高中化学2023年大一轮第六章：第35讲原电池化学电源.pdf

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1、第 35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。2.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。3.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。考点一原电池的工作原理及应用归纳整合1.原电池的概念及构成条件(1)定义：将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。两个活泼性不同的电极(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)(1)装置变迁(2)电极反应负极：Zn2e=Z n

2、2,氧化反应。正极：Cu2+2e=C u,还原反应。总反应：Zn+Cu2=Cu+Zn2 )(3)盐桥的组成和作用盐桥中装有含KC1饱和溶液的琼胶。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。盐桥中离子移向：阴离子移向负极,阳离子移向正极。3.原电池的应用(1)设计制作化学电源拆分反应将氧化还原反应分成两个半反应将还原剂（一般为比较活泼金属）作负极，活动性比负极弱的金属或非金属导体作正极选择电极材料如果两个半反应分别在两个容器中进构成闭合回路行（中间连接盐桥），则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属阳离子结合要求及反应特点，画出原电池装置图，标出电极

3、材料的名称、正负极、电解质溶液等画出装置图一（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（或能导电的非金属）。（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。r易错辨析i .理论上，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池（）2 .放热反应都可设计成原电池（）3 .在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生（）4 .两种活动性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极（）5 .一般来说，带 有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高

4、（）6 .实验室制备比 时，用粗锌（含C u、F e等）代替纯锌与盐酸反应效果更佳（）答案 1.V 2.X 3.X 4.X 5.V 6.V专项突破提升关键能力一、原电池原理及电极的判断1.银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn+A g2O+H2O=Z n（O H）2+2 Ag,其工作示意图如图。下列说法不正确的是（）Z n电虹%A g q电极:若W接-K O H溶液A.Z n电极发生氧化反应B.A g2O电极是电源的正极C.电池工作时，电子从Z n电极经导线流向A g z O电极，再 由A g 2 0电极经电解质溶液流向Z n电极D.Z n 电极上发生的反应：Zn-2e+20H=Z n(

5、0H)2答 案 C解 析 电池工作时，负极Z n 失去电子，电子经导线流向正极，AgaO得到电子转化为Ag,电子不会进入电解质溶液，C 项错误。2.分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()A.B.C.中M g作负极，中F e作负极 中 M g作正极，电极反应式为6H2。+6-=6 O H +3H2 t 中 F e作负极，电极反应式为Fe2 e=F e2D.中 C u作正极，电极反应式为O2+2H2O+4e=4 O H答 案 BD解析 中 M g不与NaOH溶液反应，而 A1能和NaOH溶液反应失去电子，故 A1是负极；中 F e在浓硝酸中钝化，C u和 浓 HNCh反应失去电子作负极

6、，A、C 错误；中电池总反应为 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlC)2 +3H2 t,负极反应式为 2A1+8OIT6 b=2 人 10+4H2 0,二者相减得到正极反应式为6H20+6屋=601 b c d B.b c d aC.d a b c D.a b d c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：a b;由实验可知，活动性：b c;由实脸可知，d 作原电池负极，c 作正极，活动性：d c:由实验可知，d 极为原电池负极，a 极为原电池正极，活动性：d a。4.设计原电池装置证明Fe3+的氧化性比CM+强。(1)

7、写出能说明氧化性Fe3+大于C d 的离子方程式：o(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)在方框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液：不含盐桥含盐桥答 案(1)2Fe3+C u=2F e2+Cu2+(2)(T)Cu2e-=C u2 2Fe3+2 e=:2Fe2(3)考点二常见化学电源及工作原理归纳整合夯实必备知识1.分类化学电源2.工作原理电池电极反应碱性锌镭电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2；负极：Zn+20H-2e-=Z n(O H)2；正极：2MnCh+2H2O+2e=2MnO(OH)+2OH铅酸蓄电池总反应：P

8、b+PbO，+2H2so4 充 电 2PbSO4+2H2O；负极：Pb+SO3 2e=PbSC4；正极：Pb02+4H+SO F+2e-=PbSO4+2H2O氢氧燃料电池酸性总反应：2H2+0 2-2 4 0负极：2H24e-=4H+；正极：O2+4e+4H!=2H 2O碱性总反应：2H2+0卢=2 4 0负极：2H2+4OH 一4 5=4 4 0；正极：O2+2H2O+4e=4 0 H-3.二次电池的充放电(1)可充电电池原理示意图放电 充电充电时，原电池负极与外接电源负极相连，原电池正极与外接电源正极相连，记作：“正接正，负接负”。(2)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，

9、充电时是电解池反应。充电、放电不是可逆反应。(3)放电时的负极反应和充电时的阴极反应相反，放电时的正极反应和充电时的阳极反应相反。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。例：F e+N i 2(D 3+3 H 2 O 鳖 F e(O H)2+2 N i(O H)2,放电时负极的电极反应式为F e 2 e +2 0 H允 甩=F e(O H)2 o 则充电时阴极的电极反应式为F e(O H)2+2 e-=Fe+2 O H-or 易错辨析i .太阳能电池不属于原电池()2 .可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应()3 .铅酸蓄电池工作时，当电路中转移0.1 m o

10、l 电子时，负极增重4.8 g()4 .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()答案 1.V 2.X 3.V 4.V专项突破提升关键能力一、化学电源中电极及电极产物的判断1 .科学家用氮化保材料与铜组装如图1所示的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO 2 和 比0合成CH,。该 电 池 负 极 是,负 极 产 物 是,正极是,正极产物是。答案 G a N O i Cu CH,2 .钉(R u)基配合物光敏染料敏化太阳能电池工作时的反应为2 R u *+l 3=2 R i T+3，装置如 图 2。该电池负极材料为,负 极 对 应 的 产 物 为；正极材料为,正 极 对 应

11、 的 产 物 为,正极反应式：。答 案 透 明 导 电 玻 璃 R u1 镀 P t 导 电 玻 璃 I6+2 e =313 .“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图3。该 电 池 负 极 是，负极产物是,正极产物是。电极科一光作工电极丫幺 co2o2 CH,|导璃pt玻镀电基0,一钉r电有的涂物2图面合表配明电璃透导玻凡质子交换膜图1答案铝 A12(C2O4)3 C20r二、不同介质燃料电池电极反应式的书写4.写出不同介质中甲烷燃料电池的电极反应式。(1)酸性介质(如H2so4)总反应式：_负极：_正极：_(2)碱性介质(如K0H)总反应式：。负极：_正极：，(3)固体电解质(高温

12、下能传导)总反应式：。负极：_正极：，(4)熔融碳酸盐(如熔融K2co3)总反应式：_负极：_正极：_答案(1)CH.+2O2=CO2+2H2OCHt8b+2H2O=CO2+8HT2O2+8e+8H=4H2O(2)CH4+2O2+2OH=C O r +3H2OCH 8e+1 OOH=C O j+7H2O2O2+8e+4H2O=8O H-(3)CH4+2O 2=C O2+2H2OCH-8e+4O2=C O2+2H2O2O2+8e=4O2(4)CHi+2 0 2=8 2+2H9CH4-8e+4COF=5CO2+2H2O202+8e+4co2=4 8 孑5.十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味

13、着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫一空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是()负载SO2+H2OH2SO,Pt质子交换膜(1)(2)O2+H2O 丽湿)SO?一空气质子交换膜燃料电池的原理图A.该电池放电时质子从Pt2电极经过内电路移向P tl电极B.P tl电极附近发生的反应为SO2+2H2O-2e=H 3SO4+2HC.Pt2电极附近发生的反应为O 2+4 b+2H2O=4OFTD.相同条件下，放电过程中消耗的SO?和 02的体积比为2：1答 案 D解析 放电时为原电池，质子向正极移动，P tl电极为负极，则该电池放电时质子从P

14、tl电极移向P t2电极，A 错误；P tl电极为负极，发生氧化反应，SO?被氧化为硫酸，电极反应式为SO2+2H2O-2 e-=S O r+4 H+,硫酸应当拆为离子形式，B 错误；酸性条件下，氧气得电子生成水，C 错误；根据转移电子数相等可知，放电过程中消耗的S02和 02的体积比为2：1,D 正确。-思维建模电极反应式的书写方法方法一直接书写电极反应物一产物及得失电子数在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极产物.即H+、OH-、氏0等是否参加反应，遵守电荷守恒、质量守恒、得失电子守恒两电极反应式相加，与总反应式对照验证方法二间接书写第一步,写出电池总反应式。第二步,写出电极的正极反应式。第

15、三步,负极反应式=总反应式一正极反应式。三、二次电池的放电与充电6.科 学 家 近 年 发 明 了 一 种 新 型Z n-C C h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C02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。A.放电时,下列说法错误的是(负极反应为 Zn-2b+4O fT=Zn(O H)3B.放电时,1 molCCh转 化 为HCOOH,转 移 的 电 子 为2 molC.充电时,电池总反应为 2Zn(OH)1 =2Z n+O 2 t+4OH+2H2OD.充电时,正 极 溶 液 中OH一浓度升高答 案D解析 由装置示

16、意图可知，放 电 时 负 极 反 应 为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，A项正确；放电 时CCh转 化 为HCOOH,C元素由+4价降为+2价，则1 mol CO?转 化 为HCOOH时，转移 的 电 子 为2 mol,B项 正 确；由 装 置 示 意 图 可 知 充 电 时 阳 极 产 生 阴 极 产 生Zn,C项正确；充电时阳极上发生反应：2H2 0-4屋=4 3+0 2 t,OH浓度降低，D项错误。7.我国化学工作者提出-一 种利用有机电极(PTO/HQ)和无机电极(MnCh/石墨毡)在酸性环境中可充电的电池，其放电时的工作原理如图所示:MnO,/石墨法下列说法正确的是（）A.放电

17、时，MnCh/石墨毡为负极，发生还原反应B.充电时，有机电极和外接电源的正极相连C.放电时，MnCh/石墨毡电极的电极反应式为M n2+-2e+2H2O=MnO2+4HD.充电时，每消耗Im olP T O,理论上外电路中转移电子为4 moi答 案 D解析 根据放电时的工作原理图可知，MnO?/石墨毡电极上M nCh-Mn2+,MnO?发生得电子的还原反应，则 MnCh/石墨毡电极为正极，正极反应式为MnO2+2e-+4H+=M n2+2H2O,有机电极为负极，负极反应式为HQ-4e-=P T O+4 H+,放电时，溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极。真 题 演 练 明 确 考 向1.（2

18、021.广东，9）火星大气中含有大量CO2,一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时（）A.负极上发生还原反应B.CCh在正极上得电子C.阳离子由正极移向负极D.将电能转化为化学能答 案 B解析 根据题干信息可知，放电时总反应为4N a+3co2=2Na2cCh+C。放电时负极上Na失去电子发生氧化反应生成Na+,故 A 错误；放电时正极上CCh得到电子生成C,故 B 正确；放电时阳离子移向正极，故 C 错误：放电时该装置为原电池，将化学能转化为电能，故 D 错7天o2.（2019浙江4 月选考，12）化学电源在日常生活和高科技领域

19、中都有广泛应用。金属，卜壳锌粉钮扣式锌银电池浸了 K O H百溶液的隔板Ag2O锌镒干电池锌筒丙石墨棒博二氧化镒、炭黑、口氯化镀、筑化锌乙下列说法不正确的是()A.甲：Z n，向 Cu电极方向移动，C u电极附近溶液中H 浓度增加B.乙：正极的电极反应式为Ag 2O+2e +H2O=2 A g+2 O HC.丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄D.T：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降答 案 A解析 Z n 较 Cu活泼，作负极，Z n 失电子变Z n2+,Z n?+和 H+迁移至铜电极，H卡 得电子变为H?,因而c(H+)减小，A 项错误；Ag z O 作正极，得到来自Z

20、 n 失去的电子，被还原成A g,结合 KOH 溶液作电解液，故电极反应式为Ag2O+2 e-+H 2 O=2 A g+2 O H-,B项正确；Z n为较活泼电极，作负极，发生氧化反应，锌溶解，因而锌筒会变薄，C项正确；铅蓄电池总放 申反应式为 P b C h(s)+P b(s)+2H2s o 4(a q).2P b s c)*s)+240(1),放电一段时间后，H2s o 4无TL不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D项正确。3.(2021 山东，1 0)以 KOH 溶 液 为 离 子 导 体，分 别 组 成 C Hs O H02 N 2H4。2、(C HS N N Hz O

21、?清洁燃料电池，下列说法正确的是()A.放电过程中，K，均向负极移动B.放电过程中，K 0 H 物质的量均减小C.消耗等质量燃料，(C H.3)2N N H2燃料电池的理论放电量最大D.消 耗 lmo lO 2时，理论上N 2H4。2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为1 1.2 L答 案 C解 析 放电过程为原电池工作原理，所以钾离子均向正极移动，A错误；碱性环境下，N 2HtO?清洁燃料电池总反应为N 2H4+。2=用+2压0,未消耗K0 H,所 以 K0 H 的物质的量不变，其他两种燃料电池根据总反应可知，K0 H 的物质的量均减小，B错误；理论放电量与燃料的物质的量和转移电子数有关，设

22、消耗燃料的质量均为m g,则甲醇、N z FU 和(C H G N N H 2 的 放 电 量 分 别 是 五 将 又 6、X43 2 g-mo f1 m g6 0 g-mo l-X16,通过比较可知（CH3）2NNH2理论放电量最大，C 正确；根据转移电子数守恒和总反应式可知，消 耗 ImolCh生成氮气的物质的量为1 m o l,在标准状况下为22.4L,D 错误。4.（2020.天津，11）熔融钠一硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应 为 2Na+xS 譬 Na2S.,（x=5 3,难溶于熔融硫），下列说法错误的是（）允 电密封邛 开 二 不 锈 钢容器-二-Na-

23、B-A1Q,固体-熔融钠熔融硫（含碳粉）A.Na2s4 的 电 子 式 为-,9。9 1B.放电时正极反应为xS+2Na+2e=Na2S.vC.N a和 Na2sx分别为电池的负极和正极D.该电池是以Na-p-AhCh为隔膜的二次电池答 案 C解析 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-p-AhCh是隔膜，防止熔融钠与熔融硫直接反应。课时精练一、选择题：每小题只有一个选项符合题目要求。1.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H4浓度都减小C.产生气泡的速率甲比乙

24、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；两烧杯中溶液的H卡 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。2.M、N、P、E 四种金属，已知：M+N2，=N +M2+；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 E2

25、+2e=E,N-2 e-=N2则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是()A.PM N E B.E N M PC.PN M E D.EPM N答 案 A解析 由知，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：PM;N、E 构成的原电池中，N 作负极，故金属活动性：NEo3.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(SOr)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

26、，保持溶液中电荷平衡答 案 C解析 A 项，由锌的金属活动性大于铜可知，铜电极为正极，在正极上Cu?+得电子发生还原反应生成C u,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(SOD不变，错误；C 项，在乙池中发生反应C u2+2e-=C u,同时甲池中的ZM+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。4.我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的 NaC02二次电池。将 NaC104溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的银网分别作为电极材.料，电 池 的 总 反 应 为 3cCh+4Na 2Na2CO3+C o 下列说法错误的

27、是()AA.放电时，CIO；向负极移动B.充电时释放CO2，放电时吸收CO2C.放电时，正极反应为3co2+4e=2C O g+CD.充电时，阳极反应为Na+e=N a答 案 D解析 根据电池的总反应知，放电时，负极反应：4N a-4e-=4 N a+,正极反应：3 6+41=2 C 0?+Co 充电时，阴极反应：4N a+4e-=4N a,阳极反应：2C 0F+C 4e-=3C O 2 t。放电时，C104向负极移动。根据充电和放电时的电极反应式知，充电时释放C 0 2,放电时吸收 C025.银镉(N-C d)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某银镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放

28、电反应按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2。?Cd(OH)2+2Ni(OH)2,有允 用关该电池的说法正确的是()A.充电时阳极反应式：Ni(OH)2+OH-e=N iO O H+H20B.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OPT向正极移动答 案 A解析 放电时C d的化合价升高，C d作负极，N i的化合价降低，NiOOH作正极，则充电时Cd(OH”作阴极，Ni(0H)2作阳极，阳极反应式为Ni(0H)2+0 fT 一b=2 0 0 1 4+4 0,A 项正确；充电过程是电能转化为化学能的过程，B 项错误；放电时负极反应式为Cd+20P

29、T 2e-=C d(O H)2,C d电极周围OPT的浓度减小，C 项错误；放电时电解质溶液中的O fT向负极移动，D 项错误。6.Li-FeS?电池是目前电池中综合性能最好的一种电池，其结构如图所示。已知电池放电时的反应为4Li+FeS2=Fe+2Li2S。下列说法错误的是()mHLiA.Li为电池的负极B.电池工作时，L i向正极移动C.正极的电极反应式为FeS2+4e=F e+2s2-D.将熔融的UCF3SO3改为LiCl的水溶液，电池性能更好答 案 D0+1解析 A 项，由Li-L i2s发生氧化反应，可知L i为电池的负极；B 项，电池工作时，阳离子（Li+）移向正极；D 项，由于2

30、Li+2H2O=2LiOH+H2 t,故不能用LiCl的水溶液作为电解质溶液。二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题目要求。7.用于驱动潜艇的液氨一液氧燃料电池示意图如下图所示，下列有关说法正确的是（）NH:iN2+H2O电极2电极1NaOH溶液A.电极2 发生氧化反应B.电池工作时，N a.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2NH3+6OFT-6e-N2+6H2O答 案 D8.王浩天教授团队发明的制取H2O2的绿色方法原理如图所示（已知：H2O2 H+HOW,Ka=2.4X 下列说法不正确的是（）Hl3_覆盖催化剂去离子水电 极 H2-覆盖催化剂/电

31、极Y.胰多孔固体电解质一X膜JO2b极A.b 极上的电极反应为O2+H 2O-2e-=H O 2+O irB.X 膜为选择性阳离子交换膜C.催化剂可促进反应中电子的转移，加快反应速率D.每生成1 mol H2O2，电路中转移4 mol e答 案 AD解析 b 极为正极，氧气得电子，b 极上的电极反应为O2+H2O+2e-=HQT+OH，A 错误;a 极发生反应：H2-2e-=2 H+,X 膜为选择性阳离子交换膜，允许H卡 通过，B 正确；氧元素由0 价变成一1 价，每生成Im olH zC h,电路中转移2 moi e,D 错误。9.（2022.天津模拟）某同学设计如下原电池，其工作原理如图所

32、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Ag+一片=A g IC.电池的总反应式是Ag.+=AgID.盐桥（含 KNO3的琼脂）中 N03从左向右移动答 案 D解析 左侧电极为负极，右侧电极为正极，N O,带负电荷，向负极移动，所以NOJ应该从右向左移动，D 项错误。10.（2021 辽宁1 月适应性测试，13改编）HgH g 2 s 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C u电极的电势。以下说法正确的是（）A.K2s04溶液可用CCk代替B.Hg-Hg2sCU 电极反应为 Hg2SO4+2e 2 H g+S 0 FC.若

33、把Cu-CuSCh体系换作Zn-ZnSCU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答 案 BC解析 CCI（为非电解质，不能导电，因此不能用CCU代 替 K2SO4溶液，A 错误；由题意可知，Hg-Hg2sCM电极为正极，其电极反应式：Hg2SO4+2e-=2 H g+S O r,B 正确；由于Cu-CuSO4体系是电池的负极，失去电子发生氧化反应，若换成更加活泼的ZnZnS04体系，更容易失去电子，电压表的示数变大，C 正确；微孔瓷片起到便于离子通过，而阻隔溶液通过的作用，D 错误。三、非选择题II.(2022.辽宁营口模拟)依据原电池原理，回答下列问题:电流的方向稀土金屈材

34、料为电极掺杂了丫2。：,的ZrO2固体如图是使用固体电解质的燃料电池，装置中以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH和空气，其中固体电解质是掺杂了丫2。3的固体，它在高温下能传导正极生成的O?(5+4e=2O2)o(l)c电极为(填“正”或“负”)极。(2)d电极上的电极反应为 o(3)如 果 消 耗160 g甲烷，假设化学能完全转化为电能，则 转 移 电 子 的 数 目 为(用 以表示)，需要消耗标准状况下氧气的体积为 L。答 案 正(2)CHi+4O2-8e=C O2+2H2O(3)8ONA 448解 析(1)根据图中电流方向可知，c电极是正极。(3)160gCHj的物质的量为lO

35、m ol,根据电极反应式可知，反应中转移80 m oi电子，则正极消耗02应 为20 mo1,在标准状况下的体积为 20 molX 22.4 L m of1=448 L12.(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图所示：硫酸盐I还原菌质子交换膜HS.在硫氧化菌作用下转化为SO 3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)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力，其工作原理如图所示。NH;,N2 OHN2 OH-a电极KOH溶液b电极a电极的电极反应式是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

36、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一 段 时 间 后，需 向 装 置 中 补 充K O H ,请 依 据 反 应 原 理 解 释 原 因：答 案 H S-4 H 2 O-8 e-=S O r+91 rH S，S O F的浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环地把有机物氧化成C 0 2放出电子2 N H 3 -6 e-+6 O H =N2+6 H2O发生反应：4 N H 3+3 O 2=2 N 2+6 H2O,有水生成，使溶液逐渐变稀，为了保持碱溶液的浓度不变，所以要补充K O H解 析(1)酸性环境中反应物为H S-,产物为S O厂，利用质量守恒和电荷守恒进行配平，电极反应式为 H S-+4 H20-8 e-=：S O F+9H+o(2)a电极是通入N H j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 2 N f t -6 e-+6 0 H-=N2+6 H 2 O