第18講原電池化學(xué)電源（練）-2023年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)

第18講原電池化學(xué)電源第一部分：高考真題感悟1．（2021·浙江·高考真題）鎳鎘電池是二次電池，其工作原理示意圖如下(L為小燈泡，K1、K2為開關(guān)，a、b為直流電源的兩極)。下列說法不正確的是A．?dāng)嚅_K2、合上K1，鎳鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能→電能B．?dāng)嚅_K1、合上K2，電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)C．電極B發(fā)生氧化反應(yīng)過程中，溶液中KOH濃度不變D．鎳鎘二次電池的總反應(yīng)式：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2【答案】C【解析】根據(jù)圖示，電極A充電時(shí)為陰極，則放電時(shí)電極A為負(fù)極，負(fù)極上Cd失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cd(OH)2，負(fù)極反應(yīng)式為Cd2e+2OH=Cd(OH)2，電極B充電時(shí)為陽極，則放電時(shí)電極B為正極，正極上NiOOH得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Ni(OH)2，正極反應(yīng)式為2NiOOH+2e+2H2O=2Ni(OH)2+2OH，放電時(shí)總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2。A．?dāng)嚅_K2、合上K1，為放電過程，鎳鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能→電能，A正確；B．?dāng)嚅_K1、合上K2，為充電過程，電極A與直流電源的負(fù)極相連，電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cd(OH)2+2e=Cd+2OH，B正確；C．電極B發(fā)生氧化反應(yīng)的電極反應(yīng)式為2Ni(OH)22e+2OH=2NiOOH+2H2O，則電極A發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式為Cd(OH)2+2e=Cd+2OH，此時(shí)為充電過程，總反應(yīng)為Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiOOH+2H2O，溶液中KOH濃度減小，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)分析，放電時(shí)總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，則鎳鎘二次電池總反應(yīng)式為Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，D正確；答案選C。2．（2021·河北·高考真題）K—O2電池結(jié)構(gòu)如圖，a和b為兩個(gè)電極，其中之一為單質(zhì)鉀片。關(guān)于該電池，下列說法錯(cuò)誤的是A．隔膜允許K+通過，不允許O2通過B．放電時(shí)，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極；充電時(shí)，b電極為陽極C．產(chǎn)生1Ah電量時(shí)，生成KO2的質(zhì)量與消耗O2的質(zhì)量比值約為2.22D．用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗3.9g鉀時(shí)，鉛酸蓄電池消耗0.9g水【答案】D【解析】由圖可知，a電極為原電池的負(fù)極，單質(zhì)鉀片失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鉀離子，電極反應(yīng)式為K—e=K+，b電極為正極，在鉀離子作用下，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成超氧化鉀。A．金屬性強(qiáng)的金屬鉀易與氧氣反應(yīng)，為防止鉀與氧氣反應(yīng)，電池所選擇隔膜應(yīng)允許通過，不允許通過，故A正確；B．由分析可知，放電時(shí)，a為負(fù)極，b為正極，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極，充電時(shí)，b電極應(yīng)與直流電源的正極相連，做電解池的為陽極，故B正確；C．由分析可知，生成1mol超氧化鉀時(shí)，消耗1mol氧氣，兩者的質(zhì)量比值為1mol×71g/mol：1mol×32g/mol≈2.22：1，故C正確；D．鉛酸蓄電池充電時(shí)的總反應(yīng)方程式為2PbSO4+2H2O＝PbO2+Pb+2H2SO4，反應(yīng)消耗2mol水，轉(zhuǎn)移2mol電子，由得失電子數(shù)目守恒可知，耗鉀時(shí)，鉛酸蓄電池消耗水的質(zhì)量為×18g/mol=1.8g，故D錯(cuò)誤；故選D。3．（2022·全國·高考真題）一種水性電解液ZnMnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)存在)。電池放電時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是A．Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B．Ⅰ區(qū)的SO通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移C．MnO2電極反應(yīng)：MnO2+2e+4H+=Mn2++2H2OD．電池總反應(yīng)：Zn+4OH+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O【答案】A【解析】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知，Ⅲ區(qū)Zn為電池的負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn2e+4OH=Zn(OH)，Ⅰ區(qū)MnO2為電池的正極，電極反應(yīng)為MnO2+2e+4H+=Mn2++2H2O；電池在工作過程中，由于兩個(gè)離子選擇隔膜沒有指明的陽離子隔膜還是陰離子隔膜，故兩個(gè)離子隔膜均可以通過陰、陽離子，因此可以得到Ⅰ區(qū)消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ區(qū)的K+向Ⅰ區(qū)移動或Ⅰ區(qū)的SO向Ⅱ區(qū)移動，Ⅲ區(qū)消耗OH，生成Zn(OH)，Ⅱ區(qū)的SO向Ⅲ區(qū)移動或Ⅲ區(qū)的K+向Ⅱ區(qū)移動。據(jù)此分析答題。A．根據(jù)分析，Ⅱ區(qū)的K+只能向Ⅰ區(qū)移動，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)分析，Ⅰ區(qū)的SO向Ⅱ區(qū)移動，B正確；C．MnO2電極的電極反應(yīng)式為MnO2+2e+4H+=Mn2++2H2O，C正確；D．電池的總反應(yīng)為Zn+4OH+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O，D正確；故答案選A。4．（2022·湖南·高考真題）海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰海水電池構(gòu)造示意圖如下。下列說法錯(cuò)誤的是A．海水起電解質(zhì)溶液作用B．N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：C．玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能D．該鋰海水電池屬于一次電池【答案】B【解析】鋰海水電池的總反應(yīng)為2Li+2H2O═2LiOH+H2↑，M極上Li失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則M電極為負(fù)極，電極反應(yīng)為Lie=Li+，N極為正極，電極反應(yīng)為2H2O+2e=2OH+H2↑，同時(shí)氧氣也可以在N極得電子，電極反應(yīng)為O2+4e+2H2O=4OH。A．海水中含有豐富的電解質(zhì)，如氯化鈉、氯化鎂等，可作為電解質(zhì)溶液，故A正確；B．由上述分析可知，N為正極，電極反應(yīng)為2H2O+2e=2OH+H2↑，和反應(yīng)O2+4e+2H2O=4OH，故B錯(cuò)誤；C．Li為活潑金屬，易與水反應(yīng)，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反應(yīng)，并能傳導(dǎo)離子，故C正確；D．該電池不可充電，屬于一次電池，故D正確；答案選B。5．（2022·全國·高考真題）電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來科學(xué)家研究了一種光照充電電池(如圖所示)。光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)(Li2O2+2h+=2Li++O2)對電池進(jìn)行充電。下列敘述錯(cuò)誤的是A．充電時(shí)，電池的總反應(yīng)B．充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C．放電時(shí)，Li+從正極穿過離子交換膜向負(fù)極遷移D．放電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)【答案】C【解析】充電時(shí)光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動陰極反應(yīng)（Li++e=Li+）和陽極反應(yīng)（Li2O2+2h+=2Li++O2），則充電時(shí)總反應(yīng)為Li2O2=2Li+O2，結(jié)合圖示，充電時(shí)金屬Li電極為陰極，光催化電極為陽極；則放電時(shí)金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極；據(jù)此作答。A．光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)對電池進(jìn)行充電，結(jié)合陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)，充電時(shí)電池的總反應(yīng)為Li2O2=2Li+O2，A正確；B．充電時(shí)，光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，陰極反應(yīng)與電子有關(guān)，陽極反應(yīng)與空穴有關(guān)，故充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，B正確；C．放電時(shí)，金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極，Li+從負(fù)極穿過離子交換膜向正極遷移，C錯(cuò)誤；D．放電時(shí)總反應(yīng)為2Li+O2=Li2O2，正極反應(yīng)為O2+2Li++2e=Li2O2，D正確；答案選C。第二部分：最新模擬精練完卷時(shí)間：50分鐘一、選擇題（每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng)，共12*5分）1．（2022·廣東·模擬預(yù)測）反電滲析法鹽差電池是用離子交換膜將海水與河水隔開(離子濃度：海水>河水)，陰陽離子在溶液中定向移動將鹽差能轉(zhuǎn)化為電能的電池，原理如圖所示。下列說法不正確的是A．鈦電極上發(fā)生還原反應(yīng)B．石墨極上的反應(yīng)為：Fe2+?e－=Fe3+C．石墨極為電池的負(fù)極D．CM膜為陰離子交換膜【答案】D【解析】A．根據(jù)圖中信息在鈦電極上是鐵離子得到電子變?yōu)閬嗚F離子，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；B．根據(jù)圖中信息在石墨極上是亞鐵離子失去電子變?yōu)殍F離子，其電極反應(yīng)式為：Fe2+?e－=Fe3+，故B正確；C．石墨極上是亞鐵離子失去電子變?yōu)殍F離子，因此石墨極為電池的負(fù)極，故C正確；D．根據(jù)原電池中“同性相吸”，鈦為正極，因此CM膜為陽離子交換膜，陽離子穿過陽離子交換膜向正極移動，故D錯(cuò)誤。綜上所述，答案為D。2．（2021·甘肅金昌·模擬預(yù)測）圖中是利用垃圾假單胞菌株分解有機(jī)物的電化學(xué)原理圖。下列說法正確的是A．電子流向：B電極→用電器→電極A，該過程將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．A電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：X4e=Y+4H+C．若有機(jī)物為麥芽糖，處理0.25mol有機(jī)物，12molH+透過質(zhì)子交換膜移動到右室D．若B電極上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣56mL，則電極A上生成1.64gY【答案】C【解析】A．由圖可知，氧氣生成水發(fā)生還原反應(yīng)，B電極為電源正極，則電子流向：A電極→用電器→電極B，該過程將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A錯(cuò)誤；B．A電極為電源負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，由圖可知，X失去兩個(gè)H，則電極反應(yīng)式為：X2e=Y+2H+，B錯(cuò)誤；C．麥芽糖化學(xué)式為C12H22O11，則反應(yīng)為，處理0.25mol有機(jī)物，48×0.25=12molH+透過質(zhì)子交換膜移動到右室，C正確；D．若B電極上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣56mL=0.056L，O2的物質(zhì)的量為0.0025mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.01mol，則電極A上生成0.005molY，Y化學(xué)式為C13H8O2N2，則Y質(zhì)量為0.005mol×224g/mol=1.12g，D錯(cuò)誤；故選C。3．（2022·廣西·一模）在一種微生物細(xì)菌作用下苯酚可以轉(zhuǎn)化為CO2，目前，某研究團(tuán)隊(duì)利用電化學(xué)原理來模擬處理廢水中的苯酚(C6H5OH)，其工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．a(chǎn)極為正極，M為陽離子交換膜B．b極的電極反應(yīng)式為C6H5OH28e+11H2O=6CO2↑+28H+C．NaCl溶液的作用是增強(qiáng)導(dǎo)電性D．電池工作過程中，a極室的pH升高【答案】A【解析】由題可知，此裝置為原電池，a極物質(zhì)由Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3化合價(jià)降低，為正極，則b極為負(fù)極，據(jù)此解答。A．由圖可知，a極發(fā)生還原反應(yīng)Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3同時(shí)生成氫氧根，則M為陰離子交換膜，使氫氧根通過，故A錯(cuò)誤；B．b極苯酚發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2，電極反應(yīng)式為C6H5OH28e+11H2O=6CO2↑+28H+，故B正確；C．氯化鈉溶液的作用是增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性，故C正確；D．電池工作過程中，a極室發(fā)生反應(yīng)Cr2O+6e+7H2O=2Cr(OH)3↓+8OH，a極室的pH升高，故D正確；故答案選A。4．（2022·遼寧·三模）海泥細(xì)菌通過消耗海底沉積層中的有機(jī)物獲得營養(yǎng)，同時(shí)產(chǎn)生電子?？茖W(xué)家利用這一原理設(shè)計(jì)了海泥細(xì)菌電池，該技術(shù)既可在海底加速石油污染物降解速率，又可產(chǎn)生電能，有很好的應(yīng)用前景。其中海泥代謝產(chǎn)物顯酸性，電池工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．A電極的電勢高于B電極B．質(zhì)子通過海底沉積層和海水層交接面，A電極消耗氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)C．負(fù)極的電極反應(yīng)式為：D．海水和海泥作為電解質(zhì)的一部分，富含鹽分，導(dǎo)電性高，有利于輸出電能【答案】C【解析】由圖可知，A極物質(zhì)由氧氣轉(zhuǎn)化為水，化合價(jià)降低，所以A極是正極，B極是負(fù)極，據(jù)此解答。A．由分析可知，A極是正極，B極是負(fù)極，所以A電極的電勢高于B電極，故A正確；B．當(dāng)有1mol質(zhì)子穿過海底沉積層和海水交界面時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，正極電極反應(yīng)式為：O2+4H++4e=2H2O，則A極消耗0.25molO2，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為5.6L，故B正確；C．在微生物作用下與SO2反應(yīng)生成CO2和HS，并不是在負(fù)極的電極反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D．海水和海泥作為電解質(zhì)一部分，富含鹽分，可增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，減小導(dǎo)電阻力，有利于電池電能的輸出，故D正確；故答案選C。5．（2022·上?！じ裰轮袑W(xué)模擬預(yù)測）鋅銅原電池裝置如圖所示(電解質(zhì)溶液為1mol/L的稀硫酸)，其中陰離子交換膜只允許陰離子和水分子通過，下列有關(guān)敘述正確的是A．電池工作一段時(shí)間后，甲池溶液的總質(zhì)量減輕B．銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C．電池工作一段時(shí)間后，乙池的c(Zn2+)＞c()D．陰、陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動，保持溶液中電荷平衡【答案】A【解析】該圖為鋅銅原電池裝置，Zn比Cu活潑，Zn做負(fù)極，失去電子，經(jīng)導(dǎo)線向Cu移動，Cu做正極，氫離子在銅電極得電子，生成氫氣，硫酸根離子向負(fù)極移動，使保持溶液呈電中性。但乙池中也是稀硫酸溶液，故Zn會直接與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)。A．

經(jīng)分析，甲池溶液中的硫酸濃度減小，乙池硫酸鋅的濃度增大，水分子從甲池移向乙池，故乙池溶液總質(zhì)量增加，甲池總質(zhì)量減小，故A項(xiàng)正確；B．經(jīng)分析，該原電池反應(yīng)式為：Zn+2H+=Zn2++H2↑，Zn為負(fù)極，Zn2eZn2+，發(fā)生氧化反應(yīng),，Cu為正極，2H++2eH2↑，發(fā)生還原反應(yīng)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．乙池中是稀硫酸溶液，若不考慮乙池Zn直接與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，陰離子交換膜只允許陰離子通過，乙池發(fā)生Zn2eZn2+，不斷產(chǎn)生Zn2+，而通過陰離子交換膜進(jìn)入乙池，(Zn2+)＜c()

，若考慮Zn直接與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，且乙中硫酸反應(yīng)完全，則(Zn2+)＝c()

，綜上所述，(Zn2+)c()，

故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．其中陰離子交換膜只允許陰離子和水分子通過，陽離子不能通過陰離子交換膜，故D項(xiàng)錯(cuò)誤；故答案選A。6．（2022·河南開封·模擬預(yù)測）利用光電催化技術(shù)分解水，并實(shí)現(xiàn)CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH，其簡易電化學(xué)裝置如圖所示。下列說法中錯(cuò)誤的是A．交換膜為質(zhì)子(H+)交換膜B．該電化學(xué)裝置中能量轉(zhuǎn)化形式不止一種C．N電極反應(yīng)式之一為6H++CO2+6e=CH3OH+H2OD．若電極M上分解18g水，則電極N有2gH2生成【答案】D【解析】由圖可知，M極氧元素價(jià)態(tài)升高失電子，故M極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為2H2O4e═O2↑+4H+，N極為正極，電極反應(yīng)式為6H++CO2+6e═CH3OH+H2O，2H++2e═H2↑，據(jù)此分析作答。A．氫離子透過交換膜由左側(cè)向右側(cè)遷移，故交換膜為質(zhì)子交換膜，A正確；B．該裝置中太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電能轉(zhuǎn)化為光能、熱能等，B正確；C．N極為正極，電極反應(yīng)式為6H++CO2+6e═CH3OH+H2O，2H++2e═H2↑，C正確；D．N極二氧化碳和氫離子均得電子，無法計(jì)算實(shí)際生成氫氣的量，D錯(cuò)誤；故答案為：D。7．（2022·陜西·西安中學(xué)模擬預(yù)測）香港中文大學(xué)機(jī)械與自動化工程學(xué)系最近研發(fā)了一種高能量新型電池，能量密度達(dá)每升101瓦時(shí)，刷新了該類型電池能量密度的紀(jì)錄。該電池的工作原理示意圖如圖所示，下列有關(guān)該電池的敘述不正確的是A．放電時(shí)，電極b處發(fā)生的反應(yīng)為Zn2e=Zn2+B．放電后，取出電解質(zhì)溶液，溶液的導(dǎo)電性比放電前好(忽略放電前后溶液體積變化)C．為防止陰離子穿過隔膜直接和鋅反應(yīng)，隔膜適宜用陽離子交換膜D．如果用鉛蓄電池給該電源充電，鉛蓄電池正極增重32g，電極a附近的溶液(含左側(cè)貯液器中的)離子減少1mol【答案】D【解析】A．放電時(shí)為原電池，電極b上Zn失電子生成Zn2+，發(fā)生的反應(yīng)為Zn2e=Zn2+，故A正確；B．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為Zn2e=Zn2+，正極反應(yīng)式為I2Br+2e=Br+2I，溶液中陰陽離子的濃度均增大，則放電后，溶液的導(dǎo)電性比放電前好，故B正確；C．I2Br是I2和Br的絡(luò)合物，具有I2的性質(zhì)，具有氧化性，能氧化Zn，使放電效率降低，所以應(yīng)該選擇陽離子交換膜阻止I2Br和Zn直接反應(yīng)，故C正確；D．鉛蓄電池正極反應(yīng)為，轉(zhuǎn)移2mole時(shí)電極增重(303g239g)=64g，則鉛蓄電池正極增重32g時(shí)電路中轉(zhuǎn)移1mole，陽極反應(yīng)為，反應(yīng)時(shí)陽極區(qū)離子減小總量為1mol，但從陽極移向陰極區(qū)的Zn2+總量為0.5mol，所以陽極a附近的溶液(含左側(cè)貯液器中的)中離子減少1.5mol，故D錯(cuò)誤；故選D。8．（2022·上海普陀·二模）一種利用CH4消除NOx污染的工作原理如圖所示，裝置均用惰性電極，兩側(cè)電解質(zhì)溶液為同濃度的鹽酸。下列說法正確的是A．NO2發(fā)生氧化反應(yīng)B．負(fù)極：CH4＋2H2O8e→CO2＋8H+C．轉(zhuǎn)移0.8mol電子，有0.4molH+通過離子交換膜D．工作一段時(shí)間，兩側(cè)電極室中溶液pH均減小【答案】B【解析】CH4生成CO2是氧化反應(yīng)，通入的一極是電源的負(fù)極，電極反應(yīng)式：CH4＋2H2O8e→CO2＋8H+，H+通過陽離子交換膜進(jìn)入電源的正極，與得電子后的NO2生成N2和H2O。A．據(jù)分析，NO2反應(yīng)生成了N2，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B．據(jù)分析，負(fù)極：CH4＋2H2O8e→CO2＋8H+，B正確；C．該電源的外電路是電子移動，內(nèi)電路是H+移動，二者都帶一個(gè)單位電荷，根據(jù)得失電子數(shù)相等，轉(zhuǎn)移0.8mol電子，則有0.8molH+通過離子交換膜，C錯(cuò)誤；D．據(jù)分析，負(fù)極生成了H+，pH減小，正極消耗H+生成H2O，pH值增大，D錯(cuò)誤；故選B。9．（2022·上海徐匯·三模）一種鋁—空氣電池放電過程如圖所示，下列關(guān)于該電池放電時(shí)的說法正確的是A．a(chǎn)極發(fā)生還原反應(yīng)B．往b極遷移C．每轉(zhuǎn)移4mol電子，正極消耗1mol空氣D．負(fù)極電極反應(yīng)式：【答案】D【解析】由圖可知，a極為鋁—空氣電池的負(fù)極，堿性條件下鋁失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成偏鋁酸根離子和水，電極反應(yīng)式為，b極為正極，空氣中氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2+4e—+2H2O=4OH—。A．由分析可知，a極為鋁—空氣電池的負(fù)極，堿性條件下鋁失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成偏鋁酸根離子和水，故A錯(cuò)誤；B．由分析可知，a極為鋁—空氣電池的負(fù)極，b極為正極，則陰離子氫氧根離子往負(fù)極a極遷移，故B錯(cuò)誤；C．由分析可知，b極為正極，空氣中氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2+4e—+2H2O=4OH—，則放電時(shí)每轉(zhuǎn)移4mol電子，正極消耗1mol氧氣，空氣為混合物，所以消耗的空氣一定大于1mol，故C錯(cuò)誤；D．由分析可知，a極為鋁—空氣電池的負(fù)極，堿性條件下鋁失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成偏鋁酸根離子和水，電極反應(yīng)式為，故D正確；故選D。10．（2022·貴州銅仁·二模）我國科學(xué)家開發(fā)出了一種ZnNO電池系統(tǒng)，該電池的反應(yīng)為5Zn+2NO+3H2O=5ZnO+2NH3，工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．雙極膜中的H+向MoS2電極移動B．電極電勢：Zn/ZnO電極＜MoS2電極C．MoS2電極的電極反應(yīng)式：NO5e+5H+=NH3+H2OD．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LNO參與反應(yīng)，Zn/ZnO電極增重40g【答案】C【解析】該電池為原電池，根據(jù)圖中NO生成NH3可知，N元素化合價(jià)降低，故右側(cè)為正極，左側(cè)為負(fù)極。A．右側(cè)為正極，原電池中陽離子向正極移動，故氫離子向MoS2電極移動，A正確；B．正極電勢高于負(fù)極電勢，左側(cè)為負(fù)極，右側(cè)為正極，電極電勢：Zn/ZnO電極＜MoS2電極，B正確；C．NO得電子生成NH3，電極反應(yīng)式為：NO+5e+5H+=NH3+H2O，C錯(cuò)誤；D．標(biāo)況下22.4LNO參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2.5mol，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Zn2e+2OH=ZnO+H2O，Zn/ZnO增重的質(zhì)量為：，D正確；故選C。11．（2022·山東日照·三模）當(dāng)氧化劑電對的電極電勢大于還原劑電對的電極電勢時(shí)，氧化還原反應(yīng)才能進(jìn)行。用如圖所示裝置探究原電池的工作原理，其中、均為碳棒，此時(shí)電流表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。已知：①反應(yīng)中的兩個(gè)電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢，。②標(biāo)準(zhǔn)電動勢，n為轉(zhuǎn)移的電子數(shù)。下列說法錯(cuò)誤的是A．若向右側(cè)燒杯中滴加濃鹽酸，電流計(jì)指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)B．若向右側(cè)燒杯中滴加溶液，此時(shí)電極的電極反應(yīng)式為C．向右側(cè)燒杯中加入溶液時(shí)，鹽橋中的陽離子向左側(cè)燒杯移動D．反應(yīng)的【答案】D【解析】由題干信息可知，兩個(gè)電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢，，故原電池中C2的電極電勢大于C1，則C2為正極，電極反應(yīng)式為：+2H++2e=+H2O，C1為負(fù)極，電極反應(yīng)為：2I2e=I2，據(jù)此分析解題。A．若向右側(cè)燒杯中滴加濃鹽酸，則增大H+濃度，使得反應(yīng)正向移動，故電流計(jì)指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A正確；B．若向右側(cè)燒杯中滴加溶液，則H+濃度減小，使得反應(yīng)逆向移動，則此時(shí)電極的電極反應(yīng)式為，B正確；C．由B項(xiàng)分析可知，向右側(cè)燒杯中加入溶液時(shí)，C2為負(fù)極，C1為正極，故鹽橋中的陽離子向正極區(qū)即左側(cè)燒杯移動，C正確；D．由題干信息可知，該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電動勢=0.02V，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為2，結(jié)合可得，D錯(cuò)誤；故答案為：D。12．（2022·吉林長春·模擬預(yù)測）“太陽水”電池裝置如圖所示，該電池由三個(gè)電極組成，其中a為TiO2電極，b為Pt電極，c為WO3電極，電解質(zhì)溶液為pH=3的Li2SO4H2SO4溶液。鋰離子交換膜將電池分為A、B兩個(gè)區(qū)，A區(qū)與大氣相通，B區(qū)為封閉體系并有N2保護(hù)。下列關(guān)于該電池的說法正確的是A．若將a、c用導(dǎo)線連接，a為正極且電極附近溶液pH減小B．若將a、c用導(dǎo)線連接，Li+透過鋰離子交換膜向左側(cè)遷移C．若將b、c用導(dǎo)線連接，可實(shí)現(xiàn)太陽能向電能轉(zhuǎn)化D．若將b、c用導(dǎo)線連接，c電極的電極反應(yīng)式為HxWO3xe=WO3+xH+【答案】D【解析】a極為H2O→O2發(fā)生了氧化反應(yīng)，在原電池中應(yīng)該為負(fù)極。b極為空氣→H2O，發(fā)生了還原反應(yīng)，在原電池中應(yīng)該為正極。A．若a、c相連，a極反應(yīng)為為H2O4e=O2↑+4H+，該極產(chǎn)生了H+pH降低，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．若a、c相連，a極為負(fù)極c為正極，Li+通過離子交換膜移向右側(cè)移動，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．b、c連接，b為正極，c為負(fù)極。沒有涉及到太陽能的轉(zhuǎn)化問題，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．b、c連接，b為正極，c為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)即HXWO3→WO3，反應(yīng)方程式為HxWO3xe=WO3+xH+，D項(xiàng)正確；故選D。二、主觀題（共3小題，共40分）13．（16分）某興趣小組為了探究鋁電極在電池中的作用，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下系列實(shí)驗(yàn)，結(jié)果記錄如下：編號電極材料電解質(zhì)溶液電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向1Mg、Al稀鹽酸偏向Al2Al、Cu稀鹽酸偏向Cu3Al、C(石墨)稀鹽酸偏向石墨4Mg、AlNaOH溶液偏向Mg5Al、Cu濃硝酸偏向Al注：①實(shí)驗(yàn)均為常溫下完成；②電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向?yàn)檎龢O方向。試根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象完成下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)1、2中Al所作的電極(指正極或負(fù)極)______(填“相同”或“不同”)。(2)對實(shí)驗(yàn)3完成下列填空：①Al為______極，電極反應(yīng)式為______。②石墨為______極，電極反應(yīng)式為______。③電池總反應(yīng)式為______(3)實(shí)驗(yàn)4中Al作______極，理由是______。(4)解釋實(shí)驗(yàn)5中電流計(jì)偏向Al的原因______。(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出影響鋁在電池中作正極或負(fù)極的因素有______?！敬鸢浮浚ǔ龢?biāo)注外，每空2分）(1)不同

（1分）

(2)①負(fù)（1分）

Al－3e－＝Al3+

②正（1分）

2H＋＋2e－＝H2↑

③2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑

(3)負(fù)（1分）

Mg和NaOH溶液不反應(yīng)，Al和NaOH溶液反應(yīng)，因此Al為負(fù)極

(4)Al與濃硝酸發(fā)生鈍化

(5)金屬活潑性和電解質(zhì)溶液【解析】根據(jù)金屬活潑性與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，若兩種金屬都反應(yīng)，則活潑性強(qiáng)的為負(fù)極，若兩種金屬中只有一種金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，則反應(yīng)的金屬為負(fù)極。(1)實(shí)驗(yàn)1中Mg、Al都與稀鹽酸反應(yīng)，Mg活潑性強(qiáng)，因此Mg作負(fù)極，Al作正極，實(shí)驗(yàn)2中Al和鹽酸反應(yīng)，Al作負(fù)極，Cu作正極，因此實(shí)驗(yàn)1、2中Al所作的電極不同；故答案為：不同。(2)①實(shí)驗(yàn)3中Al和稀鹽酸反應(yīng)，C和稀鹽酸不反應(yīng)，因此Al為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Al－3e－＝Al3+；故答案為：負(fù)；Al－3e－＝Al3+。②石墨為正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－＝H2↑；故答案為：正；2H＋＋2e－＝H2↑。③電池總反應(yīng)式為2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑；故答案為：2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑。(3)根據(jù)上面總結(jié)出電流計(jì)指針偏向的極為正極，因此實(shí)驗(yàn)4中Mg為正極，Al作負(fù)極，Mg和NaOH溶液不反應(yīng)，Al和NaOH溶液反應(yīng)，因此Al為負(fù)極；故答案為：負(fù)；Mg和NaOH溶液不反應(yīng)，Al和NaOH溶液反應(yīng)，因此Al為負(fù)極。(4)實(shí)驗(yàn)5中電流計(jì)偏向Al，則Al為正極，Cu為負(fù)極，Cu與濃硝酸反應(yīng)，而Al與濃硝酸發(fā)生鈍化；故答案為：Al與濃硝酸發(fā)生鈍化。(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出影響鋁在電池中作正極或負(fù)極的因素，根據(jù)實(shí)驗(yàn)1、2、3得出主要因素是金屬活潑性，實(shí)驗(yàn)4、5得出的因素是電解質(zhì)溶液；故答案為：金屬活潑性和電解質(zhì)溶液。14．（2020·江蘇·揚(yáng)州市江都區(qū)大橋高級中學(xué)模擬預(yù)測）（12分）鋰二次電池新正極材料的探索和研究對鋰電池的發(fā)展非常關(guān)鍵。(1)鋰硒電池具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。①正極材料Se可由SO2通入亞硒酸(H2SeO3)溶液反應(yīng)制得，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__。②一種鋰硒電池放電時(shí)的工作原理如圖1所示，寫出正極的電極反應(yīng)式：________________。充電時(shí)Li＋向________(填“Se”或“Li”)極遷移。③Li2Sex與正極碳基體結(jié)合時(shí)的能量變化如圖2所示，圖中3種Li2Sex與碳基體的結(jié)合能力由大到小的順序是________。(2)Li2S電池的理論能量密度高，其正極材料為碳包裹的硫化鋰(Li2S)。①Li2S可由硫酸鋰與殼聚糖高溫下制得，其中殼聚糖的作用是________。②取一定量Li2S樣品在空氣中加熱，測得樣品固體殘留率隨溫度的變化如圖3所示。(固體殘留率＝×100%)分析300℃后，固體殘留率變化的原因是________?！敬鸢浮浚靠?分）(1)①H2SeO3＋2SO2＋H2O===Se＋2H2SO4

②2Li＋＋xSe＋2e－===Li2Sex

Li

③Li2Se6>Li2Se4>Li2Se

(2)①提供碳源，將硫酸鋰還原(作還原劑)

②300℃后，樣品主要發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)過程：反應(yīng)1為Li2S被O2氧化生成Li2SO4，反應(yīng)2為C被O2氧化生成CO2；前期固體殘留率增加的原因是反應(yīng)1為主，后期固體殘留率減少的原因反應(yīng)2為主【解析】(1)①SO2通入亞硒酸中生成Se，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，化學(xué)方程式為：；②由電池工作的原理圖可知，Li電極為電池的負(fù)極，Se電極為電池的正極，電池放電時(shí)Li+能遷移到正極附近與Se結(jié)合生成，因此正極的電極反應(yīng)式為：；電池在充電時(shí)，Li電極接外電源的負(fù)極，做陰極，Li+是陽離子在電解池中朝陰極遷移，因此Li+在充電時(shí)朝Li電極遷移；③由圖可知，與正極碳基體結(jié)合時(shí)會向外釋放能量，如果釋放的能量越大，那么結(jié)合之后越穩(wěn)定，因此3中與碳基體結(jié)合能力的強(qiáng)弱為；(2)①Li2S電池的正極材料是碳包裹得Li2S，因此為了獲得這種正極材料，就需要?dú)ぞ厶窃谂c硫酸鋰高溫反應(yīng)時(shí)，一方面將硫酸鋰還原，另一方面提供包裹Li2S的碳源；②該Li2S是具有碳包裹結(jié)構(gòu)的Li2S，因此在考慮其固體質(zhì)量變化時(shí)，一方面要考慮Li2S自身被氧化的影響，另一方面也要考慮包裹Li2S的碳在高溫下被氧化的影響；所以300℃后，樣品主要發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)過程：反應(yīng)1為Li2S被O2氧化生成Li2SO4，反應(yīng)2為C被O2氧化生成CO2；前期固體殘留率增加的原因是反應(yīng)1為主，后期固體殘留率減少的原因是反應(yīng)2為主。1