专题过关作业(14) 选择题突破 原电池与新型电源（学生用书Word版）-【高考快车道】2026年高考化学大二轮专题复习与策略

专题过关作业(十四) 选择题突破原电池与新型电源 (分值：40分) (每小题5分，每小题有一个或两个选项符合题目要求) 1．(2025·南昌一模)我国科学家开发了一种自充电水系Zn-NaFe[Fe(CN)6]电池，电池电能耗尽后，无需外接电源，可通过H2O2实现电池自充电，电池工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．该电池装置的负极材料需足量 B．放电时，S向Zn电极移动 C．放电时，右侧电极反应为NaFe[Fe(CN)6]＋xe-＋xNa+===Na1+xFe[Fe(CN)6] D．自充电时，每消耗1 mol H2O2，溶液中增加2x mol Na+ 2．(2025·甘肃名校二模联考)全固态锂金属电池具有更高比能和更高安全性。我国科研团队设计了基于LLZTO@Ag复合层负极改性的硫化物全固态锂电池，结构如图所示，放电时电池反应为Li1-aNixCoyMnzO2＋aLi===LiNixCoyMnzO2。下列说法错误的是(　　) A．放电时，电子流向为a极→负载→b极 B．充电时，Li+流向为b极→固态电解质→复合层→a极 C．充电时，b极的电极反应为LiNixCoyMnzO2－ae-===Li1-aNixCoyMnzO2＋aLi+ D．放电时，每转移0.1 mol电子，b极质量理论上减少0.7 g 3．(2025·泰安模拟)锂离子电池及其迭代产品依然是目前世界上主流的手机电池。科学家研发的一种新型的Ca-LiFePO4可充电电池的原理示意图如图所示，电池反应为xCa2+＋2LiFePO4xCa＋2Li1-xFePO4＋2xLi+。下列说法正确的是(　　) A．放电时，钙电极为负极，发生还原反应 B．充电时，Li1-xFePO4/LiFePO4电极的电极反应式为LiFePO4－xe-===Li1-xFePO4＋xLi+ C．锂离子导体膜的作用是允许Li+和水分子通过，同时保证Li+定向移动以形成电流 D．充电时，当转移0.2 mol电子时，理论上阴极室中电解质的质量减轻2.6 g 4．(2025·攀枝花一模)一种“全氧电池”的工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．电极a是负极 B．电极b的反应式：O2＋2H2O＋4e-===4OH- C．该装置可将酸碱反应的化学能转化为电能 D．理论上，当电极a释放出22.4 L O2(标准状况下)，KOH溶液减少4 mol K+ 5．(2025·江南十校联考)某国外期刊报道了我国科学家设计的一种聚合物微粒电池，其工作原理如图所示，已知该电池在放电过程中产生聚对苯二酚。下列说法正确的是(　　) A．放电时，b电极的电势要高于a电极 B．放电时H+从a极区经过半透膜向b极区迁移 C．充电时，b电极的电极反应式为＋4e-＋4H+=== D．充电时，a电极附近的OH-浓度减小 6．(2025·辽宁名校联考)某水系氢气-质子二次电池以质子作为载流子，高浓度的9 mol/L磷酸为电解液，联合普鲁士蓝衍生物(PBA)电极优异的电化学特性，形成一种理想的质子全电池。其工作原理示意图如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．充电时M极连接电源负极作阴极 B．放电时电流方向：N极→电解质溶液→M极 C．充电时M极反应为PBA＋xe-＋xH+===PBA-xH D．为提高电池工作效率可将9 mol/L磷酸用纯磷酸代替 7．(2025·株洲一模)一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图所示，电解质为含Li+的有机溶液。闭合S1时产生(CF3SO2)2NLi，闭合S2时产生Cl2。下列说法正确的是(　　) A．闭合S1时Li+从左向右移动 B．闭合S2时Ni-Pt电极发生还原反应 C．理论上每生成1 mol Cl2，需消耗2 mol Li D．放电时总反应：6Li＋N2＋4CF3SO2Cl===2(CF3SO2)2NLi＋4LiCl 8．(2025·潍坊联考)浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置，当两极室离子浓度相等时放电完成。某浓差电池的工作原理如图所示(两室溶液的体积一直均为200 mL)。下列说法正确的是(　　) A．电极Ⅰ的电势高于电极Ⅱ B．电子从电极Ⅰ流出经用电器流入电极Ⅱ C．电极Ⅰ的电极反应式为Cu－2e-===Cu2+ D．放电结束后，左右两室溶液质量变化量相等 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题过关作业(十四) 1．D　[放电时，负极反应为Zn→Zn2+，正极反应为NaFe[Fe(CN)6]→Na1+xFe[Fe(CN)6]；自充电时，Na1+xFe[Fe(CN)6]→NaFe[Fe(CN)6]；同时H2O2被还原。该电池的负极材料Zn在放电时会溶解，而充电时不能再生，因此负极材料Zn需足量，A正确；放电时，Zn为负极，发生反应Zn－2e-===Zn2+，附近阳离子浓度增加，因此S向Zn电极移动保持溶液呈电中性，B正确；放电时，正极反应为NaFe[Fe(CN)6]与Na+结合得电子形成Na1+xFe[Fe(CN)6]，电极反应式为NaFe[Fe(CN)6]＋xe-＋xNa+===Na1+xFe[Fe(CN)6]，C正确；自充电时，右侧电极反应为Na1+xFe[Fe(CN)6]－xe-===NaFe[Fe(CN)6]＋xNa+，溶液中增加x mol Na+时转移x mol电子，当1 mol H2O2被还原时转移2 mol电子，则此时溶液中增加2 mol Na+，D错误。] 2．D　[由题图可知，放电时a极为原电池的负极，锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，b极为正极，锂离子作用下Li1-aNixCoyMnzO2在正极得到电子发生还原反应生成LiNixCoyMnzO2；充电时，与直流电源负极相连的a极为阴极，锂离子在阴极得到电子发生还原反应生成锂，b极为阳极，LiNixCoyMnzO2在阳极失去电子发生氧化反应生成Li1-aNixCoyMnzO2和锂离子。放电时，b极为正极，锂离子作用下Li1-aNixCoyMnzO2在正极得到电子发生还原反应生成LiNixCoyMnzO2，则每转移0.1 mol电子，b极增加质量为0.7 g，故D错误。] 3．BD　[放电时，Ca失电子转化为Ca2+，则钙电极为负极，Li1-xFePO4/LiFePO4电极为正极；充电时，钙电极为阴极，Li1-xFePO4/LiFePO4电极为阳极。放电时，钙电极为负极，发生氧化反应，A不正确；充电时，Li1-xFePO4/LiFePO4电极为阳极，LiFePO4失电子转化为Li1-xFePO4和Li+，电极反应式为LiFePO4－xe-===Li1-xFePO4＋xLi+，B正确；Ca的金属性强，能与水发生剧烈反应，锂离子导体膜不允许水分子通过，锂离子导体膜允许Li+通过，其主要作用是允许Li+定向移动，构成闭合回路，从而形成电流，C不正确；充电时，当转移0.2 mol电子时，理论上阴极室电解质中0.1 mol Ca2+得电子生成0.1 mol Ca，同时阳极室有0.2 mol Li+通过锂离子导体膜进入阴极室，阴极室中电解质的质量减轻0.1 mol×40 g·mol-1－0.2 mol×7 g·mol-1＝2.6 g，D正确。] 4．B　[由题图可知，电极a上生成O2，氧元素化合价升高，失去电子，则电极a为负极，电极反应式为4OH-－4e-===O2↑＋2H2O，电极b为正极，电极反应式为O2＋4e-＋4H+===2H2O，A正确，B不正确；总反应式为H+＋OH-===H2O，该装置可将酸碱反应的化学能转化为电能，C正确；当电极a释放出22.4 L O2(标准状况下)，即1 mol O2时，转移4 mol电子，左侧有4 mol K+通过阳离子交换膜进入中间室，D正确。] 5．D　 6．B　[放电时氢气在N极上失去电子产生氢离子，发生氧化反应，所以N极为负极，M极为正极，正极上发生还原反应，电极反应式为PBA＋xe-＋xH+===PBA-xH；充电时N极为阴极，M极为阳极，A错误；放电时为原电池，N极为原电池负极，在电解质溶液中阳离子从负极移向正极，即电流方向：N极→电解质溶液→M极，B正确；充电时M极发生氧化反应，反应为PBA-xH－xe-===PBA＋xH+，C错误；纯磷酸几乎不导电，用其代替9 mol/L磷酸，电池工作效率会大大降低，甚至无法工作，D错误。] 7．D　[闭合S1时产生(CF3SO2)2NLi，结合题图可知，放电过程中氮气得到电子发生还原反应生成Li3N，Li3N又转化为(CF3SO2)2NLi和LiCl，则Ni-Pt电极为正极，Li电极为负极。闭合S1时形成原电池，由于Ni-Pt电极为正极，Li电极为负极，Li+从负极移向正极，即从右向左移动，A错误；闭合S2时形成电解池，Ni-Pt电极作为阳极，失去电子，发生氧化反应，B错误；充电过程中电解LiCl产生Cl2，则同时生成单质Li，充电时发生反应2LiCl2Li＋Cl2↑，充放电全过程的总反应为2Li＋N2＋4CF3SO2Cl===2(CF3SO2)2NLi＋2Cl2↑，可知每生成1 mol Cl2，需消耗1 mol Li，C错误；放电过程中氮气得到电子发生还原反应生成Li3N，Li3N又转化为(CF3SO2)2NLi和LiCl，负极锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，总反应为6Li＋N2＋4CF3SO2Cl===2(CF3SO2)2NLi＋4LiCl，D正确。] 8．AD　[该装置中电极Ⅰ为正极，电极反应式为Cu2+＋2e-===Cu，电极Ⅱ为负极，电极反应式为Cu－2e-===Cu2+，S通过阴离子交换膜，从左往右移动。电极Ⅰ的电势高于电极Ⅱ，A正确；电子应从电极Ⅱ流出经用电器流入电极Ⅰ，B错误；电极Ⅰ的电极反应式为Cu2+＋2e-===Cu，C错误；放电结束后，左右两室溶液浓度均为4 mol·L-1，左侧减少的质量与右侧增加的质量相等，D正确。] 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $