2023版人教高中同步化學選擇性必修一：第四章化學反應與電能習題匯編

第四章化學反應與電能

第一節(jié)原電池

第1課時原電池的工作原理

基礎(chǔ)過關(guān)練

題組一單液原電池

1.（2020江蘇淮安教學協(xié)作體高二上聯(lián)考）某興趣小組設(shè)計的水果電池裝置如圖所

示。該電池工作時，下列說法正確的是（）

LED燈

A.銅片為負極

B.鋅片發(fā)生還原反應

C.將電能轉(zhuǎn)化為化學能

D.電子由鋅片經(jīng)導線流向銅片

2.（2021廣東珠海第二中學期中）如圖是課外活動小組設(shè)計的用化學電源使LED燈

發(fā)光的裝置。下列說法錯誤的是（）

0LED燈

鋅？片

算三重稀硫酸

A.銅片表面有氣泡生成

B.如果將稀硫酸換成檸檬汁,導線中不會有電子流動

C.裝置中存在“化學能一電能一光能”的轉(zhuǎn)換

D.如果將鋅片換成鐵片，電路中的電流方向不變

題組二雙液原電池

3.（2021河北六校期中聯(lián)考）某同學用銅片、銀片、Cu（N03溶液、AgNOs溶液、導

線和鹽橋（裝有含KNQ；飽和溶液的瓊膠）設(shè)計成一個原電池,裝置示意圖如圖所示，

下列判斷中正確的是（）

一

Cu（NOJ：溶液AgNO,溶液

A.該原電池的工作原理是Cu+2Ag+—2Ag+Cu2+

B.實驗過程中取出鹽橋,原電池能繼續(xù)工作

C.實驗過程中，左側(cè)燒杯中NO3的濃度不變

D.實驗過程中電子流向為Cu電極一Cu（N03）2溶液-AgNCL溶液-*Ag電極

4.（2020江西南昌十中高二上期末）某興趣小組設(shè)計了如圖所示原電池裝置（鹽橋

中含有飽和溶液）。下列說法正確的是（）

甲：FeClj+KSCN乙：CiiSO4

酸性溶液溶液

A.該原電池的正極反應是Cu"+2eCu

B.甲燒杯中溶液的紅色逐漸變淺

C.鹽橋中的SO于流向甲燒杯

D.若將甲燒杯中的溶液換成稀硝酸，電流表指針反向偏轉(zhuǎn)

題組三原電池工作原理的應用

5.（2020山東青島平度九中高二上期中）a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用

導線兩兩相連組成原電池。a、b相連時，電流由a經(jīng)導線流向b;csd相連時，電子

由d到c;a、c相連時,a極上產(chǎn)生大量氣泡;b、d相連時,H*移向d極。則四種金屬

的活動性由強到弱的順序為()

A.a>b>c>d

B.a>c>d>b

C.c>a>b>d

D.b>d>c>a

6.依據(jù)氧化還原反應:2Ag-(aq)+Cu(s)=^=Cu〉(aq)+2Ag(s)設(shè)計的原電池如圖所

Zj、.o

C"SO,溶液Y

請回答下列問題：

(1)電極X的材料是;電解質(zhì)溶液Y是o

(2)銀電極為電池的極，電極反應式為;X電極上的電

極反應式為o

⑶外電路中的電子是從極流向極。

能力提升練

題組一原電池工作原理的理解與應用

1.(2021山東師范大學附中第一次學業(yè)測評,小)已知氧化

性:AuDAg-KuZ+APbDCrDZnDTi:現(xiàn)有如圖所示的電化學裝置，下列敘述中正確

的是()

-I~~嬴~~1+

xn^iY

w!q!；

X叫aq)Y-*(aq)

(X、Y只能在題中金屬中選?。?/p>

A.若X為Ti,則Y極的電極反應式可能是Zn-2e—Zn"

B.若X為Cr,則Y可以選Zn或Ti

C.若Y為Cu,則X極的電極反應式可能是Cr-3e—Cr/

D.若Y為Pb,則左側(cè)燒杯溶液中陰離子數(shù)會減少

2.(2021北京豐臺期中,褊)如圖為鋅銅原電池的裝置示意圖,其中鹽橋內(nèi)裝有含飽

和KC1溶液的瓊膠。請回答下列問題：

Z"x-uv\"Cu

<-----

E二-二

ZnSO,溶液CuSO,溶液

(l)Zn電極為電池的(填“正極”或“負極”)。

(2)寫出電極反應式:Zn電極,Cu電極

(3)鹽橋中向CuSO1溶液中遷移的離子是。

(4)若保持原電池的總反應不變,下列替換不可行的是(填字母)。

A.用石墨替換Cu電極

B.用NaCl溶液替換ZnSOi溶液

C.用稀112soi代替CuSO,溶液

(5)請選擇適當?shù)牟牧虾驮噭?將反應2Fe"+2I—2Fe2*+I?設(shè)計成一個原電池,請

填寫表格：

設(shè)計思路

負極材料________

負極

負極反應物

正極材料

正極

正極反應物

電子導體________

離子導體________

在方框內(nèi)畫出簡單的裝置示意圖,并標明使用的材料和試劑。

題組二原電池正、負極的判斷與電極反應式的書寫

3.（2021福建福州高二檢測,*'-）交通運輸部在南海華陽礁舉行華陽燈塔和赤瓜燈

塔竣工發(fā)光儀式,宣布兩座大型多功能燈塔正式發(fā)光并投入使用。燈塔可用鎂海水

電池提供能源，其裝置如圖所示，下列有關(guān)該電池的說法正確的是（）

陽離子更換膜

A.X電極材料可為鐵、銅、石墨等

B.每轉(zhuǎn)移2mol電子,2molH'由交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移

C.正極的電極反應式為HM+2e+2H，-2H20

D.該電池能將化學能全部轉(zhuǎn)化成電能

4.（"）某研究性學習小組根據(jù)反應2KMnO4+1OFeSO.+SILSO—

2MnS0?+5Fe2（S0）3+K2sol+8上0設(shè)計如下原電池,其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)

的量濃度均為1mol?L,溶液的體積均為200mL,鹽橋中裝有含飽和K2sol溶液的

瓊膠。

KMn()4.MnS()4叫便》、FPS（L

H2sO4混合溶液

回答下列問題：

⑴此原電池的正極是石墨________（填“a”或"b”），發(fā)生反應。

⑵電池工作時,鹽橋中的SOf移向（填“甲”或“乙”）燒杯。

⑶寫出兩燒杯中的電極反應式：

甲,

乙O

（4）若不考慮溶液的體積變化,MnSO,濃度變?yōu)?.5mol?L則反應中轉(zhuǎn)移的電子為

答案全解全析

基礎(chǔ)過關(guān)練

1.D電池工作時,Zn失去電子,為負極,A錯誤;鋅是負極,發(fā)生氧化反應,B錯誤；

原電池中化學能轉(zhuǎn)化為電能,C錯誤;Zn為負極，電子由鋅片經(jīng)導線流向銅片,D正確。

2.B銅片為正極,IT在其表面得到電子生成H2,其表面有氣泡生成,A正確;如果將

稀硫酸換成檸檬汁,檸檬汁也有較強的酸性,仍能形成原電池,導線中也會有電子

流動,B錯誤;該裝置屬于原電池,化學能轉(zhuǎn)化為電能,LED燈發(fā)光時，電能又轉(zhuǎn)化為

光能,存在“化學能f電能f光能”的轉(zhuǎn)換,C正確;如果將鋅片換成鐵片,鐵片仍為

負極，電路中的電流方向不變,D正確。

3.ACu電極為負極,Ag電極為正極,該原電池的工作原理是Cu+2Ag—

2Ag+Cu：A正確；實驗過程中取出鹽橋,不能形成閉合回路,因此原電池不能繼續(xù)工

作,B錯誤;實驗過程中，鹽橋中的NO3不斷向左側(cè)遷移,因此左側(cè)燒杯中NO3的濃度

增大,C錯誤;實驗過程中電子流向為Cu電極一導線一Ag電極，電子不能通過電解

液,D錯誤。

4.B該原電池反應為Cu+2FeCL—2FeCl2+CuCl2,正極發(fā)生還原反應,為Fe'e

——Fe「A錯誤；甲燒杯中發(fā)生反應Fe，e——Fe2；則甲燒杯中溶液的紅色逐漸變

淺,B正確；陰離子向負極移動,C錯誤;若將甲燒杯中的溶液換成稀硝酸,Cu仍為負

極,Pt仍為正極，電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不變,D錯誤。

5.Da、b相連時，電流由a經(jīng)導線流向b,則a為正極,b的金屬活動性強于a;c、

d相連時，電子由d到c,所以c上得電子發(fā)生還原反應,故d的金屬活動性強于c;a、

c相連時,a極上產(chǎn)生大量氣泡,a上得電子發(fā)生還原反應,所以c上失電子發(fā)生氧化

反應,故c的金屬活動性強于a;b、d相連時,工移向d極,所以d是正極,b是負極,b

的金屬活動性強于d,所以a、b、c、d四種金屬的活動性由強到弱的順序為b>d>c>ao

6.答案(l)CuAgNOs溶液

(2)正Ag*e-^=AgCu-2e^^=CuJ

⑶負(Cu)正(Ag)

解析原電池中負極上發(fā)生氧化反應,正極上發(fā)生還原反應,鹽橋起到形成閉合回

路、平衡電荷的作用。由總反應方程式可知電極X的材料是Cu,發(fā)生氧化反應，電

解質(zhì)溶液Y是可溶性銀鹽的溶液,常用AgNOs溶液。負極反應式為Cu-2e—Cu",

正極反應式為Ag，+e——Ag,電子由負極(Cu)流出，經(jīng)外電路流向正極(Ag)。

能力提升練

1.C根據(jù)裝置圖可知,X電極是負極,失去電子發(fā)生氧化反應,Y電極是正極,得到

電子發(fā)生還原反應。若X為Ti,由于Y電極是正極,應得到電子發(fā)生還原反應,A不

正確；若X為Cr,則Y的金屬性需要弱于Cr的金屬性,Zn和Ti的金屬性均強于Cr

的金屬性,則Y不能選Zn或Ti,可以選擇Cu或Pb等,B不正確;若Y為Cu,由于X

是負極,則X的金屬性要強于Cu,所以可以選擇Cr,因此負極反應式可能是Cr-3e

——Cr：C正確;若Y為Pb,由于X電極是負極,失去電子,發(fā)生氧化反應,因此左側(cè)

燒杯溶液中陰離子數(shù)會增加,D不正確。

2.答案(1)負極(2)Zn-2e—Zn*Cu2++2e—Cu(3)IC(4)C(5)石墨

KI溶液石墨FeCL溶液導線鹽橋

FeHL溶液KI溶液

甲乙

解析(D該裝置是原電池,Zn易失去電子作負極。

(2)Zn作負極,負極反應式為Zn-2e-Zn",Cu作正極,正極反應式為Cu'+2e--

Cuo

(3)原電池工作時，陰離子向負極移動，陽離子向正極移動,鹽橋中向CuSO“溶液中遷

移的離子應是太。

(4)若將Cu換成石墨,鋅仍然為負極,石墨為正極，電池總反應仍為Zn+Cu"——

Z0+Cu,A可行;用NaCl溶液替換ZnSOi溶液,NaCl溶液作電解質(zhì)溶液,還是Zn失去

電子，電池總反應仍為Zn+Ci?'——Zn"+Cu,B可行;若將CuSOi溶液換成稀HzSO」，電池

2t

總反應變成Zn+2H-Zn+H2t,C不可行。

（5）在反應2Fe"+2I—2Fe，l2中，碘元素由-1價變?yōu)?價,「失去電子,發(fā)生氧化

反應,負極反應物可選KI溶液,鐵元素由+3價降低為+2價,Fe*得到電子,發(fā)生還原

反應,正極反應物可選FeCL溶液,正、負極均用石墨作電極材料,連接導線,用鹽橋

形成閉合回路，組成原電池。

3.C該電池的負極材料是金屬鎂,正極X的材料的活潑性需要比金屬鎂的弱，但是

鐵、銅都可以和H2O2、H2sol的混合溶液反應,故不能用鐵、銅作正極,A錯誤;陽離

子會移向正極，則每轉(zhuǎn)移2mol電子,2molH由交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移,B錯誤;原

電池的正極上發(fā)生得電子的還原反應:H2（）2+2e+2H—2IL0,C正確；該電池能將化

學能部分轉(zhuǎn)化成電能,部分轉(zhuǎn)化為熱能,D錯誤。

4.答案⑴a還原

⑵乙

2，2

（3）MnO；+5e+8H'—Mn+4H205Fe-5e-5Fe/

（4）0.5

解析（1）根據(jù)題目提供的總反應方程式可知,KMnO,作氧化齊（發(fā)生還原反應,故石

墨a是正極。（2）電池工作時,SO本向負極移動，即向乙燒杯移動。（3）甲燒杯中的

電極反應式為MnO4+5e+811,^=Mn"+4H。乙燒杯中的電極反應式為5Fe"-5e

3+

5Feo（4）溶液中的MnSO.濃度由1mol?L變?yōu)?.5mol?L：由于溶液的體積未

變，則反應過程中生成的MnSO,的物質(zhì)的量為0.5mol-L'XO.2L=0.1mol,故轉(zhuǎn)移

的電子為0.1molX5=0.5molo

第2課時化學電源

基礎(chǔ)過關(guān)練

題組一一次電池

1.(2021北京豐臺期中)堿性鋅鎰電池以氫氧化鉀為電解質(zhì)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所

示，電池總反應為Zn+2Mn02+2H20^=Zn(OH)2+2MnO(OH)□下列說法中不氐碰的是

()

鋅粉和KOH

,一的混合物

-MnO,

A.電池工作時，電子轉(zhuǎn)移方向是由Zn經(jīng)外電路流向MnO2

B.電池正極反應式為2Mn0?+2壓0+2e-=2Mn0(0H)+20H

C.電池工作時,KOH不參與反應,沒有發(fā)揮作用

D.電池工作時,Zn發(fā)生氧化反應,MnO,發(fā)生還原反應

2.(2020山西陽泉高二上期末)電子表所用紐扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀，電

解質(zhì)為KOH,其電極反應如下:鋅極Zn+20HZn(0II)2,氧化銀極Ag20+H2+2e

—2Ag+20H,下列說法正確的是()

A.鋅為正極,被氧化

B.氧化銀為正極,被氧化

C.電子從負極流向氧化銀極

D.鋅為負極,被還原

題組二二次電池

3.（2019北京四中高二上期末）鉛酸蓄電池是常見的二次電池，電池總反應為

放電

Pb+PbOz+ZHAOi充電2PbS0」+2H。下列說法正確的是（）

A.放電時的負極反應式為Pb+SOf-2ePbSO,

B.充電時鉛酸蓄電池的正極與外接電源的負極相連

C.放電時PbO?發(fā)生氧化反應

D.充電時的陰極反應式為PbSO,+2H,O-2e^^PbO,+SO^+4H+

4.（2021山東新高考聯(lián)盟聯(lián)考）愛迪生電池是一種鐵銀蓄電池,其總反應的化學方

程式為Fe+NiO2+2H,oSFe（OH）2+Ni（OH）2,下列推斷中錯誤的是（）

A.蓄電池的電極必須浸入某種堿性電解質(zhì)溶液中

B.放電時,正極附近溶液的pH變小

C.充電時,Fe電極與直流電源的負極相連

D.充電時，與負極相連的電極，電極反應式為Fe（0H）2+2e-Fe+20II

5.（2020福建三明三校高二上期中聯(lián)考）氫銀電池是近年開發(fā)出的可充電電池，電

池的總反應為割2+NiO（OH）有Ni（0H）2,下列敘述正確的是（）

A.電池充電時,銀元素被還原

B.電池放電時,銀元素被氧化

C.電池充電時，只有氫元素被氧化

D.電池放電時,氫氣中氫元素被氧化

題組三燃料電池

6.（2020江蘇鹽城中學高二上期中）氫氧燃料電池的反應原理如圖所示。下列有關(guān)

氫氧燃料電池的說法不可硬的是（）

A.該電池中電極a是負極

B.該電池工作時化學能轉(zhuǎn)化為電能

C.該電池的總反應為2H2+O2-2H

D.外電路中電流由電極a通過導線流向電極b

7.（2021山東師范大學附中第一次學業(yè)測評）科學家研制了一種新型的乙醇電池，

它用磺酸類質(zhì)子作溶劑,在200℃左右時供電，乙醇電池比甲醇電池效率高出32倍

且更加安全。電池總反應為GH5OH+3O2-2coz+3H。下列說法不正確的是

（）

A.C2H50H在電池的負極上參加反應

B.1mol乙醇被氧化轉(zhuǎn)移6mol電子

C.在外電路中電子由負極沿導線流向正極

D.電池正極的電極反應式為4H+02+4e-2H20

8.（2020江蘇南通高二上期中）某燃料電池可實現(xiàn)NO和CO的無害轉(zhuǎn)化,其結(jié)構(gòu)如圖

所示。下列說法正確的是（）

B.電池工作時Na*向石墨II電極處移動

2

C.石墨II電極上的反應式為C0-2e+0-C02

D.電路中每通過6mol電子,生成1molN2

能力提升練

題組一常見化學電源

1.(";)普通鋅鎰干電池的簡圖如圖所示，它是用鋅皮制成的鋅筒作電極，中央插一

根碳棒，碳棒頂端加一銅帽。在碳棒周圍填滿二氧化鎰和炭黑的混合物,并用離子

可以通過的多孔紙包裹作隔膜，隔膜外用氯化鋅、氯化鐵和淀粉等調(diào)成糊狀作電解

2+

質(zhì)。該電池工作時的總反應為Zn+2NH〉2MnO/—[Zn(NH3)2]+Mn203+H20o下列關(guān)

于鋅鎬干電池的說法中正確的是()

A.當該電池電壓逐漸下降后,可以充電使其復原

B.電池負極反應式為2MnO2+2NHt+2e=—Mn203+2NH3+H20

C.原電池工作時，電子從負極通過外電路移向正極

D.外電路中每通過0.1mol電子,鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g

2.（2020浙江學業(yè)考試,示）鉛酸蓄電池廣泛應用于機動車輛，其構(gòu)造如圖所示。已

知PbSOi難溶于水，電池反應方程式為Pb02+Pb+2112s01-=2PbS04+2H20o下列說法

不正確的是（）

?稀硫酸

中

二氧化鉛^

鉛

A.電池工作時,Pb為負極,發(fā)生氧化反應

B.電池工作時，電解質(zhì)溶液pH保持不變

C.硫酸根離子在負極和正極都參與了反應

D.正極的電極反應式為Pb02+2e+4H++SOf-=PbS0,+2H20

3.（2021山東德州十校期中聯(lián)考,*0液流式鉛蓄電池以可溶性的甲基磺酸鉛

充電

［（CH：S03Pb］代替硫酸作為電解質(zhì)，該電池充放電的總反應為2Pb2++2兒0彘

Pb+PbCVMH;下列說法不正確的是（）

A.放電時，電極質(zhì)量均減小

2t

B.放電時，正極反應是PbO2+4H1+2ePb+2II2O

C.充電時,溶液中Pb”向陰極移動

D.充電時，陽極周圍溶液的pH增大

4.（2021廣東珠海第二中學期中，小）研究人員發(fā)明了一種“水”電池，這種電池能

利用淡水與海水之間含鹽量差別進行發(fā)電，在海水中電池總反應可表示為

5MnO2+2Ag+2NaCl^Na2Mn50,0+2AgClo下列有關(guān)“水”電池在海水中放電時的說

法正確的是（）

A.正極反應式:Ag+CL-e-1^—AgCl

B,每生成1molNaMrisOio轉(zhuǎn)移2mol電子

C.Na，不斷向“水”電池的負極移動

D.AgCl是還原產(chǎn)物

5.（雙選）（2020廣東廣州高三調(diào)研,"）2019年諾貝爾化學獎授予了在鋰離子電池

研發(fā)領(lǐng)域作出貢獻的三位科學家。一種鋰離子電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，電池反應為

於電

LiC+Li-RA充電C6+LiCo02（Kl）o下列說法正確的是（）

T用電器卜

LiCoOj電解質(zhì)/隔膜石墨

A.充電時a極接外電源的正極

B.放電時Li在電解質(zhì)中由a極向b極遷移

C.充電時若轉(zhuǎn)移0.02mol電子,石墨電極將減少0.14g

D.該廢舊電池進行“放電處理”有利于鋰在LiCoO?極回收

6.（雙選）（2021山東滕州一中高二測試,"）研究人員設(shè)計利用CH1和0?的反應,用

柏電極在KOH溶液中構(gòu)成原電池，下列說法正確的是（）

A.每消耗1molCH,,理論上可以向外電路提供約8mole一的電量

B.負極上CH,失去電子，電極反應式為QI「8e+10011—=CO1+740

C.負極上是0z獲得電子，電極反應式為02+2H20+4e—4011

D.電池放電后,溶液pH不斷升高

題組二新型化學電源

7.（2021江蘇如皋第一階段檢測,小）我國科研人員在酸性介質(zhì)中利用單原子銅修

飾的氮化碳可更有效、更有選擇性地將COz通過光催化還原為燃料（如圖）。下列說

法正確的是（）

A.轉(zhuǎn)變過程中化學能轉(zhuǎn)化為光能

B.生成CH30H的電極反應式為C02+6e+5H<0—=CH3OH+6OH

C.光合過程中銅不參與反應

D.1molCO,轉(zhuǎn)化為1molCH“轉(zhuǎn)移8mol電子

8.（2021北京豐臺高二期中測試,#0熱激活電池（又稱熱電池）可用作火箭、導彈的

工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示,其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-KCl

混合物一旦受熱熔融，電池瞬間即可輸出電能。該電池總反應為PbS0“+2LiCl+Ca

—CaCL+Li2s（X+Pb。下列關(guān)于該電池的說法中，不亞碰的是（）

A.負極的電極反應式為Ca-2e—Ca>

B.放電時,（向硫酸鉛電極移動

C.硫酸鉛作正極材料,LiCl為正極反應物

D.常溫時，在正、負極之間連上檢流計，指針不偏轉(zhuǎn)

9.（雙選）（2021山東師范大學附中第一次學業(yè)測評,?。┛茖W家設(shè)計微生物原電池,

用于處理酸性廢水中的有機物及脫除硝態(tài)氮,該裝置示意圖如圖。有關(guān)該微生物電

池的說法正確的是（）

————

質(zhì)子交換膜

A.電子由m極轉(zhuǎn)移到n極

B.H可通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)極室

C.電極m上的反應為2N03+6H20+10e—=N2+I2OH

D.每生成1molCO,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4mol

10.（2020江西贛州高二上期中，般）一種釘（Ru）基配合物光敏染料敏化太陽能電池

的原理及電池中發(fā)生的主要物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化如圖所示,下列說法不正確的是（）

A.電極X為電池的負極

B.電池工作時，光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>

C.電池工作時，電極Y上發(fā)生還原反應

D.電池的電解質(zhì)溶液中F和七的濃度不斷減少

11.（2020湖北孝感高二上期中，餅）濃差電池是電化學電池的一種。一般所說的原

電池在電池工作時都有某種化學變化發(fā)生，因而被稱為化學電池;濃差電池雖然也

經(jīng)歷了氧化還原過程，但電池的總反應中并沒有反映出這種變化,它是通過一種物

質(zhì)從高濃度狀態(tài)向低濃度狀態(tài)的轉(zhuǎn)移而獲得電動勢。如圖是利用硫酸銅溶液構(gòu)成

的濃差電池的示意圖，下列說法錯誤的是（）

A.電池需采用陽離子交換膜

B.左室發(fā)生反應:Cu"2e^Cu

C.左室流出的硫酸銅溶液物質(zhì)的量濃度低于2mol/L

D.工作一段時間后右室電極質(zhì)量減輕

12.（2020哈爾濱師大附中、東北師大附中、遼寧省實驗中學一模,*，）新型鋰空氣

電池具有使用壽命長、可在自然空氣環(huán)境下工作的優(yōu)點。其原理如圖所示（電解質(zhì)

於電

為離子液體和二甲基亞碉），電池總反應為2Li+0?霾Lia%下列說法不正確的是

0

0

0

A

K

0

0

A

w

d

A

d

A.充電時電子由Li電極經(jīng)外電路流入口2。2電極

+

B.放電時正極反應式為2Li+02+2e—LiM

C.充電時Li電極與電源的負極相連

D.碳酸鋰涂層既可阻止鋰電極的氧化又能讓鋰離子進入電解質(zhì)

答案全解全析

基礎(chǔ)過關(guān)練

1.C電池工作時，電子轉(zhuǎn)移方向是由負極經(jīng)外電路流向正極,因此由Zn經(jīng)外電路

流向MnO2)A正確;MnO?在正極得電子,被還原為MnO(OIl),電極反應式為

2MnO2+2ILO+2e—2MnO(OH)+20H；B正確；由電池總反應可知KOH沒有參與反應，

但KOH作為電解質(zhì)起到在電池內(nèi)部傳導電流的作用,C錯誤;結(jié)合分析可知電池工作

時,Zn發(fā)生氧化反應,MnOz發(fā)生還原反應,D正確。

2.C根據(jù)化合價變化可知Zn被氧化,鋅是負極,A、D錯誤;根據(jù)化合價變化可

知,AgQ為正極,被還原,B錯誤；電子由負極通過外電路流向正極，即從鋅流向氧化

銀,C正確。

3.A放電時Pb在負極失電子，電極反應式為Pb-2e+SOf——PbSO“A正確;充電時

鉛酸蓄電池的正極要恢復原狀,則應該作電解池的陽極,與電源正極相連,B錯誤；

放電時Pb。,得電子,發(fā)生還原反應,生成PbSO?C錯誤;充電時的陰極反應式為

PbSOl+2e-Pb+SOf,D錯誤。

4.B由總反應的化學方程式可知此電池為堿性電池,Fe電極能夠與酸發(fā)生反應，

所以蓄電池的電極應浸在堿性電解質(zhì)溶液中,A正確;放電時負極反應式為

Fe-2e+2011——Fe(Oil)2,正極反應式為Ni02+2e+211,0-Ni(0H)2+20H,由于正極

不斷產(chǎn)生0H,使c(OH)增大,溶液pH增大,B錯誤;充電時Fe(0H)2得到電子被還原

產(chǎn)生Fe單質(zhì)，則Fe電極應該與直流電源的負極相連,C正確;充電時與電源負極連

接的電極發(fā)生還原反應，電極反應式為Fe(0H)2+2e—Fe+20II,D正確。

5.D電池充電時,銀元素的化合價升高,被氧化,A錯誤；電池放電時,正極反應為

NiO(OIl)+Il20+e'---OH+Ni(0H)2,銀元素被還原,B錯誤；電池充電時,氫元素的化合

價降低,被還原,C錯誤；電池放電時,氫元素的化合價升高,則氫氣中氫元素被氧

化,D正確。

6.D通入乩的一極為負極,所以電極a為負極,A正確;燃料電池屬于原電池,是將

化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,B正確;該電池中，負極上電極反應式為2H2-43——4H+,

正極上電極反應式為0z+4H'+4e——2Ho正、負極電極反應式相加得電池總反

應:24+02——2Hoe正確;通入氫氣的電極為負極,通入氧氣的電極為正極，電流從

電極b沿導線流向電極a,D錯誤。

7.B燃料電池中,燃料在負極失電子發(fā)生氧化反應,A正確；1mol乙醇被氧化生成

2molCO?,轉(zhuǎn)移12mol電子,B錯誤;在外電路中電子由負極沿導線流向正極,C正

確；電池正極的電極反應式為4H+02+4e——2H2。,D正確。

8.C石墨I電極上NO發(fā)生反應生成即氮元素化合價降低，屬于還原反應,A錯誤;

電池工作時NN向正極移動，即向石墨I電極處移動,B錯誤;石墨I【為負極,反應式

2

為C0-2e+0-C02)C正確;氮元素化合價由+2價降低為0價,每生成1molN?得

到4mol電子，則電路中每通過6mol電子,生成1.5molN2,D錯誤。

能力提升練

1.C普通鋅鋪干電池是一次電池,不能充電復原,A項錯誤;根據(jù)原電池工作原理，

負極失電子,B項錯誤;負極鋅失電子，每通過0.1mol電子，消耗鋅的質(zhì)量是65

g-mor1X^!=3.25g,D項錯誤。

2

2.BPb作負極,發(fā)生氧化反應,A正確；電池工作時,硫酸濃度減小，則電解質(zhì)溶液

pH增大,B錯誤；負極反應式為Pb+S0f-2e——PbSO.?正極反應式為

Pb02+SOr+2e+4H-PbS0,+2H。故硫酸根離子在負極和正極都參與了反應,C、D

正確。

3.D電池放電時，負極反應為Pb-2e—Pb",正極反應為Pb02+4ir+2e—

2t

Pb+2H20,則放電時，電極質(zhì)量均減小,A、B正確；充電時陽離子向陰極移動,C正確；

2+

充電時，陽極反應為Pb+2H20-2e—Pb()2+4H：陽極周圍溶液的pH減小,D錯誤。

4.B由電池總反應可知,銀元素化合價升高被氧化,Ag為“水”電池的負極，電極

反應式為2Ag+2c1-2e——2AgCl,鎰元素化合價降低被還原，二氧化鎰為“水”電

池的正極，電極反應式為5MnO2+2e=—MrvX流,A錯誤；由電池總反應可知，生成1

molNazMnQo轉(zhuǎn)移2mol電子,B正確；電池工作時，陽離子向正極移動，則鈉離子向

“水”電池的正極移動,C錯誤；由電池總反應可知,銀為還原劑,氯化銀是氧化產(chǎn)

物，D錯誤。

5.AD根據(jù)電池反應可知,放電時，負極反應式為Liq-xe=—C6+M.i\正極反應式

為LirCoOz+ALiZ+xe--iLiCoOz,充電時，陰極、陽極反應式與負極、正極反應式正

好相反。放電時a極為正極,得電子,充電時a極為陽極,失電子,故充電時a極接

外電源的正極,A正確;原電池中b極為負極,a極為正極,放電時，陽離子移向正極、

陰離子移向負極,則Li,在電解質(zhì)中由b極向a極遷移,B錯誤;放電時負極反應式為

Ce+凡充電時陰極反應式為C6+ALi'+xe「=—LiC,所以充電時若轉(zhuǎn)

移O02mol電子，石墨電極將增重0.02molX7g/mol=0.14g,C錯誤;放電時，陽

離子移向正極,即“放電處理”有利于LV移向正極并進入正極材料，有利于鋰在

LiCoOz極回收,D正確。

反思升華

充、放電時電解質(zhì)溶液中離子移動方向的判斷

(1)放電:陽離子移向正極，陰離子移向負極；

(2)充電:陽離子移向陰極，陰離子移向陽極；

(3)陽離子移向發(fā)生還原反應的電極；陰離子移向發(fā)生氧化反應的電極。

6.AB電解質(zhì)溶液顯堿性,所以CHi被氧化后生成COQC元素化合價由-4價變?yōu)?4

價，所以每消耗1molCH1理論上可以向外電路提供8mole的電量,A正確;通入

CH,的電極為負極,CH1在負極失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為CH,-8e+100H=

CO；'7H20,B正確;通入氧氣的一極為原電池的正極,氧氣在正極得到電子發(fā)生還原

反應，電極反應式為G+ZHOHe——40I「,C錯誤;根據(jù)正、負極的電極反應式可知

電池總反應為CH,+2OI1+20=COF+3Ho隨著反應的進行,溶液中氫氧根離子不

斷減少,溶液pH不斷減小,D錯誤。

7.D轉(zhuǎn)變過程中光能轉(zhuǎn)化為化學能,A錯誤;在酸性介質(zhì)中生成物不能有氫氧根離

子，生成CH30H的電極反應式為C02+6e+6H-ClhOH+IW,B錯誤；根據(jù)圖示,光合過

程中銅失電子生成Cu,C錯誤;CO?~CHi的過程中碳元素的化合價由+4價降低為-4

價，1molCO2轉(zhuǎn)化為1molCH4轉(zhuǎn)移8mol電子,D正確。

8.C電池總反應為PbS0.,+2LiCl+Ca—CaCb+LizSOi+Pb,Ca化合價升高,失去電子,

作負極,負極的電極反應式為Ca-2e——C『,A正確;放電時,K'向正極(硫酸鉛電極)

移動,B正確;硫酸鉛作正極材料,熔融的LiCl作電解質(zhì)，根據(jù)電池總反應可知PbSO,

為正極反應物,C錯誤;無水LiCl-KCl混合物受熱熔融時才會產(chǎn)生電能，因此常溫時,

在正、負極之間連上檢流計，指針不偏轉(zhuǎn),D正確。

9.BD原電池中電子由負極經(jīng)外電路流向正極,即由n極轉(zhuǎn)移到m極,A錯誤;原電

池中陽離子向正極移動，則H.可通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)極室,B正確；電極m是正

極,酸性環(huán)境下生成物中不能有氫氧根離子，電極反應式應為2NOg+10e+12H——

NJ+6慶0,C錯誤；電極n上C耳◎轉(zhuǎn)化為CO2,C元素化合價由0價變?yōu)?4價,所以

每生成1molCO,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4mol,D正確。

10.D由題圖中電子的移動方向可知，電極X為原電池的負極,A正確；電池工作時,

光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?B正確；電池工作時，電極Y為原電池的正極,發(fā)生還原反應,C正

確；由題圖可知,U在正極上得電子被還原為I,后又被氧化為0，13和I相互轉(zhuǎn)化，

反應的實質(zhì)是光敏有機物在激發(fā)態(tài)與基態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，所有化學物質(zhì)都沒有被損

耗,D錯誤。

11.A左室Ci?+得電子生成Cu,硫酸根離子濃度相對較大,右室Cu電極失去電子生

成Cu=Ci?,濃度相對較大,所以硫酸根離子通過離子交換膜由左室移向右室,即離

子交換膜為陰離子交換膜,A錯誤;該濃差電池中，左室CuSOi溶液濃度高,發(fā)生反應

Cu"+2e——Cu,因而左室為正極區(qū)，右室為負極區(qū),B正確;左室溶液中Cu"得電子

生成Cu,所以左室流出的硫酸銅溶液物質(zhì)的量濃度低于2mol/L,C正確;該濃差電

池中，右室為負極區(qū)，電極反應式為Cu-2e——Cu：所以原電池工作一段時間后右

室電極質(zhì)量減輕,D正確。

12.A充電時為電解池，電子由陽極經(jīng)外電路流入陰極,則由Li?。?電極經(jīng)外電路流

入Li電極,A錯誤;放電時，以空氣中的氧氣作為正極反應物,反應式為2L『+O2+2e

——Li。,B正確;充電時,Li電極與電源的負極相連,C正確;碳酸鋰涂層既可阻止

鋰電極的氧化又能讓鋰離子進入電解質(zhì),D正確。

第一節(jié)綜合拔高練

五年高考練

考點1原電池原理

1.(2020課標I,27,15分,")為驗證不同化合價鐵的氧化還原能力,利用下列電池

裝置進行實驗。

石墨電極

0.10mol,0.10mol-L'Ee,(SO4),

0.05moi.L'FeSO,

FeSOd

回答下列問題:

(1)由FeSO.,-7H20固體配制0.10molFeSO,溶液,需要的儀器有藥匙、玻璃棒、

(從下列圖中選擇,寫出名稱)。

(2)電池裝置中，鹽橋連接兩電極電解質(zhì)溶液。鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物

質(zhì)發(fā)生化學反應,并且電遷移率(d)應盡可能地相近。根據(jù)下表數(shù)據(jù),鹽橋中應選

擇作為電解質(zhì)。

陽離子z/~X107(m2?s'?V-1)陰離子“8義107(0)2?s1?V')

Li+4.07HCOg4.61

Na*5.19NO37.40

Ca2+6.59cr7.91

K+7.62sof8.27

(3)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極?？芍?鹽橋中的陽離子進入

電極溶液中。

(4)電池反應一段時間后,測得鐵電極溶液中c(Fe")增加了0.02mol-L\石墨電

極上未見Fe析出。可知，石墨電極溶液中c(Fe2+)=。

⑸根據(jù)(3)、(4)實驗結(jié)果,可知石墨電極的電極反應式

為,鐵電極的電極反應式

為o因此,驗證了Fe?-氧化性小于、還原性小

于O

(6)實驗前需要對鐵電極表面活化。在FeSOi溶液中加入幾滴Fe?(SO,)3溶液,將鐵電

極浸泡一段時間,鐵電極表面被刻蝕活化。檢驗活化反應完成的方法

是_____________________________________________________

考點2新型化學電源

2.(2020課標IH,12,6分,")一種高性能的堿性硼化鈿(VBJ—空氣電池如圖所示,

其中在VB?電極發(fā)生反應:VB2+160H-lle=-VO^+2B(OH)；+4H2Oo該電池工作時,

下列說法錯誤的是()

負載

K()H溶液離子詵杼件腰

A.負載通過0.04mol電子時,有0.224L(標準狀況)02參與反應

B.正極區(qū)溶液的pH降低、負極區(qū)溶液的pH升高

C.電池總反應為4VB2+IIO2+2OOH+6H2。=-8B(OIl)4+4VOf

D.電流由復合碳電極經(jīng)負載、VB?電極、KOH溶液回到復合碳電極

3.(2020課標I,12,6分,*?)科學家近年發(fā)明了一種新型Zn-COz水介質(zhì)電池。電池

示意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時，溫室氣體C0?被轉(zhuǎn)化為儲氫

物質(zhì)甲酸等,為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。

下列說法錯誤的是（）

A.放電時，負極反應為Zn-2e+40H—Zn（0H）4-

B.放電時,1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2mol

C.充電時，電池總反應為2Zn（0H）4^2Zn+O"+4011+2H20

D.充電時,正極溶液中0H濃度升高

4.（2020天津，11,3分,好）熔融鈉-硫電池性能優(yōu)良，是具有應用前景的儲能電池。

放電

下圖中的電池反應為2Na+AS充電Na?S,（產(chǎn)5~3,難溶于熔融硫）。下列說法錯誤的是

密封

不銹鋼容器

-=-------Na-p-ALG固體

-------熔融鈉*

、?）---熔融硫（含碳粉）

ANa2s4的電子式為Na*LSSSS..]2-Na'

B.放電時正極反應為^S+2Na-+2e—Na2S,

C.Na和Na2sx分別為電池的負極和正極

D.該電池是以Na-B-Ak03為隔膜的二次電池

5.（2020山東，10,2分,*，）微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟的能源裝置,利用微

生物處理有機廢水獲得電能，同時可實現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水,采用

惰性電極,用下圖裝置處理有機廢水（以含CH￡OO的溶液為例）。下列說法錯誤的是

A.負極反應為CH3co0+2H?0-8e2c0?t+7H*

B.隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜

C.當電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時,模擬海水理論上除鹽58.5g

D.電池工作一段時間后，正、負極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2：1

6.(2019課標I,12,6分,*?)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工

作時則2+/惻*在電極與酶之間傳遞電子,示意圖如下所示。下列說法錯誤的是

A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨,該方法條件溫和，同時還可提供電能

B.陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應乩+2卜鏟'^2H'+2MV'

C.正極區(qū)，固氮酶為催化劑,g發(fā)生還原反應生成NH：,

D.電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動

7.(2019課標HI,13,6分,上:?)為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性,科學家近期利用三維

多孔海綿狀Zn(3D-Zn)可以高效沉積ZnO的特點,設(shè)計了采用強堿性電解質(zhì)的

3D-Zn—N100H二次電池,結(jié)構(gòu)如下圖所示。電池反應為Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)

彭電

充電ZnO(s)+2Ni(0H)2(s)o

下列說法錯誤的是

A.三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積,所沉積的ZnO分散度高

B.充電時陽極反應為Ni(OH)2(s)+0H「(aq)式-=NiOOH(s)+H20(1)

C.放電時負極反應為Zn(s)+20H(aq)-2e—ZnO(s)+H20(D

D.放電過程中OH通過隔膜從負極區(qū)移向正極區(qū)

8.(2019天津理綜,6,6分,水：)我國科學家研制了一種新型的高比能量鋅-碘澳液流

電池,其工作原理示意圖如下。圖中貯液器可儲存電解質(zhì)溶液,提高電池的容量。

下列敘述不正確的是()

A.放電時,a電極反應為LBr+2e=—2I+Br

B.放電時,溶液中離子的數(shù)目增大

C.充電時,b電極每增重0.65g,溶液中有0.02molI被氧化

D.充電時,a電極接外電源負極

9.(2018課標II,12,6分,")我國科學家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na-CO?

二次電池。將NaClCh溶于有機溶劑作為電解液,鈉和負載碳納米管的銀網(wǎng)分別作為

電極材料，電池的總反應為iSCOz+dNaU^NazCOs+C。下列說法錯誤的是()

A.放電時,CIO4向負極移動

B.充電時釋放C02)放電時吸收C02

22

C.放電時,正極反應為:3C0?+4e一co3

D.充電時,正極反應為:Na*+e-^=Na

三年模擬練

應用實踐

1.(2021江西贛州十六校期中聯(lián)考,便)H2s是一種劇毒氣體,對ILS廢氣資源化利用

途徑之一是回收能量并得到單質(zhì)硫,反應原理為2H2S(g)+02(g)—S2(S)+2H20(1)

△^-632kj-mol'o如圖為質(zhì)子膜H2s燃料電池的示意圖。下列說法正確的是(，

質(zhì):子周體電解質(zhì)膜

一?~~-1--------載

電極U-I|,I

H2O0,

A.電池工作時，電流從電極a經(jīng)負載流向電極b

B.電極a上發(fā)生的電極反應為2H2s-4e—S2+4H-

C.當反應生成64gS2時，電池內(nèi)部釋放632kJ熱能

D.當電路中通過4mol電子時，有4mol經(jīng)質(zhì)子固體電解質(zhì)膜進入負極區(qū)

2.(2020湖北荊門高二上期末,始)2019年度諾貝爾化學獎授予研究鋰離子電池的

三位科學家，以表彰他們在鋰離子電池發(fā)展方面所作出的突出貢獻。鋰錦電池是一

種常用的鋰離子電池,它體積小、性能優(yōu)良,該電池反應原理如圖所示,其中電解質(zhì)

LiClOi溶于混合有機溶劑中,LV通過電解質(zhì)遷移入MnO?晶格中，生成LiMrA,下列說

法錯誤的是（）

----@----

ab

LiC104

U混合有MnO,

機溶劑

A.外電路的電流方向是由b極流向a極

B.電池正極反應式為MnOz+eMLi,^^LiMnO,

C.可用水代替電池中的混合有機溶劑

D.電路中每通過1mol電子,就有“個Li'移向b極

3.（2020福建龍巖六校高二上期中,?。┯梦搅藲錃獾募{米碳管等材料制作的二

次電池的原理如圖所示。下列說法正確的是（）

A.充電時，陰極的電極反應為Ni（0H）2+0H-e^Ni0（0II）+H20

B.放電時，負極的電極反應為Ha-2e+20H—2H20

C.放電時,0H移向銀電極

D.充電時,將電池的碳電極與外電源的正極相連

4.（2020遼寧錦州一模，乖）朋（反乩）暴露在空氣中容易爆炸,但是以其為燃料的燃

料電池是一種理想的電池,具有容量大、能量轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)物無污染等特點，其工

作原理如圖所示，下列敘述正確的是（）

A.電池工作時,正極附近溶液的pH減小

B.當消耗1mol0?時，有2molNa*由甲槽向乙槽遷移

C.負極反應式為40H+N2H-4e—=N2t+4H20

D.若去掉陽離子交換膜，電池也能正常工作

遷移創(chuàng)新

5.(2020山東青島高三上期末,")如圖是采用新能源儲能器件將C0,轉(zhuǎn)化為固體產(chǎn)

物,實現(xiàn)C02的固定和儲能靈活應用的裝置。儲能器件使用的Li-COz電池組成為釘

電極/CO?-飽和LiC10「DMS0電解液/鋰片。下列說法錯誤的是()

而藤麗龍還畫fF靛麗而布麗畫,

iiFiii?

Ou,co,?c

A.釘電極為負極,其電極反應式為2Li2c(L+C-4e—3C02t+4Li"

B.Li-CO,電池電解液由LiC10「DMS0溶于水得到

C.這種電化學轉(zhuǎn)化方式不僅減少C0?的排放,還可將CO?作為可再生能源載體

D.CO2的固定中，每生成L5mol氣體,可轉(zhuǎn)移2mole

答案全解全析

五年高考練

L答案(1)燒杯、量筒、托盤天平(2)KC1

(3)石墨(4)0.09mol?L

（5）Fe'"+e-^=Fe2*Fe-2e-^=FeJ*Fe"Fe

（6）取少量溶液,滴入KSCN溶液,不出現(xiàn)血紅色

解析（1）配制0.10mol?L?FeSO,溶液，需要用托盤天平稱取FeSO,?7H20晶體，

在燒杯中加一定量的蒸儲水將其溶解，一般用量筒量取溶解和洗滌所用的蒸儲水。

（2）Fe?+和Fe"都能水解使溶液顯酸性,NOg在酸性條件下能氧化Fe或Fe2；IC和Cl「

都不與溶液中的物質(zhì)發(fā)生反應,且電遷移率接近,故鹽橋中選擇KC1作為電解質(zhì)。

⑶電子由鐵電極流向石墨電極，即石墨電極得電子,溶液中負電荷增多,為平衡電

荷使溶液保持電中性,鹽橋中的陽離子應進入石墨電極溶液中。（4）兩電極轉(zhuǎn)移電

子數(shù)相等,負極鐵被氧化,正極Fe"被還原,故正極（石墨電極）的電極反應式為

Fe"+e——Fe",負極（鐵電極）的電極反應式為Fe-2e——Fe2；故石墨電極溶液中

CTj）增加0.04mol?L變?yōu)?.04mol?L'+0.05mol?L'=0.09mol?L'o（5）

總反應式為2Fe~Fe——3Fe:故氧化性:Fe"（氧化產(chǎn)物）＜Fe＞（氧化劑），還原

性:Fe"（還原產(chǎn)物）＜Fe（還原劑）。（6）鐵電極表面被刻蝕活化，即發(fā)生反應2Fe"+Fe

2+

——3Fe,由于加入少量Fe2（S0.t）3,能使Fe"完全反應,故可以向取出的少許溶液中

加入幾滴KSCN溶液,若溶液不變?yōu)檠t色,則證明刻蝕活化反應完成。

2.B正極發(fā)生的電極反應為02+2H20+4e——4011,因此當負載通過0.04mol電子

時，消耗（X0.01mol,即標準狀況下0.224L,A項正確；正極0?發(fā)生反應產(chǎn)生

0H,c（0H）增大,正極區(qū)溶液pH升高，負極VB?發(fā)生反應消耗OH,c（0H）減小，負極區(qū)

溶液pH降低,B項錯誤；正極反應XH即1102+22H20+44e-=440H,負極反應X4

即4VB2+640H-44e—4VOt+8B（0H）4+16H20,相加可得電池總反應為

4VB2+110.+200II+6IW—8B（OH）；+4VO^,C項正確；外電路中，電流由電池正極（復

合碳電極）經(jīng)負載流到