第16讲 原电池 新型电源 (练)-2023年高考化学一轮复习讲练测(新教材新高考)(解析版)

第16讲原电池新型电源
1．某兴趣小组设计的简易原电池装置如图所示。

该电池工作时，下列说法正确的是()
A．锌片作正极
B．碳棒上有气泡产生
C．可将电能转化化学能
D．电子由碳棒经导线流向锌片
【答案】B
【解析】电池工作时，Zn失去电子，作负极，故A错误；碳棒为正极，氢离子在正极上得到电子生成氢气，有气泡产生，故B正确；原电池中化学能转化为电能，故C错误；Zn为负极，电子由锌片经导线流向碳棒，故D错误。

2.下图中四种电池装置是依据原电池原理设计的，下列有关叙述错误的是()
A．①中锌电极发生氧化反应
B．②中电子由a电极经导线流向b电极
C．③中外电路中电流由A电极流向B电极
D．④中Li x C6做负极
【答案】C
【解析】在原电池中阴离子移向负极，所以③中A电极为负极，则外电路中电流应由B 电极流向A电极。

3．如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是()
A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的负极
B．电极Ⅱ的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu
C．该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋
D．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子
【答案】C
【解析】电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的正极，电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，
故A不正确；电极Ⅱ为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，故B不
正确；该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，故C正确；盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递离子，故D不正确。

4．铅酸蓄电池的示意图如图所示。

下列说法正确的是()
A．放电时，N为负极，其电极反应式为PbO2＋SO2－4＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O
B．放电时，c(H2SO4)不变，两极的质量增加
C．充电时，阳极反应式为PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4
D．充电时，若N连电源正极，则该极生成PbO2
【答案】D
【解析】放电时，该铅酸蓄电池是原电池，N作正极，A不正确；放电时，正、负极均消
耗硫酸，c(H2SO4)减小，B不正确；充电时阳极发生氧化反应，电极反应式为PbSO4－2e－＋2H2O===PbO2＋SO2－4＋4H＋，C不正确；充电时，若N连电源正极，则该极为阳极，电极反应产物为PbO2，D正确。

5．乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200℃左右时供电，电池总反应式为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，电流由b极沿导线流向a极
C．a极上发生的电极反应是C2H5OH＋3H2O＋12e－===2CO2↑＋12H＋
D．b极上发生的电极反应是2H2O＋O2＋4e－===4OH－
【答案】B
【解析】通入乙醇的一极(a极)为负极，发生氧化反应；通入氧气的一极(b极)为正极，发生还原反应。

电池工作时，阳离子(质子)向电池的正极迁移，A项不正确；电流方向与电子流向相反，电流由b极沿导线流向a极，B项正确；a极上乙醇应该失电子被氧化，C项不正确；因为电池中使用的是磺酸类质子溶剂，所以电极反应式中不能出现OH－，D项不正确。

6．沉积物微生物燃料电池可处理含硫废水，其工作原理如图。

下列说法中错误的是()
A．碳棒b极电势比碳棒a极电势高
B．光照强度对电池的输出功率无影响
C．碳棒b电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O
D．酸性增强不利于菌落存活，工作一段时间后，电池效率降低
【答案】B
【解析】根据氢离子的流向可知碳棒b为正极，光合菌产生的O2得电子结合H＋得到H2O，碳棒a为负极，FeS x在硫氧化菌的作用下被氧化为S，S在硫氧化菌的作用下被氧化为硫酸根离子。

b极为正极，a极为负极，正极的电势高于负极，A正确；光照强度越强，光合作用越强，产生的氧气越多，电池的输出功率更大，即光照强度对电池的输出功率有影响，B错误；b为正极，光合菌产生的O2得电子结合H＋得到H2O，电极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，C正确；酸性增强不利于菌落存活，负极失电子发生的氧化反应会减慢，故工作一段时间后，电池效率降低，D正确。

7．一种新型镁硫电池的工作原理如图所示。

下列说法正确的是()
A．使用碱性电解质水溶液
B．放电时，正极反应包括3Mg2＋＋MgS8－6e－===4MgS2
C．使用的隔膜是阳离子交换膜
D．充电时，电子从Mg电极流出
【答案】C
【解析】Mg为活泼金属，所以放电时Mg被氧化，Mg电极为负极，聚合物电极为正极。

碱性电解质水溶液中负极生成的Mg2＋会生成Mg(OH)2沉淀，降低电池效率，A错误；放电时为原电池，原电池正极发生得电子的还原反应，则正极反应包括3Mg2＋＋MgS8＋6e－===4MgS2，B 错误；据图可知Mg2＋要通过隔膜移向正极参与电极反应，所以使用的隔膜是阳离子交换膜，C 正确；放电时Mg电极发生氧化反应，充电时Mg电极得电子发生还原反应，即电子流入Mg电极，D错误。

8.几位同学用相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的实验数据如下表所示，下
列说法不正确的是()
A
B．能表明水果种类对电流大小有影响的实验编号是②和③
C．上述装置中，锌片作负极，电极反应为：Zn＋2e－===Zn2＋
D．其他条件相同时，改变电极插入水果的深度可能影响水果电池电流大小
【答案】C
【解析】A项，实验①和②都是西红柿，电极间距离不同，电流大小不同，实验②和③电极间距离相同，水果种类不同，电流大小也不同，所以该实验的目的是探究水果种类和电极间距离对水果电池电流大小的影响，正确；B项，实验②和③电极间距离相同，水果种类不同，电流大小不同，表明水果种类对电流大小有影响，正确；C项，锌比铜活泼，锌作负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，错误；D项，其他条件相同时，改变电极插入水果的深度，改变了电极和电解质溶液的接触面积，可能影响水果电池电流的大小，正确。

9．根据下图判断，下列说法正确的是()
A．装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋
B．装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动
D．放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大
【答案】D
【解析】装置Ⅰ中的负极为Zn，A项错误；装置Ⅱ中的正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，B项错误；阳离子向正极移动，装置Ⅰ中阳离子向左侧烧杯移动，C项错误。

10．应用电化学原理，回答下列问题。

(1)上述三个装置中，负极反应物化学性质上的共同特点是
____________________________________。

(2)甲中电流计指针偏移时，盐桥(装有含琼脂的KCl饱和溶液)中离子移动的方向是
________________________________________________________________________。

(3)乙中正极反应式为________________；若将H2换成CH4，则负极反应式为
______________________。

(4)丙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，要将外接电源的负极与铅蓄电池________极相连接。

(5)应用原电池反应可以探究氧化还原反应进行的方向和程度。

现连接如图装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)，进行实验：
ⅰ.K闭合时，指针偏移。

放置一段时间后，指针偏移减小。

ⅱ.随后向U形管左侧逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液，发现电流表指针的变化依次为偏移减小→回到零点→逆向偏移。

①实验ⅰ中银作________极。

②综合实验ⅰ、ⅱ的现象，得出Ag＋和Fe2＋反应的离子方程式是
__________________________。

【解析】(1)负极反应物中有元素化合价升高，发生氧化反应，相应物质本身具有还原性，即负极反应物化学性质上的共同特点是易失电子被氧化，具有还原性。

(2)原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则盐桥中的钾离子会移向硫酸铜溶液，氯离子移向硫酸锌溶液。

(3)乙中装置为碱性氢氧燃料电池，正极上氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－；若将H2换成CH4，则负极反应式为CH4－8e－＋10OH－===CO2－3＋7H2O。

(4)丙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，要将负极中的硫酸铅变成单质铅，发生还原反应，所以应作电解池的阴极，则与电源的负极相连。

(5)①亚铁离子失电子发生氧化反应，所以石墨电极作负极，银作正极；②综合实验ⅰ、ⅱ的现象，可知Ag＋和Fe2＋的反应可逆，故得出Ag＋和Fe2＋反应的离子方程式：Fe2＋＋Ag＋Fe3＋＋Ag。

【答案】(1)易失电子被氧化，具有还原性
(2)钾离子移向硫酸铜溶液、氯离子移向硫酸锌溶液
(3)O2＋4e－＋2H2O===4OH－
CH4－8e－＋10OH－===CO2－3＋7H2O
(4)负(5)①正②Fe2＋＋Ag＋Fe3＋＋Ag
1．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；综合上述分析可知，金属活动性：P>M>N>E，A正确。

2．有一种MCFC型燃料电池，该电池所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。

电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，负极反应为H2＋CO2－3－2e－===H2O＋CO2。

下列说法正确的是() A．电路中的电子经正极、熔融的K2CO3、负极后再到正极，形成闭合回路
B．电池放电时，电池中CO2－3的物质的量将逐渐减少
C．正极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－
D．放电时CO2－3向负极移动
【答案】D
【解析】电子不能通过熔融的K2CO3，故A项错误；该电池的正极反应为O2＋4e－＋2CO2===2CO2－3，根据得失电子守恒，放电时负极消耗的CO2－3与正极生成的CO2－3的物质的量相等，电池中CO2－3的物质的量不变，故B、C项错误；放电时阴离子向负极移动，故D项正确。

3．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4mol电子，在正极消耗44.8L H2S
D．每17g H2S参与反应，有1mol 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4mol电子，正极应该消耗1mol O2，负极应该有2mol H2S反应，但是题目中没有给定标准状况下，所以负极消耗的H2S 不一定是44.8L，故C错误；每17g H2S即0.5mol H2S参与反应会消耗0.25mol O2，根据正极反应式O2＋4H＋＋4e－===2H2O，可知有1mol H＋经质子膜进入正极区，故D正确。

4．铁基液流电池有显著的成本优势和资源优势。

当前正研究的某种碱性铁基半液流电池的放电工作原理如图所示。

下列说法错误的是()
A．放电时，b极为正极；充电时，该电极连接电源正极
B．充电时，a极电极反应式为Fe3O4＋8e－＋4H2O===3Fe＋8OH－
C．石墨烯的作用是提高电极中Fe3O4/Fe的反应活性，防止电极钝化
D．放电时，负极失去1mol电子时，一定有1mol的阳离子通过交换膜
【答案】D
【解析】根据工作原理图可知，放电时，a极由Fe→Fe3O4，a极为负极，b极由Fe(CN)3－6→Fe(CN)4－6，b极为正极，充电时，a极接电源的负极，b极接电源的正极，A正确；由于该电池为碱性电池，所以充电时，a极电极反应式为Fe3O4＋8e－＋4H2O===3Fe＋8OH－，B正确；电极材料Fe3O4为固体且致密，和溶液中的离子难充分接触，常用石墨烯扩大固液的接触，增加其活性，C正确；放电时，a极电极反应为3Fe＋8OH－－8e－===Fe3O4＋4H2O，b极电极反应为Fe(CN)3－6＋e－===Fe(CN)4－6，当负极失去1mol电子时，由于阳离子所带电荷数未知，不能确定为1mol阳离子通过交换膜，D错误。

5.钒电池电能以化学能的方式存储在不同价态钒离子的硫酸电解液中，通过外接泵把电解液压入电池堆体内，在机械动力作用下，使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动，采用质子交换膜作为电池组的隔膜，电解质溶液流过电极表面并发生电化学反应，进行充电和放电。

如图为全钒液流电池放电示意图：
下列说法正确的是()
A．放电时正极反应为VO2＋＋2H＋－e－===VO＋2＋H2O
B．充电时阴极反应为V2＋－e－===V3＋
C．放电过程中电子由负极经外电路移向正极，再由正极经电解质溶液移向负极
D．该电池的储能容量，可以通过增大电解液存储罐的容积并增加电解液的体积来实现
【答案】D
【解析】放电时，消耗H＋，溶液pH升高，由此分析解答。

正极反应是还原反应，由电池总反应可知放电时的正极反应为VO＋2＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O，故A错误；充电时，阴极反应为还原反应，为V3＋得电子生成V2＋的反应，则充电时阴极反应为V3＋＋e－===V2＋，故B错误；电子只能在导线中进行移动，在电解质溶液中是靠阴、阳离子定向移动来形成闭合回路，故C 错误；该电池的储能容量，可以通过增大电解液存储罐的容积并增加电解液的体积来实现，故D 正确。

6．三元电池成为我国电动汽车的新能源，其正极材料可表示为LiNi＋2x Co＋3y Mn＋4z O2，且x＋y＋z ＝1。

充电时电池总反应为LiNi x Co y Mn z O2＋6C(石墨)===Li1－a Ni x Co y Mn z O2＋Li a C6，其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定的离子X通过的隔膜。

下列说法正确的是()
A．允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜
B．充电时，A为阴极，发生氧化反应
C．放电时，B为负极，发生氧化反应
D．放电时，正极反应式为Li1－Ni x Co y Mn z O2＋a Li＋＋a e－===LiNi x Co y Mn z O2
【答案】AD
【解析】根据充电时电池总反应可知，放电时负极反应式为Li a C6－a e－===6C(石墨)＋a Li＋，Ni x Co y Mn z O2＋a Li＋＋a e－===LiNi x Co y Mn z O2，将放电时负极、正极反应式左右正极反应式为Li1
－a
颠倒，即分别得到充电时阴极、阳极反应式，D项正确；放电时，A是负极、B是正极，Li＋向正极移动，则X是Li＋，允许阳离子通过的隔膜为阳离子交换膜，A项正确，C项错误；充电时，A是阴极，发生还原反应，B项错误。

7．可充电氟镁动力电池比锂电池具有更高的能量密度和安全性，其电池反应为Mg＋
2MnF3===2MnF2＋MgF2。

下列有关说法不正确的是()
A．镁为负极材料
B．正极的电极反应式为MnF3＋e－===MnF2＋F－
C．电子从镁极流出，经电解质流向正极
D．每生成1mol MnF2时转移1mol电子
【答案】C
【解析】由电池反应可知，镁失去电子，发生氧化反应，为负极，A项正确；电池反应中，
三氟化锰发生还原反应，为正极，B项正确；电子由负极(镁极)流出经外电路流向正极，C项不
正确；锰元素由＋3价降至＋2价，每生成1mol MnF2转移1mol电子，D项正确。

8.(双选)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做负极，③④中Fe做负极
B．②中Mg做正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑
C．③中Cu做负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
D．④中Cu做正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
【答案】BC
【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
做负极；③中Fe在冷的浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子，故Cu做负极，A错、C正确；②中电池总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，负极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlO－2＋4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B 正确；④中Cu做正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错。

9．某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质，以CH4为燃料时，该电池工作原
理如图所示，下列说法正确的是()
A．a为空气，b为CH4
B．CO2－3向正极移动
C．此电池在常温时也能工作
D．正极电极反应式为2CO2＋O2＋4e－===2CO2－3
【答案】D
【解析】燃料电池中通入燃料的一极是负极，通入氧化剂的一极是正极，根据电子流向可知，左边电极是负极、右边电极是正极，所以a为CH4，b为空气，故A错误；原电池放电时，阴离子向负极移动，则CO2－3向负极移动，故B错误；电解质为熔融碳酸盐，需要高温条件，故C 错误；正极上O2得到电子和CO2反应生成CO2－3，电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3，故D正确。

10．(1)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图1，石墨Ⅰ为电池的________
极；该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，其电极反应式为
____________________________________。

(2)化学家正在研究尿素动力燃料电池。

用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图3所示：
回答下列问题：
电池中的负极为________(填“甲”或“乙”)，甲的电极反应式为______________，电池工作时，理论上每净化1mol尿素，消耗O2的体积(标准状况下)约为________L。

【解析】(1)该燃料电池中，正极上通入O2，石墨Ⅱ为正极，电极反应式为O2＋2N2O5＋4e －===4NO－3，负极上通入NO2，石墨Ⅰ为负极，电极反应式为NO2＋NO－3－e－===N2O5。

(2)根据图示可知，甲电极上CO(NH2)2反应生成二氧化碳和氮气，N元素化合价升高，失电子，为电源的负极，电解质溶液为酸性，则其电极反应式为CO(NH2)2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋，该反应的总方程式为2CO(NH2)2＋3O2===2CO2＋2N2＋4H2O，根据关系式2CO(NH2)2～3O2可知，电池工作时，理论上每净化1mol尿素，消耗O2的体积为1.5mol×22.4L·mol－1＝33.6L。

【答案】(1)负NO2＋NO－3－e－===N2O5
(2)甲CO(NH2)2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋33.6
1．(2021·浙江6月选考)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a mol电子时，LiPON薄膜电解质损失a mol Li＋
C ．放电时，电极B 为正极，反应可表示为Li 1－x CoO 2＋x Li ＋＋x e －
===LiCoO 2D ．电池总反应可表示为Li x Si ＋Li 1－x CoO 2
放电充电Si ＋LiCoO 2
【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。

由图可知，集流体A 与电极A 相连，充电时电极A 作阴极，故充电时集流体A 与外接电源的负极相连，A 说法正确；放电时，外电路通过a mol 电子时，内电路中有a mol Li ＋
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；放电时，电极B 为正极，发生还原反应，反应可表示为Li1－x CoO 2＋x Li ＋＋x e －===LiCoO 2，C 说法正确；电池放电时，嵌入在非晶硅薄膜中的锂失去电子变成Li ＋，正极上Li 1－x CoO 2得到电子和Li ＋
变为LiCoO 2，故电池总反应可表示为Li x Si ＋Li 1－x CoO 2充电
放电Si ＋LiCoO 2，D 说法正确。

2．锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。

三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示：
下列说法错误的是()
A ．放电时，N 极为正极
B ．放电时，左侧贮液器中ZnBr 2的浓度不断减小
C ．充电时，M 极的电极反应式为Zn 2＋＋2e －
===Zn D ．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
【答案】B
【解析】在该原电池中，活泼金属锌作负极，则N 极为正极，A 说法正确；放电时，左侧锌放电产生Zn 2＋
，贮液器中ZnBr 2浓度不断增大，B 说法错误；充电时，M 极为阴极，电极反应式为Zn 2＋＋2e －===Zn ，C 说法正确；放电时Br －通过隔膜进入溶液中与Zn 2＋
结合，充电时Zn 2＋通过隔膜在双极性碳和塑料电极上沉积，D 说法正确。

3.(2020·天津卷)熔融钠—硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。

下图中的电池
反应为2Na ＋x S −−−→←−−−放电充电Na 2S x (x ＝5～3，难溶于熔融硫)。

下列说法错误的是()
A ．Na 2S 4的电子式为
B ．放电时正极反应为x S ＋2Na ＋＋2e －
===Na 2S x C ．Na 和Na 2S x 分别为电池的负极和正极
D ．该电池是以Na­β­Al 2O 3为隔膜的二次电池
【答案】C
【解析】Na 2S 4中S 2
－4中硫原子间以非极性键结合，每个硫原子最外层均达到8电子稳
定结构，A 项正确；放电时正极上S 发生还原反应，正极反应为x S ＋2Na ＋＋2e －===Na 2S x ，B 项正确；熔融钠为负极，熔融硫(含碳粉)为正极，C 项错误；由图可知，D 项正确。

4.（2020·新课标Ⅲ）一种高性能的碱性硼化钒(VB 2)—空气电池如下图所示，其中在VB 2电极发生反应：­­3­­
2442VB +16OH ­11e =VO +2B(OH)+4H O 该电池工作时，下列说法错误的是
A.负载通过0.04mol 电子时，有0.224L(标准状况)O 2参与反应
B.正极区溶液的pH 降低、负极区溶液的pH 升高
C.电池总反应为3222444VB 11O 20OH 6H O 8B(OH)4VO ---
+++=+D.电流由复合碳电极经负载、VB 2电极、KOH 溶液回到复合碳电极
【答案】B
【解析】根据图示的电池结构，左侧VB 2发生失电子的反应生成3­4VO 和­4B(OH)，反应的电极方程式如题干所示，右侧空气中的氧气发生得电子的反应生成OH ­，反应的电极方程式为O 2+4e ­+2H 2O=4OH ­，电池的总反应方程式为
4VB 2+11O 2+20OH ­+6H 2O=8­4B(OH)+43­4VO ，据此分析。

当负极通过0.04mol 电子时，正
极也通过0.04mol 电子，根据正极的电极方程式，通过0.04mol 电子消耗0.01mol 氧气，在标况下为0.224L ，A 正确；反应过程中正极生成大量的OH ­使正极区pH 升高，负极消耗OH ­使负极区OH ­浓度减小pH 降低，B 错误；根据分析，电池的总反应为
4VB 2+11O 2+20OH ­+6H 2O=8­4B(OH)+43­
4VO ，C 正确；电池中，电子由VB 2电极经负载流向复合碳电极，电流流向与电子流向相反，则电流流向为复合碳电极→负载→VB 2电极→KOH 溶液→复合碳电极，D 正确。

5．(2020·全国Ⅰ卷)科学家近年发明了一种新型Zn­CO 2水介质电池。

电池示意图如下，电极为金属锌和选择性催化材料。

放电时，温室气体CO 2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)2－4
B ．放电时，1mol CO 2转化为HCOOH ，转移的电子数为2mol
C ．充电时，电池总反应为2Zn(OH)2－4===2Zn ＋O 2↑＋4OH －
＋2H 2O D ．充电时，正极溶液中OH －
浓度升高【答案】D
【解析】由题给装置图可知，放电时负极锌失去电子后结合OH －生成Zn(OH)2－4，负极反应
为Zn －2e －＋4OH －===Zn(OH)2－
4，A 项正确；放电时，正极上CO 2得电子生成HCOOH ，CO 2中C 的化合价为＋4，HCOOH 中C 的化合价为＋2，1mol CO 2转化为1mol HCOOH ，转移2mol 电子，B 项正确；充电时阴极上Zn(OH)2－
4参与反应得到锌，阳极上H 2O 参与反应得到氧气，电池总反应为2Zn(OH)2－4===2Zn ＋O 2↑＋4OH －
＋2H 2O ，C 项正确；充电时，阳极上发生失电子的氧化反应：2H 2O －4e －===O 2↑＋4H ＋
，氢氧根离子浓度降低，D 项错误。

6．(2020·全国Ⅲ卷)一种高性能的碱性硼化钒(VB 2)－空气电池如图所示，其中在VB 2电极发生反应：VB 2＋16OH －－11e －===VO 3－4＋2B(OH)－
4＋4H 2O ，该电池工作时，下列说法错误的是()
A．负载通过0.04mol电子时，有0.224L(标准状况)O2参与反应
B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高
C．电池总反应为4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O===8B(OH)－4＋4VO3－4
D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极
【答案】B
【解析】由题给信息知VB2电极上发生失电子的氧化反应，则VB2电极为负极，复合碳电极为正极，正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。

则电路中通过0.04mol e－时，正极有0.01mol O2参加反应，其在标准状况下的体积为0.224L，A项正确；由正、负极的电极反应式可知，该电池工作时，负极区溶液的pH降低，正极区溶液的pH升高，B项错误；该电池的总反应方程式为4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O===8B(OH)－4＋4VO3－4，C项正确；电流与电子的流动
方向相反，电流从正极出发，沿负载流向负极，再经过溶液最终回到正极，D项正确。

7.(2019·海南卷)微型银—锌电池可用作电子仪器的电源，其电极分别是Ag/Ag2O和Zn，
电解质为KOH溶液，电池总反应为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。

下列说法正确的是()
A．电池工作过程中，KOH溶液浓度降低
B．电池工作过程中，电解液中OH－向正极迁移
C．负极发生反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
D．正极发生反应：Ag2O＋2H＋＋2e－===Ag＋H2O
【答案】C
【解析】A．由电池总反应Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2可知，反应中n(KOH)不变，但电池反应消耗了H2O，所以电池工作过程中，KOH溶液浓度升高，错误；B.电池工作过程中，电解质溶液中的阴离子向负极移动，所以电解液中OH－向负极迁移，错误；C.由电池总反应可知，Zn失电子、发生氧化反应而作负极，电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，正确；D.氧化银得电子、发生还原反应作正极，电极反应式为Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，错误。

8.(2018·海南卷)一种镁氧电池如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解液为KOH浓溶液。

下列说法正确的是()
A ．电池总反应式为2Mg ＋O 2＋2H 2O===2Mg(OH)2
B ．正极反应式为Mg －2e －===Mg 2＋
C ．活性炭可以加快O 2在负极上的反应速率
D ．电子的移动方向由b 经外电路到a
【答案】A
【解析】负极电极反应式为Mg －2e －＋2OH －
===Mg(OH)2↓、正极电极反应式为O 2＋4e －＋2H 2O=4OH －
，得失电子相同的条件下，将正负极电极反应式相加得电池总反应式为2Mg ＋O 2＋2H 2O===2Mg(OH)2，故A 正确，B 错误；通入O 2的电极是正极，活性炭可以加快O 2在正极上的反应速率，故C 错误；Mg 作负极、活性炭作正极，电子从负极a 经外电路到正极b ，故D 错误。

9.(2017·全国卷Ⅲ)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S 8材料，电池反应为16Li ＋x S 8===8Li 2S x (2≤x ≤8)。

下列说法错误的是()
A.电池工作时，正极可发生反应：2Li 2S 6＋2Li ＋＋2e －
===3Li 2S 4B.电池工作时，外电路中流过0.02mol 电子，负极材料减重0.14g
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Li 2S 2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S 8→Li 2S 8→Li 2S 6→Li 2S 4→Li 2S 2的还原反应，正确；B 项，电池工作时负极电极反应式为Li －e －===Li ＋，当外电路中流过0.02mol 电子时，负极消耗的Li 的物质的量为0.02mol ，其质量为0.14g ，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8Li 2S x =====电解16Li ＋x S 8(2≤x ≤8)，故Li 2S 2
的量会越来越少直至充满电，错误。