小练29 原电池及化学电源-【衡水金卷·先享题】2026年新高考化学拿满基础分自主小练（HX）

拿满基础分自主小练·化学·H以 小练29 原电 (考试时间：30分 可能用到的相对原子质量：H1Li7 O16 Na 23 单项选择题每小题2分，不定项选择题每小 题4分 1.(教材改编题)氢氧燃料电池在航天领域有 重要应用。某氢氧燃料电池结构如图所 示，反应生成的水可作为航天员的饮用水。 下列说法错误的是 衣OH溶液 H20￥」 生H,0 A.X极为燃料电池的负极，该极通入的气 体是H2 B.Y电极上的电极反应式为O2+4e+ 2H2O-40H C.每消耗11.2L(标准状况)H2,有0.5mol OH移向X极 D.燃料电池的能量转化率不可能达 到100% 2.(教材改编题)日常生活常用的锌锰干电池 构造如图所示。下列说法错误的是 石墨电极 MnO,+C NH CI 锌壳 A.负极的电极反应式为Zn一2e—Zn+ B.电池工作时，电子移动方向：负极→ NH,Cl→正极 C.电池工作时，MnO2得到电子被还原 D.该电池缺点是易发生胀气或漏液，导致 用电器被腐蚀 3.(教材改编题)一种新型H2O2液态燃料电 池的工作原理如图所示(a、b均为石墨电 极)。下列说法正确的是 气体02↑ 负载 H202+KOHE ]H202+H2S04 阴离子交换膜 A.电极b为负极，发生氧化反应 B.电池放电时正极区溶液pH减小 57 班级： 姓名： 池及化学电源 钟，满分34分) C.正极的电极反应式为H2O2+2OH 2e—2H2O+O2个 D.用此电池为铅酸蓄电池充电，当生成 0.1molO2时，理论上铅酸蓄电池消耗 3.6g水 4.(教材改编题)一种钠离子电池的工作原理 如图所示，放电时电池反应可表示为 NaFePO,+Na,C-NaFePO+C, 列说法正确的是 Na1FePO4 阳离子交换膜 A.放电时，电能转化为化学能 B.放电时，Y极发生还原反应 C.充电时，X极电极反应式为NaFePO,一 xe—Na1-FePO4+xNa D.充电时，每转移1mole,Y极质量减少 23g 5.(教材改编题)我国科研人员研发的海泥细 菌电池不仅可以作为海底仪器的水下电 源，还可以促进有机污染物（以CH2O表 示)的分解，其工作原理如图所示，其中海 底沉积层/海水界面可起到质子交换膜的 作用，下列分析正确的是 02 H20 海水 海底沉积层 SO HS 海泥细菌 CH2O CO2 A.a极为电池负极 B.b极的电极反应为HS十2e一S +H C.若b极区生成1molS,则a极区H+增 加2mol D.外电路通过1mole时，有1 mol CO2 生成 6.从绿色化学和环境保护角度来看，燃料电池是 最具有发展前途的发电技术。NH-O2燃料 电池装置如图所示，下列说法错误的是 电极a 电极b NH N2t+H201 NaOH溶液 A.该NH3-O2燃料电池是将化学能转化为 电能的装置 B.电池工作时，溶液中的OH向电极a 迁移 C.当外电路中有3mol电子通过时，电极a 上消耗22.4LNH3 D.电极b上的电极反应式为O2+2H2O+ 4e-=4OH 7.一种“磷酸钒锂/石墨离子电池”的总反应为 放电 LisCo+V2(PO)a 6C+Li3V2(PO4)3。下 充电 列说法正确的是 @ 3C6/0 Li3V2(PO4)3/V2(PO4) 2 电解质隔膜（只允许L计通过） A.放电时，L从隔膜右侧向左侧移动 B.放电时，外电路中通过0.1mol电子，M 极质量减少0.7g C.充电时，M极发生氧化反应，N极发生还 原反应 D.充电时，N极反应为V2(PO4)3+3Li++ 3e--LigV2(PO,)3 8.(不定项)用如图1所示的原电池装置进行 实验，闭合K后用灵敏电流计测得电流随 时间的变化如图2所示。t>t1时，Mg表面 有气泡产生，A1质量减小。 NaOH溶液 t/min 图1 图2 58 下列分析错误的是 A.t<t1,Mg为正极 B.t>t1,负极反应：Al-3e+3OH A1(OH)3 C.t>t,Mg上产生的气体为H2 D.实验过程中，正极均有OH生成 9.(不定项)一种以丙酮和异丙醇为氧化/还 原电对的热电化学电池的工作原理如图所 示。下列说法错误的是 A 汽化 热 A.热电化学电池能将热能转化为电能 B.热端电极电势高于冷端电极电势 C.负极的电极反应： -e OH +H D.温差使丙酮蒸发和冷凝，引起了丙酮的 浓度差，可持续放电 10.(12分)煅烧黄铁矿产生的尾气，处理后仍 含少量SO2,经Na2CO3溶液洗脱处理后， 所得洗脱液主要成分为Na2CO3、NaHCO3 和Na2SO3。利用生物电池技术，可将洗 脱液中的Na2SO,转化为单质硫（以S表 示)回收。 负载 C02、H20 C6H1206 电解质溶液质子洗脱液 (pH-4)交换膜 (1)该装置中，正极的电极反应式为 (2)一段时间后，若洗脱液中SO的物质 的量减小了1mol,则理论上HCO3减少 了 mol。化学·HX 斯定律，反应2CO(g)+2H2(g)—CH3COOH(1)可 由①×2十②×2-③得到，其焓变△H= -akJ·mol-1×2+(-bkJ·mol-1X2) (-ck·mol1)=(c-2a-2b)k·mol厂1，故选 A项。 5.D【解析】断开化学键吸收能量，则断开2mol H2(g)和1olO2(g)中的化学键成为H、O原子共 吸收1368kJ能量，A项错误；形成化学键放热，B项 错误；由图可知，2molH(g)和1molO2(g)反应生 成2 mol H2O(g)共放出484k能量，则反应生成 2molH2O(1),放出能量大于484kJ,C项错误：根据 题目信息可知，2H2(g)十O2(g)一2H2O(g)△H =-484k·mol1,D项正确。 6.CD【解析】生成气态水的反应热不是燃烧热，A项错 误；CH一CHCH OH(g)的标准生成热不等于其燃烧 热，B项错误；物质的能量越低越稳定，C项正确； CH,=CHCH,OH(g)+H,O(g) HOCH CH,CH2OH(g)△H=-464.9kJ·mol1- (-171.8kJ·mol厂1-241.8kJ·mol1)= -51.3k·mol,D项正确。 7.AC【解析】CsC1晶体是离子晶体，A项正确；若M 分别为Na和K,失电子过程中需吸收能量，△H?为 正值，K半径更大，失去电子所需能量更小，则△H: Na>K,B项错误；根据盖斯定律：△H6=△H1-△H2 一△H一△H,一△H,C项正确；氯气分子断键为氯 原子需吸收能量，△H,>0;离子结合形成离子键需放 热，△H<0,D项错误。 8.(3分) -49(3分) 【解析】根据盖斯定律可知，△H,=△H2十△H?= 49kJ·mol-1。 9.(3分) -165(3分) 【解析】由已知信息可得，反应①H2(g)十 20,(g)-H,0(g)△H=-242k·molP1;反 应②C(s)十2H2(g)—CH(g)△H2= -75kJ·mol1;反应③C(s)+O2(g)—CO2(g) △H3=一394k·ol:根据盖斯定律可知，由2× ①+②-③可得CO2(g)十4H2(g)一CH4(g)十 2H2O(g),故△H=2×(-242kJ·mol1)+ (-75kJ·mol1)-(-394kJ·mol1)= ·3 参考答案及解析 -165k·mol1。 10.(3分) <(3分) 【解析】根据盖斯定律可知，反应③=反应①一反应 ②，△H3=△H-△H2=-90.17kJ·mol1,反应 ③△H,<0,为放热反应，则活化能E(正)< E(逆)。 11.(9分) (1)-117(3分) (2)AlO3(s)+3C(s)+3Cl2(g)—2A1Cl(g)+ 3C0(g)△H=+174.9kJ·mol1(3分) (3)号（△H:十△H:-3AH)(3分） 【解析】(1)由图可知反应3CIO(aq)一ClO,(aq) +2C1-(aq)的△H=(63kJ·mol+2× 0kJ·mol1)-3X60kJ·mol= -117kJ·mol-1。 (2)①Al2O3(s)+3C(s)—2A1(s)+3C0(g) △H1=+1344.1k·mol-1,②2A1Cl(g) 2A1(s)十3CL(g)△H2=+1169.2k·mol-1,据 盖斯定律，热化学方程式①一②，整理可得AlO(s)十 3C(s)+3Cl (g)-2AICl (g)++3CO(g)AH= +174.9k·mol-1。 (3)已知：①H,s(g)+号0.(g)S0(g)十 H0g）△H,@2H,S(g)+s0,(g)-号s,(g) 十2H,0g△H,③H,S(g)+合0，(g)-s(g) 十HO(g)△H,根据盖斯定律，（①十②-③×3） ×号，整理可得2S(g)—S,(g)4H, 号（△H+△：-3△H,). 小练29原电池及化学电源 1.C【解析】X极为电子流出的一极，为燃料电池的负 极，发生氧化反应，该极通入的气体是H2,A项正确； Y电极为正极，发生还原反应，电极反应式为O2十 4e+2H2O一4OH,B项正确：每消耗11.2L(标 准状况)H2,即0.5mol氢气，转移1mol电子，则有 1 mol OH移向X极，C项错误：燃料电池工作时，大 部分化学能转化为电能，少部分转化为热能，所以能 量转化率不可能达到100%，D项正确。 参考答案及解析 2.B【解析】负极的电极反应式为Zn-2e—Zn+, A项正确：电子不能在电解质中传递，即不能在 NH,CI中传递，B项错误；MnO2为原电池的正极，得 到电子发生还原反应，C项正确；NH,CI和ZnCl2都 是强酸弱碱盐水解呈酸性，所以长时间使用该电池， 可能发生胀气和漏液，导致用电器被腐蚀，D项正确。 3.D【解析】由图可知，H2O,在a极失电子发生氧化 反应生成O2,所以电极a为负极，A项错误；正极反 应为H,O2十2H十2e2H,O,正极区溶液中氢 离子浓度减小，pH增大，B、C项错误；充电过程铅酸 蓄电池总反应：2PbS0,+2H,0道电Pb+Pb0,+ 2H2SO,铅酸蓄电池消耗3.6g水，转移电子数为 0.2mol,新型H2O2液态燃料电池的负极反应为 H2O2+2OH-2e—2H2O+O2↑，当生成 0.1molO2时转移电子数为0.2mol,两者转移电子 数相同，D项正确。 4.C【解析】由图可知，放电时X电极为原电池的正 极，钠离子作用下Na1-.FePO,在正极得到电子发生 还原反应生成NaFePO,电极反应式为Na-FePO, 十xe+xNa+一NaFePO:,Y电极为负极，NanC在 负极失去电子发生氧化反应生成钠离子和碳，电极反 应式为Na,C-xe一xNa十C,充电时，X极与直 流电源的正极相连做阳极，Y电极做阴极。由分析可 知，放电时，该装置为化学能转化为电能的原电池，A 项错误；Y电极为负极，Na,C在负极失去电子发生氧 化反应生成钠离子和碳，B项错误；充电时，X极与直 流电源的正极相连做阳极，电极反应式为NaFePO, -xe一Na-,FePO,十xNa,C项正确：充电时，Y 电极做阴极，电极反应式为xNa+十C十xe一 Na,C,则每转移1mol电子，Y极质量增加23g,D项 错误。 5.D【解析】由图可知，a极O2在酸性条件下得到电 子发生还原反应生成水，所以a极为正极，A项错误； b极为负极，电极反应式为HS一2e一S↓+ H,B项错误；a极反应为O2十4e+4H+— 2HzO,可见b极区生成1molS,同时生成的1mol H移向a极区，a极O2转化为水消耗2molH,则 a极区H+的物质的量减少1mol,C项错误：由图可 知，处理有机污染物的反应方程式为2CH2)十SO +H+—2CO2↑+HS+2H2O,则2CO2~HS~ 2e,则外电路通过1mole时，同时生成1mol二氧 ·4 化学·HX 化碳，D项正确。 6.C【解析】NHO2燃料电池是将化学能转化为电 能的装置，A项正确；电极a氨气失去电子发生氧化 反应，所以电极a为负极，b为正极，电池工作时，溶 液中的OH向负极迁移，B项正确；电极a的电极反 应式为2NH-6e十6OH—N2十6HO,当外电 路中有3mol电子通过时，电极a上消耗1 nol NH, 但没有指明是在标况下，不能确定体积大小，C项错 误；电极b上的电极反应式为O2十2H2O十4e 4OH-,D项正确。 7.B【解析】放电时，Li从隔膜左侧向右移动，A项错 误；放电时，M电极为负极，电极反应式为LiC一 3e—6C+3Li计，则外电路中通过0.1mol电子，M 极生成0.1 mol Li+,转移到N极，即M极质量减少 7g·mol厂1×0.1mol=0.7g,B项正确；充电时，N 电极为阳极，N极发生氧化反应，M电极为阴极，M 极发生还原反应，C项错误；充电时，N电极为阳极， 电极反应式为LiV2(PO)3-3e—V2(PO,)3十 3Li,D项错误。 8.AB【解析】由图可知，t时刻电流的方向发生了改 变，则t<t时，Al作正极，Mg作负极，总反应为Mg 十2H2O一Mg(OH)2十H2↑，A项错误；t>t1,AI 作负极，负极反应为A!-3e+4OH一 [Al(OH):],B项错误；t>ti时，Mg作正极，Mg表 面的气泡为H2,C项正确；t<t时，Al作正极，t>t, Mg作正极，正极反应均为2HO十2e一H2个十 2OH,故实验过程中，正极上均为H2O电离出的 H+得电子生成H2,同时有OH生成，D项正确。 9.BC【解析】由图可知，热电化学电池是将热能转化 为电能的装置，A项正确：热端电极反应为异丙醇发 生氧化反应生成丙酮，所以热端电极是负极，冷端电 极是正极，则热端电极电势低于冷端电极电势，B项 OH 错误；负极反应式为HC一CH一CH一2e— 0 HC一C一CH十2H+,C项错误；热电化学电池的 工作原理是温差使丙酮蒸发和冷凝，引起了丙酮的浓 度差，可持续放电，D项正确。 10.(12分) (1)SO号+4e-+6HCO3-S￥+3H2O+6CO号 (6分) 化学·HX (2)2(6分) 【解析】(1)原电池中，葡萄糖转化为CO2和H2O, CH2O:中碳的化合价升高，作负极，NaSO3中硫 的化合价降低，则正极的电极反应为SO号十4e十 6HCO—S￥+3H2O+6CO。 (2)根据电极方程式可知，当消耗1 mol SO,转移 4mol电子，同时消耗6 mol HCO,生成6mol CO,根据电荷守恒，则有4mol的H通过质子交 换膜来到正极，4molH可以结合4mol的CO 生成4mol的HCO,则理论上HCO减少了 2mol。 小练30电解池及应用 1.B【解析】电解NaCl溶液的总反应为2NaCl十 2H,0电解2NaOH+H,↑十C个，有NaOH生成， 溶液显碱性，A项正确：M极为阴极，试管收集到 H2,b试管收集到CL2,但会有C2与NaOH溶液反 应，所以b试管收集到的C2比H2少，B项错误；b试 管中收集Cl可用排饱和食盐水法收集，C项正确；M 电极为电解池阴极，电极反应为2H2O十2e H2◆+2OH,D项正确。 2.D【解析】析氯和还原硝酸盐的反应是非自发的氧 化还原反应，所以图示装置是电解池，是电能转化为 化学能，A项正确；阴阳两极的产物氯气有氧化性，氨 气有还原性，二者不能大量共存，B项正确；阳极电极 反应为2CI一2e—Cl2个，C项正确：阴极电极反 应为6H2O十NO3+8e—NH3◆+9OH-,电解 质溶液的pH增大，D项错误。 3.B【解析】若要在铁片上镀铜，Fe作阴极；铜片作阳 极，电镀液应为含Cu+的溶液，A项错误；X为阳极， Cu作阳极，Y为阴极，Fe作阴极，B项正确；若Z是饱 和NaCl溶液，由于离子的放电能力：H+>Na,所以 电解时阴极Y上会产生H2,不会析出金属Na,C项 错误；若Z是饱和NCI溶液，且X为惰性电极时，由 于离子的放电能力：C1厂>OH,阳极X电极首先是 C放电产生C2,故阳极X发生的电极反应式是 2C1-2e—C2个，D项错误。 4.C【解析】由题意可知，通电片刻乙装置左侧Pt电 极发生反应：Cu+十2e一Cu,A项正确；在丙装置 中Ag作阳极，阳极电极反应为Ag一e一Ag,Cu 作阴极，阴极电极反应为Ag+十e一Ag,所以电解 过程中，丙中溶液酸碱性无变化，B项正确：甲装置中 ·4 参考答案及解析 阳极电极反应为2C1一2e—C12↑，阴极电极反 应为2H2O十2e一H个+2OH,相当于从溶液 中逸出HCI气体，若加入盐酸，则多加入了水，会导 致KCI溶液浓度减小，C项错误；标准状况下当甲中 产生4.48L气体时，两极各产生0.1mol气体，转移 0.2mol电子，丙中Cu电极Ag得电子生成Ag,转 移0.2mol电子时，有0.2 mol Ag生成，Cu电极增重 21.6g,D项正确。 5.C【解析】图中Na+由左侧移动到右侧，即电解池左 侧为阳极，所以e极为光伏电池的正极、f极为负极， A项错误；阳极电极反应为2H2O-4e一4H+十 O2个，生成的H+与加入的a物质结合成高氯酸，所 以a为高氯酸钠，电解池阴极的电极反应为2H2O十 2e=2OH+H2个，OH-与Na+结合成NaOH, 所以物质b为稀NaOH溶液，B项错误；阳极生成的 H+与加入的高氯酸钠结合成高氯酸，右侧阴极上生 成的OH与Na结合成NaOH,所以d处得到较浓 的NaOH溶液，c处得到HCIO:,C项正确；由上述分 析可知e~H+~HCIO,即转移2mol电子生成 2 mol HCIO,,m(HCIO,)=2mol×100.5g·moli =201gD项错误。 6.B【解析】由图可知，铂电极上(NH),SO失去电 子发生氧化反应生成(NH)2SO,铂网为阳极，则石 墨电极为阴极；铂网电极反应为2SO-2e S2O,阴极电极反应式为2H+十2e一H2个，则 右侧氢离子通过离子交换膜进入左侧，使得铂网电极 附近pH增大，故选B项。 7.AC【解析】由图可知，O2→H,O2、Fe3+→Fe2+,发 生的是还原反应，故b极为阴极，电势：a>b,A项错 误；a电极为阳极，电极反应为2H2O一4e一O2个 十4H+,B项正确；b电极生成1molH2O2和1mol Fe2+时，共转移3mol电子，根据a电极反应式计算， 产生标准状况下16.8LO,但选项未说明在标准状 况下，C项错误；Fe+在b电极被还原成Fe+后又被 H2O2氧化为Fe3+,作催化剂，而H2O2、H2N2O2生 成后又被消耗，二者是中间产物，D项正确。 8.AB【解析】结合信息可知，M极发生的是由 0= O转化为HO 一OH的过程，从 分子组成上看，该过程属于还原反应，故M极为阴 极，b为电源正极，A项错误；阴极M极的电极反应