专题02 化学电源装置分析（重难点训练）化学沪科版2020选择性必修1

学科网（北京）股份有限公司 专题02 化学电源装置分析 建议时间：30分钟 突破一 一次电池 1、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。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn(s)＋2MnO2(s)＋2H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋2MnO(OH)(s)。下列说法中错误的是(　　) A．电池工作时，锌失去电子 B．电池正极的电极反应式为2MnO2(s)＋2H2O(l)＋2e－===2MnO(OH)(s)＋2OH－(aq) C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D．外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量减少6.5 g 2、日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应可简化为Zn－2e－===Zn2＋，2NH＋2e－===2NH3＋H2{NH3与Zn2＋络合生成[Zn(NH3)4]2＋}。根据以上叙述判断下列结论不正确的是(　　) A．Zn为正极，碳为负极 B．Zn为负极，碳为正极 C．工作时电流由碳极经外电路流向Zn极 D．长时间连续使用时，内装糊状物可能流出，从而腐蚀用电器 突破二 二次电池 3、某种钠离子的二次电池，其放电工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．放电时，石墨上的电势比MnPO4上的高 B．充电时，石墨接直流电源的正极 C．充电时，Na+由右侧经过离子交换膜迁移到左侧 D．放电时，正极反应为NaMnPO4+e-=MnPO4+Na+ 4、下图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，电解质是H2SO4溶液。已知放电时电池反应为：Pb + PbO2 + 4H++ 2SO=2PbSO4 + 2H2O，下列有关说法正确的是： A．K与N相接时，能量由电能转化为化学能 B．放电时，当线路通过电子0.2mol时，溶液中SO减少0.1mol C．K与M连接时，所用电源的a极为负极 D．K与M相接时，PbO2发生反应为：PbO2 + 4H++ SO+ 2e-=PbSO4+ 2H2O 突破三 燃料电池 5、质子膜H2S燃料电池实现了H2S废气资源回收利用，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．电极a为负极 B．电池工作时H＋通过质子固体电解质膜向电极b移动 C．电极b上发生的电极反应： D．每消耗22.4L(标准状况)H2S气体，电路中转移4mole- 6、甲醇固体氧化物燃料电池工作原理示意图如下。下列有关说法正确的是 A．极氧气得电子转化为 B．从燃料电池的负极向正极迁移 C．该燃料电池能将电能转化为化学能 D．B极反应为 7、二氧化硫空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含的快速启动，装置示意图如下。以下说法正确的是 A．正极发生氧化反应 B．电子由沿导线流向 C．负极电极反应式为 D．反应，有质子通过交换膜 突破四 新型电池 8、我国海域辽阔，海岸线漫长，岛屿众多，海水电池的研究十分重要。某铝-海水电池的工作原理示意图如下。该电池M极采用镍网惰性电极，同时可在电池右侧完成铝的回收。下列说法正确的是 A．电势：N电极>M电极 B．M极的电极反应式为 C．离子交换膜可选用阳离子交换膜 D．当N极质量减少5.4 g时，理论上M极消耗3.36 L空气(标准状况下) 9、微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置。利用微生物处理有机废水，可获得电能，同时实现海水淡化。现以溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含的溶液为例)。下列说法错误的是 A．a极电极反应为 B．工作过程b极附近pH减小 C．隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜 D．当电路中转移电子时，模拟海水理论上除盐 10、Li-FeS2热激活电池常用作智能化弹药的弹载电源。接收到启动信号后，点火头点燃引燃条，加热片放热使LiCl-KCl熔化激活电池，电池总反应为4Li+FeS2=Fe+2Li2S。下列说法正确的是 A．该电池将热能转化为电能 B．工作时正极反应式为：FeS2+4e-=Fe+2S2- C．当电池中转移2mol电子时，负极质量减少32g D．工作时电子由Li电极经熔融LiCl-KCl流向FeS2电极 建议时间：20分钟 1．一种新型乙醇电池，使用磺酸类质子溶剂，能在200℃左右时工作。相比甲醇电池，其效率高出32倍且更安全。电池总反应为，电池示意图如下图，下列说法正确的是 A．a极为电池的正极 B．b极的电极反应为： C．电池工作时，电子由a极沿导线经灯泡流入b极 D．电解质溶液中的质子()从b极区向a极区转移 2．下列电池工作时，在正极放电的是 A．锌锰电池 B．氢燃料电池 C．铅蓄电池 D．镍镉电池 A．A B．B C．C D．D 3．碱性锌锰电池以氢氧化钾代替氯化铵做电解质，其电极反应为：，，下列说法正确的是 A．电流方向：电极外电路电极 B．电解质溶液中向正极移动 C．电池放电过程中，电解质溶液的减小 D．碱性锌锰电池可反复充电使用 4．利用外加电流的阴极保护法减缓海水中钢铁闸门的腐蚀，其装置如图所示。下列有关说法正确的是 A．该保护法实现了电能全部转化为化学能 B．钢闸门作阳极，与电源的正极相连 C．辅助电极可以使用石墨 D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 5．汽车用铅酸蓄电池示意图如图所示，下列说法不正确的是 A．该电池属于二次电池 B．电池工作时，电子由负极流出经过电解质溶液流向正极 C．充电时，铅板与电源的负极相连 D．电池工作时，正极的反应式为 6．用酸性 溶液吸收工业尾气NO，同时储存电量和得到副产品X，可以达到废物利用的目的，其工作原理如图所示： 已知每个电子的带电量为 设NA 表示阿伏加德罗常数的值。 下列说法正确的是 A．X为KNO3 B．工作时，H+由左室通过质子交换膜进入右室 C．正极的电极反应式： D．该装置每吸收2.24 L NO，储电器储存的电量为 7．电动自行车、汽车等都要用到铅酸蓄电池(如图所示)，下列关于该电池的说法错误的是 已知：放电时，该电池的总反应式为。 A．铅酸蓄电池为二次电池 B．放电时，往Pb电极方向迁移 C．放电时，正、负电极上的质量均增大 D．放电时，电解质溶液中的溶质质量减小 8．液流电池是电化学储能领域的研究热点，其电解液置于电堆外部，在循环泵的推动下流经电堆，实现化学能与电能的转换。下图是全钒液流电池的结构及工作原理示意图。 下列说法正确的是 A．放电时，电子由A极流出，经负载到B极 B．充电时A极应与电源的负极相连 C．放电时每转移1mol e-，有1mol H+通过质子交换膜移向B极区 D．放电时正极反应式：+2H++ e- =VO2++H2O 9．钠离子电池作为锂离子电池的有力补充，备受关注。图是一种钠离子电池(电解质为含的有机溶剂)的工作原理示意图。下列说法错误的是 A．放电时，Mo箔是电池的正极 B．放电时，负极的电极反应式为 C．放电时，若负极增重24g，则有个从右室移向左室 D．若外电路通过0.1mol电子，则正极的质量变化为2.3g 10．纳米硅基锂电池是一种新型二次电池，电池装置如图所示，电池反应式为，下列说法正确的是 A．放电时硅基电极发生还原反应 B．放电时由a极移向b极 C．电子可以通过聚合物隔膜 D．充电时，a极反应式为 11．下列四个常用电化学装置的叙述正确的是 A．图Ⅰ所示干电池中，锌皮电极发生氧化反应 B．图Ⅰ所示干电池中，石墨得到电子，作负极 C．图Ⅱ所示电池中正极反应为： D．图Ⅱ所示燃料电池中，其工作原理为燃烧氢气将化学能转化为电能 12．科学家研发了一种可植入人体内的微型电池，通过CuO控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度(以葡萄糖浓度计)高于标准，电池启动；下降至标准后，电池停止工作。电池的工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A．a电极为电池负极 B．降血糖过程中，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)间的相互转化起催化作用 C．理论上每消耗36mg葡萄糖(M=180g/mol)，电极 a处将有0.2mmol电子流出 D．电极b的反应式为Cu2O+2e-+2OH-=2CuO+H2O 13．中国团队在巴塞罗那获得“镁未来技术奖”。一种以MgCl2-聚乙烯醇为电解液的镁电池如图所示，反应原理为Mg+V2O5MgV2O5。下列说法正确的是 A．充电时，Mg2+嵌入V2O5晶格中 B．放电一段时间后，聚乙烯醇中的c(Mg2+)增大 C．放电时，正极的电极反应为V2O5+2e-+Mg2+=MgV2O5 D．可将聚乙烯醇电解液换成MgCl2水溶液 14．研究人员开发出一种可在一分钟内完成充放电的超快铝离子电池。该电池以铝、石墨作为电极，以和有机阳离子构成的电解质溶液作为离子导体，其放电时的工作原理如图所示。下列叙述不正确的是 A．铝为负极，电极反应式为： B．电池放电时，有机阳离子向石墨电极迁移 C．电池放电时，石墨电极发生还原反应 D．若外电路通过0.2mol电子，则理论上反应(消耗或生成)的金属铝的质量为5.4g 15．科学家最近发明了一种电池，电解质为、、稀硫酸，通过X和Y两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成M、R、N三个电解质溶液区域()，结构示意图如图。下列说法不正确的是 A．R区域的电解质浓度逐渐增大 B．Y膜是阴离子交换膜 C．放电时电极上反应为： D．理论上当电路中通过2 mol电子，N极区溶液质量减少96 g 16．某学习小组按下图的两组装置来探究钢铁的腐蚀情况，下列相关说法不正确的是 A．两组装置中负极均为左池的铁片 B．图Ⅰ中将石墨电极换成锌棒，可减缓铁片被腐蚀 C．图Ⅱ中氧气浓度差异会导致电流计示数不同 D．若向图Ⅱ两池中滴加酚酞溶液，铁片Ⅰ附近出现红色 17．铅酸蓄电池工作时的反应为。某状态下测得两电极的质量都增加，下列有关该状态下的说法不正确的是 A．铅酸蓄电池正在放电 B．极反应式为 C．该状态下由极向极移动 D．一段时间后，溶液的增大 18．一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极为正极 B．电极反应方程式为： C．电池工作时，从电极迁移向电极 D．标况下，每有甲烷参与催化重整反应，理论上另一极消耗氧气 19．碱性锌铁液流电池具有电压高、成本低等优点。该电池的总反应为。下列叙述错误的是 A．放电时，M极的电极反应为 B．充电时，右侧贮液器中浓度降低 C．若离子交换膜只允许通过，则参与反应时，有通过离子交换膜 D．电池工作时，当电路中转移电子，理论上消耗锌 20．“电化学”与人类生产、生活密不可分。 Ⅰ．用蓄电池为电源，制取少量高铁酸钾。装置如图所示： (1)工作时，蓄电池的负极为 (填“Fe”或“”)，电解池中的石墨电极为 极。 (2)写出蓄电池中电极发生的电极反应式： 。 (3)当消耗掉时，理论上生成高铁酸钾 g。 Ⅱ．通过电解废旧锂电池中的获得锂盐和，工作原理如图所示。 (4)上图滤布的作用为 。X电极发生的电极反应式为 。 (5)上图Ⅱ电解过程中将 (填“增大”、“减小”或“不变”，忽略电解过程中溶液体积的变化)。 21．回答下列问题： (1)下图是某化学兴趣小组探究化学能转变为电能的装置。 ①若电极a为Zn、电极b为Ag、c为CuSO4溶液，开始时a电极与b电极质量相等，当电路中转移0.2mol电子时，a电极与b电极质量差为 g。 ②若电极a为Mg、电极b为Al、c为NaOH溶液，则负极电极反应式为： 。 ③若电极a为Fe、电极b为Cu、c为浓硝酸，则正极电极反应式为： 。 (2)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计如图为CH4燃料电池示意图，工作时电子流向如图所示。 写出电极A的电极方程式 ，电极A附近pH如何变化？ (填“变大”或“变小”)。 (3)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质溶液是LiAlCl4- SOCl2.电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2= 4LiCl+S+ SO2。已知SOCl2会与水反应有刺激性气味的气体生成：SOCl2+ H2O=2HCl↑+ SO2↑。电池正极发生的电极反应式为 ；组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是 。 22．氨是一种重要的化工原料，电化学合成氨在工业上起着相当重要的作用。 (1)电解法合成氨反应装置如图1所示。 ①b极为 (填“阴”或“阳”)极，a极的电极反应为 。 ②电解装置中质子交换膜的作用为 。 (2)科学家研究通过一种生物燃料电池实现室温下合成氨，其工作原理如图2所示。 该电池的负极是 (填“a”或“b”)极，正极的电极反应为 ；对比传统的工业合成氨，生物燃料电池合成氨的优点是 (任写一条)。 (3)以悬浮的纳米Fe2O3作催化剂、H2O和N2为原料直接常压电化学合成氨技术取得了突破性进展，其工作原理如图3所示。 ①Ni电极的电极反应为N2+6e-+6H2O=2NH3+6OH-。已知该反应分两步进行，其中第二步反应为2Fe+3H2O+N2=2NH3+Fe2O3，则第一步反应为 。 ②蒙乃尔筛网处发生的电极反应为 。 建议时间：15分钟 1．（2025·湖北·高考真题）某电化学制冷系统的装置如图所示。和在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是 A．阴极反应为 B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断比稳定 C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换 D．已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自于电子转移后和离子结构的改变 2．（2025·江苏·高考真题）以稀为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为。下列说法正确的是 A．电极a上发生氧化反应生成 B．通过质子交换膜从右室移向左室 C．光解前后，溶液的不变 D．外电路每通过电子，电极b上产生 3．（2025·浙江·高考真题）一种可充放电电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为和，随温度升高Q(消耗转移的电子数)增大。下列说法不正确的是 A．熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率 B．充放电时，优先于通过固态电解质膜 C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区转化为 D．充电时，锂电极接电源负极 4．（2025·甘肃·高考真题）我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水()电解系统(如下图)。以新型为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是 A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率 B．在外电路中，电子从电极1流向电极4 C．电极3的反应为： D．理论上，每通过2mol电子，可产生 5．（2025·四川·高考真题）最近，我国科学工作者制备了一种电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的为，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化表面的逐步还原为。 下列说法错误的是 A．放电时，负极区游离的数目保持不变 B．放电时、还原为，理论上需要氢原子 C．充电时，从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区 D．充电时，电池总反应为 6．（2025·重庆·高考真题）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如图所示。 下列叙述正确的是 A．放电时，M极为正极 B．放电时，N极上反应为 C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗 D．充电时，M极上反应为 7．（2025·安徽·高考真题）研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许通过。下列说法正确的是 A．放电时电解质溶液质量减小 B．放电时电池总反应为 C．充电时移向惰性电极 D．充电时每转移电子，降低 8．（2025·浙江·高考真题）一种可充放电电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为和，随温度升高Q(消耗转移的电子数)增大。下列说法不正确的是 A．熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率 B．充放电时，优先于通过固态电解质膜 C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区转化为 D．充电时，锂电极接电源负极 9．（2024·湖南·高考真题）近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是 A．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点 B．氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点 C．锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌 D．太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置 10．（2023·新课标卷·高考真题）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    A．放电时为正极 B．放电时由负极向正极迁移 C．充电总反应： D．充电阳极反应： 11．（2022·全国乙卷·高考真题）电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是 A．充电时，电池的总反应 B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D．放电时，正极发生反应 12．（2022·全国甲卷·高考真题）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)存在)。电池放电时，下列叙述错误的是 A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移 B．Ⅰ区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移 C． MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O 13．（2024·上海·高考真题）根据如图，写出电极a的电极反应式 。 关于上述电化学反应过程，描述正确的是_______。 A．该装置实现电能转化为化学能 B．电极b是负极 C．电子从电极a经过负载到电极b再经过水体回到电极a D．每参与反应时，转移电子 14．（2021·重庆·高考真题）含结晶水的无机物可应用在吸波材料、电极材料和相变储能材料等领域。胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要的结晶水合物。 (1)硫酸铜参比电极具有电位稳定的优点，可用于土壤环境中钢质管道的电位监测。测量的电化学原理如图所示。回答下列问题： ①负极的电极反应式为 。 ②测量后参比电极中CuSO4溶液的浓度 (填"变大”，“变小”或“不变")。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 学科网（北京）股份有限公司 专题02 化学电源装置分析 建议时间：30分钟 突破一 一次电池 1、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。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn(s)＋2MnO2(s)＋2H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋2MnO(OH)(s)。下列说法中错误的是(　　) A．电池工作时，锌失去电子 B．电池正极的电极反应式为2MnO2(s)＋2H2O(l)＋2e－===2MnO(OH)(s)＋2OH－(aq) C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D．外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量减少6.5 g 【答案】C 【解析】由电池总反应式可知，锌为负极，电子从负极流出经外电路流向正极。外电路中每通过0.2 mol电子，参加反应的锌理论上为0.1 mol，即质量减少6.5 g。 2、日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应可简化为Zn－2e－===Zn2＋，2NH＋2e－===2NH3＋H2{NH3与Zn2＋络合生成[Zn(NH3)4]2＋}。根据以上叙述判断下列结论不正确的是(　　) A．Zn为正极，碳为负极 B．Zn为负极，碳为正极 C．工作时电流由碳极经外电路流向Zn极 D．长时间连续使用时，内装糊状物可能流出，从而腐蚀用电器 【答案】A 【解析】由电极反应可知，Zn发生氧化反应，为电池的负极，碳棒为电池的正极。电子由锌极流出通过外电路流向碳棒，电流方向和电子移动方向相反。长时间连续使用时，MnO2吸收较多H2而体积膨胀，糊状物可能流出，因电解质呈酸性，故会腐蚀用电器。 突破二 二次电池 3、某种钠离子的二次电池，其放电工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．放电时，石墨上的电势比MnPO4上的高 B．充电时，石墨接直流电源的正极 C．充电时，Na+由右侧经过离子交换膜迁移到左侧 D．放电时，正极反应为NaMnPO4+e-=MnPO4+Na+ 【答案】C 【分析】 该装置为钠离子的二次电池，根据放电工作原理的装置以及原电池工作原理，左端电极为负极，电极反应式为Na－e－=Na＋，右端电极为正极，电极反应式为MnPO4＋Na＋＋e－=NaMnPO4，据此分析； 【解析】根据上述分析，石墨为负极，MnPO4为正极，正极电势高于负极电势，即MnPO4电势高于石墨，故A错误；二次电池充电时，电池正极接电源的正极，电池负极接电源的负极，石墨为负极，充电时，应接电源的负极，故B错误；充电时，石墨电极反应式为Na＋＋e－=Na，MnPO4电极反应式为NaMnPO4－e－=Na＋＋MnPO4，Na＋从右侧经过离子交换膜迁移到左侧，故C正确；根据上述分析，放电时正极反应式为MnPO4＋Na＋＋e－=NaMnPO4，故D错误；故选C。 4、下图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，电解质是H2SO4溶液。已知放电时电池反应为：Pb + PbO2 + 4H++ 2SO=2PbSO4 + 2H2O，下列有关说法正确的是： A．K与N相接时，能量由电能转化为化学能 B．放电时，当线路通过电子0.2mol时，溶液中SO减少0.1mol C．K与M连接时，所用电源的a极为负极 D．K与M相接时，PbO2发生反应为：PbO2 + 4H++ SO+ 2e-=PbSO4+ 2H2O 【答案】C 【解析】A．K与N相接时是原电池，能量变化为化学能转化为电能，A错误； B．根据放电时电池反应可知，当线路通过电子0.2mol时，溶液中减少0.2mol，B错误； C．K与M连接时是电解池，Pb电极为阴极，与之相连的为电源的负极，C正确； D．K与M连接时是电解池，PbO2电极为阳极，发生氧化反应，D错误； 答案选C。 突破三 燃料电池 5、质子膜H2S燃料电池实现了H2S废气资源回收利用，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．电极a为负极 B．电池工作时H＋通过质子固体电解质膜向电极b移动 C．电极b上发生的电极反应： D．每消耗22.4L(标准状况)H2S气体，电路中转移4mole- 【答案】D 【分析】根据装置图可判断总反应为2H2S(g)+O2(g)＝S2(s)+2H2O，负极H2S失电子发生氧化反应，正极O2得电子发生还原反应，以此解答该题。 【解析】A．a极上硫化氢失电子生成S2和氢离子，发生氧化反应，则a为负极，故A正确； B．由分析可知，电极b是正极，a为负极，原电池中阳离子向正极移动，则H＋通过质子固体电解质膜向电极b移动，故B正确； C．由分析可知，电极b是正极，发生还原反应：，故C正确； D．2molH2S参与反应，失去4mol电子，每消耗22.4L(标准状况)H2S气体，即1mol H2S气体，电路中转移2mol电子，故D错误；故选D。 6、甲醇固体氧化物燃料电池工作原理示意图如下。下列有关说法正确的是 A．极氧气得电子转化为 B．从燃料电池的负极向正极迁移 C．该燃料电池能将电能转化为化学能 D．B极反应为 【答案】A 【分析】由图可知O2-向B极移动，则B极为负极，电极反应为，A电极为正极，电极反应为； 【解析】A．由分析可知，A电极氧气得电子转化为，故A正确； B．原电池中阴离子移向负极，故从燃料电池的正极向负极迁移，故B错误； C．该燃料电池是原电池装置，能将化学能转化为电能，故C错误； D．由分析可知，B极为负极，电极反应为，故D错误； 故选A。 7、二氧化硫空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含的快速启动，装置示意图如下。以下说法正确的是 A．正极发生氧化反应 B．电子由沿导线流向 C．负极电极反应式为 D．反应，有质子通过交换膜 【答案】C 【分析】在原电池中，负极失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，X电极通入二氧化硫和水，硫元素化合价升高，失电子，作负极；Y电极通入氧气，氧元素化合价降低，得电子，作正极，据此解答。 【解析】A．正极得电子发生还原反应，A错误； B．电子从负极经导线流向正极，则电子由X流向Y，B错误； C．负极X上SO2失去电子被氧化生成，故负极电极反应式为：，C正确； D．正极电极反应：，则反应1molO2，转移4mol电子，有4mol质子通过交换膜，D错误；故选C。 突破四 新型电池 8、我国海域辽阔，海岸线漫长，岛屿众多，海水电池的研究十分重要。某铝-海水电池的工作原理示意图如下。该电池M极采用镍网惰性电极，同时可在电池右侧完成铝的回收。下列说法正确的是 A．电势：N电极>M电极 B．M极的电极反应式为 C．离子交换膜可选用阳离子交换膜 D．当N极质量减少5.4 g时，理论上M极消耗3.36 L空气(标准状况下) 【答案】B 【分析】电极N为负极，电极反应式为Al-3e-=Al3+，电极M为正极，电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-，据此作答。 【解析】A．由题意可知铝电极为负极，电势：M电极>N电极，故A错误； B．M极氧气参与反应，所以电极反应式为，故B正确； C．若用阳离子交换膜，无法在右侧回收铝，故C错误； D．根据N电极反应方程式Al-3e-=Al3+，当N极减少5.4 g Al时，理论上M极消耗标准状况下3.36 L氧气，故D错误；答案选B。 9、微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置。利用微生物处理有机废水，可获得电能，同时实现海水淡化。现以溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含的溶液为例)。下列说法错误的是 A．a极电极反应为 B．工作过程b极附近pH减小 C．隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜 D．当电路中转移电子时，模拟海水理论上除盐 【答案】B 【分析】据图可知a极上CH3COO-转化为CO2和H+，C元素被氧化，所以a极为该原电池的负极，则b极为正极。 【解析】A．a极为负极，CH3COO-失电子被氧化成转化为CO2和H+，结合电荷守恒可得电极反应式为，故A正确； B．b极为正极，酸性条件下，H+得电子生成H2，反应式为2H++2e-=H2↑，氢离子浓度减小，溶液pH增大，故B错误； C．为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，即a极，则隔膜1为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极，即b极，则隔膜2为阳离子交换膜，故C正确； D．当电路中转移1mol电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有1molCl-移向负极，同时有1molNa+移向正极，即除去1molNaCl，质量为58.5g，故D正确；故选B。 10、Li-FeS2热激活电池常用作智能化弹药的弹载电源。接收到启动信号后，点火头点燃引燃条，加热片放热使LiCl-KCl熔化激活电池，电池总反应为4Li+FeS2=Fe+2Li2S。下列说法正确的是 A．该电池将热能转化为电能 B．工作时正极反应式为：FeS2+4e-=Fe+2S2- C．当电池中转移2mol电子时，负极质量减少32g D．工作时电子由Li电极经熔融LiCl-KCl流向FeS2电极 【答案】B 【分析】电池总反应为4Li+FeS2=Fe+2Li2S，其中Li为负极，FeS2为正极。 【解析】A．根据“在接收到启动信号后，点火头点燃引燃条，加热片迅速反应放热使LiCl－KCl熔化，将化学能转化为热能，但是电池工作是将化学能转化为电能，故A错误； B．放电时，负极反应为：Li-e-=Li+，电池总反应为4Li+FeS2=Fe+2Li2S ，正极反应为：FeS2+4e-=Fe+2S2-，故B正确； C．放电时，负极反应为：Li-e-=Li+，转移2mol电子，负极质量减少2×7g=14g，故C错误； D．放电时，电子在导线中流动，不经过熔融电解质，故D错误； 故选：B。 建议时间：20分钟 1．一种新型乙醇电池，使用磺酸类质子溶剂，能在200℃左右时工作。相比甲醇电池，其效率高出32倍且更安全。电池总反应为，电池示意图如下图，下列说法正确的是 A．a极为电池的正极 B．b极的电极反应为： C．电池工作时，电子由a极沿导线经灯泡流入b极 D．电解质溶液中的质子()从b极区向a极区转移 【答案】C 【分析】该燃料电池中，通入燃料乙醇的电极是负极，则a是负极，通入氧化剂氧气的电极b是正极，电解质溶液呈酸性，则负极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+，正极氧气得到电子被还原，电极反应式为4H++O2+4e-=2H2O，据此分析解答。 【详解】A．燃料电池中通入氧化剂的电极是正极，通入燃料的电极是负极，则a极为原电池负极、b极是正极，故A错误； B．由分析可知，b极是正极，氧气在正极得到电子生成水，电极反应式为：4H++O2+4e-=2H2O，故B错误； C．放电时，电子从负极沿导线流向正极，a是负极、b是正极，则电池工作时电子由a极沿导线经灯泡流入b极，故C正确； D．原电池中阳离子向正极移动，由分析可知，b极是正极，a极是负极，电解质溶液中的质子()从a极区向b极区转移，故D错误； 故选C。 2．下列电池工作时，在正极放电的是 A．锌锰电池 B．氢燃料电池 C．铅蓄电池 D．镍镉电池 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．锌锰干电池中电极反应式，负极反应为，正极反应为，A不符合题意； B．酸性氢氧燃料电池的负极反应式为：，正极反应式为：；碱性氢氧燃料电池的负极反应式为：、正极反应式为：，B符合题意； C．铅蓄电池放电时负极电极反应为：，正极电极反应为：，C不符合题意； D．镍镉电池放电正极反应为：，负极反应为：，D不符合题意； 故选B。 3．碱性锌锰电池以氢氧化钾代替氯化铵做电解质，其电极反应为：，，下列说法正确的是 A．电流方向：电极外电路电极 B．电解质溶液中向正极移动 C．电池放电过程中，电解质溶液的减小 D．碱性锌锰电池可反复充电使用 【答案】A 【分析】根据电极反应可知，锌失去电子，发生氧化反应，作负极；发生还原反应，得电子，作正极。 【详解】A．电流方向从正极（MnO2）经外电路到负极（Zn），A正确； B．阴离子向负极迁移以平衡电荷，B错误； C．负极消耗OH⁻，正极生成等量OH⁻，总反应中消耗了水，使溶液体积减小，OH⁻浓度变大，pH增大，C错误； D．碱性锌锰电池为一次性电池，不可充电，D错误； 故选A。 4．利用外加电流的阴极保护法减缓海水中钢铁闸门的腐蚀，其装置如图所示。下列有关说法正确的是 A．该保护法实现了电能全部转化为化学能 B．钢闸门作阳极，与电源的正极相连 C．辅助电极可以使用石墨 D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 【答案】C 【分析】利用外加电流的阴极保护法减缓海水中钢铁闸门的腐蚀，则钢闸门作阴极，与直流电源负极相连。 【详解】A．该保护法可阻止铁失电子，但由于有一部分电能转化为热能等，所以电能不能全部转化为化学能，A不正确； B．由分析可知，钢闸门作阴极，与电源的负极相连，B不正确； C．辅助电极作阳极，应具有不溶性，而石墨是不溶性的惰性电极，所以可使用石墨作辅助电极，C正确； D．海水中含有大量的电解质，导电性比河水强，钢铁在海水中更容易形成原电池，所以钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢，D不正确； 故选C。 5．汽车用铅酸蓄电池示意图如图所示，下列说法不正确的是 A．该电池属于二次电池 B．电池工作时，电子由负极流出经过电解质溶液流向正极 C．充电时，铅板与电源的负极相连 D．电池工作时，正极的反应式为 【答案】B 【分析】铅蓄电池属于二次电池，放电时Pb为负极，PbO2为正极，充电时Pb为阴极，PbO2为阳极。 【详解】A．该电池为铅酸蓄电池，属于二次电池，A正确； B．电池工作时，电子不能经过电解质溶液，B错误； C．充电时Pb为阴极，故铅板与电源的负极相连，C正确； D．电池工作时PbO2为正极，电极反应式为：，D正确； 故选B。 6．用酸性 溶液吸收工业尾气NO，同时储存电量和得到副产品X，可以达到废物利用的目的，其工作原理如图所示： 已知每个电子的带电量为 设NA 表示阿伏加德罗常数的值。 下列说法正确的是 A．X为KNO3 B．工作时，H+由左室通过质子交换膜进入右室 C．正极的电极反应式： D．该装置每吸收2.24 L NO，储电器储存的电量为 【答案】C 【分析】该装置为原电池，中Mn元素从+7价降低为+2价，则电极M为正极，电极反应式为 ，N电极为负极，电极反应式为，据此解答。 【详解】A．由分析知，右边负极区，电极反应式为，质子交换膜只允许H+通过，由电极反应式知，当转移3mol电子时，生成4mol氢离子，其中3mol氢离子通过质子交换膜进入正极区，剩下1mol氢离子，则X应为HNO3，A错误； B．原电池中阳离子移向正极，左室为正极区（被还原），H+应从右室（负极区）通过质子交换膜进入左室，B错误； C．正极在酸性条件下被还原为Mn2+，Mn元素从+7价降为+2价，得5e-，结合H+生成H2O，电极反应式为，C正确； D．2.24 L NO未指明标准状况，无法计算其物质的量及转移电子数，D错误； 故选C。 7．电动自行车、汽车等都要用到铅酸蓄电池(如图所示)，下列关于该电池的说法错误的是 已知：放电时，该电池的总反应式为。 A．铅酸蓄电池为二次电池 B．放电时，往Pb电极方向迁移 C．放电时，正、负电极上的质量均增大 D．放电时，电解质溶液中的溶质质量减小 【答案】B 【分析】铅酸蓄电池放电时，作负极，电极反应式为；作正极，电极反应式为。 【详解】A．铅酸蓄电池可以反复充放电使用，属于二次电池，A正确； B．放电时，电解质溶液中的阳离子向正极移动，铅酸蓄电池中为正极，即H+向电极方向移动，B错误； C．根据分析可知，放电时正、负电极均生成硫酸铅，正、负电极质量均增大，C正确； D．由于放电时，负极消耗溶液中的硫酸根，正极消耗溶液中的氢离子和硫酸根，故电解质溶液的溶质硫酸的质量减小，D正确； 故选B。 8．液流电池是电化学储能领域的研究热点，其电解液置于电堆外部，在循环泵的推动下流经电堆，实现化学能与电能的转换。下图是全钒液流电池的结构及工作原理示意图。 下列说法正确的是 A．放电时，电子由A极流出，经负载到B极 B．充电时A极应与电源的负极相连 C．放电时每转移1mol e-，有1mol H+通过质子交换膜移向B极区 D．放电时正极反应式：+2H++ e- =VO2++H2O 【答案】D 【分析】放电时，电子由负极流出经负载到正极，负极发生氧化反应，化合价升高，正极发生还原反应，化合价降低，所以A为正极，B为负极，充电时，则A为阳极，B为阴极，据此解答。 【详解】A．放电时，电子由负极流出经负载到正极，则电子应从负极（B极）流出到A极，A错误； B．充电时，原电池的正极（A极）应作为电解池的阳极，与电源正极相连，B错误； C．放电时，H⁺作为阳离子移向正极（A极区），而非B极区，C错误； D．放电时正极发生还原反应，（V+5价）得1e⁻还原为VO²⁺（V+4价），反应式为+2H++ e- =VO2++H2O，电荷与原子守恒，D正确； 故选D。 9．钠离子电池作为锂离子电池的有力补充，备受关注。图是一种钠离子电池(电解质为含的有机溶剂)的工作原理示意图。下列说法错误的是 A．放电时，Mo箔是电池的正极 B．放电时，负极的电极反应式为 C．放电时，若负极增重24g，则有个从右室移向左室 D．若外电路通过0.1mol电子，则正极的质量变化为2.3g 【答案】C 【分析】由图可知，放电时，镁箔为原电池的负极，氯离子作用下镁失去电子发生氧化反应生成二氯化二镁离子，电极反应式为，钼箔为正极，钠离子作用下在正极得到电子生成，电极反应式为，充电时，与直流电源负极相连的镁箔为电解池的阴极，钼箔为阳极，回答下列问题； 【详解】A．由分析可知：放电时，活泼金属Mg易失去电子作负极，Mo箔为正极，A正确； B．负极Mg发生氧化反应，失去电子生成，反应式为原子、电子及电荷均守恒，B正确； C．放电时负极Mg被氧化溶解，质量应减轻而非增重；若假设减重24g（1mol Mg），负极反应失去2mol电子，（阳离子）移向正极（左室），移动2NA个，但“增重”前提错误，C错误； D．正极发生还原反应，每转移1mol电子结合1mol Na⁺，质量增加23g。外电路通过0.1mol电子，正极增加0.1mol×23g/mol=2.3g，D正确； 故答案选C。 10．纳米硅基锂电池是一种新型二次电池，电池装置如图所示，电池反应式为，下列说法正确的是 A．放电时硅基电极发生还原反应 B．放电时由a极移向b极 C．电子可以通过聚合物隔膜 D．充电时，a极反应式为 【答案】D 【分析】结合总反应可知放电时硅基电极发生LixSi-xe-=Si+xLi+，因此放电时b电极为负极，a电极为正极，a极电极反应为；充电时a电极为阳极，b电极为阴极，据此分析； 【详解】A．放电时硅基电极为负极，发生氧化反应，A错误； B．由分析可知放电时b电极是负极，a电极是正极，阳离子移向正极，Li+由b极移向a极，B错误； C．电子不能通过电解液，隔膜隔开的是电解液，因此电子不能通过聚合物隔膜，C错误； D．充电时，a极作阳极，电极反应式为，D正确； 故选D。 11．下列四个常用电化学装置的叙述正确的是 A．图Ⅰ所示干电池中，锌皮电极发生氧化反应 B．图Ⅰ所示干电池中，石墨得到电子，作负极 C．图Ⅱ所示电池中正极反应为： D．图Ⅱ所示燃料电池中，其工作原理为燃烧氢气将化学能转化为电能 【答案】A 【分析】图Ⅰ为酸性锌锰干电池，Zn做负极失电子，石墨做正极，MnO2得电子；图Ⅱ为氢氧燃料电池，氢气作负极失电子，氧气作正极得电子，据此分析； 【详解】A．图Ⅰ为酸性锌锰干电池，锌为金属，锌作负极，失去电子发生氧化反应，A正确； B．图Ⅰ为酸性锌锰干电池，锌为金属，锌作负极，石墨得到电子作正极，石墨电极发生还原反应，B错误； C．图Ⅱ所示电池中正极反应为氧气得电子发生还原反应，电极反应为，C错误； D．图Ⅱ所示燃料电池中，可将化学能转化为电能，其工作原理为氢气作负极失电子，氧气作正极得电子，并不是氢气燃烧，D错误； 故选A。 12．科学家研发了一种可植入人体内的微型电池，通过CuO控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度(以葡萄糖浓度计)高于标准，电池启动；下降至标准后，电池停止工作。电池的工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A．a电极为电池负极 B．降血糖过程中，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)间的相互转化起催化作用 C．理论上每消耗36mg葡萄糖(M=180g/mol)，电极 a处将有0.2mmol电子流出 D．电极b的反应式为Cu2O+2e-+2OH-=2CuO+H2O 【答案】B 【分析】由图，a极氧气得到电子被还原为氢氧根离子，a为正极，则b为负极，负极葡萄糖被氧化为葡萄糖酸； 【详解】A．由分析，a为正极，A错误；    B．从示意图可知，CuO→Cu2O，Cu2O →CuO ，CuO先参与反应后又生成，所以CuO是该反应的催化剂，B正确； C．葡萄糖氧化为葡萄糖酸时，1 mol葡萄糖失去2 mol电子，理论上每消耗36mg葡萄糖(为0.2mmol)，则电极 a处将有0.4mmol电子流入，C错误； D．负极发生氧化反应，Cu2O中Cu+失电子生成CuO中Cu2+，电极反应式为Cu2O-2e-+ 2OH- = 2CuO + H2O，D错误； 故选B。 13．中国团队在巴塞罗那获得“镁未来技术奖”。一种以MgCl2-聚乙烯醇为电解液的镁电池如图所示，反应原理为Mg+V2O5MgV2O5。下列说法正确的是 A．充电时，Mg2+嵌入V2O5晶格中 B．放电一段时间后，聚乙烯醇中的c(Mg2+)增大 C．放电时，正极的电极反应为V2O5+2e-+Mg2+=MgV2O5 D．可将聚乙烯醇电解液换成MgCl2水溶液 【答案】C 【分析】图中装置，放电时为原电池，则活泼金属作负极，即Mg作负极，电极反应式为：Mg-2e-=Mg2+，则V2O5作正极，电极反应式为：Mg2++2e-+V2O5=MgV2O5，据此分析回答。 【详解】A．充电时，阳极电极式为：MgV2O5-2e-= Mg2++V2O5，Mg2+从V2O5中脱离，向石墨极移动，A错误； B．放电时，正极的电极反应为Mg2++2e-+V2O5=MgV2O5，负极的电极反应为Mg-2e-=Mg2+，总反应不消耗Mg2+，所以放电一段时间后，聚乙烯醇中的c(Mg2+)几乎保持不变，B错误； C．由分析可知，放电时，正极的电极反应为Mg2++2e-+V2O5=MgV2O5，C正确； D．若将电解液换成MgCl2水溶液，Mg能与水缓慢反应生成H2，电池可能鼓包，D错误； 故选C。 14．研究人员开发出一种可在一分钟内完成充放电的超快铝离子电池。该电池以铝、石墨作为电极，以和有机阳离子构成的电解质溶液作为离子导体，其放电时的工作原理如图所示。下列叙述不正确的是 A．铝为负极，电极反应式为： B．电池放电时，有机阳离子向石墨电极迁移 C．电池放电时，石墨电极发生还原反应 D．若外电路通过0.2mol电子，则理论上反应(消耗或生成)的金属铝的质量为5.4g 【答案】D 【分析】由图可知，放电时Al作负极，Al失去电子生成，电极反应式为，石墨作正极，CnAlCl4得到电子生成Cn，电极反应式为CnAlCl4+e-=Cn+，据此作答。 【详解】A．由分析可知，放电时Al作负极，Al失去电子生成，电极反应式为，A正确； B．由分析可知，Al作负极，石墨电极作正极，电池放电时，有机阳离子向石墨电极（正极）迁移，B正确； C．由分析可知，石墨电极作正极，CnAlCl4得到电子发生还原反应生成Cn，C正确； D．由负极反应式可知，1mol Al失去3mol电子，转移0.2mol电子时消耗Al的物质的量为mol，质量为mol×27g/mol=1.8g，D错误； 故选D。 15．科学家最近发明了一种电池，电解质为、、稀硫酸，通过X和Y两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成M、R、N三个电解质溶液区域()，结构示意图如图。下列说法不正确的是 A．R区域的电解质浓度逐渐增大 B．Y膜是阴离子交换膜 C．放电时电极上反应为： D．理论上当电路中通过2 mol电子，N极区溶液质量减少96 g 【答案】D 【分析】由图可知，原电池工作时，Al为负极，被氧化生成[Al(OH)4]-，PbO2为正极，发生还原反应，电解质溶液M区为KOH，R区为K2SO4，N区为H2SO4，原电池工作时，负极反应为Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-，则消耗OH-，为平衡电荷，钾离子由M区向R区移动，X为阳离子交换膜；正极电极反应式为PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O，正极消耗氢离子，由N区向R区移动，则Y是阴离子交换膜。在同一闭合回路中电子转移数目相等，结合溶液酸碱性及电极材料书写电极反应式和总反应的方程式，以此解答该题。 【详解】A．钾离子由M区向R区移动，硫酸根由N区向R区移动，R区域的电解质浓度逐渐增大，A正确； B．由上述分析可知，通过Y膜由N区向R区移动，Y膜为阴离子交换膜，B正确； C．放电时，PbO2电极为正极，电极反应式为，C正确； D．结合分析可知，消耗27g Al，电子转移3mol，N区消耗6mol H+、1.5mol，同时有1.5mol移向R区，则相当于减少3mol H2SO4，同时生成3mol H2O，则N区实际减少质量为3mol×98g/mol-3mol×18g/mol=240g，则当电路中通过2mol电子，N极区溶液质量减少160g，故D错误； 故答案选D。 16．某学习小组按下图的两组装置来探究钢铁的腐蚀情况，下列相关说法不正确的是 A．两组装置中负极均为左池的铁片 B．图Ⅰ中将石墨电极换成锌棒，可减缓铁片被腐蚀 C．图Ⅱ中氧气浓度差异会导致电流计示数不同 D．若向图Ⅱ两池中滴加酚酞溶液，铁片Ⅰ附近出现红色 【答案】D 【详解】A．图一中，铁和碳构成原电池，左池的铁片为负极；图二中，右边通入氧气，氧气得电子发生还原反应，所以右池铁片为正极，则左池的铁片为负极，故A正确； B．图Ⅰ中将石墨电极换成锌棒，那么锌棒为负极，铁为正极，可减缓铁片被腐蚀，故B正确； C．图Ⅱ中氧气浓度差异会引起反应速率的不同，从而导致电流计示数不同，故C正确； D．图Ⅱ中铁片Ⅰ是负极，发生反应，铁片Ⅱ是正极，发生反应,只有铁片Ⅱ附近变红，故D错误； 故答案选D。 17．铅酸蓄电池工作时的反应为。某状态下测得两电极的质量都增加，下列有关该状态下的说法不正确的是 A．铅酸蓄电池正在放电 B．极反应式为 C．该状态下由极向极移动 D．一段时间后，溶液的增大 【答案】C 【分析】铅蓄电池的电极材料分别为Pb和PbO2，放电时负极电极反应为Pb-2e-+=PbSO4，正极电极反应为PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O，放电时两电极的质量都增加，则a为负极，b为正极，放电总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，以此来解答。 【详解】A．由分析可知，图中的装置为原电池，则该铅蓄电池正在放电，故A正确； B．由分析可知，b为正极，正极电极反应PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O，故B正确； C．原电池中，阴离子向负极移动，即由b极向a极移动，故C错误； D．放电时，由电池总反应Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O可知，氢离子浓度减小，pH增大，故D正确； 故选C。 18．一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极为正极 B．电极反应方程式为： C．电池工作时，从电极迁移向电极 D．标况下，每有甲烷参与催化重整反应，理论上另一极消耗氧气 【答案】D 【分析】一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示，电极B通入为正极，电极A通入的CO和作负极。 【详解】A．根据分析电极A为负极，A错误； B．B电极通入的氧气在该极上得电子，该电解质溶液中无氢氧根，正确的极反应为，B错误； C．电池工作时阳离子在电解质溶液中移向正极，该电池中从A电极迁移向B电极，C错误； D．标况下，甲烷的物质的量为，根据反应可知生成的0.1 molCO和0.3 mol进入负极发生氧化反应分别生成和，则共转移电子的物质的量为0.2+0.6=0.8 mol，另一极即正极消耗的氧气与转移电子间关系为，根据转移电子相等可得消耗的氧气的物质的量为，D正确； 故选D。 19．碱性锌铁液流电池具有电压高、成本低等优点。该电池的总反应为。下列叙述错误的是 A．放电时，M极的电极反应为 B．充电时，右侧贮液器中浓度降低 C．若离子交换膜只允许通过，则参与反应时，有通过离子交换膜 D．电池工作时，当电路中转移电子，理论上消耗锌 【答案】C 【分析】由图可知：碱性锌铁液流电池放电时，右侧N极为负极，Zn发生失电子的氧化反应生成；负极发生电极反应为Zn-2e-+4OH-=；左侧M为正极，正极上发生得电子的还原反应，正极电极反应为+e-=；充电时和放电时刚好相反，电池正极与电源正极相连，据此分析解答。 【详解】A．由分析可知放电时，M极电极反应式为+e-=，故A正确； B．充电时，右侧电极反应为：+2e-=Zn+4OH-，则浓度降低，故B正确； C．在放电时，M为正极，发生反应为：+e-=；当左侧M电极有1 mol 发生时，转移1mol 电子，就会1 mol即NA个OH-通过离子交换膜移向负极，故C错误； D．根据放电时负极的电极反应可知，电池工作时，当电路中转移0.5 mol电子，理论上消耗锌0.25mol，即0.25mol×65g/mol=16.25g，故D正确； 故选：C。 20．“电化学”与人类生产、生活密不可分。 Ⅰ．用蓄电池为电源，制取少量高铁酸钾。装置如图所示： (1)工作时，蓄电池的负极为 (填“Fe”或“”)，电解池中的石墨电极为 极。 (2)写出蓄电池中电极发生的电极反应式： 。 (3)当消耗掉时，理论上生成高铁酸钾 g。 Ⅱ．通过电解废旧锂电池中的获得锂盐和，工作原理如图所示。 (4)上图滤布的作用为 。X电极发生的电极反应式为 。 (5)上图Ⅱ电解过程中将 (填“增大”、“减小”或“不变”，忽略电解过程中溶液体积的变化)。 【答案】(1) 阴 (2) (3)6.6 (4) 阻挡固体颗粒，防止与混合导致产物不纯 (5)增大 【分析】Ⅰ．现用蓄电池为电源，制取少量高铁酸钾，属于电解池原理，故Fe为阳极，连接电源的正极b，石墨为阴极，连接电源负极a，据此结合电化学原理作答。 【详解】（1）工作时，蓄电池放电过程为原电池原理，其中铁失去电子，作原电池的负极，即负极为Fe。 （2）根据分析可知，石墨为电解池的阴极； （3）NiO2电极为正极，电极反应式为NiO2+2H2O+2e－=Ni(OH)2+2OH－，消耗掉0.1mol NiO2时，转移0.2mol电子，生成高铁酸钾质量为=6.6g，故答案为：6.6； （4）图Ⅱ中滤布的作用为阻挡固体颗粒，防止与混合导致产物不纯。根据电极Y发生失电子的氧化反应，为阳极，电极X为阴极，发生的电极反应式为； （5）电极X为阴极，发生的电极反应式为，电极Y发生反应，转移相同电子时生成Mn2+比消耗的多，故电解过程中将增大。 21．回答下列问题： (1)下图是某化学兴趣小组探究化学能转变为电能的装置。 ①若电极a为Zn、电极b为Ag、c为CuSO4溶液，开始时a电极与b电极质量相等，当电路中转移0.2mol电子时，a电极与b电极质量差为 g。 ②若电极a为Mg、电极b为Al、c为NaOH溶液，则负极电极反应式为： 。 ③若电极a为Fe、电极b为Cu、c为浓硝酸，则正极电极反应式为： 。 (2)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计如图为CH4燃料电池示意图，工作时电子流向如图所示。 写出电极A的电极方程式 ，电极A附近pH如何变化？ (填“变大”或“变小”)。 (3)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质溶液是LiAlCl4- SOCl2.电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2= 4LiCl+S+ SO2。已知SOCl2会与水反应有刺激性气味的气体生成：SOCl2+ H2O=2HCl↑+ SO2↑。电池正极发生的电极反应式为 ；组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是 。 【答案】(1) 12.9 Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]- NO+e-+2H+=NO2↑+H2O (2) CH4-8e-+10OH-=+7H2O 减小 (3) SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2↑ 锂是活泼金属，易与水和O2反应，SOCl2也可与水反应 【详解】（1）①若电极a为Zn、电极b为Ag、c为CuSO4溶液，Zn为负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，Ag为正极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，当电路中转移0.2mol电子时，负极溶解0.1molZn，正极析出0.1molCu，则a电极与b电极质量差为，故答案为：12.9； ②若电极a为Mg、电极b为Al、c为NaOH溶液，Mg不与NaOH溶液反应，Al能与NaOH溶液反应，则Al作负极，负极发生氧化反应，电极反应式为Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-，故答案为：Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-； ③若电极a为Fe、电极b为Cu、c为浓硝酸，Fe在浓硝酸中钝化，Cu能与浓硝酸反应，则Cu为负极，Fe为正极，正极发生还原反应，电极反应式为NO+e-+2H+=NO2↑+H2O，故答案为：NO+e-+2H+=NO2↑+H2O； （2）甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，原电池工作时，阴离子向负极移动，根据电子流向可知，电极A为负极，则X为甲烷，电极B为正极，Y为氧气，电极A上甲烷发生氧化反应，电解质溶液为碱性，则电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O；电极A负极消耗氢氧根，溶液pH减小，故答案为：CH4-8e-+10OH-=+7H2O；减小； （3）根据4Li+2SOCl2= 4LiCl+S+ SO2可知，锂失电子，化合价升高，发生氧化反应，锂是负极，SOCl2在正极得到电子被还原为S，同时生成二氧化硫，电极反应式为SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2↑；锂和钠是同一主族的元素，性质相似，钠和空气中的氧气、水蒸气反应，所以锂和空气中的氧气、水蒸气也能反应；SOCl2也可与水反应，所以组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，故答案为：SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2↑；锂是活泼金属，易与水和O2反应，SOCl2也可与水反应。 22．氨是一种重要的化工原料，电化学合成氨在工业上起着相当重要的作用。 (1)电解法合成氨反应装置如图1所示。 ①b极为 (填“阴”或“阳”)极，a极的电极反应为 。 ②电解装置中质子交换膜的作用为 。 (2)科学家研究通过一种生物燃料电池实现室温下合成氨，其工作原理如图2所示。 该电池的负极是 (填“a”或“b”)极，正极的电极反应为 ；对比传统的工业合成氨，生物燃料电池合成氨的优点是 (任写一条)。 (3)以悬浮的纳米Fe2O3作催化剂、H2O和N2为原料直接常压电化学合成氨技术取得了突破性进展，其工作原理如图3所示。 ①Ni电极的电极反应为N2+6e-+6H2O=2NH3+6OH-。已知该反应分两步进行，其中第二步反应为2Fe+3H2O+N2=2NH3+Fe2O3，则第一步反应为 。 ②蒙乃尔筛网处发生的电极反应为 。 【答案】(1) 阳 N2+6e-+6H+=2NH3 提供质子迁移和输送的通道，并阻隔阴、阳极产物接触 (2) a MV2++e-=MV+ 条件温和(或生成氨的同时释放电能) (3) Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH- 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 【分析】电解法合成氨a极上氮气得电子生成氨气，则a极为阴极，b极上水失电子生成氧气，则b极为阳极；生物燃料电池中a极上MV+失电子生成MV2+，a极为负极，b极上MV2+得电子生成MV+，b极为正极；最后的电解池中，Ni电极上氮气得电子生成氨气，Ni电极为阴极，则右侧电极为阳极，据此分析回答。 【详解】（1）①b极上H2O失电子生成氧气，因此b极为阳极； ②由分析可知，a极为阴极，电极反应式为：N2+6e-+6H+=2NH3； ③b极上H2O失电子生成氧气和H+，生成的氢离子通过质子交换膜进入左侧电极室参与反应生成NH3，同时该质子交换膜能隔绝阴、阳产物的接触； （2）由分析可知，该电池中a极上MV+失电子生成MV2+，则a极为负极；b极为正极，正极上MV2+得电子生成MV+，电极反应为MV2++e-=MV+；相比于传统的工业合成氨，生物燃料电池合成氨的优点是条件温和，并且在合成氨的同时能释放电能； （3）①第一步反应=总反应-第二步反应，则第一步反应为：Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-； ②蒙乃尔筛网连接电源正极做阳极，电解质溶液为熔融NaOH/KOH，则发生的电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑。 建议时间：15分钟 1．（2025·湖北·高考真题）某电化学制冷系统的装置如图所示。和在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是 A．阴极反应为 B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断比稳定 C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换 D．已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自于电子转移后和离子结构的改变 【答案】B 【分析】由图可知，左侧电极发生反应，则左侧为阳极，右侧电极反应为，则右侧电极为阴极，据此解答。 【详解】A．由分析可知，阴极反应为，A正确； B．已知②处的电解液温度比①处的低，则可推断是吸热反应，无法推断和的稳定性，B错误； C．多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对流，可阻止热交换，C正确； D．题干明确指出电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。这意味着电子转移（即氧化还原反应）本身不会直接导致结构变化，热效应实际上来源于电子转移完成后，新生成的离子：和因配位环境或电荷分布变化引起的结构重组导致热量变化，D正确； 故选B。 2．（2025·江苏·高考真题）以稀为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为。下列说法正确的是 A．电极a上发生氧化反应生成 B．通过质子交换膜从右室移向左室 C．光解前后，溶液的不变 D．外电路每通过电子，电极b上产生 【答案】A 【分析】光解过程中，电极a上电子流出，发生氧化反应，a为负极，电极反应式为：；电极b上电子流入，发生还原反应，b为正极，电极反应式为：。 【详解】A．根据分析，电极a为负极，发生氧化反应，电极反应式为：，生成物有O2，A正确； B．原电池中阳离子向正极移动，电极a上生成，电极b上消耗，通过质子交换膜从左室移向右室，B错误； C．在探究溶液浓度变化时，不仅要关注溶质的变化，也要关注溶剂的变化，在光解总反应是电解水，溶液中减少，溶液浓度增大，pH减小，C错误； D．生成，转移2mol电子，外电路通过0.01mol电子时，电极b上生成，D错误； 答案选A。 3．（2025·浙江·高考真题）一种可充放电电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为和，随温度升高Q(消耗转移的电子数)增大。下列说法不正确的是 A．熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率 B．充放电时，优先于通过固态电解质膜 C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区转化为 D．充电时，锂电极接电源负极 【答案】C 【分析】电池放电时，锂电极为负极，发生反应：，多孔功能电极为正极，低温时发生反应：，随温度升高Q增大，正极区转化为；充电时，锂电极为阴极，得到电子，多孔功能电极为阳极，或失去电子。 【详解】A．由分析可知，电池总反应方程式为：或，充放电时有参与或生成，因此熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率，A正确； B．比的半径小，因此优先于通过固态电解质膜，B正确； C．放电时，正极得到电子，中氧原子为-1价，中氧原子为-2价，因此随温度升高Q增大，正极区转化为，C错误； D．充电时，锂电极为阴极，连接电源负极，D正确； 答案选C。 4．（2025·甘肃·高考真题）我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水()电解系统(如下图)。以新型为催化剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是 A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率 B．在外电路中，电子从电极1流向电极4 C．电极3的反应为： D．理论上，每通过2mol电子，可产生 【答案】D 【分析】由图可知，左侧为原电池，右侧为电解池，电极1为负极，发生氧化反应，电极反应式为：Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2，电极2为正极发生还原反应，电极反应式为：H2O+2e-=H2↑+2OH-，右侧为电解池，电极3为阳极，产生氧气，电极4产生阴极，产生氢气。 【详解】A．催化剂生长在泡沫镍电极上可加快电解速率，提高催化效率，A正确； B．根据分析，电极1是负极，电极4为阴极，电子从电极1流向电极4，B正确； C．由分析可知，电极3为阳极，发生氧化反应，生成氧气，电极3的反应为：，C正确； D．根据分析可知，电极2和电极4均产生氢气，理论上，每通过2mol电子，可产生2molH2，D错误； 答案选D。 5．（2025·四川·高考真题）最近，我国科学工作者制备了一种电催化剂，并将其与金属铝组装成可充电电池，用于还原污水中的为，其工作原理如图所示。研究证明，电池放电时，水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化表面的逐步还原为。 下列说法错误的是 A．放电时，负极区游离的数目保持不变 B．放电时、还原为，理论上需要氢原子 C．充电时，从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区 D．充电时，电池总反应为 【答案】A 【分析】放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根，，正极水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子，氢原子再将吸附在电催化剂表面的逐步还原为，正极区发生反应为(注意此反应不是电极反应)，充电时，金属铝为阴极，电极为阳极，据此解答。 【详解】A．放电时，负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根：，当转移3mol电子时，消耗，同时正极区会有通过离子交换膜进行补充，净消耗1mol，故负极区游离的数目会减少，故A错误； B．氢原子将吸附在电催化剂表面的逐步还原为，还原为，由化合价变化可知，得到8mol电子，所以理论上需要氢原子，故B正确； C．充电时，阴离子向阳极移动，所以充电时，从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区，故C正确； D．充电时，电池阴极反应式为，阳极反应式为，总反应为，故D正确； 答案选A。 6．（2025·重庆·高考真题）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如图所示。 下列叙述正确的是 A．放电时，M极为正极 B．放电时，N极上反应为 C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗 D．充电时，M极上反应为 【答案】D 【分析】由图可知，放电时，N电极上发生得电子的还原反应，为正极，电极反应为：，M电极为负极，电极反应为，充电时，N为阳极，M为阴极，电极反应与原电池相反，据此解答。 【详解】A．由分析可知，放电时，M电极为负极，A错误； B．由分析可知，放电时，N电极反应为：，B错误； C．由分析可知，建立电子转移关系式：，由此可知，消耗4molAg，同时消耗，C错误； D．充电时，M极为阴极，电极反应与原电池相反：，D正确； 故选D。 7．（2025·安徽·高考真题）研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许通过。下列说法正确的是 A．放电时电解质溶液质量减小 B．放电时电池总反应为 C．充电时移向惰性电极 D．充电时每转移电子，降低 【答案】C 【分析】金属锂易失去电子，则放电时，惰性电极为负极，气体扩散电极为正极，电池在使用前需先充电，目的是将解离为和，则充电时，惰性电极为阴极，电极的反应为：，阳极为气体扩散电极，电极反应：，放电时，惰性电极为负极，电极反应为：，气体扩散电极为正极，电极反应为，据此解答。 【详解】A．放电时，会通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成进入储氢容器，当转移2mol电子时，电解质溶液质量增加，即电解质溶液质量会增大，A错误； B．放电时，由分析中的正、负电极反应可知，总反应为，B错误； C．充电时，向阴极移动，则向惰性电极移动，C正确； D．充电时每转移电子，会有与结合生成，但不知道电解液体积，无法计算降低了多少，D错误； 故选C。 8．（2025·浙江·高考真题）一种可充放电电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为和，随温度升高Q(消耗转移的电子数)增大。下列说法不正确的是 A．熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率 B．充放电时，优先于通过固态电解质膜 C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区转化为 D．充电时，锂电极接电源负极 【答案】C 【分析】电池放电时，锂电极为负极，发生反应：，多孔功能电极为正极，低温时发生反应：，随温度升高Q增大，正极区转化为；充电时，锂电极为阴极，得到电子，多孔功能电极为阳极，或失去电子。 【详解】A．由分析可知，电池总反应方程式为：或，充放电时有参与或生成，因此熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率，A正确； B．比的半径小，因此优先于通过固态电解质膜，B正确； C．放电时，正极得到电子，中氧原子为-1价，中氧原子为-2价，因此随温度升高Q增大，正极区转化为，C错误； D．充电时，锂电极为阴极，连接电源负极，D正确； 答案选C。 9．（2024·湖南·高考真题）近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是 A．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点 B．氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点 C．锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌 D．太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置 【答案】D 【详解】A．理想的新能源应具有可再生、无污染等特点，故A正确； B．氢氧燃料电池利用原电池将化学能转化为电能，对氢气与氧气反应的能量进行利用，减小了直接燃烧的热量散失，产物无污染，故具有能量转化率高、清洁等优点，B正确； C．脱嵌是锂从电极材料中出来的过程，放电时，负极材料产生锂离子，则锂离子在负极脱嵌，则充电时，锂离子在阳极脱嵌，C正确； D．太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置，D错误； 本题选D。 10．（2023·新课标卷·高考真题）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    A．放电时为正极 B．放电时由负极向正极迁移 C．充电总反应： D．充电阳极反应： 【答案】C 【分析】由题中信息可知，该电池中Zn为负极、为正极，电池的总反应为。 【详解】A．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，A说法正确； B．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； C．电池在放电时的总反应为，则其在充电时的总反应为，C说法不正确； D．充电阳极上被氧化为，则阳极的电极反应为，D说法正确； 综上所述，本题选C。 11．（2022·全国乙卷·高考真题）电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是 A．充电时，电池的总反应 B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D．放电时，正极发生反应 【答案】C 【分析】充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应（Li++e-=Li）和阳极反应（Li2O2+2h+=2Li++O2），则充电时总反应为Li2O2=2Li+O2，结合图示，充电时金属Li电极为阴极，光催化电极为阳极；则放电时金属Li电极为负极，光催化电极为正极；据此作答。 【详解】A．光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，结合阴极反应和阳极反应，充电时电池的总反应为Li2O2=2Li+O2，A正确； B．充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B正确； C．放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误； D．放电时总反应为2Li+O2=Li2O2，正极反应为O2+2Li++2e-=Li2O2，D正确； 答案选C。 12．（2022·全国甲卷·高考真题）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)存在)。电池放电时，下列叙述错误的是 A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移 B．Ⅰ区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移 C． MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O 【答案】A 【分析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为电池的负极，电极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，Ⅰ区MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；电池在工作过程中，由于两个离子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是阴离子隔膜，故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子，因此可以得到Ⅰ区消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ区的K+向Ⅰ区移动或Ⅰ区的SO向Ⅱ区移动，Ⅲ区消耗OH-，生成Zn(OH)，Ⅱ区的SO向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动。据此分析答题。 【详解】A．根据分析，Ⅱ区的K+只能向Ⅰ区移动，A错误； B．根据分析，Ⅰ区的SO向Ⅱ区移动，B正确； C．MnO2电极的电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C正确； D．电池的总反应为Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O，D正确； 故答案选A。 13．（2024·上海·高考真题）根据如图，写出电极a的电极反应式 。 关于上述电化学反应过程，描述正确的是_______。 A．该装置实现电能转化为化学能 B．电极b是负极 C．电子从电极a经过负载到电极b再经过水体回到电极a D．每参与反应时，转移电子 【答案】 B 【详解】 电极a上得到电子变为N2，电极反应式为：； A．由图可知，电极与负载相连接，该装置为原电池，能实现化学能到电能的转化，故A错误； B．电极b上失去电子变为CO2，电极b是负极，故B正确； C．电极a为正极，电极b为负极，电子从电极b经过负载到电极a，电子不会进入水体中，故C错误； D．电极b的电极反应式为：，每参与反应时，转移电子，故D错误； 故选B； 14．（2021·重庆·高考真题）含结晶水的无机物可应用在吸波材料、电极材料和相变储能材料等领域。胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要的结晶水合物。 (1)硫酸铜参比电极具有电位稳定的优点，可用于土壤环境中钢质管道的电位监测。测量的电化学原理如图所示。回答下列问题： ①负极的电极反应式为 。 ②测量后参比电极中CuSO4溶液的浓度 (填"变大”，“变小”或“不变")。 【答案】 不变 【详解】①钢制管道、参比电极、潮湿土壤构成原电池，参比电极为Cu电极，钢制管道为铁电极，金属性Fe＞Cu，则Fe做负极材料，负极的电极反应式为：； ②Cu电极为正极，电极反应式为：，CuSO4·5H2O溶解与电解质溶液中，此时硫酸铜溶液的浓度不变； 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $