4.1.2 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第一册

**基本信息** 本同步练习聚焦“化学电源”主题，以“基础过关”为核心，通过梯度化题目设计，实现从单一电池原理到综合应用的知识巩固，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| |----|----------|----------| |基础认知|铜锌原电池、锌锰电池等基本类型|选择题为主，考查电极反应、离子移动等核心概念，强化物质结构决定性质的化学观念| |原理应用|燃料电池、二次电池工作原理|填空与选择结合，涉及电极反应式书写、电子转移计算，培养证据推理能力| |综合拓展|新型电池（如锂离子电池、钙离子电池）及实际应用|结合图表分析电池总反应、能量转化，体现科学探究与实践素养，衔接新授课知识迁移需求|

4.1.2 化学电源 （同步练习） 1．化学电源在生活中应用广泛，各种电池的示意图如图，下列有关说法错误的是 A．甲：铜锌原电池工作时，铜电极表面有气泡产生 B．乙：碱性锌锰电池负极的电极反应式为 C．丙：纽扣式银锌电池属于二次电池 D．丁：铅酸蓄电池的缺点是比能量低、笨重 【答案】C 【难度】0.5 【知识点】原电池原理理解、锌银纽扣电池、铅蓄电池、碱性锌锰干电池 【详解】A．铜锌原电池中，Zn活泼性强于Cu，Zn为负极，Cu为正极，稀硫酸电解质中，正极得电子生成氢气，因此铜电极表面有气泡产生，A正确； B．碱性锌锰电池中，Zn作负极，碱性环境下Zn失电子生成，电极反应式，B正确； C．纽扣式银锌电池不能充电重复使用，属于一次电池，不是二次电池，C错误； D．铅的密度较大，转移电子数少，铅酸蓄电池的缺点是比能量低、笨重，D正确； 故选C。 2．化学电源在日常生活和高科技领域中都具有广泛的应用。下列说法错误的是 A．上述电池包含了一次电池、二次电池和燃料电池 B．图甲中正极生成和，其电极反应为 C．图丙电池工作时，电流移动方向为N→Y→X→M D．若图丁中电解质溶液为稀硫酸，则放电后pH保持不变 【答案】D 【难度】0.4 【知识点】原电池原理理解 【详解】A．普通锌锰干电池是一次电池，铅酸蓄电池是二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，A正确； B．普通锌锰干电池中锌为负极，正极反应发生还原反应：，B正确； C．图丙N极氧气得电子发生还原反应，N极是正极；M极上有机物失电子发生氧化反应，M极是负极，电池工作时电流移动方向为N→Y→X→M，C正确； D．电解质为稀硫酸的氢氧燃料电池，总反应为，放电过程生成水，稀硫酸被稀释，减小，溶液增大，并非保持不变，D错误； 故选D。 3．一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示。该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮，其中硝化过程中被氧化。下列叙述正确的是 A．电池工作时，“厌氧阳极”为正极，“缺氧阴极”和“好氧阴极”为负极 B．电池工作时，“缺氧阴极”电极附近溶液的增大 C．“好氧阴极”电极反应： D．“厌氧阳极”区质量减少28.8g时，该电极输出电子2.4mol 【答案】D 【难度】0.45 【知识点】原电池原理理解、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、原电池有关计算 【分析】由题意和题图可知，该装置为原电池；由题图可知，“厌氧阳极”上转化为，C由0价变为+4价，则“厌氧阳极”为负极，电极反应式为：；“缺氧阴极”上转化为，再转化为，N由+5价变为+4价，最后变为0价，则“缺氧阴极”为正极，电极反应式为：，；“好氧阴极”为正极，电极反应式为：，同时氧气还能氧化生成，还可以被氧化为。 【详解】A．由分析可知，电池工作时，“厌氧阳极”为负极，“缺氧阴极”、“好氧阴极”为正极，A错误； B．“缺氧阴极”电极反应式为：，，分析2mol硝酸根到1mol氮气时氢离子变化，反应中消耗12mol氢离子时，通过质子交换膜补充10mol氢离子，故电池工作时，“缺氧阴极”电极附近溶液的减小，B错误； C．“好氧阴极”发生得电子的还原反应，因此不会发生此反应，C错误； D．“厌氧阳极”电极反应式为：，产生的二氧化碳逸出，产生的氢离子通过质子交换膜进入“缺氧阴极”区和“好氧阴极”区，转移24mol电子时，阳极区因逸出6 mol CO2和迁移出24mol 而质量减少(6×44g + 24×1g) = 288g，故“厌氧阳极”区质量减少28.8g时，该电极输出电子2.4mol，D正确； 故此题选D。 4．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是 A．催化重整制和时，使用催化剂可以提高反应的焓变 B．电极A上参与的电极反应为： C．电池工作时，向电极A移动 D．电极B上发生的电极反应为： 【答案】C 【难度】0.4 【知识点】烃燃料电池 【分析】燃料电池中，通入燃料的一极为负极，还原剂失去电子发生氧化反应，电子沿着导线流向正极，通入氧化剂的一极为正极，正极上发生还原反应，则A为负极、B为正极，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极； 【详解】A．焓变(ΔH)由反应物和生成物的总能量决定，催化剂只能降低反应活化能、加快反应速率，不能改变焓变，A错误； B．该电池为熔融碳酸盐燃料电池，电解质中无OH⁻，电极A（负极）上CO失去电子被氧化生成二氧化碳，，B错误； C．电池工作时，阴离子向负极移动，电极A为负极，故向电极A移动，C正确； D．电极B为正极，氧气发生还原反应，得到电子生成碳酸根离子，，D错误； 故选C。 5．如图所示，是原电池的装置图。请回答： (1)若溶液C为稀H2SO4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___________； 在反应中溶液中的阴离子移向___________ (填“A”或“B”)，反应进行一段时间后溶液C的pH___________ (填“升高”“降低”或“基本不变”) (2)若需将反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如图所示的原电池装置，则A极(负极)材料为___________。 (3)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下： 电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，则电极c是___________(填“正极”或“负极”)，若线路中转移2 mol电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的O2在标准状况下的体积为___________ L。 【答案】(1) 2H++2e-=H2↑ B 升高 (2)Cu (3) 负极 11.2 【难度】0.4 【知识点】原电池电极反应式书写、原电池原理的综合应用、甲醇燃料电池、原电池有关计算 【详解】（1）若溶液C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极为正极，A电极上发生的电极反应式为2H++2e-=H2↑； 原电池工作时阴离子向负极移动，在反应中溶液中的阴离子移向B（负极）； 负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，电池总反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑，反应中消耗H+，反应进行一段时间后溶液C中H+的浓度减小，pH升高。 （2）反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+中，Fe3+发生得到电子的还原反应转化成Fe2+，Cu发生失去电子的氧化反应转化成Cu2+，根据原电池工作原理，A极（负极）材料为Cu。 （3）由示意图可知，电子由电极c经负载流向电极d，则电极c为负极，电极d为正极，电极d的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，若线路中转移2mol电子，则消耗0.5molO2，在标准状况下的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L。 6．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，阳离子交换膜将电池分为两个极室，电池电极表面镀一层细小的铂粉。下列说法不正确的是 A．铂粉吸附气体能力强，性质稳定，有利于产生稳定电流 B．电子由a流向b C．通入O2的电极是正极，电极反应式为 D．K+向右侧移动，且该电池使用一段时间后，溶液pH会增大 【答案】D 【难度】0.4 【知识点】原电池原理理解、原电池电子流向判断及应用、原电池正负极判断、氢氧燃料电池 【分析】装置图分析为原电池反应，通氢气的电极为负极，氢气失电子发生氧化反应，反应在碱性溶液中生成水，通入氧气的电极为原电池正极，氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，据此解答。 【详解】A．铂作电极催化剂，其优点正是能吸附反应气体且化学性质稳定，有利于电极反应顺利进行并维持稳定电流，A正确； B．原电池中电子由负极流向正极，故电子由a流向b，B正确； C．通氧气一极为正极，电解质为KOH溶液，因此正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，C正确； D．图中为阳离子交换膜，原电池中阳离子向正极移动，故向右侧移动，左侧KOH减少，且生成水，溶液pH会降低；右侧生成了KOH，溶液pH会增大，D错误； 故选D。 7．某氢氧燃料电池工作示意图如图。下列说法中，正确的是 A．电极a为电池的正极 B．电极b表面反应为： C．电池工作过程中向b电极迁移 D．氢氧燃料电池将化学能转化为电能的转化率高于火力发电，提高了能源利用率 【答案】D 【难度】0.4 【知识点】原电池电极反应式书写、氢氧燃料电池 【分析】由图可知，电极a为负极，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，电极b为正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，据此分析； 【详解】A．由分析可知，电极a为电池的负极，A错误； B．已知电解质溶液为KOH溶液，故电极b表面反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-，B错误； C．原电池工作时，电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，结合分析电极a为负极，电极b为正极，故电池工作过程中OH-向a电极迁移，C错误； D．氢氧燃料电池将化学能直接转化为电能，能量的转化率高于火力发电，提高了能源利用率，D正确； 故选D。 8．氨可用于燃料电池，根据电解质传导机制可分为两类：O-SOFC（氧离子传导型电解质）和H-SOFC（质子传导型电解质），其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．O-SOFC和H-SOFC燃料电池通一极均为负极 B．H-SOFC燃料电池通一极的电极反应为 C．从环保的角度来说，具有更大优势的是O-SOFC燃料电池 D．两类燃料电池发生的总反应相同 【答案】C 【难度】0.44 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、氢氧燃料电池 【分析】氨燃料电池，氨气发生氧化还原反应最终转化为氮气，故通入氨气的一极为负极，通入氧气的一极为正极。 【详解】A．根据分析可知，通入氨气的一极为负极，故A正确； B．酸性环境中通入氧气的一极电极反应为，故B正确； C．从环保的角度来说，O-SOFC（氧离子传导型电解质）生成氮气和水；H-SOFC（质子传导型电解质）的产物也为氮气和水，最终产物均为对环境无污染的氮气和水，从环保角度看，二者没有明显优势劣势之分，故C错误； D．两类燃料电池的总反应式都为4NH3+3O2=2N2+6H2O，故D正确； 故选C。 9．某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极I和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中获得第一个电子的过程最慢。 由此可知，理论上 A．负极反应的催化剂是i B．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 C．图a中，i到ii过程的活化能一定最低 D．相同时间内，电极I和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 【答案】B 【难度】0.42 【知识点】原电池原理理解、原电池正负极判断、氢氧燃料电池 【详解】A．ⅰ是发生O2还原反应的正极(电极Ⅰ)的催化剂，负极反应的催化剂对应图c中的物质，A错误； B．电池工作过程中，负极反应为H2-2e-=2H+，生成的H+会通过质子交换膜迁移到正极室，负极室仅消耗气态H2，溶液的质量保持不变，B正确； C．图a中i到ⅱ是O2获得第一个电子的过程，题目明确该过程最慢，反应速率越慢活化能越高，故该过程活化能最高，C错误； D．电极I(正极)完成1次催化循环转移4个电子，电极Ⅱ(负极)完成1次催化循环转移2个电子，相同时间内两电极转移电子总数相等，故催化循环完成次数不相同，D错误； 故选B。 10．一种肼()燃料电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．b极的电势高于a极 B．电池工作时，从a极区透过交换膜移向b极区 C．当转移0.4 mol电子时，理论上消耗2.24 L D．该电池的总反应为 【答案】C 【难度】0.4 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、原电池有关计算、肼、氨电池 【分析】肼()燃料电池中N2H4发生氧化反应，a为负极，b极为正极，氧气是最终氧化剂，在Fe³⁺/Fe²⁺电对的介导下发生还原反应。 【详解】A．由图可知，该装置为化学能转化为电能的燃料电池，a极为原电池的负极，故电势比b极低，A项正确； B．原电池工作时阳离子移向正极，即移向b极区，B项正确； C．没有标准状况这个已知条件，无法计算气体的体积，C项错误； D．负极的电极反应式为，正极的电极反应式为，生成的又发生反应，故该电池的总反应为，D项正确。 故选C。 11．如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题： (1)当电极a为，电极b为，电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为___________。的移动方向为___________(填“由a到b”或“由b到a”)。 (2)当电极a为，电极b为，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该电池的正极为___________(填“Al”或“Mg”)；当反应中收集到标准状况下224气体时，消耗的电极质量为___________g；正极的电极反应式为___________。 (3)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如)反应所产生的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，甲烷(CH4)为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，则甲烷应通入 ___________ (填“a”或“b”，下同)极，电子从___________极流出，甲烷参与的电极反应式为___________。 【答案】(1) 由b到a (2) Mg 0.18 (3) b b 【难度】0.4 【知识点】原电池电子流向判断及应用、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、燃料电池 【详解】（1）当电极a为，电极b为，电解质溶液为稀硫酸时，作原电池的负极，溶液中的在正极得电子生成，电极反应为；带负电荷，向负极移动，即由移动方向为由b到a； （2）当电极a为，电极b为，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，由于能与溶液反应而不能，作正极；正极电极反应式为：，，因此电路中转移0.02 mol电子，根据得失电子守恒，消耗的电极质量为，故答案为：；0.18；； （3）在燃料电池中，都是燃料在负极失电子，故甲烷应通入负极b；负极发生还原反应，失去电子，原电池外电路中，电子由负极b流出；甲烷参与的电极反应式为：。 12．人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用。请根据题中信息，回答下列问题： (1)直接提供电能的一般是放热反应，下列能设计成原电池的是___________。(填字母，下同) A．与反应 B．氢氧化钠与稀盐酸反应 C．灼热的炭与反应 D．与燃烧反应 (2)将纯铁片和纯铜片按图甲、乙方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题： ①下列说法正确的是___________。 A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B．乙中铜片上没有明显变化 C．甲中铜片质量减少、乙中铁片质量减少 D．甲、乙两烧杯中c()均减小 ②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲___________乙。(填“>”“<”或“=”) ③请写出甲、乙中构成原电池的正极电极反应式___________。电池工作一段时间后，甲中溶液质量增重27g时，电极上转移电子数目为___________。 ④若将甲中的稀硫酸换为浓硝酸，则电池总反应的离子方程式为___________。 (3)图丙为甲烷氧气燃料电池的构造示意图，电解质溶液的溶质是KOH。通甲烷一极的电极反应方程式为___________。 【答案】(1)D (2) BD ＞ (3) 【难度】0.4 【知识点】原电池原理理解、原电池电极反应式书写、烃燃料电池、原电池有关计算 【详解】（1）A．与反应为非氧化还原反应，不能设计成原电池，A错误； B．氢氧化钠与稀盐酸反应为非氧化还原反应，不能设计成原电池，B错误; C．灼热的炭与反应为吸热反应，一般不能设计成原电池，C错误； D．与燃烧反应为能自发进行的氧化还原反应，且是放热反应，能设计成原电池，D正确； 故答案选D。 （2）①A．甲装置是原电池，将化学能转变为电能，乙不能形成原电池，A错误； B．乙装置不能形成原电池，且铜片不与稀硫酸反应反应，所以铜片上没有明显变化，B正确； C．甲装置为原电池装置，铁为负极，铜为正极，负极，正极，所以铁片质量减少，铜片质量不变，乙装置不能形成原电池，铁能与稀硫酸发生反应，铁片质量减少，铜片不与稀硫酸反应反应，铜片质量不变，C错误； D．两个烧杯中都产生氢气，都降低，D正确； 故答案选BD； ②甲装置是原电池，乙不能形成原电池，原电池反应能加快反应速率，则两烧杯中产生气泡的速度：甲＞乙； ③甲装置为原电池装置，铁为负极，铜为正极，负极，正极，乙装置不能形成原电池，故答案为；甲装置发生反应，当转移时，溶液质量增重，所以当甲中溶液质量增重27 g时，电极上转移电子数目为； ④若将甲中的稀硫酸换为浓硝酸，常温下发生钝化，能与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，电池总反应的离子方程式为。 （3）碱性甲烷燃料电池中，甲烷发生失电子的氧化反应生成，则通甲烷一极的电极反应方程式为。 13．电化学在现代生活、生产和科学技术的发展中发挥着越来越重要的作用。 (1)如图是甲醇(CH3OH)燃料电池的工作原理示意图。 ①该电池工作时，燃料电池负极的电极反应式为_______。 ②若用该电池电解精炼铜，氧气放电电极应接_______(填“纯铜”或“粗铜”)。 (2)如图是高铁酸钾电池的模拟实验装置(已知：放电时，石墨电极附近有红褐色浑浊)。 ①该电池放电时，正极的电极反应式为_______。 ②盐桥中盛有含饱和KNO3溶液的琼脂，此盐桥中向_______移动(填“左”或“右”)。 (3)如图是利用燃料电池工作原理处理某酸性废水的示意图。b电极的电极反应式为_______。 (4)SO2和NOx是主要大气污染物，如图是同时吸收SO2和NOx的示意图。 ①阳极的电极反应式为_______。 ②当NOx均为NO时，吸收池中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。 【答案】(1) 粗铜 (2) 右 (3) (4) 1：1 【难度】0.45 【知识点】原电池电极反应式书写、甲醇燃料电池 【详解】（1）①甲醇(CH3OH)燃料电池工作时，负极反应为。 ②燃料所在电极为负极，由图可知，氧电极为正极，粗铜精炼时，粗铜在阳极放电，若用该电池电解精炼铜，氧电极应接粗铜。 （2）①由图可知，锌为负极，石墨为正极，该电池放电时，正极的电极反应为。 ②原电池中阴离子向负极移动，盐桥中盛有饱和KNO3溶液，此盐桥中向右移动。 （3）燃料电池中通入燃料的电极为负极，由图可知，a为负极，b为正极，酸性环境，b电极的电极反应式为。 （4）①由图可知，阳极的SO2转化为硫酸，电极反应式为。 ②当NOx均为NO时，NO作氧化剂转化为N2，化合价由+2价降至0价，1个NO得2个电子，作还原剂转化为，化合价由+3价升至+4价，1个失2个电子，得失电子相等，所以吸收池中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1。 14．电化学原理在生产、生活、科学研究中有重要的应用。 I．2025年诺贝尔化学奖授予了三位科学家，表彰他们在开发金属有机框架材料方面的开创性工作。其中一种MOF-2D材料Cu-BHT，能够高效、高选择性的将CO2催化还原为HCOOH，反应原理如图所示，已知双极膜可将H2O解离为H+和OH-。 (1)放电时，Zn电极为___________极，电极反应式为___________。 (2)充电时，OH-由双极膜移向___________电极(填“Zn”“Cu-BHT”)。 (3)当外电路通过1 mol电子时，双极膜中解离H2O的物质的量为___________mol。 (4)Cu-BHT电极得到4.6 g HCOOH时，理论上电路中转移的电子数为___________。 Ⅱ．汽车尾气中含有大量的氮氧化物，为减少汽车尾气的污染，应逐步向新能源汽车方向发展。其中肼—空气燃料电池是一种碱性电池，无污染、能量高，其工作原理如图所示。 (5)该燃料电池中正极通入的物质是___________，负极上的电极反应式为___________。 (6)电池工作时，负极区溶液pH___________(填“增大”“不变”“减小”)。 【答案】(1) 负 (2)Cu-BHT (3)1 (4) (5) 空气 N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O (6)减小 【难度】0.4 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、燃料电池原理及优点、原电池有关计算 【分析】I.由图可知放电时，锌片为原电池的负极，碱性条件下锌失去电子发生氧化反应生成，Cu-BHT电极为正极，酸性条件下CO2在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，双极膜中的H+移向Cu-BHT电极、OH-移向锌片。 II. 由图可知，a电极发生氧化反应，a为负极；b电极为正极。 【详解】（1）由上述分析可知，放电时Zn为负极；碱性条件下锌失去电子发生氧化反应生成，电极反应为； （2）放电时OH-定向移动到Zn极，则充电时，OH-会定向移动到Cu-BHT电极； （3）双极膜电离出的H+和OH-定向移动到两极，根据溶液呈电中性可知，当外电路通过1 mol电子时，双极膜中解离H2O的物质的量为1mol； （4）正极的电极反应为，故当生成4.6g(0.1mol)HCOOH时，转移0.2mol电子，即0.2NA； （5）由图可知，空气通入b电极，b电极为正极；负极区N2H4转化成N2，电极反应为N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O； （6）由分析可知，负极区消耗OH-，负极区溶液pH减小。 15．应用电化学原理，回答下列问题： (1)甲中电流计指针偏移时，盐桥(装有含琼脂的KCl饱和溶液)中离子移动的方向是_______。 (2)乙中正极反应式为_______；若将换成，则负极反应式为_______。 (3)丙中正极的电极反应式为_______。 (4)随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系示意图如下。 ①将等物质转化为的过程中，步骤Ⅰ加入NaOH溶液的目的是_______。 ②步骤Ⅱ、Ⅲ中和作用分别是_______。 【答案】(1)移向溶液，移向溶液 (2) (3) (4) 脱除硫酸根，生成可溶于酸的氢氧化铅 作还原剂，作氧化剂 【难度】0.48 【知识点】原电池电子流向判断及应用、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、燃料电池原理及优点 【详解】（1）甲为锌铜原电池，Zn 作负极，失去电子得到，左侧烧杯中正电荷增多；Cu 作正极，溶液中的得电子得到Cu，右侧烧杯中正电荷减少，所以盐桥中的移向溶液，移向溶液，以平衡电荷。 （2）乙图中电池为碱性氢氧燃料电池，正极反应方程式为：；若将 H2换为 CH4，甲烷在负极失去电子被氧化为碳酸根离子，碳元素化合价：-4→+4，反应式为。 （3）丙图中为铅酸蓄电池，电解质溶液为酸性溶液，PbO2为正极，得电子被还原为二价铅，在硫酸溶液中转化为PbSO4，正极反应式为：。 （4）由示意图知，步骤Ⅰ加入NaOH溶液的目的是将PbSO4转化为氢氧化铅，即脱除硫酸根，生成可溶于后续酸的氢氧化铅。 根据图中信息，步骤II中，H2O2作为还原剂，将PbO2中的Pb元素还原为二价而得到含Pb2+的溶液；步骤III中，作为氧化剂，将氢氧化铅与PbO中的二价铅元素氧化为+4价，之后得到PbO2。 16．2019年诺贝尔化学奖花落锂离子电池，美英日三名科学家获奖，他们创造了一个可充电的世界。像高能LiFePO4电池，多应用于公共交通。电池中间是聚合物的隔膜，主要作用是在反应过程中只让Li+通过。结构如图所示。 原理如下：(1−x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC。下列说法不正确的是（    ） A．放电时，正极电极反应式：xFePO4+xLi++xe-=xLiFePO4 B．放电时，电子由负极经导线、用电器、导线到正极 C．充电时，阴极电极反应式：xLi++xe-+nC=LixCn D．充电时，Li+向左移动 【答案】D 【难度】0.4 【知识点】原电池原理的综合应用、二次电池、新型电池、其他二次电池 【分析】放电为原电池原理，从(1−x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC可知，LixCn中的C化合价升高了，所以LixCn失电子，作负极，那么负极反应为：+nC，LiFePO4作正极，正极反应为：，充电为电解池工作原理，反应为放电的逆过程，据此分析解答。 【详解】A．由以上分析可知，放电正极上得到电子，发生还原反应生成，正极电极反应式：，A正确； B．原电池中电子流向是负极导线用电器导线正极，放电时，电子由负极经导线、用电器、导线到正极，B正确； C．充电时，阴极为放电时的逆过程，变化为，电极反应式：，C正确； D．充电时，作为电解池，阳离子向阴极移动，向右移动，D错误； 答案选D。 【点睛】带x的新型电池写电极反应时，先用原子守恒会使问题简单化，本题中，负极反应在我们确定是变为C之后，先用原子守恒得到—xLi++nC，再利用电荷守恒在左边加上-xe-即可，切不可从化合价出发去写电极反应。 17．电池在许多领域中扮演着重要角色，从移动设备到太空探索，从医疗设备到军事科技，无处不在。 (1)伏打电池是意大利教授伏打发明的电池组，开创了电学发展的新时代。一种伏打电池结构如图1所示，银片和锌片间隔有浸渍NaCl溶液的纸板。伏打电池的正极为_____(填“a”或“b”)，若将银片换成_____(填标号)，则电流计中没有电子流过。 A．陶瓷片    B．锌片    C．铜片    D．镁片 (2)1859年，法国物理学家普兰特发明了铅酸蓄电池，其结构如图2所示。放电时，负极的质量_____ (填“增大”“减小”或“不变”)，正极上的电极反应式为_____。 (3)镍镉电池(如图3)是最早应用于手机、笔记本电脑等设备的可充放电电池，放电时总反应为，下列说法正确的是_____(填标号)。 A．镍镉电池充电时，化学能转化为电能 B．放电时，负极发生了氧化反应 C．电解质溶液为稀硫酸 D．镍镉电池为二次电池 (4)近年来，采用非贵重金属作为催化剂的节能环保的熔融碳酸盐燃料电池备受青睐，其工作原理如图4.该电池负极上的电极反应式为_____，相同条件下，正、负极消耗的气体的体积之比为_____。 【答案】(1) a AB (2) 增大 PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O (3)BD (4) H2-2e-+=CO2+H2O 3：2 【难度】0.4 【知识点】原电池原理理解、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、原电池有关计算 【详解】（1）Zn金属活动性强于Ag，则Ag为伏打电池的正极，答案选a。陶瓷片不导电，银片换成陶瓷片不能构成原电池，银片换成锌片，则两个电极都是锌片，也不能构成原电池，换成铜片和镁片，两个电极材料金属活动性不同，且都能导电，能发生自发的氧化还原反应，可构成原电池，故答案选AB。 （2）铅酸蓄电池中，负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成硫酸铅沉淀，附着在负极上导致负极的质量增大，正极上PbO2得电子结合硫酸生成PbSO4和水，电极反应为PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O。 （3）A．镍镉电池充电时，是电能转化为化学能，A错误； B．放电时，负极上Cd失电子被氧化发生氧化反应，B正确； C．反应最后生成了氢氧化镍和氢氧化镉，故电解质溶液不可能为酸性溶液，应该为碱液，C错误； D．镍镉电池为可充放电电池，因此其为二次电池，D正确； 故答案选BD。 （4）该电池负极上氢气失电子结合电解质溶液中的碳酸根离子生成二氧化碳和水，电极反应为H2-2e-+=CO2+H2O，正极电极反应为O2+4e-+2CO2=2，根据得失电子守恒，正极有1molO2和2molCO2参与反应时，转移4mol电子，负极消耗2mol氢气，因此正负极消耗的气体的体积比为3：2。 18．水系钠离子二次电池的放电过程示意图如图所示，下列说法正确的是 A．放电时，电极b为负极 B．充、放电时，均向电势更高的电极移动 C．放电时，总反应为 D．外电路通过2mol电子时，理论上两电极区域质量变化的差值为92g 【答案】D 【难度】0.35 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、其他二次电池、原电池有关计算 【分析】由图可知，水系钠离子二次电池的放电过程钠离子向右移动，故电极b为正极，正极反应式为，电极a为负极，负极反应式为，充电时为电解池，原电池的负极作阴极、原电池的正极作阳极，电极反应相反，据此分析解答。 【详解】A．放电时为原电池，电极b为正极，A错误； B．充电时，阳离子移向阴极，即均向电势更低的电极移动，B错误； C．放电时，正极反应式为，负极反应式为，故总反应为，而选项C的反应为充电时的总反应，C错误； D．放电时，正极反应式为，负极反应式为，则外电路通过2mol电子时，由电荷守恒可知，通过交换膜的钠离子为2mol，负极区质量减少，正极区质量增加，理论上两电极区域质量变化的差值为，D正确； 故答案选D。 19．某新型锂离子电池是以嵌锂非晶硅薄膜和钴酸锂薄膜为电极的二次电池，充电时，嵌入非晶硅膜，放电时发生脱嵌，工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．充电时，b极接电源的负极 B．充电时，a极的电极反应式为 C．放电时，外电路通过，b极质量增加7g D．放电时，穿过交换膜向a极移动 【答案】C 【难度】0.4 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、原电池有关计算、锂离子电池 【分析】充电时，电解质的阳离子移向阴极，该电池充电时，嵌入非晶硅膜，因此充电时a极为阴极，放电时为负极。 【详解】A．根据分析知，充电时，b极为阳极，接电源的正极，A错误； B．充电时，a极的电极反应式为，B错误； C．放电时，外电路通过，b极将嵌入1mol，因此b极质量增加7g，C正确； D．放电时，阳离子向正极移动，因此a极区的穿过交换膜向b极移动，D错误； 故选C。 20．平板电脑使用的某种聚合物锂离子电池的工作原理如图所示，该电池的总反应为：Li1- xCoO2+LixC6LiCoO2+ C6(LixC6表示锂嵌入石墨形成的复合材料)。下列说法正确的是 A．放电时，A电极作电池的负极 B．K与N相连接时，B极区的Li+通过隔膜向A极区迁移 C．为了增强导电性，电解质可以配成水溶液 D．K与M相连接时，阳极反应式为LixC6 -xe-=xLi++ C6 【答案】B 【难度】0.39 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、锂离子电池 【分析】该聚合物锂离子电池总反应为，放电时（原电池），A为正极，B为负极；负极氧化：，正极还原，由B向A迁移，充电时（电解池），A接电源正极作阳极氧化，B作阴极还原，由A向B迁移，据此分析。 【详解】A．由图示可知，充电时A极与电源正极相连，则放电时A极为正极，A不符合题意； B．K与N相连接时，为原电池，A极为正极，B极区的通过隔膜向A极区迁移，B符合题意； C．中嵌有活泼金属锂，遇水发生反应，C不符合题意； D．K与M相连接时，为电解池，依据总反应可知，充电时的阳极反应式为，D不符合题意； 故选B。 21．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Ⅰ所示电池中，的作用是做催化剂 B．图Ⅱ所示电池放电过程中，溶液的pH不变 C．图Ⅲ所示装置工作过程中，其正极电池反应式： D．图Ⅳ所示电池中，正极的电极反应式为 【答案】C 【难度】0.35 【知识点】原电池原理理解、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、铅蓄电池 【详解】A．图Ⅰ为碱性锌锰电池，是正极反应物，参与电极反应，不是催化剂，A错误； B．图Ⅱ为铅蓄电池，放电总反应为：，反应消耗，同时生成水，硫酸浓度降低，溶液pH升高，B错误； C．图Ⅲ为酸性氢氧燃料电池，电解质中导电，正极得电子，与结合生成水，电极反应式无误，C正确； D．图Ⅳ为锌银纽扣电池，电解质是碱性溶液，不会存在，其正极反应式为，D错误； 故选C。 22．有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是 图Ⅰ：锌锰电池 图Ⅱ：铅蓄电池 图Ⅲ：铜银原电池 图Ⅳ：氢氧燃料电池 A．图Ⅰ所示电池中，的作用是催化剂 B．图Ⅱ所示电池放电过程中，溶液增大 C．图Ⅲ所示装置工作过程中，浓度不断减小 D．图Ⅳ所示电池中，电子流向：电解质 【答案】B 【难度】0.48 【知识点】原电池原理理解、原电池电子流向判断及应用、原电池正负极判断、铅蓄电池 【详解】A．图Ⅰ为锌锰干电池，参与正极反应，在反应中作氧化剂，A错误； B．铅蓄电池放电的总反应为：，放电过程中硫酸被消耗，同时生成水，溶液中浓度降低，因此溶液增大，B正确； C．图Ⅲ铜银原电池中，Cu活泼性强于Ag，Cu作负极，电极反应为，在负极所在的左池中不断生成，浓度不断增大，C错误； D．原电池中，电子仅在外电路（导线）中移动，不能通过电解质，因此该电池电子流向为a→外电路→b，D错误； 故选B。 23．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是 A．工作一段时间后，电解质溶液中OH-的物质的量减小 B．正极的电极反应式为 C．锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．使用一段时间后，两个电极板的质量均增加 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【难度】0.4 【知识点】原电池原理理解、原电池电极反应式书写、锌银纽扣电池、铅蓄电池 【详解】A．该电池为铁-空气碱性电池，负极反应为Fe - 2e⁻ + 2OH⁻ = Fe(OH)2（消耗OH⁻），正极反应为O2+ 2H2O + 4e⁻ = 4OH⁻（生成OH⁻）。根据电子守恒，OH⁻的生成量等于OH⁻的消耗量，电解质溶液中OH⁻的物质的量不变，A错误； B．纽扣式银锌电池中，Ag2O为正极，在碱性条件下得电子生成Ag和OH⁻，电极反应式为Ag2O + 2e⁻ + H2O = 2Ag + 2OH⁻，B正确； C．锌锰干电池中，锌筒作负极，发生氧化反应：Zn - 2e⁻ = Zn2+，锌不断被消耗，锌筒会变薄，C正确； D．铅蓄电池放电时，负极Pb转化为PbSO4（质量增加），正极PbO2转化为PbSO4（质量增加），两个电极板质量均增加，D正确； 故选A。 24．化学给了我们一双智慧的眼睛。下列说法正确的是 A．纽扣式微型银锌电池放电时，化学能全部转化为电能 B．用可溶性铝盐作水处理剂的主要原因是铝盐能够杀菌消毒 C．燃料电池是一种利用燃烧放出的热量进行发电的装置 D．龋齿的形成与沉淀溶解平衡有关 【答案】D 【难度】0.4 【知识点】锌银纽扣电池、燃料电池原理及优点、龋齿与含氟牙膏 【详解】A．纽扣式微型银锌电池放电时，化学能不会全部转化为电能，部分能量会以热能等其它形式能量，A错误； B．可溶性铝盐作水处理剂，是因为铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体吸附水中悬浮杂质达到净水目的，铝盐没有强氧化性，不能杀菌消毒，B错误； C．燃料电池是直接将燃料、氧化剂的化学能转化为电能的装置，不是利用燃烧放热发电，C错误； D．龋齿的形成是由于口腔细菌产酸导致牙釉质（羟基磷酸钙）的溶解平衡发生移动，导致向溶解方向移动（正向移动），D正确； 故选D。 25．碱性锌锰电池的总反应为，构造如图。下列说法错误的是 A．Zn为负极，发生氧化反应 B．电池工作时，向正极移动 C．可存放时间比酸性锌锰电池长 D．正极反应式为 【答案】B 【难度】0.4 【知识点】原电池原理理解、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、碱性锌锰干电池 【分析】Zn作原电池的负极，作原电池正极，据此分析； 【详解】A．总反应中Zn的化合价从0价升高为+2价，失电子发生氧化反应，作原电池的负极，A正确； B．原电池工作时，电解质中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，向负极移动，B错误； C．酸性锌锰电池的电解质是酸性，会腐蚀锌负极，易发生自放电；碱性条件下锌不易被腐蚀，因此碱性锌锰电池的存放时间比酸性锌锰电池更长，C正确； D．正极上得电子发生还原反应，配平后正极反应式为，D正确； 故选B。 26．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：。 关于两电池及其工作原理，下列说法中正确的是 A．用KOH替代，可降低对金属外壳的腐蚀 B．两电池中Zn均发生还原反应 C．理论上，每转移0.2mol电子，有8.8g MnOOH生成 D．两电池中正极均发生反应： 【答案】A 【难度】0.4 【知识点】原电池电极反应式书写、原电池有关计算、普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池 【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=2MnOOH+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MnOOH，电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-，据此分析； 【详解】A．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，A正确； B．两电池中Zn均为负极，发生失去电子的氧化反应（Zn→Zn2+或ZnO，化合价升高），B错误； C．碱性电池总反应中，2 mol MnO2生成2 mol MnOOH时转移2mol电子（每个Mn从+4→+3，得1e-），则转移0.2 mol电子生成0.2 mol MnOOH，其质量为0.2 mol×88 g/mol=17.6 g，C错误； D．酸性电池正极反应式：，碱性电池中电解质为KOH（碱性），正极反应式：MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-（无H+），两者不同，D错误； 故选A。 27．下列化学电源的电极反应式书写错误的是 A．NO-空气燃料电池的负极反应式： B．充电时，铅酸蓄电池阳极的电极反应： C．碱性锌锰电池负极反应式： D．锂离子电池放电时正极的电极反应为 【答案】B 【难度】0.4 【知识点】原电池电极反应式书写、铅蓄电池、碱性锌锰干电池、锂离子电池 【详解】A．NO-空气燃料电池中，负极燃料NO发生氧化反应，N元素从+2价升至+5价（生成），失去3个电子，反应式中得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒均成立，A正确； B．充电时铅酸蓄电池阳极（氧化反应），放电时正极生成的需失电子恢复为，正确反应式为，B错误； C．碱性锌锰电池负极Zn失电子生成，在碱性条件下与结合为，反应式符合得失电子守恒、电荷及原子守恒，C正确； D．锂离子电池放电时正极发生还原反应，接受和电子生成，Fe元素化合价降低（如+3→+2），电子转移数（x e⁻）与嵌入量匹配，D正确； 故答案选B。 28．钴酸锂（）电池的工作原理如图所示。电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许通过。下列说法错误的是 A．不能用的水溶液作导电介质 B．电极电势： C．外电路通过1 mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为 D．废旧钴酸锂电池需进行“放电处理”，让嵌入电极N便于回收 【答案】C 【难度】0.45 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、废弃电池的污染及回收、新型电池 【分析】据图可知，钴酸锂（）电池放电时M极为负极，电极反应式为；N极为正极，电极反应式为；据此作答。 【详解】A．因锂易与水反应，不能用水溶液作导电介质，A正确； B．根据图示确定M极为负极（或电解时的阴极），N极为正极（或电解时的阳极），电极电势，B正确； C．负极反应式：，从负极脱出；正极反应式：，嵌入正极；放电时，外电路通过时，负极质量减少1 mol锂的质量（约7 g），正极质量增加1 mol锂的质量（约7 g），两电极质量变化的差值为14 g，C错误； D．通过电极反应式可知，回收废旧钴酸锂电池时，应进行“放电处理”，让嵌入正极（N极）便于回收，D正确； 故选C。 29．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是 A．甲：电池工作时，向电极移动 B．乙：正极反应式为 C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性增强 【答案】D 【难度】0.4 【知识点】原电池原理理解、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、化学电源分类及特点 【详解】A．甲为锌铜原电池，Zn为负极，Cu为正极，原电池工作时阳离子向正极移动，故向电极移动，A正确； B．乙为银锌纽扣电池，电解质为溶液，正极得电子被还原为，同时生成，电极反应式为，B正确； C．丙为锌锰干电池，锌筒作负极，发生失电子的氧化反应，锌逐渐溶解，故锌筒会变薄，C正确； D．丁为铅蓄电池，放电时总反应为，使用过程中被消耗且生成水，导致溶液中浓度降低，电解质溶液的酸性减弱，D错误； 故选D。 30．某课题组报道了一种以为电解质的新型合金化反应型钙离子电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 (已知hfip为) A．电池工作时电流方向为1，4-聚苯醌→负载→Ca-Sn合金→电解质→1，4-聚苯醌 B．1 mol 1，4-聚苯醌转化为时，负极质量减少40n g C．将电解质更换为饱和水溶液，可提高该电池的电流效率 D．下一步研究方向可能是研究具有更高比能量的合金化反应型镁离子电池 【答案】C 【难度】0.35 【知识点】原电池电子流向判断及应用、原电池正负极判断、原电池原理的综合应用、优质电池选择标准、新型电池 【分析】电极判断：图中显示电解质中的 向右侧的 1,4-聚苯醌电极移动。在原电池内部，阳离子总是向正极移动。因此，右侧的 1,4-聚苯醌是正极，左侧的 合金是负极。电极反应：负极（ 合金）：发生氧化反应，钙失去电子变成 进入电解质。电极反应式为 。正极（1,4-聚苯醌）：发生还原反应，1,4-聚苯醌得到电子并与 结合，据此分析各选项； 【详解】A．在外电路中，电流从正极流向负极。已知 1,4-聚苯醌为正极， 合金为负极，所以外电路电流方向为：1,4-聚苯醌 负载 合金。在内电路（电解质）中，电流方向是从负极流向正极（与阳离子移动方向一致）。所以内电路电流方向为： 合金 电解质 1,4-聚苯醌。综合起来，整个回路的电流方向描述正确，A正确； B．观察图中 1,4-聚苯醌的结构，它是一个聚合物，其重复单元含有一个醌式结构（两个 双键）。转化后的结构显示，每个重复单元上的两个 双键变成了带负电荷的氧原子（ ），这意味着每个重复单元得到了 个电子。题目中所说的“ 1,4-聚苯醌”指的是 该聚合物分子。由于该聚合物含有 个重复单元，所以 聚合物分子完全转化时，总共转移的电子数为 。根据电荷守恒，负极需要失去 电子。负极反应为 ，因此需要消耗 的 。钙的摩尔质量为 ，所以负极减少的质量为 ，B正确； C．该电池的负极材料涉及活泼金属钙（ ）。钙是一种非常活泼的碱土金属，能与水发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气[ ]。如果将电解质更换为水溶液，负极的钙会直接与水反应而被消耗，无法有效地通过外电路转移电子，这不仅不能提高电流效率，反而会导致电池无法正常工作甚至发生危险。因此，该电池必须使用非水有机电解质，C错误； D．比能量是指电池单位质量所能输出的电能。镁（ ）和钙（ ）同为二价金属。镁的摩尔质量（ ）小于钙的摩尔质量（ ）。在提供相同数量电子（即发生相同电化学反应）的情况下，消耗镁的质量更少。因此，理论上镁离子电池相比钙离子电池具有更高的比能量，这是一个合理的未来研究方向，D正确； 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.1.2 化学电源 （同步练习） 1．化学电源在生活中应用广泛，各种电池的示意图如图，下列有关说法错误的是 A．甲：铜锌原电池工作时，铜电极表面有气泡产生 B．乙：碱性锌锰电池负极的电极反应式为 C．丙：纽扣式银锌电池属于二次电池 D．丁：铅酸蓄电池的缺点是比能量低、笨重 2．化学电源在日常生活和高科技领域中都具有广泛的应用。下列说法错误的是 A．上述电池包含了一次电池、二次电池和燃料电池 B．图甲中正极生成和，其电极反应为 C．图丙电池工作时，电流移动方向为N→Y→X→M D．若图丁中电解质溶液为稀硫酸，则放电后pH保持不变 3．一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示。该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮，其中硝化过程中被氧化。下列叙述正确的是 A．电池工作时，“厌氧阳极”为正极，“缺氧阴极”和“好氧阴极”为负极 B．电池工作时，“缺氧阴极”电极附近溶液的增大 C．“好氧阴极”电极反应： D．“厌氧阳极”区质量减少28.8g时，该电极输出电子2.4mol 4．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是 A．催化重整制和时，使用催化剂可以提高反应的焓变 B．电极A上参与的电极反应为： C．电池工作时，向电极A移动 D．电极B上发生的电极反应为： 5．如图所示，是原电池的装置图。请回答： (1)若溶液C为稀H2SO4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___________； 在反应中溶液中的阴离子移向___________ (填“A”或“B”)，反应进行一段时间后溶液C的pH___________ (填“升高”“降低”或“基本不变”) (2)若需将反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如图所示的原电池装置，则A极(负极)材料为___________。 (3)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下： 电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，则电极c是___________(填“正极”或“负极”)，若线路中转移2 mol电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的O2在标准状况下的体积为___________ L。 6．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，阳离子交换膜将电池分为两个极室，电池电极表面镀一层细小的铂粉。下列说法不正确的是 A．铂粉吸附气体能力强，性质稳定，有利于产生稳定电流 B．电子由a流向b C．通入O2的电极是正极，电极反应式为 D．K+向右侧移动，且该电池使用一段时间后，溶液pH会增大 7．某氢氧燃料电池工作示意图如图。下列说法中，正确的是 A．电极a为电池的正极 B．电极b表面反应为： C．电池工作过程中向b电极迁移 D．氢氧燃料电池将化学能转化为电能的转化率高于火力发电，提高了能源利用率 8．氨可用于燃料电池，根据电解质传导机制可分为两类：O-SOFC（氧离子传导型电解质）和H-SOFC（质子传导型电解质），其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．O-SOFC和H-SOFC燃料电池通一极均为负极 B．H-SOFC燃料电池通一极的电极反应为 C．从环保的角度来说，具有更大优势的是O-SOFC燃料电池 D．两类燃料电池发生的总反应相同 9．某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极I和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中获得第一个电子的过程最慢。 由此可知，理论上 A．负极反应的催化剂是i B．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 C．图a中，i到ii过程的活化能一定最低 D．相同时间内，电极I和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 10．一种肼()燃料电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．b极的电势高于a极 B．电池工作时，从a极区透过交换膜移向b极区 C．当转移0.4 mol电子时，理论上消耗2.24 L D．该电池的总反应为 11．如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题： (1)当电极a为，电极b为，电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为___________。的移动方向为___________(填“由a到b”或“由b到a”)。 (2)当电极a为，电极b为，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该电池的正极为___________(填“Al”或“Mg”)；当反应中收集到标准状况下224气体时，消耗的电极质量为___________g；正极的电极反应式为___________。 (3)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如)反应所产生的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，甲烷(CH4)为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，则甲烷应通入 ___________ (填“a”或“b”，下同)极，电子从___________极流出，甲烷参与的电极反应式为___________。 12．人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用。请根据题中信息，回答下列问题： (1)直接提供电能的一般是放热反应，下列能设计成原电池的是___________。(填字母，下同) A．与反应 B．氢氧化钠与稀盐酸反应 C．灼热的炭与反应 D．与燃烧反应 (2)将纯铁片和纯铜片按图甲、乙方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题： ①下列说法正确的是___________。 A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B．乙中铜片上没有明显变化 C．甲中铜片质量减少、乙中铁片质量减少 D．甲、乙两烧杯中c()均减小 ②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲___________乙。(填“>”“<”或“=”) ③请写出甲、乙中构成原电池的正极电极反应式___________。电池工作一段时间后，甲中溶液质量增重27g时，电极上转移电子数目为___________。 ④若将甲中的稀硫酸换为浓硝酸，则电池总反应的离子方程式为___________。 (3)图丙为甲烷氧气燃料电池的构造示意图，电解质溶液的溶质是KOH。通甲烷一极的电极反应方程式为___________。 13．电化学在现代生活、生产和科学技术的发展中发挥着越来越重要的作用。 (1)如图是甲醇(CH3OH)燃料电池的工作原理示意图。 ①该电池工作时，燃料电池负极的电极反应式为_______。 ②若用该电池电解精炼铜，氧气放电电极应接_______(填“纯铜”或“粗铜”)。 (2)如图是高铁酸钾电池的模拟实验装置(已知：放电时，石墨电极附近有红褐色浑浊)。 ①该电池放电时，正极的电极反应式为_______。 ②盐桥中盛有含饱和KNO3溶液的琼脂，此盐桥中向_______移动(填“左”或“右”)。 (3)如图是利用燃料电池工作原理处理某酸性废水的示意图。b电极的电极反应式为_______。 (4)SO2和NOx是主要大气污染物，如图是同时吸收SO2和NOx的示意图。 ①阳极的电极反应式为_______。 ②当NOx均为NO时，吸收池中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。 14．电化学原理在生产、生活、科学研究中有重要的应用。 I．2025年诺贝尔化学奖授予了三位科学家，表彰他们在开发金属有机框架材料方面的开创性工作。其中一种MOF-2D材料Cu-BHT，能够高效、高选择性的将CO2催化还原为HCOOH，反应原理如图所示，已知双极膜可将H2O解离为H+和OH-。 (1)放电时，Zn电极为___________极，电极反应式为___________。 (2)充电时，OH-由双极膜移向___________电极(填“Zn”“Cu-BHT”)。 (3)当外电路通过1 mol电子时，双极膜中解离H2O的物质的量为___________mol。 (4)Cu-BHT电极得到4.6 g HCOOH时，理论上电路中转移的电子数为___________。 Ⅱ．汽车尾气中含有大量的氮氧化物，为减少汽车尾气的污染，应逐步向新能源汽车方向发展。其中肼—空气燃料电池是一种碱性电池，无污染、能量高，其工作原理如图所示。 (5)该燃料电池中正极通入的物质是___________，负极上的电极反应式为___________。 (6)电池工作时，负极区溶液pH___________(填“增大”“不变”“减小”)。 15．应用电化学原理，回答下列问题： (1)甲中电流计指针偏移时，盐桥(装有含琼脂的KCl饱和溶液)中离子移动的方向是_______。 (2)乙中正极反应式为_______；若将换成，则负极反应式为_______。 (3)丙中正极的电极反应式为_______。 (4)随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系示意图如下。 ①将等物质转化为的过程中，步骤Ⅰ加入NaOH溶液的目的是_______。 ②步骤Ⅱ、Ⅲ中和作用分别是_______。 16．2019年诺贝尔化学奖花落锂离子电池，美英日三名科学家获奖，他们创造了一个可充电的世界。像高能LiFePO4电池，多应用于公共交通。电池中间是聚合物的隔膜，主要作用是在反应过程中只让Li+通过。结构如图所示。 原理如下：(1−x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC。下列说法不正确的是（    ） A．放电时，正极电极反应式：xFePO4+xLi++xe-=xLiFePO4 B．放电时，电子由负极经导线、用电器、导线到正极 C．充电时，阴极电极反应式：xLi++xe-+nC=LixCn D．充电时，Li+向左移动 17．电池在许多领域中扮演着重要角色，从移动设备到太空探索，从医疗设备到军事科技，无处不在。 (1)伏打电池是意大利教授伏打发明的电池组，开创了电学发展的新时代。一种伏打电池结构如图1所示，银片和锌片间隔有浸渍NaCl溶液的纸板。伏打电池的正极为_____(填“a”或“b”)，若将银片换成_____(填标号)，则电流计中没有电子流过。 A．陶瓷片    B．锌片    C．铜片    D．镁片 (2)1859年，法国物理学家普兰特发明了铅酸蓄电池，其结构如图2所示。放电时，负极的质量_____ (填“增大”“减小”或“不变”)，正极上的电极反应式为_____。 (3)镍镉电池(如图3)是最早应用于手机、笔记本电脑等设备的可充放电电池，放电时总反应为，下列说法正确的是_____(填标号)。 A．镍镉电池充电时，化学能转化为电能 B．放电时，负极发生了氧化反应 C．电解质溶液为稀硫酸 D．镍镉电池为二次电池 (4)近年来，采用非贵重金属作为催化剂的节能环保的熔融碳酸盐燃料电池备受青睐，其工作原理如图4.该电池负极上的电极反应式为_____，相同条件下，正、负极消耗的气体的体积之比为_____。 18．水系钠离子二次电池的放电过程示意图如图所示，下列说法正确的是 A．放电时，电极b为负极 B．充、放电时，均向电势更高的电极移动 C．放电时，总反应为 D．外电路通过2mol电子时，理论上两电极区域质量变化的差值为92g 19．某新型锂离子电池是以嵌锂非晶硅薄膜和钴酸锂薄膜为电极的二次电池，充电时，嵌入非晶硅膜，放电时发生脱嵌，工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．充电时，b极接电源的负极 B．充电时，a极的电极反应式为 C．放电时，外电路通过，b极质量增加7g D．放电时，穿过交换膜向a极移动 20．平板电脑使用的某种聚合物锂离子电池的工作原理如图所示，该电池的总反应为：Li1- xCoO2+LixC6LiCoO2+ C6(LixC6表示锂嵌入石墨形成的复合材料)。下列说法正确的是 A．放电时，A电极作电池的负极 B．K与N相连接时，B极区的Li+通过隔膜向A极区迁移 C．为了增强导电性，电解质可以配成水溶液 D．K与M相连接时，阳极反应式为LixC6 -xe-=xLi++ C6 21．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Ⅰ所示电池中，的作用是做催化剂 B．图Ⅱ所示电池放电过程中，溶液的pH不变 C．图Ⅲ所示装置工作过程中，其正极电池反应式： D．图Ⅳ所示电池中，正极的电极反应式为 22．有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是 图Ⅰ：锌锰电池 图Ⅱ：铅蓄电池 图Ⅲ：铜银原电池 图Ⅳ：氢氧燃料电池 A．图Ⅰ所示电池中，的作用是催化剂 B．图Ⅱ所示电池放电过程中，溶液增大 C．图Ⅲ所示装置工作过程中，浓度不断减小 D．图Ⅳ所示电池中，电子流向：电解质 23．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是 A．工作一段时间后，电解质溶液中OH-的物质的量减小 B．正极的电极反应式为 C．锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．使用一段时间后，两个电极板的质量均增加 A．A B．B C．C D．D 24．化学给了我们一双智慧的眼睛。下列说法正确的是 A．纽扣式微型银锌电池放电时，化学能全部转化为电能 B．用可溶性铝盐作水处理剂的主要原因是铝盐能够杀菌消毒 C．燃料电池是一种利用燃烧放出的热量进行发电的装置 D．龋齿的形成与沉淀溶解平衡有关 25．碱性锌锰电池的总反应为，构造如图。下列说法错误的是 A．Zn为负极，发生氧化反应 B．电池工作时，向正极移动 C．可存放时间比酸性锌锰电池长 D．正极反应式为 26．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：。 关于两电池及其工作原理，下列说法中正确的是 A．用KOH替代，可降低对金属外壳的腐蚀 B．两电池中Zn均发生还原反应 C．理论上，每转移0.2mol电子，有8.8g MnOOH生成 D．两电池中正极均发生反应： 27．下列化学电源的电极反应式书写错误的是 A．NO-空气燃料电池的负极反应式： B．充电时，铅酸蓄电池阳极的电极反应： C．碱性锌锰电池负极反应式： D．锂离子电池放电时正极的电极反应为 28．钴酸锂（）电池的工作原理如图所示。电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许通过。下列说法错误的是 A．不能用的水溶液作导电介质 B．电极电势： C．外电路通过1 mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为 D．废旧钴酸锂电池需进行“放电处理”，让嵌入电极N便于回收 29．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是 A．甲：电池工作时，向电极移动 B．乙：正极反应式为 C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性增强 30．某课题组报道了一种以为电解质的新型合金化反应型钙离子电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 (已知hfip为) A．电池工作时电流方向为1，4-聚苯醌→负载→Ca-Sn合金→电解质→1，4-聚苯醌 B．1 mol 1，4-聚苯醌转化为时，负极质量减少40n g C．将电解质更换为饱和水溶液，可提高该电池的电流效率 D．下一步研究方向可能是研究具有更高比能量的合金化反应型镁离子电池 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $