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浓差电池 新型电池
【方法与技巧】
1．“浓差电池”的分析方法
工作原理 浓差电池是仅由一种物质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池。电池内部，当某种电解质离子或分子浓度越大时，其氧化性或还原性越强
分析方法 浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差，离子均是由“高浓度”移向“低浓度”，依据阳离子移向正极区域、阴离子移向负极区域判断电池的正、负极
实例
过程分析 左池为稀AgNO3溶液，右池为浓AgNO3溶液。只有两边AgNO3溶液浓度不同，才能形成浓差电池。正、负电极均为Ag单质。随着反应进行，左右两池浓度的差值逐渐减小，外电路中电流将减小，电流表指针偏转幅度逐渐变小。当左右两侧离子浓度相等时，电池将停止工作，不再有电流产生，此时溶液中左、右两边硝酸银溶液的物质的量浓度相等。离子交换膜的作用是不允许Ag＋穿过，只允许NO通过，所以是阴离子交换膜。负极Ag失电子变成Ag＋，为了平衡电荷，正极区的NO就通过阴离子交换膜向负极移动
2．新型化学电源
(1)Li、Na、K、Mg、Al、Zn电池
名称 装置图 工作原理
锂电池 负极反应：Li－e－===Li＋　
①正极反应物为S8，产物为Li2S4、Li2S2，正极反应：S8＋4e－＋4Li＋===2Li2S4、S8＋8e－＋8Li＋===4Li2S2②正极反应物为CO2，产物为C＋Li2CO3，正极反应：3CO2＋4e－＋4Li＋===2Li2CO3＋C③正极反应物为O2，产物为Li2O、Li2O2，正极反应：O2＋4e－＋4Li＋===2Li2O、O2＋2e－＋2Li＋===Li2O2　
钠电池 负极反应：Na－e－===Na＋　
正极反应物为Sx，产物为Na2Sx，正极反应：Sx＋2e－＋2Na＋===Na2Sx　
钾电池 负极反应：K－e－===K＋　
正极反应物为O2，产物为KO2，正极反应：O2＋e－＋K＋===KO2　
镁电池 负极反应：Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2　
正极反应：2CO2＋2e－===C2O
铝电池 负极反应：Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－ (或Al－3e－===Al3＋)　
离子导体为盐溶液(中性)，正极反应物为S，产物为H2S，正极反应：3S＋6e－＋2Al3＋＋6H2O===3H2S↑＋2Al(OH)3　
锌电池 负极反应：Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－　
正极反应物为CO2，产物为CH3COOH，正极反应：2CO2＋8e－＋8H＋===CH3COOH＋2H2O　
(2)锂离子电池
名称 装置图 工作原理
锂离子电池 负极反应：LixC6－xe－===xLi＋＋6C、LiC6－e－===Li＋＋6C　
正极反应：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2、Li1－xNiO2＋xe－＋xLi＋===LiNiO2、Li1－xMnO2＋xe－＋xLi＋===LiMnO2、Li1－xFePO4＋xe－＋xLi＋===LiFePO4、Li1－xMn2O4＋xe－＋xLi＋===LiMn2O4　
(3)燃料电池
名称 装置图 工作原理
燃料电池 负极反应：CO－2e－＋4OH－===CO＋2H2O、CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O、CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O、CH3OCH3－12e－＋16OH－===2CO＋11H2O、C6H12O6－24e－＋36OH－===6CO＋24H2O、NH2NH2－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O　
正极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－　
微生物电池 负极反应：CH3COOH－8e－＋2H2O===2CO2↑＋8H＋、C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋　
正极反应：O2＋4e－＋4H＋===2H2O　
【巩固练习】
1．浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。将两个完全相同的电极浸入两个溶质相同但浓度不同的电解质溶液中构成的浓差电池，称为双液浓差电池。模拟工业上电渗析法实现海水(用氯化钠溶液代替)淡化的装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．SO向Cu(1)极区域迁移 B．C(2)极发生还原反应
C．膜1为阳离子交换膜 D．C(2)极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
2．相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法错误的是(　　)
A．a为电解池的阴极
B．电池放电过程中，Cu(2)电极上的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋
C．当电路中转移2 mol电子时，1 mol SO通过膜d向右移动
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得120 g NaOH
3．浓差电池是由于电池中存在浓度差而产生的。锂离子浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。下列说法不正确的是(　　)
A．若Y电极材料为铁，也能实现如图转化 B．浓缩海水中锂离子浓度大于左侧LiCl溶液中的锂离子浓度
C．X电极的反应为2H＋＋2e－===H2↑ D．右侧生成1 mol Cl2时，左侧Li＋增加2 mol
4．利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是(　　)
A．甲室Cu电极为正极 B．隔膜为阳离子膜
C．电池总反应：Cu2＋＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋ D．NH3扩散到乙室不会对电池电动势产生影响
5．pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag-AgCl电极)和另一Ag-AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH＝。下列说法正确的是(　　)
A．如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为：AgCl(s)＋e－===Ag(s)＋Cl－(0.1 mol·L－1)
B．玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化
C．分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH
D．pH计工作时，电能转化为化学能
6．H2O2－H2O2燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。电池放电时，下列说法不正确的是(　　)
A．电池工作时，电极Ⅰ电势低
B．电极Ⅱ的反应式为H2O2＋2e－＋2H＋===2H2O
C．电池的总反应式为2H2O2===O2↑＋2H2O
D．当电路中转移0.1 mol电子时，通过阳离子交换膜的K＋为3.9 g
7．某研究所为硫酸工厂的尾气处理专门设计了SO2—空气质子交换膜燃料电池，以实现制硫酸、发电、环保的结合，电池示意图如下图所示。下列说法正确的是(空气中氧气体积分数按20%计)(　　)
A．该电池放电时质子从电极B移向电极A
B．负极的电极反应为SO2＋2H2O＋2e－===SO＋4H＋
C．a端的电势高于b端
D．相同条件下，放电过程中消耗的SO2和空气的体积比为2∶5
8．近期，科学家研发了“全氧电池”，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是(　　)
A．电极a是负极
B．电极b的反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C．该装置可将酸和碱的化学能转化为电能
D．酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性
9．一种水性电解液Zn－MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(已知在KOH溶液中，Zn2＋以2－存在)。关于电池放电时，下列叙述错误的是(　　)
A．MnO2为电池的正极
B．Ⅱ、Ⅲ区间的隔膜为阳离子交换膜
C．Zn电极反应式为Zn＋4OH－－2e－===2－
D．当Ⅱ区质量增加17.4 g时，电路中转移0.1 mol电子
10．锂硫电池放电过程中正极变化为S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2→Li2S。我国科学家掺入Ni解决Li2S8、Li2S6、Li2S4溶解度小、易透过隔膜的问题。下列说法正确的是(　　)
A．放电时，负极电解质溶液每增重0.07 g，电路转移0.01 NA电子
B．充电时，电池的总反应方程式为16Li＋xS8===8Li2Sx
C．Ni对多硫化物的吸附能力相比于石墨烯更小
D．Ni应当掺杂在电池隔膜的正极一侧
11．我国科学家研究出一种新型水系Zn－C2H2电池，其结构如下图，该电池既能实现乙炔加氢又能提供电能，下列说法正确的是(　　)
A．OH－通过阴离子交换膜向a电极移动
B．左侧极室中c减小
C．a极的电极反应式为C2H2＋2H2O＋2e－===C2H4＋2OH－
D．每转移2 mol e－，右侧极室中溶液质量增加34 g
12．高压科学研究中心研究的一种通过压力梯度驱动化学反应产生电能的电池装置如图所示。金刚石压砧把H2压入储氢电极PdHx，它在压力梯度的驱动下生成质子，电子先后通过下层铂电极和外接线路转移到Pd电极参与反应，形成闭合回路。下列说法错误的是(　　)
A．Pd电极为正极 B．交换膜为质子交换膜
C．电池正极反应为PdHx－1＋H＋＋e－===PdHx D．Pd与PdHx之间含氢差异和压力梯度都会导致电势差
13．中国科学院长春应用化学研究所模拟实验研究了低合金钢在海水中的局部腐蚀，研究发现缺氧的阳极区腐蚀速率比富氧介质(流动或充气)中钢的腐蚀速率大，验证了宏观氧浓差电池的存在。模拟氧浓差电池的简易装置如图，下列叙述错误的是(　　)
A．电子从M电极经导线流向N电极 B．N电极的电极反应式为Fe－2e－ === Fe2＋
C．正极区附近溶液的pH增大 D．电路中转移0.01 mol电子时，有0.08 g O2参与反应
14．固体电解质是具有与强电解质水溶液相当的导电性的一类无机物，一种以RbAg4I5晶体为固体电解质的气体含量测定传感器如图所示，固体电解质内迁移的离子为Ag＋，氧气流通过该传感器时，O2可以透过聚四氟乙烯膜进入体系，通过电位计的变化可知O2的含量。下列说法正确的是(　　)
A．银电极为正极，多孔石墨电极为负极
B．O2透过聚四氟乙烯膜后与AlI3反应生成I2
C．银电极的电极反应为Ag＋＋e－===Ag
D．当传感器内迁移2 mol Ag＋时，有标准状况下22.4 L O2参与反应
15．内部重整式高温燃料电池具有良好的商业化前景，其基本工作原理(以CH4为原料，熔融碳酸盐为电解质)如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．b极为正极，发生还原反应
B．电子流向：a极→导线→b极→电解质→a极
C．a极电极反应为CH4－8e－＋4CO===5CO2＋2H2O
D．该电池所用的隔膜一定属于阳离子交换膜
16．我国科研人员将单独脱除SO2的反应与H2O2的制备反应相结合，实现协同转化。
①单独制备H2O2：2H2O＋O2===2H2O2，不能自发进行；
②单独脱除SO2：4OH－＋2SO2＋O2===2SO＋2H2O，能自发进行。
协同转化装置如图(在电场作用下，双极膜中间层的H2O解离为OH－和H＋，并向两极迁移)。下列分析错误的是(　　)
A．左侧电极电势比右侧电极电势低
B．产生H2O2的电极反应式为O2＋2e－＋2H＋===H2O2
C．反应过程中不需补加稀H2SO4
D．协同转化总反应式为SO2＋O2＋2H2O===H2O2＋H2SO4
17．以硝酸盐为离子导体的Na-O2电池装置与其某一电极M附近的反应机理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．镍电极上发生还原反应
B．M的电极反应为4Na＋＋O2＋2NO＋2e－===4NaNO2
C．Na2O是该过程中的中间产物
D．固体电解质能起到隔绝空气的作用
18．利用某新型微生物电池可消除水中碳水化合物的污染，其工作原理如图所示，下列有关说法正确的是(　　)
A．X电极是负极
B．Y电极上的反应式：Cmn－4me－===mCO2↑＋(n－2m)H2O＋4mH＋
C．H＋由左向右移动
D．有1 mol CO2生成时，消耗1 mol MnO2
19．我国科学家在太阳能光电催化—化学耦合分解H2S研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．该装置的总反应为H2SH2＋S B．能量转化方式主要为“光能电能化学能”
C．a极上发生的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋ D．a极区需不断补充含Fe3＋和Fe2＋的溶液
20．一种光照充电电池结构如图所示，充电时TiO2光辅助电极受光激发产生电子和空穴，在空穴作用下NaI转化为NaI3。下列说法正确的是(　　)
A．充电过程中，光能最终转化为电能
B．充电效率只与光照产生的电子量有关
C．放电时，电极M为正极，电极反应为S＋6e－===4S2－
D．放电时N电极室增加2 mol离子，理论上外电路转移1 mol电子
21．一种可充电锂—空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列说法正确的是(　　)
A．放电时，多孔碳材料电极为负极
B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
C．充电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移
D．充电时，电池总反应为Li2O2－x===2Li＋(1－)O2
22．科学家近年发明了一种新型Zn-CO2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，转移的电子为2 mol
C．充电时，电池总反应为2Zn(OH)===2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O
D．充电时，阳极溶液中OH－浓度升高
23．如图是利用微生物将废水中的乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化为环境友好物质而制作的化学电源，可给二次电池充电。下列说法正确的是(　　)
A．M极电极反应式：H2N(CH2)2NH2＋4H2O－16e－===2CO2＋N2＋16H＋
B．充电时二次电池的正极应与M极相连
C．H＋通过质子交换膜由N极向M极移动
D．若N极消耗了标准状况下2.24 L O2，则有0.4 mol电子从N极流向M极
24．如图是常温钠离子全固态浓差电池工作示意图。正极材料为层状含钠过渡金属氧化物，负极为钠锡合金(Na15Sn4)。下列说法合理的是(　　)
A．该电池工作时不发生氧化还原反应
B．放电时，负极的反应为Na15Sn4－15e－===15Na＋＋4Sn
C．充电时，Na＋会被吸附进入过渡金属氧化物层
D．充电时，b极接电源的正极，a极接电源的负极
25．锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解质溶液，并在电池间不断循环。下列有关说法正确的是(　　)
A．充电时n接电源的负极，Zn2＋通过阳离子交换膜由左侧流向右侧
B．放电时每转移1 mol电子，负极区溶液质量减少65 g
C．充电时阴极的电极反应式为Br2＋2e－===2Br－
D．若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，放电时正、负极也随之改变
【浓差电池 新型电池】答案
1．C。解析：为使交换膜两侧硫酸铜溶液的浓度相等，即阴离子交换膜左侧溶液c(CuSO4)增大，右侧c(CuSO4)减小，又因为只允许阴离子迁移，故交换膜左侧铜电极溶解，c(Cu2＋)增大；交换膜右侧铜电极上析出铜，
c(Cu2＋)减小，即Cu(1)极为负极，发生氧化反应：Cu－2e－===Cu2＋；Cu(2)极为正极，发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu，SO由阴离子交换膜右侧向左侧迁移。
2．D。解析：电解池可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH，根据电解池分析可知，左边得到NaOH和H2，右边得到O2和H2SO4，则a为阴极，b为阳极，则Cu(2)为负极，Cu(1)为正极。a为电解池的阴极，A正确；电池放电过程中，Cu(2)为负极，则负极上的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，B正确；当电路中转移2 mol电子时，阳极区产生了2 mol H＋，要使溶液呈电中性，则有1 mol SO通过膜d向右移动，C正确；电池放电过程中，Cu(2)的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，Cu(1)的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，反应前原电池左边硫酸铜物质的量为5 mol，右边硫酸铜物质的量为1 mol，电池从开始工作到停止放电，则左右硫酸铜物质的量应分别为3 mol，右侧有2 mol Cu2＋生成，则转移4 mol电子，根据2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH可知，转移4 mol电子时，电解池理论上可制得160 g NaOH，D错误。
3．A。解析：Y电极是该电池的负极，若材料为铁，铁比Cl－更易失去电子，故不能实现图示转化，A不正确；浓缩海水中锂离子通过离子导电体进入左槽，左槽加入的是稀盐酸，故浓缩海水中锂离子浓度大于左侧LiCl溶液中的锂离子浓度，B正确；X电极为该电池正极，反应式为2H＋＋2e－===H2↑，C正确；右侧生成1 mol Cl2时，转移2 mol电子，有2 mol Li＋通过离子导电体，故左侧Li＋增加2 mol，D正确。
4．C。解析：向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室Cu电极溶解，变为铜离子与氨气形成[Cu(NH3)4]2＋，因此甲室Cu电极为负极，故A错误；原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，通入氨气要消耗铜离子，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电池反应正向进行，故B错误；负极反应是Cu－2e－＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋，正极反应是Cu2＋＋2e－===Cu，则电池总反应为Cu2＋＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋，故C正确；NH3扩散到乙室会与铜离子反应生成[Cu(NH3)4]2＋，铜离子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，故D错误。
5．C。解析：如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极为负极，负极发生氧化反应而不是还原反应，A错误；pH与电池的电动势E存在关系：pH＝，则玻璃膜内外氢离子浓度的差异会引起电动势的变化，B错误；pH与电池的电动势E存在关系：pH＝，则分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH，C正确；pH计工作时，利用原电池原理，则化学能转化为电能，D错误。
6．C。解析：电池工作时，电势低的是负极，电子从负极流向正极，故电极Ⅰ电势低，A项正确；电极Ⅱ为正极，电极反应式为H2O2＋2e－＋2H＋===2H2O，B正确；该电池放电过程中，负极区的OH－来自KOH，正极区的H＋来自H2SO4，K＋通过阳离子交换膜进入正极区与硫酸根结合生成K2SO4，因此电池总反应式为2H2O2＋2KOH＋H2SO4===O2↑＋K2SO4＋4H2O，C项错误；当电路中转移0.1 mol电子时，通过阳离子交换膜的K＋为0.1 mol，即3.9 g，D项正确。
7．D。解析：由题干SO2—空气质子交换膜燃料电池装置示意图可知，电极A为负极，电极B为正极，故该电池放电时质子从电极A移向电极B，A项错误；负极的电极反应为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋，B项错误；电极A为负极，电极B为正极，故a端的电势低于b端，C错误；由题干信息空气中氧气体积分数按20%计，相同条件下，根据电子守恒可知，n(SO2)＝2n(O2)，则n(SO2)＝2n(空气)×20%，同温同压下气体的体积之比等于物质的量之比，故放电过程中消耗的SO2和空气的体积比为2∶5，D正确。
8．B。解析：电极a的反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，a为负极，A正确；电极b的反应式为O2＋4e－＋
4H＋===2H2O，为原电池的正极，B错误；该反应的总反应式为H＋＋OH－===H2O，可将酸和碱的化学能转化为电能，C正确；酸性条件下发生反应O2＋4e－＋4H＋===2H2O，碱性条件下发生反应4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，所以酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性，D正确。
9．D。解析：此装置为原电池，MnO2电极作正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，A正确；负极区(Ⅲ区)K＋剩余，通过隔膜迁移到Ⅱ区，因此它们之间的隔膜为阳离子交换膜，B正确；Zn为负极，发生氧化反应，电极反应为Zn－2e－＋4OH－===2－，C正确；正极区SO过量，通过隔膜迁移到Ⅱ区，故Ⅱ区中K2SO4溶液的浓度增大，当Ⅱ区增加174 g K2SO4时，电路中转移2 mol电子，现增加17.4 g，则转移0.2 mol电子，D错误。
10．D。解析：放电时，负极发生反应Li－e－===Li＋，Li＋向正极移动，与S结合，形成溶解度小的多硫化物，即电路转移0.01NA电子，负极电解质溶液无法增重0.07 g，故A错误；放电时，正极反应式为S8＋e－===S，则放电时总反应式为xS8＋16Li===8Li2Sx，充电总反应与放电总反应相反：8Li2Sx===16Li＋xS8，故B错误；Ni对多硫化物结合的能力大于石墨烯，说明Ni更易与多硫化物结合，故C错误；为解决多硫化物易透过隔膜问题，Ni应与多硫化物结合，Ni应掺杂在电池隔膜的正极，故D正确。
11．C。解析：b中锌化合价升高变为氧化锌，则b为负极，根据“同性相吸”，则OH－通过阴离子交换膜向b电极移动，故A错误；左侧极室中a极的电极反应式为C2H2＋2H2O＋2e－===C2H4＋2OH－，若有2 mol电子转移，从a室迁移到b室的氢氧根为2 mol，反应生成的氢氧根为2 mol，a室内氢氧根数目不变，但溶液体积减小，因此c增大，故B错误；根据以上分析可知，右边为负极，左边为正极，则a极发生还原反应，电极反应式为C2H2＋2H2O＋2e－===C2H4＋2OH－，故C正确；每转移2 mol e－，有2 mol氢氧根移动到右侧极室，根据Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O可知，右侧极室中溶液质量增加了1 mol水的质量即18 g，故D错误。
12．C。解析：PdHx是负极材料，它在压力梯度的驱动下发生反应：PdHx－e－===PdHx－1＋H＋，生成的质子通过质子交换膜传输到上层铂电极(正极)，而电子先后通过下层铂电极和外接线路转移到铂电极，并在此与质子重新结合发生还原反应，至此形成闭合回路。由以上分析可知，Pd电极为正极，A项正确；交换膜需要H＋通过并在正极发生反应2H＋＋2e－===H2↑，所以交换膜为质子交换膜，B项正确；电池正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C错误；分析原理可知，Pd与PdHx之间含氢差异和压力梯度都会导致电势差，D正确。
13．A。解析：M电极为正极，N电极为负极，电子从N电极经导线流向M电极，A错误；正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－ ===4OH－，因此正极区附近溶液的pH增大，C正确；电路中转移0.01 mol电子时，有＝0.002 5 mol氧气反应，质量为0.002 5 mol×32 g·mol－1＝0.08 g，D正确。
14．B。解析：传感器中发生反应4AlI3＋3O2===2Al2O3＋6I2，所以O2透过聚四氟乙烯膜后与AlI3反应生成I2，故B正确；银电极的电极反应为Ag－e－===Ag＋，故C错误；由关系式4Ag～O2，可知迁移2 mol Ag＋时，有标准状况下11.2 L O2参与反应，故D错误。
15．A。解析：由装置可知a电极上CO和H2失电子生成CO2和H2O，则a极为负极，b极为正极，b电极上O2得电子结合CO2生成CO，CH4和水反应生成CO和H2。由以上分析可知b极为正极，得电子发生还原反应，故A正确；电子不经过电解质，故B错误；由以上分析可知a极反应物不是甲烷，故C错误；熔融碳酸盐为电解质，故隔膜允许碳酸根离子通过，为阴离子交换膜，故D错误。
16．D。解析：左侧为电池的阴极，右侧为电池的阳极，阳极的电极电势比阴极的电极电势高，故左侧电极电势比右侧电极电势低，A正确；由图可知产生H2O2的电极反应式为O2＋2e－＋2H＋===H2O2，B正确；H＋与电子所带的电荷数相等，当反应进行时，右侧消耗H＋的量等于迁移的氢离子的量，稀硫酸的总量不发生变化，所以不需要补加稀硫酸，C正确；根据反应图可得，负极的反应式为SO2－2e－＋4OH－===SO＋2H2O，正极的反应式为O2＋2e－＋2H＋===H2O2，故协同转化的总反应式为SO2＋O2＋2NaOH===H2O2＋Na2SO4，D错误。
17．B。解析：金属钠为活泼金属，作负极，镍电极为正极，正极上得到电子，发生还原反应，故A正确；根据原理图可知，M电极的电极反应为2Na＋＋NO＋2e－===Na2O＋NO，然后又发生2Na2O＋O2===2Na2O2和2NO＋O2===2NO，故B错误；由原理图可知，Na2O属于该过程中的中间产物，故C正确；固体电解质能够防止钠直接与氧气反应，能起到隔绝空气的作用，故D正确。
18．B。解析：根据装置图，X电极上MnO2转化成Mn2＋，化合价降低，发生还原反应，作正极，A错误；Y电极为负极，Cm(H2O)n中C的平均化合价由0价升高为＋4价，电极反应式为Cm(H2O)n－4me－===mCO2↑＋(n－2m)H2O＋4mH＋，B正确；根据原电池工作原理，阳离子由负极向正极移动，即H＋由右向左移动，C错误；正极反应式为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O，建立关系式为2mMnO2～4me－～mCO2，有1 mol CO2生成时，消耗2 mol MnO2，D错误。
19．D。解析：该装置发生的有关反应为H2S＋2Fe3＋===2H＋＋S＋2Fe2＋(a极区)、2Fe2＋－2e－===2Fe3＋(a极)、
2H＋＋2e－===H2(b极)，结合反应条件得到总反应：H2SH2＋S，A、C正确；该制氢工艺中光能转化为电能，最终转化为化学能，B正确；a极区涉及两步反应，第一步利用氧化性强的Fe3＋高效捕获H2S得到硫和还原性的Fe2＋，第二步是还原性的Fe2＋在a极表面失去电子生成氧化性强的Fe3＋，这两步反应反复循环进行，所以a极区无需补充含Fe3＋和Fe2＋的溶液，D错误。
20．D。解析：充电时TiO2光辅助电极受光激发产生电子和空穴，在空穴作用下NaI转化为NaI3，发生氧化反应，则电极M充电时作阴极，放电时则作负极，电极N放电时作正极。充电过程中，光能最终转化为化学能，故A错误；据分析可知放电时，电极M为负极，电极反应为4S2－ －6e－===S，故C错误；放电时电极N作正极，电极反应是I＋2e－===3I－，理论上当外电路转移1 mol电子，有1 mol Na＋从M电极室移向N电极室，所以N电极室共增加2 mol离子，故D正确。
21．D。解析：由题意知，放电时负极反应为Li－e－===Li＋，正极反应为(2－x)O2＋4Li＋＋4e－===2Li2O2－x(x＝0或1)，电池总反应为(1－)O2＋2Li===Li2O2－x。充电时的电池总反应与放电时的电池总反应互为逆反应，故充电时电池总反应为Li2O2－x===2Li＋(1－)O2，D项正确；该电池放电时，金属锂为负极，多孔碳材料为正极，A项错误；该电池放电时，外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极，B项错误；该电池放电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移，充电时电解质溶液中的Li＋向锂电极区迁移，C项错误。
22．D。解析：由装置示意图可知，放电时负极反应为Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)，A项正确；放电时CO2转化为HCOOH，C元素化合价降低2，则1 mol CO2转化为HCOOH时，转移电子为2 mol，B项正确；由装置示意图可知充电时阳极产生O2，阴极产生Zn，C项正确；充电时阳极上发生反应：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，OH－浓度降低，D项错误。
23．A。解析：由题图知，M极为负极，N极为正极，H2N(CH2)2NH2 在负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为H2N(CH2)2NH2＋4H2O－16e－===2CO2＋N2＋16H＋，A正确；充电时二次电池的正极应与外接电源的正极相连，即与N极相连，B错误；H＋通过质子交换膜由M极移向N极，C错误；当N电极消耗标况下2.24 L O2时，则转移× 4＝0.4 mol电子，所以有0.4 mol电子从M极流向N极，D错误。
24．B。解析：该电池放电时，是原电池工作原理，充电时，是电解池工作原理，无论是放电还是充电均发生了氧化还原反应，故A错误；放电时，负极上钠锡合金(Na15Sn4)失电子发生氧化反应生成钠离子和锡，故B正确；充电时，是电解池工作原理，Na＋会向阴极移动，会脱离过渡金属氧化物层，故C错误；充电时，b极接电源的负极，a极接电源的正极，故D错误。
25．A。解析：充电时n接电源的负极，作电解池的阴极，Zn2＋通过阳离子交换膜向阴极定向迁移，故由左侧流向右侧，A正确；放电时，负极Zn溶解生成Zn2＋，Zn2＋通过阳离子交换膜向正极定向迁移，故负极区溶液质量不变，B错误；充电时阴极的电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn，C错误；若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，放电时正、负极不会改变，D错误。
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