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第30练　原电池　化学电源
高考真题演练
1．(2024·北京卷)酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是(　　)
A．石墨作电池的负极材料
B．电池工作时，NH向负极方向移动
C．MnO2发生氧化反应
D．锌筒发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋
2．(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===ZnMn2O4
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
3．(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b→a
4．(2024·福建卷)一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含Li＋有机溶液。放电过程中产生(CF3SO2)2NLi，充电过程中电解LiCl产生Cl2。下列说法正确的是(　　)
A．交换膜为阴离子交换膜
B．电解质溶液可替换为LiCl水溶液
C．理论上每生成1 mol Cl2，需消耗2 mol Li
D．放电时总反应：6Li＋N2＋4CF3SO2Cl===2(CF3SO2)2NLi＋4LiCl
5．(2023·辽宁卷)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是(　　)
A．放电时负极质量减小
B．储能过程中电能转变为化学能
C．放电时右侧H＋通过质子交换膜移向左侧
D．充电总反应：Pb＋SO＋2Fe3＋===PbSO4＋2Fe2＋
6．(2023·广东卷)负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl－实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是(　　)
A．Ag作原电池正极
B．电子由Ag经活性炭流向Pt
C．Pt表面发生的电极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．每消耗标准状况下11.2 L的O2，最多去除1 mol Cl－
7．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
8．如图所示是几种常见的化学电源示意图，有关说法正确的是(　　)
A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B．干电池工作时，H＋向锌筒移动
C．铅酸蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 g
D．氢氧燃料电池的正极反应一定是O2＋4e－＋2H2O===4OH－
9．Li FeS2电池的结构如图所示。
已知电池放电时的反应为4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S。
下列说法正确的是(　　)
A．Li为电池的正极
B．电池工作时，Li＋向负极移动
C．正极的电极反应式为FeS2＋4e－===Fe＋2S2－
D．将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，电池性能更好
10．(2025·辽宁省辽阳市高三质量检测)氢键在电池中的应用广泛，可精细调控电极和电解质的性质，提高可充电电池的性能。某可充电电池装置如图所示(其他阴离子不参与反应，已略去)。下列叙述错误的是(　　)
A．放电时，电极X为负极
B．放电时，阳离子向电极Y迁移
C．充电时，电极Y与电源正极连接
D．充电时，电极X的电极反应式为2H3O＋－2e－===H2↑＋2H2O
11．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
12．(2025·福建省南平市高三质量检测)锌－空气二次电池具有性能高、寿命长、可充电等优点，其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．充电时a极与直流电源的负极相连
B．放电过程中22.4 L O2(标准状况)参与反应时，有4 mol OH－由b极区向a极区迁移
C．充电过程中a极的电极反应为[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－
D．放电一段时间后，a极区c(KOH)大于b极区c(KOH)
13．(2025·潍坊市高三开学调研)内部重整式高温燃料电池具有良好的商业化前景，其工作原理如图所示，以CH4为原料，熔融碳酸盐为电解质。下列说法正确的是(　　)
A．放电时，a极产物X中的CO2均由CO放电产生
B．b极上电极反应式为O2＋CO2＋4e－===CO
C．电池放电时，b极电极电势高于a极
D．电池隔膜为阳离子交换膜
14．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
15．(2025·湖南省衡阳市高三期末)科学家设计了一种具有石墨正极的高容量可充电Li/Cl2电池，原理如图所示。氯化铝(AlCl3)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中，以氟化物(LiFSI)为溶剂。下列叙述正确的是(　　)
A．放电时，电解质溶液可以是AlCl3水溶液
B．放电时，石墨极的电极反应式为Cl2＋2e－＋2Li＋===2LiCl
C．充电时，石墨极与电源负极连接
D．充电时，转移2NA个电子时锂电极理论上消耗14 g锂
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．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－
18．(2025·辽宁省鞍山市高三期末)以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH O2、N2H4 O2、(CH3)2NNH2 O2清洁燃料电池，下列说法正确的是(　　)
A．放电过程中，K＋均向负极移动
B．放电过程中，KOH物质的量均减小
C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2 O2燃料电池的理论放电量最大
D．消耗1 mol O2时，理论上N2H4 O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2 L
二、非选择题
19．(1)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”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。
(2)(2025·江西省南昌市高三质量检测)一氧化二氮是一种强大的温室气体，也是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。它可由NH4NO3在加热条件下分解产生。
若将CO(g)还原N2O(g)的反应设计成如图的原电池装置，则该电池正极的电极反应式为____________________________________。
20．(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________________。
第30练　原电池　化学电源（解析版）
高考真题演练
1．(2024·北京卷)酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是(　　)
A．石墨作电池的负极材料
B．电池工作时，NH向负极方向移动
C．MnO2发生氧化反应
D．锌筒发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋
答案：D
解析：酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，负极发生失电子的氧化反应Zn－2e－===Zn2＋，A错误，D正确；原电池工作时，阳离子向正极(石墨电极)方向移动，B错误；MnO2发生得电子的还原反应，C错误。
2．(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===ZnMn2O4
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
答案：C
解析：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；放电时，负极的电极反应为Zn－2e－===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；放电时，Zn电极质量减少0.65 g(物质的量为0.010 mol)，电路中转移0.020 mol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0.020 mol，但是正极上还有ZnMn2O4生成，因此，生成MnOOH的物质的量小于0.020 mol，D不正确。
3．(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b→a
答案：C
解析：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＋4e－＋2H2O===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；根据电池总反应可知，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。
4．(2024·福建卷)一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含Li＋有机溶液。放电过程中产生(CF3SO2)2NLi，充电过程中电解LiCl产生Cl2。下列说法正确的是(　　)
A．交换膜为阴离子交换膜
B．电解质溶液可替换为LiCl水溶液
C．理论上每生成1 mol Cl2，需消耗2 mol Li
D．放电时总反应：6Li＋N2＋4CF3SO2Cl===2(CF3SO2)2NLi＋4LiCl
答案：D
解析：放电过程中产生(CF3SO2)2NLi，由题图可知，放电过程中氮气得到电子发生还原反应生成Li3N，Li3N又转化为(CF3SO2)2NLi和LiCl，则左侧电极为正极，右侧电极为负极；放电过程中负极锂失去电子形成锂离子，锂离子通过阳离子交换膜进入左侧生成(CF3SO2)2NLi和LiCl，A错误；锂为活泼金属，会和水反应，故电解质溶液不能为水溶液，B错误；充电过程中电解LiCl，阳极Cl－失去电子发生氧化反应产生Cl2：2Cl－－2e－===Cl2↑，锂离子在阴极得到电子发生还原生成锂单质：2Li＋＋2e－===2Li，则理论上每生成1 mol Cl2，同时生成2 mol Li，C错误。
5．(2023·辽宁卷)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是(　　)
A．放电时负极质量减小
B．储能过程中电能转变为化学能
C．放电时右侧H＋通过质子交换膜移向左侧
D．充电总反应：Pb＋SO＋2Fe3＋===PbSO4＋2Fe2＋
答案：B
解析：放电时Pb失电子，Fe3＋得电子，负极生成PbSO4，质量增加，A错误；放电时多孔碳电极为正极，阳离子向正极移动，则H＋从左侧通过质子交换膜移向右侧，C错误；充电总反应为2Fe2＋＋PbSO4===2Fe3＋＋Pb＋SO，D错误。
6．(2023·广东卷)负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl－实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是(　　)
A．Ag作原电池正极
B．电子由Ag经活性炭流向Pt
C．Pt表面发生的电极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．每消耗标准状况下11.2 L的O2，最多去除1 mol Cl－
答案：B
解析：O2在Pt电极得电子发生还原反应，Pt为正极，Ag失去电子发生氧化反应，Ag为负极，A错误；溶液为酸性，故Pt表面发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，C错误；每消耗标准状况下11.2 L的O2，转移2 mol电子，此时有2 mol Ag转化为Ag＋，故最多去除2 mol Cl－，D错误。
7．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
8．如图所示是几种常见的化学电源示意图，有关说法正确的是(　　)
A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B．干电池工作时，H＋向锌筒移动
C．铅酸蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 g
D．氢氧燃料电池的正极反应一定是O2＋4e－＋2H2O===4OH－
答案：A
9．Li FeS2电池的结构如图所示。
已知电池放电时的反应为4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S。
下列说法正确的是(　　)
A．Li为电池的正极
B．电池工作时，Li＋向负极移动
C．正极的电极反应式为FeS2＋4e－===Fe＋2S2－
D．将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，电池性能更好
答案：C
10．(2025·辽宁省辽阳市高三质量检测)氢键在电池中的应用广泛，可精细调控电极和电解质的性质，提高可充电电池的性能。某可充电电池装置如图所示(其他阴离子不参与反应，已略去)。下列叙述错误的是(　　)
A．放电时，电极X为负极
B．放电时，阳离子向电极Y迁移
C．充电时，电极Y与电源正极连接
D．充电时，电极X的电极反应式为2H3O＋－2e－===H2↑＋2H2O
答案：D
解析：充电时，电极X为阴极，发生还原反应，生成氢气，电极反应式为2H3O＋＋2e－===H2↑＋2H2O，D错误。
11．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。
12．(2025·福建省南平市高三质量检测)锌－空气二次电池具有性能高、寿命长、可充电等优点，其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．充电时a极与直流电源的负极相连
B．放电过程中22.4 L O2(标准状况)参与反应时，有4 mol OH－由b极区向a极区迁移
C．充电过程中a极的电极反应为[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－
D．放电一段时间后，a极区c(KOH)大于b极区c(KOH)
答案：D
解析：根据反应的自发性可知，活泼金属电池中金属往往作负极，故锌在负极放电，电极反应式为Zn＋4OH－－2e－===[Zn(OH)4]2－，氧气在正极放电，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。放电过程中，外电路中有4 mol电子通过时，a极区消耗8 mol OH－，同时有4 mol OH－由b极区向a极区迁移，a极区c(KOH)减小；b极区n(KOH)保持不变，但溶剂的量减小，即溶液的体积减小，b极区c(KOH)增大，故放电一段时间后，a极区c(KOH)小于b极区c(KOH)，D错误。
13．(2025·潍坊市高三开学调研)内部重整式高温燃料电池具有良好的商业化前景，其工作原理如图所示，以CH4为原料，熔融碳酸盐为电解质。下列说法正确的是(　　)
A．放电时，a极产物X中的CO2均由CO放电产生
B．b极上电极反应式为O2＋CO2＋4e－===CO
C．电池放电时，b极电极电势高于a极
D．电池隔膜为阳离子交换膜
答案：C
解析：
综合上述分析可知，A、B错误；由电极反应式可知，正极产生CO，负极消耗CO，则该电池隔膜允许CO通过，为阴离子交换膜，D错误。
14．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
答案：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，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，电极A为负极，电极反应式为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。
15．(2025·湖南省衡阳市高三期末)科学家设计了一种具有石墨正极的高容量可充电Li/Cl2电池，原理如图所示。氯化铝(AlCl3)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中，以氟化物(LiFSI)为溶剂。下列叙述正确的是(　　)
A．放电时，电解质溶液可以是AlCl3水溶液
B．放电时，石墨极的电极反应式为Cl2＋2e－＋2Li＋===2LiCl
C．充电时，石墨极与电源负极连接
D．充电时，转移2NA个电子时锂电极理论上消耗14 g锂
答案：B
解析：具有石墨正极的高容量可充电Li/Cl2电池，放电时，锂为负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，石墨为正极，电极反应式为Cl2＋2e－＋2Li＋===2LiCl；充电时，锂电极为阴极，发生还原反应：Li＋＋e－===Li，石墨极为阳极，发生氧化反应：2LiCl－2e－===Cl2＋2Li＋。锂是活泼金属，会与水反应，不能用水溶液，A错误；充电时石墨极为阳极，与电源正极连接，C错误；充电时，转移2NA个电子时锂电极理论上生成14 g锂，D错误。
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
答案：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．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：负极(N极)电极反应式：CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋，正极(M极)电极反应式：C6H5Cl＋2e－＋H＋===C6H6＋Cl－，故A错误。
18．(2025·辽宁省鞍山市高三期末)以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH O2、N2H4 O2、(CH3)2NNH2 O2清洁燃料电池，下列说法正确的是(　　)
A．放电过程中，K＋均向负极移动
B．放电过程中，KOH物质的量均减小
C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2 O2燃料电池的理论放电量最大
D．消耗1 mol O2时，理论上N2H4 O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2 L
答案：C
解析：碱性环境下，甲醇燃料电池总反应为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O，N2H4 O2清洁燃料电池总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，偏二甲肼[(CH3)2NNH2]燃料电池的总反应为(CH3)2NNH2＋4O2＋4KOH===2K2CO3＋N2＋6H2O。放电过程为原电池，所以钾离子均向正极移动，A错误；N2H4 O2清洁燃料电池的产物为氮气和水，其总反应中未消耗KOH，所以KOH的物质的量不变，其他两种燃料电池根据总反应可知，KOH的物质的量减小，B错误；理论放电量与燃料的物质的量和转移电子数有关，设消耗燃料的质量均为m g，则甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2放电量(物质的量表达式)分别是×6、×4、×16，通过比较可知(CH3)2NNH2理论放电量最大，C正确；根据转移电子数守恒和总反应式可知，消耗1 mol O2生成的氮气的物质的量为1 mol，在标准状况下为22.4 L，D错误。
二、非选择题
19．(1)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”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。
(2)(2025·江西省南昌市高三质量检测)一氧化二氮是一种强大的温室气体，也是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。它可由NH4NO3在加热条件下分解产生。
若将CO(g)还原N2O(g)的反应设计成如图的原电池装置，则该电池正极的电极反应式为____________________________________。
答案：(1)负　CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋　11.2
(2)N2O＋2e－＋2H＋===N2＋H2O
20．(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________________。
答案：(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)
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