2022高考化学大一轮复习讲义第6章第30讲　原电池　化学电源.docx

第30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1原电池的概念及构成条件(1)定义：把化学能转化为电能的装置。(2)原电池的形成条件能自发进行的氧化还原反应。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)。形成闭合回路，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锌片铜片电极反应Zn2e=Zn2Cu22e=Cu电极质量变化减小增大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原电池的应用(1)设计制作化学电源(2)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)。(3)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。(4)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。(1)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：该反应不是氧化还原反应，没有电子转移。(2)MgAl形成的原电池，Mg一定作负极(×)错因：若是酸性介质Mg作负极，若是碱性介质Al作负极。(3)其他条件均相同，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长()(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：电子不进入溶液，溶液中阴阳离子定向移动形成电流。(5)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：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。活泼性强的金属一定是原电池的负极吗？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。题组一原电池装置及电极的判断1在如图所示的8个装置中，属于原电池的是_。答案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，乙中铜片是负极答案B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。题组二原电池的工作原理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=H2答案B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2Al8OH6e=2AlO4H2O，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。4(2019·北京朝阳区期末)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NO从左向右移动答案D解析该装置是原电池装置，将化学能转化为电能，A项正确；根据电子的移动方向，可以推断出左侧电极为负极，该电极反应式为AgIe=AgI，B项正确；该电极的总反应式是AgI=AgI，C项正确；左侧电极为负极，右侧电极为正极，NO带负电荷，向负极移动，所以NO应该从右向左移动，D项错误。5某兴趣小组同学利用氧化还原反应2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O设计了如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L1，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。回答下列问题：(1)发生氧化反应的烧杯是_(填“甲”或“乙”)。 (2)外电路的电流方向为从_(填“a”或“b”，下同)到_。(3)电池工作时，盐桥中的SO移向_(填“甲”或“乙”)烧杯。(4)甲烧杯中发生的电极反应为_。答案(1)乙(2)ab(3)乙(4)MnO8H5e=Mn24H2O解析根据题给氧化还原反应可知，甲烧杯中石墨作正极，发生还原反应，电极反应式为MnO8H5e=Mn24H2O；乙烧杯中石墨作负极，发生氧化反应，电极反应式为Fe2e=Fe3；外电路的电流方向从正极流向负极，即从a到b；电池工作时，盐桥中的阴离子移向负极，阳离子移向正极，即SO移向乙烧杯。(1)判断电极名称的基本方法是看电极反应物的反应类型，若电极反应物失去电子，发生氧化反应则为负极，反之为正极。(2)双液铜、锌原电池(带盐桥)与单液原电池相比，最大的优点是Zn与氧化剂(Cu2)不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，放电时间长。(3)无论是原电池还是电解池，电子均不能通过电解质溶液，即电子不下水，离子不上线。题组三金属活泼性比较6M、N、P、E四种金属，已知：MN2=NM2；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；N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E22e=E，N2e=N2。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是()APMNE BENMPCPNME DEPMN答案A解析由知，金属活动性：MN；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：PM；N、E构成的原电池中，N作负极，故金属活动性：NE。综合可知，A正确。7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 Dabdc答案C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。题组四原电池的设计8设计原电池装置证明Fe3的氧化性比Cu2强。(1)写出能说明氧化性Fe3大于Cu2的离子方程式：_。(2)若要将上述反应设计成原电池，电极反应式分别是：负极_。正极_。(3)在框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液：不含盐桥含盐桥答案(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)Cu2e=Cu22Fe32e=2Fe2(3)不含盐桥含盐桥9.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_。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1原电池电极反应式书写(1)负失氧、正得还。(2)注意溶液的酸碱性，适当在电极反应式两边添加H、OH、H2O等，以遵循电荷守恒和质量守恒。(3)注意电极反应产物是否与电解质溶液反应。(4)活泼金属不一定为负极，如镁、铝、氢氧化钠电池中，不活泼的铝为负极。2原电池电解质的选择电解质是使负极放电的物质，因此一般情况下电解质溶液或者电解质溶液中溶解的其他物质(如溶液中溶解的氧气)要能够与负极发生反应。3原电池电极材料的选择原电池的电极必须能导电；负极一般情况下能够与电解质溶液反应，容易失电子，因此负极一般是活泼的金属材料；正极和负极之间只有产生电势差时，电子才能定向移动，所以正极和负极一般不用同一种材料。考点二常见化学电源及工作原理1一次电池(1)碱性锌锰干电池负极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)2；正极反应：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH；总反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。(2)锌银电池负极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)2；正极反应：Ag2OH2O2e=2Ag2OH；总反应：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。(3)锂电池LiSOCl2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LiAlCl4SOCl2，电池总反应可表示为4Li2SOCl2=4LiClSO2S。其中负极材料是Li，电极反应式为4Li4e=4Li，正极反应式为2SOCl24e=SO2S4Cl。2二次电池铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2。总反应为Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)2PbSO4(s)2H2O(l)。特别提醒可充电电池充电时原来的负极连接电源的负极作阴极；同理，原来的正极连接电源的正极作阳极，简记为负连负，正连正。3氢氧燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，分为酸性和碱性两种。种类酸性碱性负极反应式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正极反应式O24e4H=2H2OO22H2O4e=4OH电池总反应式2H2O2=2H2O(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：MnO2是正极反应物，不是催化剂。(2)可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应(×)错因：可充电电池放电时是自发的原电池反应，充电时是非自发的电解池反应，条件不同。(3)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()(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：碱性环境下负极反应式为H22OH2e=2H2O。(5)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()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？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：O22CO24e=2CO。题组一一次电池1银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。其工作示意图如下。下列说法不正确的是()AZn电极是负极BAg2O电极发生还原反应CZn电极的电极反应式：Zn2e2OH=Zn(OH)2D放电前后电解质溶液的pH保持不变答案D解析反应中锌失去电子，Zn电极是负极，A正确；Ag2O得到电子，发生还原反应，B正确；电解质溶液显碱性，Zn电极的电极反应式：Zn2e2OH=Zn(OH)2，C正确；根据方程式可知消耗水，且产生氢氧化锌，氢氧根浓度增大，放电后电解质溶液的pH升高，D错误。2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Al3e3NH3·H2O=Al(OH)33NHCOH不断由负极向正极移动D每生成1 mol MnOOH转移1 mol电子答案C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。3锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池的反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：(1)外电路的电流方向是由_(填“a”或“b”，下同)极流向_极。(2)电池的正极反应式为_。答案(1)ba(2)MnO2eLi=LiMnO2解析(1)结合所给装置图以及原电池反应原理可知，Li作负极，MnO2作正极，所以电子流向是ab，电流方向则是ba。(2)根据题给信息“电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2”，所以正极的电极反应式为MnO2eLi=LiMnO2。题组二二次电池的充放电4如图是铅蓄电池构造示意图，下列说法不正确的是()A铅蓄电池是二次电池，充电时电能转化为化学能B电池工作时，电子由Pb板通过导线流向PbO2板C电池工作时，负极反应为Pb2eSO=PbSO4D电池工作时，H移向Pb板答案D5镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电反应按下式进行：Cd2NiOOH2H2OCd(OH)22Ni(OH)2，有关该电池的说法正确的是()A充电时阳极反应：Ni(OH)2OHe=NiOOHH2OB充电过程是化学能转化为电能的过程C放电时负极附近溶液的碱性不变D放电时电解质溶液中的OH向正极移动答案A解析放电时Cd的化合价升高，Cd作负极，Ni的化合价降低，NiOOH作正极，则充电时Cd(OH)2作阴极，Ni(OH)2作阳极，电极反应式为Ni(OH)2OHe=NiOOHH2O，A项正确；充电过程是电能转化为化学能的过程，B项错误；放电时负极电极反应式为Cd2OH2e=Cd(OH)2，Cd电极周围OH的浓度减小，C项错误；放电时电解质溶液中的OH向负极移动，D项错误。(1)充电电池是既能将化学能转化为电能(放电)，又能将电能转化为化学能(充电)的一类特殊电池。需要注意的是充电、放电的反应不能理解为可逆反应。(2)充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应恰与放电时的正极反应相反，充电时的阴极反应恰与放电时的负极反应相反。(3)书写化学电源的电极反应式和总反应方程式时，关键是抓住氧化产物和还原产物的存在形式。题组三燃料电池6.(2019·济南质检)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的用量增多答案C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。7用于驱动潜艇的液氨液氧燃料电池示意图如下图所示，有关说法正确的是()A电极2发生氧化反应B电池工作时，Na向负极移动C电流由电极1经外电路流向电极2D电极1发生的电极反应为2NH36OH6e=N26H2O答案D1(2020·全国卷，12)科学家近年发明了一种新型ZnCO2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CO2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Zn2e4OH=Zn(OH)B放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 molC充电时，电池总反应为2Zn(OH)=2ZnO24OH2H2OD充电时，正极溶液中OH浓度升高答案D解析由装置示意图可知，放电时负极反应为Zn2e4OH=Zn(OH)，A项正确；放电时CO2转化为HCOOH，C元素化合价降低2，则1 mol CO2转化为HCOOH时，转移电子数为2 mol，B项正确；由装置示意图可知充电时阳极产生O2，阴极产生Zn，C项正确；充电时阳极上发生反应2H2O4e=4HO2，OH浓度降低，D项错误。2(2020·天津，11)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2NaxSNa2Sx(x53，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是()ANa2S4的电子式为B放电时正极反应为xS2Na2e=Na2SxCNa和Na2Sx分别为电池的负极和正极D该电池是以Na-Al2O3为隔膜的二次电池答案C解析A对，四硫化二钠属于离子化合物，其中硫达到8电子稳定结构，其电子式为；B对，根据总反应可知，放电时S在正极发生反应，电极反应为xS2Na2e=Na2Sx；C错，电池正极是含碳粉的熔融硫；D对，因为该电池可以充电，所以为二次电池，其中Na-Al2O3是隔膜，防止熔融钠与熔融硫直接反应。3(2020·全国卷，12)一种高性能的碱性硼化钒(VB2)空气电池如下图所示，其中在VB2电极发生反应：VB216OH11e=VO2B(OH)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4VB211O220OH6H2O=8B(OH)4VOD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解析根据VB2电极发生的反应VB216OH11e=VO2B(OH)4H2O，判断得出VB2电极为负极，复合碳电极为正极，电极反应式为O24e2H2O=4OH，所以电池总反应为4VB211O220OH6H2O=8B(OH)4VO，C正确；负载通过0.04 mol电子时，有0.01 mol氧气参与反应，即标准状况下有0.224 L氧气参与反应，A正确；负极区消耗OH，溶液的pH降低，正极区生成OH，溶液的pH升高，B错误。4(2019·全国卷，12)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2/MV在电极与酶之间传递电子，示意图如图所示。下列说法错误的是()A相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B阴极区，在氢化酶作用下发生反应H22MV2=2H2MVC正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动答案B解析由题图和题意知，电池总反应是3H2N2=2NH3。该合成氨反应在常温下进行，并形成原电池产生电能，反应不需要高温、高压和催化剂，A项正确；观察题图知，左边电极发生氧化反应MVe=MV2，为负极，不是阴极，B项错误；正极区N2在固氮酶作用下发生还原反应生成NH3，C项正确；电池工作时，H通过交换膜，由左侧(负极区)向右侧(正极区)迁移，D项正确。5(2019·全国卷，13)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D-ZnNiOOH二次电池，结构如图所示。电池反应为Zn(s)2NiOOH(s)H2O(l)ZnO(s)2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是()A三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高B充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)OH(aq)e=NiOOH(s)H2O(l)C放电时负极反应为Zn(s)2OH(aq)2e=ZnO(s)H2O(l)D放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区答案D解析该电池采用的三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，可以高效沉积ZnO，且所沉积的ZnO分散度高，A正确；根据题干中总反应可知，该电池充电时，Ni(OH)2在阳极发生氧化反应生成NiOOH，其电极反应式为Ni(OH)2(s)OH(aq)e=NiOOH(s)H2O(l)，B正确；放电时Zn在负极发生氧化反应生成ZnO，电极反应式为Zn(s)2OH(aq)2e=ZnO(s)H2O(l)，C正确；电池放电过程中，OH等阴离子通过隔膜从正极区移向负极区，D错误。1有关如图所示原电池的叙述不正确的是()A电子沿导线由Cu片流向Ag片B正极的电极反应是Age=AgCCu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应D反应时盐桥中的阳离子移向Cu(NO3)2溶液答案D2锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池中c(SO)减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡答案C解析A项，由锌的活泼性大于铜可知，铜电极为正极，在正极上Cu2得电子发生还原反应生成Cu，错误；B项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池中c(SO)不变，错误；C项，在乙池中发生反应Cu22e=Cu，同时甲池中的Zn2通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M(Zn)>M(Cu)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D项，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn2通过阳离子交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过阳离子交换膜的，错误。3MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A负极反应式为Mg2e=Mg2B正极反应式为Age=AgC电池放电时Cl由正极向负极迁移D负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2答案B解析根据题意，Mg海水AgCl电池总反应式为Mg2AgCl=MgCl22Ag。A项，负极反应式为Mg2e=Mg2，正确；B项，正极反应式为2AgCl2e=2Cl2Ag，错误；C项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2，正确。4锂液态多硫电池具有能量密度高、储能成本低等优点，以熔融金属锂、熔融硫和多硫化锂Li2Sx(2x8)分别作两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Li)为电解质，其反应原理如图所示。下列说法错误的是()A该电池比钠液态多硫电池的比能量高B放电时，内电路中Li的移动方向为从a到bCAl2O3的作用是导电、隔离电极反应物D充电时，外电路中通过0.2 mol电子，阳极区单质硫的质量增加3.2 g答案D解析电池提供2 mol e时，该电池对应Li2Sx质量为(1432x)g，而钠液态多硫电池对应质量为(4632x)g，故该电池比能量高，A正确；由图分析知a为负极，b为正极，Li从a移向b，B正确；Al2O3为固体电解质，能导电，同时将两极反应物隔开，C正确；当外电路中通过0.2 mol e时，阳极区生成0.1x mol硫，故阳极区生成硫的质量为3.2x g，D错误。5(2020·哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学模拟)一种突破传统电池设计理念的镁锑液态金属储能电池工作原理如图所示，该电池所用液体密度不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变。该电池工作一段时间后，可由太阳能电池充电。下列说法不正确的是()A放电时，Mg(液)层的质量减小B放电时正极反应为Mg22e=MgC该电池充电时，MgSb(液)层发生还原反应D该电池充电时，Cl向中层和下层分界面处移动答案C解析A项，放电时，负极Mg失电子生成镁离子，则Mg(液)层的质量减小，正确；B项，正极镁离子得电子生成Mg，则放电时正极反应为Mg22e=Mg，正确；C项，该电池充电时，MgSb(液)层为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，错误；D项，该电池充电时，阴离子向阳极移动，即Cl向中层和下层分界面处移动，正确。6(2020·合肥第一中学冲刺高考)锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解液，并在电池间不断循环。下列有关说法正确的是()A充电时n接电源的负极，Zn2通过阳离子交换膜由左侧流向右侧B放电时每转移1 mol电子，负极区溶液质量减少65 gC充电时阴极的电极反应式为Br22e=2BrD若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，放电时正、负极也随之改变答案A解析充电时n接电源的负极，Zn2通过阳离子交换膜向阴极定向迁移，故由左侧流向右侧，A正确；放电时，负极Zn溶解生成Zn2，Zn2通过阳离子交换膜向正极定向迁移，故负极区溶液质量不变，B错误；充电时阴极的电极反应式为Zn22e=Zn，C错误；若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，放电时正、负极不会改变，Zn仍是负极，D错误。7(1)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示：HS在硫氧化菌作用下转化为SO的电极反应式是_。若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是_。(2)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。放电过程中，Li向_(填“负极”或“正极”)移动。负极反应式为_。电路中每转移0.2 mol电子，理论上生成_g Pb。(3)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如下图所示。a电极的电极反应式是_；一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因是_。答案(1)HS4H2O8e=SO9HHS、SO浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2放出电子(2)正极Ca2Cl2e=CaCl220.7(3)2NH36e6OH=N26H2O发生反应4NH33O2=2N26H2O，有水生成，使得溶液逐渐变稀，为了维持碱的浓度不变，所以要补充KOH解析(1)酸性环境中反应物为HS，产物为SO，利用质量守恒和电荷守恒进行配平，电极反应式：HS4H2O8e=SO9H；从质量守恒角度来说，HS、SO浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2放出电子。(2)根据方程式，电路中每转移0.2 mol电子，生成0.1 mol Pb，即20.7 g。(3)a电极是通入NH3的电极，失去电子，发生氧化反应，所以该电极作负极，电极反应式是2NH36e6OH=N26H2O；一段时间后，需向装置中补充KOH，原因是发生反应4NH33O2=2N26H2O，有水生成，使得溶液逐渐变稀，为了维持碱的浓度不变，所以要补充KOH。