2023-2024屆新高考一輪復(fù)習(xí)人教版 第六章 第2講　原電池 作業(yè)

第2講原電池

------??課后作業(yè)?集訓(xùn)??一

(40分鐘)

選題表

題號(hào)

知識(shí)點(diǎn)

基礎(chǔ)能力創(chuàng)新

原電池原理1,2

原電池原理的應(yīng)用3,49

新型化學(xué)電源5,6,7,810,11

基礎(chǔ)過關(guān)

1.(2022?湖南師大模擬)根據(jù)下圖分析,下列說法中正確的是

(B)

A.燒杯a中的溶液pH降低

B.燒杯b中發(fā)生氧化反應(yīng)

C.燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為2Ht+2e—H2t

D.燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2CΓ-2e-Cl2f

解析：由題給原電池裝置可知，電子經(jīng)過導(dǎo)線，由Zn電極流向Fe電

極,Ch在Fe電極發(fā)生還原反應(yīng)02+2Hz0+4e.40H,燒杯a中C(OH)增

大,溶液的pH升高,A、C錯(cuò)誤;燒杯b中，Zn發(fā)生氧化反應(yīng)Zn-2e-

Zn21,D錯(cuò)誤。

2.觀察如圖所示裝置,可發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),M棒變粗,N棒變細(xì)。表

中所列的MN、P對(duì)應(yīng)物質(zhì)可構(gòu)成該裝置的是（C）

選項(xiàng)MNP

A鋅銅稀硫酸

B銅鐵稀鹽酸

C銀鋅硝酸銀溶液

D鋅鐵硝酸鐵溶液

解析:M極上放出氫氣,M棒不會(huì)變粗,B項(xiàng)不符合題意;鋅比銀活潑,M

極上有銀析出,M棒變粗,鋅逐漸溶解,N棒變細(xì),C項(xiàng)符合題意。

3.（2022?四川南充三模）某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖所示裝置,可觀察到

與銅導(dǎo)線連接的靈敏電流計(jì)指針明顯偏轉(zhuǎn),燒杯a中裸露線頭周邊溶

液藍(lán)色逐漸加深,下列說法錯(cuò)誤的是（D）

裸露線頭

A.b中導(dǎo)線與硫酸銅濃溶液構(gòu)成正極區(qū)，發(fā)生還原反應(yīng)

B.若向a中滴加幾滴稀NaOH溶液，降低溶液中C『濃度，則有利于電

極反應(yīng)進(jìn)行

C.當(dāng)兩側(cè)溶液中Q?濃度相等時(shí),靈敏電流計(jì)指針停止偏轉(zhuǎn)

D.鹽橋中的陰離子向燒杯b移動(dòng)

解析:根據(jù)圖示裝置,燒杯a中裸露線頭周邊溶液藍(lán)色逐漸加深,說明

燒杯a中生成了Cu2+,則該電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Cu-2e=Cu2+,

2h

右側(cè)電極為正極，電極反應(yīng)式為Cu+2e-Cuo向燒杯a中滴加稀

NaOH溶液消耗Cu",增加了兩燒杯中Cd的濃度差,有利于電極反應(yīng)進(jìn)

行,B項(xiàng)正確；當(dāng)兩側(cè)溶液中CU2'濃度相等時(shí)一，即濃度差為0,此時(shí)不再

產(chǎn)生電流,靈敏電流計(jì)指針停止偏轉(zhuǎn),C項(xiàng)正確；鹽橋中的陰離子向負(fù)

極區(qū)移動(dòng),燒杯a為負(fù)極區(qū),所以向燒杯a移動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。

4.電池的發(fā)明是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。

⑴鋅銀電池是一種常見化學(xué)電源,其工作示意圖如圖所示。

Zn??Γ^∏Ag2O??

虛三三年一KOH溶液

&--二二……J

電池工作時(shí)-，電子從電極經(jīng)導(dǎo)線流向電極，負(fù)極的

電極反應(yīng)為O

⑵①甲烷一空氣堿性（KOH為電解質(zhì)）燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式

為；相同條件下甲烷燃料電池與氫氣

燃料電池的能量密度之比為（能量密度之比等于單位質(zhì)量可

燃物完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比）。

②若改以熔融K2CO3為電解質(zhì)，其正極反應(yīng)為O

⑶Li-SOC12電池可用于心臟起搏器,該電池的電極材料分別為鋰和

碳，電解質(zhì)是LiAIClLSoC卜。電池的總反應(yīng)可表示為4Li+2S0Ck-

4LiCl+S+S02t0

①電池的負(fù)極材料為o

②電池的正極反應(yīng)為o

解析：（1）電池工作時(shí),負(fù)極Zn失去電子生成Zn（OH）”電子經(jīng)導(dǎo)線流向

正極,AgzO得到電子轉(zhuǎn)化為Ago（2）①甲烷一空氣堿性（KOH為電解質(zhì)）

燃料電池負(fù)極甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)顯堿性,所以生成碳

酸鹽,負(fù)極反應(yīng)式為CH4-8e+100H-Cθr+7HzO;設(shè)甲烷和氫氣質(zhì)量均

為16g,則根據(jù)電極反應(yīng)計(jì)算電子轉(zhuǎn)移總數(shù)可得到能量密度之比。②

以熔融K2CO3為電解質(zhì),得電子生成CO，。（3）①從電池反應(yīng)

4Li+2S0Cl2=_4LiCl+S+S021可以看出，Li由0價(jià)升高到+1價(jià),所以電

池的負(fù)極材料為鋰。②SOCI2中的S元素顯+4價(jià),產(chǎn)物中S為0價(jià),所

以一部分SOCl2中的S元素得電子生成S,一部分SoCl2生成SO2,同時(shí)

氯元素轉(zhuǎn)化為Cl,電池的正極反應(yīng)為2S0Cl2+4e-4Cl+S+SO2t。

答案：（I）ZnAg2OZn-2e-+20H-Zn（OH）2

⑵①CH「8e/100H—Cθr+7H2O1：2（2）02+2C02+4e'—=2COr⑶

①鋰②2S0Ck+4e_4C1+S+SO2↑

R能力提升

5.（2022?山東聊城二模）直接乩。2燃料電池（DPPFC）是一種新型液態(tài)

電池,其工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（B）

A.氣體C為O2

B,負(fù)極區(qū)溶液PH增大

C.電極b的反應(yīng)式為H202+2e+2H-2H20

D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí)一,通過陰離子交換膜的SOf為4.8g

解析:石墨電極a為負(fù)極，電極反應(yīng)式為H202-2e+20H-O2t+2H20,氣

體C為O2,負(fù)極區(qū)溶液PH減小,A正確,B錯(cuò)誤；電極b為正極，電極反

應(yīng)式為HA+2e^+2H-2H20,C正確；當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí),通

過陰離子交換膜的SOf為0.05mol,質(zhì)量為0.05mol×96g∕mol=

4.8g,D正確。

6.（2021?浙江選考）某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電

極A為非晶硅薄膜,充電時(shí)Li'得電子成為L(zhǎng)i嵌入該薄膜材料中；電極

B為L(zhǎng)iCoO2薄膜;集流體起導(dǎo)電作用。下列說法不正確的是（B）

A.充電時(shí),集流體A與外接電源的負(fù)極相連

B.放電時(shí)，外電路通過amol電子時(shí),LiPON薄膜電解質(zhì)損失amolLi,

C.放電時(shí)一，電極B為正極,反應(yīng)可表示為L(zhǎng)ilrCOo2+xLi'+x晨^LiCOo2

放電

D.電池總反應(yīng)可表示為L(zhǎng)ixSi+Liι-xCo02??Si+LiCoO2

解析：由題給信息、知,放電時(shí)，電極A是電池的負(fù)極,Li失去電子發(fā)生

氧化反應(yīng)Li-e——Li；電極B是電池的正極,LiMiCO得到電子發(fā)生還

原反應(yīng)LiIreoO2+xL『+xe—LiCo02；充電時(shí),Li'在電極A得電子被還

原成Li,作為電解池中的陰極與電源負(fù)極相連，電極B中LiCOO2的部

分Li被氧化為L(zhǎng)i'得至IJLilCoO2,作為電解池中的陽極與電源正極相

連。根據(jù)分析,充電時(shí)一，電極A與外接電源的負(fù)極相連,是陰極，電極B

與外接電源的正極相連,是陽極,則集流體A與外接電源的負(fù)極連接，

A說法正確;放電時(shí)一,LiPON薄膜電解質(zhì)中的Li'轉(zhuǎn)移至電極B的過程中,

電極A中Li失去電子轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)i'進(jìn)入LiPON薄膜電解質(zhì)中，即Li'的

數(shù)目沒有發(fā)生變化,B說法錯(cuò)誤;根據(jù)分析,放電時(shí)一，電極B為正極，電

極反應(yīng)式為L(zhǎng)ilrCOoz+xLi'+xe===LiCoO2,C說法正確；調(diào)整電池正、負(fù)

放電、

極反應(yīng)，使得失電子守恒，得電池總反應(yīng)為L(zhǎng)iXSi+LiiCoOzTtSi+

LiCoo2,D說法正確。

7.（不定項(xiàng)）一種可充放電的鋁離子電池工作原理如圖所示，電解質(zhì)為

ALCly離子液體,CuS在電池反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為Cu2S和Al2S3o下列說法正

確的是（AB）

A.若CuS從電極表面脫落,則電池單位質(zhì)量釋放電量減少

B.該電池放電時(shí)，正極反應(yīng)為6CuS+8Al2Cl7+6e-_3Cu2S+Al2S3+

MAlCl4

C.為提高電池效率,可以向CuS@C電極附近加入適量AI2S3水溶液

D.充電時(shí)電池負(fù)極的反應(yīng)為Al+7AlCl；-3e—4A12C17

解析：放電時(shí)，鋁為負(fù)極，被氧化生成AbCR,電極反應(yīng)式為2A1+

14AlCl；-6e—8AI2CI7,正極反應(yīng)為6CuS+8Al2Cl7+6e—3CU2S+A12S3+

14AIe立；充電時(shí)是電解池，陽極反應(yīng)為MAlCl4+3Cu2S+Al2S3-6e--

6CuS+8AbCR;陰極反應(yīng)為8Al2C17+6e—2Al+14AlCl；o化合價(jià)改變的

只有Cu,故硫化銅從電極表面脫落,則電池單位質(zhì)量釋放電量減少,A

項(xiàng)、B項(xiàng)正確；由分析可知,應(yīng)加入AI2CI7,C項(xiàng)錯(cuò)誤。

8.(不定項(xiàng))磷酸鐵鋰鋰離子電池是目前電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的主要材

料，其特點(diǎn)是放電容量大、價(jià)格低廉、無毒性。放電時(shí)的反應(yīng)為

XFePO∣+(Lx)LiFePo4+LiχC6-C6+LiFePO∣,放電時(shí)工作原理如圖所示。

下列敘述正確的是(A)

隔

膜

d

二d

二&

4“

?

1→

?

銅

鋁箔

溶FeI

液

A.充電時(shí),Li*通過隔膜向左移動(dòng)

B.放電時(shí),銅箔所在電極是負(fù)極

+

C.充電時(shí)，陽極反應(yīng)式為L(zhǎng)iFeP04+Xe--：xFeP04+(l-x)LiFeP0.1+xLi

D.放電時(shí)電子由正極經(jīng)導(dǎo)線、用電器、導(dǎo)線到負(fù)極

解析:充電時(shí)為電解池,陽離子向陰極移動(dòng),故Li*向鋁箔移動(dòng)，即向左

移動(dòng),A正確;放電時(shí)為原電池,銅箔作正極,B錯(cuò)誤;充電時(shí)為電解池,

陽極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iFePO-xe—xFePO..+

(1-x)LiFePo,+xL∕,C錯(cuò)誤;放電時(shí)為原電池，電子由負(fù)極經(jīng)過導(dǎo)線、

用電器、導(dǎo)線到正極,D錯(cuò)誤。

9.用原電池原理對(duì)污染物進(jìn)行處理再利用的研究日益受到重視。

(1)氨氣一氮氧化物燃料電池可用于處理氮氧化物，防止空氣污染,其

裝置如圖1所示。通入氨氣的電極為(填“正極”或“負(fù)極”)。

負(fù)極的電極反應(yīng)式為o

圖2

(2)對(duì)H2S廢氣進(jìn)行利用的一種途徑是將其設(shè)計(jì)成質(zhì)子膜TzS燃料電

池,反應(yīng)原理為2H2S(g)+02(g)——^S2(s)+2H20(1)0電池結(jié)構(gòu)示意圖如

圖2。電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為o設(shè)

NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，當(dāng)電路中通過3mol電子時(shí),通過質(zhì)子膜進(jìn)

入(填“正極區(qū)”或“負(fù)極區(qū)”)的H'數(shù)目為o

解析：(1)由題圖可知,ML在左側(cè)電極發(fā)生氧化反應(yīng)生成N2,氮氧化物

在右側(cè)電極被還原生成即故NL通入負(fù)極，電極反應(yīng)式為2NH：3-6e—

N2+6H'O(2)據(jù)圖可知,H2S在電極a失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成S2,則

電極a為原電池負(fù)極，電極反應(yīng)為2HzS-4e-Sz+4H';原電池中陽離子

向正極移動(dòng),根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等可知，當(dāng)電路中通過3mol

電子時(shí)，有3molFT通過質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū)，數(shù)目為3N,。

答案：⑴負(fù)極2NH3-6e^_N2+6H'

-

(2)2H2S-4ei_S2+4H'正極區(qū)3NΛ

巨創(chuàng)新應(yīng)用

10.磷酸亞鐵鋰晶體由Fe(λ八面體和Pol四面體構(gòu)成空間骨架，為新開

發(fā)的鋰離子電池電極材料,主要用于動(dòng)力鋰離子電池,作為正極活性

物質(zhì)使用。如圖是研發(fā)的Ca-LiFePOl可充電電池的工作示意圖,鋰離

子導(dǎo)體膜只允許Lr通過,下列說法錯(cuò)誤的是(B)

LiPF-LiAsF6鋰離子導(dǎo)體膜Li2SO,溶液

電解質(zhì)

A.磷酸亞鐵鋰晶體中有d軌道參與雜化的原子

B.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為L(zhǎng)iFePO「xe-Li-FePCVxLi+

C.充電時(shí)一，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)一,理論上左室中電解質(zhì)的質(zhì)量減輕

2.6g

D.LiPFf-LiASF6為非水電解質(zhì)，其與LizSOi溶液的主要作用都是傳遞

離子

解析：晶體中Fe(λ為八面體，因此Fe有d軌道參與雜化,A正確;放電

時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為CaHe-CatB錯(cuò)誤；充電時(shí)一，陽極發(fā)生反應(yīng)

+

LiFePO4-Xe===xLi+Liι-xFeP04,電極發(fā)生Li'脫嵌，陰極發(fā)生反應(yīng)

Ca"+2e-Ca,轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí),有0.2moll?從右室通過鋰離

子導(dǎo)體膜移入左室,左室電解質(zhì)中有0.1molCa?'得電子生成Ca沉積

在鈣電極上，故左室中電解質(zhì)的質(zhì)量減輕40×0.1g-7×0.2g=2.6g,

C正確;鈣與水能夠劇烈反應(yīng),所以,左室中的LiPFf-LiAsFe電解質(zhì)一

定為非水電解質(zhì),LizSCh溶液為右室中的電解質(zhì)溶液,它們的主要作用

都是傳遞離子,形成電流,構(gòu)成閉合回路,D正確。

11.酸性水系鋅鎰電池在放電時(shí)電極上的MnC)2部分脫落,會(huì)造成電池

效率