2024-2025版高中化學(xué)課時(shí)分層作業(yè)18化學(xué)電源含解析新人教版選修4

PAGE16-化學(xué)電源(30分鐘50分)一、選擇題(本題包括5小題,每小題8分,共40分)1.有關(guān)下列四個常用電化學(xué)裝置的敘述中,正確的是 ()A.Ⅰ所示電池工作中,MnO2的作用是催化劑B.Ⅱ所示電池放電過程中,硫酸濃度不斷增大C.Ⅲ所示電池工作過程中,鹽橋中K+移向硫酸鋅溶液D.Ⅳ所示電池中,Ag2O是氧化劑,放電時(shí)被還原為Ag【解析】選D。堿性鋅錳電池中二氧化錳為氧化劑,A錯誤;鉛蓄電池放電時(shí)電池反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,H2SO4濃度減小,B錯誤;原電池中陽離子向正極移動,故鹽橋中K+移向硫酸銅溶液,C錯誤;該原電池中,正極上氧化銀得電子,生成銀,所以Ag2O作氧化劑,D正確。【補(bǔ)償訓(xùn)練】下列電池屬于二次電池的是 ()A.鋅銀紐扣電池B.氫氧燃料電池C.鉛蓄電池D.鋅錳干電池【解析】選C。鋅錳干電池、鋅銀紐扣電池、氫氧燃料電池等屬于不行充電電池,完全放電后不能再運(yùn)用,屬于一次電池,鉛蓄電池屬于可充電電池,可以反復(fù)充電放電,屬于二次電池,故選C。2.(2024·鄭州高二檢測)碳呼吸電池是一種新型的能源裝置,電池原理如圖所示,則下列有關(guān)說法正確的是 ()A.該裝置將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能B.正極的電極反應(yīng)為C2-2e-2CO2C.每生成1molAl2(C2O4)3,有6mol電子流過負(fù)載D.隨著反應(yīng)進(jìn)行,草酸鹽濃度不斷變小【解析】選C。該裝置屬于燃料電池,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,A錯誤;結(jié)合電池原理圖可得正極反應(yīng)式為2CO2+2e-C2,B錯誤;每生成1molAl2(C2O4)3,負(fù)極有2molAl失去電子,共失去6mol電子,所以有6mol電子流過負(fù)載,C正確;依據(jù)正負(fù)極反應(yīng)狀況可得電池總反應(yīng)為2Al+6CO2Al2(C2O4)3,所以反應(yīng)過程中不消耗草酸鹽,D錯誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(2024·福州高二檢測)宇宙飛船運(yùn)用的是氫氧燃料電池,其電池反應(yīng)為2H2+O22H2O,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,反應(yīng)保持在較高溫度,使H2O蒸發(fā)。下列說法正確的是 ()A.此電池能發(fā)出藍(lán)色的火焰,總的化學(xué)反應(yīng)為2H2+O22H2OB.通入H2的一極為正極,通入O2的一極為負(fù)極C.工作時(shí)電解質(zhì)溶液的pH不斷減小D.電極反應(yīng):負(fù)極,2H2+4OH--4e-4H2O;正極,O2+2H2O+4e-4OH-【解析】選D。燃料電池中的反應(yīng)不是在點(diǎn)燃的條件下進(jìn)行的,燃料電池中的反應(yīng)沒有燃燒現(xiàn)象,故A項(xiàng)錯誤;反應(yīng)中H2被氧化,通入H2的一極為負(fù)極,通入O2的一極為正極,B項(xiàng)錯誤;反應(yīng)中電解質(zhì)溶液KOH的質(zhì)量不變,而且由題意可知反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸發(fā),故電解質(zhì)溶液濃度不變,則pH不變,C項(xiàng)錯誤。3.(2024·沈陽高二檢測)美國一個海軍航空站曾安裝了一臺250kW的MCFC型燃料電池,該電池可同時(shí)供應(yīng)電和水蒸氣,其工作溫度為600～700℃,所用燃料為H2,電解質(zhì)為熔融的K2CO3,已知該電池的總反應(yīng)為:2H2+O22H2O,負(fù)極反應(yīng)為2H2+2C-4e-2H2O+2CO2,則下列推斷中正確的是 ()A.正極反應(yīng)為4OH--4e-O2↑+2H2OB.該電池的電極沒有參與反應(yīng)C.電池供應(yīng)1mol水蒸氣,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4molD.O2從正極通入,發(fā)生氧化反應(yīng)【解析】選B。由總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式得正極反應(yīng)式:O2+2CO2+4e-2C,A項(xiàng)錯;燃料電池電極本身不參與反應(yīng),B項(xiàng)正確;由總反應(yīng)式知,電池供應(yīng)1mol水蒸氣,轉(zhuǎn)移的電子為2mol,C項(xiàng)錯;該電池為氫氧燃料電池,負(fù)極是H2,發(fā)生氧化反應(yīng),正極是O2,發(fā)生還原反應(yīng),D項(xiàng)錯。【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.(2024·?？诟叨z測)LiAl/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池,該電池中正極的電極反應(yīng)式為:2Li++FeS+2e-Li2S+Fe,下列有關(guān)該電池的說法中,正確的是 ()A.LiAl在電池中作為負(fù)極材料,該材料中Li的化合價(jià)為+1B.該電池的總反應(yīng)式為2Li+FeSLi2S+FeC.負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al-3e-Al3+D.充電時(shí),陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為Li2S+Fe-2e-2Li++FeS【解析】選B。由正極的電極反應(yīng)式知,在負(fù)極上Li失去電子被氧化,所以LiAl在電池中作為負(fù)極材料,該材料中Li的化合價(jià)為0,故A項(xiàng)錯誤;負(fù)極的電極反應(yīng)式為2Li-2e-2Li+,故C項(xiàng)錯誤;該電池的總反應(yīng)式為正、負(fù)極的電極反應(yīng)式之和:2Li+FeSLi2S+Fe,故B項(xiàng)正確;由于充電時(shí)陰極發(fā)生還原反應(yīng),所以陰極的電極反應(yīng)式為2Li++2e-2Li,故D項(xiàng)錯誤。2.電瓶車所用電池一般為鉛蓄電池,這是一種典型的可充電電池,電池總反應(yīng)式為Pb+PbO2+4H++2S2PbSO4+2H2O,則下列說法正確的是 ()A.放電時(shí):電子流淌方向由A經(jīng)導(dǎo)線流向BB.放電時(shí):正極反應(yīng)是Pb-2e-+SPbSO4C.充電時(shí):鉛蓄電池的負(fù)極應(yīng)與充電器的正極相連D.充電時(shí):陽極反應(yīng)是PbSO4-2e-+2H2OPbO2+S+4H+【解析】選D。放電時(shí),Pb為負(fù)極,PbO2為正極,電子從負(fù)極B流向正極A,選項(xiàng)A錯誤;正極反應(yīng)是PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O,選項(xiàng)B錯誤;充電時(shí),鉛蓄電池的負(fù)極應(yīng)與充電器電源負(fù)極相連,選項(xiàng)C錯誤;充電時(shí),陽極發(fā)生氧化反應(yīng),即PbSO4-2e-+2H2OPbO2+S+4H+,選項(xiàng)D正確。3.以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。關(guān)于該電池的敘述正確的是 ()A.該電池能夠在高溫下工作B.電池的負(fù)極反應(yīng)式為C6H12O6+6H2O-24e-6CO2↑+24H+C.放電過程中,H+從正極區(qū)向負(fù)極區(qū)遷移D.在電池反應(yīng)中,每消耗1mol氧氣,理論上能生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2氣體L【解析】選B。由于是微生物燃料電池,則不行能在高溫下工作,A錯誤;放電過程中,H+從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)遷移,結(jié)合O2-形成H2O,C錯誤;每消耗1molO2則轉(zhuǎn)移4mol電子,由C6H12O6+6H2O-24e-6CO2↑+24H+計(jì)算出:轉(zhuǎn)移4mol電子則生成1molCO2,即標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為22.4L4.(2024·哈爾濱高二檢測)一種突破傳統(tǒng)電池設(shè)計(jì)理念的鎂-銻液態(tài)金屬儲能電池工作原理如圖所示,該電池所用液體密度不同,在重力作用下分為三層,工作時(shí)中間層熔融鹽的組成及濃度不變。該電池工作一段時(shí)間后,可由太陽能電池充電。下列說法不正確的是 ()A.放電時(shí),Mg(液)層的質(zhì)量減小B.放電時(shí)正極反應(yīng)為Mg2++2e-MgC.該電池充電時(shí),Mg-Sb(液)層發(fā)生還原反應(yīng)D.該電池充電時(shí),Cl-向中層和下層分界面處移動【解析】選C。放電時(shí),負(fù)極Mg失電子生成鎂離子,則Mg(液)層的質(zhì)量減小,A正確;正極鎂離子得電子生成Mg,則放電時(shí)正極反應(yīng)為Mg2++2e-Mg,B正確;該電池充電時(shí),Mg-Sb(液)層為陽極,陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),C錯誤;該電池充電時(shí),陰離子向陽極移動,即Cl-向中層和下層分界面處移動,D正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(2024·長沙高二檢測)科學(xué)家預(yù)言,被稱為“黑金”的“新材料之王”石墨烯將“徹底變更21世紀(jì)”。中國華為研發(fā)人員利用鋰離子能在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動的特性,已在世界上領(lǐng)先開發(fā)出石墨烯電池,電池反應(yīng)式為LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2,其工作原理如圖。下列關(guān)于該電池的說法正確的是A.有設(shè)計(jì)師建議該電池采納隔膜效果更好,可選用質(zhì)子交換膜B.放電時(shí),LiCoO2極發(fā)生的電極反應(yīng)為LiCoO2-xe-Li1-xCoO2+xLi+C.石墨烯電池通過提高儲鋰容量進(jìn)而提高能量密度,廢舊的該電池進(jìn)行“放電處理”讓Li+嵌入LiCoO2中而有利于回收D.石墨烯電池充電時(shí)LiCoO2極與電源負(fù)極相連【解析】選C。隔膜只允許Li+通過,所以不能選用質(zhì)子交換膜,A錯誤;依據(jù)電池反應(yīng),放電時(shí),LiCoO2上得到電子,LiCoO2發(fā)生電極反應(yīng)式:Li1-xCoO2+xLi++xe-LiCoO2,B錯誤;石墨烯電池的優(yōu)點(diǎn)是提高電池的儲鋰容量進(jìn)而提高能量密度,依據(jù)工作原理,Li+嵌入LiCoO2中有利于回收,C正確;LiCoO2極是電池正極,充電時(shí)與電源正極相連,D錯誤。【方法規(guī)律】解答充電電池題目的留意問題(1)電池放電時(shí)發(fā)生原電池反應(yīng),充電時(shí)發(fā)生電解池反應(yīng)。(2)可充電電池的充放電時(shí)的反應(yīng)相反。(3)陽極和負(fù)極都發(fā)生氧化反應(yīng),陰極和正極都發(fā)生還原反應(yīng)。(4)原電池中陽離子向正極移動,電解池中陽離子向陰極移動。5.微生物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,如圖是利用一種微生物將廢水中的尿素[CO(NH2)2]轉(zhuǎn)化為對環(huán)境無害物質(zhì)的裝置。下列敘述錯誤的是 ()A.M電極有CO2和N2生成B.H+透過質(zhì)子交換膜由左向右移動C.微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移D.N電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-【解析】選D。因?yàn)槭琴|(zhì)子交換膜,因此反應(yīng)的環(huán)境是酸性,有O2的一邊(N)是正極反應(yīng)區(qū),即O2+4H++4e-2H2O;由題意尿素[CO(NH2)2]轉(zhuǎn)化為對環(huán)境無害物質(zhì)知,M極反應(yīng)為CO(NH2)2+H2O-6e-CO2↑+N2↑+6H+,H+應(yīng)當(dāng)透過質(zhì)子交換膜由左向右移動;在微生物的作用下,此裝置構(gòu)成原電池,加速了反應(yīng)的進(jìn)行,促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移。A、B、C正確,D錯誤。【補(bǔ)償訓(xùn)練】一種微生物燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,關(guān)于該電池的敘述正確的是()A.電池工作時(shí),電子由a流向bB.微生物所在電極區(qū)放電時(shí)發(fā)生還原反應(yīng)C.放電過程中,H+從正極區(qū)移向負(fù)極區(qū)D.正極反應(yīng)式為MnO2+4H++2e-Mn2++2H2O【解析】選D。因?yàn)橛覀?cè)產(chǎn)生CO2,說明微生物所在的電極區(qū)Cm(H2O)n失電子生成CO2,所以電池工作時(shí)電子由b經(jīng)外電路流向a極,A項(xiàng)錯誤;微生物所在電極區(qū)放電時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng),B項(xiàng)錯誤;放電時(shí)陽離子向正極移動,C項(xiàng)錯誤;放電時(shí)正極發(fā)生還原反應(yīng),D項(xiàng)正確。二、非選擇題(本題包括1小題,共10分)6.(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S的反應(yīng)式是

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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,緣由是__。

(2)PbSO4熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源?；窘Y(jié)構(gòu)如圖所示,其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后,電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為PbSO4+2LiCl+CaCaCl2+Li2SO4+Pb。①放電過程中,Li+向________(填“負(fù)極”或“正極”)移動。

②負(fù)極反應(yīng)式為_______________________________。

③電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子,理論上生成______gPb。

【解析】(1)①酸性環(huán)境中反應(yīng)物為HS-,產(chǎn)物為S,利用質(zhì)量守恒和電荷守恒進(jìn)行配平,電極反應(yīng)式:HS-+4H2O-8e-S+9H+;②從質(zhì)量守恒角度來說,HS-、S濃度不會發(fā)生變更,只要有兩種細(xì)菌存在,就會循環(huán)把有機(jī)物氧化成CO2放出電子。(2)①放電Li+向正極移動,②負(fù)極Ca失電子,③依據(jù)方程式,電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子,生成0.1molPb,即20.7答案:(1)①HS-+4H2O-8e-S+9H+②HS-、S濃度不會發(fā)生變更,只要有兩種細(xì)菌存在,就會循環(huán)把有機(jī)物氧化成CO2放出電子(2)①正極②Ca+2Cl--2e-CaCl2③20.7【補(bǔ)償訓(xùn)練】今有反應(yīng)2H2+O22H2O,設(shè)計(jì)成燃料電池。(1)負(fù)極通的應(yīng)是________,正極通的應(yīng)是________,電極反應(yīng)式分別為____________________。

(2)若把KOH改為H2SO4作電解質(zhì),即:2H2+O22H2O,則電極反應(yīng)式應(yīng)為負(fù)極:________________________,正極:__。

(1)(2)的介質(zhì)不同,反應(yīng)后各溶液的pH變更依次為__________,________(填“變大”“變小”或“不變”)。

(3)若把H2改為CH4,KOH作電解質(zhì),則負(fù)極反應(yīng)式為__。

【解析】(1)負(fù)極通還原性氣體H2,電極反應(yīng)式為2H2+4OH--4e-4H2O,正極通氧化性氣體O2,電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-。(2)負(fù)極反應(yīng)式為2H2-4e-4H+,正極反應(yīng)式為O2+4H++4e-2H2O。(1)、(2)總反應(yīng)只生成H2O,使原電解質(zhì)溶液(1)中c(OH-)減小,(2)中c(H+)減小,故(1)中pH變小,(2)中pH變大。(3)中負(fù)極上還原性氣體CH4在KOH中被氧化成C,即負(fù)極反應(yīng)式為CH4+10OH--8e-C+7H2O。答案:(1)H2O2負(fù)極:2H2+4OH--4e-4H2O,正極:O2+2H2O+4e-4OH-(2)2H2-4e-4H+O2+4H++4e-2H2O變小變大(3)CH4+10OH--8e-C+7H2O(30分鐘50分)一、選擇題(本題包括5小題,每小題8分,共40分)1.某同學(xué)在超市看到一種電池外殼的紙層包裝,印有如圖所示的文字。下列有關(guān)說法錯誤的是 ()A.該電池不是可充電干電池B.該電池用過之后不行以隨意丟棄,要集中回收處理C.該電池含有重金屬元素D.該電池工作時(shí),外電路中每通過0.2mole-,鋅的質(zhì)量理論上削減3.25【解析】選D。電池工作時(shí),鋅失去電子,電極反應(yīng)為Zn-2e-Zn2+,外電路每通過0.2mol電子,鋅的質(zhì)量理論上應(yīng)削減6.5g,所以D【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.如圖是生活中常用的鋅錳干電池的示意圖,下列有關(guān)說法中不正確的是()A.電池內(nèi)部含有電解質(zhì)B.鋅是負(fù)極,碳棒是正極C.電池用完后可埋入土壤D.鋅錳干電池屬一次電池【解析】選C。依據(jù)干電池的示意圖可知,內(nèi)部的氯化銨是電解質(zhì),A正確;鋅是活潑的金屬,所以鋅是負(fù)極,碳棒是正極,所以選項(xiàng)B正確;干電池中含有重金屬,隨意丟棄能造成環(huán)境污染,要分類回收,C不正確;鋅錳干電池不能反復(fù)充放電,屬于一次電池,D正確。2.可充電氟鎂動力電池比鋰電池具有更高的能量密度和平安性,其電池反應(yīng)為Mg+2MnF32MnF2+MgF2。下列有關(guān)說法不正確的是 ()A.鎂為負(fù)極材料B.正極的電極反應(yīng)式為MnF3+e-MnF2+F-C.電子從鎂極流出,經(jīng)電解質(zhì)流向正極D.每生成1molMnF2時(shí)轉(zhuǎn)移1mol電子【解析】選C。由電池反應(yīng)知,鎂發(fā)生氧化反應(yīng),鎂極為負(fù)極,A正確;電池反應(yīng)中,三氟化錳發(fā)生還原反應(yīng),B正確;電子由負(fù)極(鎂極)流出經(jīng)外電路流向正極,C錯誤;錳元素由+3價(jià)降至+2價(jià),D正確。2.(2024·安陽高二檢測)一種具有高能量比的新型干電池示意圖如圖所示,石墨電極區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)為MnO2+e-+H2OMnO(OH)+OH-。該裝置工作時(shí),下列敘述正確的是 ()A.Al電極區(qū)的電極反應(yīng)式:Al-3e-+3NH3·H2OAl(OH)3+3NB.石墨電極上的電勢比Al電極上的低C.每消耗27gAl,有3D.若采納食鹽水和NaOH溶液作電解質(zhì)溶液,電極反應(yīng)式相同【解析】選A。Al電極為負(fù)極,失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),在氨水中發(fā)生反應(yīng):Al-3e-+3NH3·H2OAl(OH)3+3N,A正確;石墨電極為正極,Al電極為負(fù)極,正極上的電勢比Al電極上的高,B錯誤;電子只能通過導(dǎo)線由Al電極轉(zhuǎn)移到石墨電極上,C錯誤;若采納食鹽水+NaOH溶液作電解質(zhì)溶液,由于Al(OH)3是兩性物質(zhì),可以被NaOH溶液溶解,所以電極反應(yīng)式不相同,D錯誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(2015·江蘇高考)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是 ()A.反應(yīng)CH4+H2O3H2+CO,每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol電子B.電極A上H2參與的電極反應(yīng)為H2+2OH--2e-2H2OC.電池工作時(shí),C向電極B移動D.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+2CO2+4e-2C【解析】選D。依據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式,每有1mol甲烷參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為6mol,A項(xiàng)錯誤;因?yàn)殡娊赓|(zhì)為熔融態(tài)的碳酸鹽,所以電極A上H2參與的電極反應(yīng)式為H2-2e-+CH2O+CO2,B項(xiàng)錯誤;依據(jù)原電池工作原理,電極A是負(fù)極,電極B是正極,陰離子向負(fù)極移動,碳酸根離子向負(fù)極移動(A電極),C項(xiàng)錯誤;電極B上氧氣得電子與二氧化碳結(jié)合生成碳酸根離子,因此電極反應(yīng)式為O2+4e-+2CO22C,D項(xiàng)正確。3.高鐵電池是一種新型可充電電池,與一般高能電池相比,該電池能長時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列敘述不正確的是 ()A.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2B.充電時(shí)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)C.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3mol電子,正極有1molK2FeO4被氧化D.放電時(shí)正極旁邊溶液的堿性增加【解析】選C。該電池放電時(shí)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng):Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2,正極發(fā)生還原反應(yīng):Fe+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-,正極旁邊溶液堿性增加,D正確,C不正確;充電時(shí)陽極發(fā)生氧化反應(yīng),B正確?！痉椒ㄒ?guī)律】電極反應(yīng)的書寫方法(1)先確定原電池的正、負(fù)極,列出正、負(fù)極上的反應(yīng)物質(zhì),并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失。(2)正、負(fù)極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)式。若已知電池反應(yīng)的總反應(yīng)式,可先寫出較易書寫的一極的電極反應(yīng)式,然后在電子守恒的基礎(chǔ)上,總反應(yīng)式減去較易寫出的一極的電極反應(yīng)式,即得到較難寫出的另一極的電極反應(yīng)式。【補(bǔ)償訓(xùn)練】找尋新能源是解決溫室效應(yīng)的一條重要思路。磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)是一種新型汽車鋰離子電池,總反應(yīng)為FePO4+LiLiFePO4,電池中的固體電解質(zhì)可傳導(dǎo)離子,下列說法錯誤的是 ()A.放電時(shí),Li作負(fù)極B.放電時(shí),正極反應(yīng)為FePO4+Li++e-LiFePO4C.充電時(shí),Li+和Fe2+向陰極移動,P向陽極移動D.充電時(shí),陰極反應(yīng)為Li++e-Li【解析】選C。放電時(shí),電極反應(yīng)式為負(fù)極:Li-e-Li+,正極:FePO4+e-+Li+LiFePO4;充電時(shí),電極反應(yīng)式為陰極:Li++e-Li,陽極:LiFePO4-e-Li++FePO4。C項(xiàng),充電時(shí),Li+在陽極生成,移向陰極得e-生成Li,Fe2+失去電子生成Fe3+,Fe3+和P結(jié)合生成FePO4。4.(2024·全國卷Ⅰ)利用生物燃料電池原理探討室溫下氨的合成,電池工作時(shí)MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子,示意圖如圖所示。下列說法錯誤的是()A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨,該方法條件溫柔,同時(shí)還可供應(yīng)電能B.陰極區(qū),在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2+2H++2MV+C.正極區(qū),固氮酶為催化劑,N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3D.電池工作時(shí)質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動【解析】選B。相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨,該方法選用酶作催化劑,條件溫柔,同時(shí)利用MV+和MV2+的相互轉(zhuǎn)化,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故可供應(yīng)電能,故A正確;左室為負(fù)極區(qū),MV+在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成MV2+,電極反應(yīng)式為MV+-e-MV2+,放電生成的MV2+在氫化酶的作用下與H2反應(yīng)生成H+和MV+,反應(yīng)的方程式為H2+2MV2+2H++2MV+,故B錯誤;右室為正極區(qū),MV2+在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成MV+,電極反應(yīng)式為MV2++e-MV+,放電生成的MV+與N2在固氮酶的作用下反應(yīng)生成NH3和MV2+,故C正確;電池工作時(shí),氫離子(即質(zhì)子)通過交換膜由負(fù)極向正極移動,故D正確。【補(bǔ)償訓(xùn)練】一種光化學(xué)電池的結(jié)構(gòu)如圖所示,電池總反應(yīng)為AgCl(s)+Cu+(aq)Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl-(aq),下列關(guān)于該電池在工作時(shí)的說法正確的是 ()A.生成108g銀,轉(zhuǎn)移電子個數(shù)為1B.Cu+在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)C.Ag電極活潑,Ag失電子發(fā)生氧化反應(yīng)D.Cl-由負(fù)極遷移到正極【解析】選B。正極上的反應(yīng)為AgCl(s)+e-Ag(s)+Cl-(aq),生成108g即1mol銀,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol,電子個數(shù)為NA,A錯誤;鉑作負(fù)極,負(fù)極上Cu+失電子生成Cu2+,則Cu+在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),B正確;AgCl中的銀離子,在銀電極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以銀作正極,Ag電極不發(fā)生反應(yīng),C錯誤;原電池中陰離子向負(fù)極移動,即Cl-由正極遷移到負(fù)極,D二、非選擇題(本題包括1小題,共10分)5.(1)二氧化硫-空氣質(zhì)子交換膜燃料電池可以利用大氣所含SO2快速啟動,其裝置示意圖如圖:①質(zhì)子的流淌方向?yàn)開___________(“從A到B”或“從B到A”)。

②負(fù)極的電極反應(yīng)式為___________________________。

(2)NH3-O2燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖所示:①a極為電池的__________(填“正”或“負(fù)”)極。

②當(dāng)生成1molN2時(shí),電路中流過電子的物質(zhì)的量為______________。

【解析】(1)①依據(jù)圖示,A為燃料電池的負(fù)極,B為燃料電池的正極,在原電池電解液中,正電荷由負(fù)極向正極移動,即從A到B;②負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),二氧化硫被氧化為硫酸根離子,電極反應(yīng)式為SO2-2e-