专题10 原电池-【寒假分层作业】2025年高二化学寒假培优练（人教版2019）

专题10 原电池 内容早知道 ☛第一层 巩固提升练（3大考点） 考点一 原电池的工作原理 考点二 原电池原理的应用 考点三 化学电源的电极反应式的书写 ☛第二层 能力提升练 ☛第三层 拓展突破练 原电池的工作原理 ⭐积累与运用 1．原理：负极→失电子→发生氧化反应→电子通过导线流向正极→正极→得电子→发生还原反应 2．模型图 3．电子和离子的流动方向 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”。 4．判断原电池正、负极的方法 1．锌铜原电池装置如图，下列说法不正确的是 A．锌电极上发生氧化反应 B．电子从锌片经电流计流向铜片 C．铜电极上发生反应： D．盐桥中向极移动 2．某兴趣小组为了探索原电池的工作原理，设计了以下实验，部分实验现象记录如下。 编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向 1 镁片、铝片 稀硫酸 偏向铝片 2 铜片、铝片。 浓硝酸 3 儀片、铝片 NaOH溶液 偏向袋片 4 铁片、石墨 NaCl溶液 … 下列说法正确的是 A．实验1中电子流向为镁片导线铝片电解质溶液镁片 B．实验2中的片电极反应式为 C．实验4电流表指针偏向铁片 D．由实验1和3可知，保持电极材料不变，可通过更换电解质溶液改变正负极 3．由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。 装置 现象 A上有气体产生 B的质量增加 二价金属A不断溶解 根据实验现象判断下列说法错误的是 A．装置甲中正极的电极反应式是：2H++2e-=H2↑ B．四种金属的活泼性强弱顺序为：C>B>A>D C．装置乙中B为负极 D．装置丙中负极电极反应式为：A-2e-=A2+ 4．某学习小组查阅资料知氧化性：，设计了双液原电池，结构如下图所示。盐桥中装有琼脂与饱和溶液。下列说法正确的是 A．溶液A为溶液 B．乙烧杯中的电极反应式为 C．外电路的电流方向为从a到b D．电池工作时，盐桥中的移向乙烧杯 原电池原理的应用 ⭐积累与运用 1．比较金属活动性强弱。如有两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。由此可判断出a极是负极，b极是正极，故金属活动性a>b。 2．加快氧化还原反应的速率。如在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，能形成Cu—Zn微小的原电池，从而加快产生H2的速率。 3．设计简单的原电池装置 以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu反应为例，原电池装置设计方法思路如下 第一步：将电池总反应拆成两个半反应 负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：Cu2＋＋2e－===Cu 第二步：确定负极材料、正极材料和电解质溶液 负极材料：失电子的物质(还原剂)作负极材料即Fe。 正极材料：用比负极材料金属活动性差的金属或非金属导体作正极材料即Cu或Ag或C等。 电解质溶液：含有反应中作氧化剂的物质作电解质，即CuSO4溶液，如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。 5．将反应设计成如下图所示的原电池，下列说法正确的是 A．电极为负极 B．电池工作时，向正极移动 C．电池工作时，电子由流向 D．理论上每消耗，外电路中通过的电子为 6．M、N、P、E四种金属，已知：①；②M、P用导线连接放入溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应式分别为，。则这四种金属的还原性的强弱顺序是 A． B． C． D． 7．铁片与100mL 0.1mol/L的稀盐酸反应，生成H2的速率太慢。下列方法能加快反应速率的是 A．增大压强 B．加NaCl固体 C．滴加几滴CuSO4溶液 D．改用98%的浓硫酸 8．根据化学反应设计原电池(选用相同的盐桥)时，下列各项中合理的是 选项 正极(金属/电解质溶液) 负极(金属/电解质溶液) A Zn/ZnSO4溶液 Fe/H2SO4溶液 B Fe/FeCl2溶液 Zn/ZnSO4溶液 C Zn/H2SO4溶液 Fe/FeCl2溶液 D Fe/ZnSO4溶液 Zn//FeCl2溶液 A．A B．B C．C D．D 化学电源的电极反应式的书写 ⭐积累与运用 1．可充电电池电极反应式的书写 在书写可充电电池电极反应式时，要明确可充电电池放电时为原电池，充电时为电解池。 (1)原电池的负极与电解池的阳极均发生氧化反应，对应元素化合价升高。 (2)原电池的正极与电解池的阴极均发生还原反应，对应元素化合价降低。 2．燃料电池电极反应式的书写 (1)燃料电池的正、负极均为惰性电极，均不参与反应。 (2)正极反应式的书写 正极发生还原反应，通入的气体一般是氧气，根据电解质的不同，正极反应式的书写分以下几种情况： ①在酸性溶液中，生成的氧离子与氢离子结合生成水，电极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O。 ②在碱性溶液中，氧离子与氢氧根离子不能结合，只能与水结合生成氢氧根离子，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。 ③在熔融碳酸盐中，氧离子能与二氧化碳结合生成碳酸根离子，电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO。 (3)负极反应式的书写 若负极通入的气体为含碳化合物CO、CH4、CH3OH等，碳元素均转化为正四价的碳，在酸性溶液中生成二氧化碳气体，在碱性溶液中生成碳酸根离子，在熔融碳酸盐中生成二氧化碳，含有氢元素的化合物的电极反应最终都有水生成。 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，要约去正极反应物O2。 9．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 10．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．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 12．如图是甲醇燃料电池的结构示意图，电池反应为，下列说法正确的是 A．左电极为电池的正极，a处通入的物质是甲醇 B．右电极为电池的负极，b处通入的物质是空气 C．负极反应为 D．正极反应为 1．用铜片、银片、溶液、溶液、导线和盐桥(装有琼脂-的型管)构成一个原电池。 ①在外电路中，电流由银电极流向铜电极 ②正极反应为： ③实验过程中取出盐桥，原电池将停止工作 ④将铜片浸入溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 ⑤盐桥中的移向溶液 ⑥电子的移动方向：极-导线-电极-溶液 上述①~⑥中正确的有 A．5个 B．4个 C．3个 D．2个 2．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常用掺有石墨烯的材料，电池反应为。下列说法正确的是 A．电解质中加入硫酸能增强导电性 B．电池充电时间越长，电池中的量越多 C．电池工作时，正极可发生反应： D．电池工作时，外电路中流过电子，负极材料减重 3．在碳中和愿景下，全球范围内可再生能源不断开发。一种新研发的电池系统是通过二氧化碳溶于水触发电化学反应，其工作原理如图所示(钠超离子导体只允许通过)。下列说法正确的是 A．电子通过钠超离子导体由a极移动到b极 B．工作一段时间b极附近可能有白色固体析出 C．电池工作时每消耗标准状况下，a极质量减少 D．该电池中的有机电解液可选用乙醇 4．电化学气敏传感器法可用来测定空气中CO含量，其工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．工作电极上的反应式为 B．该电池工作时，外电路中电子的流动方向为工作电极→溶液→铂电极→灯泡→工作电极 C．每消耗0.2mol ，同时产生的质量为17.6g D．电池工作一段时间后，溶液的pH增大 5．某新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水，电池构造示意图如下所示。下列关于该电池工作时的说法正确的是 A．b极为电池的负极 B．a极发生的电极反应为 C．电池工作一段时间后，右室溶液pH减小 D．海水中的通过离子交换膜Ⅰ向左室迁移 6．某科研小组用电化学方法将转化为实现再利用，转化的基本原理如图所示(该交换膜只允许通过)，下列说法正确的是 A．极为正极，极发生氧化反应 B．极电极反应方程式为 C．若生成标准状况下，有从左室通过交换膜移到右室 D．工作一段时间后，电极室中的溶液酸性减弱 7．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 8．市售某种锌锰干电池的构造如图所示，该干电池反应原理的化学方程式为：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)，下列说法错误的是 A．该干电池是碱性锌锰干电池 B．电池工作时，向正极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．正极电极反应为：+MnO2+e-=MnO(OH)+NH3 9．如图为两种不同的铜锌原电池，图1为单液原电池，图2为双液原电池。下列相关说法不正确的是 A．图2所示原电池能量利用率比上左图所示原电池要高 B．将图2溶液换成稀硫酸，铜电极生成标准状况下气体时，电路中转移2mol电子 C．图1所示单液原电池中，电流流向为铜片→导线→锌片→溶液→铜片 D．上述原电池的反应原理为 10．如下图所示为某同学探究金属与浓硝酸反应设计的原电池实验装置，该实验在常温下进行，实验时先放入铁片，直到无气泡后再放入铜片，连接好装置。下列说法不正确的是 A．铜电极上发生氧化反应 B．铁比铜活泼，铁作负极 C．溶液中阴离子移向铜片，阳离子移向铁片 D．铁片附近产生红棕色气体，电极反应式为 11．一种氢氧燃料电池的装置如图所示(电解质溶液为稀溶液，两电极均为惰性电极)。下列说法正确的是 A．该装置的能量主要由电能转化为化学能 B．N电极上的电极反应式为 C．每转移0.2mol电子，此时消耗的体积为2.24L D．该电池的总反应为 12．一种可产生的锌—空气电池的工作原理如图(KOH溶液作电解质溶液)，下列说法不正确的是 A．电子由Zn极流向复合碳电极 B．生成的电极反应式： C．电解质溶液中的向锌电极方向移动 D．消耗65g锌，理论上生成 13．由于存在离子浓度差而产生电动势的电池称为离子浓差电池，当两极室离子浓度相等时放电完成。某离子浓差电池的工作原理如图所示，下列说法中正确的是 A．铜电极Ⅰ上发生氧化反应 B．该隔膜为阳离子交换膜 C．电池工作一段时间后，右极室浓度增大 D．该电池工作时，电能转化为化学能 14．我国科学家开发出了一种Zn—NO电池系统，该电池在对外供电的同时合成了氨，其工作原理如图所示。已知：负极Zn反应后生成ZnO；双极膜中间的和可通过双极膜，而两端隔室中的离子被阻挡不能进入双极膜中。下列叙述不正确的是 A．电极为负极，放电时发生氧化反应 B．总反应式为 C．双极膜中的向左移动，向右移动 D．负极区溶液pH不变 15．CCTV报道，解放军总后勤部提出要让每个野外作业的战士都吃上热饭菜，其中一种方法是利用原电池原理，将食盐颗粒、炭屑、铁屑装入食品包装的夹层中密封起来，使用时撕开一口子，加入适量水振荡，就会产生热量加热食品。以下叙述正确的是 A．铁作负极，发生氧化反应 B．碳作负极，发生还原反应 C．铁作正极，发生还原反应 D．碳作正极，发生氧化反应 16．回答下列问题 (1)锂水电池以金属锂和钢板为电极材料，以为电解质，加入水即可放电，总反应为。 ①锂水电池放电时，向 极移动。 ②写出该电池放电时正极的电极反应： 。 (2)有学者想以如图所示装置用原电池原理将转化为重要的化工原料，其负极反应为 。 (3)电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是。电池的总反应可表示为。 ①电池的负极材料为 ，发生的电极反应为 。 ②电池正极发生的电极反应为 。 ③组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！34 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 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 原电池 内容早知道 ☛第一层 巩固提升练（3大考点） 考点一 原电池的工作原理 考点二 原电池原理的应用 考点三 化学电源的电极反应式的书写 ☛第二层 能力提升练 ☛第三层 拓展突破练 原电池的工作原理 ⭐积累与运用 1．原理：负极→失电子→发生氧化反应→电子通过导线流向正极→正极→得电子→发生还原反应 2．模型图 3．电子和离子的流动方向 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”。 4．判断原电池正、负极的方法 1．锌铜原电池装置如图，下列说法不正确的是 A．锌电极上发生氧化反应 B．电子从锌片经电流计流向铜片 C．铜电极上发生反应： D．盐桥中向极移动 【答案】D 【分析】锌铜原电池中，锌为负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Zn-2e-＝Zn2+，铜为正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为Cu2++2e-＝Cu，原电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，内电路中阳离子移向正极Cu，阴离子移向负极Zn，据此判断。 【详解】A．该原电池中，锌为负极，发生失去电子的氧化反应，故A正确； B．该原电池中，Zn为负极、Cu为正极，工作时电子从锌片流向铜片，故B正确； C．铜为正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为，故C正确； D．在盐桥中，阴离子Cl-会向负极区(Zn)移动，故D错误； 故选D。 2．某兴趣小组为了探索原电池的工作原理，设计了以下实验，部分实验现象记录如下。 编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向 1 镁片、铝片 稀硫酸 偏向铝片 2 铜片、铝片。 浓硝酸 3 儀片、铝片 NaOH溶液 偏向袋片 4 铁片、石墨 NaCl溶液 … 下列说法正确的是 A．实验1中电子流向为镁片导线铝片电解质溶液镁片 B．实验2中的片电极反应式为 C．实验4电流表指针偏向铁片 D．由实验1和3可知，保持电极材料不变，可通过更换电解质溶液改变正负极 【答案】D 【详解】A．镁片、铝片在稀硫酸中形成原电池反应，Mg为负极，Al为正极，实验1中电子流向为镁片→导线→铝片，电子不能通过电解质溶液，故A错误； B．实验2中的铝片在浓硝酸中钝化，做原电池的正极，铜做负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，故B错误； C．实验4中Fe做负极，电流表指针偏向石墨，故C错误； D．由实验1和3可知，保持电极材料不变，在实验1中，Mg为负极，Al为正极；实验3中Al为负极，Mg为正极，故可通过更换电解质溶液改变正负极，故D正确； 故D正确； 答案选D。 3．由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。 装置 现象 A上有气体产生 B的质量增加 二价金属A不断溶解 根据实验现象判断下列说法错误的是 A．装置甲中正极的电极反应式是：2H++2e-=H2↑ B．四种金属的活泼性强弱顺序为：C>B>A>D C．装置乙中B为负极 D．装置丙中负极电极反应式为：A-2e-=A2+ 【答案】C 【分析】装置甲中A上有气体产生，氢离子在A极得电子还原为氢气，电极反应式为，A极是正极，B极是负极，说明金属活泼性。装置乙中，B的质量增加，B极反应式为：，说明B是正极，C是负极，金属活泼性。装置丙中二价金属A不断溶解于稀硫酸，说明A作负极，D为正极，则金属活泼性。据此分析作答。 【详解】A．装置甲中A上有气体产生，说明氢离子在A极得电子还原为氢气，电极反应式为：，A极是正极，B极是负极，说明活泼性，A正确； B．根据上述分析，可知四种金属的活泼性强弱顺序为：，B正确； C．装置乙中，B的质量增加，则B极反应式为：，说明B是正极，C错误； D．装置丙中二价金属不断溶解于稀硫酸，说明作负极，失去电子，电极反应式为：，D正确； 故选C。 4．某学习小组查阅资料知氧化性：，设计了双液原电池，结构如下图所示。盐桥中装有琼脂与饱和溶液。下列说法正确的是 A．溶液A为溶液 B．乙烧杯中的电极反应式为 C．外电路的电流方向为从a到b D．电池工作时，盐桥中的移向乙烧杯 【答案】B 【分析】根据题意可知，氧化性＞Fe3+，则在原电池反应中，乙烧杯中含有高锰酸钾，因此在b电极得电子，b电极为正极，则溶液A含有Fe2+，Fe2+在a电极失电子，a电极为负极，据此作答。 【详解】A．由分析可知，Fe2+在a电极失电子，则溶液A含有Fe2+，故A错误； B．乙烧杯中(b电极)发生还原反应，Mn元素的化合价降低，电极反应式为，故B正确； C．根据分析可知，a电极为负极，b电极为正极，电流由正极沿导线流入负极，则电流从b经过外电路流向a，故C错误； D．电池工作时，乙池消耗、H+，阳离子消耗更多，则盐桥中K+移向乙池，甲池Fe2+失电子生成Fe3+，正电荷数增多，则盐桥中的移向甲烧杯，故D错误； 故答案选B。 原电池原理的应用 ⭐积累与运用 1．比较金属活动性强弱。如有两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。由此可判断出a极是负极，b极是正极，故金属活动性a>b。 2．加快氧化还原反应的速率。如在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，能形成Cu—Zn微小的原电池，从而加快产生H2的速率。 3．设计简单的原电池装置 以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu反应为例，原电池装置设计方法思路如下 第一步：将电池总反应拆成两个半反应 负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：Cu2＋＋2e－===Cu 第二步：确定负极材料、正极材料和电解质溶液 负极材料：失电子的物质(还原剂)作负极材料即Fe。 正极材料：用比负极材料金属活动性差的金属或非金属导体作正极材料即Cu或Ag或C等。 电解质溶液：含有反应中作氧化剂的物质作电解质，即CuSO4溶液，如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。 5．将反应设计成如下图所示的原电池，下列说法正确的是 A．电极为负极 B．电池工作时，向正极移动 C．电池工作时，电子由流向 D．理论上每消耗，外电路中通过的电子为 【答案】C 【分析】由总反应可知，铜元素价态升高，银元素价态降低，故铜为负极，Ag2O/Ag电极为正极。 【详解】A．根据分析，Ag2O/Ag电极为正极，A错误； B．电池工作时，阴离子向负极移动，即OH-向负极移动，B错误； C．电池工作时，电子由负极沿导线流向正极，即由Cu流向Ag2O，C正确； D．总反应中铜元素价态由0价变为+1价，理论上每消耗6.4gCu，消耗铜的物质的量为0.1mol，外电路中通过的电子为0.1mol，D错误； 答案选C。 6．M、N、P、E四种金属，已知：①；②M、P用导线连接放入溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应式分别为，。则这四种金属的还原性的强弱顺序是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】金属的活动性越强，其还原性越强，由①可知，金属活动性：；M、P用导线连接放入溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属活动性：；由③可知，N作原电池的负极，故金属活动性：，综上所述，金属的还原性：； 故选A。 7．铁片与100mL 0.1mol/L的稀盐酸反应，生成H2的速率太慢。下列方法能加快反应速率的是 A．增大压强 B．加NaCl固体 C．滴加几滴CuSO4溶液 D．改用98%的浓硫酸 【答案】C 【详解】A．铁与稀盐酸的反应在溶液中进行，增大压强，不影响反应速率，A不符合题意； B．加NaCl固体，对铁的性质及H+的浓度都不产生影响，对反应不产生影响，B不符合题意； C．滴加几滴CuSO4溶液，与Fe反应生成Cu，Cu附着在Fe表面，形成原电池，Fe作负极，从而加快反应速率，C符合题意； D．改用98%的浓硫酸，与Fe反应后在铁表面形成钝化膜，从而阻止反应的继续进行，D不符合题意； 故选C。 8．根据化学反应设计原电池(选用相同的盐桥)时，下列各项中合理的是 选项 正极(金属/电解质溶液) 负极(金属/电解质溶液) A Zn/ZnSO4溶液 Fe/H2SO4溶液 B Fe/FeCl2溶液 Zn/ZnSO4溶液 C Zn/H2SO4溶液 Fe/FeCl2溶液 D Fe/ZnSO4溶液 Zn//FeCl2溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【分析】选用相同的盐桥，根据化学反应设计原电池时，所选电极不能与电解质溶液反应，金属性强的金属做负极，电极上发生氧化反应，金属性弱的金属做正极，电极上发生还原反应，据此解答。 【详解】A．锌、铁构成原电池时，金属性强的锌做负极，铁做正极，不能选用能与铁反应的稀硫酸做电解质溶液，原电池设计不合理，故A错误； B．锌、铁构成原电池时，金属性强的锌做负极，铁做正极，电极与选用的电解质溶液不反应，原电池设计合理，故B正确； C．锌、铁构成原电池时，金属性强的锌做负极，铁做正极，不能选用能与锌反应的稀硫酸做电解质溶液，原电池设计不合理，故C错误； D．锌、铁构成原电池时，金属性强的锌做负极，铁做正极，不能选用能与锌反应的氯化亚铁做电解质溶液，原电池设计不合理，故D错误； 答案选B。 化学电源的电极反应式的书写 ⭐积累与运用 1．可充电电池电极反应式的书写 在书写可充电电池电极反应式时，要明确可充电电池放电时为原电池，充电时为电解池。 (1)原电池的负极与电解池的阳极均发生氧化反应，对应元素化合价升高。 (2)原电池的正极与电解池的阴极均发生还原反应，对应元素化合价降低。 2．燃料电池电极反应式的书写 (1)燃料电池的正、负极均为惰性电极，均不参与反应。 (2)正极反应式的书写 正极发生还原反应，通入的气体一般是氧气，根据电解质的不同，正极反应式的书写分以下几种情况： ①在酸性溶液中，生成的氧离子与氢离子结合生成水，电极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O。 ②在碱性溶液中，氧离子与氢氧根离子不能结合，只能与水结合生成氢氧根离子，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。 ③在熔融碳酸盐中，氧离子能与二氧化碳结合生成碳酸根离子，电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO。 (3)负极反应式的书写 若负极通入的气体为含碳化合物CO、CH4、CH3OH等，碳元素均转化为正四价的碳，在酸性溶液中生成二氧化碳气体，在碱性溶液中生成碳酸根离子，在熔融碳酸盐中生成二氧化碳，含有氢元素的化合物的电极反应最终都有水生成。 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，要约去正极反应物O2。 9．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。 10．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．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。 12．如图是甲醇燃料电池的结构示意图，电池反应为，下列说法正确的是 A．左电极为电池的正极，a处通入的物质是甲醇 B．右电极为电池的负极，b处通入的物质是空气 C．负极反应为 D．正极反应为 【答案】C 【分析】根据电子移动方向可知，该装置左侧为负极，燃料甲醇在a通入发生氧化反应，右侧为正极，氧气在b处发生还原反应。 【详解】A．根据分析可知，左电极为电池的负极，a处通入的物质是甲醇，A错误； B．根据分析可知，右电极为电池的正极，b处通入的物质是空气，B错误； C．左电极为电池的负极，燃料甲醇在a通入发生氧化反应：，C正确； D．右侧为正极，氧气在b处发生还原反应：，D错误； 答案选C。 1．用铜片、银片、溶液、溶液、导线和盐桥(装有琼脂-的型管)构成一个原电池。 ①在外电路中，电流由银电极流向铜电极 ②正极反应为： ③实验过程中取出盐桥，原电池将停止工作 ④将铜片浸入溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 ⑤盐桥中的移向溶液 ⑥电子的移动方向：极-导线-电极-溶液 上述①~⑥中正确的有 A．5个 B．4个 C．3个 D．2个 【答案】B 【分析】在原电池中，较活泼的金属作负极，负极上金属失去电子发生氧化反应；较不活泼的金属作正极，正极上得电子发生还原反应，在外电路上，电子从负极沿导线流向正极，由于金属活动性Cu＞Ag，所以Cu为原电池的负极，Ag为原电池的正极，Cu失去电子发生氧化反应产生Cu2+进入溶液，在正极上Ag+得到电子变为Ag单质，以此解答该题。 【详解】①在外电路中，电流由正极银电极流向负极铜电极，①正确； ②正极上得电子发生还原反应，所以正极的电极反应式为：Ag++e-=Ag，②正确； ③实验过程中取出盐桥，由于不能形成闭合回路，所以原电池不能继续工作，③正确； ④该原电池的电极反应式为：负极：Cu-2e-=Cu2+；正极：Ag++e-=Ag，故总反应为Cu+2Ag+=Cu2++2Ag，铜片与硝酸银反应的离子方程式为：Cu+2Ag+=Cu2+ +2Ag，与原电池的总反应相同，④正确； ⑤盐桥中的K＋移向正极，即K+移向AgNO3溶液，⑤错误 ⑥电子只能在外电路中移动，而不能进入电解质溶液，⑥错误； 故合理选项是B。 2．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常用掺有石墨烯的材料，电池反应为。下列说法正确的是 A．电解质中加入硫酸能增强导电性 B．电池充电时间越长，电池中的量越多 C．电池工作时，正极可发生反应： D．电池工作时，外电路中流过电子，负极材料减重 【答案】C 【分析】根据电池总反应及装置图可知，电池工作时Li+向a极移动，则a极为正极，b极为负极。 【详解】A．电解质中加入硫酸，会与负极材料Li发生反应，从而减弱电路的导电性，A错误； B．充电时a为阳极，与放电时的电极反应相反，则充电时间越长，电池中的量越少，B错误； C．根据分析可知，电池工作时a极为正极，则正极可发生反应：，C正确； D．根据分析可知，电池工作时b极为负极，则外电路中流过电子时，消耗的锂为0.02mol，则负极材料减重，D错误； 答案选C。 3．在碳中和愿景下，全球范围内可再生能源不断开发。一种新研发的电池系统是通过二氧化碳溶于水触发电化学反应，其工作原理如图所示(钠超离子导体只允许通过)。下列说法正确的是 A．电子通过钠超离子导体由a极移动到b极 B．工作一段时间b极附近可能有白色固体析出 C．电池工作时每消耗标准状况下，a极质量减少 D．该电池中的有机电解液可选用乙醇 【答案】B 【分析】由电池工作原理示意图可知反应中Na被氧化为钠离子，为原电池的负极，则a电极反应式为Na-e-=Na+，b为正极，b电极反应式为，原电池工作时，阳离子向正极移动，电解液中钠离子和碳酸氢根离子达到饱和时，以NaHCO3晶体析出，据此分析解题。 【详解】A．电子不会进入电解质溶液中，即电子不会在钠超离子导体中移动，而是通过用电器经a极移动到b极，故A错误； B．b为正极，发生还原反应，电极b上的电极反应为，同时a电极生成的Na+经钠超离子导体移动到b电极，当电解液中钠离子和碳酸氢根离子达到饱和时，b极区可能发生反应，即工作一段时间b极附近可能有白色固体析出，故B正确； C．每消耗标准状况下，即消耗0.1molCO2，由电极反应可知，转移0.1mol电子，则消耗金属钠0.1mol，a极质量减小2.3g，故C错误； D．钠和乙醇能发生置换反应，该电池中的有机电解液不可选用乙醇，故D错误； 故选B。 4．电化学气敏传感器法可用来测定空气中CO含量，其工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．工作电极上的反应式为 B．该电池工作时，外电路中电子的流动方向为工作电极→溶液→铂电极→灯泡→工作电极 C．每消耗0.2mol ，同时产生的质量为17.6g D．电池工作一段时间后，溶液的pH增大 【答案】C 【分析】CO在工作电极上发生氧化反应生成，故工作电极为负极，电极反应为，铂电极发生还原反应，为原电池正极，电极反应为，据此解答。 【详解】A．工作电极上的反应式为，A项错误； B．该电池工作时，外电路中电子的流动方向为工作电极→灯泡→铂电极，电子不经过电解质溶液，B项错误； C．由电极反应可知，每消耗0.2mol，转移0.8mol电子，同时产生的物质的量为0.4mol，其质量为0.4mol×44g/mol=17.6g，C项正确； D．由电极反应可知，当转移4mol电子时，负极生成4molH+，同时正极消耗4molH+，故电池工作一段时间后，溶液的pH不变，D项错误； 故选C。 5．某新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水，电池构造示意图如下所示。下列关于该电池工作时的说法正确的是 A．b极为电池的负极 B．a极发生的电极反应为 C．电池工作一段时间后，右室溶液pH减小 D．海水中的通过离子交换膜Ⅰ向左室迁移 【答案】B 【分析】a极附近发生氧化反应为负极，电极反应为，b极为电池正极，电极反应为，据此解答。 【详解】A．a极附近发生氧化反应， a极为电池负极，b极为电池正极，A错误； B．a极发生氧化反应，电极反应式为，B正确； C．右室中b极发生的电极反应为，不断被消耗，pH增大，C错误； D．阳离子向正极移动， 向b极也就是右室迁移，D错误； 故选B。 6．某科研小组用电化学方法将转化为实现再利用，转化的基本原理如图所示(该交换膜只允许通过)，下列说法正确的是 A．极为正极，极发生氧化反应 B．极电极反应方程式为 C．若生成标准状况下，有从左室通过交换膜移到右室 D．工作一段时间后，电极室中的溶液酸性减弱 【答案】C 【分析】由图可知，该装置为原电池，M极在紫外光的作用下，H2O反应生成O2，O元素由-2价升高为0价，失电子，M为负极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，N为电池正极，电极反应式为CO2+2H++2e-=CO+H2O，原电池中阳离子移向正极，据此分析解答。 【详解】A．由分析可知，M为电池负极，N为电池正极，N极得电子，发生还原反应，A错误； B．由分析可知， N为电池正极，CO2在正极得到电子生成CO，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：CO2+2H++2e-=CO+H2O，B错误； C．若生成标准状况下22.4L O2，物质的量为1mol，由2H2O-4e-=O2↑+4H+可知，转移4mol电子，有4mol H+从左室通过交换膜移到右室，C正确； D．M极发生氧化反应生成氧气：2H2O-4e-=O2↑+4H+，工作一段时间后，M电极室中生成氢离子迁移到N极，氢离子个数不变，但由于消耗了水，导致氢离子浓度增大，溶液酸性增强，D错误； 故选C。 7．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。 8．市售某种锌锰干电池的构造如图所示，该干电池反应原理的化学方程式为：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)，下列说法错误的是 A．该干电池是碱性锌锰干电池 B．电池工作时，向正极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．正极电极反应为：+MnO2+e-=MnO(OH)+NH3 【答案】A 【详解】A．根据图示，电解质溶液是NH4Cl溶液。在NH4Cl溶液中，水解使得溶液呈酸性，因此该电池不是碱性锌锰干电池，错误，A符合题意； B．原电池中，阳离子向正极移动，因此向正极移动，正确，B不符合题意； C．环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，正确，C不符合题意； D．根据总反应方程式，MnO2得到电子转化为MnO(OH)，正极电极反应为MnO2+e-+=MnO(OH)+NH3，正确，D不符合题意； 答案选A。 9．如图为两种不同的铜锌原电池，图1为单液原电池，图2为双液原电池。下列相关说法不正确的是 A．图2所示原电池能量利用率比上左图所示原电池要高 B．将图2溶液换成稀硫酸，铜电极生成标准状况下气体时，电路中转移2mol电子 C．图1所示单液原电池中，电流流向为铜片→导线→锌片→溶液→铜片 D．上述原电池的反应原理为 【答案】B 【详解】A．图1中单液原电池锌片与溶液直接接触，部分会被锌置换，锌片上附着铜后，也能形成微小的原电池，继续置换铜，这部分电子转移没有经过外电路，能量利用率低且电流不稳定，图2中双液原电池锌片与溶液没有接触，能量利用率更高且电流稳定，A正确； B．将图2溶液换成稀硫酸，铜电极的电极反应式为：，生成标准状况下气体时，气体的物质的量为，根据电极反应式，电路中转移的电子为，B错误； C．图1所示单液原电池中，铜片为正极，锌片为负极，外电路电流由正极流向负极，内电路电流由负极流向正极，因此电流流向为铜片→导线→锌片→溶液→铜片，C正确； D．上述两种原电池中正极电极反应均为，负极电极反应均为，因此原电池的反应原理均为，D正确； 故答案为：B。 10．如下图所示为某同学探究金属与浓硝酸反应设计的原电池实验装置，该实验在常温下进行，实验时先放入铁片，直到无气泡后再放入铜片，连接好装置。下列说法不正确的是 A．铜电极上发生氧化反应 B．铁比铜活泼，铁作负极 C．溶液中阴离子移向铜片，阳离子移向铁片 D．铁片附近产生红棕色气体，电极反应式为 【答案】B 【详解】A．常温下，先放入铁片后铁片钝化，连接好装置后，总反应为Cu与浓硝酸的反应，铜为负极发生氧化反应，A项正确； B．钝化的铁片作正极，B项错误； C．为平衡电荷使溶液呈电中性，阴离子移向负极，阳离子移向正极，C项正确； D．铁片为正极，在作用下被还原为红棕色气体，电极反应式为，D项正确； 答案为B。 11．一种氢氧燃料电池的装置如图所示(电解质溶液为稀溶液，两电极均为惰性电极)。下列说法正确的是 A．该装置的能量主要由电能转化为化学能 B．N电极上的电极反应式为 C．每转移0.2mol电子，此时消耗的体积为2.24L D．该电池的总反应为 【答案】D 【详解】A．氢氧燃料电池为原电池，能量转化是由化学能转化为电能，A错误； B．根据题目所给图可知，N电极作正极，发生还原反应，电极反应式为，B错误； C．根据题目所给图可知，M电极作负极，电极反应式为，每转移0.2mol电子，消耗0.1mol氢气，选项没有说明是标准状况下的氢气的体积，C错误； D．氢氧燃料电池的总反应为氢气与氧气反应生成水，反应方程式为，D正确； 故选D。 12．一种可产生的锌—空气电池的工作原理如图(KOH溶液作电解质溶液)，下列说法不正确的是 A．电子由Zn极流向复合碳电极 B．生成的电极反应式： C．电解质溶液中的向锌电极方向移动 D．消耗65g锌，理论上生成 【答案】B 【分析】Zn元素化合价升高，被氧化，应为原电池负极，电极反应式为，O2中氧元素的化合价降低，被还原，应为原电池正极，电极反应为，放电时电子由负极经过导线流向正极，电流由正极流向负极，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，以此解答该题； 【详解】A．外电路电子由负极流向正极，即Zn流向复合碳电极，A不符合题意； B．生成H2O2的电极反应式：，B符合题意； C．电解质溶液中，阴离子向负极移动，故的OH-向Zn电极方向移动，C不符合题意； D．消耗65gZn的物质的量为=1mol，电路中通过2mol电子，消耗氧气1mol,理论上生成1molH2O2， D不符合题意； 故选B； 13．由于存在离子浓度差而产生电动势的电池称为离子浓差电池，当两极室离子浓度相等时放电完成。某离子浓差电池的工作原理如图所示，下列说法中正确的是 A．铜电极Ⅰ上发生氧化反应 B．该隔膜为阳离子交换膜 C．电池工作一段时间后，右极室浓度增大 D．该电池工作时，电能转化为化学能 【答案】C 【分析】要消除两极室的浓度差，则右边铜离子、硫酸根离子浓度要增大，左边两种离子浓度要减小，因此铜电极Ⅱ发生Cu-2e-=Cu2+，同时硫酸根离子通过隔膜进入右边，则隔膜为阴离子交换膜；因此铜电极Ⅰ发生Cu2++2e-=Cu，据此分析； 【详解】A．铜电极Ⅰ附近浓度高，电极反应为，即铜电极Ⅰ为正极，发生还原反应，A错误； B．铜电极Ⅱ为负极，负极反应为，随着不断反应，应从左极室通过隔膜移向右极室，则该隔膜为阴离子交换膜，B错误； C．随着电池不断放电，左极室浓度减小，右极室浓度增大，放电完成时两室中的浓度相等，C正确； D．该电池工作时，化学能转化为电能，D错误； 故选C。 14．我国科学家开发出了一种Zn—NO电池系统，该电池在对外供电的同时合成了氨，其工作原理如图所示。已知：负极Zn反应后生成ZnO；双极膜中间的和可通过双极膜，而两端隔室中的离子被阻挡不能进入双极膜中。下列叙述不正确的是 A．电极为负极，放电时发生氧化反应 B．总反应式为 C．双极膜中的向左移动，向右移动 D．负极区溶液pH不变 【答案】D 【分析】该装置为原电池，Zn为活泼金属作负极，Zn失电子发生氧化反应，正极NO得电子生成氨气，双极膜中的OH-向左侧负极移动，H+向右侧正极移动。 【详解】A．该装置为原电池，Zn为活泼金属作负极，Zn失电子发生氧化反应，故A正确； B．负极发生反应：，正极反应式为，总反应为，故B正确； C．原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则OH-向左侧负极移动，H+向右侧正极移动，故C正确； D．负极发生反应：，氢氧根浓度减小，pH降低，D错误； 故选D。 15．CCTV报道，解放军总后勤部提出要让每个野外作业的战士都吃上热饭菜，其中一种方法是利用原电池原理，将食盐颗粒、炭屑、铁屑装入食品包装的夹层中密封起来，使用时撕开一口子，加入适量水振荡，就会产生热量加热食品。以下叙述正确的是 A．铁作负极，发生氧化反应 B．碳作负极，发生还原反应 C．铁作正极，发生还原反应 D．碳作正极，发生氧化反应 【答案】A 【详解】利用原电池原理反应放热，由铁屑、炭粒、食盐、水、空气组成的原电池中，铁做负极，炭粒作正极，负极本身发生失电子的氧化反应，炭粒发生还原反应，答案选A。 16．回答下列问题 (1)锂水电池以金属锂和钢板为电极材料，以为电解质，加入水即可放电，总反应为。 ①锂水电池放电时，向 极移动。 ②写出该电池放电时正极的电极反应： 。 (2)有学者想以如图所示装置用原电池原理将转化为重要的化工原料，其负极反应为 。 (3)电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是。电池的总反应可表示为。 ①电池的负极材料为 ，发生的电极反应为 。 ②电池正极发生的电极反应为 。 ③组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是 。 【答案】(1)负 (2) (3) Li 构成电池的电极材料能和氧气、水反应，且电解液也与水反应 【详解】（1）该原电池中，Li失电子作负极、钢板作正极，是阴离子，一定向负极移动；正极是中的得电子放出，所以正极电极反应是； （2）由图可知，通入二氧化硫的电极为原电池的负极，负极失电子，化合价升高，，故负极电极反应为； （3）分析反应的化合价变化，可得为还原剂，为氧化剂。①负极材料为(还原剂)，失电子，发生氧化反应，电极反应为；②正极上得电子发生还原反应，正极反应式可由总反应减去负极反应式得到：； ③锂和钠是同一主族的元素，性质具有相似性，钠和空气中的氧气、水蒸气反应，所以锂和空气中的氧气、水蒸气也能反应；且电解液也与水反应，故组装该电池必须在无水、无氧条件下进行。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！34 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 学科网（北京）股份有限公司 $$