第16练 原电池 新型电池 -2024年高二化学暑假分阶练（2025届高考一轮复习通用）

第16练 原电池 新型电池 【基础过关练】 1．（2024·贵州·模拟预测）钠基海水电池是一种能量密度高、环境友好的储能电池(示意图如下)，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电极发生还原反应 B．放电时，电极的电势低于电极 C．充电时，电极的电极反应式为： D．充电时，每转移电子，理论上有由电极迁移到电极 【答案】D 【分析】钠为活泼金属，失去电子发生氧化反应，a为负极，则b为正极； 【详解】A．放电时，a电极为负极，钠失去电子发生氧化反应，A错误； B．放电时，a为负极，b为正极，b电极的电势高于电极，B错误； C．放电时，a为负极，b为正极，充电时，电极为阳极，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，C错误；   D．充电时，a为阴极，b为阳极，阳离子向阴极移动，故每转移电子，理论上有由电极迁移到电极，D正确； 故选D。 2．（2024·四川甘孜·一模）电池具有高安全性、高比能量和环境友好性等优点，电池装置如图所示。下列说法正确的是 A．电极为正极，发生氧化反应 B．负极的电极反应式为： C．放电时，电子的移动方向：Al电极→AgO电板→交换膜→Al电极 D．当导线中通过0.3mol电子时，理论上有通过阳离子交换膜 【答案】D 【分析】 由图可知，得到电子生成Ag，为正极，Al在负极失去电子生成AlO，以此解答。 【详解】A．由图可知，得到电子生成Ag，为正极，发生还原反应，故A错误； B．由图可知，当电解质溶液为NaOH溶液时，Al在负极失去电子生成AlO，电极方程式为：，故B错误； C．得到电子生成Ag，为正极，Al化合价升高失电子作负极，放电时，电子的移动方向：Al电极→电流表→Ag2O电极，故C错误； D．根据电荷守恒可知，当导线中通过0.3mol电子时，理论上有通过阳离子交换膜，故D正确； 故选D。 3．（2024·北京·一模）用热再生氨电池处理含Cu2+电镀废液的装置如图。该装置由电池部分和热再生部分组成：电池部分中，a极室为(NH4)2SO4-NH3混合液，b极室为(NH4)2SO4溶液；热再生部分加热a极室流出液，使[Cu(NH3)4]2+分解。下列说法不正确的是 A．装置中的离子交换膜为阳离子交换膜 B．a极的电极反应为：Cu-2e-+4NH3=[Cu(NH3)4]2+ C．电池部分的总反应为：Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+ D．该方法可以富集Cu2+并产生电能，同时循环利用NH3 【答案】A 【分析】甲、乙两室均预加相同的Cu2+电镀废液，a室铜失去电子发生氧化反应生成[Cu(NH3)4]2+为负极：Cu-2e-+4NH3=[Cu(NH3)4]2+，b端为原电池正极，铜离子得到电子发生还原反应生成铜，电极反应Cu2++2e-=Cu；中间为阴离子交换膜，硫酸根离子由正极迁移到负极。 【详解】A．在原电池内电路中阳离子向正极移动，如隔膜为阳离子交换膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，通入NH3要消耗Cu2+，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电池反应正常进行，故离子交换膜为阴离子交换膜，A错误； B．由分析可知，a极的电极反应为：Cu-2e-+4NH3=[Cu(NH3)4]2+，B正确； C．由分析可知，a：Cu-2e-+4NH3=[Cu(NH3)4]2+，b：Cu2++2e-=Cu；则总反应为：Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+，C正确； D．该装置为原电池装置，可以富集Cu2+并产生电能，同时回收液受热分解释放出氨气，能循环利用NH3，D正确； 故选A。 4．（2024·广西·二模）海水电池在海洋能源领域应用广泛，铁、镁、钠、锂都可以作为海水电池的电极材料，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．该装置不能将化学能完全转化为电能 B．海水中盐分大，可作为电解质溶液 C．钠、锂等活泼金属作B极，要防止其与海水直接接触 D．若铁为B极材料，则正极反应式一定为 【答案】D 【分析】根据一般情况下，活泼金属作负极，石墨作正极，所以该装置图中A极是正极，B极是负极。 【详解】A．原电池在工作中不可能将化学能完全转化为电能，故A正确； B．根据反应原理图可知，海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故B正确； C．Na、Li等活泼金属易与水反应，故要防止其与水接触，故C正确； D．若铁为B极材料，则正极电极反应式为，故D错误； 故选D。 5．（2024·贵州遵义·三模）钠硒电池具有能量密度大、成本低等优点，被认为是富有潜力的新一代室温钠离子电池。某科研团队设计的钠硒电池模型如图所示。下列叙述错误的是 A．放电时，电极N的电势高于电极M B．放电时，M电极附近不能选用水系电解液 C．充电时，从N电极向M电极迁移 D．充电时，N极上的反应式为： 【答案】D 【分析】放电时，Na失去电子发生氧化反应，M为负极，石墨烯电极为正极，充电时，M为阴极，N为阳极，据此回答。 【详解】A．正极电势高于负极电势，所以放电时，电极N的电势高于电极M，A正确； B．放电时，M电极附近不能选用水系电解液，因为Na会与水反应，B正确； C．充电时，Na+向阴极移动，所以从N电极向M电极迁移，C正确； D．充电时，N极为阳极，电极反应式电荷不守恒且反应物与生成物写反了，D错误； 故选D。 6．（2024·江西·二模）一种新的二甲醚()双极膜燃料电池，电解质分别为和KOH，结构示意图如图所示，双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成，能将水分子解离成和。下列说法正确的是 A．放电时，双极膜中的通过b膜转移至d极 B．c极反应式为 C．每消耗11.2L，双极膜处有2mol的解离 D．反应一段时间后，双极膜右侧电解质溶液的浓度不变 【答案】B 【分析】电极c为负极，发生氧化反应，其电极方程式为；电极d为正极，发生还原反应，其电极方程式为O2＋4H＋＋4e－＝2H2O。 【详解】A．放电时，阴离子向负极移动，即双极膜中的通过a膜转移至c极，故A错误； B．由分析知，c极反应式为，故B正确； C．由于不知气体所处的状况，无法确定11.2 L O2的物质的量，故C错误； D．双极膜右侧生成了水，溶液体积增大，电解质溶液的浓度减小，故D错误； 故选B。 7．（2024·山东泰安·模拟预测）我国科学家发明了一种以和MnO2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，电极材料学转化为下列说法错误的是 A．放电时，电子从b电极经过导线传导到a电极 B．放电时，a电极的电极反应式为MnO2+4H++2e⁻=Mn2++2H2O C．充电时，③区溶液碱性增强 D．充电一段时间后，②区K2SO4浓度增大。 【答案】D 【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：MnO2+4H⁺+2e⁻=Mn2++2H2O，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，b为负极，①为酸性溶液是二氧化锰电极，a为正极，据此回答。 【详解】A．放电时，电子从负极到正极，所以b电极经过导线传导到a电极，A正确； B．放电时，a电极为正极，电极反应式为MnO2+4H⁺+2e⁻=Mn2++2H2O，B正确； C．充电时，b电极方程式为：+2nK++2ne-=，③区溶液碱性在增强，C正确； D．充电时，②区溶液中向①区迁移，②区K2SO4浓度减小，D错误； 故选D。 8．（2024·湖南长沙·二模）下图是一种能将底物通过电化学转化为电能的微生物燃料电池，可以大大提高能量转化效率，以下说法不正确的是 A．理论上，每消耗1mol，就有4mol通过质子交换膜 B．两种微生物的存在保证了S元素循环的作用 C．负极电极反应式为： D．升高温度，可以有效提高该电池的放电效率通过交换膜 【答案】D 【分析】硫酸盐还原菌可以将有机物氧化成、和，由的移动方向可知，a是负极，在硫氧化菌作用下转化为，失电子发生氧化反应，反应式为：；b是正极，氧气得电子发生还原反应，反应式为：，两种细菌存在，循环作用把有机物氧化成，放出电子。 【详解】A．正极的电极反应式为，1mol氧气参加时，有4mol电子转移，故有4mol通过质子交换膜，故A正确； B．硫氧化菌将氧化为，硫酸盐还原菌将还原为，恰好完成了S元素的循环，故B正确； C．由分析可知，a电极为负极，负极反应为：，故C正确； D．升高温度会把微生物杀死，导致该电池失活，故D不正确； 故选D。 9．（2024·辽宁丹东·二模）工业上用双阴极微生物燃料电池处理含和的废水．废水在电池中的运行模式如图1所示，电池的工作原理如图2所示．已知Ⅲ室中除了在电极上发生反应，还在溶液中参与了一个氧化还原反应。下列说法正确的是 A．电流从Ⅱ室电极经导线流向Ⅰ室电极和Ⅲ室电极 B．Ⅱ室电极反应式为 C．X交换膜为阳离子交换膜，Y交换膜为阴离子交换膜 D．若双阴极上各转移电子，Ⅲ室消耗大于 【答案】D 【分析】由题干图2所示信息可知，Ⅱ室中C的化合价升高，发生氧化反应，Ⅱ室为阳极室，电极反应为：，I室中N的化合价降低，发生还原反应，故为阴极室，电极反应为：，Ⅲ中O2中O的化合价降低，发生还原反应，故为阴极室，电极反应为：； 【详解】A．Ⅱ室中C的化合价升高被氧化，为负极，则Ⅰ室和Ⅲ室均为正极(故叫双阴极)，电流由正极经导线到负极，A错误； B．由分析可知，Ⅱ室电极反应式为，B错误； C．由分析反应电极式可知，Ⅱ室中氢离子向两侧I、Ⅲ室中移动，XY均为阳离子交换膜，C错误；   D．若双阴极上各转移电子，由Ⅲ室电极反应可知，消耗2.5mol，由于已知Ⅲ室中除了在电极上发生反应，还在溶液中参与了一个氧化还原反应：铵根离子和氧气发生氧化还原反应生成硝酸根离子，故使得消耗氧气大于，D正确； 故选D。 10．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）甲酸燃料电池装置如图所示。下列说法错误的是 A．物质A是 B．半透膜是阳离子交换膜 C．a极电极反应为式： D．可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用 【答案】C 【分析】由图可知，a电极上HCOOH被氧化为，作负极；则b电极作正极，发生还原反应。 【详解】A．铁的两种离子存在环境为酸性，且生成物为K2SO4，故物质A为H2SO4，A正确； B．装置中K+由负极流向正极，则半透膜是阳离子交换膜，B正确； C．a电极上HCOOH被氧化为，其电极反应式为：HCOO−−2e−+2OH−=+H2O，C错误； D．Fe3+先被还原为Fe2+，Fe2+又被O2氧化生成Fe3+，Fe3+可以循环，可看作是该反应的催化剂，D正确； 故选C。 【能力提升练】 11．（2024·陕西·模拟预测）近期我国科学家报道了一种低成本高储能液流电池，其工作原理如下图。下列说法中错误的是 A．电极M为正极 B．离子交换膜应选用阳离子交换膜 C．电极N上发生反应的电极反应为 D．理论上N电极质量减少，电路中转移的电子数目为 【答案】B 【详解】A．由浓稀溶液变化分析可知电极M为正极，碘单质在M极上发生反应得电子生成I−，A项正确； B．离子交换膜应选用阴离子交换膜，使正极区生成的向负极区移动，B项错误； C．根据电极反应原理判断负极（电极N）上发生氧化反应，电极反应式为，C项正确； D．根据得失电子守恒可知理论上N电极质量减少，即生成Na+ 1mol，电路中转移的电子数目为，D项正确； 本题选B。 12．（2024·北京海淀·三模）一种新型水介质电池，为解决环境和能源问题提供了一种新途径，其工作示意图如下，下列说法不正确的是 A．放电时，金属锌为负极 B．放电时，被转化为储氢物质 C．充电时，电池总反应为： D．充电时，双极隔膜产生的向右室移动 【答案】D 【分析】由图可知，放电时，锌电极为原电池的负极，碱性条件下锌在负极失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子，右侧电极为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，双极膜中氢离子向右室移动、氢氧根离子向左室移动；充电时，锌电极为电解池的阴极，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，右侧电极为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子和氧气，双极膜中氢离子向左室移动、氢氧根离子向右室移动。 【详解】A．由分析可知，放电时，锌电极为原电池的负极，故A正确； B．由分析可知，放电时，右侧电极为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，故B正确； C．由分析可知，充电时，锌电极为电解池的阴极，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，右侧电极为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子和氧气，总反应为，故C正确； D．由分析可知，充电时，双极膜中氢离子向左室移动、氢氧根离子向右室移动，故D错误； 故选D。 13．（2024·河北·三模）(熔融碳酸盐燃料电池，装置如图所示)以多孔陶瓷基质中悬浮的熔融碳酸盐作为电解质，甲烷水蒸气催化重整反应产生的混合气由两种常见的可燃性气体组成。下列说法错误的是 A．负极的电极反应式之一为 B．装置甲中放置碱石灰，除去电极反应中产生的水和二氧化碳 C．电池工作时，电子由电极经负载流向电极，由电极移向电极 D．长期高温条件下工作，会发生腐蚀和渗漏，从而降低电池的寿命 【答案】B 【分析】甲烷水蒸气催化重整反应产生的混合气由两种常见的可燃性气体组成，说明这两种气体为和，因此电极A为负极，电极B为正极。 【详解】A．负极的电极反应式之一为，A项正确； B．装置甲的作用是干燥二氧化碳，在正极参与电极反应，循环利用，B项错误； C．电极为负极，电池工作时，电子由电极流向电极，在电极生成，在电极消耗，所以由电极移向电极，C项正确； D．多孔陶瓷基质与碳酸钠在高温下反应，因此长期高温条件下工作，会发生腐蚀和渗漏，D项正确； 故答案选B。 14．（2024·广东茂名·三模）低品质能源利用是指对热值较低、含杂物较高等特点的一类能源的利用。如图所示装置，可同时利用低温废热和含铜废液，并达到对含铜废液富集和产生电能的目的。起始时电极均为泡沫铜且质量相等，含铜废液的浓度为0.1，以2.5 溶液作为电解质溶液，向M极区液体中加入2氨水开始反应。下列说法正确的是 A．向M极区液体中加入氨水可使M极电势高于N极电势 B．含铜废液Ⅰ、Ⅲ中的均高于含铜废液Ⅱ中的 C．电子由M极经导线移向N极 D．电极质量差为6.4g时，电路中通过0.2mol电子 【答案】C 【详解】A．向M极区液体中加入氨水用于产生电势差，使两侧铜离子浓度不同，M极是负极，Cu失去电子生成，与形成，N极是正极，得到电子生成Cu，正极电势高于负极电势，即N极电势高于M极电势，A错误； B．由图可知；含铜废液Ⅰ＞含铜废液Ⅱ＞含铜废液Ⅲ，B错误； C．电子由M极（负极）经导线移向N极（正极），C正确； D．电极质量差为6.4g时，M极质量减少3.2g（即0.05mol），N极质量增加3.2g，根据关系式Cu～2可知，电路中通过0.1mol电子，D错误； 故选C。 15．（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； 故答案为：A。 16．（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。 17．（2024·湖南长沙·模拟预测）一种NO—空气酸性燃料电池的工作原理如图所示。电池工作时，下列说法正确的是 A．通过质子交换膜从右侧向左侧多孔石墨棒移动 B．若产生1mol，则理论上需通入11.2L。 C．负极的电极反应式为 D．电子的流动方向为从负极经电解质溶液流向正极 【答案】C 【分析】燃料电池通空气的一极发生还原反应，此电极为正极，所以右边的多孔石墨棒为正极、左边的多孔石墨棒为负极。 【详解】A．阳离子通过质子交换膜向正极定向移动，即从左侧向右侧多孔石墨棒移动，故A错误； B．题中未明确交代是否为标准状况，所以无法计算产生1mol，理论上需通入氧气的体积，故B错误； C．负极为NO发生氧化反应生成硝酸，其电极反应式为，故C正确； D．电子的流动方向应从负极经导线流入正极，电子不经过电解质溶液，故D错误； 故答案为：C。 18．（2024·辽宁葫芦岛·二模）下图是“海水-河水”浓差电池装置示意图(不考虑溶解氧的影响)，其中a、b均为复合电极，下列说法不正确的是 A．b的电极反应式为 B．内电路中，由a极区向b极区迁移 C．工作一段时间后，两极溶液的浓度差减小 D．电路中转移1时，理论上a极区模拟海水的质量减少23g 【答案】D 【分析】由电子移动方向可知，a电极为原电池的负极，海水中的氯离子在负极失去电子发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl——2e—=Cl2↑，b电极为正极，氯化银在正极得到电子发生还原反应生成银和氯离子，电极反应式为AgCl+e—═Ag+Cl—，钠离子透过阳离子交换膜进入河水中。 【详解】A．由分析可知，b电极为正极，氯化银在正极得到电子发生还原反应生成银和氯离子，电极反应式为AgCl+e—═Ag+Cl—，故A正确； B．由分析可知，内电路中，钠离子透过阳离子交换膜进入河水中，故B正确； C．由分析可知，a电极为原电池的负极，海水中的氯离子在负极失去电子发生氧化反应生成氯气，b电极为正极，氯化银在正极得到电子发生还原反应生成银和氯离子，钠离子透过阳离子交换膜进入河水中，则电池工作一段时间后，海水区氯化钠溶液浓度减小，河水区氯化钠溶液浓度增大，两极氯化钠溶液的浓度差减小，故C正确； D．由分析可知，a电极为原电池的负极，海水中的氯离子在负极失去电子发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl——2e—=Cl2↑，钠离子透过阳离子交换膜进入河水中，则电路中转移1mol 电子时，理论上a极区模拟海水的质量减少58.5g，故D错误； 故D错误。 19．（2024·辽宁辽阳·二模）香港城市大学、中国科学院深圳先进技术研究院和深圳大学合作，证明了纳米片在酸性条件下具有本征差的析氢活性，展现出快速选择性地将硝酸根离子还原为氨的催化性能。下列有关装置放电过程(如图所示)的叙述错误的是 A．电子由a极经用电器流向b极 B．a极为负极，b极发生还原反应 C．b极上的电极反应式为 D．a极质量减少2.60g时，双极膜中有向a极区迁移 【答案】D 【分析】a极上Zn发生失电子的氧化反应转化成Zn2+，a极为负极，b极上硝酸根离子发生得电子的还原反应转化成NH3，b极为正极。 【详解】A．放电时，电子由负极（a极）经用电器流向正极（b极），A项正确； B．根据分析，a极为负极，b极为正极，b极上发生还原反应，B项正确； C．b极上硝酸根离子发生还原反应转化成NH3，电极反应式为+8e-+6H2O=NH3↑+9OH-，C项正确； D．a极电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，a极减少Zn的物质的量为=0.04mol，电路中通过电子物质的量为0.08mol，b极电极反应式为+8e-+6H2O=NH3↑+9OH-，双极膜中有0.08molOH-向a极区迁移，D项错误； 答案选D。 20．（2024·广西南宁·二模）我国某大学科研团队通过超快电脉冲热还原法开发了一种新型碳载钌镍合金纳米催化剂(RuNi/C)，并基于此催化剂制备出一种极具竞争力的高能量镍氢气()电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，向电极b移动 B．放电一段时间后，KOH溶液的浓度增大 C．放电时，电极a上的电极反应式为 D．外电路中每转移2mol ，理论上电极b上消耗2g 【答案】B 【分析】由图可知，电极b为原电池的负极，碱性条件下氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢氧根离子，电极反应式为H2—2e—+2OH—=2H2O，电极a为正极，水分子作用下碱式氧化镍在正极得到电子发生还原反应生成氢氧化镍，电极反应式为NiOOH+e—+H2O=Ni(OH)2+OH—，电池总反应为H2+2NiOOH=2Ni(OH)2。 【详解】A．由分析可知，电极b为原电池的负极，电极a为正极，则氢氧根离子向电极b移动，故A正确； B．由分析可知，电池总反应为H2+2NiOOH=2Ni(OH)2，则放电一段时间后，氢氧化钾溶液的浓度基本不变，故B错误； C．由分析可知，放电时，电极a为正极，水分子作用下碱式氧化镍在正极得到电子发生还原反应生成氢氧化镍，电极反应式为NiOOH+e—+H2O=Ni(OH)2+OH—，故C正确； D．由分析可知，放电时，电极b为原电池的负极，碱性条件下氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢氧根离子，电极反应式为H2—2e—+2OH—=2H2O，则外电路中每转移2mol电子时，理论上电极b上消耗氢气的质量为2mol××2g/mol=2g，故D正确； 故选B。 【真题培优练】 21．（2024·全国新课标卷·高考真题）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时，下列叙述错误的是 A．电池总反应为 B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用 C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入 D．两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a 【答案】C 【分析】由题中信息可知，b电极为负极，发生反应，然后再发生；a电极为正极，发生反应，在这个过程中发生的总反应为。 【详解】A．由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的在a电极上得电子生成，电极反应式为；b电极为电池负极， 在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为，则电池总反应为，A正确； B．b电极上CuO将葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸后被还原为，在b电极上失电子转化成CuO，在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B正确； C．根据反应可知，参加反应时转移2 mol电子，的物质的量为0.1 mmol，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C错误； D．原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故迁移方向为b→a，D正确。 综上所述，本题选C。 22．（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。 23．（2024·江苏·高考真题）碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．电池工作时，发生氧化反应 B．电池工作时，通过隔膜向正极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成，转移电子数为 【答案】C 【分析】Zn为负极，电极反应式为：，MnO2为正极，电极反应式为：。 【详解】A．电池工作时，为正极，得到电子，发生还原反应，故A错误； B．电池工作时，通过隔膜向负极移动，故B错误； C．环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故C正确； D．由电极反应式可知，反应中每生成，转移电子数为，故D错误； 故选C。 24．（2024·全国甲卷·高考真题）科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到和少量。下列叙述正确的是 A．充电时，向阳极方向迁移 B．充电时，会发生反应 C．放电时，正极反应有 D．放电时，电极质量减少，电极生成了 【答案】C 【分析】Zn具有比较强的还原性，具有比较强的氧化性，自发的氧化还原反应发生在Zn与MnO2之间，所以电极为正极，Zn电极为负极，则充电时电极为阳极、Zn电极为阴极。 【详解】A．充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即向阴极方向迁移，A不正确； B．放电时，负极的电极反应为，则充电时阴极反应为Zn2++2e-=Zn，即充电时Zn元素化合价应降低，而选项中Zn元素化合价升高，B不正确； C．放电时电极为正极，正极上检测到和少量，则正极上主要发生的电极反应是，C正确； D．放电时，Zn电极质量减少0.65g（物质的量为0.010mol），电路中转移0.020mol电子，由正极的主要反应可知，若正极上只有生成，则生成的物质的量为0.020mol，但是正极上还有生成，因此，的物质的量小于0.020mol，D不正确； 综上所述，本题选C。 25．（2023·辽宁·高考真题）某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是    A．放电时负极质量减小 B．储能过程中电能转变为化学能 C．放电时右侧通过质子交换膜移向左侧 D．充电总反应： 【答案】B 【分析】该储能电池放电时，Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，则多孔碳电极为正极，正极上Fe3+得电子转化为Fe2+，充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2+失电子生成Fe3+，PbSO4电极为阴极，PbSO4得电子生成Pb和硫酸。 【详解】A．放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A错误； B．储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确； C．放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧，C错误； D．充电时，总反应为PbSO4+2Fe2+=Pb++2Fe3+，D错误； 故答案选B。 26．（2023·河北·高考真题）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。 27．（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。 28．（2023·广东·高考真题）负载有和的活性炭，可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是    A．作原电池正极 B．电子由经活性炭流向 C．表面发生的电极反应： D．每消耗标准状况下的，最多去除 【答案】B 【分析】在Pt得电子发生还原反应，Pt为正极，Ag失去电子与溶液中的Cl-反应，Ag为负极。 【详解】A．由分析可知，Ag失去电子与溶液中的Cl-反应生成AgCl，Ag为负极，A错误； B．电子由负极经活性炭流向正极，B正确； C．溶液为酸性，故表面发生的电极反应为，C错误； D．每消耗标准状况下的，转移电子2mol，而失去2mol电子，故最多去除，D错误。 故选B。 29．（2023·全国乙卷·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； 故答案选A。 30．（2023·全国新课标卷·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。 ( 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第16练 原电池 新型电池 【基础过关练】 1．（2024·贵州·模拟预测）钠基海水电池是一种能量密度高、环境友好的储能电池(示意图如下)，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电极发生还原反应 B．放电时，电极的电势低于电极 C．充电时，电极的电极反应式为： D．充电时，每转移电子，理论上有由电极迁移到电极 2．（2024·四川甘孜·一模）电池具有高安全性、高比能量和环境友好性等优点，电池装置如图所示。下列说法正确的是 A．电极为正极，发生氧化反应 B．负极的电极反应式为： C．放电时，电子的移动方向：Al电极→AgO电板→交换膜→Al电极 D．当导线中通过0.3mol电子时，理论上有通过阳离子交换膜 3．（2024·北京·一模）用热再生氨电池处理含Cu2+电镀废液的装置如图。该装置由电池部分和热再生部分组成：电池部分中，a极室为(NH4)2SO4-NH3混合液，b极室为(NH4)2SO4溶液；热再生部分加热a极室流出液，使[Cu(NH3)4]2+分解。下列说法不正确的是 A．装置中的离子交换膜为阳离子交换膜 B．a极的电极反应为：Cu-2e-+4NH3=[Cu(NH3)4]2+ C．电池部分的总反应为：Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+ D．该方法可以富集Cu2+并产生电能，同时循环利用NH3 4．（2024·广西·二模）海水电池在海洋能源领域应用广泛，铁、镁、钠、锂都可以作为海水电池的电极材料，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．该装置不能将化学能完全转化为电能 B．海水中盐分大，可作为电解质溶液 C．钠、锂等活泼金属作B极，要防止其与海水直接接触 D．若铁为B极材料，则正极反应式一定为 5．（2024·贵州遵义·三模）钠硒电池具有能量密度大、成本低等优点，被认为是富有潜力的新一代室温钠离子电池。某科研团队设计的钠硒电池模型如图所示。下列叙述错误的是 A．放电时，电极N的电势高于电极M B．放电时，M电极附近不能选用水系电解液 C．充电时，从N电极向M电极迁移 D．充电时，N极上的反应式为： 6．（2024·江西·二模）一种新的二甲醚()双极膜燃料电池，电解质分别为和KOH，结构示意图如图所示，双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成，能将水分子解离成和。下列说法正确的是 A．放电时，双极膜中的通过b膜转移至d极 B．c极反应式为 C．每消耗11.2L，双极膜处有2mol的解离 D．反应一段时间后，双极膜右侧电解质溶液的浓度不变 7．（2024·山东泰安·模拟预测）我国科学家发明了一种以和MnO2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，电极材料学转化为下列说法错误的是 A．放电时，电子从b电极经过导线传导到a电极 B．放电时，a电极的电极反应式为MnO2+4H++2e⁻=Mn2++2H2O C．充电时，③区溶液碱性增强 D．充电一段时间后，②区K2SO4浓度增大。 8．（2024·湖南长沙·二模）下图是一种能将底物通过电化学转化为电能的微生物燃料电池，可以大大提高能量转化效率，以下说法不正确的是 A．理论上，每消耗1mol，就有4mol通过质子交换膜 B．两种微生物的存在保证了S元素循环的作用 C．负极电极反应式为： D．升高温度，可以有效提高该电池的放电效率通过交换膜 9．（2024·辽宁丹东·二模）工业上用双阴极微生物燃料电池处理含和的废水．废水在电池中的运行模式如图1所示，电池的工作原理如图2所示．已知Ⅲ室中除了在电极上发生反应，还在溶液中参与了一个氧化还原反应。下列说法正确的是 A．电流从Ⅱ室电极经导线流向Ⅰ室电极和Ⅲ室电极 B．Ⅱ室电极反应式为 C．X交换膜为阳离子交换膜，Y交换膜为阴离子交换膜 D．若双阴极上各转移电子，Ⅲ室消耗大于 10．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）甲酸燃料电池装置如图所示。下列说法错误的是 A．物质A是 B．半透膜是阳离子交换膜 C．a极电极反应为式： D．可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用 【能力提升练】 11．（2024·陕西·模拟预测）近期我国科学家报道了一种低成本高储能液流电池，其工作原理如下图。下列说法中错误的是 A．电极M为正极 B．离子交换膜应选用阳离子交换膜 C．电极N上发生反应的电极反应为 D．理论上N电极质量减少，电路中转移的电子数目为 12．（2024·北京海淀·三模）一种新型水介质电池，为解决环境和能源问题提供了一种新途径，其工作示意图如下，下列说法不正确的是 A．放电时，金属锌为负极 B．放电时，被转化为储氢物质 C．充电时，电池总反应为： D．充电时，双极隔膜产生的向右室移动 13．（2024·河北·三模）(熔融碳酸盐燃料电池，装置如图所示)以多孔陶瓷基质中悬浮的熔融碳酸盐作为电解质，甲烷水蒸气催化重整反应产生的混合气由两种常见的可燃性气体组成。下列说法错误的是 A．负极的电极反应式之一为 B．装置甲中放置碱石灰，除去电极反应中产生的水和二氧化碳 C．电池工作时，电子由电极经负载流向电极，由电极移向电极 D．长期高温条件下工作，会发生腐蚀和渗漏，从而降低电池的寿命 14．（2024·广东茂名·三模）低品质能源利用是指对热值较低、含杂物较高等特点的一类能源的利用。如图所示装置，可同时利用低温废热和含铜废液，并达到对含铜废液富集和产生电能的目的。起始时电极均为泡沫铜且质量相等，含铜废液的浓度为0.1，以2.5 溶液作为电解质溶液，向M极区液体中加入2氨水开始反应。下列说法正确的是 A．向M极区液体中加入氨水可使M极电势高于N极电势 B．含铜废液Ⅰ、Ⅲ中的均高于含铜废液Ⅱ中的 C．电子由M极经导线移向N极 D．电极质量差为6.4g时，电路中通过0.2mol电子 15．（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 16．（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— 17．（2024·湖南长沙·模拟预测）一种NO—空气酸性燃料电池的工作原理如图所示。电池工作时，下列说法正确的是 A．通过质子交换膜从右侧向左侧多孔石墨棒移动 B．若产生1mol，则理论上需通入11.2L。 C．负极的电极反应式为 D．电子的流动方向为从负极经电解质溶液流向正极 18．（2024·辽宁葫芦岛·二模）下图是“海水-河水”浓差电池装置示意图(不考虑溶解氧的影响)，其中a、b均为复合电极，下列说法不正确的是 A．b的电极反应式为 B．内电路中，由a极区向b极区迁移 C．工作一段时间后，两极溶液的浓度差减小 D．电路中转移1时，理论上a极区模拟海水的质量减少23g 19．（2024·辽宁辽阳·二模）香港城市大学、中国科学院深圳先进技术研究院和深圳大学合作，证明了纳米片在酸性条件下具有本征差的析氢活性，展现出快速选择性地将硝酸根离子还原为氨的催化性能。下列有关装置放电过程(如图所示)的叙述错误的是 A．电子由a极经用电器流向b极 B．a极为负极，b极发生还原反应 C．b极上的电极反应式为 D．a极质量减少2.60g时，双极膜中有向a极区迁移 20．（2024·广西南宁·二模）我国某大学科研团队通过超快电脉冲热还原法开发了一种新型碳载钌镍合金纳米催化剂(RuNi/C)，并基于此催化剂制备出一种极具竞争力的高能量镍氢气()电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，向电极b移动 B．放电一段时间后，KOH溶液的浓度增大 C．放电时，电极a上的电极反应式为 D．外电路中每转移2mol ，理论上电极b上消耗2g 【真题培优练】 21．（2024·全国新课标卷·高考真题）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时，下列叙述错误的是 A．电池总反应为 B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用 C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入 D．两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a 22．（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 23．（2024·江苏·高考真题）碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．电池工作时，发生氧化反应 B．电池工作时，通过隔膜向正极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成，转移电子数为 24．（2024·全国甲卷·高考真题）科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到和少量。下列叙述正确的是 A．充电时，向阳极方向迁移 B．充电时，会发生反应 C．放电时，正极反应有 D．放电时，电极质量减少，电极生成了 25．（2023·辽宁·高考真题）某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是    A．放电时负极质量减小 B．储能过程中电能转变为化学能 C．放电时右侧通过质子交换膜移向左侧 D．充电总反应： 26．（2023·河北·高考真题）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 27．（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 28．（2023·广东·高考真题）负载有和的活性炭，可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是    A．作原电池正极 B．电子由经活性炭流向 C．表面发生的电极反应： D．每消耗标准状况下的，最多去除 29．（2023·全国乙卷·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 30．（2023·全国新课标卷·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： ( 3 )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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$