6.1.3 化学电源（课后三练）高一化学人教版必修第二册

第一节 化学反应与能量变化 6.1.3 化学电源 1．（2025·湖北省武汉市期中）电池是人类生产和生活中的重要能量来源，下列有关电池的叙述正确的是 A．燃料电池是一种清洁、安全、高效的电池 B．北斗卫星的光伏发电系统工作时，将化学能转化为电能 C．手机内置的锂离子电池充电、放电的过程属于可逆反应 D．新能源汽车所使用的三元锂电池和磷酸铁锂电池都属于一次电池 2．（2025·黑龙江省绥化市期末）关于下列四个装置说法错误的是 装置I 装置II 装置III 装置IV 原电池装置示意图 普通锌锰电池示意图 铅蓄电池示意图 燃料电池示意图 A．装置I：铜电极质量增加 B．装置II：锌筒作负极，发生氧化反应 C．装置III：可充电，属于二次电池 D．装置IV：内电路中电子由b极移向a极 3．（2025·北京市丰台区期中）下图为一种氢氧燃料电池的装置示意图，下列说法不正确的是 A．石墨是电极材料 B．H2SO4可以传导电子和离子 C．O2是正极反应物、H2是负极反应物 D．该装置中氧化反应和还原反应在不同区域进行 4．（2025·河南省南阳市期末）氢氧燃料电池(假设以KOH溶液作为离子导体，电极材料均为惰性电极)应用在载人航天器上，产生的水还可以供航天员饮用。下列说法错误的是 A．负极的电极反应式为H2＋2e－＋2OH－＝2H2O B．电池总反应为O2＋2H2＝2H2O C．氢氧燃料电池由于能量利用效率高，发展前景十分广阔 D．氢氧燃料电池的反应产物只有水，不产生污染 5．（2025·江苏省常州市期末）酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 A．石墨作电池的负极材料 B．锌筒发生的电极反应为Zn－2e－＝Zn2＋ C．MnO2发生氧化反应 D．电池工作时，NH向负极方向移动 6．（2025·江苏省连云港市灌南县期中）有关下列四个常用电化学装置的叙述中，错误的是 图1碱性锌锰电池 图2普通锌锰电池 图3铅酸蓄电池 图4银锌纽扣电池 A．图1所示电池中，MnO2的作用是作氧化剂 B．图2所示电池中，电子从锌筒出发沿导线经电解质溶液流向石墨电极 C．图3所示装置工作过程中，负极的质量逐渐增加 D．图4所示电池中，Zn是还原剂，在电池工作过程中被氧化 7．（2025·湖南省益阳市期末）银锌纽扣电池的内部构造如图所示，下列关于该电池的说法正确的是 A．负极电极反应为：Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2 B．正极电极反应为：Ag2O＋2e－＝2Ag＋O2－ C．电池工作时，正极附近pH减小 D．电池工作时K＋向Zn一极移动 8．（2025·江苏省连云港市期末）海水电池的开发利用备受关注。一种锂－海水电池构造示意图如图，其中的玻璃陶瓷具有传递离子和防水的功能。下列说法正确的是 A．玻璃陶瓷的作用之一是防止Li与水直接反应 B．电极a为正极，发生氧化反应 C．b极发生的电极反应为2Cl――2e－＝Cl2↑ D．该装置可将电能转化为化学能 9．（2025·江苏省南京市期末）碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O＝ZnO＋2MnOOH，电池构造如图所示。下列说法正确的是 A．电池工作时，电能转化为化学能 B．电池工作时，锌失去电子 C．电池工作时，正极反应为：MnO2－e－＋H2O＝MnOOH＋OH－ D．电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动 10．（2025·湖北省仙桃市期末）科学家研制了一种MnO2—Zn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。下列叙述错误的是 A．Zn电极的电极电势较低 B．放电时，Zn2＋向MnO2电极方向移动 C．放电时，正极反应有：MnO2＋e－＋H2O＝MnOOH＋OH－ D．放电时，Zn质量减少0.65 g，MnO2电极生成了0.020 mol MnOOH 11．（2025·四川省广安市期末）我国科学家设计了一种肼－硝酸盐液流电池(HNFB)，以KOH溶液为电解液，肼和硝酸盐废水分别流入HNFB的两极室，可以有效净化废水并产氨。下列说法正确的是 A．电极A发生还原反应 B．电极B的电极反应式为：NO3－＋8e－＋9H＋＝NH3＋3H2O C．外电路转移电子数为0.4NA时，左极室质量减少2.8 g D．质子交换膜能防止两极室电解液的交叉污染，利于维持电池性能 12．（2025·江苏省连云港市赣榆区期中）使用高效燃料电池作为动力，发展新能源汽车。 金属(M)－空气电池具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M＋nO2＋2nH2O＝4M(OH)n。 （1）上述方程式中，若M为金属Al，则n＝____。 （2）电池的“理论比能量”是指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。Mg、Al、Zn三种金属－空气电池中，______(填元素符号)－空气电池的理论比能量最高。 （3）氢氧燃料电池反应原理示意图如图所示。 ①H2直接燃烧的能量转换率_________(填“高于”“等于”或“低于”)燃料电池。 ②电池工作时，OH－移向_____极(填“正”或“负”)。 ③当电池放电转移10 mol电子时，计算理论上至少需消耗标准状况下H2的体积。(写出计算过程，否则不得分！)。 13．（2025·辽宁省锦州市期末）用于检测酒驾的酸性燃料电池酒精检测仪的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．X电极为负极 B．电池工作时，H＋通过质子交换膜从左侧向右侧迁移 C．理论上，在标准状况下消耗氧气2.24 L时，可检测出乙醇蒸气9.2 g D．该电池的负极反应式为CH3CH2OH＋H2O－4e－＝4H＋＋CH3COOH 14．（2025·四川省广安市期末）铅酸蓄电池具有价格低廉、技术成熟、性能可靠等优势。铅酸蓄电池结构如右图所示，放电时的总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O。已知PbSO4难溶于水和酸，下列说法正确的是 A．铅酸蓄电池属于一次电池 B．放电时，溶液中阳离子向Pb电极移动 C．放电时，正极的电极反应式为PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－＝PbSO4＋2H2O D．放电时，当外电路上有2 mol e－通过时，溶液中消耗4 mol H2SO4 15．（1）（2025·江苏省无锡市期末）氢氧燃料电池工作原理如图3，电池工作时，两种气体分别从入口通入，其中均为惰性电极。 ①使用时，氢气从______口通入(填“A”或“B”)。 ②b电极的可能电极反应为：__________________________________________。 ③随着反应的进行，KOH溶液pH将________(填“变大”“变小”或“不变”)。 （2）（2025·辽宁省鞍山市期末）甲烷(CH4)－空气燃料电池是一种高效能、轻污染的车载电池，其工作原理如图： ①图中左侧电极为电源_______极，该电极的电极反应式为_________________________________。 ②当电池消耗甲烷2.4 g时，消耗的O2的体积为_______L(标准状况下)。 16．（2025·江苏省无锡市期中）原电池是直接把化学能转化为电能的装置，按要求完成各小题。 （1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：__________________________。若将此反应设计成原电池，该电池的负极材料是________。 （2）一氧化氮－空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电和环保三位一体的结合，其工作原理如下图1所示，放电过程中负极的电极反应式为_______________________ ______________，若过程中产生4 mol HNO3，则消耗标准状况下O2的体积为__________L。 （3）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图2：电池工作时，内电路中，CO32－向电极_______(填“A”或“B”)移动，电极A上CO参与的电极反应式为____________________________________。 （4）以乙醇作燃料的燃料电池如下图所示。 ①在该电池中A电极的电极反应式为________________________。 ②若标况下有11.2 L O2参与反应，理论上通过质子交换膜的H＋数目为____________。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节 化学反应与能量变化 6.1.3 化学电源 1．（2025·湖北省武汉市期中）电池是人类生产和生活中的重要能量来源，下列有关电池的叙述正确的是 A．燃料电池是一种清洁、安全、高效的电池 B．北斗卫星的光伏发电系统工作时，将化学能转化为电能 C．手机内置的锂离子电池充电、放电的过程属于可逆反应 D．新能源汽车所使用的三元锂电池和磷酸铁锂电池都属于一次电池 【答案】A 【解析】A项，燃料电池通过电化学反应直接将化学能转化为电能，产物清洁，能量转换效率高，属于安全高效的电池，正确；B项，光伏发电系统直接将太阳能转化为电能，错误；C项，锂离子电池的充放电过程在不同条件下进行，不属于热力学可逆反应，错误；D项，三元锂电池和磷酸铁锂电池均可重复充放电，属于二次电池，错误。 2．（2025·黑龙江省绥化市期末）关于下列四个装置说法错误的是 装置I 装置II 装置III 装置IV 原电池装置示意图 普通锌锰电池示意图 铅蓄电池示意图 燃料电池示意图 A．装置I：铜电极质量增加 B．装置II：锌筒作负极，发生氧化反应 C．装置III：可充电，属于二次电池 D．装置IV：内电路中电子由b极移向a极 【答案】D 【解析】A项，装置I：锌作负极，铜作正极，Cu电极表面铜离子得电子生成铜，铜电极质量增加，正确；B项，装置II：锌锰电池中锌失电子作负极，发生氧化反应，正确；C项，装置III：铅蓄电池可充、放电，属于二次电池，正确；D项，装置IV：氢气燃料电池中通入氢气的一极失电子，作负极，通入氧气的一极得电子，作正极，则a为负极，b为正极，电子由负极a经外电路流向正极b，电子无法经过内电路，错误。 3．（2025·北京市丰台区期中）下图为一种氢氧燃料电池的装置示意图，下列说法不正确的是 A．石墨是电极材料 B．H2SO4可以传导电子和离子 C．O2是正极反应物、H2是负极反应物 D．该装置中氧化反应和还原反应在不同区域进行 【答案】B 【解析】氢氧燃料电池中氢气发生氧化反应，左侧为负极，右侧为正极。 A项，石墨是电极材料，不参加反应，正确；B项，H2SO4可以传导离子，不能传导电子，错误；C项，O2是正极反应物发生还原反应、H2是负极反应物发生氧化反应，正确；D项，该装置中负极区发生氧化反应，正极区发生还原反应，氧化、还原反应在不同区域进行，正确。 4．（2025·河南省南阳市期末）氢氧燃料电池(假设以KOH溶液作为离子导体，电极材料均为惰性电极)应用在载人航天器上，产生的水还可以供航天员饮用。下列说法错误的是 A．负极的电极反应式为H2＋2e－＋2OH－＝2H2O B．电池总反应为O2＋2H2＝2H2O C．氢氧燃料电池由于能量利用效率高，发展前景十分广阔 D．氢氧燃料电池的反应产物只有水，不产生污染 【答案】A 【解析】A项，负极上氢气失去电子被氧化，在氢氧根参与下生成水，电极反应式应为H2－2e－＋2OH－＝2H2O，错误；B项，负极氢气失去电子生成水：H2－2e－＋2OH－＝2H2O，正极氧气得到电子在水参与下生成氢氧根：O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，两电极上得失电子数相等，则氢氧燃料电池总反应为O2＋2H2＝2H2O，正确；C项，燃料电池直接把化学能转化为电能，则能量转化效率，发展前景十分广阔，正确；D项，总反应产物仅为水，故不产生污染，正确。 5．（2025·江苏省常州市期末）酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 A．石墨作电池的负极材料 B．锌筒发生的电极反应为Zn－2e－＝Zn2＋ C．MnO2发生氧化反应 D．电池工作时，NH向负极方向移动 【答案】B 【解析】锌锰干电池属于一次电池，其中锌筒为负极，石墨棒为正极，氯化铵糊为电解质溶液，据此回答。 A项，酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，错误；B项，锌筒为负极，负极发生失电子的氧化反应Zn－2e－＝Zn2＋，正确；C项，MnO2发生得电子的还原反应，错误；D项，原电池工作时，阳离子向正极(石墨电极)方向移动，错误。 6．（2025·江苏省连云港市灌南县期中）有关下列四个常用电化学装置的叙述中，错误的是 图1碱性锌锰电池 图2普通锌锰电池 图3铅酸蓄电池 图4银锌纽扣电池 A．图1所示电池中，MnO2的作用是作氧化剂 B．图2所示电池中，电子从锌筒出发沿导线经电解质溶液流向石墨电极 C．图3所示装置工作过程中，负极的质量逐渐增加 D．图4所示电池中，Zn是还原剂，在电池工作过程中被氧化 【答案】B 【解析】A项，该干电池中，Zn为负极失电子，MnO2为正极得电子作氧化剂，正确；B项，原电池中，电子无法在电解质溶液中流动，错误；C项，该电池中，负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成硫酸铅沉淀，负极质量逐渐增大，正确；D项，该原电池中，Zn做负极失电子为还原剂，在电池工作过程中被氧化，正确。 7．（2025·湖南省益阳市期末）银锌纽扣电池的内部构造如图所示，下列关于该电池的说法正确的是 A．负极电极反应为：Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2 B．正极电极反应为：Ag2O＋2e－＝2Ag＋O2－ C．电池工作时，正极附近pH减小 D．电池工作时K＋向Zn一极移动 【答案】A 【解析】A项，银锌纽扣电池中，Zn为负极，发生氧化反应，在KOH溶液中，负极反应为Zn失去电子结合OH－生成Zn(OH)2，电极反应式为Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2，正确；B项，正极Ag2O发生还原反应，Ag⁺得电子生成Ag，电极反应式为Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－，错误；C项，电池工作时，正极的电极反应式为：Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－，生成氢氧根离子，正极附近pH增大，错误；D项，电池工作时，阳离子(K＋)向正极(Ag2O)移动，错误。 8．（2025·江苏省连云港市期末）海水电池的开发利用备受关注。一种锂－海水电池构造示意图如图，其中的玻璃陶瓷具有传递离子和防水的功能。下列说法正确的是 A．玻璃陶瓷的作用之一是防止Li与水直接反应 B．电极a为正极，发生氧化反应 C．b极发生的电极反应为2Cl――2e－＝Cl2↑ D．该装置可将电能转化为化学能 【答案】A 【解析】该原电池中，活泼金属锂作原电池的负极(a)，发生氧化反应，负极反应式为Li－e－＝Li＋，石墨为正极(b)，氧气在正极得到电子发生还原反应，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－。 A项，锂为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷能起到防止水和锂直接反应并能传导离子的作用，正确；B项，结合分析知，电极a为负极，发生氧化反应：Li－e－＝Li＋，错误；C项，结合分析知，电极b为正极，发生还原反应：O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，错误；D项，该装置为原电池，可将化学能转化电能，错误。 9．（2025·江苏省南京市期末）碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O＝ZnO＋2MnOOH，电池构造如图所示。下列说法正确的是 A．电池工作时，电能转化为化学能 B．电池工作时，锌失去电子 C．电池工作时，正极反应为：MnO2－e－＋H2O＝MnOOH＋OH－ D．电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动 【答案】B 【解析】碱性锌锰电池工作时为原电池装置，锌为负极，氧化锰为正极。 A项，该装置为原电池，电池工作时，化学能转化为电能，错误；B项，锌为负极，电池工作时，锌失去电子，正确；C项，氧化锰为正极，电池工作时，正极反应为：MnO2＋e－＋H2O＝MnOOH＋OH－，错误；D项，电池工作时，OH－通过隔膜向负极移动，错误。 10．（2025·湖北省仙桃市期末）科学家研制了一种MnO2—Zn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。下列叙述错误的是 A．Zn电极的电极电势较低 B．放电时，Zn2＋向MnO2电极方向移动 C．放电时，正极反应有：MnO2＋e－＋H2O＝MnOOH＋OH－ D．放电时，Zn质量减少0.65 g，MnO2电极生成了0.020 mol MnOOH 【答案】D 【解析】Zn具有比较强的还原性，MnO2具有比较强的氧化性，自发的氧化还原反应发生在Zn与MnO2之间，所以MnO2电极为正极，Zn电极为负极。 A项，根据分析，放电时MnO2电极为正极，MnO2电极的电势比Zn电极的电势高，即Zn电极的电极电势较低，正确；B项，放电时，MnO2电极为正极，带正电荷的Zn2＋向正极移动，正确；C项，放电时MnO2电极为正极，正极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4，则正极上主要发生的电极反应是：MnO2＋H2O＋e－＝MnOOH＋OH－，正确；D项，放电时，Zn电极质量减少0.65 g(物质的量为0.010 mol)，根据Zn－2e－＝Zn2＋可知，电路中转移0.020 mol电子，由正极的主要反应MnO2＋H2O＋e－＝MnOOH＋OH－可知，若正极上只有MnOOH生成，则生成MnOOH的物质的量为0.020 mol，但是正极上还有ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物质的量小于0.020 mol，错误。 11．（2025·四川省广安市期末）我国科学家设计了一种肼－硝酸盐液流电池(HNFB)，以KOH溶液为电解液，肼和硝酸盐废水分别流入HNFB的两极室，可以有效净化废水并产氨。下列说法正确的是 A．电极A发生还原反应 B．电极B的电极反应式为：NO3－＋8e－＋9H＋＝NH3＋3H2O C．外电路转移电子数为0.4NA时，左极室质量减少2.8 g D．质子交换膜能防止两极室电解液的交叉污染，利于维持电池性能 【答案】D 【解析】由题干原电池装置图可知，电极A上N2H4转化为N2，N的化合价升高发生氧化反应，A为负极，电极反应为：N2H4－4e－＋4OH－＝N2＋4H2O，电极B中将硝酸根转化为NH3，N的化合价降低，发生还原反应，B为正极，电极反应为：NO3－＋6H2O＋8e－＝NH3＋9OH－，据此分析解题。 A项，N2H4→N2化合价升高，电极A发生氧化反应，错误；B项，电池以KOH溶液为电解液，为碱性环境，电极反应为：NO3－＋6H2O＋8e－＝NH3＋9OH－，错误；C项，外电路转移电子数为0.4NA时，左极室逸出2.8 g N2，且有0.4 mol H＋通过质子交换膜进入右极室，总质量减少3.2 g，错误；D项，硝酸盐废水中含有其他杂质离子，质子交换膜能防止两极室电解液的交叉污染，利于维持电池性能，正确。 12．（2025·江苏省连云港市赣榆区期中）使用高效燃料电池作为动力，发展新能源汽车。 金属(M)－空气电池具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M＋nO2＋2nH2O＝4M(OH)n。 （1）上述方程式中，若M为金属Al，则n＝____。 （2）电池的“理论比能量”是指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。Mg、Al、Zn三种金属－空气电池中，______(填元素符号)－空气电池的理论比能量最高。 （3）氢氧燃料电池反应原理示意图如图所示。 ①H2直接燃烧的能量转换率_________(填“高于”“等于”或“低于”)燃料电池。 ②电池工作时，OH－移向_____极(填“正”或“负”)。 ③当电池放电转移10 mol电子时，计算理论上至少需消耗标准状况下H2的体积。(写出计算过程，否则不得分！)。 【答案】（1）3 （2）Al （3）①低于 ②负极 ③H2在负极发生反应，电极反应为H2－2e－＋2OH－＝2H2O，则当电池放电转移10 mol电子时，设消耗x mol氢气，可得＝，解得x＝5，则氢气体积为5 mol×22.4 L·mol－1＝112 L 【解析】（1）金属(M)－空气电池具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M＋nO2＋2nH2O＝4M(OH)n。上述方程式中，若M为金属Al，根据得失电子守恒：4×3＝n×4，可得n＝3；（2）1 g三种金属发生反应失去电子物质的量分别，Mg：×2＝、Al：×3＝、Zn：×2＝，则Al－空气电池的理论比能量最高；（3）①H2直接燃烧的能量转换率低于燃料电池；②原电池中，阴离子移动向负极，则电池工作时，OH－移向负极；③H2在负极发生反应，电极反应为H2－2e－＋2OH－＝2H2O，则当电池放电转移10 mol电子时，设消耗x mol氢气，可得＝，解得x＝5，则氢气体积为5 mol×22.4 L·mol－1＝112 L。 13．（2025·辽宁省锦州市期末）用于检测酒驾的酸性燃料电池酒精检测仪的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．X电极为负极 B．电池工作时，H＋通过质子交换膜从左侧向右侧迁移 C．理论上，在标准状况下消耗氧气2.24 L时，可检测出乙醇蒸气9.2 g D．该电池的负极反应式为CH3CH2OH＋H2O－4e－＝4H＋＋CH3COOH 【答案】C 【解析】酸性燃料电池酒精检测仪是以乙醇燃烧这一氧化还原反应设计的原电池，该电池中呼气处为负极，由乙醇生成醋酸；通氧气处为正极，O2生成H2O。以此答题。 A项，X电极为负极，正确；B项，电池工作时，H＋应从负极移向正极，即从左侧向右侧迁移，正确；C项，理论上，在标准状况下消耗氧气2.24 L时，其物质的量为0.1 mol，转移电子为0.4NA；按照乙醇生成乙酸，电极反应方程式：CH3CH2OH＋H2O－4e－＝CH3COOH＋4H＋可知每转移0.4 mol电子，消耗的乙醇的物质的量为0.1 mol，质量为4.6 g，错误；D项，该电池的负极反应式为CH3CH2OH＋H2O－4e－＝4H＋＋CH3COOH，正确。 14．（2025·四川省广安市期末）铅酸蓄电池具有价格低廉、技术成熟、性能可靠等优势。铅酸蓄电池结构如右图所示，放电时的总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O。已知PbSO4难溶于水和酸，下列说法正确的是 A．铅酸蓄电池属于一次电池 B．放电时，溶液中阳离子向Pb电极移动 C．放电时，正极的电极反应式为PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－＝PbSO4＋2H2O D．放电时，当外电路上有2 mol e－通过时，溶液中消耗4 mol H2SO4 【答案】C 【解析】A项，铅酸蓄电池属于二次电池，错误；B项，放电时，电解质溶液中的阳离子向正极移动，铅酸蓄电池中PbO2为正极，即阳离子向PbO2移动，错误；C项，PbO2中Pb元素得到电子，化合价降低，则放电时，正极的电极反应为PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－＝PbSO4＋2H2O，正确；D项，由总反应Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O可知，放电时，当外电路上有2 mol e－通过时，溶液中消耗2 mol H2SO4，错误。 15．（1）（2025·江苏省无锡市期末）氢氧燃料电池工作原理如图3，电池工作时，两种气体分别从入口通入，其中均为惰性电极。 ①使用时，氢气从______口通入(填“A”或“B”)。 ②b电极的可能电极反应为：__________________________________________。 ③随着反应的进行，KOH溶液pH将________(填“变大”“变小”或“不变”)。 （2）（2025·辽宁省鞍山市期末）甲烷(CH4)－空气燃料电池是一种高效能、轻污染的车载电池，其工作原理如图： ①图中左侧电极为电源_______极，该电极的电极反应式为_________________________________。 ②当电池消耗甲烷2.4 g时，消耗的O2的体积为_______L(标准状况下)。 【答案】（1）①A ②O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ ③变小 （2）①负极 CH4＋2H2O－8e－＝CO2＋8H＋ ②6.72 L 【解析】（1）①在氢氧燃料电池中，电子从负极流出，根据图中电子的流向可知，a电极是负极，氢气在负极发生氧化反应，所以氢气从A口通入；②b电极是正极，氧气在正极发生还原反应，在碱性条件下，氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－；③电池反应为2H2＋O2＝2H2O，反应生成水，KOH溶液的浓度会减小，碱性减弱，所以pH将变小；（2）①氢离子由左向右移动，所以图中左侧电极为电源负极，该电极甲烷失电子生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH4－8e－＋2H2O＝CO2＋8H＋，故答案为：负极；CH4－8e－＋2H2O＝CO2＋8H＋；②总反应方程式为CH4＋2O2＝CO2＋2H2O，当电池消耗甲烷2.4 g时，消耗的O2的体积为×2×22.4 L·mol－1＝6.72 L，故答案为：6.72。 16．（2025·江苏省无锡市期中）原电池是直接把化学能转化为电能的装置，按要求完成各小题。 （1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：__________________________。若将此反应设计成原电池，该电池的负极材料是________。 （2）一氧化氮－空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电和环保三位一体的结合，其工作原理如下图1所示，放电过程中负极的电极反应式为_______________________ _______________，若过程中产生4 mol HNO3，则消耗标准状况下O2的体积为__________L。 （3）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图2：电池工作时，内电路中，CO32－向电极_______(填“A”或“B”)移动，电极A上CO参与的电极反应式为____________________________________。 （4）以乙醇作燃料的燃料电池如下图所示。 ①在该电池中A电极的电极反应式为________________________。 ②若标况下有11.2 L O2参与反应，理论上通过质子交换膜的H＋数目为____________。 【答案】（1）2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋ Cu （2）NO＋2H2O－3e－＝HNO3＋3H＋ 67.2 （3）A CO＋CO32－－2e－＝2CO2 （4）C2H5OH＋3H2O－12e－＝2CO2↑＋12H＋ 2NA 【解析】（1）Fe3＋具有氧化性，可以将铜单质氧化为Cu2＋，自身还原为Fe2＋离子，FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋；将此反应设计成原电池，负极上发生失电子的氧化反应，根据离子方程式可得负极材料是Cu；（2）放电过程中，NO在负极失电子生成硝酸，负极的电极反应式NO＋2H2O－3e－＝HNO3＋3H＋；若过程中产生4 mol HNO3，电路中转移12 mol电子，正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－＝2H2O，根据电子守恒，正极消耗3 mol O2，则消耗标准状况下的体积为3 mol×22.4 L·mol－1＝67.2 L；（3）分析熔融碳酸盐燃料电池原理示意图，通入氧气的一端为原电池正极，通入一氧化碳和氢气的一端为负极，电池工作时，内电路中CO32－向负极移动，即向电极A移动；电极A上CO失电子发生氧化反应生成二氧化碳，A电极反应为：CO＋CO32－－2e－＝2CO2；（4）①在该电池中乙醇为燃料失电子为负极(A)，氧气为正极(B)，条件为酸性介质，A为负极，乙醇发生氧化反应，电极的电极反应式：C2H5OH＋3H2O－12e－＝2CO2↑＋12H＋；②正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－＝2H2O，若标况下有11.2 L O2即物质的量＝0.5 mol参与反应，消耗2 mol H＋，理论上通过质子交换膜的H＋数目为2NA。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $