【学霸笔记】高中化学同步周测（教师版）12《原电池与化学电源》人教版 选择性必修1
文档属性
| 名称 | 【学霸笔记】高中化学同步周测（教师版）12《原电池与化学电源》人教版 选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 7.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-09-25 17:56:03 | ||
图片预览
文档简介
周测12 原电池与化学电源
(时间：60分钟 分值：100分)
一、选择题(本题共13小题，每小题5分，共65分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列能量转化过程中，可将化学能转化为电能的是( )
A.汽车启动时车载铅酸蓄电池工作
B.二滩水电站水力发电
C.西区竹林坡光伏(太阳能)发电
D.龙肘山风力发电
答案 A
解析 A项，汽车启动时车载铅酸蓄电池工作，为放电过程，可将化学能转化为电能；B项，二滩水电站水力发电，可将重力势能最终转化为电能；C项，西区竹林坡光伏(太阳能)发电，可将太阳能转化为电能；D项，龙肘山风力发电，可将风能转化为电能。
2.某学习小组设计如图所示原电池装置。该电池总反应为Cl-+Ag+===AgCl↓。下列说法正确的是( )
A.放电时，X电极发生还原反应
B.放电时，Y电极反应式为Ag++e-===Ag
C.放电时，盐桥中K+向盛有NaCl溶液的烧杯中移动
D.外电路中每通过0.1 mol e-，X电极质量增加14.35 g
答案 B
解析 该原电池X电极反应式为Ag-e-+Cl-===AgCl，故A错误；Y电极为原电池正极，电极反应式为Ag++e-===Ag，故B正确；放电时，盐桥中的K+向正极移动，X电极为负极，故C错误；放电时，当电路中转移0.1 mol e-时，X电极会有0.1 mol AgCl生成，X电极增加的质量为0.1 mol Cl-的质量，即3.55 g，故D错误。
3.如图是带有盐桥的原电池装置图，正、负极材料为活泼性不同的金属，盐桥中装有含KNO3饱和溶液的琼脂。下列说法正确的是( )
A.电极材料金属性强弱：正极>负极
B.电池工作时，盐桥中的K+移向左边烧杯
C.将盐桥从装置中取出，电流表指针仍然发生偏转
D.负极区可由Cu和CuSO4溶液组成
答案 D
解析 一般相对活泼的金属电极为负极，相对不活泼的金属电极为正极，则电极材料金属性强弱：正极<负极，故A错误；电池工作时，阳离子移向正极，则盐桥中的K+移向右边烧杯，故B错误；将盐桥从装置中取出，无法形成闭合回路，则电流表指针不发生偏转，故C错误；根据原电池原理分析，若负极区由Cu和CuSO4溶液组成，则正极区可由Ag和AgNO3溶液组成，故D正确。
4.铅酸蓄电池是汽车常用的蓄电池，其构造如图所示。下列说法不正确的是( )
A.电池放电时，负极质量减轻
B.电池放电时，c(H+)减小
C.电池充电时总反应为2PbSO4+2H2O===Pb+PbO2+2H2SO4
D.铅酸蓄电池的缺点是笨重、比能量低
答案 A
解析 放电时，负极Pb失去电子转化为PbSO4，负极质量增加，A项错误；电池放电时的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O，放电过程中消耗H2SO4，溶液中c(H+)减小，B项正确；由电池放电时的总反应可知电池充电时的总反应为2PbSO4+2H2O===Pb+PbO2+2H2SO4，C项正确。
5.如图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“As+2I-+2H+As+I2+H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图Ⅱ B烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。
下列叙述正确的是( )
A.甲组操作时，电流表(A)指针发生偏转
B.甲组操作时，溶液颜色变浅
C.乙组操作时，C2作正极
D.乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2+2e-===2I-
答案 D
解析 装置Ⅰ中当加入适量浓盐酸时，As+2I-+2H+As+I2+H2O平衡向右移动，但两极都是碳棒，不发生原电池反应，所以甲组操作时，电流表(A)指针不会发生偏转，但由于I2浓度增大，所以溶液颜色变深；向图ⅡB烧杯中加入NaOH溶液，C2上发生反应：As-2e-+2OH-===As+H2O，电子沿导线流向C1，C1上发生反应：I2+2e-===2I-，所以C2为负极，C1为正极，故选D。
6.尿素[CO(NH2)2]燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.该装置是将电能转化为化学能
B.H+向A极移动
C.A极为负极，发生氧化反应
D.电路中转移0.1 mol电子时，消耗0.56 L O2
答案 C
解析 该装置是原电池装置，将化学能转化为电能，A错误；阳离子H+向正(B)极移动，B错误；A极为负极，发生氧化反应，C正确；没有指明条件，无法计算气体体积，D错误。
7.某全电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池，其工作原理如图，A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，隔膜只允许特定的离子通过，电池反应为LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2。下列说法不正确的是( )
A.隔膜只允许Li+通过，放电时Li+从左边流向右边
B.放电时，A极的电极反应式为LixC6-xe-C6+xLi+
C.充电时B作阳极，电极反应式为LiCoO2-xe-===LCoO2+xLi+
D.废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行“放电处理”让Li+进入石墨中而有利于回收
答案 D
解析 根据题意分析可知，A极为负极，B极为正极，该隔膜只允许Li+通过，放电时Li+向正极移动，即从左边流向右边，A正确；充电时，B电极是阳极，其电极反应式为LiCoO2-xe-===LCoO2+xLi+，C正确；根据电池反应知，充电时锂离子进入石墨中，D错误。
8.物质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池称为浓差电池。如图是由Ag电极和硝酸银溶液组成的电池(c1A.Ag+由交换膜右侧向左侧迁移
B.B极为正极，发生氧化反应
C.若外电路通过0.1 mol电子，则右侧溶液减轻6.2 g
D.原电池的总反应不是氧化还原反应
答案 D
解析 工作时，A电极的质量不断减轻，则A为负极，发生氧化反应，B为正极，发生还原反应；由于装置中所用的隔膜为阴离子交换膜，则N由交换膜右侧向左侧迁移，故A、B错误；若外电路通过0.1 mol电子，则右侧溶液中有0.1 mol N向左侧迁移，0.1 mol Ag+得到电子生成Ag，所以右侧溶液减轻17.0 g，故C错误；负极的电极反应式为Ag-e-===Ag+，正极的电极反应式为Ag++e-===Ag，总反应不是氧化还原反应，故D正确。
9.我国科学家将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内。形成如图所示电池，该电池可将可乐(pH=2.5) 中的葡萄糖作为燃料产生能量。下列说法错误的是( )
A.该电池是将化学能转化为电能的装置
B.随着反应的进行，负极区的pH不断增大
C.消耗0.01 mol葡萄糖，电路中转移0.02 mol电子
D.b极的电极反应式为MnO2+4H++2e- ===Mn2++2H2O
答案 B
解析 根据题意，该装置为原电池，是将化学能转化为电能的装置，A正确；负极区电极反应式为C6H12O6-2e-===C6H10O6+2H+，负极区的溶液中c(H+)增大，则溶液的pH减小，B错误；消耗1 mol葡萄糖，外电路中转移2 mol电子，则消耗0.01 mol葡萄糖，外电路中转移0.02 mol电子，C正确；b电极上MnO2得电子和H+反应生成水和M，D正确。
10.我国科学家发明了一种“可固氮”的镁 氮二次电池，其装置如图所示，下列说法不正确的是( )
A.固氮时，电池的总反应为3Mg+N2===Mg3N2
B.脱氮时，钌复合电极的电极反应式为Mg3N2-6e-===3Mg2++N2↑
C.固氮时，外电路中电子由钌复合电极流向镁电极
D.当无水LiCl MgCl2混合物受热熔融后电池才能工作
答案 C
解析 固氮时该装置为原电池，镁为活泼金属，作负极，被氧化成Mg2+，钌复合电极为正极，氮气发生还原反应生成N3-，总反应为3Mg+N2===Mg3N2，故A正确；脱氮时，钌复合电极Mg3N2失电子发生氧化反应生成氮气，电极反应：Mg3N2-6e-===3Mg2++N2↑，故B正确；固氮时，镁电极为负极，外电路中电子由镁电极流向钌复合电极，故C错误；无水LiCl MgCl2混合物常温下为固体，无自由移动离子，不能导电，受热熔融后产生自由移动离子，电池才能工作，故D正确。
11.瓦斯分析仪能够测量煤矿巷道中甲烷的浓度。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池，其装置如图所示，其中的固体电解质是Y2O3 Na2O，O2-可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的是( )
A.电极a的反应式为CH4+10OH--8e-===C+7H2O
B.电极b是正极，O2-由电极a流向电极b
C.当固体电解质中有1 mol O2-通过时，电子转移2 mol
D.瓦斯分析仪工作时，电子由电极b流向电极a
答案 C
解析 甲烷所在电极a为负极，电极反应为CH4+4O2--8e-===CO2+2H2O，故A错误；该电池中a为负极，b为正极，O2-由正极b流向负极a，故B错误；1 mol O2得4 mol电子生成2 mol O2-，故当固体电解质中有1 mol O2-通过时，电子转移2 mol，故C正确；电子从负极流向正极，所以电池外电路中电子由电极a流向电极b ，故D错误。
12.我国科研人员以二硫化钼(MoS2)作为电极催化剂，研发出一种Zn NO电池系统，该电池同时具备合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示(双极膜可将水解离为H+和OH-，并实现其定向通过)。下列说法错误的是( )
A.使用MoS2电极能加快合成氨的速率
B.Zn/ZnO电极反应式为Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O
C.双极膜右侧为阳离子交换膜
D.当电路中通过10 mol e-时，理论上可以转化NO的质量为30 g
答案 D
解析 MoS2是电极催化剂，催化剂能降低反应的活化能，加快合成氨的速率，A正确；Zn/ZnO电极为原电池的负极，电极反应式为Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O，B正确；MoS2电极为原电池的正极，一氧化氮在催化剂的作用下在溶液中发生还原反应生成氨，原电池中阳离子移向正极，则双极膜右侧为阳离子交换膜，C正确；正极上：NO→NH3，则当电路中通过10 mol e-时，理论上可以转化NO的质量为60 g，D错误。
13.一种水性电解液Zn MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中，Zn2+以存在]。电池放电时，下列叙述错误的是( )
A.Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B.Ⅰ区的S通过隔膜向Ⅱ区迁移
C.MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+===Mn2++2H2O
D.电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+===Zn(OH+Mn2++2H2O
答案 A
解析 根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为电池的负极，电极反应为Zn-2e-+4OH-===Zn(OH，Ⅰ区MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2+2e-+4H+===Mn2++2H2O，K+从Ⅲ区通过隔膜向Ⅱ区迁移，A错误，C正确；Ⅰ区的S通过隔膜向Ⅱ区移动，B正确。
二、非选择题(本题共2小题，共35分)
14.(18分)人们利用原电池原理制作了多种电池，以满足日常生活、生产和科技技术等方面的需要。请根据题中提供的信息，回答下列问题。
(1)铅酸蓄电池在放电时的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O，则其正极反应式为 。
(2)FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板时发生反应：2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2。若将此反应设计成原电池，负极所用的电极材料为 ，电极反应式： 。
(3)已知甲醇燃料电池的工作原理如图1所示。该电池工作时，b口通入的物质为 (填化学式)，该电池正极上的电极反应式为 ；当6.4 g甲醇(CH3OH)完全反应生成CO2时，有 mol电子发生转移。若将电池的电解质溶液换为KOH溶液，则负极反应式为 。
(4)有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图2所示，电池正极的电极反应式是 ，A是 (填名称)。
答案 (1)PbO2+4H++S+2e-===PbSO4+2H2O (2)Cu Cu-2e-===Cu2+ (3)CH3OH O2+4H++4e-===2H2O 1.2 CH3OH+8OH--6e-===C+6H2O (4)N2+8H++6e-===2N 氯化铵
解析 (1)正极发生的是还原反应，所以根据电池总反应可知，正极反应式为PbO2+4H++S+2e-===PbSO4+2H2O。(2)反应2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2中，Cu失电子，化合价升高，则应用金属铜作负极材料，电极反应式为Cu-2e-===Cu2+。(3)由题图中质子的移动方向可知，左侧为燃料电池的负极，所以b口通入的是CH3OH；电解质溶液显酸性，所以正极上的电极反应为O2+4H++4e-===2H2O；6.4 g甲醇的物质的量为0.2 mol，1 mol甲醇转化为CO2，转移6 mol电子，则0.2 mol甲醇完全反应生成CO2，转移1.2 mol电子；若电解质溶液显碱性，负极反应的生成物是C，则电极反应式为CH3OH+8OH--6e-===C+6H2O。(4)原电池的正极发生的是还原反应，并结合电解质溶液为酸性溶液，可知正极反应式为N2+8H++6e-===2N；反应过程中不断生成N，故分离出的A为氯化铵。
15.(17分)电化学技术在处理污染气体领域的应用广泛。
(1)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图1所示。
①(3分)a电极的电极反应式是 。
②一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因： 。
(2)微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池的示意图如图2所示(电解质溶液为酸性)。
①该电池中外电路电子的流动方向为 (填“从A到B”或“从B到A”)。
②工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将 (填“增大”“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计)。
③(3分)A电极附近甲醇发生的电极反应为 。
(3)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(N)已成为环境修复研究的热点之一。Fe还原水体中N的反应原理如图3所示。
①作负极的物质是 (填名称)。
②(3分)正极的电极反应式是 。
答案 (1)①2NH3+6OH--6e-===N2+6H2O ②发生反应4NH3+3O2===2N2+6H2O，有水生成，使得电解质溶液逐渐变稀，要补充KOH
(2)①从A到B ②增大 ③CH3OH+H2O-6e-===6H++CO2
(3)①铁 ②N+10H++8e-===N+3H2O
解析 (1)①a电极是通入NH3的电极，NH3失去电子发生氧化反应，故a电极作负极，电极反应式是2NH3+6OH--6e-===N2+6H2O。(2)①甲醇失去电子，在电池的负极发生反应，所以该电池外电路电子的流动方向为从A到B。③CH3OH失电子生成CO2和H+，电极反应式：CH3OH+H2O-6e-===6H++CO2。(3)①Fe失电子，则作负极的物质是铁。②N在正极得电子生成N，电极反应式为N+10H++8e-===N+3H2O。
(时间：60分钟 分值：100分)
一、选择题(本题共13小题，每小题5分，共65分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列能量转化过程中，可将化学能转化为电能的是( )
A.汽车启动时车载铅酸蓄电池工作
B.二滩水电站水力发电
C.西区竹林坡光伏(太阳能)发电
D.龙肘山风力发电
答案 A
解析 A项，汽车启动时车载铅酸蓄电池工作，为放电过程，可将化学能转化为电能；B项，二滩水电站水力发电，可将重力势能最终转化为电能；C项，西区竹林坡光伏(太阳能)发电，可将太阳能转化为电能；D项，龙肘山风力发电，可将风能转化为电能。
2.某学习小组设计如图所示原电池装置。该电池总反应为Cl-+Ag+===AgCl↓。下列说法正确的是( )
A.放电时，X电极发生还原反应
B.放电时，Y电极反应式为Ag++e-===Ag
C.放电时，盐桥中K+向盛有NaCl溶液的烧杯中移动
D.外电路中每通过0.1 mol e-，X电极质量增加14.35 g
答案 B
解析 该原电池X电极反应式为Ag-e-+Cl-===AgCl，故A错误；Y电极为原电池正极，电极反应式为Ag++e-===Ag，故B正确；放电时，盐桥中的K+向正极移动，X电极为负极，故C错误；放电时，当电路中转移0.1 mol e-时，X电极会有0.1 mol AgCl生成，X电极增加的质量为0.1 mol Cl-的质量，即3.55 g，故D错误。
3.如图是带有盐桥的原电池装置图，正、负极材料为活泼性不同的金属，盐桥中装有含KNO3饱和溶液的琼脂。下列说法正确的是( )
A.电极材料金属性强弱：正极>负极
B.电池工作时，盐桥中的K+移向左边烧杯
C.将盐桥从装置中取出，电流表指针仍然发生偏转
D.负极区可由Cu和CuSO4溶液组成
答案 D
解析 一般相对活泼的金属电极为负极，相对不活泼的金属电极为正极，则电极材料金属性强弱：正极<负极，故A错误；电池工作时，阳离子移向正极，则盐桥中的K+移向右边烧杯，故B错误；将盐桥从装置中取出，无法形成闭合回路，则电流表指针不发生偏转，故C错误；根据原电池原理分析，若负极区由Cu和CuSO4溶液组成，则正极区可由Ag和AgNO3溶液组成，故D正确。
4.铅酸蓄电池是汽车常用的蓄电池，其构造如图所示。下列说法不正确的是( )
A.电池放电时，负极质量减轻
B.电池放电时，c(H+)减小
C.电池充电时总反应为2PbSO4+2H2O===Pb+PbO2+2H2SO4
D.铅酸蓄电池的缺点是笨重、比能量低
答案 A
解析 放电时，负极Pb失去电子转化为PbSO4，负极质量增加，A项错误；电池放电时的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O，放电过程中消耗H2SO4，溶液中c(H+)减小，B项正确；由电池放电时的总反应可知电池充电时的总反应为2PbSO4+2H2O===Pb+PbO2+2H2SO4，C项正确。
5.如图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“As+2I-+2H+As+I2+H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图Ⅱ B烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。
下列叙述正确的是( )
A.甲组操作时，电流表(A)指针发生偏转
B.甲组操作时，溶液颜色变浅
C.乙组操作时，C2作正极
D.乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2+2e-===2I-
答案 D
解析 装置Ⅰ中当加入适量浓盐酸时，As+2I-+2H+As+I2+H2O平衡向右移动，但两极都是碳棒，不发生原电池反应，所以甲组操作时，电流表(A)指针不会发生偏转，但由于I2浓度增大，所以溶液颜色变深；向图ⅡB烧杯中加入NaOH溶液，C2上发生反应：As-2e-+2OH-===As+H2O，电子沿导线流向C1，C1上发生反应：I2+2e-===2I-，所以C2为负极，C1为正极，故选D。
6.尿素[CO(NH2)2]燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.该装置是将电能转化为化学能
B.H+向A极移动
C.A极为负极，发生氧化反应
D.电路中转移0.1 mol电子时，消耗0.56 L O2
答案 C
解析 该装置是原电池装置，将化学能转化为电能，A错误；阳离子H+向正(B)极移动，B错误；A极为负极，发生氧化反应，C正确；没有指明条件，无法计算气体体积，D错误。
7.某全电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池，其工作原理如图，A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，隔膜只允许特定的离子通过，电池反应为LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2。下列说法不正确的是( )
A.隔膜只允许Li+通过，放电时Li+从左边流向右边
B.放电时，A极的电极反应式为LixC6-xe-C6+xLi+
C.充电时B作阳极，电极反应式为LiCoO2-xe-===LCoO2+xLi+
D.废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行“放电处理”让Li+进入石墨中而有利于回收
答案 D
解析 根据题意分析可知，A极为负极，B极为正极，该隔膜只允许Li+通过，放电时Li+向正极移动，即从左边流向右边，A正确；充电时，B电极是阳极，其电极反应式为LiCoO2-xe-===LCoO2+xLi+，C正确；根据电池反应知，充电时锂离子进入石墨中，D错误。
8.物质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池称为浓差电池。如图是由Ag电极和硝酸银溶液组成的电池(c1
B.B极为正极，发生氧化反应
C.若外电路通过0.1 mol电子，则右侧溶液减轻6.2 g
D.原电池的总反应不是氧化还原反应
答案 D
解析 工作时，A电极的质量不断减轻，则A为负极，发生氧化反应，B为正极，发生还原反应；由于装置中所用的隔膜为阴离子交换膜，则N由交换膜右侧向左侧迁移，故A、B错误；若外电路通过0.1 mol电子，则右侧溶液中有0.1 mol N向左侧迁移，0.1 mol Ag+得到电子生成Ag，所以右侧溶液减轻17.0 g，故C错误；负极的电极反应式为Ag-e-===Ag+，正极的电极反应式为Ag++e-===Ag，总反应不是氧化还原反应，故D正确。
9.我国科学家将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内。形成如图所示电池，该电池可将可乐(pH=2.5) 中的葡萄糖作为燃料产生能量。下列说法错误的是( )
A.该电池是将化学能转化为电能的装置
B.随着反应的进行，负极区的pH不断增大
C.消耗0.01 mol葡萄糖，电路中转移0.02 mol电子
D.b极的电极反应式为MnO2+4H++2e- ===Mn2++2H2O
答案 B
解析 根据题意，该装置为原电池，是将化学能转化为电能的装置，A正确；负极区电极反应式为C6H12O6-2e-===C6H10O6+2H+，负极区的溶液中c(H+)增大，则溶液的pH减小，B错误；消耗1 mol葡萄糖，外电路中转移2 mol电子，则消耗0.01 mol葡萄糖，外电路中转移0.02 mol电子，C正确；b电极上MnO2得电子和H+反应生成水和M，D正确。
10.我国科学家发明了一种“可固氮”的镁 氮二次电池，其装置如图所示，下列说法不正确的是( )
A.固氮时，电池的总反应为3Mg+N2===Mg3N2
B.脱氮时，钌复合电极的电极反应式为Mg3N2-6e-===3Mg2++N2↑
C.固氮时，外电路中电子由钌复合电极流向镁电极
D.当无水LiCl MgCl2混合物受热熔融后电池才能工作
答案 C
解析 固氮时该装置为原电池，镁为活泼金属，作负极，被氧化成Mg2+，钌复合电极为正极，氮气发生还原反应生成N3-，总反应为3Mg+N2===Mg3N2，故A正确；脱氮时，钌复合电极Mg3N2失电子发生氧化反应生成氮气，电极反应：Mg3N2-6e-===3Mg2++N2↑，故B正确；固氮时，镁电极为负极，外电路中电子由镁电极流向钌复合电极，故C错误；无水LiCl MgCl2混合物常温下为固体，无自由移动离子，不能导电，受热熔融后产生自由移动离子，电池才能工作，故D正确。
11.瓦斯分析仪能够测量煤矿巷道中甲烷的浓度。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池，其装置如图所示，其中的固体电解质是Y2O3 Na2O，O2-可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的是( )
A.电极a的反应式为CH4+10OH--8e-===C+7H2O
B.电极b是正极，O2-由电极a流向电极b
C.当固体电解质中有1 mol O2-通过时，电子转移2 mol
D.瓦斯分析仪工作时，电子由电极b流向电极a
答案 C
解析 甲烷所在电极a为负极，电极反应为CH4+4O2--8e-===CO2+2H2O，故A错误；该电池中a为负极，b为正极，O2-由正极b流向负极a，故B错误；1 mol O2得4 mol电子生成2 mol O2-，故当固体电解质中有1 mol O2-通过时，电子转移2 mol，故C正确；电子从负极流向正极，所以电池外电路中电子由电极a流向电极b ，故D错误。
12.我国科研人员以二硫化钼(MoS2)作为电极催化剂，研发出一种Zn NO电池系统，该电池同时具备合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示(双极膜可将水解离为H+和OH-，并实现其定向通过)。下列说法错误的是( )
A.使用MoS2电极能加快合成氨的速率
B.Zn/ZnO电极反应式为Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O
C.双极膜右侧为阳离子交换膜
D.当电路中通过10 mol e-时，理论上可以转化NO的质量为30 g
答案 D
解析 MoS2是电极催化剂，催化剂能降低反应的活化能，加快合成氨的速率，A正确；Zn/ZnO电极为原电池的负极，电极反应式为Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O，B正确；MoS2电极为原电池的正极，一氧化氮在催化剂的作用下在溶液中发生还原反应生成氨，原电池中阳离子移向正极，则双极膜右侧为阳离子交换膜，C正确；正极上：NO→NH3，则当电路中通过10 mol e-时，理论上可以转化NO的质量为60 g，D错误。
13.一种水性电解液Zn MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中，Zn2+以存在]。电池放电时，下列叙述错误的是( )
A.Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B.Ⅰ区的S通过隔膜向Ⅱ区迁移
C.MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+===Mn2++2H2O
D.电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+===Zn(OH+Mn2++2H2O
答案 A
解析 根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为电池的负极，电极反应为Zn-2e-+4OH-===Zn(OH，Ⅰ区MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2+2e-+4H+===Mn2++2H2O，K+从Ⅲ区通过隔膜向Ⅱ区迁移，A错误，C正确；Ⅰ区的S通过隔膜向Ⅱ区移动，B正确。
二、非选择题(本题共2小题，共35分)
14.(18分)人们利用原电池原理制作了多种电池，以满足日常生活、生产和科技技术等方面的需要。请根据题中提供的信息，回答下列问题。
(1)铅酸蓄电池在放电时的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O，则其正极反应式为 。
(2)FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板时发生反应：2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2。若将此反应设计成原电池，负极所用的电极材料为 ，电极反应式： 。
(3)已知甲醇燃料电池的工作原理如图1所示。该电池工作时，b口通入的物质为 (填化学式)，该电池正极上的电极反应式为 ；当6.4 g甲醇(CH3OH)完全反应生成CO2时，有 mol电子发生转移。若将电池的电解质溶液换为KOH溶液，则负极反应式为 。
(4)有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图2所示，电池正极的电极反应式是 ，A是 (填名称)。
答案 (1)PbO2+4H++S+2e-===PbSO4+2H2O (2)Cu Cu-2e-===Cu2+ (3)CH3OH O2+4H++4e-===2H2O 1.2 CH3OH+8OH--6e-===C+6H2O (4)N2+8H++6e-===2N 氯化铵
解析 (1)正极发生的是还原反应，所以根据电池总反应可知，正极反应式为PbO2+4H++S+2e-===PbSO4+2H2O。(2)反应2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2中，Cu失电子，化合价升高，则应用金属铜作负极材料，电极反应式为Cu-2e-===Cu2+。(3)由题图中质子的移动方向可知，左侧为燃料电池的负极，所以b口通入的是CH3OH；电解质溶液显酸性，所以正极上的电极反应为O2+4H++4e-===2H2O；6.4 g甲醇的物质的量为0.2 mol，1 mol甲醇转化为CO2，转移6 mol电子，则0.2 mol甲醇完全反应生成CO2，转移1.2 mol电子；若电解质溶液显碱性，负极反应的生成物是C，则电极反应式为CH3OH+8OH--6e-===C+6H2O。(4)原电池的正极发生的是还原反应，并结合电解质溶液为酸性溶液，可知正极反应式为N2+8H++6e-===2N；反应过程中不断生成N，故分离出的A为氯化铵。
15.(17分)电化学技术在处理污染气体领域的应用广泛。
(1)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图1所示。
①(3分)a电极的电极反应式是 。
②一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因： 。
(2)微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池的示意图如图2所示(电解质溶液为酸性)。
①该电池中外电路电子的流动方向为 (填“从A到B”或“从B到A”)。
②工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将 (填“增大”“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计)。
③(3分)A电极附近甲醇发生的电极反应为 。
(3)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(N)已成为环境修复研究的热点之一。Fe还原水体中N的反应原理如图3所示。
①作负极的物质是 (填名称)。
②(3分)正极的电极反应式是 。
答案 (1)①2NH3+6OH--6e-===N2+6H2O ②发生反应4NH3+3O2===2N2+6H2O，有水生成，使得电解质溶液逐渐变稀，要补充KOH
(2)①从A到B ②增大 ③CH3OH+H2O-6e-===6H++CO2
(3)①铁 ②N+10H++8e-===N+3H2O
解析 (1)①a电极是通入NH3的电极，NH3失去电子发生氧化反应，故a电极作负极，电极反应式是2NH3+6OH--6e-===N2+6H2O。(2)①甲醇失去电子，在电池的负极发生反应，所以该电池外电路电子的流动方向为从A到B。③CH3OH失电子生成CO2和H+，电极反应式：CH3OH+H2O-6e-===6H++CO2。(3)①Fe失电子，则作负极的物质是铁。②N在正极得电子生成N，电极反应式为N+10H++8e-===N+3H2O。