2026届高三化学一轮复习——原电池 化学电源专题测试

原电池 化学电源测试 (时间：75分钟，分值：100分) 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Ag-108 一、单项选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.下列过程不涉及原电池的是( ) A.生铁在潮湿的环境中生锈 B.镀锡的铁片镀层破损后会加速腐蚀 C.纯镁在空气中表面迅速形成致密的氧化膜 D.实验室用铁制备时，向稀硫酸中滴入几滴溶液 2.某原电池总反应为，下列能实现该反应的原电池是 选项 A B C D 电极材料 电解液 溶液 溶液 溶液 溶液 A.A B.B C.C D.D 3.原电池原理在生活中的应用非常广泛，下列有关电池的说法正确的是( ) A.硅太阳能电池与燃料电池一样，都是将化学能转化为电能 B.理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池 C.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 D.将镁和铝用导线连接放入氢氧化钠溶液中组成原电池，镁电极作为负极 4.下列有关化学电源的说法正确的是( ) A.汽车用铅酸蓄电池属于一次电池 B.锌锰干电池石墨棒作负极，锌筒作正极 C.化学电池放电时发生氧化还原反应 D.燃料电池放电时燃料在电池正极反应 5.某化学兴趣小组依据反应设计了3组实验探究影响化学反应速率的部分因素，实验情况如表所示： 实验编号 加入溶液的体积/mL 加入溶液的体积/mL 加入水的体积/mL 反应温度/℃ ① 20 20 0 30 ② 20 10 a 30 ③ 20 20 0 30 下列说法错误的是( ) A.该反应理论上不能设计成原电池 B.a=10 C.实验③反应速率最快 D.实验①和实验③可以探究温度对反应速率的影响 6.如图所示原电池装置中，X、Y为活泼性不同的电极，电解质溶液为稀盐酸，电子流向如图所示。下列说法错误的是( ) A.外电路中电流方向为Y电极→导线→X电极 B.X电极上发生还原反应，质量减轻 C.若两电极分别为Fe和Cu，则X为Fe，Y为Cu D.Y电极上产生氢气，移向X极 7.某同学设计了一种新型电池，该电池的原理如图所示，反应的总方程式为。下列有关说法错误的是( ) A.电极是电池的正极 B.电池工作时，电流从经外电路流向电极 C.电池工作时，向电极移动 D.电池工作时，理论上电极失去的电子数与电极得电子数相等 8.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，发生还原反应 B.电池工作时，通过隔膜向负极移动 C.环境温度过低，不利于电池放电 D.反应中每生成1molMnOOH，转移电子数目约为 9.已知a、b、c、d四种金属的活动性顺序为a>b>c>d，将其组成四组原电池，装置如图所示，下列说法正确的是( ) A.图1：c溶解，a有红色固体物质附着 B.图2：电子移动方向为a→稀硫酸→d→电流表 C.图3：c有气泡产生，d一定无明显现象 D.图4：可能出现a有气泡冒出，b溶解的现象 10.浓差电池的原理是利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电。实验室利用浓差电池探究电解饱和食盐水的装置如图(1)和图(2)所示。下列说法错误的是( ) A.图(1)中隔膜为阴离子交换膜 B.实验时应将线头a与d、b与c相连 C.图(1)装置工作时，最多向外电路提供0.4mol电子 D.工作一段时间后，向图(2)中铁棒电极附近的电解液中滴加酚酞试液，溶液变红色 11.的脱除与的制备反应自发协同转化装置如图所示（在电场作用下，双极膜中间层的解离为和，并向两极迁移），忽略反应过程中溶液体积变化。下列说法正确的是( ) A.电子从b电极经导线流向a电极 B.当电路中转移1 mol电子时，正极区域的溶液增重17 g C.协同转化过程中，两极参与反应的2：1 D.双极膜中的解离可不断提供和，故不需要补加NaOH 12.常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓中组成原电池（图1），测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化关系如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。下列说法错误的是( ) A.0~内，原电池的负极是Al片 B.前后，原电池中电子流动方向相反 C.后，发生反应 D.实验室中，浓硝酸应置于棕色细口瓶中，放于阴凉处 13.利用微生物燃料电池（MFC）可以将废水中的降解为。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.好氧电极b上发生的反硝化反应为 B.好氧电极b上的副反应为 C.交换膜c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 D.理论上每消耗，可以处理的物质的量为4.8 mol 14.为有效降低含氨化物的排放量，又能充分利用化学能，某化学合作小组利用如下反应：设计了如下图所示电池。下列说法正确的是( ) A.为负极，发生还原反应 B.电极B的电极反应式： C.电池工作一段时间后，左侧电极室溶液的碱性增强 D.同温同压时，左右两侧电极室中产生的气体体积比为 二、填空题：本大题共4小题，15题12分，16题14分，17题14分，18题16分，共58分。 15.电化学在生活中的应用广泛，请根据电化学原理回答下列问题。 （1）图甲中，电流表指针发生偏转，Zn作负极，则A电极上发生的电极反应式为__________；反应进行一段时间后溶液酸性将_______（填“增强”“减弱”或“基本不变”）。 (2)可作为燃料使用，图乙为燃料电池的结构示意图，电池总反应为，则电极d是______(填“正极”或“负极”)，电极c的电极反应式为____________。 （3）某原电池装置初始状态如图丙所示，电池总反应为。 当电路中转移时，交换膜左侧溶液中减少_____mol离子。交换膜右侧溶液中_____(填“>”“<”或“=”)(忽略溶液体积变化，溶于水)。 16.根据化学能转化电能的相关知识，回答下列问题： Ⅰ.理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计 成原电池。请利用反应“”设计一个化学电池（正极材料用碳棒），回答下列问题： （1）该电池的负极材料是______，发生（填“氧化”或“还原”）反应，电解质溶液是______。 （2）正极上出现的现象是_________。 （3）若导线上通过1 mol电子，则生成银_________g。 Ⅱ.有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入的溶液中，乙同学将电极放入的NaOH溶液中，如图1所示。 （4）写出甲中的现象：_________。 （5）乙中作负极的是______，写出负极的电极反应式：______。 （6）如果甲同学与乙同学均认为“构成原电池的电极材料都是金属时，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，由此他们会得出不同的实验结论，依据该实验得出的结论正确的是_______（填标号）。 A.镁的金属性不一定比铝的金属性强 B.该实验说明金属活动性顺序已过时，没有实用价值了 C.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的电解质溶液 D.该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此具体问题应具体分析 Ⅲ.电化学法处理是目前研究的热点。利用过氧化氢吸收可消除污染，设计装置如图2所示。 （7）石墨1为_____（填“正极”或“负极”）。 （8）①正极的电极反应式为_______。 ②若11.2 L（标准状况）参与反应，则迁移的物质的量为_________。 17.电解原理在工业生产中应用广泛，利用电解池可以生产化工品和处理环境污染物等。 (1)“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制的方法，装置如图所示。 部分反应机理为：。 ①阳极的电极反应式为___________。 ②相同电量下，理论上的产量是传统电解水的___________倍。 (2)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用和电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为，存在平衡：；Cu电极上发生的电子转移反应为。 ①PbCu电极与电源的___________(填“正极”或“负极”)相连。 ②理论上生成1mol时，则双极膜中解离水的质量为___________g。 (3)研究的综合利用、实现资源化是能源领域的重要发展方向。生物电催化技术运用微生物电解池实现了甲烷化，其工作原理如图所示。 ①微生物电解池实现甲烷化的阴极的电极反应式为___________。 ②如果处理有机物产生标准状况下的，则理论上导线中通过的电子的物质的量为___________。 18.电化学在生产生活中有很多重要的应用。回答下列问题 （1）氯碱工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑，氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。 ①写出电解饱和食盐水的化学方程式：_______________；氯气的逸出口是__________（填“a”“b”或“c”）。 ②该离子交换膜为__________（填“阴”或“阳”）离子交换膜。 ③电解产生，理论上阳极室减少的离子总数为__________（用含的式子表示）。 （2）氯碱工业能耗大，通过如图改进，提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，可大幅度降低能耗。电极A应与外接电源的__________（填“正极”或“负极”）相连，写出电极B的电极反应式__________。 （3）利用电化学原理，将和熔融制成燃料电池，模拟工业电解法精炼银，装置如图所示。 ①甲池工作时，转变成绿色硝化剂Y，可循环使用，则石墨II附近发生的电极反应式为__________。 ②若电解一段时间，电路转移0.3mol电子，乙中阴极得到21.6gAg，则该电解池的电解效率为__________%。（保留小数点后一位。通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比叫电解效率） 答案以及解析 1.答案：C 解析：A（×）潮湿环境中，生铁里的铁、碳与水溶液可构成原电池，能加快铁的生锈。 B（×）铁比锡活泼，镀锡的铁片镀层破损后，在潮湿环境中，可构成原电池，铁作负极，腐蚀速率加快。 C（√）纯镁在空气中与氧气反应，使表面生成致密氧化膜，保护内部镁不再反应，与原电池无关。 D（×）实验室用铁和稀硫酸制备时，加入硫酸铜溶液后，铁与铜离子发生置换反应，在铁表面析出铜，使铁、铜与电解质溶液构成原电池，可加快生成氢气的反应速率。 2.答案：D 解析：原电池总反应为，反应中Cu失去电子，得到电子，则Cu作负极，比铜活动性弱的金属或能导电的非金属作正极，含有的可溶性盐溶液作电解液。 A（×）金属锌比金属铜活泼，锌作负极，发生的反应为。 B（×）金属铜和亚铁盐不反应，没有自发的氧化还原反应。 C（×）锌比铁活泼，锌作负极，电池反应为。 D（√）铜比银活泼，金属铜作原电池的负极，电池反应为。 3.答案：B 解析：A（×）硅太阳能电池是将太阳能转化为电能。 B（√）氧化还原反应中存在电子的转移，理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。 C（×）原电池的两极可以是两种活动性不同的金属，也可以是金属和非金属，如铁和石墨在稀硫酸中也能构成原电池，还可以都是金属铂或石墨，如氢氧燃料电池。 D（×）NaOH溶液与镁不反应，NaOH溶液与铝反应生成和，铝电极作为负极，镁电极作为正极。 4.答案：C 解析：A.铅蓄电池能多次充放电，属于二次电池而不是一次电池，故A错误； B.锌锰干电池工作时，锌筒作负极，发生氧化反应；石墨棒作正极，故B错误； C.化学电池是将化学能转变为电能的装置，一定存在电子的定向移动，一定为氧化还原反应，故C正确； D.燃料电池放电时，燃料在电池负极发生氧化反应，故D错误； 故选：C。 5.答案：A 解析：A（×）是氧化还原反应，理论上能设计成原电池。 B（√）实验①②加入的溶液的体积不同，根据控制变量法，其他条件应完全相同，所以，保证实验①②溶液的总体积相等。 C（√）温度③>①=②，反应物浓度，③=①>②，所以实验③的反应速率最快。 D（√）实验①③的变量是温度，所以实验①和实验③可以探究温度对反应速率的影响。 6.答案：B 解析：A.电流方向与电子移动方向相反，即外电路中电流方向为：Y电极→导线→X电极，故A正确； B.X为负极，Y为正极，负极上金属X发生失电子的氧化反应生成阳离子进入溶液中，则X电极质量减轻，故B错误； C.X为负极，Y为正极，若两电极分别为Fe和Cu，电解质溶液为稀盐酸，则Fe作负极、Cu作正极，即X为Fe，Y为Cu，故C正确； D.X为负极，Y为正极，正极上得电子生成，移向负极X，故D正确； 故选：B。 7.答案：C 解析：A.根据分析，电极为正极，A正确； B.电池工作时，电流由正极沿导线流向负极，即经外电路流向电极，B正确； C.电池工作时，阴离子向负极移动，即向Cu极移动，C错误； D.电池工作时，负极失去电子数和正极得到电子数相等，则理论上电极失去的电子数与电极得电子数相等，D正确； 故选C。 8.答案：D 解析：A.由分析可知，电池工作时，为正极，电极反应式为：，发生还原反应，A正确； B.原电池中阴离子向负极移动，氢氧根离子通过隔膜向负极移动，B正确； C.环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，C正确； D.由分析可知，正极反应为：，故反应中每生成1molMnOOH，转移电子1mol，数目为，D错误； 故答案为：D。 9.答案：D 解析：A.a比c活泼，a作负极，c作正极，a溶解，c有红色固体物质附着，A项错误； B.电子不会经过电解质溶液，故B项错误； C.当c为Zn，d为Fe时，没有形成电池结构，属于化学腐蚀，所以c、d均有气泡产生，故C项错误; D.活泼性a>b，a出现气泡，产生氢气，为正极，若a是镁，b为铝，符合题意，故D项正确； 故答案选A 10.答案：C 解析：A.图(1)装置放电时，左侧电极铜离子浓度减小，左侧电极为正极，硫酸根离子由左侧室向右侧室迁移，则隔膜为阴离子交换膜，A正确； B.根据图(2)装置可判断，铁棒作阴极，应与电池的负极相连，碳棒作阳极，与电池的正极相连，故实验时应将线头a与d、b与c相连，B正确； C.当装置(1)两侧硫酸铜溶液浓度相同时，电池不再放电，即最终两边硫酸铜溶液的浓度为3mol/L，左侧放电铜离子的物质的量为(5mol/L-3mol/L)×0.05L=，结合电极反应式，最多向外电路提供电子，C错误； D.铁棒电极反应式为，故滴加酚酞试液，溶液变红色，D正确; 故选C。 11.答案：B 解析：根据信息梳理可知，原电池工作时，电子由负极流向正极，即从a电极经导线流向b电极，A错误；根据电极反应式可知，当电路中转移2 mol电子时，正极增重为的质量，即34 g，则当电路中转移1 mol电子时，正极区域的溶液增重17 g，B正确；根据信息梳理可知，两极参与反应的，C错误；当电路中转移2 mol电子时，负极区共消耗，而通过双极膜进入负极区的的物质的量为2 mol，因此应补充NaOH，以保证电池的持续运行，D错误。 12.答案：C 解析：Al遇浓会发生钝化，根据题图1与题图2知，0～，铝片为原电池的负极，铜片为正极，由于Al不断钝化，因此电流不断减小，直至Al片表面完全钝化不再与浓硝酸反应时（时），铜片又成了原电池的负极，电流与0～时反向。 A（√）根据以上分析，0～内，原电池的负极是Al片。 B（√）根据题图2知，前后，原电池中电子流动方向相反。 C（×）后，Cu与浓硝酸反应，产生气体。 D（√）浓硝酸不稳定，光照或加热均能分解，因此实验室中，浓硝酸应置于棕色细口瓶中，放于阴凉处。 13.答案：D 解析：突破口——电极现象，电极a上失电子变为，所以电子流向为电极a→好氧电极b。 A（√）第一步，一剂一产物，确定电极反应物和产物，得电子生成氮气，可得。 第二步，电子平，得，可得。 第三步，电荷平，根据题图中“酸性废水”，知应用调平电荷，可得。 第四步，原子平，补配平H、O，得。 B（√）根据题图，好氧电极b上除发生反硝化反应外，还有氧气得电子的副反应。 第一步，一剂一产物，确定电极反应物和产物，得电子生成，可得。 第二步，电子平，得，可得。 第三步，电荷平，根据题图中“酸性废水”，知应用调平电荷，可得。 第四步，原子平，。 C（√）电极a为负极，电极反应式为，结合正极反应可知，通过交换膜c进入正极区，交换膜c为质子交换膜。 D（×）根据题图，先在正极区发生反应，再发生反应，每消耗，转移24 mol电子，根据得失电子守恒，若正极只发生反应，则理论上可以处理，但电极b上还存在副反应，故每消耗，可以处理的物质的量小于4.8 mol。 14.答案：D 解析：A.根据分析，为负极，失电子转化为氮气，发生氧化反应，A错误； B.正极上得电子生成氮气，正极反应为，B错误； C.负极反应式为，电池工作一段时间，左侧电极室溶液中氢氧根离子被消耗，碱性减弱，C错误； D.负极反应式为，正极反应式为，转移相同数量的电子时，左侧生成的氮气和右侧生成的氮气的物质的量之比为4：3，体积比为4：3，D正确； 故选D。 15.答案：（1）；减弱 （2）正极； （3）3a；> 解析：(1)Zn作负极，则A电极为正极，正极上得电子生成，正极反应式为，总反应为，则反应一段时间后溶液酸性减弱。 (2)题图乙中燃料电池工作时，发生失电子的反应生成得电子和穿过质子交换膜的结合生成，由题图乙中电子流向可知电极d为正极，电极c为负极，负极反应式为。 (3)Ag作负极，电极反应式为，当电路中转移时，消耗左侧溶液中，同时有通过交换膜进入右侧，故交换膜左侧溶液中减少离子；Pt电极为正极，电极反应式为，且通过交换膜进入右侧，故右侧溶液中。 16.答案：（1）Cu（或铜）；氧化；溶液 （2）碳棒上出现银白色物质 （3）108 （4）镁片逐渐变薄，铝片表面有气泡产生 （5）铝片； （6）CD （7）负极 （8）①；②1 mol 解析：（1）中Cu失电子，则Cu作负极，发生氧化反应，负极反应式为，正极发生还原反应，电极反应式为。电解质溶液需要提供，通常为溶液。 （2）正极反应式为，则正极上的现象是碳棒上出现银白色物质。 （3）由可知，导线上通过1 mol电子时，生成1 mol Ag，其质量为108 g。 （4）金属活泼性：Mg>Al，电解质溶液为稀硫酸，Mg作负极，发生氧化反应生成，Al作正极，发生还原反应生成，故甲中的现象为镁片逐渐变薄，铝片表面有气泡产生。 （5）Al能与NaOH溶液发生氧化还原反应，而Mg与NaOH溶液不反应，因此乙中Al作负极，负极反应式为。 （6）A（×）镁的金属性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关。B（×）该实验说明电解质溶液的性质影响原电池的正、负极，不能说明金属活动性顺序没有使用价值。C（√）根据甲、乙中电极反应式知，原电池的正、负极与电解质溶液有关，故利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的电解质溶液。D（√）该实验说明化学研究对象复杂，反应与条件有关，电极材料相同而反应条件不同导致其产物不同，所以应具体问题具体分析。 （7）过氧化氢吸收，二者发生反应，则该原电池中，通入的电极上失电子发生氧化反应，即通入的电极是负极。 （8）①通入的电极是正极，正极上得电子生成水，电极反应式为。 ②，该原电池的负极反应式为，正极电极反应式为，有0.5 mol 参加反应时转移1 mol电子，则迁移的的物质的量为1 mol。 17.答案：(1)；2 (2)负极；108 (3)； 解析：（1）①据图示可知，b电极上HCHO转化为，而HCHO转化为为氧化反应，所以b电极为阳极，a电极为阴极，HCHO为阳极反应物，由反应机理可知，反应生成的转化为HCOOH，由原子守恒和电荷守恒可知，在生成HCOOH的同时还生成了，生成的HCOOH再与氢氧化钾酸碱中和，故阳极反应涉及两步：ⅰ.，ⅱ.，由(ⅰ+ⅱ)×2得阳极反应为：； ②阳极反应：ⅰ.，ⅱ.，阴极反应：，即转移2mol电子时，阴、阳两极各生成1mol，共2mol，而传统电解水：，转移2mol电子，只有阴极生成1mol，所以相同电量下，理论上的产量是传统电解水的2倍 （2）①Cu电极上发生的电子转移反应为，结合成，故Cu电极为阳极，则PbCu电极为阴极，与电源负极相连； ②阴极区：首先HOOC-COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC-COOH：，OHC-COOH与反应生成HOOC-CH=N-OH；，HOOC-CH=N-OH发生得电子的还原反应转化成：，阴极区的总反应为，1mol解离成1mol和1mol，故理论上生成1mol，则双极膜中有6mol解离，6mol的质量为108g； （3）由题图可知，阴极上，发生还原反应转化为甲烷，根据得失电子守恒和电荷守恒得电极反应式为； 标准状况下，的甲烷的物质的量为=5000mol，由电极反应式可知转移的电子的物质的量为。 18.答案：（1）①；a ②阳 ③ （2）正极； （3）① ②66.7 解析：（1）①电解饱和食盐水的化学方程式为，阳极为氯离子失去电子生成氯气，故a口逸出氯气，为避免氢氧根离子移向阳极与氯气反应，故需选择使用阳离子交换膜。电解产生，理论上阳极室有2mol氯离子转化为氯气，同时移向阴极，故共减少离子数为。 （2）电极A附近氯离子失去电子被氧化为氯气，作阳极，应与电源正极相连。电极B附近氧气得电子转化为，电极反应式为 （3）①石墨Ⅱ为电池的正极，得电子转化为，附近发生的电极反应式为。 ②阴极的电极反应式为，电路转移0.3mol电子，理论上产生Ag的质量为，实际得到21.6gAg，则该电解池的电解效率为。 学科网（北京）股份有限公司 $$