专题07 原电池（讲+练）-【题型方法解密】2025学年高考一轮复习

专题七 原电池 目录 常规题型方法 题型一 电极的判断 2 题型二 电势大小比较 4 题型三 粒子移动问题 6 题型四 电极反应式书写 8 题型五 溶液pH的变化 11 题型六 有关计算 13 针对性练习 练习一 电极的判断 17 练习二 电势大小比较 20 练习三 粒子移动问题 22 练习四 电极反应式书写 26 练习五 溶液pH的变化 29 练习六 有关计算 32 常规题型方法 题型一 电极的判断 【典例分析】 【典例1-1】．负载有和的活性炭，可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。    作原电池正极（） 【典例1-2】．一种以和为电极、水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，可插入层间形成。    放电时为正极（） 【典例1-3】．利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。 甲室电极为正极（） 【方法技巧总结】 【变式训练】 1．以氨为燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)具有广阔的应用前景，一种氧离子导电SOFC的工作原理如图所示(在催化剂作用下先分解为和)。 在负极放电（） 2．据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。其电池反应为：2CH3OH+3O2+4OH-2CO+6H2O。 放电时CH3OH参与反应的电极为负极（） 3．如图是甲醇燃料电池的结构示意图，电池反应为。 左电极为电池的正极，a处通入的物质是甲醇（） 题型二 电势大小比较 【典例分析】 【典例1-1】燃料电池的工作原理如图所示(电解质为稀硝酸)。 a电极的电势小于b电极的电势（） 【典例1-2】微生物电池可用于处理酸性废水中的有机物及脱除硝态氮，装置如图所示。 m极电势高于n极（） 【方法技巧总结】 正极电势高于负极电势 【变式训练】 1．中国科学院福建研究所制备了一种新型铋基ZMOF(Bi－ZMOF)材料，将其用做Zn－CO2电池的电极，可提高电池放电效率，电池结构如图所示，双极膜中H2O解离的H＋和OH－在电场作用下向两极移动。 锌电极的电势高于Bi－ZMOF电极的电势（） 3．碱性锌锰干电池的总反应为：，电池构造示意图如图所示。 电极电势高（） 题型三 粒子移动问题 【典例分析】 【典例1-1】．一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时， 两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a（） 【典例1-2】．碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。 电池工作时，通过隔膜向正极移动（） 【典例1-3】．负载有和的活性炭，可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。    电子由经活性炭流向（） 【方法技巧总结】 1. 电子不下水，离子不上岸 2. 电子：由负极移向正极 3. 电流：由正极流向负极 4. 离子：阳离子移向正极，阴离子移向负极 【变式训练】 1．室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx 放电时外电路电子流动的方向是a→b（） 2．一种以和为电极、水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，可插入层间形成。下列说法错误的是    放电时由负极向正极迁移（） 3．某低成本储能电池原理如下图所示。    放电时右侧通过质子交换膜移向左侧（） 题型四 电极反应式书写 【典例分析】 【典例1-1】海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。 N极仅发生的电极反应：（） 【典例1-2】 科学家使用δ-MnO2研制了一种MnO2-Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。 放电时，正极反应有MnO2+H2O2+e-=MnOOH+OH-（） 【典例1-3】我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以Zn-TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。 电池总反应为：（） 【典例1-4】某储能电池原理如图。 放电时负极反应：（） 【方法技巧总结】 1. 根据价态变化，判断正负极以及反应物 2. 配平： （1）配电子（据价态变化以及变价原子数） （2）配电荷（注意电解质的应用以及电解质体系环境） （3）配原子（一般缺“氧原子”补水，缺“氢原子”补氢离子；注意电解质溶液酸碱性） 【变式训练】 1．如图是甲醇燃料电池的结构示意图，电池反应为，下列说法正确的是 负极反应为（） 2．基于火星大气中 CO2含量高达 95.32%，中国科技大学谈鹏教授团队开发出一种火星电池—— 电池，放电产物为C和。 放电时，正极反应为 （） 3. 一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时。电池总反应为（） 题型五 溶液的pH变化 【典例分析】 【典例1-1】科学家基于易溶于的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为： 。 放电时溶液的减小（） 【典例1-2】设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。 装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大（） 【典例1-3】某新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水，电池构造示意图如下所示。 电池工作一段时间后，右室溶液pH减小（） 【方法技巧总结】 1. 判断某一极附近pH的变化，根据这一电极的反应式判断即可； 2. 判断整个溶液pH的变化，得根据总反应判断。 【变式训练】 1．我国某大学基于新型碳载钌镍合金纳米材料(Ru-Ni/C)制备出一种高能量镍氢电池，其工作原理如图所示。 放电一段时间，再断开开关一段时间后，溶液的浓度增大（） 2．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解质，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)===Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)。 电池工作时，Zn为负极，负极区PH变大（） 3．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2。 工作时，负极区溶液c(OH-)减小（） 题型六 有关计算 【典例分析】 【典例1-1】我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以Zn-TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 放电时，消耗0.65gZn，理论上转移0.02mol电子（） 【典例1-2】 科学家使用δ-MnO2研制了一种MnO2-Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。 放电时，Zn电极质量减少0.65gl，MnO2电极生成了0.020molMnOOH（） 【典例1-3】设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是 若甲室减少，乙室增加，则此时已进行过溶液转移（） 【方法技巧总结】 1. 整个回路流过的电量处处相等； 2. 注意是电极上的反应，还是额外的其他反应，只有电极上的反应遵循回路流过的电量处处相等 【变式训练】 1．太阳能光电池由于具有充电快、寿命长等特点，适于很多特殊环境和场合，现已得到广泛应用。氮化镓(GaN)光电池的结构如图所示。 常温下，当装置中有lmolCH4生成时，GaN电极有44.8LO2生成（不考虑O2的溶解〕（） 2．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示，下列说法正确的是 若该电池有电子转移，则有通过质子交换膜（） 3．下列有关如图所示铅蓄电池 铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 g（） 针对性巩固练习 练习一 电极的判断 1．将反应设计成原电池，某一时刻的电子流向及电流计(G)指针偏转方向如图所示。 作负极，发生还原反应（） 2．一种铁—空气二次电池具有较高供电效率。该电池放电时，其工作原理如图所示，电池反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2. 电极a为电池负极（） 3．低空经济为新能源电池拓宽了应用场景。一种新型光伏电池工作原理如图所示，其中为电解质浴液。太阳光照下，敏化后的产生电子和空穴，驱动电流产生和离子移动。 敏化电极是负极（） 4．复合硒()材料电极由于嵌入脱出，引起和和之间发生可逆变化，其工作原理如图所示。 放电时电极为正极（） 5．中国科学院研究所发布的新型固态锂硫正极材料(2Li2S·CuI)，能量密度较高且成本较低。由这种材料制成的锂离子电池放电、充电时的工作原理如图所示，反应的化学方程式为。 放电时，a极为负极（） 6．含有乙酸钠和对氯苯酚()的废水可以通过膜电池除去，其原理如图所示。 a为电池的正极，发生还原反应（） 7．某新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可淡化海水，电池构造示意图如下所示。 b极为电池的负极（） 8．某科研小组用电化学方法将转化为实现再利用，转化的基本原理如图所示(该交换膜只允许通过)。 极为正极，极发生氧化反应（） 练习二 电势大小比较 1．党的二十大报告指出：持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战。二氧化硫作为空气的一种主要污染物，消除其污染势在必行。二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。 Pt1电极电势高于Pt2电极（） 2．近日，郑州大学金阳副教授团队联合清华大学伍晖副教授、斯坦福大学崔屹教授，提出一种基于石榴石固体电解质的新型熔融锂-氯化亚铁电池。电池反应为，装置如图所示。 放电时，锂电极的电势高于Fe-Mo电极（） 3．二氧化锰氧化还原吸附剂调制的碳毡，其库仑效率(衡量电池充放电过程中电荷转移效率的一个重要指标)优于传统的锌氯电池。其工作原理如图所示，下列说法错误的是 放电时，碳毡的电势高于锌箔（） 4．“浓差电池”是一种利用物质的浓度差产生电势的装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差，由于浓度差导致半电池上发生的氧化还原反应程度不同，从而产生不同的电势。某浓差电池工作原理示意图如图所示。 电势：电极电极2（） 5．铁碳微电池在弱酸性条件下处理含氮废水技术的研究取得突破性进展，其工作原理如图所示。 碳电极的电势低于铁电极（） 练习三 粒子移动问题 1．一种铁—空气二次电池具有较高供电效率。该电池放电时，其工作原理如图所示，电池反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2. 电子由电极a经NaOH溶液流向电极b（） 2．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示。 电子从b流出，经外电路流向a（） 3．将反应设计成原电池，某一时刻的电子流向及电流计(G)指针偏转方向如图所示 电子由溶液通过盐桥移向溶液（） 4．以氨为燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)具有广阔的应用前景，一种氧离子导电SOFC的工作原理如图所示(在催化剂作用下先分解为和)。 向负极移动（） 5．国内某高校化学研究团队利用微生物电池除去废水中的，该电池装置如图所示。 电池工作时，透过质子交换膜向不锈钢电极迁移（） 6．碱性锌锰干电池的总反应为：，电池构造示意图如图所示。 电池工作时，通过隔膜向正极移动（） 7．微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图1所示，并利用此电池为电源模拟电化学降解，其原理如图2所示。 电池工作时，电流由A极经电解质溶液流向B极（） 8．利用原电池装置使与均转化为，既能有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，若通入气体，装置如图所示。 电流由电极B经负载流向电极A（） 练习四 电极反应式书写 1．以氨为燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)具有广阔的应用前景，一种氧离子导电SOFC的工作原理如图所示(在催化剂作用下先分解为和)。 正极的电极反应：（） 2．国内某高校化学研究团队利用微生物电池除去废水中的，该电池装置如图所示。 石墨电极发生的电极反应为：（） 3．燃料电池的工作原理如图所示(电解质为稀硝酸)。 b电极的电极反应式：（） 4．微生物电池可用于处理酸性废水中的有机物及脱除硝态氮，装置如图所示。 m电极反应式为（） 5．中国科学院福建研究所制备了一种新型铋基ZMOF(Bi－ZMOF)材料，将其用做Zn－CO2电池的电极，可提高电池放电效率，电池结构如图所示，双极膜中H2O解离的H＋和OH－在电场作用下向两极移动。 Bi－ZMOF电极的反应式为：CO2＋2H＋－2e－=HCOOH（） 6．厦门大学某研究团队开发了锂硅()合金基全固态电池(如图，电池工作时，向b极移动)，可实现超高负载与首效。 b极上的电极反应式为（） 7．某新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水，电池构造示意图如下所示。 a极发生的电极反应为（） 8．燃料电池有望成为能在低温环境下工作的便携式燃料电池，其工作原理如图所示。 负极上的电极反应式为（） 练习五 溶液pH的变化 1．利用原电池装置使与均转化为，既能有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，若通入气体，装置如图所示。 放电前后，质子交换膜右侧池的pH不变(不考虑气体溶解)（） 2．水系电池具有环境友好和高功率等优点，一种水系锌二次电池放电时的原理如图所示，单一钠离子交换膜只允许通过。放电时，复合电极中的转化为，下列叙述正确的是 放电过程中，负极附近电解质溶液的会增大（） 3．肼(N2H4)空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解液是20%～30%的KOH溶液。关于该电池。 b电极附近pH值减小（） 4．我国科技工作者设计工作原理如图所示的方案，实现对废水中有机物的无害化处理。 工作中I区电解质溶液会减小（） 5．某新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水，电池构造示意图如下所示。 电池工作一段时间后，右室溶液pH减小（） 6．某科研小组用电化学方法将转化为实现再利用，转化的基本原理如图所示(该交换膜只允许通过)。 工作一段时间后，电极室中的溶液酸性减弱（） 7．甲烷燃料电池的工作原理如图。 工作一段时间后，b极附近的会减小（） 8．我国某大学基于新型碳载钌镍合金纳米材料(Ru-Ni/C)制备出一种高能量镍氢电池，其工作原理如图所示。 放电一段时间，再断开开关一段时间后，溶液的浓度增大（） 练习六 有关计算 1．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示。 若该电池有电子转移，则有通过质子交换膜（） 2．利用原电池装置使与均转化为，既能有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，若通入气体，装置如图所示。 每产生，质子交换膜就会转移（） 3．以氨为燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)具有广阔的应用前景，一种氧离子导电SOFC的工作原理如图所示(在催化剂作用下先分解为和)。 外电路转移6mol，理论上生成4mol（） 4．水系电池具有环境友好和高功率等优点，一种水系锌二次电池放电时的原理如图所示，单一钠离子交换膜只允许通过。放电时，复合电极中的转化为。 放电时每转移，理论上复合电极的质量减少（） 5．复合硒()材料电极由于嵌入脱出，引起和和之间发生可逆变化，其工作原理如图所示。 当有参与反应时，外电路转移的电子数目大于（） 6．含有乙酸钠和对氯苯酚()的废水可以通过膜电池除去，其原理如图所示。 当外电路中有转移时，a极区增加的的个数为（） 7．中国科学院福建研究所制备了一种新型铋基ZMOF(Bi－ZMOF)材料，将其用做Zn－CO2电池的电极，可提高电池放电效率，电池结构如图所示，双极膜中H2O解离的H＋和OH－在电场作用下向两极移动。 放电时，每消耗0.2mol Zn，双极膜内解离3.6g H2O（） 8．党的二十大报告指出：持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战。二氧化硫作为空气的一种主要污染物，消除其污染势在必行。二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。 相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为1∶2（） 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题七 原电池 目录 常规题型方法 题型一 电极的判断 2 题型二 电势大小比较 4 题型三 粒子移动问题 6 题型四 电极反应式书写 8 题型五 溶液pH的变化 11 题型六 有关计算 14 针对性练习 练习一 电极的判断 17 练习二 电势大小比较 20 练习三 粒子移动问题 22 练习四 电极反应式书写 26 练习五 溶液pH的变化 30 练习六 有关计算 33 常规题型方法 题型一 电极的判断 【典例分析】 【典例1-1】．负载有和的活性炭，可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。    作原电池正极（×） 【解析】Cl-在Ag极失去电子发生氧化反应，Ag为负极，A错误； 【典例1-2】．一种以和为电极、水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，可插入层间形成。    放电时为正极（√） 【解析】由题信息可知，放电时，可插入层间形成，发生了还原反应，则放电时为正极，说法正确； 【典例1-3】．利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。 甲室电极为正极（×） 【解析】向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室电极溶解，变为铜离子与氨气形成，因此甲室电极为负极，故错误； 【方法技巧总结】 【变式训练】 1．以氨为燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)具有广阔的应用前景，一种氧离子导电SOFC的工作原理如图所示(在催化剂作用下先分解为和)。 在负极放电（√） 【解析】由图可知，在催化剂作用下先分解为和，在负极失电子生成H2O，故正确； 2．据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。其电池反应为：2CH3OH+3O2+4OH-2CO+6H2O。 放电时CH3OH参与反应的电极为负极（√） 【解析】放电时，相当于原电池的工作原理，负极发生失电子的氧化反应，根据总反应：2CH3OH+3O2+4OH-2CO+6H2O，则放电时CH3OH参与反应的电极为负极，正确； 3．如图是甲醇燃料电池的结构示意图，电池反应为。 左电极为电池的正极，a处通入的物质是甲醇（×） 【解析】根据分析可知，左电极为电池的负极，a处通入的物质是甲醇，A错误； 题型二 电势大小比较 【典例分析】 【典例1-1】燃料电池的工作原理如图所示(电解质为稀硝酸)。 a电极的电势小于b电极的电势（×） 【解析】a电极为正极，b电极为负极，故a电极的电势高于b电极的电势，错误； 【典例1-2】微生物电池可用于处理酸性废水中的有机物及脱除硝态氮，装置如图所示。 m极电势高于n极（√） 【解析】该原电池中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则电极m是正极，电极反应式为，电极n是负极，负极上有机物失电子发生氧化反应，有机物在微生物的作用下生成二氧化碳，电极反应式为，可知m极为正极，n极为负极，正极电势高于负极，故正确； 【方法技巧总结】 正极电势高于负极电势 【变式训练】 1．中国科学院福建研究所制备了一种新型铋基ZMOF(Bi－ZMOF)材料，将其用做Zn－CO2电池的电极，可提高电池放电效率，电池结构如图所示，双极膜中H2O解离的H＋和OH－在电场作用下向两极移动。 锌电极的电势高于Bi－ZMOF电极的电势（×） 【解析】由图可知，锌片为原电池的负极，碱性条件下Zn失去电子发生氧化反应生成[Zn(OH)4]2-；Bi—ZMOF电极为正极，酸性条件下CO2在正极得到电子发生还原反应，生成HCOOH，Zn为电池的负极，Bi－ZMOF为电池的正极，正极的电势高于负极的电势，因此锌电极的电势低于Bi－ZMOF电极的电势，错误； 3．碱性锌锰干电池的总反应为：，电池构造示意图如图所示。 电极电势高（×） 【解析】根据反应总方程式可知Zn为负极，发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，MnO2为正极，发生还原反应，电极反应式为：MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-，电池工作时，锌为负极，则电极电势低，A错误； 题型三 粒子移动问题 【典例分析】 【典例1-1】．一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时， 两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a（√） 【解析】原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故迁移方向为b→a，D正确。 【典例1-2】．碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。 电池工作时，通过隔膜向正极移动（×） 【解析】电池工作时，通过隔膜向负极移动，故错误； 【典例1-3】．负载有和的活性炭，可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。    电子由经活性炭流向（√） 【解析】电子由负极经活性炭流向正极，正确； 【方法技巧总结】 1. 电子不下水，离子不上岸 2. 电子：由负极移向正极 3. 电流：由正极流向负极 4. 离子：阳离子移向正极，阴离子移向负极 【变式训练】 1．室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx 放电时外电路电子流动的方向是a→b（√） 【解析】放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极，硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na+结合得到Na2Sx，电子在外电路的流向为a→b，正确； 2．一种以和为电极、水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，可插入层间形成。下列说法错误的是    放电时由负极向正极迁移（√） 【解析】Zn为负极，放电时Zn失去电子变为，阳离子向正极迁移，则放电时由负极向正极迁移，B说法正确； 3．某低成本储能电池原理如下图所示。    放电时右侧通过质子交换膜移向左侧（×） 【解析】放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧，错误； 题型四 电极反应式书写 【典例分析】 【典例1-1】海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。 N极仅发生的电极反应：（×） 【解析】由分析可知，N为正极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，和反应O2+4e-+2H2O=4OH-，故错误； 【典例1-2】 科学家使用δ-MnO2研制了一种MnO2-Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。 放电时，正极反应有MnO2+H2O2+e-=MnOOH+OH-（√） 【解析】放电时电极为正极，正极上检测到和少量，则正极上主要发生的电极反应是，C正确； 【典例1-3】我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以Zn-TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。 电池总反应为：（√） 【解析】由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料；负极的电极反应式为，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为；正极上发生，则充电时，该电极为阳极，电极反应式为。由以上分析可知，该电池总反应为，正确； 【典例1-4】某储能电池原理如图。 放电时负极反应：（√） 【解析】 放电时负极失电子，发生氧化反应，电极反应：，故正确； 【方法技巧总结】 1. 根据价态变化，判断正负极以及反应物 2. 配平： （1）配电子（据价态变化以及变价原子数） （2）配电荷（注意电解质的应用以及电解质体系环境） （3）配原子（一般缺“氧原子”补水，缺“氢原子”补氢离子；注意电解质溶液酸碱性） 【变式训练】 1．如图是甲醇燃料电池的结构示意图，电池反应为，下列说法正确的是 负极反应为（√） 【解析】左电极为电池的负极，燃料甲醇在a通入发生氧化反应：，正确； 2．基于火星大气中 CO2含量高达 95.32%，中国科技大学谈鹏教授团队开发出一种火星电池—— 电池，放电产物为C和。 放电时，正极反应为 （√） 【解析】A．放电时，CO2在正极得电子转化为Li2CO3和C，正极反应为，正确； 3. 一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时。电池总反应为（√） 【解析】由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的在a电极上得电子生成，电极反应式为；b电极为电池负极， 在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为，则电池总反应为，正确； 题型五 溶液的pH变化 【典例分析】 【典例1-1】科学家基于易溶于的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为： 。 放电时溶液的减小（×） 【解析】B．放电时电极反应和充电时相反，则由放电时电极a的反应为可知，NaCl溶液的pH不变，故错误； 【典例1-2】设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。 装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大（×） 【解析】电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体，Co2+在另一个电极上得到电子，被还原产生Co单质，CH3COO-失去电子后，Na+通过阳膜进入阴极室，溶液变为NaCl溶液，溶液由碱性变为中性，溶液pH减小，错误； 【典例1-3】某新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水，电池构造示意图如下所示。 电池工作一段时间后，右室溶液pH减小（×） 【解析】右室中b极发生的电极反应为，不断被消耗，pH增大，错误； 【方法技巧总结】 1. 判断某一极附近pH的变化，根据这一电极的反应式判断即可； 2. 判断整个溶液pH的变化，得根据总反应判断。 【变式训练】 1．我国某大学基于新型碳载钌镍合金纳米材料(Ru-Ni/C)制备出一种高能量镍氢电池，其工作原理如图所示。 放电一段时间，再断开开关一段时间后，溶液的浓度增大（×） 【解析】由分析可知，电池总反应为H2+2NiOOH=2Ni(OH)2，则放电一段时间后，氢氧化钾溶液的浓度基本不变，故错误； 2．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解质，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)===Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)。 电池工作时，Zn为负极，负极区PH变大（×） 【解析】根据总反应可知Zn被氧化，为原电池的负极，负极反应为Zn﹣2e﹣+2OH﹣═Zn(OH)2，负极区PH减小，故错误； 3．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2。 工作时，负极区溶液c(OH-)减小（√） 【解析】负极发生反应Zn+2OH－-2e－=Zn(OH)2，消耗氢氧根离子，因此负极c(OH-)减小，故正确； 题型六 有关计算 【典例分析】 【典例1-1】我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以Zn-TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 放电时，消耗0.65gZn，理论上转移0.02mol电子（√） 【解析】放电时，负极的电极反应式为，因此消耗0.65 g Zn（物质的量为0.01mol），理论上转移0.02 mol电子，正确； 【典例1-2】 科学家使用δ-MnO2研制了一种MnO2-Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。 放电时，Zn电极质量减少0.65gl，MnO2电极生成了0.020molMnOOH（×） 【解析】放电时，Zn电极质量减少0.65g（物质的量为0.010mol），电路中转移0.020mol电子，由正极的主要反应可知，若正极上只有生成，则生成的物质的量为0.020mol，但是正极上还有生成，因此，的物质的量小于0.020mol，不正确； 【典例1-3】设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是 若甲室减少，乙室增加，则此时已进行过溶液转移（√） 【解析】若甲室Co2+减少200 mg，电子转移物质的量为n(e-)= ，乙室Co2+增加300 mg，转移电子的物质的量为n(e-)=，说明此时已进行过溶液转移，正确； 【方法技巧总结】 1. 整个回路流过的电量处处相等； 2. 注意是电极上的反应，还是额外的其他反应，只有电极上的反应遵循回路流过的电量处处相等 【变式训练】 1．太阳能光电池由于具有充电快、寿命长等特点，适于很多特殊环境和场合，现已得到广泛应用。氮化镓(GaN)光电池的结构如图所示。 常温下，当装置中有lmolCH4生成时，GaN电极有44.8LO2生成（不考虑O2的溶解〕（×） 【解析】常温下气体的摩尔体积不是22.4L/mol，当装置中有lmolCH4生成时，生成O2的物质的量为2mol，其体积略大于44.8LO2，故错误； 2．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示，下列说法正确的是 若该电池有电子转移，则有通过质子交换膜（×） 【解析】根据电子守恒和电荷守恒，若该电池有0.4mol电子转移，有0.4molH+通过质子交换膜，故错误； 3．下列有关如图所示铅蓄电池 铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 g（×） 【解析】铅蓄电池工作时负极的反应为：，每通过2mol电子消耗1molPb，同时生成1molPbSO4，附着在负极上，因此每通过 2 mol 电子，负极Pb的质量减轻207 g，同时生成了303g PbSO4，因此负极质量增加96g，故错误； 针对性巩固练习 练习一 电极的判断 1．将反应设计成原电池，某一时刻的电子流向及电流计(G)指针偏转方向如图所示。 作负极，发生还原反应（×） 【解析】Cu作负极，失电子，发生氧化反应，错误； 2．一种铁—空气二次电池具有较高供电效率。该电池放电时，其工作原理如图所示，电池反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2. 电极a为电池负极（√） 【解析】根据电池反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2.，可知铁失去电子，电极a为负极，电极b为正极，，故正确； 3．低空经济为新能源电池拓宽了应用场景。一种新型光伏电池工作原理如图所示，其中为电解质浴液。太阳光照下，敏化后的产生电子和空穴，驱动电流产生和离子移动。 敏化电极是负极（√） 【解析】太阳光照下，敏化后的产生电子和空穴，即敏化电极失电子为负极，B正确； 4．复合硒()材料电极由于嵌入脱出，引起和和之间发生可逆变化，其工作原理如图所示。 放电时电极为正极（√） 【解析】由由图示可知，该电池放电时，为负极，电极反应式为，为正极，发生的反应为，发生的反应为；充电时，为阴极，电极反应式为，为阳极，发生的反应为，发生的反应为可知，放电时电极为正极，正确； 5．中国科学院研究所发布的新型固态锂硫正极材料(2Li2S·CuI)，能量密度较高且成本较低。由这种材料制成的锂离子电池放电、充电时的工作原理如图所示，反应的化学方程式为。 放电时，a极为负极（√） 【解析】由A极是活泼金属Li，作原电池的负极，b为正极，放电时a极发生Li-e-=Li+，正极发生3Li++S+CuS+LiI+3e-=2Li2S·CuI可知，a电极是Li，活泼金属失去电子发生氧化反应，放电时，为负极，正确； 6．含有乙酸钠和对氯苯酚()的废水可以通过膜电池除去，其原理如图所示。 a为电池的正极，发生还原反应（√） 【解析】由原电池中阳离子移向正极，根据原电池中氢离子的移动方向，可知a为正极，酸性条件下，正极的对氯苯酚得到电子发生还原反应生成苯酚，电极反应式为，电流从正极经导线流向负极b分析，a为电池的正极，发生还原反应，正确； 7．某新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水，电池构造示意图如下所示。 b极为电池的负极（×） 【解析】a极附近发生氧化反应， a极为电池负极，b极为电池正极，错误； 8．某科研小组用电化学方法将转化为实现再利用，转化的基本原理如图所示(该交换膜只允许通过)。 极为正极，极发生氧化反应（×） 【解析】由图可知，该装置为原电池，M极在紫外光的作用下，H2O反应生成O2，O元素由-2价升高为0价，失电子，M为负极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，N为电池正极，电极反应式为CO2+2H++2e-=CO+H2O，原电池中阳离子移向正极，M为电池负极，N为电池正极，N极得电子，发生还原反应，错误； 练习二 电势大小比较 1．党的二十大报告指出：持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战。二氧化硫作为空气的一种主要污染物，消除其污染势在必行。二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。 Pt1电极电势高于Pt2电极（×） 【解析】该电池为原电池，Pt1电极二氧化硫失电子生成硫酸，Pt1是负极，电极反应式为：；Pt2电极氧气得电子生成水，Pt2是正极，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O；正极电势高，故Pt1电极电势低于Pt2电极，错误； 2．近日，郑州大学金阳副教授团队联合清华大学伍晖副教授、斯坦福大学崔屹教授，提出一种基于石榴石固体电解质的新型熔融锂-氯化亚铁电池。电池反应为，装置如图所示。 放电时，锂电极的电势高于Fe-Mo电极（×） 【解析】电池放电时，正极电势高于负极，Fe-Mo电极电势高于锂电极，错误； 3．二氧化锰氧化还原吸附剂调制的碳毡，其库仑效率(衡量电池充放电过程中电荷转移效率的一个重要指标)优于传统的锌氯电池。其工作原理如图所示，下列说法错误的是 放电时，碳毡的电势高于锌箔（√） 【解析】放电时，锌箔为负极，电极电势低，正确； 4．“浓差电池”是一种利用物质的浓度差产生电势的装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差，由于浓度差导致半电池上发生的氧化还原反应程度不同，从而产生不同的电势。某浓差电池工作原理示意图如图所示。 电势：电极电极2（×） 【解析】右侧铜离子浓度高于左侧，更易得到电子，因此右侧为正极，左侧为负极，在原电池中，电势：正极＞负极，则电势：电极电极2，错误； 5．铁碳微电池在弱酸性条件下处理含氮废水技术的研究取得突破性进展，其工作原理如图所示。 碳电极的电势低于铁电极（×） 【解析】据图，该原电池反应中，甲室转化为N2，得电子发生还原反应，碳电极作正极，铁电极作负极，故电势碳电极高于铁电极，错误； 练习三 粒子移动问题 1．一种铁—空气二次电池具有较高供电效率。该电池放电时，其工作原理如图所示，电池反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2. 电子由电极a经NaOH溶液流向电极b（×） 【解析】电池反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2.，可知铁失去电子，电极a为负极，电极b为正极，电子由电极a经负载流向电极b，故错误； 2．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示。 电子从b流出，经外电路流向a（×） 【解析】由图可知硫酸盐还原菌可以将有机物氧化成二氧化碳，而硫氧化菌可以将硫氢根离子氧化成硫酸根离子，所以两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2 放出电子，负极上HS-在硫氧化菌作用下转化为，失电子发生氧化反应，电极反应式是HS-+4H2O-8e-=+9H+；正极上是氧气得电子的还原反应：4H++O2+4e-=2H2O，a为负极，b为正极，电子从a流出，经外电路流向b，故错误； 3．将反应设计成原电池，某一时刻的电子流向及电流计(G)指针偏转方向如图所示 电子由溶液通过盐桥移向溶液（×） 【解析】 电子从负极流出，流入正极，只能通过导线传递，不能由AgNO3溶液通过盐桥移向Cu(NO3）2溶液，错误； 4．以氨为燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)具有广阔的应用前景，一种氧离子导电SOFC的工作原理如图所示(在催化剂作用下先分解为和)。 向负极移动（√） 【解析】原电池中阴离子向负极移动，则向负极移动，故D正确； 5．国内某高校化学研究团队利用微生物电池除去废水中的，该电池装置如图所示。 电池工作时，透过质子交换膜向不锈钢电极迁移（√） 【解析】 由装置图可知，石墨电极上转化生成 CO2，C元素化合价由0价升高为+4价，失电子，则石墨电极为负极，发生电极反应：；不锈钢电极为正极，发生电极反应：，H+为阳离子，原电池中阳离子移向正极，则电池工作时，透过质子交换膜向不锈钢电极迁移，正确； 6．碱性锌锰干电池的总反应为：，电池构造示意图如图所示。 电池工作时，通过隔膜向正极移动（×） 【解析】电池工作时，根据电池总反应方程式可知：Zn为负极，发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，MnO2为正极，发生还原反应，电极反应式为：MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-。电池工作时，阳离子向正极定向移动，阴离子向负极定向移动。OH-会向正电荷较多的负极定向移动，即OH-通过隔膜向负极移动，错误； 7．微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图1所示，并利用此电池为电源模拟电化学降解，其原理如图2所示。 电池工作时，电流由A极经电解质溶液流向B极（×） 【解析】由于通氧气的一极是原电池的正极，微生物一端为原电池的负极，电池工作时电流从正极经过外电路电子流向负极，负极经过电解质溶液流向正极，即电流由B极经电解质溶液流向A极，错误； 8．利用原电池装置使与均转化为，既能有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，若通入气体，装置如图所示。 电流由电极B经负载流向电极A（√） 【解析】A．NO2中N元素化合价由+4价变为0价、NH3中N元素化合价由-3价变为0价，所以NO2发生还原反应、NH3发生氧化反应，则通入NH3的A电极作负极、B电极作正极，电子由负极A经负载流向正极B，则电流由电极B经负载流向电极A，正确； 练习四 电极反应式书写 1．以氨为燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)具有广阔的应用前景，一种氧离子导电SOFC的工作原理如图所示(在催化剂作用下先分解为和)。 正极的电极反应：（√） 【解析】由图可知，在正极得电子生成，电极方程式为：，故正确； 2．国内某高校化学研究团队利用微生物电池除去废水中的，该电池装置如图所示。 石墨电极发生的电极反应为：（×） 【解析】由装置图可知，石墨电极上转化生成 CO2，C元素化合价由0价升高为+4价，失电子，则石墨电极为负极，发生电极反应：；错误； 3．燃料电池的工作原理如图所示(电解质为稀硝酸)。 b电极的电极反应式：（×） 【解析】b电极上NO失去电子发生氧化反应生成硝酸，电极反应， 4．微生物电池可用于处理酸性废水中的有机物及脱除硝态氮，装置如图所示。 m电极反应式为（×） 【解析】左边装置中m电极是正极，电极反应式为，故错误； 5．中国科学院福建研究所制备了一种新型铋基ZMOF(Bi－ZMOF)材料，将其用做Zn－CO2电池的电极，可提高电池放电效率，电池结构如图所示，双极膜中H2O解离的H＋和OH－在电场作用下向两极移动。 Bi－ZMOF电极的反应式为：CO2＋2H＋－2e－=HCOOH（×） 【解析】由分析可知，Bi—ZMOF电极为正极，酸性条件下CO2在正极得到电子发生还原反应生成HCOOH，电极反应式为CO2＋2H＋+2e－=HCOOH，错误； 6．厦门大学某研究团队开发了锂硅()合金基全固态电池(如图，电池工作时，向b极移动)，可实现超高负载与首效。 b极上的电极反应式为（√） 【解析】根据锂硅()合金基全固态电池，原电池中阳离子向正极移动，电池工作时，向b极移动，b极为正极，Si得电子被还原，电极反应式：，a极为负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式：可知，b极为正极，Si得电子被还原，电极反应式：，正确； 7．某新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水，电池构造示意图如下所示。 a极发生的电极反应为（√） 【解析】；a极发生氧化反应，电极反应式为，正确； 8．燃料电池有望成为能在低温环境下工作的便携式燃料电池，其工作原理如图所示。 负极上的电极反应式为（√） 【解析】根据分析，a极为负极，发生氧化反应生成，电极反应式为，正确； 练习五 溶液pH的变化 1．利用原电池装置使与均转化为，既能有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，若通入气体，装置如图所示。 放电前后，质子交换膜右侧池的pH不变(不考虑气体溶解)（√） 【解析】根据电极A的反应2NH3-6e- =N2+6H+可知，每转移6mol电子，生成6mol H+，同时有6mol H+移动到左池，故右侧池的pH不变，正确； 2．水系电池具有环境友好和高功率等优点，一种水系锌二次电池放电时的原理如图所示，单一钠离子交换膜只允许通过。放电时，复合电极中的转化为，下列叙述正确的是 放电过程中，负极附近电解质溶液的会增大（×） 【解析】放电时，负极反应为，同时有移向S—C复合电极，负极附近电解质溶液中减小，会减小，错误； 3．肼(N2H4)空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解液是20%～30%的KOH溶液。关于该电池。 b电极附近pH值减小（×） 【解析】根据肼(N2H4)空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解液是20%～30%的KOH溶液，则燃料反应的电极a为负极，电极反应式为；通入空气的电极b为正极，空气中的在电极b得到电子，电极反应式为，电极b附近产生大量的，溶液碱性增强，增大，错误； 4．我国科技工作者设计工作原理如图所示的方案，实现对废水中有机物的无害化处理。 工作中I区电解质溶液会减小（√） 【解析】区的有机物转化为二氧化碳，碳元素化合价升高，一定是负极，则M极是电池的负极，失去电子，生成，降低，正确； 5．某新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水，电池构造示意图如下所示。 电池工作一段时间后，右室溶液pH减小（×） 【解析】右室中b极发生的电极反应为，不断被消耗，pH增大，错误； 6．某科研小组用电化学方法将转化为实现再利用，转化的基本原理如图所示(该交换膜只允许通过)。 工作一段时间后，电极室中的溶液酸性减弱（×） 【解析】M极发生氧化反应生成氧气：2H2O-4e-=O2↑+4H+，工作一段时间后，M电极室中生成氢离子迁移到N极，氢离子个数不变，但由于消耗了水，导致氢离子浓度增大，溶液酸性增强，错误； 7．甲烷燃料电池的工作原理如图。 工作一段时间后，b极附近的会减小（×） 【解析】工作时，b电极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，生成OH-，b极附近溶液的碱性增强，pH会增大，错误； 8．我国某大学基于新型碳载钌镍合金纳米材料(Ru-Ni/C)制备出一种高能量镍氢电池，其工作原理如图所示。 放电一段时间，再断开开关一段时间后，溶液的浓度增大（×） 【解析】由图可知，电极a氢气生成H2O，发生氧化反应，为原电池的负极，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，电极b为正极，水分子作用下氢氧化氧镍在正极得到电子发生还原反应生成氢氧化镍，电极反应式为NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-，电池总反应为H2+2NiOOH=2Ni(OH)2。，电池总反应为H2+2NiOOH=2Ni(OH)2，则放电一段时间后，氢氧化钾溶液的浓度基本不变，故错误； 练习六 有关计算 1．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示。 若该电池有电子转移，则有通过质子交换膜（×） 【解析】根据电子守恒和电荷守恒，若该电池有0.4mol电子转移，有0.4molH+通过质子交换膜，故错误； 2．利用原电池装置使与均转化为，既能有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，若通入气体，装置如图所示。 每产生，质子交换膜就会转移（×） 【解析】根据电极反应方程式，当转移24mol电子时，负极生成4mol N2，正极生成3mol N2，共生成7mol N2，当产生，即生成0.5mol N2，转移电子数为，即质子交换膜就会转移，错误； 3．以氨为燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)具有广阔的应用前景，一种氧离子导电SOFC的工作原理如图所示(在催化剂作用下先分解为和)。 外电路转移6mol，理论上生成4mol（×） 【解析】在负极失电子生成H2O，电极方程式为：，外电路转移，理论上生成3mol，故错误； 4．水系电池具有环境友好和高功率等优点，一种水系锌二次电池放电时的原理如图所示，单一钠离子交换膜只允许通过。放电时，复合电极中的转化为。 放电时每转移，理论上复合电极的质量减少（×） 【解析】由正极反应正极反应为可知，每转移，理论上复合电极的质量增加，错误； 5．复合硒()材料电极由于嵌入脱出，引起和和之间发生可逆变化，其工作原理如图所示。 当有参与反应时，外电路转移的电子数目大于（√） 【解析】由图示可知，该电池放电时，为负极，电极反应式为，为正极，发生的反应为，发生的反应为；充电时，为阴极，电极反应式为，为阳极，发生的反应为，发生的反应为；当有参与反应时，也在同时发生反应，外电路转移的电子数目大，正确； 6．含有乙酸钠和对氯苯酚()的废水可以通过膜电池除去，其原理如图所示。 当外电路中有转移时，a极区增加的的个数为（×） 【解析】据电荷守恒，当外电路中有0.2mol 转移时，通过质子交换膜的H+的个数为0.2NA，而发生反应消耗0.1mol氢离子，则a极区增加的H+的个数为0.1NA，故当外电路中有转移时，a极区增加的的个数为0.05 NA，错误； 7．中国科学院福建研究所制备了一种新型铋基ZMOF(Bi－ZMOF)材料，将其用做Zn－CO2电池的电极，可提高电池放电效率，电池结构如图所示，双极膜中H2O解离的H＋和OH－在电场作用下向两极移动。 放电时，每消耗0.2mol Zn，双极膜内解离3.6g H2O（×） 【解析】由图可知，锌片为原电池的负极，碱性条件下Zn失去电子发生氧化反应生成[Zn(OH)4]2-；Bi—ZMOF电极为正极，酸性条件下CO2在正极得到电子发生还原反应，生成HCOOH。双极膜中的H＋移向Bi—ZMOF电极、OH－离子移向锌片可知，双极膜中的H＋移向Bi—ZMOF电极、OH－离子移向锌片。电池工作时，每消耗0.2mol Zn时，外电路转移电子的物质的量为0.2mol×2=0.4mol。在串联电路中，任何一个截面经过的电量都是相同的，因此有0.4molH＋移向Bi—ZMOF电极，双极膜内将解离0.4mol水，即0.4mol×18g·mol-1=7.2g水，错误； 8．党的二十大报告指出：持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战。二氧化硫作为空气的一种主要污染物，消除其污染势在必行。二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。 相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为1∶2（×） 【解析】D．总反应为二氧化硫和氧气、水反应生成硫酸，反应方程式为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1，D错误； 1 学科网（北京）股份有限公司 $$