第22講 原電池 化學(xué)電源（練習(xí)）（解析版）

第22講原電池化學(xué)電源（模擬精練+真題演練）完卷時(shí)間：50分鐘可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量：H1N14O16Na23Mg24一、選擇題（每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng)，共12×5分）1．（2023·安徽安慶·安慶一中?？既＃﹑H計(jì)的工作原理(如圖所示)是通過測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)E(即玻璃電極和參比電極的電勢(shì)差)而確定待測(cè)溶液的pH。電池電動(dòng)勢(shì)E與待測(cè)溶液pH關(guān)系為：E=0.059pH+K(E的單位為V，K為常數(shù))。下列說法正確的是A．參比電極一定是正極B．一定溫度下，電池電動(dòng)勢(shì)越小，待測(cè)液中c(H+)越大C．pH計(jì)工作時(shí)，若玻璃電極電勢(shì)比參比電極低，則玻璃電極反應(yīng)上每得lmol電子，生成1molAg單質(zhì)D．pH計(jì)可以長(zhǎng)期浸泡在堿性緩沖液中【答案】B【解析】A．電池電動(dòng)勢(shì)E與待測(cè)溶液pH關(guān)系為：E=0.059pH+K，由于pH不確定，E可能大于0，也可能小于0，故不能確定玻璃電極與參比電極電勢(shì)高低，故參與電極不一定是正極，A錯(cuò)誤；B．由E=0.059pH+K可知，c(H+)越大，pH越小，E越小，即電池電動(dòng)勢(shì)越小，B正確；C．pH計(jì)工作時(shí)，若玻璃電極電勢(shì)比參比電極低，則玻璃電極為電勢(shì)更低的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)上每轉(zhuǎn)移lmol電子，1molAg失去電子變成Ag+，C錯(cuò)誤；D．pH計(jì)中含有玻璃泡，其含有SiO2，長(zhǎng)期浸泡在堿性緩沖液中會(huì)與OH-反應(yīng)，D錯(cuò)誤；故選B；2．（2023·遼寧大連·統(tǒng)考二模）某科研小組用電化學(xué)方法將轉(zhuǎn)化為實(shí)現(xiàn)再利用，轉(zhuǎn)化的基本原理如圖所示，下列敘述正確的是

A．光能全部轉(zhuǎn)化成電能B．M上的電極反應(yīng)方程式為C．該電池工作時(shí)溶液中移向N極D．若消耗標(biāo)況下，溶液中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為【答案】B【分析】由圖可知，該裝置為原電池，M電極為負(fù)極，紫外光作用下，水在負(fù)極失去發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，N電極為正極，酸性條件下二氧化碳做正極得到電子生成一氧化碳和氫離子?！窘馕觥緼．由圖可知，該裝置為光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，原電池工作時(shí)，光能不可能完全轉(zhuǎn)化為電能，故A錯(cuò)誤；B．由分析可知，M電極為負(fù)極，紫外光作用下，水在負(fù)極失去發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為，故B正確；C．由分析可知，M電極為負(fù)極，N電極為正極，則原電池工作時(shí)，陰離子硫酸根離子移向負(fù)極M電極，故C錯(cuò)誤；D．原電池工作時(shí)，溶液只能實(shí)現(xiàn)離子的定向運(yùn)動(dòng)，不能轉(zhuǎn)移電子，故D錯(cuò)誤；故選B。3．（2023·河北衡水·河北衡水中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）我國(guó)科研人員將單獨(dú)脫除的反應(yīng)與的制備反應(yīng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)協(xié)同轉(zhuǎn)化。①單獨(dú)制備：，不能自發(fā)進(jìn)行；②單獨(dú)脫除：，能自發(fā)進(jìn)行。協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置如圖(在電場(chǎng)作用下，雙極膜中間層的解離為和，并向兩極遷移)。下列分析錯(cuò)誤的是

A．左側(cè)電極電勢(shì)比右側(cè)電極電勢(shì)低B．產(chǎn)生的電極反應(yīng)：C．反應(yīng)過程中不需補(bǔ)加稀D．協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：【答案】D【解析】A．左側(cè)為電池的陰極，右側(cè)為電池的陽極，陽極的電極電勢(shì)比陰極的電極電勢(shì)高，故左側(cè)電極電勢(shì)比右側(cè)電極電勢(shì)低，A正確；B．由圖可知產(chǎn)生的電極反應(yīng)為，B正確；C．H+與電子所帶的電荷數(shù)相等，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，右側(cè)消耗H+的量等于遷移的氫離子的量，硫酸的總量不發(fā)生變化，所以不需要補(bǔ)加硫酸，C正確；D．根據(jù)反應(yīng)圖可得，負(fù)極的反應(yīng)式為，正極的反應(yīng)式為，故協(xié)同轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)為，D錯(cuò)誤；故選D。4．（2023·江西南昌·統(tǒng)考二模）沉積物微生物燃料電池(SMFC)可以將沉積物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)加速沉積物中污染物的去除，用SMFC處理含硫廢水的工作原理如圖所示。下列說法正確的是

A．外電路的電流方向是從b到aB．碳棒a附近酸性增強(qiáng)C．碳棒b存在電極反應(yīng)：S-6e-+4H2O=+8H+D．升高溫度可提高電池的能量轉(zhuǎn)化效率【答案】C【分析】根據(jù)光合菌產(chǎn)生的O2得電子結(jié)合H+得到H2O，碳棒a為正極，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?！窘馕觥緼．根據(jù)分析可知b極為負(fù)極，a極為正極，正極的電勢(shì)高于負(fù)極，外電路的電流方向是從a到b，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．a(chǎn)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，酸性減弱，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．根據(jù)圖示，碳棒b存在電極反應(yīng)：，選項(xiàng)C正確；D．升高溫度可能引起光合菌、硫氧菌失去生理活性，降低電池的能量轉(zhuǎn)化效率，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；答案選C。5．（2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè)）天津大學(xué)在光催化應(yīng)用研究取得重大進(jìn)展，以下是光催化微生物燃料電池的工作原理：已知：電極a在光激發(fā)條件下會(huì)產(chǎn)生電子(e-)－空穴(h+)。下列說法錯(cuò)誤的是A．電極電勢(shì)：電極a＞電極bB．光激發(fā)時(shí)，光生電子會(huì)與O2結(jié)合，光生空穴會(huì)與電極b產(chǎn)生的電子結(jié)合C．電極b電極反應(yīng)式：(C6H10O5)n-24ne-+7nH2O=6nCO2↑+24nH+D．電池工作一段時(shí)間后，右側(cè)溶液pH保持不變(不考慮CO2的溶解)【答案】D【解析】A．根據(jù)題圖信息判斷，在電極b上失電子，轉(zhuǎn)化為，則電極b為負(fù)極，電極a為正極，正極的電極電勢(shì)高于負(fù)極的電極電勢(shì)，則電極電勢(shì)：電極a>電極b，故A正確；B．根據(jù)題圖信息判斷，電極a在光激發(fā)條件下會(huì)產(chǎn)生電子()、空穴()，光生電子會(huì)與結(jié)合生成水，光生空穴會(huì)與電極b產(chǎn)生的電子結(jié)合，故B正確；C．在電極b上失電子生成和氫離子，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒，電極b發(fā)生的電極反應(yīng)式為，故C正確；D．根據(jù)電極反應(yīng)，右側(cè)溶液中每生成l個(gè)，為保持溶液電中性，同時(shí)會(huì)有l(wèi)個(gè)通過陽膜移向左側(cè)溶液，的數(shù)量不變，但右側(cè)電解消耗水，體積減小，c(H+)增大，pH減小，故D錯(cuò)誤；選D。6．（2023·四川遂寧·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）從節(jié)約能源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的角度來看，燃料電池是最具有發(fā)展前途的發(fā)電技術(shù)。NH3﹣O2燃料電池裝置如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是A．電池工作時(shí)，O2得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)B．電極b上的電極反應(yīng)式為2NH3＋6OH--6e-=N2＋6H2OC．燃料電池能量之間的轉(zhuǎn)化是由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D．電池工作時(shí)，溶液中的Na＋向電極a遷移【答案】C【分析】電極b上，NH3轉(zhuǎn)化為N2和H2O，N元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極b為負(fù)極，電極反應(yīng)式為；電極a為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為?！窘馕觥緼．由分析可知，電極a為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，O2得到電子，A項(xiàng)正確；B．由分析可知，電極b上的電極反應(yīng)式為2NH3＋6OH--6e-=N2＋6H2O，B項(xiàng)正確；C．燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．電池工作時(shí)，陽離子移向電池正極，則溶液中的Na＋向電極a遷移，D項(xiàng)正確；答案選C。7．（2023·廣西玉林·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）一種成本低、穩(wěn)定性好的全堿性多硫化物—空氣液流二次電池工作時(shí)，原理如圖所示。下列說法正確的是

A．連接負(fù)載時(shí)，電極A為正極B．膜a為陰離子交換膜，膜b為陽離子交換膜C．連接負(fù)載時(shí)，負(fù)極區(qū)的電極反應(yīng)式為：S-2e-=SD．連接電源時(shí)，電路中每通過2NA個(gè)電子，生成NaOH的質(zhì)量為80g【答案】C【解析】A．根據(jù)圖示，連接負(fù)載時(shí)，A電極發(fā)生反應(yīng)，A電極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極A為負(fù)極，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)圖示，電池工作時(shí)，膜a、膜b之間生成NaOH，膜a為陽離子交換膜，膜b為陰離子交換膜，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)圖示，連接負(fù)載時(shí)，A電極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極A為負(fù)極，負(fù)極區(qū)的電極反應(yīng)式為：S-2e-=S，故C正確；D．連接電源時(shí)，電路中每通過2NA個(gè)電子，有2molNa+通過膜a進(jìn)入陰極區(qū)，2molOH-通過膜b進(jìn)入陽極區(qū)，所以消耗NaOH的質(zhì)量為80g，故D錯(cuò)誤；選C。8．（2023·江蘇·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）肼可以用作燃料電池的燃料，一種肼燃料電池的工作原理如圖所示，電池工作過程中會(huì)有少量在電極表面發(fā)生自分解反應(yīng)生成、、逸出。下列關(guān)于燃料電池的說法正確的是A．電池工作時(shí)化學(xué)能完全轉(zhuǎn)化變?yōu)殡娔蹷．放電過程中，負(fù)極區(qū)溶液pH增大C．負(fù)極的電極反應(yīng)式為：D．電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)消耗的NaOH與正極區(qū)生成的NaOH物質(zhì)的量相等【答案】D【分析】燃料電池中，通入氧氣的電極為正極，在堿性條件下，發(fā)生的電極反應(yīng)為，，加入燃料肼的電極為負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)，該反應(yīng)的總電極反應(yīng)式為，N2H4+O2=N2+2H2O?！窘馕觥緼．任何實(shí)用電池都不可能將化學(xué)能完全轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，A錯(cuò)誤；B．由圖可知放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)消耗，pH減小，B錯(cuò)誤；C．由分析可知，負(fù)極反應(yīng)式是，C錯(cuò)誤；D．該電池放電總反應(yīng)是，即負(fù)極消耗的NaOH與正極生成的NaOH物質(zhì)的量相等，D正確；故答案為D。9．（2023·遼寧·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）有關(guān)下圖所示該熔融碳酸鹽燃料電池的說法正確的是A．電極A上發(fā)生的電極反應(yīng)為B．脫水操作可以減少能量損失，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的完全轉(zhuǎn)化C．每消耗，理論上外電路中轉(zhuǎn)移8mol電子D．A電極電勢(shì)高于B電極電勢(shì)，同時(shí)電池工作時(shí)，向電極B移動(dòng)【答案】C【分析】甲烷和水蒸氣發(fā)生催化重整反應(yīng)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。A電極一氧化碳、氫氣失電子生成水、二氧化碳，A是負(fù)極；B電極氧氣得電子生成碳酸根離子，B是正極?！窘馕觥緼．甲烷和水蒸氣發(fā)生催化重整反應(yīng)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。A極參與反應(yīng)的一氧化碳和氫氣的物質(zhì)的量比為1:3，電極A上發(fā)生的電極反應(yīng)為，故A錯(cuò)誤；B．燃料電池放電時(shí)，只有一部分能量轉(zhuǎn)化為電能，所以能量轉(zhuǎn)化率不可能達(dá)100%，故B錯(cuò)誤；C．CH4最終生成二氧化碳、水，C元素化合價(jià)由-4升高為+4，根據(jù)電子守恒，每消耗，理論上外電路中轉(zhuǎn)移8mol電子，故C正確；D．A是負(fù)極、B是正極，A電極電勢(shì)低于B電極電勢(shì)，故D錯(cuò)誤；選C。10．（2023·廣東韶關(guān)·統(tǒng)考二模）近日，某科研團(tuán)隊(duì)研制設(shè)計(jì)了一種高性能堿性陰離子交換膜直接氨燃料電池(DAFC)，其工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．電極A為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．若交換膜中通過0.3mol，A電極區(qū)消耗2.24LNH3C．電極B的電極反應(yīng)式為D．電流方向：電極B→燈泡→電極A→電極B【答案】B【解析】A．根據(jù)圖示，NH3在A電極失電子生成氮?dú)夂退?，電極A為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；B．A電極反應(yīng)式，若交換膜中通過0.3mol，說明外電路中轉(zhuǎn)移0.3mol電子，A電極消耗0.1molNH3，沒有明確是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況，氨氣的體積不一定是2.24L，故B錯(cuò)誤；C．B是正極，氧氣在正極得電子生成氫氧根離子，電極B的電極反應(yīng)式為，故C正確；D．NH3在A電極失電子生成氮?dú)夂退?，電極A為負(fù)極，B為正極，電流方向：電極B→燈泡→電極A→電極B，故D正確；選B。11．（2023·江西贛州·統(tǒng)考一模）我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種水系可逆Zn-CO2電池，將兩組陰離子、陽離子復(fù)合膜反向放置分隔兩室電解液，充電、放電時(shí)，復(fù)合膜層間的H2O解離成H+和OH—，工作原理如圖所示，下列說法正確的是A．a(chǎn)膜是陰離子膜，b膜是陽離子膜B．充電時(shí)Zn電極反應(yīng)式為Zn+4OH——2e—=C．放電時(shí)多孔Pd納米片附近pH升高D．當(dāng)放電時(shí)，復(fù)合膜層間有l(wèi)molH2O解離時(shí)，正極區(qū)溶液增重23g【答案】D【分析】由圖可知，a膜是釋放出氫離子的陽離子交換膜，b膜是釋放出氫氧根離子的陰離子交換膜，放電時(shí)，鋅電極為原電池的負(fù)極，釋放出的氫氧根離子向負(fù)極移動(dòng)，堿性條件下鋅在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成四羥基合鋅離子，電極反應(yīng)式為Zn+4OH——2e—=，多孔Pd納米片為正極，釋放出的氫離子向正極移動(dòng)，酸性條件下二氧化碳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲酸，電極反應(yīng)式為CO2+2H++2e—=HCOOH，充電時(shí)，與直流電源負(fù)極相連的鋅電極為陰極，四羥基合鋅離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋅和氫氧根離子，電極反應(yīng)式為+2e—=Zn+4OH—，釋放出的氫離子向正極移動(dòng)中和溶液中的氫氧根離子，多孔Pd納米片為陽極，釋放出的氫氧根離子向陽極移動(dòng)，堿性條件下甲酸在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為HCOOH+2OH——2e—=CO2+2H2O。【解析】A．由分析可知，a膜是釋放出氫離子的陽離子交換膜，b膜是釋放出氫氧根離子的陰離子交換膜，故A錯(cuò)誤；B．由分析可知，充電時(shí)，鋅電極為陰極，四羥基合鋅離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋅和氫氧根離子，電極反應(yīng)式為+2e—=Zn+4OH—，釋放出的氫離子向正極移動(dòng)中和溶液中的氫氧根離子，故B錯(cuò)誤；C．由分析可知，放電時(shí)，多孔Pd納米片為正極，酸性條件下二氧化碳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲酸，電極反應(yīng)式為CO2+2H++2e—=HCOOH，甲酸在氯化鈉溶液中電離出氫離子使電極附近溶液pH減小，故C錯(cuò)誤；D．由分析可知，放電時(shí)，多孔Pd納米片為正極，酸性條件下二氧化碳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲酸，電極反應(yīng)式為CO2+2H++2e—=HCOOH，復(fù)合膜層間有l(wèi)mol水解離時(shí)，外電路轉(zhuǎn)移1mol電子，則正極增加的質(zhì)量為(1mol×44g/mol×+1mol×1g/mol)=23g，故D正確；故選D。12．（2023·河南·校聯(lián)考一模）科學(xué)家發(fā)明了一種Mg—PbO2電池，電解質(zhì)為Na2SO4、H2SO4、NaOH，通過M和N兩種離子交換膜將電解質(zhì)溶液隔開，形成A、B、C三個(gè)電解質(zhì)溶液區(qū)域(已知：a>b)，裝置如圖，下列說法不正確的是A．Na+通過M膜移向B區(qū)，離子交換膜N為陰離子交換膜B．B區(qū)域的電解質(zhì)濃度逐漸減小C．放電時(shí)，Mg電極反應(yīng)為Mg+2OH—－2e—=Mg(OH)2D．消耗2.4gMg時(shí)，C區(qū)域電解質(zhì)溶液減少16.0g【答案】B【分析】由圖和題給信息可知，鎂電極為原電池的負(fù)極，堿性條件下鎂失去電子生成氫氧化鎂，電極反應(yīng)電極反應(yīng)式為Mg+2OH—－2e—=Mg(OH)2，A區(qū)溶液中氫氧根離子濃度減小，A區(qū)鈉離子通過陽離子交換膜M進(jìn)入B區(qū)，二氧化鉛為正極，酸性條件下二氧化鉛在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成硫酸鉛，電極反應(yīng)式為PbO2+4H++SO+2e—=PbSO4+2H2O，C區(qū)溶液中消耗氫離子的物質(zhì)的量大于硫酸根離子，C區(qū)溶液中硫酸根離子通過陰離子交換膜B區(qū)，則B區(qū)中硫酸鈉溶液的濃度增大?！窘馕觥緼．由分析可知，原電池工作時(shí)，A區(qū)鈉離子通過陽離子交換膜M進(jìn)入B區(qū)，C區(qū)溶液中硫酸根離子通過陰離子交換膜B區(qū)，故A正確；B．由分析可知，原電池工作時(shí)，A區(qū)鈉離子通過陽離子交換膜M進(jìn)入B區(qū)，C區(qū)溶液中硫酸根離子通過陰離子交換膜B區(qū)，則B區(qū)中硫酸鈉溶液的濃度增大，故B錯(cuò)誤；C．由分析可知，放電時(shí)，鎂電極為原電池的負(fù)極，堿性條件下鎂失去電子生成氫氧化鎂，電極反應(yīng)電極反應(yīng)式為Mg+2OH—－2e—=Mg(OH)2，故C正確；D．由分析可知，原電池工作時(shí)，消耗2.4g鎂時(shí)，放電轉(zhuǎn)移電子×2=0.2mol，C區(qū)放電消耗0.4mol氫離子、0.1mol硫酸根離子，同時(shí)有0.1mol硫酸根離子移向B區(qū)，相當(dāng)于溶液中減少0.2mol硫酸，同時(shí)生成0.2mol水，則C區(qū)實(shí)際減少質(zhì)量為0.2mol×98g·mol-1-0.2mol×18g·mol-1=16.0g，故D正確；故選B。二、主觀題（共3小題，共40分）1．（14分）（2023·全國(guó)·高三專題練習(xí)）填空。(1)將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用，可達(dá)到低碳排放的目的。下圖是通過人工光合作用，以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖。①電極b為極。②電極b上的電極反應(yīng)為。(2)濃差電池中的電動(dòng)勢(shì)是由于電池中存在濃度差而產(chǎn)生的。某濃差電池的原理如圖所示，該電池從濃縮海水中提取LiCl的同時(shí)又獲得了電能。①X為極，Y極的電極反應(yīng)式為。②Y極生成1molCl2時(shí)，molLi+移向(填“X”或“Y”)極。(3)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)?填“從A到B”或“從B到A”)。②A電極附近甲醇發(fā)生的電極反應(yīng)為?！敬鸢浮浚ǔ龢?biāo)注外，每空2分）(1)正（1分）CO2+2e-+2H+=HCOOH(2)正（1分）2Cl--2e-=Cl2↑2X(3)從A到BCH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+【解析】（1）①根據(jù)圖示可知：在電極b上CO2得到電子被還原產(chǎn)生HCOOH，所以b電極為正極；②在電極b上CO2得到電子被還原產(chǎn)生HCOOH，則b電極的電極反應(yīng)式為：CO2+2e-+2H+=HCOOH；（2）①根據(jù)圖示可知：在X電極上H+得到電子被還原產(chǎn)生H2，故電極X為正極；Y電極上Cl-失去電子被氧化產(chǎn)生Cl2，故Y電極的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑；②在電極Y上Cl-失去電子被氧化產(chǎn)生Cl2，Y電極的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑，每反應(yīng)產(chǎn)生1molCl2，反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移2mol電子，陽極反應(yīng)消耗2molCl-，則根據(jù)電荷守恒可知會(huì)有2molLi+向X電極移動(dòng)；（3）①根據(jù)圖示可知：在A電極上甲醇失去電子被氧化產(chǎn)生CO2，同時(shí)產(chǎn)生H+，故A電極作為電池的負(fù)極，所以該電池外電路電子的流動(dòng)方向?yàn)閺碾姌OA通過外電路流向電極B；②在A電極附近，甲醇失去電子被被氧化產(chǎn)生CO2，同時(shí)產(chǎn)生H+，故A電極發(fā)生的電極反應(yīng)為：CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+。2．（16分）（2023·全國(guó)·高三專題練習(xí)）根據(jù)原理圖判斷下列電池的電極名稱、電解質(zhì)溶液中離子移動(dòng)的方向。電池原理圖電極名稱離子移動(dòng)方向(1)微生物處理有機(jī)廢水電池Ⅰ：；Ⅱ：經(jīng)離子交換膜由(填“左”或“右”，后同)室移向室(2)光解水制與脫硫聯(lián)合電池Ⅲ：；Ⅳ：移向(填“Ⅲ”或“Ⅳ”，后同)極；移向極(3)循環(huán)電池Ⅴ：；Ⅵ：由(填“左”或“右”，后同)室移向室(4)熔融鹽燃料電池Ⅶ：；Ⅷ：(氧化物Y是)移向(填“Ⅶ”或“Ⅷ”)極【答案】(每空1分)負(fù)極正極左右正極負(fù)極ⅢⅣ負(fù)極正極左右負(fù)極正極Ⅶ【解析】(1)微生物處理有機(jī)廢水電池：根據(jù)原理圖可知該裝置為原電池，電極Ⅱ上O2H2O，故電極Ⅱ得電子作正極，則電極Ⅰ為負(fù)極；在原電池中陽離子移向正極，故H+經(jīng)離子交換膜由左室移向右室；(2)光解水制與脫硫聯(lián)合電池：根據(jù)原理圖可知該裝置為原電池，根據(jù)電子移動(dòng)方向可知，電極Ⅲ為正極，電極Ⅳ為負(fù)極，在原電池中陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，故移向Ⅲ極，移向Ⅳ；(3)循環(huán)電池：根據(jù)原理圖可知該裝置為原電池，電極Ⅴ上，可知電極Ⅴ失電子為負(fù)極，電極Ⅵ為正極，在原電池中陽離子移向正極，由左室移向右室；(4)熔融鹽燃料電池：根據(jù)原理圖可知該裝置為原電池，O2在電極Ⅷ上得電子，電極Ⅷ為正極，則電極Ⅶ為負(fù)極，在電極Ⅶ上NO2失電子生成N2O5，電極反應(yīng)為NO2-e-+NO=N2O5，故氧化物Y是，在原電池中陰離子移向負(fù)極，移向Ⅶ極。3．（10分）（2023·全國(guó)·高三專題練習(xí)）回答下列問題：(1)雙陰極微生物燃料電池處理NH-N廢水的工作原理如圖(a)所示，雙陰極通過的電流相等，廢水在電池中的運(yùn)行模式如圖(b)所示。①Y離子交換膜為(填“陽”或“陰”)離子交換膜。②III室中除了O2→H2O，主要發(fā)生的反應(yīng)還有(用離子方程式表示)。③生成3.5gN2，理論上需要消耗gO2。(2)西北工業(yè)大學(xué)的張健教授、德累斯頓工業(yè)大學(xué)的馮新亮院士等人報(bào)道了一種電催化半氫化策略，在室溫條件下，水溶液介質(zhì)中可選擇性地將還原為，其原理示意圖如下：①陰極的電極反應(yīng)式為：。②同溫同壓下，相同時(shí)間內(nèi)，若進(jìn)口處氣體物質(zhì)的量為a，出口處氣體的總體積為進(jìn)口處的x倍，則轉(zhuǎn)化率為?！敬鸢浮?每空2分)(1)陽NH+2O2=NO+H2O+2H+26(2)+2e-+2H2O=+2OH-(2x-2)100%【解析】（1）①雙陰極微生物燃料電池處理NH-N廢水的工作原理如圖(a)所示，III中O2得電子生成H2O，電極方程式為：4H++O2+4e-=2H2O，則II中CH3COO-轉(zhuǎn)化為CO2生成的H+需要進(jìn)行III，說明Y是陽離子交換膜；②由圖b可知，III中反應(yīng)后的溶液進(jìn)入I中反應(yīng)，而I中的反應(yīng)是NON2，說明III中NH轉(zhuǎn)化為了NO，該過程的離子方程式為：NH+2O2=NO+H2O+2H+；③I中的反應(yīng)是NON2，電極方程式為：12H++2NO+10e-=N2+6H2O，III中發(fā)生反應(yīng)：4H++O2+4e-=2H2O、NH+2O2=NO+H2O+2H+，3.5gN2的物質(zhì)的量為=0.125mol，消耗0.25molNO，轉(zhuǎn)移電子1.25mol電子，則理論上需要消耗O2的物質(zhì)的量為0.25mol2+=0.8125mol，質(zhì)量為0.8125mol32g/mol=26g。（2）①在室溫條件下，水溶液介質(zhì)中可選擇性地將還原為，則陰極為上層電極，反應(yīng)為乙塊得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯，反應(yīng)為：+2e-+2H2O=+2OH-；②由圖可知，陽極水發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，總反應(yīng)為2+2H2O=2+O2；同溫同壓下，相同時(shí)間內(nèi)，若進(jìn)口處氣體物質(zhì)的量為amol，出口處氣體的總體積為進(jìn)口處的x倍，設(shè)轉(zhuǎn)化率為y，則反應(yīng)乙炔為aymol、剩余乙塊(a-ay)mol，由總反應(yīng)可知生成氣體總量為1.5aymol，反應(yīng)后總氣體為(1.5a+a-ay)mol，則=x，解得y=(2x-2)100%。1．（2022·湖南·高考真題）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)：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】B【分析】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↑，同時(shí)氧氣也可以在N極得電子，電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-?！窘馕觥緼．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．由上述分析可知，N為正極，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，和反應(yīng)O2+4e-+2H2O=4OH-，故B錯(cuò)誤；C．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)，并能傳導(dǎo)離子，故C正確；D．該電池不可充電，屬于一次電池，故D正確；答案選B。2．（2022·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題）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。近年來科學(xué)家研究了一種光照充電電池(如圖所示)。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)B．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+從正極穿過離子交換膜向負(fù)極遷移D．放電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)【答案】C【分析】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，光催化電極為陽極；則放電時(shí)金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極；【解析】A．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)和陽極反應(yīng)對(duì)電池進(jìn)行充電，結(jié)合陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)，充電時(shí)電池的總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2=2Li+O2，A正確；B．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．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)極穿過離子交換膜向正極遷移，C錯(cuò)誤；D．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；答案選C。3．（2022·全國(guó)·高考真題）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)存在)。電池放電時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是A．Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B．Ⅰ區(qū)的SO通過隔膜向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)+Mn2++2H2O【答案】A【分析】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)，Ⅰ區(qū)MnO2為電池的正極，電極反應(yīng)為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；電池在工作過程中，由于兩個(gè)離子選擇隔膜沒有指明的陽離子隔膜還是陰離子隔膜，故兩個(gè)離子隔膜均可以通過陰、陽離子，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SO向Ⅱ區(qū)移動(dòng)，Ⅲ區(qū)消耗OH-，生成Zn(OH)，Ⅱ區(qū)的SO向Ⅲ區(qū)移動(dòng)或Ⅲ區(qū)的K+向Ⅱ區(qū)移動(dòng)?！窘馕觥緼．根據(jù)分析，Ⅱ區(qū)的K+只能向Ⅰ區(qū)移動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)分析，Ⅰ區(qū)的SO向Ⅱ區(qū)移動(dòng)，B正確；C．MnO2電極的電極反應(yīng)式為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C正確；D．電池的總反應(yīng)為Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O，D正確；故答案選A。4．（2021·湖南·統(tǒng)考高考真題）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：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)貯液器中的濃度不斷減小C．充電時(shí)，M極的電極反應(yīng)式為D．隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過【答案】B【分析】由圖可知，放電時(shí)，N電極為電池的正極，溴在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成溴離子，電極反應(yīng)式為Br2+2e-=2Br-，M電極為負(fù)極，鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋅離子，電極反應(yīng)式為Zn—2e-=Zn2+，溴離子進(jìn)入左側(cè)，左側(cè)溴化鋅溶液的濃度增加；充電時(shí)，M電極與直流電源的負(fù)極相連，做電解池的陰極，N電極與直流電源的正極相連，做陽極?！窘馕觥緼．由分析可知，放電時(shí)，N電極為電池的正極，故A正確；B．由分析可知，放電時(shí)，溶液中有Zn2+與Br-生成，通過循環(huán)回路，左側(cè)儲(chǔ)液器中溴化鋅的濃度增大，故B錯(cuò)誤；C．由分析可知，充電時(shí)，M電極與直流電源的負(fù)極相連，做電解池的陰極，鋅離子在陰極上得到電子發(fā)生