暑假作业14 二次电池（巩固培优）高二化学人教版

**基本信息** 以“知识复盘卡+分层训练”构建二次电池专项突破体系，系统整合5大核心考点，通过原理提炼与情境应用培养化学观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础巩固（5考点）|5类电池各5题|燃料电池分环境写电极反应、浓差电池“三步骤”解题法等|从电池原理（正负极反应）到类型应用（燃料/铅蓄/锂/储氢/浓差电池），形成“概念-反应-计算-判断”逻辑链|

完成时间： 月 日 今日打卡：☐ 已完成 用时： min 自评勋章： 暑假作业14 二次电池 内容抢先看 一、实战补给站·基础巩固（5大考点） 考点01 燃料电池 考点02 铅蓄电池 考点03 锂电池 考点04 储氢电池 考点05 浓差电池 二、高手进阶营·综合拔高 三、脑洞实验室·创新拓展 考点01 燃料电池 ⭐知识复盘卡 一般化学电源的活性物质储存在电池内部，所以限制了电池的容量。燃料电池则不同，它在工作时，燃料与氧化剂连续地由外部供给并在电极上进行反应，生成物不断地被排出，可以连续不断地提供电能。 燃料电池——利用燃料和氧化剂之间发生地氧化还原反应，将化学能直接转化为电能 正极反应物：通常为氧气 负极反应物：①有机燃料如CH4、CH3OH、CH3CH2OH ②无机燃料如：H2、CO、NH3、N2H4 电解质： 常见为酸性溶液、碱性溶液、固体氧化物、熔融盐酸盐四种环境 题型一. 无机燃料电池电极反应 ①酸性溶液正极反应： O2+4e-+4H+=2H2O ②碱性溶液正极反应： O2+4e-+2H2O=4OH- ③固体氧化物正极反应： O2+4e-=2O2- ④熔融碳酸盐正极反应： O2+4e-+2CO2=2CO32- 1．利用偏二甲肼燃料电池电解含锰酸性废水可得到，并得到副产物NaOH装置如图所示。下列说法错误的是⭐知识复盘卡 题型二. 有机燃料电池转移电子计算 有机燃料被完全氧化 ①不论是酸性环境、固体氧化物环境、熔融碳酸盐环境都将CCO2 ②碱性环境中将CCO32- 有机物不被完全氧化 根据题目给定地固体产物信息书写电极方程式 A．电势：， B．X极反应： C．膜Ⅰ为阳离子交换膜，膜Ⅱ为阴离子交换膜 D．电解一段时间后，c室溶液的pH减小 2．为减轻糖尿病患者的痛苦，科学家研制出一种可植入体内的电池（如图所示）可将葡萄糖（）转化为葡萄糖酸（），这项技术将“能量产生”和“血糖控制”两个功能巧妙地结合在一起。下列说法错误的是 A．Pt电极的电极反应式为 B．铜基纳米颗粒电极为负极，葡萄糖在该极发生氧化反应 C．若电池中不发生其他副反应，理论上每转移0.1 mol电子可消耗血液中9.0 g葡萄糖 D．该燃料电池工作时，向铜基纳米颗粒电极迁移 3．某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极I和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中获得第一个电子的过程最慢。 由此可知，理论上 A．负极反应的催化剂是i B．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 C．图a中，i到ii过程的活化能一定最低 D．相同时间内，电极I和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 4．我国科研团队研发了一种基于微生物燃料电池的肿瘤治疗系统，其简化电化学原理如图所示，电极N为经表面修饰后的厌氧微生物脱硫弧菌(Dsv)，消耗肿瘤微环境中抑制免疫的乳酸(2-羟基丙酸)作为“燃料”，并产生电子。下列说法错误的是 A．电极电势：电极M>电极N B．电路中每转移1mol电子，正极室溶液质量增加44.5 g C．电池工作时，负极区溶液的pH变大 D．理论上电极N每产生CO2体积3.36 L(标况下)，电路中转移0.6 mol电子 5．微生物燃料电池可有效处理各个领域的污废水，并实现污废水中有机污染物高效转化为清洁电力，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．a为电池的正极 B．电极电势：a＞b C．a极电极反应为 D．每处理45gHCOO-，则消耗O2的体积为11.2L 考点02 铅蓄电池 ⭐知识复盘卡 题型三 铅蓄电池 总反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O 放电： 正极是PbO2，负极是Pb 每转移1mol电子，消耗1molH2SO4，生成1molH2O 充电：电池正极与电源正极相连，电池负极与电源负极相连。阳极是PbO2，阴极是Pb。 放电： 负极： Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极： pbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O 充电： 负极：PbSO4+2e--=Pb+SO42- 正极： PbSO4+2H2O-2e-=pbO2+SO42-+4H+ 铅酸蓄电池放电过程中正负极质量咋变？ 正极： PbO2pbSO4 负极：pbpbSO4 答： 放电时两极的质量均增加 6．下列有关离子反应方程式中，错误的是 A．铅蓄电池放电时的总反应： B．硫酸四氨合铜溶液加入乙醇： C．将氯气通入冷的石灰乳中： D．浓硝酸和铜反应： 7．化学与生产、生活密切相关。下列有关说法错误的是 A．根据原电池原理，将反应设计为原电池，可选用导线、Fe片、石墨棒和溶液 B．燃料电池是一种绿色环保、能量利用率达到100%的化学电源 C．高纯硅制成的太阳能电池属于光伏电池，可将太阳能转化为电能 D．铅蓄电池是一种可多次充放电的二次电池 8．我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的二次电池，可有效捕获温室气体，放电过程如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，每转移，可吸收(标准状况)4.48 L B．可用乙醇代替四甘醇二甲醚 C．充电时向多孔催化剂电极移动 D．使用铅蓄电池为其充电时，Na电极与Pb电极相连 9．铅蓄电池放电时正极反应为，电池构造示意图如图。下列有关说法正确的是 A．放电时，负极反应为 B．放电时，电池将电能转化为化学能 C．充电时，正极应与外接电源负极相连 D．充电时，每生成，电路中转移1mol电子 10．下列为常用电化学装置。已知图甲为铅蓄电池，充、放电的总反应为。图乙为碱性锌锰干电池。下列叙述正确的是 A．铅蓄电池放电时的负极反应为 B．锌锰干电池工作时，向正极方向移动 C．铅蓄电池充电时接电源正极 D．碱性锌锰干电池在使用过程中，不断被氧化，最终电池失效 考点03 锂电池 ⭐知识复盘卡 题型四 锂电池——金属锂电池 负极是Li，电极方程式是 Li-e-=Li+ 正极反应物可为O2、CO2、MnO2等氧化剂 与负极直接接触的电解质溶液不能使用水溶液 1 含有活泼氢的有机物（如醇和羧酸）也会与碱金属反应，不能做溶剂 除了Li外，Al、K、Ca等其他活性金属也可以作为原电池的负极 题型五 锂电池——锂离子电池 锂离子电池通过Li+的定向移动产生电流，放电时Li+向正极移动。 ⭐知识复盘卡 总反应： Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+C6（x < 1） 放电 负极： LixC6-xe-=C6+xLi+ 正极：Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2 充电 阴极：C6+xLi++xe-=LixC6 阳极： LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+ 11．高端新能源汽车采用了续航更长的三元锂电池。某三元锂电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．放电时，电流从B极经导线流向A极，再通过电解液流入B极 B．放电时，每转移x mol电子，B极质量减少7x g C．应选用阴离子交换膜 D．充电时，B极发生的反应为 12．以为离子导体的铝-磷酸铁锂电池(装置甲)放电时计嵌入形成。利用该电池可电解饱和食盐水(装置乙)制备以NaClO为有效成分的消毒液，装置如图所示(部分导线未画出)。下列说法正确的是 A．制备消毒液时，分别用导线连接AC，BD B．乙中迁移方向为D电极→C电极 C．甲中正极的电极反应式为 D．甲中1 mol的穿过交换膜时，理论上两侧电极的质量相差2 g 13．我国科学家设计了以金属 和负载金属 的碳纳米管为电极，以无水含锂有机物为电解质的可充电锂电池体系。如图所示，该体系通过电池放电生成 催化界面，实现了在常温常压条件下低能耗合成氨。 下列说法错误的是 A．放电时， ，将 附着在 表面 B．延长放电时间，能生成更多 ，增加 催化剂活性 C． 键能大，不易解离为 原子， 催化剂能降低解离时的活化能 D．充电时，需要额外消耗少量电能以除去催化剂表面吸附的杂质并恢复到初始放电状态 14．锰酸锂()作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。我国科学家设计出方形锂电池组(如图1)并将其成功应用于电动汽车，其工作原理如图2所示。其中锂电极含碳材料(如石墨)活性物质，Cu集流体收集负极电子，用隔膜(只允许Li+通过)包裹，正极含锰酸锂()活性物质，Al集流体收集正极电子，发生的转化为。 下列说法正确的是 A．充电时，锂电极为阳极，发生氧化反应 B．该电池的缺点是存在副反应 C．放电时，正极的电极反应为 D．放电时，Li+通过电解液从含锰酸锂()的正极流向锂电极 15．掺杂高分子作为可充电锂电池正极材料的研究在学术界和工业界均受到关注，这类材料在光学显示器中的一种应用原理如图所示(掺杂为充电过程)，下列说法错误的是 A．掺杂时，电极为阴极 B．光学显示器由红色变为蓝色时，发生还原反应 C．光学显示器由蓝色变为红色时，电子由电极经外电路移向掺杂高分子 D．放电时，正极的电极反应式为 考点04 储氢电池 ⭐知识复盘卡 题型六 储氢电池 储氢电池是指利用金属氢化物等储氢材料作为负极，如LaNi5H6，其中LaNi5为储氢合金，通常用M代替。Ni(OH)2等材料作为正极，氢氧化钾溶液为电解质的一种电池。 总反应： NiOOH+MHNi(0H)2+M 放电 负极： MH-e-+OH-=H2O+M 正极：NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH- 充电 阴极：M+e-+H2O=MH+OH- 阳极：Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O 16．科研人员利用酸性和碱性两种电解质溶液之间存在的氢离子浓度差，设计了一种如图所示的全氢电池。下列有关叙述错误的是 A．该电池可将酸碱中和能转化为电能 B．该电池中的氢气可循环利用 C．钠离子通过离子交换膜向左侧迁移 D．电极M发生的电极反应式为 17．大连化物所某研究团队开发研究出负氢电池(如图)。已知放电时正极生成、和，下列说法正确的是 A．中H的化合价为价 B．放电时负极反应式为 C．充电时阳极质量减小 D．充电时向阴极移动 18．最近，NanoEnergy期刊报道了一种正负电极均涉及氢气反应的全氢电池，产生能源的源泉为酸和碱的中和能(如图所示)，吸附层A、B均为惰性电极。下列说法错误的是 A．H2可循环利用，基本不需要补充 B．吸附层A极的电势高于吸附层B极的电势 C．吸附层A上的电极反应式为：H2+2OH-+2e-=2H2O D．电池工作时，Na+通过离子交换膜由左极室移向右极室 19．某全固态氢负离子二次电池以储氢材料和分别作为正、负极活性物质，以复合氢化物作电解质。放电时，从正极脱出，经由固态电解质迁移至负极并嵌入负极材料晶格。下列有关该电池的说法错误的是 A．与He原子具有相同的核外电子排布 B．电池工作过程中Na元素的价态不变 C．放电时，负极反应可表示为： D．充电时，若外电路通过1 mol ，理论上正极质量减少1 g 20．混合动力车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低油耗；刹车或下坡时，电池处于充电状态(储氢)。目前一般使用镍氢电池，该电池中以镍的化合物和储氢金属(以M表示)为电极，镍氢电池充放电原理示意如下图，下列说法正确的是 A．混合动力车上坡或加速时，电能转化为化学能 B．混合动力车上坡或加速时，从甲电极移向乙电极 C．混合动力车刹车或下坡时，乙电极周围溶液的增大 D．混合动力车刹车或下坡时，甲电极的电极反应式为 考点05 浓差电池 ⭐知识复盘卡 题型七 浓差电池 如图是利用两侧的AgNO溶液浓度不同（C2 > C1）设计的浓差电池 解题思路： ①电解溶液找转化 ②无关离子浓到稀 ③定电极 负极为A，电极反应：Ag-e-=Ag+ 正极为B，电极反应： Ag++e-=Ag 21．浓差电池是利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电的装置，放电完成后，两电极浓度趋于相同。利用“海水-河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备和的装置如图所示，图中电极X、Y均为复合电极，电极均为石墨。下列说法正确的是 A．电极Y是负极，电极反应为 B．浓差电池中的离子交换膜为阴离子交换膜 C．每产生时，理论上X电极质量增加 D．相同条件下收集到的气体的体积比 22．浓差电池是一种因电池中存在浓度差而产生电动势的电池。浓差电池可用于测定待测环境中氧气的含量，在冶金、能源等领域应用广泛。测定某低氧环境中氧气含量的原理示意如图。下列说法错误的是 A．A电极为正极 B．由A电极向B电极迁移 C．B电极发生的反应为 D．理论上，电解质中的总量会增加 23．在恒温条件下，一种浓差电池的工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．固体电解质中加入是为了提高电解质的导电能力 B．若外电路中转移，则两极气体的质量差将改变 C．电极的电极方程式为： D．气体压强 24．浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生的电动势差而形成的电池，理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。某浓差电池的原理如图1所示。用该浓差电池为电源完成有机物电化学储氢的过程如图2所示。下列说法错误的是      A．浓差电池工作时，电流由电极A经外电路流向电极B B．浓差电池工作时，电极B反应式为： C．电解池工作时，向多孔惰性电极C迁移 D．浓差电池从开始到停止放电，理论上电解池中的有机物可储存氢元素0.55g 25．某研究小组以浓差电池为电源，用如图所示装置从含Na2CrO4的浆液中分离得到含的溶液并制备。已知：浓差电池中，某种电解质离子或分子浓度越大，其氧化性或还原性越强。 下列说法正确的是 A．Ag(Ⅰ)为负极，起始时， B．膜a、膜b、膜c均为阴离子交换膜 C．转化成所需主要由C室提供 D．E室的电极反应式为 1．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。下列说法正确的是 A．甲室Cu电极为正极 B．隔膜为阳离子膜 C．电池总反应为 D．扩散到乙室，浓差电池的电动势差将增大 2．钠离子电池因原料和性能的优势而逐渐取代锂离子电池。某企业研发的钠离子电池“超钠F1”于2023年3月正式上市并进行量产，电池结构如图所示。该电池的负极材料为(嵌钠硬碳)，正极材料为(普鲁士白)。在充、放电过程中，在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。下列说法正确的是 A．电池工作时，定向移动到负极 B．放电时，负极的电极反应式为 C．充电时，阳极的电极反应式为 D．由于未使用稀缺锂元素，量产后的钠离子电池的生产成本比锂离子电池的低 3．钠离子电池使用的电极材料主要是钠盐，相较于锂盐而言储量更丰富，价格更低廉。某钠离子电池结构如图所示，电极为含钠过渡金属氧化物，电极为硬碳，充电时得电子成为嵌入硬碳中。下列说法正确的是    A．放电时，是原电池的负极 B．放电时，外电路通过电子时，电极电解质损失 C．充电时，电极为阳极，反应可表示为 D．单位质量的负极材料钠离子电池比锂离子电池可以提供更多的电量 4．一种新型高性能的锡-石墨钠型钠离子电池，采用锡箔(不参与电极反应)作为集流体，电解液为溶液。如图所示可用铅酸蓄电池给锡-石墨钠型钠离子电池充电。下列有关说法错误的是 A．电池放电的总反应： B．电池放电时，会脱离锡箔，向石墨电极迁移 C．充电时，铅酸蓄电池b电极增重96g，理论上石墨电极增重145g D．锂元素稀缺，量产后的钠离子电池的生产成本比锂离子电池的低 5．海洋工程中，钢铁设备在海水环境中常发生缝隙腐蚀。缝隙处因氧气难以扩散而导致氧浓度远低于自由表面，形成氧浓差电池，加速局部腐蚀。扩散至缝隙外，与自由表面的氧气接触，形成铁锈，机理如图。下列说法正确的是 A．缝隙内表面为氧浓差电池的正极 B．随电池反应进行，自由表面附近的海水pH升高 C．海水中向自由表面迁移 D．若有1 mol氧气参与反应，金属内部转移4 mol电子 6．一种新型电池装置如下图所示。金刚石压砧把压入储氢材料，在压力梯度的驱动下生成质子，电子先后通过下层电极和外接线路转移到电极参与反应，形成闭合回路。下列说法正确的是 A．电极发生的反应是氧化反应 B．电流方向是负载交换膜 C．电池负极反应为 D．由于压力梯度电极的电势会高于电极的电势 7．一种储电制氢装置如图所示，该装置晚间通过转化储电，白天打开、关闭制氢。下列说法正确的是 A．晚间储电时，电势：B高于A B．白天制氢时，溶液中从左室向右室移动 C．储电时的总反应为 D．理论上生成，溶液中的质量减少64g 8．下列离子方程式正确的是 A．用草酸滴定酸性高锰酸钾溶液： B．在溶液中加入溶液： C．铅蓄电池放电时正极的电极反应式： D．在酸性条件下不稳定： 9．全铁液流电池的工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极(电极b)和负载铁的石墨电极(电极a)。下列说法正确的是 A．放电时，电极a发生还原反应 B．充电时，以铅蓄电池为电源，则电极b与铅蓄电池的电极相连 C．放电时，电子由电极a流出经隔膜向电极b移动 D．理论上，每减少1 mol，总量相应减少1.5 mol 10．近日，我国科学家开发肼-双氧水燃料电池，碱性条件下电解肼制备氢气，装置如图所示。 下列叙述正确的是 A．a极和b极材料可能相同 B．电子流向：b→c→d→a C．d极附近电解质溶液pH降低 D．乙池产生时，理论上甲池消耗 11．燃料电池如图所示。SOFC-O为固体氧离子电解质，沟通内电路。 下列说法错误的是 A．反应室Ⅰ为负极室 B．反应室Ⅰ的电解质溶液可能呈酸性 C．外电路通过1 mol电子则内电路通过 D．标准状况下，向催化室通入，消耗 12．由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池，电解质溶液的浓度相同时停止工作。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠，其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极，已知：溶液A为溶液；溶液B为溶液)。下列说法正确的是 A．电池放电过程中为正极，电极反应式为 B．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 C．a电极出口处可得到较高浓度的硫酸溶液 D．标准状况下，装置每产生11.2 L的，溶液A中有进入溶液B中 13．2025年9月，我国成功开发出全球首款“室温可充电全固态氢负离子电池”，该研究团队利用储氢材料作正极，贫氢的作负极，以氢化钡（）薄层包裹三氢化铈（）复合氢化物为电解质，其工作原理如图所示，经分析正极放电后生成和。下列说法错误的是 A．该电池放电时，向右移动 B．该电池充电时，阴极发生反应： C．该电池存储和释放能量时伴随的移动 D．该电池放电时，正极发生反应： 14．清华大学首次利用糠醛研制了新型“生物质二次电池”，工作原理如图所示，充电、放电时分别得到高附加值的醇和羧酸盐。下列说法正确的是 A．放电时，a极发生还原反应 B．充电时，b极附近碱性增强 C．充电时，a极反应式为：+2H2O+2e-=+2OH- D．若使用铅蓄电池为其充电，当1 mol糠醛转化时，理论上电极增重96 g 15．一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示，电解质溶液呈酸性，该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮。下列叙述正确的是 A．电池工作时，的迁移方向为“缺氧阴极”→“厌氧阳极”和“好氧阴极”→“厌氧阳极” B．电池工作时，“缺氧阴极”电极附近的溶液pH减小 C．“好氧阴极”存在反应： D．“厌氧阳极”区质量减少14.4 g时，该电极输出电子1.2 mol 1．下列实验操作及现象正确且能得出相应结论的是 选项 实验操作及现象 结论 A 将石墨和溶液与铜和溶液组成双液原电池，连通后铜片质量增加 氧化性： B 向溶液中加入几滴溶液，一段时间后，溶液中产生气泡速率明显加快 是分解的催化剂 C 向盛有NaCl固体的试管中加入浓硫酸，试管口有白雾生成 酸性： D 向AgCl、AgBr沉淀中分别加入等体积、等浓度的氨水，AgCl沉淀溶解 溶度积： 2．一种光诱导耦合界面阳离子调控增强型热化学电池的工作原理如图。下列说法正确的是 A．热端电极反应式为： B．图中箭头a均表示电子的移动方向、箭头b表示电流的方向 C．离子交换膜为阳离子交换膜 D．移除紫外光后电池电压不变 3．某理论研究认为：燃料电池(图甲)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图乙和图丙，其中获得第一个电子的过程最慢。理论上下列说法错误的是 A．电极Ⅰ为燃料电池的负极 B．电池工作过程中，电解质溶液的pH保持不变 C．图丙中，①②③④过程的活化能最高的是① D．相同时间内电极上的催化循环完成次数：电极Ⅰ是电极Ⅱ的2倍 4．我国研究人员制备了一种全新的高稳定性水系钾离子电池，其放电原理如图甲所示（已知），右侧电极材料的晶胞结构如图乙所示，其中嵌在部分小立方体的中心。下列叙述正确的是 A．放电时，为正极 B．充电时，阳极的电极反应为 C．当右侧电极材料中嵌入率为时， D．充电时，当右侧电极材料中嵌入率由下降到时，电路中通过的电子数为 5．在光照条件下，(赤铁矿)材料中的光生空穴()可氧化富电子的芳烃(使苯环上的C-H键胺化)形成相应的阳离子自由基物种，生成物进一步与吡唑反应得到偶联产物，机理如图。下列叙述错误的是 A．a极电极电势高于b极 B．标准状况下，b极收集气体时转移电子数约为 C．a极的电极反应式为 D．生成时，铅蓄电池中生成 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 完成时间： 月 日 今日打卡：☐ 已完成 用时： min 自评勋章： 暑假作业14 二次电池 内容抢先看 一、实战补给站·基础巩固（5大考点） 考点01 燃料电池 考点02 铅蓄电池 考点03 锂电池 考点04 储氢电池 考点05 浓差电池 二、高手进阶营·综合拔高 三、脑洞实验室·创新拓展 考点01 燃料电池 ⭐知识复盘卡 一般化学电源的活性物质储存在电池内部，所以限制了电池的容量。燃料电池则不同，它在工作时，燃料与氧化剂连续地由外部供给并在电极上进行反应，生成物不断地被排出，可以连续不断地提供电能。 燃料电池——利用燃料和氧化剂之间发生地氧化还原反应，将化学能直接转化为电能 正极反应物：通常为氧气 负极反应物：①有机燃料如CH4、CH3OH、CH3CH2OH ②无机燃料如：H2、CO、NH3、N2H4 电解质： 常见为酸性溶液、碱性溶液、固体氧化物、熔融盐酸盐四种环境 题型一. 无机燃料电池电极反应 ①酸性溶液正极反应： O2+4e-+4H+=2H2O ②碱性溶液正极反应： O2+4e-+2H2O=4OH- ③固体氧化物正极反应： O2+4e-=2O2- ④熔融碳酸盐正极反应： O2+4e-+2CO2=2CO32- 1．利用偏二甲肼燃料电池电解含锰酸性废水可得到，并得到副产物NaOH装置如图所示。下列说法错误的是⭐知识复盘卡 题型二. 有机燃料电池转移电子计算 有机燃料被完全氧化 ①不论是酸性环境、固体氧化物环境、熔融碳酸盐环境都将CCO2 ②碱性环境中将CCO32- 有机物不被完全氧化 根据题目给定地固体产物信息书写电极方程式 A．电势：， B．X极反应： C．膜Ⅰ为阳离子交换膜，膜Ⅱ为阴离子交换膜 D．电解一段时间后，c室溶液的pH减小 【答案】B 【分析】在燃料电池中，阴离子向负极移动，所以极为负极，极为正极。电解池中，N极Mn2+失去电子生成MnO2，Mn元素化合价升高，发生氧化反应，N极为阳极，M极为阴极，因此为正极，为负极，所以为阳极，为阴极。 【解析】A．由分析可知，原电池中，正极电势高于负极，即；电解池中，阳极电势高于阴极，即，A正确； B．偏二甲肼在负极失电子，结合电解质中的，生成、和，电极反应式为：，B错误； C．为阴极，电极反应式为，室生成，说明室中的通过膜Ⅰ进入室，所以膜Ⅰ为阳离子交换膜；为阳极，室中失电子生成，电极反应式为，为了维持溶液的电中性， 室中的通过膜Ⅱ进入室，所以膜Ⅱ为阴离子交换膜，C正确； D．为阳极，发生的反应为，同时室的通过膜Ⅱ进入室，和结合形成盐酸，导致c室溶液中浓度增大，酸性增强，pH值减小，D正确； 故选B。 2．为减轻糖尿病患者的痛苦，科学家研制出一种可植入体内的电池（如图所示）可将葡萄糖（）转化为葡萄糖酸（），这项技术将“能量产生”和“血糖控制”两个功能巧妙地结合在一起。下列说法错误的是 A．Pt电极的电极反应式为 B．铜基纳米颗粒电极为负极，葡萄糖在该极发生氧化反应 C．若电池中不发生其他副反应，理论上每转移0.1 mol电子可消耗血液中9.0 g葡萄糖 D．该燃料电池工作时，向铜基纳米颗粒电极迁移 【答案】D 【分析】Pt电极通入，为正极；铜基纳米颗粒电极处的葡萄糖被氧化为葡萄糖酸，为负极。 【解析】A．酸性条件下，正极得电子发生还原反应，电极反应为，A正确； B．铜基纳米颗粒电极为负极，负极上葡萄糖失电子发生氧化反应，B正确； C．葡萄糖转化为葡萄糖酸，1 mol葡萄糖反应转移2 mol电子，因此转移0.1 mol电子时，消耗葡萄糖的物质的量为，质量，C正确； D．原电池工作时，阳离子向正极迁移，是阳离子，应向正极（电极）迁移，D错误； 故选D。 3．某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极I和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中获得第一个电子的过程最慢。 由此可知，理论上 A．负极反应的催化剂是i B．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 C．图a中，i到ii过程的活化能一定最低 D．相同时间内，电极I和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 【答案】B 【解析】A．ⅰ是发生O2还原反应的正极(电极Ⅰ)的催化剂，负极反应的催化剂对应图c中的物质，A错误； B．电池工作过程中，负极反应为H2-2e-=2H+，生成的H+会通过质子交换膜迁移到正极室，负极室仅消耗气态H2，溶液的质量保持不变，B正确； C．图a中i到ⅱ是O2获得第一个电子的过程，题目明确该过程最慢，反应速率越慢活化能越高，故该过程活化能最高，C错误； D．电极I(正极)完成1次催化循环转移4个电子，电极Ⅱ(负极)完成1次催化循环转移2个电子，相同时间内两电极转移电子总数相等，故催化循环完成次数不相同，D错误； 故选B。 4．我国科研团队研发了一种基于微生物燃料电池的肿瘤治疗系统，其简化电化学原理如图所示，电极N为经表面修饰后的厌氧微生物脱硫弧菌(Dsv)，消耗肿瘤微环境中抑制免疫的乳酸(2-羟基丙酸)作为“燃料”，并产生电子。下列说法错误的是 A．电极电势：电极M>电极N B．电路中每转移1mol电子，正极室溶液质量增加44.5 g C．电池工作时，负极区溶液的pH变大 D．理论上电极N每产生CO2体积3.36 L(标况下)，电路中转移0.6 mol电子 【答案】C 【分析】电池工作时，电极M处得到电子被还原为，为正极；电极N处乳酸失去电子被氧化为，为负极。 【解析】A．正极电势高于负极，电极电势：电极M>电极N，A正确； B．正极反应式为，电路中转移2 mol电子时，正极消耗4mol氢离子，同时生成1mol和2mol水，还有2 mol通过质子交换膜进入正极室溶液，故正极室溶液质量增加55+2+2-4=89 g；那么当电路中转移1mol电子时，正极室溶液质量增加44.5 g，B正确； C．电池工作时，负极反应方程式为：，负极生成，负极区溶液的pH变小，C错误； D．电极N为负极，每生成1 mol，转移4 mol电子，，电路中转移0.6 mol电子，D正确； 故选C。 5．微生物燃料电池可有效处理各个领域的污废水，并实现污废水中有机污染物高效转化为清洁电力，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．a为电池的正极 B．电极电势：a＞b C．a极电极反应为 D．每处理45gHCOO-，则消耗O2的体积为11.2L 【答案】C 【分析】该装置为微生物质子交换膜燃料电池，左侧a极通入含的污废水，中C元素失电子被氧化生成，发生氧化反应，故a为负极；右侧b极通入，得电子发生还原反应，b为正极； 【解析】A．由分析知，a是负极，A错误； B．电流在外部电路由高电势正极流向低电势负极，正极b电势高于负极a，即电极电势：，B错误； C．中C为价，氧化产物中C为价，1 mol 失去2 mol电子；装置为质子交换膜体系，介质呈酸性，产物写，电极反应：，C正确； D．摩尔质量为45 g/mol，45 g 物质的量为1 mol，由负极反应可知转移2 mol电子；正极，4 mol电子消耗1 mol ，转移2 mol电子消耗0.5 mol ；题目未指明标准状况，无法直接确定体积为11.2 L，D错误； 故选C。 考点02 铅蓄电池 ⭐知识复盘卡 题型三 铅蓄电池 总反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O 放电： 正极是PbO2，负极是Pb 每转移1mol电子，消耗1molH2SO4，生成1molH2O 充电：电池正极与电源正极相连，电池负极与电源负极相连。阳极是PbO2，阴极是Pb。 放电： 负极： Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极： pbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O 充电： 负极：PbSO4+2e--=Pb+SO42- 正极： PbSO4+2H2O-2e-=pbO2+SO42-+4H+ 铅酸蓄电池放电过程中正负极质量咋变？ 正极： PbO2pbSO4 负极：pbpbSO4 答： 放电时两极的质量均增加 6．下列有关离子反应方程式中，错误的是 A．铅蓄电池放电时的总反应： B．硫酸四氨合铜溶液加入乙醇： C．将氯气通入冷的石灰乳中： D．浓硝酸和铜反应： 【答案】C 【解析】A．铅蓄电池放电时铅和二氧化铅在硫酸溶液中反应生成硫酸铅和水，离子方程式书写无误，A正确； B．硫酸四氨合铜溶液加入乙醇时，降低了溶剂极性，析出晶体为，离子方程式正确地表达了此过程，B正确； C．将氯气通入冷的石灰乳中，石灰乳不能拆，离子方程式为，C错误； D．浓硝酸与铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，离子方程式正确，电荷和原子均守恒，符合浓硝酸的氧化性，D正确； 故选C。 7．化学与生产、生活密切相关。下列有关说法错误的是 A．根据原电池原理，将反应设计为原电池，可选用导线、Fe片、石墨棒和溶液 B．燃料电池是一种绿色环保、能量利用率达到100%的化学电源 C．高纯硅制成的太阳能电池属于光伏电池，可将太阳能转化为电能 D．铅蓄电池是一种可多次充放电的二次电池 【答案】B 【解析】A．该反应中Fe化合价升高，失去电子，在原电池中作为负极，负极发生Fe失去电子生成Fe2+，因此石墨为正极，FeCl3溶液为电解质，正极发生Fe3+得电子生成Fe2+，原电池设计合理，A正确； B．燃料电池能量转化率较高，但无法达到100%，存在能量损失，B错误； C．高纯硅太阳能电池属于光伏电池，直接转化太阳能为电能，C正确； D．铅蓄电池可充电重复使用，属于二次电池，D正确； 故答案为B。 8．我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的二次电池，可有效捕获温室气体，放电过程如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，每转移，可吸收(标准状况)4.48 L B．可用乙醇代替四甘醇二甲醚 C．充电时向多孔催化剂电极移动 D．使用铅蓄电池为其充电时，Na电极与Pb电极相连 【答案】D 【分析】由钠离子的移动方向可知，放电时，钠电极为原电池的负极，钠在负极失去电子发生氧化反应生成钠离子，多孔催化剂电极为正极，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根离子和碳；充电时，与直流电源负极相连的钠电极作阴极，多孔催化剂电极作阳极。 【解析】A．由分析可知，多孔催化剂电极为正极，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根离子和碳，电极反应式为：3CO2+4e-+4Na+=2Na2CO3+C，则转移0.4 mol电子时，吸收标准状况下二氧化碳的体积为：0.4 mol××22.4 L/mol=6.72 L，A错误； B．钠能与乙醇反应，所以不能用乙醇代替四甘醇二甲醚作有机溶剂，B错误； C．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的钠电极作阴极，多孔催化剂电极作阳极，则钠离子向钠电极移动，C错误； D．铅是铅蓄电池的负极，二氧化铅是正极；由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的钠电极作阴极，多孔催化剂电极作阳极，则用铅蓄电池为其充电时，钠电极与铅电极相连，D正确； 故选D。 9．铅蓄电池放电时正极反应为，电池构造示意图如图。下列有关说法正确的是 A．放电时，负极反应为 B．放电时，电池将电能转化为化学能 C．充电时，正极应与外接电源负极相连 D．充电时，每生成，电路中转移1mol电子 【答案】D 【分析】铅蓄电池放电时，铅为负极，发生氧化反应：，二氧化铅为正极，发生还原反应：； 【解析】A．放电时，负极反应为，A错误； B．放电时，电池将化学能转化为电能，B错误； C．充电时，正极区域为阳极，应与外接电源正极相连，C错误； D．充电时总反应为，铅元素化合价由+2价变为0价、+4价，则每生成，电路中转移1mol电子，D正确； 故选D。 10．下列为常用电化学装置。已知图甲为铅蓄电池，充、放电的总反应为。图乙为碱性锌锰干电池。下列叙述正确的是 A．铅蓄电池放电时的负极反应为 B．锌锰干电池工作时，向正极方向移动 C．铅蓄电池充电时接电源正极 D．碱性锌锰干电池在使用过程中，不断被氧化，最终电池失效 【答案】C 【解析】A．铅酸蓄电池电解质溶液为稀硫酸，硫酸铅为难溶物，故负极反应为，A错误； B．锌锰干电池工作时，向负极方向移动，B错误； C．为正极，发生还原反应，充电时，发生氧化反应，为阳极，故与电源正极相连，C正确； D．为正极，被还原，D错误； 故答案选C。 考点03 锂电池 ⭐知识复盘卡 题型四 锂电池——金属锂电池 负极是Li，电极方程式是 Li-e-=Li+ 正极反应物可为O2、CO2、MnO2等氧化剂 与负极直接接触的电解质溶液不能使用水溶液 1 含有活泼氢的有机物（如醇和羧酸）也会与碱金属反应，不能做溶剂 除了Li外，Al、K、Ca等其他活性金属也可以作为原电池的负极 题型五 锂电池——锂离子电池 锂离子电池通过Li+的定向移动产生电流，放电时Li+向正极移动。 ⭐知识复盘卡 总反应： Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+C6（x < 1） 放电 负极： LixC6-xe-=C6+xLi+ 正极：Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2 充电 阴极：C6+xLi++xe-=LixC6 阳极： LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+ 11．高端新能源汽车采用了续航更长的三元锂电池。某三元锂电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．放电时，电流从B极经导线流向A极，再通过电解液流入B极 B．放电时，每转移x mol电子，B极质量减少7x g C．应选用阴离子交换膜 D．充电时，B极发生的反应为 【答案】A 【解析】A．放电时，B极的反应是：，发生还原反应，所以B极是正极；A极是负极。电流的方向是从正极（B）经导线流向负极（A）再通过由电解液流回正极（B），形成闭合回路，A正确； B．放电时，B极每转移x mol电子，会有x mol Li+嵌入B极，所以B极的质量是增加的，增加的质量为7x g（Li的摩尔质量约为7 g/mol），不是减少，B错误； C．该电池工作时，Li+需要从A极迁移到B极参与反应，所以应选用阳离子交换膜，而不是阴离子交换膜，C错误； D．充电时，B极作为阳极，发生氧化反应，反应式为：，选项中给出的是放电时B极的反应，不是充电时的反应，D错误； 故答案选A。 12．以为离子导体的铝-磷酸铁锂电池(装置甲)放电时计嵌入形成。利用该电池可电解饱和食盐水(装置乙)制备以NaClO为有效成分的消毒液，装置如图所示(部分导线未画出)。下列说法正确的是 A．制备消毒液时，分别用导线连接AC，BD B．乙中迁移方向为D电极→C电极 C．甲中正极的电极反应式为 D．甲中1 mol的穿过交换膜时，理论上两侧电极的质量相差2 g 【答案】C 【分析】本题以铝-磷酸铁锂电池（装置甲）为电源，电解饱和食盐水制备消毒液（装置乙）。装置甲中，电极（A）为正极，发生还原反应；Al电极（B）为负极，发生氧化反应。装置乙中，为使与充分反应生成，需将D电极作阳极（与电源正极A相连），C电极作阴极（与电源负极B相连）。 【解析】A．制备时，需要让阳极产生的与阴极产生的充分接触反应，因此应让在下方电极（D）生成，在上方电极（C）生成。这要求D为阳极，C为阴极。因此，应将A（正极）与D（阳极）相连，B（负极）与C（阴极）相连，而非连接AC、BD，A错误； B．在电解池中，阴离子向阳极移动。乙中D为阳极，C为阴极，因此的迁移方向为C电极→D电极，而非D电极→C电极，B错误； C．装置甲中，电极（A）为正极，发生还原反应，嵌入其中生成，正极的电极反应式为，C正确； D．甲中1mol穿过交换膜时，电路中转移1mol电子。正极增加1mol，质量增加7g；负极Al失去电子，发生反应，每3mol电子转移时，负极质量减少27g，因此1mol电子转移时，负极质量减少9g。两侧电极的质量差为，而非2g，D错误； 故答案选C。 13．我国科学家设计了以金属 和负载金属 的碳纳米管为电极，以无水含锂有机物为电解质的可充电锂电池体系。如图所示，该体系通过电池放电生成 催化界面，实现了在常温常压条件下低能耗合成氨。 下列说法错误的是 A．放电时， ，将 附着在 表面 B．延长放电时间，能生成更多 ，增加 催化剂活性 C． 键能大，不易解离为 原子， 催化剂能降低解离时的活化能 D．充电时，需要额外消耗少量电能以除去催化剂表面吸附的杂质并恢复到初始放电状态 【答案】B 【分析】该可充电锂电池放电时，金属Li电极作负极，Li失电子生成，迁移至Ru正极表面发生反应，生成的作为催化界面，吸附、并断裂键，常温常压下催化二者合成；充电时外接电源，将放电生成的、等产物还原复原为Li电极与Ru电极，过程中需额外耗电脱除催化剂表面吸附杂质，恢复初始放电状态。 【解析】A．放电时Li为负极，失电子生成后移向正极（Ru电极），发生反应 ，使Li附着在Ru表面，A正确； B．放电过程中Li作为负极被氧化消耗，不会生成更多Li，且催化剂活性由其本身性质决定，延长放电时间无法增加LiRu的活性，B错误； C． 键能大，断裂难度高，催化剂的作用是降低反应活化能，因此LiRu可以降低解离时的活化能，C正确； D．充电时需要将放电过程生成的产物重新转化为初始电极物质，同时除去催化剂表面吸附的杂质，因此需要消耗少量电能恢复到初始放电状态，D正确； 故选B。 14．锰酸锂()作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。我国科学家设计出方形锂电池组(如图1)并将其成功应用于电动汽车，其工作原理如图2所示。其中锂电极含碳材料(如石墨)活性物质，Cu集流体收集负极电子，用隔膜(只允许Li+通过)包裹，正极含锰酸锂()活性物质，Al集流体收集正极电子，发生的转化为。 下列说法正确的是 A．充电时，锂电极为阳极，发生氧化反应 B．该电池的缺点是存在副反应 C．放电时，正极的电极反应为 D．放电时，Li+通过电解液从含锰酸锂()的正极流向锂电极 【答案】C 【分析】放电时电池正极含锰酸锂()活性物质，将正极材料还原成()，正极反应为，负极为锂电极，发生反应；充电时原电池负极接外接电源负极、原电池正极接外接电源正极，故锂电极作电解池阴极，电极反应为，锰酸锂电极作电解池阳极，电极反应为。据此分析。 【解析】A．放电时锂电极是原电池的负极（Li失电子）；充电时，原电池的负极需外接电源的负极作阴极，发生还原反应，不是阳极氧化反应，A错误； B．该电池采用的是有机电解液，体系不含水，金属Li不会与水发生题给副反应，B错误； C．放电时，正极发生得电子的还原反应，结合总转化关系，正极反应为，书写正确，C正确； D．放电为原电池过程，原电池中阳离子向正极移动，因此从负极（锂电极）流向正极（含一侧），D错误； 故选C。 15．掺杂高分子作为可充电锂电池正极材料的研究在学术界和工业界均受到关注，这类材料在光学显示器中的一种应用原理如图所示(掺杂为充电过程)，下列说法错误的是 A．掺杂时，电极为阴极 B．光学显示器由红色变为蓝色时，发生还原反应 C．光学显示器由蓝色变为红色时，电子由电极经外电路移向掺杂高分子 D．放电时，正极的电极反应式为 【答案】B 【分析】该装置为可充电电化学装置，题干明确掺杂为充电过程（电解池），对应红色未掺杂高分子转化为蓝色掺杂高分子；去掺杂为放电过程（原电池），对应蓝色掺杂高分子转化为红色未掺杂高分子：装置组成：两个电极分别为金属Li电极、ITO玻璃基底负载的高分子电极，电解质为有机电解质；未掺杂高分子为红色，掺杂后高分子为蓝色。充电时，在Li电极得到电子生成，因此Li电极作电解池的阴极；高分子电极作阳极，发生反应：，失去电子生成带正电的掺杂高分子，发生氧化反应，颜色由红色变为蓝色。放电（去掺杂，原电池过程）放电时为原电池，活泼金属Li易失电子，作原电池负极，发生反应（氧化反应）；蓝色掺杂高分子电极为原电池正极，发生反应：，掺杂高分子得到电子被还原为红色未掺杂高分子，颜色由蓝色变为红色，外电路中电子由负极Li流向正极（掺杂高分子电极）。 【解析】A．掺杂（充电）时，接电源负极，作阴极，A正确； B．红色变蓝色是掺杂过程，失电子发生氧化反应，不是还原反应，B错误； C．蓝色变红色是放电（原电池），是负极，电子由经外电路流向正极（掺杂高分子），C正确； D．放电时正极掺杂高分子得电子，反应式，电荷、原子均守恒，符合推导，D正确； 故选B。 考点04 储氢电池 ⭐知识复盘卡 题型六 储氢电池 储氢电池是指利用金属氢化物等储氢材料作为负极，如LaNi5H6，其中LaNi5为储氢合金，通常用M代替。Ni(OH)2等材料作为正极，氢氧化钾溶液为电解质的一种电池。 总反应： NiOOH+MHNi(0H)2+M 放电 负极： MH-e-+OH-=H2O+M 正极：NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH- 充电 阴极：M+e-+H2O=MH+OH- 阳极：Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O 16．科研人员利用酸性和碱性两种电解质溶液之间存在的氢离子浓度差，设计了一种如图所示的全氢电池。下列有关叙述错误的是 A．该电池可将酸碱中和能转化为电能 B．该电池中的氢气可循环利用 C．钠离子通过离子交换膜向左侧迁移 D．电极M发生的电极反应式为 【答案】C 【分析】观察装置图可知，吸附层M通入氢气，氢气在碱性条件下失去电子，发生氧化反应，则吸附层M为负极；吸附层N放出氢气，酸性溶液中氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，则吸附层N为正极，据此作答： 【解析】A．该装置为原电池，化学能转化为电能，A正确； B．由上述分析可知，M吸收氢气，N极放出氢气，氢气可循环利用，B正确； C．N极氢离子得到电子发生还原反应作正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，所以Na+应该向N极移动，C错误； D．吸附层M通入氢气，氢气在碱性条件下失去电子，发生氧化反应，电极反应式为，D正确； 故选C。 17．大连化物所某研究团队开发研究出负氢电池(如图)。已知放电时正极生成、和，下列说法正确的是 A．中H的化合价为价 B．放电时负极反应式为 C．充电时阳极质量减小 D．充电时向阴极移动 【答案】B 【分析】该装置放电时为正极，反应方程式为：；为负极，反应方程式为：，据此分析。 【解析】A．中H的化合价为价，A项错误； B．为负极，反应方程式为：，B正确； C．充电时阳极反应为，每转移6个，则有6个从阴极移动向阳极形成，阳极质量增大，C项错误； D．充电时为电解池，向阳极移动，D项错误。； 故选B。 18．最近，NanoEnergy期刊报道了一种正负电极均涉及氢气反应的全氢电池，产生能源的源泉为酸和碱的中和能(如图所示)，吸附层A、B均为惰性电极。下列说法错误的是 A．H2可循环利用，基本不需要补充 B．吸附层A极的电势高于吸附层B极的电势 C．吸附层A上的电极反应式为：H2+2OH-+2e-=2H2O D．电池工作时，Na+通过离子交换膜由左极室移向右极室 【答案】B 【分析】由图可知，电极A为负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为H2-2e-+2OH-═2H2O，电极B为正极，氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-═H2↑，左侧消耗氢氧根离子，钠离子剩余，右侧消耗氢离子，高氯酸根离子剩余，为平衡电荷，电解质溶液中Na+通过由左侧离子交换膜向右侧迁移，离子交换膜为阳离子交换膜。 【解析】A．A极消耗H2、B极产生H2，H2可循环利用，基本不需要补充，故A正确； B．A为负极、B为正极，B极的电势高于吸附层A极的电势，故B错误； C．电极A为负极，电极反应式为H2-2e-+2OH-═2H2O，故C正确； D．由分析可知，电解质溶液中Na+通过由左侧离子交换膜向右侧迁移，故D正确； 故选B。 19．某全固态氢负离子二次电池以储氢材料和分别作为正、负极活性物质，以复合氢化物作电解质。放电时，从正极脱出，经由固态电解质迁移至负极并嵌入负极材料晶格。下列有关该电池的说法错误的是 A．与He原子具有相同的核外电子排布 B．电池工作过程中Na元素的价态不变 C．放电时，负极反应可表示为： D．充电时，若外电路通过1 mol ，理论上正极质量减少1 g 【答案】D 【解析】A．H⁻核外有2个电子，排布为1s2；He原子核外也有2个电子，排布为1s2，两者相同，A正确； B．储氢材料释放H2的反应为3NaAlH4=Na3AlH6+2Al+3H2↑，正极活性物质为，放电时H⁻脱出，电极方程式为3NaAlH4+ 6e-=Na3AlH6+2Al+6H-，价态为+1不变，B正确； C．放电时，负极发生氧化反应：CeH2失去电子被氧化，同时H⁻嵌入生成CeH3，反应式为CeH2−e−+H−=CeH3，C正确； D．充电时，H⁻从负极脱出并嵌入正极，正极反应为3NaAlH4+ 6e-=Na3AlH6+2Al+6H-，每通过1 mol e⁻，正极增加1 mol H⁻（质量约1 g），质量应增加而非减少，D错误。 故选D。 20．混合动力车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低油耗；刹车或下坡时，电池处于充电状态(储氢)。目前一般使用镍氢电池，该电池中以镍的化合物和储氢金属(以M表示)为电极，镍氢电池充放电原理示意如下图，下列说法正确的是 A．混合动力车上坡或加速时，电能转化为化学能 B．混合动力车上坡或加速时，从甲电极移向乙电极 C．混合动力车刹车或下坡时，乙电极周围溶液的增大 D．混合动力车刹车或下坡时，甲电极的电极反应式为 【答案】D 【分析】汽车上坡或加速时，电动机提供推动力为原电池，甲电极为负极，反应式为；乙极为正极，反应式为2NiOOH+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-；在刹车和下坡时，为电解池，甲电极为阴极，乙电极为阳极，以此解答。 【解析】A．混合动力车上坡或加速时，电动机提供推动力，这意味着电能被转化为机械能，而不是化学能，A错误； B．混合动力车上坡或加速时，为原电池，甲电极为负极，乙极为正极，从正极移向负极，即从乙电极移向甲电极，B错误； C．混合动力车刹车或下坡时，电池处于充电状态，为电解池，乙电极会发生氧化反应，电极方程式为：2Ni(OH)2+2OH--2e-=2NiOOH+2H2O，每消耗2个OH-，有2个OH-从甲电极移向乙电极，OH-的物质的量不变，但该过程中产生了H2O，OH-的浓度下降，溶液的减小，C错误； D．混合动力车刹车或下坡时，电池处于充电状态，为电解池，甲电极为阴极发生还原反应，储存氢气，电极方程式为：，D正确； 故选D。 考点05 浓差电池 ⭐知识复盘卡 题型七 浓差电池 如图是利用两侧的AgNO溶液浓度不同（C2 > C1）设计的浓差电池 解题思路： ①电解溶液找转化 ②无关离子浓到稀 ③定电极 负极为A，电极反应：Ag-e-=Ag+ 正极为B，电极反应： Ag++e-=Ag 21．浓差电池是利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电的装置，放电完成后，两电极浓度趋于相同。利用“海水-河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备和的装置如图所示，图中电极X、Y均为复合电极，电极均为石墨。下列说法正确的是 A．电极Y是负极，电极反应为 B．浓差电池中的离子交换膜为阴离子交换膜 C．每产生时，理论上X电极质量增加 D．相同条件下收集到的气体的体积比 【答案】C 【分析】通过制备装置分析电极类型，a电极溶液为稀硫酸，则左室应为制备的反应室，中间室中应当向左移动，电解池中阴离子流向阳极，即a电极为电解池阳极，阳极发生氧化反应，电极反应式为，M为，c为阴离子交换膜，b电极为电解池阴极，发生还原反应，电极反应式为，N为，d为阳离子交换膜； 根据电解池电极可推断浓差电池中X为负极、Y为正极，负极反应式为，正极反应式为，正极氯离子浓度增大，负极氯离子浓度减小，溶液中钠离子向正极移动，使得两电极浓度趋于相同，则浓差电池中离子交换膜为阳离子交换膜； 【解析】A．由分析可知，电极Y为正极，电极反应式为，A错误； B．由分析可知，浓差电池中离子交换膜为阳离子交换膜，B错误； C．由分析可知，产生1 mol氢气，转移2 mol电子，理论上X电极上生成2 mol，电极上增加2 mol氯离子，增加的质量为71 g，C正确； D．由分析可知，M为，N为，生成1 mol氧气，转移4 mol电子，生成2 mol氢气，所以，相同条件下生成氧气与氢气的体积比等于物质的量之比等于1:2，D错误； 答案选C。 22．浓差电池是一种因电池中存在浓度差而产生电动势的电池。浓差电池可用于测定待测环境中氧气的含量，在冶金、能源等领域应用广泛。测定某低氧环境中氧气含量的原理示意如图。下列说法错误的是 A．A电极为正极 B．由A电极向B电极迁移 C．B电极发生的反应为 D．理论上，电解质中的总量会增加 【答案】D 【分析】该装置为原电池（浓差电池），A侧通入氧气浓度更高的空气，在A电极得电子生成，因此A为正极，B为负极。 【解析】A．在A电极得电子，发生还原反应，为正极，A正确； B．原电池中阴离子向负极迁移，因此由正极A向负极B迁移，B正确； C．B电极为负极，在此失电子生成，电极反应为，C正确； D．正极每生成，负极就消耗，电解质中的总量保持不变，D错误； 故选D。 23．在恒温条件下，一种浓差电池的工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．固体电解质中加入是为了提高电解质的导电能力 B．若外电路中转移，则两极气体的质量差将改变 C．电极的电极方程式为： D．气体压强 【答案】B 【分析】原电池中阳离子向正极移动，图中移向B电极，因此B为正极，A为负极，负极A的反应为，正极B的反应为。据此分析。 【解析】A．具有良好的导电性，向固体电解质中加入可以提高导电能力，A不符合题意； B．负极A的反应为，正极B的反应为，当外电路转移时，A极生成，气体质量增加，B极消耗，气体质量减少，两极气体的质量差变化量为，B符合题意； C．B为正极，得电子结合生成，给出的电极反应式满足电荷守恒、原子守恒，C不符合题意； D．该浓差电池中，压强越大，浓度越大，越容易发生得电子的正极反应，B为正极，因此，D不符合题意； 故选B。 24．浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生的电动势差而形成的电池，理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。某浓差电池的原理如图1所示。用该浓差电池为电源完成有机物电化学储氢的过程如图2所示。下列说法错误的是      A．浓差电池工作时，电流由电极A经外电路流向电极B B．浓差电池工作时，电极B反应式为： C．电解池工作时，向多孔惰性电极C迁移 D．浓差电池从开始到停止放电，理论上电解池中的有机物可储存氢元素0.55g 【答案】D 【解析】A．浓差电池中，Ag/AgCl电极反应为AgCl+e⁻=Ag+Cl⁻，由能斯特方程知Cl⁻浓度越大电极电势越低。右侧HCl浓度高（1mol/L），Cl⁻浓度大，电极B电势低为负极；左侧为正极（A），外电路电流从正极（A）流向负极（B），A正确； B．电极B为负极，发生氧化反应，Ag失去电子结合Cl⁻生成AgCl，反应式为Ag - e⁻ + Cl⁻ = AgCl，B正确； C．电解池储氢时，H⁺在阴极得电子生成H并加成到有机物中，阴极连接浓差电池负极（B），即电极C为阴极，H⁺向阴极（C）迁移，C正确； D．浓差电池放电至平衡时，两侧HCl浓度均为。右侧Cl⁻减少1-0.55=0.45mol（1L溶液），转移电子0.45mol。电解池每转移1mol电子生成，故储氢质量为0.45g≠0.55g，D错误； 故选D。 25．某研究小组以浓差电池为电源，用如图所示装置从含Na2CrO4的浆液中分离得到含的溶液并制备。已知：浓差电池中，某种电解质离子或分子浓度越大，其氧化性或还原性越强。 下列说法正确的是 A．Ag(Ⅰ)为负极，起始时， B．膜a、膜b、膜c均为阴离子交换膜 C．转化成所需主要由C室提供 D．E室的电极反应式为 【答案】C 【分析】用如图所示装置从含Na2CrO4的浆液中分离得到含的溶液并制备，说明从D室通过膜c进入E室，则E室为阴极室，发生还原反应，电极反应式为；C室为阳极区，发生氧化反应，电极反应式为。生成的通过膜b进入D室，与反应转化为（）。浓差电池的正极（）连接电解池的阳极（惰性电极Ⅰ），负极（）连接电解池的阴极（惰性电极Ⅱ）。 【解析】A．由分析可知，Ag(Ⅰ)为负极，Ag(Ⅱ)为正极，浓差电池中，某种电解质离子或分子浓度越大，其氧化性或还原性越强，则正极区氧化性更强、浓度更大，故起始时，A错误； B．由分析可知，为负极，电极反应式为：，为维持电中性，需从B室移向A室，故膜a为阴离子交换膜；C室生成的需进入D室参与反应，故膜b为阳离子交换膜，D室的需进入E室制备，故膜c为阳离子交换膜，B错误； C．由分析可知，C室为阳极区，电极反应生成，通过膜b迁移到D室，为转化为提供，C正确； D．由分析可知，E室为阴极区，发生得电子的还原反应，电极反应为，D错误； 故选C。 1．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。下列说法正确的是 A．甲室Cu电极为正极 B．隔膜为阳离子膜 C．电池总反应为 D．扩散到乙室，浓差电池的电动势差将增大 【答案】C 【分析】甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作，加入氨水的电极为原电池负极，电极反应Cu-2e-=Cu2+，加入氨水发生Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+反应，右端为原电池正极，电极反应Cu2++2e-=Cu，中间为阴离子交换膜，据此分析解题。分析片段 【解析】A．甲室加入氨水后，Cu2+与NH3形成[Cu(NH3)4]2+，游离Cu2+浓度降低，电极电势低于乙室（乙室Cu2+浓度较高）。因此甲室Cu电极发生氧化反应（Cu - 2e- = Cu2+），为负极，A错误； B．浓差电池浓度差越大越有利反应进行，在原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，浓度差会缩小，不利电池反应进行，B错误； C．根据分析可知，电池总反应为：Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+，C正确； D．NH3扩散到乙室会与Cu2+形成[Cu(NH3)4]2+，降低乙室游离Cu2+浓度，使正极电极电势降低，导致正负极电势差减小，电池电动势降低，D错误； 故选C。 2．钠离子电池因原料和性能的优势而逐渐取代锂离子电池。某企业研发的钠离子电池“超钠F1”于2023年3月正式上市并进行量产，电池结构如图所示。该电池的负极材料为(嵌钠硬碳)，正极材料为(普鲁士白)。在充、放电过程中，在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。下列说法正确的是 A．电池工作时，定向移动到负极 B．放电时，负极的电极反应式为 C．充电时，阳极的电极反应式为 D．由于未使用稀缺锂元素，量产后的钠离子电池的生产成本比锂离子电池的低 【答案】D 【解析】A．在原电池中阳离子定向移动到正极，A错误； B．负极材料为嵌钠硬碳，相当于原子嵌在碳中，则中的为0价，放电时为负极，失去电子，电极反应式为，B错误； C．阳极应为失电子一极，C错误； D．锂比钠稀缺，钠离子电池生产成本低，D正确。 故选D。 3．钠离子电池使用的电极材料主要是钠盐，相较于锂盐而言储量更丰富，价格更低廉。某钠离子电池结构如图所示，电极为含钠过渡金属氧化物，电极为硬碳，充电时得电子成为嵌入硬碳中。下列说法正确的是    A．放电时，是原电池的负极 B．放电时，外电路通过电子时，电极电解质损失 C．充电时，电极为阳极，反应可表示为 D．单位质量的负极材料钠离子电池比锂离子电池可以提供更多的电量 【答案】C 【解析】充电时Na得电子成为Na嵌入硬碳中，则硬碳为电解池的阴极，为电池的负极，即电极B为电池的负极，A为电池的正极。 A．电极B为电池的负极，充电时，与外接直流电源的负极相连，A错误； B．放电时，A电极(正极)电极反应式为，Na+从负极向A电极迁移，然后参与电极反应，故A电极电解质中不损失Na+，B错误； C．放电时，为原电池装置，A为正极，充电时A为阳极，电极反应式为，C正确； D．单位质量的负极材料钠离子电池比锂离子电池可以提供更少的电量，D错误； 故选C。 4．一种新型高性能的锡-石墨钠型钠离子电池，采用锡箔(不参与电极反应)作为集流体，电解液为溶液。如图所示可用铅酸蓄电池给锡-石墨钠型钠离子电池充电。下列有关说法错误的是 A．电池放电的总反应： B．电池放电时，会脱离锡箔，向石墨电极迁移 C．充电时，铅酸蓄电池b电极增重96g，理论上石墨电极增重145g D．锂元素稀缺，量产后的钠离子电池的生产成本比锂离子电池的低 【答案】C 【解析】A．由题意可知，电池放电时，Na失去电子，总反应为，A正确； B．放电时，负极上Na失电子生成，向石墨电极（正极）迁移，B正确； C．充电时，铅酸蓄电池充当外接电源，b电极的电极反应式为，当b电极增重96g，提供电子2mol，石墨电极发生氧化反应：，由关系式可知，每转移，石墨电极增重，C错误； D．锂比钠稀缺，钠离子电池生产成本低，D正确； 故选C。 5．海洋工程中，钢铁设备在海水环境中常发生缝隙腐蚀。缝隙处因氧气难以扩散而导致氧浓度远低于自由表面，形成氧浓差电池，加速局部腐蚀。扩散至缝隙外，与自由表面的氧气接触，形成铁锈，机理如图。下列说法正确的是 A．缝隙内表面为氧浓差电池的正极 B．随电池反应进行，自由表面附近的海水pH升高 C．海水中向自由表面迁移 D．若有1 mol氧气参与反应，金属内部转移4 mol电子 【答案】B 【分析】该腐蚀属于氧浓差原电池腐蚀：氧气浓度更高的自由表面为原电池正极，氧气浓度低的缝隙内为负极，据此逐一分析： 【解析】A．缝隙处氧气浓度低，Fe在缝隙处失电子发生氧化反应，是氧浓差电池的负极，A错误； B．自由表面是正极，正极的电极反应为 ，反应生成，使自由表面附近氢氧根浓度增大，pH升高，B正确； C．原电池中阴离子向负极迁移，负极是缝隙内，因此向缝隙内迁移，而非自由表面，C错误； D．参与反应时，每个O原子从0价变为-2价，1 mol 共得到4 mol电子，但转移的4 mol电子并非全部用于金属内部的转移（电极反应），还包括外部与自由表面的氧气接触，形成铁锈的过程，D错误； 答案选B。 6．一种新型电池装置如下图所示。金刚石压砧把压入储氢材料，在压力梯度的驱动下生成质子，电子先后通过下层电极和外接线路转移到电极参与反应，形成闭合回路。下列说法正确的是 A．电极发生的反应是氧化反应 B．电流方向是负载交换膜 C．电池负极反应为 D．由于压力梯度电极的电势会高于电极的电势 【答案】C 【分析】在压力梯度的驱动下，储氢材料极生成的质子通过交换膜移向极，外电路电子流动方向为：极负载极，故极为正极，极为负极； 【解析】A．极发生还原反应，A错误； B．电流方向为极负载极交换膜极，B错误； C．电池负极反应为，C正确； D．Pd极为正极，则极的电势低于极的电势；D错误； 答案选C。 7．一种储电制氢装置如图所示，该装置晚间通过转化储电，白天打开、关闭制氢。下列说法正确的是 A．晚间储电时，电势：B高于A B．白天制氢时，溶液中从左室向右室移动 C．储电时的总反应为 D．理论上生成，溶液中的质量减少64g 【答案】C 【分析】该装置晚间通过转化储电，则形成电解池，需接通直流电源，，S元素化合价降低，则B电极为阴极，A电极为阳极；负载时，断开K2，接通K1，此时构成原电池，A电极为正极，B电极为负极。 【解析】A．晚间储电时为电解池，→为还原反应（S化合价降低），发生在阴极（B极），阳极（A极）接电源正极，电势A高于B，A错误； B．白天制氢为原电池，制氢（H2生成）为还原反应（正极），阳离子（Na+）移向正极，由图可知正极在左室（A极），Na+应从右室向左室移动，B错误； C．储电时为电解池，阳极反应为4OH- - 4e-=O2↑+2H2O（氧化），阴极反应为+ 2e-=+ S2-（还原，得电子生成和S2-），电子守恒配平后总反应为，C正确； D．白天制氢为原电池，正极生成1mol H2转移2e-，负极反应为+ S2- - 2e-=（消耗1mol S2-），S2-质量减少32g（1mol×32g/mol），D错误； 故选C。 8．下列离子方程式正确的是 A．用草酸滴定酸性高锰酸钾溶液： B．在溶液中加入溶液： C．铅蓄电池放电时正极的电极反应式： D．在酸性条件下不稳定： 【答案】C 【解析】A．草酸与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应生成二氧化碳、水和Mn2+，草酸为弱酸，反应的离子方程式为：，A错误； B．与碳酸氢根离子反应生成氢氧化铝沉淀、碳酸根离子和水，离子方程式为：，B错误； C．铅蓄电池放电时，PbO2在正极发生还原反应生成硫酸铅，电极反应式为：，C正确； D．Na2S2O3在酸性条件下，发生氧化还原反应生成硫、二氧化硫和水，离子方程式为：，D错误； 故选C。 9．全铁液流电池的工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极(电极b)和负载铁的石墨电极(电极a)。下列说法正确的是 A．放电时，电极a发生还原反应 B．充电时，以铅蓄电池为电源，则电极b与铅蓄电池的电极相连 C．放电时，电子由电极a流出经隔膜向电极b移动 D．理论上，每减少1 mol，总量相应减少1.5 mol 【答案】B 【分析】全铁液流电池原理为，a极为负极，发生氧化反应，电极材料为负载铁的石墨，b极为正极，发生还原反应，电极材料为石墨，以此作答； 【解析】A．放电时电极a为负极，负载的Fe失电子发生氧化反应，A错误； B．充电时电极b为阳极，需与外接电源正极相连，铅蓄电池的电极是其正极，故电极b与电极相连，B正确； C．电子仅能在外电路中移动，无法通过隔膜进入电解质溶液区域，C错误； D．放电时每减少1 mol，转移1 mol电子，负极a生成0.5 mol ，正极b生成1 mol ，总量共增加1.5 mol，并非减少，D错误； 故选B。 10．近日，我国科学家开发肼-双氧水燃料电池，碱性条件下电解肼制备氢气，装置如图所示。 下列叙述正确的是 A．a极和b极材料可能相同 B．电子流向：b→c→d→a C．d极附近电解质溶液pH降低 D．乙池产生时，理论上甲池消耗 【答案】A 【分析】该装置中，甲池为肼-双氧水燃料电池（原电池），乙池为电解池，先判断电极性质： 甲池中，失电子，故为负极；得电子，故为正极。乙池中，原电池负极接电解池阴极，原电池正极接电解池阳极，以此解答。 【解析】A．甲池为燃料电池，电极材料不参与反应，可以选择相同材料作电极，A正确； B．电子由负极流向阴极，阳极流向正极，即a→d，c→b，电解质溶液中靠离子迁移构成闭合回路，B错误； C．d极的电极反应式为，电极附近生成了OH-，pH升高，C错误； D．b极的电极反应式为，c极的电极反应式为，根据电子守恒，乙池生成时，理论上消耗，D错误； 故选A。 11．燃料电池如图所示。SOFC-O为固体氧离子电解质，沟通内电路。 下列说法错误的是 A．反应室Ⅰ为负极室 B．反应室Ⅰ的电解质溶液可能呈酸性 C．外电路通过1 mol电子则内电路通过 D．标准状况下，向催化室通入，消耗 【答案】D 【解析】A．燃料电池中，通入燃料（NH3）的一极为负极，通入氧气的一极为正极，反应室Ⅰ通入NH3，因此反应室Ⅰ为负极室，反应室Ⅱ为正极室，A正确； B．反应室Ⅰ为负极室，由图可知，反应室Ⅰ发生的电极反应为，有H+生成，故反应室Ⅰ的电解质溶液可能呈酸性，B正确； C．由图可知，正极室电极反应为，每转移4 mol电子生成2 mol O2-，则外电路通过1 mol电子时，内电路通过，C正确； D．标准状况下，4.48 L NH3的物质的量为0.2 mol，该燃料电池的总反应式为，若0.2 mol NH3全部参与反应，则消耗0.15 mol O2，但是由图可知，出口处仍有未参与反应的NH3流出，故实际消耗的O2的物质的量小于0.15 mol，D错误； 故选D。 12．由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池，电解质溶液的浓度相同时停止工作。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠，其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极，已知：溶液A为溶液；溶液B为溶液)。下列说法正确的是 A．电池放电过程中为正极，电极反应式为 B．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 C．a电极出口处可得到较高浓度的硫酸溶液 D．标准状况下，装置每产生11.2 L的，溶液A中有进入溶液B中 【答案】C 【分析】左侧为浓差电池，由溶液A的浓度小于溶液B可知，Ag（2）为正极，Ag+发生得电子还原反应生成Ag，Ag（1）为负极，Ag发生失电子氧化反应生成Ag+；右侧为电解池，与正极相连的电极a为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，中间池中硫酸根离子通过阴离子交换膜进入阳极区，电极b为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，中间池中钠离子通过阳离子交换膜进入阴极区；据此解答。 【解析】A．据分析，Ag（2）为正极，电极反应式为Ag++e-=Ag，A错误； B．据分析，a附近阳离子增加，b附近阴离子增加，因此硫酸根离子进入a、钠离子进入b，故c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜、阳离子交换膜，B错误； C．a电极区，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，硫酸根离子通过离子交换膜c进入，硫酸浓度增大，所以在a电极出口处可得到较高浓度的硫酸溶液，C正确； D．由分析知，在浓差电池中，从溶液B进入溶液A，D错误； 故选C。 13．2025年9月，我国成功开发出全球首款“室温可充电全固态氢负离子电池”，该研究团队利用储氢材料作正极，贫氢的作负极，以氢化钡（）薄层包裹三氢化铈（）复合氢化物为电解质，其工作原理如图所示，经分析正极放电后生成和。下列说法错误的是 A．该电池放电时，向右移动 B．该电池充电时，阴极发生反应： C．该电池存储和释放能量时伴随的移动 D．该电池放电时，正极发生反应： 【答案】B 【分析】经分析正极放电后生成和，则正极上得电子，电极反应为，负极上失电子产生，电极反应为，则阴极反应为； 【解析】A．根据题干示意图，放电时H－向右移动，A正确； B．该电池充电时，阴极发生反应：，B错误； C．以氢化钡（）薄层包裹三氢化铈（）复合氢化物为电解质，传导，该电池存储和释放能量时伴随的移动，C正确； D．该电池放电时，正极得电子，发生反应：，D正确； 答案选B。 14．清华大学首次利用糠醛研制了新型“生物质二次电池”，工作原理如图所示，充电、放电时分别得到高附加值的醇和羧酸盐。下列说法正确的是 A．放电时，a极发生还原反应 B．充电时，b极附近碱性增强 C．充电时，a极反应式为：+2H2O+2e-=+2OH- D．若使用铅蓄电池为其充电，当1 mol糠醛转化时，理论上电极增重96 g 【答案】C 【分析】先判断电极性质：根据题意和转化关系，放电时，a极上糠醛被氧化为糠酸根（失电子，氧化反应），因此放电时a为负极、b为正极；充电时，a为阴极、b为阳极，据此分析选项： 【解析】A．放电时a极是负极，糠醛失电子发生氧化反应，A错误； B．充电时b为阳极，电极反应为：，反应消耗，b极附近碱性减弱，B错误； C．充电时a为阴极，糠醛得电子被还原为糠醇，电极反应式：+2H2O+2e-=+2OH-，配平、产物均正确，C正确； D．1 mol糠醛转化时转移2 mol电子，铅蓄电池中电极反应为：，1 mol 反应时，增重质量为，D错误； 答案选C。 15．一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示，电解质溶液呈酸性，该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮。下列叙述正确的是 A．电池工作时，的迁移方向为“缺氧阴极”→“厌氧阳极”和“好氧阴极”→“厌氧阳极” B．电池工作时，“缺氧阴极”电极附近的溶液pH减小 C．“好氧阴极”存在反应： D．“厌氧阳极”区质量减少14.4 g时，该电极输出电子1.2 mol 【答案】D 【分析】“厌氧阳极”(即该燃料电池的负极)上，失去电子生成和，电极反应式为；“缺氧阴极”(即该燃料电池的正极之一)上，得到电子生成，再得到电子生成，电极反应式分别为、，“好氧阴极”(即该燃料电池的正极之二)上，得到电子生成，电极反应式为，同时还能氧化生成，还可以被氧化为，离子方程式分别为、。 【解析】A．燃料电池中，阳离子由负极移向正极，电池工作时，“厌氧阳极”产生的通过质子交换膜向“缺氧阴极”和“好氧阴极”迁移，A错误； B．由分析可知，电池工作时，“缺氧阴极”上消耗的多于从“厌氧阳极”迁移过来的，且反应生成水，则减小，“缺氧阴极”电极附近的溶液pH增大，B错误； C．由题干可知，电解质溶液呈酸性，且被氧化为正确方程式为，C错误； D．“厌氧阳极”的电极反应式为，参与反应消耗，输出24 mol电子，“厌氧阳极”区质量减少，故“厌氧阳极”区质量减少14.4 g时，该电极输出电子1.2 mol，D正确； 故选D。 1．下列实验操作及现象正确且能得出相应结论的是 选项 实验操作及现象 结论 A 将石墨和溶液与铜和溶液组成双液原电池，连通后铜片质量增加 氧化性： B 向溶液中加入几滴溶液，一段时间后，溶液中产生气泡速率明显加快 是分解的催化剂 C 向盛有NaCl固体的试管中加入浓硫酸，试管口有白雾生成 酸性： D 向AgCl、AgBr沉淀中分别加入等体积、等浓度的氨水，AgCl沉淀溶解 溶度积： 【答案】D 【解析】A．将石墨和溶液与铜和溶液组成双液原电池，因为氧化性：，铜为负极(溶液为负极电解液)，铜片质量减少，A错误； B．向溶液中加入几滴溶液，一段时间后，溶液中产生气泡速率明显加快，是先与反应生成，作催化剂催化分解，不能证明是催化剂，B错误； C．向盛有固体的试管中加入浓硫酸，试管口有白雾生成证明有生成，该过程是利用难挥发的浓硫酸制取易挥发的，与酸性无关，C错误； D．因为，所以、的饱和溶液中，溶液中大，加入相同浓度的氨水时，溶液中先实现，使的溶解平衡不断向溶解方向移动，D正确； 故选D。 2．一种光诱导耦合界面阳离子调控增强型热化学电池的工作原理如图。下列说法正确的是 A．热端电极反应式为： B．图中箭头a均表示电子的移动方向、箭头b表示电流的方向 C．离子交换膜为阳离子交换膜 D．移除紫外光后电池电压不变 【答案】C 【分析】由图可知，热端电极失电子，是负极，冷端电极得电子，是正极，电极反应。 【解析】A．热端电极上转化为，化合价从+2升高为+3，失电子，电极反应应为，A错误； B．热端电极失电子发生氧化反应，电子在外电路中从热端流向冷端，故箭头a表示电子的移动方向，光阳极发生氧化反应，电子在外电路中从光阳极流向阴极，故箭头b也表示电子的移动方向，B错误； C．由图可知，（阳离子）穿过离子交换膜，从冷端侧向光阳极侧移动，说明该膜允许阳离子通过，属于阳离子交换膜，C正确； D．该电池是光诱导增强型热化学电池，紫外光是光阳极反应的能量来源，移除紫外光后，光阳极反应停止，阳离子调控效应消失，电池电压会发生改变，D错误； 故选C。 3．某理论研究认为：燃料电池(图甲)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图乙和图丙，其中获得第一个电子的过程最慢。理论上下列说法错误的是 A．电极Ⅰ为燃料电池的负极 B．电池工作过程中，电解质溶液的pH保持不变 C．图丙中，①②③④过程的活化能最高的是① D．相同时间内电极上的催化循环完成次数：电极Ⅰ是电极Ⅱ的2倍 【答案】B 【解析】A．电极Ⅰ上氢气被氧化生成和电子，故电极Ⅰ为负极，A正确； B．由催化机理可推断电解质溶液呈酸性，由于总反应为2H2+O2=2H2O，产生水，相当于稀释溶液，故电解质溶液的pH发生变化，B错误； C．根据题干“获得第一个电子的过程最慢”可知①活化能最高，C正确； D．转移2 mol电子，转移4 mol电子，相同时间内负极的催化循环完成次数正好是正极的2倍，D正确； 故选B。 4．我国研究人员制备了一种全新的高稳定性水系钾离子电池，其放电原理如图甲所示（已知），右侧电极材料的晶胞结构如图乙所示，其中嵌在部分小立方体的中心。下列叙述正确的是 A．放电时，为正极 B．充电时，阳极的电极反应为 C．当右侧电极材料中嵌入率为时， D．充电时，当右侧电极材料中嵌入率由下降到时，电路中通过的电子数为 【答案】C 【分析】放电为原电池，阳离子K+向正极迁移，图中K+从左KxPTCDI移向右KyFe2(CN)6，因此：负极（左）：KxPTCDI，放电失电子，脱嵌K+，反应：KxPTCDI - xe- = PTCDI + xK+；正极（右）：KyFe2(CN)6，放电得电子，嵌入K+，Fe3+被还原为Fe2+； 充电是放电逆过程：左电极变阴极、右电极变阳极； 【解析】A．放电时K+向右侧KyFe2(CN)6移动，阳离子移向正极，说明右侧是正极，左侧KxPTCDI是负极；A错误； B．充电电极对应：放电负极KxPTCDI → 充电阴极；放电正极KyFe2(CN)6→充电阳极；反应归属：KxPTCDI - xe- = PTCDI + xK+ 是放电负极的氧化反应，不是充电阳极反应；充电阴极真实反应（左电极）：PTCDI + xK+ + xe- = KxPTCDI（得电子，还原）；B错误； C．图乙是晶胞，Fe位点标号1、2各4个，共8个Fe原子；8个Fe对应4组Fe2单元（电极材料最简单元Fe2(CN)6）；K+嵌在小立方体中心，总可嵌入位点共8个；嵌入率25%，则晶胞内K+数量：8×25% = 2；4组Fe2对应2个K+，则1组Fe2单元中y==0.5；设1个Fe2单元中：Fe2+物质的量为a，Fe3+为b，则a+b=2； CN-共6个，每个-1，总负电荷-6；晶体整体电中性： y×(+1) + 2a + 3b + 6×(-1) = 0；代入y=0.5、b=2-a：0.5 + 2a + 3(2-a) -6 = 0，0.5 - a = 0a=0.5，b=1.5；n(Fe2+):n(Fe3+)=0.5:1.5=1:3；C正确； D．充电时右侧为阳极，发生脱嵌K+：每脱出1 mol K+，电路转移1 mol电子；嵌入率变化：80%-30%=50%，仅代表脱出一半可嵌入位点的K+；题干未给出电极材料、晶胞或Fe2单元的物质的量，无法确定脱出K+的物质的量，因此不能判定转移电子数为NA；D错误； 故答案选C。 5．在光照条件下，(赤铁矿)材料中的光生空穴()可氧化富电子的芳烃(使苯环上的C-H键胺化)形成相应的阳离子自由基物种，生成物进一步与吡唑反应得到偶联产物，机理如图。下列叙述错误的是 A．a极电极电势高于b极 B．标准状况下，b极收集气体时转移电子数约为 C．a极的电极反应式为 D．生成时，铅蓄电池中生成 【答案】D 【分析】b极得电子生成，为阴极，发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，a为阳极，发生氧化反应，电极反应式为：； 【解析】A． 题图为电解池，a极为阳极，与外接电源正极相连，b极为阴极，与外接电源负极相连，故a极电极电势高于b极，A正确； B．b极的电极反应式为，标准状况下收集到氢气，即氢气，则转移电子的物质的量为，转移电子数约为，B正确； C．a极为阳极，发生氧化反应，反应物为芳烃和吡唑，生成偶联产物，电极反应式为：，C正确；D．根据a极电极反应式，生成偶联产物时，电路中转移电子。铅蓄电池作为电源，其放电的总反应式为，根据反应式，当电路中转移电子时，铅蓄电池中生成，D错误； 故答案选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $