专题四 考点2 原电池原理及其应用-【创新教程】2022-2026五年高考化学真题分类特训试卷

考点2原电池原理及其应用 1.(2026·陕晋青宁卷，13)某科研团队利用S和Cu2S的相互转 负载 化设计了如图所示电池。工作时，两极上发生反应的S和 电极a 膜 电极b Cu2S的物质的量相等。放电完成后，将一侧的电解液加热，产 LiSO LiSO 生的气体通入另一侧，可使电池重复工作。若性能显著衰减， 多孔碳 H,0 H,0 多孔碳 经简单处理可恢复。下列说法正确的是 CuSO NH·H2O(过量) A.膜为阳离子交换膜 B.当气体通人左室开始工作时，电极a为正极 C.理论上，电路中通过的e与消耗NH3·H2O的物质的量之比为1：4 D.电池总反应为Cu2++4NH3—[Cu(NH2)4]2 2.（2026·湖南卷，7)一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构 隔膜 绝缘垫圈 如图所示(LiCIO4一有机溶剂作电解质溶液，Ag2CrO4难溶于该溶 郑 剂)。下列说法错误的是 ( ) 令 A.往Ag2CrO4电极材料中添加石墨，可增强其导电性 Ag:CrO Li B.正极反应式为Ag十e一Ag C.放电时，Li从负极向正极移动 D.每消耗负极材料2.1g,理论上外电路中通过了0.3mole 3.（2025·甘肃卷，12)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 Mg 是 海水 2 海水 Mg(OH), A.将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率 B.在外电路中，电子从电极1流向电极4 C.电极3的反应为：4OH-4e—2H2O+O2个 D.理论上，每通过2mol电子，可产生1molH2 4.（2025·浙江1月卷，12)一种可充放电Li-O2电池的结构示意图 o86 02 如图所示。该电池放电时，产物为Li2O和Li2O2,随温度升高Q 多孔功能电极 製 (消耗1molO2转移的电子数)增大。下列说法不正确的是 熔融盐LiNO,、KNO) 固态电解质膜 ( 熔融盐LiNO,、KNO) A.熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率 锂电极 B.充放电时，L优先于K通过固态电解质膜 C.放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区O一转化为O D.充电时，锂电极接电源负极 5.(2025·黑吉辽蒙卷，13)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/AgC1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() 负载 进料口 出料口 b Cu20/ Cu2(OH)C】 NaCl溶液 NaTi2(PO)3/ Na Ti2(PO4) 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+C1-2eCu2(OH)3C1+H D.若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力 37 6.(2025·安徽卷，13)研究人员开发出一种锂-氢可充电电池（如图所 气体扩散电极 惰性电极 示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许L通过。下列说法正 确的是 ( ) 电 A.放电时电解质溶液质量减小 有 B.放电时电池总反应为H2十2Li一2LiH 容 质 溶液 电解质 电解质 C.充电时L移向惰性电极 LiH,PO D.充电时每转移1mol电子，c(H+)降低1mol·L1 ● ● 7.（多选)(2025·山东卷，12)全铁液流电池工作原理如图所 示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说 法正确的是 A.隔膜为阳离子交换膜 B.放电时，a极为负极 C.充电时，隔膜两侧溶液Fé2+浓度均减小 Fe/Fe2 Fe/Fe2+ D.理论上，Fe3+每减少1mol,Fe2+总量相应增加2mol 8.(2025·北京卷，14)用电解Na2S04溶液（图1）后的石墨电 泵) 隔膜 极1、2探究氢氧燃料电池，重新取Na2SO,溶液并用图2装 置按1→V顺序依次完成实验。 石墨1 电极 电极Ⅱ Na2S0 新Na2S0a 溶液 溶液 图1 图2 实验 电极I 电极Ⅱ 电压/V 关系 i 石墨1 石墨2 e i 石墨1 新石墨 6 a>d>c>6>0 球 新石墨 石墨2 iv 石墨1 石墨2 d 下列分析不正确的是 A.a>0,说明实验i中形成原电池，反应为2H2十O2一2H2O B.b<d,是因为i中电极Ⅱ上缺少H2作为还原剂 C.c>0,说明i中电极I上有O,发生反应 D.d>c,是因为电极I上吸附H2的量：iV>m 9.(2024·全国甲卷，12)科学家使用6-MnO2研制了一种MnO2-Zn可充 电电池（如图所示）。电池工作一段时间后，MO2电极上检测到 MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是 ( A.充电时，Zn+向阳极方向迁移 龟碳 ZnS04水溶液 B.充电时，会发生反应Zn+2MnO2一ZnMn2O C.放电时，正极反应有MnO2+H,O+e-MnOOH+OH D.放电时，Zn电极质量减少0.65g,MnO2电极生成了0.020 mol MnOOH 10.(2024·河北卷，14)我国科技工作者设计了如图所示的可 充电Mg-CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加 C02 多孔 入1,3-丙二胺(PDA)以捕获CO2,使放电时CO2还原产物 Mg Mg(TFSD)2 隔 Mg(TFSD2 碳纳 为MgC,O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2 PDA PDA 米管 电极 能力差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，提高了电 MgC20* 38 池充放电循环性能。对上述电池放电时CO2的捕获和转化过程开展了进一步研究，电极上 CO,转化的三种可能反应路径及相对能量变化如图（表示吸附态）。 路径1 *C02下 ----路径1 e 路径2 +MgCO3 *CO 0 路23 e*CO2 *HN入入N OH *C02+*C0 Mg\ *MgCO3 路径2 *COCO 0 *C02tHW入NH2*CO+*C0 路径3 +*C0 *MgCO3 MgCO,、 *C0 Mg 0 7小 1 *C0 WHN入N OH *C03 *C0 0 e k e e **C0 反应进程 下列说法错误的是 A.PDA捕获CO,的反应为H,N人NH,十CO,一H,N人 OH H B.路径2是优先路径，速控步骤反应式为￥CO,-十H2N OH+e→*C,O2 N H,N NH C.路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同；路径2、3起始物相同但产物不同 D.三个路径速控步骤均涉及*COˉ转化，路径2、3的速控步骤均伴有PDA再生 11.(2024·新课标卷，12)一种可植入体内的微型电池工作 传感 原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制纳米v导电聚合物 纳米0导电聚合物买客 血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启 葡萄糖酸 (C6H20)、 Cu-OT 血液 动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。（血糖浓度以 0 。o 葡萄糖浓度计) OH 090o 电池工作时，下列叙述错误的是 () 葡萄糖 A.电池总反应为2C6H12O6+O2—2C6H12O2 B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(I)相互转变起催化作用 C.消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入 D.两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a 12.(2023·全国乙卷，12)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种 室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫 黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应： 8+e一→2s,2s+e一，2Na*+s+21-9 1 →Na2S 下列叙述错误的是 A.充电时Na从钠电极向硫电极迁移 ,钠电极 B.放电时外电路电子流动的方向是a→b C.放电时正极反应为：2Na+君S,十2e一NaS, 83g 电解质 硫电极 D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能 39 13.(2023·新课标卷，10)一种以V,O和Zn为电极 放电块身 Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池，其示意图如图所示。 d充电9 放电时，Zn+可插入V2O层间形成ZnV2O·nH2O。下列 V20 Zn,V20s'nH2O Zn电极 V20,电极 说法错误的是 A.放电时V2O为正极 Zn(CF,S0)2水溶液 B.放电时Zn2+由负极向正极迁移 C.充电总反应：xZn+V2O5十nH2O一ZnzV2O·nH2O D.充电阳极反应：Zn,V2O,·nH2O-2xe一xZn2++V2O,十nH2O 14.(多选)(2023·山东卷，11)利用热再生氨电池可实现CuS04电 NH 镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同 的CuSO,电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下 Cu Cu 列说法正确的是 () 低温 A.甲室Cu电极为正极 溶液 热解 B.隔膜为阳离子膜 隔膜 C.电池总反应为：Cu2++4NH3—[Cu(NH)4]+ D.NH?扩散到乙室将对电池电动势产生影响 15.(2022·全国甲卷，10)一种水性电解液Zn一MnO2离子选择双隔膜 MnO,电极离子选择隔膜Zn电极 电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)?存在)。电池放电 时，下列叙述错误的是 ( A,Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移 B.I区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移 0,溶液 K0,溶液 KOH溶 C.MnO2电极反应：MnO2+4H++2e-Mn2++2H2O D.电池总反应：Zn+4OH+MnO2+4H—Zn(OH)+Mn2++2H2O 16.（2022·全国乙卷，12)Li一O2电池比能量高，在汽车、航天等领 域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电 Li一O2电池（如图所示），光照时，光催化电极产生电子(e)和空 Li 穴(h+),驱动阴极反应(Li计+e—Li)和阳极反应(Li,O2+2h 放 充电 —2L计十O,个)对电池进行充电。下列叙述错误的是() 的 Li计 Li,O, 化电极 A.充电时，电池的总反应Li2O2一2Li+O2个 电解质 电解质 B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C.放电时，L从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D.放电时，正极发生反应O2+2Li计+2e一Li2O2 考点3电解池原理及其应用 1.(2026·河北卷，7)我国科研工作者研发了一种高效双功能电催化剂，可实现硝酸盐与葡萄糖 的同时转化，其原理如图所示： M电源二Y 0 NH ●0 Cu Ni C6H120 ●fe 膜 K0H+C6H1206 KOH+KNO3 40(6)a.由反应历程可知，该反应为吸热反应，升温，反应正 向进行，提高了平衡转化率反应速率也加快，符合题意； b.由化学方程式可知，该反应为正向体积增大的反应， 加压，反应逆向进行，降低了平衡转化率，b不符合 题意。 C.加入催化剂，平衡不移动，不能提高平衡转化率，c不 符合题意。 答案：(1)128 (2)33 (3)610 a (4)o1-a (5)在反应过程中，断裂和形成的化学键相同 (6)a 12.解析：(1)已知： ①2H2S(g)+3O2(g)—2SO2(g)+2H2O(g)△H1= -1 036 kJ/mol ②4H2S(g)+2S02(g)=3S2(g)+4H2O(g)△H2= 94 kJ/mol ③2H2(g)+O2(g)-2H2O(g)△H3=-484kJ/mol 根据盖斯定律（四十②）×号-®即得到2HS(g) S(g+2H,(g)的△H=(-1036+94)k/mol×号+ 484kJ/mol=170kJ/mol;(2)根据盖斯定律（①+②） ×可得2H,S(g)+0,(g)一S,(g)+2H,0(g)△H =(-1036+94)k/molX3=-314kJ/mol,因此， 劳斯工艺的总反应是放热反应；根据硫化氢分解的化 学方程式可知，高温热分解方法在生成单质硫的同时 还有氢气生成。因此，高温热分解方法的优，点是：可以 获得氢气作燃料；但由于高温分解H2S会消耗大量能 量，所以其缺点是耗能高；（3)假设在该条件下，硫化氢 和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和4mol,根据 三段式可知： 2H2S(g)-S2(g)+2H2(g) 始/mol 0 0 变/mol 0.5x x 平/mo 1一x 0.5x 2 平衡时HS和H2的分压相等，则二者的物质的量相等， 即1-x=x,解得x=0.5,所以H,S的平衡转化率为0,5× 100%=50%,所以平衡常数K,=S:)Xp(H) (H2 S) 9器×100kPa×(号×10kPa 5.25 ≈4.76kPa; 0.5×100kPa)2 （5.25 (4)①由于正反应是体积增大的可逆反应，n(H2S):n(Ar) 越小，H2S的分压越小，相当于降低压强，平衡向正反 应方向移动，因此H2S平衡转化率越高；②n(H2S): n(Ar)越小，H2S平衡转化率越高，所以n(H2S): n(Ar)=1:9对应的曲线是d;根据图像可知n(H2S): n(Ar)=1:9反应进行到0.1s时H2S转化率为0.24。 假设在该条件下，硫化氢和氩的起始投料的物质的量 分别为1mol和9mol,则根据三段式可知 2H2S(g)=S2(g)+2H2(g) 始/mol 7 0 0 变/mol 0.24 0.12 0.24 平/mol 0.76 0.12 0.24 0.76 此时H,S的压强为0.76+0,12十0.24+9X100kPa≈ 7.51kPa,H2S的起始压强为10kPa,所以H2S分压的 平均变化率为10kPa-7.51kPa=24.9kPa·g1. 0.1s 答案：(1)170(2)副产物氢气可作燃料耗能高 (3)50%4.76 (4)①越高n(HS):n(Ar)越小，HS的分压越小，平衡 向正反应方向进行，H2S平衡转化率越高②d24.9 义 [考点2] 1.DA.反应后左室消耗Cu2+,剩余多余的SO;右室生 成带正电的[Cu(NH3)4]+,正电荷多余。需要SO (阴离子)从左室迁移到右室平衡电荷，因此膜为阴离子 交换膜；若为阳离子交换膜，[Cu(NH3)4]2+向左侧移 动，无法实现该电池的功能，A错误；B.放电完成后，电 极a的S完全转化Cu2S,电极b的Cu2S完全转化为S; 加热右室电解液，[Cu(NH)4]+分解放出NH,将 NH3通入左室后重新开始工作时，电极a现在为Cu2S, 发生失电子的氧化反应，为负极，B错误；C,根据负极反 应，转移4mole时，消耗8 mol NH3·H2O,因此电路 中通过的e与消耗NH3·H2O的物质的量之比为4： 8=1:2,不是1：4，C错误：D.将正负极反应相加，消去 两边均有的S、Cu2S和电子，得到总反应：2Cu2++8NH —2[Cu(NH3)4]+,化简得Cu2++4NH2[Cu (NH3)4]+,D正确。 2.BA.石墨具有良好的导电性，添加到Ag2CO4电极材 料中可增强电极的导电性，A正确；B.题千明确 Ag2CrO,难溶于有机溶剂，无法电离出自由移动的 Ag,正极反应物是固体Ag2CrO4,正极反应应为 Ag2CrO,十2e—2Ag十CrO,B错误；C.原电池放电 时，阳离子向正极移动，因此L计从负极向正极移动，C 正确；D.负极反应为Li一e一Li,2.1gLi的物质的 量为721g=0.3m0l,理论上外电路中通过0.3m0le,D 7 g/mol 正确。 3.D由图可知，左侧为原电池，右侧为电解池，电极1为 负极，发生氧化反应，电极反应式为：Mg一2e十2OH 一Mg(OH)2,电极2为正极发生还原反应，电极反应 式为：2H2O十2e一H2个+2OH,右侧为电解池，电 极3为阳极，产生氧气，电极4为阴极，产生氢气。 A.催化剂生长在泡沫镍电极上可加快电解速率，提高催 化效率，A正确；B.根据分析，电极1是负极，电极4为 阴极，电子从电极1流向电极4，B正确；C.由分析可知， 电极3为阳极，发生氧化反应，生成氧气，电极3的反应 为：4OH一4e一2H2O+O2个，C正确；D.根据分析 可知，电极2和电极4均产生氢气，理论上，每通过2mol 电子，可产生2molH2,D错误。 4.CLi-O2电池放电时，锂电极为负极，发生反应：Li一e 一L,多孔功能电极为正极，低温时发生反应：O2十 2e—O,随温度升高Q增大，正极区O号转化为 O2;充电时，锂电极为阴极，得到电子，多孔功能电极为 阳极，O2或0失去电子。 A.由分析可知，电池总反应方程式为：0，十2Li充电 放电 Li,0,或0，十4Li放电2L,0,充放电时有Li计参与或生 充电 成，因此熔融盐中LNO3的物质的量分数影响充放电速 率，A正确：B.Li比K+的半径小，因此优先于K 通过固态电解质膜，B正确；C放电时，正极得到电子， O号中氧为一1价，O2中氧为一2价，因此随温度升高 Q增大，正极区O2转化为O,C错误；D.充电时，锂 电极为阴极，连接电源负极，D正确。 5.D放电过程中a、b极均增重，这说明a电极是负极，电 极反应式为Cu2O+2H2O十Cl一2e= =Cu2(OH)CI 十H,b电极是正极，电极反应式为NaTi2(PO4)3十2e 十2Na一Naa Ti2(PO4)3,据此解答。A.放电时b电 极是正极，阳离子向正极移动，所以Na+向b极迁移，A 正确；B.负极消耗氯离子，正极消耗钠离子，所以该电池 可用于海水脱盐，B正确；C.a电极是负极，电极反应式 为Cu2O+2H2O+C1-2e= -Cuz (OH)CI+H,C 正确；D.若以Ag/AgCl电极代替a极，此时Ag失去电 子，结合氣离子生成氯化银，所以电池不会失去储氯能 力，D错误。 6.C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 0 LiH,PO,解离为Li和H,PO,则充电时，惰性电极为 阴极，电极的反应为：Li十e 一Li,阳极为气体扩散 电极，电极反应：H2一2e+2H2PO4—2HPO4,放电 时，惰性电极为负极，电极反应为：Li一e—Li计，气体 扩散电极为正极，电极反应为2H3PO,十2eˉ 2H2PO+H2个，据此解答。 A.放电时，L十会通过固体电解质进入电解质溶液，同时 正极会生成H2进入储氢容器，当转移2mol电子时，电 解质溶液质量增加7g/mol×2mol-1mol×2g/mol= 12g,即电解质溶液质量会增大，A错误；B.放电时，由分 析中的正、负电极反应可知，总反应为2Li十2H,PO 一H2个+2LiH2PO4,B错误；C.充电时，Li向阴极移 动，则L向惰性电极移动，C正确；D.充电时每转移 1mol电子，会有1molH+与H2PO结合生成HPO4, 但不知道电解液体积，无法计算c(H)降低了多少，D 错误。 7.BC全铁液流电池原理为2Fe3+十Fe一3Fe2+,a极发 生Fe一2e—Fe2+,为负载铁的石墨电极做负极，b极 发生Fe3+十e一Fe+,发生还原反应，b为石墨电极， 做正极，依次解题。 A.两极通过阴离子平衡电荷，隔膜允许阴离子通过，为 阴离子交换膜，A错误；B.根据分析，放电时，a极为负 极，b极为正极，B正确；C.充电时，a接电源负极，为阴 极，电极反应式为Fe+十2e一Fe,b接电源正极，为 阳极，发生的电极反应式为：Fe2+一e一Fe3+,两极的 Fe2+均减少，C正确；D.根据总反应方程式2Fe3+十Fe —3Fe2+可知，Fe3+减少1mol,Fe2+增加1.5mol,D 错误。 8.D按照图1电解Na2SO,溶液，石墨1为阳极，发生反 应2H20-4e—02个+4H叶，石墨1中会吸附少量氧 气；石墨2为阴极，发生反应2H2O十2e一H2个十 2OH,石墨2中会吸附少量氢气；图2中电极I为正 极，氧气发生还原反应，电极Ⅱ为负极，氢气发生氧化 反应。 A.由分析可知，石墨1中会吸附少量氧气，石墨2中会 吸附少量氢气，实验1会形成原电池，a>0,反应为2H2 十O2—2H2O,A正确；B.因为川中电极Ⅱ为新石墨， 不含有H2,缺少H2作为还原剂，故导致b<d,B正确； C.图2中，电极I发生还原反应，实验川中新石墨可能 含有空气中的少量氧气，c>0,说明m中电极I上有O2 发生反应，C正确；D.d>c,实验m与实验V中电极I不 同，d>c,是因为电极I上吸附O2的量：V>,D 错误。 9.CZn具有比较强的还原性，MO2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 MnO2电极为正极，Zn电极为负极，则充电时MnO2电 极为阳极、Zn电极为阴极。A.充电时该装置为电解池， 电解池中阳离子向阴极迁移，即Z2+向阴极方向迁移， A不正确；B.放电时，负极的电极反应为Zn一2e Zn2+,则充电时阴极反应为Zn2+十2e—Zn,即充电时 Zn元素化合价应降低，而选项中Zn元素化合价升高，B 不正确；C.放电时MnO2电极为正极，正极上检测到 MnOOH和少量ZnMn2O,则正极上主要发生的电极反 应是MnO2+H2O+e—MnOOH+OH,C正确：D. 放电时，Zn电极质量减少0.65g(物质的量为0.010mol), 电路中转移0.020mol电子，由正极的主要反应MnO2十 H,O+e-一MnOOH+OH可知，若正极上只有 MnOOH生成，则生成MnOOH的物质的量为0.020mol,但 是正极上还有Znn2O4生成，因此，MnOOH的物质的量小 于0.020mol,D不正确。 10.D根据题给反应路径图可知，PDA(1,3丙二胺)捕获CO 的产物为 0 入 N OH,因此PDA捕获CO2的反应为 171 HN NH+cO,HN个人 OH A H 正确：由反应进程中的能量变化可知，路径2的最大能垒最 小，因此与路径1和路径3相比，路径2是优先路径，且路 径2的最大能垒存在于COˉ→￥CO的步骤，根据反 应路径2图示可知，该步聚有HN个人、 NOH参与 H 反应，因此速控步骤反应式为*CO2十 0 NOH+e→C2O+ NH2,B正确；根据反应路径图可知，路径 1、3的中间产物不同，经历了不同的反应步骤，但产物 均为*MgCO,而路径2、3的起始物均为￥ 0 H2N 人人N个OH,产物分别为*MgC,O,和* H MgCO3,C正确；根据反应路径与相对能量的图像可知， 三个路径的速控步骤中CO2都参与了反应，且由B 项分析可知，路径2的速控步骤伴有PDA再生，但路径 3的速控步骤为CO,-得电子转化为CO和 *CO,没有PDA的生成，D错误。 11.C由题图知，O2在a电极上得电子生成OH,a电极 为电池正极，Cu2O在b电极上失电子转化成CuO,b电 极为电池负极，在负极区，葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖 酸，CuO被还原为Cu2O,则电池总反应为葡萄糖被O 氧化为葡萄糖酸，A正确；Cu2O在b电极上失电子转 化成CuO,CuO氧化葡萄糖时被还原生成Cu2O,它们 的相互转变起催化作用，B正确；根据反应2CH12O。十 O2一2C6H12O,可知，1molC6H12O6参加反应时转 移2mol电子，18mgC6HzO6的物质的量为0.1mmol, 则消耗18mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2mmol电 子流入，C错误；原电池中阳离子从负极移向正极，故 Na迁移方向为b→a,D正确。 12.A化学电源。 电池分析 放电时，作负极，Na一e—Na 充电时，作阴极，Na十e一Na 4 ,钠电极 a- 一电解质 硫电极 放电时，作正极，2Na+专s+2e一NaS, 充电时，作阳极，Na,S,-2e一2Na++S 充电时，阳离子Na应向阴极钠电极迁移，A错误；放 电时，Na失去的电子经外电路流向正极，即电子流向是 a→b,B正确；将题给硫电极发生的反应依次标号为① ②③，由平×①+平×②+③可得正极总反应，C正 确；炭化纤维素纸具有良好的导电性，D正确。 13.C由题中信息可知，该电池中Zn为负极、V2O为正 极，电池的总反应为xZn十V2O十nH2O一ZnV2O· nH2O。A.由题中信息可知，放电时，Zn2+可插入V2O 层间形成ZnzV2O5·nH20,V2O5发生了还原反应，则 放电时V,O为正极，A说法正确；B.Zn为负极，放电 时Zn失去电子变为Zn2+,阳离子向正极迁移，则放电 时Zn+由负极向正极迁移，B说法正确；C.电池在放电 时的总反应为xZn+V2O,+nH2O一ZnzV2O5· nH2O,则其在充电时的总反应为ZnV2O·nH2O xZn+V2O十nH2O,C说法不正确；D.充电阳极上 ZnV2O5·nH2O被氧化为V2O,则阳极的电极反应 为Zn.V20。·nH,0-2xe一xZn2++V2O+ nH2O,D说法正确；综上所述，本题选C。 14.CD电化学装置的分析。据图可知，甲室流出液经低温 热解得到CuSO,和NH,则甲室中生成了[Cu(NH3)4] SO4,发生的反应为Cu-2e+4NH3一[Cu(NH)4]2 甲室Cu电极为负极，A错误；乙室Cu电极为正极，发生反 应：Cu+十2e—Cu,消耗Cu2+,为维持电解质溶液呈电 中性，SO2透过隔膜进入甲室，则隔膜为阴离子膜，B 错误；根据正、负极反应，可知电池总反应为C2++十 4NH一[Cu(NH3)4]+,C正确；NH能与Cu+反 应生成[Cu(NH3)4]+,因此若NH3扩散到乙室，则乙 室Cu+浓度减小，对电池电动势有影响，D正确。 15.AA.根据分析，Ⅱ区的K只能向I区移动，A错误； B.根据分析，I区的SO向Ⅱ区移动，B正确；C MnO2电极的电极反应式为MnO2十2e+4H Mn2+十2H2O,C正确；D.电池的总反应为Zn十4OH +MnO2十4H—Zn(OH)+Mn2++2HO,D正确；故 答案选A。 16.CA.光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极 反应和阳极反应对电池进行充电，结合阴极反应和阳 极反应，充电时电池的总反应为Li2O2 =2Li+02↑， A正确；B.充电时，光照光催化电极产生电子和空穴， 阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效 率与光照产生的电子和空穴量有关，B正确；C.放电 时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li计从负极 穿过离子交换膜向正极迁移，C错误；D.放电时总反应 为2Li+O2=Li2O2,正极反应为O2+2Li+2e 一Li2O2,D正确；答案选C。 [考点3] 1.B由电极Ⅱ反应式可知NO,得电子转变为NH3的同 时生成OH,故电极Ⅱ附近c(OH)增大，B错误；由电 极I反应式可得关系式：6eC6HO,则电路中每通 过3mol电子时，理论上生成0.5 mol CaHaO,C 正确。 2.DA.铂电极是阴极，H在阴极得电子生成H2:2H 十2e一H2个，A正确；B.工作时，电极a1为阴极，电 极反应：AgCl十e一Ag十CI,a、…an-1等奇数电极 为正极，电极反应：AgCl十e一Ag+Cl,均是AgCl 转化为Ag,质量减小，B正确；C.在装置运行过程中：左 侧高浓度盐酸中，C被消耗，同时H通过质子交换膜 迁移到右侧，最终，左侧盐酸浓度降低，右侧盐酸浓度升 高；且a1、a、…,a-1电极质量减小，a2、a4、…、an电极质 量增加。若定期将直接相连的Ag/AgC1电极互换，并恢 复两侧盐酸浓度，可使装置恢复到初始状态，再次运行， C正确；D.将盐酸换为NaCl溶液、使用阳离子交换膜 时，阳极反应：2C1厂一2e—Cl2个；阴极反应2H2O十 2e一H2个十2OH,Na会通过阳离子交换膜向阴极 移动，在铂电极附近生成NaOH。但中间的装置中， Ag/AgCl电极发生反应：Ag-e十CI一AgCl和 AgCl十e=Ag十Cl,不会生成NaOH,D错误。 3.DA.左侧通入氧气生成H2O2,且在K2SO4溶液中可 生成OH,该电极反应方程式书写正确，A正确；B.电 路中转移2ol电子时，整个体系总电子转移量为2 mol,每释放1 mol Li对应1mol电子转移(LiFePO, e一FePO4十Li),双电极可同时回收Li,理论上可 回收4 mol Li,B正确；C.右侧发生氧化反应：I被氧化 为，阳极连接电源正极，C正确；D.若I歧化转化为 I厂和IO,反应为：3I5+3H2O一8I厂+IO3+6H+, 17 该歧化反应为碘自身氧化还原，总反应中可得到的电子 数（氧化LiFePO,的总能力）不变：3molI与原本可得到 6mol电子，歧化后1 mol IO5作为氧化剂可得到6mol 电子，总氧化能力不变，理论上脱出回收的L总物质的 量不变，因此不会降低锂的理论回收产率，D错误。 4,B在该体系中，葡萄糖在右侧电极处反应生成葡萄糖 二酸钾，已知K为十1价，H为十1价，O为一2价，可知 CoHg Og K2中C的平均化合价为+1，每1molC6H12O。 转化为1molC6 HgOsK2会失去6mol电子；产物中的C 化合价升高，所以电极N为阳极发生氧化反应，电极M 为阴极发生还原反应，阴极处的溶液仅含有KOH,电极 反应式为2H2O十2e一H2个+2OH,阳极处的电极 反应式为CgH2O。+8OH-6e一(C,HOa)2-+ 6H2O;据此回答该问题。 A.由分析可知，电极M处的电极反应式为2H,O十2e 一H2个十2OH,A正确；B.由分析可知，随反应进 行，阴极处不断生成OH,同时阳极处不断消耗OH, 为维持电荷平衡，需要将阴极处生成的OH厂补充至阳 极处，P应为阴离子交换膜，B错误；C.由分析可知， 1 mol CsH12Os完全转化为1 mol Ce HaO3K2,转移的电 子数为6NA,C正确；D.C6H1O,K中C的平均化合价 为十3，与葡萄糖相比，C的平均化合价也升高，说明 C6H1O,K为不完全氧化产物，也可能是电解产物，D 正确。 5.CD该装置为电解池，双极膜将槽体分隔为a极室、b 极室，双极膜解离出H、OH,阳离子H向阴极移动、 阴离子OH厂向阳极移动；b极发生OH失电子的氧化 反应析出O2,故b为阳极、接电源正极；a为阴极，通入 O2结合迁移过来的H得电子生成H2O2,生成的H2O2 再与进料H2S在碱性体系中发生氧化还原反应，最终得 到目标产物K2SO4,阳极持续生成O2,阴极持续消耗O2 用于制备H2O2,电极反应为：阳极(b极)：4OH一4e 一2H2O+O2个；阴极(a极)制H2O2:O2+2H++2e 一H2O2;氧化H2S反应：H2S+4H2O2+2KOH一 KzSO4十6H2O。A.由分析可知，b极是阳极，电解液为 KOH碱性溶液，OH放电生成O2,电极反应4OH 4e—2H2O十O2个，A正确；B.电解池中阳离子向阴 极定向迁移，a极为阴极，双极膜解离出的H向a极移 动，OH向阳极b移动，B正确；C.设电路中转移4mol e。阳极反应4OH-4e=2H2O十O2个，转移 4mole,阳极生成1molO2;阴极反应O2+2H++2e 一H2O2,每2mole消耗1molO2,转移4mole时 阴极消耗2molO2,因此电极反应消耗与生成O2的质 量不相等，C错误；D.由氧化H2S反应H2S十4H2O2十 2KOH=K2SO,十6H2O、a极电极反应O2十2H十 2e=H2O2可得关系式K2SO44H2O2~4O2,因此 生成1molK2SO,时，a极上消耗4molO2,D错误。 6.D由图可知，左侧为阴极，电极反应为O2十4e十2H2O =4OH厂，右侧为阳极，电极反应为[Fe(CN)。]-一e [Fe(CN)。]3-,在膜I和膜Ⅱ间加入海水，钠离子透过膜I进入 阴极区得到氢氧化钠，氯离子透过膜Ⅱ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间， 锂离子透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，在此处得到LC,则膜 I为阳离子交换膜，膜Ⅱ为阴离子交换膜，膜Ⅲ为阳离子交 换膜，据此解答。 A.由分析可知，膜Ⅱ为阴离子交换膜，A错误；B.a电极的反 应为O2十4e+2H2O=4OH,pH变大，B错误；C.由分 析可知，电极b的反应为[Fe(CN)。]-一e [Fe(CN)s]3,C错误；D.每脱除58.5 g NaCl,转移电子数为 1mol,有1 mol Li和1 mol Cl分别透过离子交换膜Ⅲ、膜 ,可得到1 mol LiCl,D正确。 7.BLi,CoO2电极上发生的反应为Li,CoO2+(1一x)e 十(1一x)Li计一LiCoO2,A错误；由电极反应式可知， 产生标准状况下5.6L(即0.25mol)02时转移1mol电 子，理论上转化1=zmol的Li,Co0,B正确；S0为阴