4.1.2化学电源 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第2课时　化学电源 [核心素养发展目标]　1.通过对常见化学电源的分析，建立对原电池认识的思维模型，提高对原电池本质的认识。2.增强科技意识，不断研发新型电池，满足人类社会发展的需求。积极回收利用废旧电池，减少其对环境的污染。 1．日常所用锌锰干电池的电极分别为锌筒和石墨棒，以糊状NH4Cl作电解质，电极反应为Zn－2e－＋2NH===Zn(NH3)＋2H＋，2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnO(OH)。下列有关锌锰干电池的叙述正确的是(　　) A．干电池中锌筒为正极，石墨棒为负极 B．干电池可实现电能向化学能的转化 C．干电池长时间连续工作后，糊状物可能流出，腐蚀用电器 D．干电池工作时，电流方向是由锌筒经外电路流向石墨棒 答案　C 解析　干电池中锌筒作负极，非金属石墨棒作正极，A错误；干电池是一次电池，不能实现电能向化学能的转化，B错误；NH4Cl是强酸弱碱盐，水解呈酸性，所以干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀用电器，C正确；干电池工作时，电流由正极石墨棒经外电路流向负极锌筒，D错误。 2．体温枪能快速检测人体体温，该体温枪所用的电池为一种银锌电池(如图所示)，电池的总反应式为Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。下列关于该电池的说法正确的是(　　) A．Ag2O电极作正极，发生氧化反应 B．该电池放电时溶液中的K＋向Zn电极移动 C．电池工作时，电流从Ag2O电极经过隔板流向Zn电极 D．该电池的负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 答案　D 解析　根据总反应式可知，Ag2O中银元素化合价降低，得到电子，作原电池正极，发生还原反应，溶液中的K＋向Ag2O电极移动，A、B错误；电池工作时，电流从Ag2O电极经过外电路流向Zn电极，C错误；Zn化合价升高，作原电池负极，根据总反应式可得该电极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，D正确。 3．如图为氢氧燃料电池工作原理示意图，下列叙述不正确的是(　　) A．a电极是负极 B．b电极的电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置 答案　B 4．我国科学家设计的一种甲酸(HCOOH)燃料电池如图所示(半透膜只允许K＋、H＋通过)，下列说法错误的是(　　) A．物质A可以是硫酸氢钾 B．左侧为电池负极，HCOO－发生氧化反应生成HCO C．该燃料电池的总反应为2HCOOH＋O2＋2OH－===2HCO＋2H2O D．右侧每消耗11.2 L O2(标准状况)，左侧有1 mol K＋通过半透膜移向右侧 答案　D 解析　HCOOH碱性燃料电池中，左侧电极HCOO－失去电子生成HCO，所在电极为负极，电极反应式为HCOO－＋2OH－－2e－===HCO＋H2O，B正确；由图可知，原电池工作时K＋通过半透膜移向正极(右侧)，右侧电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，从装置中分离出的物质为K2SO4，放电过程中需补充的物质A是H2SO4或硫酸氢钾，A正确；右侧每消耗11.2 L O2(标准状况)，其物质的量是0.5 mol，转移2 mol电子，左侧有2 mol K＋通过半透膜移向右侧，D错误。 5．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而被重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是(　　) A．Li是正极，电极反应式为Li－e－===Li＋ B．Li是负极，电极反应式为Li－e－===Li＋ C．MnO2是负极，电极反应式为MnO2＋e－===MnO D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－===Li2＋ 答案　B 解析　根据锂电池的总反应式Li＋MnO2===LiMnO2，失电子的金属Li为负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，A、D错误，B正确；MnO2是正极，电极反应式为MnO2＋e－===MnO，C错误。 6．常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，已知O～t1，原电池的负极是Al片，反应过程中有红棕色气体产生，下列说法不正确的是(　　) A．O～t1，正极的电极反应式为2H＋＋NO＋e－===NO2↑＋H2O B．O～t1，溶液中的H＋向Cu电极移动 C．t1时，负极的电极反应式为Cu＋2e－===Cu2＋ D．t1时，原电池中电子的流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍Al进一步反应 答案　C 解析　O～t1，Al在浓硝酸中发生钝化，铝氧化得到氧化铝，Cu为正极，NO放电生成NO2，正极电极反应式为2H＋＋NO＋e－===NO2↑＋H2O，A正确；O～t1，Cu为正极，溶液中的H＋向Cu电极移动，B正确；t1时，铜为负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，C错误。 7．硝酸汞和碘化钾溶液混合后会生成红色的碘化汞沉淀，为了探究硝酸汞和碘化钾溶液之间能否发生氧化还原反应，研究人员设计了如图的实验装置，结果电流表指针发生了偏转，下列分析正确的是(　　) A．如图装置的电流方向是从C1到C2 B．C1是负极，发生的反应是2I－－2e－===I2 C．盐桥中的K＋向C1电极移动 D．装置发生的总反应是Hg2＋＋2I－===HgI2↓ 答案　B 解析　电流表指针发生偏转说明有电流形成，此装置为原电池，I－具有还原性，C1作负极，电极反应为2I－－2e－===I2，B正确；C2作正极，溶液中Hg2＋得电子，Hg2＋＋2e－===Hg，发生还原反应，电流方向是从正极(C2)流向负极(C1)，A错误；为保持硝酸汞溶液电荷守恒，盐桥中阳离子移向硝酸汞溶液(C2电极)，C错误；装置发生的总反应为Hg2＋＋2I－===Hg＋I2，D错误。 8．鱼雷采用Al-Ag2O动力电池，以溶有氢氧化钾的流动海水为电解质溶液，电池反应为2Al＋3Ag2O＋2KOH===6Ag＋2KAlO2＋H2O，下列说法错误的是(　　) A．Ag2O为电池的正极 B．电子由Ag2O极经外电路流向Al极 C．Al在电池反应中被氧化 D．溶液中的OH－向Al极迁移 答案　B 解析　该原电池中，Al元素化合价由0价升高为＋3价，发生氧化反应，所以Al为负极，Ag2O为正极，A、C正确；放电时，电子从负极沿导线流向正极即电子由Al极通过外电路流向Ag2O极，B错误；放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，即溶液中的OH－向Al极迁移，D正确。 9．被称为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片(在其一边镀锌，在其另一边镀二氧化锰)作为传导体。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解质溶液。总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnO(OH)，下列说法不正确的是(　　) A．当该电池消耗2 mol MnO2时，与CH4燃料电池消耗0.5 mol CH4产生的电量相等 B．该电池二氧化锰为正极，发生还原反应 C．当0.1 mol Zn完全溶解时，电池外电路转移的电子数约为1.204×1023 D．电池正极反应式为MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－ 答案　A 解析　当该电池消耗2 mol MnO2时，转移2 mol电子，CH4燃料电池在碱性环境下电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O，产生相等电量时，可知消耗0.25 mol CH4，A错误；反应中Mn元素化合价降低，发生还原反应，作电池的正极，B正确；Zn元素化合价由0价升高为＋2价，则当0.1 mol Zn完全溶解时，电池外电路转移0.2 mol电子，电子数约为1.204×1023，C正确；正极上MnO2得电子发生还原反应，电极反应式为MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－，D正确。 10．锂氟化碳电池的稳定性很高。电解质溶液为LiClO4的乙二醇二甲醚(CH3OCH2CH2OCH3)溶液，总反应为xLi＋CFx===xLiF＋C，放电产物LiF沉积在正极，工作原理如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．外电路电子由b流向a B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．电解质溶液可用LiClO4的乙醇溶液代替 D．正极的电极反应式为CFx＋xe－＋xLi＋===xLiF＋C 答案　D 解析　该电池负极为Li，外电路电子由负极流向正极，即由a流向b，A错误；Li＋通过离子交换膜在正极上形成LiF，即离子交换膜为阳离子交换膜，B错误；Li是活泼金属，能与乙醇反应，所以不能用乙醇溶液代替，C错误。 11．如图所示是铅酸蓄电池构造图，下列说法不正确的是(　　) A．铅酸蓄电池是二次电池，充电时电能转化为化学能 B．电池工作时，H＋移向Pb极 C．电池工作时，电子由Pb极通过外电路流向PbO2极 D．电池工作时，负极发生的反应是Pb－2e－＋SO===PbSO4 答案　B 解析　蓄电池充电时是将电能转化为化学能的装置，A正确；蓄电池放电时，负极上Pb失电子发生氧化反应，电极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4，电子由Pb极通过导线流向 PbO2极，电解质溶液中的阳离子移向正极，即放电时溶液中的H＋向正极PbO2移动，C、D正确、B错误。 12．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，电池的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2OFe(OH)2＋2Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是(　　) A．电池的电解质溶液为碱性溶液，正极为Ni2O3，负极为Fe B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2 C．电池放电过程中，正极附近溶液的酸性增强 D．电池放电时，正极反应为Ni2O3＋3H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－ 答案　C 解析　该充电电池中活泼金属Fe失去电子，为负极，Ni2O3为正极，因为放电时电极产物为氢氧化物，可以判断电解质溶液为碱性溶液，A正确；放电时，负极铁失去电子生成Fe2＋，因为电解质溶液为碱性溶液，所以负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，B正确；放电时正极反应为Ni2O3＋3H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－，C错误、D正确。 13．氢氧燃料电池可以应用在宇宙飞船上，下列说法正确的是(　　) A．电池负极发生还原反应 B．电池可以连续使用 C．正极附近溶液的pH减小 D．消耗5.6 L氢气时转移的电子数为0.5NA 答案　B 解析　电池负极失去电子发生氧化反应，A错误；在氢氧燃料电池中，由于燃料及氧化剂在装置外，可以不断补充，因此该电池能够连续使用，B正确；正极附近溶液的pH增大，C错误；未说明H2所处的外界条件，因此不能根据其体积大小确定其物质的量，也就不能计算反应过程中转移电子的数目，D错误。 14．某新型燃料电池利用民用燃气为燃料，其工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．通入空气的电极为该电池的正极 B．电池工作时，电子由b极经电解质流向a极 C．CO在b极的反应式为CO－2e－＋O2－===CO2 D．相同状况下a极消耗1 L O2，理论上b极消耗2 L燃料 答案　B 解析　燃料电池中，通入空气的电极为该电池的正极，A正确；电池工作时，电子由b极经外电路流向a极，B错误；CO在b极被氧化为CO2，电极反应式为CO－2e－＋O2－===CO2，C正确；H2、CO与O2发生反应生成H2O、CO2时，化学计量数之比均为2∶1，因此相同状况下a极消耗1 L O2的同时，理论上b极消耗2 L燃料，D正确。 15．新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图，该电池总反应为NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O。下列有关说法正确的是(　　) A．电池正极区的电极反应为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O B．电极B为负极，MnO2层的作用是提高原电池的工作效率 C．燃料电池每消耗3 mol H2O2，理论上电路中通过的电子数为6NA D．燃料电池在放电过程中，Na＋从正极区向负极区迁移 答案　C 解析　电池总反应为NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O，结合图示，电极A反应为BH－8e－＋8OH－===BO＋6H2O，电极A为负极，A错误；电极B反应式为H2O2＋2e－===2OH－，电极B为正极，B错误；反应中H2O2中O元素的化合价由－1价降低为－2价，每消耗3 mol H2O2，理论上电路中通过电子的物质的量为6 mol，数目为6NA，C正确；燃料电池在放电过程中，阳离子Na＋从负极区向正极区迁移，D错误。 16．某化工实验室设计了一种新型双微生物燃料电池装置，能够同时消除养殖厂含氮污水和化工厂含醛类废水，工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．电池工作时，电子由a极经导线流向b极，H＋由b极经质子交换膜流向a极 B．a极的电极反应式为C6H5CHO＋13H2O＋32e－===7CO2＋32H＋ C．a极消耗的C6H5CHO和b极消耗的NO的物质的量之比为5∶32 D．该电池装置在加热条件下工作效率会更高 答案　C 解析　在电极b硝酸根离子中氮元素化合价由＋5价降低为0价，则该电极为正极，电极a为负极，电子由a极经导线流向b极，H＋移向正极，即b电极，A错误；a极为负极，电极反应式为C6H5CHO＋13H2O－32e－===7CO2＋32H＋，B错误；b电极为正极，1个硝酸根离子转移5个电子，a电极1个C6H5CHO转移32个电子，根据两个电极转移电子数相等得到a极消耗的C6H5CHO和b极消耗的NO的物质的量之比为5∶32，C正确；加热时微生物会变性，效率会降低，D错误。 17．研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应式可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，下列有关“水”电池在海水中放电时的说法正确的是(　　) A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子 C．Na＋不断向“水”电池的负极移动 D．AgCl是还原产物 答案　B 解析　根据总反应式中元素化合价的升降和正、负极的反应原理，正极反应式为5MnO2＋2e－===Mn5O，负极反应式为2Ag＋2Cl－－2e－===2AgCl，A项错误、B项正确；原电池中阳离子向正极移动，C项错误；AgCl是氧化产物，D项错误。 18．微生物电池具有高效、清洁、环保等优点。某微生物电池工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．a极为该电池的负极 B．b极的电极反应式为4－－e－===3－ C．放电过程中a极附近溶液pH降低 D．当外电路通过1 mol e－时，理论上溶液中会有1 mol H＋通过质子交换膜移向b极 答案　B 解析　该电池中CH3OH作还原剂，所以a极为该电池的负极，A正确；b极的电极反应式为3－＋e－===4－，B错误；放电过程中a极的电极反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋，所以其附近溶液pH降低，C正确；H＋通过质子交换膜移向b极，D正确。 19．(1)如图1所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中央滴入浓CuSO4溶液(实验过程中，不考虑铁丝反应及两球的浮力变化)，一段时间后，当杠杆为绝缘体时，________(填“A”或“B”，下同)端高；当杠杆为导体时，______端高。 图1 (2)铁、铜、铝是生活中使用广泛的金属，FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，其反应的离子方程式为______________________________________________________________， 若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为___________________，正极反应式为________________________________________________________________________。 (3)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为__________(填字母)。 A．铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片 D．铜片、铜片 写出插入烧碱溶液中形成原电池的负极反应式：______________________________。 (4)某原电池装置如图2所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl，当电路中转移a mol电子时，交换膜左侧溶液中约减少____________ mol离子。交换膜右侧溶液中c(HCl)______(填“>”“＜”或“＝”)1 mol·L－1(忽略溶液体积变化)。 图2 答案　(1)A　B　(2)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋　铜　Fe3＋＋e－===Fe2＋　(3)B　Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O　(4)2a　> 解析　(1)当杠杆为绝缘体时，加入硫酸铜溶液后，铁和硫酸铜发生置换反应生成铜附着在铁表面，质量增加，因此是A端比B端高；当杠杆为导体时，加入硫酸铜溶液后，铁和铜构成原电池，铁的金属性强于铜，因此铁是负极失去电子，被氧化，铜是正极，溶液中的铜离子得到电子，发生还原反应析出铜，因此是A端比B端低。(2)氯化铁溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；该反应为氧化还原反应，铜发生氧化反应，作原电池的负极，正极材料只要能够导电且活动性小于铜即可，氯化铁在正极得电子发生还原反应，电极反应式：Fe3＋＋e－===Fe2＋。(3)将铝片和铜片用导线相连，插入浓硝酸中，形成原电池，常温下，Al遇浓硝酸钝化，所以Cu电极作负极；将铝片和铜片用导线相连，插入烧碱溶液中，Al能和NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，Cu不能和NaOH溶液反应，所以Al作负极，B正确；烧碱溶液中形成原电池的负极反应式：Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O。(4)负极电极反应式为Ag－e－＋Cl－===AgCl，原电池工作时，电路中转移a mol电子，则负极消耗a mol Cl－，形成闭合回路移向正极的n(H＋)为a mol，所以负极区即交换膜左侧溶液中约减少2a mol离子；正极区电极反应为Cl2＋2e－===2Cl－，生成n(HCl)＝a mol，所以交换膜右侧溶液c(HCl)增大，即交换膜右侧溶液c(HCl)>1 mol·L－1。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2课时　新型化学电源 1．“自煮火锅”发热包的成分为碳酸钠、硅藻土、铁粉、铝粉、活性炭、焦炭粉、NaCl、生石灰，向发热包中加入冷水，可用来蒸煮食物。下列说法错误的是(　　) A．活性炭作正极，正极上发生还原反应 B．负极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O C．Na＋由活性炭区向铝粉表面区迁移 D．硅藻土结构疏松，使各物质分散并混合均匀，充分接触 答案　C 解析　发热包发热过程中有微小原电池形成，如铝粉和活性炭，在水溶液中活性炭作正极，O2得到电子发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A正确；铝粉作负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O，B正确；活性炭作正极，原电池中阳离子向正极移动，即Na＋向活性炭区迁移，C错误；硅藻土结构疏松，可以使各物质分散并混合均匀，充分接触，D正确。 2.流动电池是一种新型电池。其主要特点是可以通过电解质溶液的循环流动，在电池外部调节电解质溶液，以保持电池内部电极周围溶液浓度的稳定。北京化工大学新开发的一种流动电池如图所示，电池总反应为Cu＋PbO2＋2H2SO4===CuSO4＋PbSO4＋2H2O。下列说法不正确的是(　　) A．a为负极，b为正极 B．该电池工作时PbO2电极附近溶液的pH增大 C．a极的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋ D．调节电解质溶液的方法是补充CuSO4溶液 答案　D 解析　电池总反应为Cu＋PbO2＋2H2SO4===CuSO4＋PbSO4＋2H2O，则铜失电子发生氧化反应为负极，PbO2得电子发生还原反应为正极，所以a为负极，b为正极，故A正确；PbO2电极反应式为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O，所以PbO2电极附近溶液的pH增大，故B正确；铜失电子发生氧化反应，电极反应式：Cu－2e－===Cu2＋，故C正确；由电池总反应：Cu＋PbO2＋2H2SO4===CuSO4＋PbSO4＋2H2O可知，调节电解质溶液的方法是补充H2SO4溶液，故D错误。 3．(2022·四川德阳高二月考)如图所示的锂二氧化锰电池是以高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂为电解质，其正极反应是一种典型的嵌入式反应，电池总反应式为Li＋MnO2===LiMnO2。下列说法错误的是(　　) A．锂片作负极，发生氧化反应 B．放电时，正极反应式为MnO2＋Li＋＋e－===LiMnO2 C．高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂应溶解在非水有机溶剂中 D．放电时，电子移动方向为电极盖1→用电器→电极盖2→内电路→电极盖1 答案　D 解析　由电池总反应Li＋MnO2===LiMnO2可知，Li失电子，作负极，发生氧化反应，A正确；负极反应式为Li－e－===Li＋，MnO2得电子，电极反应式为MnO2＋Li＋＋e－===LiMnO2，B正确；负极Li是活泼金属，能与水反应，故高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂应溶解在非水有机溶剂中，C正确；放电时电子从负极经用电器流向正极，不在电解质中移动，故电子移动方向为电极盖1→用电器→电极盖2，D错误。 4.ORP传感器(如图)测定物质的氧化性的原理：将Pt电极插入待测溶液中，Pt电极、Ag/AgCl电极与待测溶液组成原电池，测得的电压越高，溶液的氧化性越强。向NaIO3溶液、FeCl3溶液中分别滴加2滴H2SO4，测得前者的电压增大，后者的几乎不变。下列说法不正确的是(　　) A．盐桥中的Cl－移向Ag/AgCl电极 B．Ag/AgCl电极反应式是Ag－e－＋Cl－===AgCl C．酸性越强，IO的氧化性越强 D．向FeCl3溶液中滴加浓NaOH溶液至碱性，测得电压几乎不变 答案　D 解析　Ag、Pt与待测溶液组成原电池，Ag的金属活动性比Pt强，作负极，Pt作正极。在该电池中，Ag作负极，盐桥中的Cl－移向Ag/AgCl电极，A正确；Ag/AgCl电极作负极，Ag失电子生成的Ag＋与溶液中的Cl－反应生成AgCl，电极反应式是Ag－e－＋Cl－===AgCl，B正确；向NaIO3溶液中滴加2滴H2SO4，电压增大，则表明酸性越强，IO的氧化性越强，C正确；向FeCl3溶液中滴加浓NaOH溶液至碱性，生成NaCl和Fe(OH)3沉淀，溶液的氧化性减弱，测得的电压减小，D错误。 5．利用某新型微生物电池可消除水中碳水化合物的污染，其工作原理如图所示，下列有关说法正确的是(　　) A．X电极为负极 B．Y电极上的电极反应式：Cmn－4me－===mCO2↑＋(n－2m)H2O＋4mH＋ C．H＋由左向右移动 D．有1 mol CO2生成时，消耗1 mol的MnO2 答案　B 解析　该装置为原电池装置，X电极上MnO2转化成Mn2＋，Mn元素的化合价降低，根据原电池工作原理，X电极为正极，Y电极为负极，A错误；Y电极为负极，C元素的平均化合价由0价升高为＋4价，电极反应式为Cm(H2O)n－4me－===mCO2↑＋(n－2m)H2O＋4mH＋，B正确；根据原电池工作原理，H＋由负极向正极移动，即H＋由右向左移动，C错误；正极反应式为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O，建立关系式为2mMnO2～4me－～mCO2，有1 mol CO2生成时，消耗2 mol MnO2，D错误。 6．犹他大学Minter教授研制出合成氨的新工艺，原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．在A极周围，氢化酶将H2还原成H＋ B．在B极周围，固氮酶催化下发生的总反应为6H＋＋N2＋6e－===2NH3 C．MV＋/MV2＋的主要作用是在电极与酶之间高效传递电子 D．该装置将化学能转化成电能 答案　A 解析　在A极周围，氢化酶将H2氧化成H＋，A错误；MV＋在负极失电子转变成MV2＋，MV2＋在氢化酶上得电子转变成MV＋，从而实现了电子在电极与酶之间的高效传递，C正确；该装置为原电池装置，能将化学能转化成电能，D正确。 7．某浓差电池的原理示意图如图所示，可用该电池从浓缩海水中提取LiCl溶液。下列有关该电池的说法不正确的是(　　) A．该装置可在提取LiCl溶液的同时获得电能 B．电子由Y极通过外电路移向X极 C．正极发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑ D．Y极每生成22.4 L Cl2，有2 mol Li＋从b区移至a区 答案　D 解析　X电极为正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，Y电极为负极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。该装置为原电池，可获得电能，产物有LiCl，故A正确；X极为正极，Y极为负极，电子由Y极通过外电路移向X极，故B正确；Y极每生成标准状况下22.4 L Cl2，转移2 mol电子，有2 mol Li＋从b区移至a区，没有说明是标准状况，故D错误。 8．一款新型钠-空气电池装置如图所示。该电池利用“多孔”石墨电极形成空气通道，放电时生成的NaOx填充在“空位”中，当“空位”填满后，放电终止。下列说法正确的是(　　) A．a极为正极 B．b极发生电极反应：xO2＋2e－＋2Na＋===2NaOx C．选用“多孔”石墨电极是为了增加“空位”，提高电池能量存储 D．理论上a极每减重46 g，则b极消耗氧气约22.4 L 答案　B 解析　在a电极上Na失去电子变为Na＋，发生氧化反应，所以a电极为负极，A错误；在b电极上O2得到电子，与Na＋结合形成NaOx，所以b电极为正极，电极反应式为xO2＋2e－＋2Na＋===2NaOx，B正确；选用“多孔”石墨电极是为了增加“空位”，增大电势差，而与电池能量存储大小无关，C错误；理论上a极每减重46 g，反应消耗2 mol Na，反应过程中转移2 mol电子，但b电极上未指明通入的O2所处的外界条件，因此不能确定消耗的O2的体积大小，D错误。 9．一种新型Zn-PbO2电池结构示意图如图所示，电池由三个不同区域(A、B、C)组成，所用电解质溶液分别为KOH溶液、K2SO4溶液和稀H2SO4，不同区域由离子交换膜(a、b)隔开。关于该电池下列说法不正确的是(　　) A．Zn为负极，发生的电极反应为Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH) B．a、b隔膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 C．电池中消耗6.5 g Zn，理论上PbO2电极应增重6.4 g D．Zn-PbO2电池与传统铅酸蓄电池相比，输出电压更低 答案　D 解析　Zn电极失去电子，Zn2＋与溶液中的OH－结合形成Zn(OH)，所以Zn电极为负极，发生的电极反应为Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)，A正确；A区域是KOH溶液，OH－发生反应变为Zn(OH)，为了维持溶液呈电中性，多余的K＋通过交换膜进入到B区域，由于阳离子交换膜只允许阳离子通过，因此a膜为阳离子交换膜；C区域是稀H2SO4，PbO2发生电极反应：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，消耗了氢离子，多余的SO需要通过阴离子交换膜进入到B区域，因此b膜为阴离子交换膜，B正确；6.5 g Zn的物质的量为＝0.1 mol，共转移0.2 mol电子，PbO2电极生成PbSO4，增加的质量相当于SO2的质量，0.1 mol×64 g·mol－1＝6.4 g，C正确；传统铅酸蓄电池以铅为负极，电极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4，相比新型Zn-PbO2电池，消耗相同质量的负极材料，Zn-PbO2电池转移电子更多，输出电压更高，D错误。 10．我国科学家开发出了一种锌-一氧化氮电池系统，该电池具有同时合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．电极电势：Zn/ZnO电极<MoS2电极 B．Zn/ZnO电极的反应式为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O C．电池工作一段时间后，正极区溶液的pH减小 D．电子流向：Zn/ZnO电极→负载→MoS2电极 答案　C 解析　Zn/ZnO电极为负极，MoS2电极为正极，正极电势高于负极电势，A正确；MoS2电极区消耗的H＋源于双极膜解离出的H＋，且产生的NH3会部分溶解，所以正极区溶液的pH不会减小，C错误；电子流向：负极→负载→正极，D正确。 11．催化剂TAPP-Mn(Ⅱ)的应用，使Li-CO2电池的研究取得了新的进展。Li-CO2电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如图所示。 下列说法错误的是(　　) A．Li-CO2电池可使用有机电解液 B．放电时，Li电极作负极，失电子发生氧化反应 C．放电时，正极反应为3CO2＋4Li＋＋4e－===2Li2CO3＋C D．*LiCO2、*CO、*LiC2O3和C都是正极反应的中间产物 答案　D 解析　Li是活泼金属，能与水发生反应，因此不能采用水溶液作为电解质，应使用有机电解液，故A正确；由装置图可知，该原电池的负极上Li失电子生成Li＋，发生氧化反应，Li电极作负极，故B正确；由装置图可知，该原电池的正极上二氧化碳得电子生成C单质，电极反应式为3CO2＋4Li＋＋4e－===2Li2CO3＋C，故C正确；由正极的反应历程图示可知，C为最终的产物，不是中间产物，故D错误。 12．溶质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池称为浓差电池。如图是由Ag电极和硝酸银溶液组成的电池(c1<c2)，工作时，A电极的质量不断减轻，下列说法正确的是(　　) A．此处应该用阳离子交换膜 B．B极为正极，发生氧化反应 C．若外电路通过0.1 mol电子，则右侧溶液质量减轻10.8 g D．原电池的总反应不一定是氧化还原反应 答案　D 解析　由题意知，A电极质量不断减轻，故发生反应：Ag－e－===Ag＋，则A极为负极，B极为正极，负极区Ag＋浓度增大，正极区Ag＋得电子生成Ag，电极反应为Ag＋＋e－===Ag，正极区Ag＋浓度减小，浓差电池中溶质由高浓度向低浓度扩散，故正极区NO经过离子交换膜移向负极，此处离子交换膜为阴离子交换膜，A、B错误；正极发生反应：Ag＋＋e－===Ag，当转移0.1 mol电子时，溶液中减少0.1 mol Ag＋，同时正极有0.1 mol NO移向负极区，故右侧溶液减少质量为0.1 mol×108 g·mol－1＋0.1 mol×62 g·mol－1＝17 g，C错误；负极的电极反应式为Ag－e－===Ag＋，正极的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，总反应属于非氧化还原反应，D正确。 13．如图装置是一种微生物脱盐电池的装置，它可以通过处理有机废水(以含CH3COO－的溶液为例)获得电能，同时还可实现海水淡化。已知a、b电极为惰性电极，X、Y均为离子交换膜，下列说法错误的是(　　) A．X、Y依次为阴离子、阳离子选择性交换膜 B．a极反应为CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2＋7H＋，产生的H＋向b极移动 C．b极为正极 D．当电路中转移1 mol电子时，在b极室可以生成40 g NaOH 答案　B 解析　根据图示可知，在a极上CH3COO－失去电子被氧化生成CO2和H＋，碳元素化合价升高，被氧化，所以a极为该原电池的负极，则b极为正极。为了实现海水的淡化，海水中的氯离子需要移向负极，即a极，则隔膜X为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极，即b极，则隔膜Y为阳离子交换膜，A正确；a极为负极，C失去电子被氧化生成CO2，同时产生H＋，则结合电荷守恒可得电极反应式为CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2＋7H＋，由于隔膜X是阴离子交换膜，所以阻碍生成的H＋向正极移动，B错误；当电路中转移1 mol电子时，会有1 mol Na＋进入b极室形成1 mol NaOH，其质量是40 g，D正确。 14．新型LiFePO4可充电锂离子动力电池以其独特的优势成为绿色能源的新宠。已知该电池放电时的电极反应式为正极：FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4，负极：Li－e－===Li＋。下列说法正确的是(　　) A．充电时电池反应为FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4 B．放电时电池内部Li＋向负极移动 C．充电时动力电池的阳极应与外接电源的正极相连 D．放电时，在正极上Li＋得电子被还原 答案　C 解析　根据原电池的电极反应得到电池总反应：FePO4＋Li===LiFePO4，则充电时电池反应为LiFePO4===FePO4＋Li，A错误；根据原电池的正极反应：FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4可判断放电时电池内部Li＋向正极移动，Li元素的化合价未变，铁元素得到电子，化合价发生变化，B、D错误；充电时动力电池上的阳极应与外接电源的正极相连，发生氧化反应：LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋，C正确。 15．锰酸锂是一种可充电锂离子电池的电极材料，该电池的反应方程式为Li1－xMn2O4＋LixC6LiMn2O4＋C6(x<1)。下列说法错误的是(　　) A．放电时，b为正极，电极反应式为Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－===LiMn2O4 B．放电时，Li＋由a极区域移向b极区域 C．充电时，阴极电极反应式为C6＋xe－＋xLi＋===LixC6 D．充电时，b电极与电源的负极相连 答案　D 解析　根据题图中电子的流向可知b为正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－===LiMn2O4，A正确；原电池中阳离子向正极移动，故Li＋由a极区域移向b极区域，B正确；充电时，a为阴极，电极反应式为C6＋xe－＋xLi＋===LixC6，C正确；充电时，原电池的负极与直流电源的负极相连，原电池的正极与直流电源的正极相连，故b电极与电源的正极相连，D错误。 16．下面是最近研发的Ca-LiFePO4可充电电池的工作示意图，锂离子导体膜只允许Li＋通过，电池反应为xCa2＋＋2LiFePO4xCa＋2Li1－xFePO4＋2xLi。下列说法错误的是(　　) A．放电时，负极反应为LiFePO4－xe－===2Li1－xFePO4＋xLi＋ B．充电时，Li1－xFePO4/LiFePO4电极发生Li＋脱嵌，放电时发生Li＋嵌入 C．充电时，当转移0.2 mol电子时，理论上左室中电解质的质量减轻2.6 g D．LiPF6-LiAsF6为非水电解质，其与Li2SO4溶液的主要作用都是传递离子 答案　A 解析　放电时负极反应为 Ca－2e－===Ca2＋，使左室中正电荷数目增多，锂离子导体膜只允许Li＋通过，使LiPF6-LiAsF6电解质中的Li＋通过锂离子导体膜移入右室，正极反应为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，电极发生Li＋嵌入，充电时，阳极发生：LiFePO4－xe－=== xLi＋＋Li1－xFePO4，电极发生Li＋脱嵌，转移0.2 mol电子时，有0.2 mol Li＋从右室通过锂离子导体膜移入左室，左室电解质中有0.1 mol Ca2＋得电子生成Ca沉积在钙电极上，故左室中电解质的质量减轻40 g·mol－1×0.1 mol－7 g·mol－1×0.2 mol＝2.6 g，A错误，B、C正确；钙与水能够剧烈反应，左室中的LiPF6-LiAsF6电解质一定为非水电解质，Li2SO4溶液为右室中的电解质溶液，主要作用都是传递离子，形成电流，构成闭合回路，D正确。 17．化学家描绘出了一种使用DMSO(二甲亚砜)作为电解液，并用多孔黄金作为电极的锂-空气电池的实验模型，该电池放电时在多孔黄金上氧分子与锂离子反应，形成过氧化锂，其装置图如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A．DMSO电解液能传递Li＋和电子，不能换成水溶液 B．该电池放电时每消耗2 mol O2，转移4 mol电子 C．给该锂-空气电池充电时，金属锂接电源的正极 D．多孔黄金为电池正极，电极反应式可能为O2＋4e－===2O2－ 答案　B 解析　DMSO电解液能传递Li＋，但不能传递电子，A错误；该电池放电时O2转化为O，所以每消耗2 mol O2，转移4 mol电子，B正确；放电时，金属锂为负极，充电时，金属锂应接电源的负极，C错误；多孔黄金为电池正极，电极反应式为2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2，D错误。 18.我国科研团队对废旧锂电池进行回收，提取其中有效物质，经处理后合成了LiFe0.6Mn0.4PO4，并将其作为正极材料重新应用于锂离子电池中，下列说法正确的是(　　) A．废旧锂电池中含有锂、有机电解质等物质，因此应在高温、通风条件下拆解电池，回收其中的锂 B．充电时，Li电极应与外加电源的正极相连 C．放电时，当电路中转移1 mol电子时，正极增重7 g D．充电时，该电池总反应为Fe0.6Mn0.4PO4＋LiLiFe0.6Mn0.4PO4 答案　C 解析　在高温下Li与空气中的O2会发生反应，有机物在高温下会发生燃烧引发火灾，A错误；放电时锂电极为负极，充电时，Li电极应与外加电源的负极相连，B错误；放电时，负极上Li失去电子变为Li＋，负极反应式为Li－e－===Li＋，正极上Li＋嵌入正极材料中，因此当电路中转移1 mol电子时，正极增重7 g，C正确；充电时Li电极与电源负极连接，作阴极，在阴极上Li＋得到电子变为Li单质，故充电时总反应式为LiFe0.6Mn0.4PO4Fe0.6Mn0.4PO4＋Li，D错误。 19.一种可充电的锌锰分液电池，其结构如图所示： 下列说法不正确的是(　　) A．放电时，正极反应为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O B．充电时，Zn作阴极：[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－ C．离子交换膜a和b分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．充电过程中K2SO4溶液的浓度逐渐降低 答案　C 解析　放电时，Zn是负极、MnO2是正极，根据图示正极反应为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，A正确；放电时，Zn是负极，充电时，Zn作阴极，根据图示，阴极反应式为[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－，B正确；放电过程中，正极区SO通过离子交换膜a进入硫酸钾溶液，负极区K＋通过离子交换膜b进入硫酸钾溶液，a、b分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜，C错误；充电过程中，K＋通过离子交换膜b进入阴极区，SO通过离子交换膜a进入阳极区，K2SO4溶液的浓度逐渐降低，D正确。 20．全钒液流储能电池一次性充电后，续航能力可达1 000 km，而充电时间只需3～5 min，被誉为“完美电池”，其原理如图所示(已知溶液中V2＋呈紫色，V3＋呈绿色)。电池放电时，左槽溶液质量增加。下列说法正确的是(　　) A．充电时的阴极反应：VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O B．放电时的正极反应：V3＋＋e－===V2＋ C．放电过程中，右槽溶液由紫色变为绿色 D．若负载为用石墨电极电解食盐水的装置，生成4 g NaOH时该电池中消耗0.1 mol H＋ 答案　C 解析　电池放电时，左槽溶液质量增加，发生反应VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O，左槽中电极为正极，充电时，左槽中电极为阳极，右槽中电极为阴极，阴极反应为V3＋＋e－===V2＋，故A、B错误；放电过程中，右槽中发生反应V2＋－e－===V3＋，溶液中V2＋呈紫色，V3＋呈绿色，则右槽溶液由紫色变为绿色，故C正确；若负载为用石墨电极电解食盐水的装置，由2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑、VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O可知，生成1 mol NaOH转移1 mol电子，电池中消耗2 mol H＋，则生成4 g NaOH(即0.1 mol)时，该电池中消耗0.2 mol H＋，故D错误。 21.当前各种新型二次电池层出不穷，其中以Fe[Fe(CN)6]为代表的新型可充电钠离子电池格外引人注意，其放电工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．放电时，正极反应式：Fe[Fe(CN)6]＋2Na＋＋2e－===Na2Fe[Fe(CN)6] B．充电时，Mo箔接电源的负极 C．充电时，右室Na＋浓度减小 D．外电路中通过0.2 mol电子时，负极质量变化为4.8 g 答案　A 解析　根据原电池工作原理，Mg箔作负极，Mo箔作正极，正极反应式为Fe＋2Na＋＋2e－===Na2Fe，A正确；充电时，电解池的阳极(原电池的正极)接电源的正极，即Mo箔接电源的正极，B错误；充电时，阳离子移向阴极，Na＋应从左室移向右室，右室Na＋浓度增大，C错误；负极上的电极反应式是2Mg－4e－＋2Cl－===2＋，外电路中通过0.2 mol电子时，消耗0.1 mol Mg，质量减少2.4 g，D错误。 22．科学家报道了一种新型可充电Na/Fe二次电池，其工作原理如图所示，下列有关说法正确的是(　　) A．放电时，电子由X极经溶液流向Y极 B．充电时，Y极的电极反应式为CaFeO2.5＋0.5Na2O－e－===CaFeO3＋Na＋ C．充电时，可用乙醇代替有机电解质溶液 D．电极材料的比能量：Na>Li 答案　B 解析　根据原电池工作原理图可知，X极上Na发生失电子的氧化反应，为负极，反应式为Na－e－===Na＋，Y极上发生得电子的还原反应，为正极，反应式为CaFeO3＋Na＋＋e－===CaFeO2.5＋0.5Na2O，充电时为电解池，原电池的负极连接电源的负极，阴、阳极的电极反应和放电时的负、正极反应相反，据此分析解答。放电时，X极上Na失电子，发生氧化反应，为负极，电子经导线从负极流向正极，A错误；充电时，Y极作阳极，电极反应式为CaFeO2.5＋0.5Na2O－e－===CaFeO3＋Na＋，B正确；Na能与乙醇反应，不能用乙醇代替有机电解质溶液，C错误；若Na和Li都失去1 mol电子，则电极材料中消耗Na的质量为23 g、Li的质量为7 g，单位质量金属放出的电能：Li＞Na，D错误。 23．镁-锑液态金属电池是新型二次电池，白天利用太阳能给电池充电，夜晚电池可以给外电路供电。该电池利用液体密度不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变，工作原理如图所示。下列有关说法错误的是(　　) A．放电时，Cl－向上层方向移动 B．放电时，Mg(液)层的质量减小 C．充电时，Mg-Sb(液)层作阴极 D．充电时，阴极的电极反应式为Mg2＋＋2e－===Mg 答案　C 解析　根据电流方向可知放电时Mg作负极、Mg-Sb作正极，则充电时Mg为阴极，Mg-Sb为阳极。放电时为原电池，阴离子向负极移动，Cl－向上层方向移动，A正确；放电时Mg(液)层为负极，电极反应：Mg－2e－===Mg2＋，产生的Mg2＋移向中间层，质量减小，B正确；放电时Mg作负极，发生电极反应：Mg－2e－===Mg2＋，则充电时为阴极，电极反应式为Mg2＋＋2e－===Mg，D正确。 24.水系锌离子电池是一种新型二次电池，工作原理如图。该电池以粉末多孔锌电极(锌粉、活性炭及粘结剂等)和V2O5为电极，三氟甲磺酸锌[Zn(CF3SO3)2]为电解液，总反应为xZn＋V2O5===ZnxV2O5(s)。下列叙述错误的是(　　) A．充电时，多孔锌电极连接电池的负极 B．放电时，V2O5电极上发生的反应为V2O5＋2e－＋xZn2＋===ZnxV2O5 C．充电时，Zn2＋通过阳膜由右池移向左池 D．理论上，充放电过程中电解质溶液的质量均未改变 答案　B 解析　由放电时的总反应xZn＋V2O5===ZnxV2O5(s)可知，Zn失电子，作负极，V2O5发生还原反应，作正极。充电时，粉末多孔锌电极为阴极，发生还原反应，连接电池的负极，A正确；放电时，V2O5电极上发生的反应为V2O5＋2xe－＋xZn2＋===ZnxV2O5，B错误；充电时，阳离子向阴极移动，所以Zn2＋通过阳膜由右池移向左池，C正确；由放电总反应xZn＋V2O5===ZnxV2O5(s)可知，电解质溶液中的成分没有参加总反应，故充放电过程中电解质溶液的质量均未改变，D正确。 25.我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流二次电池，该电池在使用前要先进行充电，如图为充电原理示意图，溴离子与碘分子结合成为I2Br－，可以增加电池容量。下列叙述不正确的是(　　) A．充电时，a接外电源的正极，作阳极 B．充电时，b电极每增重0.65 g，溶液中有0.02 mol I－被氧化 C．放电时，a电极反应为I2Br－＋2e－===2I－＋Br－ D．放电时，贮液器d内c(Zn2＋)持续增大 答案　D 解析　由充电原理示意图可知，锌极锌离子得到电子发生还原反应，为电解池的阴极，则a极为电解池的阳极，故充电时，a接外电源的正极，作阳极，A正确；充电时，b电极每增重0.65 g，转移电子的物质的量为×2＝0.02 mol，根据得失电子守恒可知，溶液中有0.02 mol I－被氧化，B正确；放电时，a电极为正极，发生还原反应，反应为I2Br－＋2e－===2I－＋Br－，C正确；放电时，b极反应为Zn－2e－===Zn2＋，生成的锌离子通过阳离子交换膜进入正极区域，贮液器d内c(Zn2＋)不会持续增大，D错误。 26．(1)二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池可以利用大气中所含SO2快速启动，其装置示意图如图： ①质子的流动方向为________________________(填“从A到B”或“从B到A”)。 ②负极的电极反应式为____________________________________________________。 (2)NH3-O2燃料电池的结构如图所示： ①a极为电池的__________(填“正”或“负”)极。 ②当生成1 mol N2时，电路中流过电子的物质的量为_______________。 答案　(1)①从A到B ②SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋ (2)①负　②6 mol 解析　(1)①根据图示，A为燃料电池的负极，B为燃料电池的正极，在原电池电解质溶液中，质子由负极向正极移动，即从A到B。②负极发生氧化反应，二氧化硫被氧化为硫酸根离子，电极反应式为SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋。 (2)①a极通入氨，是负极，b极通入氧气，是正极。②N的化合价由－3变成0，当生成1 mol N2时，转移6 mol电子。 27．(1)据文献报道，科学家利用氮化镓材料与铜组成如图所示的人工光合系统装置，成功地以CO2和H2O为原料合成了CH4。 ①写出铜电极表面的电极反应式：__________________________________________。 ②为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量______(填“盐酸”或“硫酸”)。 (2)某负载二次镍氢电池放电时的工作原理如图所示，其中隔膜为________(填“阴”或“阳”)离子交换膜，负极的电极反应式为__________________________________________。 (3)利用反应NO2＋NH3―→N2＋H2O(未配平)消除烟气中NO2的简易装置如图所示，A、B两池溶液均为200 mL 0.01 mol·L－1 NaOH溶液，过程中溶液的体积和温度变化忽略不计。 电极a的电极反应式为____________________________________________________。 答案　(1)①CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O　②硫酸 (2)阴　LaNi5H6＋6OH－－6e－===LaNi5＋6H2O (3)2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O 解析　(1)原电池中电子从负极流向正极，根据图像中电子流向可知，铜电极为正极，正极上二氧化碳得电子生成甲烷，则铜电极表面的电极反应式为CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O；负极水失电子产生氧气，电极反应式为4H2O－8e－===2O2＋8H＋。②电池中有质子交换膜，说明电解质溶液显酸性，必须加入酸，在光的作用下，盐酸中的Cl－易失电子产生Cl2，且盐酸易挥发，故应选硫酸。(2)由图像可知，NiO(OH)为电池的正极，电极反应为NiO(OH)＋e－===NiO＋OH－，LaNi5H6为电池的负极，电极反应为LaNi5H6＋6OH－－6e－===LaNi5＋6H2O。根据上述分析，OH－需从正极区到负极区，因此隔膜为阴离子交换膜。(3)根据化学方程式，NO2发生还原反应，为正极反应物，NH3发生氧化反应，为负极反应物，故电极a是负极，电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O。 28．(1)某科研小组设计双阴极微生物燃料电池进行同步硝化和反硝化脱氮研究，如图1所示，“厌氧阳极”的电极反应式为______________________________，若“好氧阴极”1 mol NH完全硝化生成NO，此时向该电极输送电子的物质的量为4 mol，则“好氧阴极”区消耗的O2在标准状况的体积约为__________L。 (2)高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图2所示是高铁电池的模拟实验装置。 ①该电池放电时正极的电极反应式为________________________________________。 ②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向______(填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向________(填“左”或“右”)移动。 ③图3为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有____________________。 答案　(1)C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2＋24H＋　67.2 (2)①FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－　②右　左　③使用时间长、工作电压稳定 解析　(1)根据题干信息，厌氧阳极葡萄糖氧化过程无氧气参加，并产生了二氧化碳和氢离子，所以电极反应为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2＋24H＋；“好氧阴极” 1 mol NH完全硝化生成NO，且电极输送电子4 mol，需有氧气参加反应，根据原子守恒和电荷守恒可得电极反应为NH＋3O2＋2H＋＋4e－===NO＋3H2O，消耗O2的物质的量为3 mol，标准状况下的体积约为67.2 L。(2)①该电池放电时，FeO得电子生成氢氧化铁，正极的电极反应式为FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－。②原电池内部，阳离子移向正极，阴离子移向负极，盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向右移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向左移动。③由高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课时1化学电源 1．日常所用锌锰干电池的电极分别为锌筒和石墨棒，以糊状NH4Cl作电解质，电极反应为Zn－2e－＋2NH===Zn(NH3)＋2H＋，2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnO(OH)。下列有关锌锰干电池的叙述正确的是(　　) A．干电池中锌筒为正极，石墨棒为负极 B．干电池可实现电能向化学能的转化 C．干电池长时间连续工作后，糊状物可能流出，腐蚀用电器 D．干电池工作时，电流方向是由锌筒经外电路流向石墨棒 2．体温枪能快速检测人体体温，该体温枪所用的电池为一种银锌电池(如图所示)，电池的总反应式为Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。下列关于该电池的说法正确的是(　　) A．Ag2O电极作正极，发生氧化反应 B．该电池放电时溶液中的K＋向Zn电极移动 C．电池工作时，电流从Ag2O电极经过隔板流向Zn电极 D．该电池的负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 3．如图为氢氧燃料电池工作原理示意图，下列叙述不正确的是 A．a电极是负极 B．b电极的电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置 4．我国科学家设计的一种甲酸(HCOOH)燃料电池如图所示(半透膜只允许K＋、H＋通过)，下列说法错误的是(　　) A．物质A可以是硫酸氢钾 B．左侧为电池负极，HCOO－发生氧化反应生成HCO C．该燃料电池的总反应为2HCOOH＋O2＋2OH－===2HCO＋2H2O D．右侧每消耗11.2 L O2(标准状况)，左侧有1 mol K＋通过半透膜移向右侧 5．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而被重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是(　　) A．Li是正极，电极反应式为Li－e－===Li＋ B．Li是负极，电极反应式为Li－e－===Li＋ C．MnO2是负极，电极反应式为MnO2＋e－===MnO D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－===Li2＋ 6．常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，已知O～t1，原电池的负极是Al片，反应过程中有红棕色气体产生，下列说法不正确的是(　　) A．O～t1，正极的电极反应式为2H＋＋NO＋e－===NO2↑＋H2O B．O～t1，溶液中的H＋向Cu电极移动 C．t1时，负极的电极反应式为Cu＋2e－===Cu2＋ D．t1时，原电池中电子的流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍Al进一步反应 7．硝酸汞和碘化钾溶液混合后会生成红色的碘化汞沉淀，为了探究硝酸汞和碘化钾溶液之间能否发生氧化还原反应，研究人员设计了如图的实验装置，结果电流表指针发生了偏转，下列分析正确的是(　　) A．如图装置的电流方向是从C1到C2 B．C1是负极，发生的反应是2I－－2e－===I2 C．盐桥中的K＋向C1电极移动 D．装置发生的总反应是Hg2＋＋2I－===HgI2↓ A．Ag2O为电池的正极 B．电子由Ag2O极经外电路流向Al极 C．Al在电池反应中被氧化 D．溶液中的OH－向Al极迁移 8.鱼雷采用Al-Ag2O动力电池，以溶有氢氧化钾的流动海水为电解质溶液，电池反应为2Al＋3Ag2O＋2KOH===6Ag＋2KAlO2＋H2O，下列说法错误的是(　　) 9．被称为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片(在其一边镀锌，在其另一边镀二氧化锰)作为传导体。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解质溶液。总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnO(OH)，下列说法不正确的是(　　) A．当该电池消耗2 mol MnO2时，与CH4燃料电池消耗0.5 mol CH4产生的电量相等 B．该电池二氧化锰为正极，发生还原反应 C．当0.1 mol Zn完全溶解时，电池外电路转移的电子数约为1.204×1023 D．电池正极反应式为MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－ 10．锂氟化碳电池的稳定性很高。电解质溶液为LiClO4的乙二醇二甲醚(CH3OCH2CH2OCH3)溶液，总反应为xLi＋CFx===xLiF＋C，放电产物LiF沉积在正极，工作原理如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．外电路电子由b流向a B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．电解质溶液可用LiClO4的乙醇溶液代替 D．正极的电极反应式为CFx＋xe－＋xLi＋===xLiF＋C 11．如图所示是铅酸蓄电池构造图，下列说法不正确的是(　　) A．铅酸蓄电池是二次电池，充电时电能转化为化学能 B．电池工作时，H＋移向Pb极 C．电池工作时，电子由Pb极通过外电路流向PbO2极 D．电池工作时，负极发生的反应是Pb－2e－＋SO===PbSO4 12．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，电池的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2OFe(OH)2＋2Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是(　　) A．电池的电解质溶液为碱性溶液，正极为Ni2O3，负极为Fe B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2 C．电池放电过程中，正极附近溶液的酸性增强 D．电池放电时，正极反应为Ni2O3＋3H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－ 13．氢氧燃料电池可以应用在宇宙飞船上，下列说法正确的是(　　) A．电池负极发生还原反应 B．电池可以连续使用 C．正极附近溶液的pH减小 D．消耗5.6 L氢气时转移的电子数为0.5NA 14．某新型燃料电池利用民用燃气为燃料，其工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．通入空气的电极为该电池的正极 B．电池工作时，电子由b极经电解质流向a极 C．CO在b极的反应式为CO－2e－＋O2－===CO2 D．相同状况下a极消耗1 L O2，理论上b极消耗2 L燃料 15．新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图，该电池总反应为NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O。下列有关说法正确的是(　　) A．电池正极区的电极反应为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O B．电极B为负极，MnO2层的作用是提高原电池的工作效率 C．燃料电池每消耗3 mol H2O2，理论上电路中通过的电子数为6NA D．燃料电池在放电过程中，Na＋从正极区向负极区迁移 16．某化工实验室设计了一种新型双微生物燃料电池装置，能够同时消除养殖厂含氮污水和化工厂含醛类废水，工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．电池工作时，电子由a极经导线流向b极，H＋由b极经质子交换膜流向a极 B．a极的电极反应式为C6H5CHO＋13H2O＋32e－===7CO2＋32H＋ C．a极消耗的C6H5CHO和b极消耗的NO的物质的量之比为5∶32 D．该电池装置在加热条件下工作效率会更高 17．研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应式可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，下列有关“水”电池在海水中放电时的说法正确的是(　　) A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子 C．Na＋不断向“水”电池的负极移动 D．AgCl是还原产物 18．微生物电池具有高效、清洁、环保等优点。某微生物电池工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．a极为该电池的负极 B．b极的电极反应式为4－－e－===3－ C．放电过程中a极附近溶液pH降低 D．当外电路通过1 mol e－时，理论上溶液中会有1 mol H＋通过质子交换膜移向b极 19．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池，请回答下列问题： (1)反应开始时，乙中石墨电极上发生________(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为______。甲中石墨电极上发生_____(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为______。 (2)电流表读数为0时，反应达到平衡状态，此时在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨作______(填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为______________________。 20．(1)如图1所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中央滴入浓CuSO4溶液(实验过程中，不考虑铁丝反应及两球的浮力变化)，一段时间后，当杠杆为绝缘体时，________(填“A”或“B”，下同)端高；当杠杆为导体时，______端高。 (2)铁、铜、铝是生活中使用广泛的金属，FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，其反应的离子方程式为_________________________，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为__________，正极反应式为___________。 (3)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为__________(填字母)。写出插入烧碱溶液中形成原电池的负极反应式：________。A．铝片、铜片 B．铜片、铝片C．铝片、铝片 D．铜片、铜片 (4)某原电池装置如图2所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl，当电路中转移a mol电子时，交换膜左侧溶液中约减少_____ mol离子。交换膜右侧溶液中c(HCl)______(填“>”“＜”或“＝”)1 mol·L－1(忽略溶液体积变化)。 第2课时　新型化学电源 1．“自煮火锅”发热包的成分为碳酸钠、硅藻土、铁粉、铝粉、活性炭、焦炭粉、NaCl、生石灰，向发热包中加入冷水，可用来蒸煮食物。下列说法错误的是(　　) A．活性炭作正极，正极上发生还原反应 B．负极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O C．Na＋由活性炭区向铝粉表面区迁移 D．硅藻土结构疏松，使各物质分散并混合均匀，充分接触 2.流动电池是一种新型电池。其主要特点是可以通过电解质溶液的循环流动，在电池外部调节电解质溶液，以保持电池内部电极周围溶液浓度的稳定。北京化工大学新开发的一种流动电池如图所示，电池总反应为Cu＋PbO2＋2H2SO4===CuSO4＋PbSO4＋2H2O。下列说法不正确的是(　　) A．a为负极，b为正极 B．该电池工作时PbO2电极附近溶液的pH增大 C．a极的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋ D．调节电解质溶液的方法是补充CuSO4溶液 3．如图所示的锂二氧化锰电池是以高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂为电解质，其正极反应是一种典型的嵌入式反应，电池总反应式为Li＋MnO2===LiMnO2。下列说法错误的是(　　) A．锂片作负极，发生氧化反应 B．放电时，正极反应式为MnO2＋Li＋＋e－===LiMnO2 C．高氯酸锂或三氟甲基磺酸锂应溶解在非水有机溶剂中 D．放电时，电子移动方向为电极盖1→用电器→电极盖2→内电路→电极盖1 4.ORP传感器(如图)测定物质的氧化性的原理：将Pt电极插入待测溶液中，Pt电极、Ag/AgCl电极与待测溶液组成原电池，测得的电压越高，溶液的氧化性越强。向NaIO3溶液、FeCl3溶液中分别滴加2滴H2SO4，测得前者的电压增大，后者的几乎不变。下列说法不正确的 A．盐桥中的Cl－移向Ag/AgCl电极 B．Ag/AgCl电极反应式是Ag－e－＋Cl－===AgCl C．酸性越强，IO的氧化性越强 D．向FeCl3溶液中滴加浓NaOH溶液至碱性，测得电压几乎不变 5．利用某新型微生物电池可消除水中碳水化合物的污染，其工作原理如图所示，下列有关说法正确的是(　　) A．X电极为负极 B．Y电极上的电极反应式：Cmn－4me－===mCO2↑＋(n－2m)H2O＋4mH＋ C．H＋由左向右移动 D．有1 mol CO2生成时，消耗1 mol的MnO2 6．犹他大学Minter教授研制出合成氨的新工艺，原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．在A极周围，氢化酶将H2还原成H＋ B．在B极周围，固氮酶催化下发生的总反应为6H＋＋N2＋6e－===2NH3 C．MV＋/MV2＋的主要作用是在电极与酶之间高效传递电子 D．该装置将化学能转化成电能 7．某浓差电池的原理示意图如图所示，可用该电池从浓缩海水中提取LiCl溶液。下列有关该电池的说法不正确的是(　　) A．该装置可在提取LiCl溶液的同时获得电能 B．电子由Y极通过外电路移向X极 C．正极发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑ D．Y极每生成22.4 L Cl2，有2 mol Li＋从b区移至a区 8．一款新型钠-空气电池装置如图所示。该电池利用“多孔”石墨电极形成空气通道，放电时生成的NaOx填充在“空位”中，当“空位”填满后，放电终止。下列说法正确的是(　　) A．a极为正极 B．b极发生电极反应：xO2＋2e－＋2Na＋===2NaOx C．选用“多孔”石墨电极是为了增加“空位”，提高电池能量存储 D．理论上a极每减重46 g，则b极消耗氧气约22.4 L 9．一种新型Zn-PbO2电池结构示意图如图所示，电池由三个不同区域(A、B、C)组成，所用电解质溶液分别为KOH溶液、K2SO4溶液和稀H2SO4，不同区域由离子交换膜(a、b)隔开。关于该电池下列说法不正确的是(　　) A．Zn为负极，发生的电极反应为Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH) B．a、b隔膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 C．电池中消耗6.5 g Zn，理论上PbO2电极应增重6.4 g D．Zn-PbO2电池与传统铅酸蓄电池相比，输出电压更低 10．我国科学家开发出了一种锌-一氧化氮电池系统，该电池具有同时合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．电极电势：Zn/ZnO电极<MoS2电极 B．Zn/ZnO电极的反应式为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O C．电池工作一段时间后，正极区溶液的pH减小 D．电子流向：Zn/ZnO电极→负载→MoS2电极 11．催化剂TAPP-Mn(Ⅱ)的应用，使Li-CO2电池的研究取得了新的进展。Li-CO2电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如图所示。 下列说法错误的是(　　) A．Li-CO2电池可使用有机电解液 B．放电时，Li电极作负极，失电子发生氧化反应 C．放电时，正极反应为3CO2＋4Li＋＋4e－===2Li2CO3＋C D．*LiCO2、*CO、*LiC2O3和C都是正极反应的中间产物 12．溶质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池称为浓差电池。如图是由Ag电极和硝酸银溶液组成的电池(c1<c2)，工作时，A电极的质量不断减轻，下列说法正确的是(　　) A．此处应该用阳离子交换膜 B．B极为正极，发生氧化反应 C．若外电路通过0.1 mol电子，则右侧溶液质量减轻10.8 g D．原电池的总反应不一定是氧化还原反应 13．如图装置是一种微生物脱盐电池的装置，它可以通过处理有机废水(以含CH3COO－的溶液为例)获得电能，同时还可实现海水淡化。已知a、b电极为惰性电极，X、Y均为离子交换膜，下列说法错误的是(　　) A．X、Y依次为阴离子、阳离子选择性交换膜 B．a极反应为CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2＋7H＋，产生的H＋向b极移动 C．b极为正极 D．当电路中转移1 mol电子时，在b极室可以生成40 g NaOH 14．新型LiFePO4可充电锂离子动力电池以其独特的优势成为绿色能源的新宠。已知该电池放电时的电极反应式为正极：FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4，负极：Li－e－===Li＋。下列说法正确的是(　　) A．充电时电池反应为FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4 B．放电时电池内部Li＋向负极移动 C．充电时动力电池的阳极应与外接电源的正极相连 D．放电时，在正极上Li＋得电子被还原 15．锰酸锂是一种可充电锂离子电池的电极材料，该电池的反应方程式为Li1－xMn2O4＋LixC6LiMn2O4＋C6(x<1)。下列说法错误的是(　　) A．放电时，b为正极，电极反应式为Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－===LiMn2O4 B．放电时，Li＋由a极区域移向b极区域 C．充电时，阴极电极反应式为C6＋xe－＋xLi＋===LixC6 D．充电时，b电极与电源的负极相连 16．下面是最近研发的Ca-LiFePO4可充电电池的工作示意图，锂离子导体膜只允许Li＋通过，电池反应为xCa2＋＋2LiFePO4xCa＋2Li1－xFePO4＋2xLi。下列说法错误的是(　　) A．放电时，负极反应为LiFePO4－xe－===2Li1－xFePO4＋xLi＋ B．充电时，Li1－xFePO4/LiFePO4电极发生Li＋脱嵌，放电时发生Li＋嵌入 C．充电时，当转移0.2 mol电子时，理论上左室中电解质的质量减轻2.6 g D．LiPF6-LiAsF6为非水电解质，其与Li2SO4溶液的主要作用都是传递离子 17．化学家描绘出了一种使用DMSO(二甲亚砜)作为电解液，并用多孔黄金作为电极的锂-空气电池的实验模型，该电池放电时在多孔黄金上氧分子与锂离子反应，形成过氧化锂，其装置图如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A．DMSO电解液能传递Li＋和电子，不能换成水溶液 B．该电池放电时每消耗2 mol O2，转移4 mol电子 C．给该锂-空气电池充电时，金属锂接电源的正极 D．多孔黄金为电池正极，电极反应式可能为O2＋4e－===2O2－ 18．我国科研团队对废旧锂电池进行回收，提取其中有效物质，经处理后合成了LiFe0.6Mn0.4PO4，并将其作为正极材料重新应用于锂离子电池中，下列说法正确的是(　　) A．废旧锂电池中含有锂、有机电解质等物质，因此应在高温、通风条件下拆解电池，回收其中的锂 B．充电时，Li电极应与外加电源的正极相连 C．放电时，当电路中转移1 mol电子时，正极增重7 g D．充电时，该电池总反应为Fe0.6Mn0.4PO4＋LiLiFe0.6Mn0.4PO4 19．一种可充电的锌锰分液电池，其结构如图所示： 下列说法不正确的是(　　) A．放电时，正极反应为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O B．充电时，Zn作阴极：[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－ C．离子交换膜a和b分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．充电过程中K2SO4溶液的浓度逐渐降低 20．全钒液流储能电池一次性充电后，续航能力可达1 000 km，而充电时间只需3～5 min，被誉为“完美电池”，其原理如图所示(已知溶液中V2＋呈紫色，V3＋呈绿色)。电池放电时，左槽溶液质量增加。下列说法正确的是(　　) A．充电时的阴极反应：VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O B．放电时的正极反应：V3＋＋e－===V2＋ C．放电过程中，右槽溶液由紫色变为绿色 D．若负载为用石墨电极电解食盐水的装置，生成4 g NaOH时该电池中消耗0.1 mol H＋ 21．当前各种新型二次电池层出不穷，其中以Fe[Fe(CN)6]为代表的新型可充电钠离子电池格外引人注意，其放电工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．放电时，正极反应式：Fe[Fe(CN)6]＋2Na＋＋2e－===Na2Fe[Fe(CN)6] B．充电时，Mo箔接电源的负极 C．充电时，右室Na＋浓度减小 D．外电路中通过0.2 mol电子时，负极质量变化为4.8 g 22．科学家报道了一种新型可充电Na/Fe二次电池，其工作原理如图所示，下列有关说法正确的是(　　) A．放电时，电子由X极经溶液流向Y极 B．充电时，Y极的电极反应式为CaFeO2.5＋0.5Na2O－e－===CaFeO3＋Na＋ C．充电时，可用乙醇代替有机电解质溶液 D．电极材料的比能量：Na>Li 23．镁-锑液态金属电池是新型二次电池，白天利用太阳能给电池充电，夜晚电池可以给外电路供电。该电池利用液体密度不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变，工作原理如图所示。下列有关说法错误的是(　　) A．放电时，Cl－向上层方向移动 B．放电时，Mg(液)层的质量减小 C．充电时，Mg-Sb(液)层作阴极 D．充电时，阴极的电极反应式为Mg2＋＋2e－===Mg 24．水系锌离子电池是一种新型二次电池，工作原理如图。该电池以粉末多孔锌电极(锌粉、活性炭及粘结剂等)和V2O5为电极，三氟甲磺酸锌[Zn(CF3SO3)2]为电解液，总反应为xZn＋V2O5===ZnxV2O5(s)。下列叙述错误的是(　　) A．充电时，多孔锌电极连接电池的负极 B．放电时，V2O5电极上发生的反应为V2O5＋2e－＋xZn2＋===ZnxV2O5 C．充电时，Zn2＋通过阳膜由右池移向左池 D．理论上，充放电过程中电解质溶液的质量均未改变 25．我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流二次电池，该电池在使用前要先进行充电，如图为充电原理示意图，溴离子与碘分子结合成为I2Br－，可以增加电池容量。下列叙述不正确的是(　　) A．充电时，a接外电源的正极，作阳极 B．充电时，b电极每增重0.65 g，溶液中有0.02 mol I－被氧化 C．放电时，a电极反应为I2Br－＋2e－===2I－＋Br－ D．放电时，贮液器d内c(Zn2＋)持续增大 26．(1)二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池可以利用大气中所含SO2快速启动，其装置示意图如图： ①质子的流动方向为________________________(填“从A到B”或“从B到A”)。 ②负极的电极反应式为____________________________________________________。 (2)NH3-O2燃料电池的结构如图所示： ①a极为电池的__________(填“正”或“负”)极。 ②当生成1 mol N2时，电路中流过电子的物质的量为_______________。 27．(1)据文献报道，科学家利用氮化镓材料与铜组成如图所示的人工光合系统装置，成功地以CO2和H2O为原料合成了CH4。 ①写出铜电极表面的电极反应式：__________________________________________。 ②为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量___(填“盐酸”或“硫酸”)。 (2)某负载二次镍氢电池放电时的工作原理如图所示，其中隔膜为________(填“阴”或“阳”)离子交换膜，负极的电极反应式为__________________________________________。 (3)利用反应NO2＋NH3―→N2＋H2O(未配平)消除烟气中NO2的简易装置如图所示，A、B两池溶液均为200 mL 0.01 mol·L－1 NaOH溶液，过程中溶液的体积和温度变化忽略不计。 电极a的电极反应式为____________________________________________________。 28．(1)某科研小组设计双阴极微生物燃料电池进行同步硝化和反硝化脱氮研究，如图1所示，“厌氧阳极”的电极反应式为______________________________，若“好氧阴极”1 mol NH完全硝化生成NO，此时向该电极输送电子的物质的量为4 mol，则“好氧阴极”区消耗的O2在标准状况的体积约为__________L。 (2)高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图2所示是高铁电池的模拟实验装置。 ①该电池放电时正极的电极反应式为________________________________________。 ②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向______(填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向________(填“左”或“右”)移动。 ③图3为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有____________________。 学科网（北京）股份有限公司 $$