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2022届高三化学一轮高考复习常考题型：70原电池原理装置图考查
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这是一份2022届高三化学一轮高考复习常考题型：70原电池原理装置图考查，共20页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上，已知负极的电极反应式为等内容，欢迎下载使用。
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2022届高三化学一轮高考复习常考题型：69原电池原理装置图考查
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题（共15题）
1．锂空气电池作为新一代大容量电池而备受瞩目，其工作原理如图所示。下列有关锂空气电池的说法不正确的是( )
A．随着电极反应的不断进行，正极附近的电解液pH不断升高
B．若把碱性电解液换成固体氧化物电解质，则正极会因为生成Li2O而引起碳孔堵塞，不利于正极空气的吸附
C．放电时，当有22.4LO2(标准状况下)被还原时，溶液中有4molLi＋从左槽移动到右槽
D．锂空气电池又称作“锂燃料电池”，其总反应方程式为4Li+O2=2Li2O
2．科学家近年发明了一种新型水介质电池。电池示意图如图，电极材料为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法正确的是
A．充电时，阳极区升高
B．充电时，被还原为
C．放电时，在正极失去电子
D．放电时，完全转化为时有转移
3．利用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理三氯乙烯，进行水体修复的过程如图。H+、O2、NO等共存物的存在会影响水体修复效果，定义单位时间内ZVI释放电子的物质的量为nt，其中用于有效腐蚀的电子的物质的量ne。下列说法错误的是（ ）
A．反应①②③④均在正极发生
B．单位时间内，三氯乙烯脱去amolCl时ne=amol
C．④的电极反应式为NO+10H++8e-=NH+3H2O
D．增大单位体积水体中小微粒ZVI的投入量，可使nt增大
4．某种利用垃圾渗透液实现发电装置示意图如下，当该装置工作时，下列说法不正确的是
A．盐桥中K+向Y极移动
B．电路中流过7.5mol电子时，共产生标准状况下N2的体积为16.8L
C．电子流由X极沿导线流向Y极
D．Y极发生的反应为2＋10e-＋6H2O===N2↑＋12OH—，周围pH增大
5．根据反应设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和溶液。下列说法不正确的是
A．石墨b是原电池的负极，发生氧化反应
B．甲烧杯中的电极反应式：
C．电池工作时，盐桥中的阴、阳离子分别向乙、甲烧杯中移动，保持溶液中的电荷平衡
D．忽略溶液体积变化，浓度变为，则反应中转移的电子为0.1mol
6．节能减排是保护环境的有力手段，利用如图所示的装置处理工业尾气中的硫化氢具有明显优势。下列有关说法错误的是（ ）
A．该装置可将化学能转化为电能
B．在Fe3+存在的条件下可获得硫单质
C．该装置工作时，H+从甲电极移动到乙电极
D．甲电极上的电极反应式为H2S+2H2O-6e-=SO2+6H+
7．利用生物电化学系统处理废水的原理如图。下列对系统工作时的说法错误的是（ ）
A．b电极为负极，发生氧化反应
B．双极膜内的水解离成的H+向b电极移动
C．有机废水发生的反应之一为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+
D．该系统可处理废水、回收铜等金属，还可提供电能
8．HCOOH燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．放电时K+通过隔膜向左迁移
B．正极电极反应式为
C．放电过程中需补充的物质X为
D．每转移电子，理论上消耗标准状况下
9．已知负极的电极反应式为：Ag+Cl--e-=AgCl。下列说法不正确的是
A．正极的电极反应式是Ag++e-=Ag
B．电池总反应可表示为Ag+ +Cl-=AgCl
C．反应时，盐桥中的NO移向KCl溶液
D．该电池证明：Ag+浓度越大，氧化性越弱
10．以石墨为电极材料，熔融硝酸钠为电解质，NO2-O2燃料电池的工作原理如图所示。
下列关于该燃料电池的说法正确的是（ ）
A．石墨I电极的电势低于石墨Ⅱ电极的电势
B．石墨Ⅱ电极上消耗的NO2的体积与生成的N2O5的体积之比为2：1
C．该电池工作时，熔融NaNO3中Na+向石墨Ⅱ电极移动
D．该电池的总反应方程式为4NO2+O2=2N2O5
11．我国新能源电动汽车使用三元电池已经成为趋势，镍、钴、锰三元材料通常可以表示为LiNixCoyMnzO2，其中镍、钴、锰3种元素的主要化合价分别是＋2、＋3和＋4，且x＋y＋z＝1。充电时电池总反应为：LiNixCoyMnzO2＋6C=Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6，其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定离子X通过的隔膜。下列说法不正确的是
A．允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜
B．充电时，A为阴极，发生还原反应
C．放电时，正极反应式为Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－=LiNixCoyMnzO2
D．可从无法充电的废旧电池的石墨电极中回收金属锂
12．某实验小组利用下列装置探究电解质溶液的浓度对金属腐蚀的影响，下列有关说法正确的是
装置
装置Ⅰ
装置Ⅱ
现象
电流计指针不发生偏转
电流计指针发生偏转
A．装置Ⅰ中的铁片均不会发生任何腐蚀
B．利用K3[Fe(CN)6]溶液可确定装置Ⅱ中的正、负极
C．铁片d上可能发生的电极反应为：Fe﹣3e﹣═Fe3+
D．铁片a、c所处的NaCl溶液的浓度相等，二者腐蚀速率相等
13．利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。下列说法正确的是
A．电极a表面发生反应2H2O－4e－＝O2 + 4H+
B．电极b为电源阴极，发生氧化反应
C．该装置工作时，H＋从b极区向a极区移动
D．该装置中每生成1 mol CO，同时生成1 mol O2
14．“打赢蓝天保卫战”，就意味着对污染防治提出更高要求。实验室中尝试对垃圾渗透液再利用，实现发电、环保二位一体，当该装置工作时，下列说法错误的是（ ）
A．该装置实现了将化学能转化为电能
B．盐桥中Cl-向A极移动
C．工作时，B极区溶液pH减小
D．电路中流过7.5mol电子时，共产生标况下44.8LN2
15．最近我国科学家设计了一种微生物燃料电池(MFC)。它是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合去除的氮转化系统原理示意图。当该装置工作时，下列有关叙述正确的是
A．温度越高，该装置的转化效率越高
B．电极A上的电势比电极B上的高
C．该系统的总反应：4CH3COONH4+11O2=8CO2 +2N2+14H2O
D．MFC电池的阳极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2+6H2O
二、填空题（共5题）
16．人们利用原电池原理制作了多种电池，以满足日常生活、生产和科学技术等方面的需要。请根据题中提供的信息，回答下列问题。
已知甲醇燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时，b口通入的物质为_______(填化学式)，该电池正极上的电极反应式为_______；当6.4g甲醇()完全反应生成时，有_______mol电子发生转移。若将电池的电解质溶液换为KOH溶液，则负极反应式为_______。
17．我国科学家最近发明了一种电池，电解质为、和KOH，由a和b两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域，结构示意图如下：
回答下列问题：
(1)电池中，Zn为_______极，B区域的电解质为_______(填“”“”或“KOH”)。
(2)电池反应的离子方程式为_______。
(3)阳离子交换膜为图中的_______(填“a”或“b”)膜。
18．(1)利用8NH3+6NO2=7N2+12H2O可以消除氮氧化物的污染，若设计成原电池，使用2mol·L-1的KOH溶液为电解质溶液。该电池正极的电极反应式为_______，放电一段时间后，负极附近溶液pH将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图所示
①写出催化重整的化学方程式_______。
②电池工作时，向_______(填A或B)极移动，电极A上H2参与的电极反应为：_______。
③用电器中每转移2mol电子，理论上电极B处消耗的气体体积(标准状况下)为_______L。
19．电化学在工业生产中有重要作用
(1)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na2SO3溶液进行电解，其中阴阳膜组合电解装置如图一所示，电极材料为石墨。
①a表示_______离子交换膜(填“阴”或“阳”)。A—E分别代表生产中的原料或产品。其中C为硫酸，则A表示_______。
②阳极的电极反应式为_______。
(2)用惰性电极电解强酸性二氧化碳水溶液可得到乙烯，其原理如下图所示。
①b电极上的电极反应式为_______；
②该装置中使用的是_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(3)通过下图所示电解装置可将生成的NaHSO3转化为硫酸，电极材料皆为石墨。则C为_______(填物质名称)。若将阴离子交换膜换成阳子交换膜，写出阳极区域发生的电极反应_______。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：
①Pt电极上发生的是_______反应(填“氧化”或“还原”)
②写出NiO电极的电极反应式：_______。
20．(1)有一种新型的高能电池—钠硫电池(熔融的钠、硫为两极，以Na＋导电的βAl2O3陶瓷作固体电解质)，反应式为2Na＋xSNa2Sx。
①充电时，钠极与外电源________(填“正”或“负”)极相连。其阳极反应式：_______________________________________。
②放电时，发生还原反应的是__________(填“钠”或“硫”)极。
③用该电池作电源电解(如上图)NaCl溶液(足量)，写出电解NaCl溶液的离子方程式：________________________________，若钠硫电池工作一段时间后消耗23 g Na (电能的损耗忽略不计)，若要使溶液完全恢复到起始浓度(温度不变，忽略溶液体积的变化)，可向溶液中加入(或通入)________(填物质名称)，其质量约为_____________________________________。
④若用该钠硫电池作电源在一铁片上镀铜，此铁片与__________(填“钠”或“硫”)极相连。
(2)某原电池装置如下图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。
①放电时，交换膜左侧溶液中实验现象____________________。
②当电路中转移0.01 mol e－时，交换膜左侧溶液中约减少__________ mol离子。
③该电池的能量转化的主要形式为_________________________________________________。
参考答案
1．D
【详解】
A．正极为多孔碳棒电极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，随着反应的进行，正极附近c(OH-)不断增大，电解液pH不断升高，A正确；
B．若把电解液换成固体氧化物，则正极O2+4e-=2O2-，与负极迁移的Li+生成Li2O堵塞碳棒表面孔隙，使碳棒的吸附能力减弱，不利于空气的吸附，B正确；
C．放电时，当有22.4LO2(标准状况下)被还原时，生成2molO2-，为保持电解质的电性平衡，左槽有4molLi＋移到右槽，C正确；
D．锂空气电池工作时，负极4Li-4e-=4Li+，正极O2+4e-+2H2O=4OH-，其总反应方程式为4Li+O2+2H2O=4LiOH，D不正确；
故选D。
2．B
【分析】
根据电池示意图，电池放电时，右侧CO2得到电子发生还原反应生成HCOOH，作正极，负极Zn失去电子，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，电池充电时，为电解池，阳极H2O失去电子，电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑，阴极得到电子被还原为，据此分析解答。
【详解】
A．根据上述分析可知，电池充电时，阳极H2O失去电子，电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑，氢离子浓度增大，pH减小，A错误；
B．充电时，阴极得到电子被还原为，B正确；
C．电池放电时，负极Zn失去电子，C错误；
D．电池放电时，右侧CO2得到电子发生还原反应生成HCOOH，C的化合价由+4价降低至+2价，则完全转化为时有转移，D错误；
答案选B。
3．B
【详解】
A．由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化可知，反应①②③④均为得电子的反应，所以应在正极发生，故A正确；
B．三氯乙烯C2HCl3中C原子化合价为+1价，乙烯中C原子化合价为-2价，1molC2HCl3转化为1molC2H4时，得到6mol电子，脱去3mol氯原子，所以脱去amolCl时ne=2amol，故B错误；
C．由示意图及N元素的化合价变化可写出如下转化NO+8e-→NH，由于生成物中有NH，所以只能用H+和H2O来配平该反应，而不能用H2O和OH-来配平，所以④的电极反应式为NO+10H++8e-=NH+3H2O，故C正确；
D．增大单位体积水体中小微粒ZVI的投入量，可以增大小微粒ZVI和正极的接触面积，加快ZVI释放电子的速率，可使nt增大，故D正确；
答案选B。
4．B
【分析】
根据处理垃圾渗滤液并用其发电的示意图知道：装置属于原电池装置，X是负极，氨气发生失电子的氧化反应，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O，Y是正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为：2+10e-+6H2O═N2↑+12OH-，电解质里的阳离子移向正极，阴离子移向负极，电流从正极流向负极，据此回答。
【详解】
A．处理垃圾渗滤液的装置属于原电池装置，盐桥中的阳离子移向正极，即盐桥中K+向Y极移动，故A正极；
B．X是负极，氨气发生失电子的氧化反应，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O，Y是正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为：2+10e-+6H2O═N2↑+12OH-，则总反应式为：5NH3+3═4N2+6H2O+3OH-，则电路中流过7.5 mol电子时，共产生标准状况下N2的体积为×4mol×22.4L/mol=44.8L，故B错误；
C．电子从负极经外电路流向正极，即X极沿导线流向Y极，故C正确；
D．Y是正极，发生得电子的还原反应，2+10e-+6H2O═N2↑+12OH-，生成氢氧根离子，周围pH 增大，故D正确；
故答案为B。
5．D
【分析】
根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO4作氧化剂，发生还原反应，故石墨a是正极，石墨b是负极。
【详解】
A．由上述分析可知，b是原电池的负极，发生氧化反应，故A项说法正确；
B．甲烧杯中发生还原反应生成Mn2+，电极反应式为+5e−+8H+=Mn2++4H2O，故B项说法正确；
C．电池工作时，甲烧杯中正电荷减少，乙烧杯中正电荷增加，因此盐桥中阳离子向甲烧杯中移动，阴离子向乙烧杯中移动，故C项说法正确；
D．溶液中的Fe2(SO4)3浓度变为1.5mol/L，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成的铁离子的物质的量为0.2L×0.5mol/L×2=0.2mol，转移的电子为0.2mol，故D项说法错误；
综上所述，说法不正确的是D项，故答案为D。
6．B
【分析】
由装置分析可知，右侧为原电池，乙电极为正极，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，甲电极为负极，电极反应式为H2S+2H2O-6e-=SO2+6H+，左侧发生的反应为2H2O+2Fe3++SO2=2Fe2+++4H+，据此分析解答。
【详解】
A．该装置右侧为原电池，可将化学能转化为电能，A正确；
B．根据上述分析，在Fe3+存在的条件下会得到，不会得到S单质，B错误；
C．该装置工作时，甲电极为负极，乙电极为正极，阳离子向正极移动，故H+从甲电极移动到乙电极，C正确；
D．由上述分析，甲电极为负极，电极反应式为H2S+2H2O-6e-=SO2+6H+，D正确；
答案选B。
7．A
【详解】
A．根据图示，a极CH3COO-、→CO2，a发生氧化反应，a是负极、b电极为正极，故A错误；
B．a是负极、b是正极，原电池中阳离子移向正极，双极膜内的水解离成的H+向b电极移动，故B正确；
C．根据图示，a极CH3COO-→CO2，有机废水发生的反应之一为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+，故C正确；
D．根据图示，b是正极，正极反应Cu2++2e-=Cu，所以该系统可处理废水、回收铜等金属，故D正确；
选A。
8．C
【分析】
由该工作原理图可知，左侧是由HCOOH和KOH转化为KHCO3，C的化合价由+2价升高为+4价，被氧化，故左侧为正极，右侧通入O2为负极，据此分析解题。
【详解】
A．原电池中电解质溶液中的阳离子移向原电池的正极，故放电时K+通过隔膜向右迁移，A错误；
B．原电池中正极发生还原反应，负极发生氧化反应，负极电极反应式为，B错误；
C．根据进入右侧的物质为O2和X，其反应为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，Fe3++e-=Fe2+，Fe2+作催化剂，而出来的物质为K2SO4，K+来自左侧电解液，来自X，故放电过程中需补充的物质X为，C正确；
D．根据电子守恒可知，4n(O2)=n(e-)，故每转移电子，理论上消耗标准状况下的体积为：，D错误；
故答案为：C。
9．D
【分析】
由负极的电极反应式Ag+Cl--e-=AgCl，可得出左边Ag电极为负极，则右边Ag电极为正极。
【详解】
A．右边Ag电极为正极，则溶液中的Ag+在正极上得电子生成Ag，电极反应式是Ag++e-=Ag，A正确；
B．负极反应式是Ag+Cl--e-=AgCl，正极反应式是Ag++e-=Ag，二者加和得出电池总反应为Ag+ +Cl-=AgCl，B正确；
C．反应时，由负极的电极反应式Ag+Cl--e-=AgCl可知，溶液中阴离子减少，所以盐桥中的NO移向KCl溶液，C正确；
D．该电池中，左、右电极材料都为Ag，但左边电解质为KCl，右边电解质为AgNO3，由右边发生反应Ag++e-=Ag，则证明Ag+浓度越大，氧化性越强，D不正确；
故选D。
10．D
【分析】
由图知：石墨I电极电子流入是正极，石墨Ⅱ电子流出是负极；
【详解】
A. 由分析可知，石墨I电极的电势高于石墨Ⅱ电极的电势，A错误；
B. 不知道NO2与N2O5是否处于同温同压状态，故难以确定电极上消耗的NO2的体积与生成的N2O5的体积之比，B错误；
C.原电池中阳离子向正极移动， 该电池工作时，熔融NaNO3中Na+向石墨I电极移动，C错误；
D. 在熔融硝酸钠环境中，NO2在负极失电子被氧化到+5价，O2在正极得到电子被还原到-2价，该电池的总反应方程式为4NO2+O2=2N2O5，D正确；
答案选D。
11．D
【分析】
根据充电时电池的总反应LiNixCoyMnzO2＋6C=Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6可知，放电时负极的反应式为：LiaC6-ae-=6C+aLi+，正极反应式为Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi++ ae-= LiNixCoyMnzO2，将放电时负极、正极反应式左右颠倒，即分别得到充电时阴、阳极反应式，据此分析解答。
【详解】
A．放电时，A为负极、B为正极，Li+向正极移动，则X为Li+，则允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜，故A正确；
B．根据A项分析，放电时，A为负极，则充电时，A为阴极，发生还原反应，故B正确；
C．根据分析，放电时，正极反应式为Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－=LiNixCoyMnzO2，故C正确；
D．根据充电时电池的总反应LiNixCoyMnzO2＋6C=Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6可知，充电时石墨电极发生C→LiaC6的反应，无法充电的废旧电池中石墨电极中不含锂元素，不能从石墨电极中回收金属锂，故D错误；
答案选D。
12．B
【详解】
A．装置Ⅰ中因为两烧杯中NaCl溶液的浓度相等，两边电势相等，所以电流计指针不发生偏转，但铁片a、b仍可发生普通的化学腐蚀，故A不选；
B．装置Ⅱ中负极发生反应：Fe﹣2e﹣═Fe2+，Fe2+遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀，故可利用K3[Fe(CN)6]溶液确定装置Ⅱ中的正、负极，故选B；
C．铁片d上Fe发生反应生成Fe2+，则铁片d上可能发生的电极反应为Fe﹣2e﹣═Fe2+，故C不选；
D．装置Ⅱ中明显产生了电流，c发生电化学腐蚀，a发生化学腐蚀，电化学腐蚀比化学腐蚀要快得多，故铁片a、c的腐蚀速率不同，故D不选。
答案选B
13．A
【分析】
根据电子流向或电极上物质间转换关系可知，该装置中a是负极、b是正极，负极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑，正极反应式为CO2+2e-+2H+=CO+H2O，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子移向负极，据此分析解答。
【详解】
A．由分析可知，a电极表面发生反应2H2O－4e－=O2 + 4H+，故A项说法正确；
B．由分析可知，b是正极，即电源阴极，电极上发生还原反应，故B项说法错误；
C．电解质溶液中阳离子向正极移动，即H+从a极区向b极区移动，故C项说法错误；
D．该装置中每生成1 mol CO，转移2 mol e-，根据负极电极反应可知，同时会生成0.5 mol O2，故D项说法错误；
综上所述，说法正确的是A项，故答案为A。
14．C
【分析】
A极发生反应，N元素化合价升高，A是负极；B极发生反应，N元素化合价降低，B是正极；
【详解】
A．该装置是原电池，因此该装置实现了将化学能转化为电能，故A正确；
B．A是负极，原电池中阴离子移向负极，所以盐桥中Cl－向A极移动，故B正确；
C．工作时，B是正极，B极区发生，因此溶液pH增大，故C错误；
D．负极反应为2NH3-6e-+6OH-=N2↑+6H2O，正极反应为，电路中流过7.5mol电子时，产生N2物质的量为2mol，标况下的体积是44.8L，故D正确；
选C。
15．C
【分析】
根据图像中氢离子移动方向，氢离子在电池内部，可确定B为电池的正极，A为电池的负极；B电极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2+6H2O，A电极反应式：CH3COO-+2H2O-8 e-= 7H++2CO2；
【详解】
A. 温度越高，该装置中的微生物越不易存活，转化效率越低，A错误；
B. 电极A为负极，电极B为正极，正极上的电势比负极上的高，B错误；
C. 该系统的总反应为正、负极及好氧微生物的反应，总反应式为：4CH3COONH4+11O2 =8CO2 +2N2+14H2O，C正确；
D. MFC电池的正极发生还原反应，极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2+6H2O，D错误；
答案为C。
【点睛】
电池内电路中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
16． 1.2
【分析】
燃料电池中，通入燃料的一极为负极，还原剂失去电子发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极上发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，据此回答；
【详解】
原电池中向正极移动，根据图中氢离子的移动方向可知右侧电极为正极，左侧电极是负极，甲醇在负极上发生氧化反应，故b口通入的是；正极上氧气发生还原反应，得电子，与氢离子结合生成水，电极反应式为；6.4 g(即0.2 mol)甲醇完全反应，C元素化合价由价升高为价，转移电子的物质的量为；若将电池的电解质溶液换为KOH溶液，将生成，负极反应式为。
17．负 a
【详解】
(1)根据图示可知，Zn失去电子变成，与溶液中的结合形成，所以Zn电极为负极；A区域的电解质为KOH，B区域的电解质为，C区域的电解质为，故答案为：负；；
(2)负极的电极反应式为，正极的电极反应式为，总反应的离子方程式为，故答案为：；
(3)A区域中，发生反应变为，为了维持溶液呈电中性，多余的通过离子交换膜进入B区域，因此a膜为阳离子交换膜，故答案为：a。
18．2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH- 减小 CH4+H2OCO+3H2 A H2-2e-+=H2O+CO2 33.6
【详解】
(1)电池的总反应为8NH3+6NO2=7N2+12H2O，使用2mol·L-1的KOH溶液为电解质溶液，则电池正极的电极反应式为2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-；负极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，负极消耗OH-，则负极附近溶液pH将减小；
(2)①由图可知，CH4和H2O经催化重整生成CO和H2，化学方程式为CH4+H2OCO+3H2；
②电极A上CO和H2，参与反应生成CO2和H2O，电极A上H2参与的电极反应为H2-2e-+=H2O+CO2，电极A上消耗，则向A极移动；
③电极B的电极反应式为2CO2+O2+4e-=2，用电器中每转移2mol电子，电极B上消耗1mol CO2和0.5mol O2，则标准状况下，消耗的气体体积为。
19．阳 NaOH溶液 -2e-+H2O=2H++ 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O 阳 较浓的硫酸溶液 4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+ 还原 NO＋O2--2e-=NO2
【详解】
(1)①从C为硫酸可知，硫酸根来源于亚硫酸根放电。故b为阴离子交换膜，a为阳离子交换膜，在阴极区应为水放电生成氢气和氢氧根离子，故A为氢氧化钠，E为氢气；
②阳极应为亚硫酸根放电生成硫酸根，反应的离子方程式为-2e-+H2O=2H++；
(2)①b电极与电源的负极相连，作阴极，溶液中的CO2得到电子转化为乙烯，溶液显酸性，因此阴极上的电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O；
②为了防止OH-与CO2反应，因此该装置中使用的是阳离子交换膜；
(3)电解时，由转变成的过程中S元素失去电子被氧化，该反应在阳极发生，电极反应式为-2e-+H2O=+3H+，生成的H+使阳极区域酸性增强，部分与H+反应生成SO2气体，阴极2H++2e-=H2↑，所以A是电解池的阴极，B是阳极。从阴极通入的NaHSO3的通过阴离子交换膜进入阳极，放电生成，使得阳极区域通入的稀硫酸转变成较浓的硫酸后导出，所以C导出的是较浓的硫酸；如果将阴离子交换膜改成阳离子交换膜，则离子不能进入阳极区域，则阳极区域OH-放电生成O2，即4OH--4e-=O2+2H2O；
(4)①Pt电极上O2转化为O2-，O元素化合价降低，发生还原反应；
②NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮，所以电极反应式为：NO+O2--2e-=NO2。
20． 负 Na2Sx－2e－===xS＋2Na＋ (或S－2e－===xS) 硫 2Cl－＋ 2H2O2OH－＋H2↑＋ Cl2↑ 氯化氢 36.5 g 钠 有大量白色沉淀生成 0.02 化学能转化为电能
【解析】(1)①根据电池反应式知，充电时，钠离子得电子发生还原反应，所以钠作阴极，应该连接电源负极；阴极上失电子发生氧化反应，电极反应式为Na2Sx-2e-=xS+2Na+ 或Sx2--2e-=xS，故答案为：负；Na2Sx-2e-=xS+2Na+ 或Sx2--2e-=xS；
②放电时，硫得电子发生还原反应作正极，故答案为：硫；
③电解NaCl溶液生成氢气、氯气和氢氧化钠，离子方程式为：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑，电解本质为电解HCl，根据少什么加什么结合转移电子数相等，所以若要使溶液完全恢复到起始浓度，可向溶液中加入氯化氢，其质量约为23g23g/mol×36.5g/mol=36.5g，故答案为：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；氯化氢；36.5g；
④在一铁片上镀铜，铜作阳极，铁作阴极应与负极相连，所以若用该钠硫电池作电源在一铁片上镀铜，此铁片与负极钠相连，故答案为：钠；
(2)①放电时，交换膜左侧的氢离子向右侧移动，在负极上有银离子生成，银离子在左侧和氯离子反应生成AgCl沉淀，故答案为：有大量白色沉淀生成；
②放电时，当电路中转移0.01mol e-时，交换膜左则会有0.01mol氢离子通过阳离子交换膜向正极移动，有0.01mol氯离子反应生成AgCl白色沉淀，所以交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子，故答案为：0.02；
③该电池的能量转化的主要形式为化学能转化为电能，故答案为：化学能转化为电能。
点睛：本题考查化学电源新型电池，为高频考点，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，难点是电极反应式的书写。
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2022届高三化学一轮高考复习常考题型：69原电池原理装置图考查
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题（共15题）
1．锂空气电池作为新一代大容量电池而备受瞩目，其工作原理如图所示。下列有关锂空气电池的说法不正确的是( )
A．随着电极反应的不断进行，正极附近的电解液pH不断升高
B．若把碱性电解液换成固体氧化物电解质，则正极会因为生成Li2O而引起碳孔堵塞，不利于正极空气的吸附
C．放电时，当有22.4LO2(标准状况下)被还原时，溶液中有4molLi＋从左槽移动到右槽
D．锂空气电池又称作“锂燃料电池”，其总反应方程式为4Li+O2=2Li2O
2．科学家近年发明了一种新型水介质电池。电池示意图如图，电极材料为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法正确的是
A．充电时，阳极区升高
B．充电时，被还原为
C．放电时，在正极失去电子
D．放电时，完全转化为时有转移
3．利用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理三氯乙烯，进行水体修复的过程如图。H+、O2、NO等共存物的存在会影响水体修复效果，定义单位时间内ZVI释放电子的物质的量为nt，其中用于有效腐蚀的电子的物质的量ne。下列说法错误的是（ ）
A．反应①②③④均在正极发生
B．单位时间内，三氯乙烯脱去amolCl时ne=amol
C．④的电极反应式为NO+10H++8e-=NH+3H2O
D．增大单位体积水体中小微粒ZVI的投入量，可使nt增大
4．某种利用垃圾渗透液实现发电装置示意图如下，当该装置工作时，下列说法不正确的是
A．盐桥中K+向Y极移动
B．电路中流过7.5mol电子时，共产生标准状况下N2的体积为16.8L
C．电子流由X极沿导线流向Y极
D．Y极发生的反应为2＋10e-＋6H2O===N2↑＋12OH—，周围pH增大
5．根据反应设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和溶液。下列说法不正确的是
A．石墨b是原电池的负极，发生氧化反应
B．甲烧杯中的电极反应式：
C．电池工作时，盐桥中的阴、阳离子分别向乙、甲烧杯中移动，保持溶液中的电荷平衡
D．忽略溶液体积变化，浓度变为，则反应中转移的电子为0.1mol
6．节能减排是保护环境的有力手段，利用如图所示的装置处理工业尾气中的硫化氢具有明显优势。下列有关说法错误的是（ ）
A．该装置可将化学能转化为电能
B．在Fe3+存在的条件下可获得硫单质
C．该装置工作时，H+从甲电极移动到乙电极
D．甲电极上的电极反应式为H2S+2H2O-6e-=SO2+6H+
7．利用生物电化学系统处理废水的原理如图。下列对系统工作时的说法错误的是（ ）
A．b电极为负极，发生氧化反应
B．双极膜内的水解离成的H+向b电极移动
C．有机废水发生的反应之一为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+
D．该系统可处理废水、回收铜等金属，还可提供电能
8．HCOOH燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．放电时K+通过隔膜向左迁移
B．正极电极反应式为
C．放电过程中需补充的物质X为
D．每转移电子，理论上消耗标准状况下
9．已知负极的电极反应式为：Ag+Cl--e-=AgCl。下列说法不正确的是
A．正极的电极反应式是Ag++e-=Ag
B．电池总反应可表示为Ag+ +Cl-=AgCl
C．反应时，盐桥中的NO移向KCl溶液
D．该电池证明：Ag+浓度越大，氧化性越弱
10．以石墨为电极材料，熔融硝酸钠为电解质，NO2-O2燃料电池的工作原理如图所示。
下列关于该燃料电池的说法正确的是（ ）
A．石墨I电极的电势低于石墨Ⅱ电极的电势
B．石墨Ⅱ电极上消耗的NO2的体积与生成的N2O5的体积之比为2：1
C．该电池工作时，熔融NaNO3中Na+向石墨Ⅱ电极移动
D．该电池的总反应方程式为4NO2+O2=2N2O5
11．我国新能源电动汽车使用三元电池已经成为趋势，镍、钴、锰三元材料通常可以表示为LiNixCoyMnzO2，其中镍、钴、锰3种元素的主要化合价分别是＋2、＋3和＋4，且x＋y＋z＝1。充电时电池总反应为：LiNixCoyMnzO2＋6C=Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6，其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定离子X通过的隔膜。下列说法不正确的是
A．允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜
B．充电时，A为阴极，发生还原反应
C．放电时，正极反应式为Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－=LiNixCoyMnzO2
D．可从无法充电的废旧电池的石墨电极中回收金属锂
12．某实验小组利用下列装置探究电解质溶液的浓度对金属腐蚀的影响，下列有关说法正确的是
装置
装置Ⅰ
装置Ⅱ
现象
电流计指针不发生偏转
电流计指针发生偏转
A．装置Ⅰ中的铁片均不会发生任何腐蚀
B．利用K3[Fe(CN)6]溶液可确定装置Ⅱ中的正、负极
C．铁片d上可能发生的电极反应为：Fe﹣3e﹣═Fe3+
D．铁片a、c所处的NaCl溶液的浓度相等，二者腐蚀速率相等
13．利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。下列说法正确的是
A．电极a表面发生反应2H2O－4e－＝O2 + 4H+
B．电极b为电源阴极，发生氧化反应
C．该装置工作时，H＋从b极区向a极区移动
D．该装置中每生成1 mol CO，同时生成1 mol O2
14．“打赢蓝天保卫战”，就意味着对污染防治提出更高要求。实验室中尝试对垃圾渗透液再利用，实现发电、环保二位一体，当该装置工作时，下列说法错误的是（ ）
A．该装置实现了将化学能转化为电能
B．盐桥中Cl-向A极移动
C．工作时，B极区溶液pH减小
D．电路中流过7.5mol电子时，共产生标况下44.8LN2
15．最近我国科学家设计了一种微生物燃料电池(MFC)。它是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合去除的氮转化系统原理示意图。当该装置工作时，下列有关叙述正确的是
A．温度越高，该装置的转化效率越高
B．电极A上的电势比电极B上的高
C．该系统的总反应：4CH3COONH4+11O2=8CO2 +2N2+14H2O
D．MFC电池的阳极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2+6H2O
二、填空题（共5题）
16．人们利用原电池原理制作了多种电池，以满足日常生活、生产和科学技术等方面的需要。请根据题中提供的信息，回答下列问题。
已知甲醇燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时，b口通入的物质为_______(填化学式)，该电池正极上的电极反应式为_______；当6.4g甲醇()完全反应生成时，有_______mol电子发生转移。若将电池的电解质溶液换为KOH溶液，则负极反应式为_______。
17．我国科学家最近发明了一种电池，电解质为、和KOH，由a和b两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域，结构示意图如下：
回答下列问题：
(1)电池中，Zn为_______极，B区域的电解质为_______(填“”“”或“KOH”)。
(2)电池反应的离子方程式为_______。
(3)阳离子交换膜为图中的_______(填“a”或“b”)膜。
18．(1)利用8NH3+6NO2=7N2+12H2O可以消除氮氧化物的污染，若设计成原电池，使用2mol·L-1的KOH溶液为电解质溶液。该电池正极的电极反应式为_______，放电一段时间后，负极附近溶液pH将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图所示
①写出催化重整的化学方程式_______。
②电池工作时，向_______(填A或B)极移动，电极A上H2参与的电极反应为：_______。
③用电器中每转移2mol电子，理论上电极B处消耗的气体体积(标准状况下)为_______L。
19．电化学在工业生产中有重要作用
(1)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na2SO3溶液进行电解，其中阴阳膜组合电解装置如图一所示，电极材料为石墨。
①a表示_______离子交换膜(填“阴”或“阳”)。A—E分别代表生产中的原料或产品。其中C为硫酸，则A表示_______。
②阳极的电极反应式为_______。
(2)用惰性电极电解强酸性二氧化碳水溶液可得到乙烯，其原理如下图所示。
①b电极上的电极反应式为_______；
②该装置中使用的是_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(3)通过下图所示电解装置可将生成的NaHSO3转化为硫酸，电极材料皆为石墨。则C为_______(填物质名称)。若将阴离子交换膜换成阳子交换膜，写出阳极区域发生的电极反应_______。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：
①Pt电极上发生的是_______反应(填“氧化”或“还原”)
②写出NiO电极的电极反应式：_______。
20．(1)有一种新型的高能电池—钠硫电池(熔融的钠、硫为两极，以Na＋导电的βAl2O3陶瓷作固体电解质)，反应式为2Na＋xSNa2Sx。
①充电时，钠极与外电源________(填“正”或“负”)极相连。其阳极反应式：_______________________________________。
②放电时，发生还原反应的是__________(填“钠”或“硫”)极。
③用该电池作电源电解(如上图)NaCl溶液(足量)，写出电解NaCl溶液的离子方程式：________________________________，若钠硫电池工作一段时间后消耗23 g Na (电能的损耗忽略不计)，若要使溶液完全恢复到起始浓度(温度不变，忽略溶液体积的变化)，可向溶液中加入(或通入)________(填物质名称)，其质量约为_____________________________________。
④若用该钠硫电池作电源在一铁片上镀铜，此铁片与__________(填“钠”或“硫”)极相连。
(2)某原电池装置如下图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。
①放电时，交换膜左侧溶液中实验现象____________________。
②当电路中转移0.01 mol e－时，交换膜左侧溶液中约减少__________ mol离子。
③该电池的能量转化的主要形式为_________________________________________________。
参考答案
1．D
【详解】
A．正极为多孔碳棒电极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，随着反应的进行，正极附近c(OH-)不断增大，电解液pH不断升高，A正确；
B．若把电解液换成固体氧化物，则正极O2+4e-=2O2-，与负极迁移的Li+生成Li2O堵塞碳棒表面孔隙，使碳棒的吸附能力减弱，不利于空气的吸附，B正确；
C．放电时，当有22.4LO2(标准状况下)被还原时，生成2molO2-，为保持电解质的电性平衡，左槽有4molLi＋移到右槽，C正确；
D．锂空气电池工作时，负极4Li-4e-=4Li+，正极O2+4e-+2H2O=4OH-，其总反应方程式为4Li+O2+2H2O=4LiOH，D不正确；
故选D。
2．B
【分析】
根据电池示意图，电池放电时，右侧CO2得到电子发生还原反应生成HCOOH，作正极，负极Zn失去电子，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，电池充电时，为电解池，阳极H2O失去电子，电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑，阴极得到电子被还原为，据此分析解答。
【详解】
A．根据上述分析可知，电池充电时，阳极H2O失去电子，电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑，氢离子浓度增大，pH减小，A错误；
B．充电时，阴极得到电子被还原为，B正确；
C．电池放电时，负极Zn失去电子，C错误；
D．电池放电时，右侧CO2得到电子发生还原反应生成HCOOH，C的化合价由+4价降低至+2价，则完全转化为时有转移，D错误；
答案选B。
3．B
【详解】
A．由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化可知，反应①②③④均为得电子的反应，所以应在正极发生，故A正确；
B．三氯乙烯C2HCl3中C原子化合价为+1价，乙烯中C原子化合价为-2价，1molC2HCl3转化为1molC2H4时，得到6mol电子，脱去3mol氯原子，所以脱去amolCl时ne=2amol，故B错误；
C．由示意图及N元素的化合价变化可写出如下转化NO+8e-→NH，由于生成物中有NH，所以只能用H+和H2O来配平该反应，而不能用H2O和OH-来配平，所以④的电极反应式为NO+10H++8e-=NH+3H2O，故C正确；
D．增大单位体积水体中小微粒ZVI的投入量，可以增大小微粒ZVI和正极的接触面积，加快ZVI释放电子的速率，可使nt增大，故D正确；
答案选B。
4．B
【分析】
根据处理垃圾渗滤液并用其发电的示意图知道：装置属于原电池装置，X是负极，氨气发生失电子的氧化反应，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O，Y是正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为：2+10e-+6H2O═N2↑+12OH-，电解质里的阳离子移向正极，阴离子移向负极，电流从正极流向负极，据此回答。
【详解】
A．处理垃圾渗滤液的装置属于原电池装置，盐桥中的阳离子移向正极，即盐桥中K+向Y极移动，故A正极；
B．X是负极，氨气发生失电子的氧化反应，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O，Y是正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为：2+10e-+6H2O═N2↑+12OH-，则总反应式为：5NH3+3═4N2+6H2O+3OH-，则电路中流过7.5 mol电子时，共产生标准状况下N2的体积为×4mol×22.4L/mol=44.8L，故B错误；
C．电子从负极经外电路流向正极，即X极沿导线流向Y极，故C正确；
D．Y是正极，发生得电子的还原反应，2+10e-+6H2O═N2↑+12OH-，生成氢氧根离子，周围pH 增大，故D正确；
故答案为B。
5．D
【分析】
根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO4作氧化剂，发生还原反应，故石墨a是正极，石墨b是负极。
【详解】
A．由上述分析可知，b是原电池的负极，发生氧化反应，故A项说法正确；
B．甲烧杯中发生还原反应生成Mn2+，电极反应式为+5e−+8H+=Mn2++4H2O，故B项说法正确；
C．电池工作时，甲烧杯中正电荷减少，乙烧杯中正电荷增加，因此盐桥中阳离子向甲烧杯中移动，阴离子向乙烧杯中移动，故C项说法正确；
D．溶液中的Fe2(SO4)3浓度变为1.5mol/L，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成的铁离子的物质的量为0.2L×0.5mol/L×2=0.2mol，转移的电子为0.2mol，故D项说法错误；
综上所述，说法不正确的是D项，故答案为D。
6．B
【分析】
由装置分析可知，右侧为原电池，乙电极为正极，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，甲电极为负极，电极反应式为H2S+2H2O-6e-=SO2+6H+，左侧发生的反应为2H2O+2Fe3++SO2=2Fe2+++4H+，据此分析解答。
【详解】
A．该装置右侧为原电池，可将化学能转化为电能，A正确；
B．根据上述分析，在Fe3+存在的条件下会得到，不会得到S单质，B错误；
C．该装置工作时，甲电极为负极，乙电极为正极，阳离子向正极移动，故H+从甲电极移动到乙电极，C正确；
D．由上述分析，甲电极为负极，电极反应式为H2S+2H2O-6e-=SO2+6H+，D正确；
答案选B。
7．A
【详解】
A．根据图示，a极CH3COO-、→CO2，a发生氧化反应，a是负极、b电极为正极，故A错误；
B．a是负极、b是正极，原电池中阳离子移向正极，双极膜内的水解离成的H+向b电极移动，故B正确；
C．根据图示，a极CH3COO-→CO2，有机废水发生的反应之一为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+，故C正确；
D．根据图示，b是正极，正极反应Cu2++2e-=Cu，所以该系统可处理废水、回收铜等金属，故D正确；
选A。
8．C
【分析】
由该工作原理图可知，左侧是由HCOOH和KOH转化为KHCO3，C的化合价由+2价升高为+4价，被氧化，故左侧为正极，右侧通入O2为负极，据此分析解题。
【详解】
A．原电池中电解质溶液中的阳离子移向原电池的正极，故放电时K+通过隔膜向右迁移，A错误；
B．原电池中正极发生还原反应，负极发生氧化反应，负极电极反应式为，B错误；
C．根据进入右侧的物质为O2和X，其反应为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，Fe3++e-=Fe2+，Fe2+作催化剂，而出来的物质为K2SO4，K+来自左侧电解液，来自X，故放电过程中需补充的物质X为，C正确；
D．根据电子守恒可知，4n(O2)=n(e-)，故每转移电子，理论上消耗标准状况下的体积为：，D错误；
故答案为：C。
9．D
【分析】
由负极的电极反应式Ag+Cl--e-=AgCl，可得出左边Ag电极为负极，则右边Ag电极为正极。
【详解】
A．右边Ag电极为正极，则溶液中的Ag+在正极上得电子生成Ag，电极反应式是Ag++e-=Ag，A正确；
B．负极反应式是Ag+Cl--e-=AgCl，正极反应式是Ag++e-=Ag，二者加和得出电池总反应为Ag+ +Cl-=AgCl，B正确；
C．反应时，由负极的电极反应式Ag+Cl--e-=AgCl可知，溶液中阴离子减少，所以盐桥中的NO移向KCl溶液，C正确；
D．该电池中，左、右电极材料都为Ag，但左边电解质为KCl，右边电解质为AgNO3，由右边发生反应Ag++e-=Ag，则证明Ag+浓度越大，氧化性越强，D不正确；
故选D。
10．D
【分析】
由图知：石墨I电极电子流入是正极，石墨Ⅱ电子流出是负极；
【详解】
A. 由分析可知，石墨I电极的电势高于石墨Ⅱ电极的电势，A错误；
B. 不知道NO2与N2O5是否处于同温同压状态，故难以确定电极上消耗的NO2的体积与生成的N2O5的体积之比，B错误；
C.原电池中阳离子向正极移动， 该电池工作时，熔融NaNO3中Na+向石墨I电极移动，C错误；
D. 在熔融硝酸钠环境中，NO2在负极失电子被氧化到+5价，O2在正极得到电子被还原到-2价，该电池的总反应方程式为4NO2+O2=2N2O5，D正确；
答案选D。
11．D
【分析】
根据充电时电池的总反应LiNixCoyMnzO2＋6C=Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6可知，放电时负极的反应式为：LiaC6-ae-=6C+aLi+，正极反应式为Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi++ ae-= LiNixCoyMnzO2，将放电时负极、正极反应式左右颠倒，即分别得到充电时阴、阳极反应式，据此分析解答。
【详解】
A．放电时，A为负极、B为正极，Li+向正极移动，则X为Li+，则允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜，故A正确；
B．根据A项分析，放电时，A为负极，则充电时，A为阴极，发生还原反应，故B正确；
C．根据分析，放电时，正极反应式为Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－=LiNixCoyMnzO2，故C正确；
D．根据充电时电池的总反应LiNixCoyMnzO2＋6C=Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6可知，充电时石墨电极发生C→LiaC6的反应，无法充电的废旧电池中石墨电极中不含锂元素，不能从石墨电极中回收金属锂，故D错误；
答案选D。
12．B
【详解】
A．装置Ⅰ中因为两烧杯中NaCl溶液的浓度相等，两边电势相等，所以电流计指针不发生偏转，但铁片a、b仍可发生普通的化学腐蚀，故A不选；
B．装置Ⅱ中负极发生反应：Fe﹣2e﹣═Fe2+，Fe2+遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀，故可利用K3[Fe(CN)6]溶液确定装置Ⅱ中的正、负极，故选B；
C．铁片d上Fe发生反应生成Fe2+，则铁片d上可能发生的电极反应为Fe﹣2e﹣═Fe2+，故C不选；
D．装置Ⅱ中明显产生了电流，c发生电化学腐蚀，a发生化学腐蚀，电化学腐蚀比化学腐蚀要快得多，故铁片a、c的腐蚀速率不同，故D不选。
答案选B
13．A
【分析】
根据电子流向或电极上物质间转换关系可知，该装置中a是负极、b是正极，负极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑，正极反应式为CO2+2e-+2H+=CO+H2O，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子移向负极，据此分析解答。
【详解】
A．由分析可知，a电极表面发生反应2H2O－4e－=O2 + 4H+，故A项说法正确；
B．由分析可知，b是正极，即电源阴极，电极上发生还原反应，故B项说法错误；
C．电解质溶液中阳离子向正极移动，即H+从a极区向b极区移动，故C项说法错误；
D．该装置中每生成1 mol CO，转移2 mol e-，根据负极电极反应可知，同时会生成0.5 mol O2，故D项说法错误；
综上所述，说法正确的是A项，故答案为A。
14．C
【分析】
A极发生反应，N元素化合价升高，A是负极；B极发生反应，N元素化合价降低，B是正极；
【详解】
A．该装置是原电池，因此该装置实现了将化学能转化为电能，故A正确；
B．A是负极，原电池中阴离子移向负极，所以盐桥中Cl－向A极移动，故B正确；
C．工作时，B是正极，B极区发生，因此溶液pH增大，故C错误；
D．负极反应为2NH3-6e-+6OH-=N2↑+6H2O，正极反应为，电路中流过7.5mol电子时，产生N2物质的量为2mol，标况下的体积是44.8L，故D正确；
选C。
15．C
【分析】
根据图像中氢离子移动方向，氢离子在电池内部，可确定B为电池的正极，A为电池的负极；B电极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2+6H2O，A电极反应式：CH3COO-+2H2O-8 e-= 7H++2CO2；
【详解】
A. 温度越高，该装置中的微生物越不易存活，转化效率越低，A错误；
B. 电极A为负极，电极B为正极，正极上的电势比负极上的高，B错误；
C. 该系统的总反应为正、负极及好氧微生物的反应，总反应式为：4CH3COONH4+11O2 =8CO2 +2N2+14H2O，C正确；
D. MFC电池的正极发生还原反应，极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2+6H2O，D错误；
答案为C。
【点睛】
电池内电路中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
16． 1.2
【分析】
燃料电池中，通入燃料的一极为负极，还原剂失去电子发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极上发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，据此回答；
【详解】
原电池中向正极移动，根据图中氢离子的移动方向可知右侧电极为正极，左侧电极是负极，甲醇在负极上发生氧化反应，故b口通入的是；正极上氧气发生还原反应，得电子，与氢离子结合生成水，电极反应式为；6.4 g(即0.2 mol)甲醇完全反应，C元素化合价由价升高为价，转移电子的物质的量为；若将电池的电解质溶液换为KOH溶液，将生成，负极反应式为。
17．负 a
【详解】
(1)根据图示可知，Zn失去电子变成，与溶液中的结合形成，所以Zn电极为负极；A区域的电解质为KOH，B区域的电解质为，C区域的电解质为，故答案为：负；；
(2)负极的电极反应式为，正极的电极反应式为，总反应的离子方程式为，故答案为：；
(3)A区域中，发生反应变为，为了维持溶液呈电中性，多余的通过离子交换膜进入B区域，因此a膜为阳离子交换膜，故答案为：a。
18．2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH- 减小 CH4+H2OCO+3H2 A H2-2e-+=H2O+CO2 33.6
【详解】
(1)电池的总反应为8NH3+6NO2=7N2+12H2O，使用2mol·L-1的KOH溶液为电解质溶液，则电池正极的电极反应式为2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-；负极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，负极消耗OH-，则负极附近溶液pH将减小；
(2)①由图可知，CH4和H2O经催化重整生成CO和H2，化学方程式为CH4+H2OCO+3H2；
②电极A上CO和H2，参与反应生成CO2和H2O，电极A上H2参与的电极反应为H2-2e-+=H2O+CO2，电极A上消耗，则向A极移动；
③电极B的电极反应式为2CO2+O2+4e-=2，用电器中每转移2mol电子，电极B上消耗1mol CO2和0.5mol O2，则标准状况下，消耗的气体体积为。
19．阳 NaOH溶液 -2e-+H2O=2H++ 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O 阳 较浓的硫酸溶液 4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+ 还原 NO＋O2--2e-=NO2
【详解】
(1)①从C为硫酸可知，硫酸根来源于亚硫酸根放电。故b为阴离子交换膜，a为阳离子交换膜，在阴极区应为水放电生成氢气和氢氧根离子，故A为氢氧化钠，E为氢气；
②阳极应为亚硫酸根放电生成硫酸根，反应的离子方程式为-2e-+H2O=2H++；
(2)①b电极与电源的负极相连，作阴极，溶液中的CO2得到电子转化为乙烯，溶液显酸性，因此阴极上的电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O；
②为了防止OH-与CO2反应，因此该装置中使用的是阳离子交换膜；
(3)电解时，由转变成的过程中S元素失去电子被氧化，该反应在阳极发生，电极反应式为-2e-+H2O=+3H+，生成的H+使阳极区域酸性增强，部分与H+反应生成SO2气体，阴极2H++2e-=H2↑，所以A是电解池的阴极，B是阳极。从阴极通入的NaHSO3的通过阴离子交换膜进入阳极，放电生成，使得阳极区域通入的稀硫酸转变成较浓的硫酸后导出，所以C导出的是较浓的硫酸；如果将阴离子交换膜改成阳离子交换膜，则离子不能进入阳极区域，则阳极区域OH-放电生成O2，即4OH--4e-=O2+2H2O；
(4)①Pt电极上O2转化为O2-，O元素化合价降低，发生还原反应；
②NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮，所以电极反应式为：NO+O2--2e-=NO2。
20． 负 Na2Sx－2e－===xS＋2Na＋ (或S－2e－===xS) 硫 2Cl－＋ 2H2O2OH－＋H2↑＋ Cl2↑ 氯化氢 36.5 g 钠 有大量白色沉淀生成 0.02 化学能转化为电能
【解析】(1)①根据电池反应式知，充电时，钠离子得电子发生还原反应，所以钠作阴极，应该连接电源负极；阴极上失电子发生氧化反应，电极反应式为Na2Sx-2e-=xS+2Na+ 或Sx2--2e-=xS，故答案为：负；Na2Sx-2e-=xS+2Na+ 或Sx2--2e-=xS；
②放电时，硫得电子发生还原反应作正极，故答案为：硫；
③电解NaCl溶液生成氢气、氯气和氢氧化钠，离子方程式为：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑，电解本质为电解HCl，根据少什么加什么结合转移电子数相等，所以若要使溶液完全恢复到起始浓度，可向溶液中加入氯化氢，其质量约为23g23g/mol×36.5g/mol=36.5g，故答案为：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；氯化氢；36.5g；
④在一铁片上镀铜，铜作阳极，铁作阴极应与负极相连，所以若用该钠硫电池作电源在一铁片上镀铜，此铁片与负极钠相连，故答案为：钠；
(2)①放电时，交换膜左侧的氢离子向右侧移动，在负极上有银离子生成，银离子在左侧和氯离子反应生成AgCl沉淀，故答案为：有大量白色沉淀生成；
②放电时，当电路中转移0.01mol e-时，交换膜左则会有0.01mol氢离子通过阳离子交换膜向正极移动，有0.01mol氯离子反应生成AgCl白色沉淀，所以交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子，故答案为：0.02；
③该电池的能量转化的主要形式为化学能转化为电能，故答案为：化学能转化为电能。
点睛：本题考查化学电源新型电池，为高频考点，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，难点是电极反应式的书写。
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