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第18讲　原电池及其应用
练习1　原电池原理　化学电源
1. (2024·江苏各地模拟)下列说法错误的是( 　　)
A. 甲醇和氧气在酸性条件下可构成燃料电池，该电池工作时甲醇在负极被氧化
B. “天目一号”气象星座卫星的光伏发电系统工作时可将化学能转化为电能
C. “AG60E”电动飞机使用的动力型锂电池具有质量轻、比能量高的特点
D. 碱性氢氧燃料电池正极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－
2. (2024·江苏各地模拟)下列说法正确的是( 　　)
A. 锂-空气电池是一种二次电池，放电时主要产物为Li2O2，充电时阴极产物易形成固态枝晶，导致电池短路。锂-空气电池充电时的阳极反应为O＋2e－===2O2－
B. 某工序利用原电池来实现N2H4·H2O溶液生产N2和NH3，则N2是正极产物
C. 铅锑合金导热性好，可用作铅蓄电池的电极材料
D. O2具有氧化性，可作为燃料电池的氧化剂
3. (2024·南京市玄武高级中学) 热电厂尾气经处理得到较纯的SO2，可用于原电池法生产硫酸，其工作原理如图所示。电池工作时，下列说法不正确的是( 　　)
A. 电极b为正极
B. 溶液中H＋由a极区向b极区迁移
C. 电极a的电极反应式：SO2－2e－＋2H2O===4H＋＋SO
D. a极消耗SO2与b极消耗O2两者物质的量相等
4. (2023·扬州广陵红桥中学)锌-空气电池可用作电动车的动力电源，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( 　　)
A. 该装置将电能转变为化学能
B. 石墨为负极
C. 电子经外电路由Zn流向石墨
D. 氧气在石墨电极上发生氧化反应
5. (2023·南通联考)微生物电池的总反应：C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( 　　)
A. 放电时正极产生CO2
B. 微生物所在电极区放电时发生氧化反应
C. 电池工作时，质子移向O2所在电极
D. O2所在电极区发生的反应：O2＋4H＋＋4e-===2H2O
6. (2023·南通阶段考试)为了便于酒驾测试，生产了一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，电池总反应为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O。下列有关说法正确的是( 　　)
A. 检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动
B. 若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气
C. 负极上发生的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋
D. 正极上发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－　
7. (2023·连云港期中)下列有关金属的保护方法的说法正确的是( 　　)
A. 常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B. 白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀仍很慢
C. 轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，利用的是牺牲阴极法
D. 钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，利用的是钢铁的电化学保护法
8. 物质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池称为浓差电池。如图是由Ag电极和硝酸银溶液组成的电池(c1A. Ag＋由交换膜右侧向左侧迁移
B. B极为正极，发生氧化反应
C. 若外电路通过0.1 mol 电子，则右侧溶液减轻6.2 g
D. 原电池的总反应不一定是氧化还原反应
9. (2022·扬州期末)某水处理剂由纳米铁粉附着在多孔炭粉的表面复合而成，利用原电池原理处理弱酸性废水中的NO时，其表面发生如图所示反应。下列说法正确的是( 　　)
A. 电池工作时，H＋向负极移动
B. 正极附近溶液的酸性增强
C. 负极的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋
D. 与单独使用纳米铁粉相比，该水处理剂能加快NO的去除速率
10. (2020·江苏卷)将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是( 　　)
A. 阴极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
B. 金属M的活动性比Fe的活动性弱
C. 钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D. 钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
11. (2023·海安中学)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6.02×1023个电子
12. (2023·淮安马坝中学)(1) 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式是________________________________________________，A是_________(填名称)。
(2) 利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2－可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O2－的移动方向____________(填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应为________________________________________________。
13. (2023·扬州中学)(1) 普通锌锰干电池放电时的主要反应为Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)，其结构如图所示。
①电池中属于盐的电解质为_______________。
②负极反应式为_______________________________________________________________________。
③放电时，正极上发生反应的物质是____________；NH向______(填“正极”或“负极”)移动。
(2) 表面积相同的废锌皮(杂质不与硫酸反应)和纯锌片分别与同浓度的稀硫酸反应，产生氢气速率较快的是_________，原因是_____________________________________________________________________。若用过量的纯锌片与一定量的稀硫酸反应，为了加快反应速率又不影响产生氢气的量，下列措施可行的是______(填字母)。
A. 微热
B. 加入适量氧化铜
C. 加入少量硫酸铜溶液第18讲　原电池及其应用
练习1　原电池原理　化学电源
1. (2024·江苏各地模拟)下列说法错误的是(B)
A. 甲醇和氧气在酸性条件下可构成燃料电池，该电池工作时甲醇在负极被氧化
B. “天目一号”气象星座卫星的光伏发电系统工作时可将化学能转化为电能
C. “AG60E”电动飞机使用的动力型锂电池具有质量轻、比能量高的特点
D. 碱性氢氧燃料电池正极反应：
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
【解析】 光伏发电系统工作时可将光能转化为电能，B错误。
2. (2024·江苏各地模拟)下列说法正确的是(D)
A. 锂-空气电池是一种二次电池，放电时主要产物为Li2O2，充电时阴极产物易形成固态枝晶，导致电池短路。锂-空气电池充电时的阳极反应为O＋2e－===2O2－
B. 某工序利用原电池来实现N2H4·H2O溶液生产N2和NH3，则N2是正极产物
C. 铅锑合金导热性好，可用作铅蓄电池的电极材料
D. O2具有氧化性，可作为燃料电池的氧化剂
【解析】 锂-空气电池充电时阳极发生氧化反应，电极反应式为Li2O2－2e－===2Li＋＋O2↑，A错误；由化合价变化可知，该原电池中N2H4·H2O在负极失去电子发生氧化反应生成氮气，故N2是负极产物B错误；铅锑合金具有导电性，且能参与电极反应从而用作电极材料，与其导热性好无关，C错误；O2具有氧化性，可作为燃料电池的氧化剂，D正确。
3. (2024·南京市玄武高级中学) 热电厂尾气经处理得到较纯的SO2，可用于原电池法生产硫酸，其工作原理如图所示。电池工作时，下列说法不正确的是(D)
A. 电极b为正极
B. 溶液中H＋由a极区向b极区迁移
C. 电极a的电极反应式：
SO2－2e－＋2H2O===4H＋＋SO
D. a极消耗SO2与b极消耗O2两者物质的量相等
【解析】 该装置为原电池，电极a为负极，负极反应式为SO2－2e－＋2H2O===4H＋＋SO，电极b为正极，正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，A、C正确；根据原电池工作原理，H＋从a极区移向b极区，B正确；根据电子转移守恒，a极消耗SO2与b极消耗O2二者物质的量之比为2∶1，D错误。
4. (2023·扬州广陵红桥中学)锌-空气电池可用作电动车的动力电源，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(C)
A. 该装置将电能转变为化学能
B. 石墨为负极
C. 电子经外电路由Zn流向石墨
D. 氧气在石墨电极上发生氧化反应
【解析】 该装置是原电池装置，可将化学能转化为电能，A错误；空气中的O2在石墨电极上得电子发生还原反应，故石墨为正极，B、D错误；电子经过导线由负极(Zn)流向正极(石墨)，C正确。
5. (2023·南通联考)微生物电池的总反应：C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是(A)
A. 放电时正极产生CO2
B. 微生物所在电极区放电时发生氧化反应
C. 电池工作时，质子移向O2所在电极
D. O2所在电极区发生的反应：
O2＋4H＋＋4e-===2H2O
【解析】 通入O2的一极是正极，放电时，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，正极产生H2O，A错误，D正确；微生物所在电极区为负极，发生氧化反应，B正确；质子通过质子交换膜从负极区移向正极(O2所在电极)区，C正确。
6. (2023·南通阶段考试)为了便于酒驾测试，生产了一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，电池总反应为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O。下列有关说法正确的是(C)
A. 检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动
B. 若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气
C. 负极上发生的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋
D. 正极上发生的反应为
O2＋4e－＋2H2O===4OH－　
【解析】 检测时，电解质溶液中的H＋(阳离子)向正极移动，A错误；由关系式：O2～4e－知，若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗2.24 L(即0.1 mol)O2，B错误；CH3CH2OH在负极失电子转化为CH3COOH，C正确；电解质溶液显酸性，产物中不能出现OH－，D错误。
7. (2023·连云港期中)下列有关金属的保护方法的说法正确的是(B)
A. 常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B. 白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀仍很慢
C. 轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，利用的是牺牲阴极法
D. 钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，利用的是钢铁的电化学保护法
【解析】 搪瓷层破损后，Fe直接暴露在空气中，容易发生电化学腐蚀，搪瓷层破损后不能再起到防止生锈的作用，A错误；镀锌层破坏后，Zn作原电池的负极，失电子，Fe作正极，Zn继续保护Fe，B正确；轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，利用的是牺牲阳极法，C错误；钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，在金属表面覆盖保护层，不属于电化学保护法，D错误。
8. 物质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池称为浓差电池。如图是由Ag电极和硝酸银溶液组成的电池(c1A. Ag＋由交换膜右侧向左侧迁移
B. B极为正极，发生氧化反应
C. 若外电路通过0.1 mol 电子，则右侧溶液减轻6.2 g
D. 原电池的总反应不一定是氧化还原反应
【解析】 A极的质量不断减轻，则A极为负极，B极为正极，由于装置中所用的隔膜为阴离子交换膜，则只允许阴离子通过，故NO由交换膜右侧向左侧迁移，A错误；A极为负极，发生氧化反应，B极为正极，发生还原反应，B错误；若外电路通过0.1 mol 电子，则右侧溶液中有0.1 mol NO向左侧迁移，0.1 mol Ag＋得到电子生成Ag，故右侧溶液减少0.1 mol AgNO3，即减轻17.0 g，C错误。
9. (2022·扬州期末)某水处理剂由纳米铁粉附着在多孔炭粉的表面复合而成，利用原电池原理处理弱酸性废水中的NO时，其表面发生如图所示反应。下列说法正确的是(D)
A. 电池工作时，H＋向负极移动
B. 正极附近溶液的酸性增强
C. 负极的电极反应式为
Fe－3e－===Fe3＋
D. 与单独使用纳米铁粉相比，该水处理剂能加快NO的去除速率
【解析】 电池工作时，H＋向正极移动，A错误；NO在正极上得电子被还原成NH，消耗H＋，正极附近溶液的酸性减弱，B错误；负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，C错误；与单独使用纳米铁粉相比，该水处理剂利用了原电池原理，能加快NO的去除速率，D正确。
10. (2020·江苏卷)将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是(C)
A. 阴极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
B. 金属M的活动性比Fe的活动性弱
C. 钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D. 钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
【解析】 阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护，不失电子，A错误；阳极金属M实际为原电池装置的负极，一般，原电池中负极金属比正极活泼，故金属M的活动性比Fe的活动性强，B错误；金属M失电子，电子经导线流入钢铁设施，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子，从而被保护，C正确；海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，故钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，D错误。
11. (2023·海安中学)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(B)
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6.02×1023个电子
【解析】 原电池放电时，化学能主要转化为电能，A错误；由图可知，a电极上的反应为VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O，B正确；由VO―→VO2＋知，V元素的化合价降低，则a电极是正极，b电极是负极，阳离子由负极(b极)移向正极(a极)，C错误；由V2＋―→V3＋知，1 mol V2＋参与反应，失去约6.02×1023个电子，D错误。
12. (2023·淮安马坝中学)(1) 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式是N2＋8H＋＋6e－===2NH，A是氯化铵(填名称)。
(2) 利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2－可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O2－的移动方向从b到a(填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应为CO＋O2－－2e－===CO2。
13. (2023·扬州中学)(1) 普通锌锰干电池放电时的主要反应为Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)，其结构如图所示。
①电池中属于盐的电解质为NH4Cl。
②负极反应式为Zn－2e－＋2NH===[Zn(NH3)2]2＋＋2H＋。
③放电时，正极上发生反应的物质是MnO2；NH向正极(填“正极”或“负极”)移动。
(2) 表面积相同的废锌皮(杂质不与硫酸反应)和纯锌片分别与同浓度的稀硫酸反应，产生氢气速率较快的是废锌皮，原因是废锌皮在稀硫酸中可构成原电池，产生H2速率较快。若用过量的纯锌片与一定量的稀硫酸反应，为了加快反应速率又不影响产生氢气的量，下列措施可行的是AC(填字母)。
A. 微热
B. 加入适量氧化铜
C. 加入少量硫酸铜溶液
练习2　原电池综合
1. (2023·常州一中)纳米零价铁除去酸性废水中的三氯乙烯、五价砷的原理如图所示。下列说法正确的是(D)
A. 该处理过程中将电能转化为化学能
B. 该处理过程中纳米零价铁中的Fe为正极
C. 每生成11.2 L乙烷，转移0.4 mol电子
D. 酸性废水中的五价砷除去过程中，As和S都被Fe2＋还原了
【解析】 该处理过程利用的是原电池原理，即将化学能转化为电能，A错误；Fe元素的化合价由0升高到＋2，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，作原电池的负极，B错误；气体所处状况未知，无法进行计算，C错误；由反应：14Fe2＋＋SO＋AsO＋14H＋===FeAsS↓＋13Fe3＋＋7H2O知，As、S元素的化合价均降低，故酸性废水中的五价砷除去过程中，As和S都被Fe2＋还原了，D正确。
2. (2023·镇江期中)国内某高校化学研究团队利用微生物电池除去废水中的CH3COO－，该电池装置如图所示。下列有关该电池的说法正确的是(D)
A. 该电池能在高温下工作
B. 不锈钢是电池的负极
C. 石墨电极发生的电极反应：
CH3COO－＋8e－＋7OH－===2CO2↑＋5H2O
D. 电池工作时，H＋透过质子交换膜向不锈钢电极迁移
【解析】 高温下，微生物容易失去活性，该电池不能在高温下工作，A错误；由[Fe(CN)6]3－―→[Fe(CN)6]4－知，不锈钢电极上得电子发生还原反应，故不锈钢是电池的正极，B错误；石墨电极是电池的负极，石墨电极上发生失电子的氧化反应，不能得电子，C错误；电池工作时，H＋透过质子交换膜向正极(不锈钢电极)移动，D正确。
3. (2023·扬州中学)利用假单胞菌分解有机物的电化学原理如图所示。下列说法正确的是(C)
A. 该电池能在高温下工作
B. 该电池工作时，电流由A电极经用电器流入B电极
C. 　A电极是负极，电极反应式为
D. 电池工作过程中，H＋从右室透过质子交换膜移动到左室
【解析】 高温下，菌株容易失去活性，故该电池不能在高温下工作，A错误；由O2―→H2O知，B电极得电子发生还原反应，B电极是正极，则A电极为负极，原电池工作时，电流由正极(B电极)经用电器流入负极(A电极)，B错误；A电极是负极，发生失电子的氧化反应，C正确；电池工作过程中，H＋从左室(负极区)透过质子交换膜移动到右室(正极区)，D错误。
4. (2023·响水中学)某科研小组设计如图所示的原电池装置制取硫酸并处理含氯废水 [c(ClO)＝0.2 mol/L]。下列有关说法正确的是(D)
A. 电极A为原电池负极，电极材料可以选用Fe
B. Ⅰ区溶液中c(H＋)升高，Ⅱ区溶液中c(H＋)降低
C. 电极A的电极反应式为SO2－2e－＋2H2O===SO＋2H＋
D. 每消耗32 g SO2气体，理论上可以处理1.25 L含氯废水
【解析】 SO2在负极上失去电子生成较浓硫酸，则电极A为原电池负极，Fe作负极时，Fe会失去电子，电极材料不可以选用Fe，A错误；电极A区，SO2失去电子生成较浓硫酸，溶液中c(H＋)升高，电极B区：Fe3＋＋e－===Fe2＋，Ⅰ区溶液中的部分H＋穿过质子交换膜进入Ⅱ区，Ⅱ区溶液中c(H＋)也升高，B错误；电荷、原子均不守恒，C错误；每消耗32 g(即0.5 mol)SO2气体，转移电子的物质的量为1 mol，由得失电子守恒知，电极B(Fe3＋＋e－===Fe2＋)产生1 mol Fe2＋，由反应4Fe2＋＋ClO＋4H＋===4Fe3＋＋Cl－＋2H2O知，1 mol Fe2＋可以反应0.25 mol ClO，理论上可以处理＝1.25 L含氯废水，D正确。
5. (2023·徐州期中)羟胺(NH2OH)常用于有机合成。一种电化学法制取盐酸羟胺(NH3OHCl)的装置原理如图所示，已知铁可作NO反应的催化剂。下列说法正确的是(B)
A. 放电时Pt电极有Cl2生成
B. 放电时的正极反应式为
NO＋3e－＋4H＋===NH3OH＋
C. 放电时，电路中每转移1 mol e－，负极区将增加1 mol H＋
D. 将质子交换膜改成阴离子交换膜，放电时的电极反应将发生变化
【解析】 放电时，H2在Pt电极表面发生失电子的氧化反应，没有Cl2生成，A错误；放电时，NO在正极上得电子发生还原反应，电极反应式为NO＋3e－＋4H＋===NH3OH＋，B正确；原电池工作时，阳离子从负极移向正极，根据电荷守恒，电路中每转移1 mol e－，正极区将增加1 mol H＋，C错误；放电过程中，使用质子交换膜时，H＋向含铁电极迁移，改用阴离子交换膜时，Cl－向Pt电极迁移，改变交换膜种类后，放电时的电极反应不变，D错误。
6. (2023·南师附中)下列有关NaBH4和H2O2组成燃料电池的说法正确的是(B)
A. BH中不含配位键，与甲烷互为等电子体
B. 放电过程中，电极b区的溶液pH上升
C. 放电过程中，1 mol H2O2参与反应，失去约2×6.02×1023个电子
D. a电极上的反应：
BH＋8OH－＋8e－===BO＋6H2O
【解析】 BH中，B原子提供空轨道、H－提供孤电子对形成配位键，A错误；放电过程中，电极b的反应式为H2O2＋2e－===2OH－，c(OH－)增大，溶液pH上升，B正确；1 mol H2O2参与反应，得到约2×6.02×1023个电子，C错误；电极a上，BH发生失去电子的氧化反应，不是得到电子，D错误。
7. (2024·连云港一模)用如图所示的新型电池可以处理含CN－的碱性废水，同时还可以淡化海水。下列说法正确的是(D)
A. a极电极反应式：2CN－＋10e－＋12OH－===2CO＋N2↑＋6H2O
B. 电池工作一段时间后，右室溶液的pH减小
C. 交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，交换膜Ⅱ为阴离子交换膜
D. 若将含有26 g CN－的废水完全处理，理论上可除去NaCl的质量为292.5 g
【解析】 由图可知，a极CN－在碱性条件下失去电子生成N2和CO，电极反应式为2CN－－10e－＋12OH－===2CO＋N2↑＋6H2O，a极为负极，则b极为正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，A错误；b极消耗氢离子，右室溶液pH增大，B错误；Cl－通过交换膜Ⅰ进入左室，Na＋通过交换膜Ⅱ进入右室，则交换膜Ⅰ为阴离子交换膜，交换膜Ⅱ为阳离子交换膜，C错误；26 g CN－物质的量为1 mol，消耗1 mol CN－时转移5 mol电子，根据电荷守恒可知，可同时处理5 mol NaCl，其质量为292.5 g，D正确。
8. (2022·全国甲卷)一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2＋以[Zn(OH)4]2－存在)。电池放电时，下列叙述错误的是(A)
A. Ⅱ区的K＋通过隔膜向Ⅲ区迁移
B. Ⅰ区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移
C. MnO2电极反应式：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O
D. 电池总反应：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋===[Zn(OH)4]2－＋Mn2＋＋2H2O
【解析】 K＋从Ⅲ区通过隔膜迁移到Ⅱ区，A错误；Ⅰ区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移，Ⅱ区中K2SO4溶液的浓度增大，B正确；MnO2电极作正极，电极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，C正确；保持正、负极得失电子守恒，将正、负极反应相加，即可得总反应为Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋===[Zn(OH)4]2－＋Mn2＋＋2H2O，D正确。
9. 回答下列问题：
(1) (2024·苏锡常镇二模)丙烷燃料电池脱氢。一种质子导体燃料电池采用PSNT材料作阳极催化层，在阳极侧注入燃料气C3H8，阴极侧直接暴露于空气中，在650 ℃下可实现丙烷高效脱氢制丙烯。
①电池工作时，负极发生主要反应的电极反应式为
C3H8－2e－===C3H6＋2H＋。
②纯CO2氧化丙烷脱氢反应为C3H8＋CO2??C3H6＋CO＋H2O，与之相比，丙烷燃料电池脱氢制丙烯工艺的优点是反应物空气廉价易得，且在制备丙烯的同时可获得电能。
(2) (2024·东台中学)纳米铁碳微电技术是一种利用铁和碳的原电池反应去除水中污染物的技术达到无害排放，该技术处理酸性废水中NO时正极电极反应式为8H＋＋2NO＋6e－===N2↑＋4H2O。
(3) (2024·江苏联考)金属Al可以用来作电池的负极材料，一种Al-空气在碱性电解质中的总反应为4Al＋3O2＋6H2O＋4OH－===4[Al(OH)4]－。写出该Al-空气电池的负极反应式：
Al＋4OH－－3e－===[Al(OH)4]－。练习2　原电池综合
1. (2023·常州一中)纳米零价铁除去酸性废水中的三氯乙烯、五价砷的原理如图所示。下列说法正确的是( 　　)
A. 该处理过程中将电能转化为化学能
B. 该处理过程中纳米零价铁中的Fe为正极
C. 每生成11.2 L乙烷，转移0.4 mol电子
D. 酸性废水中的五价砷除去过程中，As和S都被Fe2＋还原了
2. (2023·镇江期中)国内某高校化学研究团队利用微生物电池除去废水中的CH3COO－，该电池装置如图所示。下列有关该电池的说法正确的是( 　　)
A. 该电池能在高温下工作
B. 不锈钢是电池的负极
C. 石墨电极发生的电极反应：CH3COO－＋8e－＋7OH－===2CO2↑＋5H2O
D. 电池工作时，H＋透过质子交换膜向不锈钢电极迁移
3. (2023·扬州中学)利用假单胞菌分解有机物的电化学原理如图所示。下列说法正确的是( 　　)
A. 该电池能在高温下工作
B. 该电池工作时，电流由A电极经用电器流入B电极
C. A电极是负极，电极反应式为
D. 电池工作过程中，H＋从右室透过质子交换膜移动到左室
4. (2023·响水中学)某科研小组设计如图所示的原电池装置制取硫酸并处理含氯废水 [c(ClO)＝0.2 mol/L]。下列有关说法正确的是( 　　)
A. 电极A为原电池负极，电极材料可以选用Fe
B. Ⅰ区溶液中c(H＋)升高，Ⅱ区溶液中c(H＋)降低
C. 电极A的电极反应式为SO2－2e－＋2H2O===SO＋2H＋
D. 每消耗32 g SO2气体，理论上可以处理1.25 L含氯废水
5. (2023·徐州期中)羟胺(NH2OH)常用于有机合成。一种电化学法制取盐酸羟胺(NH3OHCl)的装置原理如图所示，已知铁可作NO反应的催化剂。下列说法正确的是( 　　)
A. 放电时Pt电极有Cl2生成
B. 放电时的正极反应式为NO＋3e－＋4H＋===NH3OH＋
C. 放电时，电路中每转移1 mol e－，负极区将增加1 mol H＋
D. 将质子交换膜改成阴离子交换膜，放电时的电极反应将发生变化
6. (2023·南师附中)下列有关NaBH4和H2O2组成燃料电池的说法正确的是( 　　)
A. BH中不含配位键，与甲烷互为等电子体
B. 放电过程中，电极b区的溶液pH上升
C. 放电过程中，1 mol H2O2参与反应，失去约2×6.02×1023个电子
D. a电极上的反应：BH＋8OH－＋8e－===BO＋6H2O
7. (2024·连云港一模)用如图所示的新型电池可以处理含CN－的碱性废水，同时还可以淡化海水。下列说法正确的是( 　　)
A. a极电极反应式：2CN－＋10e－＋12OH－===2CO＋N2↑＋6H2O
B. 电池工作一段时间后，右室溶液的pH减小
C. 交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，交换膜Ⅱ为阴离子交换膜
D. 若将含有26 g CN－的废水完全处理，理论上可除去NaCl的质量为292.5 g
8. (2022·全国甲卷)一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2＋以[Zn(OH)4]2－存在)。电池放电时，下列叙述错误的是( 　　)
A. Ⅱ区的K＋通过隔膜向Ⅲ区迁移
B. Ⅰ区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移
C. MnO2电极反应式：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O
D. 电池总反应：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋===[Zn(OH)4]2－＋Mn2＋＋2H2O
9. 回答下列问题：
(1) (2024·苏锡常镇二模)丙烷燃料电池脱氢。一种质子导体燃料电池采用PSNT材料作阳极催化层，在阳极侧注入燃料气C3H8，阴极侧直接暴露于空气中，在650 ℃下可实现丙烷高效脱氢制丙烯。
①电池工作时，负极发生主要反应的电极反应式为
_________________________________________________________。
②纯CO2氧化丙烷脱氢反应为C3H8＋CO2??C3H6＋CO＋H2O，与之相比，丙烷燃料电池脱氢制丙烯工艺的优点是________________________________________________________________________。
(2) (2024·东台中学)纳米铁碳微电技术是一种利用铁和碳的原电池反应去除水中污染物的技术达到无害排放，该技术处理酸性废水中NO时正极电极反应式为________________________________________ _______________________。
(3) (2024·江苏联考)金属Al可以用来作电池的负极材料，一种Al-空气在碱性电解质中的总反应为4Al＋3O2＋6H2O＋4OH－===4[Al(OH)4]－。写出该Al-空气电池的负极反应式：
________________________________________________________________________。

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