第18讲 原电池及其应用
练习1 原电池原理 化学电源
1. (2024·江苏各地模拟)下列说法错误的是(B)
A. 甲醇和氧气在酸性条件下可构成燃料电池，该电池工作时甲醇在负极被氧化
B. “天目一号”气象星座卫星的光伏发电系统工作时可将化学能转化为电能
C. “AG60E”电动飞机使用的动力型锂电池具有质量轻、比能量高的特点
D. 碱性氢氧燃料电池正极反应：
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
【解析】 光伏发电系统工作时可将光能转化为电能，B错误。
2. (2024·江苏各地模拟)下列说法正确的是(D)
A. 锂-空气电池是一种二次电池，放电时主要产物为Li2O2，充电时阴极产物易形成固态枝晶，导致电池短路。锂-空气电池充电时的阳极反应为O2(2－)＋2e－===2O2－
B. 某工序利用原电池来实现N2H4·H2O溶液生产N2和NH3，则N2是正极产物
C. 铅锑合金导热性好，可用作铅蓄电池的电极材料
D. O2具有氧化性，可作为燃料电池的氧化剂
【解析】 锂-空气电池充电时阳极发生氧化反应，电极反应式为Li2O2－2e－===2Li＋＋O2↑，A错误；由化合价变化可知，该原电池中N2H4·H2O在负极失去电子发生氧化反应生成氮气，故N2是负极产物B错误；铅锑合金具有导电性，且能参与电极反应从而用作电极材料，与其导热性好无关，C错误；O2具有氧化性，可作为燃料电池的氧化剂，D正确。
3. (2024·南京市玄武高级中学) 热电厂尾气经处理得到较纯的SO2，可用于原电池法生产硫酸，其工作原理如图所示。电池工作时，下列说法不正确的是(D)
A. 电极b为正极
B. 溶液中H＋由a极区向b极区迁移
C. 电极a的电极反应式：
SO2－2e－＋2H2O===4H＋＋SO4(2－)
D. a极消耗SO2与b极消耗O2两者物质的量相等
【解析】 该装置为原电池，电极a为负极，负极反应式为SO2－2e－＋2H2O===4H＋＋SO4(2－)，电极b为正极，正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，A、C正确；根据原电池工作原理，H＋从a极区移向b极区，B正确；根据电子转移守恒，a极消耗SO2与b极消耗O2二者物质的量之比为2∶1，D错误。
4. (2023·扬州广陵红桥中学)锌-空气电池可用作电动车的动力电源，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(C)
A. 该装置将电能转变为化学能
B. 石墨为负极
C. 电子经外电路由Zn流向石墨
D. 氧气在石墨电极上发生氧化反应
【解析】 该装置是原电池装置，可将化学能转化为电能，A错误；空气中的O2在石墨电极上得电子发生还原反应，故石墨为正极，B、D错误；电子经过导线由负极(Zn)流向正极(石墨)，C正确。
5. (2023·南通联考)微生物电池的总反应：C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是(A)
A. 放电时正极产生CO2
B. 微生物所在电极区放电时发生氧化反应
C. 电池工作时，质子移向O2所在电极
D. O2所在电极区发生的反应：
O2＋4H＋＋4e-===2H2O
【解析】 通入O2的一极是正极，放电时，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，正极产生H2O，A错误，D正确；微生物所在电极区为负极，发生氧化反应，B正确；质子通过质子交换膜从负极区移向正极(O2所在电极)区，C正确。
6. (2023·南通阶段考试)为了便于酒驾测试，生产了一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，电池总反应为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O。下列有关说法正确的是(C)
A. 检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动
B. 若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气
C. 负极上发生的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋
D. 正极上发生的反应为
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
【解析】 检测时，电解质溶液中的H＋(阳离子)向正极移动，A错误；由关系式：O2～4e－知，若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗2.24 L(即0.1 mol)O2，B错误；CH3CH2OH在负极失电子转化为CH3COOH，C正确；电解质溶液显酸性，产物中不能出现OH－，D错误。