暑假作业13 理解原电池 新型电池-【暑假分层作业】2024年高二化学暑假培优练（2025届一轮复习通用）

限时练习：60min 完成时间： 月 日 天气： 暑假作业13 理解原电池 新型电池 【知识梳理】 一、知识结构 1.原电池的知识关联 2.单液原电池工作原理（以铜-锌-硫酸溶液原电池为例） 3.离子交换膜的分类和应用 二、 核心知识 1.原电池的工作原理 （1）能量转化：化学能―→电能。 （2）原电池的构成 反应 能自发进行的氧化还原反应（一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应） 电极 一般是活泼性不同的两电极（金属或石墨） 介质 电解质溶液或熔融电解质或某离子导体等 闭合回路 两电极直接或间接接触插入介质 （3）示例：图甲和图乙是铜锌原电池装置示意图。 电极名称 负极 正极 电极材料 Zn片 Cu片 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流向 由Zn片沿导线流向Cu片 盐桥中离子移向 盐桥中含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极 两装置差异 两装置的不同之处：甲中还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗；乙中还原剂Zn与氧化剂Cu2＋不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长，电流效率高。 2.原电池原理的应用 （1）加快化学反应速率 一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率加快。如在Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液构成原电池，反应速率加快。 （2）金属的防护 使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护，如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。 （3）比较金属活动性强弱 两种金属分别作原电池的两极并浸入H2SO4稀溶液中时，作负极的金属比作正极的金属活泼。 注意：Mg、Al作电极浸入NaOH溶液中，Al作负极 （4）设计制作化学电源 ①首先将氧化还原反应分成两个半反应。 ②根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。 3.化学电源 （1）一次电池 ①碱性锌锰电池 碱性锌锰电池的负极是Zn，正极是MnO2，电解质是KOH，其电极反应如下： 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2； 正极：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－； 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn（OH）2。 ②银锌电池 银锌电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，其电极反应如下： 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2； 正极：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－； 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn（OH）2＋2Ag。 （2）二次电池 ①铅酸蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2。总反应为Pb（s）＋PbO2（s）＋2H2SO4（aq）2PbSO4（s）＋2H2O（l）。 ②锂离子电池 一种锂离子电池，其负极材料为嵌锂石墨（LixCy），正极材料为LiCoO2（钴酸锂），电解质溶液为LiPF6（六氟磷酸锂）的碳酸酯溶液（无水）。 （3）燃料电池 ①特点：连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能。常见燃料有H2、烃、肼、烃的衍生物、NH3、煤气等。电能转化率超过80%。 ②氢氧燃料电池 酸性 碱性 负极反应式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极反应式 O2＋4H＋＋4e－===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 电池总反应式 2H2＋O2===2H2O 【思维方法】 1.原电池的工作原理思维方法 注意：①若有盐桥，盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。 ②若有交换膜，离子可选择性通过交换膜，如阳离子交换膜，阳离子可通过交换膜移向正极。 ③“电子不下水，离子不上岸” 2.新型燃料电池的分析方法 3.二次电池题目的解答方法 （1）二次电池有放电和充电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。 （2）放电时的负极反应和充电时的阴极反应互为逆反应，放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反应。将负（正）极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴（阳）极反应式。 （3）充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断 放电 阳离子正极，阴离子负极 充电 阳离子阴极，阴离子阳极 总之： 阳离子发生还原反应的电极 阴离子发生氧化反应的电极 【思维模型】 1.原电池正极和负极的确定解题模型 2.二次电池的解题模型 因此，充电时电极的连接可简记为“负接负后作阴极，正接正后作阳极”。 3.含离子交换膜电化学装置题解题模型 4.原电池电极反应式的书写模型 5.电化学计算的三种方法模型 1．（2024·山东烟台·三模）一种“氯介导电化学pH变化”系统可通过调节海水的pH去除海水中的，工作原理：。该装置由甲、乙两系统串联而成，可实现充放电的交替运行。甲系统放电时的原理如图所示，下列说法错误的是 A．甲系统充电时，电路中每通过2mol电子，m电极质量增加71g B．甲系统放电时，a电极的电极反应式为 C．乙系统放电时，海水中的从n电极移向m电极 D．乙系统充电时，若电路中通过3mol电子，理论上可产生标准状况下44.8L 【答案】D 【分析】由图知，甲系统放电时，a为负极，电极反应式为，b极为正极，电极反应式为，乙系统放电时，m极为正极，电极反应式为，n为负极，电极反应式为，据此回答。 【详解】A．甲系统充电时，m极的电极反应式为，电路中每通过2mol电子，m电极质量增加71g，A正确； B．由分析知，甲系统放电时，a电极的电极反应式为，B正确； C．乙系统放电时，海水中的从负移向正极移动，故由从n电极移向m电极，C正确； D．乙系统充电时，若电路中通过3mol电子，由电极反应式，，，，理论上可产生标准状况下小于44.8L，D错误； 故选D。 2．（2024·广西南宁·二模）“挖掘文物价值，讲好中国故事。”下列文物在潮湿空气中易发生电化学腐蚀的是 A．先锋煲(陶) B．曜变天目碗(瓷) C．铁足大铜鼎 D．六棱柱形水晶穿珠 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】先锋煲、曜变天目碗、六棱柱形水晶穿珠的主要成分都是无机非金属材料，而铁足大铜鼎的主要成分是金属材料，所以铁足大铜鼎在潮湿空气中易发生电化学腐蚀被损耗，故选C。 3．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）2012年9月25日开始服役的我国首艘航母辽宁舰采用模块制造再焊接组装而成。实验室模拟海水和淡水对焊接金属材料的影响，结果如图所示。下列分析正确的是 A．舰艇腐蚀主要是因为发生了化学腐蚀 B．图甲是海水环境下的腐蚀情况 C．腐蚀时负极反应为： D．焊点附近可用锌块打“补丁”延缓腐蚀 【答案】D 【分析】由图可知，该腐蚀过程是因为形成了原电池，Fe比Sn活泼，Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，Sn作正极被保护，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，据此作答。 【详解】A．舰艇被腐蚀是因为形成了原电池，发生了电化学腐蚀，故A错误； B．海水中含有电解质浓度大，腐蚀速度快，故乙为海水环境下的腐蚀情况，甲为淡水环境下的腐蚀情况，故B错误； C．Sn作正极被保护，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故C错误； D．焊点附近用锌块打“补丁”，Zn比Fe活泼，Zn作负极，Fe作正极被保护，可延缓腐蚀，故D正确； 故选：D。 4．（2024·四川成都·三模）科学家设计如图装置获取氢能源和电能。其中a极为Pt电极，电解质溶液为KOH溶液。下列说法错误的是 A．当闭合时，N可能是用电器 B．c电极发生 C．当闭合时，溶液中的向a极移动 D．先后闭合，当电路中通过的电量相同时，b极质量几乎不变 【答案】C 【分析】由图可知，碱性条件下，水生成氢气的过程是非自发过程，锌生成的过程是自发过程，则当K和K1相接时，M是直流电源，该装置为电解池，a极为直流电源负极相连的阴极，b极为阳极；当K和K2相接时，该装置为原电池，N是用电器，c极为原电池的负极，b极为正极。 【详解】A．由分析可知，当K和K2相接时，该装置为原电池，N是用电器，故A正确； B．由分析可知，c极为原电池的负极，电极反应式为：，故B正确； C．由分析可知，当K和K1相接时，该装置为电解池，a极为阴极，b极为阳极，氢氧根离子向阳极b极迁移，故C错误； D．由分析可知，当K和K1相接时，该装置为电解池，b极为阳极，电极反应式为：Ni(OH)2-e-=NiOOH+H+，当K和K2相接时，该装置为原电池，b极为正极，电极反应式为：NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-，先后闭合K1、K2，当电路中通过的电量相同时，Ni(OH)2转化为NiOOH后又生成回Ni(OH)2，电极质量几乎不变，故D正确；故选C。 5．（2024·重庆荣昌·模拟预测）装置甲是将废水中的乙醛()在微生物作用下转化成的装置，可同时利用此装置与装置乙制备“84”消毒液。 下列说法错误的是 A．装置甲为原电池，N极为正极 B．制备“84”消毒液时，Y接口与a接口相连 C．M极上发生反应的电极反应式为 D．若M极消耗乙醛，则理论上生成质量为 【答案】B 【分析】由图可知，装置甲为化学能转化为电能的的原电池，电极M为原电池的负极，微生物作用下乙醛溶液在正极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3CHO＋3H2O－10e－=2CO2↑＋10H＋，电极N为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2+4e—+4H+=2H2O；装置乙为电解制备“84”消毒液的电解池，与负极M的接口X相连接口a的电极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e—=H2↑＋2OH—，与正极N的接口Y连接接口b的电极为阳极，电极反应式为Cl2—2e—＋4OH—=2ClO—+2H2O。 【详解】A．由分析可知，装置甲为化学能转化为电能的的原电池，电极M为原电池的负极，电极N为正极，故A正确； B．由分析可知，装置乙为电解制备“84”消毒液的电解池，与负极M的接口X相连接口a的电极为阴极，故B错误； C．由分析可知，装置甲为化学能转化为电能的的原电池，电极M为原电池的负极，微生物作用下乙醛溶液在正极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3CHO＋3H2O－10e－=2CO2↑＋10H＋，故C正确； D．由分析可知，消耗乙醛的电极反应式为CH3CHO＋3H2O－10e－=2CO2↑＋10H＋，生成次氯酸钠的电极反应式为Cl2—2e—＋4OH—=2ClO—+2H2O，由得失电子数目守恒可知，M极消耗0.1mol乙醛时，装置乙中生成次氯酸的质量为0.1mol×5×74.5g/mol=37.25g，故D正确；故选B。 6．（2024·湖南衡阳·模拟预测）我国科学家研究出一种新型水系电池(甲装置)，既能实现乙炔加氢，又能发电。用该电池作为电源处理废水，实现将苯酚氧化为和(乙装置)。 已知：放电时，转化为。羟基自由基是自然界中氧化性仅次于氧化剂。下列说法错误的是 A．甲、乙两装置相互连接时，极应接极 B．放电时，苯酚在电极上失电子被氧化 C．放电时，甲装置极区溶液的逐渐减小 D．相同时间内，c、两极产生气体的体积比(相同条件下)为 【答案】B 【分析】由图可知，Zn元素价态升高失电子，故b极为负极，电极反应式为Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，a为正极，电极反应式为C2H2+2e-+2H2O=C2H4+2OH-； 【详解】A．甲装置中，a极为正极，b极为负极。乙装置为电解池，c极为阴极，d极为阳极。因此a极应接d极，A正确； B．右侧为电解池装置，d极区为阳极，苯酚失电子氧化为和，B错误； C．b极发生的电极反应为Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，放电时，正极区溶液中的OH-通过阴离子交换膜进入负极区溶液中，所以负极区溶液中的n(OH-)保持不变，但由于负极区有水生成，负极区溶液中的c(KOH)逐渐减小，碱性逐渐减弱，pH逐渐减小，C正确； D．根据电子得失守恒可写出关系式：28e-~14H2~6CO2，故相同时间内，c、d两极产生气体的体积比(相同条件下)为14:6=7:3，D正确；故选B。 7．（2024·辽宁大连·二模）南开大学陈军团队成功研发出一种以两性羟基乙酸铝为电解质的二次电池。两性羟基乙酸铝具有和双极电离能力，该电池充电时的原理如下图所示，下列说法错误的是 A．放电时，N极发生还原反应 B．放电时，负极的电极方程式为： C．充电时，电极M连接电源负极 D．充电时，当两性羟基乙酸铝电离出时，阳极板质量增加2g 【答案】D 【分析】由图可知，充电时，与直流电源负极相连的电极M为阴极，酸性条件下AQ在阴极得到电子发生还原反应生成H2AQ，电极N为阳极，碱性条件下氢氧化镍在阳极失去电子发生氧化反应生成碱式氧化镍和水；则放电时，电极M为原电池的负极，H2AQ在负极失去电子发生氧化反应生成AQ和氢离子，电极N为正极，水分子作用碱式氧化镍在正极得到电子发生还原反应生成氢氧化镍和氢氧根离子。 【详解】A．由分析可知，放电时，电极N为正极，水分子作用碱式氧化镍在正极得到电子发生还原反应生成氢氧化镍和氢氧根离子，故A正确； B．由分析可知，放电时，电极M为原电池的负极，H2AQ在负极失去电子发生氧化反应生成AQ和氢离子，电极反应式为，故B正确； C．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的电极M为阴极，故C正确； D．由分析可知，充电时，电极N为阳极，碱性条件下氢氧化镍在阳极失去电子发生氧化反应生成碱式氧化镍和水，电极反应式为Ni(OH)2—e—+OH—=NiO(OH)+ H2O，则当两性羟基乙酸铝电离出2mol氢离子时，阳极板质量减少2g，故D错误；故选D。 8．（2024·广东·三模）糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是 A．脱氧过程是吸热反应 B．脱氧过程中铁电极反应为： C．脱氧过程中碳电极上发生还原反应 D．含有铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气(标准状况) 【答案】C 【分析】Fe、C和NaCl溶液构成原电池，发生吸氧腐蚀，Fe易失电子作负极，C作正极，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+、正极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-，生成的亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧化生成氢氧化铁，根据电极反应以及电子守恒进行计算即可； 【详解】A．该装置构成原电池，原电池反应为放热反应，所以去脱氧过程为放热反应，故A错误； B．脱氧过程中铁作原电池负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，故B错误； C．C作正极，正极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-，发生的是还原反应，故C正确； D．负极反应式为Fe-2e-=Fe2+、正极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-，铁粉最终失去的电子为0.06mol，吸收的氧气的物质的量0.015mol，为，故D错误。 答案选C。 9．（2024·山西·模拟预测）南京大学金钟课题组利用三氟甲磺酸根阴离子(OTF-)的氧化作用制备了均匀沉积的单质碘正极材料，并在此基础上进一步制备了电极/电解液共生的水系锌-碘电池，其工作原理如图所示： 下列说法正确的是 A．充电时，碘宿主电极为阴极 B．充电时，阳极电极反应式为 C．放电时，向右迁移 D．放电时，锌的质量减少时，有离开碘宿主电极 【答案】B 【分析】由锌-碘电池的工作原理可判断，放电时为原电池，碘宿主电极上碘元素化合价降低，碘宿主电极为正极，锌做负极，充电时做电解池，阳极与正极相连，阴极与负极相连。 【详解】A ．放电时，碘宿主电极上碘元素化合价降低，被还原，则为正极，故充电时为阳极，A项错误； B．充电时，碘宿主阳极上发生氧化反应生成，电极反应式为，B项正确； C．放电时，锌为负极，阴离子向负极即左迁移，C项错误； D．放电时，锌的质量减少时，有电子转移，正极反应式为，消耗0.3mol碘单质，有离开碘宿主电极，D项错误；故选B。 10．（2024·四川雅安·模拟预测）一种新型铁—铬液流电池的工作原理如下图所示，已知的还原性比强，下列说法正确的是 A．放电时，电极a为正极 B．放电时，当电路中通过电子时，II区质量净增 C．充电时，阳极反应式为 D．隔膜应选用阴离子交换膜 【答案】A 【分析】已知Cr2+的还原性强于Fe2+，故放电时，Cr2+失电子生成Cr3+，此时电极b为负极，电极a为正极，充电时，电极b为阴极，Cr3+得电子生成Cr2+，电极a为阳极。 【详解】A．已知Cr2+的还原性强于Fe2+，故放电时，Cr2+失电子生成Cr3+，此时电极b为负极，电极a为正极，A正确； B．放电时，电极b为负极，电极a为正极，则氢离子向Ⅰ区移动，Ⅱ区质量减小而不是增加，B错误； C．充电时，电极a为阳极，阳极上Fe2+失电子生成Fe3+，电极反应为Fe2+-e-=Fe3+，C错误； D．从图中可知，氢离子通过隔膜在Ⅰ区和Ⅱ区之间移动，因此隔膜为阳离子交换膜，D错误；故选A。 11．（2024·重庆·模拟预测）一种碳酸铅电池示意图如图所示，电池总反应为：3PbO2+3Pb+4H2O+42Pb3C2O7+8OH—，其中Pb3C2O7可表示为PbO·2PbCO3，下列说法正确的是 A．充电时，阳极上有Pb3C2O7产生 B．放电时，导线中电子迁移方向为PbO2→Pb C．充电时，理论上转移0.1mol电子，阴极的质量增加20.7g D．放电时，正极反应为3PbO2+2+5H2O+6e—=Pb3C2O7+10OH— 【答案】D 【分析】由总反应方程式可知，铅电极为原电池的负极，碳酸根离子和氢氧根离子作用下铅失去电子发生氧化反应生成Pb3C2O7，电极反应式为3Pb—6e—+2+2OH—= Pb3C2O7+H2O，二氧化铅电极为正极，碳酸根离子和水分子作用下二氧化铅在正极得到电子发生还原反应生成Pb3C2O7，电极反应式为3PbO2+2+5H2O+6e—=Pb3C2O7+10OH—；充电时，与直流电源负极相连的铅电极为电解池的阴极，二氧化铅电极为阳极。 【详解】A．由分析可知，二氧化铅电极为阳极，碱性条件下Pb3C2O7在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化铅、碳酸根离子和水，故A错误； B．由分析可知，放电时，铅电极为原电池的负极，二氧化铅电极为正极，则导线中电子迁移方向为Pb→PbO2，故B错误； C．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的铅电极为电解池的阴极，水分子作用下Pb3C2O7在阴极得到电子发生还原反应生成铅、碳酸根离子和氢氧根离子，电极的质量减小，故C错误； D．由分析可知，放电时，二氧化铅电极为正极，碳酸根离子和水分子作用下二氧化铅在正极得到电子发生还原反应生成Pb3C2O7，电极反应式为3PbO2+2+5H2O+6e—=Pb3C2O7+10OH—，故D正确；故选D。 12．（2024·辽宁大连·二模）中国海洋大学科学家发现海泥细菌电池的电压可以高达0.8V，在这种海水/海泥界面存在的天然电压驱动下，海泥细菌产生的电子可以源源不断的传输出来，持续产生电能。下列说法错误的是 A．电极电势：A＜B B．天然的海泥层和海水层分别为负极和正极的导电介质 C．海底沉积层可发生反应： D．海底沉积层/海水天然界面作为“质子交换膜材料”，不需要任何人工膜材料 【答案】A 【分析】由图示可知，电极A上氧气转化成水，氧元素化合价降低，发生还原反应，即电极A为正极，则电极B为负极。 【详解】A．电极A为正极，电极B为负极，正极电势高于负极电势，所以电极电势：A＞B，故A错误； B．电极A为正极，电极B为负极，天然的海泥层和海水层分别为负极和正极的导电介质，故B正确； C．由图示可知，海底沉积层CH2O转化为CO2，所以海底沉积层可发生反应：，故C正确； D．负极电极反应式为HS--2e-=S↓+H+，生成的H+向正极移动，即H+从海底沉积层通过交接面向海水层移动，所以海底沉积层/海水天然界面作为“质子交换膜材料”，不需要任何人工膜材料，故D正确； 故选：A。 13．（2024·浙江·模拟预测）钠硫电池是室温低成本、高比能量能源存储系统的重要部件，其结构如图。下列说法不正确的是 A．充电时，电极连接电源的负极，得到电子，发生还原反应 B．充电时，电极的电极反应为 C．放电时，当熔融多硫化钠盐反应转移电子时，电极A中液态钠减轻 D．放电时，增大两电极之间的距离可以增大电池的放电电压 【答案】D 【分析】根据放电时电流方向可知，放电时为原电池，电极A是负极，B是电池的正极，负极上Na失电子生成Na+，负极反应式为Na-e-=Na+，正极反应式为2Na++xS+2e-=Na2Sx，电池总反应为2Na+xS═Na2Sx，放电时阳离子移向正极、阴离子移向负极；充电时为电解池，原电池正负极接电源的正负极，负极变为阴极、正极变为阳极，阴极反应为Na++e-=Na，阳极反应为Na2Sx-2e-=2Na++xS，据此分析解答。 【详解】A．由分析可知，充电时，电极连接电源的负极，得到电子，发生还原反应，电极反应为Na++e-=Na，A正确； B．由分析可知，充电时，电极与电源正极相连，为阳极，发生氧化反应，电极反应为，B正确； C．放电时，当熔融多硫化钠盐反应转移电子时，电极A是负极，负极反应式为Na-e-=Na+，则有1molNa+流向正极，既电极A中液态钠减轻1mol×23g/mol=23g，C正确； D．放电时，增大两电极之间的距离将增大内电阻和内电动势，既将导致减小电池的放电电压，D错误； 故答案为：D。 14．（2024·浙江杭州·模拟预测）化学性质类似NH4Cl的盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂，工业上主要采用如图甲所示的方法制备，其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图乙所示。图丙是用图甲的电池电解处理含有Cl-、的酸性废水的装置，下列说法正确的是 A．图甲电池工作时，Pt电极是正极 B．图乙中，A为H+，B为NH3OH+ C．电极b接电源负极，处理1mol，电路中转移5mole- D．电池工作时，每消耗2.24LNO(标准状况下)，左室溶液质量增加3.0g 【答案】B 【分析】Pt电极为负极，发生反应：H2-2e-=2H+；含铁的催化电极为正极，发生反应：NO+3e-+4H++Cl-→NH3OHCl； 【详解】A．Pt电极上，H2→H+，氢元素化合价升高，发生氧化反应，为负极，故A错误； B．NH2OH与NH3的性质相似，能与盐酸反应生成NH3OHCl,NH2OH+H+=NH3OH+，则图乙中，A为H+，B为NH3OH+，故B正确； C．电解时，b电极中氮元素化合价降低，为阴极，与电源负极相连，发生的电极反应式为：+8e-+10H+=+3H2O，则处理1mol，电路中转移8mole-，故C错误； D．含铁的催化电极为正极，发生反应：NO+3e-+4H++Cl-→NH3OHCl,4个氢离子中有1个是左侧溶液中盐酸提供的，3个是右侧迁移的，标况下消耗的n(NO==0.1mol,左室增加的质量为0.1molNO和0.3mol氢离子，质量为：0.1×30+0.3=3.3g，故D错误；故选：B。 15．（2024·北京·三模）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法不正确的是 A．装置工作时，离子通过阳膜进入甲室 B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸 C．乙室电极反应式为 D．若甲室减少200mg，乙室增加300mg，则此时已进行过溶液转移 【答案】C 【分析】由题意可知，右侧装置为原电池，则左侧装置为电解池，原电池中细菌电极为电解池的负极，水分子作用下乙酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为，钴酸锂电极为正极，酸性条件下钴酸锂在正极得到电子发生还原反应生成锂离子、钴离子和水，电极反应式为，电池的总反应为；电解池中，与原电池正极相连的细菌电极为阳极，水分子作用下乙酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为，右侧石墨电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式为，电解的总反应为。 【详解】A．由分析可知，装置工作时，甲室为电解池，电解的总反应，反应中生成氢离子透过阳膜进入甲室，A正确； B．由分析可知，装置工作时，乙室为原电池，电池的总反应，反应中消耗氢离子，说明装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸，B正确； C．由分析可知，装置工作时，乙室为原电池，钴酸锂电极为正极，酸性条件下钴酸锂在正极得到电子发生还原反应生成锂离子、钴离子和水，电极反应式，C错误； D．若甲室钴离子减少200 mg，电解转移电子的物质的量，若乙室钴离子增加300 mg，电解转移电子的物质的量，由于电子转移的物质的量不等，说明此时已进行过溶液转移，即将乙室部分溶液转移至甲室，D正确；答案选C。 1.（2024·山东淄博·三模）一种新型双功能催化剂电池的工作原理及催化路径如图所示。*R表示R基团在催化剂表面的吸附态。下列说法错误的是 A．放电时，b极电势高于a极 B．放电时，与起始相比右室n(OH-)减少 C．充电时，决速步反应为 D．充电时，a极电极反应式 【答案】B 【分析】由题干装置图可知，放电时，锌失去电子，作负极即a为负极，负极反应式为：Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，b为正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，放电时，a极为负极，b极为正极，则b极电势高于a极，A正确； B．由分析可知，放电时，b为正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，根据电荷守恒可知，每生成4molOH-电路上转移4mol电子，则有4molOH-移向负极，故与起始相比右室n(OH-)不变，B错误； C．由反应活化能越大反应速率越慢，多步反应中速率最慢的一步为决速步骤并结合题干图示信息可知，充电时，决速步反应为，C正确； D．由分析可知，放电时，a为负极，负极反应式为：Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，则充电时，a极为阴极，其电极反应式为，D正确；故答案为：B。 2．（2024·全国·模拟预测）全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统，工作原理如图。当完成储能时，右端储液罐溶液为紫色。下列说法错误的是 离子种类 颜色 黄色 蓝色 绿色 紫色 A．放电时，正极颜色由蓝色→黄色 B．放电时，由电极B→电极A C．充电时，总反应为 D．充电时，阳极反应为 【答案】A 【分析】由题干信息可知，当完成储能时，右端储液罐溶液为紫色，即充电完成后右端储液罐主要为V2+，说明充电时右端发生的电极反应为：V3++e-=V2+，还原反应，即右端为阴极，则有左端为阳极，发生氧化反应，电极反应为：VO2++H2O-e-=+2H+，故放电时，中V的化合价为+5，VO2+的化合价为+4，由图可知，正极上发生得电子的还原反应生成VO2+，负极上V2+发生失电子的氧化反应生成V3+，正极反应为+2H++e-═VO2++H2O，负极反应为V2+-e-═V3+，则总反应为+V2++2H+═VO2++V3++H2O，原电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，据此分析解答。 【详解】A．放电时，正极反应为+2H++e-═VO2++H2O，故正极颜色由黄色→蓝色，A错误； B．放电时，电极A为正极，电极B为负极，故由电极B→电极A，正确； C．由分析可知，充电时，总反应为，C正确； D．由分析可知，充电时，阳极反应为，D正确；故答案为：A。 3．（2024·安徽安庆·模拟预测）某课题组报道了一种两相无膜Zn/PTZ（吩噻嗪）电池，电解液中的在水层和层之间迁移，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，正极的电极反应式为 B．放电时，每转移，水层（包括电极）质量减轻145g C．充电时，由向水层迁移 D．电池在充、放电过程中不能上下颠倒位置 【答案】D 【分析】由图可知，Zn比石墨活泼，则Zn电极作原电池的负极，石墨毡所在电极b作正极，负极上Zn失电子生成Zn2+，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，正极上PTZ+得电子生成PTZ，正极反应式为PTZ++e-═PTZ，充电时为电解池，原电池的正负极与电源的正负极相接、作阳阴极，阴阳极反应与负正极反应相反，并且阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，据此分析解答。 【详解】A．放电时为原电池，正极上PTZ+得电子生成PTZ，正极的电极反应式为PTZ++e-=PTZ，故A错误； B．放电时为原电池，阴离子移向负极，即每转移1mol电子，正极区有1mol移向负极区，水层质量增重为65g×+1mol×145g/mol=177.5g,故B错误； C．充电时为电解池，Zn电极作阴极，石墨毡所在电极作阳极，阴离子移向阳极，即由水层向CH2Cl2层迁移，故C错误； D．CH2Cl2和水不互溶，密度比水大，可以将正极与负极隔开，倒置会引起电池内部短路，故D正确； 故选：D。 4．（2024·广东佛山·模拟预测）石墨烯电极材料可在光照条件下产生电子（）和空穴（），其制氧效果优越。原理如下图所示。下列叙述正确的是 A．放电时电势高低：a<b B．放电时，电子流向：b→离子交换膜→a C．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 D．放电时存在反应： 【答案】C 【分析】由图可知，放电时Zn在b电极失去电子生成，则b为负极，a为正极。 【详解】A．由分析可知，b为负极，a为正极，放电时电势高低：a>b，A错误； B．由分析可知，b为负极，a为正极，放电时，电子流向：b→导线→a，B错误； C．石墨烯电极材料可在光照条件下产生电子（）和空穴（），驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，则充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，C正确； D．由图可知，放电时，O2在正极得到电子生成H2O，电极方程式为：O2+4e-+4H+=2H2O，D错误； 故选C。 5．（2024·广东揭阳·二模）某同学进行以下实验： 操作 现象 取一块打磨过的生铁片，在其表面滴1滴含酚酞和的食盐水 放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”。其边缘处为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈 下列说法正确的是 A．腐蚀过程中有生成 B．边缘处红色说明： C．反应后中心区域溶液的pH>7 D．反应过程中化学能完全转化为电能 【答案】C 【详解】A．取一块打磨过的生铁片，在其表面滴1滴含酚酞和的食盐水，铁皮发生吸氧腐蚀，没有生成，A错误； B．铁片发生吸氧腐蚀，Fe电极方程式为：，边缘处红色得原因是二价铁被空气中的氧气氧化为三价铁，B错误； C．铁片发生吸氧腐蚀，反应后中心区域溶液呈碱性，pH>7，C正确； D．铁皮发生吸氧腐蚀得原理是原电池，但化学能不能完全转化为电能，D错误；故选C。 6．（2024·山东济南·模拟预测）下列实验描述正确的是 A．用酸碱中和滴定法可同时测定中和反应的反应热和待测液浓度 B．利用上图该装置验证牺牲阳极保护法 C．用98%的浓硫酸配制10%的稀硫酸，所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒 D．将镀锌铁皮放入稀硫酸中，待产生氢气的速率突然减小，可以判断锌镀层已反应完全 【答案】D 【详解】A．酸碱中和滴定法是测定未知酸或碱溶液的浓度的，不能测定中和反应的反应热，故A错误； B．利用上图该装置验证牺牲阳极保护法，为了验证Fe未被腐蚀，不应该用KSCN溶液，而应该用铁氰化钾溶液，用于验证Fe2+，故B错误； C．用98%浓硫酸配制10%的稀硫酸，需要的仪器为量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管，故C错误； D．锌、铁和稀硫酸构成原电池，锌作负极，铁作正极，原电池能加快锌被腐蚀的速率，铁的活泼性小于锌，且只有铁时，不能构成原电池，所以生成氢气的速率减小，所以当产生氢气的速率速率突然减小，可以判断锌镀层已反应完全，故D正确；故选D。 7．（2024·湖北襄阳·一模）某双离子电池如下图。该电池以并五苯四酮（PCT）和石墨为电极，以室温离子液体为电解液，离子可逆地嵌入电极或从电极上脱离返回电解液中。已知充电时，PCT电极发生还原反应。下列说法错误的是 A．充电时，PCT电极是阴极 B．脱离PCT电极时，电池处于放电过程 C．充电时，石墨电极发生反应 D．0.5mol PCT完全反应，理论上嵌入石墨电极2mol 【答案】C 【分析】已知充电时，PCT电极发生还原反应,则PCT电极为阴极，石墨电极为阳极，则放电时，PCT电极为负极，石墨电极为正极。 【详解】A．已知充电时，PCT电极发生还原反应,则PCT电极为阴极，A正确； B．充电时，PCT电极为阴极，阳离子向阴极移动，向电极移动，因此，脱离PCT电极时，电池处于放电过程，B正确； C．充电时，石墨电极发生氧化反应，嵌入电极，反应式为：，C错误； D．由图可知，完全反应时C22H10O4+4e-=C22H10O，PCT完全反应，转移2mol电子，理论上嵌入石墨电极2mol ，D正确； 故选C。 8．（2024·全国·模拟预测）为研究电化学原理，设计如图所示实验装置，实验过程中电流计指针持续偏转。下列叙述错误的是 A．左侧导管内的红色水柱缓缓上升，锌发生吸氧腐蚀 B．浸没在CuSO4溶液中的铜丝作阳极，表面变得粗糙无光泽 C．正极反应为O2+2H2O+4e−=4OH−，正极附近溶液pH增大 D．实验结束后称量铜棒质量增加0.064g，则电路中转移0.004mol电子 【答案】D 【分析】左侧锥形瓶为原电池装置，锌为原电池负极，浸没在ZnSO4溶液中的铜丝作正极，右侧烧杯为电解池，浸没在CuSO4溶液中的铜丝作阳极，浸没在CuSO4溶液中的右侧铜作阴极。 【详解】A．若左侧锌发生吸氧腐蚀，则锥形瓶内气压减小，左侧红墨水在外界大气压作用下被压入红色水柱，左侧导管内的红色水柱缓缓上升，A正确； B．浸没在CuSO4溶液中的铜丝作阳极，与原电池正极相连，表面变得粗糙无光泽，B正确； C．正极反应为O2+2H2O+4e−=4OH−，正极附近溶液pH增大，碱性增强，C正确； D．实验结束后称量铜棒质量增加0.064g，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，则电路中转移0.002mol电子，D错误。故选D。 9．（2024·陕西安康·模拟预测）我国科学家开发出催化剂，设计了新型电池，实现高效、连续的到的转化，装置如图所示。下列叙述错误的是 A．放电时，电极电势： B．充电时，a极反应式为 C．放电时，生成(标准状况)时，有向a极迁移 D．充电时，b极净增时，电路中转移电子 【答案】C 【分析】由图可知，放电时，a电极为原电池的负极，水在负极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，b电极为负极，碱性条件下锌失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子，氢氧根离子通过阴离子交换膜进入负极区；充电时，与直流电源正极相连的a电极为电解池的阳极，碱性条件下氨气在阳极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，b电极为阴极，四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和氢氧根离子，氢氧根离子通过阴离子交换膜进入阳极区。 【详解】A．放电时，a极为正极，b极为负极，正极电势高于负极，A项正确； B．充电时，a极为阳极，发生氧化反应生成参与电极反应生成水，B项正确； C．放电时，a极为正极，电极反应式为，为了维持电荷平衡，必有向负极（b极）迁移，C项错误； D．充电时，b极为阴极，电极反应式为,电路中转移电子，D项正确；故选C。 10．（2024·湖南·二模）利用下图所示装置可合成己二腈。充电时生成己二腈，放电时生成，其中a、b是互为反置的双极膜，双极膜中的会解离出和向两极移动。下列说法错误的是 A．放电时，N极的电势低于M极的电势 B．放电时，双极膜中向N极移动 C．充电时，N极的电极反应式为 D．若充电时制得1mol，则放电时需生成1mol，才能使左室溶液恢复至初始状态 【答案】D 【详解】A．放电时N极为负极，M极为正极，M极电势高，故A正确； B．放电时，双极膜向负极N极移动，B正确； C．充电时阴极反应：，C正确； D．充电时制得1mol，转移2mol电子，有2mol移入左室，放电时负极反应：，放电时生成1mol，转移4mol电子，有4mol移入左室，则不能使左室恢复至初始状态，D错误。故答案选D。 11．（2024·湖北黄冈·模拟预测）镁锂双盐电池是新型二次离子电池，其放电时的工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．充电时，和均向极区移动 B．充电时，阴极的电极反应式为 C．放电时，电极发生氧化反应 D．电池工作时，若外电路中转移电子，则两极的质量变化值相差 【答案】D 【分析】由放电时的工作原理图可知，Q极为负极，R极为正极，充电时，Q极为阴极，据此作答。 【详解】A．充电时，Q极为阴极，阳离子和均向Q极区移动，A项错误； B．充电时，阳极的电极反应式为，B项错误； C．放电时，R极为正极，发生还原反应，C项错误； D．放电时，Q极的电极反应式为，则转移电子为时，质量变化1.2g；R极的电极反应式为，质量变化0.7g，二者质量变化值相差为，D项正确；故选D。 12．（2024·湖南·三模）某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由A、B两种正方体单元构成，且两种正方体单元中氧离子的空间位置相同。通过Li+嵌入或脱嵌该晶胞的棱心和体心，可将该晶体设计为纳米硅基锂电池的正极材料(m、n为正整数)，已知：脱嵌率=×100%。 下列关于纳米硅基锂电池的说法不正确的是 A．当Li+嵌入晶胞体心和所有棱心时，该锂电池正极材料的化学式为LiFe6O8 B．若该锂电池正极材料中n(Fe2+)：n(Fe3+)=5：7，则Li+的脱嵌率为75% C．该锂电池充电时阳极发生的反应为 D．该锂电池放电时，每转移2mol e-，正极材料增重14g 【答案】B 【分析】由A、B两种正方体单元可知，离子型铁的氧化物晶胞中顶点、面心和体内的亚铁离子个数为(4×+4×+1)×4=8、位于体内的铁离子个数为4×4=16、位于体内的氧离子个数为个数为4×8=32，由锂离子嵌入晶胞体心和棱心可知，嵌入或脱嵌的锂离子个数最多为12×+1=4。 【详解】A．由题意可知，锂离子嵌入晶胞体心和所有棱心时，晶胞中含有锂离子个数为12×+1=4，则晶胞中铁元素的个数为24、氧离子个数为为32，锂电池正极材料的化学式为LiFe6O8，故A正确； B．若该正极材料中n(Fe2+)：n(Fe3+)=5：7，则含有×24=10个Fe2+，14个Fe3+，即有2个Li+脱嵌，脱嵌率为×100%=50%，故B错误； C．该锂电池充电时，正极发生氧化反应，该电极的反应为：，故C正确； D．该锂电池放电时，正极反应为：，故每转移2mol e-，正极材料增重2mol×7g/mol=14g，故D正确；故选B。 13．（2024·河南许昌·一模）铝-石墨双离子电池采用廉价且易得的石墨替代传统锂电池中的正极材料，全面提升了电池的能量密度。图甲和图乙表示该电池的充电或者放电时工作原理。X、Y表示可能为用电器或电源。已知充电时正极发生阴离子插层反应生成，下列有关分析正确的是 A．图甲表示电池充电过程，电极a与电源的正极相连 B．图甲中电极b电极反应式为： C．图乙中电极c电势高于电极d D．图乙中当电路转移电子数为2mol时，理论上电极c质量减少14g 【答案】D 【分析】由图中所给电极材料及电子转移方向判断，图乙是放电装置，电极c为原电池的负极，d为正极；图甲为充电装置，电极a与电源负极连接，为电解池的阴极，电极b为阳极； 【详解】A．据分析，图甲为充电装置，电极a与电源负极连接，A错误： B．图甲中电极b与电源正极连接，电极反应式为：，B错误； C．图乙中c是原电池负极，d是正极，因此电极d的电势高于电极c，C错误； D．图乙，c电极反应为，因此当电路转移电子数为2mol时即物质的量为2mol，理论上电极c上2mol Li参加反应，理论上电极c质量减少，D正确；选D。 14．（23-24高三下·湖南·阶段练习）采用惰性电极，设计双阴极三室微生物燃料电池（MFC）进行同步硝化和反硝化脱氮产电的装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电极N为燃料电池的负极 B．若乙室中消耗1 mol葡萄糖，则理论上外电路可转移24 mol电子 C．工作过程中由乙室分别向甲室和丙室迁移 D．丙室的好氧电极上得电子的微粒有和 【答案】D 【详解】A．根据题意，该装置属于原电池装置，阴极发生还原反应即为原电池的正极，根据物质的转化关系可知：N为负极，M和P均为正极，故A正确； B．1 mol葡萄糖（）转化为6 mol 时转移24 mol电子，故B正确； C．原电池中H⁺从负极向正极迁移，即工作过程中H+由乙室分别向甲室和丙室迁移，故C正确； D．丙室中过程失去电子（被氧化）发生氧化反应，在电极上得到电子发生还原反应生成水，故D错误；故选D。 15.（2024·山东·模拟预测）锂离子电池的能量密度高，在生产生活中具有广泛的应用。科学家研发的一种锂离子电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．该电池充电或放电时，高电势端均发生氧化反应 B．该电池充电时，石墨端与外电源的正极相连，电能转化为化学能 C．该电池放电时，正极反应为 D．该电池放电时，电路中每通过电子，负极质量减少14g 【答案】C 【分析】锂离子电池属于二次电池，石墨端为负极，端为正极，充电时，石墨端为阴极，为阳极，据此分析解答。 【详解】A．该电池充电时，高电势端为阳极，发生氧化反应，该电池放电时，高电势端为正极，发生还原反应，A项错误； B．该电池充电时，石墨端为阴极，石墨端与外电源的阴极相连，电能转化为化学能，B项错误； C．该电池放电时，端为正极，Li+向正极定向移动结合生成，正极反应为，C项正确； D．该电池放电时，，电路中每通过电子，负极减少1molLi+，即质量减少，D项错误；故选C。 1．（2024·安徽·高考真题）我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和为电极，以和混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键 B．电池总反应为： C．充电时，阴极被还原的主要来自 D．放电时，消耗，理论上转移电子 【答案】C 【分析】由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料；负极的电极反应式为，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为；正极上发生，则充电时，该电极为阳极，电极反应式为。 【详解】A．标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由提供孤电子对、提供空轨道形成的配位键，A正确； B．由以上分析可知，该电池总反应为，B正确； C．充电时，阴极电极反应式为，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C错误； D．放电时，负极的电极反应式为，因此消耗0.65 g Zn（物质的量为0.01mol），理论上转移0.02 mol电子，D正确；综上所述，本题选C。 2．（2024高三·全国·专题练习）我国科学家发明了一种以和为电极材料的新型电池，其内部结构如下图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料转化为。下列说法错误的是    A．充电时，b电极上发生还原反应 B．充电时，外电源的正极连接b电极 C．放电时，①区溶液中的向②区迁移 D．放电时，a电极的电极反应式为 【答案】B 【分析】 放电时，电极材料转化为，电极反应  -2ne-= +2nK+，是原电池的负极，阳离子增多需要通过阳离子交换膜进入②区；二氧化锰得到电子变成锰离子，是原电池的正极，电极反应：，阳离子减少，多余的阴离子需要通过阴离子交换膜进入②区，故③为碱性溶液是电极，①为酸性溶液是二氧化锰电极。 【详解】A．充电时，b电极上得到电子，发生还原反应，A正确； B．充电时，外电源的正极连接a电极相连，电极失去电子，电极反应为，B错误； C．放电时，①区溶液中多余的向②区迁移，C正确； D．放电时，a电极的电极反应式为，D正确；故选：B。 3．（2024·浙江·高考真题）破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成和，下列说法不正确的是 A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B．随着腐蚀的进行，溶液变大 C．铁电极上的电极反应式为： D．每生成标准状况下，消耗 【答案】C 【详解】A．氨水浓度越大，越容易生成，腐蚀趋势越大，A正确； B．腐蚀的总反应为Zn+4NH3•H2O=+H2↑+2H2O+2OH-，有OH-离子生成，溶液变大，B正确； C．该电化学腐蚀中Zn作负极，Fe作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，铁电极上的电极反应式为：，C错误； D．根据得失电子守恒，每生成标准状况下，转移电子数为，消耗，D正确；故选C。 4．（2023·福建·高考真题）一种可在较高温下安全快充的铝-硫电池的工作原理如图，电解质为熔融氯铝酸盐(由和形成熔点为的共熔物)，其中氯铝酸根起到结合或释放的作用。电池总反应：。下列说法错误的是 A．含个键 B．中同时连接2个原子的原子有个 C．充电时，再生单质至少转移电子 D．放电时间越长，负极附近熔融盐中n值小的浓度越高 【答案】D 【分析】放电时铝失去电子生成铝离子做负极，硫单质得到电子做正极，充电时铝离子得到电子生成铝发生在阴极，硫离子失去电子生成硫单质发生在阳极，依此解题。 【详解】 A．的结构为，所以含个键，A正确； B．由的结构可知同时连接2个原子的原子有个，B正确； C．由总反应可知充电时，再生单质需由铝离子得到电子生成，所以至少转移电子，C正确； D．由总反应可知放电时间越长，负极铝失去电子生成的铝离子越多所以n值大的浓度越高，D错误； 故选D。 5．（2023·海南·高考真题）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是    A．b电极为电池正极 B．电池工作时，海水中的向a电极移动 C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性 D．每消耗1kgAl，电池最多向外提供37mol电子的电量 【答案】A 【分析】铝为活泼金属，发生氧化反应为负极，则石墨为正极； 【详解】A．由分析可知，b电极为电池正极，A正确； B．电池工作时，阳离子向正极移动，故海水中的向b电极移动，B错误； C．电池工作时，a电极反应为铝失去电子生成铝离子，铝离子水解显酸性，C错误； D．由C分析可知，每消耗1kgAl（为），电池最多向外提供mol电子的电量，D错误；故选A。 6．（2023·浙江·高考真题）下列说法正确的是    A．图①装置可用于制取并收集氨气 B．图②操作可排出盛有溶液滴定管尖嘴内的气泡 C．图③操作俯视刻度线定容会导致所配溶液浓度偏大 D．图④装置盐桥中阳离子向溶液中迁移 【答案】C 【详解】A．氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，遇冷又化合生成氯化铵，则直接加热氯化铵无法制得氨气，实验室用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法制备氨气，故A错误； B．高锰酸钾溶液具有强氧化性，会腐蚀橡胶管，所以高锰酸钾溶液应盛放在酸式滴定管在，不能盛放在碱式滴定管中，故B错误； C．配制一定物质的量浓度的溶液时，俯视刻度线定容会使溶液的体积偏小，导致所配溶液浓度偏大，故C正确； D．由图可知，锌铜原电池中，锌电极为原电池的负极，铜为正极，盐桥中阳离子向硫酸铜溶液中迁移，故D错误；故选C。 7．（2023·全国·高考真题）室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx 下列叙述错误的是 A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移 B．放电时外电路电子流动的方向是a→b C．放电时正极反应为：2Na++S8+2e-→Na2Sx D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能 【答案】A 【分析】由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。 【详解】A．充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na+由硫电极迁移至钠电极，A错误； B．放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极，硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na+结合得到Na2Sx，电子在外电路的流向为a→b，B正确； C．由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为2Na++S8+2e-→Na2Sx，C正确； D．炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D正确；故选A。 8．（2023·全国·高考真题）一种以和为电极、水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，可插入层间形成。下列说法错误的是    A．放电时为正极 B．放电时由负极向正极迁移 C．充电总反应： D．充电阳极反应： 【答案】C 【分析】由题中信息可知，该电池中Zn为负极、为正极，电池的总反应为。 【详解】A．由题信息可知，放电时，可插入层间形成，发生了还原反应，则放电时为正极，A说法正确； B．Zn为负极，放电时Zn失去电子变为，阳离子向正极迁移，则放电时由负极向正极迁移，B说法正确； C．电池在放电时的总反应为，则其在充电时的总反应为，C说法不正确； D．充电阳极上被氧化为，则阳极的电极反应为，D说法正确；综上所述，本题选C。 9．（2024·广西·模拟预测）铁—铬液流电池是近年新投产、较好利用储（放）能技术的新型电池。该电池总反应为。下列有关说法错误的是 A．放电时正极电解质溶液酸性增强 B．储能时原正极上的电极反应为 C．负极区电解质溶液中存在与的相互转化 D．在相同条件下，离子的氧化性： 【答案】D 【详解】A．放电时发生原电池反应，电解质溶液中的阳离子向正极移动，即向正极移动，正极电解质溶液酸性增强，A项正确； B．储能时发生电解池反应，即充电反应，原正极发生失电子的氧化反应，即，B项正确； C．由放电反应可知，在负极发生失电子的氧化反应生成，C项正确； D．因为原电池（放电）反应是自发的氧化还原反应，所以氧化性：，D项错误；故选D。 10．（2024·贵州贵阳·三模）一种利用分子筛除去空气中的、、等，获得纯氧气并构建锂—氧气电池，工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A．放电时，a极为负极，发生还原反应 B．放电时，空气通入分子筛发生分解反应生成 C．充电时，b极反应式为 D．充电时，a极质量净减3.2 g时，外电路中有0.1 mol电子转移 【答案】C 【分析】放电时为原电池装置，有氧气通入的一端为正极，故a为负极，b为正极。充电时为电解池装置，正极接电源的正极，负极接电源的负极， 故a为阴极，b为阳极。 【详解】A. 结合分析可知，放电时，a极为负极，发生氧化反应，A错误。 B. 分子筛分离出氧气，属于物理变化，没有发生化学变化，B错误。 C. 充电时，b极为阳极，过氧根离子发生氧化反应生成氧气，C正确。 D. 充电时，a极为阴极，电极反应式为，阴极减少质量等于脱去过氧根离子质量，阴极净减3.2 g，相当于脱离，根据电极方程式中的计量关系，电路中应有0.2 mol电子转移，D错误。故答案选C。 11．（2024·山东·模拟预测）一种能捕获和释放的电化学装置如下图所示。其中a、b均为惰性电极，电解质溶液均为KCl溶液。当K连接时，b极区溶液能捕获通入的。 下列说法错误的是 A．K连接时，b极发生反应： B．K连接时，a连接电源的正极 C．K连接时，a极区的值增大 D．该装置通过“充电”和“放电”调控b极区溶液pH，捕获和释放 【答案】C 【分析】当K连接时，b极区溶液能捕获通入的，右侧为b极，充电时b为阴极，得电子发生还原反应，电极反应式为，a为阳极失电子发生氧化反应；放电时a为正极发生还原反应，得电子，b为负极发生氧化反应，失电子，据此分析解题。 【详解】A．K连接时，为电解池，阴极得电子，发生还原反应， b极发生反应，A正确； B．K连接时，a为阳极，与连接电源正极相连，B正确； C．K连接时，为原电池，a极为正极，发生还原反应，得电子，，a极区的值减小，C错误； D．该装置通过“充电”和“放电”浓度调控b极区溶液pH，捕获和释放，D正确； 故选C。 12．双盐Mg-CoS2电池由Li+替代了Mg2+在正极材料中的嵌入，解决了Mg2+扩散缓慢、锂离子电池锂枝晶生长等问题，其充、放电过程如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，Mg电极的电势高于CoS2电极 B．放电时，每转移2mole-，正极质量减少14g C．充电时，充电电压为2.75V时，负极区的反应为：Co+2Li2S-4e-=CoS2+4Li+ D．充电时，若充电电压为2.0V，可能造成电池性能衰减 【答案】D 【分析】由图可知，放电时，Mg作负极，电极反应式为Mg-2e-=Mg2+，右侧电极为正极，电极反应式为CoS2+4Li++4e-=Co+2Li2S，充电时，Mg作阴极，右侧电极为阳极，据此分析作答。 【详解】A．放电时，Mg作负极，CoS2电极为正极，正极的电势高于负极，Mg电极的电势低于CoS2电极，A错误； B．放电时，右侧电极为正极，电极反应式为CoS2+4Li++4e-=Co+2Li2S，每转移2mole-，正极质量增加2mol×7g/mol=14g，B错误； C．硫化锂易溶于水，由图可知，若充电电压为2.75V，负极区电极反应式为Co+2S2--4e-=CoS2，C错误； D．由图可知，若充电电压为2.0V，充电过程中Co会转化为Co3S4，放电时Co3S4不能参与反应，故会造成电池性能衰减，D正确； 故选D。 13．（2024·湖南·模拟预测）2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展作出重要贡献的科学家。磷酸铁锂锂离子电池充电时阳极反应式为：，电池放电时，锂离子从石墨晶体中脱嵌出来，通过隔膜迁移到磷酸铁锂晶体表面，然后重新嵌入到磷酸铁锂的晶格内，放电工作示意图如图。下列叙述正确的是 A．充电时，铜箔阴极 B．该电池充放电过程中，C、Fe元素化合价发生了变化 C．放电时，电流由铝箔流向铜箔放电 D．电池总反应为： 【答案】D 【分析】充电电池充电时，正极与外接电源的正极相连为阳极，负极与外接电源负极相连为阴极，阳极反应式为，xLiFePO4-xe-→xLi++xFePO4，铝箔电极为阴极，阴极上锂离子得电子发生还原反应，阴极反应式为：xLi++xe-+6C=LixC6；原电池放电时，正极、负极反应式正好与阳极、阴极反应式相反，电流由正极铜箔经过导线流向负极铝箔，据此分析解答。 【详解】A．由分析可知，充电时，铜箔阳极，铝箔为阴极，A错误； B．由于隔膜的作用，Li+通过隔膜形成闭合回路，完成电池的充放电，电池总反应为xFePO4+LixC6xLiFePO4+6C，其中Fe的化合价发生变化，C、P元素化合价均不变，B错误； C．由分析可知，充电时，铜箔阳极，铝箔为阴极，则放电时，铜箔为正极，铝箔为负极，故电流由铜箔流向铝箔放电，C错误； D．由分析可知，充电时，阳极反应式为，xLiFePO4-xe-→xLi++xFePO4，阴极反应式为：xLi++xe-+6C=LixC6，故该电池的总反应为：，D正确；故答案为：D。 14．（2024·陕西·模拟预测）铁—铬液流电池储能技术被称为储能时间最长、最安全的电化学储能技术之一，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，M为正极 B．充电时，阴极反应式为 C．若用该电池电解饱和食盐水，当有生成时，则有被氧化 D．充电时，被氧化时，则有由左向右通过质子交换膜 【答案】C 【分析】由图示可知，放电时，正极反应式为，负极反应式为，因此M为正极、N为负极；充电时，阳极反应式为，阴极反应式为，因此M接电源正极为阳极、N接电源负极为阴极。 【详解】A．放电时，正极反应式为，因此M为正极，故A正确； B．根据分析可知，充电时，阴极反应式为，故B正确； C．电解饱和食盐水时，生成氯气的电极反应式为，生成，未知气体的状态，无法进行计算，故C错误； D．充电时，阳极反应式为，即被氧化，即失去电子，溶液保持电中性，则电池中有通过交换膜由左(阳极)通过质子交换膜向右(阴极)迁移，故D正确； 故答案选C。 15．（2024·上海·高考真题）已知： ① ② ③ (1)以下能判断总反应达到平衡状态的是_______。 A．钙离子浓度保持不变 B．保持不变 C． D． (2)增大有利于珊瑚的形成，请解释原因 。 (3)已知的，为 。当 时，开始产生沉淀。 (4)根据如图，写出电极a的电极反应式 。 (5)关于上述电化学反应过程，描述正确的是_______。 A．该装置实现电能转化为化学能 B．电极b是负极 C．电子从电极a经过负载到电极b再经过水体回到电极a D．每参与反应时，转移电子 (6)解释在溶液中氧气的浓度变大后，为何有利于的除去，但不利于硝酸根的除去。 。 【答案】(1)AB (2)pH越大，即c（H+）越小，促进的平衡正向移动，即增大，方程式平衡正向移动，有利于生成CaCO3； (3) 4.2×10-3 (4) (5)B (6)氧气浓度变大后，O2在正极放电，使得硝酸根的去除率减小，等物质的量的O2得电子的数目大于，使得转移电子数增大，有机物的去除率增大 【详解】（1）A．钙离子浓度保持不变，说明此时，反应达到平衡，A符合题意； B．反应①中，即，K只与温度有关，保持不变，即保持不变，说明此时，反应达到平衡，B符合题意； C．CaCO3为固体，其浓度为常数，一般不用固体来表示化学反应速率，C不符合题意； D．不同物质表示正逆反应速率，且之比不等于化学计量数之比，说明正反应速率不等于逆反应速率，反应未达到平衡状态，D不符合题意；故选AB； （2）pH越大，即c（H+）越小，促进的平衡正向移动，即增大，方程式平衡正向移动，有利于生成CaCO3； （3），，H2CO3的，；，即，； （4）电极a上得到电子变为N2，电极反应式为：； （5）A．由图可知，电极与负载相连接，该装置为原电池，能实现化学能到电能的转化，故A错误； B．电极b上（CH2O）失去电子变为CO2，电极b是负极，故B正确； C．电极a为正极，电极b为负极，电子从电极b经过负载到电极a，电子不会进入水体中，故C错误； D．电极b的电极反应式为：，每参与反应时，转移电子，故D错误；故选B； （6）氧气浓度变大后，O2在正极放电，使得硝酸根的去除率减小，等物质的量的O2得电子的数目大于，使得转移电子数增大，有机物的去除率增大。 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 限时练习：60min 完成时间： 月 日 天气： 暑假作业13 理解原电池 新型电池 【知识梳理】 一、知识结构 1.原电池的知识关联 2.单液原电池工作原理（以铜-锌-硫酸溶液原电池为例） 3.离子交换膜的分类和应用 二、 核心知识 1.原电池的工作原理 （1）能量转化：化学能―→电能。 （2）原电池的构成 反应 能自发进行的氧化还原反应（一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应） 电极 一般是活泼性不同的两电极（金属或石墨） 介质 电解质溶液或熔融电解质或某离子导体等 闭合回路 两电极直接或间接接触插入介质 （3）示例：图甲和图乙是铜锌原电池装置示意图。 电极名称 负极 正极 电极材料 Zn片 Cu片 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流向 由Zn片沿导线流向Cu片 盐桥中离子移向 盐桥中含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极 两装置差异 两装置的不同之处：甲中还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗；乙中还原剂Zn与氧化剂Cu2＋不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长，电流效率高。 2.原电池原理的应用 （1）加快化学反应速率 一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率加快。如在Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液构成原电池，反应速率加快。 （2）金属的防护 使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护，如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。 （3）比较金属活动性强弱 两种金属分别作原电池的两极并浸入H2SO4稀溶液中时，作负极的金属比作正极的金属活泼。 注意：Mg、Al作电极浸入NaOH溶液中，Al作负极 （4）设计制作化学电源 ①首先将氧化还原反应分成两个半反应。 ②根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。 3.化学电源 （1）一次电池 ①碱性锌锰电池 碱性锌锰电池的负极是Zn，正极是MnO2，电解质是KOH，其电极反应如下： 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2； 正极：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－； 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn（OH）2。 ②银锌电池 银锌电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，其电极反应如下： 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2； 正极：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－； 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn（OH）2＋2Ag。 （2）二次电池 ①铅酸蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2。总反应为Pb（s）＋PbO2（s）＋2H2SO4（aq）2PbSO4（s）＋2H2O（l）。 ②锂离子电池 一种锂离子电池，其负极材料为嵌锂石墨（LixCy），正极材料为LiCoO2（钴酸锂），电解质溶液为LiPF6（六氟磷酸锂）的碳酸酯溶液（无水）。 （3）燃料电池 ①特点：连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能。常见燃料有H2、烃、肼、烃的衍生物、NH3、煤气等。电能转化率超过80%。 ②氢氧燃料电池 酸性 碱性 负极反应式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极反应式 O2＋4H＋＋4e－===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 电池总反应式 2H2＋O2===2H2O 【思维方法】 1.原电池的工作原理思维方法 注意：①若有盐桥，盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。 ②若有交换膜，离子可选择性通过交换膜，如阳离子交换膜，阳离子可通过交换膜移向正极。 ③“电子不下水，离子不上岸” 2.新型燃料电池的分析方法 3.二次电池题目的解答方法 （1）二次电池有放电和充电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。 （2）放电时的负极反应和充电时的阴极反应互为逆反应，放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反应。将负（正）极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴（阳）极反应式。 （3）充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断 放电 阳离子正极，阴离子负极 充电 阳离子阴极，阴离子阳极 总之： 阳离子发生还原反应的电极 阴离子发生氧化反应的电极 【思维模型】 1.原电池正极和负极的确定解题模型 2.二次电池的解题模型 因此，充电时电极的连接可简记为“负接负后作阴极，正接正后作阳极”。 3.含离子交换膜电化学装置题解题模型 4.原电池电极反应式的书写模型 5.电化学计算的三种方法模型 1．（2024·山东烟台·三模）一种“氯介导电化学pH变化”系统可通过调节海水的pH去除海水中的，工作原理：。该装置由甲、乙两系统串联而成，可实现充放电的交替运行。甲系统放电时的原理如图所示，下列说法错误的是 A．甲系统充电时，电路中每通过2mol电子，m电极质量增加71g B．甲系统放电时，a电极的电极反应式为 C．乙系统放电时，海水中的从n电极移向m电极 D．乙系统充电时，若电路中通过3mol电子，理论上可产生标准状况下44.8L 2．（2024·广西南宁·二模）“挖掘文物价值，讲好中国故事。”下列文物在潮湿空气中易发生电化学腐蚀的是 A．先锋煲(陶) B．曜变天目碗(瓷) C．铁足大铜鼎 D．六棱柱形水晶穿珠 A．A B．B C．C D．D 3．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）2012年9月25日开始服役的我国首艘航母辽宁舰采用模块制造再焊接组装而成。实验室模拟海水和淡水对焊接金属材料的影响，结果如图所示。下列分析正确的是 A．舰艇腐蚀主要是因为发生了化学腐蚀 B．图甲是海水环境下的腐蚀情况 C．腐蚀时负极反应为： D．焊点附近可用锌块打“补丁”延缓腐蚀 4．（2024·四川成都·三模）科学家设计如图装置获取氢能源和电能。其中a极为Pt电极，电解质溶液为KOH溶液。下列说法错误的是 A．当闭合时，N可能是用电器 B．c电极发生 C．当闭合时，溶液中的向a极移动 D．先后闭合，当电路中通过的电量相同时，b极质量几乎不变 5．（2024·重庆荣昌·模拟预测）装置甲是将废水中的乙醛()在微生物作用下转化成的装置，可同时利用此装置与装置乙制备“84”消毒液。 下列说法错误的是 A．装置甲为原电池，N极为正极 B．制备“84”消毒液时，Y接口与a接口相连 C．M极上发生反应的电极反应式为 D．若M极消耗乙醛，则理论上生成质量为 6．（2024·湖南衡阳·模拟预测）我国科学家研究出一种新型水系电池(甲装置)，既能实现乙炔加氢，又能发电。用该电池作为电源处理废水，实现将苯酚氧化为和(乙装置)。 已知：放电时，转化为。羟基自由基是自然界中氧化性仅次于氧化剂。下列说法错误的是 A．甲、乙两装置相互连接时，极应接极 B．放电时，苯酚在电极上失电子被氧化 C．放电时，甲装置极区溶液的逐渐减小 D．相同时间内，c、两极产生气体的体积比(相同条件下)为 7．（2024·辽宁大连·二模）南开大学陈军团队成功研发出一种以两性羟基乙酸铝为电解质的二次电池。两性羟基乙酸铝具有和双极电离能力，该电池充电时的原理如下图所示，下列说法错误的是 A．放电时，N极发生还原反应 B．放电时，负极的电极方程式为： C．充电时，电极M连接电源负极 D．充电时，当两性羟基乙酸铝电离出时，阳极板质量增加2g 8．（2024·广东·三模）糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是 A．脱氧过程是吸热反应 B．脱氧过程中铁电极反应为： C．脱氧过程中碳电极上发生还原反应 D．含有铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气(标准状况) 9．（2024·山西·模拟预测）南京大学金钟课题组利用三氟甲磺酸根阴离子(OTF-)的氧化作用制备了均匀沉积的单质碘正极材料，并在此基础上进一步制备了电极/电解液共生的水系锌-碘电池，其工作原理如图所示： 下列说法正确的是 A．充电时，碘宿主电极为阴极 B．充电时，阳极电极反应式为 C．放电时，向右迁移 D．放电时，锌的质量减少时，有离开碘宿主电极 10．（2024·四川雅安·模拟预测）一种新型铁—铬液流电池的工作原理如下图所示，已知的还原性比强，下列说法正确的是 A．放电时，电极a为正极 B．放电时，当电路中通过电子时，II区质量净增 C．充电时，阳极反应式为 D．隔膜应选用阴离子交换膜 11．（2024·重庆·模拟预测）一种碳酸铅电池示意图如图所示，电池总反应为：3PbO2+3Pb+4H2O+42Pb3C2O7+8OH—，其中Pb3C2O7可表示为PbO·2PbCO3，下列说法正确的是 A．充电时，阳极上有Pb3C2O7产生 B．放电时，导线中电子迁移方向为PbO2→Pb C．充电时，理论上转移0.1mol电子，阴极的质量增加20.7g D．放电时，正极反应为3PbO2+2+5H2O+6e—=Pb3C2O7+10OH— 12．（2024·辽宁大连·二模）中国海洋大学科学家发现海泥细菌电池的电压可以高达0.8V，在这种海水/海泥界面存在的天然电压驱动下，海泥细菌产生的电子可以源源不断的传输出来，持续产生电能。下列说法错误的是 A．电极电势：A＜B B．天然的海泥层和海水层分别为负极和正极的导电介质 C．海底沉积层可发生反应： D．海底沉积层/海水天然界面作为“质子交换膜材料”，不需要任何人工膜材料 13．（2024·浙江·模拟预测）钠硫电池是室温低成本、高比能量能源存储系统的重要部件，其结构如图。下列说法不正确的是 A．充电时，电极连接电源的负极，得到电子，发生还原反应 B．充电时，电极的电极反应为 C．放电时，当熔融多硫化钠盐反应转移电子时，电极A中液态钠减轻 D．放电时，增大两电极之间的距离可以增大电池的放电电压 14．（2024·浙江杭州·模拟预测）化学性质类似NH4Cl的盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂，工业上主要采用如图甲所示的方法制备，其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图乙所示。图丙是用图甲的电池电解处理含有Cl-、的酸性废水的装置，下列说法正确的是 A．图甲电池工作时，Pt电极是正极 B．图乙中，A为H+，B为NH3OH+ C．电极b接电源负极，处理1mol，电路中转移5mole- D．电池工作时，每消耗2.24LNO(标准状况下)，左室溶液质量增加3.0g 15．（2024·北京·三模）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法不正确的是 A．装置工作时，离子通过阳膜进入甲室 B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸 C．乙室电极反应式为 D．若甲室减少200mg，乙室增加300mg，则此时已进行过溶液转移 1.（2024·山东淄博·三模）一种新型双功能催化剂电池的工作原理及催化路径如图所示。*R表示R基团在催化剂表面的吸附态。下列说法错误的是 A．放电时，b极电势高于a极 B．放电时，与起始相比右室n(OH-)减少 C．充电时，决速步反应为 D．充电时，a极电极反应式 2．（2024·全国·模拟预测）全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统，工作原理如图。当完成储能时，右端储液罐溶液为紫色。下列说法错误的是 离子种类 颜色 黄色 蓝色 绿色 紫色 A．放电时，正极颜色由蓝色→黄色 B．放电时，由电极B→电极A C．充电时，总反应为 D．充电时，阳极反应为 3．（2024·安徽安庆·模拟预测）某课题组报道了一种两相无膜Zn/PTZ（吩噻嗪）电池，电解液中的在水层和层之间迁移，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，正极的电极反应式为 B．放电时，每转移，水层（包括电极）质量减轻145g C．充电时，由向水层迁移 D．电池在充、放电过程中不能上下颠倒位置 4．（2024·广东佛山·模拟预测）石墨烯电极材料可在光照条件下产生电子（）和空穴（），其制氧效果优越。原理如下图所示。下列叙述正确的是 A．放电时电势高低：a<b B．放电时，电子流向：b→离子交换膜→a C．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 D．放电时存在反应： 5．（2024·广东揭阳·二模）某同学进行以下实验： 操作 现象 取一块打磨过的生铁片，在其表面滴1滴含酚酞和的食盐水 放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”。其边缘处为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈 下列说法正确的是 A．腐蚀过程中有生成 B．边缘处红色说明： C．反应后中心区域溶液的pH>7 D．反应过程中化学能完全转化为电能 6．（2024·山东济南·模拟预测）下列实验描述正确的是 A．用酸碱中和滴定法可同时测定中和反应的反应热和待测液浓度 B．利用上图该装置验证牺牲阳极保护法 C．用98%的浓硫酸配制10%的稀硫酸，所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒 D．将镀锌铁皮放入稀硫酸中，待产生氢气的速率突然减小，可以判断锌镀层已反应完全 7．（2024·湖北襄阳·一模）某双离子电池如下图。该电池以并五苯四酮（PCT）和石墨为电极，以室温离子液体为电解液，离子可逆地嵌入电极或从电极上脱离返回电解液中。已知充电时，PCT电极发生还原反应。下列说法错误的是 A．充电时，PCT电极是阴极 B．脱离PCT电极时，电池处于放电过程 C．充电时，石墨电极发生反应 D．0.5mol PCT完全反应，理论上嵌入石墨电极2mol 8．（2024·全国·模拟预测）为研究电化学原理，设计如图所示实验装置，实验过程中电流计指针持续偏转。下列叙述错误的是 A．左侧导管内的红色水柱缓缓上升，锌发生吸氧腐蚀 B．浸没在CuSO4溶液中的铜丝作阳极，表面变得粗糙无光泽 C．正极反应为O2+2H2O+4e−=4OH−，正极附近溶液pH增大 D．实验结束后称量铜棒质量增加0.064g，则电路中转移0.004mol电子 9．（2024·陕西安康·模拟预测）我国科学家开发出催化剂，设计了新型电池，实现高效、连续的到的转化，装置如图所示。下列叙述错误的是 A．放电时，电极电势： B．充电时，a极反应式为 C．放电时，生成(标准状况)时，有向a极迁移 D．充电时，b极净增时，电路中转移电子 10．（2024·湖南·二模）利用下图所示装置可合成己二腈。充电时生成己二腈，放电时生成，其中a、b是互为反置的双极膜，双极膜中的会解离出和向两极移动。下列说法错误的是 A．放电时，N极的电势低于M极的电势 B．放电时，双极膜中向N极移动 C．充电时，N极的电极反应式为 D．若充电时制得1mol，则放电时需生成1mol，才能使左室溶液恢复至初始状态 11．（2024·湖北黄冈·模拟预测）镁锂双盐电池是新型二次离子电池，其放电时的工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．充电时，和均向极区移动 B．充电时，阴极的电极反应式为 C．放电时，电极发生氧化反应 D．电池工作时，若外电路中转移电子，则两极的质量变化值相差 12．（2024·湖南·三模）某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由A、B两种正方体单元构成，且两种正方体单元中氧离子的空间位置相同。通过Li+嵌入或脱嵌该晶胞的棱心和体心，可将该晶体设计为纳米硅基锂电池的正极材料(m、n为正整数)，已知：脱嵌率=×100%。 下列关于纳米硅基锂电池的说法不正确的是 A．当Li+嵌入晶胞体心和所有棱心时，该锂电池正极材料的化学式为LiFe6O8 B．若该锂电池正极材料中n(Fe2+)：n(Fe3+)=5：7，则Li+的脱嵌率为75% C．该锂电池充电时阳极发生的反应为 D．该锂电池放电时，每转移2mol e-，正极材料增重14g 13．（2024·河南许昌·一模）铝-石墨双离子电池采用廉价且易得的石墨替代传统锂电池中的正极材料，全面提升了电池的能量密度。图甲和图乙表示该电池的充电或者放电时工作原理。X、Y表示可能为用电器或电源。已知充电时正极发生阴离子插层反应生成，下列有关分析正确的是 A．图甲表示电池充电过程，电极a与电源的正极相连 B．图甲中电极b电极反应式为： C．图乙中电极c电势高于电极d D．图乙中当电路转移电子数为2mol时，理论上电极c质量减少14g 14．（23-24高三下·湖南·阶段练习）采用惰性电极，设计双阴极三室微生物燃料电池（MFC）进行同步硝化和反硝化脱氮产电的装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电极N为燃料电池的负极 B．若乙室中消耗1 mol葡萄糖，则理论上外电路可转移24 mol电子 C．工作过程中由乙室分别向甲室和丙室迁移 D．丙室的好氧电极上得电子的微粒有和 15.（2024·山东·模拟预测）锂离子电池的能量密度高，在生产生活中具有广泛的应用。科学家研发的一种锂离子电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．该电池充电或放电时，高电势端均发生氧化反应 B．该电池充电时，石墨端与外电源的正极相连，电能转化为化学能 C．该电池放电时，正极反应为 D．该电池放电时，电路中每通过电子，负极质量减少14g 1．（2024·安徽·高考真题）我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和为电极，以和混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键 B．电池总反应为： C．充电时，阴极被还原的主要来自 D．放电时，消耗，理论上转移电子 2．（2024高三·全国·专题练习）我国科学家发明了一种以和为电极材料的新型电池，其内部结构如下图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料转化为。下列说法错误的是    A．充电时，b电极上发生还原反应 B．充电时，外电源的正极连接b电极 C．放电时，①区溶液中的向②区迁移 D．放电时，a电极的电极反应式为 3．（2024·浙江·高考真题）破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成和，下列说法不正确的是 A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B．随着腐蚀的进行，溶液变大 C．铁电极上的电极反应式为： D．每生成标准状况下，消耗 4．（2023·福建·高考真题）一种可在较高温下安全快充的铝-硫电池的工作原理如图，电解质为熔融氯铝酸盐(由和形成熔点为的共熔物)，其中氯铝酸根起到结合或释放的作用。电池总反应：。下列说法错误的是 A．含个键 B．中同时连接2个原子的原子有个 C．充电时，再生单质至少转移电子 D．放电时间越长，负极附近熔融盐中n值小的浓度越高 5．（2023·海南·高考真题）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是    A．b电极为电池正极 B．电池工作时，海水中的向a电极移动 C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性 D．每消耗1kgAl，电池最多向外提供37mol电子的电量 6．（2023·浙江·高考真题）下列说法正确的是    A．图①装置可用于制取并收集氨气 B．图②操作可排出盛有溶液滴定管尖嘴内的气泡 C．图③操作俯视刻度线定容会导致所配溶液浓度偏大 D．图④装置盐桥中阳离子向溶液中迁移 7．（2023·全国·高考真题）室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx 下列叙述错误的是 A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移 B．放电时外电路电子流动的方向是a→b C．放电时正极反应为：2Na++S8+2e-→Na2Sx D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能 8．（2023·全国·高考真题）一种以和为电极、水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，可插入层间形成。下列说法错误的是    A．放电时为正极 B．放电时由负极向正极迁移 C．充电总反应： D．充电阳极反应： 9．（2024·广西·模拟预测）铁—铬液流电池是近年新投产、较好利用储（放）能技术的新型电池。该电池总反应为。下列有关说法错误的是 A．放电时正极电解质溶液酸性增强 B．储能时原正极上的电极反应为 C．负极区电解质溶液中存在与的相互转化 D．在相同条件下，离子的氧化性： 10．（2024·贵州贵阳·三模）一种利用分子筛除去空气中的、、等，获得纯氧气并构建锂—氧气电池，工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A．放电时，a极为负极，发生还原反应 B．放电时，空气通入分子筛发生分解反应生成 C．充电时，b极反应式为 D．充电时，a极质量净减3.2 g时，外电路中有0.1 mol电子转移 11．（2024·山东·模拟预测）一种能捕获和释放的电化学装置如下图所示。其中a、b均为惰性电极，电解质溶液均为KCl溶液。当K连接时，b极区溶液能捕获通入的。 下列说法错误的是 A．K连接时，b极发生反应： B．K连接时，a连接电源的正极 C．K连接时，a极区的值增大 D．该装置通过“充电”和“放电”调控b极区溶液pH，捕获和释放 12．双盐Mg-CoS2电池由Li+替代了Mg2+在正极材料中的嵌入，解决了Mg2+扩散缓慢、锂离子电池锂枝晶生长等问题，其充、放电过程如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，Mg电极的电势高于CoS2电极 B．放电时，每转移2mole-，正极质量减少14g C．充电时，充电电压为2.75V时，负极区的反应为：Co+2Li2S-4e-=CoS2+4Li+ D．充电时，若充电电压为2.0V，可能造成电池性能衰减 13．（2024·湖南·模拟预测）2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展作出重要贡献的科学家。磷酸铁锂锂离子电池充电时阳极反应式为：，电池放电时，锂离子从石墨晶体中脱嵌出来，通过隔膜迁移到磷酸铁锂晶体表面，然后重新嵌入到磷酸铁锂的晶格内，放电工作示意图如图。下列叙述正确的是 A．充电时，铜箔阴极 B．该电池充放电过程中，C、Fe元素化合价发生了变化 C．放电时，电流由铝箔流向铜箔放电 D．电池总反应为： 14．（2024·陕西·模拟预测）铁—铬液流电池储能技术被称为储能时间最长、最安全的电化学储能技术之一，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，M为正极 B．充电时，阴极反应式为 C．若用该电池电解饱和食盐水，当有生成时，则有被氧化 D．充电时，被氧化时，则有由左向右通过质子交换膜 15．（2024·上海·高考真题）已知： ① ② ③ (1)以下能判断总反应达到平衡状态的是_______。 A．钙离子浓度保持不变 B．保持不变 C． D． (2)增大有利于珊瑚的形成，请解释原因 。 (3)已知的，为 。当 时，开始产生沉淀。 (4)根据如图，写出电极a的电极反应式 。 (5)关于上述电化学反应过程，描述正确的是_______。 A．该装置实现电能转化为化学能 B．电极b是负极 C．电子从电极a经过负载到电极b再经过水体回到电极a D．每参与反应时，转移电子 (6)解释在溶液中氧气的浓度变大后，为何有利于的除去，但不利于硝酸根的除去。 。 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$