2019届一轮复习苏教版化学能与电能的转化学案 19页

‎[学考要求]‎ 知识条目 考试要求 知识条目 考试要求 ‎1.原电池的概念 a ‎3.原电池的构成条件 a ‎2.铜—锌原电池的原理及电极反应式 b ‎4.常见化学电源 b 一、原电池 ‎1．概念及反应本质 把化学能转化为电能的装置叫做原电池，其反应的本质是氧化还原反应。‎ ‎2．工作原理(以铜锌原电池为例)‎ ‎(1)装置图 ‎(2)原理分析 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沿导线流向Cu 电流方向 从Cu(正极)沿导线流向Zn(负极)‎ 离子迁移方向 电解质溶液中，SO(阴离子)向负极迁移，Cu2＋(阳离子)向正极迁移 ‎3.原电池的构成条件 ‎(1)首要条件：有能自发进行的氧化还原反应。‎ ‎(2)两个活泼性不同的电极(金属或导电的非金属)。‎ ‎(3)电解质溶液：两个电极均需插入电解质溶液中。‎ ‎(4)两电极用导线相连并插入电解液中构成闭合回路。‎ 特别提醒 ‎(1)原电池闭合回路的形式有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两个电极直接接触。‎ ‎(2)电子不能通过电解质溶液。‎ ‎4．原电池正、负极的判断 ‎(1)根据电极材料：一般较活泼金属为负极；较不活泼金属或可导电非金属(石墨)、氧化物(MnO2)等作正极。‎ ‎(2)根据电子的流动方向：电子由负极经外电路流向原电池的正极。‎ ‎(3)根据电流方向：(外电路的)电流由正极流向负极。‎ ‎(4)根据电解质溶液内离子的移动方向：阳离子移向正极，阴离子移向负极。‎ ‎(5)根据实验现象：溶解的一极为负极，增重或有气泡的一极为正极。‎ ‎(6)根据原电池中的反应类型：‎ 负极：失电子，发生氧化反应；正极：得电子，发生还原反应。‎ ‎5．原电池电极反应式的书写 ‎(1)原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，反应物和生成物对号入座，注意酸碱介质和水等参与反应。‎ ‎(2)原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。‎ ‎1．下列装置中，能构成原电池的是(　　)‎ A．只有甲 B．只有乙 C．只有丙 D．除乙均可以 答案　C 解析　原电池的构成条件是①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发地进行氧化还原反应。甲装置不能构成闭合回路，所以不能形成原电池，A错误；乙装置中电极材料相同，所以不能形成原电池，B错误；丙装置中Fe失电子作负极，银离子得电子在正极上反应，符合原电池的构成条件，所以能形成原电池，C正确；酒精为非电解质，丁装置不能自发地进行氧化还原反应，所以不能形成原电池，D错误。‎ ‎2．(2015·浙江10月学考)如图所示进行实验，下列说法不正确的是(　　)‎ A．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生 B．甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能 C．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转 D．装置乙中负极的电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋‎ 答案　B 解析　本题考查化学能和电能知识。装置甲为锌片与稀硫酸反应装置，可观察到锌片上有气泡产生；装置乙为铜锌原电池，锌片、铜片和硫酸形成的原电池中，铜片为原电池正极，该电极上氢离子得电子生成氢气，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，故装置乙的铜片上也可观察到有气泡产生。锌片为原电池负极，锌失电子，负极上的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，电子由负极经导线流向正极，整个电路形成回路，产生电流，化学能转变为电能，锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转。故A、C、D正确。甲装置不是原电池，能量变化不是化学能转化为电能，没有产生电流，而乙装置是原电池，原电池中的能量变化为化学能转化为电能，B不正确。‎ ‎3．(2016·浙江10月学考)在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，‎ 放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式：2Fe＋2H2O＋O2 ===2Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．铁片发生还原反应而被腐蚀 B．铁片腐蚀最严重的区域应该是生锈最多的区域 C．铁片腐蚀中负极发生的电极反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－‎ D．铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀 答案　D 解析　铁片在食盐水中发生吸氧腐蚀，根据化学方程式2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2可知，反应中铁片是失去电子，作还原剂，发生氧化反应而被腐蚀，A错误；铁片的生锈和腐蚀是两个不同的概念，铁在溶解有氧气的中性或酸性很弱的溶液中发生吸氧腐蚀时，铁失去电子被氧化为亚铁离子：Fe－2e－===Fe2＋，从而使铁被腐蚀，食盐水中的溶解氧从铁片所含的碳上结合电子被还原为氢氧根离子：O2 ＋4e－＋2H2O===4OH－，氢氧根离子和亚铁离子结合成氢氧化亚铁2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，并进一步被氧化生成Fe(OH)3,4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，再在一定条件下Fe(OH)3脱水转化为铁的氧化物水合物(水合氧化铁)形成铁锈，这是生锈。这两个过程经常相伴发生。实际上，铁在食盐水中(中性环境)发生吸氧腐蚀是原电池反应，铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，铁为微电池负极，铁片中所含的碳为微电池正极，微电池的负极发生氧化反应，Fe失去电子，电极反应是Fe－2e－===Fe2＋，所以负极区(液滴覆盖的圆周中心区)是铁片腐蚀最严重的区域，而微电池的正极发生还原反应，电极反应是O2＋4e－＋2H2O===4OH－，所以氧气浓度最大处(液滴边缘的正极区)，应该是生成铁锈最多的区域，B、C错误，D正确。‎ ‎4．(2018·新高考研究联盟学考二模)LED(Light Emitting Diode)，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。右图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是(　　)‎ A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换 B．铜片上发生的反应为：2H＋＋2e－===H2↑‎ C．如果将硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动 D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变 答案　C 解析　原电池把化学能转化为电能，电能又转化为光能，即装置中存在“化学能→电能→光能”的转换，A正确；锌的金属性强于铜，锌是负极，铜是正极，溶液中的离子在正极放电，即铜片上发生的反应为：2H＋＋2e－===H2↑，B正确；如果将硫酸换成柠檬汁，仍然可以构成原电池，因此导线中会有电子流动，C错误；如果将锌片换成铁片，仍然是铜作正极，铁作负极，即电路中的电流方向不变，D正确。‎ 二、常见化学电源 ‎1．一次电池 使用之后不能再复原，活泼金属作负极，被腐蚀或消耗。如：碱性锌锰电池。‎ 负极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2‎ 正极反应式：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－‎ 总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2‎ ‎2．二次电池 放电后可以再充电使活性物质(电极、电解质溶液)获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。常见二次电池：铅蓄电池等，该电池放电时的电极反应式为 负极(铅)：Pb＋SO－2e－===PbSO4‎ 正极(氧化铅)：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O 总反应式：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O ‎3．燃料电池 ‎(1)概念 燃料电池是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池。‎ ‎(2)电极反应 负极发生氧化反应，正极发生还原反应，注意电极产物与电解质溶液的反应。‎ 以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性和碱性。‎ 当电解质溶液呈酸性时：‎ 负极：2H2－4e－===4H＋‎ 正极：O2＋4e－＋4H＋===2H2O 当电解质溶液呈碱性时：‎ 负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－‎ ‎5．(2018·浙江6月学考)普通锌锰干电池的构造如图所示，其电池反应的方程式为：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．石墨作正极 B．锌发生氧化反应 C．电池工作时，电子从石墨经导线流向锌 D．正极的电极反应为：‎ NH＋MnO2＋e－===MnO(OH)＋NH3‎ 答案　C 解析　根据电池反应方程式中元素化合价的变化，Zn的化合价升高，发生氧化反应作负极，石墨作正极，A、B都正确；电池工作时，电子由负极流向正极，C错误；根据原电池的工作原理可知，MnO2在正极反应，电极反应为：NH＋MnO2＋e－===MnO(OH)＋NH3，D正确。‎ ‎6．(2018·浙江4月学考)锂(Li)—空气电池的工作原理如图所示，下列说法不正确的是(　　)‎ A．金属锂作负极，发生氧化反应 B．Li＋通过有机电解质向水溶液处移动 C．正极的电极反应：O2＋4e－===2O2－‎ D．电池总反应：4Li＋O2＋2H2O===4LiOH 答案　C 解析　锂(Li)—空气电池，锂作负极，空气作正极。负极反应：4Li－4e－===4Li＋，正极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，总反应：4Li＋O2＋2H2O===4LiOH。在电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以A、B、D正确，C错误。‎ ‎7．(2018·浙江省磐安县学考二模)某高能电池以稀硫酸作为电解质溶液，其总反应式为CH2===CH2＋O2===CH3COOH。下列说法正确的是(　　)‎ A．在电池工作过程中，溶液中的SO向正极移动 B．随着反应的进行，正极区域附近溶液的pH变小 C．当转移4 mol电子时，溶液中的CH3COOH分子数为NA(NA为阿伏加德罗常数的值)‎ D．负极的电极反应式为：‎ CH2===CH2－4e－＋2H2O===CH3COOH＋4H＋‎ 答案　D 解析　根据原电池的工作原理，阴离子向负极移动，即SO向负极移动，故A错误；电解质是硫酸，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，正极区域pH增大，B错误；负极反应式为CH2===CH2＋2H2O－4e－===CH3COOH＋4H＋，当转移4 mol电子时，生成1 mol CH3COOH，但CH3COOH属于弱电解质，部分电离，因此溶液中CH3COOH分子的物质的量小于1 mol，C错误；根据电池总反应，电解质是硫酸，因此负极反应式为CH2===CH2＋2H2O－4e－===CH3COOH＋4H＋，D正确。‎ ‎8．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－e－＋OH－===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　由总反应可知，放电时，负极Cd发生氧化反应：Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2，负极碱性变弱，C项错误；正极反应为2NiOOH＋2e－＋2H2O===2Ni(OH)2＋2OH－，放电时，OH－由正极向负极移动(内电路)，D项错误；充电时，电能转化为化学能，B项错误；充电时阳极发生氧化反应，即Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O，A项正确。‎ 专题突破训练 一、选择题 题组一　原电池及其工作原理 ‎1．下列有关原电池的叙述中不正确的是(　　)‎ A．原电池是将化学能转化为电能的装置 B．在原电池中，电子流出的一极是负极，发生氧化反应 C．锌、铜、硫酸组成的原电池中，溶液中的 Zn2＋、 H＋均向正极移动 D．构成原电池的两个电极必须是活泼性不同的两种金属 答案　D 解析　原电池将化学能转化为电能，在外电路中形成电流，A正确；在原电池中，负极是电子流出的一极，发生氧化反应，B正确；原电池工作时，溶液中的阳离子移向正极，C正确；构成原电池的两个电极可以是活泼性不同的两种金属或金属与非金属，D错误。‎ ‎2．如图是铜锌原电池示意图，当该原电池工作时，下列描述不正确的是(　　)‎ A．溶液逐渐变蓝 B．锌片逐渐溶解 C．铜片上有气泡产生 D．电流计指针发生偏转 答案　A 解析　该原电池中，锌易失电子作负极，铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，溶液中没有铜离子生成，不会变蓝，A错误；Zn易失电子作负极，所以锌片逐渐溶解，B正确；Cu作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，所以铜片上有气泡产生，C正确；铜锌原电池中，电子从负极流向正极，所以电流计指针发生偏转，D正确。‎ ‎3．如图所示装置中，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒。关于此装置的下列叙述中，不正确的是(　　)‎ A．N上有气体放出 B．M为负极，N为正极 C．导线中有电流通过，电流方向是由M到N D．该装置是化学能转化为电能的装置 答案　C 解析　根据原电池的工作原理，正极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，A正确；M为活动性顺序位于氢之前的金属，则M为负极，N为正极，B正确；原电池的电子从负极经外电路流向正极，所以电流方向是由N到M，C错误；该装置为原电池，是化学能转化为电能的装置，D正确。‎ ‎4．如图为番茄电池的示意图，下列说法正确的是(　　)‎ A．电流由锌通过导线流向铜 B．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋‎ C．一段时间后，铜片质量会减少 D．一段时间后，锌片质量会增加 答案　B 解析　原电池工作时，电流由正极铜通过导线流向负极锌，A项错误；负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，B项正确；番茄电池的电解质溶液呈酸性，一段时间后，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，则铜片质量不变，C项错误；一段时间后，锌片失去电子溶解，其质量会减少，D项错误。‎ ‎5．下列关于化学能转化为电能的四种装置的说法正确的是(　　)‎ A．电池Ⅰ中锌是正极 B．电池Ⅱ是一次电池 C．电池Ⅲ工作时，氢气发生还原反应 D．电池Ⅳ工作时，电子由锌通过导线流向碳棒 答案　D 解析　锌的金属性强于铜，则锌是负极，A错误；铅蓄电池是二次电池，B错误；氢气失去电子，发生氧化反应，C错误；该装置中锌是负极，碳棒是正极，得出工作时电子由负极通过导线流向正极，D正确。‎ ‎6．有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下：‎ a极质量减小，b极质量增加 b极有气体产生，c极无变化 d极溶解，c极有气体产生 电流从a极流向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　)‎ A．d>a>b>c B．b>c>d>a C．a>b>c>d D．a>b>d>c 答案　A ‎7．X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如下图的装置，实验中电流计指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细。则X、Y、Z可能是下列中的(　　)‎ 选项 X Y Z A Zn Cu 稀硫酸 B Cu Zn 稀硫酸 C Cu Ag 硫酸铜溶液 D Ag Zn 硝酸银溶液 答案　D 解析　根据原电池的工作原理，Y棒变细，说明Y棒为负极，X棒变粗，说明X为正极。锌比铜活泼，锌作负极，电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋，铜棒反应式：2H＋＋2e－===H2↑，不符合题意，A、B错误；铜比银活泼，但铜不与硫酸铜发生反应，不能构成原电池，C错误；锌比银活泼，锌作负极，Zn－2e－===Zn2＋，变细，银作正极，2Ag＋＋2e－===2Ag，变粗，D正确。‎ ‎8．某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置，‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．Zn为负极，发生还原反应 B．b电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋‎ C．电子流动方向是a电极→FeCl3溶液→b电极 D．电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜电极 答案　D 解析　根据氯离子移动方向，可知b是负极，a是正极。Zn为负极，失电子发生氧化反应，A错误；b电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，B错误；电子流动方向是b电极→导线→a电极，C错误；正极材料的活动性比负极材料弱，D正确。‎ ‎9．(2018·温州市共美联盟学考模拟)将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，下列叙述正确的是(　　)‎ A．装置甲中铜片表面产生气泡 B．装置甲溶液中SO向铜片做定向移动 C．装置乙中负极的电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋‎ D．装置乙导线中有1 mol电子通过时锌片溶解了65 g 答案　C 解析　锌比铜活泼，能与稀硫酸反应，铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，甲没有形成闭合回路，不能形成原电池，溶液中SO不会向铜片做定向移动，甲烧杯中铜片表面没有气泡产生，A、B错误；乙形成闭合回路，构成原电池，锌为负极，电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋，C正确；1 mol锌失去2 mol电子，装置乙导线中有1 mol电子通过时锌片溶解了32.5 g，D错误。‎ 题组二　化学电源 ‎10．(2017·浙江11月学考)金属(M)—空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 ‎(　　)‎ A．金属M作电池负极 B．电解质是熔融的MO C．正极的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－‎ D．电池反应为2M＋O2＋2H2O===2M(OH)2‎ 答案　B 解析　金属(M)—空气电池中M失电子作负极，故A正确；根据传递M2＋和OH－，可知电解质是熔融的M(OH)2，故B错误；空气得电子作正极，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故C正确；电池总反应式为2M＋O2＋2H2O===2M(OH)2，故D正确。‎ ‎11．(2017·浙江4月学考)银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。其工作示意图如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A．Zn电极是负极 B．Ag2O电极发生还原反应 C．Zn电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2‎ D．放电前后电解质溶液的pH保持不变 答案　D 解析　反应中锌失去电子，Zn电极是负极，A正确；Ag2O得到电子，发生还原反应，B正确；电解质溶液显碱性，Zn电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，C正确；根据方程式可知消耗水，且产生氢氧化锌，氢氧根浓度增大，放电前后电解质溶液的pH升高，D错误。‎ ‎12．(2018·绍兴市3月模拟)图为一种特殊的热激活电池示意图，当无水LiCl—KCl 混合物受热熔融后即可工作。该电池总反应为：PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。下列说法不正确的是(　　)‎ A．PbSO4电极发生还原反应 B．负极的电极反应：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2‎ C．放电时Li＋、K＋向正极移动 D．用LiCl和KCl水溶液代替无水LiCl—KCl，可将该电池改为常温使用的电池 答案　D 解析　PbSO4中的Pb得电子发生还原反应，A正确；负极活泼金属Ca失电子，其电极反应：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2，B正确；原电池放电过程中阳离子向正极移动，C正确；用LiCl和KCl水溶液代替无水LiCl—KCl，Ca是活泼金属，会与水反应，D错误。‎ ‎13．(2016·浙江4月学考)Mg—H2O2电池是一种化学电源，以Mg和石墨为电极，海水为电解质溶液，示意图如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A．石墨电极是该电池的正极 B．石墨电极上发生还原反应 C．Mg电极的电极反应式：Mg－2e－===Mg2＋‎ D．电池工作时，电子从Mg电极经导线流向石墨电极，再从石墨电极经电解质溶液流向Mg电极 答案　D 解析　Mg易失电子发生氧化反应而作负极，石墨电极是该电池的正极，故A正确；H2O2在石墨电极上得电子发生还原反应，故B正确；Mg易失电子发生氧化反应而作负极，电极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，故C正确；电池工作时，电子从负极Mg 电极经导线流向石墨电极，但是电子不会经过电解质溶液，故D错误。‎ ‎14．关于铅蓄电池的说法正确的是(　　)‎ A．放电时，正极发生的反应是：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)‎ B．放电时，该电池的负极材料是铅板 C．充电时，电池中硫酸的浓度不断变小 D．充电时，阳极发生的反应是：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq)‎ 答案　B 解析　A项中电池放电时正极应发生还原反应，电极反应为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O；C项中电池充电时硫酸的浓度应不断增大；D项中电池充电时阳极应发生氧化反应。‎ ‎15．(2018·嘉兴一中4月模拟)一种光化学电池的结构如图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，AgCl(s)===Ag(s)＋Cl(AgCl)[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面]，接着Cl(AgCl)＋e－===Cl－(aq)，若将光源移除，电池会立即恢复至初始状态。下列说法正确的是(　　)‎ A．光照时，电流由铂流向银 B．光照时，Pt电极发生的反应为2Cl－＋2e－===Cl2‎ C．光照时，Cl－向Ag电极移动 D．光照时，电池总反应：AgCl(s)＋Cu＋(aq)===Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－(aq)‎ 答案　D 解析　该装置中氯原子在银电极上得电子发生还原反应，所以银作正极、铂作负极。光照时，电流从正极银X流向负极铂Y，电解质中氯离子向负极铂移动，A、C错误；负极上亚铜离子失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu＋(aq)－e－===Cu2＋(aq)，B错误；电池反应式为AgCl(s)＋Cu＋(aq)===Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－(aq)，D正确。‎ ‎16．某手机电池采用了石墨烯电池，可充电5分钟，通话2小时。一种石墨烯锂硫电池(2Li＋S8===Li2S8)工作原理示意图如图。‎ 已知参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小称为该电池的比能量。下列有关该电池说法不正确的是(　　)‎ A．金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料 B．A电极为该电源的负极，发生氧化反应 C．B电极的反应：2Li＋＋S8＋2e－===Li2S8‎ D．电子从A电极经过外电路流向B电极，再经过电解质流回A电极 答案　D 解析　石墨烯锂硫电池总反应式为2Li＋S8===Li2S8，Li失电子发生氧化反应，Li是负极材料；金属锂的摩尔质量小，单位质量的Li放出电能明显比其他金属大，故A正确；电池内部阳离子向正极移动，则A电极为该电源的负极，发生氧化反应，故B正确；B为电源的正极，发生的电极反应为2Li＋＋S8＋2e－===Li2S8，故C正确；原电池的外电路中有电子转移，而电池的内部只有阴、阳离子的移动，没有电子的移动，故D错误。‎ ‎17．某化学电源的工作原理如图。下列说法不正确的是(　　)‎ A．采用多孔金属作电极可增大电极接触面积，提高对气体的吸附能力 B．通H2的电极作负极，发生氧化反应 C．通O2的电极发生的电极反应：O2＋4e－＋4H＋===2H2O D．该电池工作时发生的主要能量转化形式为化学能转化为电能和热能 答案　C 解析　多孔活性金属电极具有较强的吸附性，可增大电极接触面积，提高对气体的吸附能力，故A正确；氢氧燃料电池中，氢气失电子发生氧化反应，通氢气的电极为原电池的负极，故B 正确；通入氧气的电极是原电池的正极，在碱性条件下，氧气得电子被还原，发生的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故C错误；燃料电池是将化学能转化为电能的装置，该装置也有部分的化学能转化为热能，故D正确。‎ ‎18．有一种新型的固体氧化物型燃料电池，装置如图所示，在两极上分别通入甲烷和空气，电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3固体。在高温熔融状态下能传导O2－。下列说法正确的是(　　)‎ A．a处通入的是甲烷 B．工作时，在熔融电解质中，O2－移向d电极 C．c电极为正极，发生氧化反应 D．d电极的电极反应式：O2＋4e－===2O2－‎ 答案　B 解析　依据装置图中电流流向分析，c为正极，氧气得到电子发生还原反应，d为负极，甲烷失电子发生氧化反应。a处通入的是空气，A错误；原电池中阴离子向负极移动，所以工作时，在熔融电解质中，O2－移向负极，即移向d电极，B正确；c电极为正极，发生还原反应，C错误；d电极为电池负极，甲烷失电子发生氧化反应，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3固体，它在高温下能传导正极生成的O2－，负极电极反应为CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O，D错误。‎ ‎19．(2018·浙江省十校联盟3月模拟)最近一家瑞典公司发明了一种新型充电器“PowerTrekk”，仅仅需要一勺水，它便可以产生维持10小时手机使用的电量。其反应原理为：Na4Si＋5H2O===2NaOH＋Na2SiO3＋4H2↑，则下列说法正确的是(　　)‎ A．该电池可用晶体硅作电极材料 B．Na4Si在电池的负极发生还原反应，生成Na2SiO3‎ C．电池正极发生的反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ D．当电池转移0.2 mol电子时，可生成标准状况下1.12 L H2‎ 答案　C 解析　由该电池的反应原理可知，硅化钠是还原剂，其在负极上发生氧化反应；水是氧化剂，其在正极上发生还原反应；反应中电子转移的数目是8e－‎ ‎。该电池工作时生成氢氧化钠溶液，而硅可以与氢氧化钠反应，所以不能用晶体硅作电极材料，A错误；Na4Si在电池的负极发生氧化反应，B错误；电池正极发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，C正确；当电池转移0.2 mol电子时，可生成标准状况下2.24 L H2，D错误。‎ 二、非选择题 ‎20．(2018·浙江省余姚中学4月质检)某实验的实验装置如图所示，回答下列有关该实验的问题。‎ ‎(1)该实验所用的石墨棒须经过预处理：先经高温火焰灼烧到红热，再迅速浸入冷水中。这种预处理的目的是：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)要使发光二极管发亮，实验时的操作顺序是：先关闭S1，打开S2，电解一段时间后，再打开S1，关闭S2，请写出整个实验过程中的能量转化形式_______________________________。‎ ‎(3)写出下列操作时的电极反应式，并注明电极名称：‎ ‎①按下开关S1：C1附近发生2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－的电极反应 ‎②断开开关S1，迅速按下开关S2：(提示：此时C1附近溶液显碱性，C2附近溶液显酸性)‎ C2________，____________________________________________________________。‎ 答案　(1)使石墨棒表面变得粗糙，有利于吸附气体　(2)电能→化学能→电能(或电能→化学能→电能→光能)　(3)正极　O2＋4H＋＋4e－===2H2O 解析　(1)经高温火焰灼烧到红热，再迅速浸入冷水中，可以使石墨棒表面变得粗糙，有利于吸附气体。(2)根据以上分析，关闭S1，打开S2，构成电解池，电能转化为化学能；打开S1，关闭S2时，构成氢氧燃料电池，化学能转化为电能；所以整个实验过程中的能量转化形式为电能→化学能→电能；断开开关S1，迅速按下开关S2构成氢氧燃料电池，C2附近有氧气，是电池正极，电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。‎ ‎21．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________极流向________极(填字母)。‎ ‎(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)外电路的电流方向是由正极b流向负极a。‎ ‎(2)在电池正极b上发生的电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。‎ ‎(3)由于负极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，所以不可用水代替电池中的混合有机溶剂。‎