资源简介

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原电池 化学电源
【复习目标】
1．从氧化还原反应的角度认识原电池的工作原理及应用，能正确判断原电池的两极
2．知道常见化学电源的种类及其工作原理；能书写常见化学电源的电极反应式和总反应方程式
考点一 原电池的工作原理及其应用
【核心知识梳理】
1．原电池的概念及构成条件
(1)概念和反应本质：原电池是把化学能转化为电能的装置，其本质是发生氧化还原反应
(2)原电池的形成条件
①能自发进行的氧化还原反应
②两个金属活动性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)
③形成闭合回路，需满足三个条件：
a.存在电解质；b.两电极直接或间接接触；c.两电极插入电解质溶液或熔融电解质中
2．工作原理——以锌铜原电池为例
总反应离子方程式：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu (1)电极①负极：失去电子，发生氧化反应②正极：得到电子，发生还原反应(2)电子定向移动方向和电流方向①电子从负极流出经外电路流入正极②电流从正极流出经外电路流入负极(3)离子移动方向阴离子向负极移动，阳离子向正极移动
3．单液原电池(无盐桥)和双液原电池(有盐桥)对比——以铜锌原电池为例
(1)工作原理
名称 单液电池 双液电池
装置图
相同点 电极材料 负极：锌片 正极：铜片
电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ (氧化反应) Cu2＋＋2e－===Cu (还原反应)
总反应 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
电子流向 电子由负极经导线流向正极：由Zn沿导线流向Cu
电流流向 电流由正极经导线流向负极：由Cu沿导线流向Zn
不同点 离子迁移方向 电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移
Cu2＋移向正极，SO42－移向负极 盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极
能量转化效率 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，最大限度地将化学能转化为电能，能量损耗较少
(2)盐桥的组成和作用
①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻
②盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池能持续提供电流；c.可以提高能量转化
效率
③一般来说，带有盐桥的原电池比不带盐桥的原电池效率高
4．判断原电池正、负极的5种方法
(1)根据电极反应或总反应方程式来判断
作还原剂、失电子、化合价升高、发生氧化反应的电极是负极
作氧化剂、得电子、化合价降低、发生还原反应的电极是正极
(2)根据外电路中电子流向或电流方向来判断
电子流出或电流流入的一极负极；电子流入或电流流出的一极正极
(3)根据内电路(电解质溶液中)中离子的迁移方向来判断
阳离子向正极移动；阴离子向负极移动
(4)根据原电池的两电极材料来判断
两种金属(或金属与非金属)组成的电极，若它们都与(或都不与)电解质溶液单独能反应，则较活泼的金属作负极；若只有一种电极与电解质溶液能反应，则能反应的电极作负极
(5)根据电极现象来判断
工作后，电极质量减少，说明该电极金属溶解，失去电子变成金属离子，该电极为负极；电极质量增加或不变，说明溶液中的阳离子在该电极放电生成金属单质或溶液中的阳离子得电子，该电极为正极
【易错提醒】
①无论是单液原电池装置还是双液原电池装置，电子均不能通过电解质溶液
②自发发生的氧化还原反应并不一定是电极与电解质溶液反应，也可以是电极与溶解的O2等发生反应，如将铁与石墨相连插入食盐水中
③电池在工作过程中，负极质量不一定减少，如常见的铅酸蓄电池(总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O)，电池工作一段时间后，正极与负极质量均增大
【精准训练1】
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
2．我国首创的海洋电池以铝板、铂网作电极，海水为电解质溶液。空气中的氧气与铝反应产生电流，放电时(　　)
A．铝电极上发生还原反应 B．阳离子移向负极
C．氧气在正极上得电子 D．电流由铝板经外电路流向铂网
3．下列与甲、乙两套装置有关的说法正确的是(　　)
A．甲、乙装置中，锌棒均作负极，发生氧化反应
B．甲中锌棒直接与稀H2SO4接触，故甲生成气泡的速率更快
C．甲、乙装置的电解质溶液中，阳离子均向碳棒定向迁移
D．乙中盐桥设计的优点是迅速平衡电荷，提高电池效率
考点二 原电池原理的应用
【核心知识梳理】
1．加快氧化还原反应的速率：加快化学反应速率，创造多个微电池反应环境，可加快反应(腐蚀)速率。如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率
2．比较金属活动性的强弱——注意电解质溶液对电极反应的影响
①方法：一般情况下，负极的金属活动性比正极的金属活动性强
②常见规律：电极质量较少，作负极较活泼，有气体生成、电极质量不断增加或不变作正极，较不活泼
如：有两种金属A和B，用导线将A和B连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若观察到A溶解，而B上有气体放出，则说明A作负极，B作正极，即可以断定金属活动性：A＞B
3．设计原电池
(1)依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原
(2)选择合适的材料
①电极材料：电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料，或者在该氧化还原反应中，本身失去电子的材料
②电解质溶液：电解质溶液一般能与负极反应
如：根据2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋设计电池
①不含盐桥 ②含盐桥
4．用于金属的防护——牺牲阳极法
原理 利用原电池原理，让被保护金属做正极，一种活泼性较强的金属做负极，用导线相连
要求 被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极
实例 要保护一个钢闸门，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极
【精准训练2】
1．下列有关电化学知识的描述正确的是(　　)
A．锌、铜与稀硫酸组成的原电池，在工作过程中，电解质溶液的pH保持不变
B．用足量锌粒与稀硫酸反应制取H2，若要增大反应速率，可以滴入几滴CuSO4溶液
C．将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁作负极，铜作正极，其负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
D．燃料电池是利用燃料和氧化剂之间的氧化还原反应，将化学能转化为热能，然后再转化为电能的化学电源
2．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(　　)
3．下列反应不能设计成原电池的是(　　)
A．铜与稀硝酸的反应 B．铝与氢氧化钠溶液的反应
C．稀硫酸与氯化钡溶液的反应 D．甲烷与氧气的反应
考点三 常见的化学电源
【核心知识梳理】
1．一次电池——不能充电复原继续使用
一次电池就是放电之后不可再充电的电池。随着使用，一次电池中能发生氧化还原反应的物质被消耗，当这些物质消耗到一定程度时，电池就不能继续使用了。一次电池中电解质溶液制成胶状，不流动，也叫做干电池
(1)碱性锌锰干电池
结构 碱性锌锰电池是一种常用的一次电池，其负极是Zn，正极是MnO2，电解质溶液是KOH溶液
电极反应 负极 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
正极 2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
总反应 Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2
特点 比能量较高，储存时间较长，可适用于大电流和连续放电
(2)纽扣式锌银电池
电极反应 负极(Zn) Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
正极(Ag2O) Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
总反应 Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag
特点 比能量大、电压稳定、储存时间长
2．二次电池——放电后能充电复原继续使用
二次电池又称可充电电池或蓄电池。充电电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又可以逆向进行，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时期内循环进行。充电电池中能量的转化关系是：
化学能eq \o(
,\s\up7(放电) ,\s\do6(充电))电能，常见的二次电池有铅蓄电池、镉镍电池、锂离子电池等蓄电池等
(1)铅酸蓄电池
结构 铅酸蓄电池是由两组栅状极板交替排列而成，正极板上覆盖有PbO2，负极板覆盖有Pb，稀硫酸作电解质溶液
总反应 Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)eq \o(
,\s\up7(放电) ,\s\do6(充电))2PbSO4(s)＋2H2O(l)
放电时——原电池 负极反应 Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)
正极反应 PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)
充电时——电解池 阴极反应 PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq)
阳极反应 PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)
特点 常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全
【易错提醒】
①二次电池有放电和充电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应
②放电时的负极反应和充电时的阴极反应相反，放电时的正极反应和充电时的阳极反应相反。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式
③二次电池充电时原负极必然要发生还原反应(生成原来消耗的物质)，即作阴极，连接外接电源的负极；同理，原正极连接电源的正极，作阳极。简记为：负连负，正连正
④放电时的总反应和充电时的总反应在形式上互逆，但不是可逆反应
(2)锂离子电池
电极反应 总反应 LixCy＋Li1－xCoO2LiCoO2＋Cy
负极 嵌锂石墨(LixCy)：LixCy－xe－===xLi＋＋Cy
正极 钴酸锂(LiCoO2)：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2
反应过程 放电时，Li＋从石墨中脱嵌移向正极，嵌入钴酸锂晶体中，充电时，Li＋从钴酸锂晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中。这样在放电、充电时，锂离子往返于电池的正极、负极之间完成化学能与电能的相互转化
3．“高效、环境友好”的燃料电池
(1)特点：连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能
(2)常见燃料：H2、CO、水煤气(CO和H2)、烃类(如CH4)、醇类(如CH3OH)、醚类(如CH3OCH3)、肼(H2N－NH2)、氨(NH3)等。如无特别提示，燃料电池反应原理类似于燃料的燃烧。
(3)燃料电池的电解质常有四种类型：酸性条件(或含质子交换膜)、碱性条件、固体电解质(可传导O2－)、熔融碳酸盐，不同电解质会对总反应式、电极反应式有影响
(4)燃料电池电极反应的书写——以甲醇为燃料
装置 工作原理
负极：2CH3OH－12e－＋2H2O===2CO2＋12H＋正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O电池反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
负极反应：2CH3OH－12e－＋16OH－===2CO＋12H2O正极反应：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－电池反应：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O
负极反应：2CH3OH－12e－＋6CO===8CO2＋4H2O正极反应：3O2＋6CO2＋12e－===6CO电池反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
负极反应：2CH3OH－12e－＋6O2－===2CO2＋4H2O正极反应：3O2＋12e－===6O2－电池反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
【精准训练3】
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．电池总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnO(OH)
C．电池工作时，电子由MnO2流向Zn D．正极反应：MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－
2．我国新能源汽车上有望推广钠离子电池，一种钠离子电池工作示意图如下，充电时Na＋经电解液嵌入石墨(C6)，下列说法错误的是(　　)
A．放电时，电势：电极a＞电极b
B．放电时，电子从电极b经外电路流向电极a，再经电解液流回电极b
C．放电过程中，导线上每通过1 mol e－，负极质量减少23 g
D．充电时，电极a上发生反应的电极反应式为NaFePO4－xe－===Na1－xFePO4＋xNa＋
3．全钒液流电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．放电时负极反应式：V2＋－e－===V3＋
B．充电时阳极的pH降低
C．放电时正极每消耗2 mol H＋，负极区便有2 mol H＋通过质子交换膜移向正极区
D.电池总反应：VO＋V2＋＋2H＋eq \o(
,\s\up7(放电) ,\s\do6(充电))VO2＋＋V3＋＋H2O
4．锂离子电池充放电电池总反应：LixC6＋Li1－xCoO2eq \o(
,\s\up7(放电) ,\s\do6(充电))LiCoO2＋C6，该电池充、放电的工作示意图如图。下列有关说法不正确的是(　　)
A．该电池具有很高的比能量
B．负极的反应式：LixC6－xe－===xLi＋＋C6
C．放电时，Li＋从石墨晶格中脱出回到正极氧化物晶格中
D．充电时，若转移1 mol e－，石墨电极将增重7x g
5．如图所示是一种以液态肼(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在700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应产物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是(　　)
A．电池内的O2－由电极乙移向电极甲
B．电池总反应为N2H4＋2O2===2NO＋2H2O
C．当电极甲上有1 mol N2H4消耗时，电极乙上有22.4 L O2参与反应
D．电池外电路的电子由电极乙移向电极甲
【高考真题演练】
1．(2024·新课标卷)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)，电池工作时，下列叙述错误的是( )
A．电池总反应为2C6H12O6＋O2===2C6H12O7
B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
C．消耗18 mg葡萄糖，理论上a电极有0.4 mmol电子流入
D．两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为ba
2．(2024·安徽卷)我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以Zn－TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是( )
A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B．电池总反应为：I＋ZnZn2＋＋3I－
C．充电时，阴极被还原的Zn2＋主要来自Zn－TCPP
D．放电时，消耗0.65 g Zn，理论上转移0.02 mol电子
3．(2024·江西卷)我国学者发明了一种新型多功能甲醛﹣硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。下列说法正确的是( )
A．CuAg电极反应为2HCHO＋2H2O－4e－＝2HCOO－＋H2↑＋2OH－
B．CuRu电极反应为NO＋6H2O＋8e－＝NH3↑＋9OH－
C．放电过程中，OH－通过质子交换膜从左室传递到右室
D．处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH
4．(2024·全国甲卷)科学家使用δ－MnO2研制了一种MnO2－Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是(　　)
A．充电时，Zn2+向阳极方向迁移
B．充电时，会发生反应Zn＋2MnO2＝Zn2MnO4
C．放电时，正极反应有MnO2＋H2O＋e－＝MnOOH＋OH－
D．放电时，Zn电极质量减少0.65 g，MnO2电极生成了0.020 mol MnOOH
5．(2024·安徽卷)我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以Zn－TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是( )
A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B．电池总反应为：I＋ZnZn2＋＋3I－
C．充电时，阴极被还原的Zn2＋主要来自Zn－TCPP
D．放电时，消耗0.65 g Zn，理论上转移0.02 mol电子
6．(2024·河北卷)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg－CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3－丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。下列说法错误的是( )
A．放电时，电池总反应为2CO2＋Mg===MgC2O4
B．充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C．充电时，电子由Mg电极流向阳极，Mg2+向阴极迁移
D．放电时，每转移1 mol电子，理论上可转化1 mol CO2
7．(2024·广西卷)某新型钠离子二次电池(如图)用溶解了NaPF6的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时嵌入PbSe中的Na变成Na+后脱嵌。下列说法错误的是( )
A．外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为23g
B．充电时，阳极电极反应为：Na3V2(PO4)3－xe－＝Na3－xV2(PO4)3＋xNa+
C．放电一段时间后，电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变
D．电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换
【课时精练】
1．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
2．热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。该电池以Ca为负极，熔融无水LiCl－KCl混合物作电解质，结构如图所示。正极反应式为PbSO4＋2Li＋＋2e－===Li2SO4＋Pb。下列说法不正确的是(　　)
A．放电过程中，Li＋向正极移动
B．常温下电解质是不导电的固体，电池不工作
C．每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g Pb
D．该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb
3．酸性甲醇燃料电池的工作原理如图所示，下列有关说法不正确的是(　　)
A．Pt(b)为正极
B．工作时，H＋由a极室向b极室迁移
C．Pt(a)的电极反应式为CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋
D．工作时，电子从Pt(a)经负载流向Pt(b)，再经电解质溶液流回Pt(a)
4．蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。以下是爱迪生电池分别在充电和放电时发生的反应：Fe＋NiO2＋2H2Oeq \o(
,\s\up7(放电) ,\s\do6(充电))Fe(OH)2＋Ni(OH)2，下列有关爱迪生电池的推断不正确的是(　　)
A．放电时，Fe是负极，NiO2是正极
B．蓄电池的电极可以浸入某种酸性电解质溶液中
C．充电时，阴极的电极反应式为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－
D．放电时，电解质溶液中的阴离子向负极方向移动
5．某科研机构研发的NO－空气燃料电池的工作原理如图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．a电极为电池负极
B．电池工作时H＋透过质子交换膜从右向左移动
C．b电极的电极反应：NO－3e－＋2H2O===4H＋＋NO
D．当外电路中通过0.2 mol电子时，a电极处消耗O2 1.12 L
6．我国科技工作者设计了一种CO2转化的多功能光电化学平台，实现了CO生产与塑料到化学品的协同转化，其原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．光催化电极的电势：a＞b
B．电池工作时，负极区溶液的pH减小
C．正极区的电极反应为CO2＋2e－＋2HCO===CO＋2CO＋H2O
D．当电路中通过1 mol电子时，正极区溶液质量增大39 g
7．我国研发了一种治理污水有机物的技术，通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚，其工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．B极为电池的正极，发生还原反应
B．微生物膜的作用主要是提高B极的导电性
C．A极电极反应式为＋H＋＋2e－===Cl－＋
D．当除去0.1 mol CH3COO－时，有0.4 mol H＋通过质子交换膜从A极向B极移动
7．据文献报道，一种新型的微生物脱盐电池的装置如图所示，下列关于该电池装置的说法正确的是(　　)
A．Y为阴离子选择性交换膜 B．左室溶液碱性增强
C．负极反应是CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋ D．转移2 mol电子，海水脱去氯化钠的质量是58.5 g
8．一种烷烃催化转化装置如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．该装置将电能转化为化学能
B．H＋向左侧迁移
C．负极的电极反应式为C2H6－2e－===C2H4＋2H＋
D．每消耗0.1 mol C2H6，需要消耗标准状况下的空气2.8 L(设空气中氧气的体积分数为20%)
9．人工光合系统装置(如图)可实现以CO2和H2O为原料合成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－
10．利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2＋/MV＋在电极与酶之间传递电子，示意图如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．该燃料电池的总反应为：N2＋3H22NH3
B．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能
C．正极电极反应为：N2＋6e－＋6H2O===2NH3＋6OH－
D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
11．某单液电池如图所示，其反应原理为H2＋2AgCl(s)eq \o(
,\s\up7(放电) ,\s\do6(充电))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－＋Cl－===AgCl
D．充电时，当左边电极生成1 mol H2时，电解质溶液减轻2 g
12．液流电池可以实现光伏发电和风力发电电能的储存和释放，一种非金属有机物液流电池的工作原理如图。下列说法不正确的是(　　)
A．放电时，正极反应式为Br2＋2e－===2Br－ B．物质b为AQDSH2
C．放电时，H＋通过质子交换膜到达溴极室 D．增大储液罐体积，可提高液流电池的储能容量
13．甲酸燃料电池工作原理如下图所示，已知该半透膜只允许K＋通过。下列有关说法错误的是(　　)
A．物质A是H2SO4
B．K＋经过半透膜自a极向b极迁移
C．a极电极反应为HCOO－＋2e－＋2OH－===HCO＋H2O
D．Fe3＋可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用
14．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
15．利用垃圾假单胞菌株分解有机物的电化学原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．电子流向：电极B负载电极A
B．若有机物为葡萄糖，处理0.25 mol有机物，电路中转移电子6 mol
C．电极A上的反应式为X－4e－===Y＋4H＋
D．若B电极上消耗氧气22.4 L，B电极区域溶液增重36 g
16．直接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．电极Ⅰ为负极
B．电极Ⅱ的反应式为H2O2＋2e－＋2H＋===2H2O
C．电池总反应为2H2O2===O2↑＋2H2O
D．该电池的设计利用了H2O2在酸碱性不同条件下氧化性、还原性的差异
17．可利用电化学原理处理含铬废水和含甲醇废水，装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．a极为该电池的负极 B．微生物能加快甲醇的反应速率
C．a极的电极反应为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O D．放电过程中，b极附近溶液pH升高
18．某微生物燃料电池在废水处理和新能源开发领域具有广阔的应用前景，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．电极电势a＜b，电极b上发生氧化反应
B．HS－在硫氧化菌作用下发生反应：HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋
C．若该电池外电路有0.4 mol电子通过，则有0.45 mol H＋迁移到b极
D．该燃料电池在高温下进行效率更高
19．室温氟穿梭可充电电池装置如图所示，负极为Ce/CeF3电极，正极为CuF2/Cu电极，氟氢离子液体{含H＋和[(FH)nF]－，n＝2或3}作电解质，已知放电时正极的电极反应式为CuF2＋2e－＋4[(FH)3F]－===Cu＋6[(FH)2F]－，法拉第常数F＝96 500 C/mol。下列说法正确的是(　　)
A．充电时，[(FH)nF]－移向Ce/CeF3电极
B．用铅酸蓄电池为该电池充电时，每生成1 mol CeF3，Pb极增重9.6 g
C．CuF2/Cu电极每减少3.8 g，该电池输出的电荷量为4 825 C
D．放电时，负极发生的电极反应为Ce＋9[(FH)2F]－－3e－===CeF3＋6[(FH)3F]－
20．中科院研制出了双碳双离子电池，以石墨(Cn)和中间相炭微粒球(MCMB)为电极，电解质溶液为含有KPF6的有机溶液，其充电示意图如图。下列说法错误的是(　　)
A．固态KPF6为离子晶体
B．放电时MCMB电极为负极
C．充电时，若正极增重39 g，则负极增重145 g
D．充电时，阳极发生反应为Cn＋xPF－xe－===Cn(PF6)x
21．按要求填空
(1)高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图是高铁电池的模拟实验装置：
①该电池放电时正极的电极反应为__________________________________
②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向________(填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向________(填“左”或“右”)移动
③下图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有___________________
(2)有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应是________________________；A是________________
(3)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
(4)通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应：H2S＋H2SO4===SO2↑＋S↓＋2H2O、S＋O2===SO2。
①电极a上发生的电极反应为_______________________________________________________________
②理论上1 mol H2S参加反应可产生H2的物质的量为________
(5)Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。电池正极发生的电极反应为_______________________________，
SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是__________________________________，反应的化学方程式为_____________________________
【原电池 化学电源】答案
【精准训练1】
1．B
2．C。解析：由题意可知，铝为负极，发生氧化反应，A项错误；原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，B项错误；氧气在正极得电子，发生还原反应，C项正确；原电池中，电流由正极流向负极，即由铂网经外电路流向铝板，D项错误。
3．D。解析：甲不是原电池，故A错误；甲中锌棒直接与稀H2SO4接触，发生化学腐蚀，乙中构成了原电池，负极失去电子速率加快，因此正极放出氢气的速率增大，故B错误。
【精准训练2】
1．B。解析：锌、铜与稀硫酸组成的原电池，在工作过程中，H＋在正极上放电生成H2，电解质溶液的pH增大，A错误；用足量锌粒与稀硫酸反应制取H2，滴入几滴CuSO4溶液，Zn与Cu2＋发生置换反应，锌粒表面有Cu生成，在稀硫酸形成原电池，能增大反应速率，B正确；将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，常温下铁遇浓硝酸发生钝化，因此铜作负极，铁作正极，其负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，C错误；燃料电池是利用燃料和氧化剂之间的氧化还原反应，将化学能转化为电能的化学电源，D错误。
2．D
3．C。解析：铜与稀硝酸的反应是放热的氧化还原反应，可以设计为原电池，A不符合题意；铝与氢氧化钠溶液的反应是放热的氧化还原反应，可以设计为原电池，B不符合题意；稀硫酸与氯化钡溶液反应产生BaSO4沉淀和H2O，反应过程中无元素化合价的变化，因此反应不属于氧化还原反应，故不能设计为原电池，C符合题意；甲烷与氧气反应产生CO2、H2O，反应过程中元素化合价发生了变化，因此反应属于放热的氧化还原反应，故可以设计为原电池，D不符合题意。
【精准训练3】
1．C
2．B
3．C。解析：根据电池的工作原理和参加反应的物质的化合价的变化可知，放电时，右侧为负极，电极反应式为V2＋－e－===V3＋，左侧为正极，电极反应式为VO＋e－＋2H＋===VO2＋＋H2O；充电时，右侧为阴极，电极反应式为V3＋＋e－===V2＋，左侧为阳极，电极反应式为VO2＋＋H2O－e－===VO＋2H＋。放电时，正极每消耗2 mol H＋，转移1 mol电子，因为氢离子要平衡电荷，则有1 mol H＋从负极区通过质子交换膜移向正极区，C错误。
4．D。解析：锂是摩尔质量最小的金属元素，因此制成的电池具有很高的比能量，A正确；根据总反应可判断，负极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6，B正确；从图示可知，放电时锂离子从石墨晶格中脱出，通过电解质迁移到层状正极表面后嵌入正极氧化物晶格中，C正确；充电时，Li＋嵌入石墨(C6)电极变成LixC6，电极反应式为
xLi＋＋C6＋xe－===LixC6，则石墨电极增重的质量就是Li＋的质量，根据关系式：
xLi＋　　～　　xe－
1 mol 1mol
可知若转移1 mol e－，石墨电极将增多1 mol Li＋，即增重7 g，D错误。
5．A。解析：该装置中电极甲为负极，电极乙为正极，所以O2－由电极乙移向电极甲，A项正确；电池的总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，B项错误；当电极甲上消耗1 mol N2H4时，电极乙上就有1 mol O2参与反应，但题目没有指明是否处于标准状况，C项错误；在外电路中，电子由负极(电极甲)移向正极(电极乙)，D项错误。
【高考真题演练】
1．C。解析：由题中信息可知，b电极为负极，发生反应Cu2O－2e－＋2OH－===2CuO＋H2O，然后再发生
2CuO＋C6H12O6===Cu2O＋C6H12O7；a电极为正极，发生反应O2＋2H2O＋4e－===4OH－，在这个过程中发生的总反应为2C6H12O6＋O2===2C6H12O7。A．由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的O2在a电极上得电子生成OH－，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；b电极为电池负极， Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为Cu2O－2e－＋2OH－===2CuO＋H2O，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为Cu2O，则电池总反应为2C6H12O6＋O2===2C6H12O7，A正确；B．b电极上CuO将葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸后被还原为Cu2O，Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B正确；C．根据反应2C6H12O6＋O2===2C6H12O7可知，1 mol C6H12O6参加反应时转移2 mol电子，18 mg C6H12O6的物质的量为0.1 mmol，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C错误；D．原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故Na+迁移方向为ba，D正确。综上所述，本题选C。
2．C。解析：由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料；负极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn；正极上发生I＋2e－===3I－，则充电时，该电极为阳极，电极反应式为3I－－2e－===I。A．标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由N提供孤电子对、Zn2＋提供空轨道形成的配位键，A正确；B．由以上分析可知，该电池总反应为Zn＋IZn2＋＋3I－，B正确；C．充电时，阴极电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C错误；D．放电时，负极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，因此消耗0.65 g Zn(物质的量为0.01 mol)，理论上转移0.02 mol电子，D正确；综上所述，本题选C。
3．B。解析：由原电池中电子移动方向可知，CuAg为负极，HCHO失去电子生成HCOO－和H2，电极方程式为：2HCHO＋4OH－－2e－＝2HCOO－＋H2↑＋2H2O，CuRu为正极，NO得到电子生成NH3，电极方程式为：NO＋6H2O＋8e－＝NH3↑＋9OH－，以此解答。A．由分析可知，CuAg为负极，HCHO失去电子生成HCOO-和H2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：2HCHO＋4OH－－2e－＝2HCOO－＋H2↑＋2H2O，A错误；
B．由分析可知，CuRu为正极，NO得到电子生成NH3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：NO＋6H2O＋8e－＝NH3↑＋9OH－，B正确；C．质子交换膜只允许H+通过，C错误；D．由分析可知，负极电极方程式为：2HCHO＋NO－2e－＝2HCOO－＋H2↑＋2H2O，正极电极方程式为：NO＋6H2O＋8e－＝NH3↑＋9OH－，总反应为8HCHO＋NO＋7OH－＝NH3↑＋8HCOO－＋4H2↑＋2H2O，处理废水过程中消耗OH－，溶液pH减小，需补加 KOH，D错误；故选B。
4．C。解析：Zn具有比较强的还原性，MnO2具有比较强的氧化性，自发的氧化还原反应发生在Zn与MnO2之间，所以MnO2电极为正极，Zn电极为负极，则充电时MnO2电极为阳极、Zn电极为阴极。A．充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即 Zn2＋向阴极方向迁移，A不正确；
B．放电时，负极的电极反应为 Zn－e－＝Zn2＋，则充电时阴极反应为 Zn2＋＋2e－＝Zn，即充电时Zn元素化合价应降低，而选项中Zn元素化合价升高，B不正确；C．放电时MnO2电极为正极，正极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4，则正极上主要发生的电极反应是MnO2＋H2O＋e－＝MnOOH＋OH－，C正确；D．放电时，Zn电极质量减少0.65g（物质的量为0.010mol），电路中转移0.020mol电子，由正极的主要反应MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－可知，若正极上只有MnOOH生成，则生成MnOOH的物质的量为0.020mol，但是正极上还有生成，因此，MnOOH的物质的量小于0.020mol，D不正确；综上所述，本题选C。
5．C。解析：由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料；负极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn；正极上发生I＋2e－===3I－，则充电时，该电极为阳极，电极反应式为3I－－2e－===I。A．标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由N提供孤电子对、Zn2＋提供空轨道形成的配位键，A正确；B．由以上分析可知，该电池总反应为Zn＋IZn2＋＋3I－，B正确；C．充电时，阴极电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C错误；D．放电时，负极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，因此消耗0.65 g Zn(物质的量为0.01 mol)，理论上转移0.02 mol电子，D正确；综上所述，本题选C。
6．C。解析：放电时CO2转化为MgC2O4，碳元素化合价由+4价降低为+3价，发生还原反应，所以放电时，多孔碳纳米管电极为正极、Mg电极为负极，则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、Mg电极为阴极：
定位：二次电池，放电时阳离子向正极移动，充电时阳离子向阴极移动
电极 过程 电极反应式
Mg电极 放电 Mg－2e－===Mg2＋
充电 Mg2＋＋2e－===Mg
多孔碳纳米管电极 放电 Mg2＋＋CO2＋2e－===MgC2O4
充电 MgC2O4－2e－===CO2↑＋Mg2＋
A．根据以上分析，放电时正极反应式为Mg2＋＋CO2＋2e－===MgC2O4、负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，将放电时正、负电极反应式相加，可得放电时电池总反应：2CO2＋Mg===MgC2O4，故A正确；B．充电时，多孔碳纳米管电极上发生失电子的氧化反应，则多孔碳纳米管在充电时是阳极，与电源正极连接，故B正确；C．充电时，Mg电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向Mg2＋电极，同时Mg2＋向阴极迁移，故C错误；D．根据放电时的电极反应式Mg2＋＋CO2＋2e－===MgC2O4可知，每转移2 mol电子，有2 mol CO2参与反应，因此每转移1 mol电子，理论上可转化1 mol CO2，故D正确；故答案为：C。
7．A。解析：放电时嵌入PbSe中的Na变成Na+后脱嵌，则右侧电极为负极，Na失电子生成Na+；Na+透过允许Na+通过的隔膜从右侧进入左侧，则左侧为正极。A．外电路通过1mol电子时，负极有1molNa失电子生成Na+进入右侧溶液，溶液中有1molNa+从右侧进入左侧，并与正极的Na3-xV2(PO4)3结合，则理论上两电极质量变化的差值为2mol×23g/mol=46g，A错误；B．充电时，左侧电极为阳极，Na3V2(PO4)3失电子生成Na3-xV2(PO4)3，则阳极电极反应为：Na3V2(PO4)3－xe－＝Na3－xV2(PO4)3＋xNa+，B正确 ；C．放电一段时间后，负极产生的Na+的物质的量与负极区通过隔膜进入左极区的Na+的物质的量相同，进入左极区的Na+与参加左侧正极反应的Na+的物质的量相同，所以电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变，C正确 ；D．Na能与水反应，所以电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换，D正确 ；故选 A。
【课时精练】
1．B
2．C。解析：根据正极反应式PbSO4＋2Li＋＋2e－===Li2SO4＋Pb可知，每转移0.1 mol电子，理论上生成10.35 g Pb，C错误。
3．D。解析：
4．B。解析：放电时，Fe是负极，发生氧化反应，NiO2是正极，发生还原反应，A正确；放电时Fe作负极，Fe与酸反应不能生成Fe(OH)2，故电极不能浸入酸性电解质溶液中，B错误；充电时阴极的电极反应与放电时负极的电极反应互为逆反应，所以充电时阴极的电极反应式为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，C正确；蓄电池放电时为原电池，原电池电解质溶液中的阴离子向负极移动，D正确。
5．C。解析：NO－空气燃料电池中氧气发生还原反应，故a为正极、b为负极，A错误；原电池中氢离子向正极移动，故电池工作时H＋透过质子交换膜从左向右移动，B错误；b电极上NO失去电子发生氧化反应生成硝酸，C正确；没有标明所处状况，不能计算氧气的体积，D错误。
6．D。解析：根据光催化电极a上CO2转化为CO，发生还原反应，知a为正极，则b为负极，光催化电极的电势：a＞b，A项正确；负极上降解为和HOCH2CH2OH，HOCH2CH2OH发生氧化反应转化为HOCH2COO－，电极反应式为HOCH2CH2OH－4e－＋5OH－===HOCH2COO－＋4H2O，负极区消耗OH－，溶液的pH减小，B项正确；正极区CO2转化为CO，电极反应为CO2＋2e－＋2HCO===CO＋2CO＋H2O，C项正确；由正、负极的电极反应及电解液保持电中性知，当电路中通过1 mol电子时，正极区溶液增加 0.5 mol O，同时1 mol K＋通过阳离子交换膜进入正极区，溶液质量增大8 g＋39 g＝47 g，D项错误。
7．C。解析：根据元素化合价的变化判断电极，CH3COO－→HCO，C的化合价升高，失电子，发生氧化反应，B极作负极，A错误。微生物膜主要作催化剂，催化反应的进行，B错误。A极电极反应式为＋
H＋＋2e－===Cl－＋，C正确。由B极电极反应式CH3COO－－8e－＋4H2O===2HCO＋9H＋可知，除去0.1 mol CH3COO－时，转移电子的物质的量为0.8 mol，故有0.8 mol H＋通过质子交换膜从B极移向A极，D错误。
7．C。解析：原电池中阳离子移向正极、阴离子移向负极，从而达到脱盐的目的，因此Y为阳离子交换膜，X为阴离子交换膜，A错误；由题图可知，负极CH3COO－失电子生成二氧化碳，负极反应式为CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋，生成了H＋，溶液碱性减弱，B错误，C正确；转移2 mol电子，有2 mol钠离子和2 mol氯离子分别通过阳、阴离子交换膜，可除去2 mol氯化钠，质量为 2 mol×58.5 g/mol＝117 g，D错误。
8．C。解析：根据装置图可知，Fe-Co合金作电池的负极，C2H6在负极失去电子，发生的电极反应：C2H6－2e－===C2H4＋2H＋；右侧为正极，氧气得电子与氢离子反应生成水。该装置为原电池，将化学能转化为电能，A错误；H＋向正极移动，即向右侧迁移，B错误；每消耗0.1 mol C2H6，转移0.2 mol电子，需要消耗0.05 mol氧气，则需消耗标准状况下的空气5.6 L(设空气中氧气的体积分数为20%)，D错误。
9．D。解析：该装置中，根据电子流向知，GaN是负极、Cu是正极，A正确；负极反应式为2H2O－4e－===
4H＋＋O2↑，正极反应式为CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O，电解质溶液中阳离子向正极移动，B、C正确；反应CO2＋2H2OCH4＋2O2中每消耗1 mol CO2，转移8 mol e－，D错误。
10．C
11．D。解析：由反应2HCl＋2Ag(s)2AgCl(s)＋H2↑可知，充电时，当左边电极生成1 mol H2时，电解质溶液中会减少2 mol HCl，则减少的质量为73 g，故D错误。
12．B。解析：　
原电池中阳离子向正极移动，C正确；增大储液罐体积，反应物的量增多，液流电池的储能容量提高，D正确。
13．C。解析：由题图可知，电池左边a充入燃料HCOOH，是负极，发生氧化反应；右边b充入O2，是正极，发生还原反应。a极发生氧化反应，电极反应为HCOO－＋2OH－－2e－===HCO＋H2O，C错误。
14．B。解析：A项，放电时化学能转化为电能，错误；B项，由题图知，电极a上，VO在酸性条件下转化为VO2＋，V的化合价由＋5价降低为＋4价，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。
15．B。解析：由题图可知，O2在电极B得电子生成H2O，则电极B为正极，电极方程式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，电极A为负极，电极方程式为X－2e－===Y＋2H＋。电子由负极流出沿导线流入正极，所以电子流向：电极A→负载→电极B，A、C错误；葡萄糖分子式为C6H12O6，反应后生成CO2，C元素由0价升高到＋4价，处理0.25 mol有机物，电路中转移电子0.25 mol×4×6＝6 mol，B正确；未说明氧气是否处于标准状况，无法计算22.4 L氧气的物质的量，D错误。
16．C。解析：燃料电池放电过程中，负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，电子由负极经外电路流向正极，由题图中电子的移动方向知，电极Ⅰ为负极，A正确；由分析知，负极反应式：H2O2－2e－＋
2OH－===2H2O＋O2↑，正极反应式：H2O2＋2e－＋2H＋===2H2O，B正确；该电池放电过程中，正极区的H＋来自H2SO4，负极区的OH－来自KOH，K＋通过阳离子交换膜进入正极区与SO结合生成K2SO4，因此该电池的总反应方程式为2H2O2＋2KOH＋H2SO4===4H2O＋K2SO4＋O2↑，C错误；由该电池的工作原理可知，在酸性环境中H2O2以氧化性为主，在碱性环境中H2O2以还原性为主，D正确。
17．C。解析：Cr2O具有强氧化性，易发生得电子的还原反应，结合图示可判断a极为负极、b极为正极，结合装置中含有质子交换膜，可对电极反应进行如下分析：
负极(a极)：CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋，正极(b极)：Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O，根据上述分析可知，A正确，C错误；在微生物作用下，甲醇的反应速率加快，B正确；放电过程中，正极反应消耗的H＋比从负极室迁移过来的H＋多，则b极附近溶液pH升高，D正确。
18．B。解析：O2在电极b上发生得电子的还原反应，A项错误；由题图知，HS－在负极上失去电子转化为SO，B项正确；电路中通过的电子与通过质子交换膜的H＋量相等，C项错误；高温会导致两种菌失活，反应变慢，D项错误。
19．D。解析：放电时负极的电极反应较复杂，但正极反应式已给出，电池总反应很容易书写，则选用“加减法”：
放电时，负极为Ce/CeF3电极，正极为CuF2/Cu电极，则充电时，阴极为Ce/CeF3电极，阳极为CuF2/Cu电极。充电时，阴离子向阳极移动，则[(FH)nF]－移向CuF2/Cu电极，A错误。放电时，Ce/CeF3电极生成CeF3，则充电时Ce/CeF3电极应消耗CeF3，B错误。放电时，CuF2/Cu电极的电极反应式为CuF2＋4[(FH)3F]－＋2e－===Cu＋6[(FH)2F]－，该电极每减少3.8 g，转移电子×2＝0.2 mol，该电池输出的电荷量为96 500 C/mol×0.2 mol＝19 300 C，C错误。
20．C
21．(1)①FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3↓＋5OH－　
②右　左　
③使用时间长、工作电压稳定
(2)N2＋8H＋＋6e－===2NH　氯化铵(或NH4Cl)
(3)负极　CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋　11.2
(4)①SO2－2e－＋2H2O===4H＋＋SO
②2 mol
(5)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑ 出现白雾，有刺激性气味的气体生成　SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑
沿导线
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