第二节 原电池化学电源.docx

考点一原电池的工作原理及应用思维流程原电池的工作原理1.概念原电池是把化学能转化为电能的装置。2构成条件反应能发生自发进行的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)电极一般是活泼性不同的两电极(金属或石墨)闭合回路电解质溶液两电极直接或间接接触两电极插入电解质溶液中3工作原理(可用简图表示如下)总反应离子方程式为Zn2H=Zn2H2(1)电极负极：失去电子，发生氧化反应；正极：得到电子，发生还原反应。(2)电子定向移动方向和电流方向电子从负极流出经外电路流入正极；电流从正极流出经外电路流入负极；故电子定向移动方向与电流方向正好相反。(3)离子移动方向阴离子向负极移动(如SO)，阳离子向正极移动(如Zn2和H，溶液中H在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)。4.注意事项(1)原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。(3)无论在原电池中还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。5单液原电池(无盐桥)和双液原电池(有盐桥)对比名称单液原电池双液原电池装置相同点正、负极电极反应，总反应式，电极现象不同点还原剂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6原电池正、负极的判断注意原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。对点训练1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极()(2)原电池放电时，电流方向由电源的负极流向正极()(3)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()(4)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长()2如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是()A电极上发生还原反应，作原电池的负极B电极的电极反应式为Cu22e=CuC该原电池的总反应为2Fe3Cu=Cu22Fe2D盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子解析：选C该原电池的总反应为2Fe3Cu=Cu22Fe2。电极上发生还原反应，作原电池的正极，电极反应式为2Fe32e=2Fe2，电极为原电池负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu2e=Cu2。盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递离子。3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()A中Mg作负极，中Fe作负极B中Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H2解析：选B中Mg作负极；中Al作负极；中铜作负极；是铁的吸氧腐蚀，Cu作正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH。规律方法原电池电极反应式的书写原电池原理的四大应用1.加快化学反应速率一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率加快。如在Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液构成原电池，反应速率加快。2金属的防护使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。3比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。4设计制作化学电源(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2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2设计的原电池为：对点训练4(加快化学反应速率)等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4中，同时向a中放入少量的CuSO4溶液，如图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是()解析：选Da中Zn与CuSO4溶液反应置换出Cu，Zn的量减少，产生H2的量减少，但ZnCu稀H2SO4形成原电池，加快反应速率，D项图示符合要求。5(金属的防护)为保护地下钢管不受腐蚀，可采取的措施有()A与石墨棒相连B与铜板相连C埋在潮湿、疏松的土壤中 D与锌板相连解析：选DA项，石墨棒与铁构成原电池，铁活泼，失电子作负极，被腐蚀；B项，铜板与铁构成原电池，铁比铜活泼，失电子作负极，被腐蚀；C项，在潮湿、疏松的土壤中，铁与铁中的碳、水、空气构成原电池，铁失电子作负极，被腐蚀；D项，锌板与铁构成原电池，锌比铁活泼，锌失电子作负极，锌被腐蚀，铁被保护。6(比较金属活动性)有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减小；b极质量增加b极有气体产生；c极无变化d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()AabcdBbcdaCdabc Dabdc解析：选C把四个实验从左到右分别编号为、，则由实验可知，a作原电池负极，b作原电池正极，金属活动性：ab；由实验可知，b极有气体产生，c极无变化，则活动性：bc；由实验可知，d极溶解，则d作原电池负极，c作正极，活动性：dc；由实验可知，电流从a极流向d极，则d极为原电池负极，a极为原电池正极，活动性：da。综合所述可知活动性：dabc。7(设计制作化学电源)某校化学兴趣小组进行探究性活动：将氧化还原反应：2Fe32I2Fe2I2，设计成带盐桥的原电池。提供的试剂：FeCl3溶液，KI溶液；其他用品任选。请回答下列问题：(1)请补充下面原电池的装置图，在括号内填上正负极的材料、电解质溶液。(2)发生氧化反应的电极反应式为_。(3)反应达到平衡时，外电路导线中_(填“有”或“无”)电流通过。(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，当固体全部溶解后，则此时该溶液中电极变为_(填“正”或“负”)极。解析：(1)依据原电池原理分析，氧化还原反应中Fe3在正极上得电子发生还原反应，I在负极上发生氧化反应，负极所在的电解质溶液为KI溶液，正极所在的溶液为FeCl3溶液。电极材料可选取惰性电极，如石墨或其他不活泼的金属。(2)发生氧化反应的电极是负极，I失电子。(3)反应达到平衡时，从左到右和从右到左移动的电子数目相同，故无电流产生。(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，平衡2Fe32I2Fe2I2逆向移动，此时Fe2失电子，电极变成负极。答案：(1)如图(2)2I2e =I2(3)无(4)负真题验收1(2016上海高考)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()A铜棒的质量 Bc(Zn2)Cc(H) Dc(SO)解析：选C该装置构成原电池，Zn是负极，Cu是正极。A项，在正极Cu上溶液中的H获得电子变为氢气，Cu棒的质量不变，错误；B项，由于Zn是负极，不断发生反应Zn2e=Zn2，所以溶液中c(Zn2)增大，错误；C项，由于反应不断消耗H，所以溶液的c(H)逐渐降低，正确；D项，SO不参加反应，其浓度不变，错误。2(2015天津高考)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡解析：选CA项，Cu作正极，电极上发生还原反应，错误；B项，电池工作过程中，SO不参加电极反应，故甲池的c(SO)基本不变，错误；C项，电池工作时，甲池反应为Zn2e=Zn2，乙池反应为Cu22e=Cu，甲池中Zn2会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64 g Cu析出，则进入乙池的Zn2为65 g，溶液总质量略有增加，正确；D项，由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，错误。3(2013广东高考)能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。完成原电池甲的装置示意图(见右图)，并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极_。甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是_，其原因是_。解析：以Zn和Cu作电极为例分析，如果不用盐桥，则除了发生电化学反应外还发生Zn和Cu2的置换反应，反应放热，会使部分化学能以热能形式散失，使其不能完全转化为电能，而盐桥的使用，可以避免Zn和Cu2的直接接触，从而避免能量损失，提供稳定电流。答案：如右图所示有红色固体析出，负极被腐蚀甲电池乙的负极可与CuSO4溶液直接发生反应，导致部分化学能转化为热能；电池甲的负极不与所接触的电解质溶液反应，化学能在转化为电能时损耗较小考点二形形色色的化学电源思维流程一次电池1.碱性锌锰电池碱性锌锰电池的负极是Zn，正极是MnO2，电解质是KOH，其电极反应如下：负极：Zn2OH2e=Zn(OH)2；正极：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH；总反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。2银锌电池银锌电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，其电极反应如下：负极：Zn2OH2e=Zn(OH)2；正极：Ag2OH2O2e=2Ag2OH；总反应：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。3锂电池锂电池是用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中组成。其电极反应如下：负极：8Li8e=8Li；正极：3SOCl28e=SO2S6Cl；总反应：8Li3SOCl2=6LiClLi2SO32S。典例1银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag，其工作示意图如图。下列说法不正确的是()AZn电极是负极BAg2O电极发生还原反应CZn电极的电极反应式：Zn2e2OH=Zn(OH)2D放电前后电解质溶液的pH保持不变学审题析题第一步：审题干信息 由反应原理ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag可得负极反应式：Zn2OH2e=Zn(OH)2；再由总反应式减负极反应式可得正极反应式：Ag2OH2O2e=2Ag2OH；由此可判断出C项正确。第二步：审装置图信息 第三步：逐项分析定答案 由题干信息和装置图信息分析可知A、B、C三项均正确；再由总反应式可知：放电前后n(OH)的量不变，但n(H2O)减小，故放电前后c(OH)增大，pH升高，由此可判断D项不正确，符合题意。答案D对点训练1(2018长沙模拟)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。下列有关该电池的说法错误的是()A电池工作时，Li通过离子导体移向b区B电流由X极通过外电路移向Y极C正极发生的反应为2H2e=H2DY极每生成1 mol Cl2，a区得到2 mol LiCl解析：选A加入稀盐酸，在X极(正极)上生成氢气，发生还原反应，电极反应式为2H2e=H2，为正极反应，Y极生成Cl2，为负极反应，发生反应：2Cl2e=Cl2，原电池中电流从正极流向负极，阳离子向正极移动，则电池工作时，Li向正极a区移动，A错误；电流由正极X极通过外电路移向负极Y极，B正确；在X极(正极)上生成氢气，发生还原反应，电极反应式为2H2e=H2，C正确；Y极每生成1 mol Cl2，则转移2 mol电子，有2 mol Li向正极移动，则a区得到2 mol LiCl，D正确。2某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液。下列说法正确的是()AZn为电池的负极B正极反应式为2FeO10H6e=Fe2O35H2OC该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D电池工作时OH向正极迁移解析：选AA根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，故为负极材料，K2FeO4为正极材料，正确；B.KOH溶液为电解质溶液，则正极电极反应式为2FeO6e8H2O =2Fe(OH)310OH，错误；C.由电池总反应式3Zn2K2FeO48H2O=3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH可得，电解质溶液浓度变大，错误；D.电池工作时阴离子OH向负极迁移，错误。可充电电池(二次电池)铅蓄电池是最常见的二次电池，其正极材料为PbO2，负极材料为Pb，电解质溶液为30%的稀H2SO4。总反应为Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)2PbSO4(s)2H2O(l)典例2(2017全国卷)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16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是()A电池工作时，正极可发生反应：2Li2S62Li2e=3Li2S4B电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC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的量越多学审题析题第一步：审题干信息 由题干中的电池反应16LixS8=8Li2Sx可得，负极反应式：16Li16e=16Li，再由总反应式减负极反应式，可得正极反应式：xS816Li16e=8Li2Sx；电极a常用掺有石墨烯的S8，其原因是增加电极a的导电性，故C项正确。第二步：审装置图信息 第三步：逐项分析定答案 由题干信息可知C项正确；由装置图信息可知A项正确；当外电路流过0.02 mol电子时，负极有0.02 mol Li(质量为0.14 g)被氧化为Li，则负极质量减少0.14 g，故B项正确；由电池充电为电解原理可知，阳极发生氧化反应，是放电时正极反应的逆反应；阴极发生还原反应，是放电时负极反应的逆反应。故充电过程中，Li2S2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中Li2S2的量趋于不变，D项错误，符合题意。答案D规律方法“加减法”书写新型化学电源电极反应式若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，由总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。示例：(1)总反应，如LiLiMn2O4=Li2Mn2O4。(2)写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)。如Lie=Li(负极)。(3)利用总反应与上述的一极反应相减，即得另一个电极的反应式，即LiMn2O4Lie=Li2Mn2O4(正极)。对点训练3如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是()Aa为电池的正极B电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC放电时，a极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中Li从b向a迁移解析：选C图示所给出的是原电池装置。A项，由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即b为负极，a为正极，故正确。B项，电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，故正确。C项，放电时，a极为原电池的正极，发生还原反应的是Mn元素，锂元素的化合价没有变化，故不正确。D项，放电时为原电池，Li为阳离子，应向正极(a极)迁移，故正确。4某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是()A放电时，Li在电解质中由负极向正极迁移B放电时，负极的电极反应式为LixC6xe=xLiC6C充电时，若转移1 mol e，石墨(C6)电极将增重7x gD充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi解析：选CA原电池中阳离子由负极向正极迁移，正确；B.放电时，负极发生氧化反应，电极反应式为LixC6xe=xLiC6，正确；C.充电时，若转移1 mol电子，石墨电极质量将增重7 g，错误；D.充电时阳极发生氧化反应，电极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi，正确。燃料电池燃料电池电极反应式的书写第一步：写出燃料电池反应的总反应式燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)的反应式为CH42O2=CO22H2OCO22NaOH=Na2CO3H2O式式得燃料电池总反应式为CH42O22NaOH=Na2CO33H2O。第二步：写出电池的正极反应式根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应式有所不同，大致有以下四种情况：(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：O24H4e=2H2O；(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：O22H2O4e=4OH；(3)固体电解质(高温下能传导O2)环境下电极反应式：O24e=2O2；(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下电极反应式：O22CO24e=2CO。第三步：根据电池总反应式和正极反应式，写出负极反应式电池反应的总反应式电池正极反应式电池负极反应式。因为O2不是负极反应物，因此两个反应式相减时要彻底消除O2。典例3(2015江苏高考)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是()A反应CH4H2O3H2CO，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H22OH2e=2H2OC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O22CO24e=2CO学审题析题第一步：审题获取解题信息 由题干信息可知此装置为燃料电池第二步：逐项分析定答案 在审题环节中可得出D项正确；甲烷中的C为4价，一氧化碳中的C为2价，每个碳原子失去6个电子，因此每消耗1 mol甲烷失去6 mol电子，故A项错误；由于熔融盐中没有氢氧根离子，因此氢氧根离子不能参与电极反应，再由审题中可知电极反应式为COH22CO4e=3CO2H2O，故B项错误；CO为阴离子，电池反应时应向负极(电极A)移动，故C项错误。答案D对点训练5(2018汕头模拟)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是()A电子从b流出，经外电路流向aBHS在硫氧化菌作用下转化为SO的反应是HS4H2O8e=SO9HC如果将反应物直接燃烧，能量的利用率不会变化D若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移，则有0.5 mol H通过质子交换膜解析：选Bb电极通入氧气，是正极，a电极是负极，电子从a流出，经外电路流向b，A错误；a电极是负极，发生失去电子的氧化反应，即HS在硫氧化菌作用下转化为SO，电极反应是HS4H2O8e=SO9H，B正确；如果将反应物直接燃烧，会有部分化学能转化为光能，因此能量的利用率会变化，C错误；若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移，根据电荷守恒可知有0.4 mol H通过质子交换膜与0.1 mol氧气结合转化为水，D错误。6.(2018哈尔滨模拟)新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图所示，(已知硼氢化钠中氢为1价)，有关该电池的说法正确的是()A电极B材料中含MnO2层，MnO2可增强导电性B电池负极区的电极反应：BH8OH8e=BO6H2OC放电过程中，Na从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗1 L 6 molL1 H2O2溶液，理论上流过电路中的电子为6NA个解析：选BA项，电极B采用MnO2，为正极，H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH，MnO2既作电极材料又有催化作用，错误；B项，负极发生氧化反应，电极反应式为BH8OH8e=BO6H2O，正确；C项，放电时， Na向正极移动，错误；D项，在电池反应中，每消耗1 L 6 molL1 H2O2溶液，理论上流过电路中的电子数6 molL11 L2NA/mol12NA，错误。真题验收1(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Mg2e=Mg2B正极反应式为Age=AgC电池放电时Cl由正极向负极迁移D负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2解析：选BMgAgCl电池的电极反应：负极Mg2e=Mg2，正极2AgCl2e=2Ag2Cl，A项正确，B项错误。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C项正确。Mg是活泼金属，能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2，D项正确。2(2016全国卷)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)。下列说法正确的是()A充电时，电解质溶液中K向阳极移动B充电时，电解质溶液中c(OH)逐渐减小C放电时，负极反应为Zn4OH2e=Zn(OH)D放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)解析：选CA项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动。B项，充电时的总反应为放电时的逆反应：2Zn(OH)=2ZnO24OH2H2O，c(OH)逐渐增大。C项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为Zn4OH2e=Zn(OH)。D项，由放电时的总反应可知，电路中通过2 mol电子时，消耗0.5 mol O2，其体积为11.2 L(标准状况)。3(1)(2017北京高考)可利用原电池装置证明反应AgFe2=AgFe3能发生。其中甲溶液是_，操作及现象是_。(2)(2016江苏高考)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2O的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr2O转化为Cr3，其电极反应式为_。(3)(2016天津高考)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。与汽油相比，氢气作为燃料的优点是_(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：_。(4)(2015四川高考)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4LiFeS2=Fe2Li2S。正极反应式是_。(5)(2015海南高考)下图所示原电池正极的反应式为_。答案：(1)FeSO4溶液分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色更深(2)Cr2O6e14H=2Cr37H2O(3)污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高(任写其中2个)H22e2OH=2H2O(4)FeS24e4Li=Fe2Li2S(或FeS24e=Fe2S2)(5)Age=Ag综合演练提能 课堂巩固练1下列关于原电池的叙述中正确的是()A正极和负极必须是金属B原电池是把化学能转化成电能的装置C原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应D锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有6.5 g锌溶解，正极上就有0.1 g氢气生成解析：选B一般普通原电池中负极必须是金属，正极可以是金属或非金属导体，A错误；原电池是把化学能转化成电能的装置，B正确；原电池工作时，正极上发生还原反应，负极上发生氧化反应，C错误；锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有6.5 g锌溶解，正极上有0.2 g氢气生成，D错误。2电子计算机所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应式：Zn2OH2e=ZnOH2O；Ag2OH2O2e=2Ag2OH。下列判断正确的是()A锌为正极，Ag2O为负极B锌为负极，Ag2O为正极C原电池工作时，将电能转化成化学能D原电池工作时，负极区溶液pH增大解析：选B根据化合价变化可知Zn被氧化，应为原电池的负极，则正极为Ag2O，故A错误，B正确；原电池是将化学能转化为电能的装置，故C错误；原电池工作时，负极发生反应Zn2OH2e=ZnOH2O，溶液pH减小，故D错误。3.(2018茂名一模)肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸，但是以其为燃料的燃料电池是一种理想的电池，具有容量大、能量转化效率高、产物无污染等特点，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是()A电池工作时，正极附近的pH降低B当消耗1 mol O2时，有2 mol Na由甲槽向乙槽迁移C负极反应式为4OHN2H44e=N24H2OD若去掉阳离子交换膜，电池也能正常工作解析：选C电池工作时，O2在正极发生还原反应：O22H2O4e=4OH，由于生成OH，溶液的pH增大，A错误；当消耗1 mol O2时，电路中转移4 mol电子，生成4 mol OH，为保持溶液呈电中性，应有4 mol Na由甲槽向乙槽迁移，B错误；N2H4在负极上失电子发生氧化反应，则负极反应式为4OHN2H44e=N24H2O，C正确；若去掉阳离子交换膜，正极产生的OH直接向负极移动，不能产生稳定的电流，D错误。4.(2018青岛模拟)ZnZnSO4PbSO4Pb电池装置如图，下列说法错误的是()ASO从右向左迁移B电池的正极反应为Pb22e=PbC左边ZnSO4浓度增大，右边ZnSO4浓度不变D若有6.5 g锌溶解，有0.1 mol SO通过离子交换膜解析：选B锌是负极，SO从右向左迁移，A正确；电池的正极反应为PbSO42e=PbSO，B错误；左边锌失去电子转化为ZnSO4，ZnSO4浓度增大，右边ZnSO4浓度不变，C正确；若有6.5 g锌即0.1 mol锌溶解，根据电荷守恒可知有0.1 mol SO通过离子交换膜，D正确。5(2018合肥模拟)我国科研人员以Zn和尖晶石型锰酸锌(ZnMn2O4)为电极材料，研制出一种水系锌离子电池。该电池的总反应方程式：xZnZn1xMn2O4ZnMn2O4(0xBCDEBACDBECCABDE DBDCAE解析：选B金属与稀H2SO4溶液组成原电池，活泼金属失去电子发生氧化反应，作负极，较不活泼的金属作正极。H在正极电极表面得到电子生成H2，电子运动方向由负极正极，电流方向则由正极负极。在题述原电池中，AB原电池，A为负极； CD原电池，C为负极；AC原电池，A为负极；BD原电池，D为负极；E先析出，E不活泼。综上可知，金属活动性ACDBE。2(2018厦门模拟)将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如图所示的原电池。下列说法不正确的是()A盐桥中的K移向FeCl3溶液B反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应C电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极解析：选DA项，甲池中石墨电极为正极，乙池中石墨电极为负极，盐桥中阳离子向正极移动，所以向FeCl3溶液迁移，正确；B项，反应开始时，乙中I失去电子，发生氧化反应，正确；C项，当电流计为零时，说明没有电子发生转移，反应达到平衡，正确；D项，当加入Fe2，导致平衡逆向移动，则Fe2失去电子生成Fe3，作为负极，而乙中石墨成为正极，错误。3.通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理如图所示，下列说法错误的是()Aa为电池的正极，发生还原反应Bb极的电极反应为HCHOH2O4e=CO24HC传感器工作过程中，电解质溶液中硫酸的浓度减小D当电路中转移2104 mol电子时，传感器内参加反应的HCHO为3.0 mg解析：选D氧气得电子，a为正极，发生还原反应，A正确；b极是负极，发生氧化反应，故电极反应为HCHOH2O4e=CO24H，B正确；传感器工作过程中，氧化还原反应生成水，电解质溶液中硫酸的浓度变小，C正确；负极：HCHOH2O4e=CO24H，当电路中转移2104 mol电子时，反应的甲醛物质的量0.5104 mol，质量1.5 mg，D错误。4.近年，科学家们发明了一种能够给电子设备提供动力的生物燃料电池。该电池包括两个涂覆着酶的电极，它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中。由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A左边为该电池的负极B该电池可在高温环境下使用C该电池负极反应为H22e=2HD该电池正极反应为O24e=2O2解析：选C由电池示意图可知，H2H，是H2被氧化的过程，通入H2的一极为原电池的负极，发生反应：H22e=2H；O2H2O，是O2被还原的过程，通入O2的一极为原电池的正极，发生反应：O24e4H=2H2O，故A、D错误，C正确；该电池包括两个涂覆着酶的电极，高温下会使酶变性，不能在高温下使用，B错误。5.(2018兰州一中月考)硼化钒(VB2)空气电池是目前储电能力最强的电池，电池结构示意图如图，该电池工作时总反应为4VB211O2=4B2O32V2O5，下列说法正确的是()A电极a为电池负极，发生还原反应B每消耗1 mol VB2转移6 mol电子C电池工作时，OH向电极a移动DVB2极发生的电极反应式为2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O解析：选D由题图可知，空气通入电极a，显然电极a为正极，发生还原反应，A错误；4 mol VB2发生反应时消耗11 mol O2，同时转移44 mol电子，故消耗1 mol VB2时转移11 mol电子，B错误；电池工作时，阴离子(OH)向负极(VB2极)移动，C错误；正极反应式为O22H2O4e=4OH，用总反应式减去正极反应式的11倍即得负极反应式，故VB2在负极上发生氧化反应，电极反应式为2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O，D正确。6(2018福建四地六校联考)新装修的房屋会释放出有毒的甲醛气体。银Ferrozine法检测甲醛(HCHO)的原理如下(在原电池中完成氧化银与甲醛的反应)：下列说法正确的是()A其他条件相同，甲醛浓度越小，所得有色配合物溶液的吸光度越大B电池正极的电极反应式为Ag2O2H2e=2AgH2OC30 g HCHO被氧化时，理论上电路中通过2 mol电子D理论上，消耗HCHO和消耗Fe3的物质的量之比为41解析：选BHCHO中C为0价。该检测过程涉及的化学反应为2Ag2OHCHO=4AgCO2H2O，AgFe3=AgFe2，Fe2与Ferrozine形成有色配合物。吸光度与有色物质的浓度成正比，根据反应式可推出吸光度与甲醛的浓度成正比，A项错误；负极的电极反应式为HCHO4eH2O=CO24H，正极的电极反应式为2Ag2O4e4H=4Ag2H2O，B项正确；n(HCHO)1 mol，负极消耗1 mol HCHO，理论上电路中通过4 mol电子，C项错误；HCHO4Ag4Fe2，1 mol HCHO完全反应，理论上能生成4 mol Ag，消耗4 mol Fe3，D项错误。7镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，且镁原电池放电时电压高而平稳，使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点。其中一种镁原电池的反应为xMgMo3S4MgxMo3S4，下列说法正确的是()A电池放电时，正极反应为Mo3S42xexMg2=MgxMo3S4B电池放电时，Mg2向负极迁移C电池充电时，阳极反应为xMg22xe=xMgD电池充电时，阴极发生还原反应生成Mo3S4解析：选AA项，电池放电时，正极发生还原反应，由电池反应可知，Mo3S4为正极，被还原，电极反应为Mo3S42xexMg2=MgxMo3S4，正确；B项，电池工作时，阳离子向正极移动，错误；C项，充电时，阳极发生氧化反应，错误；D项，电池充电时，阴极发生还原反应，Mg为阴极，生成金属镁，错误。8(2018江淮十校联考)利用反应6NO28NH3=7N212H2O设计的电池装置如图所示，该装置既能有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，下列说法不正确的是()A电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极B电极A上发生氧化反应，电极B为正极C电极A的电极反应式为2NH36e=N26HD当有2.24 L(标准状况)NO2被处理时，转移电子0.4 mol解析：选C由已知反应可知，反应中NO2为氧化剂，NH3为还原剂，则电极A为负极，发生氧化反应，电极B为正极，发生还原反应，电流由正极经导线流向负极，A、B项正确；电解质溶液呈碱性，则电极A的电极反应式为2NH36e6OH=N26H2O，C项错误；当有标准状况下2.24 L(0.1 mol)NO2被处理时，转移电子为0.1 mol(40)0.4 mol，D项正确。9.我国科研人员研制出一种室温“可呼吸”NaCO2电池。放电时该电池“吸入”CO2，充电时“呼出”CO2。吸入CO2时，其工作原理如图所示。吸收的全部CO2中，有转化为Na2CO3固体沉积在多壁碳纳米管(MWCNT)电极表面。下列说法正确的是()A“吸入”CO2时，钠箔