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1.2.2化学电源
1 下列有关电池的说法不正确的是(　　)
A. 手机上用的锂离子电池属于二次电池
B. 锌铜原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C. 甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D. 锌锰干电池中，锌电极是负极
2 下图是甲醇燃料电池的结构示意图，甲醇在催化剂作用下提供质子(H＋)和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。下列说法不正确的是(　　)
A. 左电极为电池的负极，a处通入的物质是甲醇
B. 正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C. 负极反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋
D. 该电池提供1 mol e－，消耗氧气0.25 mol
3 [2025扬州高邮期中]铅蓄电池放电时的工作原理可表示为PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，其构造如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A. 电池工作时，H＋移向PbO2极
B. 电池工作时，负极质量减小
C. 电池工作时，PbO2发生氧化反应
D. 每生成1 mol PbSO4，转移电子数为2×6.02×1023
4 镁 次氯酸盐燃料电池，具有比能量高、安全方便等优点。该电池的正极反应式为ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋2OH－，关于该电池的叙述正确的是(　　)
A. 该电池中镁为负极，发生还原反应
B. 电池工作时，OH－向正极移动
C. 该电池的总反应为Mg＋ClO－＋H2O===Mg(OH)2＋Cl－
D. 电池工作时，正极周围溶液的pH将不断变小
5 液流电池是一种新的蓄电池，是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。下图是一种锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液。下列说法正确的是(　　)
A. 充电时阳极的电极反应式：Zn－2e－===Zn2+
B. 充电时电极a为外接电源的负极
C. 放电时Br－向右侧电极移动
D. 放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大
6 下列有关原电池的说法不正确的是(　　)
甲 乙 丙 丁
A. 图甲所示装置中，盐桥中的K＋向盛有ZnSO4溶液的烧杯中移动
B. 图乙所示装置中，正极的电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－
C. 图丙所示装置中，使用一段时间后，锌筒会变薄
D. 图丁所示装置中，使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
7 我国科学家研发了一种室温下可充电的NaCO2电池，如题图所示。放电时，Na2CO3与C均沉积在碳纳米管中。下列说法不正确的是(　　)
A. 充电时，阴极电极反应式为Na＋＋e－===Na
B. 充电时，电源b极为正极，Na＋向钠箔电极移动
C. 放电时，转移0.4 mol电子，碳纳米管电极增重22.4 g
D. 放电时，电池的总反应为2Na2CO3＋C===3CO2＋4Na
8 以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质，天然气经重整催化作用提供反应气的燃料电池如图。下列说法正确的是(　　)
A. 当外电路中通过2 mol电子时，将消耗11.2 L O2
B. 通天然气的电极为负极，发生还原反应
C. 该电池使用过程中需补充Li2CO3和K2CO3
D. 正极电极反应式为O2＋4e－＋2CO2===2CO
9 [2025徐州铜山期中]利用微生物燃料电池可处理有机废水获得电能，同时实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，用如图装置处理有机废水(以含CH3COO－的溶液为例)。下列说法正确的是(　　)
A. 正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O
B. 隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
C. 工作一段时间后，A室pH下降，C室pH升高
D. 处理1 mol CH3COO－理论上B室中有 7 mol Cl－发生迁移
10 [2025徐州期中]水体中氨氮含量过高会造成水体富营养化。利用微生物燃料电池可以对废水中氨氮进行处理的装置如图所示，两极材料均为石墨棒。下列说法错误的是(　　)
A. a极表面发生氧化反应
B. 工作时H＋通过质子交换膜移向右室
C. 该装置在高温下进行处理氨氮的效率更高
D. 正极反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O
11 天然气脱硫可获得清洁天然气并回收硫黄。一种天然气脱硫装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 碳棒表面发生氧化反应
B. 离子交换膜为阴离子交换膜
C. 反应①的离子方程式：H2S＋I===3I－＋S↓＋2H＋
D. 该装置每处理标准状况下H2S 22.4 L，M池溶液增重32 g
12 [2025苏州实验中学月考](1) 储氢。镁基储氢材料Mg、MgH2、Mg Mg2NiH4等体系能与水反应释放出H2。不同储氢材料与水反应制氢速率曲线如图1所示。
图1
①写出Mg2NiH4与水反应放出H2的化学方程式：_______________________。
②Mg 10% Mg2NiH4复合材料与水反应放出H2的速率最快，原因可能为__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(2) 实验室利用铁基催化剂进行电催化硝酸盐还原合成氨的装置如图2所示。电解时，NO先吸附到催化剂表面放电产生NH。
图2
①写出电解生成NH的电极反应式：__________________________________。
②pH从5变化到3时，NH的产率逐渐减小的原因可能为__________
________________________________________。
13 生物电池具有工作时不发热、不损坏电极等优点，不但可以节约大量金属，而且寿命比化学电源长得多，因此越来越受到人们的青睐。某生物电池以葡萄糖(C6H12O6)作原料，在酶的作用下被氧化为葡萄糖酸(C6H12O7)，其工作原理如图所示。
(1) 电极b为________(填“正极”或“负极”)，电极a的电极反应式为____
__________________________。
(2) 该生物电池中发生反应的化学方程式为__________________
__________________，当有2 mol H＋通过质子交换膜时，理论上需要标准状况下氧气的体积为__________L。
(3) 该电池________(填“能”或“不能”)在高温条件下使用，原因是______________________________。
14 电化学在生产、生活和科学研究中应用十分广泛，认识和研究化学能与电能相互转化的原理和规律具有重要意义。
(1) 镍镉(NiCd)电池是常用的二次电池，其总反应可以表示为Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2，已知 Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸。
①该电池的负极材料为________(填元素符号)。
②该电池放电时，正极的电极反应式为____________________。
(2) KMnO4可通过电解K2MnO4溶液的方法直接制得，电解装置如下：
①电极a的电极反应式为___________________________________。
②K＋的移动方向________(填“由a到b”或“由b到a”)；产物D是____________。
(3) 一种肼空气燃料电池，能将饱和食盐水淡化，同时可获得盐酸和NaOH。其工作原理如下图所示。
①燃料电池电极A的电极反应式为____________________。
②N膜为________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
③当电路中有2 mol电子转移时，正极室质量增加________g。
1. B　
2. B　负极反应式为CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋，正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O；根据电子流向，可以判断a处通甲醇，b处通O2；当电池提供1 mol电子时，消耗O2的物质的量＝1× mol＝0.25 mol。
3. A　电池工作时，负极发生反应：Pb－2e－＋SO===PbSO4，B错误；正极发生还原反应：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，A正确，C错误；总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，每生成2 mol PbSO4转移2 mol电子，D错误。
4. C　负极发生氧化反应，A错误；电池工作时，OH－向负极移动，B错误；电池工作时，正极上发生的反应产生OH－，故正极周围溶液的pH将不断变大，D错误。
5. D　图示电池是锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液，放电时，电池的负极为锌，溴所在的电极为电池的正极；充电时阳极的电极反应式与放电时正极的电极反应式相反，所以充电时阳极的电极反应式为2Br－－2e－===Br2，A错误。充电时，原电池的正极连接电源的正极，原电池的负极连接电源的负极，所以充电时电极a为外接电源的正极，B错误。放电时为原电池，在原电池中间隔着一个阳离子交换膜，所以Br－不能向右侧电极移动，C错误。
6. A　甲装置构成原电池，锌作负极，铜作正极，阳离子K＋移向正极，即装有CuSO4溶液的烧杯，A错误；Ag2O得电子发生还原反应，即Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－，B正确；锌筒作负极被消耗，故使用一段时间后，锌筒会变薄，C正确；铅酸蓄电池总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，消耗了硫酸的同时生成水和难溶的PbSO4，故电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D正确。
7. D　放电时，Na为负极，反应式为Na－e－===Na＋，充电时，阴极反应为Na＋＋e－===Na，A正确；充电时右侧为阳极，则b为正极，Na＋向钠箔电极(阴极)移动，B正确；根据反应式3CO2＋4e－＋4Na＋===2Na2CO3＋C，由于Na2CO3和C均沉积在碳纳米管，当转移0.4 mol电子时，沉积0.1 mol C和0.2 mol Na2CO3，总质量＝0.1 mol×12 g/mol＋0.2 mol×106 g/mol＝22.4 g，C正确；放电时，总反应式为3CO2＋4Na===2Na2CO3＋C，D错误。
8. D　正极的电极反应式为O2＋4e－＋2CO2===2CO，当外电路中通过2 mol电子时，将消耗 0.5 mol O2，未告知是否为标准状况，因此O2的体积不一定为11.2 L，A错误；通天然气的电极为原电池的负极，发生氧化反应，B错误；根据电极反应，负极的电极反应式为H2－2e－＋CO===CO2＋H2O，通入空气和CO2的混合气体一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为 O2＋4e－＋2CO2===2CO，假设转移4 mol电子，负极消耗 2 mol CO，正极产生2 mol CO，所以CO的浓度不变，无需补充Li2CO3和K2CO3，C错误，D正确。
9. C　通入空气的一极是正极，电解质溶液呈碱性，故正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，A错误；由能实现海水淡化知，B室模拟海水中的Cl－移向负极区(A室)，Na＋移向正极区(C室)，故隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜，B错误；负极反应式为CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋，工作一段时间后，A室pH下降，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，工作一段时间后，C室pH升高，C正确；处理1 mol CH3COO－，理论上会转移8 mol e－，由电荷守恒知，B室中有8 mol Cl－发生迁移，D错误。
10. C　a极上的转化为NH→N2，N元素化合价升高，a极表面发生氧化反应，a极为原电池的负极，A正确；原电池工作时，b极为原电池的正极，阳离子(H＋)通过质子交换膜移向正极区(右室)，B正确；高温下，微生物会失活，该装置在高温下进行处理氨氮的效率会降低，C错误；b极上的转化为NO→N2，N元素化合价降低，发生得电子的还原反应，正极反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，D正确。
11. C　如图所示，氧气将羟基氧化为羰基，羰基在碳棒上发生还原反应生成羟基，碳棒为正极，A 错误；由右池中H＋移动方向可知，离子交换膜为阳离子交换膜，B错误；如图所示，H2S与I反应生成S、I－和H＋，C正确；该装置每处理标准状况下H2S 22.4 L，则电路中转移电子2 mol，M池中 O2～H2O2～2e－，则进入M池的O2为1 mol，同时N池中进入M池的H＋为2 mol，M池溶液增重34 g，D错误。
12. (1) ①Mg2NiH4＋4H2O===2Mg(OH)2＋Ni＋4H2↑　②Mg和Mg2NiH4都能和水反应生成H2，同时Mg2NiH4和水反应生成Ni，Mg和Ni构成了原电池，两者作用使反应放出H2速率最快
(2) ①NO＋8e－＋10H＋===NH＋3H2O
②溶液中c(H＋)增大，更多的H＋得到电子生成H2，NO得到电子产生NH的量减少，NH的产率逐渐减小
解析：(1) ①Mg2NiH4中H为－1价， Mg为＋2价，则Ni为0价，Ni的化学性质与Fe类似，与水反应制氢时，产物为H2、Mg(OH)2和Ni。②与Mg10% Ni相比，Mg10% Mg2NiH4中的Mg2NiH4也能与水反应放出H2，其次是构成MgNi原电池，使反应放出H2速率最快。
13. (1) 正极　C6H12O6＋H2O－2e－===C6H12O7＋2H＋　(2) 2C6H12O6＋O2===2C6H12O7　11.2
(3) 不能　酶在高温条件下会发生变性，失去催化活性
14. (1) ①Cd　②NiO(OH)＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－
(2) ①MnO－e－===MnO　②由a到b　KOH浓溶液
(3) ①N2H4－4e－===N2↑＋4H＋　②阳离子　③62

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