专题08 原电池与化学电源（期末真题汇编，福建专用）高二化学上学期

专题08原电池与化学电源 高频考点概览 考点01 原电池原理 考点02 化学电源 1．(24-25高二上·福建龙岩·期末)研究人员研制出一种超常性能铝离子电池。该电池以金属铝和石墨为电极，用和有机阳离子构成的电解质溶液作为离子导体，其放电工作原理如图所示。下列说法正确的是地 城 考点01 原电池原理 A．充电时，向铝电极方向移动 B．充电时，铝电极上发生氧化反应 C．放电时，电子由石墨电极经用电器流向铝电极 D．放电时，正极的电极反应为 2．(24-25高二上·福建泉州·期末)下列关于电化学的说法正确的是 A．交换膜为阴离子交换膜 B．铜片与直流电源负极相连 C．防腐原理：外加电流的阴极保护 D．电子流向：a→b→电解质→a A．A B．B C．C D．D 3．(24-25高二上·福建漳州·期末)测定空气中CO含量常用电化学气体传感器法，其中CO传感器的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．该装置实现了化学能转化为电能 B．1 mol CO参与反应，外电路转移2 mol电子 C．电解质溶液中，从工作电极移向对电极 D．对电极反应式为 4．(24-25高二上·福建福州·期末)“祝融号”火星探测车采用Li-CO2二次电池供电，电池的总反应式为，工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．充电时，电极B发生还原反应 B．A极区的电解质溶液可用LiCl水溶液 C．放电时，电极A为正极 D．放电时，当外电路通过1 mol e-时，至少需要吸收16.8 L CO2气体(标况下) 5．(24-25高二上·福建南平·期末)一种“三明治”结构的锌-空气电池放电时总反应：，装置如图所示。下列说法错误的是 A．水凝胶固态电解质不易泄漏，利于封装 B．放电时，电子经水凝胶固态电解质流向石墨 C．放电时，负极： D．充电时，转移，理论上电极质量减少 6．(24-25高二·福建三明永安九中、宁化六中、沙县金沙高级中学、宁化滨江实验中学·期末)化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是 A．“神舟十五号”使用的太阳能电池可实现太阳能转化为电能 B．氯碱工业中使用阳离子交换膜，主要目的是使电解池中形成闭合回路 C．“一次性保暖贴”在发热过程中应用的是原电池原理 D．以铁粉为主要成分的双吸剂，可延长食品的保质期 7．(24-25高二上·福建宁德·期末)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池总反应为：Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加同体积、同浓度的CuSO4电镀废液，向甲室通入足量氨气后电池开始工作。下列说法正确的是 A．甲室Cu电极为正极 B．隔膜为阳离子膜 C．乙室电极反应为：Cu2+ +2e-=Cu D．NH3扩散到乙室将不会对电池电动势产生影响 8．(23-24高二上·福建八县（市、区）一中·期末)近期，科学家研发了“全氧电池”，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是 A．电极a是负极 B．电池工作一段时间后，K2SO4溶液的浓度会变小 C．该装置可将酸碱中和反应的化学能转化为电能 D．酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性 9．(23-24高二上·福建三明普通高中·期末)某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是 A．充电时右侧溶液pH不变 B．充电时的总反应为 C．放电时电子由铅电极经质子交换膜移向多孔碳电极 D．放电时电路中每转移1mol电子，左侧溶液质量减少49g 10．(23-24高二上·福建泉州·期末)港珠澳大桥是我国一项伟大的工程，工程中大量使用先进的防腐措施。下列分析错误的是 A．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层隔绝空气和水 B．主梁钢板使用的耐候钢是一种具有抗腐蚀性的合金 C．将桥体与电源负极相连，利用了外加电流的阴极保护法 D．水下钢柱镶铝块作为牺牲阳极的材料，利用了电解原理 11．(23-24高二上·福建福州福清高中联合体·期末)如下图为甲醇燃料电池的工作原理示意图，下列有关说法不正确的是 A．该燃料电池工作过程中电子从a极通过负载流向b极 B．该燃料电池工作时电路中通过1mol电子时，标况下消耗的的体积为5.6L C．电极的反应式为 D．该燃料电池工作时由b极室向a极室移动，电解质溶液的增大 12．(23-24高二上·福建福州超德中学·期末)利用图所示装置可以将温室气体转化为燃料气体，下列说法中不正确的是 A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B．电极a表面发生氧化反应 C．该装置工作时，从a极区向b极区移动 D．该装置中每生成，同时生成 13．(24-25高二·福建三明永安九中、宁化六中、沙县金沙高级中学、宁化滨江实验中学·期末)按照要求回答下列问题。 (1)在强碱性条件下用电解法除去废水中的，装置如图所示，阳极和阳极区依次发生的反应有： i． ii． iii． 除去，外电路中至少需要转移 mol电子。 (2)为了使电解池连续工作，需要不断补充及 。 (3)用溶液吸收烟气中的，将所得的溶液进行电解，可循环再生，同时得到，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。 ①图中a极要连接电源的 (填“正”或“负”)极，C口流出的物质是 。 ②放电的电极反应式为 。 (4)用零价铁()去除水体中的硝酸盐()已成为环境修复研究的热点之一、还原酸性水体中的的反应原理如图所示。 ①作负极的物质是 。 ②正极的电极反应式是 。 地 城 考点02 化学电源 1．(24-25高二上·福建宁德·期末)下列叙述错误的是 A．生铁（铁碳合金）制作的铁锅不易生锈 B．医用药品常在低温、干燥的环境下密封保存 C．氢氧燃料电池放电时将化学能转化为电能 D．人体血液中H2CO3-NaHCO3等体系起到稳定血液pH的作用 2．(23-24高二上·福建三明普通高中·期末)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．常温常压下，23g中含有的分子总数为 B．溶液中含有的数小于 C．1L的亚硫酸溶液中含有的数为 D．氢氧燃料电池工作时，正极消耗11.2L气体(标况下)，电路中转移电子数为 3．(23-24高二上·福建泉州·期末)我国科研团队研究出一种MB(亚甲基蓝)/MnO2固态无扩散氢离子电池，该电池模型如图所示，充电时，Mn2+沉积在石墨毡上生成MnO2，下列说法错误的是 A．放电时，石墨毡作正极 B．放电时，H+从右侧区移到左侧区 C．充电时，阴极发生反应MB+2H++2e-=H2MB D．充电时，若转移0.2NA个电子石墨毡质量增加8.7g 4．(23-24高二上·福建漳州·期末)人类在未来将由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”。下列说法错误的是 A．煤、石油和天然气属于碳素燃料 B．氢能、核能属于新能源 C．减少煤炭、石油等高碳能源消耗符合“低碳”理念 D．太阳能电池将太阳能转化为热能再转化为电能 5．(24-25高二上·福建南平·期末)下列离子方程式或电极方程式正确的是 A．铜的电解精炼阳极反应： B．除去污水中： C．钢铁的析氢腐蚀原理： D．铅蓄电池放电时正极反应： 6．(23-24高二上·福建八县（市、区）一中·期末)一种新型镁硫二次电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．b电极添加石墨烯可以提高电极的导电能力 B．充电时间越长b极中MgS的含量越高 C．隔膜是阳离子交换膜，充电时Mg2+移向a极 D．放电时，正极反应包括：3Mg2++MgS8+6e−=4MgS2 7．(23-24高二上·福建莆田第二十五中学·期末)钠离子电池成本优势明显，有望在大规模储能中取代传统铅酸电池。下图为一种钠离子电池放电的示意图，关于该电池说法正确的是 A．a为电池的负极 B．放电时b极反应： C．充电时a极反应： D．用该电池给铅酸电池充电时，b电极接铅酸电池的极 8．(23-24高二上·福建南平·期末)下列反应方程式错误的是 A．用醋酸除去水垢中的碳酸钙： B．铅蓄电池放电时的总反应： C．用除去废液中的： D．用明矾[]作净水剂的原因： 9．(24-25高二上·福建泉州·期末)催化重整是一种生产高附加值化学产品的技术，该技术的主要反应：  ，回答下列问题 (1)在Pt-Ni合金或Sn-Ni合金催化下，先发生甲烷逐级脱氢反应，其反应历程如下图所示(*表示物种吸附在催化剂表面)。 ①催化效果最佳的为 合金(填“Sn-Ni”或“Pt-Ni”)。 ②Sn-Ni合金历程决速步骤的化学方程式为 。 ③催化重整主反应在两种催化剂作用下反应相同时间，CO的产率随反应温度的变化如图所示。当反应达到600℃时，曲线A、B到达W点重合，原因是 。 (2)甲烷燃料电池如图所示。 ①正极的电极反应式为 ②电池消耗11.2 L(标准状况下)时，转移的电子数为 (用含的式子表示) 10．(24-25高二上·福建南平·期末)利用“肼()—硝酸盐”燃料电池，探究氯碱工业原理，如图所示： 已知：双极膜中电离出和，在电场力的作用下分别向两极移动。 (1)a电极为 (填“正极”或“负极”)，电极反应式为 。 (2)乙中X隔膜为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜，总反应化学方程式为 。 (3)电解一段时间后，乙装置中c% d%(填“>”，“<”或“=”)。 (4)若极有(折算成标准状况)生成，理论上双极膜中有 移向极，乙装置产生的物质的量为 。 11．(24-25高二上·福建福州·期末)尿素是应用最广泛的氮肥，我国是世界上尿素第一生产大国。 (1)工业上以二氧化碳和氨为原料，在一定条件下制备尿素。其主要反应机理分为两步： Ⅰ．2 Ⅱ． 反应过程中的能量变化如图所示。 ①的 。 ②生产尿素的反应速率由第 步(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)决定。 (2)利用电催化可与含氮物质(等)合成尿素(其中C为价)，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。工作原理如图所示。 ①电极b应连接电源的 极。 ②电解过程中，的迁移方向为 (填“”或“”)。 ③电极a上发生反应的电极反应式为 。 (3)某研究小组发现，微型尿素燃料电池还可去除城市废水中的尿素，工作原理如图所示。 ①B极的电极反应式为 。 ②根据废水排放标准，尿素的含量应低于。若废水中尿素的含量为，每通过3 mol电子，理论上最多处理废水 L。 12．(24-25高二上·福建龙岩某校·期末)研究物质变化和能量变化在工业生产中都有重要价值。 I．海水中含有HCO等离子，呈弱碱性，过量CO2排放使海洋表层海水的pH由8.3变为8，严重威胁海洋生态。用下图所示方法可以从海水中提取CO2。 (1)a室发生的电极反应方程式为 。 (2)b室实现CO2提取的离子方程式为 。 (3)用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排回大海。处理的方法是 。 II．一种肼()燃料电池的工作原理如图所示。 (4)a极的电极反应式为 。 (5)电池中的离子方程式为 。 (6)若利用该电池给铅酸蓄电池充电，当消耗3.2 g 时，电极质量减少 g。 已知：充电总反应2PbSO4(s)＋2H2O(l)=Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) Ⅲ．我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。 (7)可知水煤气变换的△H 0(填“大于”“等于”或“小于”)。 (8)该历程中最大能垒(活化能)E正= eV，写出该步骤的化学方程式 。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题08原电池与化学电源 高频考点概览 考点01 原电池原理 考点02 化学电源 1．(24-25高二上·福建龙岩·期末)研究人员研制出一种超常性能铝离子电池。该电池以金属铝和石墨为电极，用和有机阳离子构成的电解质溶液作为离子导体，其放电工作原理如图所示。下列说法正确的是地 城 考点01 原电池原理 A．充电时，向铝电极方向移动 B．充电时，铝电极上发生氧化反应 C．放电时，电子由石墨电极经用电器流向铝电极 D．放电时，正极的电极反应为 【答案】D 【分析】充电时，该装置为电解池装置，放电时，该装置为原电池装置；根据其放电工作原理如图，可知铝电极为负极，石墨电极为正极，充电时，铝电极为电解池的阴极，石墨电极为阳极； 【详解】A．充电时，该装置为电解池装置，为阴离子，往阳极移动，应该移向石墨电极，故A错误； B．充电时，该装置为电解池装置，铝电极为阴极，阴极得电子发生还原反应，故B错误； C．放电时，该装置为原电池装置，铝电极为负极，石墨电极为正极，电子由铝电极经用电器流向石墨电极，故C错误； D．放电时，该装置为原电池装置，正极的电极为石墨电极，结合图示可知电极反应为，故D正确； 故答案选D。 2．(24-25高二上·福建泉州·期末)下列关于电化学的说法正确的是 A．交换膜为阴离子交换膜 B．铜片与直流电源负极相连 C．防腐原理：外加电流的阴极保护 D．电子流向：a→b→电解质→a A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．该装置为电解饱和食盐水，电解方程式为，左侧为阳极，电极反应为，右侧为阴极，电极反应为，向阴极移动，从左侧进入右侧，故离子交换膜为阳离子交换膜，A错误； B．电镀时，镀件放阴极与电源负极相连，镀层金属放阳极与电源正极相连，则铜片应与电源正极相连，B错误； C．为保护钢闸门，钢闸门应与电源负极相连，辅助电极作阳极，应使用石墨等惰性电极，其防腐原理为外加电流保护法，C正确； D．在原电池中，电子只能在导线中移动，不能进入电解质溶液，D错误； 故答案选C。 3．(24-25高二上·福建漳州·期末)测定空气中CO含量常用电化学气体传感器法，其中CO传感器的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．该装置实现了化学能转化为电能 B．1 mol CO参与反应，外电路转移2 mol电子 C．电解质溶液中，从工作电极移向对电极 D．对电极反应式为 【答案】D 【分析】该装置为原电池，工作电极中转化为，化合价从+2价升到+4价，发生氧化反应，工作电极为负极，则对电极为正极，由电解质溶液为溶液知，负极电极反应式为，正极电极反应式为。 【详解】A．该装置是原电池，化学能转化为电能，A正确； B．根据分析知，1 mol 参与反应时转移2 mol电子，B正确； C．原电池中，阳离子向正极移动，因此从工作电极移向对电极，C正确； D．根据分析知，对电极反应式为，D错误； 故答案选D。 4．(24-25高二上·福建福州·期末)“祝融号”火星探测车采用Li-CO2二次电池供电，电池的总反应式为，工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．充电时，电极B发生还原反应 B．A极区的电解质溶液可用LiCl水溶液 C．放电时，电极A为正极 D．放电时，当外电路通过1 mol e-时，至少需要吸收16.8 L CO2气体(标况下) 【答案】D 【分析】根据电池的总反应式可知：放电时该装置为原电池，A电极上Li发生失去电子的氧化反应，A电极为负极；CO2在B电极上得到电子发生还原反应，B电极为正极。充电时该装置为电解池。原电池的负极(Li极)作电解池阴极，发生得电子的还原反应；原电池的正极B电极作电解池的阳极，发生失电子的氧化反应，据此分析解答。 【详解】A．充电时，装置为电解池，电极B为阳极，发生失去电子的氧化反应，A错误； B．Li是极活泼金属，能与水发生置换反应：2Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑。若用LiCl水溶液，Li会与水反应，无法稳定存在。因此，A极区电解质溶液不能用LiCl水溶液，B错误； C．放电时，该装置为原电池，电极A为负极，Li失去电子变为Li+，C错误； D．放电时，正极为电极B，根据总反应可知：4molLi失去4 mol e-，3 molCO2参与反应。4 mole-对应3 molCO2，当外电路通过1 mol e-时，消耗CO2的物质的量为n(CO2)=n(e-)=×1mol=0.75 mol，因此至少需要吸收标准状况下CO2的体积V(CO2)=0.75 mol×22.4 L/mol=16.8 L，D正确； 故合理选项是D。 5．(24-25高二上·福建南平·期末)一种“三明治”结构的锌-空气电池放电时总反应：，装置如图所示。下列说法错误的是 A．水凝胶固态电解质不易泄漏，利于封装 B．放电时，电子经水凝胶固态电解质流向石墨 C．放电时，负极： D．充电时，转移，理论上电极质量减少 【答案】B 【分析】放电时：Zn失电子被氧化，作负极，电极反应为；石墨为正极，得电子被还原，电极反应为；充电时：Zn电极作阴极，得电子被还原，电极反应为；石墨电极作阳极，失电子生成，电极反应为。 【详解】A．水凝胶固态电解质不易泄漏，便于封装，A正确； B．放电时，电子经导线流向石墨，电子不通过电解质，B错误； C．放电时负极的电极反应式符合电子转移与产物生成，C正确； D．由分析可知，充电时Zn电极中得电子生成Zn，转移0.2 mol 时0.1 mol 转化为0.1 mol Zn，质量减少1.6 g，D正确； 故答案选B。 6．(24-25高二·福建三明永安九中、宁化六中、沙县金沙高级中学、宁化滨江实验中学·期末)化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是 A．“神舟十五号”使用的太阳能电池可实现太阳能转化为电能 B．氯碱工业中使用阳离子交换膜，主要目的是使电解池中形成闭合回路 C．“一次性保暖贴”在发热过程中应用的是原电池原理 D．以铁粉为主要成分的双吸剂，可延长食品的保质期 【答案】B 【详解】A．“神舟十五号”使用的太阳能电池通过光电效应将太阳能直接转换为电能，A正确； B．氯碱工业中，阳极产物为氯气，阴极产物有氢氧化钠和氢气，阳离子交换膜可将阴极产生的氢氧化钠和阳极产生的氯气隔离，避免二者发生反应，B错误； C．“一次性保暖贴”内含有铁粉、碳、氯化钠，在发热过程中应用的是原电池原理，放出热量，C正确； D．铁粉能够吸收包装袋中的水和氧气，以铁粉为主要成分的双吸剂，可延长食品的保质期，D正确； 故选B。 7．(24-25高二上·福建宁德·期末)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池总反应为：Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加同体积、同浓度的CuSO4电镀废液，向甲室通入足量氨气后电池开始工作。下列说法正确的是 A．甲室Cu电极为正极 B．隔膜为阳离子膜 C．乙室电极反应为：Cu2+ +2e-=Cu D．NH3扩散到乙室将不会对电池电动势产生影响 【答案】C 【分析】甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作，加入氨水的电极为原电池负极，电极反应Cu-2e-=Cu2+，加入氨水发生Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+反应，右端为原电池正极，电极反应Cu2+ +2e-=Cu，中间为阴离子交换膜，据此分析解题。 【详解】A．向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室Cu电极溶解，变为铜离子与氨气形成[Cu(NH3)4]2+，因此甲室Cu电极为负极，A错误； B．浓差电池浓度差越大越有利反应进行，在原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，浓度差会缩小，不利电池反应进行，B错误； C．乙室为正极，Cu2+得到电子生成Cu，电极反应为：Cu2+ +2e-=Cu，C正确； D．NH3扩散到乙室会与铜离子反应生成[Cu(NH3)4]2+，铜离子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，D错误； 故选C。 8．(23-24高二上·福建八县（市、区）一中·期末)近期，科学家研发了“全氧电池”，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是 A．电极a是负极 B．电池工作一段时间后，K2SO4溶液的浓度会变小 C．该装置可将酸碱中和反应的化学能转化为电能 D．酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性 【答案】B 【分析】该电池a的电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，a为负极，b的电极反应为：O2+4e−+4H+=2H2O，为原电池的正极。 【详解】A．据分析，a为负极，A正确； B．电池工作时，KOH溶液中的K+通过阳离子交换膜进入K2SO4溶液，H2SO4溶液中的通过阴离子交换膜进入K2SO4溶液，则电池工作一段时间后，K2SO4溶液的浓度会变大，B错误； C．该反应的总反应式为：H++OH−=H2O，可将酸和碱的化学能转化为电能，C正确； D．酸性条件下发生反应O2+4e−+4H+=2H2O，碱性条件下发生反应4OH--4e-=O2↑+2H2O，所以酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性，D正确； 故选B。 9．(23-24高二上·福建三明普通高中·期末)某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是 A．充电时右侧溶液pH不变 B．充电时的总反应为 C．放电时电子由铅电极经质子交换膜移向多孔碳电极 D．放电时电路中每转移1mol电子，左侧溶液质量减少49g 【答案】D 【分析】该储能电池放电时，Pb/PbSO4为负极，Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，则多孔碳电极为正极，正极上Fe3＋得电子转化为Fe2＋；充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2＋失电子生成Fe3＋，Pb/PbSO4电极为阴极，PbSO4得电子生成Pb和硫酸； 【详解】A．充电时多孔电极为阳极，发生反应，同时溶液中的氢离子移向阴极即左侧区域导致右侧溶液氢离子浓度减小，pH增大，A错误； B．充电时，总反应为，B错误； C．放电时，多孔碳电极为正极，Pb/PbSO4为负极，电子由铅电极经导线移向多孔碳电极，C错误； D．放电时，Pb/PbSO4为负极，发生反应，电路中每转移1mol电子，左侧溶液中有0.5mol生成，同时1molH+通过质子交换膜移向右侧，导致左侧溶液质量减少， D正确； 故答案选D。 10．(23-24高二上·福建泉州·期末)港珠澳大桥是我国一项伟大的工程，工程中大量使用先进的防腐措施。下列分析错误的是 A．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层隔绝空气和水 B．主梁钢板使用的耐候钢是一种具有抗腐蚀性的合金 C．将桥体与电源负极相连，利用了外加电流的阴极保护法 D．水下钢柱镶铝块作为牺牲阳极的材料，利用了电解原理 【答案】D 【详解】A．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，能隔绝空气和水，从而防止钢铁被腐蚀，A正确； B．耐候钢是一定量的铜以及磷、铬、镍、钛、钒等耐腐蚀元素制成的，具有普通钢材的易延展、高强度、抗疲劳等特性，是一种具有抗腐蚀性的合金，B正确； C．将桥体与电源负极相连，利用了外加电流的阴极保护法，使桥体成为阴极，避免钢铁失去电子被腐蚀，C正确； D．水下钢柱镶铝块，铝的活泼性比铁强，铝作原电池负极，铁作原电池正极，从而达到抗腐蚀目的，其原理为牺牲阳极的阴极保护法，利用了原电池原理，D错误； 故选D。 11．(23-24高二上·福建福州福清高中联合体·期末)如下图为甲醇燃料电池的工作原理示意图，下列有关说法不正确的是 A．该燃料电池工作过程中电子从a极通过负载流向b极 B．该燃料电池工作时电路中通过1mol电子时，标况下消耗的的体积为5.6L C．电极的反应式为 D．该燃料电池工作时由b极室向a极室移动，电解质溶液的增大 【答案】D 【分析】甲醇燃料电池中燃料甲醇做负极，氧气作正极。 【详解】A．该燃料电池左边为负极，右边为正极，工作过程中电子从a极通过负载流向b极，故A正确 B．根据，该燃料电池工作时电路中通过1mol电子时，消耗0.25mol氧气，则标况下消耗的的体积为5.6L，故B正确； C．甲醇做负极，则电极的反应式为，故C正确； D．根据原电池“同性相吸”，则该燃料电池工作时由a极室向b极室移动，电解质溶液中氢离子物质的量不变，由于溶液体积增大，因此溶液的增大，故D错误。 综上所述，答案为D。 12．(23-24高二上·福建福州超德中学·期末)利用图所示装置可以将温室气体转化为燃料气体，下列说法中不正确的是 A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B．电极a表面发生氧化反应 C．该装置工作时，从a极区向b极区移动 D．该装置中每生成，同时生成 【答案】D 【分析】由电子移动方向可知，电极a为原电池的负极，在太阳光的作用下水在负极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O—4e—=4H++O2↑，电极b为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成一氧化碳和水，电极反应式为2CO2+4e—+4H+=2CO+2H2O，总反应为光照条件下二氧化碳分解生成一氧化碳和氧气，反应的化学方程式为2CO22CO+O2。 【详解】A．由分析可知，总反应为光照条件下二氧化碳分解生成一氧化碳和氧气，反应的化学方程式为2CO22CO+O2，则将温室气体二氧化碳转化为燃料气体一氧化碳的过程是将太阳能转化为化学能的过程过程，故A正确； B．由分析可知，电极a为原电池的负极，在太阳光的作用下水在负极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，故B正确； C．由分析可知，电极a为原电池的负极，电极b为正极，则该装置工作时，氢离子从a极区向b极区移动该装，故C正确； D．由分析可知，总反应为光照条件下二氧化碳分解生成一氧化碳和氧气，反应的化学方程式为2CO22CO+O2，则生成1mol一氧化碳时，反应生成0.5mol氧气，故D错误； 故选D。 13．(24-25高二·福建三明永安九中、宁化六中、沙县金沙高级中学、宁化滨江实验中学·期末)按照要求回答下列问题。 (1)在强碱性条件下用电解法除去废水中的，装置如图所示，阳极和阳极区依次发生的反应有： i． ii． iii． 除去，外电路中至少需要转移 mol电子。 (2)为了使电解池连续工作，需要不断补充及 。 (3)用溶液吸收烟气中的，将所得的溶液进行电解，可循环再生，同时得到，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。 ①图中a极要连接电源的 (填“正”或“负”)极，C口流出的物质是 。 ②放电的电极反应式为 。 (4)用零价铁()去除水体中的硝酸盐()已成为环境修复研究的热点之一、还原酸性水体中的的反应原理如图所示。 ①作负极的物质是 。 ②正极的电极反应式是 。 【答案】(1)5 (2) (3) 负 浓度较大的硫酸 (4) 铁或 【详解】（1）2×(i+ii)+iii可得5Cl2+2CN-+12OH-=N2+10Cl-+2CO+6H2O，根据反应，消耗2molCN-，转移10mol电子，则除去1molCN-，转移5mol电子； （2）反应过程中氯离子和氢氧根离子被消耗，为了使电解池连续工作，需要不断补充NaOH和NaCl； （3）①根据电解池中阴阳离子的移动方向：阳离子移向阴极可以判断①图中a极要连接电源的负极，SO在阳极失去电子变成SO，所以C口流出的物质是浓度较大的硫酸； ②SO在阳极失去电子变成SO，放电的电极反应式为； （4）①Fe在反应中失电子，作负极的物质是Fe； ②正极是得到电子变为，电极反应式是 地 城 考点02 化学电源 1．(24-25高二上·福建宁德·期末)下列叙述错误的是 A．生铁（铁碳合金）制作的铁锅不易生锈 B．医用药品常在低温、干燥的环境下密封保存 C．氢氧燃料电池放电时将化学能转化为电能 D．人体血液中H2CO3-NaHCO3等体系起到稳定血液pH的作用 【答案】A 【详解】A．生铁是一种铁碳合金，含有较多的碳（通常在2%-4.3%之间）。由于碳的存在，生铁在潮湿的空气中会形成原电池反应，加速铁的氧化过程，生铁的耐腐蚀性比纯铁更差，更容易生锈，故A错误； B．因为低温可以减缓化学反应速率，防止药品分解或变质；干燥环境可以避免药品吸潮，防止潮解、结块或微生物滋生；密封保存可以防止氧化、挥发或受潮，故医用药品常在低温、干燥的环境下密封保存，故B正确； C．氢氧燃料电池在放电过程中，氢气和氧气通过电化学反应产生电流，同时生成水，放电时将化学能转化为电能等，故C正确； D．人体血液中H2CO3-NaHCO3体系是血液中最主要的缓冲对之一，当血液中酸性或碱性物质增加时，这个缓冲体系可以中和多余的酸或碱，从而维持血液pH的相对稳定起到稳定血液pH的作用，故D正确； 故选A。 2．(23-24高二上·福建三明普通高中·期末)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．常温常压下，23g中含有的分子总数为 B．溶液中含有的数小于 C．1L的亚硫酸溶液中含有的数为 D．氢氧燃料电池工作时，正极消耗11.2L气体(标况下)，电路中转移电子数为 【答案】C 【详解】A．23gNO2的物质的量为，体系中存在，则含有的分子总数小于0.5NA，A错误； B．未说明溶液的体积，无法计算1mol·L-1的NH4Cl溶液中含有的数目，B错误； C．pH=3的亚硫酸溶液中c(H+)=0.001mol/L，则1L该溶液含有的H+数为，C正确； D．氢氧燃料电池工作时，正极通入氧气得到电子生成水，关系式：，消耗11.2L气体(标况下)，电路中转移电子数为=2，D错误； 故选C。 3．(23-24高二上·福建泉州·期末)我国科研团队研究出一种MB(亚甲基蓝)/MnO2固态无扩散氢离子电池，该电池模型如图所示，充电时，Mn2+沉积在石墨毡上生成MnO2，下列说法错误的是 A．放电时，石墨毡作正极 B．放电时，H+从右侧区移到左侧区 C．充电时，阴极发生反应MB+2H++2e-=H2MB D．充电时，若转移0.2NA个电子石墨毡质量增加8.7g 【答案】B 【分析】由充电时，锰离子沉积在石墨毡上生成二氧化锰可知，放电时，活性炭是原电池的负极，H2MB在负极失去电子发生氧化反应生成MB和氢离子，石墨毡作正极，酸性条件下二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成锰离子和水；充电时，与直流电源负极相连的活性炭作阴极，酸性条件下MB在阴极得到电子发生还原反应生成H2MB，石墨毡作阳极，水分子作用下锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰和氢离子。 【详解】A．由分析可知，石墨毡作正极，酸性条件下二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成锰离子和水，故A正确； B．由分析可知，放电时，活性炭是原电池的负极，石墨毡作正极，则氢离子通过质子交换膜从左侧区移到右侧区，故B错误； C．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的活性炭作阴极，酸性条件下MB在阴极得到电子发生还原反应生成H2MB，电极反应式为MB+2H++2e-=H2MB，故C正确； D．由分析可知，充电时，石墨毡作阳极，水分子作用下锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰和氢离子，电极反应式为Mn2+—2e-+2H2O=MnO2+4H+，则转移0.2NA个电子时，石墨毡增加质量为××87g/mol=8.7g，故D正确； 故选B。 4．(23-24高二上·福建漳州·期末)人类在未来将由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”。下列说法错误的是 A．煤、石油和天然气属于碳素燃料 B．氢能、核能属于新能源 C．减少煤炭、石油等高碳能源消耗符合“低碳”理念 D．太阳能电池将太阳能转化为热能再转化为电能 【答案】D 【详解】A．煤、石油和天然气都含有碳元素，燃烧生成二氧化碳，属于碳素燃料，A正确； B．氢能、核能相对于煤、石油和天然气等传统能源属于新能源，B正确； C．减少煤炭、石油等高碳能源消耗可减少二氧化碳的生成，符合“低碳”理念，C正确； D．太阳能电池将太阳能转化为电能，D错误； 故选D。 5．(24-25高二上·福建南平·期末)下列离子方程式或电极方程式正确的是 A．铜的电解精炼阳极反应： B．除去污水中： C．钢铁的析氢腐蚀原理： D．铅蓄电池放电时正极反应： 【答案】B 【详解】A．铜的电解精炼中，阳极的主要反应为粗铜失去电子生成Cu2+，电极反应式为，A错误； B．FeS与Hg2+反应发生沉淀转化生成更难溶的HgS和Fe2+，离子方程式符合反应原理，且原子和电荷守恒，B正确； C．钢铁析氢腐蚀中，铁在酸性环境下被氧化为Fe2+，离子方程式为，C错误； D．铅蓄电池放电时，正极反应为PbO2得电子被还原为PbSO4，电极反应式为，D错误； 故答案选B。 6．(23-24高二上·福建八县（市、区）一中·期末)一种新型镁硫二次电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．b电极添加石墨烯可以提高电极的导电能力 B．充电时间越长b极中MgS的含量越高 C．隔膜是阳离子交换膜，充电时Mg2+移向a极 D．放电时，正极反应包括：3Mg2++MgS8+6e−=4MgS2 【答案】B 【分析】a电极Mg失电子被氧化生成的Mg2+，a为负极，则b电极为正极，据此分析解答； 【详解】A．石墨可以导电，b电极添加石墨烯可以提高电池正极材料导电性，故A正确； B．充电时阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应式为8MgS－14e－＝MgS8+7Mg2＋，则充电时间越长，MgS的含量越低，故B错误； C．根据图可知，溶液中的阳离子Mg2+通过隔膜移向正极，所以使用的隔膜是阳离子交换膜，充电时Mg2+从b极移向a极，故C正确； D．放电时正极上发生还原反应，得电子，根据装置图可判断正极反应包括：Mg2++MgS2+2e−=2MgS、3Mg2++MgS8+6e−=4MgS2，故D正确； 故选：B。 7．(23-24高二上·福建莆田第二十五中学·期末)钠离子电池成本优势明显，有望在大规模储能中取代传统铅酸电池。下图为一种钠离子电池放电的示意图，关于该电池说法正确的是 A．a为电池的负极 B．放电时b极反应： C．充电时a极反应： D．用该电池给铅酸电池充电时，b电极接铅酸电池的极 【答案】B 【分析】根据图示，放电时Na+由b电极所在区域向a电极所在区域移动，放电时a电极为正极，b电极为负极，据此作答。 【详解】A．放电时Na+由b电极所在区域向a电极所在区域移动，a电极为电池的正极，b电极为电池的负极，A项错误； B．放电时b电极为负极，负极上发生失电子的氧化反应，电极反应式为NaxC-xe-=xNa++C，B项正确； C．充电时a极为阳极，阳极上发生失电子的氧化反应，电极反应式为Na4Fe(CN)6-xe-=Na4-xFe(CN)6+xNa+，C项错误； D．铅酸电池充电时，Pb为阴极，PbO2为阳极，则用该电池给铅酸电池充电时，b电极接铅酸电池的Pb极，D项错误； 答案选B。 8．(23-24高二上·福建南平·期末)下列反应方程式错误的是 A．用醋酸除去水垢中的碳酸钙： B．铅蓄电池放电时的总反应： C．用除去废液中的： D．用明矾[]作净水剂的原因： 【答案】A 【详解】A．醋酸为弱酸应写化学式，正确的离子方程式：，故A错误； B．铅蓄电池负极为Pb，正极为，电解质溶液为硫酸，放电时总反应为，故B正确； C．与反应生成溶解度更小的CuS，从而可以除去废液中的铜离子，反应方程式正确，故C正确； D．明矾[]作净水剂，是因明矾溶于水电离出铝离子，铝离子发生水解生成氢氧化铝胶体，反应方程式正确，故D正确； 故选：A。 9．(24-25高二上·福建泉州·期末)催化重整是一种生产高附加值化学产品的技术，该技术的主要反应：  ，回答下列问题 (1)在Pt-Ni合金或Sn-Ni合金催化下，先发生甲烷逐级脱氢反应，其反应历程如下图所示(*表示物种吸附在催化剂表面)。 ①催化效果最佳的为 合金(填“Sn-Ni”或“Pt-Ni”)。 ②Sn-Ni合金历程决速步骤的化学方程式为 。 ③催化重整主反应在两种催化剂作用下反应相同时间，CO的产率随反应温度的变化如图所示。当反应达到600℃时，曲线A、B到达W点重合，原因是 。 (2)甲烷燃料电池如图所示。 ①正极的电极反应式为 ②电池消耗11.2 L(标准状况下)时，转移的电子数为 (用含的式子表示) 【答案】(1) Pt-Ni W点反应达到平衡，使用催化剂，化学平衡不移动，不影响CO的产率，故重合 (2) 【分析】该装置是甲烷-氧气燃料电池（电解质为KOH溶液），发生氧化反应，该电极为负极，电极反应为：；发生还原反应，该电极为正极，电极反应为：。 【详解】（1）①从图中可见，Pt-Ni合金对应的过渡态相对能量整体更低，活化能更小，催化效果更好，故答案为：Pt-Ni； ②由图可知，Sn-Ni合金历程中生成这一步骤活化能最高，反应速率最慢，为决速步骤，对应化学方程式为：； ③由图可知，W点一氧化碳的产率最高，反应达到平衡，催化剂只改变反应历程，化学平衡不移动，不影响一氧化碳的产率，所以A、B曲线到达W点后重合，故答案为：W点后，反应达到平衡，使用催化剂，化学平衡不移动，不影响CO的产率，故重合； （2）①由分析可知，正极的电极反应式为：； ②标准状况下 11.2 L 的物质的量为；由负极反应可知，1 mol 反应转移8 mol电子，故0.5 mol 转移电子数为，故答案为：。 10．(24-25高二上·福建南平·期末)利用“肼()—硝酸盐”燃料电池，探究氯碱工业原理，如图所示： 已知：双极膜中电离出和，在电场力的作用下分别向两极移动。 (1)a电极为 (填“正极”或“负极”)，电极反应式为 。 (2)乙中X隔膜为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜，总反应化学方程式为 。 (3)电解一段时间后，乙装置中c% d%(填“>”，“<”或“=”)。 (4)若极有(折算成标准状况)生成，理论上双极膜中有 移向极，乙装置产生的物质的量为 。 【答案】(1) 正极 (2) 阳 (3) (4) 0.4 0.2 【分析】甲装置为燃料电池：a极上得电子生成，被还原，故a为正极，电极反应为；b极上失电子生成，被氧化，故b为负极，电极反应为； 乙装置为电解池：与电源负极相连的电极为阴极，与电源正极相连的电极为阳极；阳极反应为，阴极反应为。 【详解】（1）由分析可知，a极上被还原，故a为正极；电极反应为，故答案为：正极；； （2）乙中阳极生成，为防止与反应以及允许向阴极移动，X 隔膜应为阳离子交换膜；总反应方程式为，故答案为：阳；； （3）由分析可知，乙装置中的电极反应为，同时阳极的钠离子通过阳离子交换膜至阴极与氢氧根结合得到氢氧化钠，使氢氧化钠浓度增大，因此，故答案为：<； （4）由分析可知，b极生成，物质的量为0.1 mol，由电极反应可知转移电子；双极膜中向b极迁移，迁移量为；乙装置转移电子时，由电极反应式可知，生成的物质的量为，故答案为：0.4；0.2。 11．(24-25高二上·福建福州·期末)尿素是应用最广泛的氮肥，我国是世界上尿素第一生产大国。 (1)工业上以二氧化碳和氨为原料，在一定条件下制备尿素。其主要反应机理分为两步： Ⅰ．2 Ⅱ． 反应过程中的能量变化如图所示。 ①的 。 ②生产尿素的反应速率由第 步(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)决定。 (2)利用电催化可与含氮物质(等)合成尿素(其中C为价)，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。工作原理如图所示。 ①电极b应连接电源的 极。 ②电解过程中，的迁移方向为 (填“”或“”)。 ③电极a上发生反应的电极反应式为 。 (3)某研究小组发现，微型尿素燃料电池还可去除城市废水中的尿素，工作原理如图所示。 ①B极的电极反应式为 。 ②根据废水排放标准，尿素的含量应低于。若废水中尿素的含量为，每通过3 mol电子，理论上最多处理废水 L。 【答案】(1) Ⅱ (2) 正 (3) 10 【详解】（1）根据盖斯定律，反应①可由已知反应Ⅰ和反应Ⅱ相加得到，根据图像可知，，，故；根据能量图，反应Ⅱ的活化能更高，反应速率更慢，故生产尿素的反应速率由第Ⅱ步决定； （2）根据图示，电极a上被还原为，发生还原反应，应为阴极；电极b上H2O被氧化为O2，发生氧化反应，应为阳极，阳极需连接电源的正极；在电解池中，阳离子（H⁺）向阴极（a）移动。因此，H⁺的迁移方向是；阴极的电极方程式为； （3）在尿素燃料电池中，B极通入O2，发生还原反应，为正极，酸性条件下，O2得电子生成H2O：；根据反应CO(NH2)2 + H2O - 6e⁻ = CO2↑ + N2↑ + 6H⁺，每转移3 mol电子消耗0.5 mol尿素（30 g），设处理废水体积为V，则：3.1V - 30 ≤ 0.1V，V ≤10L，最多处理10L。 12．(24-25高二上·福建龙岩某校·期末)研究物质变化和能量变化在工业生产中都有重要价值。 I．海水中含有HCO等离子，呈弱碱性，过量CO2排放使海洋表层海水的pH由8.3变为8，严重威胁海洋生态。用下图所示方法可以从海水中提取CO2。 (1)a室发生的电极反应方程式为 。 (2)b室实现CO2提取的离子方程式为 。 (3)用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排回大海。处理的方法是 。 II．一种肼()燃料电池的工作原理如图所示。 (4)a极的电极反应式为 。 (5)电池中的离子方程式为 。 (6)若利用该电池给铅酸蓄电池充电，当消耗3.2 g 时，电极质量减少 g。 已知：充电总反应2PbSO4(s)＋2H2O(l)=Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) Ⅲ．我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。 (7)可知水煤气变换的△H 0(填“大于”“等于”或“小于”)。 (8)该历程中最大能垒(活化能)E正= eV，写出该步骤的化学方程式 。 【答案】(1) (2) (3)将c室排出的NaOH溶液与b室排出的酸性海水混合，调节至pH等于8.3 (4) (5) (6)12.8 (7)小于 (8) 2.02 COOH* +H*+H2O* =COOH*+2H*+OH*(或H2O*=H*+OH*)。 【详解】（1）由图可知，a室中的电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，或，故答案为：或； （2）c室中的电极为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，氢离子通过阳离子交换膜由a室进入b室，与碳酸氢根离子反应生成二氧化碳和水，故答案为：； （3）b室溶液呈酸性，钠离子通过阳离子交换膜由b室进入c室，c室溶液得到稀氢氧化钠溶液，b室和c室溶液混合后可以得到pH为8.3的海水达到排放标准，排回大海，故答案为：将c室排出的NaOH溶液与b室排出的酸性海水混合，调节至pH等于8.3； （4），N元素化合价升高，失电子发生氧化反应，则电极a作负极，电极反应式为； （5）过程中，酸性条件下，被氧气氧化为，反应的离子方程式为； （6）若利用该电池给铅酸蓄电池充电，当消耗3.2g时，转移电子的物质的量为，充电时电极作电解池的阳极，电极反应式为，故该电极减少的质量为； （7）△H=产物能量之和-反应物能量之和=-0.72 eV，即△H小于0； （8）根据图可知，该历程中最大能垒(活化能)E正=(1.86+0.16)eV =2.02eV，该步骤的化学方程式：COOH* +H*+H2O* =COOH*+2H*+OH*(或H2O*=H*+OH*)。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $