题型04 原电池的工作原理与相关判断（期末真题汇编）高一化学下学期人教版

**基本信息** 汇编全国多地区高一下期末原电池专题试题，含26道选择（覆盖氢氧燃料电池、微生物电池等10余种类型）和3道填空（涉及电极反应、离子移动等），情境真实且梯度分明。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|26题|原电池工作原理、电极反应式、离子移动方向等|结合汽车尾气检测、海水淡化等科研情境，如利用原电池测定CO浓度装置分析| |填空题|3题|电极反应书写、实验设计与验证等|注重综合应用，如NO₂-O₂燃料电池电极反应推导及电子转移计算|

题型04 原电池的工作原理与相关判断 1．(24-25高一下·湖北十堰·期末)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的电极反应式为 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 2．(24-25高一下·江西金太阳联考·期末)利用微生物电池处理废水是一种较为先进的净水方法。一种利用微生物原电池装置处理硝酸盐废水的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．该装置工作时，H+向电极N移动 B．该装置工作时，外电路电子由电极N经导线流向电极M C．该装置工作时，在负极被还原 D．温度越高，该装置工作效率越高 3．(24-25高一下·河北保定定州中学·期末)“零碳排放”氢能汽车将正式开启绿色出行，某氢氧燃料电池工作示意图如下。下列说法正确的是 A．左侧电极a是负极，发生还原反应 B．工作时电子从电极a经过驱动汽车流向电极b，再经过KOH溶液回到电极a C．左侧离子交换膜为阴离子交换膜 D．中间室：溶液的pH不变 4．(24-25高一下·浙江湖州·期末)某电化学气敏传感器的工作原理如右图所示(a、b电极均为铂电极)。下列说法不正确的是 A．a极为电池负极，发生氧化反应 B．溶液中Na+主要往b电极迁移 C．a电极上发生的反应为：2NH3+6e-+6OH-=N2+6H2O D．该传感器开始工作时b电极周围溶液pH增大 5．(24-25高一下·江苏宿迁沭阳县·期末)一种新型锂-空气电池的工作原理如下图所示。关于该电池的说法正确的是 A．电池工作时电能转化为化学能 B．金属锂为电池的负极 C．多孔碳电极的电极反应式为： D．图中的非水有机电解质可以换成水溶液 6．(24-25高一下·河南洛阳·)我国科学家设计了一种可同时实现 制备和海水淡化的新型电池，工作原理如图所示。c、d为离子交换膜，能够允许特定电荷的离子通过，同时阻挡其他离子或分子。 下列说法错误的是 A．电极a上发生了还原反应 B．正极区附近溶液的pH减小 C．电极 b的反应式： D．若海水用NaCl溶液模拟，Na⁺通过c向左侧迁移 7．(24-25高一下·广东惠州·期末)近年来，随着可穿戴电子产品的普及，柔性固态锌-空气电池获得了广泛关注。该电池结构和其电压与电解质溶液浓度关系图如下，金属Zn电极发生反应生成。下列说法不正确的是 A．空气电极为该电池的正极 B．Zn表面发生的电极反应为 C．一定条件下，增大KOH溶液的浓度可以增强该电池的放电效果 D．空气电极使用紧实致密的碳棒比疏松多孔的碳棒放电效果更好 8．(24-25高一下·陕西商洛·期末)我国科研人员研制出一种室温“可呼吸”的电池，以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，放电时该电池“吸入”，充电时“呼出”。该电池“吸入”时的总化学方程式为：，其工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．钠箔为负极 B．“吸入”时将化学能转化为电能 C．多壁碳纳米管上发生还原反应 D．该装置用溶液作电解质溶液，也能达到同样的效果 9．(24-25高一下·湖北荆门·期末)碱性锌锰电池的总反应为，构造示意图如图所示。下列说法错误的是 A．电池工作时，正极发生反应为 B．电池工作时，向负极移动 C．去掉隔膜可提高电池工作效率 D．该电池属于一次电池 10．(24-25高一下·甘肃天水·期末)同学们设计了如图所示实验装置。该装置工作时，下列说法正确的是 A．铁棒作正极，逐渐变细 B．电子由铜罐沿导线流向铁棒 C．铜罐内壁有气泡生成 D．若仅将醋换成无水乙醇，灵敏电流计也能检测到电流 11．(24-25高一下·黑龙江龙东联盟·期末)我国学者发明了一种新型多功能甲醛(HCHO)—硝酸盐电池(如图所示)，可同时处理废水中的和，电池总反应为。下列说法错误的是 A．电池工作过程中，通过质子交换膜向电极移动 B．电池工作过程中，电极a附近区域电解液的减小 C．电极上发生的电极反应为 D．当电极a流出电子时，生成标准状况下的体积为 12．(24-25高一下·福建部分名校·期末)电池结构如图所示，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。电池总反应为，关于该电池，下列说法错误的是 A．a电极为单质钾片 B．b电极的电极反应式为 C．隔膜允许通过，不允许通过 D．放电时，每转移，消耗 13．(24-25高一下·广东清远·期末)如图是中科院研制的双碳双离子电池，其反应机理为充电时，电解液中的运动到MCMB电极表面，同时运动到石墨电极中；放电时从MCMB电极中脱出，同时石墨电极中的回到电解液中。下列说法正确的是 A．该电池为二次电池，充电时MCMB电极与电源正极相连 B．放电时，电路中每通过1mol电子，MCMB电极质量增加39g C．放电过程中，电解质的导电能力降低 D．放电时正极反应式是 14．(24-25高一下·北京中国人民大学附属中学·期末)一种由离子交换树脂和碳纳米管构成的复合薄膜，可同时传导阴离子和电子。利用该薄膜能有效富集空气中的。如图所示，在薄膜a侧通入空气，b侧通入氢气，充分反应后在b侧得到高浓度的。 下列分析不正确的是 A．a侧电极反应为 B．从a侧经过交换树脂进入b侧 C．总反应中碳元素的化合价均未发生变化 D．理论上b侧每消耗同时生成 15．(24-25高一下·安徽合肥第一中学·期末)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 16．(24-25高一下·云南昭通第一中学教研联盟·期末)对如图有关装置的说法正确的是 A．装置Ⅰ在工作时向Pb电极移动 B．装置Ⅱ中镁比铝更活泼，所以铝为原电池的正极 C．装置Ⅲ中电子从Zn电极经过溶液流向Cu电极 D．装置Ⅳ工作时，锌筒作正极，发生氧化反应 17．(24-25高一下·河南信阳普通高中·期末)利用原电池原理合成氨，其原理如图所示。下列叙述错误的是 A．涂覆电解质的作用是传递离子和隔离空气 B．其他条件相同，增大a极接触面，能提高氧化反应速率 C．b极反应式为 D．原电池工作时，电解质涂覆层中的阳离子向a极迁移 18．(24-25高一下·贵州安顺普通高中·期末)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 19．(24-25高一下·北京房山区·期末)铅酸蓄电池是常见的可充电电池，其结构如图所示。充放电时的电池反应：。下列说法中不正确的是 A．放电时得电子，被氧化 B．负极的电极反应为： C．充电时电能转化为化学能 D．电池充电时，溶液酸性增强 20．(24-25高一下·内蒙古鄂尔多斯西四旗多校联考·期末)某同学用如图所示实验来模拟原电池实验，下列说法正确的是 A．左瓶的灯泡发光 B．右瓶的铜棒变粗 C．右瓶的铁棒为正极 D．左瓶Fe电极的电极反应式为 21．(24-25高一下·河南南阳新未来联考·期末)科学家利用如图所示的甲酸燃料电池装置可额外得到等工业原料，其中阳离子交换膜只允许阳离子通过。下列说法错误的是 A．推测物质X是硫酸 B．每消耗1mol ，可将4mol 转化为 C．电池工作时，由右室通过阳离子交换膜移向左室 D．左室电极反应式为 22．(24-25高一下·河南南阳新未来联考·期末)将A、B、C、D四种金属按如图装置进行实验，由部分实验现象判断四种金属的活动性顺序是 实验装置 部分实验现象 甲：电极A逐渐溶解 乙：电极C的质量增加 丙：电极A上产生气泡 A．D>B>A>C B．D>A>B>C C．A>B>D>C D．D>A>C>B 23．(24-25高一下·山东滨州·期末)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： 阅读下有关硫及其化合物的材料，完成下列小题。 单质硫通常以黄铁矿（主要成分）和焦炭、空气为原料制备，一定条件下充分反应可得、、（其中与的物质的量之比为）。单质硫可用于制备、、硫酸、硫酸盐以及多硫化物等。含硫化合物在原电池中有广泛应用。 已知：①稀硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成放出的热量为。 ②部分物质熔沸点见下表 物质 S 熔点/℃ 97.8 115 2050 沸点/℃ 892 444.6 2980 24．(24-25高一下·安徽合肥第六中学·期末)下列化学反应方程式表示正确的是 A．制备单质硫的反应： B．单质硫与足量氧气反应： C．稀硫酸与氨水中和的热化学反应： D．碱性硫-空气燃料电池的正极反应式为： 25．(24-25高一下·安徽合肥第六中学·期末)一种新型可充电液态钠硫电池如图所示。其放电时总反应为，充电过程与放电过程相反。下列说法错误的是 A．充电时，电极B与电源正极相连 B．当由A极向B极移动时，化学能转化电能 C．电极A在放电时的反应为 D．该电池正常工作的温度不能超过100℃ 26．(24-25高一下·福建福州马尾一中等六校·期末)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 二、填空题 27．(24-25高一下·江西宜春丰城中学·期末)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。Li-CuO二次电池的比能量高、工作温度宽。 一种制备CuO的过程如图： 写出酸浸反应不能温度过高的原因：_______，写出“混合沉淀”过程产生Cu2(OH)2CO3反应的离子方程式：_______。 (2)NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨I电极上生成可循环使用的N2O5。 ①放电时，该电池的负极是_______(填“石墨I”或“石墨II”)。其电极方程式为：_______。 ②若电路中有2mol电子转移，则理论上石墨II处需消耗标准状况下的O2为_______L。 (3)某兴趣小组对原电池进行性能改进研究，并利用改进后的原电池装置进行物质验证实验。 已知：本题中涉及的盐桥由和琼脂组成。回答下列问题： ①装置2工作时，盐桥中的向_______(填“左”或“右”)移动。 ②装置2中，当电路中转移电子，理论上石墨电极质量增加_______g。 ③在酸化的溶液中滴加适量的溶液，振荡，溶液褪色，为确认氧化产物为，可利用装置3进行实验。闭合开关K，反应一段时间后，观察到石墨极烧杯中溶液褪色。实验结束后，请设计实验证明氧化产物为：_______。 28．(24-25高一下·湖南衡阳衡南县第一中学·期末)如图所示，是原电池的装置图。请回答： (1)若溶液C为稀溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为______。 (2)若需将反应设计成如图所示的原电池装置，则A极（负极）材料为______，B极电极反应式为______。 (3)用和组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图： ①电极c是______（填“正极”或“负极”），写出正极电极反应式：______。若线路中转移2mol电子，则上述燃料电池，消耗的在标准状况下的体积为______L。 ②如果上述电池的电解质溶液换成NaOH溶液，写出负极电极反应式：______。 29．(24-25高一下·新疆喀什疏附县·期末)一种简单的原电池装置如图所示。据图回答下列问题。 (1)锌是该电池的___________(填“正”或“负”)极。Cu片上发生的电极反应为___________，能证明化学能转化为电能的实验现象为___________。 (2)理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请你利用反应Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋设计一个化学电池，并回答下列问题： ①该电池的正极材料是___________，负极材料是___________，电解质溶液是___________溶液(填化学式)。 ②在外电路中，电流方向是从___________极到___________极。(填“正”或“负”)； (3)下列反应通过原电池装置，不能实现把化学能直接转化为电能的是___________(填序号)。 a．CH4+2O2=CO2+2H2O                 b．H2+Cl2=2HCl c．NaOH+HCl=NaCl+H2O                d．C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 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·湖北十堰·期末)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的电极反应式为 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：。 【详解】A．根据分析，多孔电极b为正极，发生还原反应，A正确； B．该装置工作时，多孔电极a的电极反应式为：，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，故向多孔电极a移动，D正确； 故选B。 2．(24-25高一下·江西金太阳联考·期末)利用微生物电池处理废水是一种较为先进的净水方法。一种利用微生物原电池装置处理硝酸盐废水的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．该装置工作时，H+向电极N移动 B．该装置工作时，外电路电子由电极N经导线流向电极M C．该装置工作时，在负极被还原 D．温度越高，该装置工作效率越高 【答案】A 【分析】由图可知，该装置工作时，N电极硝酸根中氮元素化合价由+5价变成0价化合价降低，发生还原反应，N电极作正极，电极M为负极，据此分析； 【详解】A．阳离子向着正极移动，即H＋向N极，A正确； B．原电池中电子由负极经过导线流向正极，即电子由M极经导线流向N极，B错误； C．根据分析可知，在正极被还原，C错误； D．温度过高会使微生物失去活性，导致该装置工作效率下降，D错误； 故选A。 3．(24-25高一下·河北保定定州中学·期末)“零碳排放”氢能汽车将正式开启绿色出行，某氢氧燃料电池工作示意图如下。下列说法正确的是 A．左侧电极a是负极，发生还原反应 B．工作时电子从电极a经过驱动汽车流向电极b，再经过KOH溶液回到电极a C．左侧离子交换膜为阴离子交换膜 D．中间室：溶液的pH不变 【答案】C 【分析】a极通H2，氢原子失电子，发生氧化反应，为原电池负极；b极通入氧气，氧原子得电子，发生还原反应，为原电池正极，据此分析作答。 【详解】A．通H2电极为负极，失电子，发生氧化反应，A项错误； B．工作时电子从电极a经过驱动汽车流向电极b，电子不能进入KOH溶液，B项错误； C．原电池放电时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，左侧离子交换膜为阴离子交换膜，C项正确； D．原电池中间室，K+和分别向两极迁移，KOH的物质的量减小，pH变小，D项错误； 答案选C。 4．(24-25高一下·浙江湖州·期末)某电化学气敏传感器的工作原理如右图所示(a、b电极均为铂电极)。下列说法不正确的是 A．a极为电池负极，发生氧化反应 B．溶液中Na+主要往b电极迁移 C．a电极上发生的反应为：2NH3+6e-+6OH-=N2+6H2O D．该传感器开始工作时b电极周围溶液pH增大 【答案】C 【分析】由图可知，电极a上被氧化生成，则电极a为负极，发生电极反应：；电极b为正极，氧气被还原生成，发生电极反应：，据此解答。 【详解】A．由分析可知，a极为电池负极，发生氧化反应，A正确； B．由分析可知，电极a为负极，电极b为正极，原电池的电解质溶液中阳离子移向正极，则溶液中Na+主要往b电极迁移，B正确； C．由分析可知，a电极为负极，被氧化生成，可传导离子为，发生电极反应：，C错误； D．由分析可知，电极b为正极，氧气被还原生成，发生电极反应：，氢氧根浓度增大，则该传感器开始工作时b电极周围溶液pH增大，D正确； 故选C。 5．(24-25高一下·江苏宿迁沭阳县·期末)一种新型锂-空气电池的工作原理如下图所示。关于该电池的说法正确的是 A．电池工作时电能转化为化学能 B．金属锂为电池的负极 C．多孔碳电极的电极反应式为： D．图中的非水有机电解质可以换成水溶液 【答案】B 【分析】由图可知该原电池中Li作负极，电极反应为；多孔碳电极为正极，电极反应为。 【详解】A．原电池是将化学能转化为电能的装置，A错误； B．由上述分析可知Li为负极，B正确； C．多孔碳电极为正极，发生还原反应，结合电解质为碱性溶液，故电极反应为，C错误； D．Li能与水反应，故不可将非水有机电解质换成水溶液，D错误； 故答案选B。 6．(24-25高一下·河南洛阳·)我国科学家设计了一种可同时实现 制备和海水淡化的新型电池，工作原理如图所示。c、d为离子交换膜，能够允许特定电荷的离子通过，同时阻挡其他离子或分子。 下列说法错误的是 A．电极a上发生了还原反应 B．正极区附近溶液的pH减小 C．电极 b的反应式： D．若海水用NaCl溶液模拟，Na⁺通过c向左侧迁移 【答案】B 【分析】由图可知，电极a为原电池的正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑；电极b为负极，电极反应式为，原电池工作时，中间区域的氯化钠溶液中Na+经阳离子交换膜c进入正极区，Cl-经阴离子交换膜d加入负极区。 【详解】A．电极a为原电池的正极，发生还原反应，A正确； B．由正极反应可知，正极区附近溶液的H+浓度减小，pH增大，B错误； C．由上述分析可知b极发生氧化反应，电极反应式为，C正确； D．原电池中阳离子向正极定向移动，即Na+经阳离子交换膜c进入正极区，D正确； 故答案选B。 7．(24-25高一下·广东惠州·期末)近年来，随着可穿戴电子产品的普及，柔性固态锌-空气电池获得了广泛关注。该电池结构和其电压与电解质溶液浓度关系图如下，金属Zn电极发生反应生成。下列说法不正确的是 A．空气电极为该电池的正极 B．Zn表面发生的电极反应为 C．一定条件下，增大KOH溶液的浓度可以增强该电池的放电效果 D．空气电极使用紧实致密的碳棒比疏松多孔的碳棒放电效果更好 【答案】D 【分析】该原电池总反应为，金属Zn为电池负极发生，空气电极为电池正极发生，据此分析作答； 【详解】A．据分析，该原电池中Zn作负极，空气电极作正极，故A正确； B．据分析，金属锌为电池负极发生氧化反应：，故B正确； C．由图可知，在一定范围内随着KOH溶液浓度的增大，电池的电压增大，因此一定条件下，增大KOH溶液的浓度可以增强该电池的放电效果，故C正确； D．空气电极疏松多孔可以增大电极与空气的接触面积更有利于氧气得电子，因此疏松多孔的碳棒放电效果更好，故D错误； 故答案为：D。 8．(24-25高一下·陕西商洛·期末)我国科研人员研制出一种室温“可呼吸”的电池，以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，放电时该电池“吸入”，充电时“呼出”。该电池“吸入”时的总化学方程式为：，其工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．钠箔为负极 B．“吸入”时将化学能转化为电能 C．多壁碳纳米管上发生还原反应 D．该装置用溶液作电解质溶液，也能达到同样的效果 【答案】D 【详解】A．放电时为原电池，钠箔失电子，则钠箔为负极，A正确； B．“吸入”时为原电池，将化学能转化为电能，B正确； C．多壁碳纳米管上二氧化碳得电子生成碳，发生还原反应，C正确； D．钠能与水反应，该装置用溶液作电解质溶液，不能达到同样的效果，D错误； 故答案选：D。 9．(24-25高一下·湖北荆门·期末)碱性锌锰电池的总反应为，构造示意图如图所示。下列说法错误的是 A．电池工作时，正极发生反应为 B．电池工作时，向负极移动 C．去掉隔膜可提高电池工作效率 D．该电池属于一次电池 【答案】C 【分析】根据电池总反应方程式可知：Zn为负极，发生氧化反应，电极反应式为：，MnO2为正极，发生还原反应，电极反应式为：，电池工作时，阳离子向正极定向移动，阴离子向负极定向移动，据此分析； 【详解】A．根据分析可知，电池工作时，正极发生反应为，A正确； B．根据分析可知，电池工作时，向负极移动，B正确； C．根据分析可知，去掉隔膜Zn直接与碱反应，降低电池工作效率，C错误； D．该电池不可充电，属于一次电池，D正确； 故选C。 10．(24-25高一下·甘肃天水·期末)同学们设计了如图所示实验装置。该装置工作时，下列说法正确的是 A．铁棒作正极，逐渐变细 B．电子由铜罐沿导线流向铁棒 C．铜罐内壁有气泡生成 D．若仅将醋换成无水乙醇，灵敏电流计也能检测到电流 【答案】C 【分析】铁比铜活泼，铁失电子，作负极，铜为正极； 【详解】A．铁棒作负极，逐渐变细，A错误； B．铁为负极，电子由铁棒沿导线流向铜罐，B错误； C．氢离子在正极得电子生成氢气，铜为正极，铜罐内壁有气泡生成，C正确； D．无水乙醇是非电解质，不导电，不能构成原电池，灵敏电流计不能检测到电流，D错误； 故选C。 11．(24-25高一下·黑龙江龙东联盟·期末)我国学者发明了一种新型多功能甲醛(HCHO)—硝酸盐电池(如图所示)，可同时处理废水中的和，电池总反应为。下列说法错误的是 A．电池工作过程中，通过质子交换膜向电极移动 B．电池工作过程中，电极a附近区域电解液的减小 C．电极上发生的电极反应为 D．当电极a流出电子时，生成标准状况下的体积为 【答案】D 【分析】由原电池中电子移动方向可知，电极为正极，得到电子生成，电极反应式为；电极为负极，失去电子生成和，负极电极反应式为， 【详解】A．由原电池中电子移动方向可知，电极为正极，电池工作过程中，通过质子交换膜向电极移动，A正确； B．电极为负极，失去电子生成和，负极电极反应式为，被消耗，电极附近区域电解液的减小，B正确； C．电极为正极，得到电子生成，电极反应式为，C正确； D．根据电极反应式，当电极流出电子时，生成，标准状况下的体积为，D错误； 故选D。 12．(24-25高一下·福建部分名校·期末)电池结构如图所示，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。电池总反应为，关于该电池，下列说法错误的是 A．a电极为单质钾片 B．b电极的电极反应式为 C．隔膜允许通过，不允许通过 D．放电时，每转移，消耗 【答案】C 【分析】由图可知，a电极为原电池的负极，电极反应式为，b电极为原电池的正极，电极反应式为 。 【详解】A．根据分析，a电极为原电池的负极，则a电极为单质钾片，A正确； B．b电极为原电池的正极，电极反应式为 ，B正确； C．金属性强的金属钾易与氧气反应，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， C错误； D．电池总反应方程式为，每转移2mol，消耗，即消耗64g，D正确； 故选C。 13．(24-25高一下·广东清远·期末)如图是中科院研制的双碳双离子电池，其反应机理为充电时，电解液中的运动到MCMB电极表面，同时运动到石墨电极中；放电时从MCMB电极中脱出，同时石墨电极中的回到电解液中。下列说法正确的是 A．该电池为二次电池，充电时MCMB电极与电源正极相连 B．放电时，电路中每通过1mol电子，MCMB电极质量增加39g C．放电过程中，电解质的导电能力降低 D．放电时正极反应式是 【答案】D 【详解】A．MCMB电极为电池负极，充电时与电源负极相连，A错误； B．放电时从MCMB电极中脱出，质量减小，B错误； C．放电时，电解质溶液中离子浓度增多，导电能力升高，C错误； D．放电时正极反应式是，D正确。 故选D。 14．(24-25高一下·北京中国人民大学附属中学·期末)一种由离子交换树脂和碳纳米管构成的复合薄膜，可同时传导阴离子和电子。利用该薄膜能有效富集空气中的。如图所示，在薄膜a侧通入空气，b侧通入氢气，充分反应后在b侧得到高浓度的。 下列分析不正确的是 A．a侧电极反应为 B．从a侧经过交换树脂进入b侧 C．总反应中碳元素的化合价均未发生变化 D．理论上b侧每消耗同时生成 【答案】D 【分析】该装置本质上是氢氧燃料电池，a侧电极为正极，氧气被还原，电极反应式为，b侧电极为负极，氢气被氧化，电极反应式为，总反应为。 【详解】A．a侧电极氧气被还原，发生、，总反应式为，A正确； B．为阴离子，移向负极，b侧为负极，即从a侧经过交换树脂进入b侧，B正确； C．、中碳元素的化合价均为+4价，a侧电极反应式、b侧电极反应式，总反应为，碳元素的化合价均未发生变化，C正确； D．根据b侧电极反应式为可知，b侧每消耗同时生成，D错误； 故选D。 15．(24-25高一下·安徽合肥第一中学·期末)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。 【详解】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。 16．(24-25高一下·云南昭通第一中学教研联盟·期末)对如图有关装置的说法正确的是 A．装置Ⅰ在工作时向Pb电极移动 B．装置Ⅱ中镁比铝更活泼，所以铝为原电池的正极 C．装置Ⅲ中电子从Zn电极经过溶液流向Cu电极 D．装置Ⅳ工作时，锌筒作正极，发生氧化反应 【答案】A 【详解】A．装置Ⅰ中Pb为负极，阴离子向负极迁移，因此硫酸根向铅电极移动，A正确； B．装置Ⅱ中电解质溶液为NaOH溶液，Al和NaOH溶液反应生成和，则Al为原电池的负极，Mg为正极，B错误； C．装置Ⅲ中锌与硫酸铜反应产生硫酸锌和铜单质，因此负极为Zn，正极为Cu，溶液为电解质溶液，原电池工作时，电子从Zn电极经过导线流向Cu电极，不会进入溶液，C错误； D．Zn为较活泼电极，锌筒作负极，发生氧化反应，D错误； 故答案选A。 17．(24-25高一下·河南信阳普通高中·期末)利用原电池原理合成氨，其原理如图所示。下列叙述错误的是 A．涂覆电解质的作用是传递离子和隔离空气 B．其他条件相同，增大a极接触面，能提高氧化反应速率 C．b极反应式为 D．原电池工作时，电解质涂覆层中的阳离子向a极迁移 【答案】D 【详解】A．电解质涂覆层起到隔绝空气，防止电极被氧化等作用，同时可以传导离子构成闭合回路，A正确； B．a极为负极，发生氧化反应，增大接触面，吸附氢气量增多，氧化反应速率增大，B正确； C．b极发生还原反应生成氨气，反应式为，C正确； D．原电池工作时，阳离子向b极（正极）迁移，D错误； 故答案选D。 18．(24-25高一下·贵州安顺普通高中·期末)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。 【详解】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。 19．(24-25高一下·北京房山区·期末)铅酸蓄电池是常见的可充电电池，其结构如图所示。充放电时的电池反应：。下列说法中不正确的是 A．放电时得电子，被氧化 B．负极的电极反应为： C．充电时电能转化为化学能 D．电池充电时，溶液酸性增强 【答案】A 【分析】根据铅蓄电池充放电时的电池反应可得放电时电极失电子作负极生成，电极得电子作正极生成；充电时电极为阴极；电极为阳极。 【详解】A．根据分析放电时得电子，被还原，A错误； B．难溶书写极反应式时不能拆，负极的电极反应为：，B正确； C．按照能量转化方式电解池是电能转化为化学能，C正确； D．电池充电时按照题干中方程式进行会生成硫酸，故酸性增强，D正确。 故选A。 20．(24-25高一下·内蒙古鄂尔多斯西四旗多校联考·期末)某同学用如图所示实验来模拟原电池实验，下列说法正确的是 A．左瓶的灯泡发光 B．右瓶的铜棒变粗 C．右瓶的铁棒为正极 D．左瓶Fe电极的电极反应式为 【答案】B 【详解】A．左瓶电极插入苯中，苯是非电解质，不能构成原电池，灯泡不会发光，A错误； B．右瓶电极插入硫酸铜溶液中，且形成闭合回路，构成原电池，铁是负极，铜是正极，溶液中的铜离子得到电子析出铜，则铜棒变粗，B正确； C．金属性铁强于铜，因此右瓶中铁棒为负极，C错误； D．左瓶不能形成原电池，铁电极在苯中，不能发生反应，D错误； 故选B。 21．(24-25高一下·河南南阳新未来联考·期末)科学家利用如图所示的甲酸燃料电池装置可额外得到等工业原料，其中阳离子交换膜只允许阳离子通过。下列说法错误的是 A．推测物质X是硫酸 B．每消耗1mol ，可将4mol 转化为 C．电池工作时，由右室通过阳离子交换膜移向左室 D．左室电极反应式为 【答案】C 【分析】根据图示，左侧电极HCOO-失电子生成，左侧电极为负极；右侧电极为正极，Fe3+得电子生成Fe2+；阳离子交换膜只允许阳离子通过，K+由负极向正极移动。 【详解】A．要在右侧产生硫酸钾，钾离子由左侧移向右侧，需要不断补充硫酸根离子，故物质X为，故A正确； B．每消耗1mol ，转移4mol电子，根据得失电子守恒，可将4mol 转化为，故B正确； C．左侧电极为负极、右侧电极为正极，由左室通过阳离子交换膜移向右室，故C错误； D．左侧为负极，负极上HCOO-失电子生成，电极反应式为 ，故D正确； 选C。 22．(24-25高一下·河南南阳新未来联考·期末)将A、B、C、D四种金属按如图装置进行实验，由部分实验现象判断四种金属的活动性顺序是 实验装置 部分实验现象 甲：电极A逐渐溶解 乙：电极C的质量增加 丙：电极A上产生气泡 A．D>B>A>C B．D>A>B>C C．A>B>D>C D．D>A>C>B 【答案】B 【详解】根据装置甲现象，电极A逐渐溶解，A为负极，B为正极，则活动性：A>B；装置乙中，C的质量增加，说明C电极上溶液中铜离子得电子生成铜，则C为正极、B为负极，则活动性：B>C；装置丙中A极有气体产生，则氢离子在A极得电子生成氢气，A为正极、D为负极，则活动性：D>A，因此四种金属的活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C； 选B。 23．(24-25高一下·山东滨州·期末)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； 【详解】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。 阅读下有关硫及其化合物的材料，完成下列小题。 单质硫通常以黄铁矿（主要成分）和焦炭、空气为原料制备，一定条件下充分反应可得、、（其中与的物质的量之比为）。单质硫可用于制备、、硫酸、硫酸盐以及多硫化物等。含硫化合物在原电池中有广泛应用。 已知：①稀硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成放出的热量为。 ②部分物质熔沸点见下表 物质 S 熔点/℃ 97.8 115 2050 沸点/℃ 892 444.6 2980 24．(24-25高一下·安徽合肥第六中学·期末)下列化学反应方程式表示正确的是 A．制备单质硫的反应： B．单质硫与足量氧气反应： C．稀硫酸与氨水中和的热化学反应： D．碱性硫-空气燃料电池的正极反应式为： 25．(24-25高一下·安徽合肥第六中学·期末)一种新型可充电液态钠硫电池如图所示。其放电时总反应为，充电过程与放电过程相反。下列说法错误的是 A．充电时，电极B与电源正极相连 B．当由A极向B极移动时，化学能转化电能 C．电极A在放电时的反应为 D．该电池正常工作的温度不能超过100℃ 【答案】24．A 25．D 【解析】24．A．由题干可知反应的化学方程式为，故A正确； B．硫不能一步生成，应为，故B错误； C．硫酸与氨水中和生成硫酸铵和水，由于氨水是弱电解质，会吸收部分热量，所以其，故C错误； D．碱性条件下不应出现，正确应为，故D错误； 故选A。 25．根据图示可知：放电时，失电子发生氧化反应，所以A作负极，B作正极，负极反应式为、正极反应式为，充电时要逆向进行，恢复到放电前的状态负极，放电时，电解质中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动。 A．电极B为正极，充电时接电源正极，A正确； B．当由A极向B极移动时，说明A电极失去电子产生，则此时能量转换方式为化学能转化为电能，B正确； C．电极A放电时为负极，C正确； D．钠硫电池工作时，应使、为熔融状态，小于100℃时为固体，所以不能正常工作，故D错误； 故选D。 26．(24-25高一下·福建福州马尾一中等六校·期末)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。 【详解】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。 二、填空题 27．(24-25高一下·江西宜春丰城中学·期末)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。Li-CuO二次电池的比能量高、工作温度宽。 一种制备CuO的过程如图： 写出酸浸反应不能温度过高的原因：_______，写出“混合沉淀”过程产生Cu2(OH)2CO3反应的离子方程式：_______。 (2)NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨I电极上生成可循环使用的N2O5。 ①放电时，该电池的负极是_______(填“石墨I”或“石墨II”)。其电极方程式为：_______。 ②若电路中有2mol电子转移，则理论上石墨II处需消耗标准状况下的O2为_______L。 (3)某兴趣小组对原电池进行性能改进研究，并利用改进后的原电池装置进行物质验证实验。 已知：本题中涉及的盐桥由和琼脂组成。回答下列问题： ①装置2工作时，盐桥中的向_______(填“左”或“右”)移动。 ②装置2中，当电路中转移电子，理论上石墨电极质量增加_______g。 ③在酸化的溶液中滴加适量的溶液，振荡，溶液褪色，为确认氧化产物为，可利用装置3进行实验。闭合开关K，反应一段时间后，观察到石墨极烧杯中溶液褪色。实验结束后，请设计实验证明氧化产物为：_______。 【答案】(1) 温度过高H2O2会分解 2Cu2+++2NH3·H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2 (2) 石墨I NO2 +-e-=N2O5 11.2 (3) 左 3.2 取少量电极附近溶液于试管中，滴加足量盐酸，再滴加适量溶液，产生白色沉淀，则证明氧化产物有 【详解】（1）温度过高H2O2会分解；“混合沉淀”过程中，硫酸铜溶液、碳酸钠和氨水反应生成Cu2(OH)2CO3和碳酸铵，其离子方程式为2Cu2+++2NH3·H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2； （2）①放电时，NO2转化为N2O5，N元素化合价升高，失电子被氧化，则该电池的负极是石墨I，在此电极，NO2失电子产物与电解质反应生成N2O5，电极反应式为NO2-e-+=N2O5； ②石墨Ⅱ为正极，电极反应式为O2+2N2O5+4e-=4，若电路中有2mol电子转移，则理论上石墨Ⅱ处需消耗标准状况下的O2的体积为=11.2L； （3）①在原电池装置中，阴离子向负极移动，该装置左面的Zn为负极，则盐桥中的向左移动 ②在装置2中，石墨电极作为正极，发生的电极反应式为：；则可计算出当电路中转移电子时，析出的Cu的质量为：； ③检验存在的方法为：取少量电极附近溶液于试管中，滴加足量盐酸，再滴加适量溶液，产生白色沉淀，则证明氧化产物有存在。 28．(24-25高一下·湖南衡阳衡南县第一中学·期末)如图所示，是原电池的装置图。请回答： (1)若溶液C为稀溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为______。 (2)若需将反应设计成如图所示的原电池装置，则A极（负极）材料为______，B极电极反应式为______。 (3)用和组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图： ①电极c是______（填“正极”或“负极”），写出正极电极反应式：______。若线路中转移2mol电子，则上述燃料电池，消耗的在标准状况下的体积为______L。 ②如果上述电池的电解质溶液换成NaOH溶液，写出负极电极反应式：______。 【答案】(1)2H++2e-=H2↑ (2) 铜 Fe3++e-=Fe2+ (3) 负 11.2 【详解】（1）铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应，所以正极反应是氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑； （2）设计成如上图所示的原电池装置，根据方程式中物质发生的反应类型判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可，溶液C中含有Fe3+，可以选择FeCl3溶液，B极为正极，Fe3+得到电子变为Fe2+，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+； （3）①由图可知电子从c极流出，c为负极，甲醇具有还原性，在负极上发生氧化反应生成CO2，电极反应式为：，d为正极，氧气得到电子变为H2O，电极反应式为，故转移2mol电子时消耗0.5molO2，在标况下体积为11.2L； ②如果上述电池的电解质溶液换成NaOH，则负极上在碱性条件下甲醇被氧化为碳酸根离子和水，CO2与OH-发生后续反应得到碳酸根，电极反应式为。 29．(24-25高一下·新疆喀什疏附县·期末)一种简单的原电池装置如图所示。据图回答下列问题。 (1)锌是该电池的___________(填“正”或“负”)极。Cu片上发生的电极反应为___________，能证明化学能转化为电能的实验现象为___________。 (2)理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请你利用反应Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋设计一个化学电池，并回答下列问题： ①该电池的正极材料是___________，负极材料是___________，电解质溶液是___________溶液(填化学式)。 ②在外电路中，电流方向是从___________极到___________极。(填“正”或“负”)； (3)下列反应通过原电池装置，不能实现把化学能直接转化为电能的是___________(填序号)。 a．CH4+2O2=CO2+2H2O                 b．H2+Cl2=2HCl c．NaOH+HCl=NaCl+H2O                d．C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 【答案】(1) 负 2H+ +2e-=H2↑ 电流表指针发生偏转 (2) Ag Cu AgNO3 正 负 (3)c 【分析】该电池总反应是Zn+2H+=Zn2++H2↑，Zn是负极发生氧化反应Zn-2e-=Zn2+，Cu为正极发生还原反应2H++2e-=H2↑，外电路中电流由正极流向负极、电子由负极流向正极。 【详解】（1）该装置由Zn、Cu和稀H2SO4组成，Zn比Cu活泼，因此Zn会失去电子，作为负极，Zn失去电子，发生氧化反应：；Cu作为正极，H+在Cu表面得电子生成H2，发生还原反应：，电流表指针偏转，这表明化学能已转化为电能。 （2）①根据反应方程式：Cu+2Ag＋=2Ag+Cu2＋，Cu失去电子，发生氧化反应：，因此，Cu是负极，Ag+在正极得电子，发生还原反应：，正极需要一个比Cu不活泼的导体，如Ag、Pt、C等。电解质溶液需提供Ag+，故可选用AgNO3溶液。 ②在外电路中，电流方向是从正极流向负极。 （3）原电池的核心是自发的氧化还原反应。 a． ：甲烷燃烧是自发的氧化还原反应，可以设计成燃料电池； b． ：氢气与氯气反应是自发的氧化还原反应，可以设计成原电池； c． ：酸碱中和反应是非氧化还原反应，无法设计成原电池； d． ：葡萄糖氧化是自发的氧化还原反应，可以设计成生物燃料电池； 显然，只有c项是非氧化还原反应，无法将化学能直接转化为电能，故选c。 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 答案 B A C C B B D D C C 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 D C D D C A D B A B 题号 21 22 23 24 25 26 答案 C B C A D B 27．(1)温度过高H2O2会分解 2Cu2+++2NH3·H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2 (2)石墨I NO2 +-e-=N2O5 11.2 (3)左 3.2 取少量电极附近溶液于试管中，滴加足量盐酸，再滴加适量溶液，产生白色沉淀，则证明氧化产物有 28．(1)2H++2e-=H2↑ (2)铜 Fe3++e-=Fe2+ (3)负 11.2 29．(1)负 2H+ +2e-=H2↑ 电流表指针发生偏转 (2)Ag Cu AgNO3 正 负 (3)c 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 $