原電池反應(yīng)及應(yīng)用（解析版）-2024-2025學(xué)年人教版高二化學(xué)易錯題專項復(fù)習(xí)（選擇性必修1）

易錯專題12原電池反應(yīng)及應(yīng)用

聚焦易錯點：

A易錯點一雙液電池

A易錯點二原電池原理的應(yīng)用

典例精講

易錯點一雙液電池

【易錯典例】

例1（2023上?安徽蕪湖?高二安徽師范大學(xué)附屬中學(xué)?？茧A段練習(xí)）關(guān)于下圖所示的原電池，下列說法正確

的是（）

A.電子從鋅電極通過電流表流向銅電極

B.鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移

C.鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng)；銅電極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)是2H++2e「=H2T

D.取出鹽橋后，電流表仍會偏轉(zhuǎn)，銅電極在反應(yīng)前后質(zhì)量不變

【解析】鋅片作負(fù)極，銅片作正極，電子從負(fù)極流向正極，A選項正確；鹽橋中的陰離子向負(fù)極移動，B選

項錯誤；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，銅電極發(fā)生的反應(yīng)為CU2++21=CU,C選項錯誤；取

出鹽橋后不能形成原電池，銅電極在反應(yīng)后質(zhì)量增加，D選項錯誤。答案：A

【解題必備】

1.單液電池和雙液電池（Zn+Cu2+=Zn2++Cu）

原電池實驗現(xiàn)象電子流動方向圈子流動方向電極反應(yīng)式

鋅片酒解,洞片加厚變陽圄子移向正

鐘片銅片

亮，CuSO,溶液顏色變發(fā)，極，陰離子移

電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)溶向負(fù)極

電子由鋅電極負(fù)極1Zn—2e-=Zn2-

C?SO?布液液的溫度略有升高

經(jīng)過導(dǎo)線流向正極，Cu2*+2e-=Cu

—鋅片洛解，銅片加厚變K-移向正極

工m;

銅電極

亮，CuSO,溶液顏色變淺，區(qū)，CT移向負(fù)

電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)溶極區(qū)

液的溫度沒有升高

（1）如果不用鹽橋，除了發(fā)生原電池反應(yīng)外還發(fā)生鋅和銅離子的直接的置換反應(yīng)，會使部分化學(xué)能以熱能

的形式轉(zhuǎn)化掉，而鹽橋的使用可以避免鋅和銅離子的直接接觸，從而避免了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，提高電池

效率。

（2）選擇鹽橋中的電解質(zhì)的原則是高濃度、正負(fù)離子遷移速率接近相等，且不與電池中溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，

常采用KC1、NH4NO3和KN03的飽和溶液，鹽橋的作用是避免鋅和銅離子的直接接觸；使兩個半電池構(gòu)成

閉合回路；能使原電池產(chǎn)生較持續(xù)、穩(wěn)定的電流；能提高電池的使用效率。

2.原電池正、負(fù)極的判斷方法

判斷一個原電池中的正、負(fù)極，最根本的方法是失電子（發(fā)生氧化反應(yīng)）的一極是負(fù)極，得電子（發(fā)生還原反

應(yīng)）的一極是正極。如果給出一個化學(xué)方程式判斷正、負(fù)極，可以直接根據(jù)化合價的升降來判斷，化合價升

高發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極，化合價降低發(fā)生還原反應(yīng)的一極為正極。根據(jù)電極材料的活潑性來判斷正

負(fù)極，要注意電解質(zhì)溶液對原電池正負(fù)極的影響。例如Mg、Al、NaOH溶液構(gòu)成的原電池，A1為負(fù)極；Fe（或

Al）、Cu、濃HNO3構(gòu)成的原電池，Cu為負(fù)極。

——-I函面裱羹:一…一…

途高啟）-------:由瓦新姆：不活潑金屬

工「丁…’或非金屬

三U...........才…電廠手通一向；

--------；嗇談同

-i—-1

H二匚’

壁箜）---------1電極現(xiàn)象r電極增重或產(chǎn)生

氣體或pH增大

【變式突破】

1.（2023?貴州?清華中學(xué)高二階段練習(xí)）控制合適的條件，將反應(yīng)2Fe3++212Fe?++“設(shè)計成如圖所示

原電池，下列判斷不正確的是

甲乙

A.雙液原電池的優(yōu)點是電流穩(wěn)定

B.反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3+被還原

C.可以通過電流計讀數(shù)為零來判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)

D.電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl?固體，甲中石墨電極為正極

【解析】將反應(yīng)2Fe"+21=2Fe?++L制成原電池，如圖，反應(yīng)開始時，根據(jù)原電池的本質(zhì)，甲池中為FeC§,

則甲池為正極，得電子，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)；乙池則為負(fù)極，失電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)；

A.雙液原電池有兩個優(yōu)點：①能量轉(zhuǎn)化率高；②能提供持續(xù)穩(wěn)定的電流，故A正確；

B.將反應(yīng)2Fe3++2「，2Fe2++U制成原電池，如圖，反應(yīng)開始時，根據(jù)原電池的本質(zhì)，甲池中為FeC1,

則甲池為正極，得電子，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；

C.當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，沒有電流產(chǎn)生，電流計讀數(shù)為零，故C正確；

D.流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl?固體，此時平衡逆向進(jìn)行，F(xiàn)e?+被氧化成Fe3+,作電源的負(fù)極，故

D錯誤；

故選D。

易錯點二原電池反應(yīng)原理的應(yīng)用

【易錯典例】

例2(2023上?安徽合肥?高二合肥一中校考期中)某探究活動小組想利用原電池反應(yīng)檢測金屬的活動性順序，

有甲、乙兩位同學(xué)均使用鎂片與鋁片作電極，但甲同學(xué)將電極放入6moi1一1的稀H2s04中，乙同學(xué)將電極

放入6moiL"的NaOH溶液中，如圖所示。

(1)寫出甲池中發(fā)生的有關(guān)電極反應(yīng)的反應(yīng)式：負(fù)極,正極o

(2)寫出乙池中發(fā)生的有關(guān)電極反應(yīng)的反應(yīng)式：負(fù)極,正極，總反應(yīng)離子方程式為

(3)如果甲與乙兩位同學(xué)均認(rèn)為“構(gòu)成原電池的電極材料若是金屬，則構(gòu)成負(fù)極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料

的金屬活潑”，則甲會判斷出________活動性更強，而乙會判斷出____活動性更強(填寫元素符號)。

(4)由此實驗，可得到如下哪些結(jié)論o

A.利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動性順序應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì)

B.鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強

C.該實驗說明金屬活動性順序表已過時，已沒有實用價值

D.該實驗說明化學(xué)研究對象復(fù)雜、反應(yīng)條件多變，應(yīng)具體問題具體分析

(5)上述實驗也反過來證明了“利用金屬活動性順序表直接判斷原電池中正、負(fù)極”的做法不可靠，則請你提

出另一個判斷原電池正、負(fù)極可行的實驗方案=

2++-

【答案】(l)Mg-2e-=Mg2H+2e"=H2?(2)2A1+8OH-6e=2A1O2+4H2O6H2O+6e-

-

=6OH+3H2t2A1+2OH+2H2O=2A1O2+3H2t(3)MgAl(4)AD(5)將兩種金屬電極連上電流表而

構(gòu)成原電池，利用電流表檢測電流的方向，從而判斷電子的流動方向，再來確定原電池的正、負(fù)極

【解析】(1)甲池中電池總反應(yīng)方程式為Mg+H2SO4==MgSO4+H2T，Mg作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Mg—2e

-=Mg2+,Al作正極，電極反應(yīng)式為2H++2屋=也3(2)乙池中電池總反應(yīng)方程式為2Al+2NaOH+

2H20=2NaA102+3H2?,負(fù)極上為Al被氧化生成A^+后與OH」反應(yīng)生成A10E,電極反應(yīng)式為2A1—6屋

+80H=2A1O2+4H2O；正極產(chǎn)物為H2，電極反應(yīng)式為6H2。+6屋=60lT+3H2?。(3)甲池中Mg為負(fù)

極，A1為正極；乙池中A1為負(fù)極，Mg為正極，若根據(jù)負(fù)極材料金屬比正極活潑，則甲判斷Mg活動性強，

乙判斷A1活動性強。(4)選AD。Mg的金屬活動性一定比A1強，金屬活動性順序表是正確的，應(yīng)用廣泛。

(5)判斷正、負(fù)極可根據(jù)回路中電流方向或電子流向等進(jìn)行判斷，直接利用金屬活動性順序表判斷原電池的

正、負(fù)極是不可靠的。

【解題必備】

1.原電池原理的應(yīng)用

(1)加快氧化還原反應(yīng)的速率。例如：在鋅與稀硫酸反應(yīng)時加入少量CuSCU溶液能使產(chǎn)生H2的速率加快。

(2)比較金屬活動性強弱。例如：有兩種金屬a和b,用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中，觀察到a極溶解，b

極上有氣泡產(chǎn)生。根據(jù)電極現(xiàn)象判斷出a是負(fù)極，b是正極，由原電池原理可知，金屬活動性a>b。

(3)用于金屬的防護(hù)。如要保護(hù)一個鐵閘，可用導(dǎo)線將其與一鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極，鐵閘作正

極。

(4)設(shè)計化學(xué)電池。從理論上講，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池。關(guān)鍵是選擇合適的

電解質(zhì)溶液和兩個電極。電解質(zhì)溶液一般能與負(fù)極反應(yīng)，或者溶解在溶液中的物質(zhì)(如。2)與負(fù)極反應(yīng)；電

極材料一般較活潑的金屬作負(fù)極，較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體作正極。

2.電極反應(yīng)式的書寫方法

(1)定電極，標(biāo)得失。按照負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，判斷出電極反應(yīng)產(chǎn)物，找出得失電子的

數(shù)量。

(2)看環(huán)境，配守恒。電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中，應(yīng)能穩(wěn)定存在，如堿性介質(zhì)中生成的H+應(yīng)讓其結(jié)合

OH一生成水。電極反應(yīng)式要依據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒、得失電子守恒等加以配平。

(3)兩式加，驗總式。兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)方程式對照驗證。

【變式突破】

2.(2023?湖南?衡陽縣第四中學(xué)高二開學(xué)考試)H2S.SO2均為有毒氣體，對H2S、SO?廢氣的資源化利用是目

前的研究熱點。如圖甲為質(zhì)子膜H2s燃料電池的示意圖，圖乙為利用原電池原理處理SO?的示意圖。

I.根據(jù)圖甲，回答下列問題:

(1)電池負(fù)極為(填“電極a”或“電極b"，下同)，發(fā)生還原反應(yīng)的電極為

(2)電極b的電極反應(yīng)式為；電池總反應(yīng)為o

(3)當(dāng)電路中通過8moi電子時，有molH+經(jīng)質(zhì)子固體電解質(zhì)膜進(jìn)入正極區(qū)。

II.根據(jù)圖乙，回答下列問題：

(4)負(fù)極反應(yīng)式為o

(5)利用該原理制得的化工原料C為(填化學(xué)式)。

(6)處理32gSO2,理論上需要消耗的體積為L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。

⑴電極a；電極b

+-

(2)O2+4H+4e=2H2O；2H2S+O2=S2+2H2O

⑶8

-

(4)SO2+2H2O-2e=SOj+41T

(5)H2SO4

(6)5.6

【解析】圖甲中電極a上H2s失去電子轉(zhuǎn)化為S2,為負(fù)極，則電極b為正極；圖乙左側(cè)S02失電子轉(zhuǎn)化為

H2s。4，為負(fù)極，則右側(cè)為正極。

(1)由圖甲可知，H2s在電極a上發(fā)生氧化反應(yīng)生成工，在電極b上發(fā)生還原反應(yīng)生成H?。，則電極a

為負(fù)極，電極b為正極。

(2))。2在電極b(正極)上得到電子，與H+結(jié)合生成HQ,電極反應(yīng)式為5+4川+4-=2凡0；電池總反應(yīng)

為2HzS+CVSz+ZHQo

(3)由正極反應(yīng)式可知，當(dāng)電路中通過8moi電子時，有8moiH+經(jīng)質(zhì)子固體電解質(zhì)膜進(jìn)入正極區(qū)。

(4)SC)2在負(fù)極上失去電子：SOj,利用H+使其兩邊電荷相等：SO2-2片fSO7+4H，,利用H?。

+

使其兩邊原子數(shù)相等，可得負(fù)極反應(yīng)式為SO2+2H2O-2e-=SO：+4Ho

(5)由上述分析可知，利用該原理制得的化工原料C為H'S。"

+

(6)O?在正極上得到電子，與H+結(jié)合生成H?。：O2+4H+4e-=2H2O,結(jié)合負(fù)極反應(yīng)式可得關(guān)系式：

2SO2~4e-O2,故處理32g(0.5mol)SC>2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為Imol,理論上需要消耗OZSmol。？，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的

體積為0.25molx22.4L，moH=5.6L。

習(xí)題精練

1.(2023上?江蘇南通?高二統(tǒng)考階段練習(xí))下列有關(guān)電化學(xué)裝置或原理說法正確的是

A.鉛蓄電池放電時，正負(fù)電極質(zhì)量均增大

B.電解精煉銅時粗銅與電源的負(fù)極相連

C.在鐵質(zhì)物品表面鍍鋅時，電解質(zhì)溶液中Zn?+濃度減小

D.海水中輪船表面生銹時，鐵主要發(fā)生析氫腐蝕

2.(2023上?福建福州?高二福建省福州高級中學(xué)校考期中)以Fe[Fe(CN)6]為代表的新型可充電鈉離子電池，

其放電工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是

-----------?-------------

2+

[Mg2Cl2]

)6]

離

子

交

換

膜

/

含Na+的有機(jī)電解質(zhì)

A.外電路通過0.2mol電子時，負(fù)極質(zhì)量變化為1.2g

B.充電時，Mo箔接電源的正極

C.充電時，Na+通過離子交換膜從左室移向右室

D.放電時，正極反應(yīng)式為Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]

3.(2023上?江蘇蘇州?高二江蘇省蘇州第一中學(xué)校階段練習(xí))新華網(wǎng)報道，我國高溫固體氧化物燃料電池技

術(shù)研發(fā)取得新突破?？茖W(xué)家利用該技術(shù)實現(xiàn)了廢氣資源回收能量，并得到單質(zhì)硫原理如圖所示，下列說法

正確的是

B.電極a上的電極反應(yīng)為：2H2S+2O2ye=S2+2H2O

C.該電池消耗ImolH2s轉(zhuǎn)化成的電能理論上等于其燃燒熱值

D.電路中每通過4moi電子，正極消耗448LH2s

4.（2023上?湖南?高二嘉禾縣第一中學(xué)校聯(lián)考期中）一氧化氮-空氣質(zhì)子交換膜燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電

能的同時，實現(xiàn)了制硝酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合，其原理如圖所示。下列說法錯誤的是

A.Pt2電極的電勢高于Pti電極的電勢

B.燃料電池總反應(yīng)為4NO+3O2+2H2。=4HNO3

+

C.Pti電極附近發(fā)生的反應(yīng)為NO+2H2O+3e=NO；+4H

D.該電池放電時H+從Pti電極通過質(zhì)子交換膜向Pt2電極移動

5.（2023上?四川南充?高二闔中中學(xué)?？茧A段練習(xí)）有關(guān)下列裝置的說法不正確的是

隔離膜

圖1圖2

A.圖1所示不能構(gòu)成原電池

B.圖2鋅錦干電池屬于一次電池，鋅作負(fù)極

C.圖3是“紙電池”，Zn片失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)

+

D.圖4電池A1電極反應(yīng)式為：Al-3e+3H2O=Al(OH)3+3H

6.(2023上?山東?高二校聯(lián)考期中)近日，開發(fā)一種利用分子篩除去空氣中的HQ、CO>N?等，獲得純

氧氣并構(gòu)建鋰-氧氣電池，工作原理如圖。下列敘述正確的是

A.放電時，b極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.放電時，空氣通入分子篩發(fā)生分解反應(yīng)生成。2

C.充電時，b極反應(yīng)式為。；--2d=。2個

D.充電時，a極質(zhì)量凈減3.2g時，有0.2mol陰離子由膜M左側(cè)向右側(cè)遷移

7.(2023上?安徽合肥?高二合肥一中?？茧A段練習(xí))Fe—空氣電池可用作電動車動力來源。某Fe—空氣電

池的工作原理如圖所示，下列有關(guān)此電池放電時的說法正確的是

€>

FeNaOH

溶液

A.碳材料為電池正極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.4mol電子時，消耗2.24LO2

C.負(fù)極的電極反應(yīng)式為Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2

D.溶液中電子由Fe電極流向碳材料電極

8.(2023上?江蘇蘇州?高二蘇州中學(xué)階段練習(xí))氨氣是一種重要的化工原料，工業(yè)合成氨反應(yīng)為:

1

N2(g)+3H2(g).^2NH3(g)AH=-92kJ-mor,將上述合成氨反應(yīng)設(shè)計成燃料電池，工作原理如圖所示,

其中用電器HC1的稀的A溶液為電解質(zhì)溶液，下列說法錯誤的是

液的A港液

A.a電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)

B.A溶液中所含溶質(zhì)為NH￡1,可用蒸發(fā)結(jié)晶的方法分離出A

+

C.a電極發(fā)生的反應(yīng)為：N2+8H+6e-=2NH：

D.導(dǎo)線中電流方向為a—b

9.（2023上?福建福州?高二福州高新區(qū)第一中學(xué)（閩侯縣第三中學(xué)）校聯(lián)考期中）火星大氣中含有大量CO?,

一種有CO?參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探測器供電。該電池以金屬鈉和碳納米管作為兩極（如圖

所示），放電的總反應(yīng)為4Na+3co?=2Na2cO3+C,下列說法不正確的是

A.該電池的介質(zhì)可以選擇Na2cO3溶液

B.金屬Na作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)

C.正極反應(yīng)式：3CO2+4e-=2CO^+C

D.工作時電子從Na電極經(jīng)導(dǎo)線流向碳納米管電極

10.（2023上?河北保定?高二校聯(lián)考期中）鋅鎰干電池是生活中常用的電池，酸性鋅鎰干電池和堿性鋅鎰干

電池的結(jié)構(gòu)分別如圖所示，下列說法錯誤的是

…電極函

-二氧化缽和炭黑._隊鋅粉和

氫氧化鉀

-氯化鏤和氯化鋅HI

二氧化缽和

D石墨

A.鋅鐳干電池屬于一次電池，用完不可隨意丟棄

B.酸性鋅鎰干電池和堿性鋅錦干電池放電過程中鋅均發(fā)生氧化反應(yīng)

C.放電時，酸性鋅銃干電池的石墨電極上反應(yīng)為2NH；+2e-=N2f+4H2T

D.放電時，堿性鋅錦干電池正極反應(yīng)式為ZMnOz+ZHzO+Ze-nZMnOOH+ZOH-

iL（2023上?河南鄭州?高二鄭州市第四十七高級中學(xué)校聯(lián)考期中）鈉離子電池比鋰離子電池更穩(wěn)定，造價

更低。某鈉離子電池結(jié)構(gòu)如圖，已知電池反應(yīng)：Na^MnO,+NaxCn=NaMnO2+nCo下列說法錯誤的是

A.充電時，陽極的電極反應(yīng)式為NaMnO2-xe-=Na-MnO2+xNa+

B.放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為NaxQ-xe-=xNa++nC

C.充電時，外電路中每轉(zhuǎn)移0.2molel理論上石墨烯上增重4.6g

D.相同質(zhì)量的負(fù)極材料，鈉離子電池比鋰離子電池可以提供更多電量

12.（2023上?浙江?高二溫州中學(xué)校聯(lián)考期中）近年來鈉離子電池備受關(guān)注。利用鈉離子在電極間“脫嵌”實

現(xiàn)充放電的原理如圖所示，電池工作時總反應(yīng)為

用電器

或電源

硬碳NaMnO,

放電充電

NaxC+Nai-xMnO2—C+NaMnO2,下列說法不正確的是

A.放電時，正極反應(yīng)為Nal_xMnO2+xNa++xe-=NaMnO2

B.放電時，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移linol電子時，正極質(zhì)量增加23g

C.充電時，電子由電源負(fù)極經(jīng)硬碳、電解液、NaMnCh流向電源正極

D.若用該電池進(jìn)行電鍍銅，鍍件應(yīng)與硬碳相連

13.（2023上.江蘇蘇州.高二統(tǒng)考期中）下列有關(guān)原電池的說法不取^的是

―含KC1飽和溶

ZnSO*溶液CuSO”溶液鈕扣式銀鋅電池鋅鎰干電池鉛蓄電池

甲乙丙丁

A.圖甲所示裝置中，鹽橋中的K+向盛有ZnSO,溶液的燒杯中移動

B.圖乙所示裝置中，正極的電極反應(yīng)式為AgQ+2e.+H2O=2Ag+2OH-

C.圖丙所示裝置中，使用一段時間后，鋅筒會變薄

D.圖丁所示裝置中，使用一段時間后，電解質(zhì)溶液的酸性減弱，導(dǎo)電能力下降

14.（2023上?江蘇蘇州?高二統(tǒng)考期中）微生物燃料電池可用于凈化含鋁廢水，其工作原理如圖所示，該電

池工作時，下列說法不正做的是

A.M極是電池的負(fù)極

B.CH30H在電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

C.N電極附近溶液的pH增大

+

D.若0.1molCr2or參加反應(yīng)，則有0.8molH從交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移

15.（2023上?北京海淀?高二首都師范大學(xué)附屬中學(xué)?？计谥校╇姵刂胸?fù)極反應(yīng)物與電解質(zhì)溶液或正極反應(yīng)

物接觸直接反應(yīng)會降低電池的能量轉(zhuǎn)化效率，稱為自放電現(xiàn)象。下列關(guān)于原電池和干電池的說法不正確的

是

+

I

ZnCu_鋅粉和KOH

的混合物

MnC>2和C粉

L鋼殼

稀H2sO4

原電池裝置示意圖干電池構(gòu)造示意圖

A.兩者正極材料不同

B.兩者負(fù)極反應(yīng)相同

C.干電池中兩極反應(yīng)物間有隔膜防止自放電

D.原電池中Zn與稀H2sCU存在自放電現(xiàn)象

16.（2023上?北京豐臺?高二統(tǒng)考期中）下列裝置或過程能實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的是

A.火力發(fā)電B.堿性鋅鎰電池C.電池充電D.氫氧燃料電池

17.（2023上?山東泰安?高二泰安一中?？茧A段練習(xí)）一種以液態(tài)脫（N2HD為燃料的電池裝置如圖所示，該

電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液。下列關(guān)于該電池的敘述正確的是

A.b電極是正極

B.a電極的電極反應(yīng)式：N2H4+4OH-+4e-=N2T+4H2O

C.放電時，電子從a電極經(jīng)過負(fù)載流向b電極

D.電池工作時，K+從正極移向負(fù)極

18.(2023上?河北邢臺?高二邢臺市第二中學(xué)校聯(lián)考期中)自重輕、體積小、容量大、使用安全、環(huán)保是新

型電池的典型特點，回答下列問題：

I.“阿波羅”飛船中使用的氫氧燃料電池部分結(jié)構(gòu)如圖所示。

負(fù)載

(1)電極米用多孔結(jié)構(gòu)的原因是;電池的正極為電極(填“a”或"b”)，其表面上發(fā)生的電極

反應(yīng)為(填電極反應(yīng)式)O

(2)“神舟”飛船是中國自行研制的，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的載人飛船，其返回艙使用的是銀鋅蓄電池組。銀鋅

電池結(jié)構(gòu)如圖所示，放電時總反應(yīng)為Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2。電池放電時負(fù)極質(zhì)量________(填“增

大”、“減小”或"不變')，電池放電時電解質(zhì)溶液的pH(填“增大”、“減小”或“不變”)。

H.非水系鋰氧(Li-O2)電池因其高能量密度而成為一種有前景的先進(jìn)電池技術(shù)，其放電電池示意圖以及正極

示意圖分別為圖1和圖2,隔膜a只允許Li，計通過。

2

(3)放電時，電池的總反應(yīng)為；電解液a不選用LiCl水溶液的原因可能是

(4)不考慮其他副反應(yīng)，若放電前兩電極質(zhì)量完全相同，放電時，電路中轉(zhuǎn)移1mole、正、負(fù)電極的質(zhì)量之

差為g(假設(shè)生成的不溶物全覆蓋在電極表面，生成的可溶物全部擴(kuò)散至電解液中，參與電極反應(yīng)

的物質(zhì)均過量)。

19.(2023上?河南開封?高二統(tǒng)考期中)原電池原理廣泛應(yīng)用于科技、生產(chǎn)和生活中。

(1)一種處理垃圾滲透液并用其發(fā)電的裝置工作示意圖如下。

①在空氣中，微生物將垃圾滲透液硝化，該反應(yīng)的離子方程式為o

②Y電極的電極反應(yīng)式為=

③鹽橋中C1移向（填“X或Y”）極;當(dāng)轉(zhuǎn)移0.15mol電子時，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下N2的體積為L。

（2）用于檢測酒駕的酸性燃料電池酒精檢測儀工作原理如圖所示。

質(zhì)子交

換膜

①電極X是該電池的（填“正”或"負(fù)”）極，電池總反應(yīng)式為O

②電池工作時，質(zhì)子通過交換膜（填“從左向右”或“從右向左”）遷移。

20.（2022上?江蘇無錫?高二?？计谥校┤缦聢D所示的裝置中，若通入直流電5min時，銅電極質(zhì)量增加2.16g,

試回答：

（1）電源電極X的名稱為O

（2）B中陽極電極反應(yīng)式：,溶液pH變化：（填“增大”、“減小”或“不變）。

（3）若A中KC1溶液的體積是200mL,電解后溶液的pH為（設(shè)電解前后溶液體積無變化）。

（4）一氧化氮一空氣質(zhì)子交換膜燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的同時，實現(xiàn)了制硝酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體

的結(jié)合，其工作原理如圖所示，寫出放電過程中負(fù)極的電極反應(yīng)式：,若過程中產(chǎn)生2moiHNCh,

則消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2的體積為o

參考答案

1.A

【詳解】A.鉛蓄電池放電時，負(fù)極Pb失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸鉛，質(zhì)量增大，正極PbCh得到電子

發(fā)生還原反應(yīng)也生成硫酸鉛，質(zhì)量增大，A正確；

B.粗銅精煉時，與電源負(fù)極相連的是純銅，陰極發(fā)生還原反應(yīng)Cu2++2e=Cu,析出金屬銅，B錯誤；

C.鐵制品上鍍鋅，構(gòu)成原電池，鋅做負(fù)極，失去電子變成Zn2+,電解質(zhì)溶液中Zn2+濃度增大，C錯誤；

D.海水的酸性較弱，輪船生銹主要發(fā)生吸氧腐蝕，D錯誤；

故選Ao

2.A

【分析】由圖可知該裝置為原電池，Mo箔上Fe[Fe(CN)6]一Na2Fe[Fe(CN)6],發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，作正

極，Mg箔上Mg失電子生成Mg2+,作負(fù)極，正極反應(yīng)式為Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e=Na2Fe[Fe(CN)6],負(fù)極反

應(yīng)式為2Mg+2Cl--4e=[Mg2c12產(chǎn)+,充電時為電解池，原電池的正負(fù)極連接電源的正負(fù)極，陰陽極反應(yīng)和原電

池負(fù)正極的相反，據(jù)此分析解答。

+

【詳解】A.放電時正極反應(yīng)為Fe[Fe(CN)6]+2Na+2e-=Na2Fe[Fe(CN)6],負(fù)極反應(yīng)為2Mg+2Cl-4e=[Mg2cbp+,

轉(zhuǎn)移0.2mol電子，消耗O.lmol的Mg,則Mg箔減少的質(zhì)量為0.1molx24g/mol=2.4g,A錯誤；

B.該原電池工作時，Mg作負(fù)極，Mo作正極，充電時為電解池，原電池的正極接電源的正極，即Mo箔接

電源的正極作陽極，B正確；

C.充電時Mg作陰極，Mo作陽極，Na+通過交換膜移向陰極，即從左室移向右室，C正確；

D.該原電池工作時,Mg作負(fù)極,Mo作正極,Mo箔上Fe[Fe(CN)6]發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成Na2Fe[Fe(CN)6],

+

正極反應(yīng)式為Fe[Fe(CN)6]+2Na+2e-=Na2Fe(Fe(CN)6],D正確；

故答案為：Ao

3.B

【分析】由電池裝置圖分析可知，通入硫化氫生成單質(zhì)硫，化合價升高，故電極a為負(fù)極；通入氧氣的電

極b為正極。

【詳解】A.電極b為電池正極，氧化劑氧氣要得到電子化合價降低，A錯誤；

B.由裝置分析，可知硫化氫在負(fù)極失去電子同時結(jié)合氧離子生成硫單質(zhì)和水，電極a上的電極反應(yīng)為：

2

2H2S+2OMe=S2+2H2O,B正確；

C.該電池消耗ImolH2s轉(zhuǎn)化成的電能理論上不等于其燃燒熱值，硫化氫燃燒要生成二氧化硫，釋放的熱量

更多，C錯誤；

D.H2s體積未給標(biāo)況，無法計算其物質(zhì)的量，D錯誤；

故選Bo

4.C

【詳解】A.根據(jù)NO和水變?yōu)橄跛?，化合價升高，說明Ph電極為負(fù)極，因此Pt2電極的電勢高于Ph電極

的電勢，故A正確；

B.根據(jù)正極反應(yīng)式和負(fù)極反應(yīng)式得到燃料電池總反應(yīng)為4NO+3C>2+2H2O=4HNO3,故B正確；

C.Pti電極NO變?yōu)橄跛?，則負(fù)極附近發(fā)生的反應(yīng)為NO+2H2O-3e-=NO]+4H+,故C錯誤；

D.原電池“同性相吸”，則該電池放電時H+從Ph電極通過質(zhì)子交換膜向Pt2電極移動，故D正確。

綜上所述，答案為C。

5.D

【詳解】A.圖1所示裝置沒有形成閉合回路，不能構(gòu)成原電池，故A正確；

B.鋅銃干電池，鋅筒作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)被消耗，電極反應(yīng)式為：Zn-2e=Zn2+,石墨棒作正極，故B正

確；

C.Zn比Cu活潑，鋅片做負(fù)極，Zn片失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故C正確；

D.由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，鋁和氫氧化鈉反應(yīng)易失去電子而作負(fù)極，鎂作正極，其負(fù)極反應(yīng)

式為：Al-3e+4OH=A1O2+2H2O,故D錯誤；

故選D。

6.C

【分析】放電時為原電池裝置，a為負(fù)極，b為正極；充電時為電解池裝置，a為陰極，b為陽極。

【詳解】A.放電時，a極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A項錯誤；

B.分子篩分離出氧氣，屬于物理變化，沒有發(fā)生化學(xué)變化，B項錯誤；

C.充電時，b極為陽極，過氧根離子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，C項正確；

D.充電時，a極為陰極，電極反應(yīng)式為LiQz+ZeZ2Li+O：,陰極減少質(zhì)量等于脫去過氧根離子質(zhì)量，

陰極凈減3.2g,相當(dāng)于脫離OHmol?根據(jù)電荷守恒，有Qlmol?；由膜M左側(cè)向右側(cè)遷移，D項錯誤;

答案選C。

7.C

【分析】Fe—空氣電池中，放電時Fe轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2,Fe價態(tài)升高失電子作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：

Fe-2e+2OH=Fe(OH)2,碳材料電極為正極，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+4e―2HzOdOH、

據(jù)此分析解答。

【詳解】A.碳材料電極為正極，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯誤；

B.未指明氣體的狀態(tài)，不能計算氧氣的體積，故B錯誤；

C.放電時Fe轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2,Fe價態(tài)升高失電子作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Fe-2e+2OH=Fe(OH)2,故C正

確；

D.原電池工作時，電子在外電路中流動，溶液中是離子定向移動，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，故

D錯誤。

答案選C。

8.B

【分析】由圖可知，通入氮氣的a電極為燃料電池的正極，酸性條件下氮氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)

生成錢根離子，通入氫氣的b電極為負(fù)極，氫氣在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氫離子，放電得到的A

溶液為氯化鍍?nèi)芤?，濃溶液?jīng)冷卻結(jié)晶、過濾得到氯化核和可以循環(huán)使用的氯化鏤的稀溶液。

【詳解】A.由分析可知，通入氮氣的a電極為燃料電池的正極，酸性條件下氮氣在正極得到電子發(fā)生還原

反應(yīng)生成錢根離子，故A正確；

B.氯化鏤受熱易分解，不能用蒸發(fā)結(jié)晶的方法分離得到，應(yīng)用冷卻結(jié)晶、過濾的方法得到氯化鏤，故B錯

誤；

C.由分析可知，通入氮氣的a電極為燃料電池的正極，酸性條件下氮氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成

鏤根離子，電極反應(yīng)式為Nz+8H++6e-=2NH；,故C正確；

D.由分析可知，通入氮氣的a電極為燃料電池的正極,通入氫氣的b電極為負(fù)極,則導(dǎo)線中電流方向為a-b,

故D正確;

故選B。

9.A

【分析】根據(jù)放電的總反應(yīng)可知鈉元素化合價升高，Na做負(fù)極，電極反應(yīng)式為Na-e=Na+,CO2做正極，

正極反應(yīng)式：3CO2+4e=2CO；+C；

【詳解】A.Na是活潑金屬，能與溶液中水反應(yīng)，因此該電池的介質(zhì)不能選擇Na2cO3溶液，A錯誤；

B.負(fù)極上Na失電子生成Na+,化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，B正確；

C.正極上CO2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式：3CO2+4e=2CO^+C,C正確；

D.工作時電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，故電子從Na電極經(jīng)導(dǎo)線流向碳納米管電極，D正確；

故選Ao

10.C

【詳解】A.鋅錦干電池屬于一次電池，由重金屬離子，用完不可隨意丟棄，故A正確；

B.酸性鋅銃干電池和堿性鋅錦干電池都是鋅作負(fù)極，放電過程中鋅均發(fā)生氧化反應(yīng)，故B正確；

C.放電時，酸性鋅鎰干電池的石墨電極上反應(yīng)為2NH：+2MnC)2+2e-=2NH3+H2O+Mna，故C錯誤；

D.放電時，堿性鋅鎰干電池正極反應(yīng)式為2MnC)2+2H2O+2e-=2MnOOH+2Oir,故D正確；

故選C。

11.D

【分析】由圖可知，放電時，石墨烯電極為負(fù)極，NaxG在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鈉離子和nC,

電極反應(yīng)式為NaxCn-xe「=xNa++nC,Na^MnCh在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成NaMnCh,電極反應(yīng)

+

式為Na-MnO?+xNa+xe-NaMnO2,充電時,石墨烯電極與直流電源負(fù)極相連，做電解池的陰極,NaMnO2

在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)。

【詳解】A.根據(jù)分析，充電時，陽極的電極反應(yīng)式為NaMnO2-xe-=Na_MnC)2+xNa+,A正確；

B.根據(jù)分析，放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為NaxCn-xe-=xNa++nC,B正確；

C.充電時，陰極發(fā)生反應(yīng)xNa++nC+xe-=Na、Cn，外電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol片，理論上石墨烯上增加

0.2molNa+的質(zhì)量，即增重4.6g,C正確；

D.鋰的摩爾質(zhì)量更小，相同質(zhì)量的負(fù)極材料，鋰的物質(zhì)的量更多，鋰離子電池比鈉離子電池可以提供更多

電量，D錯誤;

故選D。

12.C

【分析】電池工作時總反應(yīng)為NaxC+Nai.xMnO2^=C+NaMnO2,由圖可知，放電時，硬質(zhì)碳為負(fù)極，電

極反應(yīng)式為NaxC-xe=C+xNa+,NaMnCh為正極，電極反應(yīng)式為Nai“MnO2+xNa++xe=NaMnO2,充電時，

硬質(zhì)碳為陰極，電極反應(yīng)式為C+xNa++xe=NaxC,NaMnCh為陽極，電極反應(yīng)式為

+

NaMnO2-xe—Nai-xMnO2+xNa,據(jù)此作答。

【詳解】A.由上述分析可知，放電時，正極反應(yīng)為NafMnO2+xNa++xe-=NaMnC)2,故A正確；

B.放電時，正極的反應(yīng)式為Nai-xMnO2+xNa++xe-=NaMnCh,當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移Imol電子時，會有l(wèi)molNa+進(jìn)

入到正極材料，故正極質(zhì)量增加23g,故B正確；

C.電子不能在電解質(zhì)中流動，電解質(zhì)中是通過離子的定向移動導(dǎo)電，故C錯誤；

D.放電時，硬質(zhì)碳為負(fù)極，電鍍銅，鍍件為陰極，與硬碳相連，故D正確。

答案選C。

13.A

【詳解】A.甲裝置構(gòu)成原電池，鋅作負(fù)極，銅作正極；陽離子鉀離子移向正極，即裝有硫酸銅溶液的燒杯，

A錯誤；

B.氧化銀得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OJT,B正確；

C.鋅筒作負(fù)極被消耗，故使用一段時間后，鋅筒會變薄，C正確；

D.鉛蓄電池總反應(yīng)為Pb+PbOz+Z&SO」簿里:聚珍2PbSO4+2H2O,消耗了硫酸同時生成水和難溶的硫酸鉛,

故電解質(zhì)溶液的酸性減弱，導(dǎo)電能力下降，D正確；

故選Ao

14.D

【分析】由圖可知，M電極為原電池的負(fù)極，微生物和水分子作用下甲醇在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生

成二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)式為CH3OH—6e—+H2O=CO2T+6H+,電極N為正極，還原菌作用下氧氣、

重銘酸根離子酸性條件下在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水、氫氧化銘，電極反應(yīng)式為O?+4e-+4H+=

2H2。、Cr2O；+6e—+8H+=2Cr(OH)3+H2。，原電池工作時負(fù)極區(qū)氫離子通過陽離子交換膜進(jìn)入正極區(qū)。

【詳解】A.由分析可知，M電極為原電池的負(fù)極，故A正確；

B.由分析可知，M電極為原電池的負(fù)極，微生物和水分子作用下甲醇在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二

氧化碳和氫離子，故B正確；

C.由分析可知，電極N為正極，還原菌作用下氧氣、重銘酸根離子酸性條件下在正極得到電子發(fā)生還原反

+

應(yīng)生成水、氫氧化銘，電極反應(yīng)式為0?+4e—+4H+=2涇0、Cr2O+6e+8H=2Cr(OH)3+H2O,原電池工作

時放電消耗氫離子，溶液中氫離子濃度減小，所以N電極附近溶液的pH增大，故C正確；

D.由分析可知，電極N為正極，還原菌作用下氧氣、重銘酸根離子酸性條件下在正極得到電子發(fā)生還原

++

反應(yīng)生成水、氫氧化銘，電極反應(yīng)式為O2+4e+4H=2H2O,Cr2O,+6e+8H=2Cr(OH)3+H2O,則若有O.lmol

重銘酸根離子參加反應(yīng)，從交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移的氫離子的物質(zhì)的量大于0.8mol,故D錯誤；

故選D。

15.B

【詳解】A.銅鋅原電池的正極材料是金屬銅，鋅錦堿性干電池的正極材料是二氧化鎰和碳粉，兩者正極

材料不同，故A正確；

B.銅鋅原電池負(fù)極鋅被氧化，電極反應(yīng)為：Zn-2e-=Zn2+,鋅錦堿性干電池負(fù)極鋅被氧化，電極反應(yīng)為：

Zn-2e+2OH=Zn(OH)2,故B錯誤；

C.干電池中兩極反應(yīng)物間有隔膜，這層膜可以阻止負(fù)極反應(yīng)物與電解質(zhì)溶液或正極反應(yīng)物接觸直接反應(yīng)，

從而防止自放電，故C正確；

D.銅鋅原電池中，金屬鋅和硫酸之間直接接觸會發(fā)生反應(yīng)，則該原電池中Zn與稀H2s04存在自放電現(xiàn)象，

故D正確。

故選：Bo

16.C

【詳解】A.水力發(fā)電是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程，故A不符合題意；

B.堿性鋅鎰電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故B不符合題意；

C.電池充電是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，故C符合題意；

D.氫氧燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故D不符合題意；

故選Co

17.AC

【分析】N2H4中，N原子化合價由-2價變?yōu)?。價，失電子，則a極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；b極空氣得電

子，作正極，發(fā)生還原反應(yīng)。

【詳解】A.b極為電池的正極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；

B.a極上，N2H4失電子，與電解質(zhì)溶液中的氫氧根離子反應(yīng)生成氮氣和水，電極反應(yīng)式為：

N2H4+4OH--4e-=N2T+4H2O,B錯誤；

C.b為正極，放電時，電流從正極b經(jīng)過負(fù)載流向a電極，電子從a電極到b電極，C正確；

D.放電時陰離子向負(fù)極移動，陽離子向正極移動，K+從負(fù)極移向正極，D錯誤；

答案選ACo

18.(1)增大氣體與其他反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料利用率b

O2+4e+2H2O=4OH

⑵增大增大

(3)2Li+O2=Li2O2Li與水劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生易爆的H2,存在安全隱患(或其他合理答案)

(4)30

【詳解】(1)電極采用多孔結(jié)構(gòu)的原因是增大氣體與其他反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料利

用率；正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，所以通入氧氣的b電極為正極，電極反應(yīng)式為O?+4e-+2H2O=4OH；

(2)由電極反應(yīng)式Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2可知，負(fù)極由Zn轉(zhuǎn)化