2025届高考化学一轮复习训练（18）原电池

（18）原电池——2025届高考化学一轮复习基础题训练福建省闽清高级中学 1.如图是中国在南极建设的第四个科学考察站——泰山站。为了延长科学考察站基础设施使用寿命，钢铁设备表面镶嵌一些金属块(M)。下列说法正确的是（ ） A.金属块M可能是铜，发生氧化反应 B.这种保护方法叫牺牲阳极的阴极保护法 C.科考考察站里的设备在潮湿空气中主要发生化学腐蚀 D.若采用外加电流的阴极保护法，设备与电源正极相连 2.电池式氧传感器原理构造如图，可用于测定的含量。工作时铅电极表面会逐渐附着。下列说法不正确的是( ) A.Pb电极上的反应式为 B.当amol参加反应，理论上可使Pb电极增重34ag C.Pt电极上发生还原反应 D.随着使用，电解液的pH逐渐增大 3.为了探究原电池工作原理，设计如图1装置，某离子浓度变化如图2所示（不考虑副反应）下列叙述错误的是( ) A.图1中，铜极为负极，铂极发生还原反应 B.图2中，N代表与时间的关系 C.图1中，铂极电极反应式为 D.图2中，a点时转化了约66.7% 4.一种可充电锌—空气电池放电时的工作原理如下图所示。已知：Ⅰ室溶液中，锌主要以的形式存在，并存在电离平衡。下列说法错误的是( ) A.放电时，Ⅰ室溶液中浓度增大 B.放电时，Ⅱ室中的通过阴离子交换膜进入Ⅰ室 C.充电时，电极的电极反应为 D.充电时，每生成，Ⅲ室溶液质量理论上减少 5.某铁-空气电池放电时，其原理如图所示。电池总反应为。下列说法正确的是( ) A. a极质量不变 B. b极为电池负极 C.电子从a电极经负载流向b电极 D.该装置将电能转变为化学能 6.用如图装置进行实验，电流计指针偏转。下列说法不正确的是( ) A.该装置将化学能转化为电能 B.从a极经阳离子交换膜移向b极 C.工作一段时间后，a极附近溶液pH会减小 D.该装置的总反应为 7.根据反应（未配平）设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和溶液。下列说法不正确的是( ) A.石墨b是原电池的负极，发生氧化反应 B.甲烧杯中的电极反应式： C.电池工作时，盐桥中的阴、阳离子分别向乙、甲烧杯中移动，保持溶液中的电荷平衡 D.忽略溶液体积变化，浓度变为1.5，则反应中转移的电子为0.1 mol 8.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是( ) A.反应，每消耗1 mol转移12 mol电子 B.电极A上参与的电极反应为 C.电池工作时，向电极B移动 D.电极B上发生的电极反应为 9.如图为一氧化氮气体传感器工作原理示意图。电流方向如图中所示。电极A、B外覆盖一层聚四氟乙烯纳米纤维膜，可以让气体透过。下列相关叙述正确的是( ) A.该传感器运用了原电池原理，正极反应为 B.当外电路中流过0.2mol电子时，电池正极消耗1.12L氧气 C.该传感器工作时，接触到的NO浓度增大，输出的电流也相应增大 D.为了使传感器连续工作，可以不断补充NaCl，增强导申性 10.如图是一种正负电极均涉及氢气反应的全氢电池，吸附层A、B均为惰性电极。下列说法错误的是( ) A.可循环利用，基本不需要补充 B.吸附层A的电势高于吸附层B的电势 C.吸附层A上的电极反应式为： D.电池工作时，通过离子交换膜由左极室移向右极室 11.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1。该电池放电时总反应为。图2是太阳能电池工作示意图，与图1装置联合可实现能量的转化和储存。下列有关说法错误的是( ) A.储能时，电极A接太阳能电池的N电极，电极B接P电极 B.放电时，电极B的电极反应式为 C.储能时，电极A的电极反应式为 D.放电时，每转移1mol就有1mol通过质子交换膜进入电极A区 12.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.通空气时，铜被腐蚀，表面产生 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Cu极移动 D.整个反应过程中，总反应为： 13.钠基海水电池，如图所示，电极材料为钠基材料和选择性催化材料（能抑制海水中的吸附和氧化），固体电解质只允许透过。下列说法正确的是( ) A.放电时，a电极为负极 B.放电时，b电极的电势低于a电极 C.充电时，b电极的电极反应式为： D.充电时，阳极区碱性增强 14.是造成大气污染的主要成分之一，研究利用其性质具有重要意义。回答下列问题： （1）甲烷可以消除氮氧化物污染，反应的反应体系能量随反应过程的变化情况如图所示： 该反应为____________反应（填“吸热”或“放热”）。 （2）在恒容密闭的绝热容器中，投入和发生反应，其中随时间的变化如下表所示： 时间/min 0 5 10 15 20 25 2.00 1.80 1.50 1.44 1.40 1.40 ①上述反应体系，平均反应速率最大的时间段是____________（填“0～5”、“5～10”、“10～15”或“15～20”）min，其原因为____________。 ②该反应条件下反应达到平衡时，的转化率为____________、的体积分数为____________（保留两位有效数字）。 ③保持其他条件不变，下列事实能说明该反应已经达到平衡状态的是____________（填选项字母）。 a.混合气体的密度保持不变 b.混合气体的颜色保持不变 c.断开键的同时形成键 d.的值保持不变 （3）工业上利用原电池原理处理NO并获得电能，其原理如图所示： 钯电极A为____________（填“正极”或“负极”）；电池总反应为____________。 15.化学反应与能量变化对人类生产、生活有重要的意义。回答下列问题： （1）用A、B、C、D四种金属按如表所示的装置进行实验。 装置 现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生 ①装置甲中负极为_______(填“A”或“B”)。 ②装置乙中正极的电极反应式为_______。 ③装置丙中溶液的pH_______(填“变大”“变小”或“不变”)。 ④四种金属的活动性由强到弱的顺序是_______。 （2）北京冬奥会基本实现100%绿电供应和碳中和，利用和在光催化酶作用下可以高效合成甲醇()。 ①写出甲醇燃烧的化学方程式：_______， ②氢气燃料电池和甲醇燃料电池在北京冬奥会上得到广泛应用。如图是碱性氢燃料电池的模拟示意图： a电极是_______极，此时b电极发生反应的电极反应式是_______。 答案以及解析 1.答案：B 解析：A项，根据题中信息可知，金属块M应比铁活泼，M不可能为铜，错误；B项，利用原电池原理保护金属，这种方法叫牺牲阳极的阴极保护法，正确；C项，通常情况下，金属在空气中主要发生电化学腐蚀，错误；D项，利用外加电流的阴极保护法，设备与电源负极相连，设备为阴极，被保护，错误。 2.答案：B 解析：铅电极上为原电池的负极，碱性条件下，铅失去电子发生氧化反应生成氢氧化铅，电极反应式为，反应转移1mol电子，铅电极增重17g，当参加反应时，反应转移电子，由得失电子守恒可知，铅电极增重，故A正确，B错误；铂电极为正极，氧气在正极上得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，故C正确；电池的总反应方程式为，反应消耗水，溶液的体积减小，氢氧化钾溶液的浓度逐渐增大，溶液pH逐渐增大，故D正确。 3.答案：C 解析：该原电池的原理是Cu和反应生成和，Cu做负极，Pt做正极；该原电池的原理是Cu和反应生成和，铜元素化合价升高，铜极为负极，铂极做正极，铁离子得电子生成亚铁离子，化合价降低，发生还原反应，A正确； 由离子方程式，随着反应进行，逐渐减小，逐渐增大，因此图2中，N代表与时间的关系，B正确； 图1中，铂极做正极，铁离子得电子生成亚铁离子，电极反应式为，C错误； 由离子方程式，当时，，因此a点时转化了约，D正确。 4.答案：D 解析：A.放电时，该装置为原电池，通入电极是正极，电极反应式为，Zn电极为负极，电极反应式为，浓度增大，电离平衡正向移动，导致Ⅰ室溶液中浓度增大，故A正确； B.放电时，根据原电池“同性相吸”，Ⅱ室中的通过阳离子交换膜进入Ⅲ室，Ⅱ室中的通过阴离子交换膜进入Ⅰ室，故B正确； C.充电时，电极为阴极，其电极反应为，故C正确； D.充电时，电极为阳极，电极反应式为，每生成转移电子，同时有通过阳离子交换膜进入Ⅱ室，Ⅲ室溶液质量理论上减少，故充电时，每生成，Ⅲ室溶液质量理论上减少，故D错误。 综上所述，答案为D。 5.答案：C 解析：A.变为，因此a极质量增加，故A错误； B.b极是氧气变为，化合价降低，为电池正极，故B错误； C.a极是负极，电子从a电极经负载流向b电极，故C正确； D.该装置将化学能转变为电能，故D正确。 综上所述，答案为。 6.答案：D 解析：该装置为原电池，可将化学能转化为电能，A正确；a极发生氧化反应，为负极，电极反应为，b极发生还原反应，为正极，原电池中阳离子从负极移向正极，因此B正确；a极被消耗，附近溶液pH会减小，C正确；在a极放电消耗，从a极经阳离子交换膜移向b极，与b极生成的结合形成KCl，因此总反应不是，D错误。 7.答案：D 解析：根据所给反应方程式知，Fe元素的化合价升高，发生氧化反应，因此石墨b为负极，A正确；石墨a为正极，发生还原反应，电极反应式为，B正确；盐桥的作用是形成闭合回路，同时保持溶液中电荷平衡，原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故C正确；此时生成的物质的量为mol=0.2mol，结合负极反应式，知转移电子的物质的量为0.2mol，D错误。 8.答案：D 解析：反应中C元素由-4价升高到+2价，H元素由+1价降低到0价，则每消耗1mol转移6mol电子，A错误；电解质中没有，电极A的电极反应式为，B错误；电池工作时，向负极移动，即向电极A移动，C错误；电极B为正极，电极反应式为，D正确。 9.答案：C 解析：该传感器运用了原电池原理，由图中信息可知，电流从A电极经外电路流向B电极，则A电极为正极、B电极为负极，在正极上发生还原反应：，A错误；未指明是否为标准状况，不能计算体积，B错误；该传感器工作时，接触到的NO浓度增大，则化学反应速率加快，单位时间内化学能转化的电能增多，输出的电流也相应增大，C正确；该电池总反应为，补充水可使传感器连续工作，D错误。 10.答案：B 解析：由电极反应式知，A极消耗1 mol时，B极产生1mol，可循环利用，基本不需要补充，A正确；A极为负极、B极为正极，则B极的电势高于A极的电势，B错误；由上述分析可知，A极的电极反应式为，C正确；电解质溶液中通过离子交换膜由左侧向右侧迁移，D正确。 11.答案：A 解析：储能时，电极A（阳极）接太阳能电池的P电极（正极），电极B（阴极）接N电极（负极），A错误；由上述分析知，B正确；储能时，电极A为阳极，发生反应：，C正确；放电时，向正极迁移，每转移1 mol，负极将有1 mol转化为（增加1mol正电荷），为平衡电荷，就有1mol通过l、质子交换膜进人电极A区，D正确。 12.答案：B 解析：根据放电过程中总反应: 可知，Li元素化合价由0价变为+1价、Cu元素化合价由+1价变为0价，则Li为负极，电极反应式为、Cu电极为正极，反应式为:，放电时电解质中阳离子向正极移动。 A.通空气时，铜被腐蚀，表面产生，方程式为:，A正确；B.根据放电时发生反应: ，可知正极反应式为:，错误；C.带正电荷，应向电源的正极移动，铜电极为电源正极，正确；D.根据反应的方程式:，，可得总的方程式为，D正确；故本题选B。 13.答案：A 解析：A.钠为活泼金属，故a极为负极，故A正确； B.放电时，a为负极，b为正极，b电极的电势高于a电极，故B错误； C.由于选择性催化材料能抑制海水中的吸附和氧化，故电极上不是氯离子放电，故C错误； D.充电时，b为阳极，阳极发生氧化反应，阳极上失电子生成，阳极区碱性减弱，故D错误； 故选：A。 14.答案：（1）放热 （2）5～10；开始时，反应放热，温度升高，反应速率逐渐加快，后来反应物浓度降低，反应速率逐渐减慢；60％；13％；bd （3）正极； 解析：（1）由图1可知，生成物总能量低于反应物总能量，故该反应为放热反应； 故答案为：放热反应； （2）①由表可知，在相同时间段内，内消耗的最多，故该时间段内平均反应速率最大，其原因是开始时，反应放热，温度升高，反应速率逐渐加快，后来反应物浓度降低，反应速率逐渐减慢； 故答案为：5～10；开始时，反应放热，温度升高，反应速率逐渐加快，后来反应物浓度降低，反应速率逐渐减慢； ②该条件下反应达到平衡时，共减少，则消耗，的转化率为％=60％；平衡时容器中含有、、、、，混合气体的总物质的量为，故的体积分数为％≈13％； 故答案为：60％；13％； ③a.混合气体的质量、体积始终不变，则密度始终不变，反应不一定达到平衡状态，a项不符合题意； b.混合气体的颜色保持不变，即不变，反应达到平衡状态，b项符合题意； c.断开键（消耗）的同时必然形成键（生成），反应不一定达到平衡状态，c项不符合题意； d.因为起始投入量之比不等于化学计量数之比，所以当的值保持不变时，反应达到平衡状态，d项符合题意； 故答案为：bd； （3）由图2可知，一氧化氮通入钯电极A被还原为氮气，化合价降低，故钯电极A是正极；氢气通入钯电极B被氧化为结合氧生成，故电池总反应为； 故答案为：正极；。 15.答案：（1）A；；变大；D>A>B>C （2）；负； 解析：(1)①装置甲中二价金属A不断溶解，则A为负极，B为正极，故答案为A； ②装置乙中C的质量增加，则C为正极，B为负极，正极的电极反应式为，故答案为：； (3)丙装置中A上有气体产生，该气体应为氢气，A上的电极反应式为，消耗氢离子，溶液酸性减弱，溶液的pH变大，故答案为：变大； (4)由①②③的分析可知，装置甲中，A为负极，B为正极，装置乙中，C为正极，B为负极，装置丙中，D为负极，A为正极，作原电池负极的金属活动性大于作正极金属，则四种金属的活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C，故答案为： D>A>B>C； (2)①甲醇燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为，故答案为：； ②氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为负极，则a电极为负极，b电极为正极，正极发生还原反应，电极反应式为，故答案为：负；。 学科网（北京）股份有限公司 $$