4.1 原電池-2024-2025學(xué)年高二化學(xué)講義解題大招（人教版）

PAGE14.1原電池【七大必考點(diǎn)+五大秒殺招+七大題型+分層訓(xùn)練】課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)+知識精講知識點(diǎn)01原電池的工作原理1.實(shí)驗(yàn)裝置（1）實(shí)驗(yàn)裝置（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①鋅片溶解，銅片加厚變亮，CuSO4溶液顏色變淺；②電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，裝置中的能量變化是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。（3）電極材料及電極反應(yīng)負(fù)極正極電極材料鋅片銅片電極反應(yīng)Zn－2e－Zn2+Cu2++2e－Cu反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電池反應(yīng)Zn+Cu2+Cu+Zn2+電子流向由鋅極通過導(dǎo)線流向銅極離子移向陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極鹽橋作用構(gòu)成閉合回路，使離子通過，傳導(dǎo)電流2.原電池（1）定義：能把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。（2）電極名稱及電極反應(yīng)①負(fù)極：電子流出的一極，發(fā)生氧化反應(yīng)；②正極：電子流入的一極，發(fā)生還原反應(yīng)。（3）原電池的構(gòu)成條件①兩個活潑性不同的電極（兩種金屬或一種金屬和一種能導(dǎo)電的非金屬）。②將電極插入電解質(zhì)溶液。③構(gòu)成閉合回路。④能自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)。3.工作原理較活潑的金屬做負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子由負(fù)極流向較不活潑的一極（正極）；溶液中氧化性較強(qiáng)的陽離子，在正極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，內(nèi)電路（電解質(zhì)溶液）中陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極；電子發(fā)生定向移動從而形成電流，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化。（1）電子流向：外電路中電子由負(fù)極流向正極（2）電流流向：外電路中電流由正極流向負(fù)極，內(nèi)電路（電解質(zhì)溶液）中電流由負(fù)極流向正極（3）離子流向：內(nèi)電路中，陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極；①外電路：電子由鋅電極經(jīng)過導(dǎo)線流向銅電極，電流由銅電極流向鋅電極。鋅電極為負(fù)極，銅電極為正極。②內(nèi)電路：陽離子想得到電子，向正極移動，陰離子想失去電子，向負(fù)極移動。如圖所示（以銅鋅原電池為例）：知識點(diǎn)02原電池的電極判斷2．原電池正負(fù)極的判斷的依據(jù)（1）根據(jù)電子流向，電子流入的一極為正極，電子流出的一極為負(fù)極；（2）根據(jù)電極反應(yīng)類型：發(fā)生還原反應(yīng)為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)為負(fù)極；（3）根據(jù)離子移動方向：陽離子移向的一極為正極，陰離子移向的一極為負(fù)極；（4）根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定正負(fù)極①對于金屬—非金屬電極，與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的活潑金屬為負(fù)極，不活潑金屬是正極；②對于金屬—非金屬電極，金屬是負(fù)極，非金屬導(dǎo)體是正極；③對于金屬—化合物電極，金屬是負(fù)極，化合物是正極。④兩不活潑的導(dǎo)體－石墨或Pt等，比如：燃料電池電極，通入燃料一極為負(fù)極，通入氧氣一極為正極。（5）根據(jù)電極變化確定正負(fù)極①在原電池中某一電極若不斷溶解或質(zhì)量不斷減少，該電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為原電池的負(fù)極；②原電池中某一電極上有氣體生成、電極的質(zhì)量不斷增加或電極質(zhì)量不變，該電極發(fā)生還原反應(yīng)，為原電池的正極。知識點(diǎn)03電極反應(yīng)式書寫與判斷1.一般電極反應(yīng)式的書寫方法(1)定電極，標(biāo)得失。負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；正極溶液中陽離子(或氧化性強(qiáng)的離子)得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，充電時則正好相反。進(jìn)而判斷出電極反應(yīng)產(chǎn)物，找出得失電子的數(shù)量。(2)看環(huán)境，配守恒。電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液中應(yīng)能穩(wěn)定存在，如堿性介質(zhì)中生成的H＋應(yīng)讓其結(jié)合OH－生成水。電極反應(yīng)式要依據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒、得失電子守恒等加以配平。兩電極轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒，符合正極反應(yīng)加負(fù)極反應(yīng)等于電池反應(yīng)的原則；(3)兩式加，驗(yàn)總式。注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，若反應(yīng)，一般要將電極反應(yīng)和電極產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液發(fā)生的反應(yīng)合并。兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)方程式對照驗(yàn)證。2.已知總反應(yīng)式，考查電極反應(yīng)式(1)分析化合價(jià)，確定正極、負(fù)極的反應(yīng)物與反應(yīng)產(chǎn)物。(2)在電極反應(yīng)式的左邊寫出得失電子數(shù)，使得失電子守恒。(3)根據(jù)質(zhì)量守恒配平電極反應(yīng)式。(4)復(fù)雜電極反應(yīng)式＝總反應(yīng)式－簡單的電極反應(yīng)式。3.書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意的問題(1)兩電極得失電子數(shù)目相等。(2)電極反應(yīng)式用“=”而不用“→”表示。(3)電極反應(yīng)式中若有氣體生成，需要加“↑”；而弱電解質(zhì)或難溶物均以化學(xué)式表示，其余以離子符號表示。(4)書寫電極反應(yīng)式時要保證電荷守恒、原子守恒，可在電極反應(yīng)式一端根據(jù)需要添加H＋、OH－或H2O。(5)兩電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)式中，若已知其中兩個，可由反應(yīng)式的加減得到第三個。知識點(diǎn)04化學(xué)電源概述(1)化學(xué)電源的分類原電池是各種化學(xué)電源的雛形，常分為如下三類：①一次電池：也叫做干電池，放電后不可再充電的電池。②二次電池：又稱可充電電池或蓄電池，放電后可以再充電而反復(fù)使用的電池。③燃料電池：一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電源。(2)判斷電池優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)①比能量：單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少，單位是(W·h)·kg－1或(W·h)·L－1。②比功率：單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小，單位是W·kg－1或W·L－1。③電池可儲存時間的長短。(3)化學(xué)電池的回收利用使用后的廢棄電池中含有大量的重金屬、酸和堿等有害物質(zhì)，隨處丟棄會對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成危害。廢棄電池要進(jìn)行回收利用。(4)化學(xué)電源的發(fā)展方向小型化、供電方便、工作壽命長、不需要維護(hù)的電池受到人們的青睞，如鎳氫電池、鋰離子電池等。知識點(diǎn)05化學(xué)電源1．一次電池：鋅錳干電池（1）酸性鋅錳干電池負(fù)極材料：Zn正極材料：碳棒電解質(zhì)溶液：ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作電解質(zhì)負(fù)極：Zn－2e－＋2NHeq\o\al(＋,4)=Zn(NH3)eq\o\al(2＋,2)＋2H＋正極：2MnO2＋2H＋＋2e－=2MnO(OH)總反應(yīng)：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2=Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)（2）堿性鋅錳干電池堿性鋅錳干電池是電解液由原來的中性變?yōu)殡x子導(dǎo)電性能更好的堿性，負(fù)極也由鋅片改為鋅粉，反應(yīng)面積成倍增加，使放電電流大加幅度提高。堿性干電池的容量和放電時間比普通干電池增加幾倍。負(fù)極材料：Zn；負(fù)極反應(yīng)物：鋅粉正極材料：碳棒；正極反應(yīng)物：二氧化錳電解質(zhì)溶液：氫氧化鉀負(fù)極：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2正極：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnO(OH)＋2OH－總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)＋Zn(OH)22.鉛蓄電池鉛蓄電池可放電亦可充電，具有雙重功能。它是用硬橡膠或透明塑料制成長方形外殼，用含銻5%～8%的鉛銻合金鑄成格板，在正極格板上附著一層PbO2，負(fù)極格板上附著海綿狀金屬鉛，兩極均浸在一定濃度的硫酸溶液中，且兩極間用微孔橡膠或微孔塑料隔開。（1）放電時電極反應(yīng)為：負(fù)極：Pb＋－2e＝PbSO4↓正極：PbO2＋4H+＋＋2e＝PbSO4↓＋2H2O放電過程中，負(fù)極質(zhì)量的變化是增大，H2SO4溶液的濃度減小。（2）充電時電極反應(yīng)為：陽極：PbSO4＋2H2O－2e＝PbO2＋4H+＋陰極：PbSO4＋2e＝Pb＋充電時，鉛蓄電池正極與直流電源正極相連，負(fù)極與直流電源負(fù)極相連。即“負(fù)極接負(fù)極，正極接正極”。鉛酸蓄電池的充電過程與其放電過程相反。③蓄電池放電和充電的總反應(yīng)式：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l) 目前汽車上使用的電池，有很多是鉛蓄電池。由于它的電壓穩(wěn)定，使用方便、安全、可靠，性能良好，價(jià)格低廉，又可以循環(huán)使用，因此廣泛應(yīng)用于國防、科研、交通、生產(chǎn)和生活中，缺點(diǎn)是比較笨重。3．氫氧燃料電池燃料電池是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電源。電極本身不包含活性物質(zhì)，只是一個催化轉(zhuǎn)化元件。（1）基本組成及特點(diǎn)（2）氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩種：種類酸性堿性負(fù)極反應(yīng)式2H2－4e－=4H＋2H2＋4OH－－4e－=4H2O正極反應(yīng)式O2＋4H＋＋4e－=2H2OO2＋2H2O＋4e－=4OH－電池反應(yīng)式2H2＋O2=2H2O（3）．鋰離子電池電極電極反應(yīng)負(fù)極嵌鋰石墨(LixCy)：LixCy－xe－=xLi＋＋Cy正極鈷酸鋰(LiCoO2)：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2總反應(yīng)LixCy＋Li1－xCoO2=LiCoO2＋Cy反應(yīng)過程：放電時，Li＋從石墨中脫嵌移向正極，嵌入鈷酸鋰晶體中，充電時，Li＋從鈷酸鋰晶體中脫嵌，由正極回到負(fù)極，嵌入石墨中。這樣在放電、充電時，鋰離子往返于電池的正極、負(fù)極之間完成化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化。知識點(diǎn)06鹽橋原電池（1）實(shí)驗(yàn)裝置（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是①鋅片溶解，銅片加厚變亮；②電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；③CuSO4溶液的顏色變淺。（3）用溫度計(jì)測量溶液的溫度，其結(jié)果是溶液的溫度不升高(或無變化)；由此可說明CuSO4溶液中的Cu2＋不能移向鋅片得電子被還原。（4）離子移動方向①硫酸鋅溶液中：Zn2＋向鹽橋移動；②硫酸銅溶液中：Cu2＋向銅極移動；③鹽橋中：K＋移向正極區(qū)(CuSO4溶液)，Cl－移向負(fù)極區(qū)(ZnSO4溶液)。（5）鹽橋的構(gòu)成及作用知識點(diǎn)07化學(xué)電源電極反應(yīng)式的書寫1.一般電極方程式的書寫(1)根據(jù)電源總反應(yīng)式或裝置確定正、負(fù)極的反應(yīng)物；原電池的正極大多數(shù)只起導(dǎo)電作用，而化學(xué)電源的正極材料得電子參與電極反應(yīng)。(2)根據(jù)電源總反應(yīng)式的產(chǎn)物或裝置中微粒的種類確定穩(wěn)定的產(chǎn)物。特別注意溶液的酸堿性和離子共存問題。(3)利用氧化還原配平方法配平電極反應(yīng)式，運(yùn)用原子守恒和電荷守恒進(jìn)行檢查。2.燃料電池電極反應(yīng)式的書寫方法負(fù)極為燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)。正極為O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)。如CH4堿性(KOH溶液)燃料電池負(fù)極反應(yīng)式的書寫方法：第一步確定生成物CH4eq\o(→,\s\up7(O2))eq\b\lc\[\rc\(\a\vs4\al\co1(H2O,CO2\o(→,\s\up7(KOH))CO\o\al(2－,3)＋H2O))第二步確定電子轉(zhuǎn)移和變價(jià)元素原子守恒eq\o(C,\s\up6(－4))H4－8e－→eq\o(C,\s\up6(＋4))Oeq\o\al(2－,3)＋H2O；第三步依據(jù)電解質(zhì)性質(zhì)，用OH－使電荷守恒CH4－8e－＋10OH－→COeq\o\al(2－,3)＋H2O；第四步依據(jù)氫原子守恒配平H2O的化學(xué)計(jì)量數(shù)CH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O。解題大招解題大招大招01原電池外電路中由電子的定向移動產(chǎn)生電流，而電解質(zhì)溶液內(nèi)部只有離子的定向移動，沒有電子的移動。大招02原電池解題思路大招03電極反應(yīng)式書寫技巧對于直接書寫比價(jià)困難的電極反應(yīng)，可以采用先書寫簡單電極反應(yīng)，然后總化學(xué)方程式減去簡單一極電極反應(yīng)的方法。大招04常見燃料電池①H2、CH4、N2H4、CH3OH、NH3、煤氣等均可作為燃料電池的燃料。②電解液可以是酸(如H2SO4)、堿(如KOH)也可以是熔融鹽(如Li2CO3-Na2CO3混合物)。③燃料電池電極反應(yīng)式的書寫與電解質(zhì)溶液有密切關(guān)系，酸性溶液中電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)OH－，堿性溶液中電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)H＋。大招05常見燃料電池特點(diǎn)：①有兩個相同的多孔電極，同時電極不參與反應(yīng)(摻雜適當(dāng)?shù)拇呋瘎?。②不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)。③能量轉(zhuǎn)換率較高，超過80%(普通燃燒能量轉(zhuǎn)換率30%多)。題型分類題型分類題型01原電池的判斷【例1】如圖所示的裝置中，能形成原電池的是A． B．C． D．【答案】C【解析】A．該裝置沒有形成閉合回路，不能形成原電池，A錯誤；B．乙醇屬于非電解質(zhì)，乙醇溶液不是電解質(zhì)溶液，不能形成原電池，B錯誤；C．該裝置有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，活潑性不同的兩個電極，電解質(zhì)溶液，且形成閉合回路，能形成原電池，C正確；D．銅和銀均不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，該裝置不存在自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，不能形成原電池，D錯誤；故選C?！咀兪?-1】原電池要有特定的裝置。下列裝置中能構(gòu)成原電池的是A． B．C． D．【答案】D【解析】A．該裝置中，雖然有用導(dǎo)線連接的兩個活動性不同的電極，但酒精為非電解質(zhì)，不能傳導(dǎo)電流，A不符合題意；B．該裝置中，雖然有兩個用導(dǎo)線連接的活動性不同的電極，且與電解質(zhì)溶液相接觸，但不能形成閉合回路，不能形成原電池，B不符合題意；C．兩個電極都為Zn，活動性相同，不能發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，不能形成原電池，C不符合題意；D．該裝置中，雖然兩個活動性不同的電極放在兩個燒杯內(nèi)的稀硫酸溶液中，但兩燒杯內(nèi)的溶液用鹽橋相連，能形成閉合回路，所以能形成原電池，D符合題意；故答案選D?！咀兪?-2】如圖所示各裝置中，可以構(gòu)成原電池的是ABCDA．A B．B C．Ｃ D．Ｄ【答案】C【解析】A．鋅片與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，只有一個電極，未構(gòu)成原電池，A錯誤；B．酒精屬于非電解質(zhì)，不導(dǎo)電，無法構(gòu)成原電池，B錯誤；C．兩電極活潑性不同，構(gòu)成了閉合回路，有電解質(zhì)溶液，能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)，C正確；D．未形成閉合回路，D錯誤；故選C。題型02原電池工作原理【例2】鋅銅原電池裝置如下圖所示，下列說法不正確的是A．鋅是負(fù)極，銅是正極B．電子從銅片經(jīng)電流表流向鋅片C．鹽橋是離子導(dǎo)體，形成閉合回路D．銅片上的電極反應(yīng)為：【答案】B【解析】A．由分析可知，Zn電極作負(fù)極，Cu作正極，故A正確；B．原電池中電子由負(fù)極流向正極，Cu電極作正極，Zn電極作負(fù)極，則電子由鋅片流向銅片，故B錯誤；C．原電池中，鹽橋中K+向正極移動，Cl-向負(fù)極移動，即鹽橋是離子導(dǎo)體，故C正確；D．該電池Cu作正極，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)：Cu2++2e-=Cu,故D正確；故選：B?！咀兪?-1】（22-23高二下·四川樂山·階段練習(xí)）某同學(xué)為研究原電池原理，設(shè)計(jì)了如圖所示的兩種裝置，溶液A、溶液B均為硫酸鹽溶液，閉合開關(guān)、后，裝置①和裝置②中小燈泡均可以發(fā)光。下列有關(guān)說法不正確的是A．?dāng)嚅_開關(guān)前后，裝置①中負(fù)極質(zhì)量均減小B．溶液A為溶液，溶液B為溶液C．裝置②產(chǎn)生的電流比裝置①更持續(xù)、更穩(wěn)定D．裝置②鹽橋中K+移向溶液B，Cl移向溶液A【答案】B【解析】A．閉合開關(guān)K1時構(gòu)成原電池，Zn電極質(zhì)量減小，斷開開關(guān)K1后，裝置①仍然發(fā)生置換反應(yīng)，Zn電極表面產(chǎn)生銅單質(zhì)，質(zhì)量減小，A正確；B．根據(jù)分析，溶液A為ZnSO4，溶液B為CuSO4，若溶液A為CuSO4溶液，溶液B為ZnSO4溶液，閉合開關(guān)K2不能構(gòu)成原電池，小燈泡不能發(fā)光，B錯誤；C．裝置②中，Zn不與CuSO4溶液接觸，從而盡可能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，因此裝置②產(chǎn)生的電流比裝置①更持續(xù)、更穩(wěn)定，C正確；D．原電池中陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動，因此K+移向溶液B，Cl移向溶液A，D正確；故選B。【變式2-2】銅鋅原電池的裝置如下圖，下列說法正確的是A．極發(fā)生還原反應(yīng) B．極電極反應(yīng)式為C．鹽橋中進(jìn)入溶液 D．電子由電極流向電極【答案】C【解析】A．銅鋅原電池中鋅發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成Zn2+，故A錯誤；B．銅鋅原電池工作時，Cu作正極，正極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu，故B錯誤；C．銅鋅原電池工作時鋅作負(fù)極，Cu作正極，陰離子向負(fù)極移動，即鹽橋中Cl-進(jìn)入ZnSO4溶液，故C正確；D．銅鋅原電池工作時鋅作負(fù)極，Cu作正極，電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，即電子由Zn電極流向Cu電極，故D錯誤；答案選C。題型03原電池原理的應(yīng)用【例3】有A、B、C、D四種金屬，將A與B用導(dǎo)線連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，B不易被腐蝕；將A、D分別投入到等濃度的鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈；將銅浸入B的鹽溶液中無明顯變化；將銅浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出。據(jù)此可推知它們的金屬活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)锳．D>C>A>B B．D>A>B>C C．D>B>A>C D．B>A>D>C【答案】B【解析】將A與B用導(dǎo)連接結(jié)起來，浸入電解質(zhì)溶液中，可構(gòu)成原電池結(jié)構(gòu)，B不易被腐蝕，說明B作正極，則A金屬活動性比B強(qiáng)；將A、D分別投入到等濃度的鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈，說明D金屬活動性比A強(qiáng)；將銅浸入B的鹽溶液中無明顯變化，說明B的金屬活動性比Cu強(qiáng)；將銅浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出，說明Cu的金屬活動性比C強(qiáng)。綜上分析得金屬活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋篋>A>B>C，故選B?！咀兪?-1】10mL濃度為的鹽酸和過量的鋅反應(yīng)，為減緩反應(yīng)速率，又不影響生成氫氣的總量，可采用的方法是A．加入少量溶液 B．加入幾滴溶液C．加入幾滴溶液 D．加入少量溶液【答案】D【解析】A．NaOH與鹽酸反應(yīng)生成消耗氫離子，降低氫離子濃度，反應(yīng)速率減慢，生成氫氣的量減少，A錯誤；B．CuCl2溶液與鋅反應(yīng)生成銅，鋅、銅、鹽酸構(gòu)成原電池，反應(yīng)速率加快，B錯誤；C．NO、H+與鋅反應(yīng)不產(chǎn)生氫氣，C錯誤；D．CH3COONa溶液與鹽酸相遇生成CH3COOH，強(qiáng)酸變?yōu)槿跛?，氫離子濃度減小，反應(yīng)速率減慢，但是生成氫氣的量不變，D正確；故選：D?！咀兪?-2】某合金由a、b、c、d四種金屬組成，若將該合金置于潮濕的空氣中，該合金表面只有c的化合物生成；若將該合金放入鹽酸中，只有a、c生成氣體；若將該合金進(jìn)行如圖裝置實(shí)驗(yàn)時，一段時間后，檢測出電解質(zhì)溶液中還存在a、c、d的離子，但惰性電極上只有b析出。則這四種金屬的活動性順序正確的是

A．a(chǎn)>b>c>d B．c>a>b>d C．a(chǎn)>c>d>b D．c>a>d>b【答案】D【解析】某合金由a、b、c、d四種金屬組成，若將該合金置于潮濕的空氣中，形成了原電池，該合金表面只有c的化合物生成，說明只有c失去電子，發(fā)生了氧化反應(yīng)，c最活潑；若將該合金放入鹽酸中，只有a、c生成氣體，則a、c比b、d活潑；若將該合金進(jìn)行如圖裝置實(shí)驗(yàn)即形成原電池，一段時間后，檢測出電解質(zhì)溶液中還存在a、c、d的離子，即a、c、d均失去電子轉(zhuǎn)化為離子進(jìn)入電解質(zhì)溶液中，惰性電極上只有b析出，說明b的離子得電子能力最強(qiáng)，即b金屬單質(zhì)還原性最弱。則這四種金屬的活動性順序正確的是c>a>d>b，故選D。題型04一次電池與二次電池【例4】堿性鋅錳電池的總反應(yīng)為，電池構(gòu)造示意圖如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是A．電池為二次電池B．電池工作時，通過隔膜向Zn極移動C．電池工作時，發(fā)生氧化反應(yīng)D．負(fù)極的電極反應(yīng)式為：【答案】B【解析】A．堿性鋅錳電池不能充電，是一次電池，故A錯誤；B．電池工作時，通過隔膜向負(fù)極（Zn）移動，故B正確；C．電池工作時，為正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，故C錯誤；D．電池工作Zn為負(fù)極，堿性環(huán)境下，反應(yīng)式為：，故D錯誤；故選B。【變式4-1】生產(chǎn)鉛酸蓄電池時，在兩極板上的鉛、銻合金棚架上均勻涂上膏狀的，干燥后再安裝，充電后即可使用，發(fā)生的反應(yīng)是。下列對鉛酸蓄電池的說法錯誤的是A．充電時電極上發(fā)生還原反應(yīng)B．工作時是負(fù)極，是正極C．工作時負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)是D．工作時電解質(zhì)溶液的密度減小【答案】A【解析】A．鉛酸蓄電池放電時相當(dāng)于原電池，Pb是負(fù)極，是正極，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是失去電子生成，與溶液中的反應(yīng)生成沉淀；放電時，被消耗，溶液中的物質(zhì)的量濃度減小，所以溶液的密度也隨之減小；充電時電極(此時為陽極)發(fā)生氧化反應(yīng)，A項(xiàng)錯誤；B．原電池工作是放電過程，原電池中失電子的發(fā)生氧化反應(yīng)做負(fù)極，鉛做負(fù)極，正極是發(fā)生還原反應(yīng)，二氧化鉛做正極，B項(xiàng)正確；C．原電池工作是放電過程，原電池中負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，鉛做負(fù)極，負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)是Pb+-2e-=PbSO4，C項(xiàng)正確；D．原電池工作過程中兩電極生成硫酸鉛是難溶于水的物質(zhì)，電解質(zhì)溶液的密度減小，D項(xiàng)正確；答案選A?！咀兪?-2】我國學(xué)者自主研發(fā)了一種Al-N2二次電池，以離子液體為電解質(zhì)，其工作原理如圖所示。石墨烯/Pd作為電極催化劑，可吸附N2。下列說法正確的是A．充電時可實(shí)現(xiàn)“氮的固定”B．充電時陽極發(fā)生還原反應(yīng)C．Al箔為原電池的正極D．放電時負(fù)極反應(yīng)式：【答案】D【解析】A．氮元素從游離態(tài)變?yōu)榛蠎B(tài)的過程稱為氮的固定，放電時氮?dú)庠谡龢O得電子發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氮化鋁，實(shí)現(xiàn)氮的固定；充電時，氮元素由游離態(tài)變?yōu)榛蠎B(tài)，不是氮的固定，A項(xiàng)錯誤；B．充電時，陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故B錯誤；C．放電時，Al失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Al箔為原電池的負(fù)極，故C錯誤；D．放電時，Al失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)式為，故D正確；選D。題型05燃料電池【例5】一種應(yīng)用比較廣泛的乙醇燃料電池，電解液是酸性溶液，其工作原理如圖所示，下列說法不正確的是A．M極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．N極電極反應(yīng)為C．甲池溶液pH減小D．若有生成，則有從甲池通過交換膜進(jìn)入乙池【答案】B【解析】A．由分析可知，通入乙醇的M電極為燃料電池的負(fù)極，水分子作用下乙醇在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子，故A正確；B．由分析可知，通入氧氣的N電極為正極，酸性條件下氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為4H++O2+4e-=2H2O，故B錯誤；C．由分析可知，通入乙醇的M電極為燃料電池的負(fù)極，水分子作用下乙醇在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)式為CH3CH2OH—12e-+3H2O=2CO2+12H+，則甲池溶液pH減小，故C正確；D．由分析可知，通入乙醇的M電極為燃料電池的負(fù)極，水分子作用下乙醇在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)式為CH3CH2OH—12e-+3H2O=2CO2+12H+，則有生成時，有從甲池通過交換膜進(jìn)入乙池，故D正確；故選B。【變式5-1】甲酸燃料電池工作原理如圖所示，已知半透膜只允許通過。下列說法錯誤的是A．物質(zhì)A是B．經(jīng)過半透膜自極向極遷移C．可以看作是該反應(yīng)的催化劑，可以循環(huán)利用D．極電極半反應(yīng)為【答案】D【解析】A．由于分離出的物質(zhì)為K2SO4，所以放電過程中需補(bǔ)充的物質(zhì)A是H2SO4，A正確；B．原電池工作時陽離子K+由負(fù)極流向正極，即通過半透膜自極向極遷移，B正確；C．根據(jù)分析，循環(huán)轉(zhuǎn)化，可以看作是該反應(yīng)的催化劑，C正確；D．a(chǎn)電極作負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，D錯誤；答案選D。【變式5-2】下列有關(guān)燃料電池(如圖)的說法正確的是A．電池工作時，電能主要轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．放電過程中電極b區(qū)的溶液pH下降C．a(chǎn)電極上的反應(yīng)為：D．放電過程中參與反應(yīng)，失去個電子【答案】C【解析】A．該裝置為原電池裝置，電池工作時，化學(xué)能主要轉(zhuǎn)化為電能，故A錯誤；B．放電過程中，b區(qū)電極反應(yīng)H2O2+2e-=2OH-，溶液pH上升，故B錯誤；C．根據(jù)圖可知a電極上的反應(yīng)為，，故C正確；D．放電過程中H2O2+2e-=2OH-，1molH2O2參與反應(yīng)，得到2×6.02×1023個電子，故D錯誤；答案選C。題型06新型電池【例6】利用熱再生氨電池可實(shí)現(xiàn)電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、乙兩室均預(yù)加入相同的電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是A．甲室電極為正極B．隔膜為陽離子交換膜C．電池總反應(yīng)為D．?dāng)U散到乙室對電池電動勢不產(chǎn)生影響【答案】C【解析】A．向甲室加入足量氨水后電池開始工作，則甲室電極溶解，變?yōu)殂~離子與氨氣形成，因此甲室電極為負(fù)極，A錯誤；B．在原電池內(nèi)電路中陽離子向正極移動，若隔膜為陽離子膜，電極溶解生成的銅離子要向右側(cè)移動，通入氨氣要消耗銅離子，顯然左側(cè)陽離子不斷減小，明顯不利于電池反應(yīng)正常進(jìn)行，B錯誤；C．放電時，負(fù)極和正極反應(yīng)分別為Cu-2e-=Cu2+，Cu2++2e-=Cu，向甲室加入足量氨水后，發(fā)生反應(yīng)，故電池的總反應(yīng)為，C正確；D．?dāng)U散到乙室會與銅離子反應(yīng)生成，銅離子濃度降低，銅離子得電子能力減弱，因此將對電池電動勢產(chǎn)生影響，D錯誤；【變式6-1】2024年復(fù)旦大學(xué)科研人員研發(fā)出一種新型鈣—氧氣電池，其結(jié)構(gòu)如圖所示，將(鈣鹽)溶于(有機(jī)溶劑)作為電解質(zhì)溶液，鈣和碳納米管分別作為電極材料。下列關(guān)于該電池說法錯誤的是A．隔膜允許通過，不允許通過B．放電時，電流由碳納米管電極沿導(dǎo)線流向鈣電極C．放電時，正極反應(yīng)式為：D．用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗4g鈣時，鉛酸蓄電池消耗1.8g水【答案】D【解析】A．根據(jù)分析可知，為負(fù)極，其電極反應(yīng)式為，碳納米管為正極，其電極反應(yīng)式為，故隔膜允許通過，不允許通過，A正確；B．原電池裝置中，電流由原電池正極流向負(fù)極，即電流由碳納米管電極沿導(dǎo)線流向鈣電極，C正確；C.根據(jù)分析可知，碳納米管為正極，其電極反應(yīng)式為，C正確；D．根據(jù)電極反應(yīng)：，消耗鈣時，轉(zhuǎn)移，根據(jù)鉛蓄電池總反應(yīng)：，轉(zhuǎn)移，鉛酸蓄電池消耗水，錯誤；答案選D?！咀兪?-2】隨著各地“限牌”政策的推出，電動汽車成為汽車屆的“新寵”。特斯拉全電動汽車使用的是鈷酸鋰（）電池，其工作原理如圖，A極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)的高分子材料，隔膜只允許通過，電池反應(yīng)式。下列說法不正確的是A．放電時從左邊流向右邊B．放電時，正極鋰的化合價(jià)未發(fā)生改變C．充電時B接電源負(fù)極，該電極放電時的電極反應(yīng)式為：D．廢舊鈷酸鋰（）電池進(jìn)行“放電處理”更有利于從正極中回收鋰【答案】C【解析】A．放電時，A是負(fù)極、B是正極，鋰離子向正極移動，則Li+從左邊流向右邊，故A正確；B．無論放電還是充電，Li元素化合價(jià)都是+1價(jià)，所以化合價(jià)不變，故B正確；C．充電時，B電極是陽極，接電源的正極，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為，故C錯誤；D．根據(jù)電池反應(yīng)式知，放電時得到，更有利于從正極中回收鋰，故D正確；答案選C。題型07原電池綜合運(yùn)用【例7】填空。(1)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理見下圖，石墨I(xiàn)為電池的極，該電池在使用過程中石墨I(xiàn)電極上生成氧化物Y，其電極反應(yīng)式為。(2)下圖所示是一種酸性燃料電池酒精檢測儀，具有自動吹氣流量檢測與控制的功能，非常適合進(jìn)行現(xiàn)場酒精檢測，則該電池的負(fù)極反應(yīng)為，正極反應(yīng)為。(3)化學(xué)家正在研究尿素動力燃料電池。用這種電池直接去除城市廢水中的尿素，既能產(chǎn)生凈化的水，又能發(fā)電，尿素燃料電池結(jié)構(gòu)如圖所示：電池中的負(fù)極為(填“甲”或“乙”)，甲的電極反應(yīng)式為，電池工作時，理論上每凈化1mol尿素，消耗O2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)約為L?！敬鸢浮?1)負(fù)NO2＋-e-=N2O5(2)CH3CH2OH＋H2O-4e-=CH3COOH＋4H＋O2＋4e-＋4H＋=2H2O(3)甲CO(NH2)2＋H2O-6e-=CO2↑＋N2↑＋6H＋33.6【解析】（1）由圖可知，通入O2的石墨Ⅱ作正極，則通入二氧化氮的石墨I(xiàn)為原電池的負(fù)極，該電池在使用過程中石墨I(xiàn)電極上生成氧化物Y，即二氧化氮被氧化生成五氧化二氮，可傳導(dǎo)離子為，則電極反應(yīng)式為：NO2+-e-=N2O5；（2）由圖可知，右邊鉑電極上O2被還原生成H2O，作正極，則呼入乙醇的鉑電極作原電池的負(fù)極，負(fù)極上乙醇被氧化生成乙酸，可傳導(dǎo)離子為H+，則負(fù)極反應(yīng)為：CH3CH2OH＋H2O-4e-=CH3COOH＋4H＋；正極上O2被還原生成H2O，可傳導(dǎo)離子為H+，正極反應(yīng)為：O2＋4e-＋4H＋=2H2O；（3）由氫離子移動方向可知，電池中的負(fù)極為甲，負(fù)極上尿素被氧化生成二氧化碳和氮?dú)?，可傳?dǎo)離子為H+，則甲的電極反應(yīng)式為：CO(NH2)2＋H2O-6e-=CO2↑＋N2↑＋6H＋，乙電極為正極，酸性條件下氧氣被還原生成水，電極反應(yīng)式為：O2＋4e-＋4H＋=2H2O，由得失電子守恒可知，電池工作時，理論上每凈化1mol尿素，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為?！咀兪?-1】原電池是直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。如圖所示：(1)在Cu-Zn原電池中，Cu片上發(fā)生的電極反應(yīng)式為。(2)內(nèi)電路溶液中移向極(填“正”或“負(fù)”)。(3)某原電池的總反應(yīng)為，該原電池組成正確的是_______。A． B．C． D．(4)某鋰-空氣電池的總反應(yīng)為，其工作原理如圖所示：下列說法正確的是_______。a．鋰片作負(fù)極

b．發(fā)生氧化反應(yīng)

c．正極的反應(yīng)式為(5)甲烷可直接應(yīng)用于燃料電池，該電池采用KOH溶液為電解質(zhì)，其工作原理如下圖所示：a電極的電極方程式為?！敬鸢浮?1)2H++2e-=H2↑(2)負(fù)(3)AC(4)ac(5)【解析】（1）Cu片上氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)為：2H++2e-=H2↑；（2）內(nèi)電路中的陰離子流向負(fù)極，陽離子流向正極，移向負(fù)極；（3）由總反應(yīng)可知，反應(yīng)中Zn失去電子作負(fù)極材料，正極應(yīng)選活潑性小于Zn的金屬或石墨；正極銅離子得電子生成銅單質(zhì)，因此電解質(zhì)溶液應(yīng)選含銅離子的鹽溶液，符合的有AC，故答案為：AC；（4）由電池總反應(yīng)可知Li失電子作負(fù)極，氧氣在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電解質(zhì)環(huán)境為堿性，正極電極反應(yīng)為：O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案為：ac；（5）甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故通入甲烷的一極為負(fù)極，通入氧氣的一極為正極；a電極上甲烷失電子產(chǎn)生碳酸鉀，反應(yīng)的電極方程式為?！咀兪?-2】原電池的應(yīng)用(1)加快氧化還原反應(yīng)的速率：構(gòu)成原電池的反應(yīng)速率比直接接觸的反應(yīng)速率快。例如：在鋅與稀H2SO4反應(yīng)時加入少量CuSO4溶液，CuSO4與鋅發(fā)生置換反應(yīng)生成，從而形成Cu-Zn微小原電池，加快產(chǎn)生的速率。(2)比較金屬活動性強(qiáng)弱例如：有兩種金屬a和b，用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，觀察到a極溶解，b極上有氣泡產(chǎn)生。由此可判斷出a是、b是，且金屬活動性：。(3)設(shè)計(jì)原電池例如：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2①化合價(jià)升高的物質(zhì)負(fù)極：②活潑性較弱的物質(zhì)正極：③化合價(jià)降低的物質(zhì)電解質(zhì)溶液：示意圖【答案】(1)CuH2(2)負(fù)極正極a>b(3)CuCFeCl3【解析】（1）在鋅與稀H2SO4反應(yīng)時加入少量CuSO4溶液，CuSO4與鋅發(fā)生置換反應(yīng)生成Cu，從而形成Cu-Zn微小原電池，加快產(chǎn)生H2的速率。（2）有兩種金屬a和b，用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，觀察到a極溶解，b極上有氣泡產(chǎn)生。由此可判斷出a是負(fù)極、b是正極，且金屬活動性：a>b。（3）將反應(yīng)2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2設(shè)計(jì)成原電池，①化合價(jià)升高的物質(zhì)作負(fù)極，則負(fù)極為Cu；②活潑性較弱的物質(zhì)作正極，則活潑性比Cu弱如C等物質(zhì)作正極；③化合價(jià)降低的物質(zhì)作電解質(zhì)溶液中的溶質(zhì)，則電解質(zhì)溶液中的溶質(zhì)為FeCl3。分層訓(xùn)練分層訓(xùn)練【基礎(chǔ)過關(guān)】1．化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。下列有關(guān)說法正確的是A．根據(jù)原電池原理，將反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，可選用導(dǎo)線、Fe片、石墨棒和溶液B．燃料電池是一種綠色環(huán)保、能量利用率達(dá)到100%的化學(xué)電源C．高純硅制成的太陽能電池屬于化學(xué)電源，可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能D．堿性鋅錳干電池是一種適用于大電流和連續(xù)放電的二次電池【答案】A【詳解】A．由方程式可知，將反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池時，可選用導(dǎo)線、Fe片、石墨棒和溶液，鐵電極為負(fù)極，鐵失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成亞鐵離子，石墨電極做正極，鐵離子在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成亞鐵離子，故A正確；B．燃料電池的能量利用率不能達(dá)到100%，故B錯誤；C．高純硅制成的太陽能電池是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的光伏電池，故C錯誤；D．堿性鋅錳干電池是常見的一次電池，故D錯誤；故選A。2．下列有關(guān)說法正確的是A．一定溫度下，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)的B．在常溫下能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的C．反應(yīng)的可通過下式估算：反應(yīng)中形成新共價(jià)鍵的鍵能之和－反應(yīng)中斷裂舊共價(jià)鍵的鍵能之和D．氫氧燃料電池放電時化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能【答案】A【詳解】A．是氣體體積減小的反應(yīng)，，時反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，一定溫度下，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)的，A正確；B．是氣體體積減小的反應(yīng)，，時反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)能在常溫下自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)的，B錯誤；C．反應(yīng)的=生成物總能量-反應(yīng)物總能量=反應(yīng)中斷裂舊共價(jià)鍵的鍵能之和-反應(yīng)中形成新共價(jià)鍵的鍵能之和，C錯誤；D．氫氧燃料電池放電時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和熱能，D錯誤；故選A。3．下列陳述Ⅰ和陳述Ⅱ均正確，且有因果關(guān)系的是選項(xiàng)陳述Ⅰ陳述ⅡA紅熱木炭加入濃硝酸中，有紅棕色氣體生成木炭具有還原性，能還原硝酸B鋁片和鎂片用導(dǎo)線連接，插入氫氧化鈉溶液中，鋁片逐漸溶解，鎂上有氣泡冒出金屬性鋁比鎂強(qiáng)C通入淀粉-KI溶液中，溶液變藍(lán)氧化性D加熱法除去碳酸氫鈉固體中的碳酸鈉熱穩(wěn)定性不同A．A B．B C．C D．D【答案】C【詳解】A．紅熱的木炭與濃硝酸反應(yīng)方程式為：C+4HNO3=CO2↑+4NO2↑+2H2O，NO2為紅棕色氣體，由于濃硝酸在受熱條件下會分解也產(chǎn)生NO2，該實(shí)驗(yàn)不能說明木炭具有還原性，能還原硝酸，A錯誤；B．Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，Al具有兩性，可與NaOH溶液，與金屬性無關(guān)，鋁片和鎂片用導(dǎo)線連接，插入氫氧化鈉溶液中，鋁片逐漸溶解，鎂上有氣泡冒出，鋁作負(fù)極，鎂作正極，不能說明鋁的金屬性比鎂強(qiáng)，B錯誤；C．當(dāng)通入淀粉-KI溶液中時，與KI發(fā)生反應(yīng)生成I2，溶液變藍(lán)，該反應(yīng)中是氧化劑，I2是氧化產(chǎn)物，則氧化性：Cl2>I2，，C正確；D．碳酸氫鈉受熱分解產(chǎn)生碳酸鈉，不能用加熱法除去碳酸氫鈉固體中的碳酸鈉，D錯誤；故選C。4．某新型電池可以處理含CN-的堿性廢水，同時還可以淡化海水，電池構(gòu)造示意圖如圖所示。下列關(guān)于電池工作時的說法正確的是A．a(chǎn)極發(fā)生還原反應(yīng) B．b極上電極方程式為：C．Na+通過交換膜向左室遷移 D．反應(yīng)中每消耗1molCN-，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為【答案】D【分析】從圖中可以看出，在a極，CN-轉(zhuǎn)化為和N2，C元素由+2價(jià)升高到+4價(jià)，N元素由-3價(jià)升高到0價(jià)，則a極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為該電池的負(fù)極；b極為正極。電池工作時，海水中的陰離子通過交換膜Ⅰ向a極區(qū)移動，海水中的陽離子通過交換膜Ⅱ向b極區(qū)移動。【詳解】A．由分析可知，a極為負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，A不正確；B．b極為正極，H+得電子生成H2，電極反應(yīng)式為：2H++2e-=H2↑，B不正確；C．a(chǎn)極為負(fù)極，b極為正極，電池工作時陽離子向正極移動，則Na+通過交換膜Ⅱ向右室遷移，C不正確；D．CN-轉(zhuǎn)化為和N2，存在下列關(guān)系式：CN-——5e-，則反應(yīng)中每消耗1molCN-，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為，D正確；故選D。5．甲烷燃料電池的工作原理如圖，下列說法正確的是A．a(chǎn)極為正極B．K+從a極經(jīng)溶液流向b極C．工作一段時間后，b極附近的pH會減小D．a(chǎn)極的電極反應(yīng)為【答案】B【分析】a電極通入甲烷，甲烷發(fā)生氧化反應(yīng)，則a極為負(fù)極；b電極通入空氣，氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，b極為正極，據(jù)此解答。【詳解】A．a(chǎn)電極通入甲烷，甲烷發(fā)生氧化反應(yīng)，則a極為負(fù)極，A錯誤；B．a(chǎn)極為負(fù)極，b極為正極，K+從a極經(jīng)溶液流向b極，B正確；C．b電極通入空氣，氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O2+4e-+2H2O=4OH-，即生成OH-，堿性增強(qiáng)，則工作一段時間后，b極附近的pH會增大，C錯誤；D．a(chǎn)電極通入甲烷，甲烷被氧化生成，則a極的電極反應(yīng)為：，D錯誤；故選B。6．氨可用于燃料電池，易液化，運(yùn)輸儲存方便，安全性能更高。新型燃料電池的裝置如圖所示，電池工作時總反應(yīng)為，下列說法正確的是A．電解溶液制鈉 B．電解熔融制汞C．向電極b方向遷移 D．當(dāng)消耗時，電路中轉(zhuǎn)移電子【答案】C【分析】由電池總反應(yīng)可知，氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，a為正極；氨氣失去電子生成氮?dú)獍l(fā)生氧化反應(yīng)，b為負(fù)極。據(jù)此分析作答?！驹斀狻緼．電解溶液不能制得單質(zhì)鈉，應(yīng)該電解熔融狀態(tài)下的氯化鈉才可以制得單質(zhì)鈉，A錯誤；B．制單質(zhì)汞，可以直接加熱分解，方程式為：，B錯誤；C．因?yàn)閎為負(fù)極，根據(jù)原電池離子移動規(guī)律，陰離子往負(fù)極移動，C正確；D．沒有明確是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況，所以無法計(jì)算氧氣的物質(zhì)的量，D錯誤；故選C。7．某科研機(jī)構(gòu)將汽車尾氣中的NO和CO設(shè)計(jì)成如圖所示的燃料電池，實(shí)現(xiàn)了NO和CO的無害轉(zhuǎn)化。下列說法正確的是A．石墨Ⅰ為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)B．電池工作時，向石墨Ⅱ電極處移動C．石墨Ⅱ電極反應(yīng)式為D．石墨Ⅰ生成22.4L時，外電路中通過6mol電子【答案】B【分析】由電極上物質(zhì)的變化可知，左邊電極氮元素化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，為正極；右邊電極碳元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極。【詳解】A．石墨Ⅰ上氮元素化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，為正極，A錯誤；B．為陰離子，陰離子的由正極移向負(fù)極，B正確；C．石墨Ⅱ上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為，C錯誤；D．未說明為標(biāo)準(zhǔn)狀況，難以計(jì)算氮?dú)?、電子的物質(zhì)的量，D錯誤；故選B。8．一種可植入體內(nèi)的微型電池工作原理如圖所示，通過CuO催化消耗血糖發(fā)電，從而控制血糖濃度。當(dāng)傳感器檢測到血糖濃度高于標(biāo)準(zhǔn)，電池啟動。血糖濃度下降至標(biāo)準(zhǔn)，電池停止工作。(血糖濃度以葡萄糖濃度計(jì))電池工作時，下列敘述不正確的是A．電極a為正極B．電池工作時，血液做電解質(zhì)溶液，其中的Na+向b極移動C．總反應(yīng)為2C6H12O6+O2=2C6H12O7D．有望為其他可植入醫(yī)療設(shè)備提供電能【答案】B【分析】由題中信息可知，b電極為負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)Cu2O-2e-+2OH-=2CuO+H2O，然后再發(fā)生C6H12O6+2CuO=C6H12O7+Cu2O；a電極為正極，發(fā)生反應(yīng)O2+4e-+2H2O=4OH-，在這個過程中發(fā)生的總反應(yīng)為2C6H12O6+O2=2C6H12O7。【詳解】A．a(chǎn)電極O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)O2+4e-+2H2O=4OH-，為正極，A正確；B．原電池中陽離子向正極移動，故Na+向正極a移動，B錯誤；C．a(chǎn)電極為電池正極，電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-；b電極為電池負(fù)極，電極反應(yīng)式為Cu2O-2e-+2OH-=2CuO+H2O，然后葡萄糖被CuO氧化為葡萄糖酸，CuO被還原為Cu2O，則電池總反應(yīng)為2C6H12O6+O2=2C6H12O7，C正確；D．該微型電池可植入體內(nèi)，有望為其他可植入醫(yī)療設(shè)備提供電能，D正確。故答案選B。9．Li-FeS2熱激活電池常用作智能化彈藥的彈載電源。接收到啟動信號后，點(diǎn)火頭點(diǎn)燃引燃條，加熱片放熱使LiCl-KCl熔化激活電池，電池總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S。下列說法正確的是A．該電池將熱能轉(zhuǎn)化為電能B．工作時正極反應(yīng)式為：FeS2+4e-=Fe+2S2-C．當(dāng)電池中轉(zhuǎn)移2mol電子時，負(fù)極質(zhì)量減少32gD．工作時電子由Li電極經(jīng)熔融LiCl-KCl流向FeS2電極【答案】B【分析】電池總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S，其中Li為負(fù)極，F(xiàn)eS2為正極?！驹斀狻緼．根據(jù)“在接收到啟動信號后，點(diǎn)火頭點(diǎn)燃引燃條，加熱片迅速反應(yīng)放熱使LiCl－KCl熔化，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，但是電池工作是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯誤；B．放電時，負(fù)極反應(yīng)為：Li-e-=Li+，電池總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正極反應(yīng)為：FeS2+4e-=Fe+2S2-，故B正確；C．放電時，負(fù)極反應(yīng)為：Li-e-=Li+，轉(zhuǎn)移2mol電子，負(fù)極質(zhì)量減少2×7g=14g，故C錯誤；D．放電時，電子在導(dǎo)線中流動，不經(jīng)過熔融電解質(zhì)，故D錯誤；故選：B。10．化學(xué)電源在日常生活和高科技領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。下列說法正確的是A．圖甲：鋰電池放電時，電解質(zhì)中向鋰電極遷移B．圖乙：負(fù)極的電極反應(yīng)式為C．圖丙：鋅筒作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，鋅筒會變薄D．圖?。弘姵胤烹娺^程中，稀硫酸的濃度不變【答案】C【詳解】A．原電池中陽離子向正極遷移，甲為鋰電池，負(fù)極為鋰，Li+向正極多孔碳材料遷移，故A錯誤；B．乙為紐扣電池，正極為Ag2O得電子發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為，負(fù)極為活潑金屬鋅單質(zhì)，故B錯誤；C．丙為鋅錳干電池，鋅筒作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)被溶解，導(dǎo)致鋅筒變薄，故C正確；D．丁為鉛蓄電池，放電時的總反應(yīng)為，使用一段時間后，硫酸溶液的濃度降低，故D錯誤；故答案為C。11．（多選）某固體酸燃料電池以固體為電解質(zhì)傳遞，其基本結(jié)構(gòu)如下圖所示，電池總反應(yīng)可表示為。下列有關(guān)說法正確的是A．電子通過外電路從b極流向a極B．b極上的電極反應(yīng)式為C．每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗1.12LD．由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極【答案】BD【分析】根據(jù)電池總反應(yīng)可知，通入氫氣的一極為電池的負(fù)極，通入氧氣的一極為電池的正極，即a極是負(fù)極，b極是正極?！驹斀狻緼．原電池中電子從負(fù)極流向正極，即外電路從a極流向b極，故A錯誤；B．b極為正極，酸性條件下其電極反應(yīng)式為：O2+4H++4e-=2H2O，故B正確；C．未知條件，無法計(jì)算每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗H2的體積，故C錯誤；D．原電池中陽離子向正極移動，則H+由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極，故D正確；故答案為：BD。12．（多選）2020年比亞迪推出新能源車“漢”，配置了由多個扁平狀的“刀片”電芯捆扎成的模組電池(如圖所示)。電池放電時，總反應(yīng)為：，已知中的為價(jià)。該電池放電時，說法正確的是A．在負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng) B．在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)C．會向著鋁箔附近移動 D．電子從負(fù)極經(jīng)聚合物隔膜流向正極【答案】BC【詳解】A．在正極發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯誤；B．在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，故B正確；C．放電時，陽離子從負(fù)極移動向正極，會向著鋁箔附近移動，故C正確；D．電子從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，故D錯誤；故選BC。13．（多選）利用“Na-CO2”電池可將CO2變廢為寶。我國科研人員研制出的可充電“Na-CO2”電池，以鈉箔和多壁碳納米管(MWCNT)為電極材料。放電時總反應(yīng)的化學(xué)方程式為。放電時該電池“吸入”CO2，其工作原理如圖所示，下列說法中正確的是A．電子流向?yàn)镸WCNT→導(dǎo)線→鈉箔B．放電時，正極的電極反應(yīng)式為C．放電時，每轉(zhuǎn)移0.4mole-，就可以吸收6.72LCO2D．選用高氯酸鈉-四甘醇二甲醚作電解液的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)電性好，不與金屬鈉反應(yīng)，難揮發(fā)【答案】BD【分析】放電時，鈉箔為負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，多壁碳納米管(MWCNT)為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此回答?！驹斀狻緼．放電時，Na作負(fù)極，碳納米管為正極，電子從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，A錯誤；B．正極上二氧化碳得電子和鈉離子反應(yīng)生成碳酸鈉和C，故電極反應(yīng)方程式為3CO2+4Na++4e?=2Na2CO3+C，B正確；C．沒有告訴標(biāo)準(zhǔn)狀況，不能計(jì)算CO2體積，C錯誤；D．高氯酸鈉一四甘醇二甲醚的特點(diǎn)是不與金屬鈉反應(yīng)，難揮發(fā)，D正確；故選BD。14．已知下列反應(yīng)在時的焓變：①②③回答下列問題：(1)在恒容密閉容器中充入和，充分反應(yīng)合成氨，放出的熱量（填“大于”“小于”或“等于”）92.2kJ。(2)在恒容密閉容器中充入和合成氨氣，當(dāng)體積分?jǐn)?shù)不變時，反應(yīng)體系（以“一定達(dá)到”“一定未達(dá)到”或“不一定達(dá)到”）平衡，判斷依據(jù)是。(3)結(jié)合上述信息，時。(4)已知：。寫出在氧氣中燃燒生成(g)和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：。(5)鍵能是指氣態(tài)分子中化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。已知：、鍵的鍵能分別為。結(jié)合上述信息，鍵的鍵能為。(6)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)陳維教授團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建了一種由高效負(fù)極和多孔碳正極組成的可充電氫氯電池，磷酸溶液為電解液，電池能在℃下的寬溫區(qū)范圍運(yùn)行，工作原理如圖所示。氫氯電池在放電過程中，能量轉(zhuǎn)化形式是由能主要轉(zhuǎn)化為能。放電過程中，a極的電極反應(yīng)式為?！敬鸢浮?1)小于(2)不一定達(dá)到混合氣體中體積分?jǐn)?shù)恒定為（合理即可）(3)(4)(5)243(6)化學(xué)電【詳解】（1）合成氨的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，在恒容密閉容器中充入和，充分反應(yīng)生成氨氣的物質(zhì)的量小于，則放出的熱量小于92.2kJ；（2）設(shè)消耗的物質(zhì)的量為，則任意時刻混合氣體總物質(zhì)的量為，為，故體系中體積分?jǐn)?shù)為一直為，當(dāng)體積分?jǐn)?shù)不變時，反應(yīng)體系不一定達(dá)到平衡，判斷依據(jù)是：混合氣體中體積分?jǐn)?shù)恒定為（合理即可）；（3）根據(jù)蓋斯定律，由(2×①+②+③)得到總反應(yīng)：，則；（4）已知：（i）；（ii），利用蓋斯定律，由得目標(biāo)反應(yīng)：，其；（5）焓變等于反應(yīng)物總鍵能與生成物總鍵能之差，設(shè)鍵的鍵能為，則有，則；（6）氫氯電池在放電過程中，能量轉(zhuǎn)化形式是由化學(xué)能主要轉(zhuǎn)化為電能，放電過程中，Cl2在a極得到電子生成Cl-，電極反應(yīng)式為：。15．按要求回答下列問題(1)下列反應(yīng)中，屬于放熱反應(yīng)的是(填序號)。①鋁與氧化鐵高溫條件制得鐵；

②酸堿中和反應(yīng)；

③NaOH溶于水；④熾熱的炭與水蒸反應(yīng)；

⑤食物因氧化而腐敗；⑥H2O2的分解；⑦二氧化碳通過熾熱的炭；

⑧食鹽水制取NaCl某興趣小組探究了原電池負(fù)極與金屬活動性的相關(guān)性，常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池(圖1)，測得原電池的電流強(qiáng)度隨時間t的變化如圖2所示，反應(yīng)過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。(2)0~t1時，原電池的負(fù)極是Al片，此時正極的電極反應(yīng)式是。(3)t1時，原電池中電子流動方向發(fā)生改變，其原因是。某溫度下在容積為2L密閉容器中，X、Y、Z三種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變化曲線如圖。(4)該反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(5)5min內(nèi)，Y的化學(xué)反應(yīng)速率為，X的轉(zhuǎn)化率為。(6)在5min時，向容器中通入氬氣(容器體積不變)，X的反應(yīng)速率將(填“變大”“不變”或“變小”)。一種“碘鐘實(shí)驗(yàn)”是將濃度均為0.01mol/L的H2O2、H2SO4、KI、Na2S2O3溶液及淀粉混合，一定時間后溶液變?yōu)樗{(lán)色，某小組同學(xué)在室溫下對該實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行探究。資料：該實(shí)驗(yàn)的總反應(yīng)為H2O2+2+2H+=+2H2O。反應(yīng)分兩步進(jìn)行，第ⅰ步H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O；第ⅱ步：……(7)第ⅱ步的離子方程式是。對于總反應(yīng)，I-的作用是。(8)為探究溶液變藍(lán)快慢的影響因素，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅰ、實(shí)驗(yàn)Ⅱ(溶液濃度均為0.01mol/L)。實(shí)驗(yàn)序號H2O2溶液H2SO4溶液Na2S2O3溶液KI溶液(含淀粉)H2O變藍(lán)時間實(shí)驗(yàn)I5mL4mL8mL3mL030min實(shí)驗(yàn)Ⅱ5mL2mLxmL3mLzmL40min實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，x、z所對應(yīng)的數(shù)值分別是、。【答案】(1)①②⑤⑥(2)(3)Al與濃硝酸發(fā)生鈍化，氧化膜阻止了Al進(jìn)一步反應(yīng)，導(dǎo)致原電池中Al作正極，Cu作負(fù)極(4)3X(g)+Y(g)2Z(g)(5)60%(6)不變(7)2+I2=+2I-催化劑(8)82【詳解】（1）①鋁與氧化鐵高溫條件制得鐵為放熱反應(yīng)；②酸堿中和反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)；③NaOH溶于水是放熱過程，不是化學(xué)反應(yīng)，所以不是放熱反應(yīng)；④熾熱的炭與水蒸反應(yīng)生成CO和H2，屬于吸熱反應(yīng)；⑤食物因氧化而腐敗，食物發(fā)生緩慢氧化，屬于放熱反應(yīng)；⑥H2O2的分解生成水和氧氣，為放熱反應(yīng)；⑦二氧化碳通過熾熱的炭生成一氧化碳，屬于吸熱反應(yīng)；⑧食鹽水制取NaCl，不是化學(xué)反應(yīng)；屬于放熱反應(yīng)的是①②⑤⑥；（2）鋁的活潑性大于銅，0~t1時，鋁和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸鋁、二氧化氮、水，原電池的負(fù)極是Al片，銅是正極，此時正極硝酸根離子得電子生成二氧化氮，電極反應(yīng)式是；（3）t1時，由于Al與濃硝酸發(fā)生鈍化，氧化膜阻止了Al進(jìn)一步反應(yīng)，導(dǎo)致原電池中Al作正極，Cu作負(fù)極，所以原電池中電子流動方向發(fā)生改變；（4）X、Y隨著反應(yīng)進(jìn)行物質(zhì)的量減小，Z反而增大，說明X、Y是反應(yīng)物，Z是生成物，根據(jù)反應(yīng)完全后仍有反應(yīng)物剩余，可知該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，根據(jù)變化的物質(zhì)的量與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比，0~5min內(nèi)?n(X)=1.0-0.4=0.6mol，?n(Y)=1.0-0.8=0.2mol，?n(Z)=0.5-0.1=0.4mol，則X、Y、Z三種氣態(tài)物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比為0.6:0.2:0.4=3:1:2，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式是3X(g)+Y(g)2Z(g)；（5）5min內(nèi)，Y的化學(xué)反應(yīng)速率為，X的轉(zhuǎn)化率為。（6）在5min時，向容器中通入氬氣(容器體積不變)，反應(yīng)物濃度不變，X的反應(yīng)速率將不變。（7）總反應(yīng)H2O2+2+2H+=+2H2O減去第ⅰ步反應(yīng)H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O得第ⅱ步的離子方程式是2+I2=+2I-。第ⅰ步消耗I-、第ⅱ步生成I-，對于總反應(yīng)，I-的作用是催化劑；（8）根據(jù)“控制變量法”，實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ探究硫酸濃度對反應(yīng)速率的影響，為使其它溶質(zhì)的濃度相等，實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ中溶液總體積相等，實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，x、z所對應(yīng)的數(shù)值分別是8、2。【能力提升】1．一種鋰—海水電池構(gòu)造示意圖如下。下列說法不正確的是A．M極的電極反應(yīng)：Li-e-=Li+B．N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O＋2e-=2OH?＋2H2↑C．玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能D．該電池屬于一次電池【答案】B【分析】Li是活潑金屬，鋰失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，M為負(fù)極；N是正極，正極氫離子得電子生成氫氣、氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子?！驹斀狻緼．M為負(fù)極，負(fù)極鋰失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，M極的電極反應(yīng)Li-e-=Li+，故A正確；B．N極為正極，正極發(fā)生反應(yīng)2H2O＋2e-=2OH?＋2H2↑、O2+2H2O+4e-=4OH-，故B錯誤；C．Li為活潑金屬，易與水反應(yīng)，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反應(yīng)，并能傳導(dǎo)離子，故C正確；D．該電池不可充電，屬于一次電池，故D正確；選B。2．利用如下圖裝置，工業(yè)上燃料燃燒產(chǎn)生的SO2廢氣可與O2協(xié)同轉(zhuǎn)化為重要的化工原料。下列說法不正確的是A．電極A為負(fù)極，X為陰離子交換膜B．電池工作段時間后，右室中電解質(zhì)溶液的pH無明顯變化C．電池工作時，消耗O2、SO2物質(zhì)的量之比為1：1D．電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為：O2+4e-+4H+=2H2O【答案】D【分析】由圖可知，左側(cè)為負(fù)極，亞硫酸根失電子變?yōu)榱蛩岣?，右?cè)為正極，O2得電子變?yōu)镠2O2；OH-通過X交換膜向中間移動，X為陰離子交換膜，正極的電極反應(yīng)為：O2+2e-+2H2O=H2O2+2OH-，中間的H+向右移動；【詳解】A．由上述分析可知，A為負(fù)極，X為陰離子交換膜，故A正確；B．由上述分析可知，正極的電極反應(yīng)為：O2+2e-+2H2O=H2O2+2OH-，中間的H+向右移動，H+與OH-結(jié)合為水，電解質(zhì)溶液的pH無明顯變化，故B正確；C．1molSO2失去2mol電子，1molO2得到2mol電子，根據(jù)電子守恒可知消耗O2、SO2物質(zhì)的量之比為1：1，故C正確；D．B為正極，電極反應(yīng)式為O2+2e-+2H2O=H2O2+2OH-，故D錯誤；答案選D。3．電化學(xué)“大氣固碳”方法是我國科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)的，相關(guān)裝置如圖所示，下列說法正確的是A．放電時，電極A發(fā)生的電極反應(yīng)式：B．放電時，電極B上吸收達(dá)到“大氣固碳”C．充電時，電池的總反應(yīng)為D．放電時，電路中每通過1mol電子，正極區(qū)質(zhì)量增加33g【答案】B【分析】由圖可知，放電時，電極A為原電池的負(fù)極，鋰在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋰離子，電極反應(yīng)式為，電極B為正極，鋰離子作用下二氧化碳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成碳酸鋰和碳，電極反應(yīng)式為，則電池的總反應(yīng)為；充電時，電極A為電解池的陰極，鋰離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋰，電極B為陽極，碳酸鋰作用下碳在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成生成二氧化碳和鋰離子，電池的總反應(yīng)為?！驹斀狻緼．由分析可知，放電時，電極A為原電池的負(fù)極，鋰在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋰離子，電極反應(yīng)式為，故A錯誤；B．由分析可知，放電時，電極B為正極，鋰離子作用下二氧化碳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成碳酸鋰和碳，電極反應(yīng)式為，所以電極B上吸收二氧化碳可以達(dá)到“大氣固碳”的目的，故B正確；C．由分析可知，充電時，電池的總反應(yīng)為，故C錯誤；D．由分析可知，放電時，電極B為正極，鋰離子作用下二氧化碳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成碳酸鋰和碳，電極反應(yīng)式為，當(dāng)有4mol電子轉(zhuǎn)移時，有從電極移向電極，增加的質(zhì)量為，則電路中每通過電子時，正極區(qū)質(zhì)量增加，故D錯誤；故選B。4．目前，某研究團(tuán)隊(duì)對基催化劑光催化還原轉(zhuǎn)化為燃料甲醇(原理如圖所示)進(jìn)行研究，取得了重大成果。下列說法正確的是A．CB極的電勢低于VB極的電勢B．VB極發(fā)生的電極反應(yīng)式：C．每生成16g甲醇，電路中轉(zhuǎn)移3mol電子D．總反應(yīng)式為【答案】C【分析】由圖可知，在光照下，CB極表面聚集了由二氧化鈦基轉(zhuǎn)移過來的電子，則CB極為光電池的正極，酸性條件下二氧化碳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲醇和水，電極反應(yīng)式為，VB極為負(fù)極，水分子在負(fù)極得到空穴發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為，總反應(yīng)為?！驹斀狻緼．由分析可知，CB極為光電池的正極，VB極為負(fù)極，則CB極的電勢高于VB極的電勢，故A錯誤；B．由分析可知，VB極為負(fù)極，水分子在負(fù)極得到空穴發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為，故B錯誤；C．由分析可知，CB極為光電池的正極，酸性條件下二氧化碳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲醇和水，電極反應(yīng)式為，則生成16g甲醇，電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為×6=3mol，故C正確；D．由分析可知，光電池的總反應(yīng)為，故D錯誤；故選C。5．鋰錳電池是最常見的一次性3V鋰電池，電池的總反應(yīng)為，電池結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法正確的是A．電解質(zhì)可用氯化鋰溶液代替B．a(chǎn)極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為C．電池放電時，移向a極D．電路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時，b極質(zhì)量增重0.7g【答案】D【分析】由總反應(yīng)和電子移動方向可知，a極為電池的負(fù)極，鋰在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋰離子，電極反應(yīng)式為，b極為正極，鋰離子作用下二氧化錳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成LiMnO2，電極反應(yīng)式為?！驹斀狻緼．金屬鋰會和水發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鋰和氫氣，所以電解質(zhì)不能用氯化鋰溶液代替，故A錯誤；B．由分析可知，a極為電池的負(fù)極，鋰在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋰離子，電極反應(yīng)式為，故B錯誤；C．由分析可知，a極為電池的負(fù)極，b極為正極，所以電池放電時，陽離子鋰離子向正極b移動，故C錯誤；D．由分析可知，b極為正極，鋰離子作用下二氧化錳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成LiMnO2，電極反應(yīng)式為，則電路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時，b極質(zhì)量增重0.1mol×7g/mol=0.7g，故D正確；故選D。6．近期我國科技工作者設(shè)計(jì)了一套高效光電化學(xué)燃料電池，其工作原理如下圖所示(忽略溶液體積的變化)。光照時，“光催化電極a”會產(chǎn)生(e-)和空穴(h+)，下列說法錯誤的是A．該裝置實(shí)現(xiàn)了光能和化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化B．負(fù)極反應(yīng)式為C．電池工作時，溶液中的稀硫酸濃度減小D．電池工作時，溶液中的H+會從左向右遷移【答案】C【分析】由光照時，“光催化電極a”會產(chǎn)生(e-)和空穴(h+)可知，電極a為燃料電池的負(fù)極，光照條件下在水分子作用下得到空穴(失去電子)發(fā)生氧化反應(yīng)生成生成二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)式為，電極b為正極，酸性條件下氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為O2+4H++4e—=2H2O，電池的總反應(yīng)為2＋5O2=8CO2↑+6H2O?！驹斀狻緼．由分析可知，該裝置實(shí)現(xiàn)了光能和化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化，故A正確；B．由分析可知，電極a為燃料電池的負(fù)極，光照條件下在水分子作用下得到空穴發(fā)生氧化反應(yīng)生成生成二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)式為，故B正確；C．假設(shè)轉(zhuǎn)移4mol電子，正極消耗4molH+，同時負(fù)極會產(chǎn)生4molH+，隔膜為陽離子交換膜，則電池工作時，溶液中的稀硫酸濃度保持不變，故C錯誤；D．由分析可知，電極a為燃料電池的負(fù)極，電極b為正極，則電池工作時，溶液中的氫離子會從左向右遷移，故D正確；故選C。7．微生物脫鹽池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置，利用微生物處理有機(jī)廢水獲得電能，同時可實(shí)現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以氯化鈉溶液模擬海水，采用情性電極，用下圖的裝置處理有機(jī)廢水(以含的溶液為例)，下列說法正確的是A．負(fù)極的電極反應(yīng)：B．該電池可在高溫環(huán)境下工作C．每消耗2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的空氣，有電子轉(zhuǎn)移D．Y為陰離子選擇性交換膜【答案】A【分析】該裝置為原電池，有機(jī)廢水中的CH3COO-發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成CO2，負(fù)極反應(yīng)式為CH3COO-+2H2O-8e-═2CO2↑+7H+，正極反應(yīng)式為4H++O2+4e-═2H2O↑，原電池工作時，陰離子移向負(fù)極、陽離子移向正極，即模擬海水NaCl溶液中的Na+通過陽離子交換膜移向正極、Cl-通過陰離子交換膜移向負(fù)極，可實(shí)現(xiàn)海水淡化，則隔膜Y為陽離子交換膜，據(jù)此分析解答。【詳解】A．負(fù)極上CH3COO-失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，同時生成氫離子，電極反應(yīng)式為，A正確；B．該裝置為微生物脫鹽電池，溫度過高會導(dǎo)致微生物死亡，海水淡化效果變差，B錯誤；C．標(biāo)況下2.24L空氣中含有n（O2）=×20%=0.02mol，每消耗1mol氧氣轉(zhuǎn)移4mol電子，據(jù)此計(jì)算消耗0.02mol氧氣轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=0.02mol×4=0.08mol，C錯誤；D．負(fù)極區(qū)生成氫離子，需要氯離子；正極區(qū)消耗氫離子，需要鈉離子，所以Y是陽離子交換膜，D錯誤；故選A。8．我國科學(xué)家在國際上率先用稻殼制備成高性能的電池級碳材料，該材料是多孔結(jié)構(gòu)，有吸附作用導(dǎo)電性強(qiáng)。將該材料混合到傳統(tǒng)鉛酸蓄電池的鉛電極中，即得到高性價(jià)比的鉛碳電池。下列有關(guān)說法正確的是A．比高性能碳活潑，故作鉛碳電池的負(fù)極B．傳統(tǒng)鉛酸蓄電池放電時的總反應(yīng)為C．傳統(tǒng)鉛酸蓄電池比能最高，對環(huán)境友好D．鉛碳電池可有效減緩電池的“負(fù)極硫酸鹽化”，延長電池使用壽命【答案】D【分析】鉛碳電池放電時，Pb+C為電池負(fù)極，PbO2為電池正極，充電時Pb+C為電解池陰極，PbO2為電解池陽極，傳統(tǒng)鉛酸蓄電池放電總反應(yīng)：；【詳解】A．鉛碳電池放電時，Pb+C為電池負(fù)極，PbO2為電池正極，充電時Pb+C為電解池陰極，PbO2為電解池陽極，故A錯誤；B．傳統(tǒng)鉛酸蓄電池放電總反應(yīng)：，故B錯誤；C．傳統(tǒng)鉛酸蓄電池的缺點(diǎn)是比能量低、笨重。且由于含有重金屬、酸，隨意丟棄會對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成危害，故C錯誤；D．鉛碳電池中碳材料的加入，可抑制鉛酸電池的“負(fù)極硫酸鹽化”，防止PbSO4在負(fù)極沉積附著，可延長電池壽命，故D正確；答案選D。9．化學(xué)電源在日常生活和高科技領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。下列說法正確的是A．甲：溶液中向Cu電極方向移動，電子由鋅經(jīng)電解質(zhì)溶液流向銅電極B．乙：正極的電極反應(yīng)式為C．丙：鋅筒作負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)，鋅筒會變薄D．?。菏褂靡欢螘r間后，電解質(zhì)溶液的酸性增強(qiáng)，導(dǎo)電能力上升【答案】B【詳解】A．Zn較Cu活潑，做負(fù)極，Zn失電子變Zn2+，電子經(jīng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到銅電極，電子不經(jīng)過電解質(zhì)溶液，銅電極負(fù)電荷變多，吸引了溶液中的陽離子，因而Zn2+和H+遷移至銅電極，故A錯誤；B．Ag2O作正極，得到來自Zn失去的電子，被還原成Ag，結(jié)合KOH作電解液，故電極反應(yīng)式為Ag2O+2e?+H2O=2Ag+2OH?，故B正確；C．Zn為較活潑電極，做負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+，鋅溶解，因而鋅筒會變薄，故C錯誤；D．鉛蓄電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，可知放電一段時間后，H2SO4不斷被消耗，因而電解質(zhì)溶液的酸性減弱，導(dǎo)電能力下降，故D錯誤；故選：B。10．近日，華中科技大學(xué)某課題組開發(fā)了一種可充電鋅-空氣/碘化物混合電池，該電池的放電過程如圖所示：下列敘述不正確的是A．放電時，電極B發(fā)生氧化反應(yīng)B．充電時，電極A接直流電源的負(fù)極C．放電時，Zn2+向電極A遷移D．充電時，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)之一為【答案】B【分析】放電時，B電極發(fā)生反應(yīng)Zn-2e-=Zn2+，B是負(fù)極；A電極氧氣得電子生成氫氧根離子、碘酸根離子得電子生成碘離子，A是正極?！驹斀狻緼．放電時，B是負(fù)極，電極B失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；B．放電時，A是正極，充電時，A是陽極，電極A接直流電源的正極，故B錯誤；C．放電時，A是正極、B是負(fù)極，Zn2+向電極A遷移，故C正確；D．充電時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)之一為，故D正確；選B。11．（多選）是一種綠色能源，一種燃料電池工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．放電時，從交換膜右側(cè)向左側(cè)移動B．放電過程中右側(cè)溶液的增大C．每生成，理論上消耗D．負(fù)極電極反應(yīng)式為【答案】BC【分析】甲醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸氫鉀，M為負(fù)極，電極方程式為；氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧化鉀，N為正極，電極式為。【詳解】A．M為負(fù)極，N為正極，放電時，原電池內(nèi)部陽離子由負(fù)極移向正極，即從左側(cè)移向右側(cè)，故A錯誤；B．N為正極，放電過程中，得電子生成，移向右側(cè)使?jié)舛仍龃?，增大，故B正確；C．根據(jù)電極方程式可知，每生成，電路中轉(zhuǎn)移電子，根據(jù)電子守恒，理論上消耗，故C正確；D．負(fù)極甲醇被氧化為，其電極反應(yīng)式為，D錯誤；選BC。12．（多選）鋁—石墨雙離子電池反應(yīng)為，電池裝置如圖所示。下列說法正確的是A．AlLi合金作原電池的正極B．放電時PF移向AlLi合金電極C．充電時，電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，陰極質(zhì)量增加9gD．充電時，陽極反應(yīng)為xC+PF－e－=CxPF6【答案】BD【分析】根據(jù)電池反應(yīng)：，Li化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)，因此AlLi作負(fù)極。【詳解】A．根據(jù)分析可知，Li化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)，AlLi作負(fù)極，A錯誤；B．放電時，陰離子向著原電池負(fù)極移動，即PF移向AlLi合金電極，B正確；C．充電時，陰極電極反應(yīng)：，電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，陰極生成1molAlLi，其質(zhì)量增加7g，C錯誤；D．放電時，正極反應(yīng)：，則充電時，陽極反應(yīng)為xC+PF－e－=CxPF6，D正確；答案選BD。13．（多選）用下列實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，不能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茿．用圖①所示實(shí)驗(yàn)裝置排空氣法收集H2氣體B．圖②裝置可以用來驗(yàn)證化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能C．圖③鐵片最終完全溶解，且高錳酸鉀溶液褪色D．圖④所示實(shí)驗(yàn)可比較硫、碳、硅三種元素的非金屬性強(qiáng)弱【答案】BC【詳解】A．氫氣的密度比空氣小，利用向下排空氣法收集，圖中導(dǎo)管短進(jìn)長出可收集氫氣，裝置合理，故A正確；B．缺少鹽橋，不能形成閉合回路，則不能驗(yàn)證化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故B錯誤；C．濃硫酸與Fe發(fā)生鈍化，阻止反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生，則不能觀察到鐵片最終完全溶解，故C錯誤；D．硫酸與碳酸鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，二氧化碳與硅酸鈉溶液反應(yīng)生成硅酸，均為強(qiáng)酸制取弱酸的反應(yīng)，則酸性：硫酸>碳酸>硅酸，又因三種酸均為對應(yīng)元素的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物，則可比較硫、碳、硅三種元素的非金屬性強(qiáng)弱，故D正確；故選BC。14．氮氧化物()的任意排放會造成酸雨、光化學(xué)煙霧等環(huán)境污染問題，有效處理氮氧化物目前已經(jīng)成為重要的研究課題。(1)請用化學(xué)方程式解釋汽車尾氣中NO產(chǎn)生的主要原因：