4.1 原电池 第1课时（分层作业）化学人教版选择性必修1

分层作业 第一节　原电池 第1课时 原电池的工作原理 1．（26-27高二上·河北石家庄·阶段检测）下列装置能构成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．无水乙醇属于非电解质，不能电离出自由移动的离子，不具备导电能力，无法构成原电池，A错误； B．两个盛放稀硫酸的烧杯未形成闭合回路，内电路无法导通，不能构成原电池，B错误； C．含有活泼性不同的、电极，电解质为稀硫酸，通过导线和导电盐桥形成闭合回路，且与稀硫酸可自发发生氧化还原反应，满足原电池的所有构成条件，C正确； D．两个电极均为，活泼性相同，且与稀盐酸不能自发发生氧化还原反应，无法构成原电池，D错误； 故答案选C。 2．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是 A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池的c()减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 【答案】C 【详解】A.由图象可知该原电池反应原理为Zn+Cu2＋= Zn2＋+ Cu，故Zn电极为负极失电子发生氧化反应，Cu电极为正极得电子发生还原反应，故A项错误； B.该装置中为阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故两池中c()不变，故B项错误； C.电解过程中溶液中Zn2＋由甲池通过阳离子交换膜进入乙池，乙池中Cu2＋+2e—= Cu，故乙池中为Cu2＋～Zn2＋，摩尔质量M(Zn2＋)>M(Cu2＋)故乙池溶液的总质量增加，C项正确； D.该装置中为阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中溶液中Zn2＋由甲池通过阳离子交换膜进入乙池保持溶液中电荷平衡，阴离子并不通过交换膜，故D项错误； 本题选C。 3．（26-27高三上·北京西城·阶段检测）锌溴电池的总反应式为，下列关于电池放电的说法不正确的是 A．锌是负极 B．溴元素在正极被还原 C．锌片表面产生无色气泡 D．电解质溶液中移向负极 【答案】C 【详解】A．放电时元素化合价由0价升高为+2价，失电子发生氧化反应，因此锌是负极，A正确； B．放电时元素化合价由0价降低为-1价，在正极得电子发生还原反应，被还原，B正确； C．锌为负极，负极反应为，现象为锌片溶解，无气泡产生，C错误； D．原电池放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动，因此移向负极，D正确； 故选C。 4．（24-25高二上·辽宁抚顺·期末）现代生活离不开方便实用的化学电源，下列装置能产生电流的是 A．B． C． D． 【答案】C 【详解】A．没有形成闭合回路且不会发生氧化还原反应，A项不符合题意； B．两电极未区分活动性，B项不符合题意； C．如图装置有两个不同的电极，且形成闭合回路，可以发生氧化还原反应，C项符合题意； D．无水乙醇不是电解质溶液，D项不符合题意； 故选C。 5．（26-27高二上·贵州贵阳·阶段检测）柔性电池因其可弯曲、折叠和拉伸等特点，成为可穿戴设备、软体机器人和植入式医疗设备等领域的重要技术。某柔性电池的结构如图所示，下列说法不正确的是 A．含有Zn膜的碳纳米管纤维作电池的负极 B．MnO2在电池反应中得电子，发生还原反应 C．电池工作时，电子通过电解质膜进行迁移 D．电池工作时，化学能主要转化为电能 【答案】C 【详解】A．为活泼金属，原电池中失电子发生氧化反应作负极，因此含有膜的碳纳米管纤维作电池的负极，A正确； B．具有氧化性，在电池中作正极，反应中得电子，发生还原反应，B正确； C．电池工作时，电解质膜中是离子(O2-)定向迁移传导电荷，电子只能在外电路中移动，不能通过电解质膜，C错误； D．原电池工作时的主要能量转化为化学能转化为电能，D正确； 故选C。 6．（25-26高二上·山东济南·阶段检测）用铜片、银片、溶液、溶液、导线和盐桥(装有含KCl饱和溶液的琼胶)构成一个原电池(如下图)。以下有关该原电池的叙述正确的是 ①在外电路中，电子由铜电极流向银电极 ②正极反应为 ③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 ④将铜片浸入溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A．只有①② B．①②④ C．只有② D．①③④ 【答案】B 【详解】①Cu的活泼性强于Ag，Cu作负极、Ag作正极，外电路中电子由负极铜电极流向正极银电极，正确； ②正极上得电子发生还原反应，反应为，正确； ③实验过程中取出盐桥，无法形成闭合回路，原电池不能继续工作，错误； ④该原电池总反应为，和铜片浸入溶液的置换反应相同，正确； 符合题意的为①②④，故答案选B。 7．（2026·河南平顶山·模拟预测）为探究原电池反应，某学习小组设计了如图甲、乙两种装置。 下列说法错误的是 A．甲装置和乙装置的Zn片均为负极 B．甲装置的电流比乙装置更稳定 C．乙装置中移走盐桥，电流表读数变为0 D．乙装置中Zn片质量减少65g时，理论上Cu片质量增大64g 【答案】B 【分析】甲乙两个装置均为铜锌原电池，比活泼，因此两个装置中为负极，电极反应为；为正极，电极反应为，由此解答； 【详解】A．由分析可知，甲装置和乙装置的均为负极，A正确； B．甲装置中直接和溶液接触，两者会发生置换反应，电极表面的反应容易受到干扰，电流不稳定；而乙装置是带盐桥的双液原电池，能避免直接和溶液接触，电子移动更持续平稳，因此乙装置的电流比甲装置稳定，B错误； C．乙装置中的盐桥起到连通内电路、维持电荷平衡的作用，移走盐桥后原电池的内电路断开，无法形成持续的定向电子移动，电流表读数会变成0，C正确； D．由分析可知，为负极，电极反应为，当的质量减少（）时，转移电子的物质的量为，根据得失电子守恒可知，为正极，电极反应为，增大的质量为（），D正确； 故选B。 8．（26-27高二上·云南·阶段检测）根据反应：设计的原电池如图所示，其中盐桥内装琼脂—饱和溶液。下列说法错误的是 A．电极材料为 B．盐桥中向电极移动 C．溶液可以为盐酸 D．电极上发生还原反应 【答案】C 【详解】A．根据总反应，失电子发生氧化反应作负极，左侧烧杯盛装溶液，因此电极材料为，A正确； B．原电池中阳离子向正极移动，电极为正极，因此盐桥中向电极移动，B正确； C．正极区需要含有的电解质溶液才能发生得电子生成Ag的反应，盐酸中不含，无法实现总反应，因此Y不能为盐酸，C错误； D．电极为正极，在电极上得电子，发生还原反应，D正确； 故选C。 9．（26-27高二上·福建厦门·阶段检测）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）。说法不正确的是 A．电池工作时，向电极Ⅰ移动，电极Ⅰ附近的pH减小 B．电极Ⅱ作负极 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Ⅱ的电极反应式为： 【答案】A 【分析】燃料电池通入氧化剂氧气的电极I为正极，氧气得到电子发生还原反应生成水，电极Ⅱ为负极，G-CHO被氧化为G-COOH。 【详解】A．原电池中阳离子向正极移动，故向正极电极Ⅰ移动，电极Ⅰ为正极，发生反应，消耗，电极Ⅰ附近升高，A错误； B．根据分析，电极Ⅱ上葡萄糖（）失电子被氧化为，作负极，B正确； C．血糖水平越接近正常值，反应物葡萄糖浓度越低，电池反应进行程度越小，两极的电势差越小，C正确； D．电极Ⅱ为负极，被氧化为，电极反应式为，D正确； 故答案选A。 10．（26-27高三上·北京西城·阶段检测）微生物脱盐电池利用微生物处理有机废水，可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含的溶液为例)。下列说法不正确的是 A．b极为正极 B．a极电极反应为 C．隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜 D．当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g 【答案】B 【分析】a极上转化为，C元素化合价升高，发生失电子的氧化反应，a极为负极，则b极为正极。 【详解】A．a极上转化为，C元素化合价升高，发生失电子的氧化反应，a极为负极，则b极为正极，A正确； B．a极为负极，发生失电子的氧化反应，电极反应应为，B错误； C．为实现海水淡化，模拟海水中的需移向负极（a极），故隔膜1为阴离子交换膜；需移向正极（b极），故隔膜2为阳离子交换膜，C正确； D．当电路中转移电子时，根据电荷守恒，有进入负极区、进入正极区，即除去，质量为，D正确； 故选B。 11．（25-26高一下·陕西铜川·期末）依据氧化还原反应：设计的原电池如图所示。 请回答下列问题： (1)电极X的材料是_____________；电解质溶液Y是______________； (2)银电极发生的电极反应为______________________________________； (3)外电路中的电子是从___________电极流向___________电极(根据电极材料名称填写)。 (4)氢氧燃料电池具有高能、轻便和无污染等优点。某碱性氢氧燃料电池的工作原理如图所示，电极a及电极b均为惰性电极(不参加反应)。 ①电极a为电池的___________(填“正极”或“负极”)。 ②电极b的电极反应式为______________________________________。 (5)新型电池—钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠()分别作为两个电极的反应物，陶瓷(可传导)为电解质，装置示意图如下，请写出负极的电极方程式：______________________________________。 【答案】(1) Cu 溶液 (2) (3) 铜 银 (4) 负极 (5) 【详解】（1）根据总反应方程式可知，铜失去电子发生氧化反应，作原电池的负极，因此电极X的材料是铜（）；银离子得到电子发生还原反应，在正极析出，因此正极电解质溶液Y应为含有可溶性银盐的溶液，通常为溶液； （2）银电极为正极，溶液中的银离子在正极上得电子发生还原反应，生成单质银，其电极反应式为； （3）在原电池中，电子由负极经外电路流向正极，该原电池中，铜为负极，银为正极，故外电路中的电子是从铜电极流向银电极； （4）①氢氧燃料电池中，通入燃料（氢气）的一极发生氧化反应，为电池的负极，故通入的电极a为负极； ② 电极b通入氧气，发生还原反应，为正极。由于电解质溶液为碱性（溶液），氧气得电子后与水结合生成氢氧根离子，电极反应式为； （5）钠硫电池中，金属钠易失去电子发生氧化反应，作电池的负极。负极上熔融的钠单质失电子生成钠离子，电极反应式为。 12．（26-27高二上·福建三明·阶段检测）某研究性学习小组分别进行如下实践： (1)理论上不能设计为原电池的化学反应是__________。 a． b． c． (2)第一组同学对、、稀硫酸组成的原电池进行了探究，其中甲同学利用如图1所示装置进行探究，乙同学经过查阅资料后设计了如图2装置进行探究。 ①实验表明，图1中锌电极为________极(填写“正”或“负”)。 ②图2中X溶液为_________________________。 (3)盐桥中除添加琼脂外，还要添加饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的、的移动方向描述正确的是_________。 A．盐桥中的向左侧烧杯移动、向右侧烧杯移动 B．盐桥中的、都向右侧烧杯移动 C．盐桥中的向右侧烧杯移动、向左侧烧杯移动 D．盐桥中的、几乎都不移动 (4)第二组同学认为任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池，于是想利用反应设计一个化学电池(正极材料用碳棒)，该电池的负极材料是_________，电解质溶液是_________。 (5)第三组同学则查阅资料，了解了一些新型化学电源： ①高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池放电的总反应式为：，该电池放电时，负极的电极反应式为___________________。(已知高铁酸钾为紫色固体，易溶于水) ②空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其工作原理如下图所示，写出放电过程中正极的电极反应式：____________，若过程中产生，则消耗标准状况下的体积为________L。 【答案】(1)a (2) 负 溶液 (3)C (4) 溶液 (5) 【详解】（1）原电池的反应必须是自发的氧化还原反应。 a．，反应中各元素化合价没有变化，属于复分解反应，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，a符合题意； b．是自发的氧化还原反应，可以设计成燃料电池，b不符合题意； c．是自发的氧化还原反应，可以设计成原电池，c不符合题意； 故选a； （2）①、、稀硫酸构成原电池，锌金属活动性更强，容易失去电子，发生氧化反应，在原电池中作负极；铜电极上得电子生成氢气，作正极； ②图2是带盐桥的双液原电池，负极电极要浸泡在含的溶液中，避免锌直接和接触反应，所以X溶液为溶液（硫酸锌溶液）；右侧Y为硫酸铜溶液； （3）原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。此装置左侧是负极（），右侧是正极（），盐桥里是阳离子，移向右侧正极烧杯，是阴离子，移向左侧负极烧杯，故选C； （4）反应，元素化合价升高，失去电子，所以负极材料为Cu（铜）；正极用碳棒，电解质溶液需要含有，选择溶液； （5）①放电时为原电池，负极失电子发生氧化反应，总反应生成，介质为碱性，负极电极反应式：； ②正极是得电子，质子交换膜允许通过，环境为酸性，结合生成水，正极电极反应式；负极转化为，从+2价升高到+5价，每生成1 mol 失去3 mol电子，生成2 mol 共失去6 mol电子；每1 mol得到4 mol电子，根据电子守恒：，解得，标准状况体积。 1．（26-27高三上·重庆沙坪坝·阶段检测）我国科学家发明的一款可充放电的全固态钠电池，其工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．放电时，电极为正极 B．放电时，极电极反应式为 C．充电时，由极迁移至极 D．该电池不能用盐溶液作电解质 【答案】B 【详解】A．放电时，N极的金属失电子作负极，故M极为正极，A正确； B．放电时M极是正极，发生得电子的还原反应，反应过程是结合生成，正确的电极反应应为，B错误； C．充电时为电解池，阳离子向阴极移动，N极为阴极，故由M极迁移至N极，C正确； D．该电池负极是活泼金属钠，钠会与盐溶液中的水发生剧烈反应，因此不能用盐溶液作电解质，D正确； 故选B。 2．（26-27高二上·江苏苏州·阶段检测）某同学通过如图所示装置探究铝制品表面出现的白斑，下列说法正确的是 A．铝箔为正极，发生氧化反应而被腐蚀 B．负极反应为 C．由活性炭区向铝箔表面区迁移，铝箔表面有氧气产生 D．白斑的主要成分可能是 【答案】D 【分析】如图所示的是铝的吸氧腐蚀原电池，其中铝箔做负极反应方程式为，活性炭做正极反应方程式为，据此分析： 【详解】A．原电池中铝箔为负极，失电子发生氧化反应被腐蚀，A错误； B．铝做负极，反应式为，B错误； C．原电池中阴离子向负极移动，确实由活性炭（正极）区向铝箔（负极）表面区迁移，但铝箔表面发生反应，无氧气产生，C错误； D．负极生成的与正极生成的结合生成，不稳定易分解生成，因此白斑的主要成分可能是，D正确； 故答案选D。 3．（26-27高三上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图，图中有机废水中有机物可用表示，咸水中的主要溶质为NaCl。下列有关说法正确的是 A．a电极电势高于b电极电势 B．a电极反应式为： C．b电极附近溶液的减小 D．C为交换膜，D为交换膜 【答案】D 【详解】A．该装置为原电池，a电极上有机物发生氧化反应，为原电池的负极，b电极上硝酸根发生还原反应，为原电池的正极，原电池中正极电势高于负极电势，故a电极电势低于b电极电势，A错误； B．a电极为负极，有机物发生失电子的氧化反应，电极反应式应为，选项中反应式为得电子的还原反应，B错误； C．b电极为正极，电极反应为，反应消耗，溶液增大，C错误； D．原电池中阴离子移向负极、阳离子移向正极，咸水中移向负极a室，故C为交换膜；移向正极b室，故D为交换膜，D正确； 故选D。 4．（26-27高二上·河南周口·阶段检测）某课题组设计了一种功能性甲醛-硝酸根离子电池，用于甲醛和硝酸根离子废水的净化（生成无毒气体），装置如图所示。下列说法正确的是 A．Q电极的电势高于R电极的电势 B．R电极的电极反应式为 C．电解质溶液可为酸性，膜可为质子交换膜 D．理论上，该装置处理的 【答案】C 【分析】该装置是原电池，HCHO被氧化为无毒气体CO2，因此Q电极为负极；被还原为无毒气体N2，因此R电极为正极。 【详解】A．Q极发生HCHO的氧化反应，为原电池负极，R极为正极，原电池中正极电势高于负极，故Q电极电势低于R电极，A错误； B．题干说明还原产物是无毒气体，NO是有毒气体，R电极的还原产物应为N2，该电极反应式为：，B错误； C．酸性条件下，负极反应为，正极反应为，质子交换膜可允许负极生成的迁移到正极参与反应、平衡电荷，故电解质溶液可为酸性，膜可为质子交换膜，C正确； D．根据电子守恒，1mol HCHO完全氧化失去4mol电子，1mol 被还原为0.5 mol无毒的得到5mol电子，故，，D错误； 故选C。 5．（26-27高二上·安徽宣城·阶段检测）以Ru为催化剂，Li-O2电池的能量转化效率高，装置示意图如图所示。 下列说法正确的是 A．电流由a极通过外电路流向b极 B．该电池工作时化学能全部转化为电能 C．b极的电极反应式为O2+4e-+2Li+=Li2O2 D．当外电路中有1mol电子转移时，理论上有7g Li被氧化 【答案】D 【分析】由图可知，该装置为原电池，a电极上Li失去电子被氧化为，为负极，b电极上氧气得到电子被还原生成，为正极，据此分析。 【详解】A．a极为负极，b极为正极，电流由正极（b极）经外电路流向负极（a极），A错误； B．电池中部分化学能转化成热能等，能量转化率小于100%，B错误； C．b电极上氧气得到电子被还原生成，正确的电极反应式为O2+2e-+2Li+=Li2O2，C错误； D．a极的电极反应式为Li-e-=Li+，转移1mol电子时有1mol Li（7g）被氧化，D正确； 故选D。 6．（2026·湖北荆州·二模）某科研小组用电化学方法将CO2转化为CO实现再利用，转化的基本原理如图所示。下列说法错误的是 A．N极的电势比M极高 B．交换膜可以采用质子交换膜 C．M电极上发生的反应为： D．当转化2molCO时，外电路中转移的电子数为2NA 【答案】D 【分析】根据装置图分析可知，Ｍ极发生氧化反应，，M为原电池负极；N极发生还原反应，，N为原电池正极，据此分析解答。 【详解】A．正极（N极）电势高于负极（M极），符合原电池原理，A正确； B．由M极生成、在N极消耗，需质子交换膜实现离子迁移，B正确； C．M为电池的负极，在紫外光的作用下，水失去电子发生氧化反应生成，电极反应式为，C正确； D．由电极反应式可知，当转化2 mol时，外电路转移4mol电子，转移的电子数为，D错误； 故答案选D。 7．（26-27高二上·山东泰安·阶段检测）科研人员发明了一种电池，通过X和Y两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成M、R、N三个电解质溶液区域，电解质分别为KOH、、中的一种，结构示意图如图（已知）。该电池放电时，下列说法错误的是 A．通过X移向M区 B．R区电解质溶液浓度逐渐增大 C．N区电极反应为 D．Y为阴离子交换膜 【答案】A 【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KOH，N区通入硫酸、排出硫酸且，说明N区消耗​，因此N区电解质为；中间R区的电解质为剩余的；放电时铝极反应为，PbO2电极反应为； 【详解】A．原电池中阳离子向正极移动，应从M区（负极区）通过X移向R区，而非移向M区，A错误； B．M区的通过X进入R区，N区的通过Y进入R区，R区浓度逐渐增大，B正确； C．N区为正极区，酸性条件下得电子发生还原反应，电极反应为，C正确； D．放电时，消耗​，则Y允许通过进入R区，故Y为阴离子交换膜，D正确； 故选A。 8．（25-26高一下·辽宁沈阳·期中）化学电源在生产生活中有着广泛的应用，请回答下列问题。 Ⅰ．某同学设计如下对比实验研究溶液和溶液的反应。 实验 现象 连通电路后，电流表指针发生偏转，分别取反应前和反应一段时间后甲烧杯中的溶液，滴加溶液，前者几乎无色，后者显红色 连通电路后，电流表指针向左发生微小的偏转，丙、丁烧杯中均无明显现象 (1)由甲烧杯中现象可知实验ⅰ中正极是_______(填“石墨”或“银”)，石墨电极处的电极反应式为_______。 (2)实验ⅱ中石墨电极处参与反应的物质可能是_______(填化学式) (3)对比实验ⅰ、ⅱ可知，乙烧杯中参与电极反应的是_______。 Ⅱ．双极膜是一种新型的离子交换复合膜，它通常由阳离子交换膜、中间层(催化层)和阴离子交换膜复合而成，在直流电场作用下，双极膜可将水离解成和并向两极移动。已知电极材料分别为和，电极产物为。 (4)M极为_______，(填“Zn”或“”)，N极的电极反应式为_______。 (5)膜a为_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜，双极膜中间层中的移向_______(填“M”或“N”)极。 (6)若有参与反应，则电极区溶液质量理论上改变_______g。 【答案】(1) 银 (2) (3)（答不得分） (4) (5) 阴 N (6) 【详解】（1）由实验i现象可知甲烧杯溶液在反应后生成，电子由石墨电极流向银电极，则石墨电极为负极，银电极为正极，负极发生反应：； （2）由实验ii电流表指针偏向可知银电极为负极，石墨电极为正极，负极发生反应：，而的氧化性强于，故正极溶液中的不参与反应，推测应发生吸氧腐蚀，参与反应的物质可能是氧气（）； （3）若实验i中是氧化了，那么实验ii中也会被氧化，与实际不符，故pH=5的环境下不能氧化 ，实验i中 氧化了； （4）电极材料分别为和，电极产物为，MnO2应该在酸溶液中，则M为，作负极，N为，为正极，电极反应为； （5）原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜，H+通过b进入右侧； （6）若有参与反应，则电路中转移电子，双极膜中有移向硫酸溶液，同时溶解，稀硫酸溶液质量增加。 1．（2026·江苏·高考真题）镁锰干电池的结构如图所示，作电解质，干电池的总反应式：，该电池缺点是易“鼓包”。下列说法正确的是 A．镁合金作负极，发生还原反应 B．电池工作过程中，从负极向正极迁移 C．引起“鼓包”的反应： D．参加反应，理论上外电路通过的电子总量为 【答案】D 【详解】A．镁合金作负极，但发生的是氧化反应，非还原反应，A错误； B．Br⁻为阴离子，在原电池中应向负极迁移，而非从负极向正极迁移，B错误； C．“鼓包”若因气体产生，该方程式生成O2，但是Mg是强还原剂，反应中Mg应该被氧化，O不会被氧化生成O2；鼓包实际是Mg与水发生副反应生成H2，C错误； D．由总反应可知，2 mol MnO₂参与反应时转移2 mol电子，故1 mol MnO2参与反应时，外电路通过电子总量为1 mol，D正确； 故选D。 2．（2026·湖南·高考真题）一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构如图所示(-有机溶剂作电解质溶液，难溶于该溶剂)。下列说法错误的是 A．往电极材料中添加石墨，可增强其导电性 B．正极反应式为 C．放电时，从负极向正极移动 D．每消耗负极材料，理论上外电路中通过了 【答案】B 【分析】该扣式电池中，活泼金属作负极，作正极，以此解答。 【详解】A．石墨具有良好的导电性，添加到电极材料中可增强电极的导电性，A正确； B．题干明确难溶于有机溶剂，无法电离出自由移动的，正极反应物是固体，正极反应应为，B错误； C．原电池放电时，阳离子向正极移动，因此从负极向正极移动，C正确； D．负极反应为，2.1g 的物质的量为，理论上外电路中通过，D正确； 故选B。 3．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）一种基于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/AgCl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 A．放电时向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应： D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力 【答案】D 【分析】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，b电极是正极，电极反应式为NaTi2(PO4)3+2e－+2Na+=Na3Ti2(PO4)3，据此解答。 【详解】A．放电时b电极是正极，阳离子向正极移动，所以向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，C正确； D．若以Ag/AgCl电极代替a极，此时Ag失去电子，结合氯离子生成氯化银，所以电池不会失去储氯能力，D错误； 答案选D。 4．（2024·江西·高考真题）我国学者发明了一种新型多功能甲醛﹣硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。下列说法正确的是 A．CuAg电极反应为2HCHO+2H2O﹣4e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2OH﹣ B．CuRu电极反应为6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣ C．放电过程中，OH﹣通过质子交换膜从左室传递到右室 D．处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH 【答案】B 【分析】由原电池中电子移动方向可知，CuAg为负极，HCHO失去电子生成HCOO-和H2，电极方程式为：2HCHO+4OH-﹣2e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，CuRu为正极，得到电子生成NH3，电极方程式为：6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，以此解答。 【详解】A．由分析可知，CuAg为负极，HCHO失去电子生成HCOO-和H2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：2HCHO+4OH-﹣2e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，A错误； B．由分析可知，CuRu为正极，得到电子生成NH3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，B正确； C．质子交换膜只允许H+通过，C错误； D．由分析可知，负极电极方程式为：2HCHO+4OH-﹣2e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2H2O，正极电极方程式为：6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣，总反应为8HCHO+7OH-=NH3+8HCOO-+4 H2↑+2H2O，处理废水过程中消耗OH-，溶液pH减小，需补加 KOH，D错误； 故选B。 5．（2024·新课标卷·高考真题）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时，下列叙述错误的是 A．电池总反应为 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．两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a 【答案】C 【分析】由题中信息可知，b电极为负极，发生反应，然后再发生；a电极为正极，发生反应，在这个过程中发生的总反应为。 【详解】A．由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的在a电极上得电子生成，电极反应式为；b电极为电池负极， 在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为，则电池总反应为，A正确； B．b电极上CuO将葡萄糖氧化为葡萄糖酸后被还原为，在b电极上失电子转化成CuO，在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B正确； C．根据反应可知，参加反应时转移2 mol电子，的物质的量为0.1 mmol，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C错误； D．原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故迁移方向为b→a，D正确。 综上所述，本题选C。 6．（2026·甘肃·高考真题）我国科研人员设计了一种可处理含污水的新型尿素燃料电池(如图所示)。下列说法错误的是 A．体系中每转移，最多可产生1 mol N2 B．工作时电子从电极2通过外电路向电极1转移 C．工作时负极区pH降低 D．a是阴离子交换膜 【答案】B 【详解】A．中为价，生成时共失去电子，故转移最多产生，A正确； B．电极1上失电子生成，为负极，电极2上得电子生成，为正极，电子应从负极（电极1）经外电路流向正极（电极2），B错误； C．负极反应为，生成使增大，降低，C正确； D．负极区生成后正电荷增多，需通过a膜进入负极区平衡电荷，故a为阴离子交换膜，D正确； 故选B。 7．（2025·江西·高考真题）我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池(如图)。下列说法错误的是 已知：为铜基普鲁士蓝() A．中的铁为价 B．交换膜为阴离子交换膜 C．洗脱目的是去除电极吸附的 D．溶液可电解再生电池负极 【答案】C 【分析】由图可知，Zn电极失去电子生成Zn2+，该原电池中左侧电极为负极，右侧电极为正极。 【详解】A．CuHCF的化学式为Cu[Fe(CN)6]0.67·nH2O，设该化合物中Cu、Fe元素的化合价分别为x、y，根据化合物中元素正负化合价的代数和为0可知，x=0.67(6-y)，当x=+1时，y=+4.5（不合适，舍去）；当x=+2时，y=+3，以此得出铁的化合价为+3，A正确； B．Zn电极为负极，反应为Zn - 2e- = Zn2+，负极区正电荷增加。从电池去除工业污水中的重金属离子目标考虑，若锌离子能够从左室通过交换膜到右室，则污水中存在的重金属锌离子无法除去，因此交换膜只允许溶液中的硫酸根离子通过，是一种阴离子交换膜，B正确； C．污水中的Ni2+在CuHCF电极中以原子形式存在，洗脱时H2O2将电极吸附的Ni氧化为Ni2+除去，C错误； D．电解Zn2+溶液时，阴极反应为Zn2+ + 2e- = Zn，可得到Zn单质再生负极，D正确； 故选C。 1 / 8 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 $耐学科网·上好课 www.zxxk.com 分层作业 第一节原电池 第1课时原电池的工作原理 A组 巩固过关 题号 1 2 6 答案 C C C C B AgNO, 11. 【答案】(1) Cu 溶液 2Ag*+2e=2Ag (2) (3) 铜 银 02+4e+2H,0=40H (4) 负极 5⑤Na-e=Nar 12. 【答案】(1)a ZnSO (2) 负 溶液 (3)C (4) Cu AgNO溶液 Zn-2e+20H Zn(OH)2 02+4e+4Ht=2H,0 (5) 33.6 B组 能力进阶 题号 1 2 答案 B D D D 1/2 函学科网·上好课 www zxxk.com 上好每一堂课 8.【答案】(1) 银 Fe2+-e--Fe+ 02 (2) ③4g(答AgN0不得分) Mn0,+2e+4H+=Mm2++2H,0 (4) Zn (5) 阴 N (6)8.9 C组 思维拔高 题号 1 2 3 4 6 7 答案 D B D B C B 2/2 分层作业 第一节　原电池 第1课时 原电池的工作原理 1．（26-27高二上·河北石家庄·阶段检测）下列装置能构成原电池的是 A． B． C． D． 2．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是 A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池的c()减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 3．（26-27高三上·北京西城·阶段检测）锌溴电池的总反应式为，下列关于电池放电的说法不正确的是 A．锌是负极 B．溴元素在正极被还原 C．锌片表面产生无色气泡 D．电解质溶液中移向负极 4．（24-25高二上·辽宁抚顺·期末）现代生活离不开方便实用的化学电源，下列装置能产生电流的是 A．B． C． D． 5．（26-27高二上·贵州贵阳·阶段检测）柔性电池因其可弯曲、折叠和拉伸等特点，成为可穿戴设备、软体机器人和植入式医疗设备等领域的重要技术。某柔性电池的结构如图所示，下列说法不正确的是 A．含有Zn膜的碳纳米管纤维作电池的负极 B．MnO2在电池反应中得电子，发生还原反应 C．电池工作时，电子通过电解质膜进行迁移 D．电池工作时，化学能主要转化为电能 6．（25-26高二上·山东济南·阶段检测）用铜片、银片、溶液、溶液、导线和盐桥(装有含KCl饱和溶液的琼胶)构成一个原电池(如下图)。以下有关该原电池的叙述正确的是 ①在外电路中，电子由铜电极流向银电极 ②正极反应为 ③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 ④将铜片浸入溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A．只有①② B．①②④ C．只有② D．①③④ 7．（2026·河南平顶山·模拟预测）为探究原电池反应，某学习小组设计了如图甲、乙两种装置。 下列说法错误的是 A．甲装置和乙装置的Zn片均为负极 B．甲装置的电流比乙装置更稳定 C．乙装置中移走盐桥，电流表读数变为0 D．乙装置中Zn片质量减少65g时，理论上Cu片质量增大64g 8．（26-27高二上·云南·阶段检测）根据反应：设计的原电池如图所示，其中盐桥内装琼脂—饱和溶液。下列说法错误的是 A．电极材料为 B．盐桥中向电极移动 C．溶液可以为盐酸 D．电极上发生还原反应 9．（26-27高二上·福建厦门·阶段检测）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）。说法不正确的是 A．电池工作时，向电极Ⅰ移动，电极Ⅰ附近的pH减小 B．电极Ⅱ作负极 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Ⅱ的电极反应式为： 10．（26-27高三上·北京西城·阶段检测）微生物脱盐电池利用微生物处理有机废水，可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含的溶液为例)。下列说法不正确的是 A．b极为正极 B．a极电极反应为 C．隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜 D．当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g 11．（25-26高一下·陕西铜川·期末）依据氧化还原反应：设计的原电池如图所示。 请回答下列问题： (1)电极X的材料是_____________；电解质溶液Y是______________； (2)银电极发生的电极反应为______________________________________； (3)外电路中的电子是从___________电极流向___________电极(根据电极材料名称填写)。 (4)氢氧燃料电池具有高能、轻便和无污染等优点。某碱性氢氧燃料电池的工作原理如图所示，电极a及电极b均为惰性电极(不参加反应)。 ①电极a为电池的___________(填“正极”或“负极”)。 ②电极b的电极反应式为______________________________________。 (5)新型电池—钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠()分别作为两个电极的反应物，陶瓷(可传导)为电解质，装置示意图如下，请写出负极的电极方程式：______________________________________。 12．（26-27高二上·福建三明·阶段检测）某研究性学习小组分别进行如下实践： (1)理论上不能设计为原电池的化学反应是__________。 a． b． c． (2)第一组同学对、、稀硫酸组成的原电池进行了探究，其中甲同学利用如图1所示装置进行探究，乙同学经过查阅资料后设计了如图2装置进行探究。 ①实验表明，图1中锌电极为________极(填写“正”或“负”)。 ②图2中X溶液为_________________________。 (3)盐桥中除添加琼脂外，还要添加饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的、的移动方向描述正确的是_________。 A．盐桥中的向左侧烧杯移动、向右侧烧杯移动 B．盐桥中的、都向右侧烧杯移动 C．盐桥中的向右侧烧杯移动、向左侧烧杯移动 D．盐桥中的、几乎都不移动 (4)第二组同学认为任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池，于是想利用反应设计一个化学电池(正极材料用碳棒)，该电池的负极材料是_________，电解质溶液是_________。 (5)第三组同学则查阅资料，了解了一些新型化学电源： ①高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池放电的总反应式为：，该电池放电时，负极的电极反应式为___________________。(已知高铁酸钾为紫色固体，易溶于水) ②空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其工作原理如下图所示，写出放电过程中正极的电极反应式：____________，若过程中产生，则消耗标准状况下的体积为________L。 1．（26-27高三上·重庆沙坪坝·阶段检测）我国科学家发明的一款可充放电的全固态钠电池，其工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．放电时，电极为正极 B．放电时，极电极反应式为 C．充电时，由极迁移至极 D．该电池不能用盐溶液作电解质 2．（26-27高二上·江苏苏州·阶段检测）某同学通过如图所示装置探究铝制品表面出现的白斑，下列说法正确的是 A．铝箔为正极，发生氧化反应而被腐蚀 B．负极反应为 C．由活性炭区向铝箔表面区迁移，铝箔表面有氧气产生 D．白斑的主要成分可能是 3．（26-27高三上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图，图中有机废水中有机物可用表示，咸水中的主要溶质为NaCl。下列有关说法正确的是 A．a电极电势高于b电极电势 B．a电极反应式为： C．b电极附近溶液的减小 D．C为交换膜，D为交换膜 4．（26-27高二上·河南周口·阶段检测）某课题组设计了一种功能性甲醛-硝酸根离子电池，用于甲醛和硝酸根离子废水的净化（生成无毒气体），装置如图所示。下列说法正确的是 A．Q电极的电势高于R电极的电势 B．R电极的电极反应式为 C．电解质溶液可为酸性，膜可为质子交换膜 D．理论上，该装置处理的 5．（26-27高二上·安徽宣城·阶段检测）以Ru为催化剂，Li-O2电池的能量转化效率高，装置示意图如图所示。 下列说法正确的是 A．电流由a极通过外电路流向b极 B．该电池工作时化学能全部转化为电能 C．b极的电极反应式为O2+4e-+2Li+=Li2O2 D．当外电路中有1mol电子转移时，理论上有7g Li被氧化 6．（2026·湖北荆州·二模）某科研小组用电化学方法将CO2转化为CO实现再利用，转化的基本原理如图所示。下列说法错误的是 A．N极的电势比M极高 B．交换膜可以采用质子交换膜 C．M电极上发生的反应为： D．当转化2molCO时，外电路中转移的电子数为2NA 7．（26-27高二上·山东泰安·阶段检测）科研人员发明了一种电池，通过X和Y两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成M、R、N三个电解质溶液区域，电解质分别为KOH、、中的一种，结构示意图如图（已知）。该电池放电时，下列说法错误的是 A．通过X移向M区 B．R区电解质溶液浓度逐渐增大 C．N区电极反应为 D．Y为阴离子交换膜 8．（25-26高一下·辽宁沈阳·期中）化学电源在生产生活中有着广泛的应用，请回答下列问题。 Ⅰ．某同学设计如下对比实验研究溶液和溶液的反应。 实验 现象 连通电路后，电流表指针发生偏转，分别取反应前和反应一段时间后甲烧杯中的溶液，滴加溶液，前者几乎无色，后者显红色 连通电路后，电流表指针向左发生微小的偏转，丙、丁烧杯中均无明显现象 (1)由甲烧杯中现象可知实验ⅰ中正极是_______(填“石墨”或“银”)，石墨电极处的电极反应式为_______。 (2)实验ⅱ中石墨电极处参与反应的物质可能是_______(填化学式) (3)对比实验ⅰ、ⅱ可知，乙烧杯中参与电极反应的是_______。 Ⅱ．双极膜是一种新型的离子交换复合膜，它通常由阳离子交换膜、中间层(催化层)和阴离子交换膜复合而成，在直流电场作用下，双极膜可将水离解成和并向两极移动。已知电极材料分别为和，电极产物为。 (4)M极为_______，(填“Zn”或“”)，N极的电极反应式为_______。 (5)膜a为_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜，双极膜中间层中的移向_______(填“M”或“N”)极。 (6)若有参与反应，则电极区溶液质量理论上改变_______g。 1．（2026·江苏·高考真题）镁锰干电池的结构如图所示，作电解质，干电池的总反应式：，该电池缺点是易“鼓包”。下列说法正确的是 A．镁合金作负极，发生还原反应 B．电池工作过程中，从负极向正极迁移 C．引起“鼓包”的反应： D．参加反应，理论上外电路通过的电子总量为 2．（2026·湖南·高考真题）一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构如图所示(-有机溶剂作电解质溶液，难溶于该溶剂)。下列说法错误的是 A．往电极材料中添加石墨，可增强其导电性 B．正极反应式为 C．放电时，从负极向正极移动 D．每消耗负极材料，理论上外电路中通过了 3．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）一种基于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/AgCl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 A．放电时向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应： D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力 4．（2024·江西·高考真题）我国学者发明了一种新型多功能甲醛﹣硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。下列说法正确的是 A．CuAg电极反应为2HCHO+2H2O﹣4e﹣═2HCOO﹣+H2↑+2OH﹣ B．CuRu电极反应为6H2O+8e﹣═NH3↑+9OH﹣ C．放电过程中，OH﹣通过质子交换膜从左室传递到右室 D．处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH 5．（2024·新课标卷·高考真题）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时，下列叙述错误的是 A．电池总反应为 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．两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a 6．（2026·甘肃·高考真题）我国科研人员设计了一种可处理含污水的新型尿素燃料电池(如图所示)。下列说法错误的是 A．体系中每转移，最多可产生1 mol N2 B．工作时电子从电极2通过外电路向电极1转移 C．工作时负极区pH降低 D．a是阴离子交换膜 7．（2025·江西·高考真题）我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池(如图)。下列说法错误的是 已知：为铜基普鲁士蓝() A．中的铁为价 B．交换膜为阴离子交换膜 C．洗脱目的是去除电极吸附的 D．溶液可电解再生电池负极 1 / 8 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 $