题型17 化学电源-【金版教程】2026年高考化学大二轮大考试题精选重组全书word

大考试题精选重组　化学 题型17　化学电源 1．(2025·山东卷，12改编)全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是(　　) A．隔膜为阳离子交换膜 B．放电时，a极为正极 C．充电时，隔膜两侧溶液Fe2＋浓度均减小 D．理论上，Fe3＋每减少1 mol，Fe2＋总量相应增加2 mol 答案：C 解析：全铁液流电池原理为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，a极发生反应：Fe－2e－===Fe2＋，为负载铁的石墨电极，作负极，b极发生反应：Fe3＋＋e－===Fe2＋，为还原反应，b为石墨电极，作正极。两极通过阴离子平衡电荷，隔膜允许阴离子通过，为阴离子交换膜，A错误；根据上述分析可知，B错误；充电时，a接电源负极，为阴极，电极反应式为Fe2＋＋2e－===Fe，b接电源正极，为阳极，电极反应式为Fe2＋－e－===Fe3＋，两极的Fe2＋均减少，C正确；根据总反应式2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可知，Fe3＋减少1 mol，Fe2＋增加1.5 mol，D错误。 2．(2025·安徽卷，13)研究人员开发出一种锂－氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许Li＋通过。下列说法正确的是(　　) A．放电时电解质溶液质量减小 B．放电时电池总反应为H2＋2Li===2LiH C．充电时Li＋移向惰性电极 D．充电时每转移1 mol电子，c(H＋)降低1 mol·L－1 答案：C 解析：金属锂易失去电子，则放电时，惰性电极为负极，气体扩散电极为正极，电池在使用前需先充电，则充电时，惰性电极为阴极，电极反应式为Li＋＋e－===Li，气体扩散电极为阳极，电极反应式为H2－2e－＋2H2PO===2H3PO4，放电时，惰性电极为负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，气体扩散电极为正极，电极反应式为2H3PO4＋2e－===2H2PO＋H2↑。放电时，Li＋会通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成H2进入储氢容器，当转移2 mol电子时，电解质溶液质量增加7 g·mol－1×2 mol－1 mol×2 g·mol－1＝12 g，即电解质溶液质量会增大，A错误；放电时，总反应为2Li＋2H3PO4===H2↑＋2LiH2PO4，B错误；充电时每转移1 mol电子，会生成1 mol H＋，部分H＋与H2PO结合生成H3PO4，且不知道电解质溶液体积，故无法计算c(H＋)变化了多少，D错误。 3．(2025·广东卷，14)一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上MnO2减少；电极材料每转移1 mol电子，对应的理论容量为26.8 A·h。下列说法错误的是(　　) A．充电时Ⅱ为阳极 B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低 C．放电时负极反应为MnS－2e－===S＋Mn2＋ D．充电时16 g S能提供的理论容量为26.8 A·h 答案：B 解析：放电时，电极Ⅱ上MnO2减少，说明MnO2转化为Mn2＋，化合价降低，发生还原反应，为原电池的正极，由于电解质溶液为MnSO4，故电解质溶液应为酸性溶液，正极反应为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O，反应消耗H＋，溶液的pH升高；则电极Ⅰ为原电池负极，MnS失去电子生成S和Mn2＋，负极反应为MnS－2e－===S＋Mn2＋；根据放电时负极反应，可知充电时阴极反应为S＋Mn2＋＋2e－===MnS，每消耗16 g S，即0.5 mol S，转移1 mol电子，据题给信息可知，能提供的理论容量为26.8 A·h。 4．(2024·江苏卷，8)碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是(　　) 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，转移电子数为2×6.02×1023 答案：C 解析：Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O，MnO2为正极，电极反应式为MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－。电池工作时，MnO2为正极，得到电子，发生还原反应，A错误；电池工作时，OH－通过隔膜向负极移动，B错误；环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，C正确；由电极反应式MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－可知，反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数为6.02×1023，D错误。 5．(2024·新课标卷，12)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时，下列叙述错误的是(　　) A．电池总反应为2C6H12O6＋O2===2C6H12O7 B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用 C．消耗18 mg葡萄糖，理论上a电极有0.4 mmol电子流入 D．两电极间血液中的Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a 答案：C 解析：由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的O2在a电极上得电子生成OH－，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－；b电极为电池负极，Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为Cu2O－2e－＋2OH－===2CuO＋H2O，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为Cu2O，则电池总反应为2C6H12O6＋O2===2C6H12O7；根据反应2C6H12O6＋O2===2C6H12O7可知，1 mol C6H12O6参加反应时转移2 mol电子，18 mg C6H12O6的物质的量为0.1 mmol，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C错误。 6．(2023·广东卷，6)负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl－实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是(　　) A．Ag作原电池正极 B．电子由Ag经活性炭流向Pt C．Pt表面发生的电极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．每消耗标准状况下11.2 L的O2，最多去除1 mol Cl－ 答案：B 解析：O2在Pt极得电子发生还原反应，Pt为正极，Ag失去电子发生氧化反应，Ag为负极，A错误；溶液为酸性，故Pt表面发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，C错误；每消耗标准状况下11.2 L的O2，转移电子2 mol，此时有2 mol Ag转化为Ag＋，故最多去除2 mol Cl－，D错误。 7．(2023·海南卷，8)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是(　　) A．b电极为电池正极 B．电池工作时，海水中的Na＋向a电极移动 C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性 D．每消耗1 kg Al，电池最多向外提供37 mol电子的电量 答案：A 解析：电池工作时，阳离子向正极移动，故海水中的Na＋向b电极移动，B错误；电池工作时，a电极反应为Al－3e－===Al3＋，铝离子水解显酸性，C错误；由C项分析可知，每消耗1 kg Al，电池最多向外提供 mol×3＝ mol电子的电量，D错误。 8．(2023·辽宁卷，11)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是(　　) A．放电时负极质量减小 B．储能过程中电能转变为化学能 C．放电时右侧H＋通过质子交换膜移向左侧 D．充电总反应：Pb＋SO＋2Fe3＋===PbSO4＋2Fe2＋ 答案：B 解析：放电时Pb失电子，Fe3＋得电子，负极生成PbSO4，质量增加，A错误；放电时多孔碳电极为正极，阳离子向正极移动，则H＋从左侧通过质子交换膜移向右侧，C错误；充电总反应为2Fe2＋＋PbSO4===2Fe3＋＋Pb＋SO，D错误。 9．(2023·全国乙卷，12)室温钠－硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠－硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8＋e－―→S，S＋e－―→S，2Na＋＋S＋2e－―→Na2Sx 下列叙述错误的是(　　) A．充电时Na＋从钠电极向硫电极迁移 B．放电时外电路电子流动的方向是a→b C．放电时正极反应为：2Na＋＋S8＋2e－―→Na2Sx D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能 答案：A 解析：由题意可知，放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na＋由硫电极迁移至钠电极，A错误。 1．(2025·汕头期末)某兴趣小组研究一种酸性燃料电池酒精检测仪，可以快速进行酒精检测。发生反应CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O，下列说法错误的是(　　) A．放电时CH3CH2OH在负极发生氧化反应 B．该电池正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ C．该电池反应能自发进行，其焓变ΔH<0 D．可通过增加检测电流大小的装置测算出呼出气体的酒精含量 答案：B 解析：酸性条件下，正极发生还原反应O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B错误。 2．(2025·河北部分重点中学联考)清华大学某课题组提出了一种可完全生物降解的锌－钼(Zn­Mo)原电池，是实现生物可吸收电子药物的重要电源，结构如图所示。已知电池使用过程中在Zn表面形成一层ZnO薄膜，下列说法正确的是(　　) Zn Mo 水凝胶掺杂NaCl A．Zn作原电池负极，其质量逐渐减小 B．该电池在放电过程中，水凝胶的pH不变 C．Zn表面发生的电极反应：Zn－2e－===Zn2＋ D．电路中通过0.02 mol电子时，理论上消耗0.01 mol O2 答案：B 解析：锌为活泼金属，失去电子发生氧化反应，是负极，电极反应式为Zn－2e－＋H2O===ZnO＋2H＋，Mo为正极，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。Zn为原电池负极，发生氧化反应生成ZnO，电极质量增大，A错误；负极反应式为Zn－2e－＋H2O===ZnO＋2H＋，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，总反应式为2Zn＋O2===2ZnO，故水凝胶的pH不变，B正确，C错误；由正极反应式可知，电路中通过0.02 mol电子时，理论上消耗0.005 mol O2，D错误。 3．(2025·长沙市新高考适应性考试)某新型薄膜锂离子电池的工作原理如图所示。电池的总反应为LixSi＋Li1－xCoO2Si＋LiCoO2。下列说法正确的是(　　) A．图中“”表示的微粒是Li B．放电时，a极为正极 C．充电时，b极质量增大 D．导电介质可以使用离子液体 答案：D 解析：由题给电池总反应可知，放电时，a极上LixSi中的Li失电子转化为Li＋，故a极为负极，此时Li＋从a极移向b极，嵌入Li1－xCoO2生成LiCoO2，b极为正极；充电时，b极为阳极，Li＋从LiCoO2中脱嵌发生氧化反应生成Li1－xCoO2，a极为阴极，Li＋从b极移向a极，在a极上得电子生成LixSi。由分析可知，表示的微粒为Li＋，A错误；放电时a极为负极，B错误；充电时b极为阳极，Li＋脱嵌，电极质量减小，C错误。 4．(2025·浙江桐乡三模)盐酸羟胺(NH2OH·HCl)可用于合成抗癌药，工业上可采用电化学方法制备，装置、正极反应机理如图所示。 下列有关说法不正确的是(　　) A．该电池的总反应为2NO＋3H2＋2HCl===2NH2OH·HCl B．上述反应中的X、Y分别为H＋、NH3OH＋ C．Pt电极上的反应：H2－2e－===2H＋ D．制取1 mol NH2OH·HCl，有4 mol H＋通过交换膜 答案：D 解析：由题图可知，含铁的催化电极为原电池的正极，一氧化氮在正极得到电子发生还原反应生成盐酸羟胺，电极反应式为NO＋3e－＋4H＋===NH3OH＋，铂电极为负极，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子，电极反应式为H2－2e－===2H＋。通过上述分析可知制取1 mol NH2OH·HCl，电路中转移3 mol电子，则有3 mol H＋通过交换膜，D错误。 5．(2025·北京清华附中朝阳学校三模)一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物为固态电解质，电池总反应为MnO2＋Zn＋H2O＋ZnSO4MnOOH＋[ZnSO4·3Zn(OH)2·xH2O]。下列说法不正确的是(　　) A．放电时，含有锌膜的碳纳米管纤维作电池负极 B．充电时，阴极反应：MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－ C．有机高聚物中含有极性键、非极性键和氢键 D．合成有机高聚物的单体： 答案：B 解析：由题中电池的总反应可知Zn为负极，电极反应为Zn＋H2O＋ZnSO4－e－＋OH－===[ZnSO4·3Zn(OH)2·xH2O]，正极反应式为MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－，故充电时，与电源负极相连的是阴极，电极反应为[ZnSO4·3Zn(OH)2·xH2O]＋e－===Zn＋H2O＋ZnSO4＋OH－，B错误。 6．(2025·山西省高三联合考试)我国科研人员设计的将脱除SO2的反应与制备H2O2相结合的协同转化装置如图。在电场作用下，双极膜中间层的H2O解离为OH－和H＋，并向两极迁移。 已知：①单独制备H2O2：2H2O＋O2===2H2O2，不能自发进行； ②单独脱除SO2：4OH－＋2SO2＋O2===2SO＋2H2O，能自发进行。 下列说法正确的是(　　) A．正极的电极反应式：O2＋2e－＋2H＋===H2O2 B．单独脱除SO2的反应为吸热反应 C．反应过程中需补加稀H2SO4 D．协同转化总反应：SO2＋O2＋2H2O===H2O2＋H2SO4 答案：A 解析：左侧：SO2与NaOH反应生成SO，光催化下SO失去电子，发生氧化反应生成SO，左侧电极为负极，电极反应式为SO－2e－＋2OH－===SO＋H2O，右侧：O2得到电子，发生还原反应生成H2O2，右侧电极为正极，电极反应式为O2＋2e－＋2H＋===H2O2，A正确；单独脱除SO2的反应是一个熵减反应，此反应可自发进行，根据ΔG＝ΔH－TΔS<0时反应自发进行，知该反应的ΔH<0，为放热反应，B错误；反应过程中不需要补加稀硫酸，因为右侧消耗的氢离子可由双极膜中H2O解离的H＋迁移补充，C错误；根据正、负极反应式可知，协同转化总反应为SO2＋O2＋2NaOH===H2O2＋Na2SO4，D错误。 7．(2025·重庆市高三质量调研)纤维电池是可以为可穿戴设备提供电能的便携二次电池。一种纤维钠离子电池放电的总反应为Na0.44MnO2＋NaTi2(PO4)3===Na0.44－xMnO2＋ Na1＋xTi2(PO4)3，其结构简图如图所示，下列说法正确的是(　　) A．放电时N极为负极 B．放电时正极的电极反应式：NaTi2(PO4)3＋xe－＋xNa＋===Na1＋xTi2(PO4)3 C．充电时，若转移x mol e－，M极将增重23 g D．充电时Na＋从M极迁移到N极 答案：B 解析：由电池放电的总反应可知，放电时，M极上Na0.44MnO2颗粒失电子，作负极，其电极反应式为Na0.44MnO2－xe－===Na0.44－xMnO2＋xNa＋，N极上NaTi2(PO4)3颗粒得电子，作正极，其电极反应式为NaTi2(PO4)3＋xe－＋xNa＋===Na1＋xTi2(PO4)3，A错误，B正确；充电时，M极上Na0.44－xMnO2颗粒得电子，作阴极，其电极反应式为Na0.44－xMnO2＋xe－＋xNa＋===Na0.44MnO2，N极上Na1＋xTi2(PO4)3颗粒失电子，作阳极，其电极反应式为 Na1＋xTi2(PO4)3－xe－===NaTi2(PO4)3＋xNa＋，由此可知，充电时若转移x mol电子，M极增重23x g，C错误；充电时阳离子由阳极向阴极迁移，即由N极迁移到M极，D错误。 8．(2025·湖南省彬州市高三联考)美国工程院院士华裔科学家邵阳教授采用NaNO3/KNO3/CsNO3共晶盐电解液和β­Al2O3膜研制了一种熔盐型Na­O2电池，其工作原理如图所示： 该电池工作时，下列说法正确的是(　　) A．NO既表现氧化性又表现还原性 B．电子能通过β­Al2O3膜 C．镍电极的电极反应式为2Na＋＋2e－＋NO===Na2O＋NO D．电池总反应为4Na＋O2===2Na2O 答案：C 解析：根据放电原理示意图分析，在分步反应中NO表现了氧化性，从总反应看，NO是催化剂，A错误；电子不能通过电解质，B错误；电池总反应为2Na＋O2Na2O2，D错误。 9．(2025·郑州市高三调研测试)我国科学家研发了一种新型Zn­CO2水介质电池，其工作原理如图所示。工作时H2O在双极膜界面处解离成H＋和OH－，放电时，下列说法不正确的是(　　) A．CO2在多孔Pd纳米片表面转化为甲酸 B．正极区溶液的pH减小 C．负极的电极反应式为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH) D．每生成1 mol甲酸，双极膜处有4 mol H2O解离 答案：D 解析： 由上图可知，A、C正确；正极CO2转化为HCOOH，故正极区溶液的pH减小，B正确；每生成1 mol甲酸，转移2 mol e－，双极膜处解离2 mol H2O，D错误。 11 学科网（北京）股份有限公司 $