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2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练58新型电池含解析
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这是一份2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练58新型电池含解析，共23页。试卷主要包含了单选题，填空题等内容，欢迎下载使用。
新型电池
一、单选题（共18题）
1．某商用锂离子电池以石墨为负极材料，以LiCoO2为正极材料，电解质为LiPF6与乙烯碳酸酯。电池充电时，锂离子从正极材料中出来而进入负极，放电时则反过来。那么，下列说法中不正确的是
A．充电时发生的正极反应为LiCoO2 →Li1-xCoO2 +xLi+ + xe-
B．负极反应为xLi++xe- +6C→LixC6
C．正极材料Li1-xCoO2中的Co充电时被氧化，从Co3+变为Co4+，放电时被还原，从Co4+变为Co3+
D．LiAlO2 和LiMn2O4等也可做正极材料
2．锂钒氧化物蓄电池放电时，电池的总反应式为：V2O5+xLi=LixV2O5。下列说法中，正确的是
A．供电时Li+向负极移动
B．充电时阳极的电极反应式为：LixV2O5-xe-=V2O5+xLi+
C．正极材料为锂，负极材料为V2O5
D．正极的电极反应式为：Li-e-=Li+
3．某微生物电池在运行时可同时实现净化有机物污水、净化含废水(pH约为6)和淡化食盐水，其装置如图所示。图中D和E为阳离子交换膜或阴离子交换膜，Z为待淡化食盐水。已知完全沉淀时的pH为5.6，下列说法错误的是
A．E为阴离子交换膜
B．X为有机物污水，Y为含废水
C．理论上处理的同时可脱除6 mol的NaCl
D．正极的电极反应为
4．一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示，图中含酚废水中有机物可用表示，左、中、右室间分别以离子交换膜分隔。已知具有弱酸性和还原性，下列说法错误的是
A．左室中的电极反应为
B．右室中的电板反应为
C．电池中每通过，相同条件下产生与的体积比为2：1
D．A为阴离子交换膜，B为阳离子交换膜
5．从海水中提取金属锂的装置如图所示。工作时，在电极c处依次检测到两种气体。下列说法正确的是
A．电池工作一段时间后，海水的pH变小
B．b为电源的负极且b电极发生还原反应
C．电极c处得到的两种气体分别为和
D．该电池的能量转化原理：太阳能→化学能→电能
6．我国科学家研发了一种K-CO2二次电池，电池总反应为：4KSn＋3CO22K2CO3＋C＋4Sn。下列说法错误的是
A．充电时，a电极为阴极
B．充电时，电路中每转移1 mol e-，b电极质量减少12 g
C．放电时，电子由a极经过外电路流向b极
D．放电时，a电极发生的电极反应为：KSn-e-＝K＋＋Sn
7．由Fe和Pt构成的原电池装置如图所示，下列叙述正确的是
A．该装置中Pt为正极，电极反应为
B．该装置中Fe为负极，电极反应为
C．溶液中向Fe极移动
D．该原电池装置的最终产物是
8．一种新型Na－CaFeO3可充电电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．放电时N为正极，电极反应为：2CaFeO3+2e-=2CaFeO2.5+O2-
B．充电时，M应与电源的正极相连接
C．放电时，Na+向M电极移动
D．电极材料中，单位质量放出的电能大小：Na＞Li
9．化学实现能量转化，造福人类。空间站以水为介质将不同形式的能量相互转化，原理如图所示，装置x电解水，装置y为燃料电池，下列有关说法不正确的是
A．太阳能电池实现了光能到电能的转化
B．该过程中，水可以循环使用
C．y工作时，转移2mol电子，消耗22.4L氢气
D．y工作时，氢气充入该装置的负极
10．一种以和为原料的新型电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．电池的负极反应为
B．电池放电时从b极区移向a极区
C．电子从电极a经外电路流向电极b
D．放电一段时间后，正负两极生成的和消耗的的量相等
11．一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收溶液的有机高聚物为固态电解质，电池结构如图1所示，图2是有机高聚物的结构片段。下列说法错误的是
A．放电时，含有锌膜的碳纳米管纤维作电池负极
B．有机高聚物中含有的化学键有极性键、非极性键和氢键
C．合成有机高聚物的单体是
D．有机高聚物能发生水解反应
12．微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用如图装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是
A．a极为负极，b极为正极
B．负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+
C．当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g
D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为1：1
13．具有高能量密度的锌—空气蓄电池是锂离子电池的理想替代品。如图是一种新型可充电锌—空气蓄电池放电时的工作原理示意图，下列说法正确的是
A．放电时，锌板为正极
B．放电时，正极的电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH)
C．在此电池中过渡金属碳化物的主要作用是导电、吸附
D．放电时，每消耗22.4mLO2，外电路转移电子数约为2.408×1021
14．中科院科学家设计出一套利用和太阳能综合制氢的方案，其基本工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．该电化学装置中，Pt电极作正极
B．Pt电极的电势高于电极的电势
C．电子流向：Pt电极→导线→电极→电解质溶液→Pt电极
D．电极上的电极反应式为
15．用消除酸性废水中的是一种常用的电化学方法，其反应原理如图所示。下列说法错误的是
A．在该反应中作催化剂
B．Pd上发生的电极反应为
C．总反应为
D．Fe (Ⅱ)与Fe(Ⅲ)之间的相互转化起到了传递电子的作用
16．全钒液流电池的放电原理为VO+V2++2H+=VO2++V3++H2O，该电池续航能力强，充电时间短。用太阳能电池给全钒液流电池充电的装置示意图如图所示。下列说法错误的是
A．太阳能电池放电时，化学能转化为电能
B．电极M上的电势低于电极N上的电势
C．交换膜可选用质子交换膜
D．全钒液流电池放电时，正极的电极反应式为VO+2H++e-=VO2++H2O
二、填空题（共8题）
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．根据原电池工作原理可以设计原电池，实现原电池的多种用途。用碱性甲醛燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。
①甲池中通入甲醛的一极为_______极，其电极反应式为_______。
②乙池中总反应的离子方程式为_______，当甲池中消耗280mLO2时(标准状况)，在乙池中加入_______gCuCO3才能使溶液恢复到原浓度，此时丙池中理论上最多产生_______g固体。
(2)利用下图所示装置(电极均为惰性电极)吸收SO2并制取硫酸，则通入SO2一极的电极反应式为_______，通入O2一极的电极反应式为_______。
19．目前，液流电池是电化学储能领域的一个研究热点，优点是储能容量大、使用寿命长。一种简单钒液流电池的电解液存储在储液罐中，放电时的结构及工作原理如图：
回答下列问题：
(1)放电时，导线中电子方向为_______，质子通过质子交换膜方向为______(填“从A到B”或“从B到A”)。
(2)用该电池作为电源电解饱和食盐水，电解反应的离子方程式为 _____________；
若欲利用电解所得产物制取含149g NaClO的消毒液用于环境消毒，理论上电解过程中至少需通过电路 ________mol电子。
(3)若将该电池电极连接电源充电，则B极连接电源的______极，A发生的电极反应为_________ 。
20．我国对“可呼吸”的钠——二氧化碳电池的研究取得突破性进展。该电池的总反应式为4Na+3CO22Na2CO3+C，其工作原理如图所示(放电时产生的Na2CO3固体贮存于碳纳米管中)。
（1）钠金属片作为该电池的___极(填“正”或“负”，下同)；放电时，电解质溶液中Na＋从___极区向___极区移动。
（2）充电时，碳纳米管连接直流电源的___极，电极反应式为___。
21．完成下列电化学习题：
(1)某电池工作时的总反应可简化为：，电池中的固体电解质可传导Li+，则放电时，正极的电极反应式为________。充电时，Li+迁移方向为____(填“由左向右”或“由右向左”)，图中聚合物隔膜应为____(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
(2)使用间接电解法可处理燃煤烟气中的NO，装置如下图左。已知电解池的阴极室中溶液在pH在4~7(酸性)之间，试写出阴极的电极反应式______；用离子方程式表示吸收塔中除去NO的原理________。
(3)某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl。则负极反应为_______，放电时交换膜右侧溶液中酸性____(填“增强”、“减弱”或“不变”)，若用KCl溶液代替盐酸，则电池总反应______(填“改变”或“不变”)。
(4)在生产和生活中采取了多种防止金属腐蚀的措施，利用原电池原理保护金属的方法是_______。
(5)纯锌与酸反应，为什么加入少许硫酸铜后会加速反应_________
22．锰锂电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：
（1）外电路的电流方向是______(填“a→b”或“b→a”)。
（2）电池正极反应式_______。
（3）不能用水代替电池中的混合有机溶剂，原因是________。
（4）MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_____，K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为_____。
23．钠硫电池作为一种新型储能电池，其应用逐渐得到重视和发展。
（1）Al(NO3)3是制备钠硫电池部件的原料之一。由于Al(NO3)3容易吸收环境中的水分，需要对其进行定量分析。具体步骤如下图所示：
①加入试剂a后发生反应的离子方程式为_________。
②操作b为_________，操作c为_________。
③Al(NO3)3待测液中，c (Al3+) = __________mol·L-1（用m、v表示）。
（2）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠（Na2Sx）分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷（可传导Na+）为电解质，其反应原理如下图所示：
①根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在_________范围内（填字母序号）。
物质
Na
S
Al2O3
熔点/℃
97．8
115
2050
沸点/℃
892
444．6
2980
a．100℃以下 b．100℃～300℃ c． 300℃～350℃ d． 350℃～2050℃
②放电时，电极A为_________极。
③放电时，内电路中Na+的移动方向为_________（填“从A到B”或“从B到A”）。
④充电时，总反应为Na2Sx =" 2Na" + xS（3
(1)放电时，正极的电极反应式为______________________________________________。
(2)若生成的Na2CO3和C全部沉积在电极表面，当转移0.2 mol e－时，两极的质量差为________g。
(3)选用高氯酸钠－四甘醇二甲醚作电解液的优点是___________________________________(至少写两点)。
参考答案
1．D
2．B
3．A
【详解】
A．由装置图中电子的移动方向可知，该原电池中碳布为正极，放电时阳离子移向正极，阴离子移向负极，为淡化食盐水，则移向C室，移向A室，所以E为阳离子交换膜，A项错误；
B．该原电池中碳布为正极，在正极得电子发生还原反应，有机物在负极失电子发生氧化反应，所以X为有机物污水，Y为含废水，B项正确；
C．该原电池正极得电子，发生还原反应，则正极的电极反应为，则理论上处理-的同时转移6 mol电子，即有、分别定向移动，即可脱除6 mol NaCl，C、D项正确。
故选A。
4．C
【分析】
由图可知，左侧电极为负极，在厌氧菌作用下，在负极上失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，高浓度含酚废水变为低浓度含酚废水，电极反应式为，右侧电极为正极，在反厌氧菌作用下，在正极得到电子发生还原反应生成，高浓度含硝酸根离子废水变为低浓度含硝酸根离子废水，电极反应式为，电池放电时，电解质溶液中离子通过阳离子交换膜B移向正极，离子通过阴离子交换膜移向负极，氯化钠溶液变为淡盐水。
【详解】
A．由分析可知，左侧电极为负极，在厌氧菌作用下，在负极上失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为，故A正确；
B．由分析可知，右侧电极为正极，在反厌氧菌作用下，在正极得到电子发生还原反应生成，电极反应式为，故B正确；
C．由得失电子数目守恒可知，电池中每通过，产生相同条件下与的体积比为，故C错误；
D．由分析可知，电池放电时，电解质溶液中离子通过阳离子交换膜B移向正极，离子通过阴离子交换膜移向负极，氯化钠溶液变为淡盐水，故D正确；
故选C。
5．A
【分析】
由图可知，该装置为电解池，由工作时，在电极c处依次检测到两种气体可知，电极c为电解池的阳极，海水中的氯离子和水在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气和氧气，电极d为阴极，锂离子在阴极得到电子发生还原反应生成锂，与电极c相连的a电极为太阳能电池的正极，电极b为负极。
【详解】
A．由分析可知，电极c为电解池的阳极，海水中的氯离子和水在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气和氧气，由水放电的电极反应式2H2O—4e—=O2↑+4H+可知，海水中氢离子浓度增大，pH变小，故A正确；
B．由分析可知，电极b为太阳能电池的负极，负极发生氧化反应，故B错误；
C．由分析可知，电极c为电解池的阳极，海水中的氯离子和水在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气和氧气，故C错误；
D．由分析可知，该装置为电解池，能量转化原理为太阳能→电能→化学能，故D错误；
故选A。
6．B
【分析】
根据电池总反应可知放电时K被氧化，CO2被还原，所以放电时K为负极，反应式为KSn-e-＝K＋＋Sn，b为正极吸收CO2，反应式为3CO2+4e-═2CO+C；充电时a为阴极，b为阳极释放CO2，据此分析解答。
【详解】
A．充电时，K＋移向a极，则a电极为阴极，故A正确；
B．充电时，b为阳极，电极反应式为：C+2CO-4e-=3CO2，每转移4 mol e-，b电极消耗12g C，则转移1 mol e-，b电极质量减少3g，故B错误；
C．放电时，a为负极，b为正极，电子由负极流向正极，则电子由a极经过外电路流向b极，故C正确；
D．放电时K被氧化，a为负极，电极发生的电极反应为：KSn-e-＝K＋＋Sn，故D正确；
故选：B。
7．A
【详解】
A．该装置中Pt为正极，氧气发生还原反应，电极反应为，故A项正确；
B．该装置中Fe为负极，电极反应为，故B项错误；
C．Fe是负极，Pt是正极，因此溶液中向Pt极移动，故C项错误；
D．氢氧化亚铁易被氧化，因此该原电池装置的最终产物是，故D项错误；
故选A。
8．A
【分析】
由题干工作原理图可知，Na电极M发生的电极反应为：Na-e-=Na+， 发生氧化反应，故M为负极；则N为电池正极，发生还原反应，电极反应为： 2CaFeO3+2e-=2CaFeO2.5+O2-，据此分析解题。
【详解】
A．据分析可知，放电时N为正极，电极反应为：2CaFeO3+2e-=2CaFeO2.5+O2-，A正确；
B．由分析可知，M极为原电池的负极，故充电时，M应与电源的负极相连接，B错误；
C．放电时，M电极为负极带正电，Na+向N极移动，C错误；
D．电极材料中，Na 的单位质量放出的电能为，Li的单位质量放出的电能为，故Na
【点睛】
9．C
【详解】
A．由图可知：太阳能电池是把光能转化为电能装置，故A正确；
B．由图可知：装置x是电解水生成氢气和氧气，进入到燃料电池装置y，反应后又生成水，回到装置x，所以水可以循环使用，故B正确；
C．装置y为燃料电池，工作时发生2H2+O2=H2O反应，当转移2mol电子，消耗标况下22.4L氢气，故C错误；
D．装置y为燃料电池，工作时，氢气充入该装置的负极发生氧化反应，故D正确；
故答案：C。
10．B
【分析】
NaBH4中H为-1价，有强还原性，H2O2有强氧化性，在电池中，NaBH4在负极失去电子，所以电极a是负极；H2O2在正极得到电子，电极b为正极。
【详解】
A．在电池中，NaBH4在负极失去电子，氢由-1价升高到+1价，在碱性溶液中电池的负极反应为： ，故A正确；
B．在原电池中，阳离子向正极移动，所以电池放电时 Na+从a极区移向b极区，故B错误；
C．在原电池中，电子从负极流向正极，即电子从电极a经外电路流向电极b，故C正确；
D．负极反应为：，失去电子的物质的量和消耗OH-的物质的量相等；正极反应为：H2O2+2e-=2OH-，得到电子的物质的量和生成OH-的物质的量相等，所以放电一段时间后，正负两极生成的OH-和消耗的OH-的量相等，故D正确；
故选B。
11．B
【详解】
A．根据总反应可知，Zn所在电极为负极，即放电时，含有锌膜的碳纳米管纤维作电池负极，故A正确；
B．根据高聚物的结构可知，高聚物中存在作用力：极性键、非极性键和氢键，但氢键不是化学键，故B错误；
C．有机高聚物的结构片段发现可知，是加成聚合产物，合成有机高聚物的单体是：，故C正确；
D．有机高聚物含有肽键，能发生水解反应，故D正确；
故选：B。
12．D
【分析】
据图可知a极上CH3COOˉ转化为CO2和H+，C元素被氧化，所以a极为该原电池的负极，则b极为正极，据此分析解答。
【详解】
A．根据分析可知a极为负极，极为正极，A正确；
B．据图可知放电时负极上乙酸根被氧化为二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+，B正确；
C．当电路中转移1mol电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有1molClˉ移向负极，同时有1molNa+移向正极，即除去1molNaCl，质量为58.5g，C正确；
D．b极为正极，水溶液为酸性，所以氢离子得电子产生氢气，电极反应式为2H++2eˉ=H2↑，所以当转移8mol电子时，正极产生4mol气体，根据负极反应式可知负极产生2mol气体，物质的量之比为4:2=2:1，D错误；
综上所述答案为D。
13．C
【详解】
A．据图可知放电时，锌板上Zn被氧化，为负极，A错误；
B．放电时，正极上是氧气得电子的还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，B错误；
C．此电池中过渡金属碳化物作正极，它的主要作用是导电、吸附，C正确；
D．由正极的电极反应式O2+4e-+2H2O=4OH-可知，每消耗标准状况下22.4mLO2，外电路中转移电子数约为2.408×1021，但由于未指明是否在标准状况下，故不能计算外电路中转移的电子数，D错误；
综上所述答案为C。
14．C
【详解】
A．该装置为原电池，由Pt电极上的反应：可知，Pt电极上发生还原反应，Pt电极为正极，A正确；
B．Pt电极为正极，电极为负极，所以Pt电极的电势高于电极的电势，B正确：
C．电子从电极(负极)经导线流向Pt电极(正极)，且不能进入溶液，C错误：
D．电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为，D正确。
故选：C。
15．C
【详解】
A． 在过程1中作反应物、在过程2中作生成物，所以是整个反应的催化剂，A正确；
B．Pd电极上氢气失电子生成，电极反应式为，B正确；
C．电解质溶液呈酸性，则不能生成，负极上生成氢离子正极上得电子和氢离子反应生成氮气和水，总反应为，C错误；
D．+3价Fe得到电子转化为+2价Fe、+2价Fe失去电子转化为+3价Fe，所以Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)之间的相互转化起到了传递电子的作用，D正确。
故选：C。
16．A
【详解】
A． 太阳能电池放电时存在光能转化为电能，故A错误；
B． 由图知，M为阴极，N为阳极，则电极M上的电势低于电极N上的电势，故B正确；
C．由放电总反应知，阳极反应式为VO2＋+ H2O - e- =+2H+，阴极反应式为V3++e- =V2+，则交换膜适合选择质子交换膜，故C正确；
D．全钒液流电池放电时，正极得电子，反应式为+2H++e-=VO2＋+ H2O， 故D正确；
故选A。
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．负 HCHO-4e-+6OH-=+4H2O 2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑ 3.1 1.45 2SO2+4H2O-4e-=2+8H+ O2+4H++4e-=2H2O
【分析】
(1)甲池为燃料电池，通入甲醛的一极为负极，通入氧气的一极为正极，乙池为电解池，左边的C电极为阳极，水电离的氢氧根放电；右边的C电极为阴极，铜离子放电；丙池为电解池，左边的C为阳极，右边的C为阴极；
(2) 通入SO2的为负极，发生氧化反应，SO2被氧化为硫酸；通入氧气的为正极，氧气被还原生成水；电池的总反应式为：2SO2+2H2O+O2=2H2SO4。
【详解】
(1)①燃料电池中，通入燃料的为负极，故通入甲醛的一极为负极，在碱性溶液中，甲醛失电子后变为碳酸根，电极反应式为：HCHO-4e-+6OH-=+4H2O；故答案为：负；HCHO-4e-+6OH-=+4H2O；
②乙池为电解池，以C为电极电解硫酸铜溶液，阴阳极分别是铜离子和水中的氢氧根放电，总反应的离子方程式为：2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2；甲池中根据电极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，所以消耗280mL(标准状况下0.0125mol)O2，则转移电子0.05mol，乙池的阴极反应式为Cu2++2e-=Cu，当转移电子0.05mol时，析出的铜为0.025mol，根据铜原子守恒，要使电解质复原，加入的CuCO3也为0.025mol，质量为0.025mol124g/mol=3.1g；根据丙装置中，在阴极上是氢离子放电，减小的氢离子是0.05mol，则产生的氢氧根为0.05mol，镁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化镁为0.025mol，理论上最多产生氢氧化镁质量应该是0.25mol×58g/mol=1.45g固体；故答案为：2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑；3.1；1.45；
(2)由分析可知，则通入SO2一极为负极，SO2被氧化为硫酸，电极反应式为：2SO2+4H2O-4e-=2+8H+；通入氧气的为正极，氧气被还原为水，电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O；故答案为：2SO2+4H2O-4e-=2+8H+；O2+4H++4e-=2H2O。
19．从B到A； 从B到A 2Cl－＋2H2O 2OH－＋Cl2↑＋H2↑ 4 负 VO2＋－e－＋H2O＝VO＋2H＋
【分析】
放电时，A极室VO→VO2＋，V元素化合价降低，发生还原反应，A是正极；B极室V2＋→V3＋，V元素化合价升高，发生氧化反应，B是负极；
【详解】
(1)放电时，A是正极、B是负极，导线中电子方向为B到A，阳离子移向正极，质子通过质子交换膜方向为从B到A；
(2)电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气，电解反应的离子方程式为2Cl－＋2H2O 2OH－＋Cl2↑＋H2↑；149g NaClO的物质的量是2mol，制备消毒液的方程式是2OH－＋Cl2= Cl－+ ClO－＋H2O，则反应需消耗氯气2mol，若利用电解所得产物制取含149g NaClO的消毒液用于环境消毒，理论上电解过程中至少需通过电路4mol电子；
(3)若将该电池电极连接电源充电，B极发生还原反应，则B极连接电源的负极，A是阳极，发生的电极反应为VO2＋－e－＋H2O＝VO＋2H＋。
20．负 负 正 正 2Na2CO3+C-4e-=3CO2↑+4Na+
【分析】
（1）从电池总反应4Na+3CO22Na2CO3+C可以看出，Na由0价升高到+1价，则钠金属片失电子，作为该电池的负极；放电时，电解质溶液中阳离子向正极区移动。
（2）充电时，负极连接直流电源的负极，正极连接直流电源的正极，电极反应式为作原电池正极时反应的逆反应。
【详解】
（1）从电池总反应4Na+3CO22Na2CO3+C可以看出，Na由0价升高到+1价，则钠金属片失电子，作为该电池的负极；放电时，电解质溶液中Na＋(阳离子)从负极区向正极区移动。答案为：负；负；正；
（2）充电时，负极(钠金属片)连接直流电源的负极，碳纳米管(正极)连接直流电源的正极，电极反应式为2Na2CO3+C-4e-=3CO2↑+4Na+。答案为：正；2Na2CO3+C-4e-=3CO2↑+4Na+。
【点睛】
燃料电池的电极反应式书写起来往往比较麻烦，且易出错。我们可以写出一个电极的反应式(简单易写的)，然后利用总反应方程式—某电极的电极反应式，就可得出另一电极的反应式。
21．FePO4+e-+Li+=LiFePO4 由左向右 阳 2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O 2S2O42-+2NO+2H2O=N2+4HSO3- Ag-e-+Cl-=AgCl 增强 不变 牺牲阳极的阴极保护法 形成多个微小原电池，加快反应速率
【分析】
(1)原电池放电时，正极发生还原反应，根据总反应式，FePO4被还原为LiFePO4；充电时，负极连接电源的负极、正极连接电源的正极；电池中的固体电解质可传导Li+；
(2)根据图示，HSO3-在阴极被还原为S2O42-；吸收塔NO与S2O42-反应生成氮气和HSO3-；
(3)原电池中负极失电子发生氧化反应。电池中是阳离子交换膜，氢离子通过交换膜由左向右移动；根据电池总反应中氢离子不参加反应分析；
(4)原电池中负极被氧化，正极不参加反应；
(5)构成原电池，可以加快化学反应速率；
【详解】
(1)根据总反应式，放电时正极FePO4被还原为LiFePO4，正极反应式是FePO4+e-+Li+=LiFePO4；充电时，负极连接电源的负极、正极连接电源的正极，锂离子移向阴极，所以Li+迁移方向为由左向右；电池中的固体电解质可传导Li+，所以聚合物隔膜应为阳离子交换膜；
(2)根据图示，HSO3-在阴极被还原为S2O42-，阴极反应式是2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O；吸收塔NO与S2O42-反应生成氮气和HSO3-，反应离子方程式是2S2O42-+2NO+2H2O=N2+4HSO3-；
(3)原电池中负极失电子发生氧化反应，根据电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl，则负极反应为Ag-e-+Cl-=AgCl；电池中是阳离子交换膜，电池工作时氢离子通过交换膜由左向右移动，所以右侧溶液中酸性增强；电池总反应中氢离子不参加反应，所以若用KCl溶液代替盐酸，则电池总反应不变；
(4)原电池中负极被氧化，正极不参加反应，利用原电池原理保护金属的方法是牺牲阳极的阴极保护法；
(5) 纯锌与酸反应，加入少许硫酸铜后，锌置换出铜，构成铜锌原电池，加快反应速率。
22．b→a MnO2+e﹣+Li+=LiMnO2 电极Li是活泼金属，能与水反应 3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O 2∶1
【分析】
形成原电池反应时，Li为负极，被氧化，电极反应式为Li-e-=Li+，MnO2为正极，被还原，电极方程式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2，据此分析解答。
【详解】
(1)Li为负极，MnO2为正极，原电池工作时，外电路的电流从正极经过导线到负极，即从b极流向a极，故答案为b→a；
(2)MnO2为正极，被还原，电极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2，故答案为MnO2+e-+Li+=LiMnO2；
(3)因负极材料为Li，可与水反应，则不能用水代替电池中的混合有机溶剂，故答案为电极Li是活泼金属，能与水反应；
(4)MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O；K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2，反应中Mn元素化合价由+6价升高到+7价、由+6价降低到+4价，由氧化还原反应氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等可知，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1，故答案为3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O；2∶1。
【点睛】
本题的易错点为(4)，要注意氧化还原反应方程式的配平方法的应用，在氧化还原反应中，得失电子一定守恒。
23．Al3+ + 3NH3·H2O ===Al(OH)3↓+ 3NH4+ 过滤洗涤 灼烧（或加热）冷却 1000m/51v c 负 从A到B Sx2- - 2e- === xS
【详解】
试题分析：解：（1）①由操作流程可知实验原理是Al(NO3)3和氨水反应生成Al(OH)3，试剂a为氨水，反应的方程式为Al3＋+3NH3·H2O═Al(OH)3↓+3NH4＋；
②Al(OH)3经过滤、洗涤、灼烧后生成Al2O3，冷却后称量，故答案为过滤；洗涤、灼烧（或加热）、冷却；
③n（Al2O3）==mol，
则n（Al(NO3)3）=2n（Al2O3）=mol，
c（Al(NO3)3）==mol·L－1；
（2）①原电池工作时，控制的温度应为满足Na、S为熔融状态，则温度应高于115℃而低于444．6℃，只有c符合，故答案为c；
②放电时，Na被氧化，应为原电池负极负；
③阳离子向正极移动，即从A到B；
④充电时，是电解池反应，阳极反应为：Sx2- - 2e- = xS。
考点：本题考查物质的分离、提纯以及含量的测定和原电池知识。
24．3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C 15.8 导电性好、与金属钠不反应、难挥发等
【详解】
(1)正极CO2得电子发生还原反应，故电极方程式为3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C，故答案为3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C；
(2)正极发生的电极反应3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C
3 4 2 1
0.15 0.2 0.1 0.05，
m(总)=m(Na2CO3)+m(C)=106g/mol×0.1mol+12g/mol×0.05mol=11.2g，
负极发生的电极反应4Na-4e-=4Na+
92 4
m(Na) 0.2
m(Na)=4.6g，故两极的质量差为11.2g+4.6g=15.8g，故答案为15.8；
(3)选用高氯酸钠-四甘醇二甲醚做电解液的优点是导电性好，与金属钠不反应，难挥发，故答案为导电性好，与金属钠不反应，难挥发。
新型电池
一、单选题（共18题）
1．某商用锂离子电池以石墨为负极材料，以LiCoO2为正极材料，电解质为LiPF6与乙烯碳酸酯。电池充电时，锂离子从正极材料中出来而进入负极，放电时则反过来。那么，下列说法中不正确的是
A．充电时发生的正极反应为LiCoO2 →Li1-xCoO2 +xLi+ + xe-
B．负极反应为xLi++xe- +6C→LixC6
C．正极材料Li1-xCoO2中的Co充电时被氧化，从Co3+变为Co4+，放电时被还原，从Co4+变为Co3+
D．LiAlO2 和LiMn2O4等也可做正极材料
2．锂钒氧化物蓄电池放电时，电池的总反应式为：V2O5+xLi=LixV2O5。下列说法中，正确的是
A．供电时Li+向负极移动
B．充电时阳极的电极反应式为：LixV2O5-xe-=V2O5+xLi+
C．正极材料为锂，负极材料为V2O5
D．正极的电极反应式为：Li-e-=Li+
3．某微生物电池在运行时可同时实现净化有机物污水、净化含废水(pH约为6)和淡化食盐水，其装置如图所示。图中D和E为阳离子交换膜或阴离子交换膜，Z为待淡化食盐水。已知完全沉淀时的pH为5.6，下列说法错误的是
A．E为阴离子交换膜
B．X为有机物污水，Y为含废水
C．理论上处理的同时可脱除6 mol的NaCl
D．正极的电极反应为
4．一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示，图中含酚废水中有机物可用表示，左、中、右室间分别以离子交换膜分隔。已知具有弱酸性和还原性，下列说法错误的是
A．左室中的电极反应为
B．右室中的电板反应为
C．电池中每通过，相同条件下产生与的体积比为2：1
D．A为阴离子交换膜，B为阳离子交换膜
5．从海水中提取金属锂的装置如图所示。工作时，在电极c处依次检测到两种气体。下列说法正确的是
A．电池工作一段时间后，海水的pH变小
B．b为电源的负极且b电极发生还原反应
C．电极c处得到的两种气体分别为和
D．该电池的能量转化原理：太阳能→化学能→电能
6．我国科学家研发了一种K-CO2二次电池，电池总反应为：4KSn＋3CO22K2CO3＋C＋4Sn。下列说法错误的是
A．充电时，a电极为阴极
B．充电时，电路中每转移1 mol e-，b电极质量减少12 g
C．放电时，电子由a极经过外电路流向b极
D．放电时，a电极发生的电极反应为：KSn-e-＝K＋＋Sn
7．由Fe和Pt构成的原电池装置如图所示，下列叙述正确的是
A．该装置中Pt为正极，电极反应为
B．该装置中Fe为负极，电极反应为
C．溶液中向Fe极移动
D．该原电池装置的最终产物是
8．一种新型Na－CaFeO3可充电电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．放电时N为正极，电极反应为：2CaFeO3+2e-=2CaFeO2.5+O2-
B．充电时，M应与电源的正极相连接
C．放电时，Na+向M电极移动
D．电极材料中，单位质量放出的电能大小：Na＞Li
9．化学实现能量转化，造福人类。空间站以水为介质将不同形式的能量相互转化，原理如图所示，装置x电解水，装置y为燃料电池，下列有关说法不正确的是
A．太阳能电池实现了光能到电能的转化
B．该过程中，水可以循环使用
C．y工作时，转移2mol电子，消耗22.4L氢气
D．y工作时，氢气充入该装置的负极
10．一种以和为原料的新型电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．电池的负极反应为
B．电池放电时从b极区移向a极区
C．电子从电极a经外电路流向电极b
D．放电一段时间后，正负两极生成的和消耗的的量相等
11．一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收溶液的有机高聚物为固态电解质，电池结构如图1所示，图2是有机高聚物的结构片段。下列说法错误的是
A．放电时，含有锌膜的碳纳米管纤维作电池负极
B．有机高聚物中含有的化学键有极性键、非极性键和氢键
C．合成有机高聚物的单体是
D．有机高聚物能发生水解反应
12．微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用如图装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是
A．a极为负极，b极为正极
B．负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+
C．当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g
D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为1：1
13．具有高能量密度的锌—空气蓄电池是锂离子电池的理想替代品。如图是一种新型可充电锌—空气蓄电池放电时的工作原理示意图，下列说法正确的是
A．放电时，锌板为正极
B．放电时，正极的电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH)
C．在此电池中过渡金属碳化物的主要作用是导电、吸附
D．放电时，每消耗22.4mLO2，外电路转移电子数约为2.408×1021
14．中科院科学家设计出一套利用和太阳能综合制氢的方案，其基本工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．该电化学装置中，Pt电极作正极
B．Pt电极的电势高于电极的电势
C．电子流向：Pt电极→导线→电极→电解质溶液→Pt电极
D．电极上的电极反应式为
15．用消除酸性废水中的是一种常用的电化学方法，其反应原理如图所示。下列说法错误的是
A．在该反应中作催化剂
B．Pd上发生的电极反应为
C．总反应为
D．Fe (Ⅱ)与Fe(Ⅲ)之间的相互转化起到了传递电子的作用
16．全钒液流电池的放电原理为VO+V2++2H+=VO2++V3++H2O，该电池续航能力强，充电时间短。用太阳能电池给全钒液流电池充电的装置示意图如图所示。下列说法错误的是
A．太阳能电池放电时，化学能转化为电能
B．电极M上的电势低于电极N上的电势
C．交换膜可选用质子交换膜
D．全钒液流电池放电时，正极的电极反应式为VO+2H++e-=VO2++H2O
二、填空题（共8题）
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．根据原电池工作原理可以设计原电池，实现原电池的多种用途。用碱性甲醛燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。
①甲池中通入甲醛的一极为_______极，其电极反应式为_______。
②乙池中总反应的离子方程式为_______，当甲池中消耗280mLO2时(标准状况)，在乙池中加入_______gCuCO3才能使溶液恢复到原浓度，此时丙池中理论上最多产生_______g固体。
(2)利用下图所示装置(电极均为惰性电极)吸收SO2并制取硫酸，则通入SO2一极的电极反应式为_______，通入O2一极的电极反应式为_______。
19．目前，液流电池是电化学储能领域的一个研究热点，优点是储能容量大、使用寿命长。一种简单钒液流电池的电解液存储在储液罐中，放电时的结构及工作原理如图：
回答下列问题：
(1)放电时，导线中电子方向为_______，质子通过质子交换膜方向为______(填“从A到B”或“从B到A”)。
(2)用该电池作为电源电解饱和食盐水，电解反应的离子方程式为 _____________；
若欲利用电解所得产物制取含149g NaClO的消毒液用于环境消毒，理论上电解过程中至少需通过电路 ________mol电子。
(3)若将该电池电极连接电源充电，则B极连接电源的______极，A发生的电极反应为_________ 。
20．我国对“可呼吸”的钠——二氧化碳电池的研究取得突破性进展。该电池的总反应式为4Na+3CO22Na2CO3+C，其工作原理如图所示(放电时产生的Na2CO3固体贮存于碳纳米管中)。
（1）钠金属片作为该电池的___极(填“正”或“负”，下同)；放电时，电解质溶液中Na＋从___极区向___极区移动。
（2）充电时，碳纳米管连接直流电源的___极，电极反应式为___。
21．完成下列电化学习题：
(1)某电池工作时的总反应可简化为：，电池中的固体电解质可传导Li+，则放电时，正极的电极反应式为________。充电时，Li+迁移方向为____(填“由左向右”或“由右向左”)，图中聚合物隔膜应为____(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
(2)使用间接电解法可处理燃煤烟气中的NO，装置如下图左。已知电解池的阴极室中溶液在pH在4~7(酸性)之间，试写出阴极的电极反应式______；用离子方程式表示吸收塔中除去NO的原理________。
(3)某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl。则负极反应为_______，放电时交换膜右侧溶液中酸性____(填“增强”、“减弱”或“不变”)，若用KCl溶液代替盐酸，则电池总反应______(填“改变”或“不变”)。
(4)在生产和生活中采取了多种防止金属腐蚀的措施，利用原电池原理保护金属的方法是_______。
(5)纯锌与酸反应，为什么加入少许硫酸铜后会加速反应_________
22．锰锂电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：
（1）外电路的电流方向是______(填“a→b”或“b→a”)。
（2）电池正极反应式_______。
（3）不能用水代替电池中的混合有机溶剂，原因是________。
（4）MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_____，K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为_____。
23．钠硫电池作为一种新型储能电池，其应用逐渐得到重视和发展。
（1）Al(NO3)3是制备钠硫电池部件的原料之一。由于Al(NO3)3容易吸收环境中的水分，需要对其进行定量分析。具体步骤如下图所示：
①加入试剂a后发生反应的离子方程式为_________。
②操作b为_________，操作c为_________。
③Al(NO3)3待测液中，c (Al3+) = __________mol·L-1（用m、v表示）。
（2）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠（Na2Sx）分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷（可传导Na+）为电解质，其反应原理如下图所示：
①根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在_________范围内（填字母序号）。
物质
Na
S
Al2O3
熔点/℃
97．8
115
2050
沸点/℃
892
444．6
2980
a．100℃以下 b．100℃～300℃ c． 300℃～350℃ d． 350℃～2050℃
②放电时，电极A为_________极。
③放电时，内电路中Na+的移动方向为_________（填“从A到B”或“从B到A”）。
④充电时，总反应为Na2Sx =" 2Na" + xS（3
(1)放电时，正极的电极反应式为______________________________________________。
(2)若生成的Na2CO3和C全部沉积在电极表面，当转移0.2 mol e－时，两极的质量差为________g。
(3)选用高氯酸钠－四甘醇二甲醚作电解液的优点是___________________________________(至少写两点)。
参考答案
1．D
2．B
3．A
【详解】
A．由装置图中电子的移动方向可知，该原电池中碳布为正极，放电时阳离子移向正极，阴离子移向负极，为淡化食盐水，则移向C室，移向A室，所以E为阳离子交换膜，A项错误；
B．该原电池中碳布为正极，在正极得电子发生还原反应，有机物在负极失电子发生氧化反应，所以X为有机物污水，Y为含废水，B项正确；
C．该原电池正极得电子，发生还原反应，则正极的电极反应为，则理论上处理-的同时转移6 mol电子，即有、分别定向移动，即可脱除6 mol NaCl，C、D项正确。
故选A。
4．C
【分析】
由图可知，左侧电极为负极，在厌氧菌作用下，在负极上失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，高浓度含酚废水变为低浓度含酚废水，电极反应式为，右侧电极为正极，在反厌氧菌作用下，在正极得到电子发生还原反应生成，高浓度含硝酸根离子废水变为低浓度含硝酸根离子废水，电极反应式为，电池放电时，电解质溶液中离子通过阳离子交换膜B移向正极，离子通过阴离子交换膜移向负极，氯化钠溶液变为淡盐水。
【详解】
A．由分析可知，左侧电极为负极，在厌氧菌作用下，在负极上失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为，故A正确；
B．由分析可知，右侧电极为正极，在反厌氧菌作用下，在正极得到电子发生还原反应生成，电极反应式为，故B正确；
C．由得失电子数目守恒可知，电池中每通过，产生相同条件下与的体积比为，故C错误；
D．由分析可知，电池放电时，电解质溶液中离子通过阳离子交换膜B移向正极，离子通过阴离子交换膜移向负极，氯化钠溶液变为淡盐水，故D正确；
故选C。
5．A
【分析】
由图可知，该装置为电解池，由工作时，在电极c处依次检测到两种气体可知，电极c为电解池的阳极，海水中的氯离子和水在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气和氧气，电极d为阴极，锂离子在阴极得到电子发生还原反应生成锂，与电极c相连的a电极为太阳能电池的正极，电极b为负极。
【详解】
A．由分析可知，电极c为电解池的阳极，海水中的氯离子和水在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气和氧气，由水放电的电极反应式2H2O—4e—=O2↑+4H+可知，海水中氢离子浓度增大，pH变小，故A正确；
B．由分析可知，电极b为太阳能电池的负极，负极发生氧化反应，故B错误；
C．由分析可知，电极c为电解池的阳极，海水中的氯离子和水在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气和氧气，故C错误；
D．由分析可知，该装置为电解池，能量转化原理为太阳能→电能→化学能，故D错误；
故选A。
6．B
【分析】
根据电池总反应可知放电时K被氧化，CO2被还原，所以放电时K为负极，反应式为KSn-e-＝K＋＋Sn，b为正极吸收CO2，反应式为3CO2+4e-═2CO+C；充电时a为阴极，b为阳极释放CO2，据此分析解答。
【详解】
A．充电时，K＋移向a极，则a电极为阴极，故A正确；
B．充电时，b为阳极，电极反应式为：C+2CO-4e-=3CO2，每转移4 mol e-，b电极消耗12g C，则转移1 mol e-，b电极质量减少3g，故B错误；
C．放电时，a为负极，b为正极，电子由负极流向正极，则电子由a极经过外电路流向b极，故C正确；
D．放电时K被氧化，a为负极，电极发生的电极反应为：KSn-e-＝K＋＋Sn，故D正确；
故选：B。
7．A
【详解】
A．该装置中Pt为正极，氧气发生还原反应，电极反应为，故A项正确；
B．该装置中Fe为负极，电极反应为，故B项错误；
C．Fe是负极，Pt是正极，因此溶液中向Pt极移动，故C项错误；
D．氢氧化亚铁易被氧化，因此该原电池装置的最终产物是，故D项错误；
故选A。
8．A
【分析】
由题干工作原理图可知，Na电极M发生的电极反应为：Na-e-=Na+， 发生氧化反应，故M为负极；则N为电池正极，发生还原反应，电极反应为： 2CaFeO3+2e-=2CaFeO2.5+O2-，据此分析解题。
【详解】
A．据分析可知，放电时N为正极，电极反应为：2CaFeO3+2e-=2CaFeO2.5+O2-，A正确；
B．由分析可知，M极为原电池的负极，故充电时，M应与电源的负极相连接，B错误；
C．放电时，M电极为负极带正电，Na+向N极移动，C错误；
D．电极材料中，Na 的单位质量放出的电能为，Li的单位质量放出的电能为，故Na
【点睛】
9．C
【详解】
A．由图可知：太阳能电池是把光能转化为电能装置，故A正确；
B．由图可知：装置x是电解水生成氢气和氧气，进入到燃料电池装置y，反应后又生成水，回到装置x，所以水可以循环使用，故B正确；
C．装置y为燃料电池，工作时发生2H2+O2=H2O反应，当转移2mol电子，消耗标况下22.4L氢气，故C错误；
D．装置y为燃料电池，工作时，氢气充入该装置的负极发生氧化反应，故D正确；
故答案：C。
10．B
【分析】
NaBH4中H为-1价，有强还原性，H2O2有强氧化性，在电池中，NaBH4在负极失去电子，所以电极a是负极；H2O2在正极得到电子，电极b为正极。
【详解】
A．在电池中，NaBH4在负极失去电子，氢由-1价升高到+1价，在碱性溶液中电池的负极反应为： ，故A正确；
B．在原电池中，阳离子向正极移动，所以电池放电时 Na+从a极区移向b极区，故B错误；
C．在原电池中，电子从负极流向正极，即电子从电极a经外电路流向电极b，故C正确；
D．负极反应为：，失去电子的物质的量和消耗OH-的物质的量相等；正极反应为：H2O2+2e-=2OH-，得到电子的物质的量和生成OH-的物质的量相等，所以放电一段时间后，正负两极生成的OH-和消耗的OH-的量相等，故D正确；
故选B。
11．B
【详解】
A．根据总反应可知，Zn所在电极为负极，即放电时，含有锌膜的碳纳米管纤维作电池负极，故A正确；
B．根据高聚物的结构可知，高聚物中存在作用力：极性键、非极性键和氢键，但氢键不是化学键，故B错误；
C．有机高聚物的结构片段发现可知，是加成聚合产物，合成有机高聚物的单体是：，故C正确；
D．有机高聚物含有肽键，能发生水解反应，故D正确；
故选：B。
12．D
【分析】
据图可知a极上CH3COOˉ转化为CO2和H+，C元素被氧化，所以a极为该原电池的负极，则b极为正极，据此分析解答。
【详解】
A．根据分析可知a极为负极，极为正极，A正确；
B．据图可知放电时负极上乙酸根被氧化为二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+，B正确；
C．当电路中转移1mol电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有1molClˉ移向负极，同时有1molNa+移向正极，即除去1molNaCl，质量为58.5g，C正确；
D．b极为正极，水溶液为酸性，所以氢离子得电子产生氢气，电极反应式为2H++2eˉ=H2↑，所以当转移8mol电子时，正极产生4mol气体，根据负极反应式可知负极产生2mol气体，物质的量之比为4:2=2:1，D错误；
综上所述答案为D。
13．C
【详解】
A．据图可知放电时，锌板上Zn被氧化，为负极，A错误；
B．放电时，正极上是氧气得电子的还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，B错误；
C．此电池中过渡金属碳化物作正极，它的主要作用是导电、吸附，C正确；
D．由正极的电极反应式O2+4e-+2H2O=4OH-可知，每消耗标准状况下22.4mLO2，外电路中转移电子数约为2.408×1021，但由于未指明是否在标准状况下，故不能计算外电路中转移的电子数，D错误；
综上所述答案为C。
14．C
【详解】
A．该装置为原电池，由Pt电极上的反应：可知，Pt电极上发生还原反应，Pt电极为正极，A正确；
B．Pt电极为正极，电极为负极，所以Pt电极的电势高于电极的电势，B正确：
C．电子从电极(负极)经导线流向Pt电极(正极)，且不能进入溶液，C错误：
D．电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为，D正确。
故选：C。
15．C
【详解】
A． 在过程1中作反应物、在过程2中作生成物，所以是整个反应的催化剂，A正确；
B．Pd电极上氢气失电子生成，电极反应式为，B正确；
C．电解质溶液呈酸性，则不能生成，负极上生成氢离子正极上得电子和氢离子反应生成氮气和水，总反应为，C错误；
D．+3价Fe得到电子转化为+2价Fe、+2价Fe失去电子转化为+3价Fe，所以Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)之间的相互转化起到了传递电子的作用，D正确。
故选：C。
16．A
【详解】
A． 太阳能电池放电时存在光能转化为电能，故A错误；
B． 由图知，M为阴极，N为阳极，则电极M上的电势低于电极N上的电势，故B正确；
C．由放电总反应知，阳极反应式为VO2＋+ H2O - e- =+2H+，阴极反应式为V3++e- =V2+，则交换膜适合选择质子交换膜，故C正确；
D．全钒液流电池放电时，正极得电子，反应式为+2H++e-=VO2＋+ H2O， 故D正确；
故选A。
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．负 HCHO-4e-+6OH-=+4H2O 2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑ 3.1 1.45 2SO2+4H2O-4e-=2+8H+ O2+4H++4e-=2H2O
【分析】
(1)甲池为燃料电池，通入甲醛的一极为负极，通入氧气的一极为正极，乙池为电解池，左边的C电极为阳极，水电离的氢氧根放电；右边的C电极为阴极，铜离子放电；丙池为电解池，左边的C为阳极，右边的C为阴极；
(2) 通入SO2的为负极，发生氧化反应，SO2被氧化为硫酸；通入氧气的为正极，氧气被还原生成水；电池的总反应式为：2SO2+2H2O+O2=2H2SO4。
【详解】
(1)①燃料电池中，通入燃料的为负极，故通入甲醛的一极为负极，在碱性溶液中，甲醛失电子后变为碳酸根，电极反应式为：HCHO-4e-+6OH-=+4H2O；故答案为：负；HCHO-4e-+6OH-=+4H2O；
②乙池为电解池，以C为电极电解硫酸铜溶液，阴阳极分别是铜离子和水中的氢氧根放电，总反应的离子方程式为：2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2；甲池中根据电极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，所以消耗280mL(标准状况下0.0125mol)O2，则转移电子0.05mol，乙池的阴极反应式为Cu2++2e-=Cu，当转移电子0.05mol时，析出的铜为0.025mol，根据铜原子守恒，要使电解质复原，加入的CuCO3也为0.025mol，质量为0.025mol124g/mol=3.1g；根据丙装置中，在阴极上是氢离子放电，减小的氢离子是0.05mol，则产生的氢氧根为0.05mol，镁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化镁为0.025mol，理论上最多产生氢氧化镁质量应该是0.25mol×58g/mol=1.45g固体；故答案为：2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑；3.1；1.45；
(2)由分析可知，则通入SO2一极为负极，SO2被氧化为硫酸，电极反应式为：2SO2+4H2O-4e-=2+8H+；通入氧气的为正极，氧气被还原为水，电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O；故答案为：2SO2+4H2O-4e-=2+8H+；O2+4H++4e-=2H2O。
19．从B到A； 从B到A 2Cl－＋2H2O 2OH－＋Cl2↑＋H2↑ 4 负 VO2＋－e－＋H2O＝VO＋2H＋
【分析】
放电时，A极室VO→VO2＋，V元素化合价降低，发生还原反应，A是正极；B极室V2＋→V3＋，V元素化合价升高，发生氧化反应，B是负极；
【详解】
(1)放电时，A是正极、B是负极，导线中电子方向为B到A，阳离子移向正极，质子通过质子交换膜方向为从B到A；
(2)电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气，电解反应的离子方程式为2Cl－＋2H2O 2OH－＋Cl2↑＋H2↑；149g NaClO的物质的量是2mol，制备消毒液的方程式是2OH－＋Cl2= Cl－+ ClO－＋H2O，则反应需消耗氯气2mol，若利用电解所得产物制取含149g NaClO的消毒液用于环境消毒，理论上电解过程中至少需通过电路4mol电子；
(3)若将该电池电极连接电源充电，B极发生还原反应，则B极连接电源的负极，A是阳极，发生的电极反应为VO2＋－e－＋H2O＝VO＋2H＋。
20．负 负 正 正 2Na2CO3+C-4e-=3CO2↑+4Na+
【分析】
（1）从电池总反应4Na+3CO22Na2CO3+C可以看出，Na由0价升高到+1价，则钠金属片失电子，作为该电池的负极；放电时，电解质溶液中阳离子向正极区移动。
（2）充电时，负极连接直流电源的负极，正极连接直流电源的正极，电极反应式为作原电池正极时反应的逆反应。
【详解】
（1）从电池总反应4Na+3CO22Na2CO3+C可以看出，Na由0价升高到+1价，则钠金属片失电子，作为该电池的负极；放电时，电解质溶液中Na＋(阳离子)从负极区向正极区移动。答案为：负；负；正；
（2）充电时，负极(钠金属片)连接直流电源的负极，碳纳米管(正极)连接直流电源的正极，电极反应式为2Na2CO3+C-4e-=3CO2↑+4Na+。答案为：正；2Na2CO3+C-4e-=3CO2↑+4Na+。
【点睛】
燃料电池的电极反应式书写起来往往比较麻烦，且易出错。我们可以写出一个电极的反应式(简单易写的)，然后利用总反应方程式—某电极的电极反应式，就可得出另一电极的反应式。
21．FePO4+e-+Li+=LiFePO4 由左向右 阳 2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O 2S2O42-+2NO+2H2O=N2+4HSO3- Ag-e-+Cl-=AgCl 增强 不变 牺牲阳极的阴极保护法 形成多个微小原电池，加快反应速率
【分析】
(1)原电池放电时，正极发生还原反应，根据总反应式，FePO4被还原为LiFePO4；充电时，负极连接电源的负极、正极连接电源的正极；电池中的固体电解质可传导Li+；
(2)根据图示，HSO3-在阴极被还原为S2O42-；吸收塔NO与S2O42-反应生成氮气和HSO3-；
(3)原电池中负极失电子发生氧化反应。电池中是阳离子交换膜，氢离子通过交换膜由左向右移动；根据电池总反应中氢离子不参加反应分析；
(4)原电池中负极被氧化，正极不参加反应；
(5)构成原电池，可以加快化学反应速率；
【详解】
(1)根据总反应式，放电时正极FePO4被还原为LiFePO4，正极反应式是FePO4+e-+Li+=LiFePO4；充电时，负极连接电源的负极、正极连接电源的正极，锂离子移向阴极，所以Li+迁移方向为由左向右；电池中的固体电解质可传导Li+，所以聚合物隔膜应为阳离子交换膜；
(2)根据图示，HSO3-在阴极被还原为S2O42-，阴极反应式是2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O；吸收塔NO与S2O42-反应生成氮气和HSO3-，反应离子方程式是2S2O42-+2NO+2H2O=N2+4HSO3-；
(3)原电池中负极失电子发生氧化反应，根据电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl，则负极反应为Ag-e-+Cl-=AgCl；电池中是阳离子交换膜，电池工作时氢离子通过交换膜由左向右移动，所以右侧溶液中酸性增强；电池总反应中氢离子不参加反应，所以若用KCl溶液代替盐酸，则电池总反应不变；
(4)原电池中负极被氧化，正极不参加反应，利用原电池原理保护金属的方法是牺牲阳极的阴极保护法；
(5) 纯锌与酸反应，加入少许硫酸铜后，锌置换出铜，构成铜锌原电池，加快反应速率。
22．b→a MnO2+e﹣+Li+=LiMnO2 电极Li是活泼金属，能与水反应 3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O 2∶1
【分析】
形成原电池反应时，Li为负极，被氧化，电极反应式为Li-e-=Li+，MnO2为正极，被还原，电极方程式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2，据此分析解答。
【详解】
(1)Li为负极，MnO2为正极，原电池工作时，外电路的电流从正极经过导线到负极，即从b极流向a极，故答案为b→a；
(2)MnO2为正极，被还原，电极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2，故答案为MnO2+e-+Li+=LiMnO2；
(3)因负极材料为Li，可与水反应，则不能用水代替电池中的混合有机溶剂，故答案为电极Li是活泼金属，能与水反应；
(4)MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O；K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2，反应中Mn元素化合价由+6价升高到+7价、由+6价降低到+4价，由氧化还原反应氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等可知，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1，故答案为3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O；2∶1。
【点睛】
本题的易错点为(4)，要注意氧化还原反应方程式的配平方法的应用，在氧化还原反应中，得失电子一定守恒。
23．Al3+ + 3NH3·H2O ===Al(OH)3↓+ 3NH4+ 过滤洗涤 灼烧（或加热）冷却 1000m/51v c 负 从A到B Sx2- - 2e- === xS
【详解】
试题分析：解：（1）①由操作流程可知实验原理是Al(NO3)3和氨水反应生成Al(OH)3，试剂a为氨水，反应的方程式为Al3＋+3NH3·H2O═Al(OH)3↓+3NH4＋；
②Al(OH)3经过滤、洗涤、灼烧后生成Al2O3，冷却后称量，故答案为过滤；洗涤、灼烧（或加热）、冷却；
③n（Al2O3）==mol，
则n（Al(NO3)3）=2n（Al2O3）=mol，
c（Al(NO3)3）==mol·L－1；
（2）①原电池工作时，控制的温度应为满足Na、S为熔融状态，则温度应高于115℃而低于444．6℃，只有c符合，故答案为c；
②放电时，Na被氧化，应为原电池负极负；
③阳离子向正极移动，即从A到B；
④充电时，是电解池反应，阳极反应为：Sx2- - 2e- = xS。
考点：本题考查物质的分离、提纯以及含量的测定和原电池知识。
24．3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C 15.8 导电性好、与金属钠不反应、难挥发等
【详解】
(1)正极CO2得电子发生还原反应，故电极方程式为3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C，故答案为3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C；
(2)正极发生的电极反应3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C
3 4 2 1
0.15 0.2 0.1 0.05，
m(总)=m(Na2CO3)+m(C)=106g/mol×0.1mol+12g/mol×0.05mol=11.2g，
负极发生的电极反应4Na-4e-=4Na+
92 4
m(Na) 0.2
m(Na)=4.6g，故两极的质量差为11.2g+4.6g=15.8g，故答案为15.8；
(3)选用高氯酸钠-四甘醇二甲醚做电解液的优点是导电性好，与金属钠不反应，难挥发，故答案为导电性好，与金属钠不反应，难挥发。
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