内容正文:
第02讲 原电池、化学电源
目录
01 课标达标练
题型01 考查原电池工作原理
题型02 考查原电池电极判断及电极反应的书写
题型03 考查“盐桥”的作用与化学平衡的移动
题型04 考查一次电池
题型05 考查二次电池
题型06 考查燃料电池
02 核心突破练
03 真题溯源练
01考查原电池工作原理
1.(2025·湖南·模拟预测)某沉积物-微生物电池可以回收处理含硫废渣(硫元素的主要存在形式为),其工作原理如图所示,酸性增强不利于菌落存活。下列说法错误的是
A.碳棒b的电势比碳棒a的电势低
B.碳棒b存在电极反应:
C.工作一段时间后,电池效率降低
D.每生成,理论上消耗标准状况下
2.(2025·湖南·三模)某化学兴趣小组探究的反应是否会正向进行,连接图1实验装置进行探究。打开磁力搅拌器,打开软件,采集数据,按压内筒,使两粒子导体相接触。向外筒加入1.2gNaCl固体,采集数据见图2。下列说法不正确的是
已知:(1)有氧化性,有还原性,形成闭合回路后两极产生电压。
(2)根据能斯特方程,越大,电压示数大。
(3)半径大,不能通过阳离子交换膜。
(4)、。
A.该反应的,故该反应正向进行程度很小
B.微电压曲线先是上升趋势,说明该反应正向进行
C.微电压曲线后是下降趋势,说明该反应逆向进行
D.为了保证实验准确,实验过程中外筒需封闭
3.(2025·湖南邵阳·二模)浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池。理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。图1为浓差电池,图2为电渗析法制备次磷酸(),用图1的浓差电池提供电能制备次磷酸。下列说法错误的是
A.(Ⅰ)是电池的负极
B.b膜、d膜是阳离子交换膜,c膜是阴离子交换膜
C.电渗析过程中、室中和的浓度均增大
D.电池从开始到停止放电,理论上可制备
4.(2025·湖南·模拟预测)中国科学院福建研究所制备了一种新型铋基ZMOF(Bi-ZMOF)材料,将其用作Zn-CO2电池的电极,可提高电池放电效率,电池结构如图所示,双极膜中H2O解离出的H+和OH⁻在电场作用下向两极移动。下列有关说法正确的是
A.锌电极的电势高于Bi-ZMOF电极的电势
B.放电时,每消耗0.2molZn,双极膜内解离3.6gH₂O
C.Bi-ZMOF电极的反应式为
D.工作一段时间后需要定期补充H2O和NaOH
5.(2025·湖南·二模)瑞士科学家开发了一种由水激活的一次性印刷纸电池,研究人员先从一张浸入盐水后晾干的纸开始。首先在纸张的一侧涂上含有石墨粉的墨水,背面涂有含有锌粉的墨水,而纸张本身充当隔膜,因此这种特殊的纸张就成为了电池。其结构示意图如图所示。下列有关说法不正确的是
A.当纸变湿时,纸中的盐会溶解并释放带电离子,从而使电解质具有导电性,起到电解质溶液的作用
B.Zn电极作负极,发生的电极反应为
C.该印刷纸电池的总反应为
D.若外电路转移电子,Zn电极上因Zn损耗减轻的质量为0.065g
6.(2023·湖南·模拟预测)一种新型可充电电池,其工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.充电时,M应与电源的正极相连接
B.充电时,通过钠离子交换膜向N极移动
C.放电时,N极电极反应为
D.放电时,每生成,转移电子数为
02考查原电池电极判断及电极反应的书写
7.(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
8.(2024·湖南·二模)锌-空气电池被认为是替代锂离子电池、满足电动汽车爆炸性需求的下一代候选电池。用光照充电的锌-空气电池的工作原理如图所示。光照时,光电极(空穴),驱动阴极和阳极反应。下列叙述不正确的是
A.放电时,向光电极迁移 B.充电时的阳极反应为
C.放电时,光电子经电解液向极移动 D.是配离子,配位数是4
9.(2024·湖南常德·模拟预测)锌、铜和稀硫酸组成的原电池如下图所示,下列有关说法正确的是
A.Zn是正极 B.Cu电极上发生氧化反应
C.Zn电极的反应:Zn-2e-=Zn2+ D.在外电路中,电流由Zn电极流向Cu电极
10.(2025·湖南·三模)胶体电池是铅酸蓄电池的一种发展分类,它是在硫酸中添加胶凝剂,使硫酸电液变为胶态,具有使用寿命长、安全稳定等优点。如图是一种胶体液流电池工作原理,下列说法不正确的是
A.该电池中较大离子直径约为
B.充电时,储罐乙所在电极接直流电源正极
C.放电时,负极反应为
D.放电时,若外电路转移1mol电子,理论上储罐甲质量增加1g
11.(2025·湖南·模拟预测)某同学设计利用乙烷燃料电池来电解处理酸性含铬废水(主要含有),其装置示意图如图所示,处理过程中存在反应。下列说法错误的是
A.M电极的电极反应为
B.铬元素最终以形式除去
C.电解池右侧的Fe电极更换为石墨电极,对废水处理影响不大
D.若电解过程中,电子的有效利用率为60%,每处理掉0.2mol的,理论上N电极需要通入11.2L(已折算为标准状况)
12.(2024·湖南长沙·模拟预测)近年来,中国科学院和香港城市大学联合研制出了一种全新的双离子电池,该电池用石墨(石墨有层间空隙,可以嵌入正离子或负离子)作正负电极,用六氟磷酸锂离子液体作电解液,充电时总反应为:,其结构如图所示。
下列说法错误的是
A.充电时,a为阴极
B.放电时,正极的电极反应为:
C.充电时,离子液体中的向阳极移动
D.双离子电池在充放电过程中,缩短离子运动路程,有利于提高电池的能量密度
13.(2024·湖南·二模)某小组设计实验探究银盐和铁盐的性质。
实验(一)探究影响金属阳离子的氧化性的外界因素。
【提出问题】浓度会不会影响氧化剂的氧化性?
【提出猜想】增大,氧化性增强。
【查阅资料】相同物质的量浓度时,氧化性略强于。
【设计实验】装置如图所示(盐桥中物质不参与反应)。
步骤
操作及现象
数据记录
①
按如图装置装配药品,K闭合时,指针偏移
电流强度(I)为
②
放置一段时间后,指针偏移减小,最终回归中央
电流强度(I)为
③
向U形管左侧逐渐加入浓溶液,发现电流表指针逆向偏移,随后逐渐减小,最终又回到中央
电流强度(I)为x
(1)步骤①中石墨为 极.写出电池总反应的离子方程式: 。
(2)步骤③中,x 0(填“”或“”)。
(3)简述上述实验原理: ;根据步骤③,在此条件下氧化性: (填“”“”或“”)。
【实验结论】根据实验可知, (填“增大”或“减小”)阳离子浓度,其氧化性增强。
实验(二)探究AgNO3、Fe(NO3)3热稳定性及产物。
装置
AgNO3
Fe(NO3)3
A
产生红棕色气体,固体为黑色粉末
产生红棕色气体,固体为红棕色
C
产生无色气体,液变红色
溶液变红色,无气体产生
D
有无色气泡,气体可使带火星木条燃烧更旺
无气泡
(4)装置B的作用是 。
(5)分解中,装置C中无气泡产生的原因是 。
(6)已知:受热分解生成的黑色固体不溶于氨水。写出分解的化学方程式: 。
03 考查“盐桥”的作用与化学平衡的移动
14.(2025·湖南·二模)如图所示电化学装置,b为H+/H2标准氢电极,可发生还原反应(2H++2e-=H2↑)或氧化反应(H2-2e-=2H+),a、c分别为AgCl/Ag、AgI/Ag电极。实验发现:1与2相连a电极质量减小,2与3相连c电极质量增大。下列说法不正确的是
A.2与3相连,b电极周围pH增大
B.1与2相连,电池反应为
C.1与3相连,a电极减小的质量等于c电极增大的质量
D.1与2、1与3相连,a电极均为e-流入极
15.(2025·湖南长沙·调研)某实验小组同学设计原电池装置如图所示,下列说法错误的是
A.Cu极为正极,发生还原反应
B.Zn极质量减小,Cu极质量增大
C.放电时,盐桥中的向盛有溶液的烧杯中移动
D.原电池总反应的离子方程式为
16.(2024·湖南永州·模拟预测)如图,b为标准氢电极,可发生还原反应()或氧化反应(),a、c分别为AgCl/Ag、AgI/Ag电极。实验发现:1与2相连a电极质量减小,2与3相连c电极质量增大。下列说法错误的是
A.图中1与2相连,盐桥1中阴离子向b电极移动
B.图中2与3相连,b极电极反应式为
C.图中1与3相连,电池反应为
D.图中1与2、2与3相连,两个原电池装置中,电势较低的一极均为b电极
17.(2024·湖南湘潭·调研)将图1所示装置中的盐桥(琼脂—饱和溶液)换成铜导线与石墨棒连接得到图2所示装置,发现电流计指针仍然有偏转。下列说法正确的是
A.图1中,铁棒质量减少,则乙池溶液的质量减少
B.图2丙池中石墨c电极附近减小
C.图1中的石墨电极与图2中丁池石墨b电极的电极反应式相同
D.图2中电流方向为石墨c→铜丝→石墨b→石墨a→电流计
18.(2024·湖南益阳·三模)为探究与溶液能否发生氧化还原反应,设计了如下装置:闭合K一段时间后,观察到Y电极表面有银白色物质析出。下列说法正确的是
A.Y电极为阴极 B.右侧烧杯中经盐桥移向左侧烧杯
C.闭合K后右侧烧杯中溶液不断升高 D.若将X电极换成,实验现象不变
19.(23-24高二上·湖南邵阳·期末)根据下图,下列说法正确的是
Ⅰ
Ⅱ
A.装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe-2e-=Fe2+
B.装置Ⅰ和装置Ⅱ盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动
C.装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应式均为O2+2H2O+4e-=4OH-,
D.放电过程中,装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极区溶液的pH均逐渐增大
20.(2024·湖南衡阳·调研)某合作学习小组的同学设计下列原电池,盐桥中装有饱和溶液。下列叙述中正确的是
A.乙烧杯可看作半电池,发生还原反应
B.盐桥中的电解质可换成饱和KCl溶液
C.电子流动方向:石墨(甲)→a→b→石墨(乙)→盐桥→石墨(甲)
D.电池工作一段时间,甲烧杯中酸性减弱
04 考查一次电池
21.(2024·湖南常德·一模)下列化学反应表示错误的是
A.与溶液反应:
B.碱性锌锰电池的正极反应:
C.向蓝色溶液中加入浓溶液,发生反应:
D.苯甲酰胺在盐酸中水解:
22.(2023·湖南长沙·模拟预测)下列有关说法不正确的是
A.铜盐溶液都有毒,主要是由于铜离子能与蛋白质作用,使蛋白质变性
B.锂是最轻的金属,也是活动性极强的金属,是制造电池的理想物质
C.甲醛是一种无色、有强烈刺激性气味的气体,易溶于水,它的水溶液具有杀菌、防腐性能
D.石油经分馏后不能得到汽油等含碳原子少的轻质油,因此,需要通过催化裂化过程将重油裂化为汽油等轻质油
23.(2024·湖南益阳·调研)下列说法中正确的是
A.锌锰干电池是二次电池
B.手机锂离子电池是一次电池
C.二次电池放电后可以再充电使活性物质获得再生
D.燃料电池工作时燃料会燃烧
24.(2024·湖南湘西·调研)酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理,下列说法正确的是
A.石墨作电池的负极材料 B.电池工作时,向负极方向移动
C.发生氧化反应 D.锌筒发生的电极反应为
25.(2024·湖南邵阳·模拟预测)有关下列装置的说法不正确的是
A.图1所示不能构成原电池
B.图2锌锰干电池属于一次电池,锌作负极
C.图3是“纸电池”,Zn片失去电子,发生氧化反应
D.图4电池Al电极反应式为:Al-3e-+3H2O=Al(OH)3+3H+
26.(2025·湖南常德·模拟预测)常见锌锰干电池的构造如下图所示,该电池放电时的电池总反应方程式为:Zn+2MnO2+2=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O,下列说法错误的是
A.该电池属于一次电池
B.电池正极反应式为:2MnO2+2NH+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O
C.电池工作时,电子从锌筒经糊流向石墨棒
D.外电路中每通过0.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g
05 考查二次电池
27.(2024·湖南永州·模拟预测)利用电解原理,采用中性红试剂直接捕获空气中的二氧化碳的装置图如下:
已知:中性红NR:,:
下列说法不正确的是
A.若用铅蓄电池进行电解,a极接铅蓄电池的Pb极
B.电解时,b极的电极反应式为:
C.装置中离子交换膜为阳离子交换膜
D.左储液罐发生反应的离子方程式为:
28.(2024·湖南邵阳·三模)下列选项正确的是:
A.K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓,则1molFe2+的配位数是6NA
B.反应:CH3CO18OH+C2H5OHCH3COOC2H5+H218O中,含有的中子数为10 NA
C.铅酸蓄电池充电时的阳极反应:Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+,当线路中通过2NA个电子时,阳极减重64g
D.将H2S气体通入NaClO溶液出现浑浊的离子方程式:H2S + ClO- = S↓ + Cl- + H2O,若产生的S为S8(),则32gS8中含有2NA个孤电子对
29.(2024·湖南·模拟预测)锌—空气电池具有能量密度高、成本低、易组装等优势。某锌—空气碱性电池示意图如下,下列说法错误的是
A.放电时,甲极的电势比乙极高
B.放电时,负极反应:
C.充电时当有通过中间隔膜时,理论上甲极释放出
D.该电池是一种对环境友好的二次电池
30.(2024·湖南·二模)一种无需离子交换膜的新型氯流电池可用作储能设备(如图所示),充电时电极a的反应为,下列说法正确的是
A.放电时,电极b的电极反应式为
B.充电时,电能转化为化学能,溶液的浓度增大
C.放电时,当外电路中通过的电子的数目为时,电极b消耗氯气的体积为
D.充电时,向电极a移动
31.(2023·湖南长沙·模拟预测)某国际期刊刊登我国最新有关水系双离子电池原理如图所示,下列有关叙述正确的是
A.放电时,电极a作电源的正极,Cu3(PO4)2发生氧化反应最终变为Cu
B.充电时,水系电池中,a电极附近的碱性增强
C.充电时,Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+
D.当1molCu3(PO4)2完全放电时,则电池内部有6molNa+发生迁移
32.(2025·湖南·调研)近年来电池研究领域涌现出一类纸电池,其厚度仅0.5毫米,可以任意弯曲。组成与传统电池类似。某纸电池结构如图所示,其M极为嵌锂石墨烯(LixC6),N极为钴酸锂(LiCoO2),电解质为六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸酯溶液(无水)。下列说法错误的是
A.放电时,M电极反应式为:LixC6-xe-=xLi++C6
B.放电时,Li+由N极向M极迁移
C.充电时,M极接直流电源负极
D.充电时,N极反应式为:LiCoO2-xe-=xLi++Li1-xCoO2
06 考查燃料电池
33.(2024·湖南长沙·三模)氧、硫及其化合物应用广泛。可用作燃料电池的氧化剂。单质硫有多种同素异形体,其中在液态中被氧化成,反应方程式为。氧能形成、、、、等重要氧化物。是一种重要的工业原料,可通过煅烧黄铁矿或加热无水硫酸钙、焦炭及二氧化硅的混合物()等方法来制取。在催化作用下与反应生成。下列关于化学反应的表示或说法正确的是
A.碱性氢氧燃料电池的正极反应:
B.与反应:
C.与反应中,n(氧化剂):n(还原剂)=3:1
D.温度越高,越大,硫酸钙制取的反应正向进行程度越大
34.(2024·湖南永州·三模)能正确表示下列变化的离子方程式是
A.甲醇碱性燃料电池负极方程式:CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+
B.铁粉与过量稀硝酸反应:Fe+NO+4H+=Fe3++NO↑+2H2O
C.亚硫酸氢钠的水解:HSO+H2OSO+H3O+
D.硫酸铜溶液中通入硫化氢:Cu2++S2-=CuS↓
35.(2024·湖南长沙·一模)下列有关电极方程式或离子方程式错误的是
A.负极材料为嵌锂石墨的锂离子电池充电时的阴极反应:
B.碱性条件下NaClO溶液氧化制备:
C.甲醇碱性燃料电池的负极反应:
D.用热的浓碱溶液洗去试管壁上的硫单质:
36.(2024·湖南岳阳·二模)2019年11月《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取H2O2的绿色方法,原理如图所示(已知:H2O2H++HO,Ka=2.4×10-12)。下列说法错误的是
A.催化剂可促进反应中电子的转移
B.b电极上的电极反应为O2+H2O+2e-=HO+OH-
C.每生成1molH2O2电极上流过2mole-
D.Y膜为选择性阳离子交换膜
37.(2025·湖南益阳·模拟预测)胼(N2H4)-双氧水燃料电池由于绿色环保且具有较高的能量密度而广受关注,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.该电池正极反应式为H2O2+2e-=2OH-
B.电池工作过程中A极区溶液pH减小
C.隔膜为阴离子交换膜
D.电池工作时,外电路通过2mol e-时,A极区产生标准状况下气体11.2L
1.(2025·湖南邵阳·三模)下列实验操作能达到相应实验目的的是
A.分离乙醇和乙酸
B.析出深蓝色晶体
C.分离葡萄糖和氯化钠的混合液
D.制作锌铜原电池
A.A B.B C.C D.D
2.(2025·湖南·一模)劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用红热铁针、石蜡和水晶验证晶体的各向异性
晶体内部质点排列具有有序性
B
制作秋月梨电池
电解池原理
C
向葡萄酒中添加适量的SO2
SO2具有杀菌和抗氧化的作用
D
利用石墨烯材料开发新型电池
石墨烯电阻率低,热导率高
A.A B.B C.C D.D
3.(2025·湖南·三模)下列相关的方程式正确的是
A.粗硅冶炼时主要反应的化学方程式:
B.表示甲烷燃烧热的热化学方程式:
C.某锂离子电池的负极反应式:
D.硫酸铜溶液中加入过量浓氨水所发生的离子反应方程式:
4.(2024·湖南·一模)2024年我国科学家开发了一种质子交换膜()系统,可在催化剂(源自废铅酸电池)上将二氧化碳还原为甲酸,其电解原理如图1所示。同时减少碳酸盐沉淀的生成,有望高效实现向甲酸的转化,转化过程中的与电极电势关系如图2所示。下列有关说法错误的是
A.多孔层可以增大气体与催化剂的接触面积,有利于反应
B.外电路每转移电子,有的自右侧经过质子交换膜到左侧
C.在的条件下,可发生
D.时,可生成碳酸盐沉淀,不利于甲酸的生成
5.(24-25高三上·湖南·阶段练习)随着电动汽车市场的快速发展,电池的需求越来越高,钠离子电池具有资源丰富、安全性高、成本低等优势。钠离子电池的工作原理与锂离子电池相似,一种钠离子二次电池的结构示意图如图1所示,该电池的负极材料为(嵌钠硬碳),正极材料为,在充、放电过程中某时刻的晶胞示意图如图2所示。下列说法正确的是
A.钠离子电池的比能量(比能量是指单位质量电池所放出的能量)比锂离子电池高
B.充电时,每转移电子,两个电极的质量变化相差
C.该时刻晶胞所示的中,
D.放电时,a极电势高于b极电势,且a极电极反应式为
6.(2024·湖南永州·一模)在工业中电化学处理有机废水是一种高效绿色的氧化技术,可用于海水的淡化,其原理示意图如下。下列说法正确的是
A.X为阳离子交换膜
B.一段时间后,b极附近降低
C.a极反应式为
D.当电路通过电子时,正极区质量增加
7.(2024·湖南·二模)下列电极方程式或离子方程式错误的是
A.铅蓄电池的正极反应式为
B.在含双氧水的氨水中加入铜粉,溶液变蓝色:
C.在饱和溶液中滴加少量的溶液生成白色沉淀:
D.以铜为电极,电解溶液的阳极反应式为
8.(2024·湖南·二模)关于如图所示装置的叙述,正确的是
A.该装置能将电能转化为化学能 B.锌是负极,锌片质量逐渐减少
C.电子由铜片经导线流向锌片 D.负极反应式为
9.(2025·湖南·三模)银锌蓄电池是一种新型的碱性蓄电池,其工作原理为。下列相关说法正确的是
A.放电时,仅Ag被还原
B.放电时,电解质溶液的碱性减弱
C.充电时,阳极的电极反应式为
D.银锌蓄电池的电解质溶液可能是KOH的水溶液
10.(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
1.(2024·湖南·高考真题)近年来,我国新能源产业得到了蓬勃发展,下列说法错误的是
A.理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B.氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点
C.锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌,充电时锂离子从正极脱嵌
D.太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
2.(2022·湖南·高考真题)海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是
A.海水起电解质溶液作用
B.N极仅发生的电极反应:
C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D.该锂-海水电池属于一次电池
3.(2021·湖南·高考真题)锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池,广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所:
下列说法错误的是
A.放电时,N极为正极
B.放电时,左侧贮液器中的浓度不断减小
C.充电时,M极的电极反应式为
D.隔膜允许阳离子通过,也允许阴离子通过
4.(2025·广东·高考真题)某理论研究认为:燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c,其中获得第一个电子的过程最慢。由此可知,理论上
A.负极反应的催化剂是ⅰ
B.图a中,ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低
C.电池工作过程中,负极室的溶液质量保持不变
D.相同时间内,电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同
5.(2025·江苏·高考真题)以稀为电解质溶液的光解水装置如图所示,总反应为。下列说法正确的是
A.电极a上发生氧化反应生成
B.通过质子交换膜从右室移向左室
C.光解前后,溶液的不变
D.外电路每通过电子,电极b上产生
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第02讲 原电池、化学电源
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01 课标达标练
题型01 考查原电池工作原理
题型02 考查原电池电极判断及电极反应的书写
题型03 考查“盐桥”的作用与化学平衡的移动
题型04 考查一次电池
题型05 考查二次电池
题型06 考查燃料电池
02 核心突破练
03 真题溯源练
01考查原电池工作原理
1.(2025·湖南·模拟预测)某沉积物-微生物电池可以回收处理含硫废渣(硫元素的主要存在形式为),其工作原理如图所示,酸性增强不利于菌落存活。下列说法错误的是
A.碳棒b的电势比碳棒a的电势低
B.碳棒b存在电极反应:
C.工作一段时间后,电池效率降低
D.每生成,理论上消耗标准状况下
【答案】D
【详解】A.根据分析可知b极为负极,a极为正极,正极的电势高于负极,A正确;
B.根据图示,碳棒b为负极,失电子,存在电极反应:,B正确;
C.酸性增强不利于菌落存活,负极失电子发生的氧化反应会减慢,故工作一段时间后,电池效率降低,C正确;
D.a为正极,光合菌产生的 O2得电子结合H+得到 H2O,电极反应为 O2+4e-+4H+=2H2O,每生成,转移6mol电子,理论上消耗标准状况下,D错误;
故选D。
2.(2025·湖南·三模)某化学兴趣小组探究的反应是否会正向进行,连接图1实验装置进行探究。打开磁力搅拌器,打开软件,采集数据,按压内筒,使两粒子导体相接触。向外筒加入1.2gNaCl固体,采集数据见图2。下列说法不正确的是
已知:(1)有氧化性,有还原性,形成闭合回路后两极产生电压。
(2)根据能斯特方程,越大,电压示数大。
(3)半径大,不能通过阳离子交换膜。
(4)、。
A.该反应的,故该反应正向进行程度很小
B.微电压曲线先是上升趋势,说明该反应正向进行
C.微电压曲线后是下降趋势,说明该反应逆向进行
D.为了保证实验准确,实验过程中外筒需封闭
【答案】C
【详解】A.该反应的,故正向进行的程度很小,A正确;
B.微电压曲线先是上升趋势,说明增大,即加入NaCl固体后,反应正向进行,B正确;
C.微电压曲线后是下降趋势,是因为内筒中和外筒的形成原电池,发生电极反应:,导致减小,微电压曲线下降,不能说明该反应逆向进行,C错误;
D.有还原性,直接和空气接触会被氧气氧化,影响微电压曲线的数据,对实验结果有影响,所以为了保证实验准确,实验过程中外筒需封闭,D正确;
故选C。
3.(2025·湖南邵阳·二模)浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池。理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。图1为浓差电池,图2为电渗析法制备次磷酸(),用图1的浓差电池提供电能制备次磷酸。下列说法错误的是
A.(Ⅰ)是电池的负极
B.b膜、d膜是阳离子交换膜,c膜是阴离子交换膜
C.电渗析过程中、室中和的浓度均增大
D.电池从开始到停止放电,理论上可制备
【答案】D
【详解】A.分析可知Cu(Ⅰ)是电池的负极,故A正确;
B.制备过程分析可知,b膜、d膜是阳离子交换膜,c膜是阴离子交换膜,故B正确;
C.电渗析过程中,电极反应可知,M、N室中H2SO4和NaOH的浓度均增大,故C正确;
D.电池从开始到停止放电时,则浓差电池两边Cu(NO3)2浓度相等,所以正极析出0.02mol Cu,电路中转移0.04mol电子,电渗析装置生成0.04mol H3PO2,故D错误;
故选:D。
4.(2025·湖南·模拟预测)中国科学院福建研究所制备了一种新型铋基ZMOF(Bi-ZMOF)材料,将其用作Zn-CO2电池的电极,可提高电池放电效率,电池结构如图所示,双极膜中H2O解离出的H+和OH⁻在电场作用下向两极移动。下列有关说法正确的是
A.锌电极的电势高于Bi-ZMOF电极的电势
B.放电时,每消耗0.2molZn,双极膜内解离3.6gH₂O
C.Bi-ZMOF电极的反应式为
D.工作一段时间后需要定期补充H2O和NaOH
【答案】D
【详解】A.由分析可知,为电池的负极,Bi-ZMOF为电池的正极,正极的电势高于负极的电势,因此锌电极的电势低于Bi-ZMOF电极的电势,A错误;
B.由分析可知,双极膜中的移向Bi—ZMOF电极、离子移向锌片。电池工作时,每消耗0.2mol 时,外电路转移电子的物质的量为0.2mol×2=0.4mol。在串联电路中,任何一个截面经过的电量都是相同的,因此有0.4mol移向Bi—ZMOF电极,双极膜内将解离0.4mol水,即0.4mol×18g·mol-1=7.2g水,B错误;
C.由分析可知,Bi—ZMOF电极为正极,酸性条件下在正极得到电子发生还原反应生成,电极反应式为,C错误;
D.由分析知,工作一段时间后,和被消耗,需要定期补充和,故D正确;
故选D。
5.(2025·湖南·二模)瑞士科学家开发了一种由水激活的一次性印刷纸电池,研究人员先从一张浸入盐水后晾干的纸开始。首先在纸张的一侧涂上含有石墨粉的墨水,背面涂有含有锌粉的墨水,而纸张本身充当隔膜,因此这种特殊的纸张就成为了电池。其结构示意图如图所示。下列有关说法不正确的是
A.当纸变湿时,纸中的盐会溶解并释放带电离子,从而使电解质具有导电性,起到电解质溶液的作用
B.Zn电极作负极,发生的电极反应为
C.该印刷纸电池的总反应为
D.若外电路转移电子,Zn电极上因Zn损耗减轻的质量为0.065g
【答案】D
【详解】A.纸中的盐遇水溶解,形成电解质溶液,可导电,A正确;
B.由图可知,Zn作负极发生氧化反应,电极反应为 ,B正确;
C.正极反应为,负极生成的最终转化为ZnO、H2O、OH-,故电池的总反应为,C正确;
D.负极上,Zn最终转化成ZnO,Zn电极质量增加,D错误;
故答案选D。
6.(2023·湖南·模拟预测)一种新型可充电电池,其工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.充电时,M应与电源的正极相连接
B.充电时,通过钠离子交换膜向N极移动
C.放电时,N极电极反应为
D.放电时,每生成,转移电子数为
【答案】D
【详解】A.由分析可知,M极为原电池的负极,故充电时,M应与电源的负极相连接,A错误;
B.充电为放电的逆过程,所以充电时,通过钠离子交换膜向阴极(M极)移动,B错误;
C.放电时,N极转化为,发生还原反应,其电极反应为,C错误;
D.根据电子守恒可知,放电时,每生成,转移电子数为,D正确;
故选:D。
02考查原电池电极判断及电极反应的书写
7.(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
【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。
8.(2024·湖南·二模)锌-空气电池被认为是替代锂离子电池、满足电动汽车爆炸性需求的下一代候选电池。用光照充电的锌-空气电池的工作原理如图所示。光照时,光电极(空穴),驱动阴极和阳极反应。下列叙述不正确的是
A.放电时,向光电极迁移 B.充电时的阳极反应为
C.放电时,光电子经电解液向极移动 D.是配离子,配位数是4
【答案】C
【详解】A.放电时,阳离子向正极(光电极)迁移,项正确;
B.充电时,失去的电子填入正电空穴,项正确;
C.光电子只能在外电路中通过,项错误;
D.从结构可以看出其配位数是4,D项正确;
故选C。
9.(2024·湖南常德·模拟预测)锌、铜和稀硫酸组成的原电池如下图所示,下列有关说法正确的是
A.Zn是正极 B.Cu电极上发生氧化反应
C.Zn电极的反应:Zn-2e-=Zn2+ D.在外电路中,电流由Zn电极流向Cu电极
【答案】C
【详解】A.该原电池中,易失电子的电极Zn为负极,Cu为正极,故A错误;
B.该原电池中,Zn为负极,Cu为正极,Cu电极上氢离子得电子发生还原反应,故B错误;
C.锌做负极,Zn失电子生成锌离子,电极的反应式为:Zn-2e-=Zn2+,故C正确;
D.原电池的外电路中,电流从正极流向负极,电流从正极Cu流向负极Zn,故D错误;
故选:C。
10.(2025·湖南·三模)胶体电池是铅酸蓄电池的一种发展分类,它是在硫酸中添加胶凝剂,使硫酸电液变为胶态,具有使用寿命长、安全稳定等优点。如图是一种胶体液流电池工作原理,下列说法不正确的是
A.该电池中较大离子直径约为
B.充电时,储罐乙所在电极接直流电源正极
C.放电时,负极反应为
D.放电时,若外电路转移1mol电子,理论上储罐甲质量增加1g
【答案】B
【详解】A.胶体的粒子直径为,故该胶体液流电池中较大离子直径约为,A正确;
B.根据电池工作原理图储罐乙充电时,发生电极反应:,作阴极,接在直流电源的负极,B错误;
C.根据电池工作原理图放电时,负极反应为:,C正确;
D.转移1mol电子时,理论上有从右向左迁移,则储罐甲质量增加1g,D正确;
故选B。
11.(2025·湖南·模拟预测)某同学设计利用乙烷燃料电池来电解处理酸性含铬废水(主要含有),其装置示意图如图所示,处理过程中存在反应。下列说法错误的是
A.M电极的电极反应为
B.铬元素最终以形式除去
C.电解池右侧的Fe电极更换为石墨电极,对废水处理影响不大
D.若电解过程中,电子的有效利用率为60%,每处理掉0.2mol的,理论上N电极需要通入11.2L(已折算为标准状况)
【答案】D
【详解】A.由分析可知,M电极为燃料电池的负极,氧离子作用下乙烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水,电极反应式为,故A正确;
B.由分析可知,铬元素最终以氢氧化铬形式除去而达到处理酸性含铬废水的目的,故B正确;
C.由分析可知,与M电极相连的右侧铁电极为阴极,氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气,右侧的铁电极更换为石墨电极,此时仍然是氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气,不会影响对废水处理,故C正确;
D.每处理掉0.2mol重铬酸根离子,需要1.2molFe2+,若电解过程中,电子的有效利用率为60%,由得失电子数目守恒可知,理论上N电极需要通入标准状况下氧气的体积为×22.4L/mol=22.4L,故D错误;
故选D。
12.(2024·湖南长沙·模拟预测)近年来,中国科学院和香港城市大学联合研制出了一种全新的双离子电池,该电池用石墨(石墨有层间空隙,可以嵌入正离子或负离子)作正负电极,用六氟磷酸锂离子液体作电解液,充电时总反应为:,其结构如图所示。
下列说法错误的是
A.充电时,a为阴极
B.放电时,正极的电极反应为:
C.充电时,离子液体中的向阳极移动
D.双离子电池在充放电过程中,缩短离子运动路程,有利于提高电池的能量密度
【答案】C
【详解】A.充电时,a为阴极,发生还原反应,A正确;
B.放电时为原电池,b为正极,发生还原反应,B正确;
C.充电时,电解池中阳离子移向阴极,向阴极移动,C错误;
D.双离子电池在充放电过程中,缩短离子运动路程,有利于提高电池的能量密度,D正确;
故答案为:C。
13.(2024·湖南·二模)某小组设计实验探究银盐和铁盐的性质。
实验(一)探究影响金属阳离子的氧化性的外界因素。
【提出问题】浓度会不会影响氧化剂的氧化性?
【提出猜想】增大,氧化性增强。
【查阅资料】相同物质的量浓度时,氧化性略强于。
【设计实验】装置如图所示(盐桥中物质不参与反应)。
步骤
操作及现象
数据记录
①
按如图装置装配药品,K闭合时,指针偏移
电流强度(I)为
②
放置一段时间后,指针偏移减小,最终回归中央
电流强度(I)为
③
向U形管左侧逐渐加入浓溶液,发现电流表指针逆向偏移,随后逐渐减小,最终又回到中央
电流强度(I)为x
(1)步骤①中石墨为 极.写出电池总反应的离子方程式: 。
(2)步骤③中,x 0(填“”或“”)。
(3)简述上述实验原理: ;根据步骤③,在此条件下氧化性: (填“”“”或“”)。
【实验结论】根据实验可知, (填“增大”或“减小”)阳离子浓度,其氧化性增强。
实验(二)探究AgNO3、Fe(NO3)3热稳定性及产物。
装置
AgNO3
Fe(NO3)3
A
产生红棕色气体,固体为黑色粉末
产生红棕色气体,固体为红棕色
C
产生无色气体,液变红色
溶液变红色,无气体产生
D
有无色气泡,气体可使带火星木条燃烧更旺
无气泡
(4)装置B的作用是 。
(5)分解中,装置C中无气泡产生的原因是 。
(6)已知:受热分解生成的黑色固体不溶于氨水。写出分解的化学方程式: 。
【答案】(1) 负
(2)
(3) Fe3+的氧化性与其浓度有关 增大
(4)防倒吸
(5)NO2、O2恰好与氢氧化钠溶液完全反应
(6)
【详解】(1)由题干可知,相同物质的量浓度时,氧化性略强于,步骤①中Fe2+失去电子,石墨为负极;电池总反应的离子方程式,答案:负、;
(2)逐渐加入浓溶液,发现电流表指针逆向偏移,说明电子逆向移动,电流强度(I)为x<0,答案:;
(3)上述实验原理:Fe3+的氧化性与其浓度有关,浓度会影响氧化剂的氧化性,浓度越大氧化性越强,步骤③,在此条件下氧化性:,根据实验可知,增大阳离子浓度,其氧化性增强答案:Fe3+的氧化性与其浓度有关、、增大;
(4)反应有气体生成,会溶于水,所以装置B的作用是防倒吸,答案:防倒吸;
(5)装置C中无气泡产生的原因,生成的气体恰好完全反应,即NO2、O2恰好与氢氧化钠溶液完全反应,答案:NO2、O2恰好与氢氧化钠溶液完全反应;
(6)受热分解生成的黑色固体不溶于氨水,分解的化学方程式:,答案:。
03 考查“盐桥”的作用与化学平衡的移动
14.(2025·湖南·二模)如图所示电化学装置,b为H+/H2标准氢电极,可发生还原反应(2H++2e-=H2↑)或氧化反应(H2-2e-=2H+),a、c分别为AgCl/Ag、AgI/Ag电极。实验发现:1与2相连a电极质量减小,2与3相连c电极质量增大。下列说法不正确的是
A.2与3相连,b电极周围pH增大
B.1与2相连,电池反应为
C.1与3相连,a电极减小的质量等于c电极增大的质量
D.1与2、1与3相连,a电极均为e-流入极
【答案】C
【详解】A.2与3相连,c电极质量增大,则c极发生反应Ag-e-+I-=AgI,c极为负极,则b极为正极,发生反应2H++2e-=H2↑,b电极消耗H+,周围pH增大,A正确;
B.1与2相连,a电极质量减小,则a电极发生反应AgCl+e-=Ag+Cl-,a极为正极,b极为负极,发生反应H2-2e-=2H+,依据得失电子守恒,将两电极反应调整得失电子守恒后相加,即得电池反应为,B正确;
C.1与3相连时,由于AgI的溶解度更小,AgCl易转化为AgI,则a极为正极,c电极为负极,a电极反应为AgCl+e-=Ag+Cl-,c电极反应为Ag-e-+I-=AgI,所以a电极减小的质量小于c电极增大的质量,C不正确;
D.由前面分析可知,1与2时,a极为正极,1与3相连时,a极也为正极,则a电极均为e-流入极,D正确;
故选C。
15.(2025·湖南长沙·调研)某实验小组同学设计原电池装置如图所示,下列说法错误的是
A.Cu极为正极,发生还原反应
B.Zn极质量减小,Cu极质量增大
C.放电时,盐桥中的向盛有溶液的烧杯中移动
D.原电池总反应的离子方程式为
【答案】C
【详解】A.根据分析可知:Cu极为正极,得电子,发生还原反应,A正确;
B.根据分析可知:Zn极质量减小,Cu极质量增大,B正确;
C.放电时,盐桥中的进入盛有溶液的烧杯中,向Cu电极(正极)方向移动,C错误;
D.自发的氧化还原发生在Zn与Cu2+之间,则原电池总反应的离子方程式为,D正确;
故答案选C。
16.(2024·湖南永州·模拟预测)如图,b为标准氢电极,可发生还原反应()或氧化反应(),a、c分别为AgCl/Ag、AgI/Ag电极。实验发现:1与2相连a电极质量减小,2与3相连c电极质量增大。下列说法错误的是
A.图中1与2相连,盐桥1中阴离子向b电极移动
B.图中2与3相连,b极电极反应式为
C.图中1与3相连,电池反应为
D.图中1与2、2与3相连,两个原电池装置中,电势较低的一极均为b电极
【答案】D
【详解】A.1与2相连a电极质量减小,则图中1与2相连,左侧两池构成原电池,a电极质量减小,AgCl转化为Ag,说明a为正极,b为负极,盐桥1中阴离子向b电极移动,A项正确;
B.图中2与3相连,右侧两池构成原电池,c电极质量增大,Ag转化为AgI,说明c为负极,b为正极,b极电极反应式为,B项正确;
C.图中1与3相连时,a为正极,c为负极,电极反应式分别为a极:,c极:,电池反应为,C项正确;
D.图中1与2相连,b为负极,b电极电势较低,2与3相连,c为负极,c电极电势较低,D项错误;
选D。
17.(2024·湖南湘潭·调研)将图1所示装置中的盐桥(琼脂—饱和溶液)换成铜导线与石墨棒连接得到图2所示装置,发现电流计指针仍然有偏转。下列说法正确的是
A.图1中,铁棒质量减少,则乙池溶液的质量减少
B.图2丙池中石墨c电极附近减小
C.图1中的石墨电极与图2中丁池石墨b电极的电极反应式相同
D.图2中电流方向为石墨c→铜丝→石墨b→石墨a→电流计
【答案】D
【详解】A.图1中,铁棒作负极,铁棒质量减少,即0.1mol,则失去0.2mol电子,乙池溶液中消耗0.1mol()得0.2mol电子,但盐桥中有向乙烧杯中移动,乙池溶液的减少质量小于,A错误;
B.图2丙池发生吸氧腐蚀,正极电极反应式:,pH增大,B错误;
C.图1中的石墨电极作原电池正极,发生还原反应;图2中丁池石墨b电极为电解池阳极,发生氧化反应生成氯气,C错误;
D.图2中电流方向为石墨c→铜丝→石墨b→石墨a→电流计,D正确;
答案选D。
18.(2024·湖南益阳·三模)为探究与溶液能否发生氧化还原反应,设计了如下装置:闭合K一段时间后,观察到Y电极表面有银白色物质析出。下列说法正确的是
A.Y电极为阴极 B.右侧烧杯中经盐桥移向左侧烧杯
C.闭合K后右侧烧杯中溶液不断升高 D.若将X电极换成,实验现象不变
【答案】C
【详解】A.由分析可知,Y电极是正极,A错误;
B.原电池电解质溶液中阴离子向负极移动,盐桥中的硝酸根离子向左侧烧杯移动,钾离子向右侧烧杯中移动,右侧烧杯中浓度基本不变,B错误;
C.闭合K后右侧烧杯中银离子得电子生成银单质,银离子浓度下降,溶液会升高,C正确;
D.之前X电极发生,左侧烧杯会显蓝色,若将X电极换成,X电极是负极,左侧烧杯中会产生黄色沉淀,溶液不变蓝,实验现象改变,D错误;
故选C。
19.(23-24高二上·湖南邵阳·期末)根据下图,下列说法正确的是
Ⅰ
Ⅱ
A.装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe-2e-=Fe2+
B.装置Ⅰ和装置Ⅱ盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动
C.装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应式均为O2+2H2O+4e-=4OH-,
D.放电过程中,装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极区溶液的pH均逐渐增大
【答案】D
【详解】A.由分析可知,装置Ⅰ中负极反应为:Zn-2e-=Zn2+,装置Ⅱ中负极反应是Fe-2e-=Fe2+,A错误;
B.由分析可知,装置Ⅰ中左侧为正极,右侧为负极,则盐桥中的阳离子由负极移向正极即向左侧烧杯移动,而装置Ⅱ中左侧为负极,右侧为正极,则盐桥中的阳离子向右侧烧杯移动,B错误;
C.由分析可知,装置Ⅰ中正极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,而装置Ⅱ中正极反应式均为2H++2e-=H2↑,C错误;
D.由分析可知,放电过程中,装置Ⅰ中正极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,而装置Ⅱ中正极反应式均为2H++2e-=H2↑,故装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极区溶液的pH均逐渐增大,D正确;
故答案为:D。
20.(2024·湖南衡阳·调研)某合作学习小组的同学设计下列原电池,盐桥中装有饱和溶液。下列叙述中正确的是
A.乙烧杯可看作半电池,发生还原反应
B.盐桥中的电解质可换成饱和KCl溶液
C.电子流动方向:石墨(甲)→a→b→石墨(乙)→盐桥→石墨(甲)
D.电池工作一段时间,甲烧杯中酸性减弱
【答案】D
【详解】A.据分析,乙烧杯中Fe2+在b侧电极失电子发生氧化反应生成Fe3+,b侧石墨电极是负极,A错误;
B.高锰酸钾溶液可以氧化氯离子,故不能换成饱和KCl溶液,B错误;
C.b侧是负极、a侧是正极,电池工作时,电子流动方向:石墨(乙)→b→a→石墨(甲),C错误;
D.a侧是正极,电极反应为MnO+5e-+8H+=Mn2++4H2O,消耗氢离子,电池工作一段时间,甲烧杯中酸性减弱,D正确;
答案选D。
04 考查一次电池
21.(2024·湖南常德·一模)下列化学反应表示错误的是
A.与溶液反应:
B.碱性锌锰电池的正极反应:
C.向蓝色溶液中加入浓溶液,发生反应:
D.苯甲酰胺在盐酸中水解:
【答案】D
【详解】A.能与,反应为:,故A正确;
B.碱性锌锰电池的正极为二氧化锰得电子发生还原反应:,故B正确;
C.溶液为蓝色是,加入氯化钠后氯离子浓度增大,反应产生,反应为:,故C正确;
D.苯甲酰胺在盐酸中水解反应为:,酸性条件下不能产生氨气,故D错误;
故答案选D。
22.(2023·湖南长沙·模拟预测)下列有关说法不正确的是
A.铜盐溶液都有毒,主要是由于铜离子能与蛋白质作用,使蛋白质变性
B.锂是最轻的金属,也是活动性极强的金属,是制造电池的理想物质
C.甲醛是一种无色、有强烈刺激性气味的气体,易溶于水,它的水溶液具有杀菌、防腐性能
D.石油经分馏后不能得到汽油等含碳原子少的轻质油,因此,需要通过催化裂化过程将重油裂化为汽油等轻质油
【答案】D
【详解】A.铜属于重金属,铜盐溶液都有毒,Cu2+能与蛋白质作用,使蛋白质变性,使蛋白质失去生理活性,A项正确;
B.Li是密度最小、最轻的金属,Li原子最外层只有1个电子,易失去最外层的1个电子,具有极强的金属活动性,用Li制作的电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大的特点,是制造电池的理想物质,B项正确;
C.甲醛是一种无色、有强烈刺激性气味的气体,易溶于水,它的水溶液(又称福尔马林)具有杀菌、防腐性能,可用于消毒和制作生物标本,C项正确;
D.石油经常压蒸馏可得到直馏汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油,但其产量难以满足社会需求,而含碳原子多的重油却供大于求,因此需要通过催化裂化过程将重油裂化为汽油等轻质油,D项错误;
答案选D。
23.(2024·湖南益阳·调研)下列说法中正确的是
A.锌锰干电池是二次电池
B.手机锂离子电池是一次电池
C.二次电池放电后可以再充电使活性物质获得再生
D.燃料电池工作时燃料会燃烧
【答案】C
【详解】A.锌锰干电池不能充电,属于一次电池,不是二次电池,A错误;
B.锂离子电池能反复充放电,所以手机用的锂离子电池属于二次电池,B错误;
C.二次电池又叫蓄电池,放电时化学能转化为电能,充电时使活性物质获得再生,电能转化为化学能,C正确;
D.燃料在两个电极上发生氧化还原反应把化学能转化为电能,不是在电池内部燃烧,D错误;
故答案为:C。
24.(2024·湖南湘西·调研)酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理,下列说法正确的是
A.石墨作电池的负极材料 B.电池工作时,向负极方向移动
C.发生氧化反应 D.锌筒发生的电极反应为
【答案】D
【详解】A.酸性锌锰干电池,锌筒为负极,石墨电极为正极,故A错误;
B.原电池工作时,阳离子向正极(石墨电极)方向移动,故B错误;
C.发生得电子的还原反应,故C错误;
D.锌筒为负极,负极发生失电子的氧化反应,故D正确;
故选D。
25.(2024·湖南邵阳·模拟预测)有关下列装置的说法不正确的是
A.图1所示不能构成原电池
B.图2锌锰干电池属于一次电池,锌作负极
C.图3是“纸电池”,Zn片失去电子,发生氧化反应
D.图4电池Al电极反应式为:Al-3e-+3H2O=Al(OH)3+3H+
【答案】D
【详解】A.图1所示装置没有形成闭合回路,不能构成原电池,故A正确;
B.锌锰干电池,锌筒作负极,发生氧化反应被消耗,电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+,石墨棒作正极,故B正确;
C .Zn比Cu活泼,锌片做负极,Zn片失去电子,发生氧化反应,故C正确;
D.由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,铝和氢氧化钠反应易失去电子而作负极,镁作正极,其负极反应式为:Al-3e-+4OH-═+2H2O,故D错误;
故选D。
26.(2025·湖南常德·模拟预测)常见锌锰干电池的构造如下图所示,该电池放电时的电池总反应方程式为:Zn+2MnO2+2=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O,下列说法错误的是
A.该电池属于一次电池
B.电池正极反应式为:2MnO2+2NH+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O
C.电池工作时,电子从锌筒经糊流向石墨棒
D.外电路中每通过0.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g
【答案】C
【详解】A.锌锰干电池不能充电,为一次电池,故A正确;
B.由总反应可知负极反应为:,结合总反应式:Zn+2MnO2+2=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O,可得原电池正极反应式为2MnO2+2+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O,故B正确;
C.电池工作时,电子从负极锌筒流出,但电子不能经过电解质溶液,即氯化铵糊中不可能有电子通过,故C错误;
D.负极反应为:,电路中每通过0.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g,故D正确;
故答案为:C。
05 考查二次电池
27.(2024·湖南永州·模拟预测)利用电解原理,采用中性红试剂直接捕获空气中的二氧化碳的装置图如下:
已知:中性红NR:,:
下列说法不正确的是
A.若用铅蓄电池进行电解,a极接铅蓄电池的Pb极
B.电解时,b极的电极反应式为:
C.装置中离子交换膜为阳离子交换膜
D.左储液罐发生反应的离子方程式为:
【答案】A
【详解】A.根据分析,若用铅蓄电池进行电解,极是负极,极是正极,故a电极应连接正极,即极,A错误;
B.根据分析,b电极上发生还原反应,其电极反应式为:,B正确;
C.由b电极的电极反应式可知,氢氧根浓度增大,要保持溶液中电荷守恒,故需要将a电极产生的氢离子转移到b极区,则装置中离子交换膜为阳离子交换膜,C正确;
D.由a电极的电极反应式可知,反应物需要碳酸氢根,左储液罐需要产生碳酸氢根供给,则左储液罐发生反应的离子方程式为:,D正确;
故选A。
28.(2024·湖南邵阳·三模)下列选项正确的是:
A.K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓,则1molFe2+的配位数是6NA
B.反应:CH3CO18OH+C2H5OHCH3COOC2H5+H218O中,含有的中子数为10 NA
C.铅酸蓄电池充电时的阳极反应:Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+,当线路中通过2NA个电子时,阳极减重64g
D.将H2S气体通入NaClO溶液出现浑浊的离子方程式:H2S + ClO- = S↓ + Cl- + H2O,若产生的S为S8(),则32gS8中含有2NA个孤电子对
【答案】D
【详解】A.[Fe(CN)6]3-中中心离子是Fe3+,A错误;
B.不是1mol,故所含中子数小于10NA,B错误;
C.阳极反应是:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+ +SO,C错误;
D.NaClO有氧化性,H2S通入后被氧化成S,所以溶液变浑浊,S8中每个S有2对孤电子对,32gS8就是1mol硫原子,所以含有2NA个孤电子对,D正确。
答案选D。
29.(2024·湖南·模拟预测)锌—空气电池具有能量密度高、成本低、易组装等优势。某锌—空气碱性电池示意图如下,下列说法错误的是
A.放电时,甲极的电势比乙极高
B.放电时,负极反应:
C.充电时当有通过中间隔膜时,理论上甲极释放出
D.该电池是一种对环境友好的二次电池
【答案】C
【详解】A.从题图示外电路电子转移方向可以判断,甲为正极、乙为负极,故放电时甲的电势比乙高,A正确;
B.从图示中可以看出负极的反应是和从正极室过来的反应生成:,B正确;
C.没有指明温度和压强,不能计算生成气体的体积,C错误;
D.从图示中离子移动方向可知,该电池是二次电池,可以充电放电,使用过程中不产生污染和废弃物,同时可以通过更换锌和空气电极来实现重复利用,D正确。
故选C。
30.(2024·湖南·二模)一种无需离子交换膜的新型氯流电池可用作储能设备(如图所示),充电时电极a的反应为,下列说法正确的是
A.放电时,电极b的电极反应式为
B.充电时,电能转化为化学能,溶液的浓度增大
C.放电时,当外电路中通过的电子的数目为时,电极b消耗氯气的体积为
D.充电时,向电极a移动
【答案】D
【详解】A.放电时,电极b的电极反应式为,故A错误;
B.充电时,电能转化为化学能,被消耗,NaCl溶液的浓度减小,故B错误;
C.放电时,电极b的电极反应式为,当外电路中通过的电子的数目为时,消耗1molCl2,未标明是标况,无法确定氯气体积,故C错误;
D.充电时,向阴极移动,即向电极a移动,故D正确;
故选D。
31.(2023·湖南长沙·模拟预测)某国际期刊刊登我国最新有关水系双离子电池原理如图所示,下列有关叙述正确的是
A.放电时,电极a作电源的正极,Cu3(PO4)2发生氧化反应最终变为Cu
B.充电时,水系电池中,a电极附近的碱性增强
C.充电时,Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+
D.当1molCu3(PO4)2完全放电时,则电池内部有6molNa+发生迁移
【答案】D
【详解】A.放电时为原电池,a极为正极、b极为负极,Cu3(PO4)2发生还原反应最终变为Cu,故A错误;
B.充电时为电解池,a极为阳极、b极为阴极,阳极上OH-失电子生成水,阳极附近的碱性减弱,故B错误;
C.充电时为电解池,a极为阳极、b极为阴极,阴极反应式为Na0.44-xMnO2+xNa++xe-=Na0.44MnO2,故C错误;
D.放电时为原电池,a极上发生反应Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu,则1molCu3(PO4)2完全放电时,转移电子6mol,有6molNa+发生迁移,故D正确;
故选:D。
32.(2025·湖南·调研)近年来电池研究领域涌现出一类纸电池,其厚度仅0.5毫米,可以任意弯曲。组成与传统电池类似。某纸电池结构如图所示,其M极为嵌锂石墨烯(LixC6),N极为钴酸锂(LiCoO2),电解质为六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸酯溶液(无水)。下列说法错误的是
A.放电时,M电极反应式为:LixC6-xe-=xLi++C6
B.放电时,Li+由N极向M极迁移
C.充电时,M极接直流电源负极
D.充电时,N极反应式为:LiCoO2-xe-=xLi++Li1-xCoO2
【答案】B
【详解】A.原电池放电时,负极M电极反应式为:LixC6-xe-=xLi++C6,A正确;
B.原电池放电时,阳离子锂离子由负极M向正极N移动,B错误;
C.充电时,M极发生得电子的还原过程作阴极连接直流电源的负极,C正确;
D.充电时,N极反应式为:LiCoO2-xe-=xLi++Li1-xCoO2,D正确;
故选B。
06 考查燃料电池
33.(2024·湖南长沙·三模)氧、硫及其化合物应用广泛。可用作燃料电池的氧化剂。单质硫有多种同素异形体,其中在液态中被氧化成,反应方程式为。氧能形成、、、、等重要氧化物。是一种重要的工业原料,可通过煅烧黄铁矿或加热无水硫酸钙、焦炭及二氧化硅的混合物()等方法来制取。在催化作用下与反应生成。下列关于化学反应的表示或说法正确的是
A.碱性氢氧燃料电池的正极反应:
B.与反应:
C.与反应中,n(氧化剂):n(还原剂)=3:1
D.温度越高,越大,硫酸钙制取的反应正向进行程度越大
【答案】D
【详解】A.碱性环境不能出现氢离子,应用氢氧根离子配平,碱性氢氧燃料电池的正极反应:,故A错误;
B.与反应生成硫酸钠,没有氧气,,故B错误;
C.在反应中,1mol失去2mol电子,1mol得到2mol电子生成,另外2molAs元素不变价,故反应中与反应中,n(氧化剂):n(还原剂)=1:1,故C错误;
D.该反应,所以,温度越高,越负,越小,有利于反应正向进行,故D正确;
故选D。
34.(2024·湖南永州·三模)能正确表示下列变化的离子方程式是
A.甲醇碱性燃料电池负极方程式:CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+
B.铁粉与过量稀硝酸反应:Fe+NO+4H+=Fe3++NO↑+2H2O
C.亚硫酸氢钠的水解:HSO+H2OSO+H3O+
D.硫酸铜溶液中通入硫化氢:Cu2++S2-=CuS↓
【答案】B
【详解】A.由于是碱性燃料电池,负极生成的CO2以碳酸根存在,故正确的负极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O,故A错误;
B.铁粉与过量稀硝酸反应,由于硝酸过量,生成三价铁离子,稀硝酸还原产物为NO,选项所给离子方程式正确,B正确;
C.亚硫酸是二元弱酸,根据盐类水解的规律,亚硫酸氢根离子水解生成亚硫酸,其水解方程式为:+H2O⇌H2SO3+OH-,故C错误;
D.硫化氢气体不能拆成离子形式,硫酸铜溶液中通入硫化氢的离子方程式为:H2S+Cu2+=CuS↓+2H+,D错误;
本题选B。
35.(2024·湖南长沙·一模)下列有关电极方程式或离子方程式错误的是
A.负极材料为嵌锂石墨的锂离子电池充电时的阴极反应:
B.碱性条件下NaClO溶液氧化制备:
C.甲醇碱性燃料电池的负极反应:
D.用热的浓碱溶液洗去试管壁上的硫单质:
【答案】C
【详解】A.负极材料为嵌锂石墨,充电时阴极为Li+得到电子变为锂原子再嵌入石墨中,阴极反应式为:,故A正确;
B.次氯酸钠和Fe3+在碱性条件下生成Na2FeO4、氯化钠和水,该反应的离子方程式是,故B正确;
C.甲醇碱性燃料电池的负极反应会生成碳酸根,电极反应式为:,故C错误;
D.用热的浓碱溶液洗去试管壁上的硫单质,S发生歧化反应生成S2-和,离子方程式为:,故D正确。
答案选C。
36.(2024·湖南岳阳·二模)2019年11月《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取H2O2的绿色方法,原理如图所示(已知:H2O2H++HO,Ka=2.4×10-12)。下列说法错误的是
A.催化剂可促进反应中电子的转移
B.b电极上的电极反应为O2+H2O+2e-=HO+OH-
C.每生成1molH2O2电极上流过2mole-
D.Y膜为选择性阳离子交换膜
【答案】D
【详解】A.催化剂可促进反应中电子的转移,加快反应速率,故A正确;
B.b为正极,氧气得电子,b极上的电极反应为O2+H2O+2e-=HO+OH-,故B正确;
C.氧元素由0价变成-1价,每生成1molH2O2电极上流过2mole-,故C正确;
D.b极发生O2+H2O+2e-=HO+OH-,Y膜为选择性阴离子交换膜,让HO和OH-进入中间,故D错误;
故选:D。
37.(2025·湖南益阳·模拟预测)胼(N2H4)-双氧水燃料电池由于绿色环保且具有较高的能量密度而广受关注,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.该电池正极反应式为H2O2+2e-=2OH-
B.电池工作过程中A极区溶液pH减小
C.隔膜为阴离子交换膜
D.电池工作时,外电路通过2mol e-时,A极区产生标准状况下气体11.2L
【答案】C
【详解】A.根据分析正极的电极反应式正确,A正确;
B.电池工作过程中A极区的电极反应为:,消耗氢氧根,氢氧根浓度减小,溶液pH减小,B正确;
C.根据分析隔膜为阳离子交换膜,C错误;
D.电池工作时,外电路通过2mol e-时,根据A极的电极反应式, A极区产生N2的物质的量为mol,标准状况下气体体积为11.2L,D正确;
故选C。
1.(2025·湖南邵阳·三模)下列实验操作能达到相应实验目的的是
A.分离乙醇和乙酸
B.析出深蓝色晶体
C.分离葡萄糖和氯化钠的混合液
D.制作锌铜原电池
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.乙醇和乙酸互溶,不能用分液进行分离,A错误;
B.向铜氨溶液中加入乙醇,能够降低水分子的极性,有利于析出晶体,B正确;
C.葡萄糖(小分子有机物)和NaCl 溶液中离子均可透过透过半透膜,不能用渗析分离,C错误;
D.铜锌原电池中,Zn应放入ZnSO4溶液中,Cu放入CuSO4溶液中,D错误;
故答案为:B。
2.(2025·湖南·一模)劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用红热铁针、石蜡和水晶验证晶体的各向异性
晶体内部质点排列具有有序性
B
制作秋月梨电池
电解池原理
C
向葡萄酒中添加适量的SO2
SO2具有杀菌和抗氧化的作用
D
利用石墨烯材料开发新型电池
石墨烯电阻率低,热导率高
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.晶体内部质点排列具有有序性,使晶体有各向异性,有关联,A不符合题意;
B.利用原电池原理来探究制成水果电池,不是电解池原理,没有关联,B符合题意;
C.SO2具有还原性,葡萄酒中添加适量的SO2可以起到杀菌和抗氧化的作用,有关联,C不符合题意;
D.石墨烯具有电阻率低、热导率高的特点,在电池研发中,电阻率低有利于减小电池内阻,提高电池的充放电性能;热导率高有利于散热,保证电池在工作过程中的稳定性,有关联,D不符合题意;
故选B。
3.(2025·湖南·三模)下列相关的方程式正确的是
A.粗硅冶炼时主要反应的化学方程式:
B.表示甲烷燃烧热的热化学方程式:
C.某锂离子电池的负极反应式:
D.硫酸铜溶液中加入过量浓氨水所发生的离子反应方程式:
【答案】C
【详解】A.粗硅冶炼时主要反应的化学方程式为,A错误;
B.表示物质的燃烧热时,生成的是(l),B错误;
C.C项是锂电池负极反应式的一种书写形式,C正确;
D.浓氨水过量时,硫酸铜与其反应生成,D错误;
故答案选C。
4.(2024·湖南·一模)2024年我国科学家开发了一种质子交换膜()系统,可在催化剂(源自废铅酸电池)上将二氧化碳还原为甲酸,其电解原理如图1所示。同时减少碳酸盐沉淀的生成,有望高效实现向甲酸的转化,转化过程中的与电极电势关系如图2所示。下列有关说法错误的是
A.多孔层可以增大气体与催化剂的接触面积,有利于反应
B.外电路每转移电子,有的自右侧经过质子交换膜到左侧
C.在的条件下,可发生
D.时,可生成碳酸盐沉淀,不利于甲酸的生成
【答案】B
【详解】A.多孔材料具有许多微小的孔隙,这些孔隙可以增加催化剂与反应气体的接触面积,使得反应物分子更容易与催化剂活性位点接触,从而提高反应速率,有利于反应进行,A正确;
B.由图可知,在正极得到电子生成,右侧为正极,左侧为负极,原电池中阳离子向正极移动,外电路每转移电子,有的自左侧经过质子交换膜到右侧,B错误;
C.由图2可知,在正极得到电子生成了,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为:,C正确;
D.由图2可知,时,在正极得到电子生成了,可生成碳酸盐沉淀,不利于甲酸的生成,D正确;
故选B。
5.(24-25高三上·湖南·阶段练习)随着电动汽车市场的快速发展,电池的需求越来越高,钠离子电池具有资源丰富、安全性高、成本低等优势。钠离子电池的工作原理与锂离子电池相似,一种钠离子二次电池的结构示意图如图1所示,该电池的负极材料为(嵌钠硬碳),正极材料为,在充、放电过程中某时刻的晶胞示意图如图2所示。下列说法正确的是
A.钠离子电池的比能量(比能量是指单位质量电池所放出的能量)比锂离子电池高
B.充电时,每转移电子,两个电极的质量变化相差
C.该时刻晶胞所示的中,
D.放电时,a极电势高于b极电势,且a极电极反应式为
【答案】B
【详解】A.比能量是指单位质量电池所放出的能量,钠离子电池的能量密度比锂离子电池的低,则钠离子电池的比能量比锂离子电池的低,A错误;
B.充电时,阳极失去电子并释放出,每转移电子,释放,阳极质量减轻23g,阴极得到电子结合变成,所以阴极的质量增加23g,B正确;
C.根据该时刻晶胞示意图可知,锰离子数为、的数目为4,所以中,,C错误;
D.放电时,a极为负极,b极为正极,a极电势低于b极电势,a极电极反应式为,D错误;
故选B。
6.(2024·湖南永州·一模)在工业中电化学处理有机废水是一种高效绿色的氧化技术,可用于海水的淡化,其原理示意图如下。下列说法正确的是
A.X为阳离子交换膜
B.一段时间后,b极附近降低
C.a极反应式为
D.当电路通过电子时,正极区质量增加
【答案】D
【详解】A.原电池中,阴离子移向负极,阳离子移向正极,为了实现海水淡化,模拟海水中的氯离子需要移向负极(即a电极),则X膜为阴离子交换膜,钠离子需要移向正极(即b电极),则Y膜为阳离子交换膜,故A错误;
B.b极为正极,b电极上发生反应:,b极附近升高,故B错误;
C.a极电解质呈弱酸性,电极方程式为:,故C错误;
D.当电路通过电子时,正极消耗0.05mol氧气,增加质量1.6g,同时流入0.2mol钠离子,增加质量4.6g,正极区质量共增加1.6+4.6=,故D正确;
故选:D。
7.(2024·湖南·二模)下列电极方程式或离子方程式错误的是
A.铅蓄电池的正极反应式为
B.在含双氧水的氨水中加入铜粉,溶液变蓝色:
C.在饱和溶液中滴加少量的溶液生成白色沉淀:
D.以铜为电极,电解溶液的阳极反应式为
【答案】D
【详解】A.原电池正极得电子,铅蓄电池正极是PbO2得电子生成PbSO4,电极反应式为PbO2+2e−+4H++=PbSO4+2H2O,A正确;
B.把铜粉加入含双氧水的氨水中,溶液变蓝发生的反应为铜与过氧化氢和氨水反应生成四氨合铜离子、氢氧根离子和水,反应的离子方程式为Cu+H2O2+4NH3⋅H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH−+4H2O,故B正确;
C.在饱和NaHCO3溶液中滴加少量的CaCl2溶液,由于碳酸氢根电离产生碳酸根和钙离子生成碳酸钙沉淀,从而促进了碳酸氢根的电离,最终生成白色沉淀,离子方程式为Ca2++2=CaCO3↓+CO2↑+H2O,C正确;
D.以铜为电极,电解AgNO3溶液,由于阳极不是惰性电极,电极本身失电子变为铜离子,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,D错误;
故选D。
8.(2024·湖南·二模)关于如图所示装置的叙述,正确的是
A.该装置能将电能转化为化学能 B.锌是负极,锌片质量逐渐减少
C.电子由铜片经导线流向锌片 D.负极反应式为
【答案】B
【详解】A.由分析可知,该装置为将化学能转化为电能的原电池,故A错误;
B.由分析可知,金属活泼性强的锌电极为原电池的负极,锌失去电子发生氧化反应生成锌离子,电极质量逐渐减少,故B正确;
C.由分析可知,金属活泼性强的锌电极为原电池的负极,铜电极为正极,电子由负极锌片经导线流向正极铜片,故C错误;
D.由分析可知,金属活泼性强的锌电极为原电池的负极,锌失去电子发生氧化反应生成锌离子,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,故D错误;
故选B。
9.(2025·湖南·三模)银锌蓄电池是一种新型的碱性蓄电池,其工作原理为。下列相关说法正确的是
A.放电时,仅Ag被还原
B.放电时,电解质溶液的碱性减弱
C.充电时,阳极的电极反应式为
D.银锌蓄电池的电解质溶液可能是KOH的水溶液
【答案】D
【详解】A.由银锌蓄电池工作原理可知,放电时Ag元素和O元素化合价均降低,均被还原,A错误;
B.放电时生成Zn(OH)2,该蓄电池电解质溶液为碱性,反应过程中消耗了水,故电解质溶液的碱性会增强,B错误;
C.该蓄电池电解质溶液为碱性,故充电时阳极的电极反应为,C错误;
D.由于总反应要消耗水,且电解质溶液呈碱性,则银锌蓄电池的电解质溶液可以用KOH的水溶液,D正确;
故答案为:D。
10.(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
【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。
1.(2024·湖南·高考真题)近年来,我国新能源产业得到了蓬勃发展,下列说法错误的是
A.理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B.氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点
C.锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌,充电时锂离子从正极脱嵌
D.太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
【答案】D
【详解】A.理想的新能源应具有可再生、无污染等特点,故A正确;
B.氢氧燃料电池利用原电池将化学能转化为电能,对氢气与氧气反应的能量进行利用,减小了直接燃烧的热量散失,产物无污染,故具有能量转化率高、清洁等优点,B正确;
C.脱嵌是锂从电极材料中出来的过程,放电时,负极材料产生锂离子,则锂离子在负极脱嵌,则充电时,锂离子在阳极脱嵌,C正确;
D.太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置,D错误;
本题选D。
2.(2022·湖南·高考真题)海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是
A.海水起电解质溶液作用
B.N极仅发生的电极反应:
C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D.该锂-海水电池属于一次电池
【答案】B
【详解】A.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A正确;
B.由上述分析可知,N为正极,电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,和反应O2+4e-+2H2O=4OH-,故B错误;
C.Li为活泼金属,易与水反应,玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应,并能传导离子,故C正确;
D.该电池不可充电,属于一次电池,故D正确;
答案选B。
3.(2021·湖南·高考真题)锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池,广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所:
下列说法错误的是
A.放电时,N极为正极
B.放电时,左侧贮液器中的浓度不断减小
C.充电时,M极的电极反应式为
D.隔膜允许阳离子通过,也允许阴离子通过
【答案】B
【详解】A.由分析可知,放电时,N电极为电池的正极,故A正确;
B.由分析可知,放电时,溶液中有Zn2+与Br-生成,通过循环回路,左侧储液器中溴化锌的浓度增大,故B错误;
C.由分析可知,充电时,M电极与直流电源的负极相连,做电解池的阴极,锌离子在阴极上得到电子发生还原反应生成锌,电极反应式为Zn2++2e-=Zn,故C正确;
D.由分析可知,放电或充电时,交换膜允许锌离子和溴离子通过,维持两侧溴化锌溶液的浓度保持不变,故D正确;
故选B。
4.(2025·广东·高考真题)某理论研究认为:燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c,其中获得第一个电子的过程最慢。由此可知,理论上
A.负极反应的催化剂是ⅰ
B.图a中,ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低
C.电池工作过程中,负极室的溶液质量保持不变
D.相同时间内,电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同
【答案】C
【详解】A.由分析可知,氧气发生还原反应,做正极,正极反应的催化剂是ⅰ,A错误;
B.图a中,ⅰ到ⅱ过程为获得第一个电子的过程,根据题中信息,获得第一个电子的过程最慢,则ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高,B错误;
C.氢气发生氧化反应,做负极,电极方程式为:,同时,反应负极每失去1个电子,就会有一个H+通过质子交换膜进入正极室,故电池工作过程中,负极室的溶液质量保持不变,C正确;
D.由图a、c可知,氧气催化循环一次需要转移4个电子,氢气催化循环一次需要转移2个电子,相同时间内,电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同,D错误;
故选C。
5.(2025·江苏·高考真题)以稀为电解质溶液的光解水装置如图所示,总反应为。下列说法正确的是
A.电极a上发生氧化反应生成
B.通过质子交换膜从右室移向左室
C.光解前后,溶液的不变
D.外电路每通过电子,电极b上产生
【答案】A
【详解】A.根据分析,电极a为负极,发生氧化反应,电极反应式为:,生成物有O2,A正确;
B.原电池中阳离子向正极移动,电极a上生成,电极b上消耗,通过质子交换膜从左室移向右室,B错误;
C.在探究溶液浓度变化时,不仅要关注溶质的变化,也要关注溶剂的变化,在光解总反应是电解水,溶液中减少,溶液浓度增大,pH减小,C错误;
D.生成,转移2mol电子,外电路通过0.01mol电子时,电极b上生成,D错误;
答案选A。
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