专题07 原电池（期末真题汇编，北京专用）高二化学上学期

学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题07原电池 ☆高频考点概览 考点01原电池的工作原理 考点02化学电源和燃料电池 目目 考点01 原电池的工作原理 1.(23-24高二上北京大兴区期末)能量与科学、技术、社会、环境关系密切。下列装置工作时由化学能转 化为电能的是 B D 天然气燃气 太阳能电池 氢氧燃料电池 电解熔融NaCI 灶 A.A B.B c.c D.D 2.(24-25高二上·北京昌平区·期末)铜锌原电池的装置如图，下列说法正确的是 u ZnS○ Cnso 桥 (含KCI饱和溶液的琼胶) A.Cu是负极材料 B.盐桥中K+进入ZnSO4溶液 C.正极反应物Cu2+被氧化 D.Zn电极上发生反应Zn-2e=Zn2+ 3.(23-24高二上北京延庆区·期末)锌铜原电池装置如下图所示，下列说法不正确的是 1/9 命学科网 www zxxk com 让教与学更高效 Cuso 桥 (含KCI饱和溶液的琼胶) A.锌是负极，铜是正极 B.电子从铜片经电流表流向锌片 C.盐桥是离子导体，形成闭合回路 D.铜片上的电极反应为：Cu2++2e=Cu 4.(23-24高二上北京大兴区·期末)如图所示为锌铜原电池装置，下列叙述中不正确的是 A 电流表 Zn Cu 盐 uHSO 桥 (含琼胶的KCI饱和溶液) A.外电路中电子从锌片流向铜片 B.盐桥中K移向ZnS04溶液 C.锌片做负极，电极反应式：Zn-2e=Zn2+D.理论上，当6.5gZn溶解时析出6.4gCu 5.(23-24高二上·北京东城区期末)如图所示的原电池装置中，盐桥内的成分是含有KC1的琼脂凝胶。下列 说法正确的是 A 盐桥 ZnsO. A.正极为Zn电极 B.盐桥中的K向b烧杯迁移 C.放电时，电子从Cu电极流向Zn电极 D.若将盐桥更换为锌片，电流计指针不会发生偏转 6.(24-25高二上·北京大兴区·期末)锌铜原电池装置如图所示，下列说法不正确的是 2/9 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 A 电流表 ZnSO A.锌片作负极 B.电子从锌片流向铜片 C.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 D.铜电极的反应为Cu2++2e=Cu 7.(24-25高二上·北京十一学校·期末)某小组研究硫氰根SCN分别与G2+和F3+的反应。 资料：i.硫氰(SC2是一种黄色挥发性液体。属于“拟卤素”，性质与卤素单质相似： ⅱ.溶液中离子在反应时所表现的氧化性强弱与相应还原产物的价态和状态有关。 秀 1 2 3 号 2mL0.1mol.L! ⊙ KSCN溶液 盐桥 2mL0.1mol-L KSCN溶液 石墨 石墨 实 验 2mL0.5mol-L- 2mL0.25molL- 0.125mol-L 0.05mol-L CuSO,溶液 Fe,(SO),溶液KSCN溶液 Fc,(SO),溶液 接通电路后，灵敏电流计指针未 溶液变红，向反应后的溶 溶液变为黄绿色，产 见偏转。一段时间后，取出左侧 现 烧杯中少量溶液，滴加 液中加入K,[Fe(CN)。]溶 生白色沉淀（经检验， 象 液，产生蓝色沉淀，且沉 白色沉淀为CuSCN) K[Fe(CN)。]溶液， 没有观察到 淀量逐渐增多 蓝色沉淀 下列说法不正确的是 A.实验1中发生反应：2Cu2+4SCN=2 CuSCN↓+(SCN)2 B.实验2中，若直接向左侧烧杯滴加入K,[F(CN)。]溶液，也不生成蓝色沉淀 C.实验2中，若将Fe,(S0,),溶液替换为025molL'CuS0,溶液，电流计指针不偏转 3/9 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 D.实验3中，蓝色沉淀的生成增强了F®+的氧化性 8.(24-25高二上北京第二十中学期末)某小组同学设计如下实验能证实2Fe3++2I=2Fe2++I,为可逆反应。 已知Fe是一种无色的稳定的络离子。 实验装置 未酸化的 注：a、b均为石墨电极 0.01mol.L- 0.005molL-1 KI溶液 Fe2(SO4)3溶液 (pH约为1) 盐桥 实验序号 实验操作和现象 i.闭合K,指针向右偏转 ① iⅱ. 待指针归零，向U型管左管中加入10滴1 mol.L'KI溶液， i.闭合K,指针向右偏转 ② i.待指针归零，向U型管左管中滴加10滴0.01mol.L AgNO3溶液，指针向左偏转 下列说法不正确的是 A,电流表指针归零，说明上述可逆反应达到了化学平衡状态 B.①中加入K虹溶液后，上述平衡向正反应方向移动，电流表指针向右偏转 C.②中加入AgNO,溶液后，导致还原性：Fe+>r,上述反应向逆反应方向移动 D,②中电流表指针再次归零时，向U型管右管中滴加饱和NH,F溶液，电流表指针向右偏转 9.(24-25高二上·北京海淀区·期末)兴趣小组对铜锌原电池进行性能改进研究。 盐桥 Zn Zn ZnSO4溶液CuSO4溶液 CuSO4溶液 ZnSO4溶液 CuSO4溶液 阴离子交换膜 装置1 装置2 装置3 4/9 学科网 www zxxk.com 让教与学更高效 (1)装置1中，正极反应为 能证明该电极反应发生的实验现象是 (2)实验时发现装置1的电流强度很快降低，且锌片表面有红色海绵状固体析出，由此提出装置1原电池在 能量转化上的缺点是 (3)为改进装置1的缺点，甲同学提出采用装置2，其中的盐桥由KC1和琼脂组成。装置2工作时，盐桥中 的K向 (填“左”或“右”)移动。 (4)装置2的电流虽然稳定但过小，乙同学提出继续电池改进为装置3。并测得3个装置的电流强度随时间 变化的曲线如图。 70 60。 装置3 50 40 装置1 20 10 装置2 茹动动品 t/s ①由图可看出装置3的电流比装置1的电流稳定，原因是 ②由图还可看出装置3的电流明显高于装置2的电流。对比装置2的盐桥和装置3的阴离子交换膜，概括 二者在原电池系统中的功能的异同：相同点是均作为 ；差异是 目目 考点02 化学电源和燃料电池 10.(24-25高二上·北京朝阳区·期末)碱性锌锰电池是普通锌锰电池的升级换代产品，其构造示意图如下。 下列关于该电池及其工作原理的说法不正确的是 锌粉和KOH 的混合物 MnO2 金属外壳 A.负极反应为：Zn-2e+20H=Zn(OH)2B.MnO2作正极反应物，发生还原反应 C.电池工作时，O江向正极方向移动D.可储存时间比普通锌锰电池长 11.(24-25高二上·北京昌平区期末)酸性锌锰干电池与碱性锌锰干电池的构造示意图如下图所示，碱性锌锰 5/9 6学科网 ww .zxxk.com 让教与学更高效 干电池的总反应为： $$Z n + 2 M n O _ { 2 } + H _ { 2 } O = 2 M n O \left( O H \right) + Z n O 。$$ 锌粉和 1KOH 石墨棒 的混合物 $$M n O _ { 2 }$$ 糊 $$M n O _ { 2 }$$ $$N H _ { 4 } C l$$ 1糊 金属外壳 锌筒 碱性锌锰干电池 酸性锌锰干电池 关于两电池及其工作原理，下列说法中正确的是 A.碱性锌锰干电池中锌粉发生的电极反应为 $$Z n - 2 e ^ { - } + 2 O H ^ { - } = Z n O$$ B.两电池中 $$M n O _ { 2 }$$ 均发生氧化反应 C.每生成 1molMnOOH， ，转移 2 mol电子 D.用 KOH 替代 $$N H _ { 4 } C l ，$$ ，可降低对金属外壳的腐蚀 12.(24-25高二上北京师范大学附属中学·期末)我国科学家设计可同时实现 $$H _ { 2 }$$ 制备和海水淡化的新型电池， 装置示意图如图。 负载 $$_ { 1 } H _ { 2 }$$ $$N _ { 2 }$$ NaCl 溶液 $$N _ { 2 } H _ { 4 }$$ a H b $$H _ { 2 } S O _ { 4 }$$ cd KOH 溶液离子交换膜溶液 下列说法不正确的是 A.电极a是正极 B.电极b的反应式： $$N _ { 2 } H _ { 4 } - 4 e ^ { - } + 4 O H ^ { - } \xlongequal { \quad } { \quad } N _ { 2 } \uparrow + 4 H _ { 2 } O$$ C.每生成 $$1 m o l N _ { 2 } ，$$ 有 2molNaCl 1发生迁移 D.离子交换膜c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜 13.(24-25高二上北京十一学校·期末 )Al-AgO 电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。下列说法不正 确的是 6/9 命学科网 www zxxk.com 让教与学更高效 A1电极 AgO/Ag电极 ENaOH/NaA1O 隔膜 A.当电极上析出1.08gAg时，电路中转移的电子为0.02ol B.溶液中的OH向隔膜右侧移动，Na*向隔膜左侧移动 C.A1电极的电极反应式为2A1-6e+80H=2A10,+4H,0 D.该电池的总反应为2A1+3Ag0+20H=2A10,+3Ag+H,0 14.(24-25高二上·北京第二十中学期末)全钒液流储能电池是一种新型的绿色环保储能系统（工作原理如下 图，电解液含硫酸)。 VO; V02+ 离子种类 V2+ 颜色 黄色 蓝色 绿色 紫色 十 0 储液罐 储液罐 V02/V02 V+/V2 惰性 电极 离子交换膜 泵 泵 下列说法不正确的是 A.该电池总反应的离子方程式是V0,+V2++2H=V02++V3++H,0 B.当完成储能时，正极溶液的颜色是黄色 C.电池工作时，H+透过离子交换膜向负极区移动 D.该电池能提供稳定的输出功率，原因是电解液循环，保持各离子浓度稳定 7/9 命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 15.(23-24高二上·北京通州区·期末)如下图所示，利用N2H4、O2和KOH溶液制成燃料电池（总反应式为 N2H4+O2=N2+2H2O),模拟氯碱工业。下列说法正确的是 N,H b KOH溶液 甲池 离子交换膜 精制饱和H,O(含少量NaOH) NaCI溶液 乙池 A.甲池中负极反应为N2H4-4e=N2+4H B.乙池中出口G、H处气体分别为H2、C2 C.乙池中离子交换膜为阴离子交换膜 D.当甲池中消耗32gN2H4时，乙池中理论上最多产生142gC2 16.(23-24高二上·北京延庆区·期末)锂电池具有广阔的应用前景，如图装置，放电时可将Li、CO2转化为 Li,C0,和C,充电时选用合适催化剂使Li,C0,转化为Li、CO2和O2。下列有关叙述不正确的是 电极X 电极Y 、充电 ■ 出气 C、LiCO 放电 进气 聚合物电 解质膜 A.放电时，Li计向电极Y方向移动 B.放电时，正极的电极反应式为3C0,+4Li+4e=2Li,C0,+C C.充电时，电极Y应与外接直流电源的正极相连 D.充电时，阳极的电极反应式为C+2Li,C0,-4e=3C0,个+4Li计 17.(2425高二上·北京十一学校期末)直接乙醇(C,H,0)燃料电池(DEFC)具有很多优点，引起了人们 8/9 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 的研究兴趣。现有以下三种乙醇燃料电池。 a 用电器b 用电器 乙醇 6 乙醇 空气 乙醇 质子 氧气 熔融 极 碳酸盐 极 稀硫酸 -b (Pt) (Pt) KOH溶液 质子交换膜 C02H0C02 碱性乙醇燃料电池 酸性乙醇燃料电池 熔融盐乙醇燃料电池 (1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为」 (2)碱性乙醇燃料电池中，电极a的电极反应式为】 。若使用空气代替氧气，电池工作过程中碱性下降更 快，其原因是（用离子方程式表示)一。 (3)酸性乙醇燃料电池中，电极b的电极反应式为 (4)熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电极b的电极反应式为 9/9 专题07 原电池 高频考点概览 考点01 原电池的工作原理 考点02 化学电源和燃料电池 地 城 考点01 原电池的工作原理 1．(23-24高二上·北京大兴区·期末)能量与科学、技术、社会、环境关系密切。下列装置工作时由化学能转化为电能的是 A B C D    天然气燃气灶 太阳能电池 氢氧燃料电池 电解熔融NaCl A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．天然气燃气灶是把化学能转化为热能，A错误； B．太阳能电池是把太阳能转化为电能，B错误； C．氢氧燃料电池是把化学能转化为电能，C正确； D．电解熔融的NaCl是将电能转化为化学能，D错误； 答案选C。 2．(24-25高二上·北京昌平区·期末)铜锌原电池的装置如图，下列说法正确的是 A．Cu是负极材料 B．盐桥中K+进入ZnSO4溶液 C．正极反应物Cu2+被氧化 D．Zn电极上发生反应Zn - 2e− = Zn2+ 【答案】D 【详解】A．金属的活泼性Zn大于Cu，Zn为负极，A错误； B．原电池中阳离子向正极移动，K+离子移向CuSO4溶液，B错误； C．正极上发生还原反应，Cu2+得电子被还原，C错误； D．Zn电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为：Zn - 2e− = Zn2+，D正确； 答案选D。 3．(23-24高二上·北京延庆区·期末)锌铜原电池装置如下图所示，下列说法不正确的是 A．锌是负极，铜是正极 B．电子从铜片经电流表流向锌片 C．盐桥是离子导体，形成闭合回路 D．铜片上的电极反应为： 【答案】B 【分析】该原电池中，Zn易失电子发生氧化反应作负极，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，Cu作正极，电极反应为：Cu2++2e-=Cu,盐桥中阳离子向正极移动。 【详解】A．由分析可知，Zn电极作负极，Cu作正极，故A正确； B．原电池中电子由负极流向正极，Cu电极作正极，Zn电极作负极，则电子由锌片流向铜片，故B错误； C．原电池中，盐桥中K+向正极移动，Cl-向负极移动，即盐桥是离子导体，故C正确； D．该电池Cu作正极，正极上发生得电子的还原反应：Cu2++2e-=Cu,故D正确； 故选：B。 4．(23-24高二上·北京大兴区·期末)如图所示为锌铜原电池装置，下列叙述中不正确的是 A．外电路中电子从锌片流向铜片 B．盐桥中移向溶液 C．锌片做负极，电极反应式： D．理论上，当溶解时析出 【答案】B 【分析】由图可知，Zn比Cu活泼，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-═Zn2+，Cu作正极，电极反应式为Cu2++2e-═Cu，据此作答。 【详解】A．外电路中电子从锌片(负极)流向铜片(正极)，故A正确； B．盐桥中阳离子(钾离子)移向硫酸铜溶液(正极)，故B错误； C．Zn比Cu活泼，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-═Zn2+，故C正确； D．理论上，当6.5g Zn溶解时转移电子×2=0.2mol，析出铜×64g/mol=6.4g，故D正确。 答案选B。 5．(23-24高二上·北京东城区·期末)如图所示的原电池装置中，盐桥内的成分是含有的琼脂凝胶。下列说法正确的是 A．正极为电极 B．盐桥中的向烧杯迁移 C．放电时，电子从电极流向电极 D．若将盐桥更换为锌片，电流计指针不会发生偏转 【答案】B 【分析】锌比铜活泼，Cu为原电池的正极，电池的总反应为Zn+ Cu2+= Zn2++ Cu，正极的电极反应为Cu2++2e-= Cu；Zn极时原电池的负极，发生氧化反应。 【详解】A．Cu为原电池的正极，A错误； B．原电池工作时阳离子移向正极，即电池工作时K+向铜电极移动，B正确； C．放电时，电子从负极流向正极，因此电子从Zn电极流向Cu电极，C错误； D．若将盐桥更换为锌片，右侧变成新的原电池，左侧成为电解池，电流计的指针会偏转，D错误； 故选B。 6．(24-25高二上·北京大兴区·期末)锌铜原电池装置如图所示，下列说法不正确的是 A．锌片作负极 B．电子从锌片流向铜片 C．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 D．铜电极的反应为Cu2++2e-=Cu 【答案】C 【分析】Zn为负极，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，Cu为正极，Cu2+在正极上得电子被还原产生Cu，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，电子从负极沿着导线流向正极，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，以此来解答。 【详解】A．锌比铜活泼，锌片作负极，A正确； B．据分析，电子从锌片流向铜片，B正确； C．据分析，盐桥中的K+移向CuSO4溶液，C错误； D．据分析，铜电极上发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，D正确； 故选C。 7．(24-25高二上·北京十一学校·期末)某小组研究硫氰根SCN-分别与和的反应。 资料：i．硫氰(SCN)2是一种黄色挥发性液体。属于“拟卤素”，性质与卤素单质相似； ii．溶液中离子在反应时所表现的氧化性强弱与相应还原产物的价态和状态有关。 编号 1 2 3 实验 现象 溶液变为黄绿色，产生白色沉淀（经检验，白色沉淀为CuSCN） 接通电路后，灵敏电流计指针未见偏转。一段时间后，取出左侧烧杯中少量溶液，滴加溶液，没有观察到蓝色沉淀 溶液变红，向反应后的溶液中加入溶液，产生蓝色沉淀，且沉淀量逐渐增多 下列说法不正确的是 A．实验1中发生反应： B．实验2中，若直接向左侧烧杯滴加入溶液，也不生成蓝色沉淀 C．实验2中，若将溶液替换为溶液，电流计指针不偏转 D．实验3中，蓝色沉淀的生成增强了的氧化性 【答案】B 【分析】根据实验1可知，硫酸铜可以和反应，实验3可知，可以和发生氧化还原反应，通过实验2可知，不可以和发生氧化还原反应。 【详解】A．反应中，失去电子被氧化为，得到电子被还原为，再与反应产生沉淀，A正确； B．实验2中，接通电路后，灵敏电流计指针未见偏转，取出左侧烧杯中少量溶液，滴加溶液，没有观察到蓝色沉淀，说明没有发生氧化还原反应，自然没有生成，若直接向左侧烧杯滴加入溶液，由于溶液中的铁是+3价，相当于增大了Fe3+的浓度，有可能发生氧化还原反应2Fe3++2SCN-=2Fe2++(SCN)2，也就会生成蓝色沉淀，B错误； C．在实验3中溶液变为红色，发生可逆反应：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，反应产生Fe(SCN)3使溶液变为红色。向反应后的溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，且沉淀量逐渐增多，说明其中同时还发生了氧化还原反应：2Fe3++2SCN-=2Fe2++(SCN)2，Fe2+与[Fe(CN)6]3-反应产生Fe3[Fe(CN)6]2蓝色沉淀，因此接通电路后，电压表指针会发生偏转。将0.125 mol/LFe2(SO4)3溶液与0.05 mol/LKSCN溶液通过U型管形成闭合回路后，接通电路后，电压表指针不偏转，说明没有发生氧化还原反应，未产生Fe2+，故滴入K3[Fe(CN)6]溶液，也就不会产生蓝色沉淀，可见Fe2(SO4)3溶液浓度降低后不能发生氧化还原反应，故若加入CuSO4溶液0.25 mol/L，比0.5 mol/LCuSO4溶液浓度也降低一半，则接通电路后，可推测出电压表指针也不会发生偏转，C正确； D．在实验中溶液变为红色，发生可逆反应：，反应产生使溶液变为红色。向反应后的溶液中加入溶液，产生蓝色沉淀，且沉淀量逐渐增多，说明其中同时还发生了氧化还原反应：，与反应产生蓝色沉淀，导致更多的氧化，由题干信息可知，离子在反应时所表现的氧化性强弱与相应还原产物的价态和状态有关，故可推断蓝色沉淀的生成增强了的氧化性，D正确； 故选B。 8．(24-25高二上·北京第二十中学·期末)某小组同学设计如下实验能证实为可逆反应。已知是一种无色的稳定的络离子。 实验装置 注：a、b均为石墨电极 实验序号 实验操作和现象 ① ⅰ．闭合K，指针向右偏转 ⅱ．待指针归零，向U型管左管中加入10滴KI溶液，∙∙∙∙∙∙ ② ⅰ．闭合K，指针向右偏转 ⅱ．待指针归零，向U型管左管中滴加10滴溶液，指针向左偏转 下列说法不正确的是 A．电流表指针归零，说明上述可逆反应达到了化学平衡状态 B．①中加入KI溶液后，上述平衡向正反应方向移动，电流表指针向右偏转 C．②中加入溶液后，导致还原性：，上述反应向逆反应方向移动 D．②中电流表指针再次归零时，向U型管右管中滴加饱和溶液，电流表指针向右偏转 【答案】D 【分析】实验①开始之前，闭合K，装置中a为负极，b为正极，发生反应，指针归零，反应达到平衡，增大I-的浓度，平衡正向移动，指针向右偏转，达新平衡后，指针归零。实验②是加入硝酸银溶液，沉淀I-，I-浓度减小，平衡逆向移动，此时a为正极，b为负极，指针向左偏转。 【详解】A．电流表指针归零，无电子转移，说明上述可逆反应达到了化学平衡状态，A正确； B．①中加入KI溶液后，碘离子浓度增加，平衡向正反应方向移动，a发生氧化反应，a为负极，b为正极，电流表指针向右偏转，B正确； C．②中加入硝酸银溶液后，生成碘化银沉淀，降低了碘离子浓度，平衡向逆反应方向移动，还原性Fe2+>I-，C正确； D．向右管中滴加饱和氟化铵溶液，生成，铁离子浓度减小，平衡向逆反应方向移动，a发生还原反应，a为正极，指针向左偏转，D错误； 答案选D。 9．(24-25高二上·北京海淀区·期末)兴趣小组对铜锌原电池进行性能改进研究。 (1)装置1中，正极反应为 ，能证明该电极反应发生的实验现象是 。 (2)实验时发现装置1的电流强度很快降低，且锌片表面有红色海绵状固体析出，由此提出装置1原电池在能量转化上的缺点是 。 (3)为改进装置1的缺点，甲同学提出采用装置2，其中的盐桥由KCl和琼脂组成。装置2工作时，盐桥中的向 (填“左”或“右”)移动。 (4)装置2的电流虽然稳定但过小，乙同学提出继续电池改进为装置3。并测得3个装置的电流强度随时间变化的曲线如图。 ①由图可看出装置3的电流比装置1的电流稳定，原因是 。 ②由图还可看出装置3的电流明显高于装置2的电流。对比装置2的盐桥和装置3的阴离子交换膜，概括二者在原电池系统中的功能的异同：相同点是均作为 ；差异是 。 【答案】(1) 碳棒上出现红色固体 (2)部分Zn和硫酸铜直接反应，化学能未全部转化为电能(合理即可) (3)右 (4) 阴离子交换膜阻隔了向负极扩散，避免了直接氧化Zn，使化学能得以持续转化为电能 离子导体(或离子通道) 盐桥的离子传导能力弱于阴离子交换膜(或盐桥的内电阻大于阴离子交换膜) 【分析】装置1为铜锌单液原电池，锌片作负极，电极反应为：；碳棒作正极，得到电子，电极反应为：；装置2为铜锌双液原电池，锌片作负极，碳棒作正极，电极反应式与装置1中相同，盐桥中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；装置3添加了阴离子交换膜，阻隔了向负极扩散，避免了反应：的发生，使化学能可以持续的转化为电能，所以装置3的电流比装置1的电流稳定； 【详解】（1）由分析可知，锌片作正极，电极反应为：；铜单质为红色固体，则能证明该电极反应发生的实验现象是碳棒上出现红色固体； （2）实验时发现装置1的电流强度很快降低，且锌片表面有红色海绵状固体析出，说明锌片会直接与硫酸铜发生反应，故装置1原电池在能量转化上的缺点是部分Zn和硫酸铜直接反应，化学能未全部转化为电能； （3）装置2工作时，盐桥中的向正极移动，碳棒作正极，则向右移动； （4）①由图可看出装置3的电流比装置1的电流稳定，原因是阴离子交换膜阻隔了向负极扩散，避免了直接氧化Zn，使化学能得以持续转化为电能； ②对比装置2的盐桥和装置3的阴离子交换膜，二者在原电池系统中的相同点是均作为离子导体(或离子通道)，可以选择性通过离子； 同时，由图还可看出装置3的电流明显高于装置2的电流，说明二者差异是盐桥的离子传导能力弱于阴离子交换膜(或盐桥的内电阻大于阴离子交换膜)。 地 城 考点02 化学电源和燃料电池 10．(24-25高二上·北京朝阳区·期末)碱性锌锰电池是普通锌锰电池的升级换代产品，其构造示意图如下。下列关于该电池及其工作原理的说法不正确的是 A．负极反应为： B．作正极反应物，发生还原反应 C．电池工作时，向正极方向移动 D．可储存时间比普通锌锰电池长 【答案】C 【详解】A．在碱性锌锰电池中，锌粉作负极，在碱性条件下失电子发生氧化反应，电极反应式为，A选项正确； B．作正极反应物，在正极得电子，发生还原反应 ，B选项正确； C．电池工作时，阴离子向负极移动，所以应向负极方向移动，而不是正极方向，C选项错误； D．碱性锌锰电池性能比普通锌锰电池好，可储存时间比普通锌锰电池长 ，D选项正确； 故答案选C。 11．(24-25高二上·北京昌平区·期末)酸性锌锰干电池与碱性锌锰干电池的构造示意图如下图所示，碱性锌锰干电池的总反应为：Zn + 2MnO2 + H2O = 2MnO(OH) + ZnO。 关于两电池及其工作原理，下列说法中正确的是 A．碱性锌锰干电池中锌粉发生的电极反应为：Zn –2e−+ 2OH-= ZnO B．两电池中MnO2均发生氧化反应 C．每生成1 mol MnOOH，转移2 mol电子 D．用KOH替代NH4Cl，可降低对金属外壳的腐蚀 【答案】D 【分析】酸性锌锰干电池负极反应式‌：，正极反应式‌：，总反应式为：，由碱性锌锰电池的总反应：2MnO2+Zn+H2O=2MnO (OH)+ZnO，可知电池的负极Zn失去电子被氧化，电极反应式为：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O，正极MnO2得电子被还原生成MnO (OH)，电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-=2 MnO (OH)+2OH-，据此分析解答。 据此分析作答。 【详解】A．由分析可知，碱性锌锰干电池中锌粉发生的电极反应为：Zn –2e−+ 2OH-= ZnO+H2O，A错误； B．结合分析可知，两个反应中，两电池中MnO2作氧化剂，发生还原反应，B错误； C．结合分析可知，每生成1 mol MnOOH，转移1 mol电子，C错误； D．氯化铵溶液显酸性，可以和金属反应，则用KOH替代NH4Cl，可降低对金属外壳的腐蚀，D正确； 故选D。 12．(24-25高二上·北京师范大学附属中学·期末)我国科学家设计可同时实现H2制备和海水淡化的新型电池，装置示意图如图。 下列说法不正确的是 A．电极a是正极 B．电极b的反应式：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O C．每生成1molN2，有2molNaCl发生迁移 D．离子交换膜c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜 【答案】C 【分析】该装置为原电池，电极a上氢离子得电子生成氢气，则a为正极，电极反应为2H++2e-=H2↑，电极b上，N2H4在碱性条件下失去电子生成N2，b为负极，电极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，根据电解池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，则钠离子经c移向左侧（a），氯离子经d移向右侧（b），c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜，据此解答。 【详解】A．根据分析，电极a是正极，A正确； B．根据分析，电极b的反应式：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，B正确； C．根据N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，每生成1molN2，转移4mol电子，根据电荷守恒，有4molNaCl发生迁移，C错误； D．根据分析，离子交换膜c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜，D正确； 故选C。 13．(24-25高二上·北京十一学校·期末)Al-AgO电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。下列说法不正确的是 A．当电极上析出时，电路中转移的电子为 B．溶液中的向隔膜右侧移动，向隔膜左侧移动 C．电极的电极反应式为 D．该电池的总反应为 【答案】B 【分析】由原电池总反应可知，原电池工作时Al被氧化生成偏铝酸钠，应为电池的负极，电极反应为，AgO被还原，应为原电池的正极，电极反应式为AgO+2e-+H2O=Ag+2OH-，结合电极反应式进行判断； 【详解】A．根据电极反应式，当电极上析出即0.01molAg时，电路中转移的电子为，A正确； B．原电池中阴离子移向负极，阳离子移向正极，溶液中的向隔膜左侧移动，向隔膜右侧移动，B错误； C．根据分析，电极的电极反应式为，C正确； D．根据正负极反应式可知，该电池的总反应为，D正确； 故选B。 14．(24-25高二上·北京第二十中学·期末)全钒液流储能电池是一种新型的绿色环保储能系统(工作原理如下图，电解液含硫酸)。 离子种类 颜色 黄色 蓝色 绿色 紫色 下列说法不正确的是 A．该电池总反应的离子方程式是 B．当完成储能时，正极溶液的颜色是黄色 C．电池工作时，透过离子交换膜向负极区移动 D．该电池能提供稳定的输出功率，原因是电解液循环，保持各离子浓度稳定 【答案】C 【分析】由图可知，惰性电极与电源正极相连的是阳极，左侧储液罐中主要含有VO2+和，则电极反应式为；与电源负极相连的为阴极，右侧储液罐中主要含有V3+和V2+，电极反应式为V3++e-=V2+，此过程为储能过程，即充电过程，总反应方程式为。 【详解】A．放电时的总反应为充电时总反应的逆过程，由上述分析可知，该电池的总反应离子方程式为，A正确； B．由图可知，充电时，左侧电极与电源正极相连是阳极，失去电子；放电时则得电子，是正极。故正极溶液指的是左侧储液罐中的溶液，储能时发生反应，储能完成时，溶液呈黄色，B正确； C．原电池工作时，电解质溶液中的阳离子移向正极，所以H+透过离子交换膜向正极区移动，C错误； D．该电池能提供稳定的输出功率，原因是电解液循环，保持各离子浓度稳定，D正确； 答案选C。 15．(23-24高二上·北京通州区·期末)如下图所示，利用N2H4、O2和KOH溶液制成燃料电池(总反应式为N2H4 + O2 = N2+2H2O)，模拟氯碱工业。下列说法正确的是 A．甲池中负极反应为N2H4 – 4e- = N2 + 4H+ B．乙池中出口G、H处气体分别为H2、Cl2 C．乙池中离子交换膜为阴离子交换膜 D．当甲池中消耗32 g N2H4时，乙池中理论上最多产生142g Cl2 【答案】D 【分析】甲池为燃料电池，通入肼的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，乙池为电解池，与负极相连的右侧电极为阴极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，与正极相连的左侧电极为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，据此分析解答。 【详解】A．甲池中为原电池反应，对应的电极反应式是：正极O2+4e-+2H2O=4OH-，负极N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，故A错误； B．乙池为电解池，与负极相连的右侧电极为阴极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，与正极相连的左侧电极为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，故乙池中出口G、H处气体分别为Cl2、H2，故B错误； C．乙池发生的是电解池反应，阴极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，溶液中的钠离子通过阳离子交换膜移向阴极，由F出口得到氢氧化钠溶液，故乙池中离子交换膜为阳离子交换膜，故C错误； D．负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，当甲池中消耗32g即=1molN2H4时，转移4mol电子，阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，产生2molCl2，故乙池中理论上最多产生2mol×71g/mol=142gCl2，故D正确； 答案选D。 16．(23-24高二上·北京延庆区·期末)锂电池具有广阔的应用前景，如图装置，放电时可将、转化为和，充电时选用合适催化剂使转化为、和。下列有关叙述不正确的是 A．放电时，向电极方向移动 B．放电时，正极的电极反应式为 C．充电时，电极应与外接直流电源的正极相连 D．充电时，阳极的电极反应式为 【答案】D 【分析】放电时为原电池，X极上Li失电子，则X为负极，Y为正极，正极上CO2得电子生成C和Li2CO3，负极反应式为Li-e-═Li+，正极反应式为3CO2↑+4Li++4e-═C+2Li2CO3，放电时阳离子移向正极Y、阴离子移向负极X；充电时为电解池，原电池的正负极分别与电源的正负极相接、作阳极、阴极，阴极上Li+得电子生成Li,阳极上Li2CO3发生氧化反应生成CO2和O2，阳极反应式为2Li2CO3-4e-═2CO2↑+O2↑+4Li+，据此分析解答。 【详解】A．放电时为原电池，X为负极，Y为正极，阳离子移向正极，即Li+向电极Y方向移动，故A正确； B．放电时Y为正极，正极上CO2得电子生成C和Li2CO3，正极的电极反应式为3CO2+4Li++4e-═2Li2CO3+C，故B正确； C．充电时为电解池，原电池的正负极分别与电源的正负极相接，即充电时电极Y应与外接直流电源的正极相连，故C正确； D．充电时为电解池，阳极上Li2CO3发生氧化反应生成CO2和O2，阳极反应式为2Li2CO3-4e-═2CO2↑+O2↑+4Li+，故D错误； 故选：D。 17．(24-25高二上·北京十一学校·期末)直接乙醇（）燃料电池（DEFC）具有很多优点，引起了人们的研究兴趣。现有以下三种乙醇燃料电池。 (1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为 。 (2)碱性乙醇燃料电池中，电极a的电极反应式为 。若使用空气代替氧气，电池工作过程中碱性下降更快，其原因是（用离子方程式表示） 。 (3)酸性乙醇燃料电池中，电极的电极反应式为 。 (4)熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电极b的电极反应式为 。 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）三种乙醇燃料电池中由于正极发生还原反应，所以正极反应物均为。 （2）碱性乙醇燃料电池中，乙醇在电极a（负极）发生氧化反应，结合碱性环境，乙醇失电子生成碳酸根离子和水，电极反应式为。若使用空气代替氧气，空气中的二氧化碳会与碱反应，导致碱性下降更快，离子方程式为。 （3）酸性乙醇燃料电池中，电极b为正极，氧气在正极得电子结合氢离子生成水，电极反应式为。 （4）熔融盐乙醇燃料电池中，选择熔融碳酸钾为介质，电极b为正极，氧气得电子结合二氧化碳生成碳酸根离子，电极反应式为。 试卷第1页，共3页 8 / 16 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