1．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向航标灯的电源必须长效、稳定我国科技工作者研制出以铝合金、PtFe合金网为电极材料的海水电池在这种电池中，下列描述正确的是( )①铝合金理论上不会被消耗 ②铝合金是负极 ③海水是电解液 ④铝合金电极发生还原反应A．②③ B．②④C．①② D．①④解析：选A较活泼的铝合金为负极(②对、①不对)，PtFe合金网为正极，海水是电解液(③对)，负极上发生氧化反应(④错)2．如图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是( )A．a电极是负极B．b电极的电极反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置解析：选B分析氢氧燃料电池原理示意图可知a极为负极，其电极反应为：2H2－4e－===4H＋，b极为正极，其电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，电池总反应式为：2H2＋O2===2H2OH2为还原剂，O2为氧化剂，H2、O2不需全部储藏在电池内3．一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。
该电池负极发生的反应是( )A．CH3OH(g)＋O2(g)－2e－===H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l)C．CH3OH(g)＋H2O(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋(aq)D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－解析：选C该原电池的负极反应物为甲醇，负极反应式中不应该出现氧化剂，而A、B、D项中电极反应物中均出现氧化剂氧气，所以A、B、D不正确4．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)，下列说法错误的是( )A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极的电极反应式为2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－===Mn2O3(s)＋2OH－(aq)C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g解析：选C根据原电池原理结合氧化还原反应的有关常识可判断出原电池的电极及其反应式、电子得失情况及流向。
5．获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功，电解液为AlI3溶液，已知电池总反应为：2Al＋3I2===2AlI3下列说法不正确的是( )A．该电池负极的电极反应为：Al－3e－===Al3＋B．电池工作时，溶液中铝离子向正极移动C．消耗相同质量金属时，用锂作负极时，产生电子的物质的量比铝多D．该电池可能是一种可充电的二次电池解析：选D由电池总反应方程式和电池中离子的移动方向可知A、B正确；锂提供的电子数与其质量比是金属中最大的，C正确；充电时为电解池，而在水溶液中Al3＋不可能放电析出到电极上，所以D不正确6．肼(N2H4)－空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液电池总反应为：N2H4＋O2===N2＋2H2O下列关于该燃料电池工作时的说法正确的是( )A．负极的电极反应式是：N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑B．正极的电极反应式是：O2＋4H＋＋4e－===2H2OC．溶液中阴离子向正极移动D．溶液中阴离子物质的量显著减少解析：选A由电池总反应：N2H4＋O2===N2＋2H2O知，在反应中N2H4中N元素由－2价变为0价，失电子，发生氧化反应，为负极，O2得电子发生还原反应，为正极，又由于电解质溶液为KOH溶液，故电极反应式为：负极：N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O，正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，负极失电子带正电，使溶液中阴离子向负极移动，根据总反应式知，n(OH－)不变。
7．以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示关于该电池的叙述正确的是( )A．该电池能够在高温下工作B．电池的负极反应为：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移D．在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体 L解析：选B高温下，微生物发生蛋白质的变性，A错误；B正确；放电过程中，H＋移向正极区，C错误；葡萄糖燃料电池的总反应式为：C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O，即1 mol O2～1 mol CO2，每消耗1 mol O2，理论上生成标准状况下CO2气体为22.4 L，D错误8．固体氧化物燃料电池是由美国西屋公司研制开发的它以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应下列判断正确的是( )A．有O2放电的a极为电池的负极B．有H2放电的b极为电池的正极C．a极对应的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．该电池的总反应方程式为2H2＋O2===2H2O解析：选Da为正极：O2＋4e－===2O2－，b为负极：2H2＋2O2－－4e－===2H2O，总反应方程式：2H2＋O2===2H2O。
9．美国纽约州的工科大学——伦斯勒理工学院(RPI)宣布开发出了由纤维素和碳纳米管组成的双层电容器这些元件的厚度仅为数十微米，相当于人头发的粗细，能够和纸一样弯曲RPI的研究人员认为，“未来能够利用卷对卷印刷技术制造电池”一种碳纳米管(里面储存有H2)二次电池的装置如图所示该电池的电解质溶液为6 mol·L－1的KOH溶液，下列有关说法不正确的是( )A．储存H2的碳纳米管作电池的负极B．电池的负极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2OC．电池的正极反应式为NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－D．放电时，电池总反应为2H2＋O2===2H2O解析：选D该二次电池中H2在负极上失去电子被氧化，在碱性介质中生成水，电池的负极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O由图示可知，正极上NiOOH被还原为Ni(OH)2，电池的正极反应式为NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，正极反应式的计量数扩大2倍与负极电极反应式相加即得总反应为：2NiOOH＋H2===2Ni(OH)2，故D错10．微型钮扣电池在现代生活中有广泛应用有一种银锌电池， 其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－根据上述反应式，做下列题目：(1)判断下列叙述中正确的是______。
A．在使用过程中，电解质KOH被不断消耗B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极C．Zn是负极，Ag2O是正极D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应(2)写出电池的总反应式_____________________3)使用时，负极区的pH______(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，正极区的pH______，电解质溶液的pH______解析：(1)选C判断原电池的正、负极，可以从两个方面：①微观：电子流出的一极是负极，电子流入的一极是正极②宏观：活泼的一极是负极，不活泼的一极是正极，电子是从负极沿导线流入正极，据此判断Zn为负极，发生氧化反应，Ag2O为正极，发生还原反应，将两极反应式相加得总反应式，由总反应式知，使用过程中KOH的量不变2)将正、负极的电极反应式合并就可得到总反应式：Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag3)负极反应时，消耗OH－，则负极区pH减小，正极反应时，生成了OH－，故正极区pH增大，负极消耗OH－的量与正极反应生成OH－的量相等，所以电解质溶液的pH不变答案：(1)C(2)Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag(3)减小 增大 不变11．航天飞机常采用新型燃料电池作为电能来源，燃料电池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物质与O2一起构成的电池装置，它可直接将化学能转化为电能。
甲烷电池是常用的燃料电池，该电池以KOH溶液为电解液，其总反应的化学方程式为：CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O1)负极上的电极反应式为_____________________2)消耗标准状况下5.6 L O2时，有_______mol电子发生转移3)开始放电时，正极附近溶液的pH______(填“增大”、“减小”或“不变”)解析：(1)负极发生氧化反应，从总反应式可知它是CH4→CO的反应由CH4、CO中C元素的化合价分别为－4，＋4可知负极的电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O2)设有x mol电子发生转移，由关系式知CH4 ～ 2O2 ～ 8e－ 2 mol 8 mol x mol得x＝13)开始放电时，正极发生反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，因此该极附近pH增大答案：(1)CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O(2)1(3)增大12. 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，电解质是LiAlCl4SOCl2电池的总反应可表示为：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。
请回答下列问题：(1)电池的负极材料为________，发生的电极反应为__________________；(2)电池正极发生的电极反应为__________________；(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是__________________，反应的化学方程式为____________________；(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是___________________________________________解析：分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂，SOCl2为氧化剂1)负极材料为Li(还原剂)，电极反应式为Li－e－===Li＋2)正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑3)题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl，所以现象应该为出现白雾和有刺激性气味气体生成4)因为构成电池的主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应答案：(1)Li Li－e－===Li＋(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑(3)出现白雾、有刺激性气味气体生成SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑(4)因为构成电池的主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应13．在长期载人太空飞行的宇航器中，每个宇航员平均每天要消耗0.9 kg氧气，呼出1.0 kg的二氧化碳，为了保持飞船座舱内空气成分的稳定，宇航科学家进行大量的科学探索。
方法一：有的科学家提出“金属过氧化物处理系统”，即不断地将座舱内的空气通过盛有金属过氧化物(以过氧化钠为例)的容器，并把处理后的气体充入座舱有关的化学方程式为(1)__________________________，(2)__________________________；将处理后的气体充入座舱时，应注意采取的一项措施是_______________________________________方法二：有的科学家设计了飞船内空气更新实验系统，该系统结构示意图如图：电化学处理系统 电解水系统(1)管道①把飞船座舱内含有较多量CO2的潮湿空气通入“电化学二氧化碳处理系统”的N极室，通过该电极反应可以使CO2不断被吸收，该电极反应式为___________________其电极产物吸收CO2的离子方程式为__________________在N极室吸收CO2后形成的离子会通过隔膜进入M极室，通过M极的电极反应可以使CO2从电解液中释放出来，并保持系统的pH不变，该电极反应式为______________________________，CO2逸出的离子方程式为______________________________。
2)逸出的CO2没有排除飞船外，而是通过管道③进入“二氧化碳还原系统”在该系统内，CO2跟H2在一定条件下反应，其产物为甲烷等气体，请评价这样处理的意义_____________________________________________________________________________________________________________解析：方法一：提示以Na2O2为例处理座舱内的空气，所以反应以Na2O2分别与CO2和水蒸气为反应；因为在处理过程中消耗了水蒸气，所以需补充水蒸气方法二：“电化学二氧化碳处理系统”是按原电池原理设计的燃料电池总反应式为O2＋2H2===2H2ON极室通入了“含有较多量CO2的潮湿空气”，N极是原电池的正极，空气中O2变为OH－：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；同时，通入的二氧化碳与过量的OH－反应生成CO，这样，在原电池内部，剩余的CO和OH－都要向M极移动M极是原电池的负极，通入的H2失电子变成H＋：H2－2e－===2H＋；负极区产生的H＋与正极区产生的CO和OH－恰好反应：H＋＋OH－===H2O，CO＋2H＋===H2O＋CO2↑；逸出的二氧化碳和氢气被送入“二氧化碳还原系统”；生成的水可以利用燃料电池进行电解：2H2O2H2↑＋O2↑，电解产生的氧气供宇航员呼吸用。
答案：方法一：(1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 充入适量水蒸气，增加“空气”湿度方法二：(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 2OH－＋CO2===H2O＋COH2＋2OH－－2e－===2H2O H2＋CO－2e－===H2O＋CO2↑(2)既能为电解水系统提供水，又能减少太空污染，还能产生供飞船使用的燃料。