专题02 原电池的原理及应用（重难点训练）化学人教版必修第二册

专题02 原电池的原理及应用 建议时间：25分钟 突破一 原电池的形成条件 1．理论上，下列反应不能设计成原电池的是 A． B． C． D． 2．下列关于电池的说法正确的是 A．原电池工作时阳离子向负极移动 B．是放热反应，可以设计成原电池 C．两个活泼性不同的金属作电极组成原电池时，较活泼金属一定为负极 D．干电池，若电解质溶液中含有杂质，会加速负极的腐蚀 3．如图所示的8个装置属于原电池的是 A．①④⑤ B．②③⑥ C．④⑥⑦ D．⑥⑦⑧ 突破二 正极负极电极方程式的书写 4．银锌纽扣电池的内部构造如图所示，下列关于该电池的说法正确的是 A．负极电极反应为：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 B．正极电极反应为：Ag2O+2e-=2Ag+O2- C．电池工作时，正极附近pH减小 D．电池工作时K+向Zn一极移动 5．利用如图装置可进行烟气脱硫。下列说法正确的是 A．多孔电极为负极，电极反应式为Fe2++e-=Fe3+ B．烟气脱硫过程可表示为2Fe3++SO2+4H+=2Fe2++SO+2H2O C．理论上,相同条件下吸收SO2和产生H2的体积相同 D．工作一段时间后，左室需要补充Fe2(SO4)3溶液 6．微生物燃料电池可同时处理废水中的有机物和，其工作原理如图所示，已知：质子交换膜只允许通过，该电池工作时，下列说法正确的是 A．电极a为负极，发生还原反应 B．通过质子交换膜从右向左移动 C．电极b的电极反应式为 D．电子由电极b经过外电路流向电极a 突破三 特殊电池 7．关于下列四个装置说法错误的是 装置Ⅰ 装置Ⅱ 装置Ⅲ 装置Ⅳ A．装置Ⅰ：铜电极质量增加 B．装置Ⅱ：锌筒作负极，发生氧化反应 C．装置Ⅲ：放电时，正极的电极反应式为 D．装置Ⅳ：内电路中电子由b极移向a极 8．用于驱动检验管道焊缝设备爬行器的甲醇—燃料电池的工作原理如图所示，下列有关该电池说法正确的是 A．电池工作时，OH-向电极A移动，所以电极B附近的溶液碱性减弱 B．电子由电极A经负载流向电极B，再经过氢氧化钠溶液返回电极A，形成闭合回路 C．电极B为电池的正极，发生的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH- D．该电池工作时，当A极消耗1molCH3OH的同时B极消耗33.6LO2 9．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，如图所示为碱性氢氧燃料电池示意图，该电池电极表面镀有一层细小的铂粉(铂吸附气体的能力强，性质稳定)。下列说法错误的是 A．氢氧燃料电池能量转化的主要形式是化学能转化为电能 B．在导线中电子流动的方向：由a到b C．负极电极反应式为 D．电极表面镀铂粉可提高能量转化效率 突破四 原电池相关计算 10．新型锂-空气电池具有能量大、密度高的优点，具有巨大的应用前景。该电池放电时的工作原理如图所示，其中固体电解质只允许Li+通过。下列说法正确的是 A．放电时，Li+通过固体电解质向金属锂电极移动 B．当外电路转移1mol电子，理论上石墨烯电极消耗标准状况下5.6L O2 C．该电池工作时，金属锂作为正极被氧化 D．有机电解液可以用水性电解液代替 11．根据原电池原理，下列有关如图装置的说法正确的是 A．若a为Ag，b为Cu，c为FeCl3溶液，则a电极质量减轻 B．若a为Zn，b为Cu，c为稀H2SO4，则b电极上没有气泡生成 C．若a为Zn，b为Ag，c为CuSO4溶液，每转移0.2mol电子，b电极质量增加6.4g D．若a为Mg，b为Al，c为NaOH溶液，则电子由a经导线流向b 12．尿素燃料电池既能去除城市废水中的尿素，又能发电。尿素燃料电池结构如下图所示，下列说法正确的是 A．电解质溶液可以是溶液 B．每理论上可净化 C．从乙电极附近向甲电极附近迁移 D．甲电极是正极，电极反应 建议时间：20分钟 1．化学电源在生活、生产和科研中得到广泛的应用，下列装置能产生电流的是 A． B． C． D． 2．四种化学电池的装置构造如图所示。当电池放电时，下列说法正确的是 A．纽扣式银锌电池中锌粉为正极，发生还原反应 B．锌锰干电池中外电路电子由锌筒经导线流向石墨棒 C．铅酸蓄电池中电解质溶液的逐渐减小 D．氢氧燃料电池中外电路每转移，有在正极参与反应 3．科学家使用δ-MnO2研制了一种MnO2-Zn电池（如图所示）。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH。下列叙述正确的是 A．环境温度越低，越有利于电池放电 B．电池工作时，Zn2+向正极移动 C．电池工作时，MnO2发生氧化反应 D．反应中每生成1molMnOOH，转移电子数为2×6.02×1023 4．为了探究原电池工作原理，设计如图1装置，某离子浓度变化如图2所示(不考虑副反应)下列叙述错误的是      A．图1中，铜极为负极，铂极发生还原反应 B．图2中，N代表与时间的关系 C．图1中，铂极电极反应式为 D．图2中，a点时转化了约66.7% 5．科研人员设计了一种利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO浓度的装置，其工作原理如图所示，已知该装置在工作时，可以在固溶体中移动。下列说法错误的是 A．该装置工作时，多孔电极b发生还原反应 B．该装置工作时，多孔电极a为正极 C．该装置工作时，电子由多孔电极a经导线流向多孔电极b D．该装置工作时，向多孔电极a移动 6．热激活电池主要用于导弹、火箭等中的电子仪器供电，是一种电解质受热熔融即可开始工作的电池。一种热激活电池的结构如图1所示，其放电后的两极产物分别为和。已知：LiCl和KCl混合物的熔点与混合物中KCl的物质的量分数的关系如图2所示。 下列说法错误的是 A．放电时，b电极的电极反应式是 B．放电时，电子由经LiCl和KCl混合物向方向移动 C．该电池中火药燃烧的目的是提供热能将电解质熔化，使电池开始工作 D．为降低电池的启动温度，应尽量控制混合物中KCl的物质的量分数在0.6 7．某微生物燃料电池（MFC）工作原理如图（质子交换膜只允许通过），下列说法正确的是 A．在硫氧化菌作用下参加的反应为： B．若该电池外电路有电子发生转移，则有通过质子交换膜 C．若有机物是甲烷，该电池整个过程的总反应式为： D．a极的电势高于极的电势 8．一种基于的储氯电池装置如图，放电过程中极均增重。 下列说法错误的是 A．电极电势： B．b电极反应式： C．该电池工作一段时间后，溶液pH升高 D．由该装置可推断氧化性： 9．电化学法处理是目前研究的热点。某化学兴趣小组设计了如图所示的原电池装置用于消除的污染。已知：①质子交换膜只允许通过，②电极材料均为石墨。下列说法正确的是 A．放电一段时间后，正极区溶液酸性减弱 B．原电池工作时，B电极作负极 C．若11.2L(标准状况)参与反应，则有通过质子交换膜 D．该原电池工作时，电子由B电极经导线流向A电极 10．如图是某种乙醇燃料电池示意图，下列有关该电池的说法错误的是 A．电池放电时，向镍电极Ⅱ的方向迁移 B．镍电极Ⅰ电极反应为 C．镍电极Ⅱ附近溶液碱性增强 D．循环泵可使电解质溶液不断浓缩、循环 11．能源是现代文明的原动力，化学电池在生产生活中有着广泛的应用。 （1）根据构成原电池的本质判断，下列反应方程式正确且能设计成原电池的是 (填字母)。 a．        b． c．         d． （2）反应中相关物质的能量变化如下图所示。若有生成，该反应需要 (填“吸收”或“放出”) 能量。 （3）以为原理设计燃料电池，装置如下图所示。 ①燃料电池中电流的方向为 (填“A→B”或“B→A”)。 ②A处加入的是 (写化学式)。 ③a电极上发生的电极反应式为 。 ④b电极上发生的电极反应式为 。 ⑤当消耗标准状况下时，导线上转移的电子的物质的量是 mol。 建议时间：10分钟 1．（2024·江苏·高考真题）碱性锌锰电池的总反应为，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，发生氧化反应 B．电池工作时，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，转移电子数为 2．（2020·天津·高考真题）熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为(x=5~3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是 A．Na2S4的电子式为 B．放电时正极反应为 C．Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极 D．该电池是以为隔膜的二次电池 3．（2020·全国I卷·高考真题）科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。 下列说法错误的是 A．放电时，负极反应为 B．放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 mol C．充电时，电池总反应为 D．充电时，阳极室溶液中OH−浓度升高 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 原电池的原理及应用 建议时间：25分钟 突破一 原电池的形成条件 1．理论上，下列反应不能设计成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】只有自发的氧化还原反应才可能设计成原电池， A．中有元素化合价的变化，属于自发的氧化还原反应，能设计成原电池，故A不符合题意； B．中没有元素化合价的变化，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，故B符合题意； C．中有元素化合价的变化，属于自发的氧化还原反应，能设计成原电池，故C不符合题意； D．中有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，能设计成原电池，故D不符合题意； 故选B。 2．下列关于电池的说法正确的是 A．原电池工作时阳离子向负极移动 B．是放热反应，可以设计成原电池 C．两个活泼性不同的金属作电极组成原电池时，较活泼金属一定为负极 D．干电池，若电解质溶液中含有杂质，会加速负极的腐蚀 【答案】D 【解析】A．原电池工作时，阳离子向正极移动、阴离子移向负极，故A错误； B．没有元素化合价发生变化，不能设计成原电池，原电池反应必须是自发进行的放热的氧化还原反应，故B错误； C．在Mg、Al氢氧化钠原电池中，较不活泼的Al作负极，故C错误； D．锌比铜活泼，能置换出铜，反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，形成原电池加速锌的腐蚀，故D正确； 故选：D。 3．如图所示的8个装置属于原电池的是 A．①④⑤ B．②③⑥ C．④⑥⑦ D．⑥⑦⑧ 【答案】C 【解析】①中只有Zn不能构成原电池，②中C和稀硫酸不反应，不构成原电池，③电极材料相同不能构成原电池，⑤中酒精为非电解质不能构成原电池，⑧不是闭合回路不能构成原电池，而④⑥⑦符合原电池的构成条件。 故选：C。 突破二 正极负极电极方程式的书写 4．银锌纽扣电池的内部构造如图所示，下列关于该电池的说法正确的是 A．负极电极反应为：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 B．正极电极反应为：Ag2O+2e-=2Ag+O2- C．电池工作时，正极附近pH减小 D．电池工作时K+向Zn一极移动 【答案】A 【解析】A．银锌纽扣电池中，Zn为负极，发生氧化反应，在KOH溶液中，负极反应为Zn失去电子结合OH⁻生成Zn(OH)2，电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2，A正确； B．正极Ag2O发生还原反应，Ag⁺得电子生成Ag，电极反应式为Ag2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-，B错误； C．电池工作时，正极的电极反应式为：Ag2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-，生成氢氧根离子，正极附近pH增大，C错误； D．电池工作时，阳离子(K+)向正极(Ag2O)移动，D错误； 故选A。 5．利用如图装置可进行烟气脱硫。下列说法正确的是 A．多孔电极为负极，电极反应式为Fe2++e-=Fe3+ B．烟气脱硫过程可表示为2Fe3++SO2+4H+=2Fe2++SO+2H2O C．理论上,相同条件下吸收SO2和产生H2的体积相同 D．工作一段时间后，左室需要补充Fe2(SO4)3溶液 【答案】C 【分析】该装置为原电池原理，多孔电极处Fe2+失去电子被氧化为Fe3+，发生氧化反应，故为负极；光催化电极表面氢离子得电子产生氢气，作原电池的正极。 【解析】A.多孔电极处Fe2+失去电子被氧化为Fe3+，发生氧化反应，故为负极，但电极反应式应为Fe2+ - e- = Fe3+，选项中电极反应式电荷不守恒且电子得失方向错误，A错误； B.烟气脱硫时，SO2被Fe3+氧化为SO，Fe3+被还原为Fe2+，酸性条件下正确的离子方程式为2Fe3++ SO2+ 2H2O = 2Fe2+ + SO + 4H+，选项中H+和H2O的位置及系数错误，B错误； C.吸收SO2时，S元素从+4价升至+6价，每个SO2失去2e⁻；产生H2时，H⁺从+1价降至0价，每个H2得到2e-。根据电子守恒，SO2与H2的物质的量相等，相同条件下体积相同，C正确； D.左室中Fe2+在多孔电极被氧化为Fe3+，Fe3+又氧化SO2生成Fe2+，形成循环，Fe3+作为总反应的催化剂，总的物质的量不变，无需补充Fe2 (SO4)3溶液，D错误； 故选C。 6．微生物燃料电池可同时处理废水中的有机物和，其工作原理如图所示，已知：质子交换膜只允许通过，该电池工作时，下列说法正确的是 A．电极a为负极，发生还原反应 B．通过质子交换膜从右向左移动 C．电极b的电极反应式为 D．电子由电极b经过外电路流向电极a 【答案】C 【分析】根据图可知，氮的化合价从+5降低到0，说明电极b得到电子，做原电池正极，电极a做原电池负极； 【解析】A．由题意和图可知，电极b得到电子，故电极a为负极，失去电子，发生氧化反应，A错误； B．电极b是正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，故通过质子交换膜从左向右移动，B错误； C．电极b是正极，得电子转化为，电极反应式为，C正确； D．电子由电极a（负极）经过外电路流向电极b（正极），D错误； 故答案选C。 突破三 特殊电池 7．关于下列四个装置说法错误的是 装置Ⅰ 装置Ⅱ 装置Ⅲ 装置Ⅳ A．装置Ⅰ：铜电极质量增加 B．装置Ⅱ：锌筒作负极，发生氧化反应 C．装置Ⅲ：放电时，正极的电极反应式为 D．装置Ⅳ：内电路中电子由b极移向a极 【答案】D 【解析】A．铜、锌、硫酸铜溶液构成原电池，锌的活泼性大于铜，锌是负极、铜是正极，正极反应式为Cu2++2e-=Cu，铜电极质量增加，故A正确； B．普通锌锰电池，锌筒失电子作负极，发生氧化反应，故B正确； C．铅蓄电池，放电时，PbO2是正极，正极的电极反应式为，故C正确； D．装置Ⅳ是氢氧燃料电池，a是负极、b是正极，电子不能进入溶液，内电路中通过离子定向移动导电，故D错误； 选D。 8．用于驱动检验管道焊缝设备爬行器的甲醇—燃料电池的工作原理如图所示，下列有关该电池说法正确的是 A．电池工作时，OH-向电极A移动，所以电极B附近的溶液碱性减弱 B．电子由电极A经负载流向电极B，再经过氢氧化钠溶液返回电极A，形成闭合回路 C．电极B为电池的正极，发生的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH- D．该电池工作时，当A极消耗1molCH3OH的同时B极消耗33.6LO2 【答案】C 【分析】甲醇燃料电池中，甲醇失电子为负极，氧气得电子为正极，则电极A为负极，电极反应式为：CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O，电极B为正极，正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-。 【解析】A．电极A为负极，失电子，氢氧根离子向A极移动，电极B为正极，正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，生成了氢氧根离子，溶液碱性增强，A错误； B．电子只能通过导线传，不能进入溶液中，B错误； C．由分析可知，电极B为电池的正极，发生的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，C正确； D．气体所处温度、压强未知，气体摩尔体积未知，无法计算气体体积，D错误； 答案选C。 9．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，如图所示为碱性氢氧燃料电池示意图，该电池电极表面镀有一层细小的铂粉(铂吸附气体的能力强，性质稳定)。下列说法错误的是 A．氢氧燃料电池能量转化的主要形式是化学能转化为电能 B．在导线中电子流动的方向：由a到b C．负极电极反应式为 D．电极表面镀铂粉可提高能量转化效率 【答案】C 【分析】氢氧燃料电池，氢气失电子发生氧化反应，通入氢气的电极为负极；氧气得电子发生还原反应，通入氧气的电极为正极。 【解析】A.  燃料电池是将化学能转化为电能的装置，故A正确； B.  原电池中电子由负极经导线流向正极，故B正确； C.  负极氢气失电子生成水，电极反应式为，故C错误； D.  根据题目信息“铂吸附气体的能力强”，因此电极表面镀铂粉可加快电极反应速率，提高能量转化效率，故D正确； 选C。 突破四 原电池相关计算 10．新型锂-空气电池具有能量大、密度高的优点，具有巨大的应用前景。该电池放电时的工作原理如图所示，其中固体电解质只允许Li+通过。下列说法正确的是 A．放电时，Li+通过固体电解质向金属锂电极移动 B．当外电路转移1mol电子，理论上石墨烯电极消耗标准状况下5.6L O2 C．该电池工作时，金属锂作为正极被氧化 D．有机电解液可以用水性电解液代替 【答案】B 【分析】由题干图示信息可知，金属锂电极为负极，发生氧化反应，电极反应为：Li-e-=Li+，石墨烯电极为正极，发生还原反应，电极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，放电时，金属锂为负极，石墨烯为正极，阳离子(Li+)向正极移动，即Li+应通过固体电解质向石墨烯电极移动，而非向金属锂电极移动，A错误； B．由分析可知，正极(石墨烯)反应为O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-，转移4 mol电子消耗1 mol O2，转移1 mol电子时消耗O2 0.25 mol，标准状况下体积为0.25 mol×22.4 L/mol=5.6 L，B正确； C．由分析可知，金属锂为活泼金属，在电池中作负极，失去电子被氧化，C错误； D．金属锂能与水反应生成LiOH和H2，有机电解液若用水性电解液代替，锂会与水反应，D错误； 故答案为：B。 11．根据原电池原理，下列有关如图装置的说法正确的是 A．若a为Ag，b为Cu，c为FeCl3溶液，则a电极质量减轻 B．若a为Zn，b为Cu，c为稀H2SO4，则b电极上没有气泡生成 C．若a为Zn，b为Ag，c为CuSO4溶液，每转移0.2mol电子，b电极质量增加6.4g D．若a为Mg，b为Al，c为NaOH溶液，则电子由a经导线流向b 【答案】C 【解析】A．还原性银小于铜，总反应为铁离子和铜生成铜离子和亚铁离子，则b为负极、a为正极，若a为Ag，b为Cu，正极铁离子被还原为亚铁离子，则a极质量不变，故A错误； B．Zn比Cu活泼，故Zn做负极，Cu做正极，正极发生还原反应氢离子被还原为氢气，故B错误； C．锌比银活泼，锌为负极，银为正极，负极反应式为Zn-2e-=Zn2+，正极反应式为Cu2++2e-=Cu，转移0.2mol电子，生成0.1molCu，即正极质量增加0.1mol×64g/mol=6.4g，故C正确； D．镁和氢氧化钠不反应，铝和氢氧化钠生成四羟基合铝酸钠，铝为负极、镁为正极，则电子由b经导线流向a，故D错误； 故选C。 12．尿素燃料电池既能去除城市废水中的尿素，又能发电。尿素燃料电池结构如下图所示，下列说法正确的是 A．电解质溶液可以是溶液 B．每理论上可净化 C．从乙电极附近向甲电极附近迁移 D．甲电极是正极，电极反应 【答案】B 【分析】燃料电池中，燃料在负极失去电子发生氧化反应生成CO2和N2，电子从负极流出沿着导线流向正极，正极上氧气得到电子发生还原反应，据此分析回答； 【解析】A．从甲电极的电极反应式知，生成物有二氧化碳，电解质溶液不可以是NaOH溶液，A错误； B．由电荷守恒知：，则每理论上可净化，B正确； C．阳离子移向正极，甲电极为负极、乙电极为正极，则从甲电极附近向乙电极附近迁移，C错误； D．甲电极电极反应式为：，是氧化反应，甲电极是负极，D错误； 答案选B。 建议时间：20分钟 1．化学电源在生活、生产和科研中得到广泛的应用，下列装置能产生电流的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．Al能与NaOH溶液反应，但Mg和Al未用导线连接，不能形成闭合的回路，所以不能产生电流，A不合题意； B．无水乙醇为非电解质，不导电，不能形成闭合的回路，所以不能产生电流，B不合题意； C．已知铁比银活泼，能与硝酸银反应，且形成了闭合回路，则能够形成原电池即产生电流，C符合题意；     D．两电极均为石墨电极，没有自发进行的氧化还原反应，不能产生电流，D不合题意； 故选C。 2．四种化学电池的装置构造如图所示。当电池放电时，下列说法正确的是 A．纽扣式银锌电池中锌粉为正极，发生还原反应 B．锌锰干电池中外电路电子由锌筒经导线流向石墨棒 C．铅酸蓄电池中电解质溶液的逐渐减小 D．氢氧燃料电池中外电路每转移，有在正极参与反应 【答案】B 【解析】A．纽扣式银锌电池中锌粉为负极，发生氧化反应，A错误； B．锌锰干电池中外电路电子由锌筒（负极）经导线流向石墨棒（正极），B正确； C．，由方程式可知，铅酸蓄电池放电时，要消耗硫酸，电解质溶液的逐渐增大，C错误； D．氢氧燃料电池正极电极反应为：，外电路每转移，有在正极参与反应，但条件未注明标准状况，所以无法求参与反应的体积，D错误； 故答案选B。 3．科学家使用δ-MnO2研制了一种MnO2-Zn电池（如图所示）。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH。下列叙述正确的是 A．环境温度越低，越有利于电池放电 B．电池工作时，Zn2+向正极移动 C．电池工作时，MnO2发生氧化反应 D．反应中每生成1molMnOOH，转移电子数为2×6.02×1023 【答案】B 【分析】Zn具有比较强的还原性，具有比较强的氧化性，自发的氧化还原反应发生在Zn与MnO2之间，所以电极为正极，Zn电极为负极。 【解析】A．环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，A错误； B．电池工作时，阳离子向正极移动，故向正极移动，B正确； C．电池工作时，是正极，发生还原反应，C错误； D．得到电子生成MnOOH，电极方程式为：MnO2+H2O+e-═MnOOH+OH-，生成1molMnOOH，转移1mol电子，其数量大约为，D错误； 故选B。 4．为了探究原电池工作原理，设计如图1装置，某离子浓度变化如图2所示(不考虑副反应)下列叙述错误的是      A．图1中，铜极为负极，铂极发生还原反应 B．图2中，N代表与时间的关系 C．图1中，铂极电极反应式为 D．图2中，a点时转化了约66.7% 【答案】C 【分析】该原电池的原理是Cu和FeCl3反应生成CuCl2和FeCl2，Cu做负极，Pt做正极； 【解析】A．该原电池的原理是Cu和FeCl3反应生成CuCl2和FeCl2，铜元素化合价升高，铜极为负极，铂极做正极，铁离子得电子生成亚铁离子，化合价降低，发生还原反应，故A正确； B．由离子方程式Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，随着反应进行，c(Fe3+)逐渐减小，逐渐增大，因此图2中，N代表与时间的关系，故B正确； C．图1中，铂极做正极，铁离子得电子生成亚铁离子，电极反应式为，故C错误； D．由离子方程式Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，当c(Fe3+)= c(Cu2+)时，c(Fe3+)=1mol/L，因此a点时FeCl3转化了约，故D正确； 故选：C。 5．科研人员设计了一种利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO浓度的装置，其工作原理如图所示，已知该装置在工作时，可以在固溶体中移动。下列说法错误的是 A．该装置工作时，多孔电极b发生还原反应 B．该装置工作时，多孔电极a为正极 C．该装置工作时，电子由多孔电极a经导线流向多孔电极b D．该装置工作时，向多孔电极a移动 【答案】B 【分析】该原电池装置中通入空气的电极为正极，即多孔电极b为正极，电极反应为：O2+4e-=2O2-，通入CO的电极为负极，即多孔电极a为负极，电极反应为：CO+O2--2e-=CO2。 【解析】A．根据分析，多孔电极b为正极，发生还原反应，A正确； B．根据分析，该装置工作时，多孔电极a为负极，B错误； C．原电池中电子由负极沿导线流向正极，即由多孔电极a经导线流向多孔电极b，C正确； D．原电池工作时阴离子移向负极，故O2-向多孔电极a移动，D正确； 故选B。 6．热激活电池主要用于导弹、火箭等中的电子仪器供电，是一种电解质受热熔融即可开始工作的电池。一种热激活电池的结构如图1所示，其放电后的两极产物分别为和。已知：LiCl和KCl混合物的熔点与混合物中KCl的物质的量分数的关系如图2所示。 下列说法错误的是 A．放电时，b电极的电极反应式是 B．放电时，电子由经LiCl和KCl混合物向方向移动 C．该电池中火药燃烧的目的是提供热能将电解质熔化，使电池开始工作 D．为降低电池的启动温度，应尽量控制混合物中KCl的物质的量分数在0.6 【答案】B 【分析】放电后的两极产物分别为和，放电时，a极的电极反应式是，b极的电极反应式是，a极为负极，b极为正极，据此解答。 【解析】A．放电时，正极的电极反应式是，A正确； B．放电时电子不能通过熔融的电解质，B错误； C．该电池中火药燃烧的目的是提供热能将电解质熔化，使电池开始工作，C正确； D．由题图2可知，为降低电池的启动温度，混合物中KCl的物质的量分数既不能太低也不能太高，应控制在0.6，D正确。 故选B。 7．某微生物燃料电池（MFC）工作原理如图（质子交换膜只允许通过），下列说法正确的是 A．在硫氧化菌作用下参加的反应为： B．若该电池外电路有电子发生转移，则有通过质子交换膜 C．若有机物是甲烷，该电池整个过程的总反应式为： D．a极的电势高于极的电势 【答案】C 【分析】根据移动方向可知b电极为正极，电极反应式为，a电极为负极，电极反应式为。 【解析】A．在硫氧化菌作用生成硫酸根离子和氢离子，反应方程式为： ，A错误； B．根据电荷守恒，若该电池外电路有0.4mol电子发生转移，则有0.4mol通过质子交换膜，B错误； C．若有机物是甲烷，则反应物为甲烷和氧气，产物为二氧化碳和水，总反应为，C正确； D．由原电池分析得a为负极， b为正极，b极的电势高于a极的电势，D错误； 故答案选C。 8．一种基于的储氯电池装置如图，放电过程中极均增重。 下列说法错误的是 A．电极电势： B．b电极反应式： C．该电池工作一段时间后，溶液pH升高 D．由该装置可推断氧化性： 【答案】C 【分析】放电过程中a极增重，可知放电过程中a极Cu2O失电子生成Cu2(OH)3Cl，a是负极，电极反应为，b是正极，电极反应为，据此分析； 【解析】A．a是负极，b是正极，电极电势：，A正确； B．根据分析可知，b是正极，电极反应为，B正确； C．根据分析可知，产生，该电池工作一段时间后，溶液pH降低，C错误； D．总反应为，氧化剂的氧化性强于氧化产物，故由该装置可推断氧化性：，D正确； 故选C。 9．电化学法处理是目前研究的热点。某化学兴趣小组设计了如图所示的原电池装置用于消除的污染。已知：①质子交换膜只允许通过，②电极材料均为石墨。下列说法正确的是 A．放电一段时间后，正极区溶液酸性减弱 B．原电池工作时，B电极作负极 C．若11.2L(标准状况)参与反应，则有通过质子交换膜 D．该原电池工作时，电子由B电极经导线流向A电极 【答案】A 【分析】A电极二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸：SO2-2e-+2H2O=+4H+，A是负极；B电极双氧水得电子发生还原反应生成水，B是正极。 【解析】A．B是正极，正极双氧水得电子发生还原反应生成水，正极反应式为H2O2+2e-+2H+=2H2O，正极消耗氢离子，放电一段时间后，正极区溶液酸性减弱，故A正确； B．原电池工作时，B电极双氧水得电子发生还原反应生成水，B是正极，故B错误； C． A电极二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸，若11.2L(标准状况)(即0.5molSO2）参与反应，转移1mol电子，根据电荷守恒，有1molH+通过质子交换膜，故C错误； D．该原电池工作时，A是负极、B是正极，电子由A电极经导线流向B电极，故D错误； 选A。 10．如图是某种乙醇燃料电池示意图，下列有关该电池的说法错误的是 A．电池放电时，向镍电极Ⅱ的方向迁移 B．镍电极Ⅰ电极反应为 C．镍电极Ⅱ附近溶液碱性增强 D．循环泵可使电解质溶液不断浓缩、循环 【答案】B 【分析】乙醇燃料电池中，通入乙醇的电极Ⅰ为负极，通入氧气的电极Ⅱ为正极。 【解析】A．原电池电解质溶液中，阳离子向正极移动，即向镍电极Ⅱ的方向迁移，A正确； B．因为是碱性燃料电池，生成，B错误； C．正极发生反应，生成了，则碱性增强，C正确； D．由图示可知，循环泵可使电解质溶液不断浓缩、循环，D正确； 答案选B。 11．能源是现代文明的原动力，化学电池在生产生活中有着广泛的应用。 （1）根据构成原电池的本质判断，下列反应方程式正确且能设计成原电池的是 (填字母)。 a．        b． c．         d． （2）反应中相关物质的能量变化如下图所示。若有生成，该反应需要 (填“吸收”或“放出”) 能量。 （3）以为原理设计燃料电池，装置如下图所示。 ①燃料电池中电流的方向为 (填“A→B”或“B→A”)。 ②A处加入的是 (写化学式)。 ③a电极上发生的电极反应式为 。 ④b电极上发生的电极反应式为 。 ⑤当消耗标准状况下时，导线上转移的电子的物质的量是 mol。 【答案】（1）d （2）放出 91 （3）B→A 0.6 【解析】（1）自发进行的氧化还原反应理论上可以设计成原电池。 a．为非氧化还原反应，不能设计成原电池，a错误； b．为非氧化还原反应，不能设计成原电池，b错误； c．为非氧化还原反应，不能设计成原电池，c错误；              d．为自发进行的氧化还原反应，能设计成原电池，d正确； 故答案为：d； （2）由图可知，反应中反应物总能量高于生成物总能量，即反应为放热反应，若有生成，该反应放出能量，故答案为：放出；91； （3）①根据图中电子移动方向可知，a为负极，b为正极，原电池中电流由正极流向负极，故燃料电池中电流的方向为B→A，故答案为：B→A； ②由总反应式可知，发生氧化反应生成氮气，即生成氮气的一极通入，所以A处加入的是，故答案为：； ③电解质是溶液（碱性环境），在负极失电子生成，结合配平：，故答案为：； ④发生氧化反应生成氮气， b电极上氧气发生还原反应，电极反应式为，故答案为：； ⑤结合第④问可知，1个氧气得到4个电子，是0.15 mol，则当消耗标准状况下时，导线上转移的电子的物质的量是，故答案为：0.6。 建议时间：10分钟 1．（2024·江苏·高考真题）碱性锌锰电池的总反应为，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，发生氧化反应 B．电池工作时，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，转移电子数为 【答案】C 【分析】Zn为负极，电极反应式为：，MnO2为正极，电极反应式为：。 【解析】A．电池工作时，为正极，得到电子，发生还原反应，故A错误； B．电池工作时，通过隔膜向负极移动，故B错误； C．环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故C正确； D．由电极反应式可知，反应中每生成，转移电子数为，故D错误； 故选C。 2．（2020·天津·高考真题）熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为(x=5~3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是 A．Na2S4的电子式为 B．放电时正极反应为 C．Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极 D．该电池是以为隔膜的二次电池 【答案】C 【分析】根据电池反应：可知，放电时，钠作负极，发生氧化反应，电极反应为：Na-e-= Na+，硫作正极，发生还原反应，电极反应为，据此分析。 【解析】A．Na2S4属于离子化合物，4个硫原子间形成三对共用电子对，电子式为，故A正确； B．放电时发生的是原电池反应，正极发生还原反应，电极反应为：，故B正确； C．放电时，Na为电池的负极，正极为硫单质，故C错误； D．放电时，该电池是以钠作负极，硫作正极的原电池，充电时，是电解池，为隔膜，起到电解质溶液的作用，该电池为二次电池，故D正确； 答案选C。 3．（2020·全国I卷·高考真题）科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。 下列说法错误的是 A．放电时，负极反应为 B．放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 mol C．充电时，电池总反应为 D．充电时，阳极室溶液中OH−浓度升高 【答案】D 【分析】由题可知，放电时，CO2转化为HCOOH，即CO2发生还原反应，故放电时右侧电极为正极，左侧电极为负极，Zn发生氧化反应生成；充电时，右侧为阳极，H2O发生氧化反应生成O2，左侧为阴极，发生还原反应生成Zn，以此分析解答。 【解析】A．放电时，负极上Zn发生氧化反应，电极反应式为：，故A正确，不选； B．放电时，CO2转化为HCOOH，C元素化合价降低2，则1molCO2转化为HCOOH时，转移电子数为2mol，故B正确，不选； C．充电时，阳极上H2O转化为O2，负极上转化为Zn，电池总反应为：，故C正确，不选； D．充电时，阳极的电极反应式为：，溶液中H+浓度增大，溶液中c(H+)•c(OH-)=KW，温度不变时，KW不变，因此溶液中OH-浓度降低，故D错误，符合题意； 答案选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $