江蘇省2020版高考化學(xué)新增分大一輪復(fù)習(xí) 專題6 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第18講 原電池 化學(xué)電源講義（含解析）蘇教版.docx

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第18講　原電池　化學(xué)電源 考綱要求　1.理解原電池的工作原理，能寫出簡(jiǎn)單電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2.了解常見的化學(xué)電源，認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的重要應(yīng)用。3.了解研制新型化學(xué)電源的重要性。 考點(diǎn)一　原電池的工作原理及應(yīng)用 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、KNO3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。 (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^電解質(zhì)溶液形成閉合回路，所以有電流產(chǎn)生() (4)原電池工作時(shí)，溶液中的陽離子向負(fù)極移動(dòng)，鹽橋中的陽離子向正極移動(dòng)() (5)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() (6)一般來說，帶有“鹽橋”的原電池比不帶“鹽橋”的原電池效率高(√) 1.在如圖所示的4個(gè)裝置中，不能形成原電池的是_____(填序號(hào))，并指出原因_______。 答案?、佗堋、僦芯凭欠请娊赓|(zhì)；④中未形成閉合回路。 2.設(shè)計(jì)原電池裝置證明Fe3＋的氧化性比Cu2＋強(qiáng)。 (1)寫出能說明氧化性Fe3＋大于Cu2＋的離子方程式：_____________________________。 (2)若要將上述反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，電極反應(yīng)式分別是： ①負(fù)極：__________________________________________________________________。 ②正極：__________________________________________________________________。 (3)在框中畫出裝置圖，指出電極材料和電解質(zhì)溶液： ①不含鹽橋 ②含鹽橋 答案　(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ (2)①Cu－2e－===Cu2＋ ②2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ (3) ①不含鹽橋 ②含鹽橋 題組一　原電池的工作原理 1.課堂學(xué)習(xí)中，同學(xué)們利用鋁條、鋅片、銅片、導(dǎo)線、電流計(jì)、橙汁、燒杯等用品探究原電池的組成。下列結(jié)論錯(cuò)誤的是(　　) A.原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置 B.原電池由電極、電解質(zhì)溶液和導(dǎo)線等組成 C.圖中a極為鋁條、b極為鋅片時(shí)，導(dǎo)線中會(huì)產(chǎn)生電流 D.圖中a極為鋅片、b極為銅片時(shí)，電子由銅片通過導(dǎo)線流向鋅片 答案　D 解析　D項(xiàng)，a極為負(fù)極，電子由負(fù)極(鋅片)流出。 2.(2015天津理綜，4)鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B.電池工作一段時(shí)間后，甲池的c(SO)減小 C.電池工作一段時(shí)間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加 D.陰、陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng)，保持溶液中電荷平衡 答案　C 解析　A項(xiàng)，由鋅的活潑性大于銅，可知銅電極為正極，在正極上Cu2＋得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Cu，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由于陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，故甲池的c(SO)不變，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，在乙池中Cu2＋＋2e－===Cu，同時(shí)甲池中的Zn2＋通過陽離子交換膜進(jìn)入乙池中，由于M(Zn2＋)>M(Cu2＋)，故乙池溶液的總質(zhì)量增加，正確；D項(xiàng)，陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，電解過程中Zn2＋通過陽離子交換膜移向正極保持溶液中電荷平衡，陰離子是不能通過交換膜的，錯(cuò)誤。 3.(2018鹽城調(diào)研)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作負(fù)極，③④中Fe作負(fù)極 B.②中Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C.③中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋ D.④中Cu作正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 答案　BD 解析?、谥蠱g不與NaOH溶液反應(yīng)，而Al能和NaOH溶液反應(yīng)失去電子，故Al是負(fù)極；③中Fe在濃硝酸中鈍化，Cu和濃HNO3反應(yīng)失去電子作負(fù)極，A、C錯(cuò)；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－===2AlO＋4H2O，二者相減得到正極反應(yīng)式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正確；④中Cu是正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D正確。 原電池的工作原理簡(jiǎn)圖 注意?、匐娮右苿?dòng)方向：從負(fù)極流出沿導(dǎo)線流入正極，電子不能通過電解質(zhì)溶液。 ②若有鹽橋，鹽橋中的陰離子移向負(fù)極區(qū)，陽離子移向正極區(qū)。 ③若有交換膜，離子可選擇性通過交換膜，如陽離子交換膜，陽離子可通過交換膜移向正極。 題組二　原電池原理的應(yīng)用 4.(加快化學(xué)反應(yīng)速率)等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b，分別加入過量的稀H2SO4中，同時(shí)向a中滴入少量的CuSO4溶液，如圖表示產(chǎn)生H2的體積(V)與時(shí)間(t)的關(guān)系，其中正確的是(　　) 答案　D 解析　a中Zn與CuSO4溶液反應(yīng)置換出Cu，Zn的量減少，產(chǎn)生H2的量減少，但Zn、Cu和稀H2SO4形成原電池，加快反應(yīng)速率，D項(xiàng)圖示符合要求。 5.(比較金屬活動(dòng)性)有a、b、c、d四個(gè)金屬電極，有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置及部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下： 實(shí)驗(yàn)裝置 部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 a極質(zhì)量減少；b極質(zhì)量增加 b極有氣體產(chǎn)生；c極無變化 d極溶解；c極有氣體產(chǎn)生 電流從a極流向d極 由此可判斷這四種金屬的活動(dòng)順序是(　　) A.a＞b＞c＞d B.b＞c＞d＞a C.d＞a＞b＞c D.a＞b＞d＞c 答案　C 解析　把四個(gè)實(shí)驗(yàn)從左到右分別編號(hào)為①、②、③、④，則由實(shí)驗(yàn)①可知，a作原電池負(fù)極，b作原電池正極，金屬活動(dòng)性：a＞b；由實(shí)驗(yàn)②可知，b極有氣體產(chǎn)生，c極無變化，則活動(dòng)性：b＞c；由實(shí)驗(yàn)③可知，d極溶解，則d作原電池負(fù)極，c作正極，活動(dòng)性：d＞c；由實(shí)驗(yàn)④可知，電流從a極流向d極，則d極為原電池負(fù)極，a極為原電池正極，活動(dòng)性：d＞a。綜上所述可知活動(dòng)性：d＞a＞b＞c。 6.(金屬的防護(hù))為保護(hù)地下鋼管不受腐蝕，可采取的措施有(　　) A.與石墨棒相連 B.與銅板相連 C.埋在潮濕、疏松的土壤中 D.與鋅板相連 答案　D 解析　A項(xiàng)，石墨棒與鐵構(gòu)成原電池，鐵活潑，失電子作負(fù)極，被腐蝕；B項(xiàng)，銅板與鐵構(gòu)成原電池，鐵比銅活潑，失電子作負(fù)極，被腐蝕；C項(xiàng)，在潮濕、疏松的土壤中，鐵與土壤中的碳、水、空氣構(gòu)成原電池，鐵失電子作負(fù)極，被腐蝕；D項(xiàng)，鋅板與鐵構(gòu)成原電池，鋅比鐵活潑，鋅失電子作負(fù)極，鋅被腐蝕，鐵被保護(hù)。 題組三　聚焦“鹽橋”原電池 7.根據(jù)下圖，下列判斷中正確的是(　　) A.燒杯a中的溶液pH升高 B.燒杯b中發(fā)生氧化反應(yīng) C.燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑ D.燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑ 答案　AB 解析　由題給原電池裝置可知，電子經(jīng)過導(dǎo)線，由Zn電極流向Fe電極，則O2在Fe電極發(fā)生還原反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，燒杯a中c(OH－)增大，溶液的pH升高；燒杯b中，Zn發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn－2e－===Zn2＋。 8.控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2設(shè)計(jì)成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是(　　) A.反應(yīng)開始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B.反應(yīng)開始時(shí)，甲中石墨電極上Fe3＋被還原 C.電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) D.電流計(jì)讀數(shù)為零后，在甲中加入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極 答案　D 解析　由圖示結(jié)合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3＋得電子變成Fe2＋被還原，I－失去電子變成I2被氧化，所以A、B正確；電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，F(xiàn)e3＋得電子速率等于Fe2＋失電子速率，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C正確；在甲中加入FeCl2固體，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2向左移動(dòng)，I2被還原為I－，乙中石墨為正極，D不正確。 9.依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示(鹽橋?yàn)槭⒂蠯NO3瓊脂的U形管)。 請(qǐng)回答下列問題： (1)電極X的材料是________；電解質(zhì)溶液Y是________(填化學(xué)式)。 (2)銀電極為電池的________極，其電極反應(yīng)為________________________________。 (3)鹽橋中的NO移向________溶液。 答案　(1)Cu　AgNO3　(2)正　Ag＋＋e－===Ag　(3)Cu(NO3)2 考點(diǎn)二　常見化學(xué)電源及工作原理 一、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________，電極反應(yīng)為_________________________________________。 (2)正極的電極反應(yīng)為_______________________________________________________。 答案　(1)鋰　8Li－8e－===8Li＋ (2)3SOCl2＋8e－===2S＋SO＋6Cl－ 二、二次電池：放電后能充電復(fù)原繼續(xù)使用 1.鉛蓄電池總反應(yīng)：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l) (1)放電時(shí)——原電池 負(fù)極反應(yīng)：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)； 正極反應(yīng)：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)。 (2)充電時(shí)——電解池 陰極反應(yīng)：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq)； 陽極反應(yīng)：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)。 2.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)后作陰極，正接正后作陽極。 (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。 三、“高效、環(huán)境友好”的燃料電池 1.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＋===2H2O O2＋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 2.解答燃料電池題目的思維模型 3.解答燃料電池題目的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn) (1)要注意介質(zhì)是什么？是電解質(zhì)溶液還是熔融鹽或氧化物。 (2)通入負(fù)極的物質(zhì)為燃料，通入正極的物質(zhì)為氧氣。 (3)通過介質(zhì)中離子的移動(dòng)方向，可判斷電池的正負(fù)極，同時(shí)考慮該離子參與靠近一極的電極反應(yīng)。 (1)太陽能電池不屬于原電池(√) (2)手機(jī)、電腦中使用的鋰電池屬于一次電池() (3)鉛蓄電池放電時(shí)，正極與負(fù)極質(zhì)量均增加(√) (4)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() (5)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() (6)以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池，放電過程中，H＋從正極區(qū)向負(fù)極區(qū)遷移() (7)鉛蓄電池工作時(shí)，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí)，負(fù)極增重4.8g(√) 題組一　根據(jù)圖示理解化學(xué)電源 1.普通鋅錳干電池的簡(jiǎn)圖如圖所示，它是用鋅皮制成的鋅筒作電極，中央插一根碳棒，碳棒頂端加一銅帽。在石墨碳棒周圍填滿二氧化錳和炭黑的混合物，并用離子可以通過的長纖維紙包裹作隔膜，隔膜外是用氯化鋅、氯化銨和淀粉等調(diào)成糊狀作電解質(zhì)溶液。該電池工作時(shí)的總反應(yīng)為Zn＋2NH＋2MnO2===[Zn(NH3)2]2＋＋Mn2O3＋H2O。下列關(guān)于鋅錳干電池的說法中正確的是(　　) A.當(dāng)該電池電壓逐漸下降后，利用電解原理能重新充電復(fù)原 B.電池負(fù)極反應(yīng)式為2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O C.原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極通過外電路流向正極 D.外電路中每通過0.1mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小3.25g 答案　CD 解析　普通鋅錳干電池是一次電池，不能充電復(fù)原，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)原電池工作原理，負(fù)極失電子，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由負(fù)極的電極反應(yīng)式可知，每通過0.1 mol電子，消耗鋅的質(zhì)量是65 gmol－1＝3.25g，D項(xiàng)正確。 2.Li－FeS2電池是目前電池中綜合性能最好的一種電池，其結(jié)構(gòu)如圖所示。已知電池放電時(shí)的反應(yīng)為4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S。下列說法正確的是(　　) A.Li為電池的正極 B.電池工作時(shí)，Li＋向負(fù)極移動(dòng) C.正極的電極反應(yīng)式為FeS2＋4e－===Fe＋2S2－ D.將熔融的LiCF3SO3改為LiCl的水溶液，電池性能更好 答案　C 解析　A項(xiàng)，由→發(fā)生氧化反應(yīng)，可知Li為電池負(fù)極；B項(xiàng)，電池工作時(shí)，陽離子(Li＋)移向正極；D項(xiàng)，由于2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，故不能用LiCl的水溶液作為電解質(zhì)溶液。 3.下圖為鈉高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖，該電池的工作溫度為320℃左右，電池的反應(yīng)式為2Na＋xS===Na2Sx，正極的電極反應(yīng)式為______________________________________________。M(由Na2O和Al2O3制得)的兩個(gè)作用是________________________________________。 答案　xS＋2e－===S(或2Na＋＋xS＋2e－===Na2Sx)　導(dǎo)電和隔離鈉與硫 題組二　可充電電池 4.(二次電池的理解與應(yīng)用)鎳鎘(Ni－Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其充、放電按下式進(jìn)行：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2，有關(guān)該電池的說法正確的是(　　) A.充電時(shí)陽極反應(yīng)：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O B.充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程 C.放電時(shí)負(fù)極附近溶液的堿性不變 D.放電時(shí)電解質(zhì)溶液中的OH－向正極移動(dòng) 答案　A 解析　放電時(shí)Cd的化合價(jià)升高，Cd作負(fù)極，Ni的化合價(jià)降低，NiOOH作正極，則充電時(shí)Cd(OH)2作陰極，Ni(OH)2作陽極，電極反應(yīng)式為Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O，A項(xiàng)正確；充電過程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，B項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式為Cd＋2OH－－2e－===Cd(OH)2，Cd電極周圍OH－的濃度減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)OH－向負(fù)極移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5.(2016四川理綜，5)某電動(dòng)汽車配載一種可充放電的鋰離子電池，放電時(shí)電池總反應(yīng)為Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6(x<1)。下列關(guān)于該電池的說法不正確的是(　　) A.放電時(shí)，Li＋在電解質(zhì)中由負(fù)極向正極遷移 B.放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為LixC6－xe－===xLi＋＋C6 C.充電時(shí)，若轉(zhuǎn)移1mole－，石墨(C6)電極將增重7xg D.充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ 答案　C 解析　放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為LixC6－xe－===xLi＋＋C6，正極反應(yīng)為Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2，A、B正確；充電時(shí)，陰極反應(yīng)為xLi＋＋C6＋xe－===LixC6，轉(zhuǎn)移1mole－時(shí)，石墨C6電極將增重7g，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，陽極反應(yīng)為放電時(shí)正極反應(yīng)的逆反應(yīng)：LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，D項(xiàng)正確。 6.一種突破傳統(tǒng)電池設(shè)計(jì)理念的鎂－銻液態(tài)金屬儲(chǔ)能電池工作原理如圖所示，該電池所用液體密度不同，在重力作用下分為三層，工作時(shí)中間層熔融鹽的組成及濃度不變。該電池工作一段時(shí)間后，可由太陽能電池充電。下列說法不正確的是(　　) A.放電時(shí)，Mg(液)層的質(zhì)量減小 B.放電時(shí)正極反應(yīng)為：Mg2＋＋2e－===Mg C.該電池充電時(shí)，Mg－Sb(液)層發(fā)生還原反應(yīng) D.該電池充電時(shí)，Cl－向中層和下層分界面處移動(dòng) 答案　C 解析　A項(xiàng)，放電時(shí)，負(fù)極Mg失電子生成鎂離子，則Mg(液)層的質(zhì)量減小，正確；B項(xiàng)，正極鎂離子得電子得到Mg，則放電時(shí)正極反應(yīng)為：Mg2＋＋2e－===Mg，正確；C項(xiàng)，該電池充電時(shí)，Mg－Sb(液)層為陽極，陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，該電池充電時(shí)，陰離子向陽極移動(dòng)，即Cl－向中層和下層分界面處移動(dòng)，正確。 題組三　燃料電池 7.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。下列說法正確的是(　　) A.a為CH4，b為CO2 B.CO向正極移動(dòng) C.此電池在常溫下也能工作 D.正極的電極反應(yīng)式為O2＋2CO2＋4e－===2CO 答案　D 解析　電極反應(yīng)式如下： 負(fù)極：CH4－8e－＋4CO===5CO2＋2H2O 正極：2O2＋8e－＋4CO2===4CO 根據(jù)圖示中電子的移向，可以判斷a處通入甲烷，b處通入空氣，CO應(yīng)移向負(fù)極，由于電解質(zhì)是熔融鹽，因此此電池在常溫下不能工作。 8.(2018蘇州聯(lián)考)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)示意圖如下圖所示。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－===2H2O C.電路中每通過4mol電子，在正極消耗44.8LH2S D.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，所以不一定是44.8L，故C錯(cuò)誤；17gH2S即0.5molH2S，每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。 9.鋅—空氣燃料電池可作電動(dòng)車的動(dòng)力電源，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)為2Zn＋O2＋2H2O＋4OH－===2Zn(OH)。下列說法正確的是(　　) A.放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K＋移向正極 B.放電時(shí)，電解質(zhì)溶液的pH不變 C.充電時(shí)，陰極的反應(yīng)為Zn(OH)＋2e－===Zn＋4OH－ D.充電時(shí)，當(dāng)有4.48L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)釋放出來時(shí)，則析出固體Zn為13g 答案　AC 解析　放電時(shí)，為原電池，溶液中陽離子向正極移動(dòng)，即K＋向正極移動(dòng)，故A正確；放電時(shí)，消耗氫氧根離子，堿性減弱，pH減小，故B錯(cuò)誤；充電時(shí)，陰極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，則陰極反應(yīng)為Zn(OH)＋2e－===Zn＋4OH－，故C正確；產(chǎn)生1 mol氧氣，轉(zhuǎn)移電子為4 mol，充電時(shí)，當(dāng)有4.48 L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)釋放出來時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4＝0.8mol，根據(jù)Zn～2e－，則析出固體Zn：65gmol－1＝26g，故D錯(cuò)誤。 1.(2015江蘇，10)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是(　　) A.反應(yīng)CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol電子 B.電極A上H2參與的電極反應(yīng)為：H2＋2OH－－2e－===2H2O C.電池工作時(shí)，CO向電極B移動(dòng) D.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋2CO2＋4e－===2CO 答案　D 解析　A項(xiàng)，H4→O，則該反應(yīng)中每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移6mol電子，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，該電池的傳導(dǎo)介質(zhì)為熔融的碳酸鹽，所以A電極即負(fù)極上H2參與的電極反應(yīng)為H2－2e－＋CO===CO2＋H2O，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，原電池工作時(shí)，陰離子移向負(fù)極，而B極是正極，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，B電極即正極上O2參與的電極反應(yīng)為O2＋4e－＋2CO2===2CO，正確。 2.(2013江蘇，9)Mg—H2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液，示意圖如下。該電池工作時(shí)，下列說法正確的是(　　) A.Mg電極是該電池的正極 B.H2O2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) 答案　C 解析　Mg—H2O2電池，活潑金屬(Mg)作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Mg－2e－===Mg2＋，H2O2在正極(石墨電極)發(fā)生還原反應(yīng)：H2O2＋2e－===2OH－(由于電解質(zhì)為弱堿性溶液，則生成OH－)，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；由于負(fù)極陽離子(Mg2＋)增多，則Cl－向負(fù)極移動(dòng)平衡電荷，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.(2013江蘇，1)燃料電池能有效提高能源利用率，具有廣泛的應(yīng)用前景。下列物質(zhì)均可用作燃料電池的燃料，其中最環(huán)保的是(　　) A.甲醇B.天然氣　C.液化石油氣D.氫氣 答案　D 解析　甲醇、天然氣(CH4)、液化石油氣(氣態(tài)烴)燃燒均生成CO2和H2O，CO2會(huì)造成溫室效應(yīng)，氫氣燃燒只生成H2O，因此最環(huán)保的是氫氣，D項(xiàng)正確。 4.[2012江蘇，20(3)]鋁電池性能優(yōu)越，Al—AgO電池可用作水下動(dòng)力電源，其原理如圖所示。該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________。 答案　2Al＋3AgO＋2NaOH===2NaAlO2＋3Ag＋H2O 解析　由鋁電池原理圖可知，Al作負(fù)極，AgO/Ag作正極，電池反應(yīng)式為2Al＋3AgO＋2NaOH===2NaAlO2＋3Ag＋H2O。 A組 一、不定項(xiàng)選擇題 1.在超市里經(jīng)常會(huì)看到一種外殼為紙層包裝的電池，印有如圖所示的文字。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　) A.該電池是一次電池 B.該電池工作時(shí)，電子由負(fù)極通過外電路流入正極 C.該電池含有的金屬元素中毒性最大的是Hg D.該電池工作時(shí)，外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減少3.25g 答案　D 解析　電池工作時(shí)，鋅失去電子，電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，所以外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上應(yīng)減少6.5g，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.(2019常州一中高三考試)下列有關(guān)電化學(xué)的說法正確的是(　　) A.銅的金屬活潑性比鐵弱，可在海輪外殼上鑲?cè)肴舾摄~塊以減緩鐵腐蝕 B.原電池中，一定由活潑性強(qiáng)的金屬作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng) C.原電池放電時(shí)的負(fù)極和電解池充電時(shí)的陰極均發(fā)生氧化反應(yīng) D.可充電電池充電時(shí)，負(fù)極與電源負(fù)極相連，正極與電源正極相連 答案　D 解析　A項(xiàng)，作原電池負(fù)極的金屬加速被腐蝕，作原電池正極的金屬被保護(hù)，鐵、銅和海水構(gòu)成的原電池中，鐵易失電子作負(fù)極，所以加速被腐蝕，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，原電池中，一般由活潑性強(qiáng)的金屬作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，但鋁|氫氧化鈉|鎂原電池，則是由不活潑的鋁為負(fù)極，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，原電池放電時(shí)的負(fù)極和充電時(shí)的陽極均發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤。 3.(2019溧水高級(jí)中學(xué)高三學(xué)情調(diào)研)鋅—空氣電池(原理如圖)適宜用作城市電動(dòng)車的動(dòng)力電源。該電池放電時(shí)Zn轉(zhuǎn)化為ZnO。該電池工作時(shí)下列說法正確的是(　　) A.氧氣在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B.該電池的負(fù)極反應(yīng)為Zn＋H2O－2e－===ZnO＋2H＋ C.該電池放電時(shí)OH－向石墨電極移動(dòng) D.該電池充電時(shí)應(yīng)將Zn電極與電源負(fù)極相連 答案　D 解析　A項(xiàng)，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，鋅作負(fù)極，堿性條件下，負(fù)極上電極反應(yīng)式為：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，原電池工作時(shí)，溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)，即OH－向Zn極移動(dòng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，充電時(shí)，電源的負(fù)極與外接電源的負(fù)極相連，即該電池充電時(shí)應(yīng)將Zn電極與電源負(fù)極相連，正確。 4.某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)查閱相關(guān)資料知氧化性：Cr2O＞Fe3＋，設(shè)計(jì)了鹽橋式的原電池，如圖所示。鹽橋中裝有瓊脂與飽和K2SO4溶液。下列敘述中正確的是(　　) A.甲燒杯的溶液中發(fā)生氧化反應(yīng) B.乙燒杯中發(fā)生的電極反應(yīng)為2Cr3＋＋7H2O－6e－===Cr2O＋14H＋ C.外電路的電流方向?yàn)閺腷到a D.電池工作時(shí)，鹽橋中的SO移向乙燒杯 答案　AC 解析　A項(xiàng)，甲燒杯中發(fā)生的反應(yīng)為Fe2＋－e－===Fe3＋，為氧化反應(yīng)，正確；B項(xiàng)，乙燒杯中發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，a極為負(fù)極，b極為正極，外電路的電流由b→a，正確；D項(xiàng)，SO向負(fù)極移動(dòng)，即移向甲燒杯，錯(cuò)誤。 5.(2018錦州一模)肼(N2H4)暴露在空氣中容易爆炸，但是以其為燃料的燃料電池是一種理想的電池，具有容量大、能量轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)物無污染等特點(diǎn)，其工作原理如圖所示，下列敘述正確的是(　　) A.電池工作時(shí)，正極附近的pH降低 B.當(dāng)消耗1molO2時(shí)，有2molNa＋由甲槽向乙槽遷移 C.負(fù)極反應(yīng)式為4OH－＋N2H4－4e－===N2↑＋4H2O D.若去掉陽離子交換膜，電池也能正常工作 答案　C 解析　電池工作時(shí)，O2在正極發(fā)生還原反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，由于生成OH－，溶液的pH增大，A錯(cuò)誤；當(dāng)消耗1molO2時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移4mol電子，生成4molOH－，為保持溶液呈電中性，應(yīng)有4molNa＋由甲槽向乙槽遷移，B錯(cuò)誤；N2H4在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則負(fù)極反應(yīng)式為4OH－＋N2H4－4e－===N2↑＋4H2O，C正確；若去掉陽離子交換膜，正極產(chǎn)生的OH－直接向負(fù)極移動(dòng)，不能產(chǎn)生穩(wěn)定的電流，D錯(cuò)誤。 6.(2019濟(jì)南質(zhì)檢)如圖為以Pt為電極的氫氧燃料電池的工作原理示意圖，稀H2SO4為電解質(zhì)溶液。下列有關(guān)說法不正確的是(　　) A.a極為負(fù)極，電子由a極經(jīng)外電路流向b極 B.a極的電極反應(yīng)式：H2－2e－===2H＋ C.電池工作一段時(shí)間后，裝置中c(H2SO4)增大 D.若將H2改為CH4，消耗等物質(zhì)的量的CH4時(shí)，O2的用量增多 答案　C 解析　a極通入的H2發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，電子由a極經(jīng)外電路流向b極，以稀H2SO4為電解質(zhì)溶液時(shí)，負(fù)極的H2被氧化為H＋，總反應(yīng)為2H2＋O2===2H2O，電池工作一段時(shí)間后，裝置中c(H2SO4)減小，則C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電池總反應(yīng)：2H2＋O2===2H2O，CH4＋2O2===CO2＋2H2O，可知消耗等物質(zhì)的量的H2和CH4，CH4消耗O2較多。 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.鎂為正極材料 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　AC 解析　由電池反應(yīng)知，鎂作還原劑，發(fā)生氧化反應(yīng)，鎂極為負(fù)極，A項(xiàng)符合題意；電池反應(yīng)中，三氟化錳發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)不符合題意；電子由負(fù)極(鎂極)流出經(jīng)外電路流向正極，C項(xiàng)符合題意；錳元素由＋3價(jià)降至＋2價(jià)，D項(xiàng)不符合題意。 二、非選擇題 8.(1)鋰錳電池的體積小，性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池的反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li＋通過電解質(zhì)遷移進(jìn)入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列問題： ①外電路的電流方向是由________(填“a”或“b”，下同)極流向________極。 ②電池的正極反應(yīng)式為_____________________________________________________。 (2)微生物燃料電池是一種利用微生物將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。已知某種甲醇微生物燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，示意圖如下： ①該電池中外電路電子的流動(dòng)方向?yàn)開__________(填“從A到B”或“從B到A”)。 ②工作結(jié)束后，B電極室溶液的pH與工作前相比將________(填“增大”“減小”或“不變”，溶液體積變化忽略不計(jì))。 ③A電極附近甲醇發(fā)生的電極反應(yīng)為_________________________________________。 答案　(1)①b　a?、贛nO2＋e－＋Li＋===LiMnO2 (2)①從A到B?、诓蛔儭、跜H3OH＋H2O－6e－===6H＋＋CO2↑ 解析　(1)①結(jié)合所給裝置圖以及原電池反應(yīng)原理，可知Li作負(fù)極，MnO2作正極，所以電子流向是a→b，電流方向則是b→a。②根據(jù)題給信息“電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li＋通過電解質(zhì)遷移進(jìn)入MnO2晶格中，生成LiMnO2”，所以正極的電極反應(yīng)式為MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。 (2)①甲醇失去電子，作為電池的負(fù)極，所以該電池外電路電子的流動(dòng)方向?yàn)閺腁到B。②B電極上O2得電子消耗H＋，同時(shí)溶液中的H＋移向B電極室，所以B電極室溶液的pH與工作前相比未發(fā)生變化。③CH3OH失電子，生成CO2和H＋，根據(jù)化合價(jià)變化和元素守恒配平方程式即可得電極反應(yīng)式：CH3OH＋H2O－6e－===6H＋＋CO2↑。 B組 一、不定項(xiàng)選擇題 1.電池是人類生產(chǎn)和生活中的重要能量來源，各式各樣的電池的發(fā)明是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)，下列有關(guān)電池的敘述正確的是(　　) A.鋅錳干電池工作一段時(shí)間后碳棒變細(xì) B.氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? C.氫氧燃料電池工作時(shí)氧氣在正極被還原 D.太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅 答案　C 解析　A項(xiàng)，在鋅錳干電池中，正極是碳棒，該電極上二氧化錳發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，該電極質(zhì)量不會(huì)減少，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，氫氧燃料電池屬于原電池的一種，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，不能將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，氫氧燃料電池中，燃料作負(fù)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，氧氣在正極被還原，正確；D項(xiàng)，太陽能電池的主要材料是半導(dǎo)體單質(zhì)硅，不是二氧化硅，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Ag片流向Cu片 B.正極的電極反應(yīng)是：Ag＋＋e－===Ag C.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)鹽橋中的陽離子移向Cu(NO3)2溶液 答案　AD 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錯(cuò)誤；正極是Ag＋發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子生成Ag，B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正確；原電池中，陽離子向正極移動(dòng)，所以鹽橋中的陽離子移向AgNO3溶液，D錯(cuò)誤。 3.(2019青島調(diào)研)《科學(xué)美國人》評(píng)出的2016年十大創(chuàng)新技術(shù)之一是碳呼吸電池，電池原理如圖所示，則下列有關(guān)說法正確的是(　　) A.該裝置將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能 B.正極的電極反應(yīng)為C2O－2e－===2CO2 C.每生成1molAl2(C2O4)3，有6mol電子流過負(fù)載 D.隨著反應(yīng)進(jìn)行，草酸鹽濃度不斷變小 答案　C 解析　A項(xiàng)，該裝置屬于燃料電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，原電池正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，結(jié)合電池原理圖可得正極反應(yīng)式為：2CO2＋2e－===C2O，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，每生成1molAl2(C2O4)3，負(fù)極有2molAl失去電子，共失去6mol電子，所以有6mol電子流過負(fù)載，正確；D項(xiàng)，根據(jù)正負(fù)極反應(yīng)情況可得電池總反應(yīng)為2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3，所以反應(yīng)過程中不消耗草酸鹽，錯(cuò)誤。 4.某新型水系鈉離子電池工作原理如下圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電，充電時(shí)Na2S4轉(zhuǎn)化為Na2S。下列說法正確的是(　　) A.充電時(shí)，太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，化學(xué)能又轉(zhuǎn)化為電能 B.放電時(shí)，a極為負(fù)極 C.充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為I－2e－===3I－ D.M可以使用陽離子交換膜 答案　BD 解析　充電時(shí)，太陽能轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存起來，A錯(cuò)誤；放電時(shí)，a極為負(fù)極，Na2S失電子氧化為Na2S4，B正確；充電時(shí)，陽極失電子被氧化，陽極的電極反應(yīng)式為3I－－2e－===I，C錯(cuò)誤；M是陽離子交換膜，D正確。 5.(2018鹽城市高三第三次模擬)一種新型太陽光電化學(xué)電池貯能時(shí)電解質(zhì)溶液中離子在兩極發(fā)生如下圖所示的轉(zhuǎn)化。 下列說法正確的是(　　) A.貯能時(shí)，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能和光能 B.貯能和放電時(shí)，電子在導(dǎo)線中流向相同 C.貯能時(shí)，氫離子由a極區(qū)遷移至b極區(qū) D.放電時(shí)，b極發(fā)生：VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O 答案　D 解析　光照時(shí)貯能VO2＋失電子轉(zhuǎn)化為VO，b極為陽極，a極為陰極，放電時(shí)b極為正極，a極為負(fù)極。A項(xiàng)，貯能時(shí)，光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，貯能時(shí)電子由b極流出，放電時(shí)電子由a極流出，在導(dǎo)線中流向不相同，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，貯能時(shí)，氫離子由陽極b極區(qū)遷移至陰極a極區(qū)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，放電時(shí)，b極為正極，發(fā)生電極反應(yīng)：VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O，正確。 6.一種新型可逆電池的工作原理如圖所示。放電時(shí)總反應(yīng)為：Al＋3Cn(AlCl4)＋4AlCl4Al2Cl＋3Cn(Cn表示石墨)。 下列說法中正確的是(　　) A.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為2Al－6e－＋7Cl－===Al2Cl B.放電時(shí)AlCl移向正極 C.充電時(shí)陽極反應(yīng)為AlCl－e－＋Cn===Cn(AlCl4) D.電路中每轉(zhuǎn)移3mol電子，最多有1molCn(AlCl4)被還原 答案　C 解析　熔融鹽中Cl－是以AlCl形式存在，放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl，A項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)，AlCl向負(fù)極移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)石墨電極與電源的正極相連，石墨電極為陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cn(AlCl4)：AlCl＋Cn－e－===Cn(AlCl4)，C項(xiàng)正確；放電時(shí)，石墨電極為正極，發(fā)生反應(yīng)Cn(AlCl4)＋e－===AlCl＋Cn，則電路中通過3mol電子，最多有3molCn(AlCl4)被還原，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 7.(2018鹽城市阜寧中學(xué)高三月考)一種釕(Ru)基配合物光敏染料敏化太陽能電池的原理及電池中發(fā)生的主要反應(yīng)如下圖所示，下列說法不正確的是(　　) A.X極為電池的負(fù)極 B.電池工作時(shí)，光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? C.電池工作時(shí)，Y極上發(fā)生還原反應(yīng) D.電池的電解質(zhì)溶液中I－和I的濃度不斷減少 答案　D 解析　A項(xiàng)，由圖中電子的移動(dòng)方向可知，電極X為原電池的負(fù)極，正確；B項(xiàng)，電池工作時(shí)，光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽_；C項(xiàng)，電池工作時(shí)，Y電極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，正確；D項(xiàng)，由電池中發(fā)生的反應(yīng)可知，I在正極上得電子被還原為I－，后又被氧化為I，I和I－相互轉(zhuǎn)化，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是光敏有機(jī)物在激發(fā)態(tài)與基態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，所有化學(xué)物質(zhì)都沒有被損耗，錯(cuò)誤。 二、非選擇題 8.(1)微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如下圖所示： ①HS－在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SO的反應(yīng)式是________________________________。 ②若維持該微生物電池中兩種細(xì)菌的存在，則電池可以持續(xù)供電，原因是__________。 (2)PbSO4熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。 ①放電過程中，Li＋向________(填“負(fù)極”或“正極”)移動(dòng)。 ②負(fù)極反應(yīng)式為____________________________________________________________。 ③電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，理論上生成________gPb。 (3)氨氧燃料電池具有很大的發(fā)展?jié)摿?。氨氧燃料電池工作原理如下圖所示。 ①a電極的電極反應(yīng)式是_____________________________________________________； ②一段時(shí)間后，需向裝置中補(bǔ)充KOH，請(qǐng)依據(jù)反應(yīng)原理解釋原因：________________。 答案　(1)①HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋　②HS－、SO濃度不會(huì)發(fā)生變化，只要有兩種細(xì)菌存在，就會(huì)循環(huán)把有機(jī)物氧化成CO2放出電子 (2)①正極?、贑a＋2Cl－－2e－===CaCl2?、?0.7 (3)①2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O?、诎l(fā)生4NH3＋3O2===2N2＋6H2O反應(yīng)，有水生成，使得溶液逐漸變稀，所以要補(bǔ)充KOH 解析　(1)①酸性環(huán)境中反應(yīng)物為HS－，產(chǎn)物為SO，利用質(zhì)量守恒和電荷守恒進(jìn)行配平，電極反應(yīng)式：HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋；②從質(zhì)量守恒角度來說，HS－、SO濃度不會(huì)發(fā)生變化，只要有兩種細(xì)菌存在，就會(huì)循環(huán)把有機(jī)物氧化成CO2放出電子。 (2)③根據(jù)方程式，電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，生成0.1molPb，即20.7g。 (3)①a電極是通入NH3的電極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以該電極作負(fù)極，電極反應(yīng)式是2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O；②一段時(shí)間后，需向裝置中補(bǔ)充KOH，原因是發(fā)生4NH3＋3O2===N2＋6H2O反應(yīng)，有水生成，使得溶液逐漸變稀，為了維持堿的濃度不變，所以要補(bǔ)充KOH。