题型04 原电池的工作原理与相关判断（期中真题汇编）高一化学下学期（人教版）

题型04 原电池的工作原理与相关判断 1．(24-25高一下·辽宁抚顺六校协作体·期中)下列关于如图所示装置的叙述错误的是 A．电子由铜经导线向锌移动 B．铜表面有气泡产生 C．锌表面发生氧化反应 D．稀硫酸中的向铜所在的区域移动 【答案】A 【详解】A．该装置中，锌可与稀硫酸发生反应，化合价升高，作负极，电子由负极经导线流向正极，A错误； B．铜作正极，氢离子在正极发生还原反应生成，有气泡产生，B正确； C．锌作负极，发生氧化反应，C正确； D．铜作正极，在原电池中，阳离子移向正极，D正确； 故选A。 2．(24-25高一下·广东清远六校联考·期中)某实验兴趣小组用如图所示装置做完实验后，在读书卡片上记下了如下6条记录，其中实验记录合理的是 ①Zn为正极，Cu为负极         ②向负极移动 ③电子流动方向为Zn→稀硫酸→Cu     ④Cu极有产生 ⑤若有1mol电子流过导线，则产生     ⑥正极的电极反应式： A．①②③ B．③④⑤ C．④ D．③④⑤⑥ 【答案】C 【分析】Zn-Cu原电池中，Zn作负极，电极反应式为：，Cu为正极，电极反应式为：，电子由负极流向正极，阳离子向正极移动。 【详解】①Zn的活泼性大于Cu，则Zn为负极，Cu为正极，①错误； ②电解质溶液中，H+向原电池的正极移动，②错误； ③电子由Zn电极流向Cu电极，电子不会进入溶液，③错误； ④Cu电极上发生氢离子得到电子生成氢气，电极反应式为：，④正确； ⑤由可知，有1mol电子流向导线，产生氢气0.5mol，没有指出标况下，不能使用标况下气体摩尔体积计算生成氢气的体积，⑤错误； ⑥正极上氢离子得到电子生成氢气，正极反应式为：，⑥错误； 故选C。 3．(24-25高一下·北京丰台区·期中)利用反应设计一个原电池，下列装置示意图正确的是 A．   B．   C．   D．   【答案】C 【详解】根据反应，铁单质化合价升高，失去电子，作原电池负极，铁离子化合价降低，在正极材料上得到电子变为亚铁离子，而正极材料是活泼性比铁弱的金属或则石墨电极，溶液中电解质是含铁离子的盐溶液，比如氯化铁或硫酸铁，故C符合题意。 综上所述，答案为C。 4．(24-25高一下·湖北“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟”·期中)Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的储备电池。下列叙述错误的是 A．该装置可用于海上应急照明 B．b电极为该电池的负极 C．正极反应为 D．电池工作时向负极迁移 【答案】C 【分析】b电极上，Mg→MgCl2，Mg元素化合价升高，发生氧化反应，则b电极为负极，a电极为正极。 【详解】A．Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的储备电池，该装置可用于海上应急照明，A项正确； B．由分析可知，b电极为负极，B项正确； C．a电极为正极，正极反应为，C项错误； D．电池工作时，阴离子向负极迁移，则向负极迁移，D项正确； 答案选C。 5．(24-25高一下·北京师范大学附属中学·期中)检测CO的某气敏传感器的工作原理如图所示。下列说法中，不正确的是 A．工作过程中化学能转化为电能 B．电极I上发生反应： C．工作一段时间后溶液的pH几乎不变 D．电极II上发生反应： 【答案】B 【分析】该装置为原电池装置，电极I上CO转化为CO2，C元素化合价升高，发生氧化反应，电极I为负极，电极式为：，电极II为正极，电极式为：，总反应为：。 【详解】A．该装置为原电池装置，工作过程中化学能转化为电能，A正确； B．电极I为负极，发生反应：，B错误； C．根据总反应：，工作一段时间后溶液的pH几乎不变，C正确； D．根据分析，电极II上发生反应：，D正确； 故选B。 6．(24-25高一下·天津·期中)纯电动车采用了一种高效耐用的新型可充电电池，该电池以和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液，电池总反应为。下列说法正确的是 A．电池工作时向正极迁移 B．正极反应式为 C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D．每转移3mol电子，负极有97.5g锌被氧化 【答案】D 【详解】A．电池工作时，阴离子（OH⁻）向负极迁移，以维持电荷平衡，A错误； B．正极反应在碱性环境中不应出现H⁺，正确的反应式，B错误； C．根据总反应，反应消耗溶剂水，同时生成溶质KOH，电解质溶液浓度增大，C错误； D．3mol Zn转移6mol e⁻，转移3mol e⁻时消耗1.5mol Zn，Zn的质量为1.5×65=97.5g，D正确； 故选D。 7．(24-25高一下·云南昭通一中教研联盟·期中)小明同学设计了如图所示的原电池，利用不同的电解质溶液进行实验。下列说法正确的是 A．当以稀硫酸作为电解质溶液时，电流表指针发生了偏转，Al为负极 B．当以稀硫酸作为电解质溶液时，电池工作时溶液中移向Mg电极 C．当以NaOH溶液作为电解质溶液时，电流表指针也发生了偏转，若负极失去1mol电子，理论上负极的质量变化为12g D．当以NaOH溶液作为电解质溶液时，正极的电极反应式为： 【答案】D 【详解】A．当以稀硫酸作为电解质溶液时，电流表指针发生了偏转，Mg比Al活泼，故Mg为负极，A错误； B．当以稀硫酸作为电解质溶液时，Mg比Al活泼，Mg为负极，溶液中移向正极Al，B错误； C．当以NaOH溶液作为电解质溶液时，Mg不与NaOH溶液反应，而Al能反应，Al为负极，若负极失去1mol电子，理论上Al的质量变化为9g，C错误； D．当以NaOH溶液作为电解质溶液时，正极的电极反应式为：，D正确。 故选D。 8．(24-25高一下·广东实验中学·期中)一种氢氧燃料电池的反应装置如图所示。下列说法正确的是 A．电极的电极反应式： B．电子经导线由电极流入电极 C．导线中每通过，需要消耗的 D．该装置可将电能转化为化学能 【答案】A 【分析】氢气在负极通入，发生氧化反应，电极反应式为，氧气在正极通入，发生还原反应，电极反应：，据此解答。 【详解】A．电极是正极，电极反应式：，A正确； B．原电池中，电子从负极经导线流向正极，故电子经导线由电极a流入电极b，B错误； C．导线中每通过，需要消耗，标况下的体积是5.6L，C错误； D．氢氧燃料电池将和含有的化学能转化为电能，D错误； 故选A。 9．(24-25高一下·河南新乡·期中)有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是 图Ⅰ普通锌锰电池 图Ⅱ碱性锌锰电池 图Ⅲ铅酸蓄电池 图Ⅳ银锌纽扣电池 A．图Ⅰ和图Ⅱ所示电池的负极反应相同 B．图Ⅱ所示电池相比图Ⅰ所示电池，可储存时间短 C．图Ⅲ属于二次电池，充电时，极的质量逐渐增大 D．图Ⅳ所示电池中，正极的电极反应式为 【答案】D 【详解】A．普通锌锰电池负极反应为，碱性锌锰电池负极反应为，A错误； B．普通锌锰电池中酸会腐蚀锌筒，故碱性锌锰电池可储存时间更长，B错误； C．图Ⅲ所示铅酸蓄电池属于二次电池，负极发生反应，质量逐渐增大，充电过程与放电过程相反，质量逐渐减小，C错误； D．银锌纽扣电池中，锌为负极，为正极，正极得到电子生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为，D正确； 故选D。 10．(24-25高一下·湖北部分高中联考·期中)碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法错误的是 A．电池工作时，作负极 B．电池工作时，向负极移动 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】D 【分析】Zn为负极，电极反应式为：，MnO2为正极，电极反应式为：，据此分析； 【详解】A．由以上分析可知Zn为负极，A正确； B．电池工作时，阴离子向负极移动，故向负极移动，B正确； C．环境温度过低，反应速率减慢，不利于电池放电，C正确； D．由上述电极反应可知每生成1molMnOOH，Mn元素由+4价降低到+3价，转移1mol电子，转移电子数目为，D错误； 故选D。 11．(24-25高一下·湖北宜昌部分示范高中联考·期中)用于驱动潜艇的氨―氧燃料电池示意图如图所示。下列有关说法错误的是   A．电极b发生还原反应 B．电池工作时，OH-向电极a迁移 C．电极a发生的电极反应式为 ：2NH3-6e-=N2+6H+ D．外电路通过2mol电子时，消耗标准状况下O2 11.2L 【答案】C 【分析】从图中可以看出，在电极a，NH3转化为N2+H2O，N元素化合价升高，则NH3失电子发生氧化反应，a为负极；电极b为正极，O2得电子发生还原反应。 【详解】A．电极b为正极，O2得电子发生还原反应，A正确； B．电池工作时，阴离子向负极移动，电极a为负极，则OH-向电极a迁移，B正确； C．电极a为负极，NH3失电子转化为N2和H2O，依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，可得出发生的电极反应式为 ：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，C错误； D．在正极b，O2得电子生成OH-，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，外电路通过2mol电子时，消耗标准状况下O2的体积为= 11.2L，D正确； 故选C。 12．(24-25高一下·北京清华大学附属中学·期中)将铜锌原电池以图示方法加以改进，其中M为阴离子交换膜，只允许阴离子和水分子通过。下列说法不正确的是 A．工作一段时间后，锌表面没有红色固体生成 B．外电路每转移，乙池溶液质量减小64g C．电池工作一段时间后，甲池溶液的总质量增加 D．将铜棒换成石墨电极，电流表指针仍可发生偏转 【答案】B 【分析】该电池为铜锌双液电池，中间为阴离子交换膜，锌为负极，铜为正极，硫酸根由乙池流向甲池； 【详解】A．锌板上发生的反应为Zn-2e-=Zn2+，不会有红色固体析出，故A正确； B．外电路每转移，根据电荷守恒，有1mol硫酸根由乙池流向甲池，且乙池中有1molCu2+变为Cu，故乙池溶液质量减小64g+96g=160g，故B错误； C．锌失电子生成锌离子进入至甲池溶液中，乙池的硫酸根离子也会进入至甲池中，故甲池中溶液质量增加，故C正确； D．将铜棒换成石墨电极，氧化还原反应没有变化，石墨为正极，仍然形成原电池，电流表指针仍可发生偏转，故D正确； 答案选B。 13．(24-25高一下·辽宁葫芦岛协作校·期中)为了处理工业废气中的，技术人员设计了一种原电池装置，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．该装置工作时，电极a上发生氧化反应 B．该装置工作时，硫酸溶液中的H+向电极b移动 C．理论上每消耗64gSO2，外电路中转移电子数为2NA D．电极a上的电极反应式为 【答案】C 【分析】以石墨为电极、稀硫酸为电解质溶液处理废气的电池，SO2被氧化生成，电极b为负极，发生电极反应：；a为正极，发生电极反应：，据此解答。 【详解】A．该装置工作时，电极a为正极，发生还原反应，A错误； B．该装置工作时，硫酸溶液中的H+向正极电极a移动，B错误； C．电极b为负极，发生电极反应：，理论上每消耗64gSO2，即消耗1mol SO2，外电路中转移电子数为2NA，C正确； D．根据分析，电极a上的电极反应式为 ，D错误； 故选C。 14．(24-25高一下·浙江浙南名校联考·期中)下图是一种微生物脱盐电池的装置，它可以通过处理有机废水(以含的溶液为例)获得电能，同时还可实现海水淡化。已知a、b电极为惰性电极，X、Y均为离子交换膜，其中阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。下列说法不正确的是 A．b极为正极 B．X、Y依次为阴离子、阳离子交换膜 C．当电路中转移1mol电子时，在b极室可以生成40g NaOH D．a极反应为，产生的向b极移动 【答案】D 【分析】根据图示可知：在a极上CH3COO-失去电子被氧化转化为CO2和H+，碳元素化合价升高，被氧化，所以a极为该原电池的负极，则b极为正极。为了实现海水的淡化，海水中的氯离子需要移向负极，即a极，则离子交换膜X为阴离子交换膜；钠离子需要移向正极，即b极，则离子交换膜Y为阳离子交换膜，然后根据问题分析解答。 【详解】A．根据上述分析可知：a极为负极，b极为正极，A正确； B．根据上述分析可知：a极为负极，b极为正极，为了实现海水的淡化，海水中的氯离子需要移向负极，即Cl-向a极，则离子交换膜X为阴离子交换膜；Na+需要移向正极b电极，则离子交换膜Y为阳离子交换膜，B正确； C．当电路中转移1 mol电子时，会有1 mol Na+进入b极室形成1 mol NaOH，其质量是40 g，C正确； D．a极为负极，CH3COO-失去电子被氧化产生CO2，同时产生H+，则结合电荷守恒可得电极反应式为，由于离子交换膜X是阴离子交换膜，所以阻碍生成的H+向正极（b极）移动，D错误； 故选D。 15．(24-25高一下·海南海口·期中)习近平总书记提出我国要在2030年实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。某科研小组用电化学方法将CO2转化为CO实现再利用，转化原理如图所示。下列说法正确的是 A．工作时，电流由M经导线流向N B．H+向N经交换膜移向M C．M上的电极反应方程式为2H2O-4e-=O2↑+4H+ D．当转化2molCO2时，外电路中转移的电子数为2NA 【答案】C 【分析】由题干装置图可知，M为H2O转化为O2，发生氧化反应，电极反应为：2H2O－4e-=O2↑+4H+，是负极，则N极为正极，发生还原反应，CO2转化为CO，电极反应为：CO2+2H++2e-=CO+H2O，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，工作时，M为负极，N为正极，故电流由N经导线流向M，A错误； B．根据图示分析，阳离子向正极移动，则H+从M极经交换膜移向N极，B错误； C．由分析可知，M上的电极反应方程式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，C正确； D．由分析可知，N极的电极反应为：CO2+2H++2e-=CO+H2O，故当转化2molCO2时，外电路中转移的电子数为4NA，D错误； 故选C。 16．(24-25高一下·湖北武汉部分级示范高中联考·期中)电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。隔膜可防止正负极直接接触，同时选择性允许离子自由通过。关于该电池，下列说法错误的是 A．隔膜允许通过，不允许通过 B．参与反应时，转移的电子数目为 C．该电池a电极上的电势比b电极上的电势低 D．生成的质量与消耗的质量比值约为2.22 【答案】B 【分析】由图可知，a电极为原电池的负极，单质钾片失去电子发生氧化反应生成钾离子，电极反应式为K-e-=K+，b电极为正极，在钾离子作用下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成超氧化钾；据以上分析解答。 【详解】A．为防止钾与氧气反应，电池所选择隔膜应允许通过，不允许通过，A正确； B．该电池正极反应为，因此1molO2参加反应时转移电子数目为NA，B错误； C．据分析a为电池负极、b为电池正极，因此a电极电势低于b电极，C正确； D．该电池正极反应为生成KO2的质量与消耗O2质量比为，D正确； 故选B。 17．(24-25高一下·广东清远第二中学等六校联考·期中)将铝片与铜片用导线连接后，插入浓硝酸的烧杯中。下列叙述正确的是 A．Al比Cu活泼，Al为负极，Cu极上析出NO2 B．Cu为负极，Al正极，Al极上析出Cu C．Cu为负极，电极反应为Cu-2e-=Cu2+ D．Al为正极，电极反应为2H++2e-=H2↑ 【答案】C 【详解】A．Al在浓硝酸中钝化，Cu为负极，Al是正极，Al极上析出NO2，故A错误； B．Al在浓硝酸中钝化，Al是正极，Cu为负极，Al极析出NO2，故B错误； C．Al在浓硝酸中钝化，Cu为负极，铜失电子生成铜离子，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，故C正确； D．Al在浓硝酸中钝化，Al是正极，正极硝酸根离子得电子生成二氧化氮，正极反应为，故D错误； 选C。 18．(24-25高一下·辽宁大连第八中学·期中)中国科学技术大学科研人员开发了一种高性能的水系锰基锌电池。该装置获得电能的同时可以制得，其工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电池放电时，正极区溶液的pH降低 B．a膜为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜 C．X溶液中的溶质只能为，Y溶液中溶质只能为KOH D．放电时，消耗1mol Zn时，正极区电解质溶液增重87g 【答案】C 【详解】左边，发生还原反应，为正极，电极反应为：，X为硫酸溶液，右边，发生氧化反应，为负极，电极反应为：，Y溶液为溶液。 A．正极，电极反应为：，减小，pH增大，A错误； B．通过a膜移向负极，通过b膜移向正极，在池中间形成，故b膜为阳离子交换膜，a膜为阴离子交换膜，B错误； C．正极区发生反应：，负极区发生反应：，中间要生成，X溶液中的溶质只能为，Y溶液中溶质只能为KOH，C正确； D．根据得失电子守恒，放电时，消耗1mol Zn时，正极区产生1mol，同时消耗4mol,有1mol移向中间池，故电解质溶液减轻9g，D错误； 故选C。 19．(24-25高一下·内蒙古乌兰察布·期中)是一种难溶于冷水和稀盐酸的白色固体。某化学兴趣小组根据反应设计的原电池的工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．该装置主要是将化学能转化为电能 B．电极为原电池的负极 C．电池工作时，电极上有白色沉淀生成 D．电池工作时，溶液中向电极区域移动 【答案】D 【详解】A．该装置为原电池装置，主要是将化学能转化为电能，A正确； B．Pb电极为原电池的负极，失电子发生氧化反应，B正确； C．电池工作时，Pb电极作负极，电极反应式为Pb-2e-+2Cl-=PbCl2，则Pb电极上有白色沉淀PbCl2生成，C正确； D．Pb电极作负极，Pt电极作正极，溶液中 H+向正极移动，即向Pt电极区域移动，D错误； 故选D。 20．(24-25高一下·山西大学附属中学·期中)双极膜技术构造出新型水系电池，模拟装置如图所示。双极膜是一种新型的离子交换复合膜，它通常由阳离子交换膜、中间层(催化层)和阴离子交换膜复合而成，在直流电场作用下，双极膜可将水离解成和。已知电极材料分别为Zn和，相应的产物为和。室温，下列说法错误的是 A．M极为Zn B．N电极的反应式为 C．膜b为阳离子交换膜，双极膜中间层中的通过膜a移向M极 D．若电路中通过2mol ，则稀硫酸溶液质量增加87g 【答案】D 【分析】电极材料分别为和，相应的产物为和。则M为Zn，作负极，电极反应为，N为MnO2，为正极，电极反应为，根据原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，膜a为阴离子交换膜，OH-通过a进入左侧，膜b为阳离子交换膜，H+通过b进入右侧，据此解答。 【详解】A．根据分析，M电极为负极，M极为Zn，A正确； B．N电极材料为MnO2，MnO2在正极得到电子生成Mn2+，电极方程式为：MnO2 +4H+ +2e- =Mn2+ +2H2O，B正确； C．根据分析，原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，膜a为阴离子交换膜，OH-通过a进入M极，膜b为阳离子交换膜，H+通过b进入N极，C正确； D．若电路中通过2 mol e-，双极膜中有2 mol H+移向硫酸溶液，同时溶解1 mol MnO2，稀硫酸溶液质量增加2mol1g/mol+1mol87g/mol=89g，D错误； 故选D。 21．(24-25高一下·福建厦门·期中)人们应用原电池原理制作了多种电池，广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，以满足不同的需要。请按要求回答下列问题： (1)新一代锂二次电池体系和全固态锂二次电池体系是化学、物理等学科的基础理论研究与应用技术的前沿。 ①二次电池的比能量高、工作温度宽。二次电池中，放电时金属锂作___________极。比能量是指消耗单位质量的电极所释放的电量，可用来衡量电池的优劣，则分别作为电极时比能量由大到小的顺序为___________。 ②一种制备的过程如图： “酸浸反应”中，作___________(填“氧化剂”或“还原剂”)。 (2)可作为燃料使用，使用和组合设计的燃料电池的结构如图所示，电池总反应为，质子()交换膜左右两侧的溶液均为等浓度的稀硫酸。 ①中官能团的名称为___________；电极c上发生的电极反应为___________。 ②电极d为___________极，电极d上发生的电极反应为___________。 【答案】(1) 负 Li>Al>Na 氧化剂 (2) 羟基 正 【详解】（1）①二次电池中，放电时金属锂失去电子，发生氧化反应，作负极；比能量是指消耗单位质量的电极所释放的电量，设金属质量均为m，相同质量的Li、Na、Al作电极时转移电子的物质的量为：、、，则Li、Na、Al分别作为电极时比能量由大到小的顺序为Li>Al>Na。 ②“酸浸反应”中，加入使Cu转化为Cu2+，则作氧化剂。 （2）①中官能团的名称为羟基；根据燃料电池装置中向正极移动可知电极c为负极，电极d为正极，结合总反应可得，负极电极反应为。 ②电极d为正极，正极氧气得电子生成水，则正极电极反应为。 22．(24-25高一下·广东部分学校联考·期中)化学电池已成为人类生产和生活的重要能量来源之一。请根据所学知识，回答下列问题： (1)铝-空气-海水电池是一种无污染、长效、稳定可靠的电源，可为海上的航标灯供电，其工作原理示意图如图1所示。该电池工作时，电子移动方向为___________(填标号)。 A．石墨→航标灯→铝 B．铝→航标灯→石墨 C．铝→海水→石墨 D．铝→航标灯→石墨→海水→铝 (2)氢氧燃料电池能量转化效率高，工作原理如图2所示。 ①负极为___________(填“M极”或“N极”)，a表示的物质为___________。 ②N极发生的电极反应为___________。 (3)某化学兴趣小组根据反应设计原电池。 ①负极材料为___________。 ②下列可作为该原电池的电解质溶液的是___________(填标号)。 A．稀硫酸B．浓硫酸C．稀硝酸D．稀盐酸 ③正极发生的电极反应为___________，电池工作10min后，溶液中转移了个电子，则电解质溶液的质量增大了___________g。 【答案】(1)B (2) N极 氧气或 (3) 铁片 AD 2.7 【详解】（1）在原电池中，电子由负极经外电路流向正极，铝-空气-海水电池中，Al为负极，石墨为正极，所以电子移动方向为铝→航标灯→石墨。选B。 （2）氢氧燃料电池中，氢气（H₂）在负极失电子，氧气（O₂）在正极得电子。图中M极通入O₂，N极通入H₂，故​​N极为负极​​。a表示的物质是​​O₂​​（氧气）。 负极（N极）氧气得电子，电极反应式为：。 （3）Fe在反应中失电子，作负极。 浓硫酸、稀硝酸有氧化性，不能生成氢气，故选AD。 正极反应式为，转移0.1NA电子（0.1mole⁻）时：溶解0.05molFe（2.8g进入溶液）；消耗0.1molH⁺（0.1g），逸出0.05molH2（0.1g）。溶液质量增加​​=2.8g（Fe进入）-0.1g（H2逸出）=​​2.7g​​。 23．(24-25高一下·北京第十三中学·期中)根据原电池原理，人们研制出了性能各异的化学电池。 (1)某原电池装置示意图如图1。 ①Zn片作___________(填“正极”或“负极”)。 ②Cu片上发生反应的电极反应式为___________。 ③说明该装置实现了化学能向电能转化的证据是___________。 ④若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和铜片洗净后称重，总质量为47g。此时产生标准状况下氢气的体积为___________L，该反应转移的电子的物质的量为___________mol。 (2)某锂-空气电池的总反应为，其工作原理示意图如图2，下列说法正确的是___________(填字母)。 a．锂片作负极                                    b．发生还原反应 c．锂离子向电池负极移动                            d．该装置实现了化学能转化为电能 【答案】(1) 负极 电流表指针偏转，Cu表面有气泡产生 4.48 0.4 (2)abd 【详解】（1）①该装置为原电池装置，金属活动性：Zn＞Cu；则Zn为负极，Cu为正极； ②Cu作正极，吸引氢离子在正极发生还原反应，； ③因为电流表指针偏转，Cu表面有气泡产生，说明装置产生电流，化学能转化为电能； ④Zn作为负极，被消耗，，则Zn减少的质量为13g，，，产生的氢气物质的量为0.2mol，体积为4.48L；转移的电子的物质的量为0.4mol； （2）该装置为燃料电池，电子流入的为正极，电子流出的为负极； a．根据分析，Li电极失去电子作为负极，发生氧化反应，a正确； b．氧气在正极发生还原反应，b正确； c．在原电池中，阳离子移动到正极，c错误； d．该装置是燃料电池，将化学能转化为电能，d正确； 故答案为：abd。 24．(24-25高一下·甘肃白银靖远县多校联考·期中)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，人们根据原电池原理可制作不同的电池以满足不同的需求，请回答下列问题： (1)下列有关电池的说法正确的是________（填标号）。 A．氢氧燃料电池属于二次电池 B．原电池的电极材料不一定是金属材料 C．电能属于二次能源 D．所有的氧化还原反应均能设计为原电池 (2)依据原电池的形成条件，现有反应，该反应________（填“能”或“不能”）设计成原电池，原因是________。 (3)溶液可用于腐蚀电路板，其反应原理为，若将其设计为原电池，则所用负极材料为________（填化学式），正极的电极反应式为________。 (4)利用微生物燃料电池原理，科学家设计了可以将航天员排出的粪便转化为无污染物质，同时得到电能的原电池，其原理如图所示（图中膜为质子交换膜，只允许通过）。 ①a电极为________（填“正”或“负”）极。 ②b电极上的电极反应式为________。 【答案】(1)BC (2) 不能 该反应不是氧化还原反应 (3) Cu (4) 负 【详解】（1）A．氢氧燃料电池放电后，不能通过充电的方式使 其复原，不属于二次电池，故A错误； B．原电池的电极材料不一定是金属材料，也可以是石墨等，故B正确； C．二次能源是由一次能源经过加工或转化得到的能源，电能通常由其它能源(如煤炭等一次能源)转化而来，属于二次能源，故C正确； D．不是所有的氧化还原反应均能设计为原电池，必须是自发进行的氧化还原反应，故D错误； 故选BC； （2）自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池，则反应，不能设计成原电池，原因是：该反应不是氧化还原反应； （3）该反应的离子方程式为 Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，铜失去电子，若将该反应设计为原电池，则所用负极材料为Cu，正极上发生还原反应，则正极反应式为； （4）①结合图示可知，氧气在b电极得到电子，则b电极为正极，a电极为负极； ②b电极上氧气得到电子，电解质为酸性环境，则b电极上的电极反应式为。 25．(24-25高一下·天津河北区·期中)人们常常利用化学反应中的能量变化为人类服务。 (1)下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是___________。 A．Fe+2FeCl3=3FeCl2 B．SO3+H2O=H2SO4 C．CH4+2O2CO2+2H2O D．Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4+2H2O (2)下图是某兴趣小组设计的原电池示意图： ①请写出该电池的负极反应式___________。 ②将稀换成溶液，电极质量增加的是___________(填“锌极”或“铜极”，下同)，溶液中移向___________。 (3)航天技术上使用的氢一氧燃料电池原理可以简单看作下图“氢一氧燃料电池的装置图”。则： ①a极为电池的___________ (填“正极”或“负极”)。 ②溶液中OH⁻移向___________电极(填“a”或“b”)。 ③b电极附近pH___________ (填增大、减小或不变)。 ④如把a侧通入H2，写出该侧的电极反应式___________。 【答案】(1)AC (2) Zn－2e－=Zn2＋ 铜极 锌极 (3) 负极 a 增大 【详解】（1）能设计成原电池的反应通常是放热反应，且必须是能自发进行的氧化还原反应； A．Fe+2FeCl3=3FeCl2是自发进行的氧化还原反应，能设计成原电池，A正确； B．SO3+H2O=H2SO4不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，B错误； C．CH4+2O2CO2+2H2O是放热反应且能自发的进行氧化还原反应，所以能设计成原电池，C正确； D．Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4+2H2O不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，D错误； 故选AC； （2）①在该原电池中，Zn比Cu活泼，故Zn作负极，Cu作正极，负极反应为Zn－2e－=Zn2＋，正极反应为2H＋＋2e－=H2↑； ②将稀H2SO4换成CuSO4溶液，正极铜电极上析出铜，质量增加的是铜极；在溶液中向负极锌极移动； （3）①电子从a极流出，则a极为电池的负极； ②原电池中阴离子向负极移动，则溶液中OH-移向a电极。 ③b电极是正极，氧气得到电子转化为氢氧根离子，电极反应：，所以附近pH增大； ④如把a侧通入H2，a为负极失电子，电极反应式。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型04 原电池的工作原理与相关判断 1．(24-25高一下·辽宁抚顺六校协作体·期中)下列关于如图所示装置的叙述错误的是 A．电子由铜经导线向锌移动 B．铜表面有气泡产生 C．锌表面发生氧化反应 D．稀硫酸中的向铜所在的区域移动 2．(24-25高一下·广东清远六校联考·期中)某实验兴趣小组用如图所示装置做完实验后，在读书卡片上记下了如下6条记录，其中实验记录合理的是 ①Zn为正极，Cu为负极         ②向负极移动 ③电子流动方向为Zn→稀硫酸→Cu     ④Cu极有产生 ⑤若有1mol电子流过导线，则产生     ⑥正极的电极反应式： A．①②③ B．③④⑤ C．④ D．③④⑤⑥ 3．(24-25高一下·北京丰台区·期中)利用反应设计一个原电池，下列装置示意图正确的是 A．   B．   C．   D．   4．(24-25高一下·湖北“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟”·期中)Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的储备电池。下列叙述错误的是 A．该装置可用于海上应急照明 B．b电极为该电池的负极 C．正极反应为 D．电池工作时向负极迁移 5．(24-25高一下·北京师范大学附属中学·期中)检测CO的某气敏传感器的工作原理如图所示。下列说法中，不正确的是 A．工作过程中化学能转化为电能 B．电极I上发生反应： C．工作一段时间后溶液的pH几乎不变 D．电极II上发生反应： 6．(24-25高一下·天津·期中)纯电动车采用了一种高效耐用的新型可充电电池，该电池以和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液，电池总反应为。下列说法正确的是 A．电池工作时向正极迁移 B．正极反应式为 C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D．每转移3mol电子，负极有97.5g锌被氧化 7．(24-25高一下·云南昭通一中教研联盟·期中)小明同学设计了如图所示的原电池，利用不同的电解质溶液进行实验。下列说法正确的是 A．当以稀硫酸作为电解质溶液时，电流表指针发生了偏转，Al为负极 B．当以稀硫酸作为电解质溶液时，电池工作时溶液中移向Mg电极 C．当以NaOH溶液作为电解质溶液时，电流表指针也发生了偏转，若负极失去1mol电子，理论上负极的质量变化为12g D．当以NaOH溶液作为电解质溶液时，正极的电极反应式为： 8．(24-25高一下·广东实验中学·期中)一种氢氧燃料电池的反应装置如图所示。下列说法正确的是 A．电极的电极反应式： B．电子经导线由电极流入电极 C．导线中每通过，需要消耗的 D．该装置可将电能转化为化学能 9．(24-25高一下·河南新乡·期中)有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是 图Ⅰ普通锌锰电池 图Ⅱ碱性锌锰电池 图Ⅲ铅酸蓄电池 图Ⅳ银锌纽扣电池 A．图Ⅰ和图Ⅱ所示电池的负极反应相同 B．图Ⅱ所示电池相比图Ⅰ所示电池，可储存时间短 C．图Ⅲ属于二次电池，充电时，极的质量逐渐增大 D．图Ⅳ所示电池中，正极的电极反应式为 10．(24-25高一下·湖北部分高中联考·期中)碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法错误的是 A．电池工作时，作负极 B．电池工作时，向负极移动 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 11．(24-25高一下·湖北宜昌部分示范高中联考·期中)用于驱动潜艇的氨―氧燃料电池示意图如图所示。下列有关说法错误的是   A．电极b发生还原反应 B．电池工作时，OH-向电极a迁移 C．电极a发生的电极反应式为 ：2NH3-6e-=N2+6H+ D．外电路通过2mol电子时，消耗标准状况下O2 11.2L 12．(24-25高一下·北京清华大学附属中学·期中)将铜锌原电池以图示方法加以改进，其中M为阴离子交换膜，只允许阴离子和水分子通过。下列说法不正确的是 A．工作一段时间后，锌表面没有红色固体生成 B．外电路每转移，乙池溶液质量减小64g C．电池工作一段时间后，甲池溶液的总质量增加 D．将铜棒换成石墨电极，电流表指针仍可发生偏转 13．(24-25高一下·辽宁葫芦岛协作校·期中)为了处理工业废气中的，技术人员设计了一种原电池装置，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．该装置工作时，电极a上发生氧化反应 B．该装置工作时，硫酸溶液中的H+向电极b移动 C．理论上每消耗64gSO2，外电路中转移电子数为2NA D．电极a上的电极反应式为 14．(24-25高一下·浙江浙南名校联考·期中)下图是一种微生物脱盐电池的装置，它可以通过处理有机废水(以含的溶液为例)获得电能，同时还可实现海水淡化。已知a、b电极为惰性电极，X、Y均为离子交换膜，其中阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。下列说法不正确的是 A．b极为正极 B．X、Y依次为阴离子、阳离子交换膜 C．当电路中转移1mol电子时，在b极室可以生成40g NaOH D．a极反应为，产生的向b极移动 15．(24-25高一下·海南海口·期中)习近平总书记提出我国要在2030年实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。某科研小组用电化学方法将CO2转化为CO实现再利用，转化原理如图所示。下列说法正确的是 A．工作时，电流由M经导线流向N B．H+向N经交换膜移向M C．M上的电极反应方程式为2H2O-4e-=O2↑+4H+ D．当转化2molCO2时，外电路中转移的电子数为2NA 16．(24-25高一下·湖北武汉部分级示范高中联考·期中)电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。隔膜可防止正负极直接接触，同时选择性允许离子自由通过。关于该电池，下列说法错误的是 A．隔膜允许通过，不允许通过 B．参与反应时，转移的电子数目为 C．该电池a电极上的电势比b电极上的电势低 D．生成的质量与消耗的质量比值约为2.22 17．(24-25高一下·广东清远第二中学等六校联考·期中)将铝片与铜片用导线连接后，插入浓硝酸的烧杯中。下列叙述正确的是 A．Al比Cu活泼，Al为负极，Cu极上析出NO2 B．Cu为负极，Al正极，Al极上析出Cu C．Cu为负极，电极反应为Cu-2e-=Cu2+ D．Al为正极，电极反应为2H++2e-=H2↑ 18．(24-25高一下·辽宁大连第八中学·期中)中国科学技术大学科研人员开发了一种高性能的水系锰基锌电池。该装置获得电能的同时可以制得，其工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电池放电时，正极区溶液的pH降低 B．a膜为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜 C．X溶液中的溶质只能为，Y溶液中溶质只能为KOH D．放电时，消耗1mol Zn时，正极区电解质溶液增重87g 19．(24-25高一下·内蒙古乌兰察布·期中)是一种难溶于冷水和稀盐酸的白色固体。某化学兴趣小组根据反应设计的原电池的工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．该装置主要是将化学能转化为电能 B．电极为原电池的负极 C．电池工作时，电极上有白色沉淀生成 D．电池工作时，溶液中向电极区域移动 20．(24-25高一下·山西大学附属中学·期中)双极膜技术构造出新型水系电池，模拟装置如图所示。双极膜是一种新型的离子交换复合膜，它通常由阳离子交换膜、中间层(催化层)和阴离子交换膜复合而成，在直流电场作用下，双极膜可将水离解成和。已知电极材料分别为Zn和，相应的产物为和。室温，下列说法错误的是 A．M极为Zn B．N电极的反应式为 C．膜b为阳离子交换膜，双极膜中间层中的通过膜a移向M极 D．若电路中通过2mol ，则稀硫酸溶液质量增加87g 21．(24-25高一下·福建厦门·期中)人们应用原电池原理制作了多种电池，广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，以满足不同的需要。请按要求回答下列问题： (1)新一代锂二次电池体系和全固态锂二次电池体系是化学、物理等学科的基础理论研究与应用技术的前沿。 ①二次电池的比能量高、工作温度宽。二次电池中，放电时金属锂作___________极。比能量是指消耗单位质量的电极所释放的电量，可用来衡量电池的优劣，则分别作为电极时比能量由大到小的顺序为___________。 ②一种制备的过程如图： “酸浸反应”中，作___________(填“氧化剂”或“还原剂”)。 (2)可作为燃料使用，使用和组合设计的燃料电池的结构如图所示，电池总反应为，质子()交换膜左右两侧的溶液均为等浓度的稀硫酸。 ①中官能团的名称为___________；电极c上发生的电极反应为___________。 ②电极d为___________极，电极d上发生的电极反应为___________。 22．(24-25高一下·广东部分学校联考·期中)化学电池已成为人类生产和生活的重要能量来源之一。请根据所学知识，回答下列问题： (1)铝-空气-海水电池是一种无污染、长效、稳定可靠的电源，可为海上的航标灯供电，其工作原理示意图如图1所示。该电池工作时，电子移动方向为___________(填标号)。 A．石墨→航标灯→铝 B．铝→航标灯→石墨 C．铝→海水→石墨 D．铝→航标灯→石墨→海水→铝 (2)氢氧燃料电池能量转化效率高，工作原理如图2所示。 ①负极为___________(填“M极”或“N极”)，a表示的物质为___________。 ②N极发生的电极反应为___________。 (3)某化学兴趣小组根据反应设计原电池。 ①负极材料为___________。 ②下列可作为该原电池的电解质溶液的是___________(填标号)。 A．稀硫酸B．浓硫酸C．稀硝酸D．稀盐酸 ③正极发生的电极反应为___________，电池工作10min后，溶液中转移了个电子，则电解质溶液的质量增大了___________g。 23．(24-25高一下·北京第十三中学·期中)根据原电池原理，人们研制出了性能各异的化学电池。 (1)某原电池装置示意图如图1。 ①Zn片作___________(填“正极”或“负极”)。 ②Cu片上发生反应的电极反应式为___________。 ③说明该装置实现了化学能向电能转化的证据是___________。 ④若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和铜片洗净后称重，总质量为47g。此时产生标准状况下氢气的体积为___________L，该反应转移的电子的物质的量为___________mol。 (2)某锂-空气电池的总反应为，其工作原理示意图如图2，下列说法正确的是___________(填字母)。 a．锂片作负极                                    b．发生还原反应 c．锂离子向电池负极移动                            d．该装置实现了化学能转化为电能 24．(24-25高一下·甘肃白银靖远县多校联考·期中)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，人们根据原电池原理可制作不同的电池以满足不同的需求，请回答下列问题： (1)下列有关电池的说法正确的是________（填标号）。 A．氢氧燃料电池属于二次电池 B．原电池的电极材料不一定是金属材料 C．电能属于二次能源 D．所有的氧化还原反应均能设计为原电池 (2)依据原电池的形成条件，现有反应，该反应________（填“能”或“不能”）设计成原电池，原因是________。 (3)溶液可用于腐蚀电路板，其反应原理为，若将其设计为原电池，则所用负极材料为________（填化学式），正极的电极反应式为________。 (4)利用微生物燃料电池原理，科学家设计了可以将航天员排出的粪便转化为无污染物质，同时得到电能的原电池，其原理如图所示（图中膜为质子交换膜，只允许通过）。 ①a电极为________（填“正”或“负”）极。 ②b电极上的电极反应式为________。 25．(24-25高一下·天津河北区·期中)人们常常利用化学反应中的能量变化为人类服务。 (1)下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是___________。 A．Fe+2FeCl3=3FeCl2 B．SO3+H2O=H2SO4 C．CH4+2O2CO2+2H2O D．Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4+2H2O (2)下图是某兴趣小组设计的原电池示意图： ①请写出该电池的负极反应式___________。 ②将稀换成溶液，电极质量增加的是___________(填“锌极”或“铜极”，下同)，溶液中移向___________。 (3)航天技术上使用的氢一氧燃料电池原理可以简单看作下图“氢一氧燃料电池的装置图”。则： ①a极为电池的___________ (填“正极”或“负极”)。 ②溶液中OH⁻移向___________电极(填“a”或“b”)。 ③b电极附近pH___________ (填增大、减小或不变)。 ④如把a侧通入H2，写出该侧的电极反应式___________。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型04 原电池的工作原理与相关判断 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 A C C C B D D A D D C B C D C B C C C D 21.(1)负 Li>Al>Na 氧化剂 (2)羟基 正 22.(1)B (2)N极 氧气或 (3)铁片 AD 2.7 23.(1)负极 电流表指针偏转，Cu表面有气泡产生 4.48 0.4 (2)abd 24.(1)BC (2)不能 该反应不是氧化还原反应 (3)Cu (4)负 25.(1)AC (2)Zn－2e－=Zn2＋ 铜极 锌极 (3)负极 a 增大 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $