2024年高考化学一轮总复习 第四单元 第8单元 第1讲　原电池　化学电源 学案（含高考真题和课后作业）（教师版 ）

第八单元　化学反应与电能
第1讲　原电池　化学电源
复习目标
1．理解原电池的构成、工作原理及应用，能正确判断原电池的两极，能书写电极反应式和总反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理；了解燃料电池的应用。
3.体会研制新型电池的重要性，能够书写新型化学电源的电极反应式。
考点一　原电池的工作原理及应用

1．原电池的概念及构成条件
(1)概念
原电池是把化学能转化为电能的装置。
(2)构成条件
①反应：有能自发进行的氧化还原反应发生。
②电极：活泼性不同的两个电极(燃料电池的两个电极可以相同)。
③介质：电解质溶液或熔融电解质或离子导体。
④闭合回路：两电极直接或间接接触插入介质中。
2．原电池的工作原理(以铜－锌原电池为例)
装置图

电极材料
负极：锌片
正极：铜片
电极反应
Zn－2e－===Zn2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
反应类型
氧化反应
还原反应
电子流向
由锌片沿导线流向铜片
离子移动方向
电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移
盐桥中含有饱和KCl溶液，K＋移向正极区，Cl－移向负极区
电流方向
由铜片沿导线流向锌片
电池总反应式
Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
两类装置的不同点
Zn与Cu2＋直接接触，会有部分化学能直接转化为热能，能量损耗较多
Zn与Cu2＋不直接接触，仅有化学能转化为电能，能量损耗较少
3.原电池原理的应用
(1)比较金属活泼性强弱
两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
(2)加快氧化还原反应的速率
一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率加快。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。
(3)设计化学电源

实例：根据Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag设计电池：

(4)用于金属的防护(后文细讲)
　请指出下列各说法的错因
(1)原电池工作时，电子从负极流出经导线流入正极，然后通过溶液流回负极。
错因：电子不能通过电解质溶液。
(2)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动。
错因：原电池中，阳离子移向正极。
(3)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，较活泼的金属一定作负极。
错因：较活泼的金属不一定作负极，如：Mg­NaOH­Al形成的原电池，铝作负极。
(4)铁与盐酸反应时加入少量CuSO4溶液，产生H2的速率不变。
错因：加入少量CuSO4后，Fe与Cu2＋反应生成Cu，可以形成原电池，反应速率加快。
(5)C＋H2O(g)CO＋H2可设计成原电池。
错因：自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。

1．原电池正、负极的判断方法

注意：活泼性强的金属不一定作负极，对于某些原电池，如镁、铝和NaOH溶液组成的原电池，Al作负极，Mg作正极。原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，但负极一定发生氧化反应。
2．盐桥的组成和作用
(1)盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。
(2)盐桥的作用：①连接内电路，形成闭合回路；②平衡电荷，使原电池不断产生电流；③可以提高能量转化效率。

角度一　原电池的构成及工作原理
1.如图是用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是(　　)

A．铜片表面有气泡生成
B．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
C．如果将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动
D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变
答案　C
2．用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂－KNO3的U形管)构成一个原电池(如图)。下列有关该原电池的叙述中正确的是(　　)

①在外电路中，电子由铜电极流向银电极
②正极反应：Ag＋＋e－===Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A．①② B．①②④
C．②③ D．①③④
答案　B
原电池工作原理模型图

注意：①若有盐桥，盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。
②电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥和导线(即电子不下水，离子不上岸)。
③负极失去电子总数一定等于正极得到电子总数。
角度二　原电池的应用
3．有A、B、C、D、E五种金属，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，A极为负极　②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电流由D→导线→C　③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4中，C极产生大量气泡 ④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应　⑤用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出。据此，判断五种金属的活动性顺序是(　　)
A．A>B>C>D>E B．A>C>D>B>E
C．C>A>B>D>E D．B>D>C>A>E
答案　B
4．等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4中，同时向a中放入少量的CuSO4溶液，如图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是(　　)

答案　D
考点二　化学电源

1．一次电池
(1)碱性锌锰电池(如图1)
负极材料为Zn，正极材料为MnO2。
电极反应：负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－；
总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。
(2)锌银电池(如图2)
负极材料为Zn，正极材料为Ag2O，电解质为KOH。
电极反应：负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；
总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。

2．二次电池
(1)铅酸蓄电池
正极材料为PbO2，负极材料为Pb，电解质溶液为稀H2SO4。总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。

(2)锂离子电池
一种锂离子电池，其负极材料为嵌锂石墨(LixCy)，正极材料为LiCoO2(钴酸锂)，电解质溶液为LiPF6(六氟磷酸锂)的碳酸酯溶液(无水)，其总反应为LixCy＋Li1－xCoO2LiCoO2＋Cy，其放电时电极反应式为
负极：LixCy－xe－===xLi＋＋Cy；
正极：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2。
3．燃料电池
(1)氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池。

电解质溶液
酸性
碱性
负极反应式
2H2－4e－===4H＋
2H2－4e－＋4OH－===4H2O
正极反应式
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
总反应式
2H2＋O2===2H2O
(2)燃料电池的电极本身不参与反应，燃料和氧化剂连续地由外部供给。常见燃料有H2、烃、肼、烃的含氧衍生物、NH3、水煤气等。
　请指出下列各说法的错因
(1)碱性锌锰电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰电池的比能量高、可储存时间长。
错因：MnO2是正极反应物。
(2)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池。
错因：手机、电脑中使用的锂电池可以充、放电，属于二次电池。
(3)铅酸蓄电池放电时，正极质量减小，负极的质量增加。
错因：放电时，正、负极的质量均增加。
(4)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2H2－4e－===4H＋。
错因：碱性介质中，负极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O。
(5)熔融碳酸盐甲烷燃料电池正极电极反应式：O2－4e－＋2CO===2CO2。
错因：正极O2得电子，电极反应式为O2＋4e－＋2CO2===2CO。
(6)二次电池充电时，二次电池的负极连接电源的负极，发生氧化反应。
错因：充电时二次电池的负极连接电源的负极，即作电解池的阴极，得电子，发生还原反应。

1．化学电源电极反应式的书写
书写电极反应式时，首先要根据原电池的工作原理准确判断正、负极，然后结合电解质溶液的环境确定电极产物，最后再根据质量守恒和电荷守恒写出反应式。电极反应式书写的一般方法有：
(1)拆分法
①写出原电池的总反应，如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
②把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及得失电子守恒配平两个半反应：
正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
负极：Cu－2e－===Cu2＋
(2)加减法
①写出总反应，如Li＋LiMn2O4===Li2Mn2O4。
②写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)，如Li－e－===Li＋(负极)。
③利用总反应式与写出的一极反应式相减，即得另一个电极的反应式，即LiMn2O4＋Li＋＋e－===Li2Mn2O4(正极)。
2．燃料电池电极反应式的书写
第一步：写出电池总反应式。
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。
如甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应式为
CH4＋2O2===CO2＋2H2O①
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O②
①式＋②式得燃料电池总反应式为
CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O，其离子方程式为CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O。
第二步：写出电池的正极反应式。
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，电解质溶液不同，其电极反应有所不同，需熟记的四种情况如下：
①酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
②碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
③固体电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应式：O2＋4e－===2O2－。
④熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下电极反应式：O2＋2CO2＋4e－===2CO。
第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式。
电池的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。

角度一　一次电池
1．纸电池是一种有广泛应用的“软电池”，如图所示碱性纸电池采用薄层纸片作为载体和传导体，纸的两面分别附着锌和二氧化锰。下列有关该纸电池的说法不合理的是(　　)

A．Zn为负极，发生氧化反应
B．电池工作时，电子由MnO2流向Zn
C．正极反应：MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－
D．电池总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnO(OH)
答案　B
2．(2022·广东省高考一模)近期，我国报道了一种新型Li­NO2电池，为NO2的治理和再利用提供了新的研究思路，其工作原理如图所示。电池放电时的总反应为2Li＋NO2===Li2O＋NO。下列有关该电池工作时的说法不正确的是(　　)

A．外电路电流的方向：b极→电流表→a极
B．b极的电极反应：NO2＋2e－＋2Li＋===Li2O＋NO
C．电解液中Li＋向b极附近迁移
D．当外电路通过1 mol e－时，b极质量增加7 g
答案　D
角度二　二次电池
3．我国研究锂硫电池获得突破，电池的总反应是16Li＋S88Li2S，充、放电曲线如图所示，下列说法不正确的是(　　)

A．充电时，电能转化为化学能
B．放电时，锂离子向正极移动
C．放电时，1 mol Li2S6转化为Li2S4得到2 mol e－
D．充电时，阳极总电极反应式是8S2－－16e－===S8
答案　C
解析　根据图示，放电时，Li2S6转化为Li2S4的电极反应为2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4，反应中2 mol Li2S6得到2 mol e－，即1 mol Li2S6得到1 mol e－，C错误。
4．镍镉(Ni­Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电反应按下式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2，有关该电池的说法正确的是(　　)
A．充电时阳极反应：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O
B．充电过程是化学能转化为电能的过程
C．放电时负极附近溶液的碱性不变
D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动
答案　A

(1)充电电池需要注意的是充电、放电的反应不能理解为可逆反应。
(2)充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应恰与放电时的正极反应相反，充电时的阴极反应恰与放电时的负极反应相反。
(3)书写化学电源的电极反应式和总反应方程式时，关键是抓住氧化产物和还原产物的存在形式。
角度三　燃料电池
5．直接供氨式固态氧化物燃料电池的结构如图所示。下列有关该电池的说法正确的是(　　)

A．通入氧气的电极是正极，氧气发生氧化反应
B．正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C．该燃料电池可直接将化学能全部转化为电能
D．负极的电极反应式为2NH3－6e－＋3O2－===N2＋3H2O
答案　D
6．(2022·河南三市高三第一次质量检测)一种以某固体氧化物为电解质的新型燃料电池，工作原理如图所示。在700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，产物对环境无污染(设NA为阿伏加德罗常数的值)。下列说法正确的是(　　)

A．若A为氢气，则正极反应式为H2－2e－＋O2－===H2O
B．若B为氧气，则该电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C．若A为甲烷，则消耗32 g甲烷时，外电路中流过的电子数目为16NA
D．若A为肼(N2H4)，B为氧气，则电池总反应为N2H4＋3O2===2NO2＋2H2O
答案　C

解答燃料电池题目的几个关键点
(1)注意介质是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。
(2)通入负极的物质为燃料，通入正极的物质一般为氧气。
(3)通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。
高考真题演练
1．(2022·辽宁高考)某储能电池原理如图。下列说法正确的是(　　)

A．放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋
B．放电时Cl－透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移
C．放电时每转移1 mol电子，理论上CCl4吸收0.5 mol Cl2
D．充电过程中，NaCl溶液浓度增大
答案　A
解析　放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正极反应：Cl2＋2e－===2Cl－，消耗氯气，故A正确；放电时，阴离子移向负极，放电时Cl－透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，故B错误；放电时每转移1 mol电子，正极：Cl2＋2e－===2Cl－，理论上CCl4释放0.5 mol Cl2，故C错误；充电过程中，阳极：2Cl－－2e－===Cl2，消耗氯离子，NaCl溶液浓度减小，故D错误。
2．(2022·全国乙卷)Li­O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来，科学家研究了一种光照充电Li­O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动阴极反应(Li＋＋e－===Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是(　　)

A．充电时，电池的总反应Li2O2===2Li＋O2
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D．放电时，正极发生反应O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2
答案　C
解析　由分析可知，放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li＋从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误。
3．(2021·浙江高考)某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li＋得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO2薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是(　　)

A．充电时，集流体A与外接电源的负极相连
B．放电时，外电路通过a mol电子时，LiPON薄膜电解质损失a mol Li＋
C．放电时，电极B为正极，反应可表示为
Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2
D．电池总反应可表示为LixSi＋Li1－xCoO2Si＋LiCoO2
答案　B
解析　由题中信息可知，该电池充电时Li＋得电子成为Li嵌入电极A中，可知电极A在充电时作阴极，故其在放电时作电池的负极，而电极B是电池的正极。放电时，外电路通过a mol电子时，内电路中有a mol Li＋通过LiPON薄膜电解质从负极迁移到正极，但是LiPON薄膜电解质没有损失Li＋，B说法不正确。
4．(2020·全国卷Ⅰ)科学家近年发明了一种新型Zn­CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2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。

下列说法错误的是(　　)
A．放电时，负极反应为Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)
B．放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 mol
C．充电时，电池总反应为2Zn(OH)===2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O
D．充电时，正极溶液中OH－浓度升高
答案　D
解析　由题可知，充电时的阳极电极反应式为：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，溶液中H＋浓度增大，溶液中c(H＋)·c(OH－)＝Kw，温度不变时，Kw不变，因此溶液中OH－浓度降低，故D错误。
5．(1)(2021·河北高考节选)我国科学家研究Li­CO2电池，取得了重大科研成果，回答下列问题：
①Li­CO2电池中，Li为单质锂片，则该电池中的CO2在________(填“正”或“负”)极发生电化学反应。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅲ的离子方程式。
Ⅰ.2CO2＋2e－===C2O　
Ⅱ.C2O===CO2＋CO
Ⅲ.________________________________　
Ⅳ.CO＋2Li＋===Li2CO3
②研究表明，在电解质水溶液中，CO2气体可被电化学还原。
CO2在碱性介质中电还原为正丙醇
(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为________________________。
(2)(2020·江苏高考节选)研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K＋、H＋通过的半透膜隔开。

①电池负极电极反应式为________________________________________；放电过程中需补充的物质A为________(填化学式)。
②图中所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为______________________。
答案　(1)①正　2CO＋CO2===2CO＋C
②12CO2＋18e－＋4H2O===CH3CH2CH2OH＋9CO
(2)①HCOO－＋2OH－－2e－===HCO＋H2O　H2SO4
②2HCOOH＋2OH－＋O2===2HCO＋2H2O
解析　(1)①由题意知，Li­CO2电池的总反应式为4Li＋3CO2===2Li2CO3＋C，CO2发生得电子的还原反应，则CO2作为电池的正极；CO2电还原后与Li＋结合成Li2CO3，按4个步骤进行，由步骤Ⅱ可知生成了CO，而步骤Ⅳ需要CO参加反应，所以步骤Ⅲ的离子方程式为2CO＋CO2===2CO＋C。
课时作业
建议用时：40分钟
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1．工业上常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各种性质的不锈钢，在如图装置中，观察到图1装置铜电极上产生大量的无色气泡，而图2装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体，则下列叙述正确的是(　　)

A．图1为原电池装置，Cu电极上产生的是O2
B．图2装置中Cu电极上发生的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
C．由实验现象可知：金属活动性Cu>Cr
D．两个装置中，电子均由Cr电极流向Cu电极
答案　B
2．锂－空气电池是一种可充电电池，电池反应为2Li＋O2===Li2O2，某锂－空气电池的构造原理如图。下列说法正确的是(　　)

A．可选用有机电解液或水性电解液
B．含催化剂的多孔材料为电池的负极
C．放电时正极的电极反应式为O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2
D．充电时锂电极应连接外接电源的正极
答案　C
3．H2S废气资源化的原理为2H2S(g)＋O2(g)===S2(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－632 kJ·mol－1，如图为H2S燃料电池示意图。下列说法正确的是(　　)

A．电极a为电池的正极
B．电极b上发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C．电路中每流过4 mol电子，电池会产生632 kJ热能
D．22.4 L H2S参与反应时，2 mol H＋经质子交换膜进入正极区
答案　B
4.人工光合系统装置(如图)可实现以CO2和H2O合成CH4。下列说法不正确的是(　　)

A．该装置为原电池，且铜为正极
B．电池工作时，H＋向Cu电极移动
C．GaN电极表面的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
D．反应CO2＋2H2OCH4＋2O2中每消耗1 mol CO2转移4 mol e－
答案　D
5．(2022·南京市高三学情调研)某钒电池放电原理如图所示。下列关于该钒电池放电过程的说法正确的是(　　)

A．电能主要转化为化学能
B．a电极上的反应为：VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O
C．氢离子由电极a区向电极b区移动
D．1 mol V2＋参与反应，得到约6.02×1023个电子
答案　B
解析　A项，放电时化学能转化为电能，错误；B项，由图知，电极a上，VO在酸性条件下转化为VO2＋，V的化合价由＋5降低为＋4，得1个电子，正确；C项，原电池装置中，阳离子由负极移向正极，电极a为正极，故H＋移向电极a区，错误；D项，电极b上V2＋失去1个电子生成V3＋，则1 mol V2＋失去约6.02×1023个电子，错误。
6．(2021·辽宁高考)如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物Li3Bi。下列说法正确的是(　　)

A．放电时，M电极反应为Ni－2e－===Ni2＋
B．放电时，Li＋由M电极向N电极移动
C．充电时，M电极的质量减小
D．充电时，N电极反应为Li3Bi＋3e－===3Li＋＋Bi
答案　B
7．某科研人员设计了以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，已知生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是(　　)

A．电极甲的电极反应为N2H4－4e－===N2↑＋4H＋
B．电池总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O
C．电池内电路中电流由电极乙流向电极甲
D．每32 g N2H4参与反应，有1 mol O2－移向电极甲
答案　B
解析　该电池中电极甲为负极，电极乙为正极，电池外电路中电流由电极乙流向电极甲，电池内电路中电流由电极甲流向电极乙，C错误；电极甲为负极，电极反应为N2H4＋2O2－－4e－===N2↑＋2H2O，可知每32 g N2H4参与反应，有2 mol O2－移向电极甲，A、D错误。
8．某单液电池如图所示，其反应原理为H2＋2AgCl(s)2Ag(s)＋2HCl。下列说法错误的是(　　)

A．放电时，左边电极为负极
B．放电时，溶液中H＋向右边电极移动
C．充电时，右边电极上发生的电极反应式：Ag－e－===Ag＋
D．放电时，每消耗1 mol H2，电解质溶液质量增加73 g
答案　C
解析　充电时右边电极上发生的电极反应式为Ag－e－＋Cl－===AgCl。
9．(2022·赣州市高三期末考试)为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。下列说法正确的是(　　)

A．石墨电极作正极，发生氧化反应
B．向铁电极溶液中滴加KSCN，溶液变红
C．盐桥中可选择KCl或者KNO3作为电解质
D．一段时间后，铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol·L－1，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝0.09 mol·L－1(已知装置中两溶液体积相等，且忽略反应过程中溶液体积的变化)
答案　D
解析　根据电池装置可知，铁电极作负极，石墨电极作正极，发生还原反应，A错误；铁电极发生氧化反应生成Fe2＋，故向铁电极溶液中加KSCN，溶液不变红，B错误；硝酸根离子在酸性环境下具有强氧化性，能与亚铁离子发生氧化还原反应，不能达到实验目的，C错误；铁电极发生的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，石墨电极发生的电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol·L－1，根据得失电子守恒可知，石墨电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol·L－1×2＝0.04 mol·L－1，则反应后石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝0.05 mol·L－1＋0.04 mol·L－1＝0.09 mol·L－1，D正确。
10．(2021·河北高考)K­O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是(　　)

A．隔膜允许K＋通过，不允许O2通过
B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极
C．产生1 Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22
D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9 g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9 g水
答案　D
解析　由图可知，a电极为原电池的负极，单质钾片失去电子发生氧化反应生成钾离子，电极反应式为K－e－===K＋，b电极为正极，在钾离子作用下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成超氧化钾，电极反应式为O2＋K＋＋e－===KO2，总反应式为K＋O2===KO2。金属钾易与氧气反应，为防止钾与氧气反应，电池所选隔膜应允许K＋通过，不允许O2通过，故A正确；由分析可知，放电时，a为负极，b为正极，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极应与直流电源的正极相连，作电解池的阳极，故B正确；由分析可知，生成1 mol超氧化钾时，消耗1 mol氧气，两者的质量比值为1 mol×71 g/mol∶1 mol×32 g/mol≈2.22，故C正确。
11．含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠设计成微生物电池，将氯苯转化为苯而除去，其原理如图所示(—C6H5表示苯基，C6H6为苯)。下列叙述错误的是(　　)

A．N极为电池的正极
B．随温度升高，电池的效率可能降低
C．每生成1 mol CO2，有4 mol H＋迁入M极区
D．M极的电极反应式为C6H5Cl＋2e－＋H＋===C6H6＋Cl－
答案　A
解析　根据各电极上物质变化对原电池进行如下分析：
电极
电极反应
负极(N极)
CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋
正极(M极)
C6H5Cl＋2e－＋H＋===C6H6＋Cl－
根据上述分析可知，A错误。
12．我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展，利用如图装置可发生反应：H2S＋O2===H2O2＋S，已知甲池中发生的反应为


下列说法正确的是(　　)
A．甲池中碳棒上发生的电极反应式为AQ＋2H＋＋2e－===H2AQ
B．乙池溶液中发生的反应式为3I－＋S＋2H＋===H2S＋I
C．该装置中电能转化为光能
D．H＋从甲池移向乙池
答案　A
解析　根据题图中的电子流向可判断出甲池中碳棒是正极，该电极上发生得电子的还原反应，即AQ＋2H＋＋2e－===H2AQ，A正确；在乙池溶液中，硫化氢失电子生成硫单质，I得电子生成I－，发生的反应式为H2S＋I===3I－＋S↓＋2H＋，B错误；根据题图中信息可知该装置将光能转化为电能，C错误；该装置是原电池装置，原电池中阳离子移向正极，甲池中碳棒是正极，所以H＋从乙池移向甲池，D错误。
二、非选择题
13．CO与H2反应可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：

电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，则c电极是________(填“正极”或“负极”)，c电极的反应式为______________________________________。若该燃料电池工作过程中转移2 mol电子，则消耗的O2在标准状况下的体积为________L。
答案　负极　CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋　11.2

高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。该电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。
(1)放电时负极反应为_____________________________________，
正极反应为_______________________________________________。
(2)放电时电子由________极流向________极。
(3)放电时1 mol K2FeO4发生反应，转移电子数是____________。
答案　(1)Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3↓＋10OH－
(2)负　正　(3)1.806×1024