2025届高三化学二轮复习 -原电池-化学电源 讲义

第2讲　原电池　化学电源 复 习 目 标 知 识 建 构 1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应式和总反应方程式。 2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。 　　　　　　　　　　　　　　　　 一、原电池 1.概念和反应本质 原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。 2.形成条件 (1)能自发进行的氧化还原反应，一般是活泼性强的金属与电解质反应。 (2)电极，一般是活泼性不同的两电极。 (3)电解质溶液或熔融电解质。 (4)形成闭合回路。 3.工作原理(以铜锌原电池为例)。 (1)两种装置 ①装置Ⅰ中Zn与Cu2＋直接接触，会有部分Zn与Cu2＋直接反应，部分化学能转化为热能； ②装置Ⅱ中不存在Zn与Cu2＋的直接反应而造成能量损耗，电流稳定，且持续时间长。 (2)反应原理 电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 氧化反应 还原反应 盐桥中离 子移向 盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极 (3)带电粒子移动方向及闭合回路的形成 (4)盐桥的组成和作用 ①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。 ②盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。 ③盐桥中离子移向与电解液中离子流向保持一致。 4.原电池原理的应用 (1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属导体)。 (2)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。 (3)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。 (4)设计制作化学电源。 【判一判】 判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)NaOH溶液与稀硫酸的反应是自发进行的放热反应，此反应可以设计成原电池(　　) (2)在原电池中，发生氧化反应的是正极(　　) (3)Mg—Al形成的原电池，Mg一定作负极(　　) (4)原电池工作时，电子从负极流出经导线流入正极，再通过电解质溶液流回负极(　　) (5)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动(　　) (6)带有“盐桥”的原电池一般比不带“盐桥”的原电池效率高(　　) 答案 (1)×　(2)×　(3)×　(4) ×　(5)× (6)√ 二、化学电源 1.一次电池 碱 性 锌 锰 电 池 负极材料：Zn。 电极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。 正极材料：碳棒。 电极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－。 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 纽 扣 式 锌 银 电 池 电解质是KOH。 负极材料：Zn。 电极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。 正极材料：Ag2O。 电极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag 2.二次电池—典型的铅蓄电池 Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l) ①充电时电极的连接：蓄电池的负极与外接电源的负极相连，蓄电池的正极与外接电源的正极相连。 ②工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的。 3.燃料电池 (1)氢氧燃料电池 种类 酸性 碱性 负极反应式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极反应式 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 电池总反应式 2H2＋O2===2H2O 备注 燃料电池的电极不参与反应，起导电作用 (2)甲烷燃料电池 ①酸性介质(如H2SO4) 总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。 负极反应式：CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。 正极反应式：2O2＋8e－＋8H＋===4H2O。 ②碱性介质(如KOH) 总反应式：CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O。 负极反应式：CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O。 正极反应式：2O2＋8e－＋4H2O===8OH－。 【判一判】 判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)碱性锌锰干电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长(　　) (2)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2H2－4e－===4H＋(　　) (3)可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应(　　) (4)铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生氧化反应(　　) (5)在化学电源中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应(　　) (6)二次电池充电时，充电器的正极接二次电源的正极(　　) 答案 (1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√ 考点一　原电池的工作原理及应用 题组一　原电池装置和电极的判断 1.在如图所示的8个装置中，属于原电池的是________________。 答案　②④⑥⑦⑧ 2.中科院科学家设计出一套利用SO2和太阳能综合制氢方案，其基本工作原理如图所示。下列说法中错误的是(　　) A.该电化学装置中，Pt电极作正极 B.Pt电极的电势高于BiVO4电极的电势 C.电子流向：Pt电极→导线→BiVO4电极→电解质溶液→Pt电极 D.BiVO4电极上的反应式：SO－2e－＋2OH－===SO＋H2O 答案　C 解析　Pt电极为正极，BiVO4电极为负极，所以Pt电极电势高于BiVO4电极，A、B正确；电子从BiVO4电极(负极)经导线流向Pt电极(正极)，不能进入溶液，C错误；BiVO4电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为SO－2e－＋2OH－===SO＋H2O，D正确。 判断原电池正、负极的6种方法 题组二　原电池工作原理分析 3.锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是(　　) A.铜作负极，电极反应式：Cu－2e－===Cu2＋ B.电池反应式：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu C.在外电路中，电子从正极流向负极 D.盐桥中的Cl－移向CuSO4溶液 答案　B 解析　锌作负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋；铜作正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，总反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，A错误、B正确；外电路中电子从负极流向正极，C错误；电解液和盐桥中阳离子向正极迁移、阴离子向负极迁移，D错误。 4.某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性：Cr2O＞Fe3＋，设计了盐桥式原电池，如图。盐桥中装有琼脂与饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是(　　) A.甲烧杯的溶液中发生还原反应 B.乙烧杯中发生的电极反应为：2Cr3＋＋7H2O－6e－===Cr2O＋14H＋ C.外电路的电流方向是从b到a D.电池工作时，盐桥中的SO移向乙烧杯 答案　C 解析　A项，甲烧杯的溶液中发生氧化反应：Fe2＋－e－===Fe3＋ ；B项，乙烧杯的溶液中发生还原反应，应为Cr2O得到电子生成Cr3＋；C项，a极为负极，b极为正极，外电路中电流方向由b到a；D项，SO向负极移动，即移向甲烧杯。 题组三　原电池原理的应用 5.有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验 装置 部分 实验 现象 a极质量减少； b极质量增加 b极有气体产生； c极无变化 d极溶解； c极有气体产生 电流从a极流向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　) 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　把四个实验从左到右分别编号为①、②、③、④，则由实验①可知，a作原电池负极，b作原电池正极，金属活动性：a＞b；由实验②可知，b极有气体产生，c极无变化，则活动性：b＞c；由实验③可知，d极溶解，则d作原电池负极，c作正极，活动性：d＞c；由实验④可知，电流从a极流向d极，则d极为原电池负极，a极为原电池正极，活动性：d＞a。综上所述可知活动性：d＞a＞b＞c。 6.(2021·江苏淮安模拟)某校化学兴趣小组进行探究性活动：将氧化还原反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成带盐桥的原电池。提供的试剂：FeCl3溶液、KI溶液；其他用品任选。回答下列问题： (1)画出设计的原电池装置图，并标出电极材料、电极名称及电解质溶液。 (2)发生氧化反应的电极反应式为______________________________________。 (3)反应达到平衡时，外电路导线中________(填“有”或“无”)电流通过。 (4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，当固体溶解，则此时该溶液中的电极变为________(填“正”或“负”)极。 答案　(1)如下图(答案合理即可) (2)2I－－2e－===I2　(3)无　(4)负 解析　(1)先分析氧化还原反应，找出正、负极反应，即可确定电极材料和正、负极区的电解质溶液。(2)发生氧化反应的电极是负极，负极上I－失电子变成I2。(3)反应达到平衡时，无电子移动，故无电流产生。(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，平衡逆向移动，此时Fe2＋失电子，该溶液中的电极变成负极。 设计原电池的思路和方法 考点二　化学电源的分析与应用 【典例】 (2021·四川六市一诊)2020年6月，清华大学发现了一种新型的钾离子电池正极材料，比过去使用的任何材料都更加稳定。电池示意图如下，总反应为FeC2O4F＋KC6C6＋KFeC2O4F。下列有关说法错误的是(　　) A.放电时，负极反应为：KC6－e－===K＋＋C6 B.充电时，阳极反应：KFeC2O4F－e－===FeC2O4F＋K＋ C.充电时，当电路中通过的电子为0.02 mol 时，碳电极增加的质量为0.78 g D.用该电池电解饱和食盐水，阴极产生4.48 L气体时，通过隔膜的K＋为0.2 mol 答案　D 解析　由总反应FeC2O4F＋KC6C6＋KFeC2O4F知：放电时，负极KC6失去电子生成C6，负极反应为KC6－e－===K＋＋C6，A正确；由总反应FeC2O4F＋KC6C6＋KFeC2O4F知：充电时，C6得电子在阴极反应，则KFeC2O4F在阳极反应，阳极反应为KFeC2O4F－e－===FeC2O4F＋K＋，B正确；充电时碳电极为阴极，反应式为C6＋e－＋ K＋===KC6，碳电极增加的质量即K＋的质量，当电路中通过的电子为0.02 mol 时，K＋的物质的量也为0.02 mol，质量为0.02 mol×39 g/mol＝0.78 g，C正确；未提到标况下，无法用n＝计算，D错误。 化学电源中电极反应式书写的一般方法 ❶明确两极的反应物。 ❷明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物。 ❸确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物。 ❹配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。 题组一　一次电池分析 1.由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池，以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质，铝和二氧化锰－石墨为两极，其电池反应为Al＋3MnO2＋3H2O===3MnOOH＋Al(OH)3。下列有关该电池放电时的说法不正确的是(　　) A.二氧化锰－石墨为电池正极 B.负极反应式为Al－3e－＋3NH3·H2O===Al(OH)3＋3NH C.OH－不断由负极向正极移动 D.每生成1 mol MnOOH转移1 mol电子 答案　C 解析　由电池反应方程式知，铝为电池负极，铝失去电子转化为Al(OH)3，A、B正确；阴离子移向负极，C错误；由反应中锰元素价态变化知D正确。 题组二　可充电电池分析 2.(2021·宁夏石嘴山一模)一种新型镁硫电池的工作原理如下图所示。下列说法正确的是(　　) A.使用碱性电解质水溶液 B.放电时，正极反应包括3Mg2＋＋MgS8－6e－===4MgS2 C.使用的隔膜是阳离子交换膜 D.充电时，电子从Mg电极流出 答案　C 解析　碱性电解质水溶液中负极生成的Mg2＋会生成Mg(OH)2沉淀，降低电池效率，A错误；放电时为原电池，原电池正极发生得电子的还原反应，包括3Mg2＋＋MgS8＋6e－===4MgS2，B错误；据图可知Mg2＋要通过隔膜移向正极参与电极反应，所以使用的隔膜是阳离子交换膜，C正确；放电时Mg电极发生氧化反应，充电时Mg电极得电子发生还原反应，即电子流入Mg电极，D错误。 题组三　燃料电池的分析 3.(2022·广东惠州一调)一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是(　　) A.a电极是该电池的正极 B.电池工作时，电流由a 电极沿导线流向b电极 C.b电极上发生还原反应 D.H＋由右室通过质子交换膜进入左室 答案　C 解析　a电极上，苯酚转化为CO2，C元素的化合价升高，发生氧化反应，故a电极是该电池的负极，A项错误；a电极为负极，b电极为正极，则电池工作时，电流由b电极沿导线流向a 电极，B项错误；b电极上，NO转化为N2，N元素化合价降低，发生还原反应，C项正确；阳离子向原电池正极移动，b电极为正极，故H＋由左室通过质子交换膜进入右室，D项错误。 4.(2021·河南漯河高三上学期期末)镁－空气电池是一种新型燃料电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A.金属Mg电极为负极，其电势低于空气电极的电势 B.电子流向：Mg电极→导线→空气电极→电解质溶液→Mg电极 C.电池总反应为2Mg＋O2＋2H2O===2Mg(OH)2 D.回收后的氢氧化镁经一系列转化，可重新制成镁锭循环利用 答案　B 解析　金属Mg失电子，Mg为负极，空气电极是正极，正极电势高于负极，故A正确；金属Mg失电子，Mg为负极，空气电极是正极，电子流向：Mg电极→导线→空气电极，溶液中没有电子移动，故B错误；金属Mg失电子生成镁离子，氧气在正极得电子生成氢氧根离子，电池总反应为2Mg＋O2＋2H2O===2Mg(OH)2，故C正确；氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁，在氯化氢气流中蒸发氯化镁溶液，得无水氯化镁，电解熔融氯化镁制取金属镁，故D正确。 解答燃料电池题目的几个关键点 ❶注意介质成分，是电解质溶液还是熔融盐、氧化物或是有机溶剂。 ❷通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气(或其他氧化剂)。 ❸通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。 微专题19　常考常新的化学电源 【知识进阶】 1.新型燃料电池 燃料电池是利用燃料与氧气、空气或其他氧化剂进行反应，将化学能直接转化成电能的电源，基本工作原理与原电池相同： 解题的关键是正确分析电极反应式，分析方法与信息型氧化还原反应方程式的书写相似： 2.可充电电池 充电电池放电遵循原电池原理，充电时遵循电解原理，其工作原理特点如下： 可充电电池的题干条件如果已知总方程式，书写较难写的电极反应式时，可先写出较易的电极反应式，然后用总反应式减去较易写的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。 【专题精练】 1.(2021·河南南阳高三上学期期中)氨硼烷(NH3·BH3)电池可在常温下工作，装置如图所示。未加入氨硼烷之前，两极室质量相等，电池反应为NH3·BH3＋3H2O2===NH4BO2＋4H2O。已知H2O2足量，下列说法正确的是(　　) A.正极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ B.电池工作时，H＋通过质子交换膜向负极移动 C.电池工作时，正、负极分别放出H2和NH3 D.工作足够长时间后，若左右两极室质量差为1.9 g，则电路中转移0.6 mol 电子 答案　D 解析　以氨硼烷(NH3·BH3)电池工作时的总反应为NH3·BH3＋3H2O2===NH4BO2＋4H2O可知，左侧NH3·BH3失电子发生氧化反应为负极，电极反应式为NH3·BH3＋2H2O－6e－===NH4BO2＋6H＋，右侧H2O2得到电子发生还原反应为正极，电极反应式为3H2O2＋6H＋＋6e－===6H2O，据此分析。右侧H2O2得到电子发生还原反应为正极，电极反应式为3H2O2＋6H＋＋6e－===6H2O，A错误；放电时，阳离子向正极移动，所以H＋通过质子交换膜向正极移动，B错误；NH3·BH3为负极，失电子发生氧化反应，则负极电极反应式为NH3·BH3＋2H2O－6e－===NH4BO2＋6H＋，右侧H2O2为正极，得到电子发生还原反应，电极反应式为3H2O2＋6H＋＋6e－===6H2O，所以电池工作时，两个电极都不产生气体，C错误；未加入氨硼烷之前，两极室质量相等，通入后，负极电极反应式为NH3·BH3＋2H2O－6e－===NH4BO2＋6H＋，正极电极反应式为3H2O2＋6H＋＋6e－===6H2O，假设转移电子的物质的量是6 mol，则左室质量增加＝31 g－6 g＝25 g，右室质量增加6 g，两极的质量相差19 g，工作一段时间后，若左右两极室质量差为1.9 g，则电路中转移0.6 mol 电子，D正确。 2.(2021·河北保定一模)中科院董绍俊课题组将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内，形成电池如图，该电池可将可乐(pH＝2.5)中的葡萄糖作为燃料获得能量。下列说法正确的是(　　) A.该电池是将生物能转化成电能的装置 B.随着反应不断进行，负极区的pH不断增大 C.b极的电极反应式为MnO2＋2H2O＋2e－===Mn2＋＋4OH－ D.每消耗0.01 mol 葡萄糖，外电路中转移0.02 mol e－ 答案　D 解析　该电池是将化学能转化成电能的装置，A项错误；负极区电极反应式为C6H12O6－2e－===C6H10O6＋2H＋，负极溶液中c(H＋)增大，则溶液的pH减小，B项错误；b电极上二氧化锰得电子和氢离子反应生成水和锰离子，电极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，C项错误；根据C6H12O6－2e－===C6H10O6＋2H＋可知，消耗1 mol 葡萄糖，外电路中转移2 mol e－，则消耗0.01 mol葡萄糖，外电路中转移0.02 mol e－，D项正确。 3.Mg/LiFePO4电池的总反应为xMg2＋＋2LiFePO4xMg＋2Li1－xFePO4＋2xLi＋，该电池的装置示意图如图所示。下列说法正确的是(　　) A.放电时，Li＋通过锂离子导体膜向Mg极移动 B.充电时，阴极上的电极反应式为Mg2＋＋2e－===Mg C.可以用磷酸溶液代替非水电解质以提高电解质的导电效率 D.若负极减少12 g，则有NA个电子经电解质由负极流向正极 答案　B 解析　放电时为原电池，Li1－xFePO4/LiFePO4极为原电池正极、Mg为负极，阳离子移向正极，即Li＋通过锂离子导体膜向Li1－xFePO4/LiFePO4极移动，故A错误；原电池负极反应为Mg－2e－===Mg2＋，充电时原电池负极与外加电源负极相接，为阴极，阴极反应与原电池负极反应相反，即Mg2＋＋2e－===Mg，故B正确；Mg是活泼金属，能与磷酸反应，发生自损耗现象，即不能用磷酸溶液代替非水电解质，故C错误；负极减少12 g Mg，物质的量为＝0.5 mol，负极反应为Mg－2e－===Mg2＋，电路中转移电子0.5 mol×2＝1 mol，但电子不能进入电解质中，故D错误。 4.(2021·贵州遵义一模)中国科学院研发了一种新型锂电池，有望成为锂电池的替代品。该电池的电解质为CF3SO3K溶液，其简要组成如图所示。电池放电时的总反应为2KC14H10＋xMnFe(CN)6===2K1－xC14H10＋xK2MnFe(CN)6，则下列说法中正确的是(　　) A.放电时，电子从电极A经过CF3SO3K溶液流向电极B B.充电时，电极A质量增加，电极B质量减少 C.放电时，CF3SO3K溶液的浓度变大 D.充电时，阳极反应为K2MnFe(CN)6－2e－===2K＋＋MnFe(CN)6 答案　D 解析　放电时，该装置为原电池装置，即放电时电子不可能经过电解质溶液，故A错误；放电时，负极(电极B)反应式为KC14H10－xe－===K1－xC14H10＋xK＋，正极(电极A)反应式为MnFe(CN)6＋2e－＋2K＋===K2MnFe(CN)6，充电时应将放电反应倒过来看，显然电极A的质量是减少的，电极B的质量是增加的，故B错误；根据B分析，放电时，CF3SO3K溶液的浓度不发生变化的，故C错误；充电时，电池的正极接电源的正极，充电时的电极反应式应是放电时电极反应逆过程，即阳极反应式为K2MnFe(CN)6－2e－===2K＋＋MnFe(CN)6，故D正确。 1.(2021·广东卷)火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时(　　) A.负极上发生还原反应 B.CO2在正极上得电子 C.阳离子由正极移向负极 D.将电能转化为化学能 答案　B 解析　金属钠为负极，负极上发生失电子的氧化反应，A错误；碳纳米管为正极，CO2在正极上得电子，发生还原反应，B正确；放电时，阳离子由负极移向正极，C错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，D错误。 2.(2021·湖南卷)锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示： 下列说法错误的是(　　) A.放电时，N极为正极 B.放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小 C.充电时，M极的电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn D.隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过 答案　B 解析　在该原电池中，活泼金属锌做负极，则N极为正极，A说法正确；放电时，左侧锌放电产生Zn2＋，贮液器中ZnBr2浓度不断增大，B说法错误；充电时，M极为阴极，电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn，C说法正确；放电时Br－通过隔膜进入溶液中与Zn2＋结合，充电时Zn2＋通过隔膜在双极性碳和塑料电极上沉积，D说法正确。 3.(2021·河北卷)K－O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是(　　) A.隔膜允许K＋通过，不允许O2通过 B.放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极 C.产生1 Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22 D.用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9 g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9 g水 答案　D 解析　由题图可知，b极上O2转化为KO2，则b极为电池正极，a极为电池负极，K＋通过隔膜由a极向b极迁移，为避免O2氧化K电极，O2不能通过隔膜，A说法正确；放电时，电流由正极经导线流向负极，即由b极经导线流向a极，充电时，b极接外接电源的正极，b电极为阳极，B说法正确；产生1 Ah电量时，生成KO2与消耗O2的质量比为71∶32≈2.22，C说法正确；消耗3.9 g钾时，转移0.1 mol e－，铅酸蓄电池消耗0.1 mol H2O，其质量为1.8 g，D说法错误。 4.(2021·辽宁卷)如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物Li3Bi。下列说法正确的是(　　) A.放电时，M电极反应为Ni－2e－===Ni2＋ B.放电时，Li＋由M电极向N电极移动 C.充电时，M电极的质量减小 D.充电时，N电极反应为Li3Bi＋3e－===3Li＋＋Bi 答案　B 解析　结合该电池放电时产生金属化合物Li3Bi，可知M极为负极，N极为正极，电极反应分析如下： 电极 电极反应式 负极(M极) 3Li－3e－===3Li＋ 正极(N极) 3Li＋＋Bi＋3e－===Li3Bi 结合上述分析可知，A项错误；原电池中阳离子从负极向正极方向移动，即Li＋由M极向N电极移动，B项正确；充电时M电极为阴极，电极反应为3Li＋＋3e－===3Li，电极质量将增加，C项错误；充电时N电极为阳极，电极反应为Li3Bi－3e－===3Li＋＋Bi，D项错误。 基础巩固练 1.有关如图所示原电池的叙述不正确的是(　　) A.电子沿导线由Cu片流向Ag片 B.正极的电极反应是Ag＋＋e－===Ag C.Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应 D.反应时盐桥中的阳离子移向Cu(NO3)2溶液 答案　D 2.某原电池总反应为Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，下列能实现该反应的原电池是(　　) A B C D 电极材料 Cu、Zn Cu、C Fe、Zn Cu、Ag 电解液 FeCl3 Fe(NO3)2 CuSO4 Fe2(SO4)3 答案　D 解析　由题意知，Cu为负极材料，正极材料的金属活动性必须弱于Cu，其中B、D项符合该条件；由Fe3＋得电子生成Fe2＋知，电解质溶液中必须含有Fe3＋，同时符合上述两条件的只有D项。 3.分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(　　) A.①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B.②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C.③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D.④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ 答案　B 解析　②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；③中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C错误；②中电池总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，负极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正确；④中Cu是正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。 4.课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橘子汁等物质来探究原电池的组成，下列结论不正确的是(　　) A.若a为铝片，b为锌片或铜片，则导线中一定产生电流 B.若a为锌片，b为铝片，则b极上的电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑ C.原电池是将化学能转化为电能的装置 D.若a、b均为铝片，则电流计指针不偏转 答案　B 解析　若a为铝片，b为锌片或铜片，橘子汁为电解质溶液，两极金属活泼性不同，此时能够形成原电池，A正确；若a为锌片，b为铝片，由于铝比锌活泼，因此a极为正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，B错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，C正确；若a、b均为铝片，则不符合形成原电池的条件，则不能构成原电池，即电流计指针不偏转，D正确。 5.(2021·山东高密一中月考)某小组为研究原电池原理，设计如图装置，下列叙述正确的是(　　) A.若X为Fe，Y为Cu，则铁为正极 B.若X为Fe，Y为Cu，则电子由铜片流向铁片 C.若X为Fe，Y为C，则碳棒上有红色固体析出 D.若X为Cu，Y为Zn，则锌片发生还原反应 答案　C 解析　Fe比Cu活泼，Fe作负极，电子从Fe流向Cu，故A、B项错误；若X为Fe，Y为C，电解质为硫酸铜，则正极碳棒上析出Cu，故C项正确；Zn比Cu活泼，Zn作负极，发生氧化反应，故D项错误。 6.如图是一种新型锂电池装置，电池的充、放电反应为xLi＋LiV3O8Li1＋xV3O8。放电时，需先引发铁和氯酸钾反应使共晶盐熔化。下列说法正确的是(　　) A.放电过程的能量转化只涉及化学能转化为电能 B.放电时，KClO3在正极发生还原反应 C.充电时，阳极反应为Li1＋xV3O8－xe－===xLi＋＋LiV3O8 D.放电时，转移x mol 电子理论上Li－Si合金净减7 g 答案　C 解析　由已知反应可进行如下分析。Li－Si合金为负极，放电时电极反应：xLi－xe－===xLi＋，充电时电极反应：xLi＋＋xe－===xLi；LiV3O8电极为正极，放电时电极反应：LiV3O8＋xLi＋＋xe－===Li1＋xV3O8，充电时电极反应：Li1＋xV3O8－xe－===xLi＋＋LiV3O8。放电过程中还涉及热能与化学能的转化，A项错误；放电时，LiV3O8和Li＋在正极发生还原反应，B项错误；由上述分析知，C项正确；放电时，转移x mol 电子理论上Li－Si合金净减7x g，D项错误。 7.(2022·福建泉州质监)垃圾假单胞菌株能够在分解有机物的同时分泌物质产生电能，其原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.电流由左侧电极经过负载后流向右侧电极 B.放电过程中，正极附近pH变小 C.若1 mol O2参与电极反应，有4 mol H＋穿过质子交换膜进入右室 D.负极电极反应为H2PCA＋2e－===PCA＋2H＋ 答案　C 解析　由题图知，右侧电极上O2被还原生成H2O，右侧电极为正极，电流由右侧正极经过负载后流向左侧负极，A项错误；放电过程中，正极O2得电子与质子结合产生水，c(H＋)减小，pH变大，B项错误；若1 mol O2参与电极反应，有4 mol H＋穿过质子交换膜进入右室，生成2 mol水，C项正确；原电池负极发生失去电子的氧化反应，D项错误。 8.(2022·广东四校联考)锌－空气电池(原理如图)适宜用作城市电动车的动力电源，该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时下列说法不正确的是(　　) A.多孔板的目的是增大与空气的接触面积 B.该电池的负极反应式为Zn－2e－＋H2O===ZnO＋2H＋ C.该电池放电时K＋向石墨电极移动 D.外电路中电子由Zn电极流向石墨电极 答案　B 解析　多孔板可以增大石墨电极与空气的接触面积，A正确；根据放电时Zn转化为ZnO知，Zn电极为负极，负极反应式为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O，B错误；原电池中阳离子移向正极，则该电池放电时K＋向石墨电极移动，C正确；外电路中电子由负极流向正极，所以电子由Zn电极流向石墨电极，D正确。 9.(2021·山东菏泽一模)近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂－铜空气燃料电池。该电池通过一种复杂的铜腐蚀现象产生电流，其中放电过程为：2Li ＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列说法正确的是(　　) A.放电时，正极的电极反应式为：O2 ＋2H2O＋4e－===4OH－ B.通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O C.放电时Cu极区域水溶液的pH减小 D.放电过程中，电子由锂电极经过锗酸锌锂固体电解质到达铜电极 答案　B 解析　根据图示结合题意，该装置为锂－铜空气燃料电池，电池放电总反应为2Li ＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，则Li电极作负极，电极反应为Li－e－===Li＋，Cu电极作正极，电极反应为：Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－。根据分析，放电时，正极上并非是氧气直接放电，正极的电极反应式为：Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－，故A错误；由放电过程总反应2Li ＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－可知，通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，故B正确；放电时，Cu极电极反应式Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－，Cu电极上生成氢氧根离子，该区域水溶液的pH增大，故C错误；放电过程中，电子由锂电极通过外电路导线经过负载到达铜电极，电子无法在有机电解质和锗酸锌锂固体电解质传递，故D错误。 10.(2021·四川泸州一诊)世界某著名学术刊物介绍了一种新型中温全瓷铁－空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是(　　) A.a极为电池的负极 B.正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C.放电时电子从b极经固体电解质流向a极 D.消耗掉56 g铁时，理论上要消耗11.2x L标准状况的O2 答案　D 解析　图是新型中温全瓷铁－空气电池，a极通入空气，说明a是正极，故A错误；图中信息是含O2－的固体电解质，所以正极反应是O2＋4e－===2O2－，故B错误；放电时电子从负极经导线到正极， 故C错误；从图可知，发生如下反应Fe＋xH2O(g)===FeOx＋xH2、H2－2e－＋O2－===H2O、O2＋4e－===2O2－，可得Fe～xH2～xO2－～O2，所以n(O2)＝n(Fe)＝×＝ mol，V(O2)＝ mol×22.4 L/mol＝11.2x L，故D正确。 11.如图1所示是原电池的装置图。 请回答： (1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为________________；反应进行一段时间后溶液C的pH将________(填“升高”“降低”或“基本不变”)。 (2)若需将反应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋设计成如图1所示的原电池装置，则A(负)极材料为________，B(正)极材料为________，溶液C为________。 (3)若C为CuCl2溶液，Zn是________极，Cu极发生________反应，电极反应为____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 反应过程溶液中c(Cu2＋)________(填“变大”“变小”或“不变”)。 (4)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图2所示。电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，则c电极是________(填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为______________________________________________________。 若线路中转移2 mol 电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的O2在标准状况下的体积为________ L。 答案　(1)2H＋＋2e－===H2↑　升高 (2)Cu　石墨　FeCl3溶液 (3)负　还原　Cu2＋＋2e－===Cu　变小 (4)负极　CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋　11.2 解析　(1)铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应，所以正极反应是氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小，pH升高；(2)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋设计成如题图1所示的原电池装置，根据方程式中物质发生的反应类型判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A极材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等。溶液C中含有Fe3＋，如FeCl3溶液；(3)Zn比较活泼，在原电池中作负极，Cu作正极，正极发生还原反应，Cu2＋在正极得到电子变成Cu，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，Cu2＋发生了还原反应，则c(Cu2＋)变小；(4)根据图2中的电子流向知c是负极，是甲醇发生氧化反应：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋，线路中转移2 mol 电子时消耗氧气0.5 mol，标准状况下体积为11.2 L。 12.(1)将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理如图1所示。电极b作____________极，表面发生的电极反应为________________________________ ____________________________________________________________________。 (2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图2所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。 ①X为________极，Y极反应式为________________________________________。 ②Y极生成1 mol Cl2时，________ mol Li＋移向________(填“X”或“Y”)极。 (3)微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如图3： ①该电池中外电路电子的流动方向为________________(填“从A到B”或“从B到A”)。 ②工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将________(填“增大”“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计)。 ③A电极附近甲醇发生的电极反应为_____________________________________。 答案　(1)正　CO2＋2e－＋2H＋===HCOOH (2)①正　2Cl－－2e－===Cl2↑　②2　X (3)①从A到B　②增大　③CH3OH＋H2O－6e－===6H＋＋CO2↑ 解析　(1)从图1可以看出，左侧H2O转变成O2，O元素被氧化，电极a为负极，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，H＋通过质子交换膜进入右侧发生反应，右侧通入的CO2转变成HCOOH，C元素被还原，电极b为正极，电极反应式为CO2＋2e－＋2H＋===HCOOH。(2)根据图2可知生成H2的电极为正极，生成Cl2的电极为负极。(3)①甲醇失去电子，作为电池的负极，所以该电池外电路电子的流动方向为从A到B。②有水生成，pH变大。③CH3OH失电子，生成CO2和H＋，根据化合价变化和元素守恒配平方程式即可得电极反应式：CH3OH＋H2O－6e－===6H＋＋CO2↑。 能力提升练 13.微生物燃料电池能将污水中的乙二胺(H2NCH2CH2NH2)氧化成环境友好的物质，示意图如图所示，a、b均为石墨电极。下列说法错误的是(　　) A.a电极的电极反应为H2NCH2CH2NH2－16e－＋4H2O===2CO2↑＋N2↑＋16H＋ B.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 C.a电极上的电势比b电极上的电势低 D.开始放电时b电极附近溶液的pH保持不变 答案　D 解析　根据原电池装置图分析，H2N(CH2)2NH2在a电极上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，则a为负极，电极反应式为H2N(CH2)2NH2＋4H2O－16e－===2CO2↑＋N2↑＋16H＋，氧气在正极b上得电子发生还原反应，电极反应式为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，A选项正确；原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，因此，电池工作时质子(H＋)通过质子交换膜由负极区向正极区移动，B选项正确；由上述分析可知，a电极为负极，b电极为正极，故a电极上的电势比b电极上的电势低，C选项正确；开始放电时，氧气在正极b上得电子发生还原反应，发生的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，H＋浓度减小，故b电极附近溶液的pH增大，D选项错误。 14.(2021·山东日照三模)用下图所示装置探究某浓度浓硝酸与铁的反应。装置①中Fe表面产生红棕色气泡，过一会儿停止；装置②插入铜连接导线一段时间后，Fe表面产生红棕色气泡，而后停止；随即又产生红棕色气泡，而后停止，……，如此往复多次；Cu表面始终有红棕色气泡。下列说法正确的是(　　) A.①中现象说明该浓硝酸具有强氧化性，能将Fe钝化为Fe2O3 B.②中连接导线后，体系形成了原电池，Cu始终为负极 C.②中Fe表面产生红棕色气泡时，Fe为负极 D.Cu表面发生的反应只有：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2 ＋2NO2↑＋2H2O、NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O 答案　D 解析　①中现象说明该浓硝酸具有强氧化性，能将Fe钝化，形成的致密氧化膜成分复杂，不能仅用Fe2O3表示，故A错误；②中连接导线后，体系形成了原电池，当铁表面无红棕色气体时，铁为负极，Cu为正极，故B错误；②中Fe表面产生红棕色气泡时，说明NO在Fe表面得到电子发生还原反应，此时铁为正极，C错误；Cu作正极时，Cu表面电极反应式为：NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O，Cu作负极时，Cu表面电极反应式为：Cu－2e－===Cu2＋，电池总反应为：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2 ＋2NO2↑＋2H2O，故D正确。 15.(1)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1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________________________________；若维持电流强度为1 A，电池工作10 min，理论上消耗Zn________ g(已知F＝96 500 C·mol－1)。 ②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向________移动(填“左”或“右”)；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向________移动(填“左”或“右”)。 ③图2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________________。 (2)有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图3所示，电池正极的电极反应式是____________________，A是_____________________________________。 (3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图4所示。该电池中O2－可以在固体介质NASICON(固熔体)内自由移动，工作时O2－的移动方向________(填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应式为____________________________________________________________________。 答案　(1)①FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3↓＋5OH－　0.2　②右　左 ③使用时间长、工作电压稳定 (2)N2＋8H＋＋6e－===2NH　氯化铵 (3)从b到a　CO＋O2－－2e－===CO2 解析　(1)①放电时高铁酸钾为正极，正极发生还原反应，电极反应式为FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3↓＋5OH－；若维持电流强度为1 A，电池工作十分钟，转移电子的物质的量为1×10×60÷96 500≈0.006 217 6(mol)。理论上消耗Zn的质量0.006 217 6 mol ÷2×65 g·mol－1≈0.2 g(已知F＝96 500 C·mol－1)。②电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，所以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由图2中高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线可知，高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定。(2)该电池的本质反应是合成氨的反应，电池中氢气失去电子，在负极发生氧化反应，氮气得电子在正极发生还原反应，则正极反应式为N2＋8H＋＋6e－===2NH，氨气与HCl反应生成氯化铵，则电解质溶液为氯化铵溶液。(3)工作时电极b作正极，O2－由电极b移向电极a；该装置是原电池，通入一氧化碳的电极a是负极，负极上一氧化碳发生氧化反应，电极反应式为CO＋O2－－2e－===CO2。 热点强化练10　新型电源工作原理 1.(2021·江西赣州一模)科学家利用垃圾渗透液研发出新型环保电池，实现了发电、环保二位一体化，其装置示意图如下。当该装置工作时，下列说法正确的是(　　) A.盐桥中K＋向X极移动 B.电路中流过3.75 mol电子时，产生标准状况下的N2体积为22.4 L C.电流由X极沿导线流向Y极 D.Y极发生的反应为2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O 答案　B 解析　从箭头的指向看，X极：2NH3－6e－===N2＋6H＋，则此电极为负极，阳离子向正极移动，则盐桥中K＋向Y极移动，A不正确；电池总反应为5NH3＋3NO===4N2＋6H2O＋3OH－，则可建立如下关系式4N2～15e－，电路中流过3.75 mol 电子时，产生标准状况下的N2体积为×4×22.4 L/mol＝22.4 L，B正确；电流由正极沿导线流向负极，则电流由Y极沿导线流向X极，C不正确；Y极为正极，发生的反应为2NO＋10e－＋6H2O===N2↑＋12OH－，D不正确。 2.[2021·河南名校联盟质检(一)]锌醌电池具有高可逆性的优点，在储能和转换系统中显示出巨大的潜力，负极室和正极室分别是NaOH溶液和H2SO4溶液，放电时物质转化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.放电时，负极上的电势比正极上的高 B.充电时，Na＋迁移至阳极室，SO迁移至阴极室 C.放电时，负极发生反应：Zn＋4OH－－2e－===ZnO＋2H2O D.充电时，阳极发生反应：QH2＋2OH－－2e－===BQ＋2H2O 答案　C 解析　放电时，正极上的电势比负极上的高，A不正确；负极反应式为Zn＋4OH－－2e－===ZnO＋2H2O，正极反应式为BQ＋2H＋＋2e－===QH2；充电时，阴极反应式为ZnO＋2H2O＋2e－===Zn＋4OH－，阳极反应式为QH2－2e－===BQ＋2H＋，为保持溶液呈电中性，Na＋迁移至阴极室，SO迁移至阳极室，故B、D不正确，C正确。 3.(2021·日照一模)纳米硅基锂电池是一种新型二次电池，电池装置如图所示，工作时硅基电极上的反应为LinSi－ne－===Si＋nLi＋。下列说法正确的是(　　) A.电池工作时，硅基电极的电势高于三元锂电极的电势 B.电池充电时，三元锂电极反应式可能为LiMxOy－ne－===Li1－nMxOy＋nLi＋ C.将有机聚合物电解质换为锂盐水溶液，可提高电池工作效率并能延长电池使用寿命 D.若工作前电池两极的质量相等，电路中转移0.2 mol电子时，两极的质量相差5.6 g 答案　B 解析　电池工作时，硅基电极上的反应为LinSi－ne－===Si＋nLi＋，故硅基电极为负极，其电势低于三元锂电极的电势，选项A错误；电池充电时，三元锂电极连接电源正极为阳极，阳极上LiMxOy失电子产生Li＋，反应式可能为LiMxOy－ne－===Li1－nMxOy＋nLi＋，选项B正确；锂为活泼金属，能与锂盐水溶液中的水反应，故不能将有机聚合物电解质换为锂盐水溶液，选项C错误；若工作前电池两极的质量相等，电路中转移0.2 mol电子时，负极锂失电子溶解，减少0.2 mol Li＋质量，正极锂转化为LiMxOy，增加0.2 mol Li＋质量，两极的质量相差2.8 g，选项D错误。 4.(2021·贵州黔东南州模拟)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.充电时，X极为阴极，发生了氧化反应 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.电极材料中，单位质量金属放出的电能：Na＞Li 答案　B 解析　根据原电池工作原理图可知，负极X上Na发生失电子的氧化反应，负极反应式为Na－e－===Na＋，正极Y上发生得电子的还原反应，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。放电时，X极上Na失电子、发生氧化反应为负极，则充电时，X极为阴极，发生了还原反应，故A错误；充电时，Y极做阳极，电极反应式为CaFeO2.5＋0.5Na2O－e－===CaFeO3＋Na＋，故B正确；乙醇是非电解质，不能导电，不能作为电解质溶液，故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，所以单位质量金属放出的电能：Li＞Na，故D错误。 5.(2021·河南许昌一质检)熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是由多孔陶瓷NiO阴极、多孔陶瓷电解质(熔融碱金属碳酸盐)隔膜、多孔金属Ni阳极、金属极板构成的燃料电池。工作时，该电池的阴极(正极)反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO，下列有关说法中错误的是(　　) A.该电池较高的工作温度加快了阴、阳极的反应速率 B.该类电池的H2不能用CO、CH4等替代 C.该电池工作时，要避免H2、O2的接触 D.放电时，阳极(负极)反应式为2H2＋2CO－4e－===2CO2＋2H2O 答案　B 解析　升高温度能加快反应速率，该电池较高的工作温度加快了阴、阳极的反应速率，故A正确；还原性物质在负极发生氧化反应，该类电池的H2可以用CO、CH4等替代，故B错误；H2、O2混合物在一定条件下可能发生爆炸，该电池工作时，要避免H2、O2的接触，防止爆炸，产生安全事故，故C正确；放电时，氢气失电子发生氧化反应，阳极(负极)反应式为2H2＋2CO－4e－===2CO2＋2H2O，故D正确。 6.(2021·江西重点中学协作体第一次联考)有机物液流电池因其电化学性能可调控等优点而备受关注。南京大学研究团队设计了一种水系分散的聚合物微粒“泥浆”电池(图1)。该电池在充电过程中，聚对苯二酚(图2)被氧化，下列说法错误的是(　　) A.放电时，电流由a电极经外电路流向b电极 B.充电时，a电极附近的pH减小 C.充电时，b电极的电极反应方程式为＋4ne－＋4nH＋=== D.电池中间的隔膜为特殊尺寸半透膜，放电时H＋从a极区经过半透膜向b极区迁移 答案　D 解析　放电为原电池，电流由正极流向负极，即由a极流向b极，A项不符合题意；充电时，聚对苯二酚在a电极被氧化，释放出H＋，酸性增强，pH减小，B项不符合题意；充电时b电极为阴极，发生还原反应，根据得失电子守恒和环境知该电极反应式正确，C项不符合题意；放电为原电池，阳离子从负极区向正极区迁移，即由b极区向a极区迁移，D项符合题意。 学科网（北京）股份有限公司 $$