第16講-原電池-新型電源-(練)(新教材新高考)(解析版)

原電池新型電源1．某興趣小組設(shè)計(jì)的簡易原電池裝置如圖所示。該電池工作時(shí)，下列說法正確的是()A．鋅片作正極B．碳棒上有氣泡產(chǎn)生C．可將電能轉(zhuǎn)化化學(xué)能D．電子由碳棒經(jīng)導(dǎo)線流向鋅片【答案】B【解析】電池工作時(shí)，Zn失去電子，作負(fù)極，故A錯(cuò)誤；碳棒為正極，氫離子在正極上得到電子生成氫氣，有氣泡產(chǎn)生，故B正確；原電池中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故C錯(cuò)誤；Zn為負(fù)極，電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向碳棒，故D錯(cuò)誤。2.下圖中四種電池裝置是依據(jù)原電池原理設(shè)計(jì)的，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．①中鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng)B．②中電子由a電極經(jīng)導(dǎo)線流向b電極C．③中外電路中電流由A電極流向B電極D．④中LixC6做負(fù)極【答案】C【解析】在原電池中陰離子移向負(fù)極，所以③中A電極為負(fù)極，則外電路中電流應(yīng)由B電極流向A電極。3．如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的原電池裝置，下列敘述中正確的是()A．電極Ⅰ上發(fā)生還原反應(yīng)，作原電池的負(fù)極B．電極Ⅱ的電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=CuC．該原電池的總反應(yīng)為2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋D．鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂，其作用是傳遞電子【答案】C【解析】電極Ⅰ上發(fā)生還原反應(yīng)，作原電池的正極，電極反應(yīng)式為2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋，故A不正確；電極Ⅱ?yàn)樵姵氐呢?fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋，故B不正確；該原電池的總反應(yīng)為2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋，故C正確；鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂，其作用是傳遞離子，故D不正確。4．鉛酸蓄電池的示意圖如圖所示。下列說法正確的是()A．放電時(shí)，N為負(fù)極，其電極反應(yīng)式為PbO2＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋＋2e－=PbSO4＋2H2OB．放電時(shí)，c(H2SO4)不變，兩極的質(zhì)量增加C．充電時(shí)，陽極反應(yīng)式為PbSO4＋2e－=Pb＋SOeq\o\al(2－,4)D．充電時(shí)，若N連電源正極，則該極生成PbO2【答案】D【解析】放電時(shí)，該鉛酸蓄電池是原電池，N作正極，A不正確；放電時(shí)，正、負(fù)極均消耗硫酸，c(H2SO4)減小，B不正確；充電時(shí)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為PbSO4－2e－＋2H2O=PbO2＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，C不正確；充電時(shí)，若N連電源正極，則該極為陽極，電極反應(yīng)產(chǎn)物為PbO2，D正確。5．乙醇燃料電池中采用磺酸類質(zhì)子溶劑，在200℃左右時(shí)供電，電池總反應(yīng)式為C2H5OH＋3O2=2CO2＋3H2O，電池示意圖如圖所示，下列說法中正確的是()A．電池工作時(shí)，質(zhì)子向電池的負(fù)極遷移B．電池工作時(shí)，電流由b極沿導(dǎo)線流向a極C．a(chǎn)極上發(fā)生的電極反應(yīng)是C2H5OH＋3H2O＋12e－=2CO2↑＋12H＋D．b極上發(fā)生的電極反應(yīng)是2H2O＋O2＋4e－=4OH－【答案】B【解析】通入乙醇的一極(a極)為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；通入氧氣的一極(b極)為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。電池工作時(shí)，陽離子(質(zhì)子)向電池的正極遷移，A項(xiàng)不正確；電流方向與電子流向相反，電流由b極沿導(dǎo)線流向a極，B項(xiàng)正確；a極上乙醇應(yīng)該失電子被氧化，C項(xiàng)不正確；因?yàn)殡姵刂惺褂玫氖腔撬犷愘|(zhì)子溶劑，所以電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH－，D項(xiàng)不正確。6．沉積物微生物燃料電池可處理含硫廢水，其工作原理如圖。下列說法中錯(cuò)誤的是()A．碳棒b極電勢比碳棒a極電勢高B．光照強(qiáng)度對電池的輸出功率無影響C．碳棒b電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋4H＋=2H2OD．酸性增強(qiáng)不利于菌落存活，工作一段時(shí)間后，電池效率降低【答案】B【解析】根據(jù)氫離子的流向可知碳棒b為正極，光合菌產(chǎn)生的O2得電子結(jié)合H＋得到H2O，碳棒a為負(fù)極，F(xiàn)eSx在硫氧化菌的作用下被氧化為S，S在硫氧化菌的作用下被氧化為硫酸根離子。b極為正極，a極為負(fù)極，正極的電勢高于負(fù)極，A正確；光照強(qiáng)度越強(qiáng)，光合作用越強(qiáng)，產(chǎn)生的氧氣越多，電池的輸出功率更大，即光照強(qiáng)度對電池的輸出功率有影響，B錯(cuò)誤；b為正極，光合菌產(chǎn)生的O2得電子結(jié)合H＋得到H2O，電極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋=2H2O，C正確；酸性增強(qiáng)不利于菌落存活，負(fù)極失電子發(fā)生的氧化反應(yīng)會(huì)減慢，故工作一段時(shí)間后，電池效率降低，D正確。7．一種新型鎂硫電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A．使用堿性電解質(zhì)水溶液B．放電時(shí)，正極反應(yīng)包括3Mg2＋＋MgS8－6e－=4MgS2C．使用的隔膜是陽離子交換膜D．充電時(shí)，電子從Mg電極流出【答案】C【解析】Mg為活潑金屬，所以放電時(shí)Mg被氧化，Mg電極為負(fù)極，聚合物電極為正極。堿性電解質(zhì)水溶液中負(fù)極生成的Mg2＋會(huì)生成Mg(OH)2沉淀，降低電池效率，A錯(cuò)誤；放電時(shí)為原電池，原電池正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，則正極反應(yīng)包括3Mg2＋＋MgS8＋6e－=4MgS2，B錯(cuò)誤；據(jù)圖可知Mg2＋要通過隔膜移向正極參與電極反應(yīng)，所以使用的隔膜是陽離子交換膜，C正確；放電時(shí)Mg電極發(fā)生氧化反應(yīng)，充電時(shí)Mg電極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即電子流入Mg電極，D錯(cuò)誤。8.幾位同學(xué)用相同大小的銅片和鋅片為電極研究水果電池，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示，下列說法不正確的是()實(shí)驗(yàn)編號(hào)水果種類電極間距離/cm電流大小/μA①西紅柿198.7②西紅柿272.5③蘋果27.2A．該實(shí)驗(yàn)的目的是探究水果種類和電極間距離對水果電池電流大小的影響B(tài)．能表明水果種類對電流大小有影響的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是②和③C．上述裝置中，鋅片作負(fù)極，電極反應(yīng)為：Zn＋2e－=Zn2＋D．其他條件相同時(shí)，改變電極插入水果的深度可能影響水果電池電流大小【答案】C【解析】A項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)①和②都是西紅柿，電極間距離不同，電流大小不同，實(shí)驗(yàn)②和③電極間距離相同，水果種類不同，電流大小也不同，所以該實(shí)驗(yàn)的目的是探究水果種類和電極間距離對水果電池電流大小的影響，正確；B項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)②和③電極間距離相同，水果種類不同，電流大小不同，表明水果種類對電流大小有影響，正確；C項(xiàng)，鋅比銅活潑，鋅作負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，其他條件相同時(shí)，改變電極插入水果的深度，改變了電極和電解質(zhì)溶液的接觸面積，可能影響水果電池電流的大小，正確。9．根據(jù)下圖判斷，下列說法正確的是()A．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中負(fù)極反應(yīng)均是Fe－2e－=Fe2＋B．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中鹽橋中的陽離子均向右側(cè)燒杯移動(dòng)D．放電過程中，裝置Ⅰ左側(cè)燒杯和裝置Ⅱ右側(cè)燒杯中溶液的pH均增大【答案】D【解析】裝置Ⅰ中的負(fù)極為Zn，A項(xiàng)錯(cuò)誤；裝置Ⅱ中的正極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，B項(xiàng)錯(cuò)誤；陽離子向正極移動(dòng)，裝置Ⅰ中陽離子向左側(cè)燒杯移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。10．應(yīng)用電化學(xué)原理，回答下列問題。(1)上述三個(gè)裝置中，負(fù)極反應(yīng)物化學(xué)性質(zhì)上的共同特點(diǎn)是____________________________________。(2)甲中電流計(jì)指針偏移時(shí)，鹽橋(裝有含瓊脂的KCl飽和溶液)中離子移動(dòng)的方向是________________________________________________________________________。(3)乙中正極反應(yīng)式為________________；若將H2換成CH4，則負(fù)極反應(yīng)式為______________________。(4)丙中鉛蓄電池放電一段時(shí)間后，進(jìn)行充電時(shí)，要將外接電源的負(fù)極與鉛蓄電池________極相連接。(5)應(yīng)用原電池反應(yīng)可以探究氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向和程度?，F(xiàn)連接如圖裝置并加入藥品(鹽橋中的物質(zhì)不參與反應(yīng))，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：ⅰ.K閉合時(shí)，指針偏移。放置一段時(shí)間后，指針偏移減小。ⅱ.隨后向U形管左側(cè)逐漸加入濃Fe2(SO4)3溶液，發(fā)現(xiàn)電流表指針的變化依次為偏移減小→回到零點(diǎn)→逆向偏移。①實(shí)驗(yàn)ⅰ中銀作________極。②綜合實(shí)驗(yàn)ⅰ、ⅱ的現(xiàn)象，得出Ag＋和Fe2＋反應(yīng)的離子方程式是__________________________?！窘馕觥?1)負(fù)極反應(yīng)物中有元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，相應(yīng)物質(zhì)本身具有還原性，即負(fù)極反應(yīng)物化學(xué)性質(zhì)上的共同特點(diǎn)是易失電子被氧化，具有還原性。(2)原電池中陽離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則鹽橋中的鉀離子會(huì)移向硫酸銅溶液，氯離子移向硫酸鋅溶液。(3)乙中裝置為堿性氫氧燃料電池，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－；若將H2換成CH4，則負(fù)極反應(yīng)式為CH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋7H2O。(4)丙中鉛蓄電池放電一段時(shí)間后，進(jìn)行充電時(shí)，要將負(fù)極中的硫酸鉛變成單質(zhì)鉛，發(fā)生還原反應(yīng)，所以應(yīng)作電解池的陰極，則與電源的負(fù)極相連。(5)①亞鐵離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以石墨電極作負(fù)極，銀作正極；②綜合實(shí)驗(yàn)ⅰ、ⅱ的現(xiàn)象，可知Ag＋和Fe2＋的反應(yīng)可逆，故得出Ag＋和Fe2＋反應(yīng)的離子方程式：Fe2＋＋Ag＋Fe3＋＋Ag。【答案】(1)易失電子被氧化，具有還原性(2)鉀離子移向硫酸銅溶液、氯離子移向硫酸鋅溶液(3)O2＋4e－＋2H2O=4OH－CH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋7H2O(4)負(fù)(5)①正②Fe2＋＋Ag＋Fe3＋＋Ag1．M、N、P、E四種金屬，已知：①M(fèi)＋N2＋=N＋M2＋；②M、P用導(dǎo)線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸出；③N、E用導(dǎo)線連接放入E的硫酸鹽溶液中，電極反應(yīng)為E2＋＋2e－=E，N－2e－=N2＋。則這四種金屬的還原性由強(qiáng)到弱的順序是()A．P＞M＞N＞E B．E＞N＞M＞PC．P＞N＞M＞E D．E＞P＞M＞N【答案】A【解析】由①知，金屬活動(dòng)性：M＞N；M、P用導(dǎo)線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸出，說明M作原電池的正極，故金屬活動(dòng)性：P＞M；N、E構(gòu)成的原電池中，N作負(fù)極，故金屬活動(dòng)性：N＞E；綜合上述分析可知，金屬活動(dòng)性：P>M>N>E，A正確。2．有一種MCFC型燃料電池，該電池所用燃料為H2，電解質(zhì)為熔融的K2CO3。電池的總反應(yīng)為2H2＋O2=2H2O，負(fù)極反應(yīng)為H2＋COeq\o\al(2－,3)－2e－=H2O＋CO2。下列說法正確的是()A．電路中的電子經(jīng)正極、熔融的K2CO3、負(fù)極后再到正極，形成閉合回路B．電池放電時(shí)，電池中COeq\o\al(2－,3)的物質(zhì)的量將逐漸減少C．正極反應(yīng)為2H2O＋O2＋4e－=4OH－D．放電時(shí)COeq\o\al(2－,3)向負(fù)極移動(dòng)【答案】D【解析】電子不能通過熔融的K2CO3，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；該電池的正極反應(yīng)為O2＋4e－＋2CO2=2COeq\o\al(2－,3)，根據(jù)得失電子守恒，放電時(shí)負(fù)極消耗的COeq\o\al(2－,3)與正極生成的COeq\o\al(2－,3)的物質(zhì)的量相等，電池中COeq\o\al(2－,3)的物質(zhì)的量不變，故B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)陰離子向負(fù)極移動(dòng)，故D項(xiàng)正確。3．科學(xué)家設(shè)計(jì)出質(zhì)子膜H2S燃料電池，實(shí)現(xiàn)了利用H2S廢氣資源回收能量并得到單質(zhì)硫。質(zhì)子膜H2S燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．電極a為電池的負(fù)極B．電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)：O2＋4H＋＋4e－=2H2OC．電路中每通過4mol電子，在正極消耗44.8LH2SD．每17gH2S參與反應(yīng)，有1molH＋經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū)【答案】C【解析】根據(jù)題目可知，該電池為燃料電池，根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，通氧氣的一極為正極，故電極b為正極，電極a為負(fù)極，A項(xiàng)正確；電極b為正極，氧氣得電子生成水，B項(xiàng)正確；從裝置圖可以看出，電池總反應(yīng)為2H2S＋O2=S2＋2H2O，電路中每通過4mol電子，正極應(yīng)該消耗1molO2，負(fù)極應(yīng)該有2molH2S反應(yīng)，但是題目中沒有給定標(biāo)準(zhǔn)狀況下，所以負(fù)極消耗的H2S不一定是44.8L，故C錯(cuò)誤；每17gH2S即0.5molH2S參與反應(yīng)會(huì)消耗0.25molO2，根據(jù)正極反應(yīng)式O2＋4H＋＋4e－=2H2O，可知有1molH＋經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū)，故D正確。4．鐵基液流電池有顯著的成本優(yōu)勢和資源優(yōu)勢。當(dāng)前正研究的某種堿性鐵基半液流電池的放電工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．放電時(shí)，b極為正極；充電時(shí)，該電極連接電源正極B．充電時(shí)，a極電極反應(yīng)式為Fe3O4＋8e－＋4H2O=3Fe＋8OH－C．石墨烯的作用是提高電極中Fe3O4/Fe的反應(yīng)活性，防止電極鈍化D．放電時(shí)，負(fù)極失去1mol電子時(shí)，一定有1mol的陽離子通過交換膜【答案】D【解析】根據(jù)工作原理圖可知，放電時(shí)，a極由Fe→Fe3O4，a極為負(fù)極，b極由Fe(CN)eq\o\al(3－,6)→Fe(CN)eq\o\al(4－,6)，b極為正極，充電時(shí)，a極接電源的負(fù)極，b極接電源的正極，A正確；由于該電池為堿性電池，所以充電時(shí)，a極電極反應(yīng)式為Fe3O4＋8e－＋4H2O=3Fe＋8OH－，B正確；電極材料Fe3O4為固體且致密，和溶液中的離子難充分接觸，常用石墨烯擴(kuò)大固液的接觸，增加其活性，C正確；放電時(shí)，a極電極反應(yīng)為3Fe＋8OH－－8e－=Fe3O4＋4H2O，b極電極反應(yīng)為Fe(CN)eq\o\al(3－,6)＋e－=Fe(CN)eq\o\al(4－,6)，當(dāng)負(fù)極失去1mol電子時(shí)，由于陽離子所帶電荷數(shù)未知，不能確定為1mol陽離子通過交換膜，D錯(cuò)誤。5.全釩液流電池是一種以釩為活性物質(zhì)呈循環(huán)流動(dòng)液態(tài)的氧化還原電池。釩電池電能以化學(xué)能的方式存儲(chǔ)在不同價(jià)態(tài)釩離子的硫酸電解液中，通過外接泵把電解液壓入電池堆體內(nèi)，在機(jī)械動(dòng)力作用下，使其在不同的儲(chǔ)液罐和半電池的閉合回路中循環(huán)流動(dòng)，采用質(zhì)子交換膜作為電池組的隔膜，電解質(zhì)溶液流過電極表面并發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)行充電和放電。如圖為全釩液流電池放電示意圖：下列說法正確的是()A．放電時(shí)正極反應(yīng)為VO2＋＋2H＋－e－=VOeq\o\al(＋,2)＋H2OB．充電時(shí)陰極反應(yīng)為V2＋－e－=V3＋C．放電過程中電子由負(fù)極經(jīng)外電路移向正極，再由正極經(jīng)電解質(zhì)溶液移向負(fù)極D．該電池的儲(chǔ)能容量，可以通過增大電解液存儲(chǔ)罐的容積并增加電解液的體積來實(shí)現(xiàn)【答案】D【解析】放電時(shí)，消耗H＋，溶液pH升高，由此分析解答。正極反應(yīng)是還原反應(yīng)，由電池總反應(yīng)可知放電時(shí)的正極反應(yīng)為VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O，故A錯(cuò)誤；充電時(shí)，陰極反應(yīng)為還原反應(yīng)，為V3＋得電子生成V2＋的反應(yīng)，則充電時(shí)陰極反應(yīng)為V3＋＋e－=V2＋，故B錯(cuò)誤；電子只能在導(dǎo)線中進(jìn)行移動(dòng)，在電解質(zhì)溶液中是靠陰、陽離子定向移動(dòng)來形成閉合回路，故C錯(cuò)誤；該電池的儲(chǔ)能容量，可以通過增大電解液存儲(chǔ)罐的容積并增加電解液的體積來實(shí)現(xiàn)，故D正確。6．三元電池成為我國電動(dòng)汽車的新能源，其正極材料可表示為Lieq\o(Ni,\s\up6(＋2))xeq\o(Co,\s\up6(＋3))yeq\o(Mn,\s\up6(＋4))zO2，且x＋y＋z＝1。充電時(shí)電池總反應(yīng)為LiNixCoyMnzO2＋6C(石墨)=Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6，其電池工作原理如圖所示，兩極之間有一個(gè)允許特定的離子X通過的隔膜。下列說法正確的是()A．允許離子X通過的隔膜屬于陽離子交換膜B．充電時(shí)，A為陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)C．放電時(shí)，B為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)D．放電時(shí)，正極反應(yīng)式為Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－=LiNixCoyMnzO2【答案】AD【解析】根據(jù)充電時(shí)電池總反應(yīng)可知，放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為LiaC6－ae－=6C(石墨)＋aLi＋，正極反應(yīng)式為Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－=LiNixCoyMnzO2，將放電時(shí)負(fù)極、正極反應(yīng)式左右顛倒，即分別得到充電時(shí)陰極、陽極反應(yīng)式，D項(xiàng)正確；放電時(shí)，A是負(fù)極、B是正極，Li＋向正極移動(dòng)，則X是Li＋，允許陽離子通過的隔膜為陽離子交換膜，A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，A是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤。7．可充電氟鎂動(dòng)力電池比鋰電池具有更高的能量密度和安全性，其電池反應(yīng)為Mg＋2MnF3=2MnF2＋MgF2。下列有關(guān)說法不正確的是()A．鎂為負(fù)極材料B．正極的電極反應(yīng)式為MnF3＋e－=MnF2＋F－C．電子從鎂極流出，經(jīng)電解質(zhì)流向正極D．每生成1molMnF2時(shí)轉(zhuǎn)移1mol電子【答案】C【解析】由電池反應(yīng)可知，鎂失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，A項(xiàng)正確；電池反應(yīng)中，三氟化錳發(fā)生還原反應(yīng)，為正極，B項(xiàng)正確；電子由負(fù)極(鎂極)流出經(jīng)外電路流向正極，C項(xiàng)不正確；錳元素由＋3價(jià)降至＋2價(jià)，每生成1molMnF2轉(zhuǎn)移1mol電子，D項(xiàng)正確。8.(雙選)分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是()A．①②中Mg做負(fù)極，③④中Fe做負(fù)極B．②中Mg做正極，電極反應(yīng)式為6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑C．③中Cu做負(fù)極，電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋D．④中Cu做正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑【答案】BC【解析】②中Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，而Al能和NaOH溶液反應(yīng)失去電子，故Al做負(fù)極；③中Fe在冷的濃硝酸中鈍化，Cu和濃HNO3反應(yīng)失去電子，故Cu做負(fù)極，A錯(cuò)、C正確；②中電池總反應(yīng)為2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，負(fù)極反應(yīng)式為2Al＋8OH－－6e－=2AlOeq\o\al(－,2)＋4H2O，二者相減得到正極反應(yīng)式為6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑，B正確；④中Cu做正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，D錯(cuò)。9．某種熔融碳酸鹽燃料電池以Li2CO3、K2CO3為電解質(zhì)，以CH4為燃料時(shí)，該電池工作原理如圖所示，下列說法正確的是()A．a(chǎn)為空氣，b為CH4B．COeq\o\al(2－,3)向正極移動(dòng)C．此電池在常溫時(shí)也能工作D．正極電極反應(yīng)式為2CO2＋O2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)【答案】D【解析】燃料電池中通入燃料的一極是負(fù)極，通入氧化劑的一極是正極，根據(jù)電子流向可知，左邊電極是負(fù)極、右邊電極是正極，所以a為CH4，b為空氣，故A錯(cuò)誤；原電池放電時(shí)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則COeq\o\al(2－,3)向負(fù)極移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；電解質(zhì)為熔融碳酸鹽，需要高溫條件，故C錯(cuò)誤；正極上O2得到電子和CO2反應(yīng)生成COeq\o\al(2－,3)，電極反應(yīng)式為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)，故D正確。10．(1)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理見圖1，石墨Ⅰ為電池的________極；該電池在使用過程中石墨Ⅰ電極上生成氧化物Y，其電極反應(yīng)式為____________________________________。(2)化學(xué)家正在研究尿素動(dòng)力燃料電池。用這種電池直接去除城市廢水中的尿素，既能產(chǎn)生凈化的水，又能發(fā)電，尿素燃料電池結(jié)構(gòu)如圖3所示：回答下列問題：電池中的負(fù)極為________(填“甲”或“乙”)，甲的電極反應(yīng)式為______________，電池工作時(shí)，理論上每凈化1mol尿素，消耗O2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)約為________L?！窘馕觥?1)該燃料電池中，正極上通入O2，石墨Ⅱ?yàn)檎龢O，電極反應(yīng)式為O2＋2N2O5＋4e－=4NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，負(fù)極上通入NO2，石墨Ⅰ為負(fù)極，電極反應(yīng)式為NO2＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))－e－=N2O5。(2)根據(jù)圖示可知，甲電極上CO(NH2)2反應(yīng)生成二氧化碳和氮?dú)?，N元素化合價(jià)升高，失電子，為電源的負(fù)極，電解質(zhì)溶液為酸性，則其電極反應(yīng)式為CO(NH2)2＋H2O－6e－=CO2↑＋N2↑＋6H＋，該反應(yīng)的總方程式為2CO(NH2)2＋3O2=2CO2＋2N2＋4H2O，根據(jù)關(guān)系式2CO(NH2)2～3O2可知，電池工作時(shí)，理論上每凈化1mol尿素，消耗O2的體積為1.5mol×22.4L·mol－1＝33.6L?！敬鸢浮?1)負(fù)NO2＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))－e－=N2O5(2)甲CO(NH2)2＋H2O－6e－=CO2↑＋N2↑＋6H＋33.61．(2021·浙江6月選考)某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電時(shí)Li＋得電子成為Li嵌入該薄膜材料中；電極B為LiCoO2薄膜；集流體起導(dǎo)電作用。下列說法不正確的是()A．充電時(shí)，集流體A與外接電源的負(fù)極相連B．放電時(shí)，外電路通過amol電子時(shí)，LiPON薄膜電解質(zhì)損失amolLi＋C．放電時(shí)，電極B為正極，反應(yīng)可表示為Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2D．電池總反應(yīng)可表示為LixSi＋Li1－xCoO2eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Si＋LiCoO2【答案】B【解析】由題中信息可知，該電池充電時(shí)Li＋得電子成為Li嵌入電極A中，可知電極A在充電時(shí)作陰極，故其在放電時(shí)作電池的負(fù)極，而電極B是電池的正極。由圖可知，集流體A與電極A相連，充電時(shí)電極A作陰極，故充電時(shí)集流體A與外接電源的負(fù)極相連，A說法正確；放電時(shí)，外電路通過amol電子時(shí)，內(nèi)電路中有amolLi＋通過LiPON薄膜電解質(zhì)從負(fù)極遷移到正極，但是LiPON薄膜電解質(zhì)沒有損失Li＋，B說法不正確；放電時(shí)，電極B為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)可表示為Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2，C說法正確；電池放電時(shí)，嵌入在非晶硅薄膜中的鋰失去電子變成Li＋，正極上Li1－xCoO2得到電子和Li＋變?yōu)長iCoO2，故電池總反應(yīng)可表示為LixSi＋Li1－xCoO2eq\o(,\s\up7(充電),\s\do5(放電))Si＋LiCoO2，D說法正確。2．鋅/溴液流電池是一種先進(jìn)的水溶液電解質(zhì)電池，廣泛應(yīng)用于再生能源儲(chǔ)能和智能電網(wǎng)的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅/溴液流電池工作原理如圖所示：下列說法錯(cuò)誤的是()A．放電時(shí)，N極為正極B．放電時(shí)，左側(cè)貯液器中ZnBr2的濃度不斷減小C．充電時(shí)，M極的電極反應(yīng)式為Zn2＋＋2e－=ZnD．隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過【答案】B【解析】在該原電池中，活潑金屬鋅作負(fù)極，則N極為正極，A說法正確；放電時(shí)，左側(cè)鋅放電產(chǎn)生Zn2＋，貯液器中ZnBr2濃度不斷增大，B說法錯(cuò)誤；充電時(shí)，M極為陰極，電極反應(yīng)式為Zn2＋＋2e－=Zn，C說法正確；放電時(shí)Br－通過隔膜進(jìn)入溶液中與Zn2＋結(jié)合，充電時(shí)Zn2＋通過隔膜在雙極性碳和塑料電極上沉積，D說法正確。3.(2020·天津卷)熔融鈉—硫電池性能優(yōu)良，是具有應(yīng)用前景的儲(chǔ)能電池。下圖中的電池反應(yīng)為2Na＋xSNa2Sx(x＝5～3，難溶于熔融硫)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．Na2S4的電子式為B．放電時(shí)正極反應(yīng)為xS＋2Na＋＋2e－=Na2SxC．Na和Na2Sx分別為電池的負(fù)極和正極D．該電池是以Na-β-Al2O3為隔膜的二次電池【答案】C【解析】Na2S4中Seq\o\al(\s\up1(2－),\s\do4(4))中硫原子間以非極性鍵結(jié)合，每個(gè)硫原子最外層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，A項(xiàng)正確；放電時(shí)正極上S發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)為xS＋2Na＋＋2e－=Na2Sx，B項(xiàng)正確；熔融鈉為負(fù)極，熔融硫(含碳粉)為正極，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖可知，D項(xiàng)正確。4.（2020·新課標(biāo)Ⅲ）一種高性能的堿性硼化釩(VB2)—空氣電池如下圖所示，其中在VB2電極發(fā)生反應(yīng)：該電池工作時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是A.負(fù)載通過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】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)，左側(cè)VB2發(fā)生失電子的反應(yīng)生成和，反應(yīng)的電極方程式如題干所示，右側(cè)空氣中的氧氣發(fā)生得電子的反應(yīng)生成OH-，反應(yīng)的電極方程式為O2+4e-+2H2O=4OH-，電池的總反應(yīng)方程式為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8+4，據(jù)此分析。當(dāng)負(fù)極通過0.04mol電子時(shí)，正極也通過0.04mol電子，根據(jù)正極的電極方程式，通過0.04mol電子消耗0.01mol氧氣，在標(biāo)況下為0.224L，A正確；反應(yīng)過程中正極生成大量的OH-使正極區(qū)pH升高，負(fù)極消耗OH-使負(fù)極區(qū)OH-濃度減小pH降低，B錯(cuò)誤；根據(jù)分析，電池的總反應(yīng)為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8+4，C正確；電池中，電子由VB2電極經(jīng)負(fù)載流向復(fù)合碳電極，電流流向與電子流向相反，則電流流向?yàn)閺?fù)合碳電極→負(fù)載→VB2電極→KOH溶液→復(fù)合碳電極，D正確。5．(2020·全國Ⅰ卷)科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn-CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時(shí)，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯(cuò)誤的是()A．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)B．放電時(shí)，1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2molC．充電時(shí)，電池總反應(yīng)為2Zn(OH)eq\o\al(2－,4)=2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2OD．充電時(shí)，正極溶液中OH－濃度升高【答案】D【解析】由題給裝置圖可知，放電時(shí)負(fù)極鋅失去電子后結(jié)合OH－生成Zn(OH)eq\o\al(2－,4)，負(fù)極反應(yīng)為Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)，A項(xiàng)正確；放電時(shí)，正極上CO2得電子生成HCOOH，CO2中C的化合價(jià)為＋4，HCOOH中C的化合價(jià)為＋2，1molCO2轉(zhuǎn)化為1molHCOOH，轉(zhuǎn)移2mol電子，B項(xiàng)正確；充電時(shí)陰極上Zn(OH)eq\o\al(2－,4)參與反應(yīng)得到鋅，陽極上H2O參與反應(yīng)得到氧氣，電池總反應(yīng)為2Zn(OH)eq\o\al(2－,4)=2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O，C項(xiàng)正確；充電時(shí)，陽極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，氫氧根離子濃度降低，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6．(2020·全國Ⅲ卷)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)，下列說法錯(cuò)誤的是()A．負(fù)載通過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)過溶液最終回到正極，D項(xiàng)正確。7.(2019·海南卷)微型銀—鋅電池可用作電子儀器的電源，其電極分別是Ag/Ag2O