2019年高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 考點(diǎn)掃描 專題17 原電池和化學(xué)電源學(xué)案.doc

專題17 原電池和化學(xué)電源【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1.理解原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。2.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。 【考情分析】近幾年的高考試題主要圍繞著原電池工作原理及應(yīng)用進(jìn)行命題，考查原電池工作原理往往以新型能源電池或燃料電池為載體，考查原電池正負(fù)極的判斷、電極反應(yīng)的書寫、電子或電流的方向及溶液pH的變化等；原電池的應(yīng)用主要考查原電池的設(shè)計(jì)、電化學(xué)腐蝕及解釋某些化學(xué)現(xiàn)象等，主要以選擇題、填空題形式出現(xiàn)?！究键c(diǎn)過關(guān)】考點(diǎn)一原電池及工作原理概念原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)構(gòu)成條件能自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)(一般是活潑性強(qiáng)的金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng))般是活潑性不同的兩電極(金屬或非金屬)形成閉合回路需三個(gè)條件：電解質(zhì)溶液；兩電極直接或間接接觸；兩電極插入電解質(zhì)溶液中工作原理反應(yīng)原理負(fù)極正極鋅片銅片Zn2e=Zn2Cu22e=Cu氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電子由Zn片沿導(dǎo)線流向Cu片電流由Cu片沿導(dǎo)線流向Zn片鹽橋含飽和KCl溶液，K移向正極，Cl移向負(fù)極鹽橋的作用鹽橋中離子的定向遷移構(gòu)成了電流通路，鹽橋既構(gòu)成了閉合回路，又能阻止反應(yīng)物的直接接觸，使能量利用轉(zhuǎn)化更高效電極的確定對(duì)于金屬、金屬電極，通常較活潑的金屬是負(fù)極，較不活潑的金屬是正極，如原電池：ZnCuCuSO4中，Zn作負(fù)極，Cu作正極，AlMgKOH中，Al作負(fù)極，Mg作正極；對(duì)于金屬、非金屬電極，金屬作負(fù)極，非金屬作正極；對(duì)于金屬、化合物電極，金屬作負(fù)極，化合物作正極原電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)若不電極斷溶解或質(zhì)量不斷減少，該電極發(fā)生氧化反應(yīng)，通常為原電池的負(fù)極，若原電池電極上有氣體生成、電極質(zhì)量不斷增加或電極質(zhì)量不變，該電極發(fā)生還原反應(yīng)，通常為原電池的正極電子流動(dòng)方向是由負(fù)極流向正極,電子流出的一極為負(fù)極，流入的一極為正極；電流是由正極流向負(fù)極，電流流出的一極為正極，流入的一極為負(fù)極；在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離子移向正極，陰離子移向是負(fù)極原理的應(yīng)用一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反應(yīng)速率增大。如在Zn與稀硫酸反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率加快兩種金屬分別作原電池的兩極，一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑使被保護(hù)的金屬制品作原電池正極而得到保護(hù)。如要保護(hù)一個(gè)鐵制的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源，設(shè)計(jì)原電池時(shí)，負(fù)極材料確定之后，正極材料的選擇范圍較廣，只要合理都可以，電解質(zhì)溶液一般能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)(如空氣中的氧氣)【考點(diǎn)演練】下列說法正確的是 。電池工作時(shí)，負(fù)極失去的電子均通過溶液轉(zhuǎn)移到正極上在原電池中失去電子的一極是陰極，發(fā)生的是還原反應(yīng)原電池的兩極一定是由活動(dòng)性不同的兩種金屬組成鋁比鐵活潑，但鋁制品比鐵制品在空氣中耐腐蝕將鋁片和鎂片用導(dǎo)線連接后，插入盛有NaOH溶液，鋁作負(fù)極電池工作時(shí)，電子通過外電路從正極流向負(fù)極原電池工作時(shí)，正極和負(fù)極上發(fā)生的都是氧化還原反應(yīng)鋅、銅和鹽酸構(gòu)成的原電池工作時(shí)，鋅片上有6.5 g鋅溶解，正極上就有0.1 g氫氣生成原電池工作時(shí)，溶液中的陽離子向負(fù)極移動(dòng)，鹽橋中的陽離子向正極移動(dòng)鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，電池工作一段時(shí)間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加 鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂，其作用是傳遞電子原電池裝置中，電極上發(fā)生還原反應(yīng)作原電池的負(fù)極答案：考點(diǎn)二化學(xué)電源（1）化學(xué)電源的類型一次電池堿性鋅錳電池正極反應(yīng)式：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH +2OH負(fù)極反應(yīng)式：Zn+2OH2e= Zn(OH)2總反應(yīng)方程式：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2鋅銀電池正極反應(yīng)式：Ag2O + H2O+ 2e = 2Ag + 2OH負(fù)極反應(yīng)式：Zn+2OH2e= Zn(OH)2總反應(yīng)方程式：ZnAg2OH2O = Zn(OH)22Ag二次電池放電正極反應(yīng)式：PbO24H+SO422e-PbSO42H2O負(fù)極反應(yīng)式：PbSO422e-PbSO4充電陽極反應(yīng)式：PbSO42H2O2e-PbO24H+SO42陰極反應(yīng)式：PbSO42e-PbSO42總反應(yīng)方程式PbO2Pb2H2SO42PbSO42H2O燃料電池酸性環(huán)境正極反應(yīng)式：O2+4H+4e-=2H2O負(fù)極反應(yīng)式：2H2-4e-=4H+堿性環(huán)境正極反應(yīng)式：O2+2H2O+4e-=4OH-負(fù)極反應(yīng)式：2H2-4e-+4OH-=4H2O固體電解質(zhì)（能傳導(dǎo)O2）正極反應(yīng)式：O24e=2O2負(fù)極反應(yīng)式：2H2-4e-+2O2=4H2O熔融碳酸鹽(熔融K2CO3)正極反應(yīng)式：O22CO24e=2CO負(fù)極反應(yīng)式：2H2-4e-+2 CO=4H2O2CO2總反應(yīng)方程式2H2+O2=2H2O（2）電極反應(yīng)式書寫寫總反應(yīng)式CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料電池中總反應(yīng)方程式：CH3OCH33O2=2CO23H2O確定正負(fù)極在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是氧化劑，在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)是還原劑寫電極反應(yīng)式負(fù)極反應(yīng)式：CH3OCH33H2O12e=2CO212H正極反應(yīng)式：3O212H12e=6H2O書寫技巧若某電極反應(yīng)式較難寫時(shí)，可先寫出較易的電極反應(yīng)式，用總反應(yīng)式減去較易的電極反應(yīng)式，即可得出較難寫的電極反應(yīng)式【考點(diǎn)演練】寫出下列反應(yīng)的電極反應(yīng)式。（1）鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池。將含有Cr2O72的酸性廢水通過鐵炭混合物，在微電池正極上Cr2 O72轉(zhuǎn)化為Cr3+，其電極反應(yīng)式為 。(2) 下圖為綠色電源“二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖 (a、b均為多孔性Pt電極)。b電極是 (填“正”或“負(fù)”)極, a電極上的電極反應(yīng)式為 。 (3) 開發(fā)新能源是解決大氣污染的有效途徑之一。直接甲醇燃料電池(簡稱DMFC)由于結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對(duì)環(huán)境無污染,可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注。DMFC工作原理如下圖所示,通入a氣體的電極是原電池的 極(填“正”或“負(fù)”),其電極反應(yīng)式為 。 (4) 以Al和NiO(OH)為電極,NaOH溶液為電解液組成一種新型電池,放電時(shí)NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2,該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 (5) 與MnO2-Zn電池類似,K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池,K2FeO4在電池中作為正極材料,其電極反應(yīng)式為 ,該電池總反應(yīng)的離子方程式為 。 (6) Mg-H2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液，示意圖如下，H2O2在石墨電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為 。 (7) 鋁電池性能優(yōu)越，Al-AgO電池可用作水下動(dòng)力電源，其原理如下圖所示。該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。(8)以NO2、O2、熔融NaNO3組成的燃料電池裝置如下圖所示，在使用過程中石墨電極反應(yīng)生成一種氧化物Y，則該電極的電極反應(yīng)式為 。 (9)近幾年開發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉑作電極,電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過。其工作原理的示意圖如下, Pt(a)電極是電池的 極,電極反應(yīng)式為 ,Pt(b)電極發(fā)生 (填“氧化”或“還原”)反應(yīng),電極反應(yīng)式為 ,電池的總反應(yīng)式為 。 (10) 下圖是利用微生物燃料電池處理工業(yè)含酚廢水的原理示意圖, 電極a附近發(fā)生的反應(yīng)是 。 2FeO42+3Zn+8H2O=2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-。(6) 石墨電極為正極，H2O2發(fā)生還原反應(yīng)生成OH-，電極反應(yīng)式為H2O2+2e-=2OH-。(7) 鋁作負(fù)極，失電子被氧化，在堿性溶液中生成NaAlO2，AgO作正極，得電子被還原為Ag，電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，所以其電池反應(yīng)式為2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO2+3Ag+H2O。(8) 因?yàn)槭姌O上通入的O2得電子，故在石墨電極上NO2失電子，與遷移過來的N結(jié)合生成+5價(jià)N O32的氧化物N2O5，電極反應(yīng)式為NO2+ NO32-e-=N2O5。(9) 從示意圖中可以看出電極Pt(a)上CH3OH轉(zhuǎn)化為CO2,發(fā)生氧化反應(yīng),為負(fù)極,酸性介質(zhì)中電極反應(yīng)式為CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+;Pt(b)電極上O2得電子發(fā)生還原反應(yīng),為正極,電極反應(yīng)式為O2+4H+4e-=2H2O。（10）燃料電池是原電池,可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,A正確;燃料電池中通入氧氣的一極發(fā)生還原反應(yīng),是正極,加燃料的一極發(fā)生氧化反應(yīng),是負(fù)極,電極b發(fā)生的反應(yīng)為4H+O2+4e-=2H2O,氫離子被消耗,pH增大,C錯(cuò)誤;電極a是苯酚被氧化生成CO2和H+,電極反應(yīng)式為C6H6O-28e-+11H2O6CO2+28H+。答案： (1) Cr2O72+6e-+14H+=2Cr3+7H2O(2) 正 CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+(3) 負(fù)CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+(4) Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni(OH)2(5) FeO42+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH- 2FeO42+3Zn+8H2O=2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-(6) H2O2+2e-=2OH-(7) 2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO2+3Ag+H2O(8) NO2+ NO32-e-=N2O5 (9) 負(fù) CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+還原 O2+4H+4e-=2H2O 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O（10）C6H6O-28e-+11H2O6CO2+28H+【過關(guān)練習(xí)】1.（2018年高考全國卷）我國科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的NaCO2二次電池。將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液，鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為：3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列說法錯(cuò)誤的是 A. 放電時(shí)，ClO4向負(fù)極移動(dòng) B. 充電時(shí)釋放CO2，放電時(shí)吸收CO2C. 放電時(shí)，正極反應(yīng)為：3CO2+4e 2CO32+C D. 充電時(shí)，正極反應(yīng)為：Na+eNa的氧化反應(yīng)，反應(yīng)為2CO32+C4e3CO2，D錯(cuò)誤。答案：D2.（2018年高考全國卷）一種可充電鋰-空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時(shí)，O2與Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2-x（x=0或1）。下列說法正確的是 A放電時(shí)，多孔碳材料電極為負(fù)極B放電時(shí)，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移D充電時(shí)，電池總反應(yīng)為Li2O2-x=2Li+（1-）O2解析：本題考查化學(xué)電源。鋰空氣電池中，鋰做負(fù)極，多孔碳材料做正極，A錯(cuò)誤；放電時(shí)，電子由負(fù)極流向正極，B錯(cuò)誤；充電時(shí)，鋰離子向陰極移動(dòng)，C錯(cuò)誤；放電時(shí)，電池總反應(yīng)為：2Li+（10.5x）O2=Li2O2x，則充電時(shí)總反應(yīng)為Li2O2x=2Li+（10.5x）O2，D正確。答案：D 3.（2017年高考全國卷）全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為：16Li+xS8=8Li2Sx（2x8）。下列說法錯(cuò)誤的是 A電池工作時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6+2Li+2e-=3Li2S4B電池工作時(shí)，外電路中流過0.02 mol電子，負(fù)極材料減重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D電池充電時(shí)間越長，電池中Li2S2的量越多生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：Lie=Li+，Li+移向正極，所以a是正極，發(fā)生還原反應(yīng)：S8+2e=S82，S82+2Li+=Li2S8，3Li2S8+2Li+2e=4Li2S6，2Li2S6+2Li+2e=3Li2S4，Li2S4+2Li+2e=2Li2S2，據(jù)分析可知正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6+2Li+2e=3Li2S4，故A正確；B負(fù)極反應(yīng)為：Lie=Li+，當(dāng)外電路流過0.02mol電子時(shí)，消耗的鋰為0.02mol，負(fù)極減重的質(zhì)量為0.02mol7g/mol=0.14g，故B正確；C硫作為不導(dǎo)電的物質(zhì)，導(dǎo)電性非常差，而石墨烯的特性是室溫下導(dǎo)電最好的材料，則石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性，故C正確；D充電時(shí)a為陽極，與放電時(shí)的電極反應(yīng)相反，則充電時(shí)間越長，電池中的Li2S2量就會(huì)越少，故D錯(cuò)誤。答案：D4.（烏魯木齊市2018屆高三下學(xué)期4月第二次診斷性測驗(yàn)）一種碳納米管能夠吸附氫氣，可作充電電池( 如圖所示)的碳電極，該電池的電解質(zhì)溶液為6 mol/L KOH溶液，下列說法中正確的是 A放電時(shí)鎳電極反應(yīng)為:NiOOH +H2O +e-=Ni(OH)2 +OH-B放電時(shí)碳電極反應(yīng)為:2H+ +2e-= H2 C充電時(shí)將碳電極與電源的正極相連D充電時(shí)陰極發(fā)生氧化反應(yīng) 5.（江西省九所重點(diǎn)中學(xué)2018屆高三聯(lián)合考試）根據(jù)反應(yīng)KMnO4FeSO4H2SO4MnSO4Fe2(SO4)3K2SO4H2O（未配平）設(shè)計(jì)如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1 molL1，溶液的體積均為200 mL，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。下列說法不正確的是( ) A. 石墨b是原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B. 甲燒杯中的電極反應(yīng)式：MnO4-5e8H=Mn24H2OC. 電池工作時(shí)，鹽橋中的陰陽離子分別向乙甲燒杯中移動(dòng)，保持溶液中的電荷平衡D. 忽略溶液體積變化，F(xiàn)e2(SO4)3濃度變?yōu)?.5 mol/L，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為0.1 mol 6. （延邊州2018屆高三質(zhì)量檢測）LiFePO4電池廣泛用于電動(dòng)車。電池反應(yīng): FePO4LiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負(fù)極材料是石墨，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。下列說法正確的是選項(xiàng)放電過程充電過程ALi+向電池的正極遷移 化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能B可以加入磷酸以提高電解質(zhì)的導(dǎo)電率陽極的電極反應(yīng)式為LiFePO4- e-= FePO4 +Li+C若正極增加7g，則有NA個(gè)電子經(jīng)電解質(zhì)由負(fù)極流向正極 陽極材料的質(zhì)量不斷減少D若有nmol的Li+遷移，則理論上負(fù)極失去nmol電子陰極的電極反應(yīng)式為Li+e-= Li解析：A、充電過程是電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的過程，故A錯(cuò)誤；B、Li屬于活潑金屬，加入磷酸，Li會(huì)與磷酸反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)原電池的工作原理，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，電子不通過電解質(zhì)，故C錯(cuò)誤；D、負(fù)極反應(yīng)式為：Lie=Li，轉(zhuǎn)移nmolLi，說明通過電子物質(zhì)的量為nmol，即Li失去電子nmol，充電時(shí)，電池的負(fù)極接電源的負(fù)極，即陰極反應(yīng)式為Lie=Li，故D正確。答案：D 7.（河南省八市2018屆高三上學(xué)期第一次測評(píng)）近年來有多個(gè)品牌的手機(jī)電池曾發(fā)生爆炸事故，公眾對(duì)電池安全性的重視程度越來越高，燃料電池作為安全性能較好的一類化學(xué)電源得到了更快的發(fā)展。 一種以聯(lián)氨(N2H4)為燃料的環(huán)保電池工作原理如圖所示，工作時(shí)產(chǎn)生穩(wěn)定無污染的物質(zhì)。下列說法不正確的是（ ） A. M極生成氮?dú)馇译姌O附近pH降低B. 負(fù)極上每消耗1molN2H4，會(huì)有4molH+通過質(zhì)子交換膜C. 正極的電極反應(yīng)式為：O2+4H+4e-=2H2OD. d口流出的液體是蒸餾水 8. (1)研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量的差別進(jìn)行發(fā)電，在海水中電池總反應(yīng)可表示為5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，“水”電池在放電時(shí)：該電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式為_。Na不斷向“水”電池的_極移動(dòng)。每有 1 mol 電子轉(zhuǎn)移，生成_mol Na2Mn5O10。(2)如圖為鈉高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖，該電池的工作溫度為 320 左右，電池反應(yīng)為2NaxS=Na2Sx，正極的電極反應(yīng)式為_。M(由Na2O和Al2O3制得)的兩個(gè)作用是_。與鉛蓄電池相比，當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時(shí)，鈉高能電池的理論放電量是鉛蓄電池的_倍。 (3)如圖所示是一種酸性燃料電池酒精檢測儀，具有自動(dòng)吹氣流量偵測與控制的功能，非常適合進(jìn)行現(xiàn)場酒精檢測。則該電池的負(fù)極反應(yīng)為_，正極反應(yīng)為_。 答案：(1)AgCle=AgCl 正 0.5(2)xS2e=S(或2NaxS2e=Na2Sx) 導(dǎo)電和隔離鈉與硫 4.5(3)CH3CH2OHH2O4e=CH3COOH4H O24e4H=2H2O9. 如圖是原電池的裝置圖。請(qǐng)回答：(1)若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe且作負(fù)極，則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_；反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后溶液C的pH將_(填“升高”“降低”或“基本不變”)。 (2)若需將反應(yīng)：Cu2Fe3=Cu22Fe2 設(shè)計(jì)成如上圖所示的原電池裝置，則A(負(fù)極)極材料為_，B(正極)極材料為_，溶液C為_。(3)若C為CuCl2溶液，Zn是_極，Cu極發(fā)生_反應(yīng)，電極反應(yīng)為_。反應(yīng)一段時(shí)間后溶液中c(Cu2)_(填“變大”“變小”或“不變”)。(4)CO與H2反應(yīng)還可制備CH3OH，CH3OH可作為燃料使用，用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下： 電池總反應(yīng)為2CH3OH3O2=2CO24H2O，則c電極是_(填“正極”或“負(fù)極”)，c電極的反應(yīng)方程式為_。若線路中轉(zhuǎn)移 2 mol 電子，則上述CH3OH燃料電池中消耗的O2在標(biāo)況下的體積為_L。答案：(1)2H2e=H2 升高(2)Cu 石墨 FeCl3溶液(合理即可) (3)負(fù) 還原 Cu22e=Cu 變小(4)負(fù)極 CH3OH6eH2O=CO26H 11.210. (1)高鐵酸鉀(K2FeO4)不僅是一種理想的水處理劑，而且高鐵電池的研制也在進(jìn)行中。如圖1是高鐵電池的模擬實(shí)驗(yàn)裝置： 該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為 ；若維持電流強(qiáng)度為1 A，電池工作十分鐘，理論消耗Zn g(已知F96 500 Cmol1)。鹽橋中盛有飽和KCl溶液，此鹽橋中氯離子向 (填“左”或“右”)移動(dòng)；若用陽離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向 (填“左”或“右”)移動(dòng)。圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有 。(2)有人設(shè)想以N2和H2為反應(yīng)物，以溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液，可制造出既能提供電能，又能固氮的新型燃料電池，裝置如下圖所示，電池正極的電極反應(yīng)式是 ，A是 。 (3)利用原電池工作原理測定汽車尾氣中CO的濃度，其裝置如下圖所示。該電池中O2可以在固體介質(zhì)NASICON(固溶體)內(nèi)自由移動(dòng)，工作時(shí)O2的移動(dòng)方向 (填“從a到b”或“從b到a”)，負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式為 。 答案：(1)FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH 0.2右 左使用時(shí)間長、工作電壓穩(wěn)定(2)N28H6e=2NH 氯化銨(3)從b到a COO22e=CO2 11. (1)某研究性學(xué)習(xí)小組為探究Fe3與Ag反應(yīng)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：按下圖連接裝置并加入藥品(鹽橋中的物質(zhì)不參與反應(yīng))。 K閉合時(shí)，指針向左偏轉(zhuǎn)，石墨作 (填“正極”或“負(fù)極”)。當(dāng)指針歸零后，向左側(cè)U形管中滴加幾滴FeCl2濃溶液，發(fā)現(xiàn)指針向右偏轉(zhuǎn)，寫出此時(shí)銀電極的反應(yīng)式： 。結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)分析，寫出Fe3和Ag反應(yīng)的離子方程式： 。丙同學(xué)進(jìn)一步驗(yàn)證其結(jié)論：當(dāng)指針歸零后，向右側(cè)U形管中滴加數(shù)滴飽和NaCl溶液，可觀察到的現(xiàn)象是 。(2)微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如下圖所示： HS在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SO的反應(yīng)式是 。若維持該微生物電池中兩種細(xì)菌的存在，則電池可以持續(xù)供電，原因是 。(3)鈷酸鋰電池的正極采用鈷酸鋰(LiCoO2)，負(fù)極采用金屬鋰和碳的復(fù)合材料，該電池充放電時(shí)的總反應(yīng)式：LiCoO26CLi1xCoO2LixC6，寫出放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng) 。(4)PbSO4熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源?；窘Y(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiClKCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。 放電過程中，Li向 (填“負(fù)極”或“正極”)移動(dòng)。負(fù)極反應(yīng)式為 。電路中每轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，理論上生成 g Pb。(5)氨氧燃料電池具有很大的發(fā)展?jié)摿?。氨氧燃料電池工作原理如下圖所示。 a電極的電極反應(yīng)式是 ；一段時(shí)間后，需向裝置中補(bǔ)充KOH，請(qǐng)依據(jù)反應(yīng)原理解釋原因是 。 (4)根據(jù)方程式，電路中每轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，生成0.1 mol Pb，即20.7 g。(5)a電極是通入NH3的電極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以該電極作負(fù)極，電極反應(yīng)式是2NH36e6OH=N26H2O；一段時(shí)間后，需向裝置中補(bǔ)充KOH，是由于發(fā)生4NH33O2=2N26H2O反應(yīng)，有水生成，使得溶液逐漸變稀，為了維持堿的濃度不變，所以要補(bǔ)充KOH。答案：(1)正極 Age=Ag AgFe3AgFe2 出現(xiàn)白色沉淀，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)(2)HS4H2O8e=SO9HHS、SO離子濃度不會(huì)發(fā)生變化，只要有兩種細(xì)菌存在，就會(huì)循環(huán)把有機(jī)物氧化成CO2放出電子(3)LixC6xe=C6xLi(4)正極 Ca2Cl2e=CaCl2 20.7(5)2NH36e6OH=N26H2O由于發(fā)生4NH33O2=2N26H2O反應(yīng)，有水生成，使得溶液逐漸變稀，所以要補(bǔ)充KOH