易错专题12 原电池反应及应用（解析版）-2024-2025学年高二化学易错题典例精讲与习题精练（人教版2019选择性必修1）

易错专题12原电池反应及应用聚焦易错点：►易错点一双液电池►易错点二原电池原理的应用典例精讲易错点一双液电池【易错典例】例1（2023上·安徽芜湖·高二安徽师范大学附属中学校考阶段练习）关于下图所示的原电池，下列说法正确的是()A.电子从锌电极通过电流表流向铜电极B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C.锌电极发生氧化反应；铜电极发生还原反应，其电极反应是2H＋＋2e－=H2↑D.取出盐桥后，电流表仍会偏转，铜电极在反应前后质量不变【解析】锌片作负极，铜片作正极，电子从负极流向正极，A选项正确；盐桥中的阴离子向负极移动，B选项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，铜电极发生的反应为Cu2＋＋2e－=Cu，C选项错误；取出盐桥后不能形成原电池，铜电极在反应后质量增加，D选项错误。答案：A【解题必备】1.单液电池和双液电池（Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu）（1）如果不用盐桥，除了发生原电池反应外还发生锌和铜离子的直接的置换反应，会使部分化学能以热能的形式转化掉，而盐桥的使用可以避免锌和铜离子的直接接触，从而避免了化学能转化为热能，提高电池效率。（2）选择盐桥中的电解质的原则是高浓度、正负离子迁移速率接近相等，且不与电池中溶液发生化学反应，常采用KCl、NH4NO3和KNO3的饱和溶液，盐桥的作用是避免锌和铜离子的直接接触；使两个半电池构成闭合回路；能使原电池产生较持续、稳定的电流；能提高电池的使用效率。2.原电池正、负极的判断方法判断一个原电池中的正、负极，最根本的方法是失电子(发生氧化反应)的一极是负极，得电子(发生还原反应)的一极是正极。如果给出一个化学方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断，化合价升高发生氧化反应的一极为负极，化合价降低发生还原反应的一极为正极。根据电极材料的活泼性来判断正负极，要注意电解质溶液对原电池正负极的影响。例如Mg、Al、NaOH溶液构成的原电池，Al为负极；Fe(或Al)、Cu、浓HNO3构成的原电池，Cu为负极。【变式突破】1．（2023·贵州·清华中学高二阶段练习）控制合适的条件，将反应设计成如图所示原电池，下列判断不正确的是A．双液原电池的优点是电流稳定B．反应开始时，甲中石墨电极上被还原C．可以通过电流计读数为零来判断是否达到平衡状态D．电流计读数为零后，在甲中溶入固体，甲中石墨电极为正极【解析】将反应制成原电池，如图，反应开始时，根据原电池的本质，甲池中为，则甲池为正极，得电子，被还原，发生还原反应；乙池则为负极，失电子，被氧化，发生氧化反应；A．双液原电池有两个优点：①能量转化率高；②能提供持续稳定的电流，故A正确；B．将反应制成原电池，如图，反应开始时，根据原电池的本质，甲池中为，则甲池为正极，得电子，被还原，发生还原反应，故B正确；C．当达到平衡状态时，没有电流产生，电流计读数为零，故C正确；D．流计读数为零后，在甲中溶入固体，此时平衡逆向进行，被氧化成，作电源的负极，故D错误；故选D。易错点二原电池反应原理的应用【易错典例】例2（2023上·安徽合肥·高二合肥一中校考期中）某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol·L－1的稀H2SO4中，乙同学将电极放入6mol·L－1的NaOH溶液中，如图所示。(1)写出甲池中发生的有关电极反应的反应式：负极__________，正极__________。(2)写出乙池中发生的有关电极反应的反应式：负极__________，正极__________，总反应离子方程式为____________________________。(3)如果甲与乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出_____活动性更强(填写元素符号)。(4)由此实验，可得到如下哪些结论________。A．利用原电池反应判断金属活动性顺序应注意选择合适的介质B．镁的金属性不一定比铝的金属性强C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，已没有实用价值D．该实验说明化学研究对象复杂、反应条件多变，应具体问题具体分析(5)上述实验也反过来证明了“利用金属活动性顺序表直接判断原电池中正、负极”的做法不可靠，则请你提出另一个判断原电池正、负极可行的实验方案________________。【答案】(1)Mg－2e－=Mg2＋2H＋＋2e－=H2↑(2)2Al＋8OH－－6e－=2AlOeq\o\al(－,2)＋4H2O6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑(3)MgAl(4)AD(5)将两种金属电极连上电流表而构成原电池，利用电流表检测电流的方向，从而判断电子的流动方向，再来确定原电池的正、负极【解析】(1)甲池中电池总反应方程式为Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑，Mg作负极，电极反应式为Mg－2e－=Mg2＋，Al作正极，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑。(2)乙池中电池总反应方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，负极上为Al被氧化生成Al3＋后与OH－反应生成AlOeq\o\al(－,2)，电极反应式为2Al－6e－＋8OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋4H2O；正极产物为H2，电极反应式为6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑。(3)甲池中Mg为负极，Al为正极；乙池中Al为负极，Mg为正极，若根据负极材料金属比正极活泼，则甲判断Mg活动性强，乙判断Al活动性强。(4)选AD。Mg的金属活动性一定比Al强，金属活动性顺序表是正确的，应用广泛。(5)判断正、负极可根据回路中电流方向或电子流向等进行判断，直接利用金属活动性顺序表判断原电池的正、负极是不可靠的。【解题必备】1.原电池原理的应用（1）加快氧化还原反应的速率。例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率加快。（2）比较金属活动性强弱。例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a是负极，b是正极，由原电池原理可知，金属活动性a>b。（3）用于金属的防护。如要保护一个铁闸，可用导线将其与一锌块相连，使锌作原电池的负极，铁闸作正极。（4）设计化学电池。从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。关键是选择合适的电解质溶液和两个电极。电解质溶液一般能与负极反应，或者溶解在溶液中的物质(如O2)与负极反应；电极材料一般较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或非金属导体作正极。2.电极反应式的书写方法(1)定电极，标得失。按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量。(2)看环境，配守恒。电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H＋应让其结合OH－生成水。电极反应式要依据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平。(3)两式加，验总式。两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证。【变式突破】2．（2023·湖南·衡阳县第四中学高二开学考试）均为有毒气体，对废气的资源化利用是目前的研究热点。如图甲为质子膜燃料电池的示意图，图乙为利用原电池原理处理的示意图。Ⅰ.根据图甲，回答下列问题：(1)电池负极为_______(填“电极a”或“电极b”，下同)，发生还原反应的电极为_______。(2)电极b的电极反应式为_______；电池总反应为_______。(3)当电路中通过8mol电子时，有_______mol经质子固体电解质膜进入正极区。Ⅱ.根据图乙，回答下列问题：(4)负极反应式为_______。(5)利用该原理制得的化工原料C为_______(填化学式)。(6)处理32g，理论上需要消耗的体积为_______L(标准状况下)。(1)电极a；电极b(2)；(3)8(4)(5)(6)5.6【解析】图甲中电极a上H2S失去电子转化为S2，为负极，则电极b为正极；图乙左侧SO2失电子转化为H2SO4，为负极，则右侧为正极。（1）由图甲可知，在电极a上发生氧化反应生成，在电极b上发生还原反应生成，则电极a为负极，电极b为正极。（2）)在电极b(正极)上得到电子，与结合生成，电极反应式为；电池总反应为。（3）由正极反应式可知，当电路中通过8mol电子时，有8mol经质子固体电解质膜进入正极区。（4）在负极上失去电子：，利用使其两边电荷相等：，利用使其两边原子数相等，可得负极反应式为。（5）由上述分析可知，利用该原理制得的化工原料C为。（6）在正极上得到电子，与结合生成，结合负极反应式可得关系式：，故处理32g(0.5mol)，转移电子数为1mol，理论上需要消耗0.25mol，标准状况下的体积为0.25mol×22.4Lmol-1=5.6L。习题精练1．（2023上·江苏南通·高二统考阶段练习）下列有关电化学装置或原理说法正确的是A．铅蓄电池放电时，正负电极质量均增大B．电解精炼铜时粗铜与电源的负极相连C．在铁质物品表面镀锌时，电解质溶液中浓度减小D．海水中轮船表面生锈时，铁主要发生析氢腐蚀2．（2023上·福建福州·高二福建省福州高级中学校考期中）以Fe[Fe(CN)6]为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是A．外电路通过0.2mol电子时，负极质量变化为1.2gB．充电时，Mo箔接电源的正极C．充电时，通过离子交换膜从左室移向右室D．放电时，正极反应式为3．（2023上·江苏苏州·高二江苏省苏州第一中学校阶段练习）新华网报道，我国高温固体氧化物燃料电池技术研发取得新突破。科学家利用该技术实现了废气资源回收能量，并得到单质硫原理如图所示，下列说法正确的是A．电极b为电池负极B．电极a上的电极反应为：2H2S+2O2-_4e-=S2+2H2OC．该电池消耗1molH2S转化成的电能理论上等于其燃烧热值D．电路中每通过4mol电子，正极消耗448LH2S4．（2023上·湖南·高二嘉禾县第一中学校联考期中）一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池将化学能转化成电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其原理如图所示。下列说法错误的是A．Pt2电极的电势高于Pt1电极的电势B．燃料电池总反应为C．Pt1电极附近发生的反应为NO+2H2O+3e-=+4H+D．该电池放电时H+从Pt1电极通过质子交换膜向Pt2电极移动5．（2023上·四川南充·高二阆中中学校考阶段练习）有关下列装置的说法不正确的是A．图1所示不能构成原电池B．图2锌锰干电池属于一次电池，锌作负极C．图3是“纸电池”，Zn片失去电子，发生氧化反应D．图4电池Al电极反应式为：Al-3e-+3H2O=Al(OH)3+3H+6．（2023上·山东·高二校联考期中）近日，开发一种利用分子筛除去空气中的、、等，获得纯氧气并构建锂-氧气电池，工作原理如图。下列叙述正确的是A．放电时，b极为负极，发生氧化反应B．放电时，空气通入分子筛发生分解反应生成C．充电时，b极反应式为D．充电时，a极质量净减时，有阴离子由膜M左侧向右侧迁移7．（2023上·安徽合肥·高二合肥一中校考阶段练习）Fe—空气电池可用作电动车动力来源。某Fe—空气电池的工作原理如图所示，下列有关此电池放电时的说法正确的是A．碳材料为电池正极，发生氧化反应B．当电路中转移0.4mol电子时，消耗2.24LO2C．负极的电极反应式为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2D．溶液中电子由Fe电极流向碳材料电极8．（2023上·江苏苏州·高二苏州中学阶段练习）氨气是一种重要的化工原料，工业合成氨反应为：，将上述合成氨反应设计成燃料电池，工作原理如图所示，其中用电器的稀的A溶液为电解质溶液，下列说法错误的是A．a电极为正极，发生还原反应B．A溶液中所含溶质为，可用蒸发结晶的方法分离出AC．a电极发生的反应为：D．导线中电流方向为a→b9．（2023上·福建福州·高二福州高新区第一中学（闽侯县第三中学）校联考期中）火星大气中含有大量，一种有参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠和碳纳米管作为两极(如图所示)，放电的总反应为，下列说法不正确的是A．该电池的介质可以选择溶液B．金属Na作负极，发生氧化反应C．正极反应式：D．工作时电子从Na电极经导线流向碳纳米管电极10．（2023上·河北保定·高二校联考期中）锌锰干电池是生活中常用的电池，酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池的结构分别如图所示，下列说法错误的是A．锌锰干电池属于一次电池，用完不可随意丢弃B．酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池放电过程中锌均发生氧化反应C．放电时，酸性锌锰干电池的石墨电极上反应为D．放电时，碱性锌锰干电池正极反应式为11．（2023上·河南郑州·高二郑州市第四十七高级中学校联考期中）钠离子电池比锂离子电池更稳定，造价更低。某钠离子电池结构如图，已知电池反应：。下列说法错误的是A．充电时，阳极的电极反应式为B．放电时，负极的电极反应式为C．充电时，外电路中每转移0.2，理论上石墨烯上增重4.6gD．相同质量的负极材料，钠离子电池比锂离子电池可以提供更多电量12．（2023上·浙江·高二温州中学校联考期中）近年来钠离子电池备受关注。利用钠离子在电极间“脱嵌”实现充放电的原理如图所示，电池工作时总反应为NaxC＋Na1－xMnO2C＋NaMnO2，下列说法不正确的是A．放电时，正极反应为B．放电时，当电路中转移1mol电子时，正极质量增加23gC．充电时，电子由电源负极经硬碳、电解液、NaMnO2流向电源正极D．若用该电池进行电镀铜，镀件应与硬碳相连13．（2023上·江苏苏州·高二统考期中）下列有关原电池的说法不正确的是A．图甲所示装置中，盐桥中的向盛有溶液的烧杯中移动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14．（2023上·江苏苏州·高二统考期中）微生物燃料电池可用于净化含铬废水，其工作原理如图所示，该电池工作时，下列说法不正确的是A．M极是电池的负极B．在电极上发生氧化反应C．N电极附近溶液的pH增大D．若参加反应，则有从交换膜右侧向左侧迁移15．（2023上·北京海淀·高二首都师范大学附属中学校考期中）电池中负极反应物与电解质溶液或正极反应物接触直接反应会降低电池的能量转化效率，称为自放电现象。下列关于原电池和干电池的说法不正确的是A．两者正极材料不同B．两者负极反应相同C．干电池中两极反应物间有隔膜防止自放电D．原电池中Zn与稀H2SO4存在自放电现象16．（2023上·北京丰台·高二统考期中）下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是A．火力发电B．碱性锌锰电池C．电池充电D．氢氧燃料电池17．（2023上·山东泰安·高二泰安一中校考阶段练习）一种以液态肼()为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是A．b电极是正极B．a电极的电极反应式：C．放电时，电子从a电极经过负载流向b电极D．电池工作时，从正极移向负极18．（2023上·河北邢台·高二邢台市第二中学校联考期中）自重轻、体积小、容量大、使用安全、环保是新型电池的典型特点，回答下列问题：I．“阿波罗”飞船中使用的氢氧燃料电池部分结构如图所示。(1)电极采用多孔结构的原因是；电池的正极为电极(填“a”或“b”)，其表面上发生的电极反应为(填电极反应式)。(2)“神舟”飞船是中国自行研制的，具有自主知识产权的载人飞船，其返回舱使用的是银锌蓄电池组。银锌电池结构如图所示，放电时总反应为。电池放电时负极质量(填“增大”、“减小”或“不变”)，电池放电时电解质溶液的(填“增大”、“减小”或“不变”)。Ⅱ.非水系锂氧()电池因其高能量密度而成为一种有前景的先进电池技术，其放电电池示意图以及正极示意图分别为图1和图2，隔膜a只允许计通过。(3)放电时，电池的总反应为；电解液a不选用水溶液的原因可能是。(4)不考虑其他副反应，若放电前两电极质量完全相同，放电时，电路中转移，正、负电极的质量之差为g(假设生成的不溶物全覆盖在电极表面，生成的可溶物全部扩散至电解液中，参与电极反应的物质均过量)。19．（2023上·河南开封·高二统考期中）原电池原理广泛应用于科技、生产和生活中。(1)一种处理垃圾渗透液并用其发电的装置工作示意图如下。①在空气中，微生物将垃圾渗透液硝化，该反应的离子方程式为。②Y电极的电极反应式为。③盐桥中移向(填“X或Y”)极；当转移0.15mol电子时，生成标准状况下的体积为L。(2)用于检测酒驾的酸性燃料电池酒精检测仪工作原理如图所示。①电极X是该电池的(填“正”或“负”)极，电池总反应式为。②电池工作时，质子通过交换膜(填“从左向右”或“从右向左”)迁移。20．（2022上·江苏无锡·高二校考期中）如下图所示的装置中，若通入直流电5min时，铜电极质量增加2.16g，试回答：(1)电源电极X的名称为。(2)B中阳极电极反应式：，溶液pH变化：(填“增大”、“减小”或“不变)。(3)若A中KCl溶液的体积是200mL，电解后溶液的pH为(设电解前后溶液体积无变化)。(4)一氧化氮—空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其工作原理如图所示，写出放电过程中负极的电极反应式：，若过程中产生2molHNO3，则消耗标准状况下O2的体积为。参考答案1．A【详解】A．铅蓄电池放电时，负极Pb失去电子发生氧化反应生成硫酸铅，质量增大，正极PbO2得到电子发生还原反应也生成硫酸铅，质量增大，A正确；B．粗铜精炼时，与电源负极相连的是纯铜，阴极发生还原反应Cu2++2e-=Cu，析出金属铜，B错误；C．铁制品上镀锌，构成原电池，锌做负极，失去电子变成Zn2+，电解质溶液中Zn2+浓度增大，C错误；D．海水的酸性较弱，轮船生锈主要发生吸氧腐蚀，D错误；故选A。2．A【分析】由图可知该装置为原电池，Mo箔上Fe[Fe(CN)6]→Na2Fe[Fe(CN)6]，发生得电子的还原反应，作正极，Mg箔上Mg失电子生成Mg2+，作负极，正极反应式为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]，负极反应式为2Mg+2Cl--4e-=[Mg2Cl2]2+，充电时为电解池，原电池的正负极连接电源的正负极，阴阳极反应和原电池负正极的相反，据此分析解答。【详解】A．放电时正极反应为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]，负极反应为2Mg+2Cl--4e-=[Mg2Cl2]2+，转移0.2mol电子，消耗0.1mol的Mg,则Mg箔减少的质量为0.1mol×24g/mol=2.4g，A错误；B．该原电池工作时，Mg作负极，Mo作正极，充电时为电解池，原电池的正极接电源的正极，即Mo箔接电源的正极作阳极，B正确；C．充电时Mg作阴极，Mo作阳极，Na+通过交换膜移向阴极，即从左室移向右室，C正确；D．该原电池工作时，Mg作负极，Mo作正极，Mo箔上Fe[Fe(CN)6]发生得电子的还原反应生成Na2Fe[Fe(CN)6]，正极反应式为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe(Fe(CN)6]，D正确；故答案为：A。3．B【分析】由电池装置图分析可知，通入硫化氢生成单质硫，化合价升高，故电极a为负极；通入氧气的电极b为正极。【详解】A．电极b为电池正极，氧化剂氧气要得到电子化合价降低，A错误；B．由装置分析，可知硫化氢在负极失去电子同时结合氧离子生成硫单质和水，电极a上的电极反应为：2H2S+2O2-_4e-=S2+2H2O，B正确；C．该电池消耗1molH2S转化成的电能理论上不等于其燃烧热值，硫化氢燃烧要生成二氧化硫，释放的热量更多，C错误；D．H2S体积未给标况，无法计算其物质的量，D错误；故选B。4．C【详解】A．根据NO和水变为硝酸，化合价升高，说明Pt1电极为负极，因此Pt2电极的电势高于Pt1电极的电势，故A正确；B．根据正极反应式和负极反应式得到燃料电池总反应为，故B正确；C．Pt1电极NO变为硝酸，则负极附近发生的反应为NO+2H2O−3e－=+4H+，故C错误；D．原电池“同性相吸”，则该电池放电时H+从Pt1电极通过质子交换膜向Pt2电极移动，故D正确。综上所述，答案为C。5．D【详解】A．图1所示装置没有形成闭合回路，不能构成原电池，故A正确；B．锌锰干电池，锌筒作负极，发生氧化反应被消耗，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，石墨棒作正极，故B正确；C．Zn比Cu活泼，锌片做负极，Zn片失去电子，发生氧化反应，故C正确；D．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，铝和氢氧化钠反应易失去电子而作负极，镁作正极，其负极反应式为：Al-3e-+4OH-═+2H2O，故D错误；故选D。6．C【分析】放电时为原电池装置，a为负极，b为正极；充电时为电解池装置，a为阴极，b为阳极。【详解】A．放电时，a极为负极，发生氧化反应，A项错误；B．分子筛分离出氧气，属于物理变化，没有发生化学变化，B项错误；C．充电时，b极为阳极，过氧根离子发生氧化反应生成氧气，C项正确；D．充电时，a极为阴极，电极反应式为，阴极减少质量等于脱去过氧根离子质量，阴极净减，相当于脱离，根据电荷守恒，有由膜M左侧向右侧迁移，D项错误；答案选C。7．C【分析】Fe—空气电池中，放电时Fe转化为Fe(OH)2，Fe价态升高失电子作负极，电极反应式为：Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2，碳材料电极为正极，氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O═4OH-，据此分析解答。【详解】A．碳材料电极为正极，氧气得电子发生还原反应，故A错误；B．未指明气体的状态，不能计算氧气的体积，故B错误；C．放电时Fe转化为Fe(OH)2，Fe价态升高失电子作负极，电极反应式为：Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2，故C正确；D．原电池工作时，电子在外电路中流动，溶液中是离子定向移动，阳离子移向正极，阴离子移向负极，故D错误。答案选C。8．B【分析】由图可知，通入氮气的a电极为燃料电池的正极，酸性条件下氮气在正极得到电子发生还原反应生成铵根离子，通入氢气的b电极为负极，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子，放电得到的A溶液为氯化铵溶液，浓溶液经冷却结晶、过滤得到氯化铵和可以循环使用的氯化铵的稀溶液。【详解】A．由分析可知，通入氮气的a电极为燃料电池的正极，酸性条件下氮气在正极得到电子发生还原反应生成铵根离子，故A正确；B．氯化铵受热易分解，不能用蒸发结晶的方法分离得到，应用冷却结晶、过滤的方法得到氯化铵，故B错误；C．由分析可知，通入氮气的a电极为燃料电池的正极，酸性条件下氮气在正极得到电子发生还原反应生成铵根离子，电极反应式为，故C正确；D．由分析可知，通入氮气的a电极为燃料电池的正极，通入氢气的b电极为负极，则导线中电流方向为a→b，故D正确；故选B。9．A【分析】根据放电的总反应可知钠元素化合价升高，Na做负极，电极反应式为Na-e-=Na+，CO2做正极，正极反应式：；【详解】A．Na是活泼金属，能与溶液中水反应，因此该电池的介质不能选择溶液，A错误；B．负极上Na失电子生成Na+，化合价升高，发生氧化反应，B正确；C．正极上CO2得电子发生还原反应，电极反应式：，C正确；D．工作时电子由负极经外电路流向正极，故电子从Na电极经导线流向碳纳米管电极，D正确；故选A。10．C【详解】A．锌锰干电池属于一次电池，由重金属离子，用完不可随意丢弃，故A正确；B．酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池都是锌作负极，放电过程中锌均发生氧化反应，故B正确；C．放电时，酸性锌锰干电池的石墨电极上反应为，故C错误；D．放电时，碱性锌锰干电池正极反应式为，故D正确；故选C。11．D【分析】由图可知，放电时，石墨烯电极为负极，NaxCn在负极失去电子发生氧化反应生成钠离子和nC，电极反应式为，Na1-xMnO2在正极得到电子发生还原反应生成NaMnO2，电极反应式为，充电时，石墨烯电极与直流电源负极相连，做电解池的阴极，NaMnO2在阳极失电子发生氧化反应。【详解】A．根据分析，充电时，阳极的电极反应式为，A正确；B．根据分析，放电时，负极的电极反应式为，B正确；C．充电时，阴极发生反应，外电路中每转移0.2，理论上石墨烯上增加0.2molNa+的质量，即增重4.6g，C正确；D．锂的摩尔质量更小，相同质量的负极材料，锂的物质的量更多，锂离子电池比钠离子电池可以提供更多电量，D错误；故选D。12．C【分析】电池工作时总反应为NaxC＋Na1－xMnO2C＋NaMnO2，由图可知，放电时，硬质碳为负极，电极反应式为NaxC-xe-═C+xNa+，NaMnO2为正极，电极反应式为Na1-xMnO2+xNa++xe-═NaMnO2，充电时，硬质碳为阴极，电极反应式为C+xNa++xe-═NaxC，NaMnO2为阳极，电极反应式为NaMnO2-xe-═Na1-xMnO2+xNa+，据此作答。【详解】A．由上述分析可知，放电时，正极反应为，故A正确；B．放电时，正极的反应式为Na1-xMnO2+xNa++xe-═NaMnO2，当电路中转移1mol电子时，会有1molNa+进入到正极材料，故正极质量增加23g，故B正确；C．电子不能在电解质中流动，电解质中是通过离子的定向移动导电，故C错误；D．放电时，硬质碳为负极，电镀铜，镀件为阴极，与硬碳相连，故D正确。答案选C。13．A【详解】A．甲装置构成原电池，锌作负极，铜作正极；阳离子钾离子移向正极，即装有硫酸铜溶液的烧杯，A错误；B．氧化银得电子发生还原反应，即，B正确；C．锌筒作负极被消耗，故使用一段时间后，锌筒会变薄，C正确；D．铅蓄电池总反应为，消耗了硫酸同时生成水和难溶的硫酸铅，故电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D正确；故选A。14．D【分析】由图可知，M电极为原电池的负极，微生物和水分子作用下甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH—6e—+H2O=CO2↑+6H+，电极N为正极，还原菌作用下氧气、重铬酸根离子酸性条件下在正极得到电子发生还原反应生成水、氢氧化铬，电极反应式为O2+4e—+4H+＝2H2O、Cr2O+6e—+8H+＝2Cr(OH)3+H2O，原电池工作时负极区氢离子通过阳离子交换膜进入正极区。【详解】A．由分析可知，M电极为原电池的负极，故A正确；B．由分析可知，M电极为原电池的负极，微生物和水分子作用下甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，故B正确；C．由分析可知，电极N为正极，还原菌作用下氧气、重铬酸根离子酸性条件下在正极得到电子发生还原反应生成水、氢氧化铬，电极反应式为O2+4e—+4H+＝2H2O、Cr2O+6e—+8H+＝2Cr(OH)3+H2O，原电池工作时放电消耗氢离子，溶液中氢离子浓度减小，所以N电极附近溶液的pH增大，故C正确；D．由分析可知，电极N为正极，还原菌作用下氧气、重铬酸根离子酸性条件下在正极得到电子发生还原反应生成水、氢氧化铬，电极反应式为O2+4e—+4H+＝2H2O、Cr2O+6e—+8H+＝2Cr(OH)3+H2O，则若有0.1mol重铬酸根离子参加反应，从交换膜右侧向左侧迁移的氢离子的物质的量大于0.8mol，故D错误；故选D。15．B【详解】A．铜锌原电池的正极材料是金属铜，锌锰碱性干电池的正极材料是二氧化锰和碳粉，两者正极材料不同，故A正确；B．铜锌原电池负极锌被氧化，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，锌锰碱性干电池负极锌被氧化，电极反应为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，故B错误；C．干电池中两极反应物间有隔膜，这层膜可以阻止负极反应物与电解质溶液或正极反应物接触直接反应，从而防止自放电，故C正确；D．铜锌原电池中，金属锌和硫酸之间直接接触会发生反应，则该原电池中Zn与稀H2SO4存在自放电现象，故D正确。故选：B。16．C【详解】A．水力发电是将热能转化为机械能、机械能转化为电能的过程，故A不符合题意；B．碱性锌锰电池是将化学能转化为电能的装置，故B不符合题意；C．电池充电是电能转化为化学能的过程，故C符合题意；D．氢氧燃料电池是将化学能转化为电能的装置，故D不符合题意；故选C。17．AC【分析】N2H4中，N原子化合价由-2价变为0价，失电子，则a极为负极，发生氧化反应；b极空气得电子，作正极，发生还原反应。【详解】A．b极为电池的正极，得电子，发生还原反应，A正确；B．a极上，N2H4失电子，与电解质溶液中的氢氧根离子反应生成氮气和水，电极反应式为：，B错误；C．b为正极，放电时，电流从正极b经过负载流向a电极，电子从a电极到b电极，C正确；D．放电时阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，从负极移向正极，D错误；答案选