4.1 原电池（培优专练）化学人教版选择性必修1

**基本信息** 以题型为载体，通过模型建构、控制变量法、生活应用等方法，系统覆盖原电池从定义原理到各类电池应用的知识逻辑，强化化学观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |原电池定义、条件及工作原理|3题|模型建构|从基础概念到装置工作原理，建立原电池认知模型| |原电池原理的应用|3题|模型建构、控制变量法|应用原理解决金属活动性比较、反应速率影响问题| |一次电池|3题|生活应用|结合普通/碱性锌锰电池，理解一次电池工作与产物| |二次电池|3题|生活应用|以铅蓄电池为例，分析充放电原理及电极反应| |燃料电池|3题|生活应用|通过氢氧燃料电池，掌握不同电解质下的电极反应| |新型电池|3题|生活应用|结合钠离子电池等新型电池，拓展电化学应用视野|

第四章 电化学基础 第一节 原电池 目 录 攻题型 定点突破，夯实要点 题型1 原电池定义、条件及工作原理 题型2 原电池原理的应用 题型3 一次电池的工作原理及应用 题型4 二次电池的工作原理及应用 题型5 燃料电池的工作原理及应用 题型6 新型电池 练综合 融会贯通，拓展提升 题型1 原电池定义、条件及工作原理 1.A 2.C 3.D 题型2 原电池原理的应用 4.B 5.A 6.D 题型3 一次电池的工作原理及应用 7.D 8.D 9.B 题型4 二次电池的工作原理及应用 10.B 11.C 12.B 题型5 燃料电池的工作原理及应用 13.A 14.C 15.C 题型6 新型电池 16.D 17.D 18.D 限时：45分钟 满分：60分 一、选择题（每题2分，共12题，共24分） 1.C 2.A 3.D 4.B 5.B 6.C 7.B 8.C 9.C 10.B 11.D 12.B 二、非选择题（共3题，共36分） 13.(1)2Fe3++2e-=2Fe2+（2分） (2)CH4-8e-+10OH-=+7H2O（2分） 11.2（2分） (3)Zn(s)+2OH-(aq)-2e-=ZnO(s)+H2O(l)（2分） (4)有气泡冒出（2分） （2分） 14.(1)负（1分） （2分） (2)Cu-BHT（1分） (3)1（2分） (4)（2分） (5)空气（1分） N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O（2分） (6)减小（1分） 15.(1)(或等合理答案)（1分） 铜电极经过导线移向石墨电极（1分） (2)32（2分） (3)负（1分） (4)（2分） (5)（2分） 阴（1分） 4:3（2分） 1 / 2 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 $ 第四章 电化学基础 第一节 原电池 目 录 攻题型 定点突破，夯实要点 题型1 原电池定义、条件及工作原理 题型2 原电池原理的应用 题型3 一次电池的工作原理及应用 题型4 二次电池的工作原理及应用 题型5 燃料电池的工作原理及应用 题型6 新型电池 练综合 融会贯通，拓展提升 题型1 原电池定义、条件及工作原理 1.【模型建构】（25-26高二上·云南曲靖·期末）关于原电池，下列说法正确的是 A．原电池是将化学能转化为电能的装置 B．原电池中正极发生氧化反应 C．原电池工作时，电子从负极经电解质溶液流向正极 D．任何氧化还原反应都可以设计成原电池 2.【模型建构】（25-26高二上·甘肃武威·期末）电池在生活中随处可见，下列装置能构成原电池的是 A． B． C． D． 3.【模型建构】（25-26高二上·天津滨海新区·阶段检测）某原电池装置如图所示，盐桥中装有用饱和氯化钾溶液浸泡过的琼脂。正确的是 A．原电池装置中的盐桥完全可用金属导线代替 B．Fe为负极，发生的反应为： C．Fe为正极，石墨上发生的反应为： D．原电池工作一段时间后，溶液中会增大 题型2 原电池原理的应用 4.【模型建构】（25-26高二上·江西南昌·期末）有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易被腐蚀；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为 A．D>C>A>B B．D>A>B>C C．D>B>A>C D．B>A>D>C 5.【控制变量法】（25-26高二上·云南昆明·期末）少量锌粉与200mL1.0mol/L的稀硫酸(酸过量)反应，为了加快此反应速率且不改变生成H2的总量，以下方法可行的是 ①适当升高温度；②加少量硫酸钾固体；③加入几滴硫酸铜溶液；④再加入200mL1.0mol/L的稀硫酸；⑤加少量硝酸钾固体；⑥加入几滴浓硫酸 A．①⑥ B．②③ C．①⑤ D．②④ 6.【模型建构】（25-26高二上·河北衡水·期中）依据氧化还原反应：设计的原电池如图所示。下列说法正确的是 A．电解质溶液Y是溶液 B．X电极发生的电极反应为 C．盐桥中的移向溶液 D．若两电极初始质量相等，当电路中转移0.2 mol的电子，两电极质量差28 g 题型3 一次电池的工作原理及应用 7.【生活应用】（25-26高二上·河北衡水·期中）普通锌锰电池(如左图所示)和碱性锌锰电池(如右图所示)是生活中用量很大的两种干电池。普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)，碱性锌锰电池总反应式为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列说法错误的是 A．碱性锌锰干电池正极的电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH- B．普通锌锰电池中NH4Cl糊的作用是提供酸性环境，形成闭合回路 C．碱性锌锰电池的密封性更好，能够有效防止电解液泄漏、鼓包现象 D．两种干电池中的金属外壳都作电池的负极，只是最终产物不同 8.【生活应用】（25-26高二下·安徽宿州·期末）某全固态锂电池的结构如图所示，其中是固体电解质(Ge显+4价)，该电池的总反应为。下列说法正确的是 A．放电时b为电池的负极 B．放电时电子的流向为 C．充电时阳极反应式为 D．LAGP中 9.【生活应用】（25-26高二上·福建三明·期末）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 题型4 二次电池的工作原理及应用 10.【生活应用】（26-27高二上·云南昭通·开学考试）铅蓄电池是一种历史悠久的商用电池，结构如图所示。下列有关铅蓄电池的说法正确的是 A．铅蓄电池是一种二次电池，可以无限次数充电放电 B．充电时，Pb连接电源的负极 C．放电时，正极反应为 D．充、放电时的电池反应为 11.【生活应用】（25-26高二上·四川宜宾·期末）一种充电电池可作电动车动力电源，其工作原理如图。放电时，负极的电极反应式为：。 下列说法正确的是 A．放电时，电流从电极b经负载流向电极a B．放电时，正极附近电解质溶液的pH变小 C．充电时，阳极反应式为 D．充电时，电路中每通过0.2mol电子，电解质溶液质量减少0.2g 12.【生活应用】（25-26高二上·江苏南京·期末）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，溶液的减小 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．充电时，每消耗，转移电子数为 题型5 燃料电池的工作原理及应用 13.【生活应用】（25-26高二下·吉林延边·期末）如图所示为一种可充电的氢氧燃料电池示意图。为可充电电池的电解质介质之一，与氢气作用生成还原态WH。下列有关说法正确的是 A．根据反应原理，充当极放电反应的催化剂 B．放电时，极电极反应式： C．放电结束，极区域变小 D．充电时，A接外电源正极，发生氧化反应 14.【生活应用】（25-26高二上·山东青岛·期中）氢氧燃料电池因其高效率和零排放而备受关注。利用如图装置，分别以①KOH溶液，②溶液，③固体氧化物电解质作为离子导体，碳载铂作电极材料可构成燃料电池。下列说法错误的是 A．电池的总反应式均为 B．放电过程中，阳离子均向b极移动 C．②和③作为离子导体时，b极的电极反应式相同 D．工作一段时间后，离子导体的物质的量不发生改变 15.【生活应用】（25-26高二上·河北邢台·阶段检测）可作为燃料使用，燃料电池的结构如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是 A．电极Ⅱ为负极 B．b为 C．正极的电极反应式为 D．能量的主要转化形式为电能转化为化学能 题型6 新型电池 16.【生活应用】（25-26高二上·福建福州·期末）钠离子电池凭借低成本、高安全性与优异电化学属性，成为锂离子电池在资源、成本、安全等维度的互补性技术选择。某种钠离子电池总反应方程式为：，其放电过程的工作原理如图。下列说法正确的是 A．放电时，电极B发生还原反应 B．放电时，电流从电极B流向电极A C．充电时，阳极电极反应为： D．充放电过程中，在正负极间进行可逆嵌脱 17.【生活应用】（25-26高二下·广东惠州·期中）一种基于硝酸盐还原和氨氧化的储能电池示意图如下，电极为金属Zn和选择性催化材料，放电时，含的废水被转化为。下列说法不正确的是 A．放电时，正极区域的pH增大 B．放电时，从右往左移动 C．充电时，Zn连接外接电源的负极 D．充电时，阳极反应： 18.【生活应用】（25-26高二上·福建龙岩·期末）以熔融碳酸盐燃料电池为电源模拟在塑料制品上镀镍的装置如图所示。 已知：①电镀液的配方：、、、 ②催化重整反应： 下列说法错误的是 A．电镀时电极与电极相连 B．电镀液中的作用是为了增强溶液的导电能力 C．电极上发生的电极反应式为 D．当电极上析出镍时，理论上电极消耗的体积为 限时：45分钟 满分：60分 一、选择题（每题2分，共12题，共24分） 1．（25-26高二下·广东深圳·期末）Mg-H2O2电池是一种能被海水激活的电池。该电池以石墨、Mg为电极，石墨电极一侧加入H2O2。该电池工作时，下列说法正确的是 A．该装置将电能转化为化学能 B．镁为正极，发生还原反应 C．电子由镁经外电路流入石墨 D．石墨电极表面产生大量氢气 2．（25-26高二上·新疆喀什·期末）M、N、P、E四种金属，已知：①；②M、P用导线连接放入溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应式分别为，。则这四种金属的还原性的强弱顺序是 A． B． C． D． 3．（25-26高二下·贵州铜仁·期末）下列措施不一定能加快化学反应速率的是 A．铁与盐酸反应时，增大盐酸浓度 B．中和滴定时，边滴边摇晃锥形瓶 C．锌片和硫酸反应时，加入几滴溶液 D．纤维素酶催化纤维素的水解时，升高温度 4．（25-26高二下·甘肃白银·期末）铅酸蓄电池放电时的工作原理为。铅酸蓄电池放电时，下列说法正确的是 A．电解质溶液中的往电极方向迁移 B．一段时间后，和电极的质量均增大 C．负极上发生还原反应，失去电子 D．一段时间后，电解质溶液的减小 5.（25-26高二上·广东佛山·期末）佛山南海氢能实现“安全”与“高效”双突破。下列关于氢氧燃料电池说法错误的是 A．电池工作时化学能转化为电能 B．活性物质储存在电池内部，无需外部供给 C．可实现污染物的少排放甚至零排放 D．放电时涉及氧化还原反应 6.（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末）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，则下列说法正确的是 A．负极反应的催化剂为ⅰ B．该电池的正极反应方程式为 C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 D．电极Ⅰ和电极Ⅱ上的气体完成一次催化循环转移的电子数相同 7.（25-26高二上·辽宁朝阳·期末）有一种瓦斯(甲烷)分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图所示，其中的固体电解质是，可以在其中自由移动。下列说法正确的是 A．瓦斯分析仪工作时，电能转化为化学能 B．电极b是正极，由电极b流向电极a C．电极a的反应式为 D．当外电路有4 mol 转移时，电极a消耗11.2 L 8.（25-26高二上·河北石家庄·期末）一种用于心脏起搏器的微型电池，电极材料为石墨和锂，电解质溶液是等物质的量的，溶解在中形成的溶液，总反应为。下列说法正确的是 A．该电池中石墨作负极，发生氧化反应 B．电解质溶液可以直接换成水溶液 C．正极的电极反应式为 D．若有参与反应，理论上有电子由正极经外电路流向负极 9.（25-26高二下·河北石家庄·期中）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造装置如图所示。该装置工作时，下列说法错误的是 A．M电极上的电极反应式为 B．N电极上发生还原反应 C．电子流动方向为M→用电器→N→海水→玻璃陶瓷→隔膜→M D．能量的转化形式主要是化学能转化为电能 10.（25-26高二下·广西南宁·期中）以为离子导体的铝-磷酸铁锂电池，该电池放电时嵌入形成，工作原理如图所示，下列关于电池放电时的说法正确的是 A．放电时，电极发生还原反应，由左向右迁移 B．放电时正极反应： C．充电时，电极与外接电源正极相连，作电解池阳极 D．充电时，阳极上得电子，发生氧化反应 11.（25-26高二下·黑龙江哈尔滨·期末）下列事实不用原电池原理解释的是 A．轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块 B．烧过菜的铁锅加入清水放置，出现红棕色的锈斑 C．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后反应速率加快 D．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层 12.（25-26高二下·陕西西安·期末）中国科学院大连化学物理研究所研发室温可充电全固态氢阴离子电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时电极电势： B．放电时正极电极反应式： C．充电时，移向镁电极 D．充电时电极接电源的正极 二、非选择题（共3题，共36分） 13.（25-26高二上·四川眉山·期中）（12分）完成下列问题 (1)用反应Fe+2Fe3+=3Fe2+设计原电池，正极电极反应为___________。 (2)如图为甲烷燃料电池原理示意图。 甲烷通入的一极的电极反应式：___________当电路中累计有2mol电子通过时，消耗的氧气体积为(在标准状况下)___________L。 (3)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D−Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D−Zn—NiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。 写出该电池的负极电极反应式___________； (4)某学习小组用如下图所示装置A、B分别探究金属铝与稀氢氧化钠溶液的反应，实验过程中装置A中烧杯内的溶液温度升高，装置B中烧杯的电流计指针发生偏转，请回答以下问题。 装置B中Mg上的现象是___________，Al发生的电极反应式是___________。 14.（25-26高二上·河北廊坊·期末）（12分）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.（25-26高二上·吉林四平·期末）（12分）电化学给人类的生活和工业生产带来极大的方便。回答下列问题： I．依据氧化还原反应设计的原电池如图1所示。 (1)电解质溶液是_______(填化学式)溶液。装置中电子的移动方向是从_______(写出具体路径)。 (2)若反应中转移1mol电子，装置中溶解_______g铜。 Ⅱ．钠基-海水可充电电池总反应为，其工作原理如图2所示： (3)充电时，钠基材料连接电源的_______(填“正”或“负”)极。 (4)放电时，正极反应式为_______。 Ⅲ．利用反应构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图3所示。 (5)①电极B的反应式为_______。 ②为使电池持续放电，离子交换膜需使用_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。 ③一定时间内，左右两侧电极室中产生的气体体积比为_______。 1 / 2 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【解析】A．盐桥的作用是通过离子定向移动平衡两极电荷，金属导线只能传导电子无法传递离子，不能替代盐桥，A错误；B．为负极，但失电子生成，反应为，B错误；C．的活泼性强于石墨，为负极，石墨为正极，正极反应为，C错误；D．原电池中阴离子向负极移动，盐桥中的移向负极所在的溶液，故溶液中增大，D正确；故答案选D。 题型2 原电池原理的应用 4.【模型建构】（25-26高二上·江西南昌·期末）有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易被腐蚀；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为 A．D>C>A>B B．D>A>B>C C．D>B>A>C D．B>A>D>C 【答案】B 【解析】将A与B用导连接结起来，浸入电解质溶液中，可构成原电池结构，B不易被腐蚀，说明B作正极，则A金属活动性比B强；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈，说明D金属活动性比A强；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化，说明B的金属活动性比Cu强；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出，说明Cu的金属活动性比C强。综上分析得金属活动性由强到弱的顺序为：D>A>B>C，故选B。 5.【控制变量法】（25-26高二上·云南昆明·期末）少量锌粉与200mL1.0mol/L的稀硫酸(酸过量)反应，为了加快此反应速率且不改变生成H2的总量，以下方法可行的是 ①适当升高温度；②加少量硫酸钾固体；③加入几滴硫酸铜溶液；④再加入200mL1.0mol/L的稀硫酸；⑤加少量硝酸钾固体；⑥加入几滴浓硫酸 A．①⑥ B．②③ C．①⑤ D．②④ 【答案】A 【分析】锌少量、稀硫酸过量，生成的总量由锌的物质的量决定。 【解析】①升高温度一定加快反应速率，不改变锌的量，总量不变，可行；②硫酸钾不参与反应，溶液中浓度几乎不变，反应速率不变，不可行；③锌置换铜形成原电池会加快反应，但消耗了少量锌，生成总量减少，不可行；④浓度不变，反应速率不变，不可行；⑤酸性条件下和锌反应生成，不生成，总量减少，不可行；⑥提高了溶液中浓度，反应速率加快，酸本身过量，锌总量不变，总量不变，可行；符合题意的是①⑥，因此选A。 6.【模型建构】（25-26高二上·河北衡水·期中）依据氧化还原反应：设计的原电池如图所示。下列说法正确的是 A．电解质溶液Y是溶液 B．X电极发生的电极反应为 C．盐桥中的移向溶液 D．若两电极初始质量相等，当电路中转移0.2 mol的电子，两电极质量差28 g 【答案】D 【分析】氧化还原反应：中，Cu失去电子被氧化，作负极，Ag+得到电子被还原，在正极上参加反应，因此负极材料为Cu，正极Ag+得到电子生成Ag，因此正极的电解质溶液选择AgNO3溶液，即X为Cu，Y为AgNO3溶液； 【解析】A．由分析知，Y应为AgNO3，以提供Ag⁺参与正极反应，而A错误；B．由分析知，X电极是负极（Cu电极），发生氧化反应，电极反应为， B错误；C．盐桥中阳离子（K+）移向正极（Ag电极所在溶液，含Ag+），而非CuSO4溶液，C错误；D．转移0.2 mol电子时，负极Cu溶解0.1 mol（质量减少6.4 g），正极析出0.2 mol Ag（质量增加21.6 g），质量差为6.4 + 21.6 = 28 g，D正确；故答案选D。 题型3 一次电池的工作原理及应用 7.【生活应用】（25-26高二上·河北衡水·期中）普通锌锰电池(如左图所示)和碱性锌锰电池(如右图所示)是生活中用量很大的两种干电池。普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)，碱性锌锰电池总反应式为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列说法错误的是 A．碱性锌锰干电池正极的电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH- B．普通锌锰电池中NH4Cl糊的作用是提供酸性环境，形成闭合回路 C．碱性锌锰电池的密封性更好，能够有效防止电解液泄漏、鼓包现象 D．两种干电池中的金属外壳都作电池的负极，只是最终产物不同 【答案】D 【解析】A．碱性锌锰电池总反应减去负极反应，可得正极反应为，A正确；B．普通锌锰电池中为电解质，水解使体系呈酸性，可传导离子形成闭合回路，B正确；C．碱性锌锰电池负极材料封装在内部，外壳不参与电极反应，密封性更好，能有效避免电解液泄漏、鼓包，C正确；D．普通锌锰电池的锌外壳作负极，但碱性锌锰电池的金属外壳为钢壳，不参与电极反应，负极是内部的锌膏，并非金属外壳作负极，D错误；故选D。 8.【生活应用】（25-26高二下·安徽宿州·期末）某全固态锂电池的结构如图所示，其中是固体电解质(Ge显+4价)，该电池的总反应为。下列说法正确的是 A．放电时b为电池的负极 B．放电时电子的流向为 C．充电时阳极反应式为 D．LAGP中 【答案】D 【解析】A．放电时Li失电子发生氧化反应，a为电池负极，b为正极，A错误；B．电子只能在外电路中移动，无法通过固体电解质LAGP，B错误；C．充电时阳极发生失电子的氧化反应，正确反应式为，C错误；D．化合物呈电中性，正负化合价代数和为0，代入各元素化合价列式：，解得，D正确；故选D。 9.【生活应用】（25-26高二上·福建三明·期末）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 【分析】Zn作原电池的负极，作原电池正极，据此分析； 【解析】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。 题型4 二次电池的工作原理及应用 10.【生活应用】（26-27高二上·云南昭通·开学考试）铅蓄电池是一种历史悠久的商用电池，结构如图所示。下列有关铅蓄电池的说法正确的是 A．铅蓄电池是一种二次电池，可以无限次数充电放电 B．充电时，Pb连接电源的负极 C．放电时，正极反应为 D．充、放电时的电池反应为 【答案】B 【解析】A．铅蓄电池是二次电池，但存在使用寿命，无法无限次数充电放电，A错误；B．放电时为负极，发生失电子的氧化反应，充电时该电极需要发生得电子的还原反应，作电解池阴极，连接电源负极，B正确；C．放电时正极生成的会和电解质中的结合生成，正确的正极反应为，C错误；D．反应可逆符号的条件标注错误，左到右为放电过程，应标注在可逆符号上方，右到左为充电过程，应标注在下方，D错误；故选B。 11.【生活应用】（25-26高二上·四川宜宾·期末）一种充电电池可作电动车动力电源，其工作原理如图。放电时，负极的电极反应式为：。 下列说法正确的是 A．放电时，电流从电极b经负载流向电极a B．放电时，正极附近电解质溶液的pH变小 C．充电时，阳极反应式为 D．充电时，电路中每通过0.2mol电子，电解质溶液质量减少0.2g 【答案】C 【分析】题干给出负极反应为，在极发生反应，因此放电时，为负极，为正极，以此解答。 【解析】A．放电时电流从正极流出，经负载流向负极，因此电流从电极经负载流向电极，A错误；B．放电时正极（极）的电极反应为：，反应生成，正极附近增大，变大，B错误；C．充电时该装置为电解池，原放电时的正极变为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，被氧化为，电极反应为，C正确；D．充电时阳极电极反应式为，阴极反应： ，每转移2mol电子，阳极消耗2mol OH-，生成2mol H2O，阳极区溶液质量增大2mol×18g/mol - 2mol×17g/mol=2g，阴极消耗2mol H2O，同时生成2mol OH⁻和1 mol H2，溶液质量减少2mol×18g/mol -2mol×17g/mol =2g，则转移0.2mol电子时，电解质溶液质量不变，D错误；故选C。 12.【生活应用】（25-26高二上·江苏南京·期末）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，溶液的减小 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．充电时，每消耗，转移电子数为 【答案】B 【解析】A．放电时，负极转化为，正极也转化为，均附着在电极上，电极质量均增大，A正确；B．放电时总反应消耗，同时生成水，溶液中降低，溶液增大，并非减小，B错误；C．温度过低时，电解质溶液中离子迁移速度慢，电解质导电性降低，反应速率减慢，不利于电池放电，C正确；D．充电时，每消耗，其中（为价）被还原为（价），得到电子，另被氧化为（为价），失去电子，总转移电子为，即转移电子数为，D正确；故选B。 题型5 燃料电池的工作原理及应用 13.【生活应用】（25-26高二下·吉林延边·期末）如图所示为一种可充电的氢氧燃料电池示意图。为可充电电池的电解质介质之一，与氢气作用生成还原态WH。下列有关说法正确的是 A．根据反应原理，充当极放电反应的催化剂 B．放电时，极电极反应式： C．放电结束，极区域变小 D．充电时，A接外电源正极，发生氧化反应 【答案】A 【解析】A．放电时A极区与反应生成，在A极失电子重新生成和，反应前后质量和化学性质不变，充当A极放电反应的催化剂，A正确；B．放电时B极上得电子生成，电极反应为，未在B极直接得电子，B错误；C．A极生成的通过质子交换膜向B极迁移，A极区域浓度不变，pH不变，C错误；D．充电时，负极要作电解池的阴极，A应接外电源负极，发生还原反应，D错误；故选A。 14.【生活应用】（25-26高二上·山东青岛·期中）氢氧燃料电池因其高效率和零排放而备受关注。利用如图装置，分别以①KOH溶液，②溶液，③固体氧化物电解质作为离子导体，碳载铂作电极材料可构成燃料电池。下列说法错误的是 A．电池的总反应式均为 B．放电过程中，阳离子均向b极移动 C．②和③作为离子导体时，b极的电极反应式相同 D．工作一段时间后，离子导体的物质的量不发生改变 【答案】C 【解析】A．氢氧燃料电池的反应本质为和化合生成，三种电解质环境下总反应均为，A正确；B．原电池放电时阳离子向正极移动，b极通入为正极，因此阳离子均向b极移动，B正确；C．②以溶液为离子导体时，b极（正极）反应为；③以固体氧化物为离子导体时，b极反应为，二者电极反应式不相同，C错误；D．三种体系的总反应均仅生成，离子导体仅起传导离子的作用，自身物质的量不会发生改变，D正确；故选C。 15.【生活应用】（25-26高二上·河北邢台·阶段检测）可作为燃料使用，燃料电池的结构如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是 A．电极Ⅱ为负极 B．b为 C．正极的电极反应式为 D．能量的主要转化形式为电能转化为化学能 【答案】C 【分析】原电池中阳离子会向正极定向移动，从电极Ⅰ区域穿过质子交换膜移向电极Ⅱ区域，因此电极Ⅱ是通入的正极，电极Ⅰ是通入的负极；负极上乙醇发生失电子的氧化反应，生成等产物，正极上在酸性条件下得到电子结合迁移过来的生成。 【解析】A．原电池中阳离子向正极移动，因此电极Ⅱ是电子流入的正极，电极I为负极，A错误；B．负极通入燃料乙醇，正极通入，因此a为，b为，B错误；C．该电池为酸性质子交换膜体系，正极上得电子，结合迁移过来的生成水，电极反应式为，C正确；D．燃料电池属于原电池，主要能量转化形式是化学能转化为电能，而非电能转化为化学能，D错误；故选C。 题型6 新型电池 16.【生活应用】（25-26高二上·福建福州·期末）钠离子电池凭借低成本、高安全性与优异电化学属性，成为锂离子电池在资源、成本、安全等维度的互补性技术选择。某种钠离子电池总反应方程式为：，其放电过程的工作原理如图。下列说法正确的是 A．放电时，电极B发生还原反应 B．放电时，电流从电极B流向电极A C．充电时，阳极电极反应为： D．充放电过程中，在正负极间进行可逆嵌脱 【答案】D 【分析】放电时向电极A移动，可知电极A为正极，电极B为负极。放电时负极电极B的电极反应为，正极电极A的电极反应为。充电时阳极对应放电时正极的逆反应，阴极对应放电时负极的逆反应，放电时外电路电流从正极流向负极。 【解析】A．放电时电极B为负极，发生失电子的氧化反应，A错误；B．放电时外电路电流从正极电极A流向负极电极B，B错误；C．充电时阳极电极反应为，选项给出的是放电时负极的反应，C错误；D．放电时从负极脱嵌移向正极嵌入，充电时从正极脱嵌移向负极嵌入，可在正负极间可逆嵌脱，D正确；故选 D。 17.【生活应用】（25-26高二下·广东惠州·期中）一种基于硝酸盐还原和氨氧化的储能电池示意图如下，电极为金属Zn和选择性催化材料，放电时，含的废水被转化为。下列说法不正确的是 A．放电时，正极区域的pH增大 B．放电时，从右往左移动 C．充电时，Zn连接外接电源的负极 D．充电时，阳极反应： 【答案】D 【分析】放电时，含的废水被转化为，氮元素化合价降低，发生还原反应，则放电时，右侧为正极，电极方程式为，左侧为负极，Zn失电子变为，电极方程式为；充电时，左侧为阴极发生还原反应，电极方程式为，右侧为阳极发生氧化反应，电极方程式为：，据此分析回答。 【解析】A．由分析可知，放电时，正极反应为，反应生成，正极区域增大，A正确；B．放电时，该装置为原电池，阴离子向负极移动，右侧为正极、左侧为负极，故从右往左移动，B正确；C．放电时，为负极，充电时原电池的负极对应电解池的阴极，需连接外接电源的负极，C正确；D．该电池电解质为碱性溶液，由分析可知，阳极电极反应式为，D错误；故答案选D。 18.【生活应用】（25-26高二上·福建龙岩·期末）以熔融碳酸盐燃料电池为电源模拟在塑料制品上镀镍的装置如图所示。 已知：①电镀液的配方：、、、 ②催化重整反应： 下列说法错误的是 A．电镀时电极与电极相连 B．电镀液中的作用是为了增强溶液的导电能力 C．电极上发生的电极反应式为 D．当电极上析出镍时，理论上电极消耗的体积为 【答案】D 【分析】根据左图分析，电极b通入氧气，氧气在原电池反应中得到电子，所以通入氧气的b极是电池的正极；电极a通入CO和H2，生成产物是CO2和H2O，均失去电子，所以电极a是负极。右图属于电镀，电极c是镀层金属镍，作阳极；电极d是镀件，作阴极，据此分析。 【解析】A．电极a为熔融碳酸盐燃料电池的负极，电镀时塑料制品作阴极（电极d），阴极需连接电源负极，因此电极a与电极d相连，A正确；B．电离出的和均不参与电极反应，可增大溶液中离子浓度，增强溶液导电能力，B正确；C．催化重整反应生成和的物质的量之比为1:3，1 mol 失去2mol ，3 mol 共失去6 mol ，总失电子数为8 mol，结合熔融电解质中的反应生成和，该电极反应式满足电荷守恒、原子守恒，C正确；D．析出的物质的量，转移电子物质的量为，按比例理论上消耗的物质的量为，但选项未注明为标准状况，无法确定体积为，D错误；故答案为D。 限时：45分钟 满分：60分 一、选择题（每题2分，共12题，共24分） 1．（25-26高二下·广东深圳·期末）Mg-H2O2电池是一种能被海水激活的电池。该电池以石墨、Mg为电极，石墨电极一侧加入H2O2。该电池工作时，下列说法正确的是 A．该装置将电能转化为化学能 B．镁为正极，发生还原反应 C．电子由镁经外电路流入石墨 D．石墨电极表面产生大量氢气 【答案】C 【解析】A．该电池属于原电池，工作时是将化学能转化为电能，A错误；B．Mg的金属活动性远强于石墨，因此Mg为负极，失电子发生氧化反应，B错误；C．原电池中电子由负极经外电路流向正极，本电池中Mg为负极、石墨为正极，因此电子由镁经外电路流入石墨，C正确；D．石墨为正极，正极上得电子发生还原反应生成，不会产生氢气，D错误；故选C。 2．（25-26高二上·新疆喀什·期末）M、N、P、E四种金属，已知：①；②M、P用导线连接放入溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应式分别为，。则这四种金属的还原性的强弱顺序是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】金属的活动性越强，其还原性越强，由①可知，金属活动性：；M、P用导线连接放入溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属活动性：；由③可知，N作原电池的负极，故金属活动性：，综上所述，金属的还原性：；故选A。 3．（25-26高二下·贵州铜仁·期末）下列措施不一定能加快化学反应速率的是 A．铁与盐酸反应时，增大盐酸浓度 B．中和滴定时，边滴边摇晃锥形瓶 C．锌片和硫酸反应时，加入几滴溶液 D．纤维素酶催化纤维素的水解时，升高温度 【答案】D 【解析】A．铁与盐酸反应时，增大盐酸浓度会使反应物浓度升高，其他条件不变时反应速率一定加快，A不符合题意；B．中和滴定时边滴边摇晃锥形瓶，可增大反应物接触面积，一定能加快反应速率，B不符合题意；C．锌片和硫酸反应时加入几滴溶液，Zn会置换出Cu形成Zn-Cu原电池，可显著加快反应速率，C不符合题意；D．纤维素酶的本质是蛋白质，若升高温度超过其最适温度，酶会发生变性失活，反而使反应速率下降，因此升高温度不一定能加快反应速率，D符合题意；故选D。 4．（25-26高二下·甘肃白银·期末）铅酸蓄电池放电时的工作原理为。铅酸蓄电池放电时，下列说法正确的是 A．电解质溶液中的往电极方向迁移 B．一段时间后，和电极的质量均增大 C．负极上发生还原反应，失去电子 D．一段时间后，电解质溶液的减小 【答案】B 【解析】A．放电时为负极，阳离子向正极迁移，应向电极方向移动，A错误；B．负极失电子转化为难溶的附着在电极上，质量增大；正极得电子也转化为附着在电极上，质量同样增大，B正确；C．负极上物质失去电子，发生的是氧化反应，不是还原反应，C错误；D．反应消耗且生成，溶液中浓度降低，pH增大，D错误；故选B。 5.（25-26高二上·广东佛山·期末）佛山南海氢能实现“安全”与“高效”双突破。下列关于氢氧燃料电池说法错误的是 A．电池工作时化学能转化为电能 B．活性物质储存在电池内部，无需外部供给 C．可实现污染物的少排放甚至零排放 D．放电时涉及氧化还原反应 【答案】B 【解析】A．氢氧燃料电池属于原电池，工作时将化学能转化为电能，A正确；B．氢氧燃料电池的活性物质是氢气和氧气，这两种物质是从电池外部持续供给的，并非储存在电池内部，B错误；C．氢氧燃料电池的反应产物是水，不会产生污染物，能够实现污染物的少排放甚至零排放，C正确；D．氢氧燃料电池放电时，氢气发生氧化反应，氧气发生还原反应，整个过程涉及氧化还原反应，D正确；故选B。 6.（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末）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，则下列说法正确的是 A．负极反应的催化剂为ⅰ B．该电池的正极反应方程式为 C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 D．电极Ⅰ和电极Ⅱ上的气体完成一次催化循环转移的电子数相同 【答案】C 【分析】该装置为氢氧燃料电池，通入的电极Ⅰ为正极，对应催化机理为图a；通入的电极Ⅱ为负极，对应催化机理为图c，膜为质子交换膜，电池为酸性环境，逐一分析选项： 【解析】A．ⅰ是正极（电极Ⅰ）的催化物种，负极（电极Ⅱ）的催化剂在图c中，A错误；B．质子交换膜为酸性环境，不会生成，正极反应为，B错误；C．负极反应为，生成的会通过质子交换膜迁移到正极室，因此理论上负极室溶液质量不变，C正确；D．由图a、c可知，氧气催化循环一次需要转移4个电子，氢气催化循环一次需要转移2个电子，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的气体完成一次催化循环转移的电子数不相同，D错误；故选C。 7.（25-26高二上·辽宁朝阳·期末）有一种瓦斯(甲烷)分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图所示，其中的固体电解质是，可以在其中自由移动。下列说法正确的是 A．瓦斯分析仪工作时，电能转化为化学能 B．电极b是正极，由电极b流向电极a C．电极a的反应式为 D．当外电路有4 mol 转移时，电极a消耗11.2 L 【答案】B 【分析】瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是Y2O3-Na2O，O2-可以在其中自由移动；通甲烷气体的为负极，通空气一端为正极，电池总反应为CH4+2O2=CO2+2H2O，正极反应为：O2+4e-=2O2-，负极反应为：CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，结合原电池的原理和电极反应分析解答． 【解析】A．原电池工作时，化学能转化为电能、热能等，A错误；B．电极b上发生还原反应，电极b是正极，电极a为负极，原电池中阴离子向负极移动，由电极b流向电极a，B正确；C．由分析可知，电极a是负极，电极方程式为：CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，C错误；D．当外电路有4 mol 转移时，电极a在标准状况下消耗0.5mol ，未指明在标准状况下，无法计算消耗的体积，D错误；故选B。 8.（25-26高二上·河北石家庄·期末）一种用于心脏起搏器的微型电池，电极材料为石墨和锂，电解质溶液是等物质的量的，溶解在中形成的溶液，总反应为。下列说法正确的是 A．该电池中石墨作负极，发生氧化反应 B．电解质溶液可以直接换成水溶液 C．正极的电极反应式为 D．若有参与反应，理论上有电子由正极经外电路流向负极 【答案】C 【解析】A．Li的金属性更强，易失电子，因此为负极，发生氧化反应；石墨为正极，发生还原反应。A错误；B．性质活泼，会与水发生剧烈反应，因此电解质溶液不能换成水溶液，B错误；C．将总反应的、拆成离子，减去负极的反应：，得到正极反应，C正确；D．1.4 g Li的物质的量为0.2 mol，参与反应转移0.2 mol电子，电子由负极经外电路流向正极，D错误；故选C。 9.（25-26高二下·河北石家庄·期中）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造装置如图所示。该装置工作时，下列说法错误的是 A．M电极上的电极反应式为 B．N电极上发生还原反应 C．电子流动方向为M→用电器→N→海水→玻璃陶瓷→隔膜→M D．能量的转化形式主要是化学能转化为电能 【答案】C 【分析】M电极（左侧）： 由金属锂（Li）构成。锂是一种非常活泼的金属，极易失去电子。在原电池中，活泼金属通常作负极。N电极（右侧）： 浸泡在海水中，作为正极。隔膜与玻璃陶瓷： 起到隔离和离子传导的作用，防止锂直接与水剧烈反应，同时允许特定离子通过以形成闭合回路。 【解析】A．由分析可知， M是负极，发生氧化反应。锂原子失去一个电子变成锂离子，电极反应式为：，A正确；B．由分析可知，N是正极，发生还原反应，B正确；C．由分析可知，M是负极，N是正极，电子从负极（M）流向正极（N），但电子不能通过溶液，C错误；D．这是一个原电池装置，可以将化学能转化为电能的装置，D正确；故选C。 10.（25-26高二下·广西南宁·期中）以为离子导体的铝-磷酸铁锂电池，该电池放电时嵌入形成，工作原理如图所示，下列关于电池放电时的说法正确的是 A．放电时，电极发生还原反应，由左向右迁移 B．放电时正极反应： C．充电时，电极与外接电源正极相连，作电解池阳极 D．充电时，阳极上得电子，发生氧化反应 【答案】B 【分析】根据工作原理图和题目信息，电池放电时嵌入形成，原电池中阳离子移向正极，所以，为正极，得电子发生还原反应，正极反应式为，则电极为负极，失电子发生氧化反应，负极反应式为 【解析】A．为负极，放电时失电子发生氧化反应，由右向左迁移（阳离子向正极移动），A错误；B．为正极，正极反应式为，B正确；C．电池充电时，原本的负极与外接电源负极相连，作电解池阴极，原本的正极与外接电源正极相连，作电解池阳极，电极是电池负极，充电时与外接电源负极相连，作电解池阴极，C错误；D．充电时阳极发生氧化反应，失电子生成，D错误；故选B。 11.（25-26高二下·黑龙江哈尔滨·期末）下列事实不用原电池原理解释的是 A．轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块 B．烧过菜的铁锅加入清水放置，出现红棕色的锈斑 C．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后反应速率加快 D．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层 【答案】D 【解析】A．轮船水线下的锌块、铁与海水构成原电池，锌作负极被腐蚀、铁作正极被保护，用到原电池原理，A不符合题意；B．烧过菜的铁锅残留电解质溶液，同铁锅的铁、碳构成原电池，铁发生吸氧腐蚀生成红棕色锈斑，用到原电池原理，B不符合题意；C．锌置换出中的铜，锌、铜与稀硫酸构成原电池，加快了反应速率，用到原电池原理，C不符合题意；D．红热铁丝与冷水接触，是铁和水蒸气直接发生化学反应生成四氧化三铁，无原电池结构形成，不用原电池原理解释，D符合题意；答案选D。 12.（25-26高二下·陕西西安·期末）中国科学院大连化学物理研究所研发室温可充电全固态氢阴离子电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时电极电势： B．放电时正极电极反应式： C．充电时，移向镁电极 D．充电时电极接电源的正极 【答案】B 【分析】该充电电池放电时Mg失电子，发生氧化反应，作负极；一侧通入H2，得电子，发生还原反应，作正极。充电时负极接外接电源负极作阴极，正极接外接电源正极作阳极。 【解析】A．放电时Mg为负极，为正极，正极电势高于负极，故电极电势：，A错误；B．放电时正极上得到电子生成，电极反应式为，B正确；C．充电时为电解池，阴离子向阳极移动，应移向电极（阳极），C错误；D．充电时原电池的负极Mg应接电源的负极作阴极，D错误；故选B。 二、非选择题（共3题，共36分） 13.（25-26高二上·四川眉山·期中）（12分）完成下列问题 (1)用反应Fe+2Fe3+=3Fe2+设计原电池，正极电极反应为___________。 (2)如图为甲烷燃料电池原理示意图。 甲烷通入的一极的电极反应式：___________当电路中累计有2mol电子通过时，消耗的氧气体积为(在标准状况下)___________L。 (3)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D−Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D−Zn—NiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。 写出该电池的负极电极反应式___________； (4)某学习小组用如下图所示装置A、B分别探究金属铝与稀氢氧化钠溶液的反应，实验过程中装置A中烧杯内的溶液温度升高，装置B中烧杯的电流计指针发生偏转，请回答以下问题。 装置B中Mg上的现象是___________，Al发生的电极反应式是___________。 【答案】(1)2Fe3++2e-=2Fe2+（2分） (2)CH4-8e-+10OH-=+7H2O（2分） 11.2（2分） (3)Zn(s)+2OH-(aq)-2e-=ZnO(s)+H2O(l)（2分） (4)有气泡冒出（2分） （2分） 【解析】（1）在反应 中， 的化合价降低，发生还原反应。在原电池中，正极发生还原反应，故正极的电极反应式为 。 （2）甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极为负极，发生氧化反应。由于电解质溶液为 溶液，呈碱性，甲烷失去电子生成的二氧化碳会与 反应生成 ，故电极反应式为 。正极通入氧气，电极反应式为 ，当电路中通过 电子时，消耗 的物质的量为 ，在标准状况下的体积为 。 （3）根据电池总反应 可知，放电时 的化合价由 价升高到 价，失去电子，作负极。在强碱性电解质中， 失去电子结合 生成 和 ，负极电极反应式为 。 （4）装置B构成了 溶液原电池。虽然 的金属性比 强，但在稀氢氧化钠溶液中， 能与 发生自发的氧化还原反应而 不能，因此 作负极， 作正极。正极上水中的氢离子得电子生成氢气，所以 电极上的现象是有气泡冒出。 在负极失去电子，在碱性条件下生成 四羟基合铝酸钠，电极反应式为 。 14.（25-26高二上·河北廊坊·期末）（12分）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（1分） （2分） (2)Cu-BHT（1分） (3)1（2分） (4)（2分） (5)空气（1分） N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O（2分） (6)减小（1分） 【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。 【解析】（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.（25-26高二上·吉林四平·期末）（12分）电化学给人类的生活和工业生产带来极大的方便。回答下列问题： I．依据氧化还原反应设计的原电池如图1所示。 (1)电解质溶液是_______(填化学式)溶液。装置中电子的移动方向是从_______(写出具体路径)。 (2)若反应中转移1mol电子，装置中溶解_______g铜。 Ⅱ．钠基-海水可充电电池总反应为，其工作原理如图2所示： (3)充电时，钠基材料连接电源的_______(填“正”或“负”)极。 (4)放电时，正极反应式为_______。 Ⅲ．利用反应构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图3所示。 (5)①电极B的反应式为_______。 ②为使电池持续放电，离子交换膜需使用_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。 ③一定时间内，左右两侧电极室中产生的气体体积比为_______。 【答案】(1)(或等合理答案)（1分） 铜电极经过导线移向石墨电极（1分） (2)32（2分） (3)负（1分） (4)（2分） (5)（2分） 阴（1分） 4:3（2分） 【解析】（1）根据原电池反应，铜电极失电子生成铜离子，作原电池负极，石墨电极作原电池正极，铁离子得电子生成亚铁离子，所以，电解质溶液中应当含有铁离子，可选用或溶液； 原电池工作时，电子由负极经过导线向正极移动，故该装置中电子的移动方向为铜电极经过导线移向石墨电极； （2）根据反应计算，反应消耗1 mol，转移2mol电子，则转移1 mol电子，反应的铜的质量为； （3）根据电池工作原理和电池总反应，钠基材料作负极，空气电极作正极，则充电时，钠基材料连接电源负极，作电解池阴极； （4）电池放电时，空气电极作正极，氧气得电子与水反应生成，正极反应式为； （5）根据电池工作原理示意图和电池总反应可知，中氮元素化合价由-3价升高为0价，失电子发生氧化反应，中氮元素化合价由+4价降低为0价，得电子发生还原反应，电极A为负极，电极B为正极，电解质溶液为溶液； ①电极B为正极，得电子生成，电极反应式为； ②结合装置示意图，电池反应在溶液中进行，电极A为电池负极，电极反应式为，由①分析可知，电池工作时，电解质溶液中的由正极移动向负极，即右侧溶液中的透过离子交换膜向左侧移动，故离子交换膜为阴离子交换膜； ③由分析可知，设转移电子的物质的量为24 mol，左侧电极室（负极）生成氮气的物质的量为，右侧电极室（正极）生成氮气的物质的量为，相同条件下，气体体积比等于物质的量之比，故左右两侧电极室生成的气体的体积比为4:3。 1 / 2 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 $