等，則溶液的pH變化規(guī)律視溶液的酸堿性及是否有水生成而定，應(yīng)具體問(wèn)題具體分析（如酸性燃料電池，由于生成水，pH增大）。5.以甲烷燃料電池為例書(shū)寫(xiě)四種電解質(zhì)環(huán)境下的電極反應(yīng)方程式。(1)酸性條件總反應(yīng)：CH4＋2O2=CO2＋2H2O。正極反應(yīng)式：2O2＋8H＋＋8e－=4H2O。負(fù)極反應(yīng)式：CH4－8e－＋2H2O=CO2＋8H＋（根據(jù)C的化合價(jià)由4到+4知轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8，根據(jù)電荷守恒及電解質(zhì)環(huán)境知方程式右邊補(bǔ)8個(gè)H＋）(2)堿性條件總反應(yīng)：CH4＋2O2＋2OH－===COeq\o\al(2－,3)＋3H2O。正極反應(yīng)式：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－。負(fù)極反應(yīng)式：CH4＋10OH－－8e－===COeq\o\al(2－,3)＋7H2O（注意電解質(zhì)有沒(méi)有參加反應(yīng)）。(3)熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)環(huán)境下總反應(yīng)：CH4＋2O2=CO2＋2H2O。正極反應(yīng)式：2O2＋4CO2＋8e－===4COeq\o\al(2－,3)。負(fù)極反應(yīng)式：CH4＋4COeq\o\al(2－,3)－8e－===5CO2＋2H2O(4)熔融氧化物環(huán)境下總反應(yīng)：CH4＋2O2=CO2＋2H2O。正極反應(yīng)式：2O2＋8e－===4O2。負(fù)極反應(yīng)式：CH4＋4O2－8e－===CO2＋2H2O【例1】微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置，利用微生物處理有機(jī)廢水獲得電能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)海水淡化。現(xiàn)以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，用如圖裝置處理有機(jī)廢水以含CH3COO的溶液為例。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.負(fù)極反應(yīng)為B.隔膜1為陽(yáng)離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，模擬海水理論上除鹽D.電池工作一段時(shí)間后，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2:1【答案】B

【解析】A、該原電池中a極為負(fù)極，b極為正極，有機(jī)廢水中的CH3COO在負(fù)極失電子生成CO2，電極反應(yīng)式為，故A正確；B、原電池工作時(shí)，陰離子移向負(fù)極、陽(yáng)離子移向正極，即NaCl溶液中的Na+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜移向b極、Cl通過(guò)陰離子交換膜移向a極，達(dá)到海水淡化目的，所以隔膜1陰離子交換膜，隔膜2為陽(yáng)離子交換膜，故B錯(cuò)誤；C、由于電子與Na+、Cl所帶電荷數(shù)相等，所以電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，通過(guò)離子交換膜的Na+、Cl物質(zhì)的量均為1mol，質(zhì)量為，即模擬海水理論上除鹽58.5g，故C正確；D、負(fù)極反應(yīng)式為，正極反應(yīng)式為，轉(zhuǎn)移8mole電子時(shí)正極得到4molH2、負(fù)極得到2molCO2，即正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2:1，故D正確；故選：B。【例2】利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時(shí)MV2＋/MV＋在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時(shí)還可提供電能B．陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋C．正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3D．電池工作時(shí)質(zhì)子通過(guò)交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)【答案】B【解析】A對(duì)：該方法可產(chǎn)生電流，反應(yīng)條件比較溫和，沒(méi)有高溫高壓條件。B錯(cuò)：該生物燃料電池中，左端電極反應(yīng)式為MV＋－e－===MV2＋，則左端電極是負(fù)極，應(yīng)為負(fù)極區(qū)，在氫化酶作用下，發(fā)生反應(yīng)H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋。C對(duì)：右端電極反應(yīng)式為MV2＋＋e－===MV＋，是正極，在正極區(qū)N2得到電子生成NH3，發(fā)生還原反應(yīng)。D對(duì)：原電池中，內(nèi)電路中H＋通過(guò)交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)。【例3】一種高性能的堿性硼化釩(VB2)-空氣電池如圖所示，其中在VB2電極發(fā)生反應(yīng)：VB2＋16OH－－11e－===VOeq\o\al(3－,4)＋2B(OH)eq\o\al(－,4)＋4H2O。該電池工作時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．負(fù)載通過(guò)0.04mol電子時(shí)，有0.224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2參與反應(yīng)B．正極區(qū)溶液的pH降低、負(fù)極區(qū)溶液的pH升高C．電池總反應(yīng)為4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O===8B(OH)eq\o\al(－,4)＋4VOeq\o\al(3－,4)D．電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負(fù)載、VB2電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極【答案】B【解析】由題給信息知VB2電極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，則VB2電極為負(fù)極，復(fù)合碳電極為正極，正極的電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，則電路中通過(guò)0.04mole－時(shí)，正極有0.01molO2參加反應(yīng)，其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.224L，A項(xiàng)正確；由正、負(fù)極的電極反應(yīng)式可知，該電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液的pH降低，正極區(qū)溶液的pH升高，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該電池的總反應(yīng)方程式為4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O===8B(OH)eq\o\al(－,4)＋4VOeq\o\al(3－,4)，C項(xiàng)正確；電流與電子的流動(dòng)方向相反，電流從正極出發(fā)，沿負(fù)載流向負(fù)極，再經(jīng)過(guò)溶液最終回到正極，D項(xiàng)正確?！咀兪?】氨可用于燃料電池，易液化，運(yùn)輸儲(chǔ)存方便，安全性能更高。新型NH2O2燃料電池的裝置如圖示，電池工作時(shí)總反應(yīng)為4NH3+3O2=2N2+6H2O，下列說(shuō)法正確的是：A．電極a作負(fù)極B．NH3發(fā)生還原反應(yīng)C．OH?向電極b方向遷移2【答案】C【解析】由電池總反應(yīng)可知，氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，a為正極，氨氣失去電子生成氮?dú)獍l(fā)生氧化反應(yīng)，b為負(fù)極。A．電極a為正極，A錯(cuò)誤；B．N化合價(jià)升高，氨發(fā)生氧化反應(yīng)，B錯(cuò)誤；C．a(chǎn)電極作正極，b電極作負(fù)極，原電池中OH向負(fù)極電極b方向遷移，C正確；D．氣體不一定在標(biāo)況下，無(wú)法計(jì)算轉(zhuǎn)移電子數(shù)，D錯(cuò)誤?！咀兪?】鎂燃料電池在可移動(dòng)電子設(shè)備電源和備用電源等方面的應(yīng)用前景廣闊。如圖為“鎂-次氯酸鹽”燃料電池原理示意圖，電極為鎂合金和鉑合金。下列說(shuō)法不正確的是A．F電極的電勢(shì)比E電極高B．電子從E電極經(jīng)導(dǎo)線流向F電極C．E電極可能存在自腐蝕反應(yīng)Mg＋2H2O=Mg(OH)2↓＋H2↑D．F電極反應(yīng)式為ClO＋2e＋2H+=Cl＋H2O【答案】D【解析】該裝置為燃料電池，由圖可知，E極鎂合金失電子生成Mg(OH)2，E極作負(fù)極，F(xiàn)極為正極，電極反應(yīng)式為ClO＋2e＋H2O=Cl＋2OH。A．正極的電勢(shì)比負(fù)極的高，E為負(fù)極，E極的電勢(shì)比F極的低，A正確；B．電子從E負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向F正極，B正確；C．Mg很活波能與水發(fā)生反應(yīng)，因此E電極可能存在自腐蝕反應(yīng)Mg＋2H2O=Mg(OH)2↓＋H2↑，C正確；D．F極為正極，電極反應(yīng)式為ClO＋2e＋H2O=Cl＋2OH，D錯(cuò)誤。【變式3】燃料電池近幾年發(fā)展迅速，如圖是科學(xué)家利用頁(yè)巖氣設(shè)計(jì)的一種固態(tài)(熔鹽)燃料電池工作示意圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．電極材料采用石墨烯，吸附甲烷的電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．通入氧氣的電極上電極反應(yīng)式為C．電池工作時(shí)，CO32向通甲烷的電極一側(cè)移動(dòng)D．該電池的優(yōu)點(diǎn)是二氧化碳可循環(huán)利用，不會(huì)釋放溫室氣體【答案】D【解析】A．依題意，甲烷發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，吸附甲烷的電極為負(fù)極，A項(xiàng)正確；B．O2、CO2共同參與反應(yīng)，電極反應(yīng)式為，B項(xiàng)正確；C．根據(jù)原電池工作原理，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，C項(xiàng)正確；D．電池總反應(yīng)為，會(huì)釋放出二氧化碳，D項(xiàng)錯(cuò)誤。1.氨熱再生電池工作原理如圖所示，下列說(shuō)法正確的是

A．b為負(fù)極B．SO42從左室向右室遷移C．電池工作時(shí)，右池中的CuSO4溶液的濃度增大D．a(chǎn)電極上的反應(yīng)為Cu2e?+4NH3=[Cu(NH3)4]2+【答案】D【解析】該電池連有負(fù)載，為原電池裝置，電極a上Cu失去電子結(jié)合NH3生成[Cu(NH3)4]2+，則電極a為負(fù)極，電極b為正極。A．由上述分析可知，該裝置為原電池裝置，電極b為正極，故A錯(cuò)誤；B．原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則SO42從右室向左室遷移，故B錯(cuò)誤；C．原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則SO42從右室向左室遷移，右池中的CuSO4溶液的濃度減小，故C錯(cuò)誤；D．電極a上Cu失去電子結(jié)合NH3生成[Cu(NH3)4]2+，根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒配平電極方程式為：Cu2e?+4NH3=[Cu(NH3)4]2+，故D正確。2.科學(xué)家利用廢氣資源回收能量并得到單質(zhì)硫，設(shè)計(jì)出質(zhì)子膜燃料電池。質(zhì)子膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，下列說(shuō)法正確的是

A．電極a發(fā)生還原反應(yīng)B．電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)：C．每參與反應(yīng)，有經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū)D．電路中每通過(guò)電子，同時(shí)消耗(標(biāo)準(zhǔn)狀況)【答案】D【解析】由圖可知，電極a為燃料電池的負(fù)極，硫化氫在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成S2和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2S—4e—=S2+4H+，電極b為正極，氫離子作用下氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水電極反應(yīng)式為O2+4H++4e—=2H2O。A．由分析可知，電極a為燃料電池的負(fù)極，硫化氫在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成S2和氫離子，故A錯(cuò)誤；B．由分析可知，電極b為正極，氫離子作用下氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水電極反應(yīng)式為O2+4H++4e—=2H2O，故B錯(cuò)誤；C．由分析可知，電極a為燃料電池的負(fù)極，硫化氫在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成S2和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2S—4e—=S2+4H+，則17g硫化氫參與反應(yīng)時(shí)，經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū)的氫離子的物質(zhì)的量為×2=1mol，故C錯(cuò)誤；D．由分析可知，電極a為燃料電池的負(fù)極，硫化氫在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成S2和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2S—4e—=S2+4H+，則電路中每通過(guò)2mol電子時(shí)，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下硫化氫的體積為2mol×mol，故D正確。3．據(jù)報(bào)道，科學(xué)家已經(jīng)研制出固體氧化物燃料電池，該電池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在其間通過(guò)，其工作原理如圖所示多孔電極、均不參加電極反應(yīng)下列說(shuō)法正確的是

A．有放出的a極為電池的正極B．b極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為：C．正極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為：D．該電池的總反應(yīng)式為：【答案】D【解析】根據(jù)電子移動(dòng)方向可知，氧氣通入的一極為正極，氫氣通入的一極為負(fù)極，以此分析；A．在燃料電池中，氧氣通入的為原電池的正極，生成O2，通入氫氣為原電池的負(fù)極，生成H2O，故A錯(cuò)誤；B．電極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則b為正極，正極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)為：O2+4e=2O2，故B錯(cuò)誤；C．氧氣得電子在正極反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D．在燃料電池中，總反應(yīng)方程式即為燃料燃燒的化學(xué)方程式，即2H2+O2=2H2O，故D正確。4．某污水處理廠利用微生物燃料電池處理含鉻廢水的工作原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A．電池工作時(shí)b極發(fā)生氧化反應(yīng)B．a(chǎn)極的電極反應(yīng)式為CH3OH+6e+H2O=CO2↑+6H+C．電池工作中，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移6mol電子時(shí)右側(cè)溶液氫離子減少2molD．每處理1molCr2O，a電極上會(huì)生成2【答案】C【解析】根據(jù)圖示可知，a電極發(fā)生反應(yīng)，a為負(fù)極，b極發(fā)生反應(yīng)為，后發(fā)生反應(yīng)，以此分析；A．b極是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B．a(chǎn)極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為，B錯(cuò)誤；C．Ca極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為，b極為正極，電極反應(yīng)式為，后發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移6mol電子時(shí)，由電荷守恒可知，左側(cè)有6mol氫離子進(jìn)入右側(cè)，b極反應(yīng)消耗14mol氫離子，同時(shí)生成，反應(yīng)生成6mol氫離子，故最終右側(cè)氫離子減少，C正確；D．每處理，轉(zhuǎn)移6mol電子，a電極上會(huì)生成，沒(méi)說(shuō)明是標(biāo)準(zhǔn)狀況，則不一定是，D錯(cuò)誤。5．新一代電池體系是化學(xué)、物理等學(xué)科的基礎(chǔ)理論研究與應(yīng)用技術(shù)的前沿。鋰硒電池具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是

A．電極I為該電池的負(fù)極，放電時(shí)被還原B．電極材料Se可由通入亞硒酸()溶液中反應(yīng)制得，則該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1C．鋰硒電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為D．該電池放電時(shí)，電子由電極I經(jīng)電解質(zhì)溶液通過(guò)LAGP隔膜流向電極II【答案】C【解析】A．電極I上Li失電子，為該電池的負(fù)極，被氧化，故A錯(cuò)誤；B．電極材料Se可由SO2通入亞硒酸(H2SeO3)溶液中反應(yīng)制得，H2SeO3中Se得電子，作氧化劑，二氧化硫作還原劑，H2SeO3中Se為+4價(jià)，反應(yīng)為：H2SeO3+2SO2+H2O=Se+2H2SO4，則該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：2，故B錯(cuò)誤；C．鋰硒電池放電時(shí)Se失電子，正極的電極反應(yīng)式為：2Li++xSe+2e=Li2Sex，故C正確；D．該電池放電時(shí)，電子不能進(jìn)入溶液，故D錯(cuò)誤。6．雙陰極微生物燃料電池處理一N廢水的工作原理下圖(a)所示，雙陰極通過(guò)的電流相等，廢水在電池中的運(yùn)行模式如下圖(b)所示。下列說(shuō)法正確的是A．I室為負(fù)極區(qū)B．Y離子交換膜為陰離子交換膜C．Ⅲ室中除了O2→H2O，主要發(fā)生的反應(yīng)為+2O2=+2H++H2OD．生成2，理論上需要消耗10gO2【答案】C【解析】A．I室發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)類(lèi)型為還原反應(yīng)，I室為正極區(qū)，故A錯(cuò)誤；B．Ⅱ室為負(fù)極區(qū)、Ⅲ室為正極區(qū)，Ⅱ室消耗陰離子，所以Y離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)圖示，Ⅲ室中液體運(yùn)動(dòng)到I室，I室硝酸根離子發(fā)生還原反應(yīng)，可知Ⅲ室中生成硝酸根離子，所以除了O2→H2O，主要發(fā)生的反應(yīng)為+2O2=+2H++H2O，故C正確；D．I室發(fā)生反應(yīng)，生成2，左側(cè)陰極轉(zhuǎn)移電子，消耗硝酸根離子；雙陰極通過(guò)的電流相等，所以右側(cè)陰極同樣轉(zhuǎn)移電子，右側(cè)陰極反應(yīng)消耗氧氣的物質(zhì)的量為，Ⅲ室發(fā)生+2O2=+2H++H2O反應(yīng)生成硝酸根離子消耗氧氣，理論上需要消耗26gO2，故D錯(cuò)誤。7.一種水系Li－I2太陽(yáng)能液流電池，通過(guò)I/I正極電解液的連接，將Li－I2液流電池和太陽(yáng)能電池集成為一個(gè)可充放電電池。充電時(shí)，光敏化劑Dye在光電極吸收光能發(fā)生反應(yīng)：Dye=e+Dye+從而驅(qū)動(dòng)電極反應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是A．圖中顯示為電池充電的過(guò)程，充電效率與光照產(chǎn)生的e和Dye+有關(guān)B．放電時(shí)，左側(cè)將含有I的電解液貯存起來(lái)C．放電時(shí)，Li+從正極穿過(guò)離子交換膜向負(fù)極移動(dòng)D．充電時(shí)鋰金屬電極質(zhì)量理論上增加14g，陽(yáng)極區(qū)增加2molDye+【答案】A【解析】金屬Li作負(fù)極（陰極），發(fā)生反應(yīng)，以此分析；A．根據(jù)總反應(yīng)Dye=e+Dye+可知，充電效率與光照產(chǎn)生的e和Dye+有關(guān)，A正確；B．放電時(shí)候，陰離子移動(dòng)到負(fù)極（右側(cè)），B錯(cuò)誤；C．放電時(shí)候，陽(yáng)離子移動(dòng)到正極，C錯(cuò)誤；D．，陽(yáng)極區(qū)反應(yīng)消耗Dye+，D錯(cuò)誤。8.為了消除氫氧化物污染，可以設(shè)計(jì)出一種裝置處理硝酸廠尾氣的同時(shí)獲得電能，工作原理如圖所示。裝置中電極均為涂裝催化劑的網(wǎng)狀電極，兩側(cè)電解質(zhì)為同濃度的鹽酸。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．在電池正極生成，由發(fā)生還原反應(yīng)所得B．通入的電極反應(yīng)為C．若有通過(guò)質(zhì)子交換膜，則有1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)甲烷被氧化D．裝置工作一段時(shí)間后，兩側(cè)電極室中溶液的pH不變【答案】D【解析】A．通入NO2的電極上氮元素價(jià)態(tài)降低得電子，通入NO2的電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)生成N2，選項(xiàng)A正確；B．甲烷通入極為為負(fù)極，電極反應(yīng)式為，選項(xiàng)B正確；C．當(dāng)+通過(guò)質(zhì)子交換膜由右側(cè)向左側(cè)遷移時(shí)，由電荷守恒可知，裝置中轉(zhuǎn)移電子，根據(jù)電極反應(yīng)，有1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)甲烷被氧化，選項(xiàng)C正確；D．由兩極反應(yīng)可知，兩極消耗生成的氫離子相等，但是左側(cè)生成了水，氫離子濃度變小，pH增大，右側(cè)消耗了水，氫離子濃度增大，pH減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9.一種新型NaZn雙離子二次電池放電時(shí)的工作原理如圖所示。該二次電池放電時(shí)，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A．M極發(fā)生還原反應(yīng)B．電子由M極通過(guò)NaOH溶液移向N極C．通過(guò)陽(yáng)離子交換膜向M極移動(dòng)D．N極電極反應(yīng)式為NaMnO2+xNa++xe=NaMnO2【答案】D【解析】由圖可知，原電池中M為負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn2e+4OH=[Zn(OH)4]2，N為正極，電極反應(yīng)為NaMnO2+xNa++xe=NaMnO2。A．根據(jù)分析，M為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B．電子不能在電解質(zhì)溶液中移動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．原電池中，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，因此Na+向N電極移動(dòng)，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)分析，N為正極，電極反應(yīng)為NaMnO2+xNa++xe=NaMnO2，D正確。10．2021年我國(guó)科研人員以二硫化鉬(MoS2)作為電極催化劑，研發(fā)出一種Zn－NO電池系統(tǒng)，該電池同時(shí)具備合成氨和對(duì)外供電的功能，其工作原理如圖所示。已知雙極膜可將水解離為H+和OH，并實(shí)現(xiàn)其定向通過(guò)，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．Zn/ZnO電極電勢(shì)要比MoS2電極電勢(shì)高B．電池工作時(shí)NaOH溶液和Na2SO4濃度均變小C．Zn/ZnO電極表面發(fā)生的反應(yīng)為Zn2e+2OH=ZnO+H2OD．當(dāng)電路通過(guò)1mole時(shí)，整個(gè)電池系統(tǒng)質(zhì)量會(huì)增大【答案】A【解析】一氧化氮得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，則MoS2電極為正極，電極為負(fù)極；A．電極為負(fù)極，電極為正極，正極電勢(shì)高于負(fù)極電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；B．負(fù)極鋅失去電子生成氧化鋅，反應(yīng)式為；正極一氧化氮得到生成氨氣，反應(yīng)式為；雙極膜中OH和H+分別向負(fù)極、正極移動(dòng)，補(bǔ)充消耗的陰、陽(yáng)離子，兩電極均有水生成，溶液體積變大，則NaOH溶液和Na2SO4濃度均變小，故B正確；C．電極為負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為，故C正確；D．正極的反應(yīng)式為，由反應(yīng)式可知，轉(zhuǎn)化為1mol，轉(zhuǎn)移電子，整個(gè)電池系統(tǒng)質(zhì)量會(huì)增大30g17g=13g，故當(dāng)電路通過(guò)時(shí)，理論上可以轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為，整個(gè)電池系統(tǒng)質(zhì)量會(huì)增大13，故D正確。11.燃料電池是利用燃料與氧氣反應(yīng)從而將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。(1)以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。

①A為生物燃料電池的(填“正”或“負(fù)”)極。②正極反應(yīng)式為。③放電過(guò)程中，H+由極區(qū)向極區(qū)遷移(填“正”或“負(fù)”)。④在電池反應(yīng)中，每消耗氧氣，理論上生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下二氧化碳的體積是。(2)一氧化碳無(wú)色無(wú)味有毒，世界各國(guó)每年均有不少人因一氧化碳中毒而失去生命。一種一氧化碳分析儀的工作原理如圖所示，該裝置中電解質(zhì)為氧化憶一氧化鈉，其中O2可以在固體介質(zhì)NASICON中自由移動(dòng)，傳感器中通過(guò)的電流越大，尾氣中一氧化碳的含量越高。

①電子由電板通過(guò)傳感器流向電極(填“a”或“b”)；②負(fù)極反應(yīng)式為?！敬鸢浮?1)正O2+4H++4e—=2H2O負(fù)正2.24L(2)abCO—2e—+O2—=CO2【解析】（1）由圖可知，A電極為生物燃料電池的正極，氫離子作用下氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水，B電極為負(fù)極，水分子作用下葡萄糖在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和水；①由分析可知，A電極為生物燃料電池的正極。②由分析可知，A電極為生物燃料電池的正極，氫離子作用下氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為O2+4