4.1 原电池、常见化学电源 同步练习-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

**基本信息** 围绕原电池及化学电源，通过基础原理、常见电源、新型电源到综合应用的分层设计，实现从单一知识点到综合能力的进阶巩固，适配单元复习，培养化学观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础原理|原电池工作原理（电极反应、离子移动等）|单选题为主，聚焦概念辨析与基础判断| |常见电源|传统化学电源（锌锰电池、铅蓄电池等）|对比不同电源结构与反应原理，强化应用理解| |新型电源|新型电池（铝离子电池、微生物电池等）|结合前沿情境，考查信息提取与原理迁移能力| |综合应用|跨情境问题（废水处理、能量转化等）|含填空题，综合考查分析与规范表达能力|

4.1 原电池、常见化学电源 考点1 原电池的工作原理及应用 一、单选题 1．碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．锌筒发生的电极反应为Zn-2e-=Zn2+ B．反应中每生成1molMnOOH，转移电子数为6.02×1023 C．电池工作时，MnO2发生氧化反应 D．电池工作时，OH-通过隔膜向正极移动 2．如图为两种不同的铜锌原电池，下列相关说法不正确的是 A．图a与图b的反应原理均为： B．图a中电流流向为：Cu片→导线→Zn片→溶液→Cu片 C．图b所示原电池能量利用率比图a所示原电池要高 D．若将图b中溶液换成稀硫酸，当电路中转移1mol电子时，产生22.4L氢气 3．检测CO的某气敏传感器的工作原理如图所示。下列说法中正确的是 A．电极Ⅱ是负极 B．电解质溶液中的H+向电极Ⅰ移动 C．工作一段时间后硫酸的浓度减小 D．电极Ⅰ上发生反应： 4．一种铝-空气电池工作原理如图所示。电池工作时，下列说法错误的是 A．镍电极附近溶液的pH增大 B．铝合金电极质量减小 C．电子的流动方向为a电极→电解液→b电极→负载→a电极 D．a电极上发生氧化反应，失去电子 5．某学生根据铝—空气—海水电池原理，制作了一个简易纸电池。下列说法错误的是 A．该电池加几滴水就可以激活 B．铜箔发生还原反应 C．电流从Al箔经滤纸流向铜箔 D．负极电极反应式： 6．利用原电池原理吸收制备硫酸的装置如图所示。下列有关说法正确的是 A．电极b为负极 B．电子从电极a流出，经电解质溶液流向电极b C．电极a上的电极反应式为 D．质子交换膜每通过4mol，参加反应的体积为22.4L 7．一种用于净化污水(含)和海水淡化的微生物电池如图所示。下列说法正确的是 A．每生成，海水中减少58.5 g B．处理后的含的废水pH降低 C．左室发生反应的电极反应为 D．离子交换膜a和b分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 8．一种锂-海水电池结构如图(Li为负极，N为正极，隔膜为玻璃陶瓷)，下列说法错误的是 A．海水可作为电解质溶液 B．正极反应仅为O2+2H2O+4e-=4OH- C．玻璃陶瓷可传导Li+且防止海水与Li直接反应 D．该电池属于一次电池 9．研究人员利用AgCl、Sb材料制成新型高能量密度电池，反应原理是，其放电过程示意图如下。下列说法错误的是 A．N极材料是，是电池的负极 B．溶液中的有利于增加溶液的导电性 C．正极的电极反应式为 D．当电路中有1mol 通过，理论上M极质量增加108g 10．锂-空气电池直接使用金属锂作电极，从空气中获得O2。如图是某种锂空气电池的示意图，下列说法不正确的是 A．多孔碳电极为电池的正极 B．锂电极的电极反应式为：Li-e-=Li+ C．溶液中Li+的流动方向为锂电极→碳电极 D．图中的有机电解质非水溶液可以换成水溶液 11．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是 A．正极有生成 B．电池总反应： C．微生物促进了反应中电子的转移 D．质子通过交换膜从负极移向正极 12．工厂的氨氮废水可用电化学催化氧化法加以处理，其中在电极表面的氧化过程的微观示意图如图： 下列说法，不正确的是 A．过程①②③均在负极发生 B．过程③的电极反应式为： C．过程④中有非极性键形成 D．使用该方法处理氨氮废水时，两个电极材料不可能均为铁 考点2 常见化学电源 一、单选题 1．酸性锌锰干电池的构造示意图如图。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 A．石墨电极作电池的负极，放电时石墨被氧化 B．电池工作时，向负极方向移动 C．MnO2在负极上发生还原反应 D．放电时负极反应为 2．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A．酸性锌锰干电池的负极为石墨棒 B．铅蓄电池属于二次电池 C．铅蓄电池的正极为Pb D．铅蓄电池放电时，负极质量逐渐减小 3．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A．图甲：锂电池放电时，电解质中向锂电极迁移 B．图乙：负极的电极反应式为 C．图丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．图丁：电池放电过程中，稀硫酸的浓度不变 4．碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．电池为二次电池 B．电池工作时，通过隔膜向Zn极移动 C．电池工作时，发生氧化反应 D．负极的电极反应式为： 5．酸性锌锰干电池的构造示意图如图。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 A．放电时负极反应为 B．电池工作时，向负极方向移动 C．在负极上发生还原反应 D．石墨电极作电池的负极，放电时石墨被氧化 6．锌锰电池是生活中常用的一种化学电源，酸性锌锰电池和碱性锌锰电池的构造如下图所示，下列有关说法错误的是 A．二者均属于一次电池 B．二者的正极反应式均为： C．二者分别消耗锌，都将转移电子 D．碱性锌锰电池比酸性锌锰电池工作寿命长 7．有关下列四个常用电化学装置的叙述中，不正确的是 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不相同 B．图Ⅱ所示电池相比图Ⅰ所示电池，有效期短且易漏液 C．图Ⅲ属于二次电池，可以根据电解质溶液的密度判断充放电程度 D．图Ⅳ所示电池中，正极的电极反应式为 8．碱性锌锰电池的总反应为Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnOOH，下列说法正确的是 A．负极反应为Zn - 2e⁻ = Zn2+ B．正极材料为Zn C．电解质为碱性溶液 D．正极不参与反应 9．锌银纽扣电池是生活中常见的一次电池，其构造示意图如下。下列说法不正确的是 A．作电池的负极 B．电池工作时，向正极移动 C．正极的电极反应： D．金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性 10．碱性锌锰干电池的结构示意图如下图。该电池放电时发生反应：。下列说法正确的是 A．Zn发生还原反应 B．正极发生反应 C．电池工作时向正极方向移动 D．理论上，每转移0.1mol电子，有8.8gMnOOH生成 11．碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是 A．负极的电极反应式： B．电池工作时，通过隔膜向负极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成1molMnOOH，转移电子数为 12．酸性锌锰干电池与碱性锌锰干电池的构造示意图如下图所示，碱性锌锰干电池的总反应为：Zn + 2MnO2 + H2O = 2MnO(OH) + ZnO。 关于两电池及其工作原理，下列说法中正确的是 A．碱性锌锰干电池中锌粉发生的电极反应为：Zn –2e−+ 2OH-= ZnO B．两电池中MnO2均发生氧化反应 C．每生成1 mol MnOOH，转移2 mol电子 D．用KOH替代NH4Cl，可降低对金属外壳的腐蚀 13．下面是几种常见的化学电源示意图，(相对原子质量：)。有关说法不正确的是 A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池 B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏 C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D．铅蓄电池工作过程中，每通过电子，负极质量减轻 14．化学电源在生活中应用广泛。下列说法错误的是 图Ⅰ酸性锌锰电池 图Ⅱ碱性锌锰电池 图Ⅲ铅蓄电池 图Ⅳ银锌纽扣电池 A．图Ⅰ和图Ⅱ中的负极反应式相同 B．图Ⅰ和图Ⅱ比较，酸性锌锰电池易发生自放电而导致存放时间较短 C．图Ⅲ：铅蓄电池使用过程中，两电极的质量均增加 D．图Ⅳ：溶液中向负极移动，、向正极移动 考点3 新型化学电源 一、单选题 1．近日，中国科学技术大学教授陈维课题组提出了电池化学新体系，如图所示(已知：离子选择传输仅允许某离子通过，不允许其他离子或分子通过)。 在如图所示的新型电池结构中，下列说法正确的是 A．极的电极反应式为 B．在、、、中，单位质量金属提供电子最多的是锂 C．有机电解质的作用是氢气生成反应的催化剂 D．每生成氢气(标准状况)，理论上转移电子 2．一种NO-空气燃料电池的工作原理如图所示，该电池工作时，下列说法正确的是 A．H+通过质子交换膜向左侧多孔石墨棒移动 B．负极的电极反应式为NO-3e-+2H2O=+4H+ C．若产生1molHNO3，则通入O2的体积应等于16.8L D．左侧石墨电极电势高于右侧石墨电极 3．一种微生物电池可用于净化污水和淡化海水，工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时电极a上反应为： B．放电时电极b附近溶液的pH升高 C．离子交换膜c和d分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜 D．为加快净化污水和淡化海水的速率，该电池可在高温下工作 4．以和为反应物、溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制成如图所示的新型燃料电池。下列说法错误的是 A．b电极发生氧化反应 B．a电极发生的反应为 C．A溶液中所含溶质为 D．当反应消耗时，则消耗标准状况下的体积为67.2L 5．将CO2转化为人类使用的能源有利于实现“碳达峰”，某电池利用CO2和H2获取CH4工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．该电池中电极b作负极 B．工作时，电极a产生CH4的电极反应式为CO2+8H++8e-＝CH4+2H2O C．工作时质子向电极a迁移 D．当有1mol氢气反应时，有2mol电子在b极产生经过导线流向a级，再经过溶液流回b极 6．一种高容量水系电池示意图如图所示。电池工作时，下列说法正确的是 已知：放电时，电极Ⅱ上减少。 A．溶液属于电解质 B．电极Ⅰ上发生还原反应，失去电子 C．电极Ⅱ上的电极反应式为 D．外电路中，电子的流动方向为电极Ⅰ→导线→电极Ⅱ 7．科学家研制了一种电池(如图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到和少量，下列叙述正确的是 A．放电时，阳离子向电极移动 B．放电时，电极电势较低 C．放电时，正极反应有 D．放电时，电极质量减少，则电极生成了 8．研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池。该电池分别以铝和石墨为电极，和有机阳离子构成的电解质溶液作为离子导体，其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时，铝为负极，石墨为正极 B．放电时，有机阳离子向石墨电极方向移动 C．放电时，电流方向为：石墨电极→用电器→铝电极→石墨电极 D．充电时，阴极反应为：Al3++3e-=Al 9．二氧化铅—铜电池是一种电解质可循环流动的新型电池(如图所示)。下列有关该电池的说法不正确的是 A．电池工作时，电子由 Cu电极经负载流向 PbO₂电极 B．电池工作过程中，电解质溶液的质量逐渐变小 C．电池总反应式为： D．为了维持该电池长时间稳定工作，需定期及时向循环液中补充H2SO4 10．磷酸铁锂“刀片电池”工作原理如图所示。放电时的总反应：，说法正确的是 A．放电时，铝箔作负极 B．电池工作时，正极反应为 C．电池工作时，负极材料质量减少，转移电子 D．电池进水不会影响其使用寿命 11．科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖过高时会激活电池产生电流，通过传感器刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖。电池工作时的原理如下图所示(G-CHO代表葡萄糖)。 下列关于该电池工作时的说法不正确的是 A．电极附近pH升高 B．电子移动路径：电极→传感器→电极 C．人体内的血糖水平越接近正常值，两极的电势差越小 D．电极的电极反应式为： 12．下图为一种可植入体内的燃料电池，血糖(葡萄糖)过高时会激活电池，产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖水平。电池工作时的原理如下图所示(G-CHO代表葡萄糖)。下列说法错误的是 A．两电极间血液中的的迁移方向为II→I B．工作时，电极I的电极反应式为： C．电极II附近溶液pH升高 D．消耗葡萄糖，理论上外电路转移的电子数为 13．将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的电化学反应装置称作燃料电池。肼-过氧化氢碱性燃料电池由于其较高的能量密度而备受关注，其工作原理如图所示，已知电池总反应式为。下列说法正确的是 A．惰性电极A为负极，发生还原反应 B．惰性电极B上的电极反应式为 C．电池工作过程中，若A极区产生11.2L(标况)，则转移的电子数目为 D．电池工作时，流向惰性电极B 14．一种Al-PbO2电池通过x和y两种离子交换膜隔成M、R、N三个区域，三个区域的电解质分别为Na2SO4、H2SO4、NaOH中的一种，结构如图。下列说法错误的是 A．a>b B．M区电解质为NaOH C．放电时R区域的电解质浓度逐渐减小 D．放电时，PbO2电极反应为PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O 15．一种离子液体电池可以在供电的同时将转化为，电解质为离子液体及少量水，其中的是一种季铵离子，在电池中作电解质、质子源和促进剂。该电池如图所示运行一段时间后，碳纳米管表面可检测出有生成。 下列说法正确的是 A．a电极为负极，在该电极上被氧化 B．b电极反应式为： C．是电池中唯一的质子源 D．作为电池促进剂的原理是通过生成增加电荷浓度，从而增强了离子电流强度 16．我国科学家设计的一种甲酸(HCOOH)燃料电池如图所示(半透膜只允许K+、H+通过)。下列说法错误的是 A．左侧电极为电池负极，电极反应式为HCOO--2e-+2OH-=+H2O B．电池放电时，左侧有K+通过半透膜移向右侧 C．物质A可以是硫酸氢钾 D．为保持Fe3+浓度稳定，需不断向电解质溶液中补充Fe3+ 17．由我国科学家设计的Mg-Li双盐电池具有较高的电池效率，其工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．放电时，负极电极反应式为FeS-2e-+2Li+=Fe+Li2S B．充电时，Mg电极发生了还原反应 C．充电时，每生成1 mol Mg，电解质溶液质量减少10g D．电解质溶液含离子迁移速率更快的Li+，提高了电流效率 18．我国科学家研发了一种水系可逆电池，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液，充、放电时，复合膜层间的解离成和，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时正极的电极反应式为 B．放电时正极区升高 C．充电时与外接直流电源正极相连，将电能转化为化学能 D．当放电时，复合膜层间有解离时，正极区溶液增重 19．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．若该电池电路中有0.4mol电子发生转移，则有通过质子交换膜 B．该电池在高温条件下效率更高 C．如果将反应物直接燃烧，能量的利用率不会变化 D．在硫氧化菌作用下转化为的反应式： 20．新型双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其工作原理如图所示。放电时电极的反应为：。下列说法不正确的是 A．放电时，Ⅱ室溶液的浓度增大 B．放电时，从Ⅰ室向Ⅱ室迁移 C．充电时，电极为阴极 D．每消耗，电极质量理论上增加 考点4 原电池的综合应用 一、单选题 1．科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到和少量。下列叙述正确的是 A．电池工作时电极发生氧化反应，向负极方向迁移 B．放电时，外电路中电流从电极流向电极 C．放电时，正极主要反应有 D．若电极质量减少，电极一定生成了 2．微生物脱盐池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以氯化钠溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图的装置处理有机废水(以含的溶液为例)，下列说法正确的是 A．负极的电极反应： B．该电池可在高温环境下工作 C．每消耗2.24L(标准状况)的空气，有电子转移 D．Y为阴离子选择性交换膜 3．硼化钒(VB2)—空气电池是目前储电能力最高的电池，工作原理如图所示，该电池工作时反应为： 4VB2+11O2 = 4B2O3+2V2O5。 下列说法不正确的是 A．电极a发生还原反应 B．电流由电极a经负载流向VB2极 C．VB2极发生的电极反应为：2VB2 +22OH−-22e−=V2O5+2B2O3 +11H2O D．图中选择性透过膜允许阳离子选择性透过 4．中国科学院研制出一种陶瓷基混合导体透氧膜，它允许电子和同时通过，可实现水连续分解制。工作时，CO、分别在透氧膜的两侧反应，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．CO在b侧反应 B．b侧发生还原反应 C．a侧发生的电极反应为 D．该装置实现了太阳能转化为化学能 5．铅蓄电池的工作原理可表示为，其构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是   A．放电时，正、负电极质量均增大 B．放电时，溶液的pH减小 C．充电时，Pb与电源负极相连接 D．充电时，每消耗，转移电子数为 6．近日，科学家研发一种作电极材料的二次锂离子电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，电极的电势高于石墨电极 B．充电时，从石墨电极向电极迁移 C．放电时，正极反应式为 D．充电时，当外电路通过时，阳极上脱嵌 7．现在污水治理越来越引起人们重视，可以通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚，其原理如图所示，下列说法正确的是 A．B极为电池的正极 B．电子从B极沿导线经小灯泡流向A极 C．当外电路中有0.1mole-通过时，通过质子交换膜的H+的物质的量为0.2mol D．A极的电极反应式为+e—=Cl—+ 8．科学家研制出一种新型短路膜电化学电池，利用这种电池可以消除空气中的，该装置的结构、工作原理如图所示。下列有关说法正确的是 A．乙电极为正极，发生氧化反应 B．电子移动方向：负极电解质溶液正极 C．负极上发生的反应是： D．当反应消耗时，理论上需要转移电子 9．巴蜀中学化学实验小组利用下图所示微生物电池将污水中苯酚(C6H6O)转化为无毒无害的物质并产生电能(M、N 均为石墨电极)。下列说法错误的是 A．该电池不适宜在高温环境下工作 B．M极的电极反应式为： C．每消耗标准状况下22.4L 时，理论上能处理约含 13.4g苯酚的废水 D．电池工作过程中，正极区的pH降低 10．一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示(溶液中，以存在)。电池放电时，下列叙述正确的是 A．Ⅱ区的通过隔膜向Ⅲ区迁移 B．电子由电极经外电路流向Zn电极 C．电极反应： D．Zn电极为负极，发生还原反应 11．镁—空气电池的工作原理如图所示，电池反应方程式为：2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。下列有关该电池的说法正确的是    A．氧气在Pt电极表面得到电子，故Pt电极为负极 B．负极的电极反应为Mg-2e-=Mg2+ C．电池工作时，溶液中的Na+由负极移向正极 D．当电路中转移0.04mol电子时，参加反应的O2体积为224mL(标准状况下) 12．pH计的工作原理(如图所示)是通过测定电池电动势E(即玻璃电极和参比电极的电势差)而确定待测溶液的pH。电池电动势E与待测溶液pH关系为： (E的单位为V，K为常数)。下列说法错误的是    A．计工作时，化学能转化为电能 B．玻璃电极玻璃膜内外的差异会引起电池电动势的变化 C．若玻璃电极电势比参比电极低，玻璃电极反应： D．若测得的标准溶液电池电动势E为，可标定常数 13．中科院科学家设计出利用SO2和太阳能综合制氢方案，其基本工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．该电化学装置中，Pt电极作正极 B．该装置将太阳能转化为了电能和化学能 C．BiVO4电极上的反应式为-2e- +2OH- =+ H2O D．电子流向：Pt电极→导线BiVO4电极→电解质溶液→ Pt 电极 二、填空题 14．镍镉电池是应用广泛的二次电池，其总反应为：。 镍镉电池的组装主要步骤： ①将和固定，中间以隔膜隔开(如下图所示)；②将多组上述结构串联；③向电池中注入KOH溶液：④密封。 (1)下列对镍镉电池组装和使用的分析正确的是 (填字母序号)。 a．密封镍镉电池可以避免KOH变质 b．镍电极为电池的负极，镉电极为电池的正极 c．电池组装后，应先充电，再使用 (2)放电时，负极的电极反应式为 。 (3)电池充电时，若和耗尽后继续充电，会造成安全隐患，称为过度充电。制造电池时，在镉电极加入过量的可对电池进行过度充电保护，该方法称为镉氧循环法。 ①耗尽后继续充电，镉电极上生成的物质为 。 ②已知：隔膜可以透过阴离子和分子；可以与发生反应生成。请结合两个电极上的电极反应式说明用镉氧循环法实现过度充电保护的原理： 。 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.1 原电池、常见化学电源 考点1 原电池的工作原理及应用 一、单选题 1．碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．锌筒发生的电极反应为Zn-2e-=Zn2+ B．反应中每生成1molMnOOH，转移电子数为6.02×1023 C．电池工作时，MnO2发生氧化反应 D．电池工作时，OH-通过隔膜向正极移动 【答案】B 【分析】由题干装置图和原电池总反应方程式可知，该电池中Zn作负极，发生氧化反应，电极反应为：Zn + 2OH-- 2e-= ZnO + H2O，MnO2电极为正极，发生还原反应，电极反应为：MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，锌为负极，电极反应为Zn + 2OH-- 2e-= ZnO + H2O，A错误； B．Mn在MnO2中为+4价，在MnOOH中为+3价，生成1 mol MnOOH时Mn得1 mol电子，转移电子数为1mol×6.02×1023mol-1=6.02×1023，B正确； C．MnO2中Mn元素化合价从+4降低到+3，得电子发生还原反应，C错误； D．电池工作时，阴离子(OH-)向负极移动，阳离子向正极移动，D错误； 故答案为：B。 2．如图为两种不同的铜锌原电池，下列相关说法不正确的是 A．图a与图b的反应原理均为： B．图a中电流流向为：Cu片→导线→Zn片→溶液→Cu片 C．图b所示原电池能量利用率比图a所示原电池要高 D．若将图b中溶液换成稀硫酸，当电路中转移1mol电子时，产生22.4L氢气 【答案】D 【详解】A．两种原电池均为铜锌原电池，总反应均为锌与铜离子发生置换反应生成铜和锌离子，反应原理均为：，A正确； B．图a为单液原电池，Zn为负极（失电子），Cu为正极（铜离子得电子），外电路电流方向为正极（Cu）→导线→负极（Zn），内电路通过离子定向移动形成电流，整体电流流向可描述为“Cu片→导线→Zn片→CuSO4溶液→Cu片”，B正确； C．图a为单液原电池，Zn与CuSO4溶液直接接触易发生自放电（Zn直接与Cu2+反应），能量利用率低；图b为双液原电池，通过盐桥隔离Zn与Cu2+，减少自放电，能量利用率更高，C正确； D．图b中CuSO4溶液换为稀硫酸后，正极反应为，转移1 mol电子时生成0.5 mol H2，且未说明“标准状况”，无法确定H2体积，D错误； 故选D。 3．检测CO的某气敏传感器的工作原理如图所示。下列说法中正确的是 A．电极Ⅱ是负极 B．电解质溶液中的H+向电极Ⅰ移动 C．工作一段时间后硫酸的浓度减小 D．电极Ⅰ上发生反应： 【答案】D 【分析】电极I为负极，CO被氧化为CO2，电极Ⅱ为正极，O2被还原，结合氢离子生成水，据此解答。 【详解】A．电极Ⅱ是正极，A错误； B．正极发生得电子的还原反应，电流从正极流向负极，所以H+向正极（电极Ⅱ）移动，B错误； C．总电极反应为，所以工作一段时间后硫酸浓度不变，C错误； D．电极I发生反应书写正确，D正确； 故选D。 4．一种铝-空气电池工作原理如图所示。电池工作时，下列说法错误的是 A．镍电极附近溶液的pH增大 B．铝合金电极质量减小 C．电子的流动方向为a电极→电解液→b电极→负载→a电极 D．a电极上发生氧化反应，失去电子 【答案】C 【分析】该铝-空气电池为原电池，Al失电子生成，铝合金（a电极）为负极，电极反应为：；通入空气的电极为正极，镍电极（b电极）为正极，电极反应为：。 【详解】A．镍电极为正极，电极反应为：，氢氧根离子浓度增大，故镍电极附近溶液的pH增大，A正确； B．铝合金为负极，电极反应为：，反应消耗铝，铝合金电极质量减小，B正确； C．电子由负极沿导线流向正极，即由a电极→负载→b电极，电子不能通过电解质溶液，C错误； D．根据分析，a电极为负极，失去电子，发生氧化反应，D正确； 故选C。 5．某学生根据铝—空气—海水电池原理，制作了一个简易纸电池。下列说法错误的是 A．该电池加几滴水就可以激活 B．铜箔发生还原反应 C．电流从Al箔经滤纸流向铜箔 D．负极电极反应式： 【答案】D 【分析】铝比铜活泼，相对活泼金属作负极，则铝箔为负极，电极反应式为：，铜箔为正极，电极反应式为：，当铝离子和氢氧根离子相遇时再结合为氢氧化铝，甚至进一步脱水水生成氧化铝，据此解答。 【详解】A．该电池加几滴水后，形成电解质溶液，同时铝箔为负极，铜箔为正极，形成原电池而被激活，A正确； B．由分析可知，铜箔为正极，发生还原反应，B正确； C．由分析可知，铜箔为正极，铝箔为负极，电流从铜箔经导线流向铝箔，又从Al箔经滤纸流向铜箔，C正确； D．由分析可知，铝箔为负极，电极反应式为：，D错误； 故选D。 6．利用原电池原理吸收制备硫酸的装置如图所示。下列有关说法正确的是 A．电极b为负极 B．电子从电极a流出，经电解质溶液流向电极b C．电极a上的电极反应式为 D．质子交换膜每通过4mol，参加反应的体积为22.4L 【答案】C 【分析】由图可知，电极a上SO2失去电子被氧化为硫酸根，为原电池的负极，电极反应式为，电极b上得到电子被还原为水，为原电池的正极，电极反应式为，据此回答 【详解】A．由分析知，电极a为负极，电极b为正极，A错误； B．电子只能通过导线传递，不能通过电解质溶液，电解质溶液中通过离子定向移动导电，B错误； C．由分析知，电极a为负极，电极反应式为，C正确； D．未指明标准状况，无法计算22.4 L O2的物质的量，D错误； 故答案为C。 7．一种用于净化污水(含)和海水淡化的微生物电池如图所示。下列说法正确的是 A．每生成，海水中减少58.5 g B．处理后的含的废水pH降低 C．左室发生反应的电极反应为 D．离子交换膜a和b分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 【答案】C 【分析】在装置的左室，C6H12O6转化为CO2，C元素的化合价由0价升高到+4价，失电子被氧化，则左室为负极室；在装置的右室，转化为N2，N元素的化合价由+5价降低到0价，得电子被还原，则右室为正极室。 【详解】A．正极反应为2+10e-+12H+=N2↑+6H2O，生成1mol N2时，转移10mol电子，为维持电中性，海水中10mol Na+通过b膜进入正极室、10mol Cl-通过a膜进入负极室，NaCl减少10mol×58.5g/mol=585g，A错误； B．右室（正极区）反应消耗H+（2+10e-+12H+=N2↑+6H2O），H+浓度降低，pH升高，B错误； C．左室为负极室，C6H12O6被氧化为CO2，C元素的化合价从0价升至+4价，电极反应式为C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2↑+24H+，C正确； D．根据A项解析，离子交换膜a为阴离子交换膜；离子交换膜b为阳离子交换膜，D错误； 故选C。 8．一种锂-海水电池结构如图(Li为负极，N为正极，隔膜为玻璃陶瓷)，下列说法错误的是 A．海水可作为电解质溶液 B．正极反应仅为O2+2H2O+4e-=4OH- C．玻璃陶瓷可传导Li+且防止海水与Li直接反应 D．该电池属于一次电池 【答案】B 【分析】如图所示，Li为负极，电极反应式为，N为正极，海水中的或者海水中溶解的等物质在N极得电子，电极反应为：，若水中溶解氧不足，可能会发生反应，为了防止水与Li直接反应，隔膜和玻璃陶瓷起到防水作用，同时兼具传导离子功能； 【详解】A．海水中含有氯化钠等电解质，可以起电解质溶液的作用，A正确； B．根据分析可知，N为正极，电极反应为：或，B错误； C．锂为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷能起到防止水和锂反应并能传导Li+的作用，C正确； D．锂-海水电池不可充电，属于一次电池，D正确； 故选B。 9．研究人员利用AgCl、Sb材料制成新型高能量密度电池，反应原理是，其放电过程示意图如下。下列说法错误的是 A．N极材料是，是电池的负极 B．溶液中的有利于增加溶液的导电性 C．正极的电极反应式为 D．当电路中有1mol 通过，理论上M极质量增加108g 【答案】D 【分析】根据原电池总反应可知：化合价升高，失电子，为负极材料，中化合价降低，为正极材料，根据图中电子流向可判断N极材料是。 【详解】A．由总反应可知，元素化合价从0价升高到+3价，发生氧化反应，为负极，电子从负极流出，根据图中电子流向可判断N极材料是，是电池的负极，A正确； B．在溶液中电离出和，可增加溶液中离子浓度，从而增强溶液导电性，B正确； C．正极发生还原反应，中得电子生成，电极反应式为，C正确； D．M极为正极，电极反应为，每转移1mol ，消耗1mol （143.5g），生成1mol （108g），电极质量变化为，质量减少35.5g，而非增加108g，D错误； 故答案选D。 10．锂-空气电池直接使用金属锂作电极，从空气中获得O2。如图是某种锂空气电池的示意图，下列说法不正确的是 A．多孔碳电极为电池的正极 B．锂电极的电极反应式为：Li-e-=Li+ C．溶液中Li+的流动方向为锂电极→碳电极 D．图中的有机电解质非水溶液可以换成水溶液 【答案】D 【分析】锂-空气电池是原电池，锂易失电子而作负极，电极反应式为Li-e-=Li+，根据图知，该原电池为碱性电池，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-，据此分析解答。 【详解】A．多孔碳电极上氧气得电子发生还原反应，为电池的正极，A正确； B．锂易失电子而作负极，电极反应式为Li-e-=Li+，B正确； C．溶液中阳离子向正极移动，Li+的流动方向为锂电极→碳电极，C正确； D．不能换成水溶液，锂与水能发生反应，D错误； 故选D。 11．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是 A．正极有生成 B．电池总反应： C．微生物促进了反应中电子的转移 D．质子通过交换膜从负极移向正极 【答案】A 【分析】C6H12O6在微生物的作用下将化学能转化为电能，形成原电池，根据图示可知，负极上C6H12O6失电子，其电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+，正极上氧气得电子，其电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。 【详解】A．负极上C6H12O6失电子，其电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+，因此在负极生成，故A错误； B．正极上氧气得电子，其电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，负极上C6H12O6失电子，其电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+，电池总反应为，故B正确； C．C6H12O6在微生物的作用下将化学能转化为电能，形成原电池，有电流产生，所以微生物促进了反应中电子的转移，故C正确； D．原电池内电路中，阳离子向正极移动，所以质子通过交换膜从负极移向正极，故D正确； 故答案为：A。 12．工厂的氨氮废水可用电化学催化氧化法加以处理，其中在电极表面的氧化过程的微观示意图如图： 下列说法，不正确的是 A．过程①②③均在负极发生 B．过程③的电极反应式为： C．过程④中有非极性键形成 D．使用该方法处理氨氮废水时，两个电极材料不可能均为铁 【答案】B 【详解】A．过程①②③均失电子发生氧化反应，所以均在负极发生，故A正确； B．由图可知，失去电子结合氢氧根离子，转变为N和，则过程③的电极反应式为：，故B错误； C．结合微观示意图可知，过程④中有氮氮三键形成，氮氮三键属于非极性键，故C正确； D．铁作为活性电极，易失去电子，所以两个电极材料不可能均为铁，故D正确； 答案选B。 考点2 常见化学电源 一、单选题 1．酸性锌锰干电池的构造示意图如图。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 A．石墨电极作电池的负极，放电时石墨被氧化 B．电池工作时，向负极方向移动 C．MnO2在负极上发生还原反应 D．放电时负极反应为 【答案】D 【分析】由图可知，锌筒为酸性锌锰干电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，石墨电极是正极，铵根离子作用下二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成碱式氧化锰和氨气。 【详解】A．由分析可知，石墨电极是正极，铵根离子作用下二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成碱式氧化锰和氨气，A错误； B．电池工作时，阳离子向正极移动，则铵根离子向正极方向移动，B错误； C．由分析可知，石墨电极是正极，铵根离子作用下二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成碱式氧化锰和氨气，C错误； D．由分析可知，放电时，锌筒为酸性锌锰干电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为，D正确； 故选D。 2．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A．酸性锌锰干电池的负极为石墨棒 B．铅蓄电池属于二次电池 C．铅蓄电池的正极为Pb D．铅蓄电池放电时，负极质量逐渐减小 【答案】B 【详解】A．酸性锌锰干电池的负极为锌筒，正极为石墨棒，故A错误； B．铅蓄电池可充放电，属于二次电池，故B正确； C．铅蓄电池的负极为Pb，故C错误； D．铅蓄电池放电时，负极发生反应：，电极质量增大，故D错误； 故选：B。 3．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A．图甲：锂电池放电时，电解质中向锂电极迁移 B．图乙：负极的电极反应式为 C．图丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．图丁：电池放电过程中，稀硫酸的浓度不变 【答案】C 【详解】A．原电池中阳离子向正极迁移，甲为锂电池，负极为锂，Li+向正极多孔碳材料迁移，故A错误； B．乙为纽扣电池，正极为Ag2O得电子发生还原反应，反应式为，负极为活泼金属锌单质，故B错误； C．丙为锌锰干电池，锌筒作负极，发生氧化反应被溶解，导致锌筒变薄，故C正确； D．丁为铅蓄电池，放电时的总反应为，使用一段时间后，硫酸溶液的浓度降低，故D错误； 故答案为C。 4．碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．电池为二次电池 B．电池工作时，通过隔膜向Zn极移动 C．电池工作时，发生氧化反应 D．负极的电极反应式为： 【答案】B 【详解】A．碱性锌锰电池不能充电，是一次电池，故A错误； B．电池工作时，通过隔膜向负极（Zn）移动，故B正确； C．电池工作时，为正极，得到电子，发生还原反应，故C错误； D．电池工作Zn为负极，碱性环境下，反应式为：，故D错误； 故选B。 5．酸性锌锰干电池的构造示意图如图。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 A．放电时负极反应为 B．电池工作时，向负极方向移动 C．在负极上发生还原反应 D．石墨电极作电池的负极，放电时石墨被氧化 【答案】A 【详解】A．酸性锌锰干电池中，锌筒作负极，放电时锌失去电子发生氧化反应，负极反应式为，A正确； B．电池工作时，阳离子向正极移动，为阳离子，应向正极方向移动，B错误； C．是正极的活性物质，在正极上得到电子发生还原反应，C错误； D．石墨电极不参与反应，作电池的正极，放电时石墨未被氧化，D错误； 故答案选A。 6．锌锰电池是生活中常用的一种化学电源，酸性锌锰电池和碱性锌锰电池的构造如下图所示，下列有关说法错误的是 A．二者均属于一次电池 B．二者的正极反应式均为： C．二者分别消耗锌，都将转移电子 D．碱性锌锰电池比酸性锌锰电池工作寿命长 【答案】B 【详解】A．一次电池是放电后不能充电重复使用的电池，酸性和碱性锌锰电池均为一次性电池，A正确； B．酸性锌锰电池电解液为（酸性），正极MnO2在酸性条件下的反应式为：，B错误； C．锌的物质的量为，锌作为负极失电子，无论酸性还是碱性条件，Zn均失去2个电子生成，所以0.1 mol Zn转移0.2mol电子，C正确； D．碱性锌锰电池中锌粉与电解液接触均匀，反应平稳，且避免酸性电解液对锌筒的腐蚀，工作寿命更长，D正确； 故选B。 7．有关下列四个常用电化学装置的叙述中，不正确的是 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不相同 B．图Ⅱ所示电池相比图Ⅰ所示电池，有效期短且易漏液 C．图Ⅲ属于二次电池，可以根据电解质溶液的密度判断充放电程度 D．图Ⅳ所示电池中，正极的电极反应式为 【答案】B 【详解】A．由图可知，图Ⅰ为普通锌锰电池，锌为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn - 2e- = Zn²⁺；图Ⅱ为碱性锌锰电池，锌为原电池的负极，碱性条件下锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌，电极反应式为Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2，两者负极反应因电解质环境不同而不同，A正确； B．由图可知，图Ⅰ为普通锌锰电池，图Ⅱ为碱性锌锰电池，与图Ⅰ普通锌锰电池相比，图Ⅱ碱性锌锰电池的电解质为碱性，锌粉与电解质接触更充分，反应平稳，不易漏液且有效期更长，B错误； C．硫酸溶液的浓度越大，密度越大，由图可知，图Ⅲ为二次电池铅酸蓄电池，放电时硫酸溶液浓度降低、密度减小，充电时硫酸溶液浓度增大、密度增大，所以可通过电解质溶液密度判断充放电程度，C正确； D．由图可知，图Ⅳ为银锌纽扣电池， Ag2O为电池的正极，水分子作用下氧化银得到电子发生还原反应生成银和氢氧根离子，电极反应式为Ag2O + 2e- + H2O = 2Ag + 2OH-，D正确； 故选B。 8．碱性锌锰电池的总反应为Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnOOH，下列说法正确的是 A．负极反应为Zn - 2e⁻ = Zn2+ B．正极材料为Zn C．电解质为碱性溶液 D．正极不参与反应 【答案】C 【分析】在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应，MnO2做正极，得电子发生还原反应；碱性锌锰电池中，负极电极反应：，正极反应，据此分析； 【详解】A．根据分析，负极电极反应：，A错误； B．正极材料为MnO2，B错误； C．碱性锌锰电池的电解质为碱性溶液，C正确； D．正极反应，说明正极参与反应，D错误； 故选C。 9．锌银纽扣电池是生活中常见的一次电池，其构造示意图如下。下列说法不正确的是 A．作电池的负极 B．电池工作时，向正极移动 C．正极的电极反应： D．金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性 【答案】B 【分析】锌银纽扣电池中，锌作负极，发生氧化反应：，作正极，发生还原反应：，总反应为：； 【详解】A．由分析可知，锌作电池的负极，作电池正极，A正确； B．原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，则向负极移动，B错误； C．由分析可知，正极的电极反应为：，C正确； D．金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性，以保证电池正常工作，D正确； 故选B。 10．碱性锌锰干电池的结构示意图如下图。该电池放电时发生反应：。下列说法正确的是 A．Zn发生还原反应 B．正极发生反应 C．电池工作时向正极方向移动 D．理论上，每转移0.1mol电子，有8.8gMnOOH生成 【答案】D 【分析】碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O═ZnO+2MnOOH，负极为锌失电子，发生氧化反应，正极为二氧化锰，发生还原反应，电极反应式为：MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-，据此分析。 【详解】A．负极是金属锌，失电子，发生氧化反应，故A错误； B．正极上得电子，发生还原反应，所以正极的电极反应式为：MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-，故B错误； C．电池工作时，阴离子向负极移动，则OH-通过向负极移动，故C错误； D．反应中锰元素的化合价由+4价降低到+3价，则每转移0.1mol电子，有0.1mol×88g/mol=8.8gMnOOH生成，故D正确； 故选：D。 11．碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是 A．负极的电极反应式： B．电池工作时，通过隔膜向负极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成1molMnOOH，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：。 【详解】A．由以上分析可知负极的电极反应式：，故A正确； B．原电池中阴离子向负极移动，则通过隔膜向负极移动，故B正确； C．环境温度过低，反应速率减慢，不利于电池放电，故C正确； D．由上述电极反应可知每生成1molMnOOH，转移1mol电子，转移电子数目为，故D错误； 故选：D。 12．酸性锌锰干电池与碱性锌锰干电池的构造示意图如下图所示，碱性锌锰干电池的总反应为：Zn + 2MnO2 + H2O = 2MnO(OH) + ZnO。 关于两电池及其工作原理，下列说法中正确的是 A．碱性锌锰干电池中锌粉发生的电极反应为：Zn –2e−+ 2OH-= ZnO B．两电池中MnO2均发生氧化反应 C．每生成1 mol MnOOH，转移2 mol电子 D．用KOH替代NH4Cl，可降低对金属外壳的腐蚀 【答案】D 【分析】酸性锌锰干电池负极反应式‌：，正极反应式‌：，总反应式为：，由碱性锌锰电池的总反应：2MnO2+Zn+H2O=2MnO (OH)+ZnO，可知电池的负极Zn失去电子被氧化，电极反应式为：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O，正极MnO2得电子被还原生成MnO (OH)，电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-=2 MnO (OH)+2OH-，据此分析解答。 据此分析作答。 【详解】A．由分析可知，碱性锌锰干电池中锌粉发生的电极反应为：Zn –2e−+ 2OH-= ZnO+H2O，A错误； B．结合分析可知，两个反应中，两电池中MnO2作氧化剂，发生还原反应，B错误； C．结合分析可知，每生成1 mol MnOOH，转移1 mol电子，C错误； D．氯化铵溶液显酸性，可以和金属反应，则用KOH替代NH4Cl，可降低对金属外壳的腐蚀，D正确； 故选D。 13．下面是几种常见的化学电源示意图，(相对原子质量：)。有关说法不正确的是 A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池 B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏 C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D．铅蓄电池工作过程中，每通过电子，负极质量减轻 【答案】D 【分析】如图所示，干电池为锌锰干电池，工作时锌在负极失去电子，被氧化，MnO2在正极得到电子被还原，不可充电，属于一次电池；铅蓄电池以铅作负极，氧化铅作正极，为可充电电池，属于二次电池；氢氧燃料电池中氧气在正极反应，氢气在负极反应，属于燃烧电池。据此答题。 【详解】A．根据分析知上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池，A正确； B．干电池中锌作负极，锌原子失去电子，被氧化生成，故干电池在长时间使用后，锌筒可被破坏，B正确； C．氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，C正确； D．铅蓄电池工作时，铅作负极，电极反应式为：，每通过电子，负极质量增加96g，D错误； 故选D。 14．化学电源在生活中应用广泛。下列说法错误的是 图Ⅰ酸性锌锰电池 图Ⅱ碱性锌锰电池 图Ⅲ铅蓄电池 图Ⅳ银锌纽扣电池 A．图Ⅰ和图Ⅱ中的负极反应式相同 B．图Ⅰ和图Ⅱ比较，酸性锌锰电池易发生自放电而导致存放时间较短 C．图Ⅲ：铅蓄电池使用过程中，两电极的质量均增加 D．图Ⅳ：溶液中向负极移动，、向正极移动 【答案】A 【详解】A．图Ⅰ酸性锌锰电池的负极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，图Ⅱ碱性锌锰电池的负极反应是为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，不相同，故A错误； B．酸性锌锰电池中酸性介质对金属Zn有腐蚀，储放时间短，故B正确； C．图Ⅲ铅蓄电池使用过程中，Pb作负极，PbO2作正极，二者最终均转化为PbSO4，两电极的质量均增加，故C正确； D．图Ⅳ溶液中OH-(阴离子)向负极移动，K+、H+(阳离子)向正极移动，故D正确； 答案选A。 考点3 新型化学电源 一、单选题 1．近日，中国科学技术大学教授陈维课题组提出了电池化学新体系，如图所示(已知：离子选择传输仅允许某离子通过，不允许其他离子或分子通过)。 在如图所示的新型电池结构中，下列说法正确的是 A．极的电极反应式为 B．在、、、中，单位质量金属提供电子最多的是锂 C．有机电解质的作用是氢气生成反应的催化剂 D．每生成氢气(标准状况)，理论上转移电子 【答案】B 【分析】由图可知，负极上Li失电子得到Li+，则负极反应式：，在正极得到电子生成氢气，电极反应为，据此解答。 【详解】A．该电池体系中，没有氢氧根离子参与反应，锂为负极，电极反应式为，A项错误； B．设金属质量均为1 g，Zn提供电子：、Mg提供电子：、Al提供电子：、Li提供电子：，比较可知，单位质量金属失去电子最多的是锂，B项正确； C．有机电解质的作用是传导锂离子，为离子移动提供通道，而不是氢气生成反应的催化剂，催化该反应的是氧化/还原催化剂，C项错误； D．a极的电极反应式为，，理论上转移的电子为0.4 mol，D项错误； 故选B。 2．一种NO-空气燃料电池的工作原理如图所示，该电池工作时，下列说法正确的是 A．H+通过质子交换膜向左侧多孔石墨棒移动 B．负极的电极反应式为NO-3e-+2H2O=+4H+ C．若产生1molHNO3，则通入O2的体积应等于16.8L D．左侧石墨电极电势高于右侧石墨电极 【答案】B 【分析】由图可知，NO失去电子转化为HNO3，则左侧多孔石墨电极为负极，NO在负极放电，负极的电极反应式为NO-3e-+2H2O=+4H+，右侧多孔石墨电极为正极。 【详解】A．在原电池中，阳离子向正极移动，所以H+ 通过质子交换膜从左侧向右侧多孔石墨棒移动，故A错误； B．根据题目信息，NO在负极放电，电极反应式为：NO-3e-+2H2O=+4H++，故B正确； C．未说明标准状况，无法确定体积为，C错误； D．左侧为负极，右侧为正极，正极电势高于负极，故右侧电势更高，D错误； 答案选B。 3．一种微生物电池可用于净化污水和淡化海水，工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时电极a上反应为： B．放电时电极b附近溶液的pH升高 C．离子交换膜c和d分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜 D．为加快净化污水和淡化海水的速率，该电池可在高温下工作 【答案】D 【分析】微生物电池中，右侧电极室加入含的废水，产生，氮元素化合价降低，得到电子，所以电极是正极；左侧电极室加入含葡萄糖废水，生成，碳元素化合价升高，失去电子，则电极为负极。 【详解】A．根据分析，电极为负极，葡萄糖失电子发生氧化反应生成，电极反应式为：，A正确； B．根据分析，电极是正极，电极反应式为，因此随着反应进行，溶液的升高，B正确； C．根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，在放电及海水淡化过程中，海水中阴离子移向左侧负极，阳离子移向右侧正极，因此该电池工作时，离子交换膜c和d分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜，C正确； D．高温会导致厌氧菌、反硝化细菌等微生物的蛋白质发生变性而失去其生理活性，最终导致电池失效，因此该电池不能在高温下工作，D错误； 故选D。 4．以和为反应物、溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制成如图所示的新型燃料电池。下列说法错误的是 A．b电极发生氧化反应 B．a电极发生的反应为 C．A溶液中所含溶质为 D．当反应消耗时，则消耗标准状况下的体积为67.2L 【答案】D 【分析】以和为反应物、溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制成能固氮的新型燃料电池，通入氢气一端为负极，通入氮气一端为正极。据此分析作答。 【详解】A．通入氢气的一端b电极为负极，发生氧化反应，A正确； B．通入氮气的一端a电极为正极，发生还原反应，电解质溶液呈酸性，正极反应为，B正确； C．氮气在正极与溶液中稀盐酸反应生成，则A溶液中所含溶质为，C正确； D．当反应消耗时，转移3mol电子，负极消耗氢气1.5mol，标准状况下的体积为，D错误； 答案选D。 5．将CO2转化为人类使用的能源有利于实现“碳达峰”，某电池利用CO2和H2获取CH4工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．该电池中电极b作负极 B．工作时，电极a产生CH4的电极反应式为CO2+8H++8e-＝CH4+2H2O C．工作时质子向电极a迁移 D．当有1mol氢气反应时，有2mol电子在b极产生经过导线流向a级，再经过溶液流回b极 【答案】D 【分析】该电池中CO2和H2发生氧化还原反应生成CH4和CO，其中，CO2发生还原反应，电极a作正极，H2发生氧化反应，电极b作负极，据此分析。 【详解】A．根据分析可知，电极b上发生氧化反应，电极b作负极，A项正确； B．电极a作正极，发生还原反应，CO2得电子，生成CH4，电极反应式为：CO2+8H++8e-＝CH4+2H2O，B项正确； C．根据原电池原理，可知，阳离子移向电池的正极，电极a作正极，则H+移向电极a，C项正确； D．电极b发生氧化反应，电极反应式为：H2-2e-＝2H+，每有1molH2反应，有2mol电子在b极产生经过导线流向a极，不会经过溶液流回b极，D项错误； 答案选D。 6．一种高容量水系电池示意图如图所示。电池工作时，下列说法正确的是 已知：放电时，电极Ⅱ上减少。 A．溶液属于电解质 B．电极Ⅰ上发生还原反应，失去电子 C．电极Ⅱ上的电极反应式为 D．外电路中，电子的流动方向为电极Ⅰ→导线→电极Ⅱ 【答案】D 【详解】A．电解质是指在水溶液或熔融状态下能导电的化合物，而MnSO4溶液是混合物，不属于电解质，A错误； B．放电时，电极Ⅰ为负极，发生氧化反应，失去电子，电极反应式为MnS-2e-=Mn2++S，B错误； C．放电时电极Ⅱ上MnO2减少，Mn元素化合价由+4价降低到+2价，发生还原反应，应得到电子，正确电极反应式为MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，C错误； D．放电时电极Ⅰ为负极（失电子），电极Ⅱ为正极（得电子），外电路中电子从负极（电极Ⅰ）经导线流向正极（电极Ⅱ），D正确； 综上所述，答案为D。 7．科学家研制了一种电池(如图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到和少量，下列叙述正确的是 A．放电时，阳离子向电极移动 B．放电时，电极电势较低 C．放电时，正极反应有 D．放电时，电极质量减少，则电极生成了 【答案】C 【分析】电池工作一段时间后，电极上检测到和少量，该过程中Mn元素被还原，为正极，因此Zn电极为负极。 【详解】A．放电时，阳离子向正极移动，Zn电极为负极，阳离子应向MnO2电极（正极）移动，A错误； B．放电时，正极电势高于负极，MnO2为正极，电势较高，B错误； C．放电时，MnO2电极（正极）发生还原反应，Mn元素从+4价降低为+3价（MnOOH中Mn为+3价），结合水和电子生成MnOOH和OH-，反应式为MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-，C正确； D．Zn电极质量减少1.30g（物质的量为=0.02mol），转移0.04mol电子，正极Mn元素均从+4价降为+3价（MnOOH和ZnMn2O4中Mn均为+3价），转移电子总数等于生成Mn(Ⅲ)总物质的量，但因有少量ZnMn2O4生成，MnOOH物质的量小于0.04mol，D错误； 综上所述，答案为C。 8．研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池。该电池分别以铝和石墨为电极，和有机阳离子构成的电解质溶液作为离子导体，其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时，铝为负极，石墨为正极 B．放电时，有机阳离子向石墨电极方向移动 C．放电时，电流方向为：石墨电极→用电器→铝电极→石墨电极 D．充电时，阴极反应为：Al3++3e-=Al 【答案】D 【分析】由图可知，该电池放电时，Al作负极失去电子，石墨电极为正极，脱附，再与负极生成的Al3+相结合生成。 【详解】A．放电时，铝作为活泼金属易失去电子，为负极；石墨得到电子，为正极，A正确； B．放电时，电解质中阳离子向正极移动，石墨为正极，故有机阳离子向石墨电极方向移动，B正确； C．放电时电流方向为：正极（石墨）→用电器→负极（铝），内电路中电流从负极→正极，形成闭合回路，C正确； D．放电时负极反应为Al失去电子生成（结合图示Al→），充电时阴极反应为放电负极反应的逆过程，应为得电子生成Al和，而非Al3+得电子，D错误； 综上所述，答案为D。 9．二氧化铅—铜电池是一种电解质可循环流动的新型电池(如图所示)。下列有关该电池的说法不正确的是 A．电池工作时，电子由 Cu电极经负载流向 PbO₂电极 B．电池工作过程中，电解质溶液的质量逐渐变小 C．电池总反应式为： D．为了维持该电池长时间稳定工作，需定期及时向循环液中补充H2SO4 【答案】B 【分析】电池工作时，Cu失电子发生氧化反应生成Cu2+，Cu是负极；PbO2得电子生成硫酸铅，PbO2电极是正极。 【详解】A．电子从负极流向正极，Cu为负极，PbO2为正极，电子经负载由Cu流向PbO2，故A正确； B．总反应为PbO2+Cu+2H2SO4=PbSO4+CuSO4+2H2O，若反应消耗2mol H2SO4，进入溶液中1 molCu和1 mol PbO2，从溶液中沉淀出1 mol PbSO4，1 molCu和1 mol PbO2的总质量为303 g，1 mol PbSO4的质量为303 g，所以溶液质量不变，故B错误； C．负极反应：Cu-2e⁻=Cu²⁺，正极反应：PbO2+4H++ +2e⁻=PbSO4+2H2O，总反应为二者相加，即，故C正确； D．总反应消耗H2SO4，所以需定期补充硫酸，故D正确； 选B。 10．磷酸铁锂“刀片电池”工作原理如图所示。放电时的总反应：，说法正确的是 A．放电时，铝箔作负极 B．电池工作时，正极反应为 C．电池工作时，负极材料质量减少，转移电子 D．电池进水不会影响其使用寿命 【答案】B 【分析】放电时，LixC6在铜箔一侧失去电子生成Li+和C，Li1-xFePO4得电子发生还原反应转化为LiFePO4； 【详解】A．根据总反应及示意图，放电时LixC6在铜箔一侧失去电子生成Li+和C，铜箔为负极，故A错误； B．放电时Li1-xFePO4得电子发生还原反应生成LiFePO4，铝箔为正极，正极反应式为Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- = LiFePO4，故B正确； C．负极反应为LixC6 - xe- = 6C + xLi+，释放Li+使减少质量，1.4g Li的物质的量为0.2 mol，转移电子为0.2 mol，故C错误； D．电池使用锂盐有机溶液，Li是活泼金属，进水会导致Li与水反应，故D错误； 选B。 11．科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖过高时会激活电池产生电流，通过传感器刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖。电池工作时的原理如下图所示(G-CHO代表葡萄糖)。 下列关于该电池工作时的说法不正确的是 A．电极附近pH升高 B．电子移动路径：电极→传感器→电极 C．人体内的血糖水平越接近正常值，两极的电势差越小 D．电极的电极反应式为： 【答案】B 【分析】燃料电池通入氧化剂氧气的电极I为正极，氧气发生还原反应生成水：，电极Ⅱ为负极，G-CHO被氧化为G-COOH，电极反应式：。 【详解】A．工作时，电极I为正极，氧气发生还原反应生成水，电极反应式：，反应消耗氢离子，则电极Ⅰ附近pH升高，A正确； B．原电池中电子从负极流入正极，故外电路中电子流向：电极Ⅱ→传感器→电极Ⅰ，B错误； C．据题干信息，血糖(葡萄糖)过高时会激活电池，产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖水平，说明该燃料电池是否工作与血糖的高低有关，血糖正常时电池不工作，C正确； D．由分析，电极的电极反应式为：，D正确； 故选B。 12．下图为一种可植入体内的燃料电池，血糖(葡萄糖)过高时会激活电池，产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖水平。电池工作时的原理如下图所示(G-CHO代表葡萄糖)。下列说法错误的是 A．两电极间血液中的的迁移方向为II→I B．工作时，电极I的电极反应式为： C．电极II附近溶液pH升高 D．消耗葡萄糖，理论上外电路转移的电子数为 【答案】C 【分析】由图可知，通入氧气的电极I为燃料电池的正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极II为负极，G-CHO在负极失去电子发生氧化反应生成G-COOH和氢离子。 【详解】A．Na+为阳离子，在电池中阳离子向正极迁移，两电极间血液中的的迁移方向为II→I，A正确； B．电极I为正极，O2得电子发生还原反应，电极I的电极反应式为：，B正确； C．电极II为负极，葡萄糖（G-CHO）氧化为葡萄糖酸（G-COOH），电极反应式为：G-CHO-2e-+H2O=G-COOH+2H+，生成羧基（-COOH），H+浓度增大，溶液pH降低，C错误； D．18mg葡萄糖的物质的量为 =1×10-4mol，每个葡萄糖分子中醛基（-CHO）氧化为羧基（-COOH）时失去2个电子，故转移电子数为，D正确； 故选C。 13．将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的电化学反应装置称作燃料电池。肼-过氧化氢碱性燃料电池由于其较高的能量密度而备受关注，其工作原理如图所示，已知电池总反应式为。下列说法正确的是 A．惰性电极A为负极，发生还原反应 B．惰性电极B上的电极反应式为 C．电池工作过程中，若A极区产生11.2L(标况)，则转移的电子数目为 D．电池工作时，流向惰性电极B 【答案】B 【分析】燃料电池中，通入燃料的电极为负极，通入氧化剂的电极为正极，根据图中生成的N2及电子流向知，A为负极、B为正极，负极反应式为，正极反应式为； 【详解】A．该燃料电池中，通入的电极A为负极，负极上失电子发生氧化反应， A错误； B．电极B上H2O2得电子生成氢氧根离子，电极反应式为，B正确； C．若A极生成标况下的，，转移电子的个数为，C错误； D．电池工作时，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，所以OH-流向惰性电极A，D错误； 故选：B。 14．一种Al-PbO2电池通过x和y两种离子交换膜隔成M、R、N三个区域，三个区域的电解质分别为Na2SO4、H2SO4、NaOH中的一种，结构如图。下列说法错误的是 A．a>b B．M区电解质为NaOH C．放电时R区域的电解质浓度逐渐减小 D．放电时，PbO2电极反应为PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O 【答案】C 【分析】由图可知，铝极上铝失去电子发生氧化反应为负极、则PbO2极为正极；铝生成四羟基合铝酸根离子，则M区电解质为氢氧化钠，那么R区为硫酸钠、N为硫酸；放电时铝极反应为，PbO2电极反应为； 【详解】A．正极反应为PbO2发生还原反应生成硫酸铅，，反应消耗硫酸，硫酸浓度减小，故a>b，A正确； B．由分析可知，M区电解质为NaOH，B正确； C．放电时，X应为阳离子交换膜，Y为阴离子交换膜，M区钠离子、N区硫酸根离子均向R区域迁移，电解质硫酸钠溶液浓度逐渐增大，C错误； D．由分析可知，放电时，PbO2电极反应为，D正确； 故选C。 15．一种离子液体电池可以在供电的同时将转化为，电解质为离子液体及少量水，其中的是一种季铵离子，在电池中作电解质、质子源和促进剂。该电池如图所示运行一段时间后，碳纳米管表面可检测出有生成。 下列说法正确的是 A．a电极为负极，在该电极上被氧化 B．b电极反应式为： C．是电池中唯一的质子源 D．作为电池促进剂的原理是通过生成增加电荷浓度，从而增强了离子电流强度 【答案】B 【分析】碳纳米管通入二氧化碳，生成甲烷和，发生还原反应，得到电子，是正极，电极反应：；则锌为负极，锌失电子，发生氧化反应。 【详解】A．根据分析知，a电极为负极，锌被氧化，A错误； B．根据分析知，b电极反应式为：，B正确； C．根据左图可知，水也是质子源，C错误； D．根据左图可知，2个生成1个，没有增加电荷的浓度，D错误； 故选B。 16．我国科学家设计的一种甲酸(HCOOH)燃料电池如图所示(半透膜只允许K+、H+通过)。下列说法错误的是 A．左侧电极为电池负极，电极反应式为HCOO--2e-+2OH-=+H2O B．电池放电时，左侧有K+通过半透膜移向右侧 C．物质A可以是硫酸氢钾 D．为保持Fe3+浓度稳定，需不断向电解质溶液中补充Fe3+ 【答案】D 【分析】HCOOH燃料电池中，HCOOH发生失去电子被氧化生成，所在电极为负极，电极反应式为：HCOO-+2OH--2e-=+H2O，正极上铁离子得到电子被还原成Fe2+，Fe2+被氧气氧化成Fe3+循环利用，从装置中分离出的物质为K2SO4，则物质A为硫酸氢钾或H2SO4，HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应将化学能转化为电能，总反应为2HCOOH+2OH-+O2=2+2H2O，原电池工作时K+通过半透膜移向正极。 【详解】A．燃料电池中HCOOH发生失去电子被氧化生成，所在电极为负极，电极反应式为：HCOO-+2OH--2e-=+H2O，A正确； B．由分析可知原电池工作时K+通过半透膜移向正极（右侧），B正确； C．由图可知，原电池工作时K+通过半透膜移向正极(右侧)，右侧电极反应为：Fe3++e-=Fe2+，从装置中分离出的物质为K2SO4，放电过程中需补充的物质A是H2SO4或硫酸氢钾，C正确； D．右侧电极反应为：Fe3++e-=Fe2+，在氧气的作用下亚铁离子又被氧化成三价铁离子循环利用，故不需补充Fe3+，D错误； 故选D。 17．由我国科学家设计的Mg-Li双盐电池具有较高的电池效率，其工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．放电时，负极电极反应式为FeS-2e-+2Li+=Fe+Li2S B．充电时，Mg电极发生了还原反应 C．充电时，每生成1 mol Mg，电解质溶液质量减少10g D．电解质溶液含离子迁移速率更快的Li+，提高了电流效率 【答案】A 【分析】根据其工作原理可知，放电时转化为，元素化合价降低，则左侧电极为正极，电极反应式为：；右侧电极为负极，电极反应式为：，则总反应为：。 【详解】A．由分析可知，放电时，负极电极反应式为：，A错误； B．充电时，Mg电极发生反应：，为还原反应，B正确； C．由电极反应式可知，充电时，每生成，转移，会消耗，同时生成，则电解质溶液质量减少，C正确； D．电解液中含离子迁移速率更快的Li+，增强了导电性，提高了电流效率，D正确； 故选A。 18．我国科学家研发了一种水系可逆电池，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液，充、放电时，复合膜层间的解离成和，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时正极的电极反应式为 B．放电时正极区升高 C．充电时与外接直流电源正极相连，将电能转化为化学能 D．当放电时，复合膜层间有解离时，正极区溶液增重 【答案】D 【分析】根据图示可知，放电时是原电池，放电时，负极为锌，锌在负极失去电子生成锌离子，结合复合膜层电离出的氢氧根离子生成，负极的电极反应式为，多孔纳米片为正极，二氧化碳在正极得到电子转化为甲酸，电极反应为，总的电极反应为： ，充电时的电极反应与放电时的反应相反，由此分析。 【详解】A．据分析，放电时，多孔纳米片为正极，二氧化碳在正极得到电子转化为甲酸，电极反应为，故A错误； B．由分析可知，放电时，多孔纳米片为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为，甲酸在氯化钠溶液中电离出氢离子使电极附近溶液减小，故B错误； C．放电时为负极发生氧化反应，因此充电时与直流电源的负极相连，故C错误； D．由分析可知，放电时，多孔纳米片为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为，复合膜层间有水解离时，外电路转移电子，则正极增加的质量为，故D正确； 答案选D。 19．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．若该电池电路中有0.4mol电子发生转移，则有通过质子交换膜 B．该电池在高温条件下效率更高 C．如果将反应物直接燃烧，能量的利用率不会变化 D．在硫氧化菌作用下转化为的反应式： 【答案】D 【分析】图中，O2在电极b(正极)上得电子，电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O。电子从a流出，经外电路流向b，a作负极，据此分析解得。 【详解】A．从正极反应O2+4e-+4H+=2H2O可知，电路中有0.4mol电子转移，则有0.4molH+通过质子交换膜，A错误； B．高温条件下会使微生物蛋白质变性，降低反应效率，B错误； C．反应物直接燃烧时，除有热能释放外，还会有光能释放，同时燃烧不一定充分，其能量利用率比形成原电池时小，C错误； D．图中，硫氧化菌将HS-转化为，硫元素失电子从-2价升至+6价，所需氧原子由水提供，反应式为，D正确； 故选D。 20．新型双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其工作原理如图所示。放电时电极的反应为：。下列说法不正确的是 A．放电时，Ⅱ室溶液的浓度增大 B．放电时，从Ⅰ室向Ⅱ室迁移 C．充电时，电极为阴极 D．每消耗，电极质量理论上增加 【答案】A 【分析】放电时电极的反应为：，a极发生还原反应，则a是正极、Mg是负极，Ⅰ室Li+通过Li+透过膜进入Ⅱ室。 【详解】A．放电时，电极的反应为，转移xmol电子消耗xmol Li+，同时有xmolLi+通过Li+透过膜由Ⅰ室进入Ⅱ室，Ⅱ室溶液的浓度不变，故A错误； B．放电时，阳离子由负极移向正极，从Ⅰ室向Ⅱ室迁移，故B正确； C．放电时，Mg是负极，则充电时，电极为阴极，故C正确； D．每消耗，电路中转移2mol电子，根据，可知正极结合2mol，所以电极质量理论上增加，故D正确； 选A。 考点4 原电池的综合应用 一、单选题 1．科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到和少量。下列叙述正确的是 A．电池工作时电极发生氧化反应，向负极方向迁移 B．放电时，外电路中电流从电极流向电极 C．放电时，正极主要反应有 D．若电极质量减少，电极一定生成了 【答案】C 【分析】因为电极上检测到和少量，即锰元素化合价降低，所以是正极，则锌为负极。 【详解】A．锌为负极，失电子，发生氧化反应，向正极方向迁移，A错误； B．放电时，外电路中电流从正极流向负极，即从电极流向电极，B错误； C．根据电荷、原子守恒守恒，放电时，正极主要反应有，C正确； D．若电极质量减少，即减小了，转移了，如果正极只发生，则电极一定生成了，但是正极还生成少量，因此电极生成的一定小于，D错误； 故选C。 2．微生物脱盐池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以氯化钠溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图的装置处理有机废水(以含的溶液为例)，下列说法正确的是 A．负极的电极反应： B．该电池可在高温环境下工作 C．每消耗2.24L(标准状况)的空气，有电子转移 D．Y为阴离子选择性交换膜 【答案】A 【分析】该装置为原电池，有机废水中的CH3COO-发生失电子的氧化反应生成CO2，负极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-═2CO2↑+7H+，正极反应式为4H++O2+4e-═2H2O↑，原电池工作时，阴离子移向负极、阳离子移向正极，即模拟海水NaCl溶液中的Na+通过阳离子交换膜移向正极、Cl-通过阴离子交换膜移向负极，可实现海水淡化，则隔膜Y为阳离子交换膜，据此分析解答。 【详解】A．负极上CH3COO-失电子发生氧化反应生成二氧化碳，同时生成氢离子，电极反应式为，A正确； B．该装置为微生物脱盐电池，温度过高会导致微生物死亡，海水淡化效果变差，B错误； C．标况下2.24L空气中含有n（O2）=×20%=0.02mol，每消耗1mol氧气转移4mol电子，据此计算消耗0.02mol氧气转移电子物质的量=0.02mol×4=0.08mol，C错误； D．负极区生成氢离子，需要氯离子；正极区消耗氢离子，需要钠离子，所以Y是阳离子交换膜，D错误； 故选A。 3．硼化钒(VB2)—空气电池是目前储电能力最高的电池，工作原理如图所示，该电池工作时反应为： 4VB2+11O2 = 4B2O3+2V2O5。 下列说法不正确的是 A．电极a发生还原反应 B．电流由电极a经负载流向VB2极 C．VB2极发生的电极反应为：2VB2 +22OH−-22e−=V2O5+2B2O3 +11H2O D．图中选择性透过膜允许阳离子选择性透过 【答案】D 【分析】由图可知，空气通入电极a，则电极a为正极，发生还原反应，反应式为；硼化钒电极发生氧化反应，总反应式为，总反应式减去正极反应式得到负极反应式，负极反应方程式为：。 【详解】A．根据分析可知，电极a为正极，发生还原反应，A项正确； B．电流由正极到负极，即由电极a经过负载流向极，B项正确； C．根据分析可知，极的电极方程式为：，C项正确； D．图中选择性透过膜允许阴离子选择性透过，D项错误； 答案选D。 4．中国科学院研制出一种陶瓷基混合导体透氧膜，它允许电子和同时通过，可实现水连续分解制。工作时，CO、分别在透氧膜的两侧反应，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．CO在b侧反应 B．b侧发生还原反应 C．a侧发生的电极反应为 D．该装置实现了太阳能转化为化学能 【答案】B 【详解】A．由图可知，CO在b侧失去电子被氧化生成二氧化碳，电子从b侧通过透氧膜进入a侧，水得到电子转化为氢气，同时生成O2-，A项正确； B．CO在b侧失去电子被氧化，发生氧化反应，B项错误； C．水在a侧得到电子转化为氢气，a侧发生的电极反应为，C项正确； D．光照下，水得到电子生成和，通过透氧膜进入b侧，CO在b侧失去电子被氧化生成二氧化碳，则该装置实现了太阳能转化为化学能，D项正确； 故选B。 5．铅蓄电池的工作原理可表示为，其构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是   A．放电时，正、负电极质量均增大 B．放电时，溶液的pH减小 C．充电时，Pb与电源负极相连接 D．充电时，每消耗，转移电子数为 【答案】B 【详解】A．放电时，负极反应式为，正极反应式为，正、负极都生成，质量均增大，该选项正确； B．放电时的总反应为，消耗硫酸，溶液中氢离子浓度减小，pH增大，该选项错误； C．充电时，Pb是放电时的负极，充电时作阴极，与电源负极相连，该选项正确； D．充电时转化为Pb和，Pb元素化合价从 + 2价变为0价和 + 4价，每消耗2mol，转移2mol电子，转移电子数为，该选项正确； 综上所述，正确答案是B。 6．近日，科学家研发一种作电极材料的二次锂离子电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，电极的电势高于石墨电极 B．充电时，从石墨电极向电极迁移 C．放电时，正极反应式为 D．充电时，当外电路通过时，阳极上脱嵌 【答案】B 【分析】根据原电池原理，阳离子向正极移动，由图中Li+的移动方向可知石墨为负极，MnO2为正极，负极电极反应式为：Li-e-=Li+，正极反应式为：。 【详解】A．根据图示分析可知，放电时，电极为正极，电势较高，A正确； B．充电时，石墨电极为阴极，电极为阳极，从电极向石墨电极迁移，B错误； C．放电时，正极反应式为，C正确； D．根据得失电子守恒可知，充电时，外电路通过，阳极上脱嵌，D正确； 答案选B。 7．现在污水治理越来越引起人们重视，可以通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚，其原理如图所示，下列说法正确的是 A．B极为电池的正极 B．电子从B极沿导线经小灯泡流向A极 C．当外电路中有0.1mole-通过时，通过质子交换膜的H+的物质的量为0.2mol D．A极的电极反应式为+e—=Cl—+ 【答案】B 【分析】 由氢离子的移动方向可知，A极为原电池的正极，酸性条件下在正极得到电子发生还原反应生成和氯离子，电极反应式为+2e—+ H+=Cl—+，B极为负极，微生物作用下溶液中乙酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸氢根离子和氢离子，电极反应式为CH3COO——8e—+4H2O=2HCO+9H+。 【详解】A．由分析可知，B极为负极，微生物作用下溶液中乙酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸氢根离子和氢离子，故A错误； B．由分析可知，A极为原电池的正极，B极为负极，则电子从B极沿导线经小灯泡流向A极，故B正确； C．由电荷守恒可知，当外电路中有0.2mol电子转移时，通过质子交换膜的氢离子的个数为0.2mol，则外电路中有0.1mol电子通过时，通过质子交换膜的氢离子的物质的量为0.1mol，故C错误； D．由分析可知，A极为原电池的正极，酸性条件下在正极得到电子发生还原反应生成和氯离子，电极反应式为+2e—+ H+=Cl—+，故D错误； 故选B。 8．科学家研制出一种新型短路膜电化学电池，利用这种电池可以消除空气中的，该装置的结构、工作原理如图所示。下列有关说法正确的是 A．乙电极为正极，发生氧化反应 B．电子移动方向：负极电解质溶液正极 C．负极上发生的反应是： D．当反应消耗时，理论上需要转移电子 【答案】C 【分析】由图示可知乙电极得电子发生还原反应生成氢氧根与二氧化碳反应生成碳酸根，作正极；甲电极失电子变成氢离子与碳酸氢根反应生成二氧化碳，作负极。 【详解】A．由分析知乙电极为正极，发生还原反应，A错误； B．电子不能进入电解质溶液，溶液中靠阴阳离子的定向移动，B错误； C．负极上发生氧化反应：，C正确； D．未告知气体所处温度和压强，D错误； 故答案为：C。 9．巴蜀中学化学实验小组利用下图所示微生物电池将污水中苯酚(C6H6O)转化为无毒无害的物质并产生电能(M、N 均为石墨电极)。下列说法错误的是 A．该电池不适宜在高温环境下工作 B．M极的电极反应式为： C．每消耗标准状况下22.4L 时，理论上能处理约含 13.4g苯酚的废水 D．电池工作过程中，正极区的pH降低 【答案】D 【分析】由图可知，N极上通入的O2只能被还原，则N极作正极，M极作负极，N极电极反应式为：，M极电极反应式为：，据此解答。 【详解】A．温度过高，可能使微生物失去活性，处理含苯酚污水效率降低，则该电池不适宜在高温环境下工作，A正确； B．M极作负极，苯酚被氧化为CO2，则电极反应式为：，B正确； C．该电池总反应式为：，则每消耗标准状况下22.4LO2(即1mol)时，理论上能处理约含苯酚的废水，C正确； D．N极作正极，电极反应式为：，消耗H+，则正极区的pH增大，D错误； 故选D。 10．一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示(溶液中，以存在)。电池放电时，下列叙述正确的是 A．Ⅱ区的通过隔膜向Ⅲ区迁移 B．电子由电极经外电路流向Zn电极 C．电极反应： D．Zn电极为负极，发生还原反应 【答案】C 【分析】根据题意以存在，说明锌为负极，二氧化锰为正极。 【详解】A．负极锌失去电子变为，溶液中通过隔膜由Ⅲ区向II区迁移，A错误；                                                  B．锌为负极，二氧化锰为正极，则电流由电极经外电路流向Zn电极，B错误； C．电极反应：，C正确；    D．Zn电极为负极，发生氧化反应，D错误； 故选C。 11．镁—空气电池的工作原理如图所示，电池反应方程式为：2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。下列有关该电池的说法正确的是    A．氧气在Pt电极表面得到电子，故Pt电极为负极 B．负极的电极反应为Mg-2e-=Mg2+ C．电池工作时，溶液中的Na+由负极移向正极 D．当电路中转移0.04mol电子时，参加反应的O2体积为224mL(标准状况下) 【答案】D 【分析】该电池是原电池，Mg电极是负极，与正极移过来的氢氧根离子结合生成氢氧化镁，电极反应为：Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2，通氧气的Pt电极为正极，电极反应为：，据此分析。 【详解】A．氧气在Pt电极表面得到电子，故Pt电极为正极，故A错误； B．负极的电极反应为Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2，故B错误； C．图中是阴离子交换膜，电池工作时，溶液中的OH-由正极移向负极，故C错误； D．根据电池反应：2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2，可知氧气与转移电子的关系是：，所以当电路中转移0.04mol电子时，参加反应的O2体积为224mL(标准状况下)，故D正确； 故选D。 12．pH计的工作原理(如图所示)是通过测定电池电动势E(即玻璃电极和参比电极的电势差)而确定待测溶液的pH。电池电动势E与待测溶液pH关系为： (E的单位为V，K为常数)。下列说法错误的是    A．计工作时，化学能转化为电能 B．玻璃电极玻璃膜内外的差异会引起电池电动势的变化 C．若玻璃电极电势比参比电极低，玻璃电极反应： D．若测得的标准溶液电池电动势E为，可标定常数 【答案】C 【详解】A．原电池是把化学能转化为电能，pH计是以玻璃电极（在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag-AgCl电极）和另一Ag-AgCl电极插入待测溶液中组成电池，计工作时，化学能转化为电能，A正确； B．pH与电池的电动势E存在关系：，则pH=，利用玻璃膜内外氢离子浓度的差异引起电动势的变化达到测量溶液的pH目的，B正确； C．若玻璃电极电势比参比电极低，，为原电池负极，负极上是银失电子生成氯化银，电极反应为：Ag-e-+Cl-═AgCl，C错误； D．pH与电池的电动势E存在关系：，若测得的标准溶液电池电动势E为，可标定常数K=E-0.059pH=0.377-0.059×3=0.2，D正确； 故答案为：C。 13．中科院科学家设计出利用SO2和太阳能综合制氢方案，其基本工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．该电化学装置中，Pt电极作正极 B．该装置将太阳能转化为了电能和化学能 C．BiVO4电极上的反应式为-2e- +2OH- =+ H2O D．电子流向：Pt电极→导线BiVO4电极→电解质溶液→ Pt 电极 【答案】D 【分析】该装置为原电池，由Pt电极上反应(H2OH2)或BiVO4电极上反应()可知，Pt电极上得电子为正极，发生还原反应，电极反应为，BiVO4电极上失电子为负极，发生氧化反应，电极反应为-2e- +2OH- =+ H2O，原电池工作时，电子由负极BiVO4极经过导线进入正极Pt极。 【详解】A．由分析可知，该电化学装置中，Pt电极作正极，A正确； B．该装置将太阳能转化为了电能和化学能，B正确； C．由分析可知，BiVO4电极上的反应式为-2e- +2OH- =+ H2O，C正确； D．由分析可知，电子流向： BiVO4电极→导线→ Pt 电极，D错误； 故选D。 二、填空题 14．镍镉电池是应用广泛的二次电池，其总反应为：。 镍镉电池的组装主要步骤： ①将和固定，中间以隔膜隔开(如下图所示)；②将多组上述结构串联；③向电池中注入KOH溶液：④密封。 (1)下列对镍镉电池组装和使用的分析正确的是 (填字母序号)。 a．密封镍镉电池可以避免KOH变质 b．镍电极为电池的负极，镉电极为电池的正极 c．电池组装后，应先充电，再使用 (2)放电时，负极的电极反应式为 。 (3)电池充电时，若和耗尽后继续充电，会造成安全隐患，称为过度充电。制造电池时，在镉电极加入过量的可对电池进行过度充电保护，该方法称为镉氧循环法。 ①耗尽后继续充电，镉电极上生成的物质为 。 ②已知：隔膜可以透过阴离子和分子；可以与发生反应生成。请结合两个电极上的电极反应式说明用镉氧循环法实现过度充电保护的原理： 。 【答案】(1)ac (2) (3) 过度充电时，由于镉电极过量，阴极电极反应为，避免生成，阳极电极反应为；通过隔膜进入阴极室，与Cd发生反应，将阳极生成的消耗，同时生成可继续作为阴极反应物；透过隔膜进入阳极室补充消耗的，使反应循环发生 【详解】（1）a．密封镍镉电池可以避免空气中二氧化碳与KOH反应生成碳酸钾而变质，故a正确； b．通过Cd+2NiOOH+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2可以判断电池的电极，放电时NiOOH化合价降低发生还原反应生成Ni(OH)2，所以为正极；另一极Cd化合价升高发生氧化反应生成Cd(OH)2，所以为负极，故b错误； c．电池组装时，将Ni(OH)2和Cd(OH)2固定，只有放电后的生成物Ni(OH)2和Cd(OH)2，根据电池反应可知只有生成物，没有反应物，所以开始时反应逆向进行，即充电过程，条件为充电，故c正确； 故答案选ac。 （2）放电时，Cd失电子发生氧化反应，负极的电极反应式为：。 （3）①该电池充电时，阳极反应式为：，阴极反应式为：，阴极反应物Cd(OH)2耗尽后继续充电，就会使溶液中的氢离子在阴极得电子而生成氢气，从而产生安全隐患，所以镉电极上生成的物质为H2； ②用镉氧循环法实现过度充电保护的原理为过度充电时，由于镉电极过量，阴极电极反应为，避免生成，阳极电极反应为；通过隔膜进入阴极室，与Cd发生反应，将阳极生成的消耗，同时生成可继续作为阴极反应物；透过隔膜进入阳极室补充消耗的，使反应循环发生。 学科网（北京）股份有限公司 $