1、原电池原理的应用一、单选题（本大题共15小题，共45分）1. 如图所示装置，电流表指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的()A. A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸B. A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸C. A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液D. A是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液2. 少量铁片与l00mL0.01mol/L的稀盐酸反应，反应速率太慢为了加快此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的( ) 加H2O 加KNO3固体 滴入几滴浓盐酸 加入少量铁粉 加NaCl溶液滴入几滴硫酸铜溶液 升高温度(不考虑盐酸挥发) 改用1
2、0mL0.1mol/L盐酸A. B. C. D. 3. 某化学兴趣小组为探究原电池能加快Zn+H2SO4=ZnSO4+H2的反应速率，对实验装置甲进行下列改进，其中最合理的是A. B. C. D. 4. 我国在太阳能光电催化-化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法正确的是 ()A. 该制氢工艺中光能最终转化为化学能B. 该装置工作时，H+由b极区流向a极区C. a极上发生的电极反应为Fe3+e-=Fe2+D. a极区需不断补充含Fe3+和Fe2+的溶液5. 为研究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有
3、过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间下列说法正确的是()ABCDEF4mol/LH2SO4溶液/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100A. V1=30，V6=10B. 反应一段时间后，实验A，E中的金属呈暗红色C. 加入MgSO4与Ag2SO4可以起与硫酸铜相同的加速作用D. 硫酸铜的量越多，产生氢气的速率肯定越快6. 某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性：Cr2O72-Fe3+，设计了盐桥式的原电池，如图所示。盐桥中装有琼脂与饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是( )A. 甲烧杯的溶液
4、中发生还原反应B. 乙烧杯中发生的电极反应为2Cr3+7H2O-6e-=Cr2O72-+14H+C. 外电路的电流方向为从b到aD. 电池工作时，盐桥中的SO42-移向乙烧杯7. 金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n，已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是( )A. 采用多孔电极的目的是提高电极与电解质接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B. 比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池，Zn-空气电池的理论比能量最低C
5、. M-空气电池放电过程的正极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-D. 在Mg-空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，应选用酸性电解质溶液8. 控制合适的条件，将可逆反应2Fe3+2I-2Fe2+I2设计成如图所示的原电池，下列判断不正确的是()A. 反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B. 反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原C. 电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D. 电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极9. 为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D-Zn
6、-NiOOH二次电池，结构如图所示。电池Zn+2NiOOH+H2OZnO+2Ni(OH)2.下列说法正确的是()A. 放电时负极附近的pH升高B. 放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区C. 充电时3D-Zn电极应与外接直流电源的正极相连D. 充电时阳极反应为：Ni(OH)2+OH-e-=NiOOH+H2O10. 如图是某酸性酒精检测仪的工作示意图。下列有关分析正确的是()A. 该检测仪利用了电解原理B. 质子交换膜具有类似盐桥的平衡电荷作用C. Pt()电极的电极反应为CH3CH2OH+3H2O-8e-=CH3COOH+8H+D. 工作中电子由Pt()电极经过质子交换膜流向Pt()电极1
7、1. 当电解质中某离子的浓度越大时，其氧化性或还原性越强，利用这一性质，有人设计出如图所示“浓差电池”(其电动势取决于物质的浓度差，是由一种物质从高浓度向低浓度转移而产生的。)其中，甲池为3.5molL-1的AgNO3溶液，乙池为1.5molL-1的AgNO3溶液，A、B均为Ag电极。实验开始先断开K1，闭合K2，发现电流计指针发生偏转。下列说法不正确的是A. 断开K1，闭合K2，一段时间后电流计指针归零，此时两池银离子浓度相等B. 实验开始先断开K1，闭合K2，此时NO3-向B电极移动C. 当电流计指针归零后，断开K2，闭合K1，乙池溶液浓度增大D. 当电流计指针归零后，断开K2，闭合K1，
8、一段时间后B电极的质量增加12. 流动电池是一种新型电池。其主要特点是可以通过电解质溶液的循环流动，在电池外部调节电解质溶液，以保持电池内部电极周围溶液浓度的稳定。北京化工大学新开发的一种流动电池如图所示，电池总反应为Cu+PbO2+2H2SO4=CuSO4+PbSO4+2H2O。下列说法不正确的是 ()A. a为负极，b为正极B. 该电池工作时PbO2电极附近溶液的pH增大C. 调节电解质溶液的方法是补充CuSO4D. a极的电极反应为Cu-2e-=Cu2+13. 将反应IO3-+5I-+6H+3I2+3H2O设计成如图所示的原电池。开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸，电流计指针发生偏转，一段时
9、间后，电流计指针回到零，再向甲烧杯中滴入几滴浓NaOH溶液，电流计指针再次发生偏转。下列判断不正确的是 ( )A. 开始加入少量浓硫酸时，乙中石墨电极上发生氧化反应B. 开始加入少量浓硫酸时，同时在甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液，只有乙烧杯中溶液变蓝C. 电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D. 两次电流计指针偏转方向相反14. 金属(M)-空气电池具有原料易得，能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源，该类电池放电的总反应方程式为：2M+O2+2H2O=2M(OH)2。(已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能)下列说法正确的是()A. 电解质中的阴离
10、子向多孔电极移动B. 比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池，Mg-空气电池的理论比能量最高C. 空气电池放电过程的负极反应式2M-4e-+4OH-=2M(OH)2D. 当外电路中转移4mol电子时，多孔电极需要通入空气22.4L(标准状况)15. 为减缓钢铁设施在如图所示的情境中腐蚀速率，下列说法正确的是()A. 此装置设计符合电解池的工作原理B. 金属的还原性应该比的还原性弱C. 当水体环境呈较强酸性时，钢铁设施表面会有气泡冒出D. 当水体环境呈中性时，发生的反应有二、填空题（本大题共5小题，共40.0分）16. 人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要以下每小题中的电池广泛使用
11、于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格(1)铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O.正极电极反应式为_(2)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为_，当线路中转移0.2mol电子时，则被腐蚀铜的质量为_g.(3)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为_A.铝片、铜片 B.铜片、铝片 C.铝片、铝片(4)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀
12、硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：氢氧燃料电池的总反应化学方程式是：_电池工作一段时间后硫酸溶液的浓度_(填“增大”、“减小”或“不变”)17. (1)把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连，可以组成各种原电池。若a、b相连，a为正极；c、d相连，c为负极；a、c相连，c上产生气泡；b、d相连， b质量减小，则四种金属的活动性由强到弱顺序为：_。(2)碱性锌锰干电池比普通锌锰电池的使用寿命长且性能高，其构造如图所示，电池反应为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2，其中MnO2作_极，发生_反应，电极反应式为_。 (3)甲烷燃料电池采用铂作电
13、极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子(H+)和水分子通过。其工作原理的示意图如下，请回答下列问题： Pt(a)电极是电池的_极，电极反应式为_。电解质溶液中的H+向_(填“a”或“b”)极移动，电子流入的电极是_(填“a”或“b”)极。该电池工作时消耗11.2LCH4(标准状况下)，则电路中通过_mol电子。18. 燃料电池在生产、生活中用途广泛。 (1)某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂。该电池的工作原理如图所示。a处通入的气体为_；CO32-向_(填“M”或“N”)极移动；正极的电极反应式为_。(2)已知6NO2+8NH3=7N2+12H
14、2O，利用该反应设计电池的装置如图所示。此方法既能有效清除废气中的氮氧化物，减轻环境污染，又能充分利用化学能。为使电池持续放电，离子交换膜需选用_(填“阳”或“阴”)离子交换膜；电极A的电极反应式为_；当有4.48L(已折算成标准状况下的体积)NO2被处理时，转移的电子数为_。19. 按照要求回答下列问题。(1)工业上，在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN-，装置如图所示，依次发生的反应有：i.CN-2e-+2OH-=CNO-+H2Oii.2Cl-2e-=Cl2除去0.5molCN-，外电路中至少需要转移_mol电子。为了使电解池连续工作，需要不断补充_。(2)一种用离子液体作电解液的混合动
15、力电池放电原理图如图所示，已知充放电时的电池反应为：4LiAl2Cl7+3LiFePO4下列说法不正确的是：( )A.放电时，向正极迁移的是Al3+B.放电时，FePO4极上的电势比Al极上的高C.充电时，阴极反应式：Al2Cl7-+6e-=2Al+7Cl-D.充电时，阳极反应式：LiFePO4-e-=FePO4+Li+该电池放电时的负极反应式为_；(3)蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置，有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2该蓄电池充电时阴极的电极反应式为_；若用该蓄电池进行电解M(NO3)x溶液时，工作一段时间后消耗0.72g水，
16、电解M(NO3)x溶液时某一极增至Ag，金属M的相对原子质量为_(用A、x表示)。20. 将H2S转化为可再利用的资源是能源研究领域的重要课题。 (1)H2S的转化 克劳斯法H2SO2S 铁盐氧化法H2SFe3+S 光分解法反应的化学方程式是_。反应体现了H2S的稳定性弱于H2O。结合原子结构解释二者稳定性差异的原因：_。(2)反应硫的产率低，反应的原子利用率低。我国科研人员设想将两个反应耦合，实现由H2S高效产生S和H2，电子转移过程如下图。过程甲、乙中，氧化剂分别是_。(3)按照设计，科研人员研究如下。首先研究过程乙是否可行，装置如图。经检验，n极区产生了Fe3+，p极产生了H2。n极区产
17、生Fe3+的可能原因：.Fe2+-e-=Fe3+.2H2O-4e-=O2+4H+，_(写离子方程式)。经确认，是产生Fe3+的原因。过程乙可行。光照产生Fe3+后，向n极区注入H2S溶液，有S生成，持续产生电流，p极产生H2。研究S产生的原因，设计如下实验方案：_。经确认，S是由Fe3+氧化H2S所得，H2S不能直接放电。过程甲可行。(4)综上，反应、能耦合，同时能高效产生H2和S，其工作原理如下图。进一步研究发现，除了Fe3+/Fe2+外，I3-/I-也能实现上图所示循环过程。结合化学用语，说明I3-/I-能够使S源源不断产生的原因：_。答案和解析1.【答案】D【解析】【分析】本题考查了原电
18、池原理，难度不大，明确正负极的判断方法，一般是根据金属的活泼性判断正负极，但如：Mg、Al、NaOH溶液构成的原电池，铝作负极，镁作正极，根据电解质溶液参与的化学反应来判断正负极是易错点【解答】该原电池中，A极逐渐变粗，说明A上发生还原反应，A作正极；B极逐渐变细，说明B失电子发生氧化反应，B作负极，则B的活泼性大于A的活泼性，所以排除AC选项；A极逐渐变粗，说明有金属析出，B选项析出氢气不是金属，D选项析出金属银，所以D符合题意，故选：D。2.【答案】C【解析】【分析】 本题考查了影响反应速率的因素审题时要注意：加快反应速率和不改变氢气的量。【解答】加水，盐酸浓度降低，反应速率减慢，错误；加
19、KNO3溶液，由于溶液中有硝酸存在，则产生氢气的量减少，错误；滴入几滴浓盐酸，使溶液中氢离子浓度增大，反应速率加快，铁的质量固定，所以产生氢气的量不变，正确；加入铁粉，与盐酸的接触面积增大，反应速率加快，但铁的质量增加，氢气的量则增加，错误；加NaCl溶液，与加水相同，反应速率减慢，错误；加硫酸铜溶液，铁置换铜，与铜形成原电池，加快反应速率，但铁的质量减少，产生的氢气减少，错误；升高温度，反应速率加快，氢气的量不变，正确；盐酸浓度增大，氢离子物质的量不变，所以反应速率加快，氢气的量不变，正确。故选 C。3.【答案】C【解析】【分析】本题考查原电池构成条件、原电池原理的应用，难度一般，解题关键是
20、理解原电池原理。【解答】要探究原电池能加快Zn+H2SO4=ZnSO4+H2的反应速率，所设计的装置应该为原电池，由于B、D为电解装置，所以B、D错误;由于A装置中发生的反应为： 2A1+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2，所以A错误。4.【答案】A【解析】【分析】本题考查太阳能光催化和光电催化，为解决天然气和石油化工过程中产生的大量H2S资源高值化转化(H2+S)提供了一个潜在的新途径，是电化学的应用，有一定的难度。【解答】A.该制氢工艺中光能转化为电能，最终转化为化学能，A正确；B.该装置工作时，H+在b极区放电生成氢气，则H+从a极区流向b极区，B错误；C.a极上发生氧化反应，失去
21、电子，所以a极上发生的电极反应式是Fe2+-e-=Fe3+，C错误；D.a极上发生的电极反应式是Fe2+-e-=Fe3+、2Fe3+H2S=2H+S+2Fe2+，所以a极区无需不断补充含Fe3+和Fe2+的溶液，D错误。故选A。5.【答案】A【解析】解：A.研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，则需要硫酸的体积、物质的量应相同，由A、F可知结合溶液的总体积为30mL+20mL=50mL，则V1=30，V6=50-30-10=10，故A正确； B.研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，则需要硫酸的体积、物质的量应相同，V6=50-30-10=10，反应一段时间后，生成的铜会附着在锌片上，E中的金属呈
22、暗红色，V7=50-30=20，A中无硫酸铜，为锌和硫酸的反应，不会出现金属呈暗红色，故B错误； C.能与锌发生置换反应且能形成原电池反应的只有Ag2SO4，镁的活泼性强于锌，无法构成原电池，故C错误； D.因为锌会先与硫酸铜反应，直至硫酸铜反应完才与硫酸反应生成氢气，硫酸铜量较多时，反应时间较长，而且生成的铜会附着在锌片上，会阻碍锌片与硫酸继续反应，氢气生成速率下降，故D错误； 故选：A。A.研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，为保证实验有对比性，只能逐渐改变一个变量分析，CuSO4溶液体积逐渐增多，故H2SO4的量应相等均为30mL，水的量减小，但每组实验中CuSO4与水的体积之和应相等；
23、 B.A为锌和硫酸的反应，无铜单质生成； C.镁的活泼性强于锌，无法构成原电池； D.生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，影响了反应速率本题主要考查影响化学反应速率的因素，并结合数据分析CuSO4溶液对化学反应速率的影响等侧重考查考生根据实验分析问题的思维能力，注意影响反应速率的因素及实验中控制变量的方法测定反应速率，题目难度中等6.【答案】C【解析】【分析】本题考查了原电池中正负极的判断、电极反应式的书写和离子的移动，难度不大，应注意的是负极发生氧化反应，正极发生还原反应。【解答】由于氧化性Cr2O72-Fe3+，即Cr2O72-可以将Fe2+氧化为Fe3+，故在原电池中，Fe2+失电子被氧化
24、，故a极为负极；Cr2O72-得电子被还原，故b极为正极。A.甲烧杯中Fe2+失电子被氧化，即甲池发生氧化反应，故A错误；B.乙烧杯中Cr2O72-得电子被还原：Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3+7H2O，故B错误；C.外电路中电流由正极流向负极，即由b流向a，故C正确；D.原电池中，阴离子移向负极，即SO42-移向甲烧杯，故 D错误。故选C。7.【答案】D【解析】【分析】本题考查原电池原理，为高频考点，侧重考查学生分析判断、获取信息解答问题及计算能力，明确各个电极上发生的反应、离子交换膜作用、反应速率影响因素、氧化还原反应计算是解本题关键，易错选项是C。【解答】A.反应物接触面积越
25、大，反应速率越快，所以采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面，从而提高反应速率，故A正确；B.电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能，则单位质量的电极材料失去电子的物质的量越多则得到的电能越多，假设质量都是1g时，这三种金属转移电子物质的量分别为1g24g/mol2=112mol、1g27g/mol3=19mol、1g65g/mol2=132.5mol，所以Zn-空气电池的理论比能量最低，故B正确；C.正极上氧气得电子和水反应生成OH-，因为是阴离子交换膜，所以阳离子不能进入正极区域，则正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH
26、-，故C正确；D.若采用酸性电解质，Mg会与酸反应产生氢气，造成安全隐患，所以应选用中性电解质，故D错误；故选：D。8.【答案】D【解析】【分析】本题考查原电池的原理，难度一般，解题的关键是对题干信息的解读和对基础知识的灵活运用。【解答】AB.由反应2Fe3+2I2Fe2+I2可知，反应开始时甲中Fe3+被还原，乙中I-被氧化，A、B项正确；CD.当电流计读数为零时，则反应达到平衡状态，此时在甲中溶入FeCl2固体，则平衡向逆反应方向移动，乙中I2被还原，则乙中的石墨电极为正极，甲中的石墨电极为负极，故C项正确，D项错误。9.【答案】D【解析】【分析】本题考查二次电池的充放电工作原理，侧重考查
27、原电池离子移动，溶液的pH变化以及充电的电极反应式书写，分析和灵活运用能力，难度一般。【解答】A.放电时为原电池，Zn为负极，负极反应为Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O，消耗OH-使负极附近的碱性减弱、pH降低，故A错误；B.原电池放电时，电解质中阴离子向负极区移动，即OH-通过隔膜从正极区移向负极区，故B错误；C.原电池中3D-Zn电极为负极，充电时与外加电源的负极相接，故C错误；D.充电时，与外加电源的正极相接为电解池的阳极，阳极电极反应与原电池正极反应相反，即Ni(OH)2+OH-e-=NiOOH+H2O，故D正确。故选D。10.【答案】B【解析】【分析】本题考查原电池的工作原理，题
28、目难度中等，明确题中乙醇被氧化为乙酸的特点，注意该燃料电池是酸性电池，侧重于考查学生的分析能力和对基本原理的应用能力。【解答】A.该装置是原电池装置，是利用原电池原理，故A错误；B.盐桥是控制原电池中指定的阴阳离子定向移动，防止阴阳离子在正负极区域大量累积，起到平衡电荷的作用，而在该原电池中，质子交换膜只允许氢离子通过，与盐桥的作用类似，起到平衡电荷作用，故B正确；C.该电池的负极上乙醇失电子发生氧化反应，由装置图可知酒精在负极被氧气氧化发生氧化反应生成醋酸，则Pt()极反应为：CH3CH2OH-4e-+H2O=4H+CH3COOH，故C错误；D.电子不能通过溶液，即不能经过质子交换膜，故D错
29、误。故选B。11.【答案】D【解析】【分析】本题综合考查电解池和原电池的工作原理，为高考常见题型，侧重于学生分析能力、灵活应用能力的考查，有利于培养学生的良好的科学素养，题目难度中等。【解答】A.断开K1，闭合K2后，形成浓差电池，当两池银离子浓度相等时，反应停止，电流计指针将归零，故A正确；B.断开K1，闭合K2后，形成浓差电池，A为正极，B为负极，阴离子移向负极，则NO3-向B极移动，故B正确；C.闭合K1，断开K2后，为电解池，与电源正极相连的B是阳极，阳极金属银被氧化产生银离子，NO3-向阳极移动，则乙池硝酸银浓度增大，故C正确；D.闭合K1，断开K2后，乙池中的B极为电解池的阳极，银
30、失电子发生氧化反应，质量减小，故D错误。12.【答案】C【解析】【分析】本题考查了化学电源新型电池，根据原电池原理来分析解答，知道电极上发生的反应即可解答，电极反应式的书写是学习难点，总结归纳书写规律，难度中等。【解答】A.根据电池总反应为Cu+PbO2+2H2SO4=CuSO4+PbSO4+2H2O，则铜失电子发生氧化反应为负极，PbO2得电子发生还原反应为正极，所以a为负极，b为正极，故A正确；B.PbO2得电子发生还原反应为正极，反应式为：PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O，所以PbO2电极附近溶液的pH增大，故B正确；C.由电池总反应为Cu+PbO2+2H2SO4
31、=CuSO4+PbSO4+2H2O，则调节电解质溶液的方法是补充H2SO4，故C错误；D. 铜失电子发生氧化反应为负极，反应式为：Cu-2e-=Cu2+，故D正确。13.【答案】B【解析】【分析】本题考查了原电池原理的应用，注意把握原电池的正负极的判断方法和发生氧化还原反应的类型，题目难度一般。【解答】A.开始加入少量浓硫酸时，乙中I-失电子生成I2，则乙中石墨电极上发生氧化反应，故A正确；B.乙中I-失电子发生氧化反应生成I2，甲中IO3-得电子发生还原反应生成I2，则加入淀粉溶液，两个烧杯中均变蓝色，故B错误；C.该反应为可逆反应，当反应达到平衡状态时，各物质的浓度不再改变，则没有电流通过
32、电流计，所以电流计读数为零，故C正确；D.开始加入少量浓硫酸时，乙中I-失电子生成I2，则乙为负极，甲中IO3-得电子生成I2，则甲为正极，再向甲烧杯中滴入几滴浓NaOH溶液，则甲I2中失电子生成IO3-，甲为负极，乙为正极，两次电极的正负极相反，则两次电流计指针偏转方向相反，故D正确。故选B。14.【答案】C【解析】【分析】本题考查原电池原理，为高频考点，侧重考查学生分析判断、获取信息解答问题及计算能力，明确各个电极上发生的反应、离子交换膜作用即可解答，注意电极反应式的书写，题目难度不大。【解答】由电池放电的总反应方程式为：2M+O2+2H2O=2M(OH)2可知，M为负极，通入氧气的多孔电
33、极为正极，A、金属(M)-空气电池中M为负极，通入氧气的多孔电极为正极，放电时，阴离子移向负极M电极，故A错误；B、电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能，则单位质量的电极材料失去电子的物质的量越多则得到的电能越多，假设质量都是1g时，这三种金属转移电子物质的量分别为1242mol=112mol、1273mol=19mol、1652mol=132.5mol，所以Al-空气电池的理论比能量最高，故B错误；C、该原电池中金属M发生失电子的氧化反应生成M(OH)2，电极反应式为2M-4e-+4OH-=2M(OH)2或M-2e-+2OH-=M(OH)2，故C正确；D、正极反应
34、式为O2+2H2O+4e-=4OH-，则外电路中转移4mol电子时，标准状况下消耗氧气1mol，体积为22.4L，需要通入空气22.4L15=112L，故D错误；故选：C。15.【答案】C【解析】【解析】本题考查了原电池的相关知识，考生掌握好如何判断原电池的正负极是解答此题的关键，难度不大。【解答】A.该装置为牺牲阳极的阴极保护法，符合原电池的工作原理，故A错误；B.金属的还原性应该比的还原性强才能失去电子，从而保护铁不被腐蚀，故B错误；C.当水体环境呈较强酸性时，H+向钢铁设施一极移动，得到电子生成氢气，钢铁设施表面会有气泡冒出，故C正确；D.当水体环境呈中性时，发生吸氧腐蚀，O2得到电子，
35、反应O2+4e-+H2O=4OH-，故D错误；故答案选C。16.【答案】PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O Cu 6.4 B 2H2+O2=2H2O 减小【解析】解：(1)放电时，正极上PbO2得电子，正极反应式为PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O， 故答案为：PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O； (2)该电池反应中，铜失电子发生氧化反应，作负极；负极反应式为Cu-2e-=Cu2+，则当线路中转移0.2mol电子时，反应的Cu为0.1mol，其质量为6.4g， 故答案为：Cu；6.4； (3)铝片和铜片插入浓HNO3溶液中，金属
36、铝会钝化，金属铜和浓硝酸之间会发生自发的氧化还原反应，此时金属铜时负极，金属铝是正极； 插入稀NaOH溶液中，金属铜和它不反应，金属铝能和氢氧化钠发生自发的氧化还原反应，此时金属铝是负极，金属铜是正极， 故答案为：B； (4)氢氧燃料电池的总反应即是氢气与氧气反应生成水，其反应的总方程式为：2H2+O2=2H2O， 故答案为：2H2+O2=2H2O； 已知氢氧燃料电池的总反应为：2H2+O2=2H2O，电池工作一段时间后，生成水使溶液体积增大，则硫酸的浓度减小， 故答案为：减小(1)放电时，正极上PbO2得电子； (2)该电池反应中，铜失电子发生氧化反应，作负极；根据电极方程式计算； (3)原
37、电池中失电子的一极为负极； (4)氢氧燃料电池的总反应即是氢气与氧气反应生成水； 根据燃料电池的总反应方程式判断硫酸浓度的变化本题考查了原电池原理的应用，涉及电极判断与电极反应式书写等问题，做题时注意从氧化还原的角度判断原电池的正负极以及电极方程式的书写，本题中难点和易错点为电极方程式的书写17.【答案】(1)bacd；(2)正极，还原，MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-；(3)负极，CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+；b；b 4。【解析】【分析】本题考查原电池的应用、常见电池正负极的判断、电极反应式的书写及电路中电子的计算等，难度一般。【解答】(1)a、b相连，a为正极，则金属
38、性ba；c、d相连，c为负极，则金属性cd；a、c相连，c上产生气泡，c是正极，则金属性ac；b、d相连， b质量减小，b是负极，则金属性bd，则四种金属的活动性由强到弱顺序为：bacd；故答案为：bacd；(2)根据化合价Mn由+4价变到+3价，化合价降低，被还原，所以MnO2作正极，发生还原反应，电极反应式为MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-；故答案为：正极；还原；MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-；(3)甲烷燃料电池中，甲烷做负极，空气为正极，所以Pt(a)电极是电池的负极，电极反应式为CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+；电解质溶液中阳离子向正极移动，故H+向b极移
39、动，电子从负极流向正极，故电子流入的电极是b极；该电池工作时消耗11.2LCH4(标准状况下)即0.5mol，根据电极反应式可计算出电路中通过0.58=4mol电子，故答案为：负极；CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+；b；b；4。18.【答案】(1)CH4；M；O2+2CO2+4e-=2CO32-(2)阴；2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；0.8NA【解析】【分析】本题考查了化学电源新型电池，明确原电池中物质得失电子、电子流向、离子流向即可解答，难点是电极反应式书写，要根据电解质确定正负极产物，难度中等。【解答】(1)燃料电池中通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极式正极，根据
40、电子流向可知，左边电极是负极、右边电极是正极，所以a是CH4，b是O2；原电池放电时，阴离子向负极移动，则碳酸根离子向负极移动；正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32-；故答案为CH4，M，O2+2CO2+4e-=2CO32-；(2)原电池工作时，阴离子向负极移动，为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜，防止二氧化氮反应生成硝酸盐和亚硝酸盐，导致原电池不能正常工作；电解质呈碱性，则负极电极方程式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；n(NO2)=4.48L22.4L/mol=0.2mol，正极的反应式为N2+8OH-+8e-
41、=2NO2+4H2O，则n(e-)=0.8mol，N(e-)=0.8xNA=0.8NA；故答案为：阴；2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；0.8NA。19.【答案】(1)2.5； NaOH和NaCl； (2)AC ； Al-3e-+7AlCl4- 4Al2Cl7-；(3)Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-； 25Ax。【解析】(1)【分析】本题考查学生电解池的工作原理以及电极反应式和电子转移等知识，难度不大。【解答】根据反应：3Cl2+2CNO-+8OH-=N2+6Cl-+2CO32-+4H2O，除去0.5molCN-，消耗0.75mol氯气，转移电子1.5mol，根据CN-2e-
42、+2OH-=CNO-+H2O，转移电子是1mol，所以外电路至少需转移2.5mol电子；根据电极反应的离子，为了使电解池连续工作，需要补充氢氧化钠和氯化钠。(2)【分析】本题考查学生二次电池的工作原理以及原电池和电解池的工作原理知识，为高频考点，侧重学生的分析能力的考查，属于综合知识的考查，难度中等，注意把握电极的判断方法和电极方程式的书写。【解答】A.放电时，阳离子向正极迁移，但溶液中不含有Al3+，所以向正极迁移的是Li+而不是Al3+，故A错误；B.放电时，Al极为负极，其电势比FePO4极(正极)上的低，故B正确；C.充电时，阴极反应式：4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-，
43、故C错误；D.由电池反应式看，充电时，在阳极LiFePO4失电子转化为FePO4和Li+，所以电极反应式：LiFePO4-e-=FePO4+Li+，故D正确；该电池负极为Al极，放电时的负极反应式为：Al-3e-+7AlCl4- 4Al2Cl7-。(3)【分析】本题考查电化学反应的计算，为高频考点，把握发生的电极反应、电解反应为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意电子守恒的应用，题目难度不大。【解答】该蓄电池充电时阴极的电极反应式为：Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-；电解M(NO3)x溶液时某一极质量增至Ag，则Mx+xe-=M，n(H2O)=0.72g18g/mol=0.04mo
44、l，NiO2+Fe+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2中消耗0.04mol水转移0.04mol电子，串联电路中转移电子相等，Mx+xe-=M，则n(M)=0.04xmol，M的摩尔质量=Ag0.04xmol=25Axg/mol，故金属M的相对原子质量为25Ax。20.【答案】(1)2H2S+O2=2H2O+2SO与S位于同主族，原子半径SO，得电子能力SO，非金属性SO，氢化物稳定性H2SO，得电子能力SO，非金属性SO，氢化物稳定性H2SO，得电子能力SO，非金属性SO，氢化物稳定性H2SH2O；(2)甲中H2S失电子生成S、Fe3+得电子生成Fe2+，乙中Fe2+失电子生成Fe3+、
45、H+得电子生成H2，得电子的微粒是氧化剂，所以氧化剂是Fe3+、H+，故答案为：Fe3+、H+；(3)氧气具有强氧化性，能氧化亚铁离子生成铁离子，离子方程式为4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O，故答案为：4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O；研究S产生的原因时，将FeSO4溶液换为H2S溶液后是否有S单质生成，从而确定H2S能否直接放电，故答案为：将FeSO4溶液换为H2S溶液；(4)I-在电极上放电3I-2e-=I3-，I3-在溶液中氧化H2S：I3-+H2S=3I-+S+2H+，I3-、I-循环反应，所以I3-/I-也能实现如图所示循环过程，故答案为：I-在电极上放电3I-2e-=I3-，I3-在溶液中氧化H2S：I3-+H2S=3I-+S+2H+，I3-、I-循环反应。- 23 -
