易錯(cuò)專題12 原電池反應(yīng)及應(yīng)用（解析版）-2024-2025學(xué)年高二化學(xué)易錯(cuò)題典例精講與習(xí)題精練（人教版2019選擇性必修1）

易錯(cuò)專題12原電池反應(yīng)及應(yīng)用聚焦易錯(cuò)點(diǎn)：?易錯(cuò)點(diǎn)一雙液電池?易錯(cuò)點(diǎn)二原電池原理的應(yīng)用典例精講易錯(cuò)點(diǎn)一雙液電池【易錯(cuò)典例】例1（2023上·安徽蕪湖·高二安徽師范大學(xué)附屬中學(xué)校考階段練習(xí)）關(guān)于下圖所示的原電池，下列說法正確的是()A.電子從鋅電極通過電流表流向銅電極B.鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移C.鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng)；銅電極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)是2H＋＋2e－=H2↑D.取出鹽橋后，電流表仍會(huì)偏轉(zhuǎn)，銅電極在反應(yīng)前后質(zhì)量不變【解析】鋅片作負(fù)極，銅片作正極，電子從負(fù)極流向正極，A選項(xiàng)正確；鹽橋中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，銅電極發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；取出鹽橋后不能形成原電池，銅電極在反應(yīng)后質(zhì)量增加，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A【解題必備】1.單液電池和雙液電池（Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu）（1）如果不用鹽橋，除了發(fā)生原電池反應(yīng)外還發(fā)生鋅和銅離子的直接的置換反應(yīng)，會(huì)使部分化學(xué)能以熱能的形式轉(zhuǎn)化掉，而鹽橋的使用可以避免鋅和銅離子的直接接觸，從而避免了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，提高電池效率。（2）選擇鹽橋中的電解質(zhì)的原則是高濃度、正負(fù)離子遷移速率接近相等，且不與電池中溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，常采用KCl、NH4NO3和KNO3的飽和溶液，鹽橋的作用是避免鋅和銅離子的直接接觸；使兩個(gè)半電池構(gòu)成閉合回路；能使原電池產(chǎn)生較持續(xù)、穩(wěn)定的電流；能提高電池的使用效率。2.原電池正、負(fù)極的判斷方法判斷一個(gè)原電池中的正、負(fù)極，最根本的方法是失電子(發(fā)生氧化反應(yīng))的一極是負(fù)極，得電子(發(fā)生還原反應(yīng))的一極是正極。如果給出一個(gè)化學(xué)方程式判斷正、負(fù)極，可以直接根據(jù)化合價(jià)的升降來判斷，化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極，化合價(jià)降低發(fā)生還原反應(yīng)的一極為正極。根據(jù)電極材料的活潑性來判斷正負(fù)極，要注意電解質(zhì)溶液對(duì)原電池正負(fù)極的影響。例如Mg、Al、NaOH溶液構(gòu)成的原電池，Al為負(fù)極；Fe(或Al)、Cu、濃HNO3構(gòu)成的原電池，Cu為負(fù)極。【變式突破】1．（2023·貴州·清華中學(xué)高二階段練習(xí)）控制合適的條件，將反應(yīng)設(shè)計(jì)成如圖所示原電池，下列判斷不正確的是A．雙液原電池的優(yōu)點(diǎn)是電流穩(wěn)定B．反應(yīng)開始時(shí)，甲中石墨電極上被還原C．可以通過電流計(jì)讀數(shù)為零來判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)D．電流計(jì)讀數(shù)為零后，在甲中溶入固體，甲中石墨電極為正極【解析】將反應(yīng)制成原電池，如圖，反應(yīng)開始時(shí)，根據(jù)原電池的本質(zhì)，甲池中為，則甲池為正極，得電子，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)；乙池則為負(fù)極，失電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)；A．雙液原電池有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①能量轉(zhuǎn)化率高；②能提供持續(xù)穩(wěn)定的電流，故A正確；B．將反應(yīng)制成原電池，如圖，反應(yīng)開始時(shí)，根據(jù)原電池的本質(zhì)，甲池中為，則甲池為正極，得電子，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；C．當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，沒有電流產(chǎn)生，電流計(jì)讀數(shù)為零，故C正確；D．流計(jì)讀數(shù)為零后，在甲中溶入固體，此時(shí)平衡逆向進(jìn)行，被氧化成，作電源的負(fù)極，故D錯(cuò)誤；故選D。易錯(cuò)點(diǎn)二原電池反應(yīng)原理的應(yīng)用【易錯(cuò)典例】例2（2023上·安徽合肥·高二合肥一中校考期中）某探究活動(dòng)小組想利用原電池反應(yīng)檢測(cè)金屬的活動(dòng)性順序，有甲、乙兩位同學(xué)均使用鎂片與鋁片作電極，但甲同學(xué)將電極放入6mol·L－1的稀H2SO4中，乙同學(xué)將電極放入6mol·L－1的NaOH溶液中，如圖所示。(1)寫出甲池中發(fā)生的有關(guān)電極反應(yīng)的反應(yīng)式：負(fù)極__________，正極__________。(2)寫出乙池中發(fā)生的有關(guān)電極反應(yīng)的反應(yīng)式：負(fù)極__________，正極__________，總反應(yīng)離子方程式為____________________________。(3)如果甲與乙兩位同學(xué)均認(rèn)為“構(gòu)成原電池的電極材料若是金屬，則構(gòu)成負(fù)極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”，則甲會(huì)判斷出________活動(dòng)性更強(qiáng)，而乙會(huì)判斷出_____活動(dòng)性更強(qiáng)(填寫元素符號(hào))。(4)由此實(shí)驗(yàn)，可得到如下哪些結(jié)論________。A．利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動(dòng)性順序應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì)B．鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強(qiáng)C．該實(shí)驗(yàn)說明金屬活動(dòng)性順序表已過時(shí)，已沒有實(shí)用價(jià)值D．該實(shí)驗(yàn)說明化學(xué)研究對(duì)象復(fù)雜、反應(yīng)條件多變，應(yīng)具體問題具體分析(5)上述實(shí)驗(yàn)也反過來證明了“利用金屬活動(dòng)性順序表直接判斷原電池中正、負(fù)極”的做法不可靠，則請(qǐng)你提出另一個(gè)判斷原電池正、負(fù)極可行的實(shí)驗(yàn)方案________________?！敬鸢浮?1)Mg－2e－=Mg2＋2H＋＋2e－=H2↑(2)2Al＋8OH－－6e－=2AlOeq\o\al(－,2)＋4H2O6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑(3)MgAl(4)AD(5)將兩種金屬電極連上電流表而構(gòu)成原電池，利用電流表檢測(cè)電流的方向，從而判斷電子的流動(dòng)方向，再來確定原電池的正、負(fù)極【解析】(1)甲池中電池總反應(yīng)方程式為Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑，Mg作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Mg－2e－=Mg2＋，Al作正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑。(2)乙池中電池總反應(yīng)方程式為2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，負(fù)極上為Al被氧化生成Al3＋后與OH－反應(yīng)生成AlOeq\o\al(－,2)，電極反應(yīng)式為2Al－6e－＋8OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋4H2O；正極產(chǎn)物為H2，電極反應(yīng)式為6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑。(3)甲池中Mg為負(fù)極，Al為正極；乙池中Al為負(fù)極，Mg為正極，若根據(jù)負(fù)極材料金屬比正極活潑，則甲判斷Mg活動(dòng)性強(qiáng)，乙判斷Al活動(dòng)性強(qiáng)。(4)選AD。Mg的金屬活動(dòng)性一定比Al強(qiáng)，金屬活動(dòng)性順序表是正確的，應(yīng)用廣泛。(5)判斷正、負(fù)極可根據(jù)回路中電流方向或電子流向等進(jìn)行判斷，直接利用金屬活動(dòng)性順序表判斷原電池的正、負(fù)極是不可靠的。【解題必備】1.原電池原理的應(yīng)用（1）加快氧化還原反應(yīng)的速率。例如：在鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的速率加快。（2）比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。例如：有兩種金屬a和b，用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中，觀察到a極溶解，b極上有氣泡產(chǎn)生。根據(jù)電極現(xiàn)象判斷出a是負(fù)極，b是正極，由原電池原理可知，金屬活動(dòng)性a>b。（3）用于金屬的防護(hù)。如要保護(hù)一個(gè)鐵閘，可用導(dǎo)線將其與一鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極，鐵閘作正極。（4）設(shè)計(jì)化學(xué)電池。從理論上講，任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。關(guān)鍵是選擇合適的電解質(zhì)溶液和兩個(gè)電極。電解質(zhì)溶液一般能與負(fù)極反應(yīng)，或者溶解在溶液中的物質(zhì)(如O2)與負(fù)極反應(yīng)；電極材料一般較活潑的金屬作負(fù)極，較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體作正極。2.電極反應(yīng)式的書寫方法(1)定電極，標(biāo)得失。按照負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，判斷出電極反應(yīng)產(chǎn)物，找出得失電子的數(shù)量。(2)看環(huán)境，配守恒。電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中，應(yīng)能穩(wěn)定存在，如堿性介質(zhì)中生成的H＋應(yīng)讓其結(jié)合OH－生成水。電極反應(yīng)式要依據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒、得失電子守恒等加以配平。(3)兩式加，驗(yàn)總式。兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)方程式對(duì)照驗(yàn)證?！咀兪酵黄啤?．（2023·湖南·衡陽縣第四中學(xué)高二開學(xué)考試）均為有毒氣體，對(duì)廢氣的資源化利用是目前的研究熱點(diǎn)。如圖甲為質(zhì)子膜燃料電池的示意圖，圖乙為利用原電池原理處理的示意圖。Ⅰ.根據(jù)圖甲，回答下列問題：(1)電池負(fù)極為_______(填“電極a”或“電極b”，下同)，發(fā)生還原反應(yīng)的電極為_______。(2)電極b的電極反應(yīng)式為_______；電池總反應(yīng)為_______。(3)當(dāng)電路中通過8mol電子時(shí)，有_______mol經(jīng)質(zhì)子固體電解質(zhì)膜進(jìn)入正極區(qū)。Ⅱ.根據(jù)圖乙，回答下列問題：(4)負(fù)極反應(yīng)式為_______。(5)利用該原理制得的化工原料C為_______(填化學(xué)式)。(6)處理32g，理論上需要消耗的體積為_______L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。(1)電極a；電極b(2)；(3)8(4)(5)(6)5.6【解析】圖甲中電極a上H2S失去電子轉(zhuǎn)化為S2，為負(fù)極，則電極b為正極；圖乙左側(cè)SO2失電子轉(zhuǎn)化為H2SO4，為負(fù)極，則右側(cè)為正極。（1）由圖甲可知，在電極a上發(fā)生氧化反應(yīng)生成，在電極b上發(fā)生還原反應(yīng)生成，則電極a為負(fù)極，電極b為正極。（2）)在電極b(正極)上得到電子，與結(jié)合生成，電極反應(yīng)式為；電池總反應(yīng)為。（3）由正極反應(yīng)式可知，當(dāng)電路中通過8mol電子時(shí)，有8mol經(jīng)質(zhì)子固體電解質(zhì)膜進(jìn)入正極區(qū)。（4）在負(fù)極上失去電子：，利用使其兩邊電荷相等：，利用使其兩邊原子數(shù)相等，可得負(fù)極反應(yīng)式為。（5）由上述分析可知，利用該原理制得的化工原料C為。（6）在正極上得到電子，與結(jié)合生成，結(jié)合負(fù)極反應(yīng)式可得關(guān)系式：，故處理32g(0.5mol)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1mol，理論上需要消耗0.25mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.25mol×22.4Lmol-1=5.6L。習(xí)題精練1．（2023上·江蘇南通·高二統(tǒng)考階段練習(xí)）下列有關(guān)電化學(xué)裝置或原理說法正確的是A．鉛蓄電池放電時(shí)，正負(fù)電極質(zhì)量均增大B．電解精煉銅時(shí)粗銅與電源的負(fù)極相連C．在鐵質(zhì)物品表面鍍鋅時(shí)，電解質(zhì)溶液中濃度減小D．海水中輪船表面生銹時(shí)，鐵主要發(fā)生析氫腐蝕2．（2023上·福建福州·高二福建省福州高級(jí)中學(xué)?？计谥校┮訤e[Fe(CN)6]為代表的新型可充電鈉離子電池，其放電工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．外電路通過0.2mol電子時(shí)，負(fù)極質(zhì)量變化為1.2gB．充電時(shí)，Mo箔接電源的正極C．充電時(shí)，通過離子交換膜從左室移向右室D．放電時(shí)，正極反應(yīng)式為3．（2023上·江蘇蘇州·高二江蘇省蘇州第一中學(xué)校階段練習(xí)）新華網(wǎng)報(bào)道，我國(guó)高溫固體氧化物燃料電池技術(shù)研發(fā)取得新突破?？茖W(xué)家利用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了廢氣資源回收能量，并得到單質(zhì)硫原理如圖所示，下列說法正確的是A．電極b為電池負(fù)極B．電極a上的電極反應(yīng)為：2H2S+2O2-_4e-=S2+2H2OC．該電池消耗1molH2S轉(zhuǎn)化成的電能理論上等于其燃燒熱值D．電路中每通過4mol電子，正極消耗448LH2S4．（2023上·湖南·高二嘉禾縣第一中學(xué)校聯(lián)考期中）一氧化氮-空氣質(zhì)子交換膜燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了制硝酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合，其原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．Pt2電極的電勢(shì)高于Pt1電極的電勢(shì)B．燃料電池總反應(yīng)為C．Pt1電極附近發(fā)生的反應(yīng)為NO+2H2O+3e-=+4H+D．該電池放電時(shí)H+從Pt1電極通過質(zhì)子交換膜向Pt2電極移動(dòng)5．（2023上·四川南充·高二閬中中學(xué)?？茧A段練習(xí)）有關(guān)下列裝置的說法不正確的是A．圖1所示不能構(gòu)成原電池B．圖2鋅錳干電池屬于一次電池，鋅作負(fù)極C．圖3是“紙電池”，Zn片失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)D．圖4電池Al電極反應(yīng)式為：Al-3e-+3H2O=Al(OH)3+3H+6．（2023上·山東·高二校聯(lián)考期中）近日，開發(fā)一種利用分子篩除去空氣中的、、等，獲得純氧氣并構(gòu)建鋰-氧氣電池，工作原理如圖。下列敘述正確的是A．放電時(shí)，b極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．放電時(shí)，空氣通入分子篩發(fā)生分解反應(yīng)生成C．充電時(shí)，b極反應(yīng)式為D．充電時(shí)，a極質(zhì)量?jī)魷p時(shí)，有陰離子由膜M左側(cè)向右側(cè)遷移7．（2023上·安徽合肥·高二合肥一中?？茧A段練習(xí)）Fe—空氣電池可用作電動(dòng)車動(dòng)力來源。某Fe—空氣電池的工作原理如圖所示，下列有關(guān)此電池放電時(shí)的說法正確的是A．碳材料為電池正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.4mol電子時(shí)，消耗2.24LO2C．負(fù)極的電極反應(yīng)式為Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2D．溶液中電子由Fe電極流向碳材料電極8．（2023上·江蘇蘇州·高二蘇州中學(xué)階段練習(xí)）氨氣是一種重要的化工原料，工業(yè)合成氨反應(yīng)為：，將上述合成氨反應(yīng)設(shè)計(jì)成燃料電池，工作原理如圖所示，其中用電器的稀的A溶液為電解質(zhì)溶液，下列說法錯(cuò)誤的是A．a(chǎn)電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)B．A溶液中所含溶質(zhì)為，可用蒸發(fā)結(jié)晶的方法分離出AC．a(chǎn)電極發(fā)生的反應(yīng)為：D．導(dǎo)線中電流方向?yàn)閍→b9．（2023上·福建福州·高二福州高新區(qū)第一中學(xué)（閩侯縣第三中學(xué)）校聯(lián)考期中）火星大氣中含有大量，一種有參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探測(cè)器供電。該電池以金屬鈉和碳納米管作為兩極(如圖所示)，放電的總反應(yīng)為，下列說法不正確的是A．該電池的介質(zhì)可以選擇溶液B．金屬Na作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)C．正極反應(yīng)式：D．工作時(shí)電子從Na電極經(jīng)導(dǎo)線流向碳納米管電極10．（2023上·河北保定·高二校聯(lián)考期中）鋅錳干電池是生活中常用的電池，酸性鋅錳干電池和堿性鋅錳干電池的結(jié)構(gòu)分別如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是A．鋅錳干電池屬于一次電池，用完不可隨意丟棄B．酸性鋅錳干電池和堿性鋅錳干電池放電過程中鋅均發(fā)生氧化反應(yīng)C．放電時(shí)，酸性鋅錳干電池的石墨電極上反應(yīng)為D．放電時(shí)，堿性鋅錳干電池正極反應(yīng)式為11．（2023上·河南鄭州·高二鄭州市第四十七高級(jí)中學(xué)校聯(lián)考期中）鈉離子電池比鋰離子電池更穩(wěn)定，造價(jià)更低。某鈉離子電池結(jié)構(gòu)如圖，已知電池反應(yīng)：。下列說法錯(cuò)誤的是A．充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為B．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為C．充電時(shí)，外電路中每轉(zhuǎn)移0.2，理論上石墨烯上增重4.6gD．相同質(zhì)量的負(fù)極材料，鈉離子電池比鋰離子電池可以提供更多電量12．（2023上·浙江·高二溫州中學(xué)校聯(lián)考期中）近年來鈉離子電池備受關(guān)注。利用鈉離子在電極間“脫嵌”實(shí)現(xiàn)充放電的原理如圖所示，電池工作時(shí)總反應(yīng)為NaxC＋Na1－xMnO2C＋NaMnO2，下列說法不正確的是A．放電時(shí)，正極反應(yīng)為B．放電時(shí)，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，正極質(zhì)量增加23gC．充電時(shí)，電子由電源負(fù)極經(jīng)硬碳、電解液、NaMnO2流向電源正極D．若用該電池進(jìn)行電鍍銅，鍍件應(yīng)與硬碳相連13．（2023上·江蘇蘇州·高二統(tǒng)考期中）下列有關(guān)原電池的說法不正確的是A．圖甲所示裝置中，鹽橋中的向盛有溶液的燒杯中移動(dòng)B．圖乙所示裝置中，正極的電極反應(yīng)式為C．圖丙所示裝置中，使用一段時(shí)間后，鋅筒會(huì)變薄D．圖丁所示裝置中，使用一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的酸性減弱，導(dǎo)電能力下降14．（2023上·江蘇蘇州·高二統(tǒng)考期中）微生物燃料電池可用于凈化含鉻廢水，其工作原理如圖所示，該電池工作時(shí)，下列說法不正確的是A．M極是電池的負(fù)極B．在電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C．N電極附近溶液的pH增大D．若參加反應(yīng)，則有從交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移15．（2023上·北京海淀·高二首都師范大學(xué)附屬中學(xué)?？计谥校╇姵刂胸?fù)極反應(yīng)物與電解質(zhì)溶液或正極反應(yīng)物接觸直接反應(yīng)會(huì)降低電池的能量轉(zhuǎn)化效率，稱為自放電現(xiàn)象。下列關(guān)于原電池和干電池的說法不正確的是A．兩者正極材料不同B．兩者負(fù)極反應(yīng)相同C．干電池中兩極反應(yīng)物間有隔膜防止自放電D．原電池中Zn與稀H2SO4存在自放電現(xiàn)象16．（2023上·北京豐臺(tái)·高二統(tǒng)考期中）下列裝置或過程能實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的是A．火力發(fā)電B．堿性鋅錳電池C．電池充電D．氫氧燃料電池17．（2023上·山東泰安·高二泰安一中?？茧A段練習(xí)）一種以液態(tài)肼()為燃料的電池裝置如圖所示，該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液。下列關(guān)于該電池的敘述正確的是A．b電極是正極B．a(chǎn)電極的電極反應(yīng)式：C．放電時(shí)，電子從a電極經(jīng)過負(fù)載流向b電極D．電池工作時(shí)，從正極移向負(fù)極18．（2023上·河北邢臺(tái)·高二邢臺(tái)市第二中學(xué)校聯(lián)考期中）自重輕、體積小、容量大、使用安全、環(huán)保是新型電池的典型特點(diǎn)，回答下列問題：I．“阿波羅”飛船中使用的氫氧燃料電池部分結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)電極采用多孔結(jié)構(gòu)的原因是；電池的正極為電極(填“a”或“b”)，其表面上發(fā)生的電極反應(yīng)為(填電極反應(yīng)式)。(2)“神舟”飛船是中國(guó)自行研制的，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的載人飛船，其返回艙使用的是銀鋅蓄電池組。銀鋅電池結(jié)構(gòu)如圖所示，放電時(shí)總反應(yīng)為。電池放電時(shí)負(fù)極質(zhì)量(填“增大”、“減小”或“不變”)，電池放電時(shí)電解質(zhì)溶液的(填“增大”、“減小”或“不變”)。Ⅱ.非水系鋰氧()電池因其高能量密度而成為一種有前景的先進(jìn)電池技術(shù)，其放電電池示意圖以及正極示意圖分別為圖1和圖2，隔膜a只允許計(jì)通過。(3)放電時(shí)，電池的總反應(yīng)為；電解液a不選用水溶液的原因可能是。(4)不考慮其他副反應(yīng)，若放電前兩電極質(zhì)量完全相同，放電時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移，正、負(fù)電極的質(zhì)量之差為g(假設(shè)生成的不溶物全覆蓋在電極表面，生成的可溶物全部擴(kuò)散至電解液中，參與電極反應(yīng)的物質(zhì)均過量)。19．（2023上·河南開封·高二統(tǒng)考期中）原電池原理廣泛應(yīng)用于科技、生產(chǎn)和生活中。(1)一種處理垃圾滲透液并用其發(fā)電的裝置工作示意圖如下。①在空氣中，微生物將垃圾滲透液硝化，該反應(yīng)的離子方程式為。②Y電極的電極反應(yīng)式為。③鹽橋中移向(填“X或Y”)極；當(dāng)轉(zhuǎn)移0.15mol電子時(shí)，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為L(zhǎng)。(2)用于檢測(cè)酒駕的酸性燃料電池酒精檢測(cè)儀工作原理如圖所示。①電極X是該電池的(填“正”或“負(fù)”)極，電池總反應(yīng)式為。②電池工作時(shí)，質(zhì)子通過交換膜(填“從左向右”或“從右向左”)遷移。20．（2022上·江蘇無錫·高二?？计谥校┤缦聢D所示的裝置中，若通入直流電5min時(shí)，銅電極質(zhì)量增加2.16g，試回答：(1)電源電極X的名稱為。(2)B中陽極電極反應(yīng)式：，溶液pH變化：(填“增大”、“減小”或“不變)。(3)若A中KCl溶液的體積是200mL，電解后溶液的pH為(設(shè)電解前后溶液體積無變化)。(4)一氧化氮—空氣質(zhì)子交換膜燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了制硝酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合，其工作原理如圖所示，寫出放電過程中負(fù)極的電極反應(yīng)式：，若過程中產(chǎn)生2molHNO3，則消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2的體積為。參考答案1．A【詳解】A．鉛蓄電池放電時(shí)，負(fù)極Pb失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸鉛，質(zhì)量增大，正極PbO2得到電子發(fā)生還原反應(yīng)也生成硫酸鉛，質(zhì)量增大，A正確；B．粗銅精煉時(shí)，與電源負(fù)極相連的是純銅，陰極發(fā)生還原反應(yīng)Cu2++2e-=Cu，析出金屬銅，B錯(cuò)誤；C．鐵制品上鍍鋅，構(gòu)成原電池，鋅做負(fù)極，失去電子變成Zn2+，電解質(zhì)溶液中Zn2+濃度增大，C錯(cuò)誤；D．海水的酸性較弱，輪船生銹主要發(fā)生吸氧腐蝕，D錯(cuò)誤；故選A。2．A【分析】由圖可知該裝置為原電池，Mo箔上Fe[Fe(CN)6]→Na2Fe[Fe(CN)6]，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，作正極，Mg箔上Mg失電子生成Mg2+，作負(fù)極，正極反應(yīng)式為Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]，負(fù)極反應(yīng)式為2Mg+2Cl--4e-=[Mg2Cl2]2+，充電時(shí)為電解池，原電池的正負(fù)極連接電源的正負(fù)極，陰陽極反應(yīng)和原電池負(fù)正極的相反，據(jù)此分析解答?！驹斀狻緼．放電時(shí)正極反應(yīng)為Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]，負(fù)極反應(yīng)為2Mg+2Cl--4e-=[Mg2Cl2]2+，轉(zhuǎn)移0.2mol電子，消耗0.1mol的Mg,則Mg箔減少的質(zhì)量為0.1mol×24g/mol=2.4g，A錯(cuò)誤；B．該原電池工作時(shí)，Mg作負(fù)極，Mo作正極，充電時(shí)為電解池，原電池的正極接電源的正極，即Mo箔接電源的正極作陽極，B正確；C．充電時(shí)Mg作陰極，Mo作陽極，Na+通過交換膜移向陰極，即從左室移向右室，C正確；D．該原電池工作時(shí)，Mg作負(fù)極，Mo作正極，Mo箔上Fe[Fe(CN)6]發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成Na2Fe[Fe(CN)6]，正極反應(yīng)式為Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe(Fe(CN)6]，D正確；故答案為：A。3．B【分析】由電池裝置圖分析可知，通入硫化氫生成單質(zhì)硫，化合價(jià)升高，故電極a為負(fù)極；通入氧氣的電極b為正極?！驹斀狻緼．電極b為電池正極，氧化劑氧氣要得到電子化合價(jià)降低，A錯(cuò)誤；B．由裝置分析，可知硫化氫在負(fù)極失去電子同時(shí)結(jié)合氧離子生成硫單質(zhì)和水，電極a上的電極反應(yīng)為：2H2S+2O2-_4e-=S2+2H2O，B正確；C．該電池消耗1molH2S轉(zhuǎn)化成的電能理論上不等于其燃燒熱值，硫化氫燃燒要生成二氧化硫，釋放的熱量更多，C錯(cuò)誤；D．H2S體積未給標(biāo)況，無法計(jì)算其物質(zhì)的量，D錯(cuò)誤；故選B。4．C【詳解】A．根據(jù)NO和水變?yōu)橄跛幔蟽r(jià)升高，說明Pt1電極為負(fù)極，因此Pt2電極的電勢(shì)高于Pt1電極的電勢(shì)，故A正確；B．根據(jù)正極反應(yīng)式和負(fù)極反應(yīng)式得到燃料電池總反應(yīng)為，故B正確；C．Pt1電極NO變?yōu)橄跛?，則負(fù)極附近發(fā)生的反應(yīng)為NO+2H2O?3e－=+4H+，故C錯(cuò)誤；D．原電池“同性相吸”，則該電池放電時(shí)H+從Pt1電極通過質(zhì)子交換膜向Pt2電極移動(dòng)，故D正確。綜上所述，答案為C。5．D【詳解】A．圖1所示裝置沒有形成閉合回路，不能構(gòu)成原電池，故A正確；B．鋅錳干電池，鋅筒作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)被消耗，電極反應(yīng)式為：Zn-2e-=Zn2+，石墨棒作正極，故B正確；C．Zn比Cu活潑，鋅片做負(fù)極，Zn片失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故C正確；D．由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，鋁和氫氧化鈉反應(yīng)易失去電子而作負(fù)極，鎂作正極，其負(fù)極反應(yīng)式為：Al-3e-+4OH-═+2H2O，故D錯(cuò)誤；故選D。6．C【分析】放電時(shí)為原電池裝置，a為負(fù)極，b為正極；充電時(shí)為電解池裝置，a為陰極，b為陽極?！驹斀狻緼．放電時(shí)，a極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．分子篩分離出氧氣，屬于物理變化，沒有發(fā)生化學(xué)變化，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．充電時(shí)，b極為陽極，過氧根離子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，C項(xiàng)正確；D．充電時(shí)，a極為陰極，電極反應(yīng)式為，陰極減少質(zhì)量等于脫去過氧根離子質(zhì)量，陰極凈減，相當(dāng)于脫離，根據(jù)電荷守恒，有由膜M左側(cè)向右側(cè)遷移，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選C。7．C【分析】Fe—空氣電池中，放電時(shí)Fe轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2，F(xiàn)e價(jià)態(tài)升高失電子作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2，碳材料電極為正極，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O═4OH-，據(jù)此分析解答?！驹斀狻緼．碳材料電極為正極，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B．未指明氣體的狀態(tài)，不能計(jì)算氧氣的體積，故B錯(cuò)誤；C．放電時(shí)Fe轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2，F(xiàn)e價(jià)態(tài)升高失電子作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2，故C正確；D．原電池工作時(shí)，電子在外電路中流動(dòng)，溶液中是離子定向移動(dòng)，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，故D錯(cuò)誤。答案選C。8．B【分析】由圖可知，通入氮?dú)獾腶電極為燃料電池的正極，酸性條件下氮?dú)庠谡龢O得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銨根離子，通入氫氣的b電極為負(fù)極，氫氣在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氫離子，放電得到的A溶液為氯化銨溶液，濃溶液經(jīng)冷卻結(jié)晶、過濾得到氯化銨和可以循環(huán)使用的氯化銨的稀溶液。【詳解】A．由分析可知，通入氮?dú)獾腶電極為燃料電池的正極，酸性條件下氮?dú)庠谡龢O得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銨根離子，故A正確；B．氯化銨受熱易分解，不能用蒸發(fā)結(jié)晶的方法分離得到，應(yīng)用冷卻結(jié)晶、過濾的方法得到氯化銨，故B錯(cuò)誤；C．由分析可知，通入氮?dú)獾腶電極為燃料電池的正極，酸性條件下氮?dú)庠谡龢O得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銨根離子，電極反應(yīng)式為，故C正確；D．由分析可知，通入氮?dú)獾腶電極為燃料電池的正極，通入氫氣的b電極為負(fù)極，則導(dǎo)線中電流方向?yàn)閍→b，故D正確；故選B。9．A【分析】根據(jù)放電的總反應(yīng)可知鈉元素化合價(jià)升高，Na做負(fù)極，電極反應(yīng)式為Na-e-=Na+，CO2做正極，正極反應(yīng)式：；【詳解】A．Na是活潑金屬，能與溶液中水反應(yīng)，因此該電池的介質(zhì)不能選擇溶液，A錯(cuò)誤；B．負(fù)極上Na失電子生成Na+，化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，B正確；C．正極上CO2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式：，C正確；D．工作時(shí)電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，故電子從Na電極經(jīng)導(dǎo)線流向碳納米管電極，D正確；故選A。10．C【詳解】A．鋅錳干電池屬于一次電池，由重金屬離子，用完不可隨意丟棄，故A正確；B．酸性鋅錳干電池和堿性鋅錳干電池都是鋅作負(fù)極，放電過程中鋅均發(fā)生氧化反應(yīng)，故B正確；C．放電時(shí)，酸性鋅錳干電池的石墨電極上反應(yīng)為，故C錯(cuò)誤；D．放電時(shí)，堿性鋅錳干電池正極反應(yīng)式為，故D正確；故選C。11．D【分析】由圖可知，放電時(shí)，石墨烯電極為負(fù)極，NaxCn在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鈉離子和nC，電極反應(yīng)式為，Na1-xMnO2在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成NaMnO2，電極反應(yīng)式為，充電時(shí)，石墨烯電極與直流電源負(fù)極相連，做電解池的陰極，NaMnO2在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)?！驹斀狻緼．根據(jù)分析，充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為，A正確；B．根據(jù)分析，放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為，B正確；C．充電時(shí)，陰極發(fā)生反應(yīng)，外電路中每轉(zhuǎn)移0.2，理論上石墨烯上增加0.2molNa+的質(zhì)量，即增重4.6g，C正確；D．鋰的摩爾質(zhì)量更小，相同質(zhì)量的負(fù)極材料，鋰的物質(zhì)的量更多，鋰離子電池比鈉離子電池可以提供更多電量，D錯(cuò)誤；故選D。12．C【分析】電池工作時(shí)總反應(yīng)為NaxC＋Na1－xMnO2C＋NaMnO2，由圖可知，放電時(shí)，硬質(zhì)碳為負(fù)極，電極反應(yīng)式為NaxC-xe-═C+xNa+，NaMnO2為正極，電極反應(yīng)式為Na1-xMnO2+xNa++xe-═NaMnO2，充電時(shí)，硬質(zhì)碳為陰極，電極反應(yīng)式為C+xNa++xe-═NaxC，NaMnO2為陽極，電極反應(yīng)式為NaMnO2-xe-═Na1-xMnO2+xNa+，據(jù)此作答?！驹斀狻緼．由上述分析可知，放電時(shí)，正極反應(yīng)為，故A正確；B．放電時(shí)，正極的反應(yīng)式為Na1-xMnO2+xNa++xe-═NaMnO2，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，會(huì)有1molNa+進(jìn)入到正極材料，故正極質(zhì)量增加23g，故B正確；C．電子不能在電解質(zhì)中流動(dòng)，電解質(zhì)中是通過離子的定向移動(dòng)導(dǎo)電，故C錯(cuò)誤；D．放電時(shí)，硬質(zhì)碳為負(fù)極，電鍍銅，鍍件為陰極，與硬碳相連，故D正確。答案選C。13．A【詳解】A．甲裝置構(gòu)成原電池，鋅作負(fù)極，銅作正極；陽離子鉀離子移向正極，即裝有硫酸銅溶液的燒杯，A錯(cuò)誤；B．氧化銀得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即，B正確；C．鋅筒作負(fù)極被消耗，故使用一段時(shí)間后，鋅筒會(huì)變薄，C正確；D．鉛蓄電池總反應(yīng)為，消耗了硫酸同時(shí)生成水和難溶的硫酸鉛，故電解質(zhì)溶液的酸性減弱，導(dǎo)電能力下降，D正確；故選A。14．D【分析】由圖可知，M電極為原電池的負(fù)極，微生物和水分子作用下甲醇在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)式為CH3OH—6e—+H2O=CO2↑+6H+，電極N為正極，還原菌作用下氧氣、重鉻酸根離子酸性條件下在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水、氫氧化鉻，電極反應(yīng)式為O2+4e—+4H+＝2H2O、Cr2O+6e—+8H+＝2Cr(OH)3+H2O，原電池工作時(shí)負(fù)極區(qū)氫離子通過陽離子交換膜進(jìn)入正極區(qū)?！驹斀狻緼．由分析可知，M電極為原電池的負(fù)極，故A正確；B．由分析可知，M電極為原電池的負(fù)極，微生物和水分子作用下甲醇在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子，故B正確；C．由分析可知，電極N為正極，還原菌作用下氧氣、重鉻酸根離子酸性條件下在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水、氫氧化鉻，電極反應(yīng)式為O2+4e—+4H+＝2H2O、Cr2O+6e—+8H+＝2Cr(OH)3+H2O，原電池工作時(shí)放電消耗氫離子，溶液中氫離子濃度減小，所以N電極附近溶液的pH增大，故C正確；D．由分析可知，電極N為正極，還原菌作用下氧氣、重鉻酸根離子酸性條件下在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水、氫氧化鉻，電極反應(yīng)式為O2+4e—+4H+＝2H2O、Cr2O+6e—+8H+＝2Cr(OH)3+H2O，則若有0.1mol重鉻酸根離子參加反應(yīng)，從交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移的氫離子的物質(zhì)的量大于0.8mol，故D錯(cuò)誤；故選D。15．B【詳解】A．銅鋅原電池的正極材料是金屬銅，鋅錳堿性干電池的正極材料是二氧化錳和碳粉，兩者正極材料不同，故A正確；B．銅鋅原電池負(fù)極鋅被氧化，電極反應(yīng)為：Zn-2e-=Zn2+，鋅錳堿性干電池負(fù)極鋅被氧化，電極反應(yīng)為：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，故B錯(cuò)誤；C．干電池中兩極反應(yīng)物間有隔膜，這層膜可以阻止負(fù)極反應(yīng)物與電解質(zhì)溶液或正極反應(yīng)物接觸直接反應(yīng)，從而防止自放電，故C正確；D．銅鋅原電池中，金屬鋅和硫酸之間直接接觸會(huì)發(fā)生反應(yīng)，則該原電池中Zn與稀H2SO4存在自放電現(xiàn)象，故D正確。故選：B。16．C【詳解】A．水力發(fā)電是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程，故A不符合題意；B．堿性鋅錳電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故B不符合題意；C．電池充電是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，故C符合題意；D．氫氧燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故D不符合題意；故選C。17．AC【分析】N2H4中，N原子化合價(jià)由-2價(jià)變?yōu)?價(jià)，失電子，則a極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；b極空氣得電子，作正極，發(fā)生還原反應(yīng)?！驹斀狻緼．b極為電池的正極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；B．a(chǎn)極上，N2H4失電子，與電解質(zhì)溶液中的氫氧根離子反應(yīng)生成氮?dú)夂退?，電極反應(yīng)式為：，B錯(cuò)誤；C．b為正極，放電時(shí)，電流從正極b經(jīng)過負(fù)載流向a電極，電子從a電極到b電極，C正確；D．放電時(shí)陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽離子向正極移動(dòng)，從負(fù)極移向正極，D錯(cuò)誤；答案選