第02讲 原电池 化学电源-2026年高考《化学》一轮复习专项练习（天津专用）

PAGE1第02讲原电池化学电源目录01课标达标练题型01原电池的构成及工作原理目录01课标达标练题型01原电池的构成及工作原理题型02原电池原理的应用题型03新型一次电池题型04新型二次电池题型05新型燃料02核心突破练03真题溯源练01原电池的构成及工作原理1．分析如图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()A．①②中Mg作负极，③④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↑答案B解析②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；③中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C错；②中电池总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，负极反应式为2Al＋8OH－－6e－=2AlOeq\o\al(－,2)＋4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑，B正确；④中Cu是正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，D错。2．如图所示原电池装置(盐桥中含饱和KCl溶液)。下列说法正确的是()A．盐桥中的Cl－流向烧杯甲B．该原电池的正极反应式是Cu2＋＋2e－=CuC．甲烧杯中溶液的红色逐渐变浅D．若将甲烧杯中的溶液换成稀硝酸，电流表指针反向偏转答案C解析由原电池的装置图可知，该装置中存在自发的氧化还原反应Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，则铜为负极，Pt为正极。原电池内电路中阴离子移向负极，则盐桥中的Cl－流向烧杯乙，A错误；Pt为正极，该原电池的正极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，B错误；甲烧杯中电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，Fe3＋的浓度减小，则溶液的红色逐渐变浅，C正确；若将甲烧杯中的溶液换成稀硝酸，Pt与稀硝酸不反应，铜仍然为负极，Pt为正极，电流表指针偏转方向不变，D错误。3．如图所示的电池，盐桥由琼脂和饱和KCl溶液构成。下列有关说法正确的是()A．电池负极反应：Fe2＋－e－=Fe3＋B．盐桥中K＋移向FeCl2溶液C．当有6.02×1023个电子转移时，Fe电极减少56gD．电池总反应：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋答案D解析该双液电池Fe为负极，失去电子，石墨为正极，得到电子；盐桥中的阳离子K＋朝正极移动，移向FeCl3溶液。Fe为负极，石墨为正极，电池负极反应：Fe－2e－=Fe2＋，故A错误；原电池中阳离子移向正极，石墨电极为正极，故盐桥中K＋移向FeCl3溶液，故B错误；当有6.02×1023个电子转移时，根据电池负极反应：Fe－2e－=Fe2＋，Fe电极减少28g，故C错误；据分析，根据电荷守恒可得，电池总反应为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，故D正确。02原电池原理的应用4．根据化学反应设计原电池(选用相同的盐桥)时，下列各项中合理的是()选项正极(金属/电解质溶液)负极(金属/电解质溶液)AZn/ZnSO4溶液Fe/H2SO4溶液BFe/FeCl2溶液Zn/ZnSO4溶液CZn/H2SO4溶液Fe/FeCl2溶液DFe/ZnSO4溶液Zn/FeCl2溶液答案B解析锌、铁构成原电池时，金属性强的锌为负极，铁为正极，不能选用能与铁和锌反应的稀硫酸作电解质溶液，A、C错误；不能选用能与锌反应的氯化亚铁作电解质溶液，D错误；B正确。5．有M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N2＋=N＋M2＋；②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－=E，N－2e－=N2＋。四种金属的还原性由强到弱的顺序是()A．P、M、N、E B．E、N、M、PC．P、N、M、E D．E、P、M、N答案A解析①M置换出N，则M的还原性比N强；②M、P用导线连接放入NaHSO4溶液中，M表面有大量气泡，则M是正极，P的还原性比M强；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，N发生氧化反应生成N2＋，则N的还原性比E强，综上所述，还原性由强到弱的顺序为P>M>N>E。03新型一次电池6．Li-FeS2电池是目前电池中综合性能最好的一种电池，其结构如图所示。已知电池放电时的反应为4Li＋FeS2=Fe＋2Li2S。下列说法正确的是()A．Li为电池的正极B．电池工作时，Li＋向负极移动C．正极的电极反应式为FeS2＋4e－=Fe＋2S2－D．将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，电池性能更好答案C解析根据电池反应式知，放电时Li失电子发生氧化反应，则Li是负极，电极反应式为Li－e－=Li＋，FeS2为正极，正极反应式为FeS2＋4e－=Fe＋2S2－。通过以上分析知，Li为电池负极，发生氧化反应，故A错误；放电时，阳离子Li＋向正极移动，故B错误；FeS2为正极，正极反应式为FeS2＋4e－=Fe＋2S2－，故C正确；将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，Li和水发生氧化还原反应生成氢气，所以不能将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，故D错误。7．【有机氧化还原反应+化学能转化为电能】某化学小组将可乐和MnO2放一个由滤纸制成的通道内，形成了电池，该电池可将可乐(pH＝2.5)中的葡萄糖作为燃料获得能量，下列说法错误的是()A．b极为正极B．若消耗0.1mol葡萄糖，电路中转移0.4mol电子C．随着反应不断进行，负极区的pH不断减小D．b极的电极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O答案B解析该装置为原电池，根据有机物氧化还原的定义，葡萄糖(C6H12O6)生成葡萄糖内酯(C6H10O6)，氢原子减少两个，发生氧化反应，故葡萄糖所在的一极为负极，即a极为负极，b极为正极。由分析可知，b极为正极，A项正确；该电池的负极反应为C6H12O6－2e－=C6H10O6＋2H＋，1mol葡萄糖参与反应，失去2mol电子，则0.1mol葡萄糖参与反应，电路中转移0.2mol电子，B项错误；根据负极的电极反应式C6H12O6－2e－=C6H10O6＋2H＋，有H＋生成，负极区溶液pH变小，C项正确；b极为正极，MnO2为氧化剂，发生反应MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，D项正确。8．由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池，以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质，铝和二氧化锰－石墨为两极，其电池反应为Al＋3MnO2＋3H2O=3MnOOH＋Al(OH)3。下列有关该电池放电时的说法不正确的是()A．二氧化锰－石墨为电池正极B．负极反应式为Al－3e－＋3NH3·H2O=Al(OH)3＋3NHeq\o\al(＋,4)C．OH－不断由负极向正极移动D．每生成1molMnOOH转移1mol电子答案C解析由电池反应方程式知，铝为电池负极，铝失去电子转化为Al(OH)3，A、B正确；阴离子移向负极，C错误；由反应中锰元素价态变化知D正确。04新型二次电池9．【科技发明+新型电池】最近，我国科研人员发明了一种新型的锌离子热充电电池，可以利用人体产生的低热量充电。该电池以Zn和VO2-PC为电极材料，实现了低热量发电。放电时，VO2结合Zn2＋生成ZnxVO2·yH2O，原理如图所示。下列说法正确的是()A．分离器可以为阴离子交换膜B．充电时，阳极电极反应式为ZnxVO2·yH2O＋2xe－=VO2＋xZn2＋＋yH2OC．放电时，电流从Zn极流向VO2-PC极D．充电时，锌离子从较高温一侧移至低温一侧答案D解析放电时，Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，VO2结合Zn2＋生成ZnxVO2·yH2O，说明Zn2＋从负极移向正极，则分离器可以是阳离子交换膜，但不能是阴离子交换膜，A错误；充电时，阳极发生氧化反应，电极反应式为ZnxVO2·yH2O－2xe－=VO2＋xZn2＋＋yH2O，B错误；放电时，电流由正极流向负极，即电流从VO2-PC极流向Zn极，C错误；充电时，Zn2＋由较高温区向左侧低温区迁移，并在Zn电极得电子被还原为Zn，D正确。10．镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充放电按下式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2Oeq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))Cd(OH)2＋2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法正确的是()A．充电时阳极反应：Ni(OH)2＋OH－－e－=H2O＋NiOOHB．充电过程是化学能转化为电能的过程C．放电时负极附近溶液中的OH－浓度不变D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动答案A解析该可充电电池放电时为原电池，Cd失电子、化合价升高，Cd为负极，反应式为Cd－2e－＋2OH－=Cd(OH)2，正极上NiOOH发生的电极反应式为NiOOH＋e－＋H2O=Ni(OH)2＋OH－，工作时阳离子移向正极、阴离子移向负极；充电时为电解池，与电源正极相接的为阳极，与电源负极相接的为阴极，阴阳极反应与原电池负正极反应相反，据此分析解答。充电时为电解池，阳极反应与原电池正极反应相反，即阳极电极反应式为Ni(OH)2＋OH－－e－=NiO(OH)＋H2O，故A正确；充电时为电解池，电能转化为化学能，故B错误；放电时为原电池，负极反应式为Cd－2e－＋2OH－=Cd(OH)2，碱性减弱，故C错误；放电时为原电池，电解质溶液中的OH－向负极移动，故D错误。11．我国科学家设计的Mg-Li双盐电池工作原理如图所示，下列说法不正确的是()A．放电时，正极电极反应式为FeS＋2Li＋＋2e－=Fe＋Li2SB．充电时，Mg电极连外接电源的负极C．充电时，每生成1molMg，电解质溶液质量减少24gD．电解质溶液含离子迁移速率更快的Li＋，提高了电池效率答案C解析放电时Mg转化为Mg2＋，右侧电极为负极，左侧电极为正极，FeS得电子并结合Li＋生成Fe和Li2S，电极反应为FeS＋2Li＋＋2e－=Fe＋Li2S，A正确；充电时Mg2＋转化为Mg，被还原，为阴极，连接外接电源的负极，B正确；充电时阳极反应为Fe＋Li2S－2e－=FeS＋2Li＋，每生成1molMg，消耗1molMg2＋，转移2mol电子，同时生成2molLi＋，故电解质质量减少24g－2×7g＝10g，C错误；电解质溶液中含离子迁移速率更快的Li＋，增强了导电性，提高了电池效率，D正确。05新型燃料电池12．以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2清洁燃料电池，下列说法正确的是()A．放电过程中，K＋均向负极移动B．放电过程中，KOH物质的量均减小C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2-O2燃料电池的理论放电量最大D．消耗1molO2时，理论上N2H4-O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L答案C解析放电过程为原电池，阳离子向正极移动，K＋均向正极移动，A错误；N2H4-O2燃料电池的产物为氮气和水，不消耗KOH，n(KOH)保持不变，其他两种燃料电池均消耗KOH，n(KOH)减小，B错误；理论放电量与燃料的物质的量和转移电子数有关，设消耗燃料的质量均为mg，则甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2放电量分别为eq\f(mg,32g·mol－1)×6、eq\f(mg,32g·mol－1)×4、eq\f(mg,60g·mol－1)×16，通过比较可知(CH3)2NNH2理论放电量最大，C正确；正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，消耗1molO2时电路中通过4mol电子，N2H4→N2～4e－，则负极消耗1molN2H4产生1molN2，在标准状况下的体积为22.4L，D错误。13．北京冬奥会赛区内使用了氢燃料清洁能源车辆。某氢氧燃料电池工作示意图如下。下列说法不正确的是()A．电极a为电池的负极B．电极b表面反应为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－C．电池工作过程中OH－向正极迁移D．氢氧燃料电池将化学能转化为电能的转化率高于火力发电，提高了能源利用率答案C解析H2通入电极a，发生氧化反应，则电极a是负极，A正确；电极b为正极，O2在正极被还原，电解质溶液为KOH溶液，则正极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－，B正确；燃料电池工作时，阴离子移向负极，则OH－向负极(电极a)迁移，C错误；氢氧燃料电池将化学能转化为电能，能源利用率较高，其能量转化率高于火力发电，D正确。14．某微生物燃料电池在废水处理和新能源开发领域具有广阔的应用前景，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A．电极电势：a<b，电极b上发生氧化反应B．HS－在硫氧化菌作用下发生反应：HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋9H＋C．若该电池外电路有0.4mol电子转移，则有0.45molH＋迁移到b极D．该燃料电池在高温下进行效率更高答案B解析由图可知，b极为正极，发生还原反应，电极电势a<b，A错误；电池外电路有0.4mol电子转移，由电荷守恒可知，有0.4molH＋迁移到b极，C错误；微生物在高温下会死亡，电池效率降低，D错误。15．直接煤—空气燃料电池原理如图所示，下列说法错误的是()A．随着反应的进行，氧化物电解质的量不断减少B．负极的电极反应式为C＋2COeq\o\al(2－,3)－4e－=3CO2↑C．电极X为负极，O2－向X极迁移D．直接煤—空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高答案A解析题给燃料电池，Y为正极，反应式为O2＋4e－=2O2－；X是负极，反应式为C＋2COeq\o\al(2－,3)－4e－=3CO2↑、CO2＋O2－=COeq\o\al(2－,3)。由题图可知，电极X反应消耗O2－，电极Y上O2得电子生成O2－不断补充，氧化物电解质的量不会减少，A错误；该燃料电池是把化学能直接转化为电能，而煤燃烧发电是把化学能转化为热能，再转化为电能，D正确。1．有关如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－=AgC．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溶液答案D2．某同学设计如下原电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A．该装置将化学能转化为电能B．负极的电极反应式是Ag＋I－－e－=AgIC．电池的总反应式是Ag＋＋I－=AgID．盐桥(含KNO3的琼脂)中NOeq\o\al(－,3)从左向右移动答案D解析该装置是原电池装置，将化学能转化为电能，A项正确；根据电子的移动方向，可以推断出左侧电极为负极，该电极反应式为Ag＋I－－e－=AgI，B项正确；该电极的总反应式是Ag＋＋I－=AgI，C项正确；左侧电极为负极，右侧电极为正极，NOeq\o\al(－,3)带负电荷，向负极移动，所以NOeq\o\al(－,3)应该从右向左移动，D项错误。3．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，甲池中c(SOeq\o\al(2－,4))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答案C解析A项，由锌的活泼性大于铜可知，铜电极为正极，在正极上Cu2＋得电子发生还原反应生成Cu，错误；B项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池中c(SOeq\o\al(2－,4))不变，错误；C项，在乙池中发生反应Cu2＋＋2e－=Cu，同时甲池中的Zn2＋通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M(Zn)>M(Cu)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D项，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn2＋通过阳离子交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过阳离子交换膜的，错误。4．Mg－AgCl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－=AgC．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↑答案B解析根据题意，Mg－海水－AgCl电池总反应式为Mg＋2AgCl=MgCl2＋2Ag。A项，负极反应式为Mg－2e－=Mg2＋，正确；B项，正极反应式为2AgCl＋2e－=2Cl－＋2Ag，错误；C项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑，正确。5．【镁－锑液态金属储能电池+二次电池】一种突破传统电池设计理念的镁－锑液态金属储能电池工作原理如图所示，该电池所用液体密度不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变。该电池工作一段时间后，可由太阳能电池充电。下列说法不正确的是()A．放电时，Mg(液)层的质量减小B．放电时正极反应为Mg2＋＋2e－=MgC．该电池充电时，Mg－Sb(液)层发生还原反应D．该电池充电时，Cl－向中层和下层分界面处移动答案C解析A项，放电时，负极Mg失电子生成镁离子，则Mg(液)层的质量减小，正确；B项，正极镁离子得电子生成Mg，则放电时正极反应为Mg2＋＋2e－=Mg，正确；C项，该电池充电时，Mg－Sb(液)层为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，错误；D项，该电池充电时，阴离子向阳极移动，即Cl－向中层和下层分界面处移动，正确。A．充电时阳极反应：Ni(OH)2＋OH－－e－=NiOOH＋H2OB．充电过程是化学能转化为电能的过程C．放电时负极附近溶液的碱性不变D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动答案A解析放电时Cd的化合价升高，Cd作负极，Ni的化合价降低，NiOOH作正极，则充电时Cd(OH)2作阴极，Ni(OH)2作阳极，电极反应式为Ni(OH)2＋OH－－e－=NiOOH＋H2O，A项－2e－=Cd(OH)2，Cd电极周围OH－的浓度减小，C项错误；放电时电解质溶液中的OH－向负极移动，D项错误。7．用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池示意图如下图所示，有关说法正确的是()A．电极2发生氧化反应B．电池工作时，Na＋向负极移动C．电流由电极1经外电路流向电极2D．电极1发生的电极反应为2NH3＋6OH－－6e－=N2＋6H2O答案D8．一种新型镁硫电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是()A．使用碱性电解质水溶液B．放电时，正极反应包括3Mg2＋＋MgS8－6e－=4MgS2C．使用的隔膜是阳离子交换膜D．充电时，电子从Mg电极流出9．我国科学家开发出了Zn­NO电池系统，该电池同时具有合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示，下列说法中错误的是()A．电极电势：Zn/ZnO电极＜MoS2电极B．Zn/ZnO电极的反应式为Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2OC．电池工作一段时间后，正极区溶液的pH减小D．电子流向：Zn/ZnO电极→负载→MoS2电极答案C解析Mg为活泼金属，所以放电时Mg被氧化，Mg电极为负极，聚合物电极为正极。碱性电解质水溶液中负极生成的Mg2＋会生成Mg(OH)2沉淀，降低电池效率，A错误；放电时为原电池，原电池正极发生得电子的还原反应，则正极反应包括3Mg2＋＋MgS8＋6e－=4MgS2，B错误；据题图可知Mg2＋要通过隔膜移向正极参与电极反应，所以使用的隔膜是阳离子交换膜，C正确；放电时Mg电极发生氧化反应，充电时Mg电极得电子发生还原反应，即电子流入Mg电极，D错误。10．（2025·天津市·二模）【新型短路膜电化学电池+化学电池+CO2捕获】一种新型短路膜电化学电池消除CO2装置如图所示。下列说法错误的是()A．负极反应为：H2-2e-═2H+B．正极反应消耗标准状况下22.4LO2，理论上需要转移4mol电子C．短路膜和常见的离子交换膜不同，既能能传递离子，又能传递电子D．该装置可用于空气中CO2的捕获，缓解温室效应答案A解析A．由分析可知，负极反应为：H2+2HCO3--2e-═2H2O+2CO2，故A错误；B．标准状况下22.4LO2的物质的量为1mol,根据氧元素化合价变化结合电子守恒可知，O2∼4e-，则理论上需要转移4mol电子，故B正确；C．由图示可知，短路膜中存在电子运动，故和常见的离子交换膜不同，它能传递离子，也传递电子，故C正确；D．由图示可知，该装置吸收含二氧化碳空气，释放出不含二氧化碳的空气，生成二氧化碳可以被收集利用，故可用于空气中CO2的捕获，缓解温室效应，故D正确；故选：A。11．（2025•天津市河东区·二模）南开大学开发了一种自充电水系Zn—NaFe[Fe(CN)6]电池，电池电能耗尽后，无需外接电源，可通过H2O2实现电池自充电，电池工作原理如图。下列说法错误的是()A．该电池装置负极材料需足量 B．放电时，SO42-C．放电时，右侧电极反应为：NaFe[Fe（CN）6]+e﹣+Na+═Na2Fe[Fe（CN）6] D．自充电时，每消耗1molH2O2，溶液中增加1molNa+答案D解析A．该电池装置负极材料Zn随着放电过程不断反应，需足量的Zn，故A正确；B．放电时，阴离子移向负极，则SO42-向Zn电极移动，故B正确；C．放电时，右侧为原电池正极，发生还原反应，电极反应为：NaFe[Fe（CN）6]+xe﹣+xNa+＝Na1+xFe[Fe（CN）6]，故C正确；D．自充电时，每消耗1molH2O2，电子转移2mol，溶液中增加2molNa12．（2025·天津市南开区·二模）研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池。该电池分别以铝和石墨为电极，用AlCl4-和有机阳离子构成电解质溶液，其放电工作原理如图所示。下列说法正确的是（）A．放电时，有机阳离子向铝电极方向移动 B．充电时，石墨接外接电源负极 C．充电时，每转移1mole﹣，生成1molCnAlCl4 D．石墨晶体是层状结构，层与层之间以共价键结合答案C解析A．放电时，有机阳离子向石墨电极（正极）移动，故A错误；B．充电时，石墨作阳极，外接电源的正极，故B错误；C．充电时，石墨作阳极，电极反应式为Cn+AlCl4--e-=CnAlCl4，每转移1mole-，生成1molCnAlCl4，故C正确；D．石墨晶体是层状结构，层与层之间存在分子间作用力，层上碳原子以共价键结合，故D错误；故选：C。13．锂—液态多硫电池具有能量密度高、储能成本低等优点，以熔融金属锂、熔融硫和多硫化锂[Li2Sx(2≤x≤8)]分别作两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Li＋)为电解质，其反应原理如图所示。下列说法错误的是()A．该电池比钠—液态多硫电池的比能量高B．放电时，内电路中Li＋的移动方向为从a到bC．Al2O3的作用是导电、隔离电极反应物D．充电时，外电路中通过0.2mol电子，阳极区单质硫的质量增加3.2g答案D解析电池提供2mole－时，该电池对应Li2Sx质量为(14＋32x)g，而钠—液态多硫电池对应质量为(46＋32x)g，故该电池比能量高，A正确；由图分析知a为负极，b为正极，Li＋从a移向b，B正确；Al2O3为固体电解质，能导电，同时将两极反应物隔开，C正确；当外电路中通过0.2mole－时，阳极区生成0.1xmol硫，故阳极区生成硫的质量为3.2xg，D错误。14．锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解液，并在电池间不断循环。下列有关说法正确的是()A．充电时n接电源的负极，Zn2＋通过阳离子交换膜由左侧流向右侧B．放电时每转移1mol电子，负极区溶液质量减少65gC．充电时阴极的电极反应式为Br2＋2e－=2Br－D．若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，放电时正、负极也随之改变答案A解析充电时n接电源的负极，Zn2＋通过阳离子交换膜向阴极定向迁移，故由左侧流向右侧，A正确；放电时，负极Zn溶解生成Zn2＋，Zn2＋通过阳离子交换膜向正极定向迁移，故负极区溶液质量不变，B错误；充电时阴极的电极反应式为Zn2＋＋2e－=Zn，C错误；若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，放电时正、负极不会改变，Zn仍是负极，D错误。15．(1)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下图所示：①HS－在硫氧化菌作用下转化为SOeq\o\al(2－,4)的电极反应式是______________________________。②若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是________________________。(2)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。①放电过程中，Li＋向________(填“负极”或“正极”)移动。②负极反应式为__________________________________。③电路中每转移0.2mol电子，理论上生成________gPb。(3)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如下图所示。①a电极的电极反应式是_______________________________________________________；②一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因是_____________________________。答案(1)①HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋9H＋②HS－、SOeq\o\al(2－,4)浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2放出电子(2)①正极②Ca＋2Cl－－2e－=CaCl2③20.7(3)①2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O②发生反应4NH3＋3O2=2N2＋6H2O，有水生成，使得溶液逐渐变稀，为了维持碱的浓度不变，所以要补充KOH解析(1)①酸性环境中反应物为HS－，产物为SOeq\o\al(2－,4)，利用质量守恒和电荷守恒进行配平，电极反应式：HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋9H＋；②从质量守恒角度来说，HS－、SOeq\o\al(2－,4)浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2放出电子。(2)③根据方程式，电路中每转移0.2mol电子，生成0.1molPb，即20.7g。(3)①a电极是通入NH3的电极，失去电子，发生氧化反应，所以该电极作负极，电极反应式是2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O；②一段时间后，需向装置中补充KOH，原因是发生反应4NH3＋3O2=2N2＋6H2O，有水生成，使得溶液逐渐变稀，为了维持碱的浓度不变，所以要补充KOH。16．(1)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图1，石墨Ⅰ为电池的极；该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，其电极反应式为。(2)化学家正在研究尿素动力燃料电池。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图2所示：回答下列问题：电池中的负极为(填“甲”或“乙”)，甲的电极反应式为，电池工作时，理论上每净化1mol尿素，消耗O2的体积(标准状况下)约为L。答案(1)负NO2＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))－e－=N2O5(2)甲CO(NH2)2＋H2O－6e－=CO2↑＋N2↑＋6H＋33.6解析(1)该燃料电池中，正极上通入O2，石墨Ⅱ为正极，电极反应式为O2＋2N2O5＋4e－=4NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，负极上通入NO2，石墨Ⅰ为负极，电极反应式为NO2＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))－e－=N2O5。(2)根据图示可知，甲电极上CO(NH2)2反应生成二氧化碳和氮气，N元素化合价升高，失电子，为电源的负极，电解质溶液为酸性，则其电极反应式为CO(NH2)2＋H2O－6e－=CO2↑＋N2↑＋6H＋，该反应的总方程式为2CO(NH2)2＋3O2=2CO2＋2N2＋4H2O，根据关系式2CO(NH2)2～3O2可知，电池工作时，理论上每净化1mol尿素，消耗O2的体积为1.5mol×22.4L·mol－1＝33.6L。1.（天津卷2022·T1）近年我国在科技领域不断取得新成就。对相关成就所涉及的化学知识理解错误的是A.我国科学家实现了从二氧化碳到淀粉的人工合成，淀粉是一种单糖B.中国“深海一号”平台成功实现从深海中开采石油和天然气，石油和天然气都是混合物C.我国实现了高性能纤维锂离子电池的规模化制备，锂离子电池放电时将化学能转化为电能D.以硅树脂为基体的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟，硅树脂是一种高分子材料【答案】A【解析】A．淀粉是一种多糖，故A错误；B．石油主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物，天然气主要含甲烷，还有少量的其他烷烃气体，因此天然气是混合物，故B正确；C．锂离子电池放电属于原电池，是将化学能转化为电能，故C正确；D．硅树脂是高聚物，属于高分子材料，故D正确。综上所述，答案为A。2.（天津卷2023·T15）研究人员进行了一组实验：实验一：如图，研究人员将氢氧化钠溶液加入反应容器，随后加入锌粉，随后加热。一段时间后反应完全，停止加热，锌粉仍有剩余，向反应所得溶液中加入一块铜片，并接触剩余的锌，铜片表面出现银白色金属，并伴随少量气体产生。已知：已知：Zn+2NaOH+2H2O===Na2[Zn(OH)4]+H2↑Na2[Zn(OH)4]===2Na++[Zn(OH)4]2-[Zn(OH)4]2-Zn2++4OH-（4）写出实验一中构成的原电池正负极反应：负极：_______；正极：_______。答案Zn-2e-+4OH-===[Zn(OH)4]2-[Zn(OH)4]2-+2e-===Zn+4OH-、2H2O+2e-=H2↑+2OH-答案锌比铜活泼，实验一中构成的原电池的负极为Zn，Zn失去电子生成[Zn(OH)4]2-，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，正极为Cu，正极由[Zn(OH)4]2-⇌Zn+4OH-产生的锌离子得到电子转变为锌而产生银白色的金属、同时H2O得到电子生成少量H2，电极方程式为：[Zn(OH)4]2-+2e-===Zn+4OH-、2H2O+2e-=H2↑+2OH-。3．（2025·广东卷）一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上MnO2减少；电极材料每转移1mol电子，对应的理论容量为。下列说法错误的是A．充电时Ⅱ为阳极B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低C．放电时负极反应为：D．充电时16gS能提供的理论容量为答案B【分析】放电时，电极Ⅱ上减少，说明MnO2转化为Mn2+，化合价降低，发