2021高考化学一轮复习专题6第2讲原电池化学电源学案新人教版

2021高考化学一轮复习专题6第2讲原电池化学电源学案新人教版

第2讲 原电池　化学电源 ‎[考纲要求]‎ ‎1．了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。‎ 　原电池工作原理 ‎1．原电池：将______转化为____的装置。‎ ‎2．构成条件 ‎(1)能自发地发生氧化还原反应(原电池必备条件)。‎ ‎(2)两个__________的电极(材料可以是金属或导电的非金属)。‎ ‎①负极：活泼性较强的金属。‎ ‎②正极：活泼性较弱的金属或能导电的非金属。‎ ‎(3)电极均插入电解质溶液中。‎ ‎(4)构成________(两电极接触或用导线连接)。‎ ‎3．工作原理 ‎(以锌铜原电池为例)‎ 装置图 电极名称 负极 正极 电极材料 ‎______片 ‎______片 电极反应 ‎______________‎ ‎______________‎ 反应类型 ‎____反应 ‎____反应 电子流向 由______片沿导线流向______片 离子迁移方向 阴离子向______迁移；‎ 阳离子向____迁移 电池反应方程式 ‎____________‎ ‎[回扣判断](正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强(　　)‎ ‎(2)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应(　　)‎ ‎(3)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长(　　)‎ 20‎ ‎(4)在“锌－硫酸铜溶液－铜”原电池中，锌为负极，发生还原反应(　　)‎ ‎(5)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动(　　)‎ ‎(6)原电池放电时，电流方向由电源的负极流向正极(　　)‎ ‎[重点提醒]‎ ‎　两种原电池装置的不同点 名称 单液原电池 双液原电池 装 置 图 两类 装置 的不 同点 还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗 Zn与氧化剂Cu2＋不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长 备注 盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻，有导电和平衡电荷作用。‎ 对点速练 练点一　原电池基础判断 ‎1．如图所示是一位同学在测试水果电池，下列有关说法错误的是(　　)‎ A．若金属片A是正极，则该金属片上会产生H2‎ B．水果电池的化学能转化为电能 C．此水果发电的原理是电磁感应 D．金属片A、B可以一个是铜片，另一个是铁片 ‎2．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中正确的是(　　)‎ 20‎ A．(1)(2)中Mg作负极，(3)(4)中Fe作负极 B．(2)中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑‎ C．(3)中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋‎ D．(4)中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑‎ 练点二　盐桥原电池 ‎3．有关下图所示原电池的叙述不正确的是(　　)‎ A．电子沿导线由Cu片流向Ag片 B．正极的电极反应是Ag＋＋e－===Ag C．Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应 D．反应时盐桥中的阳离子移向Cu(NO3)2溶液 ‎4．根据下图，下列判断中正确的是(　　)‎ A．烧杯a中的溶液pH降低 B．烧杯b中发生氧化反应 C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑‎ D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 练点三　创新型原电池 ‎5．利用如图所示原电池可测量空气中Cl2含量，其中电解质是Ag＋可以自由移动的固体物质。下列分析不正确的是(　　)‎ 20‎ A．电子经外电路流向Pt电极 B．电池工作时，电解质中Ag＋数目减少 C．正极反应：Cl2＋2e－＋2Ag＋===2AgCl D．空气中c(Cl2)越大，Ag极消耗速率越快 ‎6．气体的自动化检测中常常应用原电池原理的传感器。下图为电池的工作示意图：气体扩散进入传感器，在敏感电极上发生反应，传感器就会接收到电信号。下表列出了待测气体及敏感电极上部分反应产物。则下列说法中正确的是(　　)‎ 待测气体 部分电极反应产物 NO2‎ NO Cl2‎ HCl CO CO2‎ H2S H2SO4‎ A.上述气体检测时，敏感电极均作电池正极 B．检测分别含H2S和CO体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大小相同 C．检测H2S时，对电极充入空气，对电极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ D．检测Cl2时，敏感电极的电极反应式为Cl2＋2e－===2Cl－‎ 练点四　原电池的设计 ‎7．某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性：Cr2O>Fe3＋，设计了盐桥式的原电池，如图。盐桥中装有琼脂与饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是(　　)‎ A．甲烧杯的溶液中发生还原反应 B．乙烧杯中发生的电极反应为2Cr3＋＋7H2O－6e－===Cr2O＋14H＋‎ C．外电路的电流方向是从b到a D．电池工作时，盐桥中的SO移向乙烧杯 技能归纳 20‎ ‎ 1.正、负极的判断方法 ‎ 2．原电池的设计和制作 ‎ ①首先将氧化还原反应分成两个半反应。‎ ‎ ②根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。‎ ‎ 如：根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2‎ ‎ 设计的原电池为：‎ 　化学电源 ‎1.一次电池 碱 性 锌 锰 干 电 池 负极材料：Zn 电极反应：____________________‎ 正极材料：碳棒 电极反应：____________________‎ 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2‎ 锌 银 电 池 负极材料：Zn 电极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2‎ 正极材料：Ag2O 电极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－‎ 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag ‎2.二次电池(以铅蓄电池为例)‎ 20‎ ‎(1)放电时的反应 ‎①负极反应：________________________________________________________________________；‎ ‎②正极反应：________________________________________________________________________；‎ ‎③总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。‎ ‎(2)充电时的反应 ‎①阴极反应：________________________________________________________________________；‎ ‎②阳极反应：________________________________________________________________________；‎ ‎③总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。‎ ‎3．燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。‎ 酸性 碱性 负极反应式 ‎2H2－4e－===4H＋‎ ‎______________________‎ 正极反应式 ‎______________________‎ O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ 电极总反应式 ‎2H2＋O2===2H2O ‎[回扣判断](正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)铅蓄电池放电时，铅做正极(　　)‎ ‎(2)可充电电池充电时，外接电源正极，内接它的负极(　　)‎ ‎(3)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加(　　)‎ ‎(4)碱性锌锰干电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长(　　)‎ ‎(5)氢氧燃料电池以KOH作电解质溶液时，工作一段时间，pH将变大(　　)‎ ‎(6)氢氧燃料电池以H2SO4作电解质溶液时，工作一段时间，pH将变大(　　)‎ ‎(7)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能(　　)‎ ‎(8)手机、电脑中使用的锂电池属于一次性电池(　　)‎ ‎[重点提醒]‎ 20‎ 二次电池充放电时电极对应关系 对点速练 练点一　二次电池的充放电过程 ‎1．水系锂电池具有安全、环保和价格低廉等优点。以钒酸钠(NaV3O8)为正极材料的电极反应式为NaV3O8＋xLi＋＋xe－===NaLixV3O8，该电池示意图如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A．放电时，负极的电极反应式：Li－e－===Li＋‎ B．充电过程中Li＋从阳极向阴极迁移 C．充电过程中阳极的电极反应式为NaLixV3O8－xe－===NaV3O8＋xLi＋，NaLixV3O8中钒的化合价发生变化 D．该电池可以用硫酸钠溶液作电解质溶液 ‎2．“天宫一号”飞行器在太空工作期间必须有源源不断的电源供应。其供电原理是：白天太阳能帆板发电，将一部分电量直接供给“天宫一号”，另一部分电量储存在镍氢电池里，供黑夜时使用。如图为镍氢电池构造示意图(氢化物电极为储氢金属，可看作H2直接参加反应)。下列说法正确的是(　　)‎ A．充电时阴极区电解质溶液pH降低 B．在使用过程中此电池要不断补充水 C．放电时NiOOH在电极上发生氧化反应 20‎ D．充电时阳极反应式为Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O 练点二　燃料电池的分析 ‎3．液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是(　　)‎ A．b电极发生氧化反应 B．a电极的电极反应式为N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O C．放电时，电流从a电极经过负载流向b电极 D．其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜 ‎4．甲醇燃料电池具有容易携带、容易存储等优点，目前被认为将会替代传统的电池成为携带型设备的主要电源。如图是甲醇的质子交换膜型燃料电池模型，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．Y极为电池的负极 B．X极的电极反应式：CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋‎ C．若常温下用该电池电解100 mL KCl溶液至pH＝12时，电池质子交换膜迁移的A为0.01 mol D．空气以20%为氧气计算，X极每消耗1 mol甲醇，Y极必消耗‎168 L空气中的氧气 练点三　“微生物”电池 ‎5．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(　　)‎ 20‎ 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 ‎6．如图为一种微生物燃料电池结构示意图，关于该电池叙述正确的是(　　)‎ A．分子组成为Cm(H2O)n的物质一定是糖类 B．微生物所在电极区放电时发生还原反应 C．放电过程中，H＋从正极区移向负极区 D．正极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O 方法总结 电极反应式书写的步骤 电池电极反应式书写的“三步骤”‎ ‎1.[2019·全国卷Ⅰ，12]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，示意图如图所示。下列说法错误的是(　　)‎ 20‎ 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．[2019·天津卷，6]我国科学家研制了一种新型的高比能量锌－碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。‎ 下列叙述不正确的是(　　)‎ A．放电时，a电极反应为I2Br－＋2e－===2I－＋Br－‎ B．放电时，溶液中离子的数目增大 C．充电时，b电极每增重‎0.65 g，溶液中有0.02 mol I－被氧化 D．充电时，a电极接外电源负极 ‎3．[2018·全国卷Ⅱ，12]我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列说法错误的是(　　)‎ A．放电时，ClO向负极移动 B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2‎ 20‎ C．放电时，正极反应为：3CO2＋4e－===2CO＋C D．充电时，正极反应为：Na＋＋e－ ===Na ‎4．[2018·全国卷Ⅲ，11]一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列说法正确的是(　　)‎ A．放电时，多孔碳材料电极为负极 B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极 C．充电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移 D．充电时，电池总反应为Li2O2－x===2Li＋O2‎ ‎5．[2017·全国卷Ⅲ，11]全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是(　　)‎ A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4‎ B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重‎0.14 g C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性 D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多 ‎“常考常新”的化学电源 随着全球能源逐渐枯竭，研发、推广新型能源迫在眉睫，因此，应用广泛的新型电源，成为科学家研究的重点方向之一，也成了高考的高频考点。‎ 20‎ 高考中的新型化学电源，一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量(单位质量释放的能量)高等特点。由于该类试题题材广、信息新、陌生度大，因此许多考生感觉难度大。但应用的解题原理仍然还是原电池的基础知识，只要细心分析，实际上得分相对比较容易。‎ 一、新型电源中的“交换膜”‎ ‎[例1]　科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A．电极a为电池的负极 B．电极b上发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．电路中每流过4 mol电子，在正极消耗‎44.8 L H2S D．每‎17 g H2S参与反应，有1 mol H＋经质子膜进入正极区 ‎[练1]　科技工作者设计出的新型可充电锂空气电池如图所示，该电池使用了两种电解质溶液，a极一侧使用含有锂盐的有机电解液，b极一侧使用水性电解液。下列有关这种电池的判断正确的是(　　)‎ A．放电时，a为负极，充电时，a为阴极 B．放电时，正极反应式为4OH－＋4e－===2H2O＋O2↑‎ C．充电时，Li＋通过离子交换膜的方向是从左到右 D．充电后，水性电解液的pH增大 ‎[练2]　金属(M)－空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：‎4M＋nO2＋2nH2O===‎4M(OH)n。‎ 20‎ 已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大动能。下列说法不正确的是(　　)‎ A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面 B．比较Mg、Al、Zn三种金属—空气电池，Al—空气电池的理论比能量最高 C．M—空气电池放电过程的正极反应式：4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4ne－===‎4M(OH)n D．在Mg—空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜 二、“复杂原电池装置图”的审读 ‎[例2]　环保、安全的铝—空气电池的工作原理如图所示，下列有关叙述错误的是(　　)‎ A．NaCl的作用是增强溶液的导电性 B．正极的电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－‎ C．电池工作过程中，电解质溶液的pH不断增大 D．用该电池做电源电解KI溶液制取1 mol KIO3，消耗铝电极的质量为‎54 g ‎[练3]　锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如图所示)，电解液为溴化锌水溶液，其在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法不正确的是(　　)‎ A．放电时负极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋‎ B．充电时电极a连接电源的负极 C．阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应 20‎ D．放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大 ‎[练4]　一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是(　　)‎ A．反应CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子 B．电极A上H2参与的电极反应为：H2＋2OH－－2e－===2H2O C．电池工作时，CO向电极B移动 D．电极B上发生的电极反应为：O2＋2CO2＋4e－===2CO 素养提升 燃料电池电极反应式的书写方法 ‎ 根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有以下四种情况：‎ ‎ (1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O ‎ (2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ ‎ (3)固体电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应式：O2＋4e－===2O2－‎ ‎ (4)熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下电极反应式：O2＋2CO2＋4e－===2CO。‎ 然后，根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式 20‎ 第2讲　原电池　化学电源 基础精讲练 考点一 ‎1知识梳理 ‎1．化学能　电能 ‎2．(2)活泼性不同　(4)闭合回路 ‎3．锌　铜　Zn－2e－===Zn2＋　Cu2＋＋2e－===Cu　氧化　还原　锌　铜　负极　正极　Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 回扣判断　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×‎ ‎2对点速练 ‎1．答案：C ‎2．解析：(1)中Mg作负极；(2)中Al作负极；(3)中铜作负极；(4)是铁的吸氧腐蚀，Fe作负极。‎ 答案：B ‎3．解析：该装置是原电池装置，实质上发生的是Cu与硝酸银的反应，所以Cu失去电子，发生氧化反应，则Cu是负极，Ag是正极，电子从负极流向正极，A正确；正极是Ag＋发生还原反应，得到电子生成Ag，B正确；根据以上分析，Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应，C正确；原电池中，阳离子向正极移动，所以盐桥中的阳离子移向AgNO3溶液，D错误。‎ 答案：D ‎4．解析：由题给原电池装置可知，电子经过导线，由Zn电极流向Fe电极，则O2在Fe电极发生还原反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，烧杯a中c(OH－)增大，溶液的pH升高。烧杯b中，Zn发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋。‎ 答案：B ‎5．解析：Ag的金属活泼性强于Pt，则Ag电极是负极，Ag失去电子，则电子经外电路流向Pt电极，A正确；正极是Cl2得到电子，与Ag＋结合生成AgCl，即电极反应式为Cl2＋2e－＋2Ag＋===2AgCl，但由于负极Ag失去电子转化为Ag＋，所以电池工作时，电解质中Ag＋数目不变，B错误，C正确；空气中c(Cl2)越大，则得到的电子数越多，因此消耗的银越多，则Ag极消耗速率越快，D正确。‎ 答案：B 20‎ ‎6．解析：原电池中的正极发生还原反应，得到电子，元素的化合价降低，而待测气体为CO时，反应产物为二氧化碳，C元素的化合价升高，发生氧化反应，所以此时敏感电极作电池负极，同理，待测气体为H2S时，S元素的化合价也升高，敏感电极作电池负极，A错误；H2S和CO体积分数相同，则二者物质的量相同，二者失去的电子的物质的量不同，CO失去2个电子，而H2S中S则失去8个电子，所以在气体的扩散速度相同的前提下，传感器上产生的电流大小不同，B错误；检测H2S时，因为电极产物为H2SO4，所以电解质溶液为硫酸，对电极为正极，发生还原反应，充入空气，则正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，C错误；检测Cl2时，Cl元素的化合价降低，所以敏感电极作正极，则敏感电极的电极反应式是Cl2＋2e－===2Cl－，D正确。‎ 答案：D ‎7．解析：因为氧化性：Cr2O>Fe3＋，所以该原电池反应是Cr2O将Fe2＋氧化为Fe3＋，所以甲烧杯发生氧化反应，A错误；乙烧杯发生还原反应，电极反应为Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O，B错误；根据以上分析，a是负极，b是正极，则电流方向是从正极向负极流动，C正确；原电池中的阴离子向负极移动，所以SO向甲烧杯移动，D错误。‎ 答案：C 考点二 ‎1知识梳理 ‎1．Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2　2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－‎ ‎2．(1)Pb＋SO－2e－===PbSO4　PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O　(2)PbSO4＋2e－===Pb＋SO　PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO ‎3．2H2＋4OH－－4e－===4H2O　O2＋4H＋＋4e－===2H2O 回扣判断　答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√ (7)×　(8)×‎ ‎2对点速练 ‎1．解析：放电时是原电池，电池的负极发生氧化反应，A正确；充电时是电解池，充电过程中阳离子从阳极向阴极迁移，B正确；充电过程中阳极发生氧化反应，C正确；锂能与水反应，该电池不能用硫酸钠溶液作电解质溶液，D错误。‎ 答案：D ‎2．解析：充电时，阴极的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，pH升高，A项错误；由题意可知该电池的总反应为2NiOOH＋H2===2Ni(OH)2，没有消耗水，无需补充水，B项错误；放电时，NiOOH在电极上得电子，化合价降低，发生还原反应，C项错误；充电时原电池的正极作阳极，故阳极反应式为Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O，D项正确。‎ 答案：D ‎3．解析：燃料电池燃料(N2H4)在负极(a电极)发生氧化反应：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O，O2在正极发生还原反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2‎ 20‎ O，A项错误，B项正确；放电时电流由正极流向负极，C项错误；OH－在正极生成，移向负极，所以离子交换膜应让OH－通过，故选用阴离子交换膜，D项错误。‎ 答案：B ‎4．解析：根据X极、Y极所通入的物质，可以判断，X极为负极，Y极为正极，其电极反应式为X极(负极)：CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋；Y极(正极)：O2＋6e－＋6H＋===3H2O；C项，2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑，n(OH－)＝0.01 mol·L－1×‎0.1 L＝10－3mol，所以电池质子交换膜迁移的A(H＋)应为0.001 mol；D项，没有给出氧气所处的条件，不能求出氧气的体积。‎ 答案：B ‎5．解析：图示所给出的是原电池装置。A.有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，C6H12O6在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋，负极上有CO2产生，故A不正确；B.微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故B正确；C.质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C正确；D.正极的电极反应式为6O2＋24e－＋24H＋===12H2O，负极的电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，两式相加得电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，故D正确。‎ 答案：A ‎6．解析：分子组成为Cm(H2O)n的物质不一定是糖类，例如醋酸(CH3COOH)，A错误；微生物所在电极区是负极，放电时失去电子，发生氧化反应，B错误；放电过程中，H＋从负极区移向正极区，C错误；正极得到电子发生还原反应，则电极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，D正确。‎ 答案：D 真题全体验 ‎1．解析：A项，现有工业合成氨的反应条件是高温、高压、催化剂，则题述方法合成氨条件更为温和，同时可将化学能转化为电能，正确；B项，阴(正)极区，在固氮酶催化作用下发生反应N2＋6H＋＋6MV＋===2NH3＋6MV2＋，错误；C项，由B项分析可知正极区N2被还原为NH3，正确；D项，原电池工作时，质子(H＋)通过交换膜由负极区向正极区移动，正确。‎ 答案：B ‎2．解析：由工作原理示意图中Zn2＋迁移的方向可判断放电时a为正极，b为负极。放电时，a极得到电子，发生还原反应，使溶液中离子数目增大，A、B项正确；充电时，a极接外接电源的正极，D项错误；充电时，b极为阴极，电极反应式为Zn2＋＋2e－===‎ 20‎ Zn，每增重‎0.65 g，转移0.02 mol电子，a极为阳极，电极反应式为2I－＋Br－－2e－===I2Br－，转移0.02 mol电子，有0.02 mol I－被氧化，C项正确。‎ 答案：D ‎3．解析：电池放电时，ClO向负极移动，A项正确；结合总反应可知放电时需吸收CO2，而充电时释放出CO2，B项正确；放电时，正极CO2得电子被还原生成单质C，即电极反应式为3CO2＋4e－===2CO＋C，C项正确；充电时阳极发生氧化反应，即C被氧化生成CO2，D项错误。‎ 答案：D ‎4．解析：根据电池工作原理，多孔碳材料吸附O2，O2在此获得电子，所以多孔碳材料电极为电池的正极，A项错误；放电时电子从负极(锂电极)流出，通过外电路流向正极(多孔碳材料电极)，B项错误；Li＋带正电荷，充电时，应该向电解池的阴极(锂电极)迁移，C项错误；充电时，电池总反应为Li2O2－x===2Li＋O2，D项正确。‎ 答案：D ‎5．解析：A项，原电池电解质中阳离子移向正极，根据全固态锂硫电池工作原理图示中Li＋移动方向可知，电极a为正极，正极发生还原反应，由总反应可知正极依次发生S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2的还原反应，正确；B项，电池工作时负极电极反应式为：Li－e－===Li＋，当外电路中流过0.02 mol电子时，负极消耗的Li的物质的量为0.02 mol，其质量为‎0.14 g，正确；C项，石墨烯具有良好的导电性，故可以提高电极a的导电能力，正确；D项，电池充电时为电解池，此时电解总反应为8Li2Sx16Li＋xS8(2≤x≤8)，故Li2S2的量会越来越少，错误。‎ 答案：D 微专题·大素养⑪‎ ‎[例1]　解析：电极a上H2S转化为S2，发生氧化反应，则电极a为电池的负极，A项正确；电极b上O2转化为H2O，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，B项正确；负极反应式为2H2S－4e－===S2＋4H＋，电路中每流过4 mol电子，在负极消耗2 mol H2S，而不是正极，且题中未指明H2S所处的状态，C项错误；根据2H2S－4e－===S2＋4H＋知，‎17 g(0.5 mol)H2S参与反应，生成1 mol H＋ 经质子膜进入正极区，D项正确。‎ 答案：C ‎[练1]　解析：放电时，Li失电子，发生氧化反应，Li＋进入有机电解液，a为负极，充电时，有机电解液中的Li＋得电子变为Li，发生还原反应，a为阴极，A项正确；放电时，负极Li失电子，正极O2得电子与水生成OH－，故正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ 20‎ ‎，B项错误；充电时，Li＋通过离子交换膜的方向是从右到左，C项错误；放电后，水性电解液的pH增大，充电后pH减小，D项错误。‎ 答案：A ‎[练2]　解析：A项，采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积，有且利于氧气扩散至电极的表面，正确；B项，单位质量的Mg、Al、Zn释放的电子分别为 mol、 mol、 mol，显然铝的比能量比Mg、Zn高，正确；C项，电池放电过程正极O2得电子生成OH－，但负极生成的金属阳离子不能透过阴离子交换膜移至正极，故正极不能生成M(OH)n，反应式应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误；D项，为避免OH－移至负极而生成M(OH)n，可采用中性电解质及阳离子交换膜阻止OH－，正确。‎ 答案：C ‎[例2]　解析：由图示可知Al电极为负极，电极反应式为：Al－3e－＋3OH－===Al(OH)3，O2在正极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，总反应方程式为：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3↓，pH基本不变，A、B正确，C项错误；D项，1 mol KI制得1 mol KIO3转移6 mol电子，消耗2 mol Al，即‎54 g铝，正确。‎ 答案：C ‎[练3]　解析：由题知电解液为溴化锌水溶液，结合电解装置图分析可知充电时左侧电极上发生氧化反应：2Br－－2e－===Br2，则左侧电极为阳极，充电时电极a连接电源的正极；充电时右侧电极上发生还原反应：Zn2＋＋2e－===Zn，则右侧电极为阴极，充电时电极b连接电源的负极，B选项错误。该电池放电时负极反应为充电时阴极反应的逆反应，即Zn－2e－===Zn2＋，A选项正确。阳离子交换膜只允许阳离子通过，可阻止Br2与Zn直接发生反应，C选项正确。该电池放电时正极反应为充电时阳极反应的逆反应，即为Br2＋2e－===2Br－，放电时作原电池，原电池阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，且该装置使用了阳离子交换膜，其只允许阳离子通过，即左侧电极上生成了Br－，同时Zn2＋不断移向左侧电极区，所以放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大，D选项正确。‎ 答案：B ‎[练4]　解析：A项，H4→O，则该反应中每消耗1 mol CH4转移6 mol电子，错误；B项，该电池的传导介质为熔融的碳酸盐，所以A电极即负极上H2参与的电极反应为：H2－2e－＋CO===CO2＋H2O，错误；C项，原电池工作时，阴离子移向负极，而B极是正极，错误；D项，B电极即正极上O2参与的电极反应为：O2＋4e－＋2CO2===2CO，正确。‎ 答案：D 20‎ 20‎