专题08 原电池与电源（期末真题汇编，四川专用）高二化学上学期

专题08原电池与电源 高频考点概览 考点01 原电池原理 考点02 化学电源 地 城 考点01 原电池原理 1．(24-25高二上·四川成都蓉城联盟·期末)如图为相互串联的甲、乙、丙三个装置，丁池为LiPON薄膜锂离子电池，电池反应为。下列说法正确的是 A．用甲池对丁池充电时，A电极连接a电极 B．用乙池进行电镀铜时，待镀铁钥匙应连接在C电极位置 C．向丙池中滴加酚酞，石墨电极附近溶液先变红 D．丁池中LiPON薄膜在充、放电过程中质量发生变化 【答案】A 【分析】由图可知甲池为原电池，A电极为负极，B电池为正极，故乙池C为阳极，D为阴极，丙池Fe为阴极，石墨为阳极，丁池中放电时，为负极（a），为正极(b)，据此分析； 【详解】A．电池充电时“正接正，负接负”。用甲池对丁池充电时，A电极(负极)连接a电极(原电池的负极，充电时得电子)，A正确； B．用乙池进行电镀铜时，待镀铁钥匙应连接在D电极位置，B错误； C．向丙池中滴加酚酞，石墨电极为阳极，铁为阴极，阴极的电极反应：，阴极铁电极附近产生，阴极附近溶液先变红，C错误； D．丁池中LiPON薄膜在充、放电过程中只有锂离子移动，锂离子没有留下，薄膜的质量不发生变化，D错误； 故选A。 2．(23-24高二上·四川泸州·期末)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如下图（电极材料均为石墨烯），下列说法错误的是 A．a电极的电势高于b电极 B．b电极上的电极反应式： C．在负极发生氧化反应 D．质子从交换膜的左侧向右侧移动 【答案】A 【分析】微生物电池中氧气是氧化剂，是还原剂，a为负极，b为正极； 【详解】A．a为负极，b为正极，b电极的电势高，A错误； B．b电极为正极，氧气得电子发生还原反应，酸性介质中电极反应式：，B正确； C．在负极失电子发生氧化反应，C正确； D．原电池中阳离子移向正极，b为正极，质子从交换膜的左侧向右侧移动，D正确； 故选A。 3．(23-24高二上·四川遂宁·期末)钾—氧气电池的工作原理如图。关于该电池，下列说法正确的是 A．电解质可能是的水溶液 B．放电时电流由电极沿导线流向多孔碳纸 C．放电时多孔碳纸上发生反应： D．为铅酸蓄电池充电时，电极应与其正极相连 【答案】C 【详解】A．电极易与溶液中的反应，所以不能选用溶液，故A错误； B．放电时，K电极为负极，多孔碳纸为正极，所以电流从多孔碳纸沿导线流向电极，故B错误； C．放电时，多孔碳纸为正极，发生还原反应，根据图中信息，发生反应：  O2 + e− + K+ = KO2，故C正确； D．电极为负极，为铅酸蓄电池充电时，应与铅酸蓄电池负极相连，故D错误； 故选C。 4．(24-25高二上·四川川南川东北名校·期末)习近平总书记提出我国要在2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。某科研小组用电化学方法将转化为CO实现再利用，转化的基本原理如图所示(图中交换膜只允许通过)，下列说法正确的是 A．工作一段时间后，M电极室中溶液的pH增大 B．N极上的电极反应式为 C．若有2mol电子转移，则理论上正极区会转化气体 D．通过交换膜从M极移向N极 【答案】D 【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，N为电池正极，电极反应式为，原电池中阳离子移向正极，据此分析解答。 【详解】A．M为电池的负极，在紫外光的作用下，水失去电子发生氧化反应生成，电极反应方程式为，M电极室中的溶液pH减小，A错误； B．N上的电极反应方程式为，B错误； C．未指明条件，不能用22.4L/mol直接计算，C错误； D．根据图示分析，通过交换膜从M极移向N极，D正确； 故选D。 5．(23-24高二上·四川绵阳·期末)一种新型微生物脱盐燃料电池如图所示。利用活性菌的催化作用，在净化两极室污水的同时，淡化脱盐室的盐水，协同产生电流。下列说法错误的是 A．电极为电池负极 B．电极的电极反应可能为： C．污水净化过程中，电极区溶液的pH一定增大 D．外电路转移2mol电子，脱盐室质量减少58.5g 【答案】D 【分析】在a电极，有机物失电子转化为CO2等，b极室空气中的O2得电子产物与电解质作用生成水或OH-，则a电极为负极，b电极为正极。 【详解】A．由分析可知，电极有机物失电子，为电池负极，A正确； B．电极为正极，空气中的O2得电子产物与电解质作用，可能生成水，则电极反应可能为：，B正确； C．污水净化过程中，电极区溶液要么消耗H+，要么生成OH-，则溶液的pH一定增大，C正确； D．外电路转移2mol电子，脱盐室有2molCl-和2molNa+向两极区发生迁移，则质量减少58.5g/mol×2mol=117g，D错误； 故选D。 6．(23-24高二上·四川成都·期末)某小组制作简单燃料电池，设计装置如下图所示。石墨棒经烘干活化处理，形管中注入滴有滴酚酞溶液的溶液。实验时，先打开、闭合，电解后，再打开，闭合，电流计指针偏转。下列叙述正确的是 A．石墨棒除作为电极材料外，还可吸附和 B．电解过程中，左侧石墨棒附近溶液变为红色 C．打开，闭合后，右侧石墨棒发生反应： D．不考虑两极气体的逸出，电解所消耗的电能等于燃料电池产生的电能 【答案】A 【分析】根据题干装置图和需制作简易的燃料电池的要求可知，首先需断开，闭合开关，此时左侧石墨电极阳极，电极反应为：，右侧电极为阴极，电极反应为：，然后断开，闭合，此时装置变为氢氧燃料电池，左侧石墨电极为正极，电极反应为：，右侧石墨电极为负极，电极反应为：； 【详解】A．石墨有吸附气体的作用，可吸附氢气和氧气，A项正确； B．在电解中，左侧接电源正极，右侧接电源负极，根据故右侧电极反应式可得出右侧电极附近溶液变为红色，B项错误； C．打开，闭合，此时装置变为原电池，右侧为电池的负极，电极反应为：，C项错误； D．电解所消耗的电能，不等于燃料电池多产生的电能，能量转化有损失，D项错误； 答案选A。 7．(23-24高二上·四川成都蓉城名校·期末)1799年，意大利科学家伏打发明了世界上最早的电池——伏打电池(电解质溶液可以是稀硫酸或海水)。如图是伏打电堆的一种，下列说法正确的是 A．工作时，电子由锌片通过湿布片流向铜片 B．电池工作一段时间后，湿布片上可能会有Zn(OH)2生成 C．该电池正极反应式一定为O2+4e−+2H2O=4OH− D．若湿布片所含溶液为饱和食盐水，则铜片附件有Cl2生成 【答案】B 【分析】锌的活泼性大于铜，伏打电堆种，锌为负极、铜为正极。 【详解】A．伏打电池工作时，电子从负极经外电路流向正极，不会通过湿布片，故A错误； B．当湿布片上附有海水时，氧气在正极得电子生成氢氧根离子，锌失去电子生成锌离子，与氢氧根结合生成Zn(OH)2，故B正确； C．当湿布片上附有稀硫酸时，正极反应式为2H+ + 2e−= 2H2↑，故C错误； D．若湿布片所含溶液为饱和食盐水，氧气在正极得电子生成氢氧根离子，故D错误； 选B。 8．(24-25高二上·四川泸州泸县第五中学·期末)我国科学家研发了一种用于合成氨的自供电Haber-Bosch反应器(机理如图所示)。该装置工作时，将Zn-NO2水溶液体系电池反应中的产物，通过自供电转换为NH3•H2O，从而在单个设备内完成氮循环中的多个关键转换步骤。 下列说法正确的是 A．b电极为Zn电极 B．放电过程中，负极发生的反应为 C．电解过程中，阴极区溶液的pH逐渐减小 D．理论上，每得到1molNH3•H2O，至少需要消耗390gZn 【答案】D 【分析】由题干图示信息可知，TiO2电极将转化为NH3•H2O可知TiO2电极为阴极，电极反应式为：+7H++6e-=NH3•H2O+H2O，石墨电极为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，故a电极为负极，发生氧化反应，即Zn为负极，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，b电极为正极，发生还原反应，电极反应式为：NO2+e-=，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，a电极为Zn电极是负极，A错误； B．放电过程中，负极发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，B错误； C．由分析可知，电解过程中，TiO2电极为阴极，电极反应式为：+7H++6e-=NH3•H2O+H2O，则阴极区溶液的pH逐渐增大，C错误； D．由于两个a电极串联，理论上，每得到1molNH3•H2O，需得到12mol电子，故至少需要消耗Zn的质量为=390g，D正确； 故答案为：D。 9．(24-25高二上·四川安岳中学·期末)某科研机构将汽车尾气中的NO和CO设计成如图所示的燃料电池，实现了NO和CO的无害转化。下列说法正确的是 A．石墨Ⅰ为负极，发生还原反应 B．电池工作时，向石墨Ⅱ电极处移动 C．石墨Ⅱ电极反应式为 D．石墨Ⅰ生成22.4L 时，外电路中通过6mol电子 【答案】B 【分析】由电极上物质的变化可知，左边电极氮元素化合价降低，发生还原反应，为正极；右边电极碳元素化合价升高，发生氧化反应，为负极。 【详解】A．石墨Ⅰ上氮元素化合价降低，发生还原反应，为正极，A错误； B．为阴离子，阴离子的由正极移向负极，B正确； C．石墨Ⅱ上发生氧化反应，电极反应式为　，C错误； D．未说明为标准状况，难以计算氮气、电子的物质的量，D错误； 故选B。 10．(23-24高二上·四川凉山州西昌·期末)某小组同学采用以下电化学装置验证“”是可逆反应。实验开始前向甲烧杯中加入溶液，向乙烧杯中加入溶液。下列说法不正确的是 A．该装置可选用装有含琼脂的饱和溶液的盐桥 B．外电路中电流方向从电极到石墨电极 C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D．电流计读数为零后，在甲中溶入固体，石墨电极为负极 【答案】D 【详解】A．饱和溶液与甲乙烧杯的溶液都不反应，可选用装有含琼脂的饱和溶液的盐桥，故A正确； B．开始时，反应正向进行，根据装置示意图，Ag电极为正极，石墨为负极，外电路中电流方向从电极到石墨电极，故B正确； C．当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，电流计读数为零，故C正确； D．电流计读数为零后，在甲中溶入固体，反应逆向进行，石墨为正极，故D错误； 答案选D。 11．(24-25高二上·四川泸州龙马潭区泸化中学·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．电子从电极b流出，经外电路流向电极a B．电极b是该电池的正极，发生氧化反应 C．转化为的反应为 D．若外电路中有0.4mol电子发生转移，则有0.5mol 通过质子交换膜 【答案】C 【详解】A．在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，因此可判断，a为负极，b为正极，电子从a极流出，经外电路移向b极，A错误； B．电极b是该电池的正极，发生还原反应，B错误； C．在负极发生氧化反应，转化为的反应为，C正确； D．若外电路中有0.4mol电子发生转移，则有0.4mol 通过质子交换膜，D错误。 因此，本题选C。 12．(23-24高二上·四川凉山州西昌·期末)下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是 A．图①，在轮船外壳上镶嵌锌块，可减缓船体的腐蚀速率 B．图②，若将钢闸门与电源负极相连，可防止钢闸门被腐蚀 C．图③，运动器材表面刷油漆可减缓金属腐蚀 D．图④，该装置用于深埋在潮湿的中性土壤中钢管的防腐 【答案】D 【详解】A．图①轮船外壳上镶嵌锌块，构成原电池，锌为负极，轮船外壳为正极被保护，可减缓船体的腐蚀速率，A正确； B．图②为外加电源的阴极保护法，通电后电子从电源负极出发到钢闸门，可防止钢闸门被腐蚀，B正确； C．图③运动器材表面刷油漆可避免金属与空气直接接触，可防止金属腐蚀，C正确； D．图④中Cu与Fe形成原电池，Cu为正极，Fe为负极，Fe被腐蚀，对钢管不起防腐作用，D错误； 答案选D。 13．(23-24高二上·四川眉山车城中学眉山东坡区永寿高级中学校·期末)某化学兴趣小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。 (1)如图，为某化学兴趣小组依据氧化还原反应： (用离子方程式表示)设计的原电池装置，当导线中通过0.5mol电子的电量时，理论上石墨电极上产生气体体积为 L(标准状况下)。 (2)该实验小组的同学发现，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，滴加几滴酚酞试剂，溶液变红，针对这一现象，某同学的假设是：铁电极材料不纯(材料中含有碳杂质)，所以发生了 腐蚀(填“吸氧”或“析氢”)，试写出使酚酞溶液变红的电极反应式为 。 (3)如图其他条件不变，若将盐桥换成n型铜丝，一段时间后，乙装置中石墨为 极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)，乙装置中总反应的离子方程式为 ，该反应为 (填“自发”或“非自发”)的氧化还原反应。 (4)如图其他条件不变，若将盐桥换成铜丝与石墨相连成n型，一段时间后，乙装置中与铜丝相连的石墨电极上发生的电极反应式为 ，产物常用 检验，一段时间后，乙装置中溶液pH (填“变大”、“变小”或“不变”)。 【答案】(1) Fe+2H+=Fe2++H2↑ 5.6 (2) 吸氧 O2+2H2O+4e- = 4OH- (3) 阴 Cu+2H＋Cu2++H2↑ 非自发 (4) 2Cl--2e-=Cl2↑ 湿润的淀粉碘化钾试纸 变大 【详解】（1）根据图知，氧化还原反应是：Fe+2H+=Fe2++H2↑，石墨电极是正极：，当导线中通过0.5mol电子的电量时，理论上石墨电极上产生气体0.25mol，标准状况下体积为； （2）滴加几滴酚酞试剂，溶液变红，说明有氢氧根生成，因此是吸氧腐蚀，电极反应：O2+2H2O+4e- = 4OH-； （3）其他条件不变，若将盐桥换成n型铜丝，则甲装置为原电池，铁为负极，铜丝为正极，乙装置为电解池，铜丝为阳极，电极反应式为，石墨为阴极，电极反应式为，乙装置中总反应的离子方程式为Cu+2H＋Cu2++H2↑；该反应为非自发的氧化还原反应。 （4）若将盐桥换成铜丝与石墨相连成n型，则甲装置为原电池，铁为负极，铜丝为正极，乙装置为电解池，与铜丝相连的石墨电极为阳极，电极反应式为，氯气常用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，氯气使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，不与铜丝相连的石墨为阴极，电极反应式为，乙装置总反应为2HClH2↑+Cl2↑，一段时间后，乙装置中溶液pH变大。 14．(24-25高二上·四川安岳中学·期末)I．应用电化学原理，回答下列问题。 (1)甲中电流计指针偏移时，盐桥(装含琼脂的饱和溶液)中离子移动的方向： 离子移向硫酸锌溶液。 (2)乙中正极反应式为 ；若将换成，则负极反应式为 。 (3)丙中铅蓄电池放电时负极的质量 (填“增大”或“减小”)。 II．现有如图所示装置，所有电极均为Pt，请按要求回答下列问题： (4)甲装置是 (填“原电池”或“电解池”)，乙池中c极的电极反应 。 (5)当b极消耗标准状况下的112mL时，若乙中硫酸铜溶液的体积是200mL，假若电解前后溶液体积保持不变，此时乙池中的pH＝ 。若(aq)足够，电解一段时间后，要恢复到原来的状态，则可加入 。 (6)现用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾，其中M、N为离子交换膜，只允许某些离子通过，则A出口导出的溶液溶质为 (写化学式)，N为 离子交换膜(填“阴”或“阳”)。 【答案】(1) (2) (3)增大 (4) 原电池 (5) 1 CuO或 (6) 阳 【分析】II．由图可知，甲装置为原电池，甲醇在负极发生失电子的氧化反应，所以a是原电池负极，氧气在正极发生得电子的还原反应，则b是原电池正极，根据连接方式可知，乙丙装置为电解池，c为阳极，d为阴极，生成气体B的一极为阳极，生成气体C的一极为阴极，据此结合原电池、电解池原理分析解答。 【详解】（1）甲为原电池装置，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则盐桥中的会移向溶液，移向硫酸锌溶液； （2）乙为氢氧燃料电池装置，通入氢气的一极作负极，通入氧气的一极作正极，正极的电极反应式为；若将换成，则负极反应式为； （3）铅蓄电池中，Pb作负极，电极反应式为，则负极质量增大； （4）根据分析，甲装置是原电池；乙池为电解池，c是电解池的阳极，其电极反应式为； （5）甲池为原电池，b作正极，电极反应式为，乙池为电解池，c作阳极，电极反应式为，根据得失电子守恒可得关系式，O2~4e- ~4H+，则乙池中c(H+)= = 0.1mol/L，溶液的pH=1；乙池中总反应为，溶液损失的是铜与氧元素，所以要恢复到原来的状态可加入CuO或； （6）根据分析，丙为电解池，生成气体B的一极为阳极，电极反应式为，生成气体C的一极为阴极，电极反应式为，电解池中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，则通过M移向阳极，M为阴离子交换膜，从A出口导出的溶液溶质为；通过N移向阳极，N为阳离子交换膜，从D出口导出的溶液溶质为。 地 城 考点02 化学电源 1．(24-25高二上·四川凉山州宁南中学·期末)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．(24-25高二上·四川成都市邛崃一中·期末)如图是甲醇燃料电池结构示意图，甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子，电子经外电路质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为2CH3OH+3O2→2CO2+4H2O。下列说法正确的是（    ） A．该电池提供1mole-，消耗氧气0.5mol B．正极反应式为O2+2H2O+4e-=40H- C．负极反应式为CH3OH+H2O+6e-=CO2↑+6H+ D．左电极为电池的负极，a处通入的物质是甲醇 【答案】D 【详解】A. 已知正极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O，则消耗1mol氧气转移4mol电子，所以该电池提供1mole-，消耗氧气0.25mol，故A错误； B. 酸性条件下，正极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O，故B错误； C. 负极上投放燃料甲醇，甲醇在负极上失电子生成二氧化碳，负极反应式为：CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+，故C错误； D. 左电极是电池的负极，负极上投放燃料甲醇，甲醇在负极上失电子发生氧化反应，故D正确； 答案选D。 3．(23-24高二上·四川眉山·期末)在日常生产和生活中涉及到许多化学反应，对下列操作事实的解释离子方程式书写错误的是 A．常温下，测得醋酸约为2.9： B．铅蓄电池放电时正极反应式： C．工人处理锅炉水垢时先用饱和溶液对水垢进行浸泡： D．实验室通常采用排饱和食盐水的方法收集 【答案】D 【详解】A．常温下，测得醋酸约为2.9，则醋酸部分电离、为弱酸，应该用可逆符号，表示为：，故A正确； B．铅蓄电池放电时，正极是二氧化铅放电生成硫酸铅和水，正极的反应为：，故B正确； C．用饱和溶液浸泡水垢，反应为：，生成，溶于盐酸，则可处理锅炉水垢中的，故C正确； D．氯气与水的反应是可逆反应，饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大，有利于化学平衡逆向移动，从而抑制氯气溶解，即，故D错误； 故答案选D。 4．(24-25高二上·四川凉山州宁南中学·期末)以柏林绿Fe[Fe(CN)6]为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．充电时，Mo(钼)箔接电源的正极 B．充电时，Na+通过交换膜从左室移向右室 C．放电时，负极反应式为：Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6] D．外电路中通过0.2mol电子时，负极质量变化为2.4g 【答案】C 【分析】根据放电工作原理图，Mo作正极，在正极上发生还原反应：Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]，Mg作负极，负极上是失电子的氧化反应：2Mg+2Cl--4e-=，充电时，原电池的负极连接电源的负极，电极反应和放电时的相反，据此分析解答。 【详解】A．充电时，电池的负极接电源的负极，电池的正极接电源的正极，即Mo箔接电源的正极，故A正确； B．充电时，Na+通过交换膜移向阴极，即从左室移向右室，故B正确； C．根据原电池工作原理，放电时Mg作负极，负极反应式为2Mg+2Cl--4e-=, 故C 不正确； D．放电时负极上发生2Mg+2Cl--4e-=，通过0.2mol电子时，消耗0.1 mol Mg，质量减少2.4g，故D正确； 答案选C。 5．(23-24高二上·四川眉山·期末)锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特点。一种锂离子电池的结构如图所示，电池反应式为，下列说法正确的是 A．放电时在电解质中由极向极迁移 B．充电时极接外电源的正极 C．放电时，极电极反应式： D．充电时若转移电子，石墨电极将减重 【答案】C 【分析】根据电池反应式为LixC6+Li1−xCoO2C6+LiCoO2(x<1)，放电时LixC6失去电子，故a作负极，b极为正极。 【详解】A．放电时负极Li变为Li+，正极Li1−xCoO2发生Li+嵌入变为LiCoO2，因此放电时Li+在电解质中由b极向a极迁移，A错误； B．放电时b极为负极，充电时b极接外电源的负极，B错误； C．电池反应式为LixC6+Li1−xCoO2C6+LiCoO2(x<1)，放电时LixC6失去电子，故a作负极，发生的电极反应式为Li1−xCoO2+xLi++xe−=LiCoO2，C正确； D．充电时，Li+嵌回石墨电极，石墨电极增重而不是减重，D错误； 故选C。 6．(24-25高二上·四川泸州高级中学校·期末)我国科学家发明了一种Zn－PbO2二次电池，装置如图，X、Z区域电解质溶液不同，分别为H2SO4溶液和KOH溶液中的一种。下列说法错误的是 A．Z区域电解质溶液为H2SO4溶液 B．放电时，Zn电极反应Zn-2e-+4OH-=Zn(OH) C．放电时，Z区域pH降低 D．若充电时Y区域K2SO4溶液浓度减小，则N为阴离子膜 【答案】C 【分析】由图可知，Zn价态升高失电子，故Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，PbO2电极为正极，电极反应式为PbO2+4H+++2e-═PbSO4+2H2O，充电时，Zn作阴极，PbO2电极为阳极，电极反应式为PbSO4+2H2O-2e-═PbO2+4H++，据此作答。 【详解】A．由分析可知，PbO2电极为正极，电极反应式为PbO2+4H+++2e-═PbSO4+2H2O，则Z区域电解质溶液为H2SO4溶液，故A正确； B．由分析可知，放电时，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，故C正确； C．放电时，PbO2电极为正极，电极反应式为PbO2+4H+++2e-═PbSO4+2H2O，消耗H+，pH升高，故C错误； D．充电时，PbO2电极为阳极，电极反应式为PbSO4+2H2O-2e-═PbO2+4H++，Y区域K2SO4溶液浓度减小，硫酸根向右移动，则N为阴离子膜，故D正确。 答案选C。 7．(24-25高二上·四川仁寿县铧强中学·期末)新研制的锌一空气电池适宜用作城市电动车的动力电源，其原理如图。该电池放电时Zn转化为ZnO。下列说法不正确的是 A．Zn电极是该电池的负极 B．Zn电极的电极反应：Zn+H2O—2e—=ZnO+2H+ C．电池反应为：2Zn+O2=2ZnO D．溶液中OH—向锌电极移动 【答案】B 【分析】由锌一空气电池的原理示意图可知，锌电极为原电池的负极，碱性条件下锌失去电子发生氧化反应生成氧化锌，电极反应式为Zn+OH--2e-=ZnO+H2O，石墨电极为正极，在水分子作用下氧气正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，O2+H2O+4e-=4OH-，电池的总反应为2Zn+O2=2ZnO。 【详解】A．由分析可知，锌电极为原电池的负极，故A正确； B．由分析可知，锌电极为原电池的负极，碱性条件下锌失去电子发生氧化反应生成氧化锌，电极反应式为Zn+OH--2e-=ZnO+H2O，故B错误； C．由分析可知，电池的总反应为2Zn+O2=2ZnO，故C正确； D．电池工作时，溶液中阴离子向负极移动，由分析可知，锌电极为原电池的负极，则溶液中OH—向锌电极移动，故D正确； 故选B。 8．(23-24高二上·四川眉山仁寿实验中学·期末)微生物燃料电池能将污水中的乙二胺(H2NCH2CH2NH2)氧化成环境友好的物质，示意图如图所示，a、b均为石墨电极。下列说法不正确的是 A．电池工作时电流方向是b→a→质子交换膜→b B．电池工作时a电极附近溶液的pH减小 C．利用该电池处理0.1乙二胺，需消耗空气体积约为8.96L(标况下) D．b电极的电极反应为 【答案】C 【分析】由题干信息可知，H2NCH2CH2NH2在负极a上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和氢离子，电极反应式为H2NCH2CH2NH2+4H2O-16e-═2CO2↑+N2↑+16H+，在b电极上通入O2，电极反应为：O2+4H++4e-=2H2O，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，该燃料电池中电极a为负极，电极b为正极，故电池工作时电流方向是b→a→质子交换膜→b，A正确； B．由分析可知，a电极的电极反应为H2NCH2CH2NH2+4H2O-16e-═2CO2↑+N2↑+16H+，故电池工作时a电极附近溶液的H+浓度增大，溶液pH减小，B正确； C．根据电子守恒可知，利用该电池处理0.1乙二胺，将失去1.6mol电子，故需消耗氧气的体积为：=8.96L，则消耗空气体积约为=42.67L，C错误； D．由分析可知，b电极的电极反应为，D正确； 故答案为：C。 9．(23-24高二上·四川泸州叙永第一中学校·期末)中国科学院大连化物所的研究团队创新性提出锌碘单液流电池的概念，实现锌碘单液流中电解液的利用率近100%，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时A电极反应式为：Zn2++2e-=Zn B．放电时电解质储罐中离子总浓度减小 C．M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜 D．充电时A极增重65g，C区增加离子数为2NA 【答案】C 【详解】A．放电时A电极是负极，A极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，故A错误； B．放电时，A区发生反应Zn-2e-=Zn2+，C区Cl-进入A区，所以电解质储罐中离子总浓度增大，故B错误； C．放电时，C区Cl-进入A区、K+进入B区，所以M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜，故C正确； D．充电时A极增重65g，A区发生反应Zn2++2e-=Zn，电路中转移2mol电子，根据电荷守恒，2molCl-自A区进入C区，2molK+自B区进入C区，C区增加离子数为4NA，故D错误； 选C。 10．(23-24高二上·四川泸州叙永第一中学校·期末)世界能源消费的90%以上依靠化学技术。 （1）工业制氢的一个重要反应是利用CO还原H2O(g)。 已知：C(石墨，s)+O2(g)═CO2(g)  △H=-394k J/mol 2C(石墨，s)+O2(g)═2CO(g)  △H=-222k J/mol H2(g)+ 1/2O2(g)═H2O(g)    △H=-242k J/mol 则CO还原H2O(g)的热化学方程式为 。 （2）氢能被视为最具发展潜力的绿色能源，写出碱式氢氧燃料电池的工作时的负极电极反应： 。 （3）一种新型锂离子二次电池——磷酸铁锂（LiFePO4）电池。作为正极材料的磷酸铁锂在充、放电时的局部放大示意图如下图，写出该电池充电时的阳极电极反应 。 （4）LiOH是制备锂离子电池正极材料的重要原料，其电解法制备装置如上图。气体a通入淀粉KI溶液中，发现溶液变蓝，持续一段时间后，蓝色逐渐褪去。则M极为电源的 （填“正”或“负”）极，B极区电解液为 溶液（填化学式），该离子交换膜是 （填“阳”或“阴”）离子交换膜。 （5）上图所示装置（阴、阳极均为惰性电极）可用于电解尿素(CONH2)2) 的碱性溶液制取氢气。该装置中阳极的电极反应式为 。 【答案】 CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)   ΔH=-41kJ/mol H2-2e-+2OH-==2H2O LiFePO4—xe-=Li(1-X)FePO4+xLi+ 负 LiCl 阳 CO(NH2)2—6e-+8OH-=CO32-+N2+6H2O 【详解】（1）已知：①C(石墨，s)+O2(g)═CO2(g)  △H=-394k J/mol，②2C(石墨，s)+O2(g)═2CO(g) △H=-222k J/mol；③H2(g)+ 1/2O2(g)═H2O(g) △H=-242k J/mol；由盖斯定律，①—③—②/2得：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)，ΔH=ΔH1—ΔH3—ΔH2/2=-41kJ/mol；则CO还原H2O(g)的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)   ΔH=-41kJ/mol。 （2）氢氧燃料电池通氧气的极为正极，通氢气的有为负极，电解质溶液为碱性时负极电极反应式为H2-2e-+2OH-==2H2O。 （3）充电时发生氧化反应为阳极，电极反应式为：LiFePO4﹣xe﹣═   Li（1﹣x）FePO4+xLi+ ，故答案为LiFePO4﹣xe﹣═  Li（1﹣x）FePO4+xLi+。 （4）电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，由图可知，左侧生成氢气，则A中氢离子放电，可知A为阴极，M是负极，在A中制备LiOH，Li+由A经过阳离子交换膜向B移动，离子交换膜是阳离子交换膜；B中为LiCl溶液，氯离子放电生成氯气，Cl2将I2氧化成更高价态的碘的化合物，导致蓝色褪去。 （5）用惰性电极电解尿素(CONH2)2) 的碱性溶液制取氢气。阳极上尿素失电子生成氮气，其电极反应式为：CO(NH2)2—6e-+8OH-=CO32-+N2+6H2O。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题08原电池与电源 高频考点概览 考点01 原电池原理 考点02 化学电源 地 城 考点01 原电池原理 1．(24-25高二上·四川成都蓉城联盟·期末)如图为相互串联的甲、乙、丙三个装置，丁池为LiPON薄膜锂离子电池，电池反应为。下列说法正确的是 A．用甲池对丁池充电时，A电极连接a电极 B．用乙池进行电镀铜时，待镀铁钥匙应连接在C电极位置 C．向丙池中滴加酚酞，石墨电极附近溶液先变红 D．丁池中LiPON薄膜在充、放电过程中质量发生变化 2．(23-24高二上·四川泸州·期末)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如下图（电极材料均为石墨烯），下列说法错误的是 A．a电极的电势高于b电极 B．b电极上的电极反应式： C．在负极发生氧化反应 D．质子从交换膜的左侧向右侧移动 3．(23-24高二上·四川遂宁·期末)钾—氧气电池的工作原理如图。关于该电池，下列说法正确的是 A．电解质可能是的水溶液 B．放电时电流由电极沿导线流向多孔碳纸 C．放电时多孔碳纸上发生反应： D．为铅酸蓄电池充电时，电极应与其正极相连 4．(24-25高二上·四川川南川东北名校·期末)习近平总书记提出我国要在2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。某科研小组用电化学方法将转化为CO实现再利用，转化的基本原理如图所示(图中交换膜只允许通过)，下列说法正确的是 A．工作一段时间后，M电极室中溶液的pH增大 B．N极上的电极反应式为 C．若有2mol电子转移，则理论上正极区会转化气体 D．通过交换膜从M极移向N极 5．(23-24高二上·四川绵阳·期末)一种新型微生物脱盐燃料电池如图所示。利用活性菌的催化作用，在净化两极室污水的同时，淡化脱盐室的盐水，协同产生电流。下列说法错误的是 A．电极为电池负极 B．电极的电极反应可能为： C．污水净化过程中，电极区溶液的pH一定增大 D．外电路转移2mol电子，脱盐室质量减少58.5g 6．(23-24高二上·四川成都·期末)某小组制作简单燃料电池，设计装置如下图所示。石墨棒经烘干活化处理，形管中注入滴有滴酚酞溶液的溶液。实验时，先打开、闭合，电解后，再打开，闭合，电流计指针偏转。下列叙述正确的是 A．石墨棒除作为电极材料外，还可吸附和 B．电解过程中，左侧石墨棒附近溶液变为红色 C．打开，闭合后，右侧石墨棒发生反应： D．不考虑两极气体的逸出，电解所消耗的电能等于燃料电池产生的电能 7．(23-24高二上·四川成都蓉城名校·期末)1799年，意大利科学家伏打发明了世界上最早的电池——伏打电池(电解质溶液可以是稀硫酸或海水)。如图是伏打电堆的一种，下列说法正确的是 A．工作时，电子由锌片通过湿布片流向铜片 B．电池工作一段时间后，湿布片上可能会有Zn(OH)2生成 C．该电池正极反应式一定为O2+4e−+2H2O=4OH− D．若湿布片所含溶液为饱和食盐水，则铜片附件有Cl2生成 8．(24-25高二上·四川泸州泸县第五中学·期末)我国科学家研发了一种用于合成氨的自供电Haber-Bosch反应器(机理如图所示)。该装置工作时，将Zn-NO2水溶液体系电池反应中的产物，通过自供电转换为NH3•H2O，从而在单个设备内完成氮循环中的多个关键转换步骤。 下列说法正确的是 A．b电极为Zn电极 B．放电过程中，负极发生的反应为 C．电解过程中，阴极区溶液的pH逐渐减小 D．理论上，每得到1molNH3•H2O，至少需要消耗390gZn 9．(24-25高二上·四川安岳中学·期末)某科研机构将汽车尾气中的NO和CO设计成如图所示的燃料电池，实现了NO和CO的无害转化。下列说法正确的是 A．石墨Ⅰ为负极，发生还原反应 B．电池工作时，向石墨Ⅱ电极处移动 C．石墨Ⅱ电极反应式为 D．石墨Ⅰ生成22.4L 时，外电路中通过6mol电子 10．(23-24高二上·四川凉山州西昌·期末)某小组同学采用以下电化学装置验证“”是可逆反应。实验开始前向甲烧杯中加入溶液，向乙烧杯中加入溶液。下列说法不正确的是 A．该装置可选用装有含琼脂的饱和溶液的盐桥 B．外电路中电流方向从电极到石墨电极 C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D．电流计读数为零后，在甲中溶入固体，石墨电极为负极 11．(24-25高二上·四川泸州龙马潭区泸化中学·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．电子从电极b流出，经外电路流向电极a B．电极b是该电池的正极，发生氧化反应 C．转化为的反应为 D．若外电路中有0.4mol电子发生转移，则有0.5mol 通过质子交换膜 12．(23-24高二上·四川凉山州西昌·期末)下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是 A．图①，在轮船外壳上镶嵌锌块，可减缓船体的腐蚀速率 B．图②，若将钢闸门与电源负极相连，可防止钢闸门被腐蚀 C．图③，运动器材表面刷油漆可减缓金属腐蚀 D．图④，该装置用于深埋在潮湿的中性土壤中钢管的防腐 13．(23-24高二上·四川眉山车城中学眉山东坡区永寿高级中学校·期末)某化学兴趣小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。 (1)如图，为某化学兴趣小组依据氧化还原反应： (用离子方程式表示)设计的原电池装置，当导线中通过0.5mol电子的电量时，理论上石墨电极上产生气体体积为 L(标准状况下)。 (2)该实验小组的同学发现，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，滴加几滴酚酞试剂，溶液变红，针对这一现象，某同学的假设是：铁电极材料不纯(材料中含有碳杂质)，所以发生了 腐蚀(填“吸氧”或“析氢”)，试写出使酚酞溶液变红的电极反应式为 。 (3)如图其他条件不变，若将盐桥换成n型铜丝，一段时间后，乙装置中石墨为 极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)，乙装置中总反应的离子方程式为 ，该反应为 (填“自发”或“非自发”)的氧化还原反应。 (4)如图其他条件不变，若将盐桥换成铜丝与石墨相连成n型，一段时间后，乙装置中与铜丝相连的石墨电极上发生的电极反应式为 ，产物常用 检验，一段时间后，乙装置中溶液pH (填“变大”、“变小”或“不变”)。 14．(24-25高二上·四川安岳中学·期末)I．应用电化学原理，回答下列问题。 (1)甲中电流计指针偏移时，盐桥(装含琼脂的饱和溶液)中离子移动的方向： 离子移向硫酸锌溶液。 (2)乙中正极反应式为 ；若将换成，则负极反应式为 。 (3)丙中铅蓄电池放电时负极的质量 (填“增大”或“减小”)。 II．现有如图所示装置，所有电极均为Pt，请按要求回答下列问题： (4)甲装置是 (填“原电池”或“电解池”)，乙池中c极的电极反应 。 (5)当b极消耗标准状况下的112mL时，若乙中硫酸铜溶液的体积是200mL，假若电解前后溶液体积保持不变，此时乙池中的pH＝ 。若(aq)足够，电解一段时间后，要恢复到原来的状态，则可加入 。 (6)现用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾，其中M、N为离子交换膜，只允许某些离子通过，则A出口导出的溶液溶质为 (写化学式)，N为 离子交换膜(填“阴”或“阳”)。 地 城 考点02 化学电源 1．(24-25高二上·四川凉山州宁南中学·期末)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．(24-25高二上·四川成都市邛崃一中·期末)如图是甲醇燃料电池结构示意图，甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子，电子经外电路质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为2CH3OH+3O2→2CO2+4H2O。下列说法正确的是（    ） A．该电池提供1mole-，消耗氧气0.5mol B．正极反应式为O2+2H2O+4e-=40H- C．负极反应式为CH3OH+H2O+6e-=CO2↑+6H+ D．左电极为电池的负极，a处通入的物质是甲醇 3．(23-24高二上·四川眉山·期末)在日常生产和生活中涉及到许多化学反应，对下列操作事实的解释离子方程式书写错误的是 A．常温下，测得醋酸约为2.9： B．铅蓄电池放电时正极反应式： C．工人处理锅炉水垢时先用饱和溶液对水垢进行浸泡： D．实验室通常采用排饱和食盐水的方法收集 4．(24-25高二上·四川凉山州宁南中学·期末)以柏林绿Fe[Fe(CN)6]为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．充电时，Mo(钼)箔接电源的正极 B．充电时，Na+通过交换膜从左室移向右室 C．放电时，负极反应式为：Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6] D．外电路中通过0.2mol电子时，负极质量变化为2.4g 5．(23-24高二上·四川眉山·期末)锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特点。一种锂离子电池的结构如图所示，电池反应式为，下列说法正确的是 A．放电时在电解质中由极向极迁移 B．充电时极接外电源的正极 C．放电时，极电极反应式： D．充电时若转移电子，石墨电极将减重 6．(24-25高二上·四川泸州高级中学校·期末)我国科学家发明了一种Zn－PbO2二次电池，装置如图，X、Z区域电解质溶液不同，分别为H2SO4溶液和KOH溶液中的一种。下列说法错误的是 A．Z区域电解质溶液为H2SO4溶液 B．放电时，Zn电极反应Zn-2e-+4OH-=Zn(OH) C．放电时，Z区域pH降低 D．若充电时Y区域K2SO4溶液浓度减小，则N为阴离子膜 7．(24-25高二上·四川仁寿县铧强中学·期末)新研制的锌一空气电池适宜用作城市电动车的动力电源，其原理如图。该电池放电时Zn转化为ZnO。下列说法不正确的是 A．Zn电极是该电池的负极 B．Zn电极的电极反应：Zn+H2O—2e—=ZnO+2H+ C．电池反应为：2Zn+O2=2ZnO D．溶液中OH—向锌电极移动 8．(23-24高二上·四川眉山仁寿实验中学·期末)微生物燃料电池能将污水中的乙二胺(H2NCH2CH2NH2)氧化成环境友好的物质，示意图如图所示，a、b均为石墨电极。下列说法不正确的是 A．电池工作时电流方向是b→a→质子交换膜→b B．电池工作时a电极附近溶液的pH减小 C．利用该电池处理0.1乙二胺，需消耗空气体积约为8.96L(标况下) D．b电极的电极反应为 9．(23-24高二上·四川泸州叙永第一中学校·期末)中国科学院大连化物所的研究团队创新性提出锌碘单液流电池的概念，实现锌碘单液流中电解液的利用率近100%，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时A电极反应式为：Zn2++2e-=Zn B．放电时电解质储罐中离子总浓度减小 C．M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜 D．充电时A极增重65g，C区增加离子数为2NA 10．(23-24高二上·四川泸州叙永第一中学校·期末)世界能源消费的90%以上依靠化学技术。 （1）工业制氢的一个重要反应是利用CO还原H2O(g)。 已知：C(石墨，s)+O2(g)═CO2(g)  △H=-394k J/mol 2C(石墨，s)+O2(g)═2CO(g)  △H=-222k J/mol H2(g)+ 1/2O2(g)═H2O(g)    △H=-242k J/mol 则CO还原H2O(g)的热化学方程式为 。 （2）氢能被视为最具发展潜力的绿色能源，写出碱式氢氧燃料电池的工作时的负极电极反应： 。 （3）一种新型锂离子二次电池——磷酸铁锂（LiFePO4）电池。作为正极材料的磷酸铁锂在充、放电时的局部放大示意图如下图，写出该电池充电时的阳极电极反应 。 （4）LiOH是制备锂离子电池正极材料的重要原料，其电解法制备装置如上图。气体a通入淀粉KI溶液中，发现溶液变蓝，持续一段时间后，蓝色逐渐褪去。则M极为电源的 （填“正”或“负”）极，B极区电解液为 溶液（填化学式），该离子交换膜是 （填“阳”或“阴”）离子交换膜。 （5）上图所示装置（阴、阳极均为惰性电极）可用于电解尿素(CONH2)2) 的碱性溶液制取氢气。该装置中阳极的电极反应式为 。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $