山东省2024年高考化学一轮复习专题5.2原电池化学电源考点扫描含解析

PAGEPAGE20原电池化学电源【名师预料】纵观近几年的高考试题发觉，对本专题的考查主要围围着原电池工作原理及应用进行命题。往往以新型能源电池或燃料电池为载体，考查电极的推断、电极反应的书写、电子或电流的方向、溶液pH的变更或计算，或应用电化学原理说明某些化学现象等。本节主要以选择题、填空题形式出现。常综合学科内学问进行考查，如联系“化学试验现象的推断和分析、定量试验的操作要求、离子方程式的书写、氧化还原反应问题分析、化学计算”等。还可以与新科学及新技术如新型电池等问题相联系考查。【学问精讲】一、体系构建二、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.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；②两电极干脆或间接接触；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。4.原电池原理的应用(1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属)。(2)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。(3)用于金属的防护：将须要爱护的金属制品作原电池的正极而受到爱护。(4)设计制作化学电源①首先将氧化还原反应分成两个半反应。②依据原电池的工作原理，结合两个半反应，选择正、负电极材料以及电解质溶液。三、常见化学电源及工作原理（一）一次电池：只能运用一次，不能充电复原接着运用1.碱性锌锰干电池总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。负极材料：Zn。电极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。正极材料：碳棒。电极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－。2.纽扣式锌银电池总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。电解质是KOH。负极材料：Zn。电极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。正极材料：Ag2O。电极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。3.锂电池Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。电池的总反应可表示为8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。(1)负极材料为________，电极反应为_________________________________________。(2)正极的电极反应为_______________________________________________________。答案(1)锂8Li－8e－===8Li＋(2)3SOCl2＋8e－===2S＋SOeq\o\al(2－,3)＋6Cl－（二）二次电池：放电后能充电复原接着运用1.铅蓄电池总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)(1)放电时——原电池负极反应：Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)－2e－===PbSO4(s)；正极反应：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)。(2)充电时——电解池阴极反应：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)；阳极反应：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)。2.图解二次电池的充放电3.二次电池的充放电规律(1)充电时电极的连接：充电的目的是使电池复原其供电实力，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。(2)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；同一电极四周的溶液，充电与放电时pH的变更趋势也恰好相反。（三）“高效、环境友好”的燃料电池1.氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。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＋===2H2OO2＋2H2O＋4e－===4OH－电池总反应式2H2＋O2===2H2O备注燃料电池的电极不参加反应，有很强的催化活性，起导电作用2.解答燃料电池题目的思维模型3.解答燃料电池题目的几个关键点(1)要留意介质是什么？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，可推断电池的正负极，同时考虑该离子参加靠近一极的电极反应。【典题精练】考点1、考查原电池的工作原理例1．下列有关原电池的说法中正确的是()A．在内电路中，电子由正极流向负极B．在原电池中，肯定是相对较活泼的金属作负极，不活泼的金属作正极C．原电池工作时，正极表面肯定有气泡产生D．原电池工作时，可能会伴随着热能变更解析：A项，内电路中不存在电子的移动；B项，若是由铝、镁、氢氧化钠溶液构成的原电池，则负极是铝；C项，若是由锌、铜、硫酸铜溶液构成的原电池，则正极表面析出铜，没有气泡产生。答案：D误区警示：规避原电池工作原理的3个失分点(1)原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。(3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。考点2、考查原电池正负极的推断及电极反应式的书写例2．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↑解析：②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子作负极；③中Fe在浓HNO3中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，则Fe作正极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－===2AlOeq\o\al(－,2)＋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错误。答案：B练后归纳：推断原电池正、负极的5种方法说明：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，不要形成活泼电极肯定作负极的思维定势。考点3、考查原电池原理的应用例3.4．某校化学探讨性学习小组欲设计试验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关试验项目：方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，视察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为__________。方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。正极反应式：__________________________________负极反应式：__________________________________方案Ⅲ：结合你所学的学问，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简洁试验方案：____________(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)，用离子方程式表示其反应原理：________。解析：方案Ⅰ：铁与酸反应产生气泡，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，而铜与酸不反应。方案Ⅱ：设计原电池时以铁、铜为电极，电解质溶液为稀硫酸或盐酸等溶液。试验现象是铁溶解，而铜极上有无色气泡产生。在负极：Fe失去电子变为Fe2＋，Fe－2e－===Fe2＋；在正极，溶液中的H＋获得电子变为H2,2H＋＋2e－===H2↑。方案Ⅲ：设计简洁试验时留意原理与方案Ⅰ及方案Ⅱ的原理不同，且现象明显，操作简洁。将铁片置于CuSO4溶液，若铁片表面覆盖一层铜，说明Fe比Cu活动性强，离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。(合理即可)答案：方案Ⅰ：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑方案Ⅱ：装置如图所示2H＋＋2e－===H2↑Fe－2e－===Fe2＋方案Ⅲ：将铁片置于CuSO4溶液，若铁片表面覆盖一层铜，说明Fe比Cu活动性强Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu方法技巧：利用原电池原理比较A、B两种金属活泼性的方法将A、B两种金属用导线连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若视察到A溶解，而B上有气体放出，则说明A作负极，B作正极，即可以断定金属活泼性A>B。考点4、考查新型电池——可充电电池的工作原理例4．“天宫一号”飞行器白天靠太阳能帆板产生电流向镍氢电池充电，夜间镍氢电池向飞行器供电。镍氢电池的结构示意图如图所示。若电池总反应为2Ni(OH)2eq\o(,\s\up11(充电),\s\do4(放电))2NiOOH＋H2。则下列说法正确的是()A．放电时，NiOOH发生氧化反应B．充电时，a电极的pH增大，K＋移向b电极C．充电时，a电极的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－D．放电时，负极反应为NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－解析：放电时，NiOOH在正极上放电，发生还原反应，A错误；充电时，a电极作阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，pH增大，K＋移向a电极，B错误、C正确；放电时，负极上H2放电，D错误。答案：C解题技巧：4方面突破可充电电池考点5、考查新型电池——燃料电池的工作原理例5．如图所示为以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池的结构示意图。关于该电池的叙述不正确的是()A．该电池不能在高温下工作B．电池的负极反应为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋C．放电过程中，电子从正极区向负极区每转移1mol，便有1molH＋从阳极室进入阴极室D．微生物燃料电池具有高能量转换效率、原料广泛、操作条件温柔、有生物相容性等优点，值得探讨与推广解析：高温条件下微生物会死亡，电池不能正常工作，A选项正确；电池的负极失电子，发生氧化反应，即葡萄糖失电子生成CO2气体，B选项正确；放电过程中，电子从负极区向正极区转移，C选项错误；结合题给条件分析，D选项正确。答案：C解题规律：特定燃料电池电极反应式的书写与推断第一步：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样，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：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。其次步：写出电池的正极反应式。依据燃料电池的特点，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，其实，我们只要熟记以下四种状况：(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：依据电池总反应式和正极反应式，写出负极反应式。电池的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式。留意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。【名校新题】1．（2024·山东师范高校附中高考模拟）下图为利用电化学方法处理有机废水的原理示意图。下列说法正确的是A．a、b极不能运用同种电极材料B．工作时，a极的电势低于b极的电势C．工作一段时间之后，a极区溶液的pH增大D．b极的电极反应式为：CH3COO－+4H2O－8e－=2HCO3－+9H+【答案】D【解析】图中连接负载（用电器）的装置为原电池，依据电极上的物质变更，推断得或失电子、电极名称，写出电极反应式。A项：电极a、b上发生的反应不同，因而两极间形成电势差，故电极材料可同可异，A项错误；B项：工作时，电极b上CH3COO-→HCO3-，碳元素从平均0价失电子升至+4价，电极b是原电池的负极，则电极a是电池的正极，a极的电势高于b极的电势，B项错误；C项：电极a（正极）电极反应为+H++2e-→＋Cl-，正极每得到2mol电子时，为使溶液电中性，必有2molＨ+通过质子交换膜进入a极溶液，同时电极反应消耗1molＨ+。故工作一段时间之后，a极区溶液中H+浓度增大，pH减小，C项错误；D项：据图中物质转化，考虑到质量守恒和电荷守恒关系，电极b（负极）反应为CH3COO－+4H2O－8e－=2HCO3－+9H+，D项正确。本题选D。2．（2024·山东高考模拟）一种钌（Ru）基协作物光敏染料敏化太阳能电池的示意图如图。电池工作时电极上发生的反应为：RuIIRuII*(激发态)RuII*→RuIIII3﹣+2e﹣→3I﹣下列关于该电池的叙述正确的是:A．电池工作时，是将化学能转化为电能B．电池工作时，电解质溶液中I﹣和I3﹣浓度不断削减C．透亮导电玻璃上的电势比镀Pt导电玻璃上的电势高D．电解质溶液中发生反应：2Ru3++3I﹣═2Ru2++I3﹣【答案】D【解析】A.依据图示可知，该电池工作时，是将太阳能转化为电能的装置，A错误；B.电池工作时，电解质溶液中I-和I3-浓度不变，B错误；C.依据装置图可知，电子由透亮导电玻璃上通过用电器转移至镀Pt导电玻璃上，所以透亮导电玻璃上的电势比镀Pt导电玻璃上的电势低，C错误；D.电池工作时，在电解质溶液中发生反应：2Ru3++3I-=2Ru2++I3-，D正确；故合理选项是D。3．（2024·山东高三期末）金属-硫电池价格低廉，运用寿命长，能量密度高，因而在电池探讨领域得到广泛关注。常温下新型Mg-S电池放电时的总反应为：Mg+nS=MgSn。下列关于该电池的说法中正确的是A．负极材料为金属镁，正极材料为固体硫B．电解质溶液可选用硫酸铜溶液C．放电时，溶液中的阳离子向负极移动D．将金属镁换成金属钠或锂也可以形成原电池【答案】D【解析】A.依据总反应方程式可知，在反应中Mg失去电子，所以金属镁作原电池的负极，而固态S不能导电，因此不能作电极，A错误；B.若电解质溶液选用硫酸铜溶液，则在正极上就不能是S获得电子变为阴离子，B错误；C.在原电池放电时，溶液中的阳离子向负电荷较多的正极移动，C错误；D.若将金属镁换成金属钠或锂，由于这两种金属的活动性也很强，因此也可以形成原电池，D正确；故合理选项是D。4．（2024·山东高三期末）某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，充电时Na2S4转化为Na2S。下列说法正确的是A．充电时，太阳能转化为化学能，化学能又转化为电能B．放电时，a极为正极C．充电时，阳极的电极反应式为3I--2e-=I3-D．M可以运用阴离子交换膜【答案】C【解析】A.依据题意：TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，所以充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能，A错误；B.充电时Na2S4还原为Na2S，放电和充电互为逆过程，所以a是负极，B错误；C.在充电时，阳极b上失电子，发生氧化反应，依据图示知道电极反应为：3I--2e-═I3-，故C正确；D.依据图示可以知道交换膜允许钠离子自由通过，所以应当是阳离子交换膜，D错误；故合理选项是C。5．（2024·山东省济南市长清第一中学高三月考）通过膜电池可除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚（），其原理如下图所示，下列说法正确的是A．B为电池的正极，发生还原反应B．电流方向从B极沿导线经小灯泡流向A极C．A极的电极反应式为:D．当外电路中有0.2mole-转移时，A极区增加的H+的数目为0.1NA【答案】D【解析】原电池中阳离子移向正极，依据原电池中氢离子的移动方向可知A为正极，正极有氢离子参加反应，电极反应式为，电流从正极经导线流向负极，则A．B为电池的负极，发生氧化反应，A错误；B．电流从正极A沿导线流向负极B，B错误；C．A为正极，正极有氢离子参加反应，电极反应式为，C错误；D．据电荷守恒，当外电路中有0.2mole-转移时，通过质子交换膜的H+的个数为0.2NA，而发生，则A极区增加的H+的个数为0.1NA，D正确；答案选D。6．（2024·山东济宁一中高三开学考试）中国科学家用蘸墨汁书写后的纸张作为空气电极，设计并组装了轻型、柔性、能折叠的可充电锂空气电池如下图1，电池的工作原理如下图2。下列有关说法正确的是A．放电时，纸张中的纤维素作锂电池的正极B．开关K闭合给锂电池充电，X为直流电源负极C．放电时，Li+由正极经过有机电解质溶液移向负极D．充电时，阳极的电极反应式为：Li2O2+2e-=O2↑+2Li+【答案】B【解析】可充电锂空气电池放电时，纸张中的石墨作锂电池的正极，活泼的锂是负极，电解质里的阳离子负极经过有机电解质溶液移向正极；开关K闭合给锂电池充电，电池负极接电源的负极，充电时阳极上发生失电子的氧化反应。A、可充电锂空气电池放电时，纸张中的石墨作锂电池的正极，故A错误；B、开关K闭合给锂电池充电，电池负极接电源的负极，X为直流电源负极，故B正确；C、放电时，Li+由正极经过有机电解质溶液移向正极，故C错误；D、充电时阳极上发生失电子的氧化反应Li2O2-2e-=O2↑+2Li+，故D错误；故选B。7．（2024·临猗县临晋中学高三月考）某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2＝2AgCl。下列说法正确的是A．正极反应为AgCl＋e－＝Ag＋Cl－B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之变更D．当电路中转移0.01mole－时，交换膜左侧溶液中约削减0.02mol离子【答案】D【解析】A项正确的正极反应式为Cl2＋2e－＝2Cl－，错误；B项由于阳离子交换膜只允许阳离子通过，故在左侧溶液中才会有大量白色沉淀生成，错误；C项若用NaCl溶液代替盐酸，电池总反应不变，错误；D项当电路中转移0.01mole－时，交换膜左侧产生0.01molAg＋与盐酸反应产生AgCl沉淀，同时约有0.01molH＋通过阳离子交换膜转移到右侧溶液中，故左侧溶液共约0.02mol离子削减，正确。故选D。8．（2024·山东高考模拟）利用微生物燃料电池进行废水处理，实现碳氮联合转化。其工作原理如下图所示，其中M、N为厌氧微生物电极。下列有关叙述错误的是A．负极的电极反应为CH3COO-—8e-+2H2O==2CO2↑+7H+B．电池工作时，H+由M极移向N极C．相同条件下，M、N两极生成的CO2和N2的体积之比为3：2D．好氧微生物反应器中发生的反应为NH4++2O2==NO3-+2H++H2O【答案】C【解析】图示分析可知：N极NO3-离子得到电子生成氮气、发生还原反应，则N极正极。M极CH3COO-失电子、发生氧化反应生成二氧化碳气体，则M极为原电池负极，NH4+在好氧微生物反应器中转化为NO3-，A．M极为负极，CH3COO-失电子、发生氧化反应生成二氧化碳气体，电极反应为CH3COO-—8e-+2H2O==2CO2↑+7H+，故A正确；B．原电池工作时，阳离子向正极移动，即H+由M极移向N极，故B正确；C．生成1molCO2转移4mole-，生成1molN2转移10mole-，依据电子守恒，M、N两极生成的CO2和N2的物质的量之比为10mol：4mol=5:2，相同条件下的体积比为5:2，故C错误；D．NH4+在好氧微生物反应器中转化为NO3-，则反应器中发生的反应为NH4++2O2==NO3-+2H++H2O，故D正确；故答案为C。9．（2024·山东高考模拟）已知过氧化氢在强碱性溶液中主要以HO2-存在。我国探讨的Al-H2O2燃料电池可用于深海资源的勘查、军事侦察等国防科技领域，装置示意图如下。下列说法错误的是A．电池工作时，溶液中OH-通过阴离子交换膜向Al极迁移B．Ni极的电极反应式是HO2-+2e-+H2O=3OH-C．电池工作结束后，电解质溶液的pH降低D．Al电极质量减轻13.5g，电路中通过9.03×1023个电子【答案】C【解析】A.根电池装置图分析，可知Al较活泼，作负极，而燃料电池中阴离子往负极移动，因而可推知OH-（阴离子）穿过阴离子交换膜，往Al电极移动，A正确；B.Ni为正极，电子流入的一端，因而电极旁边氧化性较强的氧化剂得电子，又已知过氧化氢在强碱性溶液中主要以HO2-存在，可知HO2-得电子变为OH-，故依据缺项配平的原则，Ni极的电极反应式是HO2-+2e-+H2O=3OH-，B正确；C.根电池装置图分析，可知Al较活泼，Al失电子变为Al3+，Al3+和过量的OH-反应得到AlO2-和水，Al电极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O，Ni极的电极反应式是HO2-+2e-+H2O=3OH-，因而总反应为2Al+3HO2-=2AlO2-+H2O+OH-，明显电池工作结束后，电解质溶液的pH上升，C错误；D.A1电极质量减轻13.5g，即Al消耗了0.5mol，Al电极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O，因而转移电子数为0.5×3NA=9.03×1023，D正确。故答案选C。10．（2024·山东高考模拟）中国是一个严峻缺水的国家，污水治理越来越引起人们重视，可以通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚，其原理如图所示，下列说法不正确的是A．电流方向从A极沿导线经小灯泡流向B极B．B极为电池的阳极，电极反应式为CH3COO——8e−+4H2O═2HCO3—+9H+C．当外电路中有0.2mole−转移时，通过质子交换膜的H+的个数为0.2NAD．A极的电极反应式为+H++2e−═Cl−+【答案】B【解析】原电池中阳离子移向正极，依据原电池中氢离子的移动方向可知A为正极，正极有氢离子参加反应，电极反应式为+2e-+H+═+Cl-，B为负极，电极反应式为CH3COO--8e-+4H2O

═2HCO3-+9H+，A．原电池工作时，电流从正极经导线流向负极，即电流方向从A极沿导线经小灯泡流向B极，故A正确；B．B极为电池的负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为CH3COO--8e-+4H2O

═2HCO3-+9H+，B极不是阳极，故B错误；C．依据电子守恒可知，当外电路中有0.2mole-转移时，通过质子交换膜的H+的个数为0.2NA，故C正确；D．A为正极，得到电子，发生还原反应，正极有氢离子参加反应，电极反应式为+2e-+H+═+Cl-，故D正确；答案选B。11．（2024·山东高考模拟）国内某科技探讨小组首次提出一种新型的Li+电池体系，原理示意图如下。该体系正极采纳含有I-、Li+的水溶液，负极采纳固体有机聚合物，电解质溶液采纳LiNO3溶液，聚合物阳离子交换膜作为隔膜将液态正极和固态负极分隔开(已知在水溶液中呈黄色)。下列有关推断正确的是A．左图是原电池工作原理图B．放电时，Li+从右向左通过聚合物离子交换膜C．放电时，正极区电解质溶液的颜色变深D．充电时，阴极的电极反应式为：【答案】B【解析】题目已知负极采纳固体有机聚合物，左图是电子流向固体有机聚合物，左图是电池充电原理图，右图是原电池工作原理图，放电时，负极的电极反应式为：正极的电极反应式为：I3-+2e-=3I-。A.左图是电子流向固体有机聚合物，则左图是电池充电原理图，故A项错误；B.放电时，Li+由负极向正极移动，即Li+从右向左通过聚合物离子交换膜，B正确；C.放电时，正极液态电解质溶液的I3-得电子被还原成I-，使电解质溶液的颜色变浅，故C项错误；D.充电时，阴极发生得电子的还原反应，故阴极的电极反应式为：，故D错误；答案：B。12．（2024·山东高考模拟）我国科学家独创了一种“可固氮”的锂-氮二次电池，将可传递Li+的醚类作电解质，电池的总反应为。下列说法正确的是A．固氮时，锂电极发生还原反应B．脱氮时，钌复合电极的电极反应：2Li3N-6e-=6Li++N2↑C．固氮时，外电路中电子由钌复合电极流向锂电极D．脱氮时，Li+向钌复合电极迁移【答案】B【解析】据总反应可知：放电时锂失电子作负极，负极上电极反应式为6Li-6e-═6Li+，Li+移向正极，氮气在正极得电子发生还原反应，电极反应式为6Li++N2+6e-═2Li3N，充电是放电的逆过程，A.固氮时，锂电极失电子发生氧化反应，故A错误；B.脱氮时，钌复合电极的电极反应为正极反应的逆反应：2Li3N-6e-=6Li++N2↑，故B正确；C.固氮时，外电路中电子由锂电极流向钌复合电极，故C错误；D.脱氮时，Li+向锂电极迁移，故D错误；答案：B13．（2024·山东新泰市第一中学高三月考）砷(As)是第四周期第VA族元素，用化学用语回答问题：（1）砷的最高价氧化物对应的水化物化学式是_________,气态氢化物的稳定性ASH3________(填写“大于”或“小于”)NH3。（2）砷在自然界中主要以硫化物形式（如雄黄As4S4、雌黄As2S3等)存在。雄黄和雌黄的转换关系如图1所示：①气体物质a是_____________(填化学式)。②第I步反应的离子方程式是_________________________________。（3）Na2HAsO3溶液呈碱性，缘由是_______________(用离子方程式表示)，该溶液中c(H2AsO3-)______c(AsO33-)(填“>”、“<”或“=”)。（4）某原电池装置如图2所示，电池总反应为AsO43-++2I-+H2OAsO33-+I2+2OH-。当P池中溶液由无色变蓝色时，正极上的电极反应式为_________；当电流计指针归中后向Q中加入肯定量的NaOH，电流计指针反向偏转，此时P中的反应式是__________________。【答案】（1）H3AsO4小于（2）①SO2②2As2S3+4H++2Sn2+=2H2S+2Sn4++As4S4（3）HAsO32-+H2OH2AsO3-+OH->（4）AsO43-+2e-+H2O=AsO33-+2OH-I2+2e-=2I-【解析】(1)砷(As)是第四周期第VA族元素，砷的最高价氧化物对应的水化物化学式为H3AsO4，同一主族，从上到下，元素的非金属性渐渐减弱，气态氢化物的稳定性渐渐减弱，稳定性ASH3小于NH3，故答案为：H3AsO4；小于；(2)①Ⅱ中，As4S4反应后生成As2O3，依据化合价升降守恒，硫元素的化合价须要上升，因此气体物质a为二氧化硫，故答案为：SO2；②Ⅰ中Sn的化合价上升，As的化合价降低，所以As2S3在反应中得电子作氧化剂，反应的离子方程式为2As2S3+4H++2Sn2+=2H2S+2Sn4++As4S4，故答案为：2As2S3+4H++2Sn2+=2H2S+2Sn4++As4S4；(3)Na2HAsO3溶液呈碱性，是因为Na2HAsO3属于强碱弱酸盐，存在HAsO32-+H2OH2AsO3-+OH-，Na2HAsO3溶液呈碱性，说明水解程度大于电离沉淀，因此溶液中c(H2AsO3-)＞c(AsO33-)，故答案为：HAsO32-+H2OH2AsO3-+OH-；＞；(4)