(11)原电池化学电源-【衡水金卷·先享题】2026年高考化学一轮复习周测卷（小题量 R）

高三一轮复习R ·化学· 高三一轮复习40分钟周测卷/化学（十一） 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.知识获取能力Ⅱ，实践操作能力Ⅲ.思维认知能力 2.学科素养： ①宏观辨识与微观探析②变化观念与平衡思想 ③证据推理与模型认知④科学探究与创新意识 ⑤科学态度与社会责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) Ⅲ ① ② ③ ④ 档次 系数 1 选择题 电化学装置概述 易 0.89 2 选择题 4 K-O2电池 易 0.87 3 选择题 4 碱性锌锰干电池 易 0.85 选择题 4 酸性锌锰干电池 易 0.80 选择题 4 锌硒电池 易 0.76 选择题 CO2电催化合成甲醇 易 0.74 7 选择题 燃料电池 0.67 8 选择题 水系锂离子电池 中 0.54 9 选择题 8 铋-空气电池 难 0.50 10 选择题 8 非金属-有机物液流电池 难 0.48 11 非选择题 24 化学电池与生活 易 0.75 12 非选择题 24 新型电源 易 0.70 叁考答案及解析 一、选择题 2.C【解析】KO2阴阳离子比为1：1，A项错误：K、 1.A【解析】甲装置中由于Zn比Cu活泼，则Cu电极 KO2均能与水反应，B项错误；电池工作时，阳离子向 为正极，故铜电极发生还原反应，A项错误；乙装置 正极移动，故K由a电极通过隔膜移向b电极，C项 中，AgO为正极，AgO得电子，电极反应为Ag2O十 正确；b电极上氧气得电子，得到的产物为KO2,电极 2e十H2O—2Ag十2OH,B项正确；Li是最轻的 反应为O2十e十K+—KO2,D项错误。 金属，因此具有极高的此能量，储存相同电能所需质 3.C【解析】MnO,转化为MnOOH,Mn由十4价降为 量更低，可提高电动汽车的续航里程，C项正确：丁装 十3价，MnO作氧化剂，发生还原反应，A项错误；原 置为铅蓄电池，电池总反应为Pb十PbO2十2HSO, 电池工作时阴离子向负极移动，B项错误；温度较低 —2PbSO,+2HO,使用一段时间后，不断消耗 时，反应速率会降低，C项正确：MnO2转化为 H2SO,电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D项 MnOOH,Mn由十4价降为+3价，每生成1mol 正确。 MnOOH,转移电子数约为6.02×1023，D项错误。 ·41· ·化学· 参考答案及解析 4.B【解析】酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极 为正极，负极发生失电子的氧化反应Zn一2e 2ne 2Li计，则N极为正极。 Z+,A、D项正确：原电池工作时，阳离子向正极（石 墨电极)方向移动，B项错误；MnO2发生得电子的还 放电时，M极为负极、N极为正极，则电极电势：M< 原反应，C项正确。 N,A项正确：充电时，M极为阴极，得到电子发生还 5.D【解析】工作时SO向b极移动，故使用阴离子 交换膜，A项正确：b极为负极，电极反应式为Zn一 原反应，反应 2nLit +2ne 2e一Zn+,1 mol Zn完全反应时，电路中转移 2mol电子，B项正确：a极为原电池的正极，b极为负 极，放电时，外电路电流方向为a→b,C项正确：a电 8 B项错误；放电时，若起始两电极 极发生的反应Se+2Cu++4e一CuSe,D项 错误。 的质量相等，转移1mol电子，则M极减少1mol 6.A【解析】A电极CH,COO失去电子生成CO2,为 Li、而N极增加1 mol Li,故两电极质量相差1mol 负极，B电极[Fe(CN):]3-得到电子生成 ×7g/mol+1mol×7g/mol=14g,C项正确；放电 [Fe(CN):],为正极，H向右移动，A项错误；C电 时，电子移动方向为负极到正极，并且电子不能经过 极铁元素由十2价变为十3价，发生氧化反应，为阳 电解质溶液，D项错误。 极，B项正确；D电极为阴极，电极方程式为6H十 9.D【解析】放电时，Y电极为正极，铋离子作用下氧 6e十CO2一CHOH十HO,C项正确；若图乙中 气在正极得到电子发生还原反应生成三氧化二铋，电 的“直流电源”用图甲装置代替，原电池A为负极与 极反应式为3O2十12e十4B+—2BiO2,A项错 电解池阴极D相连，D项正确。 误：充电时，Y电极为阳极，发生氧化反应，B项错误； 7.C【解析】根据电池装置图分析，可知A1较活泼，作 电子不能在电解质溶液中通过，C项错误：放电时，X 负极，而燃料电池中阴离子往负极移动，因而可推知 电极为原电池的负极，秘在负极失去电子发生氧化反 OH(阴离子)穿过阴离子交换膜，往A1电极移动，A 73 通过阴离子交换膜由 项正确；i为正极，电子流入的一端，因而电极附近 应生成铋离子，同 氧化性较强的氧化剂得电子，又已知过氧化氢在强碱 正极区进入负极区，若标准状况下消耗1.68LO2,物 性溶液中主要以HO,存在，可知HO2得电子变为 1.68L OH,故按照缺项配平的原则，Ni极的电极反应式是 质的量为22.41L/mol =0.075mol,转移0.3mol电 HO,十2e十H2O一3OH,B项正确；根据电池 子，此时负极区溶液中增加0.1molB+和0.1mol 装置图分析，可知A1较活泼，A1失电子变为Aa+, 73. AI+和过量的OH反应得到[AI(OH)],AI电极 FC-氵 所以负极区电解质溶液增重0.1mol× 反应式为A1-3e+4OH-[AI(OH)],Ni极 的电极反应式是HO2十2e十H,O—3OH,因而 209g/mol+0.1mol×447g/mol=65.6g,D项 总反应为2A1十3HO2+3HO—2[A1(OH):]+ 正确。 OH,显然电池工作结束后，电解质溶液的H升高， 10.AC【解析】由图可知，放电时溴元素化合价降低， C项错误；A1电极质量减轻13.5g,即A消耗了 发生还原反应，即电极甲为正极，正极电极反应式为 0.5mol,A1电极反应式为A1-3e+4OH Br,+2e —2Br,则电极乙为负极，负极电极反应 [A1(OH)4]-,因而转移电子数为0.5×3NA≈9.03 0 CH0+H,0-2e 0、C00H+ ×10,D项正确。 式为 二、选择题 2H+,A项正确：放电时，电极乙为负极，则充电时电 8.BD【解析】由图可知，放电时M极物质失去电子发 极乙为阴极，H+通过质子交换膜向阴极移动，即 H+向电极乙移动，B项错误：储液罐做大，可增加储 生氧化反应，为负极，电极反应为 存的反应物的量，增大液流电池的储能容量，C项正 确：98gCu(OH)2为1 mol Cu(OH)2,由Cu(OH) 42· 高三一轮复习R ·化学· +HSO,一CuSO:+十2H2O可知，电解时发生反 ×5=28L。 应2CuS0,十2H,0电解2Cu十0，++2H,S0,和 (4)①电子从a极出发，回到b极，因此a极为负极， 2H,0电解0，+十2H个，且电解1 mol CuS(0,时， b极为正极，b极的电极反应式为2H+十2e H2个。 转移2mol电子，接着电解1molH2O时，又转移 ②除去硫化氢有两个步骤，第一步F+失去电子转 2mol电子，由电子得失守恒可知，理论上转移4mol 化为Fe3+,第二步Fe3+氧化HzS生成S单质而除 电子，消耗2 mol Br2,即320gBr2,D项错误。 去H2S。 三、非选择题 12.(24分) 11.(24分) (1)①O2+4H++4e-2H2O(3分) (1)A(4分) ②增大(3分) (2)①Zn-2e+2OH=Zn(OH)2(3分) (2)①PbO2+2e+4H++SO—PbSO,+2HO ②158(3分) (3分) (3)28(4分) ②H2SO,(3分) (4)①负极(3分)2H+十2e—H2个(3分) ③增大(3分) ②Fe+失去电子转化为Fe3+,Fe+氧化HzS生成S (3)C(3分) 单质而除去H2S(4分，其他合理答案也给分) (4)1Naa Ti2(PO)-xe=Na Ti,(PO,)+ 【解析】(1)通过某种电池单位质量或单位体积所能 xNa+(3分) 输出能量的多少，可以判断该电池的优劣，A项正 ②58.5(3分) 确；二次电池可以多次使用，随着使用，电极和电解 【解析】(1)①通入氢气的一极为负极，通入氧气的 质溶液消耗，不能无限次重复使用，B项错误；电能 一极为正极，电池工作时H+向正极(b极)移动；酸 是由其他形式的能源转换而来的，无法直接从自然 性介质中，正极电极反应为O2十4H++4e 界获取，因此属于二次能源，C项错误；原电池的电 —2H2O。 极材料可以是金属，也可以是非金属如石墨，D项 ②将H2改为等物质的量CH:,转移电子数增多，O2 错误。 的用量增大 (2)①该电池放电时负极的电极反应式为Zn一2e (2)①放电时，PbO2电极为正极，正极反应为PbO +2OH-Zn(OH)2。 +2e+4H+SO=PbSO+2H20 ②充电时，Fe(OH)3失电子转化为FeO,电极反 ②放电时，PbO2电极反应消耗H,则Z区域的电 应为Fe(OH)3-3e+5OH-—FeO+4H2O, 解质溶液为H,SO,溶液。 每转移3mol电子，阳极消耗1 mol Fe(OH)3和 ③放电时，Zn电极反应为Zn-2e十4OH- 5 mol OH,生成1 mol FeO和4molH2O: [Zn(OH)1],PbO2电极反应为PbO2+2e+ Zn(OH)2得到电子转化为Zn,电极反应为Zn(OH)2 4H++SO}一PbSO,+2HO,为平衡X、Z区域 十2e—Zn十2OH,每转移3mol电子，阴极消耗 的溶液电荷，同时保证X、Y、Z区域均为单一电解质 1.5 mol Zn(OH)2,生成1.5 mol Zn和3 mol OH, 溶液，则SO通过N膜移向Y区域，N膜为阴离子 则该过程中电解质溶液增重部分为m(FeO)= 交换膜，K+通过M膜移向Y区域，M膜为阳离子 1mol×(56+16×4)g/mol=120g,m(H20)= 交换膜，故放电时Y区域KSO,溶液浓度增大。 4mol×18g/mol=72g,m(OH)=(3-5)mol× (3)根据总反应式可知，放电时，Li失电子，负极反 17g/mol=一34g,则电解质溶液增重的质量为m= 应式：xLi一xe一xLi计，由总反应式减去负极反 m(FeO)+m (H2 O)+m(OH-)=120 g+72 g- 应式可得，放电时正极反应式：Li-MnO,十xLi十 34g=158g。 xe —LiMnO4,A项正确；放电过程中，根据总反 (3)通入空气的电极为正极，电极反应式为O2十 2H2O十4e4OH,每转移1mol电子，消耗标 应式L山，M0,十i是号LiMnO,可列断石墨设 准状况下氧气5.6L,则消耗标准状况下空气5.6L 有得失电子，B项正确：Li能与HO反应，C项错 ·43· ·化学· 参考答案及解析 误；充电过程是放电的逆向过程，外界电源的负极提 Nag-Tie(PO,)3十xNa+。 供的电子使原电池负极获得电子发生还原反应，所 ②充电时，导线中流过1mole,有1 mol Na嵌入 以标有“一”标志的电极应与外接电源的负极相连， 电极N,同时有1 mol Cl在电极M上反应生成 D项正确。 Cl2,故NaCl溶液的质量减小58.5g。 (4)①放电时，电极M上C12得电子，为正极，电极N 为负极，发生反应：NaTi2(PO,)3一xe ·44·高三一轮复习40分钟周测卷/化学 (十一)原电池化学电源 (考试时间40分钟，满分100分) 可能用到的相对原子质量：H1Li7C12O16F19Na23A127S32C135.5 Fe 56 Cu 64 Br 80 Bi 209 一、选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1.下列电化学装置的相关叙述错误的是 金属外壳 A H,SO,(aq) /锌粉 浸了KOH 溶液的隔板 金属锂 ☒电 衣解 空气 Ag,O PbO, (番茄 纽扣式银锌电池 Pb 回收LiOH 铅蓄电池 甲 乙 丙 丁 A.甲装置中，铜电极发生氧化反应 B.乙装置中正极的电极反应为Ag2O+2e+H2O一2Ag+2OH C.丙为锂金属电池具有极高的比能量，可大幅提高电动汽车的续航里程 D.丁装置使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降 2.K-O2电池结构如图所示，a和b为两个电极，其中a极为单质钾片。下列说法正确的是 A.KO2阴阳离子比为1：2 B.有机电解质可以改为水溶液 隔膜 C.电池工作时，K+由a电极通过隔膜移向b电极 K02 有机电解质1有机电解质2 D.正极的电极反应为O2十4e—2O (隔膜允许离子自由通过) 3.碱性锌锰干电池的总反应为Zn十2MnO2+H2O一ZnO+2 MnOOH,电池构造示意图如图所 示。下列有关说法正确的是 锌粉和KOH MnO,和石黑 隔膜 A.电池工作时，MnO2发生氧化反应 B.电池工作时，OH通过隔膜向正极移动 C.环境温度过低，不利于电池放电 D.反应中每生成1 mol MnOOH,转移电子数约为2×6.02×103 化学第1页（共8页） 衡水金卷·先享题·高三 4.酸性锌锰干电池构造示意图如图所示。关于该电池及其工作原理，下列说法错误的是 石墨电极 二氧化锰和炭黑 氯化铵和氯化锌 锌筒 A.石墨作电池的正极材料 B.电池工作时，NH向负极方向移动 C.电池工作时，MnO2发生还原反应 D.锌简发生的电极反应为Zn-2e—Zn2 5.我国科学家最近开发出锌硒电池，工作原理如图所示。放电时，电池总反应为S十2CuSO,十 2Zn-Cu2Se十2ZnSO4。下列说法错误的是 CuSO(aq)ZnSO4(ag) 离子交换膜 A.离子交换膜为阴离子交换膜 B.1 mol Zn完全反应时外电路中转移2mol电子 C.放电时，外电路电流方向为a→b D.a极的电极反应式为Se十2Cu2+-4e一Cu2Se 6.杭州亚运会采用零碳甲醇点燃亚运主火炬，零碳甲醇是指采用CO2为原料制备的甲醇。利用质 子交换膜进行废水处理，产生的CO2进行电催化合成甲醇的工作原理如图所示，这实现了废水 处理的无废碳过程。下列说法错误的是 负载 直流电源 A B D C02 Fe(CN)] Fe(CN)633 CH3OH、 一细菌 毡含CHCO0 毡 的废水 [Fe(CN)] [Fe(CN)6]4 CO, 质子交换膜 质子交换膜 甲 乙 A.图甲中H+向左移动 B.C电极为阳极 C.D电极反应式为6H++6e+CO2CH3OH+H2O D.若图乙中的“直流电源”用图甲装置代替，则电极A连接D极 轮复习40分钟周测卷十一 化学第2页（共8页） ® 7.已知过氧化氢在强碱性溶液中主要以HO。存在。我国研究的A-H2O2燃料电池可用于深海 资源的勘查、军事侦察等国防科技领域，装置如图所示。下列说法错误的是 Ni 阴离子 交换膜 H2O2和NaOH的混合溶液 A.电池工作时，溶液中OH通过阴离子交换膜向A1极迁移 B.Ni极的电极反应式是HO2+2e+H2O—3OH C.电池工作结束后，电解质溶液的pH降低 D.A1电极质量减轻13.5g,电路中通过约9.03×1023个电子 二、选择题（本题共3小题，每小题8分，共24分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部 选对得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 8.采用有机电极材料制备的水系锂离子电池，工作原理如图所示。下列说法错误的是 ⑧ Li+ Li1.CoO2 LiCoO2 A.放电时，电极电势：M<N B.充电时，M极电极反应式 8+u+一8g C.放电时，若起始两电极的质量相等，转移1mol电子，两电极质量相差14g D.放电时，电子移动方向：M极出发，经导线到N极，再从N极经电解质到M极 化学第3页（共8页） 衡水金卷·先享题·高三一 9.我国科学家首次设计了一种可充电的铋-空气电池，具有较强稳定性，该电池使用了非碱性的三 氟甲磺酸纶，c。水系电解质溶液，简写为(OT,该电池工作原理如图所示。下列说法 0 正确的是 电源或用电器 Bi(OTf)3 Bi203 B3计 o Bi Bi3 02 Bi,O Bi3t 阴离子交换膜 A.放电时，Y极电极反应式：2H2O十O2十4e =40H B.充电时，Y电极发生还原反应 C.电解质溶液的作用是让电子在电池内通过，形成闭合回路 D.若标准状况下消耗1.68LO2,理论上负极区电解质溶液增重65.6g 10.一种非金属-有机物液流电池放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是 负载 CHO M:/ COOH N 质子交换膜 A.放电时，负极电极反应为c0+H,0一2e COOH-2H B.充电时，H+通过质子交换膜向电极甲移动 C.可将储液罐做大以增大液流电池的储能容量 D.以此电源电解硫酸铜溶液，若加98gCu(OH)2可使溶液复原，理论上需消耗160gBr 班级 姓名」 分数 题号 1 2 3 4 5 6 8 9 10 答案 轮复习40分钟周测卷十一 化学第4页（共8页） ® 三、非选择题（本题共2小题，共48分） 11.(24分)化学电池在日常生活中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)下列相关说法正确的是 (填选项字母)。 A.单位质量或单位体积所能输出能量的多少，是判断电池优劣的指标之一 B.二次电池又称充电电池或蓄电池，这类电池可无限次重复使用 C.电能属于一次能源 D.原电池正极和负极必须是金属 (2)纯电动车采用了高效耐用的新型可充电电池，该电池的总反应式为3Zn十2K2FeO十8H2O 放电gZn(OH,+2Fe(OH),+4KOH. 充电 ①该电池放电时负极的电极反应式为 ②充电时每转移3mol电子，电解质溶液增重 g。 化学第5页（共8页） 衡水金卷·先享题·高三 (3)一种锌-空气电池结构如图所示，该电池放电时，Zn转化为[Zn(OH)4]2-,电极反应为Zn 2e+4OH—[Zn(OH)4]2。每转移1mol电子，消耗标准状况下空气的体积为 L (假设O2占空气体积的)。 石墨电极 Zn电极 空子 KOH 溶液 多孔板 (4)利用电池原理治理各种污染是科研工作人员致力研究的重要课题之一：硫化氢是一种具有 臭鸡蛋气味的有毒气体，我国在太阳能光电催化一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。 ⊙ 质子 交换膜 H H Fe3+ b极 a极 ①a极名称为 (填“正极”或“负极”)，b极电极反应式为 ②H2S气体去除的原理为 ·轮复习40分钟周测卷十一 化学第6页（共8页） ® 12.(24分)近年来，在国家提出新型基础设施建设概念与双碳战略的大背景下，中国电源行业基本 保持快速增长态势，对于国家的战略意义也日益凸显。回答下列问题： (1)国家电投氢能公司全自主研发的“氢腾”燃料电池系统广泛应用于氢能大巴。某种氢-氧燃 料电池的内部结构如图所示。 电子 用电器 H 电解质溶液 电极/隔膜 催化剂 ①b极发生反应的电极反应式为 ②若将H2改为CH4,消耗等物质的量的CH4时，判断O2的用量 (填“增大”或“减 小”)。 (2)我国科学家发明了一种Z-PbO2二次电池，装置如图所示，X、Z区域的电解质溶液不同，各 为H2SO4溶液和KOH溶液中的一种。已知放电、充电过程中，X、Y、Z区域始终均为单一电 解质溶液。 离子交换膜 放电 [Zn(OH)4P2- 充电 溶液 Zn PbO, ①放电时，正极反应式为 ②Z区域的电解质溶液为 (填化学式)溶液。 ③放电时Y区域K,SO,溶液浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。 化学第7页（共8页） 衡水金卷·先享题·高三 (3)锰酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位。电池工作原理如图 放电 所示，电池反应式为Li1-xMnO4十xLi LiMnO4,下列说法错误的是（填选项字母)。 充电 A e 电解质溶液 石墨 锰酸锂 A.放电时的正极反应式为Li-.MnO4十xLi计十xe一LiMnO4 B.放电过程中，石墨没有得失电子 C.该电池也能在KOH溶液的环境中正常工作 D.充电时，电池上标有“一”标志的电极应与外接电源的负极相连 (4)某科研团队开发出一种高能量和转化效率的离子电池，放电原理如图所示，其中电极M的 材料为多孔石墨，充放电过程中，电极N上完成Na3-xTi2(PO4)3和Na3Ti2(PO4)3之间的 转化。 电极M 电极N C12的 CCl4溶液 NaCI溶液 ①放电时，电极N的电极反应式为 ②充电时，导线中流过1mole,NaCl溶液的质量减小 g。 轮复习40分钟周测卷十一 化学第8页（共8页） R