學(xué)而優(yōu)教有方考點(diǎn)18原電池化學(xué)電源化學(xué)電池是當(dāng)今世界廣泛用于供能的重要裝置，屬于考生應(yīng)該掌握的知識(shí)。高考有關(guān)原電池的考查一直是?？汲Ｐ?，設(shè)題背景新、設(shè)問(wèn)角度新、解答方式新。雖電池的種類多樣，但主要考查原電池的基本工作原理，著重考查考生對(duì)原理的遷移應(yīng)用能力。命題在選擇題中，常以新型電池的形式對(duì)原電池的工作原理進(jìn)行考查；在非選擇題中，常結(jié)合元素化合物、物質(zhì)的分離和提純等知識(shí)，考查電極反應(yīng)式的書寫，以及利用電子守恒進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。預(yù)測(cè)2023年高考仍然會(huì)以新型電池為切入點(diǎn)，考查原電池的工作原理及應(yīng)用、電極反應(yīng)式的書寫及判斷、溶液中離子的遷移及濃度變化、二次電池的充放電過(guò)程分析以及其他有關(guān)問(wèn)題。備考時(shí)注重實(shí)物圖分析、新型電池分析，從氧化還原反應(yīng)的角度認(rèn)識(shí)電化學(xué)，注重與元素化合物、有機(jī)化學(xué)、電解質(zhì)溶液、化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、新能源等知識(shí)的聯(lián)系。通過(guò)原電池裝置的應(yīng)用，能對(duì)與化學(xué)有關(guān)的熱點(diǎn)問(wèn)題作出正確的價(jià)值判斷，能參與有關(guān)化學(xué)問(wèn)題的社會(huì)實(shí)踐。一、原電池的工作原理二、化學(xué)電源原電池的工作原理1．概念和反應(yīng)本質(zhì)原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。2．構(gòu)成條件(1)一看反應(yīng)：看是否有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生(一般是活潑性強(qiáng)的金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng))。(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(gè)條件：①電解質(zhì)溶液；②兩電極直接或間接接觸；③兩電極插入電解質(zhì)溶液中。3．工作原理以鋅銅原電池為例(1)反應(yīng)原理電極名稱負(fù)極正極電極材料鋅片銅片電極反應(yīng)Zn－2e－=Zn2＋Cu2＋＋2e－=Cu反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電子流向由Zn片沿導(dǎo)線流向Cu片鹽橋中離子移向鹽橋含飽和KCl溶液，K＋移向正極，Cl－移向負(fù)極(2)鹽橋的組成和作用①鹽橋中裝有飽和的KCl、NH4NO3等溶液和瓊膠制成的膠凍。②鹽橋的作用：A．連接內(nèi)電路，形成閉合回路；B．平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。4．原電池原理的應(yīng)用(1)比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱：原電池中，負(fù)極一般是活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬，正極一般是活動(dòng)性較弱的金屬(或非金屬)。(2)加快化學(xué)反應(yīng)速率：氧化還原反應(yīng)形成原電池時(shí)，反應(yīng)速率加快。(3)用于金屬的防護(hù)：將需要保護(hù)的金屬制品作原電池的正極而受到保護(hù)。(4)設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源①首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個(gè)半反應(yīng)。②根據(jù)原電池的工作原理，結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)，選擇正、負(fù)電極材料以及電解質(zhì)溶液?！拘≡嚺５丁空?qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)理論上，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計(jì)成原電池()(2)在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極一定是負(fù)極()(3)在鋅銅原電池中，因?yàn)橛须娮油ㄟ^(guò)電解質(zhì)溶液形成閉合回路，所以有電流產(chǎn)生()(4)在原電池中，負(fù)極材料的活潑性一定比正極材料強(qiáng)()(5)在原電池中，正極本身一定不參與電極反應(yīng)，負(fù)極本身一定要發(fā)生氧化反應(yīng)()(6)在鋅銅原電池中，因?yàn)橛须娮油ㄟ^(guò)電解質(zhì)溶液形成閉合回路，所以有電流產(chǎn)生()(7)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(fù)極()(8)原電池工作時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子向負(fù)極移動(dòng)，鹽橋中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)()(9)兩種活潑性不同的金屬組成原電池的兩極，活潑金屬一定做負(fù)極()(10)一般來(lái)說(shuō)，帶有“鹽橋”的原電池比不帶“鹽橋”的原電池效率高()答案：(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×(9)×(10)√【典例】例1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】該原電池的總反應(yīng)為2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋。電極Ⅰ上發(fā)生還原反應(yīng)，作原電池的正極，反應(yīng)式為2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋，電極Ⅱ?yàn)樵姵刎?fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋。鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂，其作用是傳遞離子。例2若將反應(yīng)：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑設(shè)計(jì)成原電池(如右圖)，則下列說(shuō)法不正確的是()A．該裝置實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．b極表面發(fā)生了還原反應(yīng)C．c溶液可以是ZnSO4溶液D．鹽橋中的Cl-移向右邊燒杯【答案】D【解析】A項(xiàng)，形成原電池，是化學(xué)能變成電能，正確，不選A；B項(xiàng)，根據(jù)電子移動(dòng)方向確定，說(shuō)明a為負(fù)極，b為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，正確，不選B；C項(xiàng)，鋅做原電池的負(fù)極，所以c為硫酸鋅，正確，不選C；D項(xiàng)，鹽橋中氯離子向負(fù)極移動(dòng)，即向左側(cè)燒杯移動(dòng)，錯(cuò)誤，選D?！緦?duì)點(diǎn)提升】對(duì)點(diǎn)1如圖所示，在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的電極X、Y，外電路中電子流向如圖所示，關(guān)于該裝置的下列說(shuō)法正確的是()A．外電路的電流方向?yàn)椋篨→外電路→YB．若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為碳棒，Y為FeC．X極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)D．若兩電極都是金屬，則它們的活動(dòng)性順序?yàn)閄>Y【答案】D【解析】外電路的電子流向?yàn)閄→外電路→Y，電流方向與其相反，A項(xiàng)錯(cuò)誤；若兩電極分別為Fe和碳棒，則Y為碳棒，X為Fe，B項(xiàng)錯(cuò)誤；X極失電子，作負(fù)極，Y極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，X極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電解質(zhì)溶液為稀硫酸，兩金屬作電極，誰(shuí)活潑誰(shuí)作負(fù)極，D項(xiàng)正確。對(duì)點(diǎn)2與甲、乙兩套裝置有關(guān)的下列說(shuō)法正確的是()A．甲、乙裝置中，鋅棒均作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．甲中鋅棒直接與稀H2SO4接觸，故甲生成氣泡的速率更快C．甲、乙裝置的電解質(zhì)溶液中，陽(yáng)離子均向碳棒定向遷移D．乙中鹽橋設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是迅速平衡電荷，提高電池效率【答案】D【解析】A項(xiàng)，根據(jù)上述分析，甲不是原電池，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，甲中鋅棒直接與稀H2SO4接觸，發(fā)生化學(xué)腐蝕，乙中構(gòu)成了原電池，負(fù)極失去電子的速率加快，因此正極放出氫氣的速率增大，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，甲不是原電池，電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子向鋅移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，鹽橋中離子的定向遷移構(gòu)成了電流通路，鹽橋既可溝通兩方溶液，又能阻止反應(yīng)物的直接接觸，迅速平衡電荷，使由它連接的兩溶液保持電中性，提高電池效率，故D正確。【巧學(xué)妙記】1．原電池的工作原理簡(jiǎn)圖注意：①電子移動(dòng)方向：從負(fù)極流出沿導(dǎo)線流入正極，電子不能通過(guò)電解質(zhì)溶液。②若有鹽橋，鹽橋中的陰離子移向負(fù)極區(qū)，陽(yáng)離子移向正極區(qū)。③若有交換膜，離子可選擇性通過(guò)交換膜，如陽(yáng)離子交換膜，陽(yáng)離子可通過(guò)交換膜移向正極。2．判斷原電池正、負(fù)極的5種方法化學(xué)電源1．一次電池：只能使用一次，不能充電復(fù)原繼續(xù)使用(1)堿性鋅錳干電池總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2。負(fù)極材料：Zn。電極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2。正極材料：碳棒。電極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－。(2)紐扣式鋅銀電池總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag。電解質(zhì)是KOH。負(fù)極材料：Zn。電極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2。正極材料：Ag2O。電極反應(yīng)：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－。(3)鋰電池Li－SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4－SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為8Li＋3SOCl2=6LiCl＋Li2SO3＋2S。(1)負(fù)極材料為鋰，電極反應(yīng)為8Li－8e－=8Li＋。(2)正極的電極反應(yīng)為3SOCl2＋8e－=2S＋SOeq\o\al(2－,3)＋6Cl－。(2)二、二次電池：放電后能充電復(fù)原繼續(xù)使用2．鉛蓄電池(1)總反應(yīng)：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2PbSO4(s)＋2H2O(l)(2)放電時(shí)——原電池負(fù)極反應(yīng)：Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)－2e－=PbSO4(s)；正極反應(yīng)：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2e－=PbSO4(s)＋2H2O(l)。(3)充電時(shí)——電解池陰極反應(yīng)：PbSO4(s)＋2e－=Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)；陽(yáng)極反應(yīng)：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－=PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)。(4)圖解二次電池的充放電3．二次電池的充放電規(guī)律(1)充電時(shí)電極的連接：充電的目的是使電池恢復(fù)其供電能力，因此負(fù)極應(yīng)與電源的負(fù)極相連以獲得電子，可簡(jiǎn)記為負(fù)接負(fù)后做陰極，正接正后做陽(yáng)極。(2)工作時(shí)的電極反應(yīng)式：同一電極上的電極反應(yīng)式，在充電與放電時(shí)，形式上恰好是相反的；同一電極周圍的溶液，充電與放電時(shí)pH的變化趨勢(shì)也恰好相反。4．“高效、環(huán)境友好”的燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩種。種類酸性堿性負(fù)極反應(yīng)式2H2－4e－=4H＋2H2＋4OH－－4e－=4H2O正極反應(yīng)式O2＋4e－＋4H＋=2H2OO2＋2H2O＋4e－=4OH－電池總反應(yīng)式2H2＋O2=2H2O備注燃料電池的電極不參與反應(yīng)，有很強(qiáng)的催化活性，起導(dǎo)電作用【小試牛刀】請(qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)最早使用的化學(xué)電池是鋅錳電池()(2)在干電池中，碳棒只起導(dǎo)電作用，并不參加化學(xué)反應(yīng)()(3)干電池根據(jù)電池內(nèi)的電解質(zhì)分為酸性電池和堿性電池()(4)干電池中碳棒為正極()(5)鉛蓄電池是可充電電池()(6)鉛蓄電池中的PbO2為負(fù)極()(7)太陽(yáng)能電池不屬于原電池()(8)手機(jī)、電腦中使用的鋰電池屬于一次電池()(9)鉛蓄電池放電時(shí)，正極與負(fù)極質(zhì)量均增加()(10)燃料電池是一種高效、環(huán)保的新型化學(xué)電源()(11)燃料電池工作時(shí)燃料在電池中燃燒，然后熱能轉(zhuǎn)化為電能()(12)以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池，放電過(guò)程中，H＋從正極區(qū)向負(fù)極區(qū)遷移()(13)二次電池的充、放電為可逆反應(yīng)()(14)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(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)()(15)鉛蓄電池工作過(guò)程中，每通過(guò)2mol電子，負(fù)極質(zhì)量減輕207g()(16)鎳鎘電池不能隨意丟棄的主要原因是鎳、鎘的資源有限，價(jià)格昂貴()答案：(1)√(2)√(3)√(4)√(5)√(6)×(7)√(8)×(9)√(10)√(11)×(12)×(13)×(14)×(15)×(16)×【典例】例1(2021?廣東選擇性考試)火星大氣中含有大量CO2，一種有CO2參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探測(cè)器供電。該電池以金屬鈉為負(fù)極，碳納米管為正極，放電時(shí)A．負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng) B．CO2在正極上得電子C．陽(yáng)離子由正極移向負(fù)極 D．將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【答案】B【解析】根據(jù)題干信息可知，放電時(shí)總反應(yīng)為4Na+3CO2=2Na2CO3+C。A項(xiàng)，放電時(shí)負(fù)極上Na發(fā)生氧化反應(yīng)失去電子生成Na+，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，放電時(shí)正極為CO2得到電子生成C，故B正確；C項(xiàng)，放電時(shí)陽(yáng)離子移向還原電極，即陽(yáng)離子由負(fù)極移向正極，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，放電時(shí)裝置為原電池，能量轉(zhuǎn)化關(guān)系為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和化學(xué)能等，故D正確；故選B。例2(2022?全國(guó)乙卷)電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來(lái)科學(xué)家研究了一種光照充電Li-O2電池(如圖所示)。光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子(e-)和空穴(h+)，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)(Li++e-=Li+)和陽(yáng)極反應(yīng)(Li2O2+2h+=2Li++O2)對(duì)電池進(jìn)行充電。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．充電時(shí)，電池的總反應(yīng)Li2O2=2Li+O2B．充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C．放電時(shí)，Li+從正極穿過(guò)離子交換膜向負(fù)極遷移D．放電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)O2+2Li++2e-=Li2O2【答案】C【解析】充電時(shí)光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)(Li++e-=Li+)和陽(yáng)極反應(yīng)(Li2O2+2h+=2Li++O2)，則充電時(shí)總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2=2Li+O2，結(jié)合圖示，充電時(shí)金屬Li電極為陰極，光催化電極為陽(yáng)極；則放電時(shí)金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極。A項(xiàng)，光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)和陽(yáng)極反應(yīng)對(duì)電池進(jìn)行充電，結(jié)合陰極反應(yīng)和陽(yáng)極反應(yīng)，充電時(shí)電池的總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2=2Li+O2，A正確；充電時(shí)，光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，陰極反應(yīng)與電子有關(guān)，陽(yáng)極反應(yīng)與空穴有關(guān)，故充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，B正確；C項(xiàng)，放電時(shí)，金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極，Li+從負(fù)極穿過(guò)離子交換膜向正極遷移，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，放電時(shí)總反應(yīng)為2Li+O2=Li2O2，正極反應(yīng)為O2+2Li++2e-=Li2O2，D正確；故選C?！緦?duì)點(diǎn)提升】對(duì)點(diǎn)1微生物燃料電池的研究已成為治理和消除環(huán)境污染的重要課題，利用微生物電池電解飽和食鹽水的工作原理如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．電池正極的電極反應(yīng)：O2+2H2O+4e?4OH?B．電極M附近產(chǎn)生黃綠色氣體C．若消耗1molS2?，則電路中轉(zhuǎn)移8mole?D．將裝置溫度升高到60℃，一定能提高電池的工作效率【答案】C【解析】微生物燃料電池中，通入C6H12O6的電極為負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；通入O2的電極為正極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)。電解飽和食鹽水時(shí)陰、陽(yáng)極的電極產(chǎn)物分別是：氫氣和氫氧化鈉、氯氣。A項(xiàng)，由圖可知，電解質(zhì)溶液為酸性，正極的電極反應(yīng)是O2+4H++4e?==2H2O，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，M為陰極產(chǎn)生H2，N為陽(yáng)極產(chǎn)生Cl2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，1molS2?轉(zhuǎn)化成SO42-失8mole?，則電路中轉(zhuǎn)移8mole-，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，該電池為微生物燃料電池，該微生物的最佳活性溫度未知，無(wú)法確定60℃時(shí)電池效率是否升高，D項(xiàng)錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)2下圖是通過(guò)Li-CO2電化學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)和CO2固定策略的示意團(tuán)。儲(chǔ)能系統(tǒng)使用的電池組成為釕電極/CO2飽和LiClO4-(CH3)2SO(二甲基亞砜)電解液/鋰片，下列說(shuō)法不正確的是()A．Li-CO2電池電解液為非水溶液B．CO2的固定中，轉(zhuǎn)秱4mole－生成1mol氣體C．釕電極上的電極反應(yīng)式為2Li2CO3+C-4e－＝4Li++3CO2↑D．通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)和CO2固定策略可將CO2轉(zhuǎn)化為固體產(chǎn)物C【答案】B【解析】A項(xiàng)，由題目可知，Li—CO2電池有活潑金屬Li，故電解液為非水溶液飽和LiClO4—(CH3)2SO(二甲基亞砜)有機(jī)溶劑，故A正確；B項(xiàng)，由題目可知，CO2的固定中的電極方秳式為：2Li2CO3＝4Li++2CO2↑+O2+4e－，轉(zhuǎn)移4mole－生成3mol氣體，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由題目可知，釕電極上的電極反應(yīng)式為2Li2CO3+C-4e－＝4Li++3CO2↑，故C正確；D項(xiàng)，由題目可知，CO2通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)和CO2固定策略轉(zhuǎn)化為固體產(chǎn)物C，故D正確。故選B?！厩蓪W(xué)妙記】燃料電池電極反應(yīng)式的書寫(以氫氧燃料電池為例)(1)注意介質(zhì)環(huán)境(2)掌握書寫程序1．下列選項(xiàng)描述的過(guò)程能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是()A．電池充電B．光合作用C．手機(jī)電池工作D．太陽(yáng)能板充電【答案】C【解析】A項(xiàng)，電池充電，是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，光合作用是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變化為化學(xué)能，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，手機(jī)電池工作是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故C正確；D項(xiàng)，太陽(yáng)能板充電是光能轉(zhuǎn)化為電能，并向蓄電池充電，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)，故D錯(cuò)誤。2．有關(guān)如圖所示原電池的敘述不正確的是()A．電子沿導(dǎo)線由Cu片流向Ag片B．正極的電極反應(yīng)式是Ag++e-=AgC．Cu片上發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag片上發(fā)生還原反應(yīng)D．反應(yīng)時(shí)鹽橋中的陽(yáng)離子移向Cu(NO3)2溶液【答案】D【解析】該裝置是原電池裝置，實(shí)質(zhì)上發(fā)生的是Cu與硝酸銀的反應(yīng)，所以Cu失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，則Cu是負(fù)極，Ag是正極，電子從負(fù)極流向正極，A項(xiàng)正確；正極是Ag+發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子生成Ag，B項(xiàng)正確；根據(jù)以上分析，Cu片上發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag片上發(fā)生還原反應(yīng)，C項(xiàng)正確；原電池中，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以鹽橋中的陽(yáng)離子移向AgNO3溶液，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．肼(N2H4)堿性燃料電池的原理示意圖如圖所示，電池總反應(yīng)為：N2H4+O2=N2+2H2O。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．電極b發(fā)生還原反應(yīng)B．電流由電極a流出經(jīng)用電器流入電極bC．物質(zhì)Y是NaOH溶液D．電極a的電極反應(yīng)式為N2H4+4OH－－4e－=N2↑+4H2O【答案】B【解析】該燃料電池中，通入燃料肼的電極為負(fù)極、通入氧氣的電極為正極，電解質(zhì)溶液呈堿性，則負(fù)極反應(yīng)式為N2H4+4OH--4e-═N2↑+4H2O，正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-。A項(xiàng)，該燃料電池中通入氧氣的電極b為正極，正極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；B項(xiàng)，a為負(fù)極、b為正極，電流從正極b經(jīng)用電器流入負(fù)極a，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，b電極上生成氫氧根離子，鈉離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入右側(cè)，所以Y為NaOH溶液，故C正確；D項(xiàng)，a電極上肼失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為N2H4+4OH--4e-═N2↑+4H2O，故D正確；故選B。4．一種生物電化學(xué)方法脫除水體中NH4+的原理如下圖所示：下列說(shuō)法正確的是()A．裝置工作時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷．裝置工作時(shí)，a極周圍溶液pH降低C．裝置內(nèi)工作溫度越高。NH4+脫除率一定越大D．電極b上發(fā)生的反應(yīng)之一是：2NO3--2e-=N2↑+3O2↑【答案】B【解析】A項(xiàng)，該裝置是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，a極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)為NH4＋＋2H2O－6e－==NO2－＋8H＋，所以a極周圍溶液的pH減小，故B正確；C項(xiàng)，該裝置是在細(xì)菌生物作用下進(jìn)行的，所以溫度過(guò)高，導(dǎo)致細(xì)菌死亡，NH4+脫除率會(huì)減小，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，b極上反應(yīng)式為2NO3－＋12H＋＋10e－==N2＋6H2O，故D錯(cuò)誤。故選B。5．我國(guó)科學(xué)家利用光能處理含苯酚()廢水，裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．a(chǎn)極電勢(shì)高于b極電勢(shì)B．a(chǎn)極的電極反應(yīng)式為+2e-+2H+=+H2OC．H+由II區(qū)移向I區(qū)，II區(qū)溶液的pH增大D．若有2mol電子通過(guò)導(dǎo)線，I區(qū)混合液體質(zhì)量增大2g【答案】C【解析】從圖中可以看出，該裝置為原電池裝置，苯酚在a極得電子，被還原，所以a極為正極，b極為負(fù)極。A項(xiàng)，a為正極，b為負(fù)極，a極電勢(shì)高于b負(fù)極，故A正確；B項(xiàng)，苯酚在a極得電子被還原，其電極反應(yīng)為+2e-+2H+=+H2O，故B正確；C項(xiàng)，氫離子向陽(yáng)極移動(dòng)，負(fù)極反應(yīng)為HxWO3-xe-=WO3+xH+，a極消耗的氫離子和b極產(chǎn)生的氫離子相等，pH不變，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，有2mol氫離子通過(guò)導(dǎo)線，進(jìn)入I區(qū)的氫離子為2mol，液體質(zhì)量增加2g，故D正確；故選C。6．一種鋰電池的工作原理如下圖所示，正極反應(yīng)液可以在正極區(qū)和氧化罐間循環(huán)流通，氧化罐中加入的(NH4)2S2O8可以將Fe2＋氧化，自身被還原為SO42-。下列關(guān)于該電池說(shuō)法正確的是A．電池放電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．放電時(shí)Li＋由正極區(qū)移向負(fù)極區(qū)C．放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)為Fe3＋＋e-=Fe2＋D．氧化罐中反應(yīng)的離子方程式為：2Fe2＋＋S2O82-=2Fe3＋＋2SO42-【答案】D【解析】A項(xiàng)，電池放電是化學(xué)能變成電能，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，放電時(shí)陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，放電時(shí)，負(fù)極失去電子，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)題意，氧化罐中加入的(NH4)2S2O8可以將Fe2＋氧化，自身被還原為SO42-，離子方程式為2Fe2＋＋S2O82-=2Fe3＋＋2SO42-，D正確；故選D。7．熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)是由多孔陶瓷NiO陰極、多孔陶瓷電解質(zhì)(熔融堿金屬碳酸鹽)隔膜、多孔金屬Ni陽(yáng)極、金屬極板構(gòu)成的燃料電池。工作時(shí)，該電池的陰極(正極)反應(yīng)為O2+2CO2+4e-=2CO32-，下列有關(guān)說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．該電池較高的工作溫度加快了陰、陽(yáng)極的反應(yīng)速率B．該類電池的H2不能用CO、CH4等替代C．該電池工作時(shí)，要避免H2、O2的接觸D．放電時(shí)，陽(yáng)極(負(fù)極)反應(yīng)式為2H2+2CO32--4e-=2CO2+2H2O【答案】B【解析】該燃料電池中，通入燃料氫氣的電極是負(fù)極，通入氧化劑氧氣的電極是正極，負(fù)極反應(yīng)式為H2-2e-+CO32-=CO2+H2O，正極反應(yīng)式為O2+2CO2+4e-═2CO32-，放電時(shí)，電解質(zhì)中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)。A項(xiàng)，升高溫度能加快反應(yīng)速率，該電池較高的工作溫度加快了陰、陽(yáng)極的反應(yīng)速率，故A正確；B項(xiàng)，還原性物質(zhì)在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，該類電池的H2可以用CO、CH4等替代，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，H2、O2混合物在一定條件下可能發(fā)生爆炸，該電池工作時(shí)，要避免H2、O2的接觸，防止爆炸，產(chǎn)生安全事故，故C正確；D項(xiàng)，放電時(shí)，氫氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陽(yáng)極(負(fù)極)反應(yīng)式為2H2+2CO32--4e-=2CO2+2H2O，故D正確；故選B。8．微生物燃料電池(MFC)以厭氧微生物催化氧化有機(jī)物(如葡萄糖)，同時(shí)處理含Cu2+廢水，裝置如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．M極為電池的負(fù)極B．溫度越高，電池工作效率越高C．N極的電極反應(yīng)為Cu2++2e-=CuD．電池工作時(shí)，廢水中的陰離子總濃度降低【答案】B【解析】A項(xiàng)，根據(jù)題意可知該電池放電時(shí)葡萄糖被氧化，所以M電極為電池負(fù)極，N為電池正極，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，該電池以微生物催化有機(jī)物，溫度不宜過(guò)高，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，N極為正極，銅離子被還原得到Cu，電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，電池工作時(shí)，廢水中銅離子放電生成銅單質(zhì)，為平衡電荷，陰離子通過(guò)陰離子交換膜向負(fù)極，即左池移動(dòng)，廢水中的陰離子總濃度降低，D項(xiàng)正確；故選B。9．HCOOH燃料電池的裝置如下圖，兩電極間用允許K+和H+通過(guò)的半透膜隔開。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．電池工作時(shí)，電子由a電極經(jīng)外電路流向b電極B．負(fù)極的電極反應(yīng)式為HCOO-+2OH-_2e-=HCO3-+H2OC．理論上每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LO2，有2molK+通過(guò)半透膜D．通入O2發(fā)生的反應(yīng)為4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O【答案】C【解析】左側(cè)是HCOO-轉(zhuǎn)化為HCO3-，C元素化合價(jià)升高，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，a是負(fù)極；右側(cè)是Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+，化合價(jià)降低，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，b是正極。A項(xiàng)，池工作時(shí)，電子由a電極(負(fù)極)電極經(jīng)外電路流向b電極(正極)，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，負(fù)極是HCOO-轉(zhuǎn)化為HCO3-，電極反應(yīng)式為：HCOO-+2OH-_2e-=HCO3-+H2O，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O，每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LO2，O2的物質(zhì)的量為1mol，轉(zhuǎn)移電子4mol，應(yīng)有4molK+通過(guò)半透膜，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，通入O2發(fā)生的反應(yīng)為4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O，D項(xiàng)正確；故選C。10．一種三室微生物燃料電池污水凈化系統(tǒng)的原理如圖所示，圖中含酚廢水中的有機(jī)物可用C6H5OH表示。下列說(shuō)法不正確的是A．左側(cè)電極為負(fù)極，苯酚發(fā)生氧化反應(yīng)B．左側(cè)離子交換膜為陰離子交換膜C．右側(cè)電極的電極反應(yīng)式：2NO3-+10e-+12H+=N2+6H2OD．左右兩側(cè)電極附近溶液的pH均升高【答案】D【解析】A項(xiàng)，根據(jù)裝置圖可知在左側(cè)電極上苯酚失去電子被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，因此左側(cè)電極為負(fù)極，A正確；B項(xiàng)，向其中加入NaCl溶液，Na+向正極移動(dòng)，Cl-向負(fù)極移動(dòng)。根據(jù)選項(xiàng)A分析可知左側(cè)電極為負(fù)極，所以左側(cè)離子交換膜為陰離子交換膜，B正確；C項(xiàng)，在右側(cè)電極上NO3-得到電子被還原產(chǎn)生N2，則右側(cè)電極的電極反應(yīng)式是：2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O，C正確；D項(xiàng)，在左側(cè)電極上苯酚被氧化產(chǎn)生CO2氣體，電極反應(yīng)式是：C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+，反應(yīng)產(chǎn)生H+使溶液酸性增強(qiáng)，溶液pH減小，D錯(cuò)誤；故選D。11．如圖為一氧化氮?dú)怏w傳感器工作原理示意圖。電流方向如圖中所示。電極A、B外覆蓋一層聚四氟乙烯納米纖維膜，可以讓氣體透過(guò)下列相關(guān)敘述，正確的是()A．該傳感器運(yùn)用了原電池原理，正極反應(yīng)為NO+2H2O-3e-=NO3-+4H+B．當(dāng)外電路中流過(guò)0.2mol電子時(shí)，電池正極消耗1.12L氧氣C．該傳感器工作時(shí)，接觸到的NO濃度增大，輸出的電流強(qiáng)度也相應(yīng)增大D．為了使傳感器連續(xù)工作，可以不斷補(bǔ)充NaCl，增強(qiáng)導(dǎo)電性【答案】C【解析】A項(xiàng)，由圖中信息可知，電流從A電極經(jīng)外電路流向B電極，則A為正極、B為負(fù)極。該傳感器運(yùn)用了原電池原理，O2在正極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+4H++e-=2H2O，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由選項(xiàng)A分析可知，當(dāng)外電路中流過(guò)0.2mol電子時(shí)，電池正極消耗0.05mol氧氣，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為1.12L，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，該傳感器工作時(shí)，接觸到的NO濃度增大，則化學(xué)反應(yīng)速率加快，單位時(shí)間內(nèi)化學(xué)能轉(zhuǎn)化的電能增多，輸出的電流強(qiáng)度也相應(yīng)增大，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，若補(bǔ)充氯化鈉，也會(huì)失去電子生成氯氣，影響NO的測(cè)定，且造成污染，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選C。12．科學(xué)家設(shè)計(jì)的可充電電池的工作原理示意圖如圖所示。該可充電電池的放電反應(yīng)為L(zhǎng)ixCn+Li(1-x)CoO2=LiCoO2+nC。NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．該電池用于電動(dòng)汽車符合綠色化學(xué)觀念B．充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為L(zhǎng)iCoO2-xe-=Li(1-x)CoO2+xLi+，由B極移向A極C．該電池用惰性電極電解某電解質(zhì)溶液時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩極只有H2和O2生成。則電解一段時(shí)間后，該溶液的濃度可能不變D．若初始兩電極質(zhì)量相等，當(dāng)轉(zhuǎn)移4NA個(gè)電子時(shí)，兩電極質(zhì)量差為28g【答案】D【解析】根據(jù)可充電電池的工作原理示意圖中電子流向可知，A為負(fù)極，B為正極；充電時(shí)，A為陰極，B為陽(yáng)極；可充電電池的放電反應(yīng)為L(zhǎng)ixCn+Li(1-x)CoO2=LiCoO2+nC，則放電時(shí)正極反應(yīng)為L(zhǎng)i(1-x)CoO2+xLi++xe-=LiCoO2，充電時(shí)，原電池的正極即為電解池的陽(yáng)極，反應(yīng)逆轉(zhuǎn)，則反應(yīng)為L(zhǎng)iCoO2-xe-=Li(1-x)CoO2+xLi+。A項(xiàng)，汽車燃燒汽油等化石燃料，排放的汽車尾氣含氮的氧化物，大量氮氧化物排放到空氣中，電動(dòng)汽車可有效減少大氣污染，該電池用于電動(dòng)汽車符合綠色化學(xué)觀念，故A正確；B項(xiàng)，可充電電池的放電反應(yīng)為L(zhǎng)ixCn+Li(1-x)CoO2=LiCoO2+nC，則放電時(shí)正極反應(yīng)為L(zhǎng)i(1-x)CoO2+xLi++xe-=LiCoO2，充電時(shí)，原電池的正極即為電解池的陽(yáng)極，反應(yīng)逆轉(zhuǎn)，則反應(yīng)為L(zhǎng)iCoO2-xe-=Li(1-x)CoO2+xLi+，陽(yáng)離子由陽(yáng)極B向陰極A移動(dòng)，故B正確；C項(xiàng)，兩極只有H2和O2生成，應(yīng)為電解水型的電解，電解時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為：4OH--4e-=2H2O+O2↑，陰極反應(yīng)為：4H++4e-=2H2↑，可為電解含氧酸溶液、強(qiáng)堿溶液或活潑金屬的含氧酸鹽溶液，由于溶劑H2O減小，若電解的溶液為飽和溶液，則濃度不變，故C正確；D項(xiàng)，若初始兩電極質(zhì)量相等，當(dāng)轉(zhuǎn)移4NA個(gè)電子時(shí)，負(fù)極減少4molLi其質(zhì)量為28g，正極有4molLi+遷入，其質(zhì)量為28g，兩電極質(zhì)量差為56g，故D錯(cuò)誤；故選D。13．人們應(yīng)用原電池原理制作了多種電池以滿足不同的需要。電池發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，如在宇宙飛船、人造衛(wèi)星、電腦、照相機(jī)等，都離不開各式各樣的電池，同時(shí)廢棄的電池隨便丟棄也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。請(qǐng)根據(jù)題中提供的信息，回答下列問(wèn)題：(1)研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量的差別進(jìn)行發(fā)電，在海水中電池反應(yīng)可表示為：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl①該電池的負(fù)極反應(yīng)式是______________；②在電池中，Na+不斷移動(dòng)到“水”電池的_______極(填“正”或“負(fù)”)；③外電路每通過(guò)4mol電子時(shí)，生成Na2Mn5O10的物質(zhì)的量是______________。(2)中國(guó)科學(xué)院應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇(CH3OH是一種可燃物)燃料電池技術(shù)方面獲得新突破。甲醇燃料電池的工作原理如右圖所示。①該電池工作時(shí)，b口通入的物質(zhì)為______________。②該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式______________。③工作一段時(shí)間后，當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí)，有___________NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移。(3)Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì)，當(dāng)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池放電時(shí)正極的Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4，寫出該電池反應(yīng)方程式：_______________?！敬鸢浮?1)①Ag—e—+Cl—=AgCl②正(1分)③2mol(2)①CH3OH②CH3OH—6e—+H2O=CO2+6H+③1.2(3)Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O==2K2Zn(OH)4+2Ag【解析】(1)①根據(jù)電池總反應(yīng)：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，可判斷出Ag應(yīng)為原電池的負(fù)極，負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的電極方程式為：Ag+Cl--e-=AgCl。②在原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以鈉離子向正極移動(dòng)。③根據(jù)方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10，化合價(jià)共降低了2價(jià)，所以每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子，則外電路每通過(guò)4mol電子時(shí)，生成Na2Mn5O10的物質(zhì)的量是2mol。(2)①據(jù)氫離子移動(dòng)方向知，右側(cè)電極為正極，左側(cè)電極為負(fù)極，負(fù)極上通入燃料甲醇。②正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為：3O2+12H++12e-=6H2O，負(fù)極上甲醇失電子和水反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。③根據(jù)2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2+12H+知，甲醇和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式得，當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量==1.2mol，則轉(zhuǎn)移電子個(gè)數(shù)為1.2NA。(3)電池放電時(shí)正極的Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4，正極電極反應(yīng)式為Ag2O2+4e-+2H2O═2Ag+4OH-，負(fù)極電極反應(yīng)式為2Zn-4e-+8OH-═2Zn(OH)42-，反應(yīng)還應(yīng)有KOH參加，反應(yīng)的總方程式為：Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O═2K2Zn(OH)4+2Ag。1．(2022·安徽省黃山市高三理科綜合測(cè)試)我國(guó)科學(xué)家最近發(fā)明了一種Zn—PbO2電池，該電池由a和b兩種離子交換膜隔成A、B、C三個(gè)區(qū)域，電解質(zhì)分別為KOH、K2SO4和H2SO4，裝置如下圖。已知放電時(shí)，B室中電解質(zhì)濃度不斷增大。下列說(shuō)法不正確的是()A．PbO2電極電勢(shì)比Zn電極電勢(shì)高B．a(chǎn)為陰離子交換膜C．正極反應(yīng)式為：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2OD．電池工作時(shí)，每消耗6.5gZn，理論上A區(qū)域溶液質(zhì)量減少1.3g【答案】B【解析】該裝置為原電池裝置，根據(jù)兩個(gè)電極的活性對(duì)比，Zn比PbO2活潑，所以Zn極作負(fù)極，PbO2極作正極。A項(xiàng)，該裝置中，PbO2電極作為正極，Zn電極作為負(fù)極，所以PbO2電極電勢(shì)高于Zn電極，故A正確；B項(xiàng)，Zn電極反應(yīng)式為：Zn+4OH--2e-=Zn(OH)42-，A池消耗氫氧根離子，負(fù)電荷減少，根據(jù)電荷守恒，鉀離子向正極移動(dòng)，所以a為陽(yáng)離子交換膜，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，PbO2電極作為正極，得電子，其反應(yīng)式為：bO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，故C正確；D項(xiàng)，Zn電極電極反應(yīng)式為：Zn+4OH--2e-=Zn(OH)42-，每消耗6.5gZn，轉(zhuǎn)移0.2mol電子，即向正極遷移0.2molK+，同時(shí)引入0.1molZn2+，溶液質(zhì)量差為，故D正確；故選B。2．(2022·遼寧省大連市高三雙基測(cè)試)“碳呼吸電池”是一種新型能源裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．通入CO2的一極電極反應(yīng)式為：2CO2+2e?=C2O42-B．金屬鋁電極發(fā)生氧化反應(yīng)C．每得到1molAl2(C2O4)3，電路中轉(zhuǎn)移3mol電子D．以該裝置為電源進(jìn)行粗銅的電解精煉，金屬鋁質(zhì)量減少27g時(shí)，理論上陰極質(zhì)量增加96g【答案】C【解析】據(jù)圖可知Al被氧化，所以金屬鋁為負(fù)極，通入CO2的電極為正極，CO2被還原為草酸根。A項(xiàng)，據(jù)圖可知CO2在正極被還原為草酸根，根據(jù)電子守恒、元素守恒可得反應(yīng)式為2CO2+2e?=C2O42-，A正確；B項(xiàng)，鋁為金屬，在負(fù)極被氧化為Al3+，B正確；C項(xiàng)，每得到1molAl2(C2O4)3，則需要2molAl，根據(jù)電極反應(yīng)可知轉(zhuǎn)移6mol電子，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，金屬鋁質(zhì)量減少27g，即減少1molAl，根據(jù)電極反應(yīng)Al-3e?=Al3+可知，轉(zhuǎn)移3mol電子，則電極銅時(shí)，陰極生成1.5mol銅，質(zhì)量為1.5mol×64g/mol=96g，D正確；故選C。3．(2022·四川省瀘縣第二中學(xué)模擬預(yù)測(cè))沉積物微生物燃料電池可處理含硫廢水，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．碳棒b為該微生物電池的正極B．碳棒a上有反應(yīng)：FeSx-2xe-=Fe2++xS(x≥2)C．電流方向：碳棒b→電阻→碳棒a→含水沉積物→碳棒bD．氧氣的含量、光照強(qiáng)度會(huì)影響電池的功率【答案】B【解析】A項(xiàng)，O2在碳棒b得電子生成水，說(shuō)明碳棒b為該微生物電池的正極，故A正確；B項(xiàng)，電極反應(yīng)式FeSx-2xe-=Fe2++xS(x≥2)不滿足電荷守恒，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，碳棒a失電子是負(fù)極，碳棒b得電子是正極，電流方向是從正極經(jīng)外電路流向負(fù)極即碳棒b→電阻→碳棒a→含水沉積物→碳棒b，故C正確；D項(xiàng)，由圖可知，CO2在光照和光合菌的作用下反應(yīng)生成氧氣，氧氣在在正極得電子生成水，光照強(qiáng)度越強(qiáng)，光合作用越強(qiáng)，所以氧氣的含量、光照強(qiáng)度會(huì)影響電池的功率，故D正確；故選B4．(2022·廣東省六校高三第六次聯(lián)考)一種高達(dá)94.2%能效的可充電鋁胺電池工作原理如圖所示，用Ph表示苯基，三苯基胺(Ph3N)失去一個(gè)電子后形成的Ph3N?+結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。下列說(shuō)法不正確的是()A．與鋰電池比，鋁電池比能量略低，但鋁含量豐富價(jià)格低廉B．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-C．充電時(shí)，AlCl4-向鋁電極移動(dòng)D．理論上每生成1molPh3N，外電路通過(guò)1mol電子【答案】C【解析】A項(xiàng)，鋁電池比能量略低，且含量豐富價(jià)格低廉，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，放電時(shí)，負(fù)極上Al失電子和AlCl4-反應(yīng)生成Al2Cl7-，電極反應(yīng)式為Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，充電時(shí)Ph3N失電子生成Ph3N+，Ph3N陽(yáng)極、Al為陰極，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，所以AlCl4-向陽(yáng)極Ph3N移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，充電時(shí)Ph3N失電子生成Ph3N+，則生成1個(gè)Ph3N轉(zhuǎn)移1個(gè)電子，所以理論上每生成1molPh3N，外電路通過(guò)1mol電子，D項(xiàng)正確。故選C。5．(2022·山東省聊城市高三三模)科學(xué)家最近發(fā)明了一種Al－PbO2電池，電解質(zhì)為K2SO4、H2SO4、KOH，通過(guò)x(陽(yáng)離子交換膜)和y(陰離子交換膜)將電解質(zhì)溶液隔開，形成M、R、N三個(gè)電解質(zhì)溶液區(qū)域，結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．放電時(shí)，K+通過(guò)x膜移向M區(qū)B．放電時(shí)，正極反應(yīng)式為PbO2+2e-+4H+=Pb2++2H2OC．與Zn－PbO2電池相比較，Al－PbO2電池的比能量更高D．消耗1.8gAl時(shí)N區(qū)域電解質(zhì)溶液減少19.2g【答案】C【解析】由圖可知，原電池工作時(shí)，Al為負(fù)極，被氧化生成[Al(OH)4]-，PbO2為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電解質(zhì)溶液M為KOH，R為K2SO4，C為H2SO4，原電池工作時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-，則消耗OH-，鉀離子向正極移動(dòng)，正極電極反應(yīng)式為PbO2+SO42-+2e-+4H+=PbSO4+2H2O，正極消耗氫離子，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則y是陽(yáng)離子交換膜，x是陰離子交換膜，在同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，結(jié)合溶液酸堿性及電極材料書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)的方程式，以此解答該題。根據(jù)圖知，負(fù)極上Al失電子生成[Al(OH)4]-負(fù)極反應(yīng)為Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-，消耗1.8gAl，正極反應(yīng)為PbO2+SO42-+2e-+4H+=PbSO4+2H2O，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計(jì)算。A項(xiàng)，Al為負(fù)極，M區(qū)為負(fù)極區(qū)，陽(yáng)離子流向正極區(qū)，故K+通過(guò)x膜移向R區(qū)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，放電時(shí)，正極反應(yīng)為PbO2+SO42-+2e-+4H+=PbSO4+2H2O，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，比能量是指參加電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小，Zn與Al相比質(zhì)量更重，且每一個(gè)Zn轉(zhuǎn)移2個(gè)電子，1個(gè)Al轉(zhuǎn)移3個(gè)電子，故Al－PbO2電池的比能量更高，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，消耗1.8gAl時(shí)電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.20mol，則由N區(qū)溶液減少0.4mol氫離子和0.1mol硫酸根離子，同時(shí)有0.1mol硫酸根離子移向R區(qū)，相當(dāng)于減小0.2mol硫酸，同時(shí)生成0.2mol水，N極區(qū)實(shí)際減少質(zhì)量為0.2mol×98g/mol-0.2mol×19g/mol=16g，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選C。6．(2022·山東省德州市高三期末)液流電池是電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)能容量大、使用壽命長(zhǎng)。下圖為一種中性/Fe液流電池的結(jié)構(gòu)及工作原理圖。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．充電時(shí)A電極連電源負(fù)極B．放電時(shí)正極電極反應(yīng)為：Fe(CN)63-+e-=Fe(CN)64-C．放電時(shí)負(fù)極區(qū)離子濃度增大，正極區(qū)離子濃度減小D．充電時(shí)陰極電極反應(yīng)：ZnBr42-+2e-=Zn+4Br-【答案】C【解析】由圖可知，放電時(shí)，電極A為液流電池的負(fù)極，鋅在溴離子作用下失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成四溴合鋅離子，電極反應(yīng)式為Zn+4Br--2e-=ZnBr42-，電極B為正極，六氰合鐵酸根離子在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成六氰合亞鐵酸根離子，電極反應(yīng)式為Fe(CN)63-+e-=Fe(CN)64-；充電時(shí)，A電極連電源負(fù)極，做電解池的陰極，四溴合鋅離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋅和溴離子，電極反應(yīng)式為ZnBr42-+2e-=Zn+4Br-，電極B與正極相連，做電解池陽(yáng)極，六氰合亞鐵酸根離子在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成六氰合鐵酸根離子，電極反應(yīng)式為Fe(CN)64--e-=Fe(CN)63-。A項(xiàng)，充電時(shí)，A電極連電源負(fù)極，做電解池的陰極，故A正確；B項(xiàng)，放電時(shí)，電極B為正極，六氰合鐵酸根離子在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成六氰合亞鐵酸根離子，電極反應(yīng)式為Fe(CN)63-+e-=Fe(CN)64-，故B正確；C項(xiàng)，放電時(shí)，電極A為液流電池的負(fù)極，鋅在溴離子作用下失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成四溴合鋅離子，電極反應(yīng)式為Zn+4Br--2e-=ZnBr42-，由電極反應(yīng)式可知，放電時(shí)負(fù)極區(qū)離子濃度減小，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，充電時(shí)，A電極連電源負(fù)極，做電解池的陰極，四溴合鋅離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋅和溴離子，電極反應(yīng)式為ZnBr42-+2e-=Zn+4Br-，故D正確；故選C。7．(2022·湖北省部分重點(diǎn)中學(xué)高三第二次聯(lián)考)我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)以聚氨酯為電解液(合成路線如圖)實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定高效且可逆循環(huán)的K-CO2電池。總反應(yīng)為：4KSn+3CO22K2CO3+4Sn，其中生成的K2CO3附著在正極上。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．放電時(shí)，內(nèi)電路中電流由KSn合金經(jīng)酯基電解質(zhì)流向羧基化碳納米管B．電池的正極反應(yīng)式為4K++3CO2+4e-=2K2CO3+CC．羧基化碳納米管中引入的羧基可促進(jìn)電子的轉(zhuǎn)移D．充電時(shí)，電路中通過(guò)1mol電子，多壁碳納米管減重36g【答案】D【解析】由總反應(yīng)可知放電時(shí)KSn合金為負(fù)極，羧基化碳納米管為正極；充電時(shí)KSn合金與電源負(fù)極相連，為電解池陰極，羧基化碳納米管為陽(yáng)極。A項(xiàng)，放電時(shí)為原電池裝置，內(nèi)電路中電流是由負(fù)極流向正極，即放電時(shí)，內(nèi)電路中電流由KSn合金經(jīng)酯基電解質(zhì)流向羧基化碳納米管，A正確；B項(xiàng)，根據(jù)總反應(yīng)式可知，負(fù)極反應(yīng)式為：KSn-e-=Sn+K+，電池的正極反應(yīng)式為4K++3CO2+4e-=2K2CO3+C，B正確；C項(xiàng)，電極材料為KSn和羧基化碳納米管，KSn與水反應(yīng)，-COOH與KOH反應(yīng)，可促進(jìn)電子的轉(zhuǎn)移，C正確；D項(xiàng)，充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為：C-4e-+K2CO3=3CO2↑+4K+，碳納米管及附著的碳酸鉀會(huì)減少，電路中通過(guò)1mol電子，多壁碳納米管減重3g，碳酸鉀減少30g，D錯(cuò)誤；故選D。8．(2022·廣東省汕頭市高三期末教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)iPON薄膜鋰離子電池是目前研究最廣泛的全固態(tài)薄膜鋰離子電池。下圖為其工作示意圖，LiPON薄膜只允許通過(guò)，電池反應(yīng)為L(zhǎng)ixSi+Li1-xCoO2Si+LiCoO2。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是。()A．LiPON薄膜在充放電過(guò)程中質(zhì)量發(fā)生變化B．導(dǎo)電介質(zhì)C可為L(zhǎng)i2SO4溶液C．放電時(shí)b極為正極，發(fā)生反應(yīng)：Li1-xCoO2+xLi++xe-═LiCoO2D．充電時(shí)，當(dāng)外電路通過(guò)0.2mol電子時(shí)，非晶硅薄膜上質(zhì)量減少1.4g【答案】C【解析】由題干信息中電池總反應(yīng)可表示為L(zhǎng)ixSi+Li1-xCoO2Si+LiCoO2可知，電極a為非晶硅薄膜，充電時(shí)Li+得電子成為L(zhǎng)i嵌入該薄膜材料中，則電極a為陰極，電極反應(yīng)式為xLi++xe-+Si=LixSi，電極b為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2-xe-═Li1-xCoO2+xLi+，放電時(shí)電極a為負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)ixSi-xe-═Si+xLi+，電極b為正極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i1-xCoO2+xLi++xe-═LiCoO2。A項(xiàng)，LiPON薄膜在充放電過(guò)程中僅僅起到鹽橋的作用，并未參與電極反應(yīng)，故其質(zhì)量不發(fā)生變化，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由于2Li+2H2O=2LiOH+H2↑，故導(dǎo)電介質(zhì)C中不能有水，則不可為L(zhǎng)i2SO4溶液，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，放電時(shí)b極為正極，發(fā)生反應(yīng)：Li1-xCoO2+xLi++xe-═LiCoO2，C正確；D項(xiàng)，充電時(shí)，電極a為陰極，電極反應(yīng)式為xLi++xe-+Si=LixSi，則當(dāng)外電路通過(guò)0.2mol電子時(shí)，非晶硅薄膜上質(zhì)量增重0.2mol×7g?mol-1=1.4g，D錯(cuò)誤；故選C。9．(2022·山東省日照市高三校際聯(lián)考三模)鹽酸羥胺NH3OH是一種常見的還原劑和顯像劑，其化學(xué)性質(zhì)與NH4類似。工業(yè)上主要采用圖1所示的方法制備。其電池裝置中含F(xiàn)e的催化電極反應(yīng)機(jī)理如圖2所示。不考慮溶液體積的變化，下列說(shuō)法正確的是()A．電池工作時(shí)，含F(xiàn)e的催化電極作負(fù)極B．圖2中，M為H+和，N為NH3OH+C．電池工作時(shí)，每消耗(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，左室溶液質(zhì)量增加3.3gD．電池工作一段時(shí)間后，正極區(qū)溶液的減小、負(fù)極區(qū)溶液的增大【答案】C【解析】由圖可知，氫元素化合價(jià)降低失電子，Pt電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為H2-2H+，含鐵的催化電極為正極，電極反應(yīng)式為NO+4H++NH3OH。A項(xiàng)，電池工作時(shí)，含鐵的催化電極作正極，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由題意可知，NH2OH具有和氨氣類似的弱堿性，可以和鹽酸反應(yīng)生成鹽酸羥胺，所以缺少的一步反應(yīng)為NH2OH+H+=NH3OH+，圖2中M為NH2OH，N為NH3OH+，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，含F(xiàn)e的催化電極為正極，電極反應(yīng)式為NO++4H++NH3OH，2.24LNO標(biāo)況下是0.1mol，左室增加的質(zhì)量為0.1molNO和0.3mol氫離子的質(zhì)量，即0.1mol×30g/mol+0.3mol×1g/mol=3.3g，C正確；D項(xiàng)，原電池工作時(shí)，正極氫離子被消耗，pH增大，負(fù)極生成氫離子，pH減小，D錯(cuò)誤；故選C。10．(2022·湖北省新高考高三質(zhì)量檢測(cè))中科院福建物構(gòu)所YaobingWang團(tuán)隊(duì)首次構(gòu)建了一種可逆水性Zn—CO2電池，實(shí)現(xiàn)了CO2和HCOOH之間的高效可逆轉(zhuǎn)換，其反應(yīng)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)。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．放電時(shí)，負(fù)極電極反應(yīng)式為Zn+4OH--2e-=Zn(OH)42-B．CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH過(guò)程中，Zn電極的電勢(shì)低于多孔Pd電極的C．充電過(guò)程中，甲酸在多孔Pd電極表面轉(zhuǎn)化為CO2D．當(dāng)外電路通過(guò)2mol電子時(shí)，雙極膜中離解水的物質(zhì)的量為1mol【答案】D【解析】由圖中可知，Zn發(fā)生失去電子的反應(yīng)，為電池的負(fù)極；CO2得電子生成HCOOH，多孔Pd為電池的正極。A項(xiàng)，根據(jù)圖中知，Zn發(fā)生失去電子的反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn+4OH--2e-=Zn(OH)42-，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH時(shí)為放電過(guò)程，Zn電極為負(fù)極，多孔Pd電極為正極，負(fù)極電勢(shì)較低，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，充電過(guò)程中，HCOOH轉(zhuǎn)化為CO2，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，根據(jù)溶液呈電中性，可知外電路通過(guò)2mol電子時(shí)，雙極膜中離解的水的物質(zhì)的量為2mol，D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選D。11．(2022·河北省石家莊市示范性高中高三調(diào)研考試)鉀離子電池由于其低成本、電解液中快的離子傳導(dǎo)性以及高的工作電壓等優(yōu)點(diǎn)；近年來(lái)引起了科研工作者極大的關(guān)注。吉林大學(xué)楊春成教授課題組基于鉀離子電池特性，設(shè)計(jì)并合成了一種VN-NPs/N-CNFs復(fù)合材料，并將其應(yīng)用于鉀離子電池的電極，放電時(shí)該電極反應(yīng)為VN+3K++3e-→V+K3N，下列有關(guān)說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．放電時(shí)，在Al電極區(qū)發(fā)生的是氧化反應(yīng)B．該電池的溶劑不能為水溶液C．放電時(shí)，電解質(zhì)中的K+向Cu電極區(qū)移動(dòng)D．放電時(shí)，每轉(zhuǎn)移1mole-，Cu電極區(qū)質(zhì)量減少39g【答案】D【解析】以VN-NPs/N-CNFs和K/KFe[Fe(CN)6]的鉀離子電池，放電時(shí)銅電極反應(yīng)為VN+3K++3e-→V+K3N，故放電時(shí)Cu電極為正極，Al電極為負(fù)極。A項(xiàng)，放電時(shí)，Al電極為負(fù)極，在Al電極區(qū)發(fā)生的是氧化反應(yīng)，故A正確；B項(xiàng)，電池中含有鉀，鉀性質(zhì)活潑能與水反應(yīng)，故該電池的溶劑為有機(jī)溶劑，該電池的溶劑不能為水溶液，故B正確；C項(xiàng)，放電時(shí)，Al電極為負(fù)極，鉀離子向正極移動(dòng)，即放電時(shí)，電解質(zhì)中的K+向Cu電極區(qū)移動(dòng)，故C正確；D項(xiàng)，放電時(shí)，銅電極反應(yīng)為VN+3K++3e-→V+K3N，每轉(zhuǎn)移1mole-，Cu電極區(qū)質(zhì)量增加39g，故D錯(cuò)誤；故選D。12．(2022·廣東省普通高中高三聯(lián)合質(zhì)量測(cè)評(píng))鈉離子電池是極具潛力的下一代電化學(xué)儲(chǔ)能電池。我國(guó)科學(xué)家研究出一種鈉離子可充電電池的工作示意圖如下，電池內(nèi)部只允許Na+通過(guò)，電池反應(yīng)為++，(其中-R1代表沒(méi)參與反應(yīng)的-COONa，-R2代表沒(méi)參與反應(yīng)的-ONa)，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A．鈉離子電池相比于鋰離子電池，具有原料儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)B．放電時(shí)，a極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)C．充電時(shí)，陰極發(fā)生反應(yīng)為+2e-+2Na+=D．充電時(shí)，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.3mol電子時(shí)，Q極質(zhì)量減少6.9g【答案】C【解析】依據(jù)電池反應(yīng)可知，放電過(guò)程中負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)：，正極發(fā)生還原反應(yīng)：；而充電過(guò)程中陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)：，陰極發(fā)生還原反應(yīng)：。A項(xiàng)，解釋鈉離子電池相較于鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，依據(jù)電池反應(yīng)可推斷出虛線表示放電過(guò)程，根據(jù)物質(zhì)的變化可判斷a極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，根據(jù)充電時(shí)物質(zhì)的變化結(jié)合分析可知，充電時(shí)，陰極發(fā)生反應(yīng)為，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，充電時(shí)Na+從Q極轉(zhuǎn)移到P極，且2e-~Na+，故當(dāng)轉(zhuǎn)移0.3mol電子時(shí)減少0.3molNa+，質(zhì)量為6.9g，D項(xiàng)正確；故選C。13．(2022·山東省濟(jì)南市高三學(xué)情檢測(cè))酸性水系鋅錳電池在放電時(shí)存在電極上MnO2的剝落，會(huì)造成電池效率“損失”。最新研究表明，向體系中加入少量KI固體后能使電池持續(xù)大電流放電，提高電池的工作效率，原理如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．加入KI降低了正極反應(yīng)的活化能B．I-與剝落的MnO2反應(yīng)生成的I3-能恢復(fù)“損失”的能量C．放電時(shí)，正極區(qū)溶液的pH減小D．放電時(shí)，消耗1molZn時(shí)，正極區(qū)電解質(zhì)溶液增重87g【答案】CD【解析】由題干中原電池裝置圖示可知，Zn所在石墨電極為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Zn-2e-=Zn2+，MnO2所在的石墨電極為正極，電極反應(yīng)為：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，加入KI后的反應(yīng)機(jī)理為：MnO2+3I-+4H+=Mn2++I3-+2H2O，I3-+2e-=3I-。A項(xiàng)，KI參與正極電極反應(yīng)，且加入少量KI固體后能使電池持續(xù)大電流放電，說(shuō)明反應(yīng)速率加快，故降低了正極反應(yīng)的活化能，A正確；B項(xiàng)，I-與剝落的MnO2反應(yīng)生成的I3-，然后I3-能繼續(xù)從正極上得到電子轉(zhuǎn)化為I-，故能恢復(fù)“損失”的能量，B正確；C項(xiàng)，放電時(shí)，正極反應(yīng)式為：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，故正極區(qū)溶液的pH增大，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)得失電子總數(shù)相等，結(jié)合正極反應(yīng)式：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O可知，放電時(shí)，消耗1molZn時(shí)，正極區(qū)電解質(zhì)溶液增重87+4=91g，D錯(cuò)誤；故選CD。14．(2022·北京市西城區(qū)一模)氮摻雜的碳材料可以有效催化燃料電池中的還原反應(yīng)，其催化機(jī)理如圖。途徑一：A→B→C→F途徑二：A→B→C→D→E下列說(shuō)法不正確的是()A．途徑一中存在極性共價(jià)鍵的斷裂與形成B．途徑一的電極反應(yīng)是O2+2H++C．途徑二，1molO2得到4molD．氮摻雜的碳材料降低了反應(yīng)的焓變【答案】D【解析】A項(xiàng)，由圖中信息可知，途徑一中有C-O鍵、O-H鍵的形成，也有C-O鍵的斷裂，A正確；B項(xiàng)，途徑一的過(guò)程中有O2的參與和二次增加H+、e-，最后從催化劑中放出H2O2，其電極反應(yīng)是O2+2H++，B正確；C項(xiàng)，途徑二中，有O2參與，途中二次增加H+、e-和一次增加2H+、2e-，故1molO2得到4mol，C正確；D項(xiàng)，氮摻雜的碳材料降低了反應(yīng)的活化能，但不能改變焓變，D不正確；故選D。15．(2022·四川省成都市一模)如圖，甲、乙是兩個(gè)完全相同的光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置，利用它們對(duì)煤漿進(jìn)行脫硫處理。下列敘述中錯(cuò)誤的是()A．光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置中b為正極B．石墨1電極上消耗1molMn2+，甲、乙中各轉(zhuǎn)移0.5mol電子C．脫硫反應(yīng)原理為：15Mn3++FeS2+8H2O=15Mn2++Fe3++2SO42-+16H+D．處理60gFeS2，石墨2電極上消耗7.5molH+【答案】B【解析】由圖可知，石墨1電極上Mn元素價(jià)態(tài)升高失電子，故石墨1為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為Mn2+-e-=Mn3+，Mn3+與FeS2反應(yīng)實(shí)現(xiàn)脫硫，反應(yīng)為15Mn3++FeS2+8H2O═15Mn2++Fe3++2SO42-+16H+，石墨2為陰極，電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑。A項(xiàng)，石墨1為陽(yáng)極極，則b極為電源的正極，A正確；B項(xiàng)，石墨1為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為Mn2+-e-=Mn3+，消耗1molMn2+，電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，陽(yáng)極生成的Mn3+與FeS2反應(yīng)實(shí)現(xiàn)脫硫，反應(yīng)為15Mn3++FeS2+8H2O═15Mn2++Fe3++2SO42-+16H+，C正確；D項(xiàng)，處理60gFeS2，消耗陽(yáng)極生成的Mn3+的物質(zhì)的量為×15=7.5mol，轉(zhuǎn)移電子7.5mol，石墨2為陰極，電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑，石墨2上消耗7.5molH+，D正確；故答案為：B。16．(2022·安徽省新未來(lái)聯(lián)盟高三模擬預(yù)測(cè))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(雙極膜可將水解離成H+和OH-，并實(shí)現(xiàn)其定向通過(guò))。下列說(shuō)法正確的是()A．外電路中電子從MoS2電極流向Zn/ZnO電極B．雙極膜右側(cè)為陰離子交換膜C．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)負(fù)極質(zhì)量減小6.5gD．使用MoS2電極能加快合成氨的速率【答案】D【解析】Zn/ZnO電極為負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，MoS2電極為正極，電極反應(yīng)式為NO+4H2O+5e-=NH3+5OH-。A項(xiàng)，電子流向：負(fù)極→負(fù)載→正極，Zn/ZnO電極為負(fù)極，MoS2電極為正極，外電路中電子從Zn/ZnO電極流向MoS2電極，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Zn/ZnO電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，OH-移向Zn/ZnO電極，雙極膜左側(cè)為陰離子交換膜，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，負(fù)極電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，負(fù)極由Zn→ZnO，質(zhì)量增加為O元素質(zhì)量，轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)增加0.1mol氧原子，負(fù)極質(zhì)量增加m=nM=0.1mol×16g/mol=1.6g，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，結(jié)合提示，科研人員以二硫化鉬MoS2作為電極催化劑，催化劑可以降低反應(yīng)活化能，加快合成氨的反應(yīng)速率，故D正確；故選D。17．(2022·河北省省級(jí)聯(lián)測(cè)高三第八次考試)水系鈉離子二次電池由于資源豐富、綠色環(huán)保、生產(chǎn)成本低等優(yōu)勢(shì)備受關(guān)注。以無(wú)機(jī)鹽為主體結(jié)合少量氟化有機(jī)鹽為電解液，水系鈉離子電池放電時(shí)的工作原理示意圖如圖。已知初始時(shí)兩極質(zhì)量相等，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．電池總反應(yīng)可表示為2Na3V2(PO4)3eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(放電),\s\do4(===))),\s\do7(充電))Na5V2(PO4)3+NaV2(PO4)3B．充電時(shí)，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為Na5V2(PO4)3-2e-=Na3V2(PO4)3+2Na+C．充電時(shí)，電子由M極經(jīng)導(dǎo)線流向N極；放電時(shí)，M極為負(fù)極D．放電時(shí)，電路中通過(guò)0.005mol電子時(shí)，理論上兩極質(zhì)量差為0.23g【答案】C【解析】由題意知該電池屬于二次電池，示意圖為放電過(guò)程，M極Na3V2(PO4)3轉(zhuǎn)化為NaV2(PO4)3，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，為負(fù)極，N極Na3V2(PO4)3轉(zhuǎn)化為Na5V2(PO4)3，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，為正極，充電時(shí)為電解池，M極為陰極，N極為陽(yáng)極。A項(xiàng)，根據(jù)上述分析電池總反應(yīng)可表示為2Na3V2(PO4)3eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(放電),\s\do4(===))),\s\do7(充電))Na5V2(PO4)3+NaV2(PO4)3，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，充電時(shí)，N極為陽(yáng)極，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為Na5V2(PO4)3-2e-=Na3V2(PO4)3+2Na+，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，放電時(shí)，M極為負(fù)極，但充電時(shí)，M極為陰極，是電子流入的一極，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由電池總反應(yīng)知，放電時(shí)，電路中通過(guò)0.005mol電子時(shí)，負(fù)極減少0.005molNa+的質(zhì)量，正極增加0.005molNa+的質(zhì)量，兩極質(zhì)量差為，D項(xiàng)正確。故選C。18．(2022·河北省滄州市高三二模)火星大氣約95%是CO2，Li-CO2電池在未來(lái)的火星探測(cè)領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景?？茖W(xué)家設(shè)計(jì)了一系列Ru/M-CPY@CNT(碳納米管)雜化材料(M=Co、Zn、Ni、Mn，CNTs碳納米管是一種電導(dǎo)率高、比表面積大、通道和孔隙率豐富的導(dǎo)電基底)作為電極。已知該電池放電時(shí)的反應(yīng)為4Li+3CO2=2Li2CO3+C，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．放電時(shí)，Li電極作電池負(fù)極，有電子經(jīng)導(dǎo)線流出B．充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移1mol電子，兩電極的質(zhì)量變化差值為7gC．充電時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為C-4e-+2Li2CO3=3CO2↑+4Li+D．雜化材料中CNTs增多了CO2的吸附位點(diǎn)，可使該電池表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能【答案】B【解析】由電池放電時(shí)的反應(yīng)可知，Li化合價(jià)由0價(jià)變成+1價(jià)，故是原電池的負(fù)極，復(fù)雜材料電極是正極。A項(xiàng)，放電時(shí)，Li電極作電池負(fù)極，有電子經(jīng)導(dǎo)線流出，A正確；B項(xiàng)，充電時(shí)，陽(yáng)極C變成二氧化碳，陰極Li+變成Li，故每轉(zhuǎn)移1mol電子，消耗0.25molC質(zhì)量為3g，生成1molLi質(zhì)量為7g，故兩電極的質(zhì)量變化差值為3g+7g=10g，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，充電時(shí)，陽(yáng)極上C失電子變成二氧化碳，故陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為C-4e-+2Li2CO3=3CO2↑+4Li+，C正確；D項(xiàng)，CNTs碳納米管是一種電導(dǎo)率高、比表面積大、通道和孔隙率豐富的導(dǎo)電基底，增加二氧化碳的吸收效率，故可使該電池表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能，D正確；故選B。19．(2022·湖北省黃岡中學(xué)三模)一種雙陰極微生物燃料電池裝置如圖所示。該裝置可以同時(shí)進(jìn)行硝化和反硝化脫氮，下列敘述正確的是()A．電池工作時(shí)，H+的遷移方向：左→右B．電池工作時(shí)，“缺氧陰極”電極附近的溶液pH減小C．“好氧陰極”存在反應(yīng)：NH4+-6e-+8OH-=NO2-+6H2OD．“厭氧陽(yáng)極”區(qū)質(zhì)量減少28.8g時(shí)，該電極輸出電子2.4mol【答案】D【解析】如圖所示，“厭氧陽(yáng)極”上，C6H12O6失去電子生成CO2和H+，電極反應(yīng)式為C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+；“缺氧陰極”上，NO3-得到電子生成NO2，NO2再轉(zhuǎn)化為N2，電極反應(yīng)式分別為：NO3-+e-+2H+=NO2↑+H2O，2NO2+8e-+8H+=N2↑+4H2O；“好氧陰極”上，O2得到電子生成H2O，電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-=2H2O，同時(shí)O2還能氧化NH4+生成NO2-，NO2-還可以被O2氧化為NO3-，反應(yīng)方程式分別為2NH4++3O2=2NO2-+2H2O+4H+，2NO2-+O2=2NO3-。A項(xiàng)，電池工作時(shí)，“厭氧陽(yáng)極”失去的電子沿外電路流向“缺氧陰極”和“好氧陰極”，則“厭氧陽(yáng)極”產(chǎn)生的H+通過(guò)質(zhì)子交換膜向“缺氧陰極”和“好氧陰極”遷移，故H+的遷移方向既有左(“厭氧陽(yáng)極”)→右(“好氧陰極”)，又有右(“厭氧陽(yáng)極”)→左(“缺氧陰極”)，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電池工作時(shí)，“缺氧陰極”上消耗H+，其附近的溶液pH增大，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，“好氧陰極”上的反應(yīng)有O2+4H++4e-=2H2O，2NH4++3O2=2NO2-+2H2O+4H+，2NO2-+O2=2NO3-，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，“厭氧陽(yáng)極”的電極反應(yīng)式為C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+，每1molC6H12O6反應(yīng)，消耗6molH2O，轉(zhuǎn)移24mol電子，“厭氧陽(yáng)極”區(qū)質(zhì)量減少288g，故“厭氧陽(yáng)極”區(qū)質(zhì)量減少28.8g時(shí)，該電極輸出電子2.4mol，D正確；故選D。1．【2022?全國(guó)甲卷】一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)42-存在)。電池放電時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．Ⅱ區(qū)的K+通過(guò)隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B．Ⅰ區(qū)的SO42-通過(guò)隔膜向Ⅱ區(qū)遷移C．MnO2電極反應(yīng)：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2OD．電池總反應(yīng)：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)42-+Mn2++2H2O【答案】A【解析】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知，Ⅲ區(qū)Zn為電池的負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42-，Ⅰ區(qū)MnO2為電池的正極，電極反應(yīng)為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；電池在工作過(guò)程中，由于兩個(gè)離子選擇隔膜沒(méi)有指明的陽(yáng)離子隔膜還是陰離子隔膜，故兩個(gè)離子隔膜均可以通過(guò)陰、陽(yáng)離子，因此可以得到Ⅰ區(qū)消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ區(qū)的K+向Ⅰ區(qū)移動(dòng)或Ⅰ區(qū)的SO42-向Ⅱ區(qū)移動(dòng)，Ⅲ區(qū)消耗OH-，生成Zn(OH)42-，Ⅱ區(qū)的SO42-向Ⅲ區(qū)移動(dòng)或Ⅲ區(qū)的K+向Ⅱ區(qū)移動(dòng)。A項(xiàng)，Ⅱ區(qū)的K+只能向Ⅰ區(qū)移動(dòng)，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Ⅰ區(qū)的SO42-向Ⅱ區(qū)移動(dòng)，B正確；C項(xiàng)，MnO2電極的電極反應(yīng)式為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C正確；D項(xiàng)，電池的總反應(yīng)為Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)42-+Mn2++2H2O，D正確；故選A。2．【2022?湖南選擇性考試】海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰-海水電池構(gòu)造示意圖如下。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．海水起電解質(zhì)溶液作用B．N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O+2e-=2OH-+H2↑C．玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能D．該鋰-海水電池屬于一次電池【答案】C【解析】鋰海水電池的總反應(yīng)為2Li+2H2O═2LiOH+H2↑，M極上Li失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則M電極為負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i-e-=Li+，N極為正極，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH-+H2↑。A項(xiàng)，海水中含有豐富的電解質(zhì)，如氯化鈉、氯化鎂等，可作為電解質(zhì)溶液，故A正確；B項(xiàng)，N為正極，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，故B正確；C項(xiàng)，Li為活潑金屬，易與水反應(yīng)，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反應(yīng)，但不能傳導(dǎo)離子，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，該電池不可充電，屬于一次電池，故D正確；故選C。3．【2022?廣東選擇性考試】科學(xué)家基于Cl2易溶于CCl4的性質(zhì)，發(fā)展了一種無(wú)需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲(chǔ)能設(shè)備(如圖)。充電時(shí)電極a的反應(yīng)為：NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3。下列說(shuō)法正確的是()A．充電時(shí)電極b是陰極B．放電時(shí)NaCl溶液的減小C．放電時(shí)NaCl溶液的濃度增大D．每生成1molCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g【答案】C【解析】A項(xiàng)，由充電時(shí)電極a的反應(yīng)可知，充電時(shí)電極a發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極a是陰極，則電極b是陽(yáng)極，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，放電時(shí)電極反應(yīng)和充電時(shí)相反，則由放電時(shí)電極a的反應(yīng)為Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+可知，NaCl溶液的pH不變，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，正極反應(yīng)為Cl2+2e-=2Cl-，反應(yīng)后Na+和Cl-濃度都增大，則放電時(shí)NaCl溶液的濃度增大，故C正確；D項(xiàng)，充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為2Cl--2e-=Cl2↑，陰極反應(yīng)為NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3，由得失電子守恒可知，每生成1molCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g/mol2mol=46g，故D錯(cuò)誤；故選C。4．【2022·浙江省1月選考】pH計(jì)是一種采用原電池原理測(cè)量溶液pH的儀器。如圖所示，以玻璃電極(在特制玻璃薄膜球內(nèi)放置已知濃度的HCl溶液，并插入Ag—AgCl電極)和另一Ag—AgCl電極插入待測(cè)溶液中組成電池，pH與電池的電動(dòng)勢(shì)E存在關(guān)系：pH=(E-常數(shù))/0.059。下列說(shuō)法正確的是()A．如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢(shì)低，則該電極反應(yīng)式為：AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl(0.1mol·L-1)B．玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異不會(huì)引起電動(dòng)勢(shì)的變化C．分別測(cè)定含已知pH的標(biāo)準(zhǔn)溶液和未知溶液的電池的電動(dòng)勢(shì)，可得出未知溶液的pHD．pH計(jì)工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【答案】C【解析】A項(xiàng)，如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢(shì)低，則該電極為負(fù)極、負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)而不是還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，已知：pH與電池的電動(dòng)勢(shì)E存在關(guān)系：pH=(E-常數(shù))/0.059，則玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異會(huì)引起電動(dòng)勢(shì)的變化，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，pH與電池的電動(dòng)勢(shì)E存在關(guān)系：pH=(E-常數(shù))/0.059，則分別測(cè)定含已知pH的標(biāo)準(zhǔn)溶液和未知溶液的電池的電動(dòng)勢(shì)，可得出未知溶液的pH，C正確；D項(xiàng)，pH計(jì)工作時(shí)，利用原電池原理，則化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，D錯(cuò)誤；故選C。5．【2022?山東卷】設(shè)計(jì)如圖裝置回收金屬鈷。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成CO2，將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2轉(zhuǎn)化為Co2+，工作時(shí)保持厭氧環(huán)境，并定時(shí)將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì)，右側(cè)裝置為原電池。下列說(shuō)法正確的是()A．裝置工作時(shí)，甲室溶液pH逐漸增大B．裝置工作一段時(shí)間后，乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸C．乙室電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2+2H2O+e-+4H+=Li++Co2++4OH-D．若甲室Co2+減少，乙室Co2+增加，則此時(shí)已進(jìn)行過(guò)溶液轉(zhuǎn)移【答案】BD【解析】A項(xiàng)，依據(jù)題意右側(cè)裝置為原電池，電池工作時(shí)，甲室中細(xì)菌上乙酸鹽的陰離子失去電子被氧化為CO2氣體，Co2+在另一個(gè)電極上得到電子，被還原產(chǎn)生Co單質(zhì)，CH3COO-失去電子后，Na+通過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入陰極室，溶液變?yōu)镹aCl溶液，溶液由堿性變?yōu)橹行?，溶液pH減小，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，