重难点03 原电池的工作原理与相关判断（江西专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高一化学下学期期末真题分类汇编

重难点03 原电池的工作原理与相关判断 1．（23-24高一下·江西·期末）某原电池装置如图所示，电池总反应方程式为。下列说法错误的是 A．充分放电后左侧溶液中的盐酸浓度基本不变 B．负极反应式为 C．放电时电流由b极经外电路流向a极 D．当电路中转移时，经过交换膜的有 【答案】B 【分析】在原电池中，负极失电子，元素化合价升高，正极得电子，元素化合价降低，所以由此可知左侧a电极为负极，右侧b为正极。据此分析。 【解析】A．负极是Ag，失去电子，化合价升高，故电极反应式为，消耗氯离子，但同时会有氯离子从右侧进入左侧，所以充分放电后左侧溶液中的盐酸浓度基本不变，A正确；B．a电极为负极，电极反应式为，B错误；C．左侧a电极为负极，右侧b为正极，因此放电时电流由b极经外电路流向a极，C正确；D．当电路中转移时，因为构成闭合回路的要求，所以经过交换膜的有，故D正确；故选B。 2．（23-24高一下·江西新余·期末）一种双极膜电池可长时间工作，其工作原理如图所示，已知双极膜中间层中的解离为和。下列说法错误的是 A．电极是该电池的正极 B．电极的电极反应式为 C．双极膜中解离出的透过膜q向Cu电极移动 D．双极膜中质量每减少36g，左侧溶液中硫酸质量减少98g 【答案】B 【分析】Cu失去电子，电极的电极反应式为，电极是正极，电极反应式为，据此解答。 【解析】A．由题意和题图以及上述分析可知，电极为正极，A正确；B．电极为正极，电极反应式为，B错误；C．原电池中阴离子向负极移动，所以双极膜中解离出的透过膜q向Cu电极移动，C正确； D．电极的电极反应式为，即消耗时还需双极膜中的解离出参与反应，双极膜中质量每减少36g，即有2mol由水解离出的参与反应，则左侧溶液中硫酸质量减少98g，D正确；故选B。 3．（23-24高一下·江西赣州·期末）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．放电时为负极 B．放电时由负极向正极迁移 C．放电时正极反应式： D．放电时总反应： 【答案】C 【分析】由题中信息可知，放电时为原电池：该电池中活泼金属做负极，即Zn为负极，V2O5为正极，电池的总反应为：。 【解析】A．由分析可知，放电时为原电池：该电池中活泼金属做负极，即Zn为负极，故A项正确；B．Zn为负极，放电时Zn失去电子变为Zn2+，阳离子向正极迁移，则放电时Zn2+由负极向正极迁移，故B项正确；C．放电时为原电池：该电池中活泼金属做负极，即Zn为负极，V2O5为正极，正极电极反应式为：，故C项错误；D．由分析可知，电池在放电时的总反应为：，故D项正确；故本题选C。 4．（23-24高一下·江西抚州·期末）近年来电池研发领域涌现出纸电池。某兴趣小组模拟纸电池进行实验（如图），下列有关说法正确的是 A．锌电极发生还原反应 B．工作时由铜电极向锌电极迁移 C．电流从锌经导线流向铜 D．电路中转移1 mol电子时，两电极质量变化之差为1 g 【答案】B 【分析】Zn-Cu-CuSO4构成了原电池。由于金属活动性：Zn＞Cu，所以Zn为负极，Cu为正极，负极发生失去电子的氧化反应，正极上发生还原反应。在电解质溶液中，阳离子向正极定向移动，阴离子向负极定向移动。在外电路中，电子由负极经导线流向正极。 【解析】A．在该装置中，Zn-Cu-CuSO4构成了原电池。由于金属活动性：Zn＞Cu，所以Zn为负极，发生失去电子的氧化反应，A错误；B．在原电池工作时，阴离子向正电荷较多的负极定向移动，因此会由正极铜电极向负极锌电极迁移，B正确；C．电流方向为正电荷移动的方向，电流方向应该是从铜电极经导线流向锌，C错误；D．在原电池反应中，负极发生反应：Zn-2e-=Zn2+，正极上发生反应：Cu2++2e-=Cu，总反应为：Zn+Cu2+=Zn2++Cu，根据总反应方程式可知：每反应转移2 mol电子，两个电极质量差为1 g，则当电路中转移1 mol电子时，两电极质量变化之差为0.5 g，D错误；故合理选项是B。 5．（23-24高一下·江西宜春·期末）微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电子从b流出，经外电路流向a B．该电池在高温下进行效率更高 C．若该电池有0.4 mol电子转移，则有0.45 mol H+通过质子交换膜 D．HS-在硫氧化菌作用下转化为的反应是： 【答案】D 【分析】由氢离子的移动方向可知，电极a为微生物燃料电池的负极，在硫氧化菌作用下，硫氢根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，电极反应式为，b极为正极，酸性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。 【解析】A．由分析可知，电极b是电池的正极，a是负极，则电子从a流出，经外电路流向b，A错误；B．微生物的主要成分是蛋白质，若电池在高温下进行，蛋白质会发生变性，微生物的催化能力降低，电池的工作效率降低，B错误；C．由分析可知，正极的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，则当电池有0.4mol电子转移时，负极区有0.4mol氢离子通过质子交换膜进入正极区，C错误；D．由分析可知，电极a为微生物燃料电池的负极，在硫氧化菌作用下，硫氢根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，电极反应式为，D正确；故选D。 6．（23-24高一下·江西·期末）过氧化氢浓度差电池是一种新型原电池，其工作原理如图所示，其中电极材料均为石墨，阴离子交换膜只允许通过，工作时两极室均无气体生成．下列说法错误的是 A．电极a为负极 B．工作时乙室溶液减小 C．过氧化氢浓度：乙室>甲室 D．每转移时甲室质量增加 【答案】B 【解析】A．阴离子向负极移动，电a为负极，A正确；B．工作时乙室：，消耗氢离子，溶液增大，B错误；C．a极：，甲室浓度增大，b极：，乙室浓度减小，当浓度：乙室=甲室，原电池反应停止，C正确；D．每转移时，有通过阴离子交换膜进入甲室，甲室质量增加，D正确；故选B。 7．（23-24高一下·江西·期末）某种甲烷燃料电池用铂作电极，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过，基本结构如图所示。下列有关说法错误的是 A．a极为负极 B．b极的电极反应为 C．溶液中经质子交换膜向b极移动 D．每消耗，转移 【答案】B 【分析】燃料电池中，通入燃料的电极为负极，所以a 是负极，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为CH4+2H2O-8e-═CO2+8H+，通入氧化剂的电极为正极，所以b 是正极，正极上得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4H++4e-═2H2O，由此分析解答； 【解析】A．电池总反应方程式为，是还原剂，是氧化剂，则装置中极为负极，极为正极，A项正确；B．极的电极反应式为，极的电极反应式为，B项错误；C．极为正极，经质子交换膜向极移动，C项正确；D．根据电极反应式，每消耗（0.1mol），消耗，转移，D项正确；本题选B。 8．（23-24高一下·江西·期末）利用微生物燃料电池（MFC）可以将废水中的转化为。某课题组设计出如图所示的微生物燃料电池进行同步硝化和反硝化脱氮研究，下列说法错误的是 A．电极a为负极，发生氧化反应 B．好氧电极上的副反应为 C．交换膜为质子交换膜，质子从电极区域通过质子交换膜移向电极区域 D．理论上每消耗1mol，可以处理的物质的量小于4.8mol 【答案】C 【分析】a电极C6H12O6失电子生成二氧化碳，b电极得电子生成氮气，a是负极、b是正极。 【解析】A．根据图示，a电极C6H12O6失电子发生氧化反应生成二氧化碳，则电极a为负极，故A正确；B．根据图示，好氧电极上主要发生反应 ，副反应为，故B正确；C．a是负极、b是正极，交换膜为质子交换膜，质子从电极a区域通过质子交换膜移向电极b区域，故C错误；D．消耗1mol转移24mol电子，1mol转移5mol电子，1mol转化为1mol，由于正极有副反应发生，理论上每消耗1mol，可以处理的物质的量小于4.8mol，故D正确。 选C。 9．（23-24高一下·江西南昌·期末）如图是化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置示意图。下列有关该装置的说法正确的是 A．其能量转化的形式主要是“化学能→电能→光能” B．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向将改变 C．铜片为正极，其附近的溶液变蓝，溶液中有产生 D．如果将稀硫酸换成苹果汁，LED灯将不会发光 【答案】A 【分析】锌比铜活泼，稀硫酸作电解质溶液时，Cu﹣Zn形成原电池：锌为负极，铜为正极，外电路中电流方向为Cu→LED灯→Zn，以此解答该题。 【解析】A．原电池的能量变化为化学能→电能，所以电路中能量转化的形式主要是“化学能→电能→光能”，A正确；B．Cu﹣Zn稀硫酸原电池中，如果将锌片换成铁片，Cu仍为正极，即电流方向不变，B错误；C．Cu﹣Zn稀硫酸原电池中，Cu片为正极，C错误；D．苹果汁呈弱酸性，则与Cu﹣Zn仍然形成原电池，D错误；故选A。 10．（23-24高一下·江西景德镇·期末）我国最近在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法正确的是    A．b极所在的容器中溶液的氢离子参与反应，所以溶液的酸性减弱 B．该装置总反应为H2SH2+S C．a极上发生的电极反应为I+2e=3I- D．a极区需不断补充含I-和I的溶液 【答案】B 【分析】根据图示，b极上氢离子转化为氢气，得电子，发生还原反应，a极上碘离子转化为I离子，失电子，发生氧化反应，氢离子通过质子交换膜向b电极移动。 【解析】A．b极所在的容器中溶液的氢离子参与反应，右侧氢离子迁移到左侧中，左侧溶液的酸性不变，A错误；B．由图可知，该装置总反应为硫化氢分解为氢气和硫单质：H2SH2+S，B正确；C．a极上碘离子转化为I离子，失电子，发生氧化反应3I- -2e= I，C错误；D．a极区涉及两个反应步骤，第一步利用氧化态I高效捕获H2S得到硫、氢离子和还原态I−，第二步是还原态I−又在电极上失去电子，发生氧化反应转化为氧化态I，I-和I可在a极区循环使用，所以a极区不需不断补充含I-和I的溶液，，D错误；故选B。 11．（23-24高一下·江西樟树·期末）被称为“软电池”的纸质电池，其总反应为：Zn＋2MnO2＋H2O=ZnO＋2MnOOH。下列说法正确的是 A．该电池中 Zn 作正极 B．MnO2电极上发生氧化反应 C．该电池工作时电流由 Zn 经导线流向 MnO2 D．当 6.5gZn 完全溶解时，流经电路的电子数目为 0.2NA 【答案】D 【解析】A．由电池的总反应：Zn＋2MnO2＋H2O=ZnO+2MnOOH，可知Zn的化合价由0 价变为+2价，Zn失电子作负极，故A错误；B．Zn是负极，失电子，发生氧化反应，MnO2电极上发生还原反应，故B错误；C．该电池工作时电流是由正极流向负极，电流从MnO2经导线流向Zn，故 C错误；D．根据电极反应，负极：Zn-2e-=Zn2+，1mol Zn溶解，转移2mol电子，则6.5gZn为0.1mol ，转移0.2mol电子，转移的电子数目为 0.2NA，故D正确；答案选D。 12．（22-23高一下·江西赣州·期末）一种可产生H2O2的锌－空气电池工作原理如图(KOH溶液作电解质溶液)，下列说法正确的是 A．电流由Zn经导线流向复合碳电极 B．电解质溶液中的OH-向复合碳电极方向移动 C．消耗65gZn，理论上生成1molH2O2 D．生成H2O2的电极反应式：O2+2H++2e-=H2O2 【答案】C 【分析】该装置为原电池装置，Zn为负极，锌失去电子，电极反应为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2；通入空气的电极为正极，即复合碳电极为正极，电极反应为：O2+2H2O+2e-=H2O2+2OH-，总反应为Zn+O2+2H2O= Zn(OH)2+H2O2。 【解析】A．根据分析，Zn为负极，电流由复合碳电极流向Zn，A错误；B．原电池中OH-移向负极，即移向锌电极，B错误；C． 65gZn的物质的量为1mol，根据Zn+O2+2H2O= Zn(OH)2+H2O2，生成H2O2的物质的量为1mol，C正确；D．电解质溶液为碱性，故生成H2O2的电极反应为O2+2H2O+2e-=H2O2+2OH-，D错误；故选C。 13．（22-23高一下·江西吉安·期末）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图，下列有关该电池的说法正确的是    A．反应CH4+H2O3H2+CO消耗1mol CH4转移4mol电子 B．电极A上H2参与的电极反应为：H2+2OH--2e-=2H2O C．电池工作时，CO向电极B移动 D．电极B上发生的电极反应为：O2+2CO2+4e-=2CO 【答案】D 【分析】熔融碳酸盐燃料电池以可燃物的燃烧反应为基础设计，电极A通入CO和H2，作负极失电子发生氧化反应，电极B为正极，电极反应式为O2+4e-+CO2=2CO，据此作答。 【解析】A．反应CH4+H2O3H2+CO，C元素化合价由-4价升高到+2价，H元素化合价由+1价降低到0价，每消耗1mol CH4转移6mol电子，A错误；B．电解质没有OH-，负极电极A反应为H2+CO+2CO=4e-=H2O+3CO2，B错误；C．电池工作时，CO向负极移动，即向电极A移动，C错误；D．B为正极，正极为氧气得电子生成CO，反应为O2+2CO2+4e-=2CO，D正确；故合理选项是D。 14．（22-23高一下·江西抚州·期末）将乙烯催化氧化成乙醛的反应设计成如图所示的燃料电池，可以实现在制备乙醛的同时获得电能，其总反应为。下列有关说法错误的是    A．负极反应式为 B．b极为正极，有电子流入，发生还原反应 C．乙烯催化氧化成乙醛的反应为吸热反应 D．每有参加反应，则迁移 【答案】C 【分析】由该燃料电池的总反应式可知，CH2＝CH2被氧化，应为原电池的负极反应，因电解质溶液呈酸性，则负极电极方程式为CH2＝CH2−2e-＋H2O=CH3CHO＋2H+，正极通入氧气，发生还原反应，电极方程式为O2＋4H+＋4e-=2H2O； 【解析】A．负极上乙烯失电子和水反应生成乙醛和氢离子，故A正确；B．燃料电池中通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极，正极上得电子发生还原反应，故B正确；C．燃料电池的反应为放热反应，故C错误；D．正极反应式为O2＋4H+＋4e-=2H2O，故每有参加反应，则迁移，故D正确；故答案选C。 15．（22-23高一下·江西吉安·期末）科学家设计的质子膜H2S燃料电池，可利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。下列说法正确的是    A．电极a为电池的正极 B．电极b上发生的电极反应为： C．电路中每通过电子，在负极消耗气体 D．每参与反应，有经质子膜进入负极区 【答案】B 【分析】由图可知，b极氧元素价态降低得电子，故b极为正极，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，a极为负极，电极反应式为2H2S-4e-=S2+4H+，据此作答。 【解析】A．由分析可知，电极a为电池的负极，A错误；B．由分析可知，电极b上发生的电极反应为：，B正确；C．由分析结合电子守恒可知，电路中每通过电子，在负极消耗2molH2S，但题干未告知标准状况，故无法计算其体积，C错误；D．由分析结合电子守恒可知，每17g 即=0.5molH2S参与反应，电路上转移1mol电子，故有1molH+经质子膜进入正极区，D错误；故答案为：B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重难点03 原电池的工作原理与相关判断 1．（23-24高一下·江西·期末）某原电池装置如图所示，电池总反应方程式为。下列说法错误的是 A．充分放电后左侧溶液中的盐酸浓度基本不变 B．负极反应式为 C．放电时电流由b极经外电路流向a极 D．当电路中转移时，经过交换膜的有 2．（23-24高一下·江西新余·期末）一种双极膜电池可长时间工作，其工作原理如图所示，已知双极膜中间层中的解离为和。下列说法错误的是 A．电极是该电池的正极 B．电极的电极反应式为 C．双极膜中解离出的透过膜q向Cu电极移动 D．双极膜中质量每减少36g，左侧溶液中硫酸质量减少98g 3．（23-24高一下·江西赣州·期末）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．放电时为负极 B．放电时由负极向正极迁移 C．放电时正极反应式： D．放电时总反应： 4．（23-24高一下·江西抚州·期末）近年来电池研发领域涌现出纸电池。某兴趣小组模拟纸电池进行实验（如图），下列有关说法正确的是 A．锌电极发生还原反应 B．工作时由铜电极向锌电极迁移 C．电流从锌经导线流向铜 D．电路中转移1 mol电子时，两电极质量变化之差为1 g 5．（23-24高一下·江西宜春·期末）微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电子从b流出，经外电路流向a B．该电池在高温下进行效率更高 C．若该电池有0.4 mol电子转移，则有0.45 mol H+通过质子交换膜 D．HS-在硫氧化菌作用下转化为的反应是： 6．（23-24高一下·江西·期末）过氧化氢浓度差电池是一种新型原电池，其工作原理如图所示，其中电极材料均为石墨，阴离子交换膜只允许通过，工作时两极室均无气体生成．下列说法错误的是 A．电极a为负极 B．工作时乙室溶液减小 C．过氧化氢浓度：乙室>甲室 D．每转移时甲室质量增加 7．（23-24高一下·江西·期末）某种甲烷燃料电池用铂作电极，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过，基本结构如图所示。下列有关说法错误的是 A．a极为负极 B．b极的电极反应为 C．溶液中经质子交换膜向b极移动 D．每消耗，转移 8．（23-24高一下·江西·期末）利用微生物燃料电池（MFC）可以将废水中的转化为。某课题组设计出如图所示的微生物燃料电池进行同步硝化和反硝化脱氮研究，下列说法错误的是 A．电极a为负极，发生氧化反应 B．好氧电极上的副反应为 C．交换膜为质子交换膜，质子从电极区域通过质子交换膜移向电极区域 D．理论上每消耗1mol，可以处理的物质的量小于4.8mol 9．（23-24高一下·江西南昌·期末）如图是化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置示意图。下列有关该装置的说法正确的是 A．其能量转化的形式主要是“化学能→电能→光能” B．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向将改变 C．铜片为正极，其附近的溶液变蓝，溶液中有产生 D．如果将稀硫酸换成苹果汁，LED灯将不会发光 10．（23-24高一下·江西景德镇·期末）我国最近在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法正确的是    A．b极所在的容器中溶液的氢离子参与反应，所以溶液的酸性减弱 B．该装置总反应为H2SH2+S C．a极上发生的电极反应为I+2e=3I- D．a极区需不断补充含I-和I的溶液 11．（23-24高一下·江西樟树·期末）被称为“软电池”的纸质电池，其总反应为：Zn＋2MnO2＋H2O=ZnO＋2MnOOH。下列说法正确的是 A．该电池中 Zn 作正极 B．MnO2电极上发生氧化反应 C．该电池工作时电流由 Zn 经导线流向 MnO2 D．当 6.5gZn 完全溶解时，流经电路的电子数目为 0.2NA 12．（22-23高一下·江西赣州·期末）一种可产生H2O2的锌－空气电池工作原理如图(KOH溶液作电解质溶液)，下列说法正确的是 A．电流由Zn经导线流向复合碳电极 B．电解质溶液中的OH-向复合碳电极方向移动 C．消耗65gZn，理论上生成1molH2O2 D．生成H2O2的电极反应式：O2+2H++2e-=H2O2 13．（22-23高一下·江西吉安·期末）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图，下列有关该电池的说法正确的是    A．反应CH4+H2O3H2+CO消耗1mol CH4转移4mol电子 B．电极A上H2参与的电极反应为：H2+2OH--2e-=2H2O C．电池工作时，CO向电极B移动 D．电极B上发生的电极反应为：O2+2CO2+4e-=2CO 14．（22-23高一下·江西抚州·期末）将乙烯催化氧化成乙醛的反应设计成如图所示的燃料电池，可以实现在制备乙醛的同时获得电能，其总反应为。下列有关说法错误的是    A．负极反应式为 B．b极为正极，有电子流入，发生还原反应 C．乙烯催化氧化成乙醛的反应为吸热反应 D．每有参加反应，则迁移 15．（22-23高一下·江西吉安·期末）科学家设计的质子膜H2S燃料电池，可利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。下列说法正确的是    A．电极a为电池的正极 B．电极b上发生的电极反应为： C．电路中每通过电子，在负极消耗气体 D．每参与反应，有经质子膜进入负极区 / 学科网（北京）股份有限公司 $$