2019届一轮复习人教版第六章第21讲原电池　化学电源学案 15页

第21讲　原电池　化学电源 考纲要求　1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。‎ 考点一　原电池的工作原理及应用 ‎1．概念和反应本质 原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。‎ ‎2．原电池的构成条件 ‎(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。‎ ‎(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。‎ ‎(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：①电解质溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入电解质溶液中。‎ ‎3．工作原理 以锌铜原电池为例 ‎(1)反应原理 电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋‎ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流向 由Zn片沿导线流向Cu片 盐桥中离子移向 盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极 ‎(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，使原电池不断产生电流。‎ ‎(1)理论上说，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池(√)‎ ‎(2)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极(√)‎ ‎(3)用Mg、Al分别作电极，用NaOH溶液作电解液构成的原电池，Mg为正极(√)‎ ‎(4)在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生(×)‎ ‎(5)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动(×)‎ ‎(6)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极(×)‎ ‎(7)一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高(√)‎ ‎(8)由于CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池(×)‎ 原电池正负极的判断方法 ‎(1)由组成原电池的电极材料判断。一般是活动性较强的金属为______极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为______极。‎ ‎(2)根据电流方向或电子流动方向判断。电流由______极流向______极；电子由______极流向______极。‎ ‎(3)根据原电池中电解质溶液内离子的移动方向判断。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向______极，阴离子移向______极。‎ ‎(4)根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的______极失电子发生氧化反应，其______极得电子发生还原反应。‎ ‎(5)根据现象判断。一般情况下，溶解的一极为______极，增重或有气体逸出的一极为______极。‎ 答案　(1)负　正　(2)正　负　负　正　(3)正　负　(4)负　正　(5)负　正　‎ 提示　判断电极时，不能简单地依据金属的活动性顺序来判断，要看反应的具体情况，例如：Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；Fe、Al在浓HNO3中钝化，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。‎ 题组一　原电池的工作原理 ‎1．(1)下列装置属于原电池的是________。‎ ‎(2)在选出的原电池中，________是负极，电极反应为__________；________是正极，电极反应为__________。‎ 答案　(1)⑤　(2)Fe　Fe－2e－===Fe2＋　Cu　2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎2．(2017·信阳质检)分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(　　)‎ A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑‎ C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋‎ D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑‎ 答案　B 解析　②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；③中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C错；②中电池总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，负极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正确；④中Cu是正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错。‎ ‎(1)Fe作负极，发生氧化反应时，失2e－变成Fe2＋，而不是Fe3＋。‎ ‎(2)书写某一极电极反应式时，若书写困难，也可先写另一极的电极反应式。用“减法”来处理，即用总的电极反应式减去容易写出一极的电极反应式(前提是电量守恒)。‎ 题组二　聚焦“盐桥”原电池 ‎3．(2017·太原市第五中学高三模拟)根据下图，下列判断中正确的是(　　)‎ A．烧杯a中的溶液pH降低 B．烧杯b中发生氧化反应 C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑‎ D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 答案　B 解析　由题给原电池装置可知，电子经过导线，由Zn电极流向Fe电极，则O2在Fe电极发生还原反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，烧杯a中c(OH－)增大，溶液的pH升高；烧杯b中，Zn发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋。‎ ‎4．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－??2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。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．电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态 D．电流表读数为零后，在甲中加入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极 答案　D 解析　由图示结合原电池原理分析可知，Fe3＋得电子变成Fe2＋被还原，I－失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确；电流表读数为零时，Fe3＋得电子速率等于Fe2＋失电子速率，反应达到平衡状态，C正确；在甲中加入FeCl2固体，平衡2Fe3＋＋2I－??2Fe2＋＋I2向左移动，I2被还原为I－，乙中石墨为正极，D不正确。‎ 题组三　原电池工作原理的应用 ‎5．(2018·江门质检)M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N2＋===N＋M2＋；②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－===E，N－2e－===N2＋。‎ 则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是(　　)‎ A．P＞M＞N＞E B．E＞N＞M＞P C．P＞N＞M＞E D．E＞P＞M＞N 答案　A 解析　由①知，金属活动性：M＞N；M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属活动性：P＞M；N、E构成的原电池中，N作负极，故金属活动性：N＞E。综合可知，A正确。‎ ‎6．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示(盐桥为盛有KNO3琼脂的U形管)。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是________(填化学式)。‎ ‎(2)银电极为电池的________极，其电极反应为____________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)盐桥中的NO移向________溶液。‎ 答案　(1)Cu　AgNO3　(2)正　Ag＋＋e－===Ag (3)Cu(NO3)2‎ 原电池设计类试题的解题思路 ‎(1)利用氧化还原反应知识判断题给总反应中的氧化反应、还原反应。‎ ‎(2)选择合适的电极材料和电解质溶液。‎ ‎(3)画出原电池装置图。画图时应注意：电极材料、电解质溶液；简易装置图和带有盐桥的装置图的区别等。‎ ‎7．银器日久表面会逐渐变黑，这是因为生成了硫化银。有人设计用原电池原理进行“抛光”，其处理方法：将一定浓度的氯化钠溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪去，而银器恢复光泽，且不会损失。试回答：‎ ‎(1)氯化钠溶液的作用是________________________________________________。‎ ‎(2)在此原电池反应中，负极发生的电极反应为______________________________________‎ ‎__________________________________________________________，正极发生的电极反应为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，溶液中发生的反应为____________________________‎ ‎________________________________________________________________________，原电池总反应方程式为__________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)为电解质溶液，起导电作用 ‎(2)2Al－6e－===2Al3＋　3Ag2S＋6e－===6Ag＋3S2－‎ ‎(3)2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑　3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑‎ 解析　要善于抓住题给信息，“黑色会褪去，而银器恢复光泽，且不会损失”，必然发生Ag2S―→Ag，显然这是原电池的正极反应，Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－，负极反应为活泼金属Al发生氧化反应：Al－3e－===Al3＋。正极生成的S2－和负极生成的Al3＋在溶液中发生双水解反应：2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，与题意产生臭鸡蛋气味的气体相吻合。原电池的总反应为上述三个反应的和：3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑。‎ 考点二　化学电源 ‎1．日常生活中的三种电池 ‎(1)碱性锌锰干电池——一次电池 正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－；‎ 负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；‎ 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。‎ ‎(2)锌银电池——一次电池 负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；‎ 正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；‎ 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。‎ ‎(3)二次电池(可充电电池)‎ 铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2。‎ ‎①放电时的反应 a．负极反应：Pb＋SO－2e－===PbSO4；‎ b．正极反应：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O；‎ c．总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。‎ ‎②充电时的反应 a．阴极反应：PbSO4＋2e－===Pb＋SO；‎ b．阳极反应：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO；‎ c．总反应：2PbSO4＋2H2OPb＋PbO2＋2H2SO4。‎ 注　可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。‎ ‎2．“高效、环境友好”的燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。‎ 种类 酸性 碱性 负极反应式 ‎2H2－4e－===4H＋‎ ‎2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极反应式 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ 电池总反应式 ‎2H2＋O2===2H2O 备注 燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用 对常见化学电源的认识与理解 ‎(1)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加(　　)‎ ‎(2)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池(　　)‎ ‎(3)若使反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋以原电池方式进行，可用锌铁作电极材料(　　)‎ ‎(4)碱性锌锰干电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长(　　)‎ ‎(5)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能(　　)‎ ‎(6)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2H2－4e－===4H＋(　　)‎ 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×‎ 解析　(2)锂离子电池属于可充电电池，即二次电池。(3)若用锌和铁作电极，则电极反应就变为Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋。(4)MnO2不是催化剂。(5)燃料电池直接将化学能转变为电能。(6)负极反应应写为2H2－4e－＋4OH－===4H2O。‎ 以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法。‎ ‎(1)酸性条件 总反应式：______________________________________________________________；‎ 正极反应式：________________________________________________________________；‎ 负极反应式：________________________________________________________________。‎ ‎(2)碱性条件 总反应式：__________________________________________________________________；‎ 正极反应式：_______________________________________________________________；‎ 负极反应式：________________________________________________________________。‎ ‎(3)固体电解质(高温下能传导O2－)‎ 总反应式：__________________________________________________________________；‎ 正极反应式：_________________________________________________________________；‎ 负极反应式：____________________________________________________________。‎ ‎(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下 总反应式：___________________________________________________________________；‎ 正极反应式：_______________________________________________________________；‎ 负极反应式：__________________________________________________________________。‎ 答案　(1)CH4＋2O2===CO2＋2H2O ‎2O2＋8H＋＋8e－===4H2O CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋‎ ‎(2)CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O ‎2O2＋4H2O＋8e－===8OH－‎ CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O ‎(3)CH4＋2O2===CO2＋2H2O ‎2O2＋8e－===4O2－‎ CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O ‎(4)CH4＋2O2===CO2＋2H2O ‎2O2＋4CO2＋8e－===4CO CH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O 题组一　根据图示理解化学电源 ‎1．(一次电池的工作原理)(2017·银川一模)普通锌锰干电池的简图如图所示，它是用锌皮制成的锌筒作电极，中央插一根碳棒，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液。该电池工作时的总反应为Zn＋2NH＋2MnO2===[Zn(NH3)2]2＋＋Mn2O3＋H2O。下列关于锌锰干电池的说法中正确的是(　　)‎ A．当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原 B．电池负极反应式为2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O C．原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极 D．外电路中每通过0.1 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g 答案　C 解析　普通锌锰干电池是一次电池，不能充电复原，A项错误；根据原电池工作原理，负极失电子，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，B项错误；由负极的电极反应式可知，每通过0.1 mol电子，消耗锌的质量是65 g·mol－1×＝3.25 g，D项错误。‎ ‎2．锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋ 通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：‎ ‎(1)外电路的电流方向是由________(填字母，下同)极流向________极。‎ ‎(2)电池正极反应式为_____________________________________________________。‎ ‎(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？______(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)b　a ‎(2)MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2‎ ‎(3)否　电极Li是活泼金属，能与水反应 解析　(1)结合所给装置图以及原电池反应原理，可知Li作负极材料，MnO2作正极材料，所以电子流向是从a→b，那么电流方向则是b→a。‎ ‎(2)根据题目中的信息“电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋ 通过电解质迁移入MnO2‎ 晶格中，生成LiMnO2”，所以正极的电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。‎ ‎(3)因为负极的电极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。‎ 题组二　燃料电池 ‎3．(2017·湖南郴州一模)乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200 ℃左右时供电，电池总反应：C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，电池示意图如图所示。下列说法中正确的是(　　)‎ A．电池工作时，质子向电池的负极迁移 B．电池工作时，电子由b极沿导线流向a极 C．a极上发生的电极反应：C2H5OH＋3H2O＋12e－===2CO2＋12H＋‎ D．b极上发生的电极反应：4H＋＋O2＋4e－===2H2O 答案　D ‎4．(2017·兰州一诊)科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如下图所示。下列说法错误的是(　　)‎ A．电极a为电池的负极 B．电极b上发生的电极反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．电路中每通过4 mol电子，在正极消耗44.8 L H2S D．每17 g H2S参与反应，有1 mol H＋经质子膜进入正极区 答案　C 解析　根据题目可知，该电池为燃料电池，根据燃料电池的特点，通氧气的一极为正极，故电极b为正极，电极a为负极，A项正确；电极b为正极，氧气得电子生成水，B项正确；从装置图可以看出，电池总反应为2H2S＋O2===S2＋2H2O，电路中每通过4 mol电子，正极应该消耗1 mol O2，负极应该有2 mol H2S反应，但是题目中没有给定标准状况下，所以不一定是44.8 L，故C错误；17 g H2S即0.5 mol H2S，每0.5 mol H2S参与反应会消耗0.25 mol O2，根据正极反应式O2＋4H＋＋4e－===2H2O，可知有1 mol H＋经质子膜进入正极区，故D正确。‎ ‎(1)要注意介质是什么？是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。‎ ‎(2)通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气。‎ ‎(3)通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。‎ 题组三　可充电电池 ‎5．(二次电池的理解与应用)镍镉(Ni－Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2，有关该电池的说法正确的是(　　)‎ A．充电时阳极反应：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O B．充电过程是化学能转化为电能的过程 C．放电时负极附近溶液的碱性不变 D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动 答案　A 解析　放电时Cd的化合价升高，Cd作负极，Ni的化合价降低，NiOOH作正极，则充电时Cd(OH)2作阴极，Ni(OH)2作阳极，电极反应式为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O，A项正确；充电过程是电能转化为化学能的过程，B项错误；放电时负极电极反应式为Cd＋2OH－－2e－===Cd(OH)2，Cd电极周围OH－的浓度减小，C项错误；放电时OH－向负极移动，D项错误。‎ ‎6．(2018·柳州模拟)锌—空气燃料电池可作电动车的动力电源，电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋2H2O＋4OH－===2Zn(OH)。下列说法正确的是(　　)‎ A．放电时，电解质溶液中K＋移向负极 B．放电时，电解质溶液的pH不变 C．充电时，阴极的反应为Zn(OH)＋2e－===Zn＋4OH－‎ D．充电时，当有4.48 L氧气(标准状况下)释放出来时，则析出固体Zn为13 g 答案　C 解析　放电时，为原电池，溶液中阳离子向正极移动，即K＋向正极移动，故A错误；放电时，消耗氢氧根离子，碱性减弱，pH减小，故B错误；充电时，阴极上发生得电子的还原反应，则阴极反应为Zn(OH)＋2e－===Zn＋4OH－，故C正确；产生1 mol氧气，转移电子为4 mol，充电时，当有4.48 L氧气(标准状况下)释放出来时，转移电子的物质的量为×4＝0.8 mol，根据Zn～2e－，则析出固体Zn：×65 g·mol－1＝26 g，故D 错误。‎ ‎1.充放电电池 ‎(1)放电时为原电池，充电时为电解池。‎ ‎(2)充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电子，可简记为负接负后作阴极，正接正后作阳极。‎ ‎(3)工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的；同一电极周围的溶液，充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。‎ ‎2.‎ ‎1．(2016·全国卷Ⅱ，11)Mg－AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是(　　)‎ A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋‎ B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移 D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑‎ 答案　B 解析　根据题意，Mg－海水－AgCl电池总反应式为Mg＋2AgCl===MgCl2＋2Ag。A项，负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，正确；B项，正极反应式为2AgCl＋2e－===2Cl－＋ 2Ag，错误；C项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，正确。‎ ‎2．(2017·全国卷Ⅲ，11)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是(　　)‎ A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4‎ B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性 D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多 答案　D 解析　A项，原电池电解质中阳离子移向正极，根据全固态锂硫电池工作原理图示中Li＋移动方向可知，电极a为正极，正极发生还原反应，由总反应可知正极依次发生S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2的还原反应，正确；B项，电池工作时负极电极方程式为Li－e－===Li＋，当外电路中流过0.02 mol电子时，负极消耗的Li的物质的量为0.02 mol，其质量为0.14 g，正确；C项，石墨烯具有良好的导电性，故可以提高电极a的导电能力，正确；D项，电池充电时为电解池，此时电解总反应为8Li2Sx16Li＋xS8(2≤x≤8)，故Li2S2的量会越来越少，错误。‎ ‎3．(2016·全国卷Ⅲ，11)锌－空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是(　　)‎ A．充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动 B．充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐减小 C．放电时，负极反应为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH) D．放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)‎ 答案　C 解析　A项，充电时，电解质溶液中K＋向阴极移动，错误；B项，充电时，总反应方程式为2Zn(OH)2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O，所以电解质溶液中c(OH－)逐渐增大，错误；C项，在碱性环境中负极Zn失电子生成的Zn2＋将与OH―结合生成Zn(OH)，正确；D项，O2～4e－，故电路中通过2 mol电子，消耗氧气0.5 mol，在标准状况时体积为11.2 L，错误。‎ ‎4．(2015·全国卷Ⅰ，11)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，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．正极反应中有CO2生成 B．微生物促进了反应中电子的转移 C．质子通过交换膜从负极区移向正极区 D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O 答案　A 解析　由题意可知，微生物电池的原理是在微生物的作用下，O2与C6H12O6发生氧化还原反应，将化学能转化为电能，B项正确；氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许H＋通过，则正极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，没有CO2生成，A项错误；负极发生反应：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，H＋在负极区生成，移向正极区，在正极被消耗，C项正确；总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，D项正确。‎ ‎5．(2015·天津理综，4)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 答案　C 解析　由图示可知，该电池总反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，Zn发生氧化反应，为负极；阳离子交换膜，只允许阳离子和水分子通过，两池中SO浓度不变。‎ ‎6．(1)[2016·北京理综，26(1)]用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO)已成为环境修复研究的热点之一。‎ Fe还原水体中的NO的反应原理如图所示。‎ ‎①作负极的物质是________。‎ ‎②正极的电极反应式是__________________________________________________。‎ ‎(2)[2013·北京理综，26(4)]通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：‎ ‎①Pt电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)。‎ ‎②写出NiO电极的电极反应式：__________________________________________________。‎ 答案　(1)①铁　②NO＋8e－＋10H＋===NH＋3H2O　(2)①还原　②NO＋O2－－2e－===NO2‎