高考化学总复习第八单元化学反应与电能 第1讲

高考总复习·化学[单选经典版]第八单元化学反应与电能第1讲原电池化学电源复习目标1．理解原电池的构成、工作原理及应用，能正确判断原电池的两极，能书写电极反应式和总反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理；了解燃料电池的应用。3.体会研制新型电池的重要性，能够书写新型化学电源的电极反应式。考点一原电池的工作原理及应用1．原电池的概念及构成条件(1)概念原电池是把eq\x(\s\up1(01))化学能转化为eq\x(\s\up1(02))电能的装置。(2)构成条件①反应：有能自发进行的eq\x(\s\up1(03))氧化还原反应发生。②电极：eq\x(\s\up1(04))活泼性不同的两个电极(燃料电池的两个电极可以相同)。③介质：电解质溶液或熔融电解质或离子导体。④闭合回路：两电极eq\x(\s\up1(05))直接或间接接触插入介质中。2．原电池的工作原理(以铜－锌原电池为例)装置图电极材料负极：eq\x(\s\up1(01))锌片正极：eq\x(\s\up1(02))铜片电极反应eq\x(\s\up1(03))Zn－2e－=Zn2＋eq\x(\s\up1(04))Cu2＋＋2e－=Cu反应类型eq\x(\s\up1(05))氧化反应eq\x(\s\up1(06))还原反应电子流向由eq\x(\s\up1(07))锌片沿导线流向eq\x(\s\up1(08))铜片离子移动方向电解质溶液中，阴离子向eq\x(\s\up1(09))负极迁移，阳离子向eq\x(\s\up1(10))正极迁移盐桥中含有饱和KCl溶液，eq\x(\s\up1(11))K＋移向正极区，eq\x(\s\up1(12))Cl－移向负极区电流方向由eq\x(\s\up1(13))铜片沿导线流向eq\x(\s\up1(14))锌片电池总反应式eq\x(\s\up1(15))Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu两类装置的不同点Zn与Cu2＋直接接触，会有部分化学能直接转化为热能，能量损耗较多Zn与Cu2＋不直接接触，仅有化学能转化为电能，能量损耗较少3.原电池原理的应用(1)比较金属活泼性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作eq\x(\s\up1(01))负极的金属比作eq\x(\s\up1(02))正极的金属活泼。(2)加快氧化还原反应的速率一个eq\x(\s\up1(03))自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率eq\x(\s\up1(04))加快。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率eq\x(\s\up1(05))加快。(3)设计化学电源实例：根据Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag设计电池：(4)用于金属的防护(后文细讲)请指出下列各说法的错因(1)原电池工作时，电子从负极流出经导线流入正极，然后通过溶液流回负极。错因：电子不能通过电解质溶液。(2)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动。错因：原电池中，阳离子移向正极。(3)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，较活泼的金属一定作负极。错因：较活泼的金属不一定作负极，如：Mg­NaOH­Al形成的原电池，铝作负极。(4)铁与盐酸反应时加入少量CuSO4溶液，产生H2的速率不变。错因：加入少量CuSO4后，Fe与Cu2＋反应生成Cu，可以形成原电池，反应速率加快。(5)C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO＋H2可设计成原电池。错因：自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。1．原电池正、负极的判断方法注意：活泼性强的金属不一定作负极，对于某些原电池，如镁、铝和NaOH溶液组成的原电池，Al作负极，Mg作正极。原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，但负极一定发生氧化反应。2．盐桥的组成和作用(1)盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。(2)盐桥的作用：①连接内电路，形成闭合回路；②平衡电荷，使原电池不断产生电流；③可以提高能量转化效率。角度一原电池的构成及工作原理1.如图是用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是()A．铜片表面有气泡生成B．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换C．如果将稀硫酸换成柠檬汁，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C2．用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂－KNO3的U形管)构成一个原电池(如图)。下列有关该原电池的叙述中正确的是()①在外电路中，电子由铜电极流向银电极②正极反应：Ag＋＋e－=Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A．①② B．①②④C．②③ D．①③④答案B原电池工作原理模型图注意：①若有盐桥，盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。②电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥和导线(即电子不下水，离子不上岸)。③负极失去电子总数一定等于正极得到电子总数。角度二原电池的应用3．有A、B、C、D、E五种金属，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，A极为负极②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电流由D→导线→C③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4中，C极产生大量气泡④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应⑤用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出。据此，判断五种金属的活动性顺序是()A．A>B>C>D>E B．A>C>D>B>EC．C>A>B>D>E D．B>D>C>A>E答案B4．等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4中，同时向a中放入少量的CuSO4溶液，如图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是()答案D考点二化学电源1．一次电池(1)碱性锌锰电池(如图1)负极材料为eq\x(\s\up1(01))Zn，正极材料为MnO2。电极反应：负极：eq\x(\s\up1(02))Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2；正极：eq\x(\s\up1(03))2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnO(OH)＋2OH－；总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)＋Zn(OH)2。(2)锌银电池(如图2)负极材料为eq\x(\s\up1(04))Zn，正极材料为eq\x(\s\up1(05))Ag2O，电解质为KOH。电极反应：负极：eq\x(\s\up1(06))Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2；正极：eq\x(\s\up1(07))Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－；总反应：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag。2．二次电池(1)铅酸蓄电池正极材料为eq\x(\s\up1(01))PbO2，负极材料为eq\x(\s\up1(02))Pb，电解质溶液为稀H2SO4。总反应为eq\x(\s\up1(03))Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。(2)锂离子电池一种锂离子电池，其负极材料为嵌锂石墨(LixCy)，正极材料为LiCoO2(钴酸锂)，电解质溶液为LiPF6(六氟磷酸锂)的碳酸酯溶液(无水)，其总反应为LixCy＋Li1－xCoO2eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))LiCoO2＋Cy，其放电时电极反应式为负极：eq\x(\s\up1(08))LixCy－xe－=xLi＋＋Cy；正极：eq\x(\s\up1(09))Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2。3．燃料电池(1)氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池。电解质溶液酸性碱性负极反应式eq\x(\s\up1(01))2H2－4e－=4H＋eq\x(\s\up1(02))2H2－4e－＋4OH－=4H2O正极反应式eq\x(\s\up1(03))O2＋4e－＋4H＋=2H2Oeq\x(\s\up1(04))O2＋4e－＋2H2O=4OH－总反应式2H2＋O2=2H2O(2)燃料电池的电极本身不参与反应，燃料和氧化剂连续地由eq\x(\s\up1(05))外部供给。常见燃料有H2、烃、肼、烃的含氧衍生物、NH3、水煤气等。请指出下列各说法的错因(1)碱性锌锰电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰电池的比能量高、可储存时间长。错因：MnO2是正极反应物。(2)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池。错因：手机、电脑中使用的锂电池可以充、放电，属于二次电池。(3)铅酸蓄电池放电时，正极质量减小，负极的质量增加。错因：放电时，正、负极的质量均增加。(4)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2H2－4e－=4H＋。错因：碱性介质中，负极反应为H2－2e－＋2OH－=2H2O。(5)熔融碳酸盐甲烷燃料电池正极电极反应式：O2－4e－＋2COeq\o\al(2－,3)=2CO2。错因：正极O2得电子，电极反应式为O2＋4e－＋2CO2=2COeq\o\al(2－,3)。(6)二次电池充电时，二次电池的负极连接电源的负极，发生氧化反应。错因：充电时二次电池的负极连接电源的负极，即作电解池的阴极，得电子，发生还原反应。1．化学电源电极反应式的书写书写电极反应式时，首先要根据原电池的工作原理准确判断正、负极，然后结合电解质溶液的环境确定电极产物，最后再根据质量守恒和电荷守恒写出反应式。电极反应式书写的一般方法有：(1)拆分法①写出原电池的总反应，如2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋。②把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及得失电子守恒配平两个半反应：正极：2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋负极：Cu－2e－=Cu2＋(2)加减法①写出总反应，如Li＋LiMn2O4=Li2Mn2O4。②写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)，如Li－e－=Li＋(负极)。③利用总反应式与写出的一极反应式相减，即得另一个电极的反应式，即LiMn2O4＋Li＋＋e－=Li2Mn2O4(正极)。2．燃料电池电极反应式的书写第一步：写出电池总反应式。燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。如甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应式为CH4＋2O2=CO2＋2H2O①CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O②①式＋②式得燃料电池总反应式为CH4＋2O2＋2NaOH=Na2CO3＋3H2O，其离子方程式为CH4＋2O2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋3H2O。第二步：写出电池的正极反应式。根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，电解质溶液不同，其电极反应有所不同，需熟记的四种情况如下：①酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋4H＋＋4e－=2H2O。②碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。③固体电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应式：O2＋4e－=2O2－。④熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下电极反应式：O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)。第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式。电池的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。角度一一次电池1．纸电池是一种有广泛应用的“软电池”，如图所示碱性纸电池采用薄层纸片作为载体和传导体，纸的两面分别附着锌和二氧化锰。下列有关该纸电池的说法不合理的是()A．Zn为负极，发生氧化反应B．电池工作时，电子由MnO2流向ZnC．正极反应：MnO2＋e－＋H2O=MnO(OH)＋OH－D．电池总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O=Zn(OH)2＋2MnO(OH)答案B2．(2022·广东省高考一模)近期，我国报道了一种新型Li­NO2电池，为NO2的治理和再利用提供了新的研究思路，其工作原理如图所示。电池放电时的总反应为2Li＋NO2=Li2O＋NO。下列有关该电池工作时的说法不正确的是()A．外电路电流的方向：b极→电流表→a极B．b极的电极反应：NO2＋2e－＋2Li＋=Li2O＋NOC．电解液中Li＋向b极附近迁移D．当外电路通过1mole－时，b极质量增加7g答案D角度二二次电池3．我国研究锂硫电池获得突破，电池的总反应是16Li＋S88Li2S，充、放电曲线如图所示，下列说法不正确的是()A．充电时，电能转化为化学能B．放电时，锂离子向正极移动C．放电时，1molLi2S6转化为Li2S4得到2mole－D．充电时，阳极总电极反应式是8S2－－16e－=S8答案C解析根据图示，放电时，Li2S6转化为Li2S4的电极反应为2Li2S6＋2Li＋＋2e－=3Li2S4，反应中2molLi2S6得到2mole－，即1molLi2S6得到1mole－，C错误。4．镍镉(Ni­Cd)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、放电反应按下式进行：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＋H2OB．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(1)充电电池需要注意的是充电、放电的反应不能理解为可逆反应。(2)充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应恰与放电时的正极反应相反，充电时的阴极反应恰与放电时的负极反应相反。(3)书写化学电源的电极反应式和总反应方程式时，关键是抓住氧化产物和还原产物的存在形式。角度三燃料电池5．直接供氨式固态氧化物燃料电池的结构如图所示。下列有关该电池的说法正确的是()A．通入氧气的电极是正极，氧气发生氧化反应B．正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－C．该燃料电池可直接将化学能全部转化为电能D．负极的电极反应式为2NH3－6e－＋3O2－=N2＋3H2O答案D6．(2022·河南三市高三第一次质量检测)一种以某固体氧化物为电解质的新型燃料电池，工作原理如图所示。在700～900℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，产物对环境无污染(设NA为阿伏加德罗常数的值)。下列说法正确的是()A．若A为氢气，则正极反应式为H2－2e－＋O2－=H2OB．若B为氧气，则该电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－C．若A为甲烷，则消耗32g甲烷时，外电路中流过的电子数目为16NAD．若A为肼(N2H4)，B为氧气，则电池总反应为N2H4＋3O2=2NO2＋2H2O答案C解答燃料电池题目的几个关键点(1)注意介质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，通入正极的物质一般为氧气。(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。高考真题演练1．(2022·辽宁高考)某储能电池原理如图。下列说法正确的是()A．放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－=NaTi2(PO4)3＋2Na＋B．放电时Cl－透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移C．放电时每转移1mol电子，理论上CCl4吸收0.5molCl2D．充电过程中，NaCl溶液浓度增大答案A解析放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－=NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正极反应：Cl2＋2e－=2Cl－，消耗氯气，故A正确；放电时，阴离子移向负极，放电时Cl－透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，故B错误；放电时每转移1mol电子，正极：Cl2＋2e－=2Cl－，理论上CCl4释放0.5molCl2，故C错误；充电过程中，阳极：2Cl－－2e－=Cl2，消耗氯离子，NaCl溶液浓度减小，故D错误。2．(2022·全国乙卷)Li­O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来，科学家研究了一种光照充电Li­O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动阴极反应(Li＋＋e－=Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋=2Li＋＋O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是()A．充电时，电池的总反应Li2O2=2Li＋O2B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C．放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移D．放电时，正极发生反应O2＋2Li＋＋2e－=Li2O2答案C解析由分析可知，放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li＋从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误。3．(2021·浙江高考)某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li＋得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO2薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是()A．充电时，集流体A与外接电源的负极相连B．放电时，外电路通过amol电子时，LiPON薄膜电解质损失amolLi＋C．放电时，电极B为正极，反应可表示为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2D．电池总反应可表示为LixSi＋Li1－xCoO2eq\o(,\s\up9(放电),\s\do9(充电))Si＋LiCoO2答案B解析由题中信息可知，该电池充电时Li＋得电子成为Li嵌入电极A中，可知电极A在充电时作阴极，故其在放电时作电池的负极，而电极B是电池的正极。放电时，外电路通过amol电子时，内电路中有amolLi＋通过LiPON薄膜电解质从负极迁移到正极，但是LiPON薄膜电解质没有损失Li＋，B说法不正确。4．(2020·全国卷Ⅰ)科学家近年发明了一种新型Zn­CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是()A．放电时，负极反应为Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)B．放电时，1molCO2转化为HCOOH，转移的电子数为2molC．充电时，电池总反应为2Zn(OH)eq\o\al(2－,4)=2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2OD．充电时，正极溶液中OH－浓度升高答案D解析由题可知，充电时的阳极电极反应式为：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，溶液中H＋浓度增大，溶液中c(H＋)·c(OH－)＝Kw，温度不变时，Kw不变，因此溶液中OH－浓度降低，故D错误。5．(1)(2021·河北高考节选)我国科学家研究Li­CO2电池，取得了重大科研成果，回答下列问题：①Li­CO2电池中，Li为单质锂片，则该电池中的CO2在________(填“正”或“负”)极发生电化学反应。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅲ的离子方程式。Ⅰ.2CO2＋2e－=C2Oeq\o\al(2－,4)Ⅱ.C2Oeq\o\al(2－,4)=CO2＋COeq\o\al(2－,2)Ⅲ.________________________________Ⅳ.COeq\o\al(2－,3)＋2Li＋=Li2CO3②研究表明，在电解质水溶液中，CO2气体可被电化学还原。CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为________________________。(2)(2020·江苏高考节选)研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K＋、H＋通过的半透膜隔开。①电池负极电极反应式为________________________________________；放电过程中需补充的物质A为________(填化学式)。②图中所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为______________________。答案(1)①正2COeq\o\al(2－,2)＋CO2=2COeq\o\al(2－,3)＋C②12CO2＋18e－＋4H2O=CH3CH2CH2OH＋9COeq\o\al(2－,3)(2)①HCOO－＋2OH－－2e－=HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2SO4②2HCOOH＋2OH－＋O2=2HCOeq\o\al(－,3)＋2H2O解析(1)①由题意知，Li­CO2电池的总反应式为4Li＋3CO2=2Li2CO3＋C，CO2发生得电子的还原反应，则CO2作为电池的正极；CO2电还原后与Li＋结合成Li2CO3，按4个步骤进行，由步骤Ⅱ可知生成了COeq\o\al(2－,2)，而步骤Ⅳ需要COeq\o\al(2－,3)参加反应，所以步骤Ⅲ的离子方程式为2COeq\o\al(2－,2)＋CO2=2COeq\o\al(2－,3)＋C。课时作业建议用时：40分钟一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1．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O2B．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>CrD．两个装置中，电子均由Cr电极流向Cu电极答案B2．锂－空气电池是一种可充电电池，电池反应为2Li＋O2=Li2O2，某锂－空气电池的构造原理如图。下列说法正确的是()A．可选用有机电解液或水性电解液B．含催化剂的多孔材料为电池的负极C．放电时正极的电极反应式为O2＋2Li＋＋2e－=Li2O2D．充电时锂电极应连接外接电源的正极答案C3．H2S废气资源化的原理为2H2S(g)＋O2(g)=S2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－632kJ·mol－1，如图为H2S燃料电池示意图。下列说法正确的是()A．电极a为电池的正极B．电极b上发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－=2H2OC．电路中每流过4mol电子，电池会产生632kJ热能D．22.4LH2S参与反应时，2molH＋经质子交换膜进入正极区答案B4.人工光合系统装置(如图)可实现以CO2和H2O合成CH4。下列说法不正确的是()A．该装置为原电池，且铜为正极B．电池工作时，H＋向Cu电极移动C．GaN电极表面的电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋D．反应CO2＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(光照))CH4＋2O2中每消耗1molCO2转移4mole－答案D5．(2022·南京市高三学情调研)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：VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2OC．氢离子由电极a区向电极b区移动D．1molV2＋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，由图知，电极a上，VOeq\o\al(＋,2)在酸性条件下转化为VO2＋，V的化合价由＋5降低为＋4，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1molV2＋失去约6.02×1023个电子，错误。6．(2021·辽宁高考)如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物Li3Bi。下列说法正确的是()A．放电时，M电极反应为Ni－2e－=Ni2＋B．放电时，Li＋由M电极向N电极移动C．充电时，M电极的质量减小D．充电时，N电极反应为Li3Bi＋3e－=3Li＋＋Bi答案B7．某科研人员设计了以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700～900℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，已知生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是()A．电极甲的电极反应为N2H4－4e－=N2↑＋4H＋B．电池总反应为N2H4＋O2=N2＋2H2OC．电池内电路中电流由电极乙流向电极甲D．每32gN2H4参与反应，有1molO2－移向电极甲答案B解析该电池中电极甲为负极，电极乙为正极，电池外电路中电流由电极乙流向电极甲，电池内电路中电流由电极甲流向电极乙，C错误；电极甲为负极，电极反应为N2H4＋2O2－－4e－=N2↑＋2H2O，可知每32gN2H4参与反应，有2molO2－移向电极甲，A、D错误。8．某单液电池如图所示，其反应原理为H2＋2AgCl(s)eq\o(,\s\up9(放电),\s\do9(充电))2Ag(s)＋2HCl。下列说法错误的是()A．放电时，左边电极为负极B．放电时，溶液中H＋向右边电极移动C．充电时，右边电极上发生的电极反应式：Ag－e－=Ag＋D．放电时，每消耗1molH2，电解质溶液质量增加73g答案C解析充电时右边电极上发生的电极反应式为Ag－e－＋Cl－=AgCl。9．(2022·赣州市高三期末考试)为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。下列说法正确的是()A．石墨电极作正极，发生氧化反应B．向铁电极溶液中滴加KSCN，溶液变红C．盐桥中可选择KCl或者KNO3作为电解质D．一段时间后，铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02mol·L－1，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝0.09mol·L－1(已知装置中两溶液体积相等，且忽略反应过程中溶液体积的变化)答案D解析根据电池装置可知，铁电极作负极，石墨电极作正极，发生还原反应，A错误；铁电极发生氧化反应生成Fe2＋，故向铁电极溶液中加KSCN，溶液不变红，B错误；硝酸根离子在酸性环境下具有强氧化性，能与亚铁离子发生氧化还原反应，不能达到实验目的，C错误；铁电极发生的电极反应为Fe－2e－=Fe2＋，石墨电极发生的电极反应为Fe3＋＋e－=Fe2＋，铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02mol·L－1，根据得失电子守恒可知，石墨电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02mol·L－1×2＝0.04mol·L－1，则反应后石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝0.05mol·L－1＋0.04mol·L－1＝0.09mol·L－1，D正确。10．(2021·河北高考)K­O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是()A．隔膜允许K＋通过，不允许O2通过B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极C．产生1Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水答案D解析由图可知，a电极为原电池的负极，单质钾片失去电子发生氧化反应生成钾离子，电极反应式为K－e－=K＋，b电极为正极，在钾离子作用下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成超氧化钾，电极反应式为O2＋K＋＋e－=KO2，总反应式为K＋O2=KO2。金属钾易与氧气反应，为防止钾与氧气反应，电池所选隔膜应允许K＋通过，不允许O2通过，故A正确；由分析可知，放电时，a为负极，b为正极，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极应与直流电源的正极相连，作电解池的阳极，故B正确；由分析可知，生成1mol超氧化钾时，消耗1mol氧气，两者的质量比值为1mol×71g/mol∶1mol×32g/mol≈2.22，故C正确。11．