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第四章第二节基础巩固1．下列有关电池的叙述正确的是(B)A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化C．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅D．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能解析：选项原因分析结论A锌锰干电池工作后碳棒不变×B氢氧燃料电池工作时都是负极发生氧化反应，H2－2e－===2H＋√C太阳能电池的主要材料是高纯度的硅×D氢氧燃料电池是将化学能转变为电能×2．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性。根据这一特点，科学家发明了电动势法测水泥初凝的时间。此方法的原理如图所示，反应的总方程式为2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag。下列说法中正确的是(C)A．测量过程中，氧化银被氧化成单质银B．测量原理示意图中，Ag2O为负极C．负极的电极反应：2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2OD．工作中电流由Cu电极流向Ag2O电极解析：由原理图知，这是一个原电池，铜作负极，发生氧化反应，氧化银在正极上被还原，A、B错；由总反应方程式知，负极铜反应后生成Cu2O，C对；电流方向与电子流动方向相反，D错。3．(2019·锦州检测)肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸，但是以其为燃料的燃料电池是一种理想的电池，具有容量大、能量转化率高、产物无污染等特点，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是(C)A．电池工作时，正极附近的pH降低B．当消耗1molO2时，有2molNa＋由甲槽向乙槽迁移C．负极反应式为4OH－＋N2H4－4e－===N2↑＋4H2OD．若去掉阳离子交换膜，电池也能正常工作解析：电池工作时，O2在正极发生还原反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，由于生成OH－，溶液的pH增大，A错误；当消耗1molO2时，电路中转移4mol电子，生成4molOH－，为保持溶液呈电中性，应有4molNa＋由甲槽向乙槽迁移，B错误；N2H4在负极上失电子发生氧化反应，则负极反应式为4OH－＋N2H4－4e－===N2↑＋4H2O，C正确；若去掉阳离子交换膜，正极产生的OH－直接向负极移动，不能产生稳定的电流，D错误。4．已知空气—锌电池的电极反应式为：(锌)Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，(石墨)12O2＋H2O＋2e－===2OH－，据此判断锌片是(A)A．负极，并被氧化B．负极，并被还原C．正极，并被氧化D．正极，并被还原解析：负极为失电子的活泼金属，发生氧化反应。5．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池中发电。该电池负极反应为(C)A．H2＋2OH－－2e－===2H2OB．O2＋4H＋＋4e－===2H2OC．H2－2e－===2H＋D．O2＋2H2O＋4e－===4OH－解析：负极失去电子发生氧化反应，在酸性条件下，氢气失去电子生成H＋，C正确。6．以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是(B)A．该电池能够在高温下工作B．电池的负极反应为：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移D．在电池反应中，每消耗1mol氧气理论上能生成标准状况下CO2气体22.46L解析：微生物燃料电池只能在常温下工作，A错；放电过程为原电池反应，H＋应向正极迁移，C错；由电池反应C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O知，每消耗1molO2理论上生成1molCO2，即标况下22.4L，D错。7．如图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH－Ni电池)。下列有关说法不正确的是(C)A．放电时正极反应为：NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－B．电池的电解液可为KOH溶液C．充电时负极反应为：MH＋OH－－e－===H2O＋MD．MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高解析：镍氢电池中主要为KOH作电解液，充电时，阳极反应：Ni(OH)2＋OH－===NiO(OH)＋H2O＋e－，阴极反应：M＋H2O＋e－===MH＋OH－，总反应为M＋Ni(OH)2===MH＋NiO(OH)；放电时，正极：NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，负极：MH＋OH－－e－===M＋H2O，总反应为MH＋NiO(OH)===M＋Ni(OH)2。以上各式中M为金属合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金。A．放电时，正极：NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，故A正确；B.为了防止MH被氢离子氧化，镍氢电池中电解液为碱性溶液，主要为KOH作电解液，故B正确；C.充电时，负极作阴极，阴极反应为M＋H2O＋e－===MH＋OH－，故C错误；D.M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金，储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高，故D正确。8．氯铝电池是一种新型的燃料电池，电解质溶液是KOH溶液，试回答下列问题：(1)通入氯气的电极是__正__极(填“正”或“负”)，电极反应式为：__3Cl2＋6e－===__6Cl－__。(2)加入铝的电极是__负__极(填“正”或“负”)，电极反应式为：__2Al－6e－＋8OH－===2AlO－2＋4H2O__。(3)电子从__Al__极流向__Cl2__极(填“Al”或“Cl2”)。解析：根据Cl2和Al的反应方程式：3Cl2＋2Al===2AlCl3可知，铝易失电子被氧化，为负极，但电解液为KOH溶液，故负极反应为：2Al－6e－＋8OH－===2AlO－2＋4H2O，Cl2易得电子被还原，为正极，电极反应为3Cl2＋6e－===6Cl－。在外电路中电子从负极(铝极)流出沿导线流向正极(Cl2极)。9．(1)美国“阿波罗”宇宙飞船中使用的氢氧燃料电池，其构造如下图所示：KOH作电解质，其反应为：2H2＋O2===2H2O，则负极通入的是__H2__，电极反应式为：__2H2＋4OH－－4e－===4H2O__；正极通入的是__O2__，电极反应式为：__O2＋2H2O＋4e－===4OH－__。(2)如把KOH改为稀H2SO4作电解质，则电极反应式为：负极__2H2－4e－===4H＋__，正极__O2＋4H＋＋4e－===2H2O__。(3)如把H2改为CH4，KOH作导电物质，则电极反应式为：负极__CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O__，正极__2O2＋4H2O＋8e－===8OH－__。解析：根据原电池的原理，负极发生氧化反应，电子流出；正极发生还原反应，电子流入；燃料电池燃料为负极，氧化剂为正极。(1)KOH作电解质，则负极通入的是H2，因为电解质溶液显碱性，所以氢气失去电子变成H＋后将与OH－结合生成水，电极反应式为：2H2＋4OH－－4e－===4H2O。正极通入的是O2，氧气得到电子变成O2－后将与H2O结合生成OH－，电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。(2)稀H2SO4作电解质时，溶液显酸性，所以氧气得到电子变成O2－后将与H＋结合生成水，正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，负极反应为2H2－4e－===4H＋。(3)把H2改为CH4，KOH作导电物质，则负极通入的是CH4，因为电解质溶液显碱性，所以甲烷失去电子后将与OH－反应生成水和CO2－3，利用反应前后电荷守恒，配平负极反应方程式：CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O。能力提升1．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(C)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1molMnF2时转移1mol电子解析：由电池反应知，镁作还原剂，发生氧化反应，镁极为负极，A项不符合题意；电池反应中，三氟化锰发生还原反应，B项不符合题意；电子由负极(镁极)流出经外电路流向正极，C项符合题意；锰元素由＋3价降至＋2价，D项不符合题意。2．利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，甚至制作出一些有实际应用价值的装置来，下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。该电池工作时，有关说法正确的是(A)A．铝罐将逐渐被腐蚀B．炭粒和炭棒上发生的反应为O2＋4e－===2O2－C．炭棒应与玩具电池的负极相连D．该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻解析：由废铝罐和碳棒，食盐水等材料制可用于驱动玩具的电池可知，A、铝做负极，铝罐将逐渐被腐蚀，正确；B、炭棒做正极，碳棒上发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，错误；C、碳棒应与玩具电池的正极相连，错误；D、该电池工作一段时间后碳棒质量不变，错误；选A。3．(2019·贵阳模拟)一种新型可逆电池的工作原理如图所示。放电时总反应为：Al＋3Cn(AlCl4)＋4AlCl－44Al2Cl－7＋3Cn(Cn表示石墨)。下列说法中正确的是(C)A．放电时负极反应为2Al－6e－＋7Cl－===Al2Cl－7B．放电时AlCl－4移向正极C．充电时阳极反应为AlCl－4－e－＋Cn===Cn(AlCl4)D．电路中每转移3mol电子，最多有1molCn(AlCl4)被还原解析：熔融盐中Cl－是以AlCl－4形式存在，放电时负极反应式为Al－3e－＋7AlCl－4===4Al2Cl－7，A项错误；放电时，AlCl－4向负极移动，B项错误；充电时石墨电极与电源的正极相连，石墨电极为阳极发生氧化反应生成Cn(AlCl4)：AlCl－4＋Cn－e－===Cn(AlCl4)，C项正确；放电时，石墨电极为正极，发生反应Cn(AlCl4)＋e－===AlCl－4＋Cn，则电路中通过3mol电子，最多有3molCn(AlCl4)被还原，D项错误。4．高效能电池的研发制约电动汽车的推广。有一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：2C2H6＋7O2＋8KOH===4K2CO3＋10H2O，有关此电池的推断中正确的是(C)A．负极反应为：14H2O＋7O2＋28e－===28OH－B．放电过程中KOH的物质的量浓度不变C．每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为14molD．放电一段时间后，负极周围的pH升高解析：燃料作负极，氧气作正极，A选项错误；由总反应可知放电过程中消耗KOH，B选项错误；分析总反应，7个O2参加反应转移28个电子，C选项正确；负极电极反应式为C2H6＋18OH－－14e－===2CO2－3＋12H2O，D选项错误。5．市场上经常见到的标记为Li－ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：Li＋2Li0.35NiO2放电充电2Li0.85NiO2，下列说法不正确的是(D)A．放电时，负极的电极反应式：Li－e－===Li＋B．充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C．该电池不能用水溶液作为电解质溶液D．放电过程中Li＋向负极移动解析：A项，Li从零价升至正价，失去电子，作负极，正确；B项，反应逆向进行时，反应物只有一种，化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，正确；C项，由于Li可以与水反应，故不能用水溶液作为电解质溶液，正确；D项，原电池中阳离子应迁移至正极得电子，故错。6．(2019·日照市校际联考)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(B)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极为负极C．充电时，阳极的电极反应式为I－3－2e－===3I－D．M可以使用阴离子交换膜解析：充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能贮存起来，A错