2021高考化学一轮复习课练19原电池化学电源含解析

2021高考化学一轮复习课练19原电池化学电源含解析

课练19　原电池　化学电源 ‎———————[狂刷小题　夯基础]—————————‎ ‎[练基础]‎ ‎1．将下列材料和电解质溶液按如图所示组装成一个原电池，则负极电极反应式书写正确的是(　　)‎ X Y 电解质 溶液a 负极电极反应式 A 硅 铁 NaOH溶液 Fe－2e－===Fe2＋‎ B 铜 铝 浓硝酸 Al－3e－===Al3＋‎ C 二氧 化铅 铅 稀硫酸 Pb－2e－===Pb2＋‎ D 镁 铝 KOH溶液 Al－3e－＋4OH－‎ ‎===‎ AlO＋2H2O ‎2．一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池的说法正确的是(　　)‎ A．a电极为正极 - 18 -‎ B．H＋由右室通过质子交换膜进入左室 C．a电极的电极反应式为C6H5OH－28e－＋‎ ‎11H2O===6CO2↑＋28H＋‎ D．当b电极上产生1 mol N2时，溶液中将有10 mol e－通过 ‎3．某学生设计的四种锂空气电池的工作原理示意图如图所示，固体电解质只允许Li＋通过，其中不正确的是(　　)‎ ‎4．最近，科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A．右边吸附层中发生了还原反应 B．负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－===2H2O C．电池的总反应是2H2＋O2===2H2O D．电解质溶液中Na＋向右移动，ClO向左移动 ‎5．金属－硫电池价格低廉，使用寿命长，能量密度高，因而在电池研究领域得到广泛关注。常温下新型Mg－S电池放电时的总反应为：Mg＋nS===MgSn。下列关于该电池的说法正确的是(　　)‎ A．负极材料为金属镁，正极材料为固体硫 B．电解质可选用硫酸铜 C．放电时，阳离子向负极移动 D．将金属镁换成金属钠或锂也可以形成原电池 ‎6．如图是甲烷燃料电池的工作原理模拟示意图，下列说法正确的是(　　)‎ - 18 -‎ A．电极B上O2发生氧化反应 B．OH－由负极区向正极区迁移 C．若电极区溶液体积不变，一段时间后电极B区溶液pH变大 D．电极A区发生反应：CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O ‎7．(多选)一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的原理及电池中发生的主要反应如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．镀铂导电玻璃的作用是传递I－‎ B．电池工作时，光能转变为电能，X为电池的正极 C．电解质溶液中发生反应：2Ru3＋＋3I－===2Ru2＋＋I D．电池的电解质溶液中I－和I的浓度均不变 ‎8．常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池如图1所示，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示。反应过程中有红棕色气体产生。下列说法错误的是(　　)‎ A．t1 s前，Al片的电极反应为：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋‎ B．t1 s时，因Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍了Al继续反应 C．t1 s之后，负极Cu失电子，电流方向发生改变 D．t1 s之后，左边烧杯中发生反应的离子方程式为：‎ - 18 -‎ ‎2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O ‎[练高考]‎ ‎1．[2019·全国卷]利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2＋/MV＋在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是(　　)‎ A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能 B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应：H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋‎ C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3‎ D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 ‎2．[2016·全国卷]MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是(　　)‎ A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋‎ B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移 D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑‎ ‎3．[2015·全国卷]微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是(　　)‎ A．正极反应中有CO2生成 B．微生物促进了反应中电子的转移 C．质子通过交换膜从负极区移向正极区 D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O ‎4．[2016·上海卷]图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示(　　)‎ - 18 -‎ A．铜棒的质量 B．c(Zn2＋)‎ C．c(H＋) D．c(SO)‎ ‎5．[2014·广东卷]某同学组装了如图所示的电化学装置。电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则(　　)‎ A．电流方向：电极Ⅳ→→电极Ⅰ B．电极Ⅰ发生还原反应 C．电极Ⅱ逐渐溶解 D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu ‎[练模拟]‎ ‎1．[2019·武汉调研]下列装置为某实验小组设计的Cu－Zn原电池，下列说法错误的是(　　)‎ A．装置甲中电子流动方向为：Zn→电流表→Cu B．装置乙比装置甲提供的电流更稳定 C．装置乙盐桥中可用装有琼胶的Na2CO3饱和溶液 D．若装置乙中盐桥用铁丝替代，反应原理发生改变 ‎2．[2019·云南昆明一模]利用铜和石墨作电极，在盐酸介质中，铜与氢叠氮酸(HN3)构成原电池，总反应方程式为2Cu＋2Cl－＋HN3＋3H＋===2CuCl(s)＋N2↑＋NH。下列判断正确的是(　　)‎ A．电子从石墨电极流向铜电极 B．溶液中Cl－向石墨电极移动 C．每转移1 mol电子，负极质量减少64 g - 18 -‎ D．正极反应式为HN3＋3H＋＋2e－===N2↑＋NH ‎3．(多选)含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠，设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去，其原理如图所示。下列叙述正确的是(　　)‎ A．氯苯被氧化生成苯 B．N极为电池的负极 C．M极的电极反应式为C6H5Cl＋e－===C6H6＋Cl－‎ D．每生成1 mol CO2，由N极区进入M极区的H＋为4 mol ‎4．[2019·陕西榆林第二次质检]联氨(N2H4)是火箭的燃料，一种用联氨制成的燃料电池示意图如下，下列有关该电池的说法正确的是(　　)‎ A．该电池工作时，电子从负极经电解质溶液流向正极 B．负极的反应式为N2H4－4e－===N2↑＋4H＋‎ C．电池工作一段时间后，溶液的pH减小 D．当电路中通过0.1 mol电子时，负极上消耗0.56 L O2(标准状况)‎ ‎————————[综合测评　提能力]————————‎ 一、选择题：本题共7小题，每小题2分，共14分。每小题只有一个选项符合题意。‎ ‎1.‎ - 18 -‎ ‎[2019·河北唐山期末]铜锌电池原理如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．a电极发生还原反应 B．盐桥中K＋移向a电极 C．b电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu D．电子由Zn电极流出，经盐桥溶液流向b电极 ‎2．[2019·北京石景山区期末]在探究柠檬电池的工作原理时，某课外小组同学发现：当按图Ⅰ所示连接一个柠檬时，二极管不发光；按图Ⅱ所示连接几个柠檬时，二极管发光。下列说法不正确的是(　　)‎ A．图Ⅰ中二极管不发光，说明该装置不构成原电池 B．图Ⅱ中铁环为负极、铜线为正极，负极的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋‎ C．图Ⅰ中二极管不发光的原因是单个柠檬电池的电压较小 D．图Ⅱ中所得的电池组的总电压是各个柠檬电池的电压之和 ‎3．[2019·山东荷泽期末]瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨－液氧燃料电池示意图如图所示。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．电池总反应为4NH3＋3O2===2N2＋6H2O B．电池工作时，OH－向正极移动 C．电极2发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O D．电流由电极1经外电路流向电极2‎ - 18 -‎ ‎4．[2019·四川泸州一模]如图是一种可充电锂电池，反应原理是4Li＋FeS2Fe＋2Li2S，SO(CH3)2是溶剂。下列说法正确的是(　　)‎ A．放电时，a极被还原 B．放电时，电解质溶液中PF向b极区迁移 C．充电时，b极反应式为Fe＋2Li2S－4e－===FeS2＋4Li＋‎ D．充电时，a极连接电源的正极 ‎5．[2019·湖南郴州质检]LED产品的使用为城市增添色彩。如图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．a处通入氧气，b处通氢气 B．通入H2的电极发生反应：H2－2e－===2H＋‎ C．a极为负极，发生氧化反应 D．该装置将化学能最终转化为电能 ‎6．[2019·山东邹城期末]一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池说法正确的是(　　)‎ A．重油是石油分馏的产品，含有的主要元素是C、H、O B．电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO C．电极A上H2参与的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O D．电池工作时，CO向电极B移动 ‎7．[2019·陕西宝鸡中学一模]一种处理垃圾渗透液并用其发电的装置示意图如图所示。装置工作时，下列说法不正确的是(　　)‎ - 18 -‎ A．微生物细菌在氮的硝化中起氧化作用 B．盐桥中K＋向Y极移动 C．电子由Y极沿导线流向X极 D．Y极发生的反应为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O 二、选择题：本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。‎ ‎8.‎ 某同学用铜制U形物代替“盐桥”进行如图所示的实验，同样发现电流计指针发生偏转，则下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．铜制U形物与“盐桥”作用相同，电子的流动方向是Cu→电流计→Ag→b→a B．甲烧杯中Cu为负极，发生反应Cu－2e－===Cu2＋，乙烧杯中Ag为正极，发生反应Ag＋＋e－===Ag C．甲为电解池，乙为原电池，a为阴极，b为负极 D．工作一段时间后取出U形物称量，质量不变 ‎9．如图是新型镁－锂双离子二次电池，下列关于该电池的说法不正确的是(　　)‎ A．放电时，Li＋由左向右移动 B．放电时，正极的电极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4‎ C．充电时，外加电源的正极与Y相连 D．充电时，导线上每通过1 mol e－，左室溶液质量减轻12 g - 18 -‎ ‎10．某新型可充电电池构造如图所示，工作时(需先引发铁和氯酸钾的反应，从而使LiCl－KCl共晶盐熔化)某电极(记为X)的反应式之一为xLi＋＋xe－＋LiV3O8===Li1＋xV3O8。下列说法正确的是(　　)‎ A．放电时，正极上的电极反应式为Li－e－===Li＋‎ B．放电时，总反应式为xLi＋LiV3O8===Li1＋xV3O8‎ C．充电时，X电极与电源负极相连 D．充电时，X电极的质量减轻 三、非选择题：本题共3小题。‎ ‎11．(12分)如图所示，在不同的电解质溶液中可以组成不同的电池。‎ ‎(1)①当电解质溶液为稀硫酸时，Fe电极是________(填“正”或“负”)极，其电极反应式为________________________________________________________________________。‎ ‎②当电解质溶液为NaOH溶液时，Al电极是________(填“正”或“负”)极，其电极反应式为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)若把铝改为锌，电解质溶液为浓硝酸，则Fe电极是__________(填“正”或“负”)极，其电极反应式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎12．‎ - 18 -‎ ‎(10分)[2019·山东东明一中期末]氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。右图为电池示意图，该电池的电极c、d表面镀了一层细小的铂粉，吸附气体的能力强，性质稳定。请回答下列问题：‎ ‎(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是__________________________，该电池负极的电极反应式为________________________________________。‎ ‎(2)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________(填序号)。‎ A．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＞0‎ B．Mg(s)＋2NH4Cl(aq)===MgCl2(aq)＋2NH3(g)＋H2(g)　ΔH＜0‎ C．2Al(s)＋2NaOH(aq)＋2H2O(l)===2NaAlO2(aq)＋3H2(g)　ΔH＜0‎ D．CH3COONH4(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)＋NH3(g)　ΔH＜0‎ ‎(3)氢氧燃料电池和全固态锂离子电池的关键技术之一是安全储氢。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：‎ Ⅰ.2Li＋H2===2LiH；‎ Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑。‎ ‎①已知固态LiH的密度为0.82 g·cm－3，用锂吸收112 L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为1________。 ‎ ‎②由①生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量的转化率为75%，则导线中通过电子的物质的量为________ mol。‎ ‎13．(16分)[2019·福建质检]某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。‎ 图1‎ ‎(1)如图1为某实验小组依据氧化还原反应：(用离子方程式表示)____________________设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过________mol电子。‎ ‎(2)其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为__________________，这是由于NH4Cl溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性质的原因________________，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式________________，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此作了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态。”如果＋3价铁被氧化为FeO - 18 -‎ ‎，试写出该反应的离子方程式________________________________________________________________________。‎ 图2‎ ‎(3)如图2其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图所示。一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，现象是______________，电极反应为______________；乙装置中石墨(1)为________(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)极，乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为____________，产物常用________________检验，反应的离子方程式为________________________________。‎ 课练19　原电池　化学电源 ‎[狂刷小题　夯基础]‎ ‎[练基础]‎ ‎1．D　A项，硅可与NaOH溶液反应而铁不能，因此硅为负极，电极反应式为Si－4e－＋6OH－===SiO＋3H2O，错误。B项，铝在浓硝酸中会钝化，因此铜为负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，错误。C项，忽视硫酸铅为微溶物。铅、二氧化铅、稀硫酸构成铅蓄电池，其中铅为负极，由于硫酸铅微溶，负极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4，错误。D项，铝能与KOH溶液反应，所以此时铝为负极，且产物为AlO，负极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O，正确。‎ - 18 -‎ ‎2．C　根据a电极上C6H5OH转化为CO2，知a电极上发生氧化反应，则a电极为负极，A项错误；H＋由左室通过质子交换膜进入右室，B项错误；a电极上C6H5OH被氧化为CO2，电极反应式为C6H5OH－28e－＋11H2O===6CO2↑＋28H＋，C项正确；电子不能通过电解质溶液，D项错误。‎ ‎3．A　金属锂是活泼金属，与水接触时会发生反应，2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，所以锂电极不能与水基电解质直接接触，观察对比会发现，只有A项中金属锂电极与水基电解质直接接触，故A项不正确。‎ ‎4．C　由图可知，左边电极有电子流出，所以该电极应该为负极，电极上物质的主要变化为H2转变成H2O，发生氧化反应，右边电极为正极，电极上物质的主要变化为H＋转变为H2，发生还原反应。由上述分析可知，右边电极为正极，发生还原反应，A项正确；负极的电极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O，B项正确；电池的总反应为消耗H2，生成H2，C项错误；由于右边电极为正极，左边电极为负极，在电解质溶液中，阳离子往正极移动，阴离子则向负极移动，D项正确。‎ ‎5．D　该电池的负极材料为Mg，但正极材料不是固体硫，因为固体硫不导电，A项错误；电解质不能选用硫酸铜，否则正极为Cu2＋得电子而不是S得电子，B项错误；放电时阳离子向正极移动，C项错误；若将金属镁换成金属钠或锂，则总反应为2Na＋nS===Na2Sn或2Li＋nS＝Li2Sn，也可以形成原电池，D项正确。‎ ‎6．D　甲烷(CH4)燃料电池的反应原理是CH4与O2反应生成CO2和H2O，但该甲烷燃料电池的电解质溶液为KOH溶液，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，所以总反应为CH4＋2KOH＋2O2===K2CO3＋3H2O，负极反应为CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O，正极反应为2O2＋4H2O＋8e－===8OH－，故D正确；电极B是正极(发生还原反应)，电极A是负极(发生氧化反应)，A错误；正极区O2得电子生成OH－，OH－穿过阴离子交换膜向负极区迁移，故B错误；因使用了阴离子交换膜，故K＋不能进行迁移，因电极区溶液体积不变，根据溶液呈电中性知，正极区溶液pH不变，故C错误。‎ ‎7．CD　由图中电子的移动方向可知，电极X为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应为2Ru2＋－2e－===2Ru3＋，电极Y为原电池的正极，电解质为I和I－的混合物，I在正极上得电子被还原，正极反应为I＋2e－===3I－。电池工作时，Y电极为原电池的正极，发生还原反应，则镀铂导电玻璃的作用是作正极材料，A错误；由图中电子的移动方向可知，电极X为原电池的负极，B错误；电池工作时，负极反应为2Ru2＋－2e－===2Ru3＋，正极反应为I＋2e－===3I－，又Ru2＋和Ru3＋，I和I－相互转化，所以电解质溶液中发生2Ru3＋＋3I－===2Ru2＋＋I，C正确；由电池中发生的反应可知，I在正极上得电子被还原为I－，后又被氧化为I，I和I－相互转化，反应的实质是光敏有机物在激发态与基态的相互转化，所有化学物质都没有被损耗，故D正确。‎ ‎8．D　t1 s前，Al片作负极，发生氧化反应，其电极反应式为2Al＋3H2O－6e－===Al2O3‎ - 18 -‎ ‎＋6H＋，A项正确；t1 s时，随着反应进行铝表面钝化形成的氧化膜阻碍了Al继续反应，B项正确；t1 s后Cu作负极发生氧化反应，电流方向发生改变，C项正确；t1 s之后，Al极生成NO2，NO2溶于NaOH溶液中生成NaNO3和NaNO2，即右边烧杯中发生反应的离子方程式为2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O，D项错误。‎ ‎[练高考]‎ ‎1．B　工业合成氨需要在高温、高压、催化剂作用下完成，而此法合成氨气是利用生物燃料电池原理，反应条件温和，还可提供电能，A项正确。根据图示及化合价变化特点，可以得出H2转化为H＋的过程在负极区域完成，不是阴极区域，B项错误。N2在固氮酶的作用下与质子反应转化为NH3，得电子发生还原反应，C项正确。原电池中阳离子由负极区移向正极区，D项正确。‎ ‎2．B　A项，Mg为负极，则负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，正确；B项，AgCl为正极，正极反应式为AgCl＋e－===Ag＋Cl－，错误；C项，原电池放电时负极失电子带大量正电荷，使Cl－由正极向负极移动，正确；D项，负极Mg是活泼金属，会有一部分发生副反应：Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，正确。‎ ‎3．A　A项，正极是O2得电子发生还原反应与H＋结合生成H2O，无CO2生成，错误；C项，原电池中阳离子(H＋)移向正极，正确；D项，电池总反应是C6H12O6与O2发生的反应，正确。‎ ‎4．C　根据图2可知，随着电路中电子流入的增多，y轴表示的量逐渐减少。A项，随着电子的流入，铜电极即正极质量不变，错误；B项，随反应进行，负极金属锌溶解，溶液中锌离子浓度逐渐增大，错误；C项，随着反应进行，氢离子在正极放电，溶液中的氢离子浓度逐渐减小，正确；D项，反应和硫酸根离子无关，故其浓度不变，错误。‎ ‎5．A　由题意知，图中左侧装置构成双液原电池，电极I为负极，发生氧化反应，B项错误；电极Ⅱ为正极，发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu，C项错误；右侧装置为电解池，电极Ⅲ为阳极，发生反应：Cu－2e－===Cu2＋，D项错误；电极Ⅳ为阴极，电路中电流由电极Ⅳ经电流表到电极I，A项正确。‎ ‎[练模拟]‎ ‎1．C　装置甲中Zn电极为负极，Cu电极为正极，电子从负极流出经导线流入正极，故电子流动方向：Zn→电流表→Cu，A项正确；装置甲中Zn与CuSO4溶液直接反应生成的Cu会附着在Zn电极上，使电池效率降低，装置乙为带有盐桥的原电池，氧化反应和还原反应在两池中分别发生，提供的电流更稳定，B项正确；装置乙盐桥中若用装有琼胶的Na2CO3饱和溶液，则CO向ZnSO4溶液中迁移，ZnSO4溶液中会产生沉淀，C项错误；若装置乙中盐桥用铁丝替代，则形成两个串联的原电池，反应原理改变，D项正确。‎ - 18 -‎ ‎2．D　本题考查原电池的构成及工作原理，涉及电子和离子的移动、电极反应式及电极质量的变化。由电池总反应可知，Cu发生氧化反应生成CuCl(s)，则铜电极是负极，石墨是正极，电子由负极经导线流向正极，故电子从铜电极流向石墨电极，A错误；溶液中阴离子向负极移动，则溶液中Cl－向铜电极移动，B错误；负极反应式为2Cu＋2Cl－－2e－===2CuCl，故电路中转移1 mol电子时，负极上生成l mol CuCl，负极质量增加35.5 g，C错误；用电池总反应式减去负极反应式可得正极反应式为HN3＋3H＋＋2e－===N2↑＋NH，D正确。‎ ‎3．BD　本题考查微生物原电池的构成及工作原理。由题图可知，H＋由N极移向M极，则M极是正极，发生还原反应，氯苯被还原生成苯，A错误；CH3COO－在N极上被氧化生成CO2，则N极是电池的负极，B正确；M极是正极，电极反应式为C6H5Cl＋H＋＋2e－===C6H6＋Cl－，C错误；N极反应式为CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋，则生成1 mol CO2时，消耗0.5 mol CH3COO－，同时生成3.5 mol H＋，为维持N极区溶液呈电中性，有4 mol H＋由N极区进入M极区，D正确。‎ ‎4．C　本题考查联氨燃料电池的构成及工作原理。电池工作时，电子从负极经导线流向正极，不进入电解质溶液，A错误；N2H4在负极上发生氧化反应生成N2，电解质溶液是KOH溶液，则电极反应式为N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O，B错误；正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，综合两电极反应式可得燃料电池总反应式为N2H4＋O2===N2↑＋2H2O，反应生成H2O，c(KOH)逐渐减小，溶液的pH减小，C正确；O2参与正极反应，电路中通过0.1 mol电子时，正极上消耗0.025 mol O2，在标准状况下的体积为0.025 mol×22.4 L·mol－1＝0.56 L，D错误。‎ ‎[综合测评　提能力]‎ ‎1．C　本题考查“双液－铜锌原电池”的构成及工作原理。Zn的金属活动性强于Cu，则铜锌原电池中，Zn作负极，发生氧化反应，A错误；b电极是正极，盐桥中阳离子向正极区移动，则盐桥中K＋移向b电极，B错误；溶液中Cu2＋在b电极上发生还原反应生成Cu，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，C正确；电子由负极经导线流向正极，则电子由Zn电极流出，经电流计流向Cu电极，电子不能经过盐桥溶液，D错误。‎ ‎2．A　本题通过实验探究柠檬电池的构成及工作原理。图Ⅰ连接一个柠檬时，形成原电池，二极管不发光的原因是单个柠檬电池的电压较小，A错误、C正确。图Ⅱ中多个柠檬电池串联，铁比铜活泼，则铁环是负极，负极上Fe失电子被氧化生成Fe2＋，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，B正确。图Ⅱ所得的电池组是多个柠檬电池串联形成，故该电池组的总电压等于各个柠檬电池的电压之和，D正确。‎ ‎3．A　本题考查液氨－液氧燃料电池的构成及工作原理。由题图可知，NH3在电极1上发生氧化反应生成N2和H2O，则电极1是负极，电极反应式为2NH3＋6OH－－6e－===N2＋6H2O；O2通入电极2，则电极2是正极，发生还原反应，电解质溶液是NaOH溶液，故正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；根据正、负极反应式，结合得失电子守恒可得电池总反应为4NH3＋3O2===2N2＋6H2O，A正确。电池工作时，阴离子向负极移动，则OH－向负极移动，B错误。由上述分析可知，电极2发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ - 18 -‎ ‎，C错误。电流由正极经外电路流向负极，则电流由电极2经外电路流向电极1，D错误。‎ ‎4．C　本题考查可充电锂电池的构成及原理。放电时，该装置是原电池，Li作负极，发生氧化反应，电极反应式为Li－e－===Li＋，A错误；放电时，a极是负极，b极是正极，电解质溶液中阴离子移向负极，则PF向a极区迁移，B错误；充电时，该装置是电解池，b极是阳极，发生氧化反应，电极反应式为Fe＋2Li2S－4e－===FeS2＋4Li＋，C正确；充电时，a极是阴极，连接电源的负极，D错误。‎ ‎5．C　本题考查氢氧燃料电池的构成及应用。由LED发光二极管中e－和的移动方向可知，a极是负极，b极是正极，故a处通入H2，b处通入O2，A错误；氢氧燃料电池的电解液是KOH溶液，则负极上H2发生的电极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O，B错误；a极是负极，发生氧化反应，C正确；该装置中能量转化方式：化学能→电能→光能和热能，D错误。‎ ‎6．B　本题考查熔融碳酸盐燃料电池的构成及工作原理。重油是原油提取汽油、柴油后剩余的重质油，主要由含碳原子数较多的烃类物质组成，故含有的主要元素是C、H，A错误；电极B是正极，O2、CO2通入电极B，发生还原反应生成CO，电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO，B正确；CO和H2通入电极A，发生氧化反应生成CO2和H2O，电极反应式为H2＋CO＋2CO－4e－===3CO2＋H2O，C错误；电极A是负极，电极B是正极，电池工作时，阴离子向负极移动，故CO向电极A移动，D错误。‎ ‎7．C　本题考查原电池原理在垃圾处理中的应用，涉及电子和离子的移动、电极反应式等。由题图可知，NH3在X电极被氧化生成N2，NO在Y电极被还原生成N2，则X极是负极，Y极是正极。NH经微生物硝化作用生成NO，则微生物细菌在氮的硝化中起氧化作用，A正确；盐桥中阳离子移向正极，则盐桥中K＋向Y极移动，B正确；电子由负极流向正极，故电子由X极经导线流向Y极，C错误；Y电极上NO被还原生成N2，电极反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，D正确。‎ ‎8．CD　用“盐桥”连接时，甲、乙两个烧杯组成一个原电池，“盐桥”的作用是平衡甲、乙两烧杯中溶液的电荷，而用铜制U形物连接时，其既作电极又起到导线的作用，又电子只能在导线中流过，不可能通过溶液，故A错误。乙为原电池，甲为电解池，乙烧杯中b为负极，Ag为正极，甲烧杯中的Cu为阳极，a为阴极，故B错误，C正确。因为甲烧杯中a极上发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu，乙烧杯中b极上发生反应：Cu－2e－===Cu2＋，通过的电荷量相同，所以b极减轻的质量等于a极增加的质量，工作一段时间后取出U形物称量，质量应当不变，故D正确。‎ ‎9．D　放电时，化学能转化为电能，为原电池装置，Mg失电子作负极，电解液中阳离子向正极移动，即Li＋由左向右移动，A项正确；放电时，正极上Li1－xFePO4转化为LiFePO4，电极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，B项正确；充电时，外加电源的正极与原电池的正极相连，即与Y相连，C项正确；充电时，阴极发生反应：Mg2＋＋2e－===Mg，同时右室中的Li＋移向左室，则导线上每通过1 mol e－，左室溶液质量减少(12－7) g＝5‎ - 18 -‎ ‎ g，D项错误。‎ ‎10．BD　由题干所给电极反应式可知X电极发生得电子的还原反应，故X电极是正极，结合题图知，X电极是LiV3O8，则Li－Si合金是负极，负极的电极反应式为Li－e－===Li＋，结合X电极的电极反应式可知放电时总反应式为xLi＋LiV3O8===Li1＋xV3O8，A项错误，B项正确；充电时，X电极应与电源正极相连，C项错误；充电时，X电极的电极反应与放电时X电极的电极反应互为逆反应，则充电时X电极的质量减轻，D项正确。‎ ‎11．答案：(1)①正　2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎②负　Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O ‎(2)正　NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O 解析：(1)①电解质溶液是稀硫酸时，Al电极是负极，Fe电极是正极，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。②当电解质溶液是NaOH溶液时，铝与NaOH溶液反应，而Fe不反应，故铝作原电池的负极，电极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O。‎ ‎(2)把铝改为锌，用浓硝酸作电解质溶液，铁遇浓硝酸发生钝化，则Fe电极是正极，Zn电极是负极，Fe电极上的电极反应式为NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O。‎ ‎12．答案：(1)化学能转化为电能　H2＋2OH－－2e－===2H2O ‎(2)BC　(3)①1 148　②15‎ 解析：本题考查燃料电池电极反应式书写、原电池的设计、氢氧燃料电池和全固态锂离子电池等。‎ ‎(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是化学能转化为电能。电解质溶液是KOH溶液，负极上H2被氧化生成H2O，电极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O。‎ ‎(2)能设计成原电池的反应通常是放热反应，且属于氧化还原反应，故B、C项符合要求。‎ ‎(3)①标准状况下，112 L H2的物质的量为5 mol，完全被锂吸收，据反应Ⅰ可知，生成LiH的物质的量为10 mol，其质量为80 g，则生成的LiH体积为，故生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为(112×103 mL)＝11 148。‎ ‎②反应生成10 mol LiH，据反应Ⅱ可知，与H2O作用生成10 mol H2，用作电池燃料，能量的转化率为75%，则导线中通过电子的物质的量为10 mol×75%×2＝15 mol。‎ ‎13．答案：(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　0.2‎ ‎(2)2H＋＋2e－===H2↑　酸性 NH＋H2ONH3·H2O＋H＋‎ ‎2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－‎ ‎2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋‎ ‎(3)溶液变红　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　阴 ‎2Cl－－2e－===Cl2↑　湿润的淀粉碘化钾试纸 - 18 -‎ Cl2＋2I－===2Cl－＋I2‎ 解析：(1)设导线中通过的电子的物质的量为x，则负极减少28 g·mol－1·x，正极增重32 g·mol－1·x,28 g·mol－1x＋32 g·mol－1x＝12 g，x＝0.2 mol。‎ ‎(2)NH4Cl水解，使溶液显酸性，正极上H＋得电子，负极上Fe失电子生成Fe2＋。Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋，Cl2过量时，发生的反应为：2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋。‎ ‎(3)将盐桥改为铜丝和石墨后甲装置成为原电池，乙装置成为电解池。甲中Fe为负极，Cu为正极，正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，滴加酚酞溶液后变红色。乙中石墨(1)为阴极，与铜丝相连的电极为阳极，该电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验。‎ - 18 -‎