山東省2024年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題5.2原電池化學(xué)電源考點(diǎn)掃描含解析

PAGEPAGE20原電池化學(xué)電源【名師預(yù)料】縱觀近幾年的高考試題發(fā)覺，對(duì)本專題的考查主要圍圍著原電池工作原理及應(yīng)用進(jìn)行命題。往往以新型能源電池或燃料電池為載體，考查電極的推斷、電極反應(yīng)的書寫、電子或電流的方向、溶液pH的變更或計(jì)算，或應(yīng)用電化學(xué)原理說(shuō)明某些化學(xué)現(xiàn)象等。本節(jié)主要以選擇題、填空題形式出現(xiàn)。常綜合學(xué)科內(nèi)學(xué)問(wèn)進(jìn)行考查，如聯(lián)系“化學(xué)試驗(yàn)現(xiàn)象的推斷和分析、定量試驗(yàn)的操作要求、離子方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)問(wèn)題分析、化學(xué)計(jì)算”等。還可以與新科學(xué)及新技術(shù)如新型電池等問(wèn)題相聯(lián)系考查?！緦W(xué)問(wèn)精講】一、體系構(gòu)建二、原電池的工作原理及應(yīng)用1.概念和反應(yīng)本質(zhì)原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。2.構(gòu)成條件(1)一看反應(yīng)：看是否有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生(一般是活潑性強(qiáng)的金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng))。(2)二看兩電極：一般是活潑性不同的兩電極。(3)三看是否形成閉合回路，形成閉合回路需三個(gè)條件：①電解質(zhì)溶液；②兩電極干脆或間接接觸；③兩電極插入電解質(zhì)溶液中。3.工作原理以鋅銅原電池為例(1)反應(yīng)原理電極名稱負(fù)極正極電極材料鋅片銅片電極反應(yīng)Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電子流向由Zn片沿導(dǎo)線流向Cu片鹽橋中離子移向鹽橋含飽和KCl溶液，K＋移向正極，Cl－移向負(fù)極(2)鹽橋的組成和作用①鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍。②鹽橋的作用：a.連接內(nèi)電路，形成閉合回路；b.平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。4.原電池原理的應(yīng)用(1)比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱：原電池中，負(fù)極一般是活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬，正極一般是活動(dòng)性較弱的金屬(或非金屬)。(2)加快化學(xué)反應(yīng)速率：氧化還原反應(yīng)形成原電池時(shí)，反應(yīng)速率加快。(3)用于金屬的防護(hù)：將須要愛護(hù)的金屬制品作原電池的正極而受到愛護(hù)。(4)設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源①首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個(gè)半反應(yīng)。②依據(jù)原電池的工作原理，結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)，選擇正、負(fù)電極材料以及電解質(zhì)溶液。三、常見化學(xué)電源及工作原理（一）一次電池：只能運(yùn)用一次，不能充電復(fù)原接著運(yùn)用1.堿性鋅錳干電池總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。負(fù)極材料：Zn。電極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。正極材料：碳棒。電極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－。2.紐扣式鋅銀電池總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。電解質(zhì)是KOH。負(fù)極材料：Zn。電極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。正極材料：Ag2O。電極反應(yīng)：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。3.鋰電池Li－SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4－SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。(1)負(fù)極材料為________，電極反應(yīng)為_________________________________________。(2)正極的電極反應(yīng)為_______________________________________________________。答案(1)鋰8Li－8e－===8Li＋(2)3SOCl2＋8e－===2S＋SOeq\o\al(2－,3)＋6Cl－（二）二次電池：放電后能充電復(fù)原接著運(yùn)用1.鉛蓄電池總反應(yīng)：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)(1)放電時(shí)——原電池負(fù)極反應(yīng)：Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)－2e－===PbSO4(s)；正極反應(yīng)：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)。(2)充電時(shí)——電解池陰極反應(yīng)：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)；陽(yáng)極反應(yīng)：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)。2.圖解二次電池的充放電3.二次電池的充放電規(guī)律(1)充電時(shí)電極的連接：充電的目的是使電池復(fù)原其供電實(shí)力，因此負(fù)極應(yīng)與電源的負(fù)極相連以獲得電子，可簡(jiǎn)記為負(fù)接負(fù)后作陰極，正接正后作陽(yáng)極。(2)工作時(shí)的電極反應(yīng)式：同一電極上的電極反應(yīng)式，在充電與放電時(shí)，形式上恰好是相反的；同一電極四周的溶液，充電與放電時(shí)pH的變更趨勢(shì)也恰好相反。（三）“高效、環(huán)境友好”的燃料電池1.氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩種。種類酸性堿性負(fù)極反應(yīng)式2H2－4e－===4H＋2H2＋4OH－－4e－===4H2O正極反應(yīng)式O2＋4e－＋4H＋===2H2OO2＋2H2O＋4e－===4OH－電池總反應(yīng)式2H2＋O2===2H2O備注燃料電池的電極不參加反應(yīng)，有很強(qiáng)的催化活性，起導(dǎo)電作用2.解答燃料電池題目的思維模型3.解答燃料電池題目的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(1)要留意介質(zhì)是什么？是電解質(zhì)溶液還是熔融鹽或氧化物。(2)通入負(fù)極的物質(zhì)為燃料，通入正極的物質(zhì)為氧氣。(3)通過(guò)介質(zhì)中離子的移動(dòng)方向，可推斷電池的正負(fù)極，同時(shí)考慮該離子參加靠近一極的電極反應(yīng)?！镜漕}精練】考點(diǎn)1、考查原電池的工作原理例1．下列有關(guān)原電池的說(shuō)法中正確的是()A．在內(nèi)電路中，電子由正極流向負(fù)極B．在原電池中，肯定是相對(duì)較活潑的金屬作負(fù)極，不活潑的金屬作正極C．原電池工作時(shí)，正極表面肯定有氣泡產(chǎn)生D．原電池工作時(shí)，可能會(huì)伴隨著熱能變更解析：A項(xiàng)，內(nèi)電路中不存在電子的移動(dòng)；B項(xiàng)，若是由鋁、鎂、氫氧化鈉溶液構(gòu)成的原電池，則負(fù)極是鋁；C項(xiàng)，若是由鋅、銅、硫酸銅溶液構(gòu)成的原電池，則正極表面析出銅，沒有氣泡產(chǎn)生。答案：D誤區(qū)警示：規(guī)避原電池工作原理的3個(gè)失分點(diǎn)(1)原電池閉合回路的形成有多種方式，可以是導(dǎo)線連接兩個(gè)電極，也可以是兩電極相接觸。(2)電解質(zhì)溶液中陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)，與導(dǎo)線中電子的定向移動(dòng)共同組成了一個(gè)完整的閉合回路。(3)無(wú)論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過(guò)電解質(zhì)溶液?？键c(diǎn)2、考查原電池正負(fù)極的推斷及電極反應(yīng)式的書寫例2．分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是()A．①②中Mg作負(fù)極，③④中Fe作負(fù)極B．②中Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C．③中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋D．④中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑解析：②中Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，而Al能和NaOH溶液反應(yīng)失去電子作負(fù)極；③中Fe在濃HNO3中鈍化，Cu和濃HNO3反應(yīng)失去電子作負(fù)極，則Fe作正極A、C錯(cuò)；②中電池總反應(yīng)為2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，負(fù)極反應(yīng)式為2Al＋8OH－－6e－===2AlOeq\o\al(－,2)＋4H2O，二者相減得到正極反應(yīng)式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正確；④中Cu是正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D錯(cuò)誤。答案：B練后歸納：推斷原電池正、負(fù)極的5種方法說(shuō)明：原電池的正極和負(fù)極與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)，不要形成活潑電極肯定作負(fù)極的思維定勢(shì)。考點(diǎn)3、考查原電池原理的應(yīng)用例3.4．某校化學(xué)探討性學(xué)習(xí)小組欲設(shè)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)證Fe、Cu的金屬活動(dòng)性，他們提出了以下兩種方案。請(qǐng)你幫助他們完成有關(guān)試驗(yàn)項(xiàng)目：方案Ⅰ：有人提出將大小相等的鐵片和銅片，分別同時(shí)放入稀硫酸(或稀鹽酸)中，視察產(chǎn)生氣泡的快慢，據(jù)此確定它們的活動(dòng)性。該原理的離子方程式為__________。方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作電極設(shè)計(jì)成原電池，以確定它們的活動(dòng)性。試在下面的方框內(nèi)畫出原電池裝置圖，標(biāo)出原電池的電極材料和電解質(zhì)溶液，并寫出電極反應(yīng)式。正極反應(yīng)式：__________________________________負(fù)極反應(yīng)式：__________________________________方案Ⅲ：結(jié)合你所學(xué)的學(xué)問(wèn)，幫助他們?cè)僭O(shè)計(jì)一個(gè)驗(yàn)證Fe、Cu活動(dòng)性的簡(jiǎn)潔試驗(yàn)方案：____________(與方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)，用離子方程式表示其反應(yīng)原理：________。解析：方案Ⅰ：鐵與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，F(xiàn)e＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，而銅與酸不反應(yīng)。方案Ⅱ：設(shè)計(jì)原電池時(shí)以鐵、銅為電極，電解質(zhì)溶液為稀硫酸或鹽酸等溶液。試驗(yàn)現(xiàn)象是鐵溶解，而銅極上有無(wú)色氣泡產(chǎn)生。在負(fù)極：Fe失去電子變?yōu)镕e2＋，F(xiàn)e－2e－===Fe2＋；在正極，溶液中的H＋獲得電子變?yōu)镠2,2H＋＋2e－===H2↑。方案Ⅲ：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔試驗(yàn)時(shí)留意原理與方案Ⅰ及方案Ⅱ的原理不同，且現(xiàn)象明顯，操作簡(jiǎn)潔。將鐵片置于CuSO4溶液，若鐵片表面覆蓋一層銅，說(shuō)明Fe比Cu活動(dòng)性強(qiáng)，離子方程式為Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。(合理即可)答案：方案Ⅰ：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑方案Ⅱ：裝置如圖所示2H＋＋2e－===H2↑Fe－2e－===Fe2＋方案Ⅲ：將鐵片置于CuSO4溶液，若鐵片表面覆蓋一層銅，說(shuō)明Fe比Cu活動(dòng)性強(qiáng)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu方法技巧：利用原電池原理比較A、B兩種金屬活潑性的方法將A、B兩種金屬用導(dǎo)線連接后，插入到稀硫酸中，一段時(shí)間后，若視察到A溶解，而B上有氣體放出，則說(shuō)明A作負(fù)極，B作正極，即可以斷定金屬活潑性A>B?？键c(diǎn)4、考查新型電池——可充電電池的工作原理例4．“天宮一號(hào)”飛行器白天靠太陽(yáng)能帆板產(chǎn)生電流向鎳氫電池充電，夜間鎳氫電池向飛行器供電。鎳氫電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。若電池總反應(yīng)為2Ni(OH)2eq\o(,\s\up11(充電),\s\do4(放電))2NiOOH＋H2。則下列說(shuō)法正確的是()A．放電時(shí)，NiOOH發(fā)生氧化反應(yīng)B．充電時(shí)，a電極的pH增大，K＋移向b電極C．充電時(shí)，a電極的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－D．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－解析：放電時(shí)，NiOOH在正極上放電，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；充電時(shí)，a電極作陰極，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，pH增大，K＋移向a電極，B錯(cuò)誤、C正確；放電時(shí)，負(fù)極上H2放電，D錯(cuò)誤。答案：C解題技巧：4方面突破可充電電池考點(diǎn)5、考查新型電池——燃料電池的工作原理例5．如圖所示為以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。關(guān)于該電池的敘述不正確的是()A．該電池不能在高溫下工作B．電池的負(fù)極反應(yīng)為C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋C．放電過(guò)程中，電子從正極區(qū)向負(fù)極區(qū)每轉(zhuǎn)移1mol，便有1molH＋從陽(yáng)極室進(jìn)入陰極室D．微生物燃料電池具有高能量轉(zhuǎn)換效率、原料廣泛、操作條件溫柔、有生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，值得探討與推廣解析：高溫條件下微生物會(huì)死亡，電池不能正常工作，A選項(xiàng)正確；電池的負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，即葡萄糖失電子生成CO2氣體，B選項(xiàng)正確；放電過(guò)程中，電子從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)轉(zhuǎn)移，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；結(jié)合題給條件分析，D選項(xiàng)正確。答案：C解題規(guī)律：特定燃料電池電極反應(yīng)式的書寫與推斷第一步：寫出電池總反應(yīng)式。燃料電池的總反應(yīng)與燃料的燃燒反應(yīng)一樣，若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)則總反應(yīng)為加和后的反應(yīng)。如甲烷燃料電池(電解質(zhì)：NaOH溶液)的反應(yīng)式為CH4＋2O2===CO2＋2H2O①CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O②①式＋②式得燃料電池總反應(yīng)式為CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。其次步：寫出電池的正極反應(yīng)式。依據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是O2，電解質(zhì)溶液不同，其電極反應(yīng)有所不同，其實(shí)，我們只要熟記以下四種狀況：(1)酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。(2)堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－)環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋4e－===2O2－。(4)熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋2CO2＋4e－===2COeq\o\al(2－,3)。第三步：依據(jù)電池總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式，寫出負(fù)極反應(yīng)式。電池的總反應(yīng)式－電池正極反應(yīng)式＝電池負(fù)極反應(yīng)式。留意在將兩個(gè)反應(yīng)式相減時(shí)，要約去正極的反應(yīng)物O2?！久Ｐ骂}】1．（2024·山東師范高校附中高考模擬）下圖為利用電化學(xué)方法處理有機(jī)廢水的原理示意圖。下列說(shuō)法正確的是A．a(chǎn)、b極不能運(yùn)用同種電極材料B．工作時(shí)，a極的電勢(shì)低于b極的電勢(shì)C．工作一段時(shí)間之后，a極區(qū)溶液的pH增大D．b極的電極反應(yīng)式為：CH3COO－+4H2O－8e－=2HCO3－+9H+【答案】D【解析】圖中連接負(fù)載（用電器）的裝置為原電池，依據(jù)電極上的物質(zhì)變更，推斷得或失電子、電極名稱，寫出電極反應(yīng)式。A項(xiàng)：電極a、b上發(fā)生的反應(yīng)不同，因而兩極間形成電勢(shì)差，故電極材料可同可異，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)：工作時(shí)，電極b上CH3COO-→HCO3-，碳元素從平均0價(jià)失電子升至+4價(jià)，電極b是原電池的負(fù)極，則電極a是電池的正極，a極的電勢(shì)高于b極的電勢(shì)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)：電極a（正極）電極反應(yīng)為+H++2e-→＋Cl-，正極每得到2mol電子時(shí)，為使溶液電中性，必有2molＨ+通過(guò)質(zhì)子交換膜進(jìn)入a極溶液，同時(shí)電極反應(yīng)消耗1molＨ+。故工作一段時(shí)間之后，a極區(qū)溶液中H+濃度增大，pH減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)：據(jù)圖中物質(zhì)轉(zhuǎn)化，考慮到質(zhì)量守恒和電荷守恒關(guān)系，電極b（負(fù)極）反應(yīng)為CH3COO－+4H2O－8e－=2HCO3－+9H+，D項(xiàng)正確。本題選D。2．（2024·山東高考模擬）一種釕（Ru）基協(xié)作物光敏染料敏化太陽(yáng)能電池的示意圖如圖。電池工作時(shí)電極上發(fā)生的反應(yīng)為：RuIIRuII*(激發(fā)態(tài))RuII*→RuIIII3﹣+2e﹣→3I﹣下列關(guān)于該電池的敘述正確的是:A．電池工作時(shí)，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液中I﹣和I3﹣濃度不斷削減C．透亮導(dǎo)電玻璃上的電勢(shì)比鍍Pt導(dǎo)電玻璃上的電勢(shì)高D．電解質(zhì)溶液中發(fā)生反應(yīng)：2Ru3++3I﹣═2Ru2++I3﹣【答案】D【解析】A.依據(jù)圖示可知，該電池工作時(shí)，是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，A錯(cuò)誤；B.電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液中I-和I3-濃度不變，B錯(cuò)誤；C.依據(jù)裝置圖可知，電子由透亮導(dǎo)電玻璃上通過(guò)用電器轉(zhuǎn)移至鍍Pt導(dǎo)電玻璃上，所以透亮導(dǎo)電玻璃上的電勢(shì)比鍍Pt導(dǎo)電玻璃上的電勢(shì)低，C錯(cuò)誤；D.電池工作時(shí)，在電解質(zhì)溶液中發(fā)生反應(yīng)：2Ru3++3I-=2Ru2++I3-，D正確；故合理選項(xiàng)是D。3．（2024·山東高三期末）金屬-硫電池價(jià)格低廉，運(yùn)用壽命長(zhǎng)，能量密度高，因而在電池探討領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。常溫下新型Mg-S電池放電時(shí)的總反應(yīng)為：Mg+nS=MgSn。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法中正確的是A．負(fù)極材料為金屬鎂，正極材料為固體硫B．電解質(zhì)溶液可選用硫酸銅溶液C．放電時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子向負(fù)極移動(dòng)D．將金屬鎂換成金屬鈉或鋰也可以形成原電池【答案】D【解析】A.依據(jù)總反應(yīng)方程式可知，在反應(yīng)中Mg失去電子，所以金屬鎂作原電池的負(fù)極，而固態(tài)S不能導(dǎo)電，因此不能作電極，A錯(cuò)誤；B.若電解質(zhì)溶液選用硫酸銅溶液，則在正極上就不能是S獲得電子變?yōu)殛庪x子，B錯(cuò)誤；C.在原電池放電時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子向負(fù)電荷較多的正極移動(dòng)，C錯(cuò)誤；D.若將金屬鎂換成金屬鈉或鋰，由于這兩種金屬的活動(dòng)性也很強(qiáng)，因此也可以形成原電池，D正確；故合理選項(xiàng)是D。4．（2024·山東高三期末）某新型水系鈉離子電池工作原理如下圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽(yáng)光照下充電，充電時(shí)Na2S4轉(zhuǎn)化為Na2S。下列說(shuō)法正確的是A．充電時(shí)，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，化學(xué)能又轉(zhuǎn)化為電能B．放電時(shí)，a極為正極C．充電時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為3I--2e-=I3-D．M可以運(yùn)用陰離子交換膜【答案】C【解析】A.依據(jù)題意：TiO2光電極能使電池在太陽(yáng)光照下充電，所以充電時(shí)，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A錯(cuò)誤；B.充電時(shí)Na2S4還原為Na2S，放電和充電互為逆過(guò)程，所以a是負(fù)極，B錯(cuò)誤；C.在充電時(shí)，陽(yáng)極b上失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，依據(jù)圖示知道電極反應(yīng)為：3I--2e-═I3-，故C正確；D.依據(jù)圖示可以知道交換膜允許鈉離子自由通過(guò)，所以應(yīng)當(dāng)是陽(yáng)離子交換膜，D錯(cuò)誤；故合理選項(xiàng)是C。5．（2024·山東省濟(jì)南市長(zhǎng)清第一中學(xué)高三月考）通過(guò)膜電池可除去廢水中的乙酸鈉和對(duì)氯苯酚（），其原理如下圖所示，下列說(shuō)法正確的是A．B為電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)B．電流方向從B極沿導(dǎo)線經(jīng)小燈泡流向A極C．A極的電極反應(yīng)式為:D．當(dāng)外電路中有0.2mole-轉(zhuǎn)移時(shí)，A極區(qū)增加的H+的數(shù)目為0.1NA【答案】D【解析】原電池中陽(yáng)離子移向正極，依據(jù)原電池中氫離子的移動(dòng)方向可知A為正極，正極有氫離子參加反應(yīng)，電極反應(yīng)式為，電流從正極經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極，則A．B為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B．電流從正極A沿導(dǎo)線流向負(fù)極B，B錯(cuò)誤；C．A為正極，正極有氫離子參加反應(yīng)，電極反應(yīng)式為，C錯(cuò)誤；D．據(jù)電荷守恒，當(dāng)外電路中有0.2mole-轉(zhuǎn)移時(shí)，通過(guò)質(zhì)子交換膜的H+的個(gè)數(shù)為0.2NA，而發(fā)生，則A極區(qū)增加的H+的個(gè)數(shù)為0.1NA，D正確；答案選D。6．（2024·山東濟(jì)寧一中高三開學(xué)考試）中國(guó)科學(xué)家用蘸墨汁書寫后的紙張作為空氣電極，設(shè)計(jì)并組裝了輕型、柔性、能折疊的可充電鋰空氣電池如下圖1，電池的工作原理如下圖2。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A．放電時(shí)，紙張中的纖維素作鋰電池的正極B．開關(guān)K閉合給鋰電池充電，X為直流電源負(fù)極C．放電時(shí)，Li+由正極經(jīng)過(guò)有機(jī)電解質(zhì)溶液移向負(fù)極D．充電時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為：Li2O2+2e-=O2↑+2Li+【答案】B【解析】可充電鋰空氣電池放電時(shí)，紙張中的石墨作鋰電池的正極，活潑的鋰是負(fù)極，電解質(zhì)里的陽(yáng)離子負(fù)極經(jīng)過(guò)有機(jī)電解質(zhì)溶液移向正極；開關(guān)K閉合給鋰電池充電，電池負(fù)極接電源的負(fù)極，充電時(shí)陽(yáng)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)。A、可充電鋰空氣電池放電時(shí)，紙張中的石墨作鋰電池的正極，故A錯(cuò)誤；B、開關(guān)K閉合給鋰電池充電，電池負(fù)極接電源的負(fù)極，X為直流電源負(fù)極，故B正確；C、放電時(shí)，Li+由正極經(jīng)過(guò)有機(jī)電解質(zhì)溶液移向正極，故C錯(cuò)誤；D、充電時(shí)陽(yáng)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)Li2O2-2e-=O2↑+2Li+，故D錯(cuò)誤；故選B。7．（2024·臨猗縣臨晉中學(xué)高三月考）某原電池裝置如圖所示，電池總反應(yīng)為2Ag＋Cl2＝2AgCl。下列說(shuō)法正確的是A．正極反應(yīng)為AgCl＋e－＝Ag＋Cl－B．放電時(shí)，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應(yīng)隨之變更D．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mole－時(shí)，交換膜左側(cè)溶液中約削減0.02mol離子【答案】D【解析】A項(xiàng)正確的正極反應(yīng)式為Cl2＋2e－＝2Cl－，錯(cuò)誤；B項(xiàng)由于陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，故在左側(cè)溶液中才會(huì)有大量白色沉淀生成，錯(cuò)誤；C項(xiàng)若用NaCl溶液代替鹽酸，電池總反應(yīng)不變，錯(cuò)誤；D項(xiàng)當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mole－時(shí)，交換膜左側(cè)產(chǎn)生0.01molAg＋與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生AgCl沉淀，同時(shí)約有0.01molH＋通過(guò)陽(yáng)離子交換膜轉(zhuǎn)移到右側(cè)溶液中，故左側(cè)溶液共約0.02mol離子削減，正確。故選D。8．（2024·山東高考模擬）利用微生物燃料電池進(jìn)行廢水處理，實(shí)現(xiàn)碳氮聯(lián)合轉(zhuǎn)化。其工作原理如下圖所示，其中M、N為厭氧微生物電極。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A．負(fù)極的電極反應(yīng)為CH3COO-—8e-+2H2O==2CO2↑+7H+B．電池工作時(shí)，H+由M極移向N極C．相同條件下，M、N兩極生成的CO2和N2的體積之比為3：2D．好氧微生物反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為NH4++2O2==NO3-+2H++H2O【答案】C【解析】圖示分析可知：N極NO3-離子得到電子生成氮?dú)?、發(fā)生還原反應(yīng)，則N極正極。M極CH3COO-失電子、發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，則M極為原電池負(fù)極，NH4+在好氧微生物反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化為NO3-，A．M極為負(fù)極，CH3COO-失電子、發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，電極反應(yīng)為CH3COO-—8e-+2H2O==2CO2↑+7H+，故A正確；B．原電池工作時(shí)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，即H+由M極移向N極，故B正確；C．生成1molCO2轉(zhuǎn)移4mole-，生成1molN2轉(zhuǎn)移10mole-，依據(jù)電子守恒，M、N兩極生成的CO2和N2的物質(zhì)的量之比為10mol：4mol=5:2，相同條件下的體積比為5:2，故C錯(cuò)誤；D．NH4+在好氧微生物反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化為NO3-，則反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為NH4++2O2==NO3-+2H++H2O，故D正確；故答案為C。9．（2024·山東高考模擬）已知過(guò)氧化氫在強(qiáng)堿性溶液中主要以HO2-存在。我國(guó)探討的Al-H2O2燃料電池可用于深海資源的勘查、軍事偵察等國(guó)防科技領(lǐng)域，裝置示意圖如下。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．電池工作時(shí)，溶液中OH-通過(guò)陰離子交換膜向Al極遷移B．Ni極的電極反應(yīng)式是HO2-+2e-+H2O=3OH-C．電池工作結(jié)束后，電解質(zhì)溶液的pH降低D．Al電極質(zhì)量減輕13.5g，電路中通過(guò)9.03×1023個(gè)電子【答案】C【解析】A.根電池裝置圖分析，可知Al較活潑，作負(fù)極，而燃料電池中陰離子往負(fù)極移動(dòng)，因而可推知OH-（陰離子）穿過(guò)陰離子交換膜，往Al電極移動(dòng)，A正確；B.Ni為正極，電子流入的一端，因而電極旁邊氧化性較強(qiáng)的氧化劑得電子，又已知過(guò)氧化氫在強(qiáng)堿性溶液中主要以HO2-存在，可知HO2-得電子變?yōu)镺H-，故依據(jù)缺項(xiàng)配平的原則，Ni極的電極反應(yīng)式是HO2-+2e-+H2O=3OH-，B正確；C.根電池裝置圖分析，可知Al較活潑，Al失電子變?yōu)锳l3+，Al3+和過(guò)量的OH-反應(yīng)得到AlO2-和水，Al電極反應(yīng)式為Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O，Ni極的電極反應(yīng)式是HO2-+2e-+H2O=3OH-，因而總反應(yīng)為2Al+3HO2-=2AlO2-+H2O+OH-，明顯電池工作結(jié)束后，電解質(zhì)溶液的pH上升，C錯(cuò)誤；D.A1電極質(zhì)量減輕13.5g，即Al消耗了0.5mol，Al電極反應(yīng)式為Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O，因而轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.5×3NA=9.03×1023，D正確。故答案選C。10．（2024·山東高考模擬）中國(guó)是一個(gè)嚴(yán)峻缺水的國(guó)家，污水治理越來(lái)越引起人們重視，可以通過(guò)膜電池除去廢水中的乙酸鈉和對(duì)氯苯酚，其原理如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是A．電流方向從A極沿導(dǎo)線經(jīng)小燈泡流向B極B．B極為電池的陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為CH3COO——8e?+4H2O═2HCO3—+9H+C．當(dāng)外電路中有0.2mole?轉(zhuǎn)移時(shí)，通過(guò)質(zhì)子交換膜的H+的個(gè)數(shù)為0.2NAD．A極的電極反應(yīng)式為+H++2e?═Cl?+【答案】B【解析】原電池中陽(yáng)離子移向正極，依據(jù)原電池中氫離子的移動(dòng)方向可知A為正極，正極有氫離子參加反應(yīng)，電極反應(yīng)式為+2e-+H+═+Cl-，B為負(fù)極，電極反應(yīng)式為CH3COO--8e-+4H2O

═2HCO3-+9H+，A．原電池工作時(shí)，電流從正極經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極，即電流方向從A極沿導(dǎo)線經(jīng)小燈泡流向B極，故A正確；B．B極為電池的負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH3COO--8e-+4H2O

═2HCO3-+9H+，B極不是陽(yáng)極，故B錯(cuò)誤；C．依據(jù)電子守恒可知，當(dāng)外電路中有0.2mole-轉(zhuǎn)移時(shí)，通過(guò)質(zhì)子交換膜的H+的個(gè)數(shù)為0.2NA，故C正確；D．A為正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，正極有氫離子參加反應(yīng)，電極反應(yīng)式為+2e-+H+═+Cl-，故D正確；答案選B。11．（2024·山東高考模擬）國(guó)內(nèi)某科技探討小組首次提出一種新型的Li+電池體系，原理示意圖如下。該體系正極采納含有I-、Li+的水溶液，負(fù)極采納固體有機(jī)聚合物，電解質(zhì)溶液采納LiNO3溶液，聚合物陽(yáng)離子交換膜作為隔膜將液態(tài)正極和固態(tài)負(fù)極分隔開(已知在水溶液中呈黃色)。下列有關(guān)推斷正確的是A．左圖是原電池工作原理圖B．放電時(shí)，Li+從右向左通過(guò)聚合物離子交換膜C．放電時(shí)，正極區(qū)電解質(zhì)溶液的顏色變深D．充電時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為：【答案】B【解析】題目已知負(fù)極采納固體有機(jī)聚合物，左圖是電子流向固體有機(jī)聚合物，左圖是電池充電原理圖，右圖是原電池工作原理圖，放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：正極的電極反應(yīng)式為：I3-+2e-=3I-。A.左圖是電子流向固體有機(jī)聚合物，則左圖是電池充電原理圖，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.放電時(shí)，Li+由負(fù)極向正極移動(dòng)，即Li+從右向左通過(guò)聚合物離子交換膜，B正確；C.放電時(shí)，正極液態(tài)電解質(zhì)溶液的I3-得電子被還原成I-，使電解質(zhì)溶液的顏色變淺，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D.充電時(shí)，陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，故陰極的電極反應(yīng)式為：，故D錯(cuò)誤；答案：B。12．（2024·山東高考模擬）我國(guó)科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)了一種“可固氮”的鋰-氮二次電池，將可傳遞Li+的醚類作電解質(zhì)，電池的總反應(yīng)為。下列說(shuō)法正確的是A．固氮時(shí)，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)B．脫氮時(shí)，釕復(fù)合電極的電極反應(yīng)：2Li3N-6e-=6Li++N2↑C．固氮時(shí)，外電路中電子由釕復(fù)合電極流向鋰電極D．脫氮時(shí)，Li+向釕復(fù)合電極遷移【答案】B【解析】據(jù)總反應(yīng)可知：放電時(shí)鋰失電子作負(fù)極，負(fù)極上電極反應(yīng)式為6Li-6e-═6Li+，Li+移向正極，氮?dú)庠谡龢O得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為6Li++N2+6e-═2Li3N，充電是放電的逆過(guò)程，A.固氮時(shí)，鋰電極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B.脫氮時(shí)，釕復(fù)合電極的電極反應(yīng)為正極反應(yīng)的逆反應(yīng)：2Li3N-6e-=6Li++N2↑，故B正確；C.固氮時(shí)，外電路中電子由鋰電極流向釕復(fù)合電極，故C錯(cuò)誤；D.脫氮時(shí)，Li+向鋰電極遷移，故D錯(cuò)誤；答案：B13．（2024·山東新泰市第一中學(xué)高三月考）砷(As)是第四周期第VA族元素，用化學(xué)用語(yǔ)回答問(wèn)題：（1）砷的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物化學(xué)式是_________,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性ASH3________(填寫“大于”或“小于”)NH3。（2）砷在自然界中主要以硫化物形式（如雄黃As4S4、雌黃As2S3等)存在。雄黃和雌黃的轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖1所示：①氣體物質(zhì)a是_____________(填化學(xué)式)。②第I步反應(yīng)的離子方程式是_________________________________。（3）Na2HAsO3溶液呈堿性，緣由是_______________(用離子方程式表示)，該溶液中c(H2AsO3-)______c(AsO33-)(填“>”、“<”或“=”)。（4）某原電池裝置如圖2所示，電池總反應(yīng)為AsO43-++2I-+H2OAsO33-+I2+2OH-。當(dāng)P池中溶液由無(wú)色變藍(lán)色時(shí)，正極上的電極反應(yīng)式為_________；當(dāng)電流計(jì)指針歸中后向Q中加入肯定量的NaOH，電流計(jì)指針反向偏轉(zhuǎn)，此時(shí)P中的反應(yīng)式是__________________?！敬鸢浮浚?）H3AsO4小于（2）①SO2②2As2S3+4H++2Sn2+=2H2S+2Sn4++As4S4（3）HAsO32-+H2OH2AsO3-+OH->（4）AsO43-+2e-+H2O=AsO33-+2OH-I2+2e-=2I-【解析】(1)砷(As)是第四周期第VA族元素，砷的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物化學(xué)式為H3AsO4，同一主族，從上到下，元素的非金屬性漸漸減弱，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性漸漸減弱，穩(wěn)定性ASH3小于NH3，故答案為：H3AsO4；小于；(2)①Ⅱ中，As4S4反應(yīng)后生成As2O3，依據(jù)化合價(jià)升降守恒，硫元素的化合價(jià)須要上升，因此氣體物質(zhì)a為二氧化硫，故答案為：SO2；②Ⅰ中Sn的化合價(jià)上升，As的化合價(jià)降低，所以As2S3在反應(yīng)中得電子作氧化劑，反應(yīng)的離子方程式為2As2S3+4H++2Sn2+=2H2S+2Sn4++As4S4，故答案為：2As2S3+4H++2Sn2+=2H2S+2Sn4++As4S4；(3)Na2HAsO3溶液呈堿性，是因?yàn)镹a2HAsO3屬于強(qiáng)堿弱酸鹽，存在HAsO32-+H2OH2AsO3-+OH-，Na2HAsO3溶液呈堿性，說(shuō)明水解程度大于電離沉淀，因此溶液中c(H2AsO3-)＞c(AsO33-)，故答案為：HAsO32-+H2OH2AsO3-+OH-；＞；(4)