專題10-原電池-化學(xué)電源-(知識串講+專題過關(guān))(解析版)

專題10原電池化學(xué)電源【知識梳理】【歸納總結(jié)】一、原電池的工作原理及應(yīng)用1．原電池的概念及構(gòu)成條件(1)定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。(2)原電池的形成條件①能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。②兩個(gè)活潑性不同的電極(燃料電池的兩個(gè)電極可以相同)。③形成閉合回路，需滿足三個(gè)條件：a.存在電解質(zhì)；b.兩電極直接或間接接觸；c.兩電極插入電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中。2．工作原理(以鋅銅原電池為例)(1)裝置變遷(2)電極反應(yīng)負(fù)極：Zn－2e－=Zn2＋，氧化反應(yīng)。正極：Cu2＋＋2e－=Cu，還原反應(yīng)。總反應(yīng)：Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2＋。(3)鹽橋的組成和作用①鹽橋中裝有含KCl飽和溶液的瓊膠。②鹽橋的作用：a.連接內(nèi)電路，形成閉合回路；b.平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。③鹽橋中離子移向：陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極。3．原電池的應(yīng)用(1)設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源(2)比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱：原電池中，負(fù)極一般是活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬，正極一般是活動(dòng)性較弱的金屬(或能導(dǎo)電的非金屬)。(3)加快化學(xué)反應(yīng)速率：氧化還原反應(yīng)形成原電池時(shí)，反應(yīng)速率加快。(4)用于金屬的防護(hù)：將需要保護(hù)的金屬制品作原電池的正極而受到保護(hù)。二常見化學(xué)電源及工作原理1．分類2．工作原理電池電極反應(yīng)堿性鋅錳電池總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)＋Zn(OH)2；負(fù)極：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2；正極：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnO(OH)＋2OH－鉛酸蓄電池總反應(yīng)：Pb＋PbO2＋2H2SO4eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2PbSO4＋2H2O；負(fù)極：Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4；正極：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O氫氧燃料電池酸性總反應(yīng)：2H2＋O2=2H2O負(fù)極：2H2－4e－=4H＋；正極：O2＋4e－＋4H＋=2H2O堿性總反應(yīng)：2H2＋O2=2H2O負(fù)極：2H2＋4OH－－4e－=4H2O；正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－3.二次電池的充放電(1)可充電電池原理示意圖充電時(shí)，原電池負(fù)極與外接電源負(fù)極相連，原電池正極與外接電源正極相連，記作：“正接正，負(fù)接負(fù)”。(2)可充電電池有充電和放電兩個(gè)過程，放電時(shí)是原電池反應(yīng)，充電時(shí)是電解池反應(yīng)。充電、放電不是可逆反應(yīng)。(3)放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)和充電時(shí)的陰極反應(yīng)相反，放電時(shí)的正極反應(yīng)和充電時(shí)的陽極反應(yīng)相反。將負(fù)(正)極反應(yīng)式變換方向并將電子移項(xiàng)即可得出陰(陽)極反應(yīng)式。則充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為Fe(OH)2＋2e－=Fe＋2OH－。【方法探究】一、判斷電極的方法(1)通過反應(yīng)類型判斷①失去電子的電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；②得到電子的電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。(2)通過電子定向移動(dòng)方向和電流方向判斷①電子流出的電極為負(fù)極，電子經(jīng)外電路流入正極；②電流流出的電極為正極，電流經(jīng)外電路流入負(fù)極。(3)根據(jù)離子移動(dòng)方向判斷陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽離子向正極移動(dòng)。(4)根據(jù)電極現(xiàn)象判斷一般不斷溶解、質(zhì)量減輕的電極為負(fù)極；有固體析出、質(zhì)量增加或不變或有氣體產(chǎn)生的電極為正極。二、電極反應(yīng)式的書寫方法方法一直接書寫方法二間接書寫第一步，寫出電池總反應(yīng)式。第二步，寫出電極的正極反應(yīng)式。第三步，負(fù)極反應(yīng)式＝總反應(yīng)式－正極反應(yīng)式。【專題過關(guān)】1．（2022·四川成都·高二期中）下列有關(guān)電池的說法錯(cuò)誤的是A．廢棄電池中含有重金屬和酸堿等有害物質(zhì)，不能隨意丟棄B．化學(xué)電池可以將化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化成電能C．日常生活中用的手機(jī)電池是二次電池D．燃料電池?zé)o需將燃料貯存在電池內(nèi)部【答案】B【詳解】A．廢棄電池中含有重金屬和酸堿等有害物質(zhì)會污染水體和土壤，所以不能隨意丟棄，故A正確；B．化學(xué)電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，在轉(zhuǎn)換過程中難免會有能量損失，不能將化學(xué)能全部轉(zhuǎn)換為電能，故B錯(cuò)誤；C．日常生活中用的手機(jī)電池可以反復(fù)充電，屬于二次電池，故C正確；D．燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)，不斷從外界輸入，同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池，故D正確；故選B。2．（2022·四川綿陽·高二期末）如圖是原電池的裝置圖，圖中電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。下列說法錯(cuò)誤的是A．若c為硫酸銅溶液，a電極的質(zhì)量增加，則a為正極B．若c為稀硫酸溶液，b電極上產(chǎn)生氣泡，則b為正極C．若a為Zn，b為Fe，c為NaCl溶液，則Na+移向b極D．若總反應(yīng)為Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，a、b的材料可分別為Cu、Fe【答案】D【解析】A．若c為硫酸銅溶液，a電極的質(zhì)量增加，則Cu2+在a電極上得電子，所以a為正極，A正確；B．若c為稀硫酸溶液，b電極上產(chǎn)生氣泡，則H+在b電極上得電子，所以b為正極，B正確；C．若a為Zn，b為Fe，c為NaCl溶液，則發(fā)生吸氧腐蝕，F(xiàn)e為正極，陽離子向正極移動(dòng)，所以Na+移向b極，C正確；D．若總反應(yīng)為Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，則Cu作負(fù)極，正極金屬的活動(dòng)性應(yīng)比負(fù)極弱，所以b的材料不可能是Fe，D錯(cuò)誤；故選D。3．（2022·北京鐵路二中高二期中）分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是A．①②中Mg做負(fù)極，③④中Fe做負(fù)極B．②中Mg做負(fù)極，電極反應(yīng)式為Mg-2e-=Mg2+C．③中Cu做負(fù)極，電極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2＋D．④中Cu做正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e-=H2↑【答案】C【解析】A．②中Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，而Al能和NaOH溶液反應(yīng)失去電子，故Al做負(fù)極；③中Fe在冷的濃硝酸中鈍化，Cu和濃HNO3反應(yīng)失去電子，故Cu做負(fù)極，A錯(cuò)誤；B．②中鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，鋁作負(fù)極，電池總反應(yīng)為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，負(fù)極反應(yīng)式為2Al+8OH--6e-=2AlO+4H2O，B錯(cuò)誤；C．③中Fe在冷的濃硝酸中鈍化，Cu和濃HNO3反應(yīng)失去電子，故Cu做負(fù)極，電極反應(yīng)式為Cu?2e?=Cu2+，C正確；D．④中鐵作負(fù)極，Cu作正極，正極氧氣得電子，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-，D錯(cuò)誤；答案選C。4．（2022·四川達(dá)州·高二期末）下圖為鋅銅原電池示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是A．外電路電子由銅片流向鋅片B．鋅片上發(fā)生還原反應(yīng)C．銅片做正極，電極反應(yīng)是：D．鹽橋中的陽離子移向銅電極【答案】D【解析】銅鋅原電池中，因鋅的金屬性比銅強(qiáng)，則鋅片發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn-2e-═Zn2+，銅為正極，發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Cu2++2e-=Cu，原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極鋅沿導(dǎo)線流向正極銅，內(nèi)電路中陽離子移向正極Cu，陰離子移向負(fù)極Zn，據(jù)此分析解答。A．在原電池工作時(shí)，外電路中電子由負(fù)極(鋅片)沿導(dǎo)線經(jīng)過電流計(jì)流向正極(銅片)，故A錯(cuò)誤；B．鋅片為負(fù)極，鋅失電子生成鋅離子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C．銅片做正極，溶液中的Cu2+在銅片上得電子生成銅，電極反應(yīng)式為：Cu2++2e-=Cu，故C錯(cuò)誤；D．原電池工作時(shí)，陽離子向正極移動(dòng)，鹽橋中的陽離子移向銅電極，故D正確；故選：D。5．（2022·云南紅河·高二期末）某興趣小組模擬紙電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(如圖)，有關(guān)說法正確的是A．該裝置把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B．Zn為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)C．工作時(shí)由Zn電極向Cu電極遷移 D．工作一段時(shí)間后Cu電極質(zhì)量不變【答案】A【解析】A．該裝置為原電池，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A正確；B．鋅電極失去電子為負(fù)極，B錯(cuò)誤；

C．陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則工作時(shí)由Cu電極向Zn電極遷移，C錯(cuò)誤；D．Cu電極反應(yīng)式為：Cu2＋+2e—=Cu，質(zhì)量增加，D錯(cuò)誤；故答案為A。6．（2022·浙江省衢州第一中學(xué)高二開學(xué)考試）探究化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化，實(shí)驗(yàn)裝置(裝置中的試劑及用量完全相同)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下(注：注射器用于收集氣體并讀取氣體體積)。項(xiàng)目時(shí)間/裝置①裝置②氣體體積/溶液溫度/氣體體積/溶液溫度/0022.0022.08.53024.85023.810.55026.0--下列說法不正確的是A．裝置②中的Cu表面有氣泡產(chǎn)生，而裝置①中的Cu表面無氣泡B．裝置①和②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式都為：C．原電池反應(yīng)能加快化學(xué)反應(yīng)速率，導(dǎo)致裝置①中反應(yīng)的平均速率比裝置②中的小D．由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，原電池的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能【答案】D【解析】裝置①為鋅與稀硫酸的反應(yīng)，裝置②為Zn、Cu與稀硫酸形成的原電池。A．裝置②中的表面有氣泡產(chǎn)生，是原電池的正極，而裝置①中的表面無氣泡，僅是化學(xué)反應(yīng)，表面有氣泡，故A正確；B．裝置①為鋅與稀硫酸的反應(yīng)，離子方程式為；裝置②為Zn、Cu與稀硫酸形成的原電池，總反應(yīng)式為，故B正確；C．基于表格數(shù)據(jù)信息的證據(jù)推理可知，收集相同體積的氣體裝置②需要的時(shí)間更短，故原電池反應(yīng)能加快化學(xué)反應(yīng)速率，故C正確；D．化學(xué)能有一部分轉(zhuǎn)化為了熱能，而不是全部轉(zhuǎn)化為電能，表現(xiàn)在溫度升高上，也是基于證據(jù)的推理，故D錯(cuò)誤；故選D。7．（2022·四川成都·高二期末）在pH=4.5時(shí)，利用原電池原理，用鐵粉將廢水中無害化處理的實(shí)驗(yàn)如下表：方案一方案二初始條件pH=4.5pH=4.5，F(xiàn)e2+去除率＜50%接近100%24小時(shí)pH接近中性接近中性鐵的最終物質(zhì)形態(tài)下列說法正確的是A．該電池中Fe作負(fù)極，可被完全氧化B．正極的電極反應(yīng)為：C．方案二的去除率高，原因可能是Fe2+破壞了FeO(OH)層D．改變鐵粉粒徑大小，的去除速率不變【答案】C【解析】A．用鐵粉將廢水中無害化處理，則Fe為負(fù)極，由于反應(yīng)產(chǎn)生的FeO(OH)不能導(dǎo)電，該物質(zhì)不能溶于水，其將Fe全部覆蓋，阻礙電子轉(zhuǎn)移，因此Fe不能被完全氧化，A錯(cuò)誤；B．在正極上得到電子被還原為，在酸性環(huán)境中不可能存在NH3，正極的電極反應(yīng)式為：+8e-+10H+=+3H2O，B錯(cuò)誤；C．方案二的去除率高，原因可能是Fe2+與FeO(OH)反應(yīng)產(chǎn)生了Fe3O4，將不能導(dǎo)電的FeO(OH)反應(yīng)產(chǎn)生易導(dǎo)電的Fe3O4，有利于電子的轉(zhuǎn)移，因此加入Fe2+可以提高去除率，C正確；D．改變鐵粉粒徑大小，可以形成許多微小原電池，從而使的去除速率加快，D錯(cuò)誤；故合理選項(xiàng)是C。8．M、N、P、E四種金屬，已知：①M(fèi)＋N2＋=N＋M2＋；②M、P用導(dǎo)線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸出；③N、E用導(dǎo)線連接放入E的硫酸鹽溶液中，電極反應(yīng)為E2＋＋2e－=E，N－2e－N2＋。則這四種金屬的還原性由強(qiáng)到弱的順序是()A．P＞M＞N＞E B．E＞N＞M＞PC．P＞N＞M＞E D．E＞P＞M＞N答案A解析由①知，金屬活動(dòng)性：M＞N；M、P用導(dǎo)線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸出，說明M作原電池的正極，故金屬活動(dòng)性：P＞M；N、E構(gòu)成的原電池中，N作負(fù)極，故金屬活動(dòng)性：N＞E。9．鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關(guān)敘述正確的是()A．銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．電池工作一段時(shí)間后，甲池中c(SOeq\o\al(2－,4))減小C．電池工作一段時(shí)間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D．陰、陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng)，保持溶液中電荷平衡答案C解析A項(xiàng)，由鋅的金屬活動(dòng)性大于銅可知，銅電極為正極，在正極上Cu2＋得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Cu，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由于陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，故甲池中c(SOeq\o\al(2－,4))不變，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，在乙池中發(fā)生反應(yīng)Cu2＋＋2e－=Cu，同時(shí)甲池中的Zn2＋通過陽離子交換膜進(jìn)入乙池中，由于M(Zn)>M(Cu)，故乙池溶液的總質(zhì)量增加，正確。10．（2022·福建龍巖·高二期末）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。下列說法不正確的是A．甲中移向銅電極B．乙中正極反應(yīng)式為：C．丙中鋅筒作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，鋅筒會變薄D．丁使用一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的酸性減弱【答案】B【詳解】A．由圖可知，甲為銅鋅原電池，鋅為原電池的負(fù)極，銅為原電池的正極，溶液中氫離子移向正極銅，故A正確；B．由圖可知，乙為紐扣式銀鋅原電池，鋅為原電池的負(fù)極，氧化銀為原電池的正極，水分子作用下，氧化銀在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銀和氫氧根離子，電極反應(yīng)式為Ag2O+H2O+2e—=2Ag+2OH—，故B錯(cuò)誤；C．由圖可知，丙為鋅錳干電池，鋅筒作負(fù)極，放電時(shí)，鋅發(fā)生氧化反應(yīng)被消耗，所以鋅筒會變薄，故C正確；D．由圖可知，丁為鉛蓄電池，電池的總反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，反應(yīng)中硫酸被消耗，溶液中離子濃度減小，電解質(zhì)溶液的酸性減弱，故D正確；答案選B。11．Li—FeS2電池是目前電池中綜合性能最好的一種電池，其結(jié)構(gòu)如圖所示。已知電池放電時(shí)的反應(yīng)為4Li＋FeS2=Fe＋2Li2S。下列說法錯(cuò)誤的是()A．Li為電池的負(fù)極B．電池工作時(shí)，Li＋向正極移動(dòng)C．正極的電極反應(yīng)式為FeS2＋4e－=Fe＋2S2－D．將熔融的LiCF3SO3改為LiCl的水溶液，電池性能更好答案D解析A項(xiàng)，由eq\o(Li,\s\up6(0))→eq\o(Li2S,\s\up6(＋1))發(fā)生氧化反應(yīng)，可知Li為電池的負(fù)極；B項(xiàng)，電池工作時(shí)，陽離子(Li＋)移向正極；D項(xiàng)，由于2Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑，故不能用LiCl的水溶液作為電解質(zhì)溶液。12．鋰—液態(tài)多硫電池具有能量密度高、儲能成本低等優(yōu)點(diǎn)，以熔融金屬鋰、熔融硫和多硫化鋰[Li2Sx(2≤x≤8)]分別作兩個(gè)電極的反應(yīng)物，固體Al2O3陶瓷(可傳導(dǎo)Li＋)為電解質(zhì)，其反應(yīng)原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．該電池比鈉—液態(tài)多硫電池的比能量高B．放電時(shí)，內(nèi)電路中Li＋的移動(dòng)方向?yàn)閺腶到bC．Al2O3的作用是導(dǎo)電、隔離電極反應(yīng)物D．充電時(shí)，外電路中通過0.2mol電子，陽極區(qū)單質(zhì)硫的質(zhì)量增加3.2g答案D解析由圖分析知電極a為負(fù)極，電極b為正極，放電時(shí)，內(nèi)電路中Li＋從電極a移向電極b，B正確；Al2O3為固體電解質(zhì)，能導(dǎo)電，同時(shí)將兩極反應(yīng)物隔開，C正確；當(dāng)外電路中通過0.2mole－時(shí)，陽極區(qū)生成0.1xmol硫，故陽極區(qū)生成硫的質(zhì)量為3.2xg，D錯(cuò)誤。13．微生物燃料電池能將污水中的乙二胺(H2NCH2CH2NH2)氧化成環(huán)境友好的物質(zhì)，示意圖如圖所示，a、b均為石墨電極。下列說法錯(cuò)誤的是()A．a(chǎn)電極的電極反應(yīng)為H2NCH2CH2NH2－16e－＋4H2O=2CO2↑＋N2↑＋16H＋B．電池工作時(shí)質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)C．a(chǎn)電極上的電勢比b電極上的電勢低D．電池工作時(shí)b電極附近溶液的pH保持不變答案D解析原電池中，陽離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，B正確；a電極為負(fù)極，b電極為正極，故a電極上的電勢比b電極上的電勢低，C正確；電池工作時(shí)，氧氣在正極b上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋4H＋=2H2O，H＋濃度減小，故b電極附近溶液的pH增大，D錯(cuò)誤。14．（2022·福建莆田·高二期末）一種熔融碳酸鹽燃料電池的原理示意圖如下。下列說法錯(cuò)誤的是A．催化重整發(fā)生的反應(yīng)：B．電池工作時(shí)，外電路電子從電極X向電極Y移動(dòng)C．電池工作時(shí)，內(nèi)電路向電極Y移動(dòng)D．電極X上參與的反應(yīng)：【答案】C【分析】該裝置為化學(xué)電源，根據(jù)裝置圖，電極X中通入CO、H2，生成CO2和H2O，C、H的化合價(jià)升高，根據(jù)原電池工作原理，電極X為負(fù)極，則電極Y為正極，據(jù)此分析；【詳解】A．根據(jù)裝置圖，催化重整的方程式為CH4+H2OCO+3H2，故A說法正確；B．根據(jù)上述分析，以及原電池工作原理，電子從電極X經(jīng)外電路流向電極Y，故B說法正確；C．根據(jù)原電池工作原理，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，即CO移向電極X，故C說法錯(cuò)誤；D．CO移向電極X，負(fù)極上失去電子，化合價(jià)升高，因此氫氣在負(fù)極上發(fā)生電極反應(yīng)式為H2+CO-2e-=CO2+H2O，故D說法正確；答案為C。15．某污水處理廠利用微生物電池將鍍鉻廢水中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)催化還原，其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是()A．電池工作過程中電子由a極流向b極B．b極反應(yīng)式：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6e－＋14H＋=2Cr3＋＋7H2OC．電池工作過程中a極區(qū)附近溶液的pH增大D．每處理1molCr2Oeq\o\al(2－,7)，可生成33.6L(標(biāo)況下)CO2答案C解析由圖分析知，a極CH3COOH轉(zhuǎn)化為CO2和H＋，發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，b極Cr2Oeq\o\al(2－,7)和H＋轉(zhuǎn)化為Cr3＋，發(fā)生還原反應(yīng)，為正極。A項(xiàng)，電子由負(fù)極流向正極，正確；C項(xiàng)，由aCH3COOH轉(zhuǎn)化為CO2每生成1molCO2失4mole－，故每處理1molCr2Oeq\o\al(2－,7)生成CO2的物質(zhì)的量為eq\f(6,4)mol，標(biāo)況下為33.6L，正確。16．載人航天工程對科學(xué)研究及太空資源開發(fā)具有重要意義，其發(fā)展水平是衡量一個(gè)國家綜合國力的重要指標(biāo)。中國正在逐步建立自己的載人空間站“天宮”，神舟十三號載人飛船在北京時(shí)間2021年10月16日0時(shí)23分點(diǎn)火發(fā)射，又一次正式踏上飛向浩渺星辰的征途。(1)氫氧燃料電池（構(gòu)造示意圖如圖）單位質(zhì)量輸出電能較高，反應(yīng)生成的水可作為航天員的飲用水，氧氣可以作為備用氧源供給航天員呼吸。①判斷極為電池的________極，發(fā)生________反應(yīng)，向_______（填“”或“”）極作定向移動(dòng)。②電極的電極反應(yīng)式為______。(2)“神舟”飛船的電源系統(tǒng)共有3種，分別是太陽能電池帆板、鎘鎳蓄電池和應(yīng)急電池。緊急狀況下，應(yīng)急電池會自動(dòng)啟動(dòng)，工作原理為，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為________。當(dāng)負(fù)極消耗時(shí)，正極產(chǎn)生的物質(zhì)的量為________。該電池在使用過程中，電解質(zhì)溶液中的物質(zhì)的量濃度______（填“增大”、“減小”或“不變”）?！敬鸢浮?1)負(fù)

氧化

X

(2)

2

增大【解析】該題主要考查原電池原理相關(guān)知識，涉及熟悉的氫氧堿性燃料電池和陌生的原電池。（1）氫氧燃料電池為原電池，如圖所示X極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)為原電池的負(fù)極；OH-為陰離子，向原電池的負(fù)極移動(dòng)；Y電極為原電池的正極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，O2+4e-+2H2O=4OH-；（2）原電池的負(fù)極會發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)電池總反應(yīng)可得負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2；正極反應(yīng)式為Ag2O+H2O=2Ag+2OH-,當(dāng)負(fù)極消耗時(shí)，轉(zhuǎn)移2mol電子，正極產(chǎn)生的物質(zhì)的量為2mol；該電池在使用過程中，電解質(zhì)溶液中的物質(zhì)的量不變，但是溶質(zhì)水表現(xiàn)為消耗，故其濃度增大。17．（2022·安徽·六安一中高二期末）燃料電池是一種將燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置。(1)以多孔鉑為電極，如圖甲裝置中A、B口分別通入和構(gòu)成乙醇燃料電池，則b電極是___________(填“正極”或“負(fù)極”)，該電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式為___________。(2)科學(xué)家研究了轉(zhuǎn)化溫室氣體的方法，利用圖乙所示裝置可以將轉(zhuǎn)化為氣體燃料，該電池負(fù)極反應(yīng)式為___________，工作時(shí)的總反應(yīng)式為___________。(3)綠色電源“二甲醚-氧氣燃料電池”的工作原理如圖丙所示。①氧氣應(yīng)從c處通入，發(fā)生的電極反應(yīng)式為___________；②二甲醚()應(yīng)從b處加入，電極X上發(fā)生的電極反應(yīng)式為___________；③電池在放電過程中，電極X周圍溶液的___________(填“增大”“減小”或“不變”)。【答案】(1)

正極

(2)

(3)

減小【解析】(1)B口處通入氧氣，氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，為電源正極；該電池的負(fù)極的電極反應(yīng)為乙醇在堿性條件下失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸根離子和水，；(2)由圖可知，M極水生成氧氣，發(fā)生氧化反應(yīng)為電源負(fù)極，電極反應(yīng)式為；該電池N極二氧化碳發(fā)生還原反應(yīng)生成水和一氧化碳，為電源正極，故電池總反應(yīng)為二氧化碳生成氧氣和一氧化碳：；(3)①氧氣應(yīng)從c處通入，氧氣得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)生成水，發(fā)生的電極反應(yīng)式為；②二甲醚()應(yīng)從b處加入，在X極上失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，電極X上發(fā)生的電極反應(yīng)式為；③由②分析可知，電池在放電過程中，電極X周圍溶液中氫離子濃度變大，減小。18．(1)微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如圖所示：①HS－在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)的電極反應(yīng)式是_______________________________。②若維持該微生物電池中兩種細(xì)菌的存在，則電池可以持續(xù)供電，原因是____________________________。(2)氨氧燃料電池具有很大的發(fā)展?jié)摿?，其工作原理如圖所示。①a電極的電極反應(yīng)式是_____________________________________________________；②一段時(shí)間后，需向裝置中補(bǔ)充KOH，請依據(jù)反應(yīng)原理解釋原因：________________________________________________________________________。答案(1)①HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋9H＋②HS－、SOeq\o\al(2－,4)的濃度不會發(fā)生變化，只要有兩種細(xì)菌存在，就會循環(huán)地把有機(jī)物氧化成CO2放出電子(2)①2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O②發(fā)生反應(yīng)：4NH3＋3O2=2N2＋6H2O，有水生成，使溶液逐漸變稀，為了保持堿溶液的濃度不變，所以要補(bǔ)充KOH解析(1)①酸性環(huán)境中反應(yīng)物為HS－，產(chǎn)物為SOeq\o\al(2－,4)，