2023届新教材高考化学一轮复习原电池　化学电源学案.docx

第19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，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。体会研制新型电池的重要性；3.能够认识和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必备知识梳理·夯实学科基础1.原电池的概念及构成条件(1)定义：把_转化为_的装置。(2)原电池的形成条件能自发进行的_。两个金属活动性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)。形成_，需满足三个条件：a.存在电解质；b.两电极直接或间接接触；c.两电极插入电解质溶液或熔融电解质中。2工作原理(以锌铜原电池为例)电极名称负极正极电极材料_电极反应Zn2e=Zn2Cu22e=Cu电极质量变化_反应类型_反应_反应电子流向由_片沿导线流向_片盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K移向_极，Cl移向_极盐桥作用a.连接内电路形成闭合回路b.维持两电极电势差(中和电荷)，使电池能持续提供电流3.电极的判断4原电池在生活、研究中的应用(1) 比较金属的活动性强弱将两金属用导线连接，放入电解质溶液中，做负极的金属(一般情况下该金属质量减小)活动性强，作正极的金属(一般情况下该金属的质量增大或有气泡产生)。将两金属用导线连接，放入电解质溶液中，作负极的金属(一般情况下该极质量减小)活动性较强，作正极的金属(一般情况下该极质量增大或有气泡产生)活动性较弱、如探究铁比铬活泼时，可以将二者组成原电池(装置如图所示)，在Fe电极上发生的反应为_，溶液变为_色；电子经过导线转移至Cr电极上，溶液中的H在Cr电极上获得电子，发生的还原反应为_，在Cr电极上有许多_产生。故能证明铁比铬活泼的实验现象是_。(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)使变黑的银材质器皿无损耗复原银材质器皿久置，表面因生成Ag2S而逐渐变黑(4AgO22H2S=2Ag2S2H2O)，在铝材质容器(作负极)中加入食盐水，再将变黑的银材质器皿(作正极)浸入该溶液中，一段时间后，黑色的Ag2S会被还原为银白色的单质银，该法能使银材质器皿无损耗复原。有关反应为负极反应：_。正极反应：_。负极产生的Al3与正极产生的S2在溶液中继续反应：_。(4)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的_而受到保护。这种金属的保护方法称为_。(5)用于探究反应实质当某一氧化还原反应受到反应物中某种离子的影响时，可用电化学装置确定该离子并探究该离子的影响效果。如探究HCl被MnO2氧化时是Cl还是H对反应产生的影响及影响效果。实验操作现象常温下将MnO2和12 mol·L1浓盐酸混合溶液呈浅棕色，略有刺激性气味将实验中混合物过滤，加热滤液生成大量黄绿色气体将MnO2和4 mol·L1稀盐酸混合并加热无明显现象资料：MnO2呈弱碱性。实验中溶液呈浅棕色是由于MnO2与浓盐酸发生了复分解反应MnO24HCl(浓)=MnCl42H2O。实验中发生了分解反应MnCl4Cl2MnCl2。推测：实验中无明显现象的原因可能是c(H)、c(Cl)较低，设计实验进行探究(装置如图所示)。实验：闭合开关K时，灵敏电流计指针向左偏转(指针偏转方向与电子移动方向一致)。向U形管右侧滴加浓H2SO4至c(H)7 mol·L1，指针偏转幅度变化不大。再向U形管左侧滴加浓H2SO4至c(H)7 mol·L1，指针向左偏转幅度增大。中石墨a极的电极反应式是_；由实验得出的结论是_。易错易混辨析(错误的说明错因)(1)任何氧化还原反应均可设计成原电池()错因：_。(2)NaOH溶液与稀硫酸的反应是自发进行的放热反应，此反应可以设计成原电池()错因：_。(3)任何原电池一定是活泼性不同的两金属电极()错因：_。(4)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：_。(5)实验室制H2，用粗锌与稀H2SO4反应较快()错因：_。(6)一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高()错因：_。(7)MgAl形成的原电池，Mg一定作负极()错因：_。(8)在Cu|CuSO4|Zn原电池中，正电荷定向移动的方向就是电流的方向，所以Cu2向负极移动()错因：_。深度思考活泼性强的金属一定是原电池的负极吗？_题组强化训练·形成关键能力题组一原电池的工作原理1在如图所示的8个装置中，属于原电池的是_。2将相同的锌片和铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中，以下叙述正确的是()A两烧杯中铜片表面均无气泡产生B两烧杯中溶液的H浓度都减小C产生气泡的速率甲比乙慢D甲中铜片是正极，乙中铜片是负极思维建模原电池工作原理模型图特别提醒(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)若有交换膜，离子可选择性通过交换膜，如阳离子交换膜，阳离子可通过交换膜移向正极。题组二原电池正负极的判断3分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()A中Mg作负极，中Fe作负极B中Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D.中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H24如图所示原电池的盐桥中装有饱和K2SO4溶液，电池工作一段时间后，甲烧杯中溶液颜色不断变浅。下列叙述中正确的是()Ab极是电池的正极B甲烧杯中K经盐桥流向乙烧杯C甲烧杯中溶液的pH逐渐减小D电池的总反应离子方程式为MnO4-5Fe28H=Mn25Fe34H2O题组三原电池的应用5有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减少；b极质量增加b极有气体产生；c极无变化d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动顺序是()Aabcd BbcdaCdabc Dabdc6某化学实验小组对KSCN的性质进行探究，设计了如下实验：装置实验步骤现象.先加1 mL 0.1 mol/L FeSO4溶液无明显现象.再加硫酸酸化的KMnO4溶液溶液先变红后褪色实验步骤中溶液变红的原因：_、_(用离子方程式说明)。针对实验步骤中红色褪去的原因，该实验小组同学认为是SCN被酸性KMnO4溶液氧化为SO42-，由于硫酸酸化的高锰酸钾溶液中存在SO42-，所以不能直接取褪色后的溶液来验证SCN的氧化产物是SO42-，故设计了如图所示实验装置来证实上述猜想是成立的。检验产物中SO42-的操作及现象是_。题组四原电池的设计 7可利用原电池装置证明反应AgFe2=AgFe3能发生。其中甲溶液是_，操作及现象是_。8设计原电池装置证明Fe3的氧化性比Cu2强。(1)负极反应式：_。(2)正极反应式：_。(3)电池总反应方程式：_。(4)在下面画出装置图，指出电极材料和电解质溶液：不含盐桥含盐桥思维建模根据电池反应设计原电池的模板考点二常见化学电源的工作原理必备知识梳理·夯实学科基础1.一次电池干电池(1)碱性锌锰电池碱性锌锰电池的负极是Zn，正极是MnO2，电解质是KOH，其电极反应如下：负极：_；正极：_；总反应：_。(2)银锌电池银锌电池的负极是_，正极是_，电解质是_，其电极反应如下：负极：_；正极：_；总反应：_。2二次电池充电电池或蓄电池(1)铅酸蓄电池铅酸蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是_，正极材料是_。总反应为_。(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LixCyLi1xCoO2LiCoO2Cy，其放电时电极反应式为负极：_；正极：_。3燃料电池(1)特点：连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能。常见燃料有H2、烃、肼、烃的衍生物、NH3、煤气等。电能转化率超过80%。(2)氢氧燃料电池酸性碱性负极反应式2H24e=4H_正极反应式_电池总反应式2H2O2=2H2O4.化学电源中电极反应式书写的一般方法(1)明确两极的反应物。(2)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物。(3)确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与反应的介质粒子，确定最终产物。(4)配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。特别提醒(1)H在碱性环境中不存在；(2)若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式；(3)若燃料电池氧化剂为O2，得电子生成O2，1 mol O2得4 mol电子，O2在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H，生成H2O，在中性或碱性环境结合H2O，生成OH。微点拨电池优劣的标准一是看电池单位质量或体积输出的电能多少(比能量)或输出功率多少(比功率)，二是电池储存的时间长短。易错易混辨析(错误的说明错因)(1)碱性锌锰干电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长()错因：_。(2)铅酸蓄电池中的反应是可逆反应()错因：_。(3)燃料电池中的燃料在负极上发生还原反应()错因：_。(4)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应式为2H24e=4H()错因：_。(5)二次电池充电时，二次电池的阴极连接电源的负极，发生还原反应()错因：_。(6)燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用()错因：_。深度思考若燃料电池正极上发生反应的物质都是O2，当电解质不同，常见的正极反应有哪几种情况？_题组强化训练·形成关键能力题组一一、二次电池1由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池，以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质，铝和二氧化锰石墨为两极，其电池反应为Al3MnO23H2O=3MnOOHAl(OH)3。下列有关该电池放电时的说法不正确的是()A二氧化锰石墨为电池正极B负极反应式为Al-3e-+3NH3·H2O=AlOH3+3NH4+COH不断由负极向正极移动D每生成1 mol MnOOH转移1 mol电子2我国科研工作者研制出基于PANa(聚丙烯酸钠)电解质的Zn/NiCo­LDMH可充电电池，该电池具有高容量和超长循环稳定性。电池反应为5Zn6CoOOH4NiOOH5H2O 5ZnO6Co(OH)24Ni(OH)2。PANa是一种超强吸水聚合物，吸收大量Zn(CH3COO)2和KOH溶液作为水和离子含量调节剂形成水凝胶电解质，示意图如图。下列说法错误的是()APANa是一种有机高分子聚合物，在水溶液中不会发生电离BPANa具有超强吸水性可避免电池充放电过程中因失水使离子导电率下降C放电时，负极附近pH减小D充电时，阳极反应为3Co(OH)22Ni(OH)25e5OH=3CoOOH2NiOOH5H2O微点拨二次电池充电时的电极连接即正极接正极，负极接负极。题组二常见燃料电池3研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如下图所示。下列说法错误的是()A加入HNO3降低了正极反应的活化能B电池工作时正极区溶液的pH降低C1 mol CH3CH2OH被完全氧化时有3 mol O2被还原D负极反应为CH3CH2OH3H2O12e=2CO212H4如图为以Pt为电极的氢氧燃料电池的工作原理示意图，稀H2SO4为电解质溶液。下列有关说法不正确的是()Aa极为负极，电子由a极经外电路流向b极Ba极的电极反应式：H22e=2HC电池工作一段时间后，装置中c(H2SO4)增大D若将H2改为CH4，消耗等物质的量的CH4时，O2的用量增多情 境 创 新 设 计意大利科学家伏特设计了一种能检验电量的验电器，用多种金属反复进行实验，他发现起电序列为锌、铅、锡、铁、铜、银和金。此序列中任意两种金属相接触，位于序列前面的带负电，后面的带正电。1799年，伏特发明了世界上第一个电池伏打电池(即原电池)。其装置如图所示：图中各数字分别表示：1铜片，2锌片，3浸有稀H2SO4的湿布片，4金属导线问题探究(1)从装置示意图中分析伏打电池的构成条件有哪些？_(2)伏打电池中的正、负极材料是什么？电子流向是怎样的？写出正极反应式。_(3)若将伏打电池装置图中的“1”更换为Al片，“2”更换为Mg片，“3”更换为浸有NaOH溶液的湿布片，该装置能否形成原电池？若能，指出电池的正、负极材料，并写出电极反应式。_高考真题演练·明确考查方向12021·全国甲卷乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H和OH，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是()A.KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B.阳极上的反应式为：C.制得2 mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1 mol电子D.双极膜中间层中的H在外电场作用下向铅电极方向迁移22021·湖南卷锌/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ZnBr2的浓度不断减小C.充电时，M极的电极反应式为Zn22e=ZnD.隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过32020·全国卷一种高性能的碱性硼化钒(VB2)­空气电池如图所示，其中在VB2电极发生反应：VB216ON-11e-=VO43-+2BOH4-4H2O该电池工作时，下列说法错误的是()A.负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(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=8BOH4- 4VO43-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随堂过关训练·提升学科素养1某同学设计如下原电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A.该装置将化学能转化为电能B.负极的电极反应式是AgIe=AgIC.电池的总反应式是AgI=AgID.盐桥(含KNO3的琼脂)中NO3-从左向右移动2熔融钠硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。如图中的电池反应为2NaxS Na2Sx(x53，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是()A.Na2S4的电子式为B.放电时正极反应为xS2Na2e=Na2SxC.Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极D.该电池是以Na­­Al2O3为隔膜的二次电池3Hg­Hg2SO4标准电极常用于测定其他电极的电势，测知HgHg2SO4电极的电势高于Cu电极的电势。以下说法正确的是()A.K2SO4溶液可用CCl4代替B.Hg­Hg2SO4电极反应为Hg2SO4-2e-=2Hg+SO42-C.若把Cu­CuSO4体系换作Zn­ZnSO4体系，电压表的示数变大D.微孔瓷片起到阻隔离子通过的作用4(双选)某燃料电池主要构成要素如图所示，下列说法正确的是()A.电池可用于乙醛的制备B.b电极为正极C.电池工作时，a电极附近pH降低D.a电极的反应式为O24e4H=2H2O第19讲原电池化学电源考点一必备知识梳理·夯实学科基础1(1)化学能电能(2)氧化还原反应闭合回路2锌片铜片减小增大氧化还原ZnCu正负4(1)Fe2e=Fe2浅绿2H2e=H2气泡溶液由无色变为浅绿色，同时在Cr电极上有许多气泡产生(3)Al3e=Al3Ag2S2e=2AgS22Al33S26H2O=2Al(OH)33H2S(4)正极牺牲阳极的阴极保护法(5)MnO24H2e=Mn22H2OCl对反应的影响不大，H对反应的影响较大，且H浓度越大，MnO2的氧化性越强，反应越强烈易错易混辨析答案：(1)×能够自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池(2)×该反应不是氧化还原反应，没有电子转移(3)×燃料电池的两个电极均可用碳棒(4)×电子不进入溶液，溶液中阴阳离子定向移动形成电流(5)(6)(7)×若是酸性介质Mg作负极，若是碱性介质Al作负极(8)×在外电路中电流由正极流向负极，而在电解质溶液中，阳离子都由负极移向正极深度思考答案：不一定。一般在原电池反应中活泼金属作负极包含两层含义：(1)“活泼”是指相对活泼而不是绝对活泼。(2)在大部分原电池反应中，金属活泼性较强的作负极，另一电极作正极。但在某些特殊条件下例外，如：冷的浓硝酸作电解质溶液，金属铁或铝与金属铜作电极时，铁或铝在冷的浓硝酸中钝化，金属活动性弱的铜与浓硝酸发生反应，作负极。NaOH溶液作电解质溶液，金属镁与金属铝作电极时，因铝能与NaOH溶液反应，作负极，而金属活动性强的镁只能作正极。题组强化训练·形成关键能力1答案：2解析：甲装置形成原电池，铜是正极，氢离子放电产生氢气，铜片表面有气泡产生；乙装置不能构成原电池，锌与稀硫酸反应产生氢气，铜不反应，A错误；两烧杯中溶液中的H均得到电子被还原为氢气，因此氢离子浓度都减小，B正确；形成原电池时反应速率加快，则产生气泡的速率甲比乙快，C错误；金属性锌强于铜，则甲中铜片是正极，锌片是负极，乙中没有形成闭合回路，不能形成原电池，D错误。答案：B3解析：中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C错；中电池总反应为2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，负极反应式为2Al+8OH-6e-=2AlO2-4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O6e=6OH3H2，B正确；中Cu是正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，D错。答案：B4解析：由甲烧杯中溶液颜色不断变浅，可知KMnO4中Mn元素的化合价降低，得到电子，Fe元素的化合价升高，失去电子， 则b为负极，a为正极，所以总的电极反应式为2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O。由于Fe2在b电极失去电子，发生氧化反应，所以b极是电池的负极，A错误；K向正极移动，所以K从盐桥流向甲烧杯，B错误；甲烧杯中a电极上MnO4-获得电子，发生还原反应，Mn元素的化合价降低，电极反应为MnO4-8H5e=Mn24H2O，所以甲烧杯中溶液的pH逐渐增大，C错误；由总的电极反应式可知，反应的离子方程式为MnO4-5Fe28H=Mn25Fe34H2O，D正确。答案：D5解析：把四个实验从左到右分别编号为，则由实验可知，a作原电池负极，b作原电池正极，金属活动性：ab；由实验可知，b极有气体产生，c极无变化，则活动性：bc；由实验可知，d极溶解，则d作原电池负极，c作正极，活动性：dc；由实验可知，电流从a极流向d极，则d极为原电池负极，a极为原电池正极，活动性：da。综上所述可知活动性：dabc。答案：C6答案：MnO4-5Fe28H=Mn25Fe34H2OFe33SCNFe(SCN)3电池工作一段时间后，取少量左侧烧杯中的溶液，先加盐酸酸化，再加氯化钡溶液，出现白色沉淀7答案：FeSO4溶液分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色加深8答案：(1)Cu2e=Cu2(2)2Fe32e=2Fe2(3)Cu2Fe3=2Fe2Cu2(4)考点二必备知识梳理·夯实学科基础1(1)Zn2e2OH=Zn(OH)22MnO22e2H2O=2MnOOH2OHZn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2(2)ZnAg2OKOHZn2e2OH=Zn(OH)2Ag2O2eH2O=2Ag2OHZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag2(1)PbPbO2Pb+SO42-2e=PbSO4PbSO4+2e-=Pb+SO42- PbO2+4H+SO42-2e=PbSO42H2OPbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO42- (2)LixCyxe=xLiCyLi1xCoO2xLixe=LiCoO23(2)2H24OH4e=4H2OO24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH易错易混辨析答案：(1)×MnO2是正极反应物，不是催化剂(2)×铅酸电池中的反应分别是在充电、放电不同条件下发生的，不是可逆反应(3)×燃料电池中的燃料在负极上发生氧化反应(4)×碱性环境下负极反应式为H22OH2e=2H2O(5)(6)深度思考答案：(1)酸性电解质溶液环境下正极反应式：O24H4e=2H2O；(2)碱性电解质溶液环境下正极反应式：O22H2O4e=4OH；(3)固体电解质(高温下能传导O2)环境下正极反应式：O24e=2O2；(4)熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下正极反应式：O2+2CO2+4e-=2CO32-。题组强化训练·形成关键能力1解析：由电池反应方程式知，铝为电池负极，铝失去电子转化为Al(OH)3，A、B正确；阴离子移向负极，C错误；由反应中锰元素价态变化知D正确。答案：C2解析：PANa在水溶液中电离出聚丙烯酸根离子和Na，应为离子化合物，A项错误；PANa是一种超强吸水聚合物，具有超强吸水性，可避免电池充放电过程中因失水使离子导电率下降，B项正确；分析题给电池反应，放电时，Zn的化合价升高，失去电子，作负极，电极反应为Zn2e2OH=ZnOH2O，负极附近OH浓度降低，pH减小，C项正确；充电时，Co(OH)2和Ni(OH)2在阳极失去电子得到CoOOH和NiOOH，电极反应为3Co(OH)22Ni(OH)25OH5e=3CoOOH2NiOOH5H2O，D项正确。答案：A3解析：由分析知，HNO3在正极起催化作用，作催化剂，则加入HNO3降低了正极反应的活化能，故A正确；电池工作时正极区的总反应为O24e4H=2H2O，则溶液中氢离子浓度减小，pH增大，故B错误；根据得失电子守恒可知，1 mol CH3CH2OH被完全氧化时，转移12 mol电子，则有3 mol O2被还原，故C正确；由分析知，负极反应为CH3CH2OH3H2O12e=2CO212H，故D正确。答案：B4解析：a极通入的H2发生氧化反应，为负极，电子由a极经外电路流向b极，以稀H2SO4为电解质溶液时，负极的H2被氧化为H，A、B项正确；总反应为2H2O2=2H2O，电池工作一段时间后，装置中c(H2SO4)减小，则C项错误；根据电池总反应：2H2O2=2H2O，CH42O2=CO22H2O，可知消耗等物质的量的H2和CH4，CH4消耗O2较多，则D项正确。答案：C情 境 创 新 设 计提示：(1)伏打电池的构成条件：两个金属活动性不同的电极(Cu和Zn)；电解质溶液(稀H2SO4)；形成闭合回路。(2)伏打电池的正极是Cu，负极是Zn；电子由负极(Zn)流向正极(Cu)；正极反应式为2H2e=H2(3)能形成原电池，其中Al片作负极，电极反应式为2Al-6e-+8OH-=2AlO2-4H2O镁片作正极，电极反应式为6H2O6e=3H26OH。高考真题演练·明确考查方向1解析：根据图示，石墨电极一侧发生反应2Br2e=Br2、OHCCHOBr2H2OHOOCCHO2HBr，总反应为OHCCHO2eH2O=HOOCCHO2H，因此石墨电极为阳极，KBr不只是起到电解质的作用，A项错误，B项错误；根据阳极总反应OHCCHO2eH2O=HOOCCHO2H、阴极反应HOOCCOOH2e2H=HOOCCHOH2O，可得总反应式为OHCCHOHOOCCOOH=2HOOCCHO，故制得2 mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了2 mol电子，C项错误；根据阴极(铅电极)反应，双极膜中间层中的H在外电场作用下向阴极(铅电极)迁移，D项正确。答案：D2解析：在该原电池中，活泼金属锌做负极，则N极为正极，A说法正确；放电时，左侧锌放电产生Zn2，贮液器中ZnBr2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Zn22e=Zn，C说法正确；放电时Br通过隔膜进入溶液中与Zn2结合，充电时Zn2通过隔膜在双极性碳和塑料电极上沉积，D说法正确。答案：B3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，正极发生还原反应，电极反应式为：O24e2H2O=4OH，电池总反应方程式为：4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8BOH4-+4VO43-。由上述分析知，正极的电极反应式为O24e2H2O=4OH，则电路中通过0.04 mol e时，正极有0.01 mol O2参加反应，其在标准状况下的体积为0.224 L，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；由上述分析知，该电池的总反应方程式为4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8BOH4-+4VO43-，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。答案：B随堂过关训练·提升学科素养1解析：该装置是原电池装置，将化学能转化为电能