高考热考法10 原电池 新型化学电源(专题微讲Word)-【赢在微点·考前顶层设计】2026年高考化学大二轮专题复习

专题四       电化学

高考热考法10　原电池　新型化学电源

1.(2025·黑吉辽蒙卷)一种基于Cu2O的储氯电池装置如图,放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极,b极仍增重。关于图中装置所示电池,下列说法错误的是(D)

A.放电时Na+向b极迁移

B.该电池可用于海水脱盐

C.a极反应:Cu2O+2H2O+Cl--2e-Cu2(OH)3Cl+H+

D.若以Ag/AgCl电极代替a极,电池将失去储氯能力

解析　由题图可知,a极铜元素化合价升高失电子,故a极为负极,b极为正极,据此作答。原电池中,阳离子移向正极,即放电时,Na+向b极迁移,A项正确;由两个电极的物质转化可知,a极消耗电解质溶液中的Cl-,b极消耗电解质溶液中的Na+,故电池工作时,NaCl浓度逐渐减小,则该电池可用于海水脱盐,B项正确;结合a极的物质转化及得失电子守恒、原子守恒,可知a极的电极反应式为Cu2O-2e-+Cl-+2H2OCu2(OH)3Cl+H+,C项正确;将b极换成Ag/AgCl电极,b极仍增重,说明b极上Ag→AgCl,Ag由0价升高为+1价,发生氧化反应,此时b极为原电池负极,则相比于Cu2O/Cu2(OH)3Cl电极,Ag/AgCl电极的电极电势更低,结合原装置中Cu2O/Cu2(OH)3Cl电极作负极可知,电极电势:Ag/AgCl<Cu2O/Cu2(OH)3Cl<NaTi2(PO4)3/Na3Ti2(PO4)3,因此若将a极换为Ag/AgCl电极,则a极作原电池的负极,Ag转化为AgCl,该电极仍能起到储氯的作用,D项错误。

2.(2025·安徽卷)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(C)

A.放电时电解质溶液质量减小

B.放电时电池总反应为H2+2Li2LiH

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

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,目的是将LiH2PO4解离为Li+和H2P,充电时,惰性电极为阴极,电极的反应为Li++e-Li,阳极为气体扩散电极,电极反应:H2-2e-+2H2P2H3PO4,放电时,惰性电极为负极,电极反应为Li-e-Li+,气体扩散电极为正极,电极反应为2H3PO4+2e-2H2P+H2↑,据此解答。由放电时正极发生的反应知,每2 mol(14 g)Li+进入电解质溶液,有1 mol(2 g)H2扩散到储氢容器,故电解质溶液质量

增加,A项错误;由正、负极发生的反应知,放电时电池总反应为2Li+2H3PO4H2↑+2LiH2PO4,B项错误;电解池中阳离子移向阴极,故充电时Li+移向惰性电极,C项正确;电解质溶液体积未知,且H3PO4是弱酸,故c(H+)不能判断,D项错误。

3.(2025·广东卷)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(B)

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

解析　根据题给已知信息可知,放电时,电极Ⅱ上MnO2减少,说明电极Ⅱ上MnO2得电子发生还原反应转化为Mn2+进入溶液中,故电极Ⅱ作正极,电极反应式为MnO2+2e-+2H2OMn2++4OH-,放电时电极Ⅰ为负极,电极反应式为MnS-2e-S+Mn2+。结合上述分析可知,充电时电极Ⅱ为阳极,A项正确;结合放电时电极Ⅱ上的反应可知,Ⅱ极室溶液中c(OH-)增大,溶液pH升高,B项错误;结合上述分析可知,C项正确;充电时,电极Ⅰ上发生的电极反应式为S+Mn2++2e-MnS,16 g S的物质的量为0.5 mol,完全反应可转移1 mol电子,结合题干信息可知,16 g S能提供的理论容量为26.8 A·h,D项正确。

4.(2025·江苏卷)以稀硫酸为电解质溶液的光解水装置如图所示,总反应为2H2O2H2↑+O2↑。下列说法正确的是(A)

A.电极a上发生氧化反应生成O2

B.H+通过质子交换膜从右室移向左室

C.光解前后,H2SO4溶液的pH不变

D.外电路每通过0.01 mol电子,电极b上产生0.01 mol H2

解析　由题图可知,该原电池中电子由电极a向电极b移动,故电极a失电子作负极,电极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑;电极b得电子作正极,电极反应式为4H++4e-2H2↑;H+由负极向正极移动。由上述分析可知,电极a上发生氧化反应生成O2,A项正确;H+由负极向正极移动,即通过质子交换膜由左室向右室移动,B项错误;由总反应可知,光解时消耗水,电解质溶液中硫酸浓度逐渐增大,故溶液pH减小,C项错误;由正极反应式可知,电路中每通过0.01 mol e-,电极b上产生0.005 mol H2,D项错误。

5.(2025·甘肃卷)我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水(pH=8.2)电解系统(如图),以新型MoNi/NiMoO4为催化剂(生长在泡沫镍电极上),在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是(D)

A.将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率