?專題22 原電池 化學(xué)電源
1．如圖所示是Zn和Cu形成的原電池，某實驗興趣小組做完實驗后，在讀書卡上的記錄如下，則卡片上的描述合理的是（ ）

實驗后的記錄：
①Cu為負(fù)極，Zn為正極
②Cu極上有氣泡產(chǎn)生，發(fā)生還原反應(yīng)
③SO42－向Cu極移動
④若有0.5mol電子流經(jīng)導(dǎo)線，則可產(chǎn)生0.25mol氣體
⑤電子的流向是：Cu→Zn
⑥正極反應(yīng)式：Cu＋2e－===Cu2＋，發(fā)生氧化反應(yīng)
A．①②③ B．②④ C．②③④ D．③④⑤
【答案】B
【解析】①Cu為正極，Zn為負(fù)極，故①錯誤；
②Cu極上有氣泡產(chǎn)生，發(fā)生還原反應(yīng)，故②正確；
③SO42–帶負(fù)電荷，向負(fù)極Zn移動，故③錯誤；
④若有0.5mol電子流經(jīng)導(dǎo)線，則可產(chǎn)生0.25mol H2，故④正確；
⑤電子的流向是：Zn→Cu，故⑤錯誤；
⑥正極反應(yīng)式：2H＋＋2e－= H2↑，發(fā)生還原反應(yīng)，故⑥錯誤；
綜上②④正確；
答案選B。
2．ZulemaBorjas等設(shè)計的一種微生物脫鹽池的裝置如圖所示，下列說法正確的是(　　)

A．該裝置可以在高溫下工作
B．X、Y依次為陽離子、陰離子選擇性交換膜
C．負(fù)極反應(yīng)為CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H＋
D．該裝置工作時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
【答案】C
【解析】A.高溫能使微生物蛋白質(zhì)凝固變性，導(dǎo)致電池工作失效，所以該裝置不能在高溫下工作，A錯誤；
B.原電池內(nèi)電路中：陽離子移向正極、陰離子移向負(fù)極，從而達(dá)到脫鹽目的，所以Y為陽離子交換膜、X為陰離子交換膜，B錯誤；C.由圖片可知，負(fù)極為有機廢水CH3COO-的電極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+，C正確；D.該裝置工作時為原電池，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，D錯誤。
3．如圖所示，電化學(xué)原理與微生物工藝相組合的電解脫硝法，可除去引起水華的NO3-原理是將NO3-還原為N2。下列說法正確的是（　?。?br />
A．若加人的是溶液，則導(dǎo)出的溶液呈堿性
B．鎳電極上的電極反應(yīng)式為：
C．電子由石墨電極流出，經(jīng)溶液流向鎳電極
D．若陽極生成氣體，理論上可除去mol
【答案】A
【解析】A項、陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：2NO3-+6H2O+10e-=N2+12OH-，所以導(dǎo)出的溶液呈堿性，故A正確； B項、鎳電極是陰極，是硝酸根離子得電子，而不是鎳發(fā)生氧化反應(yīng)，故B錯誤； C項、電子流入石墨電極，且電子不能經(jīng)過溶液，故C錯誤； D項、由電極反應(yīng)2NO3-+6H2O+10e-=N2+12OH-，生成1mol氮氣消耗2mol的硝酸根離子，所以若陽極生成0.1mol氣體，理論上可除去0.2 molNO3-，故D錯誤。
4．科研人員設(shè)想用如圖所示裝置生產(chǎn)硫酸，下列說法不正確的是（ ）

A．a(chǎn)為負(fù)極，b為正極 B．b電極發(fā)生氧化反應(yīng)
C．H+從a極向b極移動 D．負(fù)極反應(yīng)式為：SO2+2H2O﹣2e﹣=SO42﹣+4H+
【答案】B
【解析】A．該原電池中，二氧化硫失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸，所以通入二氧化硫的電極是負(fù)極、通入氧氣的電極是正極，所以a是負(fù)極、b是正極，故A正確；B．b是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，故B錯誤；C．原電池中陽離子向正極，而a是負(fù)極、b是正極，所以H+從a極向b極移動，故C正確；D．負(fù)極上二氧化硫失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，故D正確。
5．汽車的啟動電源常用蓄電池。其結(jié)構(gòu)如下圖所示，放電時其電池反應(yīng)如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。根據(jù)此反應(yīng)判斷，下列敘述中不正確的是

A．Pb作為負(fù)極，失去電子，被氧化
B．PbO2得電子，被還原
C．負(fù)極反應(yīng)是Pb＋SO42-－2e－===PbSO4
D．電池放電時，溶液酸性增強
【答案】D
【解析】A．根據(jù)電池反應(yīng)式知，鉛失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，作負(fù)極，故A正確；B．二氧化鉛得電子被還原，故B正確；C．負(fù)極上鉛失電子和硫酸根離子反應(yīng)生成硫酸鉛，電極反應(yīng)式為：Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)，故C正確；D．電池放電時，硫酸參加反應(yīng)生成水，所以溶質(zhì)的質(zhì)量減少，溶劑的質(zhì)量增加，所以溶液酸性減弱，故D錯誤。
6．研究人員研制出一種可作為魚雷和潛艇的儲備電源的新型電池——鋰水電池(結(jié)構(gòu)如圖)，使用時加入水即可放電。下列關(guān)于該電池的說法不正確的是(　　)

A．鋰為負(fù)極，鋼為正極 B．工作時負(fù)極的電極反應(yīng)式為Li－e－＝Li＋
C．工作時OH－向鋼電極移動 D．放電時電子的流向：鋰電極→導(dǎo)線→鋼電極
【答案】C
【解析】A、電池以金屬鋰和鋼為電極材料，LiOH為電解質(zhì)，鋰做負(fù)極，鋼為正極，鋼上發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；B、鋰水電池中，鋰是負(fù)極，發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)：Li－e－＝Li+，B正確；C、原電池中，陰離子移向原電池的負(fù)極，即放電時OH-向負(fù)極鋰電極移動，C錯誤；D、放電時電子流向為負(fù)極→導(dǎo)線→正極，即鋰電極→導(dǎo)線→鋼電極，D正確。
7．熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(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，此時硫酸鉛電極處生成Pb。下列有關(guān)說法正確的是

A．輸出電能時，外電路中的電子由硫酸鉛電極流向鈣電極
B．放電時電解質(zhì)LiCl－KCl中的Li＋向鈣電極區(qū)遷移
C．電池總反應(yīng)為Ca＋PbSO4＋2LiClPb＋Li2SO4＋CaCl2
D．每轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，理論上消耗42.5 g LiCl
【答案】C
【解析】A. 輸出電能時，電子由負(fù)極經(jīng)過外電路流向正極，即從鈣電極經(jīng)外電路流向硫酸鉛電極，A項錯誤；B. Li+帶正電，放電時向正極移動，即向硫酸鉛電極遷移，B項錯誤；C. 負(fù)極反應(yīng)方程式為Ca+2Cl??2e?=CaCl2，正極電極反應(yīng)方程式為：PbSO4+2e?+2Li+=Pb+Li2SO4，則總反應(yīng)方程式為：PbSO4+Ca+2LiCl=Pb+CaCl2+Li2SO4，C項正確；D.鈣電極為負(fù)極，電極反應(yīng)方程式為Ca+2Cl??2e?=CaCl2，根據(jù)正負(fù)極電極反應(yīng)方程式可知2e?～2LiCl，每轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，消耗0.2 mol LiCl，即消耗85g的LiCl，D項錯誤。
8．研究人員研發(fā)了一種“水電池”，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量的差別進(jìn)行發(fā)電。在海水中，電池的總反應(yīng)可表示為：5MnO2+2Ag+ 2NaCl==Na2Mn5O10+ 2AgCl，下列“水電池”在海水中放電時的有關(guān)說法不正確的是( )
A．Na+不斷向“水電池”的正極移動 B．每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子
C．負(fù)極反應(yīng)式：Ag+Cl－+e－=AgCl D．AgCl是氧化產(chǎn)物
【答案】C
【解析】A.電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動，所以Na+不斷向“水”電池的正極移動，A不符合題意； B.根據(jù)5MnO2+2e-=Mn5O102-可知，每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子，B不符合題意；C.負(fù)極反應(yīng)式為Ag+Cl--e-=AgCl，正極反應(yīng)式為5MnO2+2e-=Mn5O102-，C符合題意；D.Ag失電子作還原劑，則AgCl是氧化產(chǎn)物，D不符合題意。
9．支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用下圖的方法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是（ ）

A．該保護(hù)方法稱為外加電流的陰極保護(hù)法
B．通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管柱
C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流
D．通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整
【答案】C
【解析】A. 鋼管樁連接電源的負(fù)極，不失電子，所以該保護(hù)方法稱為外加電流的陰極保護(hù)法，故A正確；
B. 外電路中，電子從高硅鑄鐵流向電源正極，從電源負(fù)極流向鋼管樁，故B正確；C. 高硅鑄鐵作為惰性輔助陽極，不被損耗，故C錯誤；D. 通入的保護(hù)電流應(yīng)抑制鋼管樁電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件(pH值，離子濃度，溫度)變化進(jìn)行調(diào)整，故D正確。
10．一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－+H2O=MnO(OH)+OH-。該裝置工作時，下列敘述正確的是

A．石墨電極上的電勢比Al電極上的低
B．Al電極區(qū)的電極反應(yīng)式：A1-3e-+3NH3·H2O=Al(OH)3+3NH4+
C．每消耗27gAl，有3mol電子通過溶液轉(zhuǎn)移到石墨電極上
D．若采用食鹽水+NaOH溶液作電解質(zhì)溶液，電極反應(yīng)式相同
【答案】B
【解析】A．根據(jù)上述分析，石墨為正極，Al為負(fù)極，石墨電極上的電勢比Al電極上的高，故A錯誤；B．MnO2得電子為正極，則Al為負(fù)極，失電子，在氨水溶液中Al失電子生成Al(OH)3，負(fù)極電極反應(yīng)式為Al-3e-+3NH3?H2O═Al(OH)3+3NH4+，故B正確；C．電子從負(fù)極流向正極，但是電子只能在導(dǎo)線和電極上移動，不能通過溶液，故C錯誤；D．若采用食鹽水+NaOH溶液作電解質(zhì)溶液，負(fù)極生成的氫氧化鋁會被氫氧化鈉溶解，電極反應(yīng)式不同，故D錯誤。
11．微生物燃料電池的研究已成為治理和消除環(huán)境污染的重要課題，利用微生物電池電解飽和食鹽水的工作原理如下圖所示。下列說法正確的是

A．電池正極的電極反應(yīng)：O2+2H2O+4e?4OH?
B．電極M附近產(chǎn)生黃綠色氣體
C．若消耗1 mol S2?，則電路中轉(zhuǎn)移8 mol e?
D．將裝置溫度升高到60 ℃，一定能提高電池的工作效率
【答案】C
【解析】A.由圖可知，電解質(zhì)溶液為酸性，正極的電極反應(yīng)是O2+4H++4e?2H2O，A項錯誤；B. M為陰極產(chǎn)生H2，N為陽極產(chǎn)生Cl2，B項錯誤；C.1 mol S2?轉(zhuǎn)化成失8 mol e?，則電路中轉(zhuǎn)移8 mol e-，C項正確；D.該電池為微生物燃料電池，該微生物的最佳活性溫度未知，無法確定60 ℃時電池效率是否升高，D項錯誤。
12．已知過氧化氫在強堿性溶液中主要以HO2-存在。我國研究的Al-H2O2燃料電池可用于深海資源的勘查、軍事偵察等國防科技領(lǐng)域，裝置示意圖如下。下列說法錯誤的是

A．電池工作時，溶液中OH-通過陰離子交換膜向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9.03×1023個電子
【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，因而可推知OH-（陰離子）穿過陰離子交換膜，往Al電極移動，A正確；B.Ni為正極，電子流入的一端，因而電極附近氧化性較強的氧化劑得電子，又已知過氧化氫在強堿性溶液中主要以HO2-存在，可知HO2-得電子變?yōu)镺H-，故按照缺項配平的原則，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-，顯然電池工作結(jié)束后，電解質(zhì)溶液的pH升高，C錯誤；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。
13．中國是一個嚴(yán)重缺水的國家，污水治理越來越引起人們重視，可以通過膜電池除去廢水中的乙酸鈉和對氯苯酚，其原理如圖所示，下列說法不正確的是

A．電流方向從A極沿導(dǎo)線經(jīng)小燈泡流向B極
B．B極為電池的陽極，電極反應(yīng)式為CH3COO—— 8e? + 4H2O ═ 2HCO3—+9H+
C．當(dāng)外電路中有0.2 mol e?轉(zhuǎn)移時，通過質(zhì)子交換膜的H+的個數(shù)為0.2NA
D．A極的電極反應(yīng)式為+ H++2e? ═ Cl?+
【答案】B
【解析】A．原電池工作時，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極不是陽極，故B錯誤；C．根據(jù)電子守恒可知，當(dāng)外電路中有0.2mole-轉(zhuǎn)移時，通過質(zhì)子交換膜的H+的個數(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)，正極有氫離子參與反應(yīng)，電極反應(yīng)式為+2e-+H+═+Cl-，故D正確。
14．據(jù)報道，美國正在研究的鋅電池可能取代目前廣泛使用的鉛酸蓄電池。鋅電池具有容量大、污染少等優(yōu)點。電池反應(yīng)為2Zn＋O2＝2ZnO，原料為鋅粒、電解液和空氣。下列敘述正確的是（ ）
A．鋅為正極，空氣進(jìn)入負(fù)極反應(yīng) B．負(fù)極反應(yīng)為Zn＋2OH－－2e－＝ZnO＋H2O
C．正極發(fā)生氧化反應(yīng) D．電解液可以是乙醇
【答案】B
【解析】A、在原電池中化合價升高的做負(fù)極，從總反應(yīng)式中可以判斷鋅化合價升高，所以鋅做負(fù)極，空氣進(jìn)入正極反應(yīng)，A錯誤；B、鋅做負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)為Zn＋2OH－－2e－＝ZnO＋H2O，B正確；C、正極發(fā)生的是還原反應(yīng)，C錯誤；D、乙醇是非電解質(zhì)，不能導(dǎo)電，因此電解液不能是乙醇，D錯誤。
15．氫氧燃料電池已用于航天飛機。以30%KOH溶液為電解質(zhì)溶液的這種電池在使用時的電極反應(yīng)如下：2H2＋4OH－－4e－＝4H2O、O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，錯誤的是（ ）
A．氧氣通入正極發(fā)生氧化反應(yīng) B．燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率不能達(dá)到100%
C．供電時的總反應(yīng)為：2H2＋O2＝2H2O D．產(chǎn)物為無污染的水，屬于環(huán)境友好電池
【答案】A
【解析】A. 氧氣得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，因此氧氣通入正極發(fā)生還原反應(yīng)，A錯誤；B. 燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率不能達(dá)到100%，B正確；C. 正負(fù)極反應(yīng)是相加即得到總反應(yīng)式，即供電時的總反應(yīng)為：2H2＋O2＝2H2O，C正確；D. 產(chǎn)物為無污染的水，屬于環(huán)境友好電池，D正確。
16．天然氣的主要成分為CH4，可將CH4設(shè)計成燃料電池來解決能源問題，裝置如圖所示。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，持續(xù)通入甲烷，消耗甲烷VL。下列說法錯誤的是（ ）

A．當(dāng)0

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