专题11 原电池 化学电源-2024-2025学年高二化学上学期期末复习一遍过 （人教版2019选择性必修1）

专题11 原电池 化学电源 考点梳理 题型演练 考点01 原电池原理 【题型1原电池原理与应用】 考点02 原电池的应用 【题型2常用化学电源】 考点03 常用化学电源 【题型3新型化学电源】 考点04 新型化学电源 考点梳理 考点01原电池原理 1．原电池的概念和实质： (1)概念：将__化学能__转化为__电能__的装置。 (2)实质：利用能自发进行的__氧化还原__反应把化学能转化为电能。 2．原电池工作原理(以锌铜原电池为例)： 装置图 电极名称 负极 正极 电极材料 __锌__片 __铜__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__锌__片沿导线流向__铜__片 离子迁移方向 阴离子向__负极__迁移；阳离子向__正极__迁移 电池反应方程式 __Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu__ 两类装置 的不同点 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 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，故能量转化率高，电流稳定，持续时间长 原电池工作原理示意图： 3．原电池形成的条件： (1)闭合回路。 (2)两极有电势差——两个活性不同的电极，相对较活泼的金属作__负极__。 (3)__电解质__溶液或__熔融__电解质。 (4)自发的__氧化还原__反应。 4.正负极的判断方法 (1)电极反应：负极— 氧化 反应，正极— 还原 反应 (2)电子或电流的流向：电子：负极 →正极 ；电流： 正极 → 负极 (3)离子流向：阳离子→ 正 极，阴离子→ 负 极； 5.电极反应式的书写 (1)注意电解质溶液环境：电极产物在电解质溶液中应稳定存在 在碱性介质中，不能存在： H+ 、 CO2 、金属阳离子 在酸性介质中，不能存在： OH- (2)两极反应式叠加得总反应式 ，总反应式减去正极反应式，可得负极反应式 (3)规律：一般来说，金属M作负极的原电池 负极：酸性或中性介质中：M—ne-=Mn+ 碱性介质中： M—ne-+nOH-=M(OH)n 正极：酸性介质中： 2H++2e-=H2↑ 金属阳离子NX+与金属反应的介质中： NX++xe-=N 阳离子不与金属反应的介质中： O2+4e-+2H2O=4OH- 6.常见原电池电极反应式、总反应式的书写 ①Fe|稀HCl|C 正极：2H++2e-=H2↑ 负极：Fe—2e—= Fe2+ 总反应：Fe+2H+=H2↑+Fe2+ ②Mg︱稀硫酸︱Cu 正极：2H++2e-=H2↑ 负极：Mg—2e—= Mg2+ 总反应：Mg+2H+=H2↑+ Mg2+ ③Zn|AgNO3溶液|Pt 正极：Ag++e—= Ag 负极：Zn—2e—=Zn2+ 总反应：Zn+2Ag+= 2Ag+ Zn2+ ④Cu︱FeCl3溶液︱Pt 正极：Fe3++e—= Fe2+ 负极：Cu—2e—= Cu2+ 总反应：Cu+ 2Fe3+= 2Fe2++ Cu2+ ⑤Mg︱NaOH溶液︱Cu 正极：O2+4e-+2H2O=4OH- 负极：Mg—2e—+2OH—= Mg(OH)2 总反应：2Mg+ O2+2H2O=2Mg(OH)2 ⑥Fe︱KCl溶液︱Cu 正极：O2+4e-+2H2O=4OH— 负极：Fe—2e—= Fe2+ 总反应：2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2 ⑦Al|NaOH溶液|Mg 正极：2e—+2H2O= H2↑+ 2OH― 负极：Al —3e—+4OH—=AlO2—+2H2O 总反应：2Al+2OH―+2H2O=2AlO2—+3H2↑ ⑧Cu|浓HNO3|Fe 正极：2H++NO3—+e—= H2O+NO2↑ 负极： Cu —2e—=Cu2+ 总反应：Cu+4H++2NO3—=Cu2++2H2O+2NO2↑ 【方法技巧】 1.原电池正、负电极的判断方法 判断依据 负极 正极 电极材料 活泼性较强的金属 活泼性较弱的金属或导电的非金属 电子流动方向 电子流出极 电子流入极 电解质溶液中 离子迁移方向 阴离子移向的电极 阳离子移向的电极 电流方向 电流流入极 电流流出极 电极反应类型 氧化反应 还原反应 反应现象 电极溶解 电极增重或有气泡产生 点睛:电子只能在导线中流动而不能在溶液中流动，离子只能在溶液中移动而不能通过导线，可以形象地描述为“电子不下水，离子不上岸”。 2.电极反应式书写的一般步骤 考点02原电池的应用 1．加快氧化还原反应的速率 构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快，例如，在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置换反应生成Cu，从而形成Cu－Zn微小原电池，加快产生H2的速率。 2．比较金属活动性强弱 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。 3．设计原电池 理论上，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。 (a)外电路 负极——化合价升高的物质 正极——活泼性弱的物质，一般选碳棒 (b)内电路：化合价降低的物质作电解质溶液。 如：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 ①化合价升高的物质 负极：Cu ②活泼性较弱的物质 正极：C ③化合价降低的物质 电解质溶液：FeCl3 示意图 4．用于金属保护： 根据原电池的工作原理，负极金属发生氧化反应。将被保护的金属与比其活泼的金属连接。 考点03常用化学电源 化学电源是将__化学__能变成__电__能的装置。 1.分类：一次电池 、 二次电池 、 燃料 2.判断电池优劣的主要标准： 3.常见的一次电池 一次电池的电解质溶液制成胶状，不流动，也叫做干电池。一次电池不能充电，不能反复使用。 碱性锌锰电池与银锌电池比较 　种类 特点　 碱性锌锰电池 银锌电池 基本 构造 负极：__Zn__ 负极：__Zn__ 正极：__MnO2__ 正极：__Ag2O__ 电解质：KOH 电解质：KOH 工 作 原 理 负极反应 __Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2__ __Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2__ 正极反应 2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ __Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 总反应 Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 Ag2O＋Zn＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag 性能与适用范围 比能量和可储存时间比普通锌锰电池均有提高，适用于大电流和连续放电 比能量大，电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电 4.二次电池（可充电电池） （一）铅酸蓄电池 铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的PbO2，负极是海棉状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中，且两极间用橡胶或微孔塑料隔开。放电时起原电池的作用。 ①放电时的反应 负极： Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)(氧化反应) 正极： PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)(还原反应) 放电总化学方程式为： Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l) ②充电时的反应 阴极： PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq)(还原反应) 。 阳极： PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)(氧化反应) 。 充电总化学方程式为： 2PbSO4(s)＋2H2O(l)Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 。放电 充电 充放电总反应的化学方程式：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)＋2H2O(l) 铅蓄电池的优缺点： (1)优点：性能优良、价格低廉、安全可靠，可多次充放电；生产生活中使用广泛。 (2)缺点：比能量低，废弃电池污染环境。 （二）锂离子电池 电极 电极反应 负极 嵌锂石墨(LixCy)：LixCy－xe－===xLi＋＋Cy 正极 钴酸锂(LiCoO2)：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2 总反应 LixCy＋Li1－xCoO2LiCoO2＋Cy 反应过程：放电时，Li＋从石墨中脱嵌移向正极，嵌入钴酸锂晶体中，充电时，Li＋从钴酸锂晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中。这样在放电、充电时，锂离子往返于电池的正极、负极之间完成化学能与电能的相互转化。 【方法技巧】 一、化学电源电极反应式的书写 (1)由装置图或电池总反应式确定电池的正极、负极及各极反应物。 (2)电解质溶液中的其他离子的影响，若阴离子与负极产生的阳离子不共存，该阴离子写入负极反应式。 (3)原电池的正极材料多数只起导电作用，而化学电源的正极材料大多数参与电极反应。 二、在解答二次电池类题时，若给出电池总反应，相关问题的分析可按如下方法进行。 1.电极极性及两极反应物的判断：首先根据放电总反应式标出电子转移的方向和数目，则放电时失去电子的物质为负极反应物，其所在电极为负极，得到电子的物质为正极反应物，其所在电极为正极；然后根据充电反应是放电反应的逆过程，可判断充电时的阳极（阴极）即为放电时的正极（负极）。 2.电极反应的书写：根据放电总反应写出放电时正、负极的电极反应；正、负极电极反应的逆过程即为充电时的阳、阴极电极反应。 3.溶液中离子移动方向：放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。 4.pH变化规律：消耗OH－（H＋）的电极周围，溶液的pH减小（增大），生成OH－（H＋）的电极周围，溶液的pH增大（减小）。若总反应消耗OH－（H＋），则电解质溶液的pH减小（增大）；若总反应生成OH－（H＋），则电解质溶液的pH增大（减小）；若总反应既不消耗也不生成OH－（H＋），则电解质溶液的pH变化情况由溶液的酸碱性及是否有水生成而定。 点睛:　电池在充电时，正极接电源正极，负极接电源负极，即“正接正，负接负”。 5.燃料电池 (1)特点：燃料电池中，燃料（还原性气体等）作 负 极，发生氧化反应，氧化剂（通常为氧气或空气）作 正 极发生还原反应 (2)种类 ①氢氧燃料电池 电解质 酸性 中性 碱性 负极反应 H2-2e-=2H+ H2-2e-=2H+ H2-2e-+2OH-=2H2O 正极反应 O2+4e-+4H+=2H2O O2+4e-+2H2O=4OH- O2+4e+2H2O=4OH- 总反应 2H2+O2=2H2O ②甲烷燃料电池 电解质 H2SO4 KOH 负极反应 CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 正极反应 O2+4e-+4H+=2H2O O2+4e-+2H2O=4OH- 总反应 CH4+2O2=CO2+2H2O CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O ③甲醇燃料电池 电解质 H2SO4 KOH 负极反应 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+ CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 正极反应 O2+4e-+4H+=2H2O O2+4e-+2H2O=4OH- 总反应 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O ④辛烷燃料电池 电解质 H2SO4 KOH 负极反应 C8H18-50e—+16H2O=8CO2+50H+ C8H18-50e—+66OH—=8CO32-+42H2O 正极反应 O2+4e-+4H+=2H2O O2+4e-+2H2O=4OH- 总反应 2C8H18+25O2=16CO2+18H2O 2C8H18+25O2+32OH—=16CO32-+34H2O ⑤乙醇燃料电池 电解质 H2SO4 KOH 负极反应 C2H6O-12e—+3H2O=2CO2+12H+ C2H6O-12e—+16OH—=2CO32-+11H2O 正极反应 O2+4e-+4H+=2H2O O2+4e-+2H2O=4OH- 总反应 C2H6O+3O2=2CO2+3H2O C2H6O+3O2+4OH—=2CO32-+5H2O ⑥熔融盐电池 例如：用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质的燃料电池，CO为燃料，空气与CO2的混合气为助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，在工作过程中，电解质熔融盐的组成、浓度不变 电极反应式：负极：2CO+2CO32--4e-=4CO2 正极：O2+2CO2+4e-=2CO32- 总反应：2CO+O2=2CO2 6、燃料电池中常见正极反应式的书写 （1）在酸性溶液中： O2+4e-+4H+=2H2O （2）在碱性或中性溶液中： O2+4e-+2H2O=4OH- （3）在熔融碳酸盐中： O2+2CO2+4e-=2CO32- （4）在可传导O2-的晶体电解质中（例如：掺杂(Y2O3)氧化钇的(ZrO2)氧化锆晶体）：O2+4e-=2O2- 【特别提醒】 一、燃料电池电极反应式书写的注意事项 (1)燃料电池的总反应相当于燃料的燃烧，书写总反应方程式时，要注意产物与电解质溶液是否发生反应，若能反应，电解质溶液要写在总反应方程式中。 (2)燃料电池正极反应的本质是氧气得电子发生还原反应，即O2＋4e－===2O2－，产生的O2－存在形式与电解质溶液的酸碱性和电解质的状态有着密切的关系。 (3)书写燃料电池的电极反应式，一定要注意电解质的酸碱性。碱性溶液电极反应式不能出现H＋；酸性溶液电极反应式不能出现OH－。 二、燃料电池问题的应对之策 （1）明确燃料电池的正负极均为惰性电极，一般具有很强的催化活性，但不参与反应。 （2）正极反应的书写 正极发生还原反应，通入的气体一般是氧气，氧气得到电子首先变为O2－，即O2＋4e－===2O2－，根据电解质的不同，其正极反应的书写分以下几种情况： ①在酸性溶液中，生成的O2－与H＋结合生成水，其电极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O。 ②在碱性及中性溶液中，O2－与水结合生成OH－，其电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。 ③在熔融碳酸盐中，O2－与不能结合，只能与CO2结合生成，其电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2。 注意：燃料电池的正极反应本质都是O2＋4e－===2O2－，在不同电解质环境中，其正极反应的书写形式有所不同。因此在书写正极反应时，要特别注意所给电解质的状态和电解质溶液的酸碱性。 （3）负极反应的书写 燃料电池的负极通入的一定是燃料。若负极通入含碳的化合物，如CO、CH4、CH3OH等，碳元素均转化为＋4价碳的化合物，其中在酸性溶液及熔融碳酸盐中生成CO2，在碱性溶液中生成；若负极通入含有氢元素的化合物，则最终都有H2O生成。 燃料电池的总反应－正极反应＝负极反应，注意将两个反应相减时，要消去正极的反应物O2。 考点04新型化学电源 1.常见考查方向 ①电极的判断，②电子或电流的流向，③溶液中离子的流向，④电极的反应类型，⑤pH的变化，⑥电子的转移数目，⑦电极反应式的书写。 2.正负极的判断 (1)根据装置图判断：①电子流向或电流流向，②电解质溶液中离子流向，③加入或生成物质的化合价变化。 (2)根据总方程式判断：根据化合价变化，化合价升高的为负极，化合价降低的为正极。 3.电极反应式的书写 (1)放电时电极反应式的书写 写出电极反应中化合价变化的物质，然后利用氧化还原反应的配平方法，写出电极反应式。 (2)充电时的电极反应，利用放电时电极反应的逆方向书写。 【特别提醒】 (1)若有质子交换膜，则电解质溶液为酸性。 (2)水溶液中不能出现O2－，O2－＋4H＋===2H2O(酸性)，O2－＋H2O===2OH－(碱性)。 (3)考虑产物与溶液中的离子是否共存。 (4)熔融碳酸盐燃料(CO、CxHy或CxHyOz)电池工作时，负极燃料失电子与CO结合生成CO2，正极O2得电子生成的O2－与CO2反应生成CO。 题型演练 【题型1原电池原理与应用】 1．（24-25高二上·福建厦门·阶段练习）化学与科技、医药、生产、生活密切相关，下列说法不正确的是 A．“保暖贴”发热利用的是原电池的工作原理 B．工业电解食盐水制备烧碱时采用阴离子交换膜 C．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 D．“冰寒于水”，说明相同条件下等质量冰的能量比液态水低 【答案】B 【详解】A．“暖贴”中铁粉、活性炭、无机盐等构成原电池，反应放热，A项正确； B．工业电解食盐水制备烧碱时，阴极电极反应式为H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，在阴极得到NaOH，故采用阳离子交换膜，B项错误； C．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣，构成铜锌原电池，锌作负极，属于牺牲阳极的阴极保护法，铜不易生成铜绿，C项正确； D．同一物质固态时比液态时能量低，D项正确； 故答案选B。 2．（24-25高二上·北京·阶段练习）有关电化学知识的描述正确的是 A．，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能 B．某原电池反应为，装置中的盐桥中是装有含琼胶的饱和溶液，由于生成的会使盐桥的导电性减弱，所以不能使用溶液 C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 D．任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池 【答案】B 【详解】A．能设计成原电池的反应必须是自发进行的氧化还原反应，氧化钙与水反应生成氢氧化钙的反应不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，A错误； B．某原电池反应为，装置中的盐桥中是装有含琼胶的饱和溶液，因KCl与AgNO3反应生成AgCl沉淀会使盐桥的导电性减弱，容易阻止原电池反应的发生，所以不能使用溶液，B正确； C．原电池的两极不一定是由活动性不同的两种金属组成，也可以是金属和能导电的非金属(如石墨)，C错误； D．原电池反应是自发进行的氧化还原反应，但并不是任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池，若该自发进行的氧化还原反应的反应速率极慢，或没有合适的电极材料、电解质溶液等，则不能设计成原电池，D错误； 故选B。 3．（24-25高二上·福建漳州·期中）一定量的锌粉和过量稀盐酸反应，当向其中加入少量的下列物质时，能够加快反应速率，但不影响产生的总量的是 ①铜粉、②铁粉、③石墨粉、④、⑤浓盐酸、⑥碳酸钠、⑦硫酸铜 A．①③⑤ B．②③⑤⑦ C．①②③⑤ D．①③⑤⑦ 【答案】A 【详解】①加入铜粉，构成原电池，反应速率加快，不影响锌粉的量，不影响产生H2的总量，故①正确； ②加入铁粉，构成原电池，反应速率加快，锌反应完毕，铁可以与盐酸反应生成氢气，产生H2的总量增大，故②错误； ③加入石墨粉，构成原电池，反应速率加快，不影响锌粉的量，不影响产生H2的总量，故③正确； ④加入CuO，与盐酸反应生成氯化铜，氯化铜与锌反应生成铜，形成原电池，加快反应，但与盐酸反应的锌的量减少，生成氢气的总量减少，故④错误； ⑤加入浓盐酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，不影响锌粉的量，不影响产生H2的总量，故⑤正确； ⑥加入碳酸钠，碳酸钠与盐酸反应，反应速率减小，故⑥错误； ⑦加入硫酸铜，硫酸铜与锌反应生成铜，形成原电池，加快反应，但与盐酸反应的锌的量减少，生成氢气的总量减少，故⑦错误； ①③⑤正确，答案选A。 4．（21-22高一·全国·假期作业）浓度为的硫酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是 A．加入适量的的硫酸 B．加入适量蒸馏水 C．加入数滴硫酸铜溶液 D．加入适量的硫酸钠溶液 【答案】C 【详解】A．浓度为的硫酸跟过量的锌片反应，加入适量的的硫酸，增大氢离子的浓度，反应速率加快，也增大了氢离子的物质的量，生成氢气的总量增大，故A不选； B．浓度为的硫酸跟过量的锌片反应，加入适量蒸馏水，氢离子的浓度减小，不改变氢离子的物质的量，化学反应速率减小，故B不选； C．浓度为的硫酸跟过量的锌片反应，加入数滴硫酸铜溶液，Zn和Cu2+反应置换出Cu，构成Cu、Zn原电池，加快反应速率，且没有改变氢离子的物质的量，不影响生成的氢气的总量，故C选； D．浓度为的硫酸跟过量的锌片反应，加入适量的硫酸钠溶液，氢离子的浓度减小，不改变氢离子的物质的量，化学反应速率减小，故D不选； 故选C。 5．（24-25高二上·上海·期中）把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，分别用导线两两相连可以组成原电池。a、b相连时，a为负极；c、d相连时电流方向为d→c；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时，d极发生氧化反应。四种金属的还原性由强到弱的顺序为 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】在原电池中一般较活泼的金属一极为负极，较不活泼的一极为正极，故把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，分别用导线两两相连可以组成原电池，a、b相连时，a为负极，可知活泼性a＞b；c、d相连时电流方向为d→c即d为正极，c为负极，故活泼性为c＞d；a、c相连时c极上产生大量气泡，即c电极上发生还原反应：2H++2e-=H2↑，即c为正极，则a为负极，即活泼性a＞c；b、d相连时，d极发生氧化反应，则d为负极，b为正极，故活泼性d＞b，故四种金属的还原性由强到弱的顺序为，故答案为：A。 6．（24-25高三上·山东·期中）向溶液中加入铁粉，溶液黄色变浅，绿色加深，同时有气泡逸出。下列说法错误的是 A．黄色变浅的原因是 B．在该实验条件下，可以利用铁粉和溶液直接测定的 C．溶液中先加入少量再加入稍过量铁粉，会加快溶液黄色变浅的速率 D．若向溶液中加入镁粉，可能会逸出大量气体，同时生成红褐色沉淀 【答案】B 【详解】A．向溶液中加入铁粉，溶液黄色变浅，绿色加深，说明Fe3+被Fe还原为Fe2+，离子方程式为：，A正确； B．溶液呈酸性，加入铁粉，同时有气泡逸出，还发生了，不可利用铁粉和溶液直接测定的，B错误； C．溶液中先加入少量再加入稍过量铁粉，Fe会和Cu2+发生置换反应生成Cu，Cu附着在Fe粉表面形成原电池，会加快溶液黄色变浅的速率，C正确； D．溶液呈酸性，加入镁粉反应生成H2，溶液的酸性减弱，Fe3+会水解生成Fe(OH)3红褐色沉淀，D正确； 故选B。 7．（24-25高二上·广西桂林·阶段练习）下列装置中，可形成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．石墨与醋酸不反应，不存在能自发进行的氧化还原反应，不能形成原电池，故A不选； B．蔗糖是非电解质，不能形成原电池，故B不选； C．没有形成闭合回路，不能形成原电池，故C不选； D．Mg与稀盐酸发生氧化还原反应，两电极活泼性不同，上端接触形成了闭合回路，故形成了原电池，故D选； 答案选D。 8．（24-25高二上·北京·期中）下列图示与化学用语表述内容不相符的是 牺牲阳极法实验 防止铁片被腐蚀 A．正极： B．阴极： 锌铜原电池 H2与Cl2反应过程中焓的变化 C． D． A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．该装置为原电池装置，Zn为负极，Fe为正极，Fe被保护，是牺牲阳极保护法保护铁。正极氢离子得电子生成氢气：，A错误； B．该装置为电解池装置，Fe在阴极，被保护，阴极水电离出的氢离子得电子生成氢气和氢氧根：，B正确； C．该装置为铜锌双液原电池，锌为负极，铜为正极，电池总反应为：，C正确； D．由图可知生成物的总能量低于反应物的总能量，故该反应为放热反应，可表示为：，D正确； 故选A。 9．（24-25高三上·北京·期中）用如图所示装置进行实验，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．从极经阳离子交换膜移向极 C．工作一段时间后，极附近的减小 D．该装置的总反应为 【答案】D 【分析】对于H2、Cl2、KOH燃料电池，通H2的a电极失电子，作负极；通入Cl2的b电极得电子，作正极。 【详解】A．该装置是燃料电池为原电池，将化学能转化为电能，A正确； B．在原电池中，阳离子向正极移动，则K+从a极经阳离子交换膜移向b极，B正确； C．原电池工作时，a极发生反应H2+2OH--2e-=2H2O，则工作一段时间后，a极附近的pH减小，C正确； D．负极反应为H2+2OH--2e-=2H2O，正极反应为Cl2+2e-=2Cl-，则该装置的总反应为H2+Cl2+2OH-=2Cl-+2H2O，D不正确； 答案选D。 10．（24-25高二上·山东泰安·期中）化学与生产生活密切相关，下列说法错误的是 A．电解精炼铜时，若阳极质量减少，则转移到阴极的电子数为 B．“暖宝宝贴”是利用原电池原理加快铁的腐蚀放热的 C．碱性锌锰干电池比酸性锌锰干电池单位质量输出的电能多且储存时间长 D．铅蓄电池两极板上的硫酸铅在电流作用下重新转化为铅和二氧化铅，实现了电能到化学能的转化 【答案】A 【详解】A．电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜中含有的Zn、Fe等杂质也会放电，且先于铜放电，则阳极质量减少64g，转移到阴极的电子数不一定为，即不一定为2NA，A错误； B．在暖宝宝贴中，通常存在不同的金属材料，以及能够传导离子的介质，从而构成一个原电池。该原电池中，铁作负极，发生氧化反应，加快了铁的腐蚀过程，同时释放出热量起到保暖的作用，B正确； C．碱性锌锰干电池中，负极锌由粉状锌代替了酸性锌锰干电池中的锌筒，增大了负极的反应面积，而且碱性环境下，电池的自放电现象相对较弱，所以碱性锌锰干电池比酸性锌锰干电池单位质量输出的电能多且储存时间长，C正确； D．铅蓄电池两极板上的硫酸铅在电流作用下，阴极上发生反应：PbSO4+2e-=Pb+，阳极上发生反应：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++，重新生成了铅和二氧化铅，实现了电能到化学能的转化，D正确； 故选A。 【题型2常用化学电源】 1．（24-25高二上·福建·期中）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A．酸性锌锰干电池的负极为石墨棒 B．铅蓄电池属于二次电池 C．铅蓄电池的正极为Pb D．铅蓄电池放电时，负极质量逐渐减小 【答案】B 【详解】A．酸性锌锰干电池的负极为锌筒，正极为石墨棒，故A错误； B．铅蓄电池可充放电，属于二次电池，故B正确； C．铅蓄电池的负极为Pb，故C错误； D．铅蓄电池放电时，负极发生反应：，电极质量增大，故D错误； 故选：B。 2．（24-25高二上·山东青岛·期中）化学电源在生活中应用广泛。下列说法错误的是 图Ⅰ酸性锌锰电池 图Ⅱ碱性锌锰电池 图Ⅲ铅蓄电池 图Ⅳ银锌纽扣电池 A．图Ⅰ和图Ⅱ中的负极反应式相同 B．图Ⅰ和图Ⅱ比较，酸性锌锰电池易发生自放电而导致存放时间较短 C．图Ⅲ：铅蓄电池使用过程中，两电极的质量均增加 D．图Ⅳ：溶液中向负极移动，、向正极移动 【答案】A 【详解】A．图Ⅰ酸性锌锰电池的负极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，图Ⅱ碱性锌锰电池的负极反应是为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，不相同，故A错误； B．酸性锌锰电池中酸性介质对金属Zn有腐蚀，储放时间短，故B正确； C．图Ⅲ铅蓄电池使用过程中，Pb作负极，PbO2作正极，二者最终均转化为PbSO4，两电极的质量均增加，故C正确； D．图Ⅳ溶液中OH-(阴离子)向负极移动，K+、H+(阳离子)向正极移动，故D正确； 答案选A。 3．（24-25高二上·河南南阳·阶段练习）锂锰电池是最常见的一次性3V锂电池，电池的总反应为，电池结构如图所示，下列说法正确的是 A．电解质可用氯化锂溶液代替 B．a极发生还原反应，电极反应式为 C．电池放电时，移向a极 D．电路中转移0.1mol电子时，b极质量增重0.7g 【答案】D 【分析】由总反应和电子移动方向可知，a极为电池的负极，锂在负极失去电子发生氧化反应生成锂离子，电极反应式为，b极为正极，锂离子作用下二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成LiMnO2，电极反应式为。 【详解】A．金属锂会和水发生反应生成氢氧化锂和氢气，所以电解质不能用氯化锂溶液代替，故A错误； B．由分析可知，a极为电池的负极，锂在负极失去电子发生氧化反应生成锂离子，电极反应式为，故B错误； C．由分析可知，a极为电池的负极，b极为正极，所以电池放电时，阳离子锂离子向正极b移动，故C错误； D．由分析可知，b极为正极，锂离子作用下二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成LiMnO2，电极反应式为，则电路中转移0.1mol电子时，b极质量增重0.1mol×7g/mol=0.7g ，故D正确； 故选D。 4．（24-25高二上·河南南阳·阶段练习）化学与生产、生活密切相关。下列有关说法正确的是 A．根据原电池原理，将反应设计为原电池，可选用导线、Fe片、石墨棒和溶液 B．燃料电池是一种绿色环保、能量利用率达到100%的化学电源 C．高纯硅制成的太阳能电池属于化学电源，可将太阳能转化为电能 D．碱性锌锰干电池是一种适用于大电流和连续放电的二次电池 【答案】A 【详解】A．由方程式可知，将反应设计为原电池时，可选用导线、Fe片、石墨棒和溶液，铁电极为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，石墨电极做正极，铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子，故A正确； B．燃料电池的能量利用率不能达到100%，故B错误； C．高纯硅制成的太阳能电池是将太阳能转化为电能的光伏电池，故C错误； D．碱性锌锰干电池是常见的一次电池，故D错误； 故选A。 5．（24-25高二上·广西桂林·阶段练习）人们在日常生活中经常要使用电池，下列说法错误的是 A．锌锰干电池属于一次电池 B．图示电池中，为该电池的负极 C．电池充放电时总是伴随能量的变化 D．废旧电池不能随意丢弃，以免造成环境污染 【答案】B 【详解】A．在锌锰干电池中锌作负极，失电子生成锌离子逐渐溶解，属于一次电池，A正确； B．铝遇浓硝酸钝化，铜为负极，B错误； C．在充电过程中，电池从外界获得电能，并将其转化为化学能储存起来；在放电过程中，电池将储存的化学能转化为电能释放出来‌，C正确； D．废旧电池中含有许多重金属，随意丢弃废旧电池，电池中的重金属盐进入土壤及水中，会对土壤和水源造成严重的污染，D正确； 故选B。 【点睛】 6．（24-25高二上·四川泸州·阶段练习）碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是 A．电池工作时，通过隔膜向负极移动 B．电池工作时，发生还原反应 C．为利于电池放电可选择低温环境 D．反应中每生成1，转移电子数为 【答案】C 【分析】电池工作时，MnO2为正极，得到电子，发生还原反应，Zn为负极，发生氧化反应，据此分析。 【详解】A．电池工作时，阴离子向负极移动，故OH-通过隔膜向负极移动，故A正确； B．电池工作时，MnO2为正极，得到电子，发生还原反应，故B正确； C．环境温度过低，电阻越大，不利于电池放电，故C错误； D．反应中锰元素的化合价由+4价降低到+3价，则每生成1mol MnOOH，移电子数为，故D正确； 答案选C。 7．（24-25高二上·江苏南通·期中）铅蓄电池是常见的二次电池，其结构如下图所示，其中Pb作电池的负极，PbO2作正极。下列关于该电池工作时的说法不正确的是 A．放电时Pb电极上有电子流出 B．放电时PbO2电极失去电子 C．H2SO4是电池的电解质溶液 D．充电时是电能转化为化学能 【答案】B 【分析】在铅蓄电池中，Pb作电池的负极，PbO2作正极，电解质溶液为H2SO4，放电时发生的总反应为Pb+ PbO2+ 2H2SO4=2PbSO4+2H2O。 【详解】A．放电时Pb电极发生的反应为Pb-2e-+=PbSO4，Pb电极上有电子流出，A正确； B．PbO2作正极，电极发生的反应为PbO2+2e-+4H++=PbSO4，放电时，PbO2得到电子，B错误； C．铅蓄电池的电解液为硫酸，C正确； D．充电时，外接直流电源，将电能转化为化学能，D正确； 答案选B。 8．（24-25高二上·江苏镇江·期中）铅蓄电池是汽车常用的蓄电池，其总反应：。下列说法不正确的是 A．放电时，当外电路上有通过时，负极质量增加 B．放电时正极反应式 C．充电一段时间生成硫酸的物质的量增加 D．若用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水，每消耗，在阴极产生 【答案】B 【分析】分析电池总反应式中元素的价态变化可以看出，Pb是负极，发生氧化反应，PbO2是正极，发生还原反应。 【详解】A．在铅酸电池中，Pb为负极，失去电子被氧化为PbSO4，电极反应式为：Pb-2e-+=PbSO4，电极由Pb→PbSO4，负极质量增加；外电路通过2mol电子时，负极板增加的质量为1mol×96g/mol=96g，A正确； B．放电时，二氧化铅为正极，发生还原反应，电极反应式为：PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O，B错误； C．由题目所给的总反应可知，充电一段时间，生成硫酸的量增加，C正确； D．每消耗1molPb，转移的电子为2mol，电解饱和食盐水中，阴极反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-，即阴极产生2molNaOH，D正确； 答案选B。 9．（24-25高二上·河南郑州·期中）下列有关铅蓄电池 的说法错误的是 A．放电时，两个电极的质量均增加 B．放电时， 溶液中 H⁺向 PbO2极移动 C．充电时，电解质溶液密度增大 D．用铅蓄电池电解 MgCl2溶液可制备 Mg 【答案】D 【分析】铅蓄电池放电时，Pb发生失电子的氧化反应，Pb为负极，PbO2发生得电子的还原反应，PbO2为正极。 【详解】A．放电时，负极Pb的电极反应式为Pb-2e-+=PbSO4，负极质量增加，正极PbO2的电极反应式为PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O，正极质量增加，A项正确； B．放电时，溶液中阳离子H+向正极PbO2极移动，B项正确； C．充电时总反应为2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4，电解质溶液硫酸的浓度增大，电解质溶液密度增大，C项正确； D．电解MgCl2溶液生成Mg(OH)2、H2和Cl2，不能制备Mg，电解熔融MgCl2制备Mg，D项错误； 答案选D。 10．（24-25高二上·四川南充·阶段练习）铁镍可充电电池以KOH溶液为电解液，放电时的总反应为，下列有关该电池的说法正确的是 A．放电时，正极反应式为 B．放电时，向Fe电极迁移 C．放电时，负极区pH增大 D．充电时，实现了电能向化学能的转化 【答案】D 【分析】放电时总反应为Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2，放电时Fe为负极，电极反应为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2，Ni2O3为正极，电极反应为Ni2O3+2e-+3H2O=2Ni(OH)2+2OH-；充电时Fe为阴极，Ni2O3为阳极。 【详解】A．根据分析，放电时正极反应式为Ni2O3+2e-+3H2O=2Ni(OH)2+2OH-，A项错误； B．放电时为原电池原理，阳离子向正极迁移，则放电时，阳离子K+向Ni2O3电极迁移，B项错误； C．根据分析，放电时负极的电极反应为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2，消耗OH-，溶液碱性减弱，负极区pH减小，C项错误； D．充电时为电解原理，实现了电能向化学能的转化，D项正确； 答案选D。 11．（24-25高二上·内蒙古兴安盟·期中）氢氧燃料电池是最理想的新型电池，其工作原理如图所示(质子交换膜仅允许H+通过)。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是 A．能量转化率已达到100% B．通入O2的一极为负极 C．放电一段时间后，两侧液面均会升高 D．每消耗1.5molH2两侧溶液质量差将增加27g 【答案】D 【分析】由题干图示信息可知，左侧Pt电极为负极，发生电极反应为：H2-2e-=2H+，右侧Pt电极为正极，发生电极反应为：O2+4e-+4H+=2H2O，据此分析解题。 【详解】A．燃料电池的能量利用率较高，但能量转化率不能达到100%，A错误； B．由分析可知，通入O2的一极发生还原反应O2+4e-+4H+=2H2O，故为正极，B错误； C．由分析可知，该电池的负极反应式为：H2-2e-=2H+，正极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，即反应过程中正极有H2O生成，且H2O不能通过质子交换膜，故放电一段时间后，正极区液面会升高，而负极区不会，C错误； D．由分析可知，根据电极反应H2-2e-=2H+可知，每消耗1.5molH2则电路上通过3mol电子，则有3molH+有负极区移向正极区，则负极区溶液质量不变，结合电极反应O2+4e-+4H+=2H2O可知，此过程中正极区的质量增重=27g，故两侧溶液质量差将增加27g，D正确； 故答案为：D。 12．（24-25高二上·山东青岛·期中）以溶液为离子导体，分别组成、、清洁燃料电池。下列说法正确的是 A．放电过程中，均向负极移动 B．燃料电池的负极反应为 C．消耗等质量燃料，和燃料电池的理论放电量相等 D．消耗时，理论上燃料电池消耗的质量为 【答案】D 【分析】三种清洁燃料电池的总反应分别为2H2+O2=H2O、CH4+2O2=CO2+2H2O、2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+4H2O，电池工作时，通入三种燃料的电极为负极，通入氧气的电极为正极。 【详解】A．放电过程中，通入三种燃料的电极为负极，通入氧气的电极为正极，阳离子钾离子均向正极移动，A错误； B．碱性条件下，燃料电池的负极反应为，B错误； C．由分析可知，质量为1g的氢气、甲烷、甲醇三种燃料燃烧时，转移电子的物质的量分别为：、、，则消耗等质量燃料，氢氧燃料电池的理论转移电子数最大，C错误； D．根据反应：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+4H2O，消耗时，消耗1mol CH3OH，质量为32g，D正确； 答案选D。 13．（24-25高二上·上海·期中）如下图所示是一种生产和利用氢能的途径，下列说法错误的是 A．氢能是21世纪最具发展潜力的清洁能源 B．图中能量转化的方式至少有6种 C．太阳能、风能、氢能都属于新能源 D．太阳能电池的供电原理与燃料电池相同 【答案】D 【详解】A．氢气燃烧生成无污染的水，所以氢能是21世纪最具发展潜力的清洁能源，故A正确； B．由图可知，图中涉及的能量转化方式有太阳能、风能、水能转化为电能，电能与化学能的相互转化，电能转化为光能，能量转化的方式共有6种，故B正确； C．太阳能、风能、氢能都是人类开发利用的，极具发展前景的新能源，故C正确； D．太阳能电池是将光能转化为电能的装置，燃料电池是将化学能转化为电能的装置，两者的供电原理不同，故D错误； 故选D。 14．（24-25高二上·江苏苏州·阶段练习）如图所示是几种常见的化学电源示意图，下列有关说法正确的是 A．化学电源是将电能转化为化学能的实用装置 B．该氢氧燃料电池工作时可以采用碱性电解质溶液 C．干电池示意图所对应的电池属于二次电池 D．铅蓄电池充电时(正极)应与外接电源正极相连 【答案】D 【详解】A．化学电源是提供电能，是将化学能转化为电能的实用装置，故A错误； B．氢离子和氢氧根离子能反应生成水，由图可知，使用了质子交换膜，该氢氧燃料电池工作时不能采用碱性电解质溶液，故B错误； C．该干电池不可充电，属于一次电池， C错误； D．铅蓄电池放电时在正极上得电子被还原生成PbSO4，充电时，PbSO4在阳极上失去电子被氧化生成，则铅蓄电池充电时PbO2(正极)应与外接电源正极相连，故D正确； 故选D。 15．（24-25高二上·北京·阶段练习）氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是 A．反应在点燃条件下才能剧烈反应，所以不能设计成原电池 B．碱性氢氧燃料电池的负极反应为 C．常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗，转移电子的数目为 D．同温同压下，，在燃料电池和点燃条件下的相同 【答案】D 【详解】A．反应是自发的氧化还原反应，能设计成原电池，A错误； B．碱性氢氧燃料电池的负极是氢气失去电子和氢氧根离子反应生成水，负极反应式为H2+2e-+2OH-=2H2O，B错误； C．常温常压下气体摩尔体积大于22.4/mol，氢氧燃料电池放电过程中消耗氢气11.2L，则氢气的物质的量小于0.5mol，反应转移电子小于0.5mol×2=1mol，故数目小于6.02×1023，C错误； D．反应的焓变与反应途径无关，在燃料电池和点燃条件下的相同，D正确； 故选D。 16．（24-25高三上·山西·阶段练习）燃料电池的能量利用率高，肼燃料电池原理如图所示。下列有关说法不正确的是 A．电极为正极 B．将由电极区向电极区移动 C．用该电池电解饱和食盐水，当消耗时，可产生标准状况下的 D．电极的电极反应式为 【答案】C 【分析】由图可知，通入氧气的一极为燃料电池的正极，通入肼的一极为燃料电池的负极，据此回答； 【详解】A．通入燃料的电极是负极，通入的电极是正极，A正确； B．电解质溶液中阳离子移向正极，B正确； C．当消耗1mol时，转移4mol电子，可产生2mol，在标准状况下的体积为44.8L，C错误； D．碱性环境下电极的电极反应式为，D正确； 故选C。 17．（24-25高三上·贵州·期中）用表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述错误的是 A．常温下，2.7g铝片投入足量的浓硫酸中，铝失去的电子数小于 B．100mL，溶液中含有的键数目为 C．0℃，101kPa下，20g中含有电子数目为 D．氢氧燃料电池正极消耗22.4L(标准状况)气体时，电路中通过的电子数目为 【答案】B 【详解】A．常温下，铝片投入足量的浓硫酸中发生钝化，铝失去的电子数小于，故A正确； B．溶剂水中含有，含有的键数目应大于，故B错误； C．20g的物质的量为1mol，1个中含有10个电子，故1mol含有电子数目等于，故C正确； D．标准状况下22.4L氧气为1mol，1个氧气在正极上得到4个电子，正极消耗1mol氧气时，电路中通过的电子数目为，故D正确； 答案选B。 18．（2024·陕西榆林·一模）新型太阳能氢气面板可以直接从空气中提取水、利用光电解水产生氢气，将氢气储存，可用于燃料电池。工作原理如图所示： 下列说法不正确的是 A．太阳能电池光伏板工作原理与硅原子电子跃迁有关 B．电解水的阳极反应是 C．燃料电池的正极反应是 D．燃料电池生成的水从负极一侧流场板层排出 【答案】D 【分析】电解水时，阴极上水提供的氢离子得到电子发生还原反应，阳极上水通过的氢氧根离子失去电子发生氧化反应；燃料电池中，通入氢气的一极为负极、发生氧化反应，通入氧气的一极为正极、发生还原反应； 【详解】A．太阳能电池光伏板工作原理主要是光电效应，与硅原子电子跃迁有关，A正确； B．据分析，电解水的阳极产生氧气，电极反应式是，B正确； C．燃料电池的正极上氧气被还原，氢离子参与下，得电极反应式是，C正确； D．图2中负极方程式为H2-2e-=2H+，，结合选项C，燃料电池生成的水从正极一侧流场板层排出，D不正确； 选D。 19．（24-25高三上·河北·期中）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．负极的电极反应式： 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，电解质溶液是KOH，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； 答案选C。 20．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖(葡萄糖)过高时会激活电池，产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖水平。电池工作时的原理如下图所示(G-CHO代表葡萄糖)。 下列说法正确的是 A．工作时，电极I附近pH升高 B．该燃料电池电极电势电极I<电极II C．工作时，电子流向：电极II→血液→电极I D．工作时，电极II的电极反应式为 【答案】A 【分析】由图可知，通入氧气的电极I为燃料电池的正极，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II为负极，G-CHO在负极失去电子发生氧化反应生成G-COOH和氢离子。 【详解】A．由分析可知，通入氧气的电极I为燃料电池的正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，放电消耗溶液中的氢离子，所以附近溶液pH升高，故A正确； B．由分析可知，通入氧气的电极I为燃料电池的正极，电极II为负极，则电极I的电势高于电极II，故B错误； C．血液不能传递电子，工作时，电子流向：电极II→传感器→电极I，故C错误； D．由分析可知，电极II为负极，G-CHO在负极失去电子发生氧化反应生成G-COOH和氢离子，电极反应式为，故D错误； 故选A。 21．（24-25高三上·云南·阶段练习）科学家进行下图所示的CH3OH的制备及应用的研究，下列说法错误的是 A．氯碱工业中H2在阴极生成 B．制CH3OH的总反应为CO2+3H2=CH3OH+H2O C．甲醇燃料电池是二次电池 D．煤的间接液化也可用于合成甲醇 【答案】C 【详解】A．氯碱工业中，氢离子在阴极得电子生成氢气，A正确； B．由图示可知，制甲醇的总反应为CO2+3H2=CH3OH+H2O，B正确； C．甲醇燃料电池是一次电池，C错误； D．煤气化后得到水煤气(CO、H2)，利用水煤气可制取甲醇，故煤的间接液化也可用于合成甲醇，D正确； 故选C。 22．（23-24高二上·北京昌平·期中）甲烷燃料电池的工作原理如图，下列说法正确的是 A．a极为正极 B．K+从a极经溶液流向b极 C．工作一段时间后，b极附近的pH会减小 D．a极的电极反应为 【答案】B 【分析】a电极通入甲烷，甲烷发生氧化反应，则a极为负极；b电极通入空气，氧气发生还原反应，b极为正极，据此解答。 【详解】A．a电极通入甲烷，甲烷发生氧化反应，则a极为负极，A错误； B．a极为负极，b极为正极，K+从a极经溶液流向b极，B正确； C．b电极通入空气，氧气发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，即生成OH-，碱性增强，则工作一段时间后，b极附近的pH会增大，C错误； D．a电极通入甲烷，甲烷被氧化生成，则a极的电极反应为：，D错误； 故选B。 23．（24-25高二上·福建泉州·阶段练习）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A．图甲：锂电池放电时，电解质中向锂电极迁移 B．图乙：负极的电极反应式为 C．图丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．图丁：电池放电过程中，稀硫酸的浓度不变 【答案】C 【详解】A．原电池中阳离子向正极迁移，甲为锂电池，负极为锂，Li+向正极多孔碳材料迁移，故A错误； B．乙为纽扣电池，正极为Ag2O得电子发生还原反应，反应式为，负极为活泼金属锌单质，故B错误； C．丙为锌锰干电池，锌筒作负极，发生氧化反应被溶解，导致锌筒变薄，故C正确； D．丁为铅蓄电池，放电时的总反应为，使用一段时间后，硫酸溶液的浓度降低，故D错误； 故答案为C。 24．（24-25高二上·河南·阶段练习）化学实验在学科中有着非常重要的作用，结合图示实验装置，下列相关分析的描述错误的是 A．图1：盐桥中使用KCl溶液，电子从Zn到Cu经电解质溶液流回Zn B．图2：实验中可观察到试管中液面上升，说明铁发生了吸氧腐蚀 C．图3：碱性锌锰干电池中，MnO2在正极参与反应，被还原 D．图4：铅蓄电池铅电极为负极，放电过程中铅电极质量增加 【答案】A 【详解】A．锌铜原电池中盐桥内是含KCl的琼脂饱和溶液，锌单质与硫酸铜反应，所以Zn为负极，Cu为正极，电子的流向是Zn电极失电子沿导线传递到Cu电极上，电子不能在溶液中传递，故A错误； B．铁钉浸在含食盐水的中性环境下会发生吸氧腐蚀，O2+2H2O+4e-=4OH-，左侧试管在密封环境下氧气反应而消耗会使气压降低，当外界压强大于左侧试管内压强则右侧液体会压入导管内，导管内会形成一段水柱，故B正确； C．MnO2为原电池的正极，发生得电子的还原反应，故C正确； D．放电时，铅电极为负极，负极发生Pb+SO-2e-=PbSO4，负极质量增加，故D正确； 答案选A。 25．（24-25高二上·福建三明·阶段练习）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是 A．甲：向Zn电极方向移动 B．乙：正极的电极反应式为 C．丙；锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．丁：电池放电过程中，正极区溶液的pH变小 【答案】D 【详解】A．甲构成原电池，Zn作负极，向Zn电极方向移动，A正确； B．乙中Ag2O作正极，Ag2O被还原生成Ag，则正极的电极反应式为：，B正确； C．丙中锌筒作负极，Zn被氧化生成Zn2+，锌筒会变薄，C正确； D．铅蓄电池放电过程中，正极反应式为：，即H+被消耗，正极区溶液的pH变大，D错误； 故选D。 【题型3新型化学电源】 1．（24-25高三上·辽宁·阶段练习）稀土元素铕()掺杂的锂钛氧化物基材料()通常以改善材料的扩散性为目的，铕并不参与电子的转移。该材料与嵌锂石墨()组成的电池原理如图。下列说法错误的是 A．放电时，正极反应为 B．放电时，溶液中的浓度减小 C．充电时，极材料中元素的化合价升高 D．充电时，若转移电子，嵌锂石墨将增重 【答案】B 【详解】A．该电池通过在两个电极上的嵌入与脱嵌实现充放电，放电时嵌入正极，正极反应式为，A正确； B．放电时，从负极脱嵌，负极反应式为，结合正极反应式可知放电过程中从负极脱嵌的与嵌入正极的的物质的量相等，且放电过程中电解质溶液体积不变，则放电过程中溶液中的浓度不变，B错误； C．根据放电时的正极反应可得充电时的阳极反应：，因为铕不参与电子的转移，且Li与O元素的化合价也不变，则充电时化合价升高的元素是，C正确； D．根据放电时的负极反应可得充电时的阴极反应；，每转移1mol电子，有嵌入阴极，使阴极的质量增加7g，D正确； 答案选B。 2．（24-25高三上·湖南·阶段练习）一种增强混合系可充电电池的工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A．X液体可能是NaCl溶液 B．放电时，N电极附近溶液的pH减小 C．充电时，M电极的电极反应式为 D．充电时，每转移，就有通过钠超离子导体自左向右迁移 【答案】C 【分析】根据电池结构图可知，单质钠失去电子，所以M极作为该电池的负极，放电时电极反应为：；二氧化碳得到电子，被还原为，所以N极是电池的正极，放电时电极反应为：。据此分析作答。 【详解】A．由于极是单质钠，还原性强，若使用溶液，单质钠会与溶液中的水反应，A错误； B．放电时，电极反应为：，消耗了其中的氢离子，使增大，B错误； C．充电时，电极作阴极，钠离子得电子被还原为单质钠，C正确； D．充电时，钠离子移向阴极，则自右向左迁移，D错误； 故选C。 3．（24-25高三上·浙江·阶段练习）以钴酸锂电池为电源用丙烯腈电合成己二腈，电解质溶液为的碳酸酯溶液，两电极均为石墨，装置如下图所示。该钴酸锂电池的总反应是。下列说法不正确的是 A．B为正极，电极反应式为： B．阴极区的电极反应为，一段时间后，阴极室的pH增大 C．锂离子电池快速充放电的本质就是锂离子能够快速在正负极材料间嵌入和脱嵌 D．A极质量减轻14g，理论上可制备1mol己二腈 【答案】B 【分析】由钴酸锂电池的总反应可知，A极上LixCy转化为Cy，失去Li+和电子，作负极，则B作正极，C作阳极，D作阴极，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，B为正极，其电极反应式为：，A正确； B．阴极区的电极反应为，过程中阳极区的通过质子交换膜移动到阴极区，根据电荷守恒可知，一段时间后，浓度不变，则pH不变，B错误； C．锂离子电池快速充放电的本质就是锂离子能够快速在正负极材料间嵌入和脱嵌，C正确； D．A极质量减轻14g，则电路中转移2 mol e-，根据生成1mol己二腈，D正确； 答案选B。 4．（24-25高三上·广东·阶段练习）继电器在控制电路中应用非常广泛，有一种新型继电器是以对电池的循环充放电实现自动离合(如图所示)。以下关于该继电器的说法中正确的是 已知上图左电池的电极材料为纳米，另一极为金属锂和石墨的复合材料。 A．放电时，作电池的负极 B．该电池电解液一般由锂盐水溶液组成 C．充电时，阳极中的转化为 D．充电完成时，电池能被磁铁吸引 【答案】C 【分析】由图可知该电池放电时负极反应式为，正极反应式为，充电时，阳极、阴极电极反应式与正极、负极电极反应式正好相反，以此解答该题。 【详解】A．根据分析，放电时，Li作电池的负极，Fe2O3作电池的正极，A错误； B．锂属于活泼金属，会和水发生反应，所以不可以用锂盐水溶液作为电解液，B错误； C．充电时，Fe作为阳极，发生反应，生成Fe2O3，，C正确； D．充电时，Fe作为阳极生成Fe2O3，充电完成时，铁完全转化为Fe2O3，磁铁不可吸引Fe2O3，D错误； 故选C。 5．（2024·广东深圳·二模）Zn-H2O可充电电池放电时在两级可产生氢气和[Zn(OH)4]2-，装置如图所示，其中雷尼镍仅起催化和导电作用。下列说法不正确的是 A．放电时，Zn极反应：Zn-2e-+4OH- = [Zn(OH)4]2- B．充电时，K+向Zn极移动 C．充、放电过程中，雷尼镍电极表面产生的气体不同 D．充、放电过程中，KOH溶液浓度保持不变 【答案】D 【分析】由题干可知，放电时在两极可产生氢气和[Zn(OH)4]2-，则放电时负极为锌，电池总反应为Zn+2KOH+2H2OK2[Zn(OH)4]+H2↑，由此分析回答； 【详解】A．由分析可知，放电时，Zn极为负极，负极反应式为：Zn-2e-+4OH- = [Zn(OH)4]2-，A正确； B．由分析可知，Zn为原电池负极，即充电时Zn与电源负极相连作阴极，故K+向Zn极移动，B正确； C．由分析可知，放电过程中，雷尼镍电极表面产生的气体H2，但充电过程中，雷尼镍电极与电源的正极相连作阳极，阳极发生氧化反应，不可能生成氢气，C正确； D．由分析可知，放电过程中，消耗KOH，导致KOH溶液浓度减小，而充电过程中生成KOH导致KOH溶液浓度增大，D错误； 故答案为：D。 6．（24-25高二上·福建厦门·阶段练习）铅蓄电池是汽车常用的蓄电池，其构造如下图所示。下列说法不正确的是 A．电池放电时，Pb作负极发生反应，电极质量减轻 B．电池放电时，减小 C．电池充电时总反应为 D．铅蓄电池的缺点是笨重、比能量低 【答案】A 【分析】铅蓄电池放电时Pb做负极，电极反应式为Pb-2e-+= PbSO4，PbO2做正极，电极反应式为PbO2+2e-+4H++= PbSO4+2H2O，总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O；充电为放电的逆过程，Pb为阴极，PbO2为阳极，总反应为2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4。 【详解】A．放电时负极Pb失去电子转化为PbSO4，负极质量增加，A错误； B．放电过程中消耗H+，溶液中c(H+)减小，B正确； C．电池充电时总反应为2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4，C正确； D．铅蓄电池的缺点是笨重、比能量彽，废弃电池污染环境，D正确； 故答案为A。 7．（24-25高三上·黑龙江大庆·阶段练习）锂离子电池是目前世界上主流的手机电池。科学家近期研发的一种新型的Ca-LiFePO4可充电电池的原理示意图如图，电池反应为：下列说法错误的是 A．放电时，钙电极为负极，发生氧化反应 B．充电时，Ca2+在阴极处得电子 C．LiPF6-LiAsF6电解质可以换成水溶液做电解质 D．充电时，Li1-xFePO4/LiFePO4电极的电极反应式为 【答案】C 【分析】放电时，Ca失电子转化为Ca2+，则钙电极为负极，Li1-xFePO4/LiFePO4电极为正极；充电时，钙电极为阴极，Li1-xFePO4/LiFePO4电极为阳极。 【详解】A．由分析可知，放电时，钙电极为负极，失电子发生氧化反应，A正确； B．充电时，Ca电极为阴极，Ca2+得电子转化为Ca，B正确； C．Ca的金属性强，能与水发生剧烈反应，所以采用非水电解质，不能换成水溶液，C错误； D．充电时，Li1-xFePO4/LiFePO4电极为阳极，电极反应式为LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+，D正确； 答案选C。 8．（24-25高二上·江苏镇江·阶段练习）铅蓄电池是汽车常用的蓄电池，其总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。下列说法不正确的是 A．放电时，当外电路上有2 mol e－通过时，负极质量增加96g B．放电时正极反应式 PbO2＋4H＋＋2e－=Pb2+＋2H2O C．充电一段时间电解质溶液电阻减小 D．若用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水，每消耗1molPb，在阴极产生2molNaOH 【答案】B 【分析】分析电池总反应式中元素的价态变化可以看出，Pb是负极，发生氧化反应，PbO2是正极，发生还原反应。 【详解】A．在铅酸电池中，Pb为负极，失去电子被氧化为PbSO4，电极反应式为：Pb-2e-+=PbSO4，电极由Pb→PbSO4，负极质量增加；外电路通过2mol电子时，负极板增加的质量为1mol×96g/mol=96g，A正确； B．放电时，二氧化铅为正极，发生还原反应，电极反应式为：PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O，B错误； C．充电一段时间，生成硫酸的量增加，导电能力增强，电阻减小，C正确； D．每消耗1molPb，转移的电子为2mol，电解饱和食盐水中，阴极反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-，即阴极产生2molNaOH，D正确； 答案选B。 9．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）某生物质电池原理如下图所示，充、放电时分别得到高附加值的醇和羧酸。下列说法正确的是 A．放电时，负极电极反应式为： B．放电时，每当转化为，外电路转移1mol电子 C．充电时，Rh/Cu电极与电源正极相连 D．充电时，K+通过交换膜从右室向左室迁移 【答案】D 【分析】 根据装置图可知，放电时，负极发生氧化反应，转化为，所以放电时，Rh/Cu惰性电极是负极。充电时，Rh/Cu惰性电极是阴极。 【详解】 A．根据分析，放电时，负极电极反应式为+3OH--2e-=+2H2O，A错误； B．放电时，正极反应式为+H2O +e-=+OH-，每当1mol转化为，外电路转移1mol电子，B错误； C．根据分析，充电时，Rh/Cu惰性电极是阴极，与电源负极相连，C错误； D．充电时，阳离子向阴极移动，充电时，Rh/Cu是阴极，K+通过阳离子交换膜从右室向左室迁移，D正确； 故选D。 10．（24-25高三上·广东潮州·阶段练习）下图为某新型的可充电锌-肼()电池充、放电时的物质转化示意图，其采用双功能电催化剂在同一电极实现了独立的析氢反应(放电)和产氮反应(充电)、下列说法不正确的是 A．充电时，阴极区溶液的增大 B．放电时，正极反应式为 C．充电时，理论上每转移，阳极上会生成(标准状况) D．当生成(标准状况)时，理论上锌电极增重 【答案】D 【分析】采用双功能电催化剂在同一电极实现了独立的析氢反应(放电)和产氮反应(充电)，放电时正极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，负极反应式为 ，充电时阳极反应式为 ，阴极反应式为； 【详解】A．充电时，阴极反应式为，阴极区溶液的增大，故A正确； B．放电时，正极析出氢气，正极反应式为，故B正确； C．充电时阳极反应式为，理论上每转移，阳极上会生成0.25mol氮气，生成氮气的体积为5.6L (标准状况)，故C正确； D．放电时正极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，负极发生反应，当生成(标准状况)时，转移0.2mol电子，根据电子守恒，理论上锌电极减轻，故D错误； 选D。 11．（24-25高三上·江西南昌·阶段练习）近期我国科技工作者设计了一套高效光电化学燃料电池，其工作原理如下图所示(忽略溶液体积的变化)。光照时，“光催化电极a”会产生(e-)和空穴(h+)，下列说法错误的是 A．该装置实现了光能和化学能到电能的转化 B．负极反应式为 C．电池工作时，溶液中的稀硫酸浓度不变 D．电池工作时，溶液中的H+会从左向右迁移 【答案】C 【分析】 由光照时，“光催化电极a”会产生(e-)和空穴(h+)可知，电极a为燃料电池的负极，光照条件下在水分子作用下得到空穴(失去电子)发生氧化反应生成生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为，电极b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+4H++4e—=2H2O，电池的总反应为2＋5O2=8CO2↑+6H2O。 【详解】A．由分析可知，该装置实现了光能和化学能到电能的转化，故A正确； B．由分析可知，电极a为燃料电池的负极，光照条件下在水分子作用下得到空穴发生氧化反应生成生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为，故B正确； C．假设转移4mol电子，正极消耗4molH+，同时负极会产生4molH+，但总反应会生成水，因此硫酸的浓度降低，故C错误； D．由分析可知，电极a为燃料电池的负极，电极b为正极，则电池工作时，溶液中的氢离子会从左向右迁移，故D正确； 故选C。 12．（24-25高二上·河北邯郸·阶段练习）如下图为甲醇燃料电池的工作原理示意图，下列有关说法不正确的是 A．该燃料电池工作过程中电子从a极通过负载流向b极 B．该燃料电池工作时电路中通过1mol电子时，标况下消耗的的体积为5.6L C．Pt(a)电极的反应式为 D．该燃料电池工作时由b极室向a极室移动 【答案】D 【分析】在甲醇燃料电池中，燃料甲醇失电子发生氧化反应生成二氧化碳，a是负极；氧气得电子发生还原反应生成水，b是正极。 【详解】A．a是负极、b是正极，工作过程中电子从a极通过负载流向b极，故A正确 B．根据，该燃料电池工作时电路中通过1mol电子时，消耗0.25mol氧气，则标况下消耗的体积为5.6L，故B正确； C．甲醇在负极失电子发生氧化反应生成二氧化碳，则电极的反应式为，故C正确； D．a是负极、b是正极，该燃料电池工作时由a极室向b极室移动，故D错误； 答案选D。 13．（23-24高二下·浙江·期中）一种天然气报警器的工作原理如图，固体电解质可以传递O2-，当甲烷浓度升高时，与空气形成燃料电池触发报警器。报警器起作用时，下列选项中错误的是 A．电极采用多孔结构的目的是更好的捕获甲烷与空气 B．固体熔融电解质中的O2-向多孔电极b移动 C．负极电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O D．当有0.8g甲烷参与反应时，固体电解质中传递O2-的物质的量为0.2mol 【答案】B 【分析】通入甲烷的一极甲烷失电子产生二氧化碳，为负极，通入空气的一极，氧气得电子发生还原反应，为正极。 【详解】A．多孔结构可增大表面积，更好的捕获甲烷与空气，A正确； B．O2-向负极移动，a极是负极，b是正极，B错误； C．负极上甲烷失电子产生二氧化碳，电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，C正确； D．当有0.8g甲烷参与反应时，电路中转移0.4mole-，一个O2-离子带2个单位负电荷，所以固体电解质中传递O2-的物质的量为0.2mol，D正确； 答案选B。 14．（24-25高三上·河北唐山·开学考试）若将乙烯氧化成乙醛过程设计成如图所示的燃料电池，下列说法不正确的是 A．电极b的电势高于电极a的电势 B．的迁移方向：电极a→电极b C．放电时，若电路中转移4mol，理论上消耗2.24L D．电极a上反应式为 【答案】C 【分析】由图可知，C2H4、H2O转化为CH3CHO，失去电子，则电极a为负极，反应式为，O2转化为H2O，得到电子，则电极b为正极，反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。 【详解】A．电极b为正极的电势高于电极a为负极的电势，A正确； B．为阳离子，向正极移动，则的迁移方向：电极a→电极b，B正确； C．正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，则放电时，若电路中转移4mol，理论上消耗1mol，未说明标况下，无法计算氧气体积，C错误； D．据分析可知，电极a上反应式为，D正确； 故选C。 15．（23-24高三上·北京通州·期末）磷酸燃料电池是以浓磷酸为电解质的新型燃料电池。某探究小组模仿氯碱工业设计装置如下图所示，下列说法正确的是 A．装置正极的电极反应为 B．向中反应后电解质溶液加入溶液并调至中性存在： C．电池工作时，外电路中转移电子，则装置阴极附近产生 D．工作一段时间后观察到试管中溶液颜色变浅，证明装置阳极产生的气体与发生反应 【答案】B 【分析】装置A为酸性燃料电池，其中通入氢气的一极为负极，通入氧气的一极为正极；装置B为电解池，与通入氢气一极相连的Pt电极为阴极，阴极电极反应为，与通入氧气一极相连的Pt电极为阳极，阳极电极反应为。 【详解】A．装置为酸性氢氧燃料电池，通入氧气的一极为正极，则正极的电极反应为，A错误； B．A中反应后的溶液为磷酸溶液，加入溶液并调至中性，则，根据电荷守恒关系可得：，因此溶液中存在，B正确； C．阴极电极反应为，根据得失电子守恒，外电路中转移电子时生成0.5mol氢气，由于不知道氢气所处的温度和压强，则无法计算其体积，C错误； D．装置B阳极产物为，与水反应生成HCl和HClO，生成的HClO具有漂白性可以使酚酞溶液颜色变浅，因此不能证明装置阳极产生的气体与发生反应，D错误； 答案选B。 16．（24-25高三上·河北张家口·开学考试）直接过氧化氢燃料电池(DPPFC)是一种以作为燃料和氧化剂的新型液态燃料电池，能在无氧环境下，可作为空间站和水下使用的电源，其工作原理如图所示(正、负极电极均为石墨电极)，下列说法错误的是 A．离子交换膜1、2分别为阴、阳离子交换膜 B．右侧石墨电极为正极 C．左侧石墨电极的电极反应式为 D．当中间室溶液质量减轻52.2g时，左侧产生气体的体积为3.36L(标准状况) 【答案】D 【分析】由图可知，燃料电池工作时，硫酸根离子通过阴离子交换膜进入左室、钾离子通过阴离子交换膜进入右室，则左侧电极为负极，碱性条件下过氧化氢在负极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，右侧电极为正极，酸性条件下过氧化氢在正极得到电子发生还原反应生成水。 【详解】A．由分析可知，离子交换膜1、2分别为阴、阳离子交换膜，故A正确； B．由分析可知，右侧石墨电极为燃料电池的正极，故B正确； C．由分析可知，左侧电极为负极，碱性条件下过氧化氢在负极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为，故正确； D．由分析可知，硫酸根离子通过阴离子交换膜进入左室、钾离子通过阴离子交换膜进入右室，则中间室溶液减轻质量为硫酸钾的质量，由得失电子数目守恒可知，中间室溶液质量减轻52.2g时，左侧产生标准状况下氧气的体积为×22.4L/mol=6.72L，故D错误； 故选D。 17．（23-24高三上·湖南娄底·阶段练习）以天然气燃料电池(熔融为电解质)为电源，采用电化学方法制备有机物，模拟装置如图所示。a极、b极为惰性电极，双极膜中水会解离出和并向两极迁移。下列叙述正确的是 A．每生成，双极膜中有向a极迁移 B．b极反应式为 C．在燃料电池的正极上充入空气并补充 D．消耗(标准状况)时理论上可以制备 【答案】B 【详解】A．根据物质转化中元素化合价变化情况可知，极为阴极，极为阳极。a极反应式为，双极膜中向极迁移，A错误； B．双极膜中氢氧根离子向阳极迁移，极发生氧化反应，环己烯转化成环戊基甲醛，B正确； C．燃料电池的正极反应式为，空气中体积分数为体积分数为，由电极反应式可知，需要在空气中补充，维持电源稳定放电，C错误； D．燃料电池负极反应式为，理论上可制备，D错误； 故选B。 18．（24-25高二上·北京·期中）新型可充电镁—溴电池能量密度高，循环性能优越，在未来能量存储领域潜力巨大。某镁—溴电池装置如下图(正负极区之间的离子选择性膜只允许通过)，下列说法不正确的是 A．当通过离子选择性膜时，导线中通过 B．放电时，正极反应为： C．放电时，Mg电极发生还原反应 D．充电时，Mg电极应连接电源负极 【答案】C 【详解】A．根据电荷守恒，当0.1 mol Mg2+通过离子选择性膜时，导线中通过0.2 mol e−，故A正确； B．由原电池原理可知，放电时，正极发生还原反应，电极反应为：，B正确； C．放电时，镁是负极，Mg电极失电子，发生氧化反应，C错误； D．放电时，镁是负极，充电时，Mg电极应连接电源负极，D正确； 故选C。 19．（24-25高二上·湖南·期中）中国全固态锂电池又有新突破，央视新闻报道，中国科学院青岛生物能源与过程研究所在全固态锂电池领域取得新突破，开发出了高能量密度、超长循环寿命的全固态锂电池。全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的 S8材料，电池反应为16Li+xS8=8Li2Sx，(2≤x≤8)。下列说法错误的是 A．放电时，电子流向为b极→用电器→a极 B．电池充电时，a极发生的反应为2Li2S2-2e-=Li2S4 +2Li+ C．电池充电时，b极接外接电源的负极，每通过 0.04 mol电子b极增重 0.28 g D．可将固态离子导体替换成水溶液电解质，对锂离子进行传导 【答案】D 【分析】从锂离子的移动方向可知，电极a为正极，电极b为负极，负极上Li失电子生成锂离子，电极反应为，正极上得电子生成，电极反应为。 【详解】A．放电时，a极为正极，b极为负极；充电时，a极为阳极，b极为阴极。放电时，电子由负极b金属锂流出经外电路流入正极a，故A正确； B．电池充电时，a是阳极，阳极上发生氧化反应，要失去电子，发生，故B正确； C．充电时a为阳极，b是阴极，电池充电时，b极接外接电源的负极做阴极，阴极反应为：，当外电路流过0.04mol电子时，生成的锂为0.04mol，b极增重的质量为，故C正确； D．金属锂具有强还原性，可与水反应，因此不可替换成水溶液电解质，故D错误； 故选：D。 20．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期中）二氧化锰氧化还原吸附剂调制的碳毡，其库仑效率(衡量电池充放电过程中电荷转移效率的一个重要指标)优于传统的锌氯电池。其工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．放电时，碳毡的电势高于锌箔 B．放电时，负极的电极反应式： C．充电时，向锌箔移动 D．充电时，阴极增重6.5g时，阳极转移个电子 【答案】C 【分析】充电过程，锌离子转变为锌，为阴极上得电子的还原反应，锰离子转变为二氧化锰、氯离子转变为氯气，为阳极上失电子的氧化反应； 放电过程，锌转变为锌离子，为负极上失电子的氧化反应，二氧化锰转变为锰离子、氯气转化为氯离子，为正极上得电子的还原反应，由此分析回答。 【详解】A．放电时，锌箔为负极，电极电势低，A正确； B．由分析可知，放电时，负极上为锌失电子转化为锌离子，电极反应式：Zn−2e−=Zn2+，B正确； C．充电时，Cl−向阳极移动，C错误； D．充电时，阴极的电极反应式：Zn2++2e−=Zn，阴极增重6.5g时，则阴极转移0.2NA个电子，根据电子守恒，阳极转移0.2NA个电子，D正确； 故选C。 21．（24-25高二上·福建龙岩·期中）科学家研发了一种可植入体内的燃料电池，血糖（葡萄糖）过高时会激活电池产生电能，刺激人工模拟胰岛B细胞释放胰岛素，降低血糖水平。电池工作原理的模拟装置如图（代表葡萄糖）。下列说法错误的是 A．血糖正常时，该燃料电池不工作 B．纳米电极发生还原反应 C．外电路中电子的方向：纳米电极胰岛细胞纳米电极 D．放电时纳米电极发生的反应为 【答案】C 【分析】燃料电池通入氧化剂的电极1为正极，氧气发生还原反应生成水，电极2为负极，G-CHO被氧化为G-COOH，电极反应式：。 【详解】A．血糖(葡萄糖)中含有醛基，浓度过高时会激活电池产生电能，血糖正常时，该燃料电池不工作，故A正确； B．由分析知纳米电极为正极，发生还原反应，故B正确； C．外电路中电子的方向是从负极流出，经负载流入正极，故外电路中电子流向：Cu(2)极→胰岛B细胞→Cu(1)极，故C错误； D． 负极附近G-CHO被氧化，放电时纳米Cu(2)电极发生的反应为：，故D正确； 故选C。 22．（24-25高二上·福建龙岩·期中）2023年钠离子电池实现产业化，该电池具备高能量密度、高倍率充电等优势。工作原理为，装置如图所示，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。下列说法不正确的是 A．放电时，a极反应式为 B．充电时，电极b接外电源的负极 C．充电时，若转移，碳基材料电极将减重 D．锂元素稀缺，量产后的钠离子电池的生产成本比锂离子电池的低 【答案】C 【分析】由题干信息可知，碳基材料为负极b，放电过程中发生的电极反应为：，充电时，b与电源负极相连为阴极，电极反应为：；含钠过渡金属氧化物为正极a，电极反应为：，充电时，a与电源正极相连作阳极，电极反应为：，据此分析解题。 【详解】A．放电时a极是正极，发生还原反应，电极反应式为：Na1-mMnO2+mNa++me-=NaMnO2，故A正确； B．充电时，b为阴极，得到电子发生还原反应，因此b极接电源的负极，故B正确； C．充电时，碳基材料作阴极，发生反应，若转移1 mol e−，1molNa+得电子生成金属Na，碳基材料电极将增重23g，故C错误； D．锂比钠稀缺，量产后的钠离子电池的生产成本比锂离子电池的低，故D正确； 答案选C。 23．（24-25高三上·辽宁·期中）中科院福建物构所首次构建了一种可逆水性电池，实现了和之间的高效可逆转换，其反应原理如图所示： 已知双极膜可将水解离为和，并实现其定向通过。下列说法错误的是 A．充电时，由双极膜移向电极 B．放电时，电极表面的电极反应为： C．放电时和充电时，电极的电势均高于电极 D．当外电路通过电子时，双极膜中解离水的物质的量为 【答案】A 【分析】由图中可知，Zn发生失去电子的反应，为电池的负极，电极反应为，CO2得电子生成HCOOH，电极反应为CO2+2H++2e-=HCOOH，则多孔Pd为电池的正极；充电时，Zn为阴极，多孔Pd为阳极，电极反应与原电池相反，据此分析； 【详解】A．充电时，阴离子向阳极移动，由双极膜移向Pd电极，A错误； B．CO2得电子生成HCOOH，电极反应为，B正确； C．放电时为正极，充电时，为阳极，电极的电势均高于电极，C正确； D．根据溶液呈电中性，可知外电路通过1mol电子时，双极膜中离解的水的物质的量为1mol，D正确； 故选A。 24．（24-25高二上·河南南阳·期中）液流电池是电化学储能领域的研究热点，全钒液流电池利用不同价态钒离子之间的相互转化实现电能的储存与释放，因储能容量大、充放电转换快、使用寿命长、安全等优点，受到广泛重视。其工作原理如图所示，已知氧化性，a、b为惰性电极。下列说法错误的是 A．充电时，电极a接外接电源正极 B．充电时，阳极的电极反应： C．放电时，电极b附近溶液的会减小 D．电池的总反应式为 【答案】C 【分析】根据氧化性，可以判断出放电时电极a为正极，转化为，电极方程式为，电极b为负极，被氧化为，电极方程式为。则充电时电极a为阳极（电势高），电极反应为，电极b为阴极（电势低），电极反应为； 【详解】A．根据分析，充电时a为阳极，与外接电源正极相连，故A正确； B．由分析知，充电时，阳极的电极方程式为，故B正确； C．放电时，电极b为负极，电极反应式为，同时氢离子通过质子交换膜从向正极移动，即从电极b附近通过质子交换膜向电极a附近移动，电极b附近溶液氢离子浓度减小，pH会增大，故C错误； D．由分析可知，电池的总反应式为，故D正确； 故选C。 25．（24-25高三上·江西·阶段练习）在探索固态电池的多种材料中，水泥基材料因其固有的碱性和多孔特性而成为有希望的候选材料。图示为一种新型的可充电水泥基电池，该电池采用碳纤维网格作为电极，并涂覆镍氧化物和铁材料，浸入水泥基电解液中，为能源存储提供了一种独特的方法。下列说法错误的是 A．充电时，a与电源负极相连 B．放电时，正极质量减小 C．充电时，阳极的电极反应式为 D．充电时，由电极向电极移动 【答案】B 【分析】根据图示可知，a极放电时Fe失电子，为负极，充电与负极相连做阴极；b电极放电为正极，充电与正极相连，做阳极。 【详解】A．根据图示可知，a极放电是Fe是失电子为负极，充电时，a与电源负极相连，A正确； B．放电时，正极的电极反应式为，正极质量增加，B错误； C．充电时，阳极发生氧化反应，电极反应式为，C正确； D．充电时，阴离子向阳极移动，即由电极向电极移动，D正确； 答案选B。 26．（24-25高三上·山西·阶段练习）硫锌二次电池工作原理如图所示，下列叙述错误的是 A．放电时，电极a为负极 B．充电时，电极b与电源正极连接 C．放电时，电极a上的电极反应式为 D．充电时，完全反应时向电极a迁移 【答案】D 【分析】由图可知，放电时，电极a为负极，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，电极b为正极，铜离子作用下硫在正极得到电子发生还原反应生成硫化亚铜，充电时，与直流电源负极相连的电极a为阴极，电极b为阳极。 【详解】A．由分析可知，放电时，电极a为负极，故A正确； B．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的电极a为阴极，则电极b与电源正极连接为阳极，故B正确； C．由分析可知，放电时，电极a为负极，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，电极反应式为，故C正确； D．由分析可知，充电时，硫化亚铜在阳极失去电子发生氧化反应生成铜离子和硫，电极反应式为Cu2S—4e—=2Cu2++S，则16.0g硫化亚铜完全反应时向电极a迁移钠离子物质的量为×4=0.4mol，故D错误； 故选D。 27．（24-25高二上·福建福州·期中）科学家提出了一种基于电催化多硫化物循环的自供能产氢体系，如下图所示。通过将锌-多硫化物电池与电解制氢装置集成，最大化利用了间歇性太阳光，实现日夜不间断的自供电的H2生产。下列说法正确的是 A．夜间工作时，应将电极ad、bc分别连接 B．硅太阳能电池、锌-多硫化物电池均可实现化学能向电能的转化 C．H2生产装置中不能使用钠离子交换膜 D．日间工作时，b极的电极反应式为+S2-+2e-= 【答案】A 【分析】由图可知，白天可利用太阳光电池给左侧锌-多硫化物电池充电，实现电能向化学能的转化，锌-多硫化物电池处于充电状态，b极是阳极，发生+S2--2e-=，夜间做电池使右侧电解池电解制氢，右侧装置为电解池，d电极为阴极，发生2H2O+2e-=2OH-+H2↑，据此分析解题； 【详解】A．左侧锌-多硫化物电池夜间作电源，给H2生产装置通电，电解产生H2，分析可知，应将电极ad，bc分别连接，A正确； B．硅太阳能电池将太阳能转化为电能，B错误； C．阴极d发生反应2H2O+2e-=2OH-+H2↑，使用阳离子交换膜，Na+向阴极区迁移﹐且发生反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-，C错误； D．白天工作时，锌-多硫化物电池处于充电状态，b电极是阳极，发生氧化反应，电极反应式为，D错误； 故选A。 28．（24-25高二上·湖北·期中）我国科研人员研发的海泥细菌电池不仅可以作为海底仪器的水下电源，还可以促进有机污染物(以表示)的分解，其工作原理如图，其中海底沉积层/海水界面可起到质子交换膜的作用，下列理论分析错误的是 A．a极发生还原反应 B．b极的电极反应为 C．若b极区生成S，则a极区增加 D．在海泥细菌的作用下发生反应： 【答案】C 【分析】由图可知，海泥细菌作用下有机污染物酸性条件下与海水中的硫酸根离子反应生成二氧化碳和氢硫酸根离子，反应的方程式为，a极为原电池的正极，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，b极为负极，HS-离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫和氢离子，电极反应式为HS--2e-=S↓+H+，则电池总反应为O2+2HS-+2H+=2S↓+2H2O。 【详解】A．据分析，a极发生还原反应，A正确； B．据分析，b极的电极反应为，B正确； C．若b极区生成S，转移2mole-，b极同时生成的1mol氢离子移向a极区，按得失电子守恒，a极氧气转化为水消耗2mol氢离子，则a极区氢离子的物质的量减少1mol，C不正确； D．据分析，在海泥细菌的作用下发生反应：，D正确； 选C。 29．（24-25高三上·湖北·阶段练习）基于火星大气中 CO2含量高达 95.32%，中国科技大学谈鹏教授团队开发出一种火星电池—— 电池，放电产物为C和。下列说法错误的是 A．放电时，正极反应为 B．充电时，若在火星上收集到，向阳极迁移的Li+为0.2mol C．正极材料有大的比表面积和空隙空间，增加CO2载入量的同时降低了活化能 D．从氧化还原的观点来看，地球上光合作用与该电池放电时CO2起的作用相似 【答案】B 【分析】该电池是二次电池，放电时锂为负极，充电时锂电极与电源负极相连作阴极，据此作答； 【详解】A．放电时，CO2在正极得电子转化为Li2CO3和C，正极反应为 3CO2+4Li++4e−=2 Li2CO3+C，A正确； B．充电时，Li+向阴极迁移，若在火星上收集到6.6gCO2，即得到0.15mol CO2，故转移0.6mol电子，则向阴极迁移的Li+为0.6mol，B错误； C．正极材料有大的比表面积和空隙空间，增加CO2载入量的同时降低了活化能，C正确； D．地球上光合作用CO2转化为C6H12O6，化合价降低，得电子，发生还原反应，为氧化剂，该电池放电时CO2在正极得电子，为氧化剂，D正确； 故答案为B。 30．（2024·广东肇庆·一模）科学家基于水/有机双相电解质开发了一种新型的铜锌二次电池，双相电解质建立了离子选择性界面，仅允许氯离子迁移，其放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．充电时，石墨电极与电源正极相连 B．充电时，石墨电极上可发生电极反应 C．放电时，氯离子向锌电极迁移 D．放电时，理论上电路中每转移电子，锌电极质量增加 【答案】D 【分析】放电时为原电池原理，锌为负极，电极式为：Zn-2e-+2Cl-=ZnCl2，石墨为正极，电极式为：；充电时为电解池原理，锌与电源负极相连为阴极，石墨与电源正极相连为阳极。 【详解】A．根据分析，充电时，石墨电极与电源正极相连，A正确； B．充电时，石墨电极为阳极，发生氧化反应，电极反应，B正确； C．放电时，氯离子向负极，即向锌电极迁移，C正确； D．放电时，根据负极电极式，理论上电路中每转移电子，锌电极质量增加2molCl-的质量，应为：，D错误； 故选D。 31．（24-25高三上·江苏镇江·期中）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．电解质碱性过强不利于电池工作 B．充电时，会发生反应 C．放电时，电极附近溶液减小 D．放电时，电极质量减少，电极上生成 【答案】A 【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．放电时，得到电子生成MnOOH、ZnMn2O4，电极方程式为：MnO2+H2O+e-═MnOOH+OH-、2MnO2+Zn2++2e-═ZnMn2O4，氢氧根浓度增大，电解质碱性过强，不利于正极反应进行，A正确； B．充电时，Zn2+向阴极方向迁移，被还原为Zn，电极反应为：Zn2++2e-=Zn，在阳极失去电子生成，电极方程式为：ZnMn2O4-2e-═2MnO2+Zn2+，则总方程式为：，B错误； C．放电时，得到电子生成MnOOH、ZnMn2O4，电极方程式为：MnO2+H2O+e-═MnOOH+OH-、2MnO2+Zn2++2e-═ZnMn2O4，氢氧根浓度增大，附近溶液增大，C错误； D．放电时，电极质量减少，n(Zn)=0.01mol，失去0.02mol电子，得到电子生成MnOOH、ZnMn2O4，电极方程式为：MnO2+H2O+e-═MnOOH+OH-、2MnO2+Zn2++2e-═ZnMn2O4，电极上生成的物质的量小于0.02mol，D错误； 故选A。 32．（24-25高二上·山东潍坊·期中）水系锌锰二次电池放电时存在电极剥落现象，造成电池容量衰减。研究发现，加入少量固体能很大程度恢复损失的容量，工作原理如图，膜只允许通过。下列说法错误的是 A．放电时做负极 B．放电前后，右池中的物质的量不变 C．放电时，有生成时，理论上负极减少 D．充电时，由右侧移向左侧 【答案】A 【分析】由图可知，锌为原电池的负极，锌在负极失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn—2e—=Zn2+，二氧化锰是正极，酸性条件下二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成锰离子和水，电极反应式为MnO2+2e—+4H+=Mn2++2H2O；向正极附近的溶液中加入少量碘化钾固体发生的反应为剥落的二氧化锰酸性条件下与溶液中碘离子反应生成锰离子、碘三离子和水，反应的离子方程式为MnO2+3I—+4H+=Mn2++I+2H2O，反应生成的碘三离子在正极得到电子发生还原反应生成碘离子，电极反应式为I+2e—=3I—，则加入的碘化钾固体是溶液中锰离子转化为二氧化锰的催化剂。 【详解】A．由分析可知，放电时二氧化锰是正极，故A错误； B．由分析可知，加入的碘化钾固体是溶液中锰离子转化为二氧化锰的催化剂，所以放电前后，右池中碘离子的物质的量不变，故B正确； C．由得失电子数目守恒可知，放电时，有0.2mol碘三离子生成时，负极消耗锌的质量为0.2mol××65g/mol=65g，故C正确； D．充电时，与直流电源负极相连的锌电极做电解池的阴极，则锌离子会由右侧移向左侧，故D正确； 故选A。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题11 原电池 化学电源 考点梳理 题型演练 考点01 原电池原理 【题型1原电池原理与应用】 考点02 原电池的应用 【题型2常用化学电源】 考点03 常用化学电源 【题型3新型化学电源】 考点04 新型化学电源 考点梳理 考点01原电池原理 1．原电池的概念和实质： (1)概念：将_ __转化为__ __的装置。 (2)实质：利用能自发进行的__ __反应把化学能转化为电能。 2．原电池工作原理(以锌铜原电池为例)： 装置图 电极名称 负极 正极 电极材料 __ __片 _ __片 电极反应 __ __ __ __ 反应类型 _ __反应 __ __反应 电子流向 由__ __片沿导线流向__ __片 离子迁移方向 阴离子向__ __迁移；阳离子向__ __迁移 电池反应方程式 __ _ 两类装置 的不同点 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 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，故能量转化率高，电流稳定，持续时间长 原电池工作原理示意图： 3．原电池形成的条件： (1)闭合回路。 (2)两极有电势差——两个活性不同的电极，相对较活泼的金属作__ __。 (3)__ _溶液或__ __电解质。 (4)自发的_ _反应。 4.正负极的判断方法 (1)电极反应：负极— 反应，正极— 反应 (2)电子或电流的流向：电子： → ；电流： → (3)离子流向：阳离子→ 极，阴离子→ 极； 5.电极反应式的书写 (1)注意电解质溶液环境：电极产物在电解质溶液中应稳定存在 在碱性介质中，不能存在： 、 、 在酸性介质中，不能存在： (2)两极反应式叠加得 ，总反应式减去正极反应式，可得 (3)规律：一般来说，金属M作负极的原电池 负极：酸性或中性介质中： 碱性介质中： 正极：酸性介质中： 金属阳离子NX+与金属反应的介质中： 阳离子不与金属反应的介质中： 6.常见原电池电极反应式、总反应式的书写 ①Fe|稀HCl|C 正极：2H++2e-=H2↑ 负极：Fe—2e—= Fe2+ 总反应：Fe+2H+=H2↑+Fe2+ ②Mg︱稀硫酸︱Cu 正极：2H++2e-=H2↑ 负极：Mg—2e—= Mg2+ 总反应：Mg+2H+=H2↑+ Mg2+ ③Zn|AgNO3溶液|Pt 正极：Ag++e—= Ag 负极：Zn—2e—=Zn2+ 总反应：Zn+2Ag+= 2Ag+ Zn2+ ④Cu︱FeCl3溶液︱Pt 正极：Fe3++e—= Fe2+ 负极：Cu—2e—= Cu2+ 总反应：Cu+ 2Fe3+= 2Fe2++ Cu2+ ⑤Mg︱NaOH溶液︱Cu 正极：O2+4e-+2H2O=4OH- 负极：Mg—2e—+2OH—= Mg(OH)2 总反应：2Mg+ O2+2H2O=2Mg(OH)2 ⑥Fe︱KCl溶液︱Cu 正极：O2+4e-+2H2O=4OH— 负极：Fe—2e—= Fe2+ 总反应：2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2 ⑦Al|NaOH溶液|Mg 正极：2e—+2H2O= H2↑+ 2OH― 负极：Al —3e—+4OH—=AlO2—+2H2O 总反应：2Al+2OH―+2H2O=2AlO2—+3H2↑ ⑧Cu|浓HNO3|Fe 正极：2H++NO3—+e—= H2O+NO2↑ 负极： Cu —2e—=Cu2+ 总反应：Cu+4H++2NO3—=Cu2++2H2O+2NO2↑ 【方法技巧】 1.原电池正、负电极的判断方法 判断依据 负极 正极 电极材料 活泼性较强的金属 活泼性较弱的金属或导电的非金属 电子流动方向 电子流出极 电子流入极 电解质溶液中 离子迁移方向 阴离子移向的电极 阳离子移向的电极 电流方向 电流流入极 电流流出极 电极反应类型 氧化反应 还原反应 反应现象 电极溶解 电极增重或有气泡产生 点睛:电子只能在导线中流动而不能在溶液中流动，离子只能在溶液中移动而不能通过导线，可以形象地描述为“电子不下水，离子不上岸”。 2.电极反应式书写的一般步骤 考点02原电池的应用 1．加快氧化还原反应的速率 构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快，例如，在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置换反应生成Cu，从而形成Cu－Zn微小原电池，加快产生H2的速率。 2．比较金属活动性强弱 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。 3．设计原电池 理论上，任何一个 的氧化还原反应，都可以设计成原电池。 (a)外电路 负极——化合价升高的物质 正极——活泼性弱的物质，一般选碳棒 (b)内电路：化合价降低的物质作电解质溶液。 如：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 ①化合价升高的物质 负极： ②活泼性较弱的物质 正极： ③化合价降低的物质 电解质溶液： 示意图 4．用于金属保护： 根据原电池的工作原理，负极金属发生氧化反应。将被保护的金属与比其活泼的金属连接。 考点03常用化学电源 化学电源是将__化学__能变成__电__能的装置。 1. 分类： 、 、 2. 2.判断电池优劣的主要标准： 3.常见的一次电池 一次电池的电解质溶液制成胶状，不流动，也叫做干电池。一次电池不能充电，不能反复使用。 碱性锌锰电池与银锌电池比较 　种类 特点　 碱性锌锰电池 银锌电池 基本 构造 负极：__ __ 负极：__ __ 正极：__ __ 正极：_ __ 电解质：KOH 电解质：KOH 工 作 原 理 负极反应 __ _ __ 正极反应 2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ __ 总反应 Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 Ag2O＋Zn＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag 性能与适用范围 比能量和可储存时间比普通锌锰电池均有提高，适用于大电流和连续放电 比能量大，电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电 4.二次电池（可充电电池） （一）铅酸蓄电池 铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的PbO2，负极是海棉状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中，且两极间用橡胶或微孔塑料隔开。放电时起原电池的作用。 ①放电时的反应 负极： (氧化反应) 正极： (还原反应) 放电总化学方程式为： ②充电时的反应 阴极： (还原反应) 。 阳极： (氧化反应) 。 充电总化学方程式为： 。放电 充电 充放电总反应的化学方程式：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)＋2H2O(l) 铅蓄电池的优缺点： (1)优点：性能优良、价格低廉、安全可靠，可多次充放电；生产生活中使用广泛。 (2)缺点：比能量低，废弃电池污染环境。 （二）锂离子电池 电极 电极反应 负极 嵌锂石墨(LixCy)：LixCy－xe－===xLi＋＋Cy 正极 钴酸锂(LiCoO2)：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2 总反应 LixCy＋Li1－xCoO2LiCoO2＋Cy 反应过程：放电时，Li＋从石墨中脱嵌移向正极，嵌入钴酸锂晶体中，充电时，Li＋从钴酸锂晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中。这样在放电、充电时，锂离子往返于电池的正极、负极之间完成化学能与电能的相互转化。 【方法技巧】 一、化学电源电极反应式的书写 (1)由装置图或电池总反应式确定电池的正极、负极及各极反应物。 (2)电解质溶液中的其他离子的影响，若阴离子与负极产生的阳离子不共存，该阴离子写入负极反应式。 (3)原电池的正极材料多数只起导电作用，而化学电源的正极材料大多数参与电极反应。 二、在解答二次电池类题时，若给出电池总反应，相关问题的分析可按如下方法进行。 1.电极极性及两极反应物的判断：首先根据放电总反应式标出电子转移的方向和数目，则放电时失去电子的物质为负极反应物，其所在电极为负极，得到电子的物质为正极反应物，其所在电极为正极；然后根据充电反应是放电反应的逆过程，可判断充电时的阳极（阴极）即为放电时的正极（负极）。 2.电极反应的书写：根据放电总反应写出放电时正、负极的电极反应；正、负极电极反应的逆过程即为充电时的阳、阴极电极反应。 3.溶液中离子移动方向：放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。 4.pH变化规律：消耗OH－（H＋）的电极周围，溶液的pH减小（增大），生成OH－（H＋）的电极周围，溶液的pH增大（减小）。若总反应消耗OH－（H＋），则电解质溶液的pH减小（增大）；若总反应生成OH－（H＋），则电解质溶液的pH增大（减小）；若总反应既不消耗也不生成OH－（H＋），则电解质溶液的pH变化情况由溶液的酸碱性及是否有水生成而定。 点睛:　电池在充电时，正极接电源正极，负极接电源负极，即“正接正，负接负”。 5.燃料电池 (1)特点：燃料电池中，燃料（还原性气体等）作 极，发生氧化反应，氧化剂（通常为氧气或空气）作 极发生还原反应 (2)种类 ①氢氧燃料电池 电解质 酸性 中性 碱性 负极反应 H2-2e-=2H+ H2-2e-=2H+ H2-2e-+2OH-=2H2O 正极反应 O2+4e-+4H+=2H2O O2+4e-+2H2O=4OH- O2+4e+2H2O=4OH- 总反应 2H2+O2=2H2O ②甲烷燃料电池 电解质 H2SO4 KOH 负极反应 CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 正极反应 O2+4e-+4H+=2H2O O2+4e-+2H2O=4OH- 总反应 CH4+2O2=CO2+2H2O CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O ③甲醇燃料电池 电解质 H2SO4 KOH 负极反应 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+ CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 正极反应 O2+4e-+4H+=2H2O O2+4e-+2H2O=4OH- 总反应 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O ④辛烷燃料电池 电解质 H2SO4 KOH 负极反应 C8H18-50e—+16H2O=8CO2+50H+ C8H18-50e—+66OH—=8CO32-+42H2O 正极反应 O2+4e-+4H+=2H2O O2+4e-+2H2O=4OH- 总反应 2C8H18+25O2=16CO2+18H2O 2C8H18+25O2+32OH—=16CO32-+34H2O ⑤乙醇燃料电池 电解质 H2SO4 KOH 负极反应 C2H6O-12e—+3H2O=2CO2+12H+ C2H6O-12e—+16OH—=2CO32-+11H2O 正极反应 O2+4e-+4H+=2H2O O2+4e-+2H2O=4OH- 总反应 C2H6O+3O2=2CO2+3H2O C2H6O+3O2+4OH—=2CO32-+5H2O ⑥熔融盐电池 例如：用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质的燃料电池，CO为燃料，空气与CO2的混合气为助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，在工作过程中，电解质熔融盐的组成、浓度不变 电极反应式：负极： 正极： 总反应： 6、燃料电池中常见正极反应式的书写 （1）在酸性溶液中： （2）在碱性或中性溶液中： （3）在熔融碳酸盐中： （4）在可传导O2-的晶体电解质中（例如：掺杂(Y2O3)氧化钇的(ZrO2)氧化锆晶体）： 【特别提醒】 一、燃料电池电极反应式书写的注意事项 (1)燃料电池的总反应相当于燃料的燃烧，书写总反应方程式时，要注意产物与电解质溶液是否发生反应，若能反应，电解质溶液要写在总反应方程式中。 (2)燃料电池正极反应的本质是氧气得电子发生还原反应，即O2＋4e－===2O2－，产生的O2－存在形式与电解质溶液的酸碱性和电解质的状态有着密切的关系。 (3)书写燃料电池的电极反应式，一定要注意电解质的酸碱性。碱性溶液电极反应式不能出现H＋；酸性溶液电极反应式不能出现OH－。 二、燃料电池问题的应对之策 （1）明确燃料电池的正负极均为惰性电极，一般具有很强的催化活性，但不参与反应。 （2）正极反应的书写 正极发生还原反应，通入的气体一般是氧气，氧气得到电子首先变为O2－，即O2＋4e－===2O2－，根据电解质的不同，其正极反应的书写分以下几种情况： ①在酸性溶液中，生成的O2－与H＋结合生成水，其电极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O。 ②在碱性及中性溶液中，O2－与水结合生成OH－，其电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。 ③在熔融碳酸盐中，O2－与不能结合，只能与CO2结合生成，其电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2。 注意：燃料电池的正极反应本质都是O2＋4e－===2O2－，在不同电解质环境中，其正极反应的书写形式有所不同。因此在书写正极反应时，要特别注意所给电解质的状态和电解质溶液的酸碱性。 （3）负极反应的书写 燃料电池的负极通入的一定是燃料。若负极通入含碳的化合物，如CO、CH4、CH3OH等，碳元素均转化为＋4价碳的化合物，其中在酸性溶液及熔融碳酸盐中生成CO2，在碱性溶液中生成；若负极通入含有氢元素的化合物，则最终都有H2O生成。 燃料电池的总反应－正极反应＝负极反应，注意将两个反应相减时，要消去正极的反应物O2。 考点04新型化学电源 1.常见考查方向 ①电极的判断，②电子或电流的流向，③溶液中离子的流向，④电极的反应类型，⑤pH的变化，⑥电子的转移数目，⑦电极反应式的书写。 2.正负极的判断 (1)根据装置图判断：①电子流向或电流流向，②电解质溶液中离子流向，③加入或生成物质的化合价变化。 (2)根据总方程式判断：根据化合价变化，化合价升高的为负极，化合价降低的为正极。 3.电极反应式的书写 (1)放电时电极反应式的书写 写出电极反应中化合价变化的物质，然后利用氧化还原反应的配平方法，写出电极反应式。 (2)充电时的电极反应，利用放电时电极反应的逆方向书写。 【特别提醒】 (1)若有质子交换膜，则电解质溶液为酸性。 (2)水溶液中不能出现O2－，O2－＋4H＋===2H2O(酸性)，O2－＋H2O===2OH－(碱性)。 (3)考虑产物与溶液中的离子是否共存。 (4)熔融碳酸盐燃料(CO、CxHy或CxHyOz)电池工作时，负极燃料失电子与CO结合生成CO2，正极O2得电子生成的O2－与CO2反应生成CO。 题型演练 【题型1原电池原理与应用】 1．（24-25高二上·福建厦门·阶段练习）化学与科技、医药、生产、生活密切相关，下列说法不正确的是 A．“保暖贴”发热利用的是原电池的工作原理 B．工业电解食盐水制备烧碱时采用阴离子交换膜 C．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 D．“冰寒于水”，说明相同条件下等质量冰的能量比液态水低 2．（24-25高二上·北京·阶段练习）有关电化学知识的描述正确的是 A．，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能 B．某原电池反应为，装置中的盐桥中是装有含琼胶的饱和溶液，由于生成的会使盐桥的导电性减弱，所以不能使用溶液 C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 D．任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池 3．（24-25高二上·福建漳州·期中）一定量的锌粉和过量稀盐酸反应，当向其中加入少量的下列物质时，能够加快反应速率，但不影响产生的总量的是 ①铜粉、②铁粉、③石墨粉、④、⑤浓盐酸、⑥碳酸钠、⑦硫酸铜 A．①③⑤ B．②③⑤⑦ C．①②③⑤ D．①③⑤⑦ 4．（21-22高一·全国·假期作业）浓度为的硫酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是 A．加入适量的的硫酸 B．加入适量蒸馏水 C．加入数滴硫酸铜溶液 D．加入适量的硫酸钠溶液 5．（24-25高二上·上海·期中）把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，分别用导线两两相连可以组成原电池。a、b相连时，a为负极；c、d相连时电流方向为d→c；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时，d极发生氧化反应。四种金属的还原性由强到弱的顺序为 A． B． C． D． 6．（24-25高三上·山东·期中）向溶液中加入铁粉，溶液黄色变浅，绿色加深，同时有气泡逸出。下列说法错误的是 A．黄色变浅的原因是 B．在该实验条件下，可以利用铁粉和溶液直接测定的 C．溶液中先加入少量再加入稍过量铁粉，会加快溶液黄色变浅的速率 D．若向溶液中加入镁粉，可能会逸出大量气体，同时生成红褐色沉淀 7．（24-25高二上·广西桂林·阶段练习）下列装置中，可形成原电池的是 A． B． C． D． 8．（24-25高二上·北京·期中）下列图示与化学用语表述内容不相符的是 牺牲阳极法实验 防止铁片被腐蚀 A．正极： B．阴极： 锌铜原电池 H2与Cl2反应过程中焓的变化 C． D． A．A B．B C．C D．D 9．（24-25高三上·北京·期中）用如图所示装置进行实验，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．从极经阳离子交换膜移向极 C．工作一段时间后，极附近的减小 D．该装置的总反应为 10．（24-25高二上·山东泰安·期中）化学与生产生活密切相关，下列说法错误的是 A．电解精炼铜时，若阳极质量减少，则转移到阴极的电子数为 B．“暖宝宝贴”是利用原电池原理加快铁的腐蚀放热的 C．碱性锌锰干电池比酸性锌锰干电池单位质量输出的电能多且储存时间长 D．铅蓄电池两极板上的硫酸铅在电流作用下重新转化为铅和二氧化铅，实现了电能到化学能的转化 【题型2常用化学电源】 1．（24-25高二上·福建·期中）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A．酸性锌锰干电池的负极为石墨棒 B．铅蓄电池属于二次电池 C．铅蓄电池的正极为Pb D．铅蓄电池放电时，负极质量逐渐减小 2．（24-25高二上·山东青岛·期中）化学电源在生活中应用广泛。下列说法错误的是 图Ⅰ酸性锌锰电池 图Ⅱ碱性锌锰电池 图Ⅲ铅蓄电池 图Ⅳ银锌纽扣电池 A．图Ⅰ和图Ⅱ中的负极反应式相同 B．图Ⅰ和图Ⅱ比较，酸性锌锰电池易发生自放电而导致存放时间较短 C．图Ⅲ：铅蓄电池使用过程中，两电极的质量均增加 D．图Ⅳ：溶液中向负极移动，、向正极移动 3．（24-25高二上·河南南阳·阶段练习）锂锰电池是最常见的一次性3V锂电池，电池的总反应为，电池结构如图所示，下列说法正确的是 A．电解质可用氯化锂溶液代替 B．a极发生还原反应，电极反应式为 C．电池放电时，移向a极 D．电路中转移0.1mol电子时，b极质量增重0.7g 4．（24-25高二上·河南南阳·阶段练习）化学与生产、生活密切相关。下列有关说法正确的是 A．根据原电池原理，将反应设计为原电池，可选用导线、Fe片、石墨棒和溶液 B．燃料电池是一种绿色环保、能量利用率达到100%的化学电源 C．高纯硅制成的太阳能电池属于化学电源，可将太阳能转化为电能 D．碱性锌锰干电池是一种适用于大电流和连续放电的二次电池 5．（24-25高二上·广西桂林·阶段练习）人们在日常生活中经常要使用电池，下列说法错误的是 A．锌锰干电池属于一次电池 B．图示电池中，为该电池的负极 C．电池充放电时总是伴随能量的变化 D．废旧电池不能随意丢弃，以免造成环境污染 6．（24-25高二上·四川泸州·阶段练习）碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是 A．电池工作时，通过隔膜向负极移动 B．电池工作时，发生还原反应 C．为利于电池放电可选择低温环境 D．反应中每生成1，转移电子数为 7．（24-25高二上·江苏南通·期中）铅蓄电池是常见的二次电池，其结构如下图所示，其中Pb作电池的负极，PbO2作正极。下列关于该电池工作时的说法不正确的是 A．放电时Pb电极上有电子流出 B．放电时PbO2电极失去电子 C．H2SO4是电池的电解质溶液 D．充电时是电能转化为化学能 8．（24-25高二上·江苏镇江·期中）铅蓄电池是汽车常用的蓄电池，其总反应：。下列说法不正确的是 A．放电时，当外电路上有通过时，负极质量增加 B．放电时正极反应式 C．充电一段时间生成硫酸的物质的量增加 D．若用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水，每消耗，在阴极产生 9．（24-25高二上·河南郑州·期中）下列有关铅蓄电池 的说法错误的是 A．放电时，两个电极的质量均增加 B．放电时， 溶液中 H⁺向 PbO2极移动 C．充电时，电解质溶液密度增大 D．用铅蓄电池电解 MgCl2溶液可制备 Mg 10．（24-25高二上·四川南充·阶段练习）铁镍可充电电池以KOH溶液为电解液，放电时的总反应为，下列有关该电池的说法正确的是 A．放电时，正极反应式为 B．放电时，向Fe电极迁移 C．放电时，负极区pH增大 D．充电时，实现了电能向化学能的转化 11．（24-25高二上·内蒙古兴安盟·期中）氢氧燃料电池是最理想的新型电池，其工作原理如图所示(质子交换膜仅允许H+通过)。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是 A．能量转化率已达到100% B．通入O2的一极为负极 C．放电一段时间后，两侧液面均会升高 D．每消耗1.5molH2两侧溶液质量差将增加27g 12．（24-25高二上·山东青岛·期中）以溶液为离子导体，分别组成、、清洁燃料电池。下列说法正确的是 A．放电过程中，均向负极移动 B．燃料电池的负极反应为 C．消耗等质量燃料，和燃料电池的理论放电量相等 D．消耗时，理论上燃料电池消耗的质量为 13．（24-25高二上·上海·期中）如下图所示是一种生产和利用氢能的途径，下列说法错误的是 A．氢能是21世纪最具发展潜力的清洁能源 B．图中能量转化的方式至少有6种 C．太阳能、风能、氢能都属于新能源 D．太阳能电池的供电原理与燃料电池相同 14．（24-25高二上·江苏苏州·阶段练习）如图所示是几种常见的化学电源示意图，下列有关说法正确的是 A．化学电源是将电能转化为化学能的实用装置 B．该氢氧燃料电池工作时可以采用碱性电解质溶液 C．干电池示意图所对应的电池属于二次电池 D．铅蓄电池充电时(正极)应与外接电源正极相连 15．（24-25高二上·北京·阶段练习）氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是 A．反应在点燃条件下才能剧烈反应，所以不能设计成原电池 B．碱性氢氧燃料电池的负极反应为 C．常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗，转移电子的数目为 D．同温同压下，，在燃料电池和点燃条件下的相同 16．（24-25高三上·山西·阶段练习）燃料电池的能量利用率高，肼燃料电池原理如图所示。下列有关说法不正确的是 A．电极为正极 B．将由电极区向电极区移动 C．用该电池电解饱和食盐水，当消耗时，可产生标准状况下的 D．电极的电极反应式为 17．（24-25高三上·贵州·期中）用表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述错误的是 A．常温下，2.7g铝片投入足量的浓硫酸中，铝失去的电子数小于 B．100mL，溶液中含有的键数目为 C．0℃，101kPa下，20g中含有电子数目为 D．氢氧燃料电池正极消耗22.4L(标准状况)气体时，电路中通过的电子数目为 18．（2024·陕西榆林·一模）新型太阳能氢气面板可以直接从空气中提取水、利用光电解水产生氢气，将氢气储存，可用于燃料电池。工作原理如图所示： 下列说法不正确的是 A．太阳能电池光伏板工作原理与硅原子电子跃迁有关 B．电解水的阳极反应是 C．燃料电池的正极反应是 D．燃料电池生成的水从负极一侧流场板层排出 19．（24-25高三上·河北·期中）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．负极的电极反应式： D．可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用 20．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖(葡萄糖)过高时会激活电池，产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖水平。电池工作时的原理如下图所示(G-CHO代表葡萄糖)。 下列说法正确的是 A．工作时，电极I附近pH升高 B．该燃料电池电极电势电极I<电极II C．工作时，电子流向：电极II→血液→电极I D．工作时，电极II的电极反应式为 21．（24-25高三上·云南·阶段练习）科学家进行下图所示的CH3OH的制备及应用的研究，下列说法错误的是 A．氯碱工业中H2在阴极生成 B．制CH3OH的总反应为CO2+3H2=CH3OH+H2O C．甲醇燃料电池是二次电池 D．煤的间接液化也可用于合成甲醇 22．（23-24高二上·北京昌平·期中）甲烷燃料电池的工作原理如图，下列说法正确的是 A．a极为正极 B．K+从a极经溶液流向b极 C．工作一段时间后，b极附近的pH会减小 D．a极的电极反应为 23．（24-25高二上·福建泉州·阶段练习）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A．图甲：锂电池放电时，电解质中向锂电极迁移 B．图乙：负极的电极反应式为 C．图丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．图丁：电池放电过程中，稀硫酸的浓度不变 24．（24-25高二上·河南·阶段练习）化学实验在学科中有着非常重要的作用，结合图示实验装置，下列相关分析的描述错误的是 A．图1：盐桥中使用KCl溶液，电子从Zn到Cu经电解质溶液流回Zn B．图2：实验中可观察到试管中液面上升，说明铁发生了吸氧腐蚀 C．图3：碱性锌锰干电池中，MnO2在正极参与反应，被还原 D．图4：铅蓄电池铅电极为负极，放电过程中铅电极质量增加 25．（24-25高二上·福建三明·阶段练习）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是 A．甲：向Zn电极方向移动 B．乙：正极的电极反应式为 C．丙；锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．丁：电池放电过程中，正极区溶液的pH变小 【题型3新型化学电源】 1．（24-25高三上·辽宁·阶段练习）稀土元素铕()掺杂的锂钛氧化物基材料()通常以改善材料的扩散性为目的，铕并不参与电子的转移。该材料与嵌锂石墨()组成的电池原理如图。下列说法错误的是 A．放电时，正极反应为 B．放电时，溶液中的浓度减小 C．充电时，极材料中元素的化合价升高 D．充电时，若转移电子，嵌锂石墨将增重 2．（24-25高三上·湖南·阶段练习）一种增强混合系可充电电池的工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A．X液体可能是NaCl溶液 B．放电时，N电极附近溶液的pH减小 C．充电时，M电极的电极反应式为 D．充电时，每转移，就有通过钠超离子导体自左向右迁移 3．（24-25高三上·浙江·阶段练习）以钴酸锂电池为电源用丙烯腈电合成己二腈，电解质溶液为的碳酸酯溶液，两电极均为石墨，装置如下图所示。该钴酸锂电池的总反应是。下列说法不正确的是 A．B为正极，电极反应式为： B．阴极区的电极反应为，一段时间后，阴极室的pH增大 C．锂离子电池快速充放电的本质就是锂离子能够快速在正负极材料间嵌入和脱嵌 D．A极质量减轻14g，理论上可制备1mol己二腈 4．（24-25高三上·广东·阶段练习）继电器在控制电路中应用非常广泛，有一种新型继电器是以对电池的循环充放电实现自动离合(如图所示)。以下关于该继电器的说法中正确的是 已知上图左电池的电极材料为纳米，另一极为金属锂和石墨的复合材料。 A．放电时，作电池的负极 B．该电池电解液一般由锂盐水溶液组成 C．充电时，阳极中的转化为 D．充电完成时，电池能被磁铁吸引 5．（2024·广东深圳·二模）Zn-H2O可充电电池放电时在两级可产生氢气和[Zn(OH)4]2-，装置如图所示，其中雷尼镍仅起催化和导电作用。下列说法不正确的是 A．放电时，Zn极反应：Zn-2e-+4OH- = [Zn(OH)4]2- B．充电时，K+向Zn极移动 C．充、放电过程中，雷尼镍电极表面产生的气体不同 D．充、放电过程中，KOH溶液浓度保持不变 6．（24-25高二上·福建厦门·阶段练习）铅蓄电池是汽车常用的蓄电池，其构造如下图所示。下列说法不正确的是 A．电池放电时，Pb作负极发生反应，电极质量减轻 B．电池放电时，减小 C．电池充电时总反应为 D．铅蓄电池的缺点是笨重、比能量低 7．（24-25高三上·黑龙江大庆·阶段练习）锂离子电池是目前世界上主流的手机电池。科学家近期研发的一种新型的Ca-LiFePO4可充电电池的原理示意图如图，电池反应为：下列说法错误的是 A．放电时，钙电极为负极，发生氧化反应 B．充电时，Ca2+在阴极处得电子 C．LiPF6-LiAsF6电解质可以换成水溶液做电解质 D．充电时，Li1-xFePO4/LiFePO4电极的电极反应式为 8．（24-25高二上·江苏镇江·阶段练习）铅蓄电池是汽车常用的蓄电池，其总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。下列说法不正确的是 A．放电时，当外电路上有2 mol e－通过时，负极质量增加96g B．放电时正极反应式 PbO2＋4H＋＋2e－=Pb2+＋2H2O C．充电一段时间电解质溶液电阻减小 D．若用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水，每消耗1molPb，在阴极产生2molNaOH 9．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）某生物质电池原理如下图所示，充、放电时分别得到高附加值的醇和羧酸。下列说法正确的是 A．放电时，负极电极反应式为： B．放电时，每当转化为，外电路转移1mol电子 C．充电时，Rh/Cu电极与电源正极相连 D．充电时，K+通过交换膜从右室向左室迁移 10．（24-25高三上·广东潮州·阶段练习）下图为某新型的可充电锌-肼()电池充、放电时的物质转化示意图，其采用双功能电催化剂在同一电极实现了独立的析氢反应(放电)和产氮反应(充电)、下列说法不正确的是 A．充电时，阴极区溶液的增大 B．放电时，正极反应式为 C．充电时，理论上每转移，阳极上会生成(标准状况) D．当生成(标准状况)时，理论上锌电极增重 11．（24-25高三上·江西南昌·阶段练习）近期我国科技工作者设计了一套高效光电化学燃料电池，其工作原理如下图所示(忽略溶液体积的变化)。光照时，“光催化电极a”会产生(e-)和空穴(h+)，下列说法错误的是 A．该装置实现了光能和化学能到电能的转化 B．负极反应式为 C．电池工作时，溶液中的稀硫酸浓度不变 D．电池工作时，溶液中的H+会从左向右迁移 12．（24-25高二上·河北邯郸·阶段练习）如下图为甲醇燃料电池的工作原理示意图，下列有关说法不正确的是 A．该燃料电池工作过程中电子从a极通过负载流向b极 B．该燃料电池工作时电路中通过1mol电子时，标况下消耗的的体积为5.6L C．Pt(a)电极的反应式为 D．该燃料电池工作时由b极室向a极室移动 13．（23-24高二下·浙江·期中）一种天然气报警器的工作原理如图，固体电解质可以传递O2-，当甲烷浓度升高时，与空气形成燃料电池触发报警器。报警器起作用时，下列选项中错误的是 A．电极采用多孔结构的目的是更好的捕获甲烷与空气 B．固体熔融电解质中的O2-向多孔电极b移动 C．负极电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O D．当有0.8g甲烷参与反应时，固体电解质中传递O2-的物质的量为0.2mol 14．（24-25高三上·河北唐山·开学考试）若将乙烯氧化成乙醛过程设计成如图所示的燃料电池，下列说法不正确的是 A．电极b的电势高于电极a的电势 B．的迁移方向：电极a→电极b C．放电时，若电路中转移4mol，理论上消耗2.24L D．电极a上反应式为 15．（23-24高三上·北京通州·期末）磷酸燃料电池是以浓磷酸为电解质的新型燃料电池。某探究小组模仿氯碱工业设计装置如下图所示，下列说法正确的是 A．装置正极的电极反应为 B．向中反应后电解质溶液加入溶液并调至中性存在： C．电池工作时，外电路中转移电子，则装置阴极附近产生 D．工作一段时间后观察到试管中溶液颜色变浅，证明装置阳极产生的气体与发生反应 16．（24-25高三上·河北张家口·开学考试）直接过氧化氢燃料电池(DPPFC)是一种以作为燃料和氧化剂的新型液态燃料电池，能在无氧环境下，可作为空间站和水下使用的电源，其工作原理如图所示(正、负极电极均为石墨电极)，下列说法错误的是 A．离子交换膜1、2分别为阴、阳离子交换膜 B．右侧石墨电极为正极 C．左侧石墨电极的电极反应式为 D．当中间室溶液质量减轻52.2g时，左侧产生气体的体积为3.36L(标准状况) 17．（23-24高三上·湖南娄底·阶段练习）以天然气燃料电池(熔融为电解质)为电源，采用电化学方法制备有机物，模拟装置如图所示。a极、b极为惰性电极，双极膜中水会解离出和并向两极迁移。下列叙述正确的是 A．每生成，双极膜中有向a极迁移 B．b极反应式为 C．在燃料电池的正极上充入空气并补充 D．消耗(标准状况)时理论上可以制备 18．（24-25高二上·北京·期中）新型可充电镁—溴电池能量密度高，循环性能优越，在未来能量存储领域潜力巨大。某镁—溴电池装置如下图(正负极区之间的离子选择性膜只允许通过)，下列说法不正确的是 A．当通过离子选择性膜时，导线中通过 B．放电时，正极反应为： C．放电时，Mg电极发生还原反应 D．充电时，Mg电极应连接电源负极 19．（24-25高二上·湖南·期中）中国全固态锂电池又有新突破，央视新闻报道，中国科学院青岛生物能源与过程研究所在全固态锂电池领域取得新突破，开发出了高能量密度、超长循环寿命的全固态锂电池。全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的 S8材料，电池反应为16Li+xS8=8Li2Sx，(2≤x≤8)。下列说法错误的是 A．放电时，电子流向为b极→用电器→a极 B．电池充电时，a极发生的反应为2Li2S2-2e-=Li2S4 +2Li+ C．电池充电时，b极接外接电源的负极，每通过 0.04 mol电子b极增重 0.28 g D．可将固态离子导体替换成水溶液电解质，对锂离子进行传导 20．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期中）二氧化锰氧化还原吸附剂调制的碳毡，其库仑效率(衡量电池充放电过程中电荷转移效率的一个重要指标)优于传统的锌氯电池。其工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．放电时，碳毡的电势高于锌箔 B．放电时，负极的电极反应式： C．充电时，向锌箔移动 D．充电时，阴极增重6.5g时，阳极转移个电子 21．（24-25高二上·福建龙岩·期中）科学家研发了一种可植入体内的燃料电池，血糖（葡萄糖）过高时会激活电池产生电能，刺激人工模拟胰岛B细胞释放胰岛素，降低血糖水平。电池工作原理的模拟装置如图（代表葡萄糖）。下列说法错误的是 A．血糖正常时，该燃料电池不工作 B．纳米电极发生还原反应 C．外电路中电子的方向：纳米电极胰岛细胞纳米电极 D．放电时纳米电极发生的反应为 22．（24-25高二上·福建龙岩·期中）2023年钠离子电池实现产业化，该电池具备高能量密度、高倍率充电等优势。工作原理为，装置如图所示，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。下列说法不正确的是 A．放电时，a极反应式为 B．充电时，电极b接外电源的负极 C．充电时，若转移，碳基材料电极将减重 D．锂元素稀缺，量产后的钠离子电池的生产成本比锂离子电池的低 23．（24-25高三上·辽宁·期中）中科院福建物构所首次构建了一种可逆水性电池，实现了和之间的高效可逆转换，其反应原理如图所示： 已知双极膜可将水解离为和，并实现其定向通过。下列说法错误的是 A．充电时，由双极膜移向电极 B．放电时，电极表面的电极反应为： C．放电时和充电时，电极的电势均高于电极 D．当外电路通过电子时，双极膜中解离水的物质的量为 24．（24-25高二上·河南南阳·期中）液流电池是电化学储能领域的研究热点，全钒液流电池利用不同价态钒离子之间的相互转化实现电能的储存与释放，因储能容量大、充放电转换快、使用寿命长、安全等优点，受到广泛重视。其工作原理如图所示，已知氧化性，a、b为惰性电极。下列说法错误的是 A．充电时，电极a接外接电源正极 B．充电时，阳极的电极反应： C．放电时，电极b附近溶液的会减小 D．电池的总反应式为 25．（24-25高三上·江西·阶段练习）在探索固态电池的多种材料中，水泥基材料因其固有的碱性和多孔特性而成为有希望的候选材料。图示为一种新型的可充电水泥基电池，该电池采用碳纤维网格作为电极，并涂覆镍氧化物和铁材料，浸入水泥基电解液中，为能源存储提供了一种独特的方法。下列说法错误的是 A．充电时，a与电源负极相连 B．放电时，正极质量减小 C．充电时，阳极的电极反应式为 D．充电时，由电极向电极移动 26．（24-25高三上·山西·阶段练习）硫锌二次电池工作原理如图所示，下列叙述错误的是 A．放电时，电极a为负极 B．充电时，电极b与电源正极连接 C．放电时，电极a上的电极反应式为 D．充电时，完全反应时向电极a迁移 27．（24-25高二上·福建福州·期中）科学家提出了一种基于电催化多硫化物循环的自供能产氢体系，如下图所示。通过将锌-多硫化物电池与电解制氢装置集成，最大化利用了间歇性太阳光，实现日夜不间断的自供电的H2生产。下列说法正确的是 A．夜间工作时，应将电极ad、bc分别连接 B．硅太阳能电池、锌-多硫化物电池均可实现化学能向电能的转化 C．H2生产装置中不能使用钠离子交换膜 D．日间工作时，b极的电极反应式为+S2-+2e-= 28．（24-25高二上·湖北·期中）我国科研人员研发的海泥细菌电池不仅可以作为海底仪器的水下电源，还可以促进有机污染物(以表示)的分解，其工作原理如图，其中海底沉积层/海水界面可起到质子交换膜的作用，下列理论分析错误的是 A．a极发生还原反应 B．b极的电极反应为 C．若b极区生成S，则a极区增加 D．在海泥细菌的作用下发生反应： 29．（24-25高三上·湖北·阶段练习）基于火星大气中 CO2含量高达 95.32%，中国科技大学谈鹏教授团队开发出一种火星电池—— 电池，放电产物为C和。下列说法错误的是 A．放电时，正极反应为 B．充电时，若在火星上收集到，向阳极迁移的Li+为0.2mol C．正极材料有大的比表面积和空隙空间，增加CO2载入量的同时降低了活化能 D．从氧化还原的观点来看，地球上光合作用与该电池放电时CO2起的作用相似 30．（2024·广东肇庆·一模）科学家基于水/有机双相电解质开发了一种新型的铜锌二次电池，双相电解质建立了离子选择性界面，仅允许氯离子迁移，其放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．充电时，石墨电极与电源正极相连 B．充电时，石墨电极上可发生电极反应 C．放电时，氯离子向锌电极迁移 D．放电时，理论上电路中每转移电子，锌电极质量增加 31．（24-25高三上·江苏镇江·期中）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．电解质碱性过强不利于电池工作 B．充电时，会发生反应 C．放电时，电极附近溶液减小 D．放电时，电极质量减少，电极上生成 32．（24-25高二上·山东潍坊·期中）水系锌锰二次电池放电时存在电极剥落现象，造成电池容量衰减。研究发现，加入少量固体能很大程度恢复损失的容量，工作原理如图，膜只允许通过。下列说法错误的是 A．放电时做负极 B．放电前后，右池中的物质的量不变 C．放电时，有生成时，理论上负极减少 D．充电时，由右侧移向左侧 1 学科网（北京）股份有限公司 $$