第4章 第1节 原电池-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1同步课件（人教版2019）

化学 选择性必修1 化学反应原理 RJ 1 1 第一节 原电池 2 1 课时1 原电池的工作原理 刷基础 3 1.[浙江杭州北斗联盟2024高二期中联考] 如图所示，电极材料为锌片， 电极材料为铜 片。关于该装置的说法中正确的是( ) B A.电极上发生还原反应， 电极上发生氧化反应 B.若电极上生成气体，则转移电子数目为 C.电子的流动方向：从电极流出经溶液流向 电极 D.若将 电极材料改为碳棒，则电路中不会产生电流 题型1 单液原电池 4 解析 电极上锌失电子产生锌离子，发生氧化反应，电极为负极； 电极上氢离子得电子产生氢 气，发生还原反应，电极为正极，A错误。若电极上生成 气体，根据电极反应 ，知转移电子数目为 ，B正确。原电池中电子的流动方向为从负极 （电极）经外电路流向正极（电极），不流经溶液，C错误。若将 电极材料改为碳棒，也同样 形成原电池，电路中也会产生电流，D错误。 题型1 单液原电池 5 【归纳总结】图解原电池工作原理 题型1 单液原电池 6 2.[福建宁德2024高二期中] 某装置示意图如图所示，下列说法正确的 是( ) B A.盐桥中进入 溶液 B.电流从铜电极流向锌电极 C.负极发生的反应是 D. 是电极反应物 题型2 双液原电池 7 解析 该装置为原电池装置，发生的反应是 ，作负极， 作正极。 原电池中阴离子移向负极，所以盐桥中的移向 溶液，A错误；电流从电池正极流出，负 极流入，即电流从铜电极流向锌电极，B正确；负极发生的电极反应为 ，C错 误； 是电极生成物，D错误。 题型2 双液原电池 8 【关键点拨】盐桥的作用 ①隔绝正、负极反应物，避免直接接触，防止电流不稳定； ②通过离子的定向移动，构成闭合回路； ③平衡电极区的电荷。 题型2 双液原电池 9 3.[辽宁鞍山2023高二月考] 已知反应 是自发进行的氧化还原反 应，将其设计成如图所示原电池。下列说法中正确的是( ) D A.电极是正极，其电极反应式为 B.银电极板质量逐渐减小，溶液中 增大 C.当电极质量变化时，电解质溶液中有 电子转移 D.电子流向： 电流计 银 题型2 双液原电池 10 解析 根据可知，铜失去电子，发生氧化反应，则电极 是铜，作负极，A错误；根据电池总反应，可知溶液中 减小，银电极板质量逐渐增大，B 错误；电解质溶液中没有电子转移，C错误；铜作负极，银作正极，电子从铜电极流出，经外电 路流向银电极，D正确。 题型2 双液原电池 11 4.[四川成都西南交大附中2023高一期中] 有A、B、D、 四种金属，当A、B、稀硫酸组成原电池 时，电子流动方向为；当A、D、稀硫酸组成原电池时，A为正极；当B、、 盐组成原电 池时，电极反应式为、，则A、B、D、 金属性由强到弱的顺序为 ( ) D A. B. C. D. 题型3 原电池工作原理的应用 12 解析 根据“当A、B、稀硫酸组成原电池时，电子流动方向为”可知，金属性： ；根 据“当A、D、稀硫酸组成原电池时，A为正极”可知，金属性：；根据“当B、、 盐组 成原电池时，电极反应式为、”可知，金属性： ，综上可知， 金属性由强到弱的顺序为 ，故选D。 题型3 原电池工作原理的应用 13 5.[河南创新发展联盟2023高二联考] 根据反应 设计如图所示的原电池，下列选项中的 组合正确的是( ) C 选项 电极 电极 A 锌片 铜片 溶液 溶液 B 铜片 石墨 溶液 溶液 C 石墨 铜片 溶液 溶液 D 石墨 铜片 溶液 溶液 题型3 原电池工作原理的应用 14 解析 反应中，发生氧化反应， 发生还原反应，由题图中 电子移动方向可知，电极为负极，则电极为铜片且活泼性比极材料强，A、B错误； 在 反应中得到电子，正极区的为溶液，负极区的为 溶液，C正确。 题型3 原电池工作原理的应用 15 1 课时1 原电池的工作原理 刷提升 16 1.如图所示原电池，左侧为四种材料不同的金属电极，电解质溶液为 的硫酸盐。当右侧石墨电极上逸出相同条件下等体积的气体时， 电极 质量变化最小的是（已知相对原子质量：、、 、 ）( ) B A. B. C. D. 17 解析 金属为负极，石墨为正极，负极金属失去电子，正极 得到电子生成氢气，总反应为金属 和反应生成金属阳离子和氢气。生成等体积氢气，即 得到的电子数相等，则金属失去的电 子数相等。当都失去电子时，作电极质量减少，作电极质量减少， 作电极质 量减少，作电极质量减少，所以质量变化最小的是 ，故选B。 18 【易错警示】无论在原电池还是电解池中，铁单质都是变成二价铁离子，所以 铁单质参与 电极反应时都是转移 电子。 19 2.[湖南邵阳2023高二期中] 鱼雷是一种水中兵器，可从舰艇、飞机上发射，发射后可自己控制航 行方向和深度，遇到舰船，只要一接触就可以爆炸。鱼雷采用 动力电池，以溶有氢氧 化钾的流动海水为电解质溶液，电池总反应为 ，下列说法中错误的是( ) C A.为电池正极 B. 在电池反应中被氧化 C.电子由极经外电路流向极 D.溶液中的向 极迁移 20 解析 根据电池总反应可知，铝元素的化合价升高，被氧化，失去电子，即 作电池的负极，则 作电池的正极，故A、B正确；根据原电池工作原理，外电路中电子从负极流向正极，即由 极流向极，故C错误；根据原电池工作原理，阳离子移向正极，阴离子移向负极，即 向 极迁移，故D正确。 21 3.[山东泰安2024高二质量检测] 科研人员最近发明了一 种电池，通过和 两种离子交换膜将电解质溶 液隔开，形成、、 三个电解质溶液区域，电解质分 别为、、 中的一种，结构示意图如图 （已知 ）。该电池放电时，下列说法错误的是 ( ) A A.通过移向 区 B. 区电解质溶液浓度逐渐增大 C.区电极反应为 D.每消耗，区电解质溶液减少 22 【思路导引】由题图可知，失电子，被氧化生成，则为负极，区电解质为 ， 电极反应式为；作正极，区电解质为 ，电极反应式 为，区电解质为 。 23 解析 区被消耗，由电荷守恒可知，通过移向区，A错误；区被消耗，通过 移向区，区氢离子消耗量为硫酸根离子的4倍，硫酸根离子通过进入区， 区硫酸钾浓度增 大，B正确；区作正极，电极反应式为 ，C正 确；每消耗，转移的电子的物质的量为，区消耗 和 ，同时有移向区，则相当于减少 ，同时生成 ，则区实际减少质量为 ，D 正确。 24 4.[河南南阳一中2023高二开学考] 已知可逆反应： 。据此设计出如图所示的实验装置，其 中、均为铂电极，A烧杯中为溶液，B烧杯中为酸性 溶液。以下 关于该装置的说法错误的是( ) C A.盐桥中的阳离子向B烧杯移动 B.外电路中电流的方向由极到 极 C.电流表读数为0时，再向B烧杯中滴加浓溶液， 作正极 D.电流表读数为0时，表明该可逆反应达到了平衡状态 25 解析 题给可逆反应正向进行时，得到电子，碘离子失去电子，所以极是负极， 极是 正极，盐桥中的阳离子向B烧杯移动，A正确；极是负极， 极是正极，因此外电路中电流的 方向由极到极，B正确；电流表读数为0时，再向B烧杯中滴加浓 溶液，氢离子浓度减 小，反应逆向进行，单质碘作氧化剂，所以极是正极， 极是负极，C错误；该反应为可逆反 应，当反应达到平衡状态时，各物质的浓度不再改变，则没有电流通过电流表，所以电流表读数 为0，D正确。 26 【归纳总结】原电池工作时，外电路通过电子的定向移动形成电流，内电路（电解质溶液）通过 离子的定向迁移形成电流。 （1）电子流向：电子从负极流出，经外电路流向正极。 （2）电流方向：电流方向与电子流向相反，从正极经外电路流向负极。 （3）离子移动方向：电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 27 5.[广东佛山顺德区一中2024高二期中] 锌-空气电池（原理如图） 是一种适宜用作城市电动车的动力电源，该电池放电时， 转化 为 。下列有关该电池的说法不正确的是( ) A A.电子由 电极经外电路流向石墨电极，再通过电解质溶液流回 电极 B.该电池放电时，石墨电极作正极 C.该电池放电时， 向石墨电极移动 D.多孔板的作用是增大与空气的接触面积 28 解析 由题意可知，该电池放电时，转化为，故电极是负极，石墨电极是正极。 电极 是负极，电子由 电极经外电路流向石墨电极，但是电子不能通过电解质溶液，A错误；由分析 可知，该电池放电时，石墨电极作正极，B正确；原电池放电时，阳离子向正极移动，故 向石 墨电极移动，C正确；多孔板的表面积较大，其作用是增大石墨电极与空气的接触面积，D正确。 29 6.下图是两个利用原电池原理提取碘的实验装置，下列说法中正确的是( ) B A.两个装置中，石墨Ⅰ和石墨Ⅱ均作负极 B.装置①中电极的电极反应式为 C.碘元素在装置①中被还原，在装置②中被氧化 D.装置①②中分别生成等量的时，导线上通过的电子数之比为 30 解析 两个实验装置均用于提取碘，装置①中碘离子失去电子，石墨Ⅰ为负极，装置②中碘酸钠 得电子，石墨Ⅱ作正极，A错误；装置①中 电极是正极，二氧化锰得电子，电极反应式为 ，B正确；装置①中碘离子失去电子，被氧化，装置②中碘 酸钠得电子，被还原，C错误；装置①中碘离子失去电子，电极反应式为 ，装置 ②中碘酸钠得电子，电极反应式为 ，所以装置①②中生成等 量的时，导线上通过的电子数之比为 ，D错误。 31 7.某兴趣小组为了提高电池的效率，设计了如图所示的原电池。 请回答下列问题： （1）若是溶液， 是稀硫酸，写出电极名称及电极反应式： 片：______，_________________； 片：______，___________________。 负极 正极 解析 由装置可知，活泼金属为负极，发生失电子的氧化反应： ；较不活泼金 属为正极，氢离子发生得电子的还原反应： 。 32 （2）若是浓硝酸，是 溶液，写出电极名称及电极反应式： 片：______，________________________________； 片：______，__________________。 正极 负极 解析 由于常温下浓硝酸能使钝化，此时 为正极，正极上硝酸根离子得电子被还原： ；为负极，铜失电子被氧化： 。 33 8.[重庆育才中学2024高二期中] 电化学在生活中的应用广泛，请根据电化学原理回答下列问题。 （1）图甲中，电流表指针发生偏转， 作负极，则A电极上发生的电极反应式为 ___________________；反应进行一段时间后溶液酸性将______（填“增强”“减弱” 或“基本不变”）。 减弱 解析 作负极，则A电极为正极，正极上得电子生成 ，正极反应式为 ，总反应为 ，则反应一段时间后溶液 酸性减弱。 34 （2）可作为燃料使用，图乙为 燃料电池的结构示意 图，电池总反应为，则电极 是______ （填“正极”或“负极”），电极 的电极反应式为___________________ _____________________。 正极 解析 题图乙中燃料电池工作时，发生失电子的反应生成， 得电子和 穿过质子交换膜的结合生成，由题图乙中电子流向可知电极为正极，电极 为负极，负极 反应式为 。 35 （3）某原电池装置初始状态如图丙所示，电池总反应为 。 当电路中转移时，交换膜左侧溶液中减少____ 离子。交 换膜右侧溶液中___（填“ ”“ ”或“”） （忽略溶液体积变化， 溶于水）。 解析 作负极，电极反应式为，当电路中转移时， 消耗左 侧溶液中，同时有通过交换膜进入右侧，故交换膜左侧溶液中减少 离 子；电极为正极，电极反应式为，且 通过交换膜进入右侧，故右侧溶液中 。 36 9.[北京海淀区2024高二期中] 某小组同学设计如下实验能证实 为可逆 反应。已知 是一种无色的稳定离子。 实验装置 实验 序号 实验操作和现象 ① ⅰ.闭合 ，指针向右偏转 ⅱ.待电流表指针归零，向形管左管中加入10滴 溶液…… ② ⅰ.闭合 ，指针向右偏转 ⅱ.待电流表指针归零，向形管左管中滴加10滴 溶 液，电流表指针向左偏转 37 下列说法不正确的是( ) D A.电流表指针归零，说明上述可逆反应达到了化学平衡状态 B.实验①中加入 溶液后，上述平衡向正反应方向移动，电流表指针向右偏转 C.实验②中加入溶液后，导致还原性： ，上述反应向逆反应方向移动 D.实验②中电流表指针再次归零时，向形管右管中滴加饱和 溶液，电流表指针向右偏转 38 解析 实验①，闭合，发生反应，装置中为负极， 为正极，反应达 到平衡时电流表指针归零，加入溶液后， 的浓度增大，平衡正向移动，电流表指针向右偏转， 达新平衡后，电流表指针归零。实验②中待电流表指针归零后加入硝酸银溶液，发生反应 ，浓度减小，平衡逆向移动，此时为正极， 为负极，电流表指针向左偏转。 电流表指针归零，说明无电子转移，题述可逆反应达到了平衡状态，A正确；由分析知，实验① 中加入 溶液后，电流表指针向右偏转，B正确；由分析知，实验②中加入硝酸银溶液后，平衡 向逆反应方向移动，说明还原性，C正确；向形管右管中滴加饱和 溶液，生成 ，铁离子浓度减小，平衡逆向移动，形管左侧发生还原反应， 为正极，电流表指针向 左偏转，D错误。 39 2 课时2 化学电源 刷基础 40 1. [河北保定部分高中2024高二期中] 锌锰干电池是生活中常用的电池，酸性锌锰干电池 和碱性锌锰干电池的结构分别如图所示，下列说法错误的是( ) C A.锌锰干电池属于一次电池，用完不可随意丢弃 B.酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池放电过程中锌均发生氧化反应 C.放电时，酸性锌锰干电池的石墨电极上反应为 D.放电时，碱性锌锰干电池正极反应式为 题型1 一次电池 41 【教材变式】本题是教材P103第6题变式题，主要考查了酸性、碱性锌锰干电池的正负极判断及 电极反应。 题型1 一次电池 42 解析 锌锰干电池属于一次电池，含有重金属离子，用完不可随意丢弃，A正确；酸性锌锰干电 池和碱性锌锰干电池都是锌作负极，放电过程中锌均发生氧化反应，B正确；放电时，酸性锌锰 干电池的石墨电极上反应为 ，C错误；放电时， 碱性锌锰干电池正极反应式为 ，D正确。 题型1 一次电池 43 2.[贵州普通高中部分学校2024高二联考] 铅酸蓄电池电压稳定、使用方便、安 全可靠以及价格低廉，因此在生产、生活中使用广泛。铅酸蓄电池放电时 （如图所示）的电池总反应为 。下列 说法正确的是( ) D A.电池工作时，正极失去电子 B.电池工作一段时间后，电解质溶液的 减小 C.电池工作时，负极的电极反应式为 D.电池工作时，外电路电子由负极经导线流向正极 题型2 二次电池 44 解析 该原电池总反应为 ，则电池工作过程中消耗 ，溶液酸性减弱，增大，B错误；根据该原电池总反应可知， 作负极，发生失电子的 氧化反应，电极反应式为 ，A、C错误；电池工作时，负极失电子， 电子由负极经过外电路流向正极，D正确。 题型2 二次电池 45 【方法技巧】突破二次电池（结合本章第二节内容） 题型2 二次电池 46 3.2019年10月9日，瑞典皇家科学院将诺贝尔化学奖授予三位科学家，表彰他们在锂离子电池方 面的研究成果，钴酸锂电池是他们的研究成果之一，其工作原理为 ，下列说法不正确的是( ) A A.放电时 从正极通过导线流向负极 B.放电时负极的电极反应式为 C.充电时电池的正极与电源的正极相连 D.充电时阳极的电极反应式为 题型2 二次电池 47 解析 电池放电时阳离子在电解质溶液中向正极移动，不能经过导线，A错误；钴酸锂电池放电 时，失去电子，电极反应式为 ，B正确；充电时电池的正极 （即阳极）连接电源的正极，C正确；钴酸锂电池充电时阳极失去电子，电极反应式为 ，D正确。 题型2 二次电池 48 4.[辽宁铁岭2023高二月考] 燃料电池装置如图所示，下列说法错误的是( ) C A.电池工作时， 得到电子，发生还原反应 B.电极的电极反应式为 C.燃料电池能量之间的转化是由电能转化为化学能 D.电池工作时，溶液中的向电极 迁移 题型3 燃料电池 49 解析 由题可知，反应物为和，生成物为和，则电极为正极，电极 为负极，电池 工作时，得到电子，发生还原反应，故A正确；电极 上氨气中氮元素失去电子生成氮气，电 解质溶液为溶液，电极反应式为 ，故B正确；燃料电池 是将化学能转化为电能的装置，故C错误；原电池工作时，阳离子移向正极，故向电极 移动， 故D正确。 题型3 燃料电池 50 5.如图是一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为 。下列有关说法正确的是 ( ) C A.检测时，电解质溶液中的 向负极移动 B.若有电子转移，则消耗 氧气（标准状况下） C.电池总反应： D.正极上发生的反应： 题型3 燃料电池 51 解析 由题中信息知，负极反应式为 ，电解质溶液 呈酸性，则正极反应式为，电解质溶液中的 向正极移动，A、D错误； 根据正极反应式，每转移电子，消耗氧气，即标准状况下 ，B错误；根据 电池的正、负极反应式可知电池的总反应为 ，C正确。 题型3 燃料电池 52 【关键点拨】燃料电池正极反应的本质基本都是 ，在不同的电解质溶液中， 具体形式有所不同，因此书写正极反应式时应特别注意电解质的状态和电解质溶液的酸碱性。 题型3 燃料电池 53 2 课时2 化学电源 刷提升 54 1.[河南开封2024高二期中] 热激活电池（又称热电池）可用作火箭、导 弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的 无水 混合物受热熔融时，电池可瞬间输出电能，该电池总反应 为 。关于该电池的说法错误的 是( ) B A.正极反应物为 B.放电过程中， 向钙电极移动 C.负极的电极反应为 D.常温时，在正、负极之间连上电流计，指针不偏转 55 解析 根据电池总反应分析知，硫酸铅电极为正极，硫酸铅得到电子发生还原反应生成铅和 ， A正确；钙电极为热激活电池的负极，硫酸铅为正极，放电过程中， 向硫酸铅电极移动，B错 误；钙失去电子发生氧化反应生成钙离子，电极反应式为 ，C正确；常温下， 电解质不能电离出自由移动的离子，则题给装置不能形成闭合回路构成原电池，所以电流计指针 不偏转，D正确。 56 2.法国科学家发明了第一块可植入人体并为人造器官提供电能的葡萄糖生物燃料电池，其基本原 理是葡萄糖和氧气在人体中酶的作用下发生反应 （酸性环境）。 下列说法不正确的是( ) D A.葡萄糖的结构简式为 B.该电池工作时， 从负极区向正极区移动 C.该电池负极的电极反应式为 D.该电池可用 的硫酸溶液作电解质溶液 57 解析 葡萄糖的结构简式为 ，A正确；原电池工作时，阳离子向正极移动，则 该燃料电池中氢离子从负极区向正极区移动，B正确；该电池中葡萄糖在负极失去电子发生氧化 反应生成二氧化碳，电极反应式为 ，C正确； 的硫酸属于浓硫酸，具有脱水性，会使葡萄糖脱水炭化，使葡萄糖生物燃料电池无法 正常工作，则该电池不可用 的硫酸作电解质溶液，D错误。 58 3.[江苏常州联盟2024高二调研] 一种电化学“大气固碳”电池工作 原理如图所示，该电池在充电时，通过催化剂的选择性控制，只有 发生氧化，释放出和 ，下列说法不正确的是( ) B A.图中 的移动方向是放电时的移动方向 B.充电时阳极发生的反应为 C.该电池不可选用含 的水溶液作电解液 D.该电池每循环充、放电一次，转移电子各 ，理论上可固定标 准状况下 59 【思路导引】由题意知，充电时， 在B极放电，发生失电子的氧化反应，则充电时，电极A 作阴极，电极B为阳极。充电时的阳极为放电时的负极，故放电时，电极A为原电池的负极，锂在 负极失去电子，发生氧化反应生成锂离子，电极B为正极，题图中放电时只充入了 及电极B有 C存在，则放电时，二氧化碳在正极得到电子和 反应生成碳和碳酸锂。 60 解析 放电时，锂离子向正极移动，即由电极A移向电极B，与题图相符，A正确；充电时，电极 B为阳极，由题干信息知碳酸锂在阳极失去电子，发生氧化反应生成锂离子、二氧化碳和氧气， 电极反应式为 ，B错误；金属锂会与水反应生成氢氧化锂 和氢气，所以该电池不可选用含锂离子的水溶液作电解液，C正确；由思路导引知，放电时，正 极的电极反应式为 ，结合B项分析知，该电池每循环充、放 电一次，转移电子各时，充电消耗，放电释放，即理论上可固定 二氧化碳，标准状况下体积为 ，D正确。 61 4.利用反应 构成的电池，既能实现 有效减少氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能， 装置如图所示。下列说法不正确的是( ) D A.电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极 B.电极A上发生氧化反应，电极B为正极 C.当有被处理时，转移电子的物质的量为 D.电极A上的电极反应式为 62 解析 由原电池反应可知，反应中中氮元素化合价降低， 得电子，中氮元素化合价升高， 失电子，则电极A为负极，电极B为正极，据此分析解题。 该原电池中，电流从右侧电极B（正极）经过负载后流向左侧电极A（负极），A正确；由分析 知， 在电极A上发生氧化反应，电极B为正极，B正确；电极B的电极反应式为 ，则消耗时，转移电子，C正确； 在 电极A上发生失电子的氧化反应生成 ，碱性条件下的电极反应式为 ，D错误。 63 5.我国科学家开发出了一种 电池系统，该电池同 时具有合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示。 下列说法中错误的是( ) C A.电极电势：电极 电极 B. 电极的反应式为 C.电池工作一段时间后，正极区溶液的 减小 D.电子流向：电极 负载 电极 64 解析 由题图可知，该电池可以合成氨， 电极的电极反应式为 ，该电极为正极， 电极为负极，正极电势高于负极电势， A正确；电极的反应式为 ，B正确；根据题图及A项分析， 正极反应会将从双极膜中迁移过来的全部消耗，且产生的 会部分溶解，所以正极区溶液的 不会减小，C错误；电子流向：负极（电极） 负载 正极（ 电极），D正确。 65 6.[湖南长沙雅礼中学2023高二期中] 我国学者研发的高效过氧化氢-尿素电池的反应原理装置图如图： 装置工作时，下列说法错误的是( ) C A.极电势比 极电势低 B.向正极迁移的主要是，产物为 C. 极上发生反应： D.负极反应式为 66 解析 分析题图可得，氮元素化合价由价变为0价，化合价升高， 失电子发生氧化反 应，则极为负极，极为正极，正极上中 元素得电子发生还原反应。负极 电势比正极电势低，则 极电势较低，故A正确；阳离子交换膜只允许阳离子通过，原 电池中，阳离子向正极迁移，则向正极迁移的主要是，产物为，故B正确； 极 上发生反应： ，故C错误；结合题图所示负极的物质转化关系可得， 负极反应式为 ，故D正确。 67 7.[江苏扬州大学附中2024高二期中] 高铁电池的总反应为 。图甲 是高铁电池的模拟实验装置： （1）①该电池放电时正极产生 ，正极反应式为____________________________________ ______。 解析 由电池总反应可知，发生还原反应，C为原电池正极， 为负极，正极的电极反应 式为 ；负极的电极反应式为 。 ②盐桥中盛有含饱和 溶液的琼脂，此盐桥中氯离子向____（填“左”或“右”）移动。 右 解析 原电池中，阴离子移向负极，则盐桥中的 移向右侧烧杯。 68 （2）图乙为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出 高铁电池的优点有__________________________________________ （任写一条）。 使用时间长、工作电压稳定（答出一条即可） 解析 对比题图乙中两条曲线可知，高铁电池的放电时间长，且放电时 的电压稳定。 69 8.（1）甲醇燃料电池结构简单、能量转化率高，工作原理如图甲所示。 加入的 是______（填名称），该电极的名称是____（填“正”或“负”） 极，其电极反应式为___________________________________。 甲醇 负 解析 根据题图甲，在左侧电极上失去电子发生氧化反应，所以 是甲 醇，左侧电极是负极，电极反应式为 。 70 （2）我国科学工作者从环境污染物中分离出一株假 单胞菌，该菌株能够在分解有机物的同时产生电能， 其原理如图乙所示。 ①该电池的电流方向：由____（填“左”或“右”， 下同）侧电极经过负载流向____侧电极。 右 左 解析 从题图乙中可以看出，右侧得电子转化为 ，所以右侧为正极，左侧为负极，电流由 右侧电极经过负载后流向左侧电极。 ②当参与电极反应时，从左侧穿过质子交换膜进入右侧的数目为___ 。 4 解析 正极的电极反应式为，当参与反应时转移 电子， 故从左侧穿过质子交换膜进入右侧的数目为 。 71 9.[广东惠州四校2023高二联考] 微生物脱 盐池是一种高效、经济的能源装置，利用微 生物处理有机废水获得电能，同时可实现海 水淡化。现以氯化钠溶液模拟海水，采用惰 性电极，用如图所示装置处理有机废水 （以含 的溶液为例），下列说法正 确的是( ) C A.该电池可在高温环境下工作 B. 为阴离子选择性交换膜 C.负极反应式为 D.每消耗（标准状况）空气，有 电子转移 72 解析 该装置为微生物脱盐池，温度过高会导致微生物死亡，海水淡化效果变差，A错误；由题 图可知，正极发生反应： ，正极得电子，由电荷守恒可知，正极区需 要补充阳离子，所以是阳离子选择性交换膜，B错误；负极上 失电子，发生氧化反应 生成二氧化碳，同时生成氢离子，电极反应式为 ，C正 确；每消耗氧气转移电子，则消耗标准状况下（即）转移 电 子，但空气中的体积分数只有约，故消耗标准状况下 空气时，转移电子的物质的量 小于 ，D错误。 73 1 第一节综合训练 刷能力 74 建议用时：30分钟 1.[福建泉州2023高二月考] 某同学设计出一种原电池，其工作原理如图 所示。下列说法不正确的是( ) D A.该装置将化学能转化为电能 B.负极的电极反应式为 C.电池的总反应为 D.盐桥（装有含饱和溶液的琼胶）中 向右移动 75 解析 该装置是原电池，可将化学能转化为电能，A正确；根据电子的移动方向可以推断出，左 侧电极为负极，电极反应式为 ，B正确；正极上的电极反应式为 ，将正、负极反应式相加可得电池总反应： ，C正确；左侧电极 为负极，右侧电极为正极，原电池中，阴离子向负极移动，所以 应该向左移动，D错误。 76 2.由于安全以及价格方面的优势，水系锌离子电池被普遍认为是锂离子电 池在大规模储能设备领域的替代品，其中一种电池工作原理如图所示。下 列说法错误的是( ) A A.工作时，移向 极 B.锌是负极，发生氧化反应 C.正极的电极反应式为 D.工作时，电流流动方向： 电灯泡溶液 77 解析 根据题图可知为负极，为正极，失去电子变为进入溶液，溶液中 向负极 电极移动，A错误；为负极，失去电子，发生氧化反应，B正确； 为正极，得到电子变为 单质和，电极反应式为，C正确；电池工作时，电流从正极 开始经外 电路流向负极 ，溶液中阴离子向负极定向移动，阳离子向正极定向移动，从而形成闭合回路， 故该电池工作时，电流方向： 电灯泡溶液 ，D正确。 78 3.[湖南长沙一中2024高二入学考试] 锂-铜空气燃料电池容量高、 成本低。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，放电时 发生反应： ，下列说法不 正确的是( ) A A. 为负极，也可将有机电解质换成氯化锂水溶液 B.放电时，正极的电极反应式为 C.放电时，透过固体电解质向 极移动 D.整个反应过程中，总反应为 79 【思路导引】由放电的反应方程式可知，锂为燃料电池的负极，锂失去电子发生氧化反应生成锂 离子，电极反应式为 ；铜为燃料电池的正极，通入空气，空气中的氧气与铜反应 生成氧化亚铜，反应方程式为 ，在水分子的作用下氧化亚铜得到电子，发生 还原反应生成铜和氢氧根离子，电极反应式为 ，则整个反应 过程中铜为燃料电池的催化剂，总反应为锂与氧气和水反应生成氢氧化锂，化学方程式为 。 80 解析 锂能与水反应生成氢氧化锂和氢气，所以不能将有机电解质换成氯化锂水溶液，A错误； 由思路导引知，B正确；放电时，锂为燃料电池的负极，铜为正极，则 透过固体电解质向铜极 移动，C正确；由思路导引知，D正确。 81 4.[北京清华附中2023高二月考] 世界某著名学术刊物介绍了 一种新型中温全瓷铁-空气电池，其结构如图所示。下列有 关该电池放电时的说法正确的是( ) D A.由极移向 极 B.正极的电极反应式为 C.若有 （标准状况）空气参与反应，则电路中有 电子转移 D.铁表面发生的反应为 82 解析 由新型中温全瓷铁-空气电池的装置图可知， 极通入空气，空气中氧气得电子，发生还原 反应生成，极为正极；铁与反应生成氢气，氢气在 极失电子，发生氧化反应生成 ，极为负极。原电池中，阴离子向负极移动，由正极移向负极，即由极移向 极， 故A错误；极电极反应式为，故B错误；标准状况下， 空气的物质的量 为，则参与反应的氧气约为，电路中转移 电子，故C错误；由新型中温全瓷 铁-空气电池的装置图可知，铁表面发生的反应为 ，故D正确。 83 5.[重庆巴蜀中学2024高二月考] 肼 是一种可燃性液体，以 其为原料的燃料电池具有产物无污染的特点，其工作原理如图所 示。电解质溶液为的 溶液，下列叙述正确的是 ( ) C A. 电极为负极 B.电极消耗，电极消耗的为 C.电极的电极反应式： D.若离子交换膜为阳离子交换膜，则消耗 的质量与正极区电解质溶液增加的质量相等 84 解析 燃料电池中，为燃料，则 电极为负极，在负极发生氧化反应： ，氧气发生还原反应：，则 电 极为正极，A错误，C正确；根据电极反应式分析，，极消耗时， 极 消耗，B错误；若离子交换膜为阳离子交换膜，负极区的 移向正极区，则正极区 电解质溶液增加的质量为参与反应的和移入的的总质量，由B项分析及、 的摩尔质 量知，消耗的与参与反应的的质量相等，则消耗的 与正极区电解质溶液增加的质量 不相等，D错误。 85 【归纳总结】原电池正极和负极的判定方法 86 6.[天津河北区2023高二期末] 一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理 如图所示。下列有关该电池的说法中正确的是( ) B A.反应中，每消耗转移 电子 B.电极B上发生的电极反应为 C.电池工作时， 向电极B移动 D.电极A上参与的电极反应为 87 解析 由题中的化学方程式可知，每消耗转移 电子，A错误；由题图可知，电极B 上得到电子并与反应生成，即电极B为正极，则电极A为负极， 向负极移动， 向电极A移动，B正确，C错误；电解质为熔融的碳酸盐，不含，电极A上 参与的电极 反应为 ，D错误。 88 7.[山东枣庄2024高二月考] 由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池。 利用浓差电池电解硫酸钠溶液可同时制得氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，其装置如图所示 （、电极均为石墨电极）。下列说法正确的是（已知：溶液A为 溶液；溶 液B为 溶液）( ) D A.电池放电过程中 为正极，电极反应 为 B.、 离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴 离子交换膜 C. 电极的石墨电极可用金属铜电极代替 D.电池从开始工作到停止放电，电解池理论 上可制得 氢氧化钠 89 解析 浓差电池为因同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池，溶液B浓度大，故 为正 极，正极反应式为，为负极，负极反应式为 ，溶液B中的 硝酸根离子由右池透过阴离子交换膜进入左池，故A错误； 极与正极相连，发生氧化反应，电极 反应式为，硫酸根离子透过离子交换膜进入极区，即离子交换膜 为 阴离子交换膜，极与负极相连，发生还原反应，电极反应式为 ，钠 离子透过离子交换膜进入极区，即离子交换膜为阳离子交换膜，故B错误； 电极的石墨电极 用金属铜电极代替时铜会溶解，得不到氧气，故C错误；浓差电池中左右两边溶液中 浓度相 同时，电池停止工作，溶液A中 ，溶液B中 ，放电时A中增加，B中减少，当两溶液中 物质的 量为时，停止放电，此时B中减少 ，由电极反应 式可知，电路中转移电子数为，由 极反应式 可知，生成氢氧化钠，质量为 ， 故D正确。 90 8.[北京丰台区2024高二期中联考] 微生物电池可用来处 理废水中的对氯苯酚，原理如图所示。 （1）该电池放电时，向___（填“”或“ ”）极迁移。 解析 在微生物电池中，在电极上失去电子，被氧化，则电极为负极， 电极为正极； 原电池中阳离子向正极移动，即向 极移动。 （2）极上生成 的电极反应为_________________________________________。 解析 极上失去电子被氧化生成 的电极反应： 。 91 （3）已知 极的电极反应为 ，经处理后的水样中要求对氯 苯酚的含量小于。若废水中对氯苯酚的含量是，则处理 废水，至少添 加的物质的量为____________ （溶液体积变化忽略不计）。 解析 若废水中对氯苯酚的含量是 ，经处理后的水样中对氯苯酚的含量小于 ，由于废水的体积是 ，则反应消耗对氯苯酚的物质的量至少是 ，根据 极的电极反应式： ，可知反应过 程中转移电子的物质的量是 ，由于同一闭合回路中电子转移数目相等，因此当 电路中转移电子时，结合极的电极反应式可知需要添加 的物质的量 是 。 92 9.随着环境问题的日益加剧，用原电池原理解决大气污染的方法得到广泛 的应用。 （1）某实验室将汽车尾气、转化为 的原理如图甲所示，其 中A、B为多孔导电材料。 ①A电极为______（填“正极”或“负极”）。 负极 解析 根据题意，尾气、在A电极上转化为，、 失电子，被氧化，所以A电 极为负极。 93 ②B电极附近硝酸的浓度会______（填“增大”“减小”或“不变”）。 减小 解析 B电极的电极反应式为，转移时消耗 ，此时有 从左侧经过质子交换膜进入右侧，右侧溶液中硝酸的物质的量不会发生改变，但由于生 成水，所以B电极附近硝酸的浓度减小。 94 （2）为缓解温室效应，科学家利用人工模拟光合作用合成甲酸的原理 为 ，其装置如图乙所示。电极2的 电极反应式为____________________________。若将质子膜换成阴离子 交换膜，则该电池______（填“能”或“不能”）正常工作。 不能 解析 根据题意可知电极2上被还原为，电极反应式为 ； 该装置工作时，电极1上的反应为 ，生成的氢离子会迁移到电极2参与 电极反应，若将质子膜换成阴离子交换膜，质子无法通过阴离子交换膜，不能平衡电荷，正极上 无法按照原来的路径反应，不能制备 。 95 $$