第02講 原電池、化學(xué)電源（練習(xí)）（教師版） 2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（新教材新高考）

第02講原電池、化學(xué)電源目錄01模擬基礎(chǔ)練【題型三】原電池工作原理【題型三】一次電池【題型三】二次電池【題型三】燃料電池02重難創(chuàng)新練03真題實(shí)戰(zhàn)練題型一原電池工作原理1．銀鋅電池是一種常見化學(xué)電源，其反應(yīng)原理：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag。其工作示意圖如下。下列說法不正確的是()A．Zn電極是負(fù)極B．Ag2O電極發(fā)生還原反應(yīng)C．Zn電極的電極反應(yīng)式：Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2D．放電前后電解質(zhì)溶液的pH保持不變【答案】D【解析】反應(yīng)中鋅失去電子，Zn電極是負(fù)極，A正確；Ag2O得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，B正確；電解質(zhì)溶液顯堿性，Zn電極的電極反應(yīng)式：Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2，C正確；根據(jù)方程式可知消耗水，且產(chǎn)生氫氧化鋅，氫氧根濃度增大，放電后電解質(zhì)溶液的pH升高，D錯(cuò)誤。2．根據(jù)光合作用原理，設(shè)計(jì)如圖原電池裝置。下列說法正確的是()A．a(chǎn)電極為原電池的正極B．外電路電流方向是a→bC．b電極的電極反應(yīng)式為：O2＋2e－＋2H＋=H2O2D．a(chǎn)電極上每生成1molO2，通過質(zhì)子交換膜的H＋為2mol【答案】C【解析】根據(jù)圖示可知，a電極上H2O轉(zhuǎn)化為H＋和O2，發(fā)生氧化反應(yīng)，則a電極為原電池的負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；a電極為負(fù)極，b電極為正極，外電路電流方向應(yīng)從正極到負(fù)極，即b→a，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)圖示可知，b電極上O2得電子轉(zhuǎn)化為H2O2，電極反應(yīng)式為：O2＋2e－＋2H＋=H2O2，C項(xiàng)正確；a電極上每生成1molO2，轉(zhuǎn)移4mol電子，則通過質(zhì)子交換膜的H＋為4mol，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測(cè)環(huán)境中NH3的含量，其工作原理示意圖如圖所示。下列說法正確的是()A．b極的電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-=4OH-B．溶液中OH-向電極b移動(dòng)C．NH3的還原產(chǎn)物為N2D．電流方向：由a經(jīng)外電路到b【答案】A【解析】由圖中信息可知，a電極上NH3失去電子生成N2，為負(fù)極，電極反應(yīng)為2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；b電極作正極，電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-=4OH-；N2為氧化產(chǎn)物；OH-由b極移向a極；電流由b經(jīng)外電路到a。4．下圖Ⅰ、Ⅱ分別是甲、乙兩組同學(xué)將反應(yīng)“AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋AsOeq\o\al(3－,3)＋I(xiàn)2＋H2O”設(shè)計(jì)成的原電池裝置，其中C1、C2均為碳棒。甲組向圖Ⅰ燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸；乙組向圖ⅡB燒杯中逐滴加入適量40%NaOH溶液。下列敘述中正確的是()A．甲組操作時(shí)，電流計(jì)(G)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B．甲組操作時(shí)，溶液顏色變淺C．乙組操作時(shí)，C2做正極D．乙組操作時(shí)，C1上發(fā)生的電極反應(yīng)為I2＋2e－=2I－【答案】D【解析】裝置Ⅰ中的反應(yīng)，AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋AsOeq\o\al(3－,3)＋I(xiàn)2＋H2O，當(dāng)加入適量濃鹽酸時(shí)，平衡向右移動(dòng)，有電子轉(zhuǎn)移，但電子不會(huì)沿導(dǎo)線通過，所以甲組操作，電流計(jì)(G)指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但由于I2濃度增大，所以溶液顏色變深。向裝置ⅡB燒杯中加入NaOH溶液中，AsOeq\o\al(3－,3)－2e－＋2H2O=AsOeq\o\al(3－,4)＋2H＋，電子沿導(dǎo)線到C1棒，I2＋2e－=2I－，所以C2為負(fù)極，C1為正極。題型二一次電池5．(2023·遼寧省錦州市高三統(tǒng)考)我國科學(xué)家設(shè)計(jì)的“海泥電池”，既可用于深海水下儀器的電源補(bǔ)給，又有利于海洋環(huán)境污染治理，其中微生物代謝產(chǎn)物顯酸性，電池工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．A電極的電勢(shì)高于B電極B．質(zhì)子從海底沉積層通過交接面向海水層移動(dòng)C．負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH2O-4e-+H2O=CO2+4H+D．海水和海泥作為電解質(zhì)的一部分，富含鹽分，導(dǎo)電性高，有利于輸出電能【答案】C【解析】由圖可知，A極物質(zhì)由氧氣轉(zhuǎn)化為水，化合價(jià)降低，所以A極是正極，B極是負(fù)極。A項(xiàng)，A極是正極，B極是負(fù)極，正極的電勢(shì)高于負(fù)極電勢(shì)，所以A電極的電勢(shì)高于B電極，故A正確；B項(xiàng)，A極是正極，B極是負(fù)極，質(zhì)子帶正電荷，放電時(shí)向正極移動(dòng)，所以質(zhì)子從海底沉積層通過交接面向海水層移動(dòng)，故B正確；C項(xiàng)，CH2O在微生物作用下與硫酸根離子反應(yīng)生成CO2和HS-，并不是在負(fù)極的電極反應(yīng)，負(fù)極上HS-失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫單質(zhì)，電極反應(yīng)式為：HS--2e-=S↓+H+，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，海水和海泥作為電解質(zhì)一部分，富含鹽分，可增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，有利于電池電能的輸出，故D正確；故選C。6．一種鋰電池的工作原理如圖所示，正極反應(yīng)被可以在正極區(qū)和氧化罐間循環(huán)流通，氧化罐中加入的(NH4)2S2O8可以將Fe2+氧化、自身被還原為SO42-。下列關(guān)于該電池的說法正確的是()A．電池放電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．放電時(shí)Li+由正極區(qū)移向負(fù)極區(qū)C．放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)為D．氧化SO42-罐中反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++S2O82-=2Fe3++2SO42-【答案】D【解析】A項(xiàng)，原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，放電時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，放電時(shí)原電池內(nèi)部陽離子向正極移動(dòng)，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，放電時(shí)的負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Li-e-=Li+，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，氧化罐中加入的(NH4)2S2O8可以將Fe2+氧化為Fe3+，自身被還原為SO42-，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe2++S2O82-=2Fe3++2SO42-，D正確；故選D。7．濃差電池指電池內(nèi)物質(zhì)變化僅是一種物質(zhì)從高濃度狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜐舛葼顟B(tài)且伴隨著吉布斯自由能轉(zhuǎn)變成電能的過程的一類電池。濃差電池示意圖如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是()A．a(chǎn)極為原電池的負(fù)極B．c為Cu2+交換膜C．電流計(jì)指針指向0時(shí)，兩極的CuSO4溶液濃度相等D．轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，右池增重48g【答案】C【解析】左側(cè)硫酸銅溶液濃度大，所以左側(cè)電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu，為正極，右側(cè)硫酸銅溶液濃度小，所以右側(cè)電極反應(yīng)為Cu-2e-=Cu2+，為負(fù)極。根據(jù)分析可知，a極為原電池正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；左側(cè)消耗Cu2+，右側(cè)生成Cu2+，為了平衡電荷，左側(cè)的SO42-需遷移到右側(cè)，所以c為陰離子交換膜，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)濃差電池的定義可知，當(dāng)兩室硫酸銅溶液濃度相等時(shí)，將不再產(chǎn)生電流，C項(xiàng)正確；轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，右池生成0.5molCu2+，0.5molSO428．(2024·浙江省浙江省舟山中學(xué)適應(yīng)性考試)利用如圖裝置，工業(yè)上燃料燃燒產(chǎn)生的SO2廢氣可與O2協(xié)同轉(zhuǎn)化為重要的化工原料。下列說法不正確的是()A．電極A為負(fù)極，X為陰離子交換膜B．電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為：O2+4e-+4H+=2H2OC．電池工作時(shí)，消耗O2、SO2物質(zhì)的量之比為1：1D．電池工作段時(shí)間后，右室中電解質(zhì)溶液的pH無明顯變化【答案】B【解析】A項(xiàng)，電極A亞硫酸根失去電子生成硫酸根離子，發(fā)生氧化反應(yīng)，A為負(fù)極，陰離子OH-向負(fù)極移動(dòng)，X為陰離子交換膜，A正確；B項(xiàng)，電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為：O2+2e-+2H+=H2O2，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電池工作時(shí)，1molSO2與OH-離子反應(yīng)生成1mol亞硫酸根離子，1mol亞硫酸根離子失去2mol電子生成硫酸根離子，1molO2得到1mol電子生成H2O2，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量相等時(shí)，消耗O2、SO2物質(zhì)的量之比為1：1，C正確；D項(xiàng)，電池工作段時(shí)間后，右室發(fā)生O2+2e-+2H+=H2O2，2mol電子轉(zhuǎn)移消耗2molH+，同時(shí)氫離子通過離子交換膜Y轉(zhuǎn)移2molH+離子，溶液中氫離子濃度不變，電解質(zhì)溶液的pH無明顯變化，D正確；故選B。9．(2024·河北省邯鄲市部分學(xué)校高三聯(lián)考)香港城市大學(xué)化學(xué)工作者首次提出了電池(如圖)，該電池使用N2為原料，以離子液體()為電解質(zhì)，既實(shí)現(xiàn)了能量的存儲(chǔ)，又實(shí)現(xiàn)了的生產(chǎn)，和堿反應(yīng)能產(chǎn)生NH3，可進(jìn)一步生產(chǎn)氮肥。下列說法錯(cuò)誤的是()A．極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．電池總反應(yīng)為2C．石墨烯電極反應(yīng)式為D．生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6LNH3，電池中轉(zhuǎn)移3mol電子【答案】D【解析】A項(xiàng)，根據(jù)圖中原電池的結(jié)構(gòu)，極為負(fù)極，極電極反應(yīng)式為，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；B項(xiàng)，石墨烯電極為正極，正極反應(yīng)式為，極電極反應(yīng)式為，所以電池總反應(yīng)為2，故B正確；C項(xiàng)，石墨烯電極為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)式為，故C正確；D項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6LNH3的物質(zhì)的量為1.5mol，和堿反應(yīng)產(chǎn)生NH3的反應(yīng)離子方程式為↑，生成1.5mol氨氣消耗1.5molAlN，根據(jù)2，電池中轉(zhuǎn)移了4.5mol電子，故D錯(cuò)誤；故選D。題型三二次電池10．(2024·浙江省金麗衢十二校高三下學(xué)期第二次聯(lián)考)鋅-空氣電池可用作電動(dòng)車的動(dòng)力電源。該電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，總反應(yīng)為：2Zn+O2+4OH-+2H2O=[Zn(OH)4]2-。下列有關(guān)說法不正確的是()A．充電時(shí)，鋅連接電源負(fù)極B．充電時(shí)，陽極反應(yīng)為4OH??4e?=2H2O+O2↑C．放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中向正極移動(dòng)D．放電時(shí)，電路中通過電子，可消耗11.2LO2【答案】D【解析】放電時(shí)，鋅為負(fù)極，轉(zhuǎn)化為[Zn(OH)4]2-，通空氣一極為正極，轉(zhuǎn)化為氫氧根離子，充電時(shí)，鋅連接電源負(fù)極。A項(xiàng)，充電時(shí)，鋅連接電源負(fù)極，A正確；B項(xiàng)，充電時(shí)，氫氧根離子轉(zhuǎn)化為氧氣，陽極反應(yīng)為4OH??4e?=2H2O+O2↑，B正確；C項(xiàng)，放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動(dòng)，K+向正極移動(dòng)，C正確；D項(xiàng)，未告訴標(biāo)準(zhǔn)狀況，不可算O2的體積，D錯(cuò)誤；故選D。11． Li/SO2電池具有輸出功率高和低溫性能好等特點(diǎn)，其電解質(zhì)是LiBr，溶劑是碳酸丙烯酯和乙腈，電池反應(yīng)式為2Li＋2SO2Li2S2O4。下列說法正確的是()A．該電池反應(yīng)為可逆反應(yīng)B．放電時(shí)，Li＋向負(fù)極移動(dòng)C．充電時(shí)，陰極反應(yīng)式為L(zhǎng)i＋＋e－=LiD．該電池的電解質(zhì)溶液可以換成LiBr的水溶液【答案】C【解析】電池的放電和充電是在不同的反應(yīng)條件下發(fā)生的，故該電池反應(yīng)不能叫可逆反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤。放電時(shí)，Li＋向正極移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤。充電時(shí)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)：Li＋＋e－=Li，C項(xiàng)正確。若電解質(zhì)溶液換成LiBr的水溶液，則堿金屬鋰會(huì)和水發(fā)生反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。12．某種可充電聚合物鋰離子電池放電時(shí)的反應(yīng)為L(zhǎng)i1－xCoO2＋LixC6=6C＋LiCoO2，其工作原理示意圖如右。下列說法不正確的是()A．放電時(shí)LixC6發(fā)生氧化反應(yīng)B．充電時(shí)，Li＋通過陽離子交換膜從左向右移動(dòng)C．充電時(shí)將電池的負(fù)極與外接電源的負(fù)極相連D．放電時(shí)，電池的正極反應(yīng)為L(zhǎng)i1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2【答案】B【解析】放電時(shí)，負(fù)極：LixC6－xe－=xLi＋＋6C；正極：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋=LiCoO2充電時(shí)，陰極：xLi＋＋6C＋xe－=LixC6；陽極：LiCoO2－xe－=xLi＋＋Li1－xCoO213．一種新型鎂硫電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A．該電池使用堿性電解質(zhì)水溶液B．充電時(shí)，電子從硫電極流出C．使用的隔膜是陰離子交換膜D．放電時(shí)，正極反應(yīng)包括3Mg2++MgS8-6e-=4MgS2【答案】B【解析】Mg為活潑金屬，所以放電時(shí)Mg被氧化，Mg電極為負(fù)極，聚合物電極為正極。若用堿性電解質(zhì)水溶液，則負(fù)極生成的Mg2+會(huì)轉(zhuǎn)化成Mg(OH)2沉淀，降低電池效率，A項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)Mg電極發(fā)生氧化反應(yīng)，充電時(shí)Mg電極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即電子從硫電極流出，流入Mg電極，B項(xiàng)正確；據(jù)圖可知，Mg2+要通過隔膜移向正極參與電極反應(yīng)，所以使用的隔膜是陽離子交換膜，C項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)為原電池，正極發(fā)生還原反應(yīng)，包括3Mg2++MgS8+6e-=4MgS2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。14．中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研發(fā)出一種高性能的鈣離子電池：以溶有六氟磷酸鈣Ca(PF6)2的碳酸酯類溶劑為電解液，放電時(shí)合金Ca7Sn6發(fā)生去合金化反應(yīng)，陰離子(PF6(已知：比能量為單位質(zhì)量的電極放出電能的大小)A．此高性能的鈣離子電池放電時(shí)，化學(xué)能可以全部轉(zhuǎn)化為電能B．放電時(shí)，a電極的電極反應(yīng)為Ca7Sn6-14e-=7Ca2++6SnC．充電時(shí)，b電極接電源的負(fù)極D．與鋰離子電池相比較，鈣離子電池具有材料儲(chǔ)量豐富、比能量高的優(yōu)點(diǎn)【答案】B【解析】該裝置為原電池，電池放電時(shí)，化學(xué)能除了轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽€有一部分轉(zhuǎn)化為熱能，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)圖示可知，鈣離子向b電極移動(dòng)，因此a電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Ca7Sn6-14e-=7Ca2++6Sn，B項(xiàng)正確；b電極為原電池的正極，充電時(shí)，b電極應(yīng)接電源的正極，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于鈣的相對(duì)原子質(zhì)量大于鋰，所以單位質(zhì)量的鈣離子電極放出電能低于鋰離子電池，鈣離子電池比能量比鋰離子電池的低，D項(xiàng)錯(cuò)誤。15．(2024·浙江省嘉興市高三下學(xué)期二模)水系雙離子電池原理如圖所示，下列有關(guān)敘述正確的是()A．放電時(shí)，電極a作電源的正極，Cu3(PO4)2發(fā)生氧化反應(yīng)最終變?yōu)镃uB．充電時(shí)，水系電池中，a電極附近溶液的堿性增強(qiáng)C．充電時(shí)，b電極上的電極反應(yīng)式為Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+D．當(dāng)1molCu3(PO4)2完全放電時(shí)，則b電極質(zhì)量減輕138g【答案】D【解析】由圖可知，放電時(shí)為原電池，a極上Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu、發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，b極上Na0.44MnO2→Na0.44-xMnO2、發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，則a極為正極、b極為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Na0.44MnO2-xe-═Na0.44-xMnO2+xNa+，充電時(shí)為電解池，原電池的正負(fù)極分別與電源的正負(fù)極相接，即a極為陽極、b極為陰極，陰陽極反應(yīng)與負(fù)正極反應(yīng)相反。A項(xiàng)，放電時(shí)為原電池，a極為正極、b極為負(fù)極，Cu3(PO4)2發(fā)生還原反應(yīng)最終變?yōu)镃u，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，充電時(shí)為電解池，a極為陽極、b極為陰極，陽極上OH-失電子生成水，陽極附近的堿性減弱，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，充電時(shí)為電解池，a極為陽極、b極為陰極，陰極反應(yīng)式為Na0.44-xMnO2+xNa++xe-=Na0.44MnO2，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，放電時(shí)為原電池，a極上發(fā)生反應(yīng)Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu，則1molCu3(PO4)2完全放電時(shí)，轉(zhuǎn)移電子6mol，有6molNa+發(fā)生遷移，則b電極質(zhì)量減輕6mol×23g/mol=138g，故D正確；故選D。題型四燃料電池16．(2023·浙江省精誠聯(lián)盟高三三模)內(nèi)部重整式高溫燃料電池具有良好的商業(yè)化前景，其基本工作原理(以CH4為原料，熔融碳酸鹽為電解質(zhì))如圖所示。下列說法正確的是()A．b極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)B．電子流向：a極→導(dǎo)線→b極→電解質(zhì)→a極C．a(chǎn)極電極反應(yīng)為CH4-D．該電池所用的隔膜一定屬于陽離子交換膜【答案】A【解析】由裝置可知a電極上CO和H2失電子生成CO2和H2O，則a極為負(fù)極，b極為正極，b電極上O2得電子結(jié)合CO2生成CO32-，CH4和水反應(yīng)生成CO和H2。A項(xiàng)，由以上分析可知b極為正極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；B項(xiàng)，電子不經(jīng)過電解質(zhì)，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，a極反應(yīng)物不是甲烷，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，故隔膜允許碳酸根離子通過，為陰離子交換膜，故D錯(cuò)誤；故選A。17．一種新型中溫全瓷鐵-空氣電池，其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)該電池放電時(shí)的說法正確的是()A．a(chǎn)極發(fā)生氧化反應(yīng)B．正極的電極反應(yīng)為FeOx+2xe-=Fe+xO2-C．若有22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)空氣參與反應(yīng)，則電路中有4mol電子轉(zhuǎn)移D．鐵表面發(fā)生的反應(yīng)為xH2O(g)+Fe=FeOx+xH2【答案】D【解析】a極通入空氣，O2在該電極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；O2在正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O2+4e-=2O2-，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電路中有4mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，正極上消耗1molO2，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4L，則通入空氣的體積約為22.4L×5=112L，C項(xiàng)錯(cuò)誤。18．鎂-空氣電池是一種新型燃料電池，其工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．金屬M(fèi)g電極為負(fù)極，其電勢(shì)低于空氣電極的電勢(shì)B．電子流向：Mg電極→導(dǎo)線→空氣電極→電解質(zhì)溶液→Mg電極C．電池總反應(yīng)為2Mg+O2+2H2O2Mg(OH)2D．回收后的氫氧化鎂經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化，可重新制成鎂錠循環(huán)利用【答案】B【解析】電子流向：Mg電極→導(dǎo)線→空氣電極，電解質(zhì)溶液中沒有電子移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤。19．乙烯催化氧化成乙醛的反應(yīng)可設(shè)計(jì)成如圖所示的燃料電池，能在制備乙醛的同時(shí)獲得電能，其總反應(yīng)為2CH2CH2+O22CH3CHO。下列有關(guān)說法正確的是()A．a(chǎn)電極發(fā)生還原反應(yīng)B．放電時(shí)，每轉(zhuǎn)移2mol電子，理論上需要消耗28g乙烯C．b極的電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-D．電子移動(dòng)方向：電極a→磷酸溶液→電極b【答案】B【解析】由題圖可知，a電極通入乙烯，為負(fù)極，放電時(shí)乙烯發(fā)生氧化反應(yīng)生成乙醛，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電解質(zhì)溶液顯酸性，b電極通入氧氣，放電后生成水，電極反應(yīng)為O2+4e-+4H+=2H2O，C項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)電子從負(fù)極通過外電路向正極移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。20．一種高性能的直接硼氫燃料電池如圖所示，其總反應(yīng)為BHeq\o\al(－,4)＋2O2=BOeq\o\al(－,2)＋2H2O。該電池工作時(shí)，下列說法正確的是()A．電子由Pt電極經(jīng)外電路、石墨電極、NaOH溶液回到Pt電極B．負(fù)極反應(yīng)式為BHeq\o\al(－,4)－8e－＋8OH－=BOeq\o\al(－,2)＋6H2OC．OH－透過陰離子交換膜向石墨電極遷移D．外電路通過0.4mol電子時(shí)，有2.24LO2在石墨電極上參與反應(yīng)【答案】B【解析】在外電路中，電子由負(fù)極Pt電極經(jīng)導(dǎo)線流向正極石墨電極，而在內(nèi)電路中離子定向移動(dòng)，電子不能進(jìn)入到電解質(zhì)溶液中，A錯(cuò)誤；依據(jù)裝置圖可知Pt電極為負(fù)極，負(fù)極上BHeq\o\al(－,4)失去電子被氧化變?yōu)锽Oeq\o\al(－,2)，由于電解質(zhì)溶液顯堿性，含有大量的OH－，故負(fù)極的電極反應(yīng)式為BHeq\o\al(－,4)－8e－＋8OH－=BOeq\o\al(－,2)＋6H2O，B正確；溶液中的陰離子OH－應(yīng)該向正電荷較多的負(fù)極(Pt)遷移，C錯(cuò)誤；沒有指明反應(yīng)條件是否是“標(biāo)準(zhǔn)狀況”，因此不能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算，D錯(cuò)誤。1．(2024·浙江省強(qiáng)基聯(lián)盟高三聯(lián)考)已二腈[NC（CH2）4CN]是合成尼龍-66的中間體。某小組利用多組濃差電池為電源，以丙烯腈（CH2=CHCN）為原料通過電解法合成己二腈的原理示意圖如下(銅電極質(zhì)量均為)：下列說法不正確的是()A．銅電極(1)為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)B．當(dāng)甲室兩電極質(zhì)量差為6.4時(shí)，理論上可生成0.1mol己二腈C．乙室可選用陽離子交換膜，H+向左移動(dòng)D．石墨電極(1)的電極反應(yīng)式為2CH2=CHCN+2H++NC（CH2）4CN【答案】B【解析】濃差電池中，根據(jù)甲室隔膜兩側(cè)溶液的濃度，Cu(2)失去電子，故電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+，Cu(1)電極為正極，電極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu，則電解槽中C(1)極為陰極、C(2)極為陽極，陽極上水失電子生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)為：2H2O-4e-=O2↑+4H+，陰極上丙烯腈合成己二腈得電子。A項(xiàng)，根據(jù)甲室隔膜兩側(cè)溶液的濃度，Cu(2)失去電子，故電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+，Cu(1)電極為正極，電極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，A正確；B項(xiàng)，當(dāng)甲室兩電極質(zhì)量差為6.4時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1mol，由2CH2=CHCN+2H++NC（CH2）4CN可知，制備0.05mol己二腈，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)乙室陽極、陰極的反應(yīng)，乙室選用陽離子交換膜，H+移向陰極，C正確；D項(xiàng)，石墨電極(1)的電極反應(yīng)式為2CH2=CHCN+2H++NC（CH2）4CN，D正確；故選B。2．(2024·浙江省三校高三聯(lián)考選考模擬)科學(xué)家研發(fā)了一種新型短路膜電池，利用這種電池可以消除空氣中的CO2，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A．甲電極為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．乙電極的電極反應(yīng)式為：H2+2HCO3-+2e-=2H2O+2CO2C．電子流向：負(fù)極→電解質(zhì)→正極D．當(dāng)捕獲的CO2時(shí)，理論上轉(zhuǎn)移2mol電子【答案】C【解析】由圖可知乙電極通入的是氫氣，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)是負(fù)極，甲電極一端通入的是二氧化碳，發(fā)生還原反應(yīng)是正極，短路膜中可以移動(dòng)的有電子和離子。A項(xiàng)，甲電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，乙電極為負(fù)極發(fā)生失電子反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：H2+2HCO3--2e-=2H2O+2CO2，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，從示意圖可知，電子通過短路膜，因此電子流向：負(fù)極→電解質(zhì)→正極，C正確；D項(xiàng)，沒有注明標(biāo)準(zhǔn)狀況條件下，D錯(cuò)誤；故選C。3．(2023·浙江省東陽中學(xué)高三模擬)鈉硒電池是一類以單質(zhì)硒或含硒化合物為正極、金屬鈉為負(fù)極的新型電池，具有能量密度大、導(dǎo)電率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。以Cu2-xSe填充碳納米管作為正極材料的一種鈉硒電池工作原理如圖所示，充放電過程中正極材料立方晶胞內(nèi)未標(biāo)出因放電產(chǎn)生的0價(jià)Cu原子。下列說法錯(cuò)誤的是()A．每個(gè)Cu2-xSe晶胞中Cu2+個(gè)數(shù)為4xB．在Na2Se晶胞結(jié)構(gòu)中，Se2-占據(jù)的位置是項(xiàng)點(diǎn)和面心C．充分放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為Cu2-xSe+2Na++2e-=Na2Se+(2-x)CuD．充電時(shí)外電路中轉(zhuǎn)移lmol電子，兩極質(zhì)量變化差為23g【答案】D【解析】由題意可知，Cu2-xSe填充碳納米管作為正極材料，鈉較為活潑，鈉為負(fù)極材料；A項(xiàng)，根據(jù)“均攤法”，每個(gè)Cu2-xSe晶胞中含個(gè)Se，則晶胞內(nèi)銅離子、亞銅離子和為4×(2-x)個(gè)，設(shè)銅離子、亞銅離子分別為a、b，則a+b=4×(2-x)，由化合價(jià)代數(shù)和為零可知，2a+b=4×2，解得a=4x，故A正確；B項(xiàng)，由晶胞圖示可知，在Na2Se晶胞結(jié)構(gòu)中，Se2-占據(jù)的位置是項(xiàng)點(diǎn)和面心，故B正確；C項(xiàng)，充分放電時(shí)，正極Cu2-xSe得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成零價(jià)銅，電極反應(yīng)式為Cu2-xSe+2Na++2e-=Na2Se+(2-x)Cu，故C正確；D項(xiàng)，充電時(shí)外電路中轉(zhuǎn)移lmol電子，陽極釋放出1mol鈉離子，質(zhì)量減小23g，陰極生成1mol鈉，質(zhì)量增加23g，兩極質(zhì)量變化差為46g，故D錯(cuò)誤；故選D。4．光催化微生物燃料電池的工作原理如圖所示：已知：電極a在光激發(fā)條件下會(huì)產(chǎn)生電子(e-)-空穴(h+)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．電極電勢(shì)：電極a>電極bB．光激發(fā)時(shí)，光生電子會(huì)與O2結(jié)合，光生空穴會(huì)與電極b產(chǎn)生的電子結(jié)合C．電極b發(fā)生的電極反應(yīng)式為D．電池工作一段時(shí)間后，右側(cè)溶液pH保持不變(不考慮CO2的溶解)【答案】C【解析】A項(xiàng)，根據(jù)題圖信息判斷，(C6H10O5)n在電極b上失電子，轉(zhuǎn)化為CO2，則電極b為負(fù)極，電極a為正極，原電池中，正極的電極電勢(shì)高于負(fù)極的電極電勢(shì)，則電極電勢(shì)：電極a>電極b，A正確；B項(xiàng)，根據(jù)題圖信息判斷，電極a在光激發(fā)條件下會(huì)產(chǎn)生電子(e-)、空穴(h+)，光生電子會(huì)與O2結(jié)合，光生空穴會(huì)與電極b產(chǎn)生的電子結(jié)合，B正確；C項(xiàng)，根據(jù)得失電子守恒判斷，電極b發(fā)生的電極反應(yīng)式為，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)電極反應(yīng)判斷，每轉(zhuǎn)移24nmol電子時(shí)，右側(cè)溶液中生成24nmolH+，同時(shí)會(huì)有24nmolH+通過陽離子交換膜移向左側(cè)溶液，則右側(cè)溶液的pH保持不變，D正確；故選C。5．（2024·山東省泰安市高三四模）我國科學(xué)家發(fā)明了一種以和MnO2為電極材料的新型電池，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示，其中①區(qū)、②區(qū)、③區(qū)電解質(zhì)溶液的酸堿性不同。放電時(shí)，電極材料學(xué)轉(zhuǎn)化為下列說法錯(cuò)誤的是()A．放電時(shí)，電子從b電極經(jīng)過導(dǎo)線傳導(dǎo)到a電極B．放電時(shí)，a電極的電極反應(yīng)式為MnO2+4H++2e?=Mn2++2H2OC．充電時(shí)，③區(qū)溶液堿性增強(qiáng)D．充電一段時(shí)間后，②區(qū)K2SO4濃度增大【答案】D【解析】放電時(shí)，電極材料轉(zhuǎn)化為，電極反應(yīng)-2ne-=+2nK+，是原電池的負(fù)極，陽離子增多需要通過陽離子交換膜進(jìn)入②區(qū)；二氧化錳得到電子變成錳離子，是原電池的正極，電極反應(yīng)：MnO2+4H?+2e?=Mn2++2H2O，陽離子減少，多余的陰離子需要通過陰離子交換膜進(jìn)入②區(qū)，故③為堿性溶液是電極，b為負(fù)極，①為酸性溶液是二氧化錳電極，a為正極。A項(xiàng)，放電時(shí)，電子從負(fù)極到正極，所以b電極經(jīng)過導(dǎo)線傳導(dǎo)到a電極，A正確；B項(xiàng)，放電時(shí)，a電極為正極，電極反應(yīng)式為MnO2+4H?+2e?=Mn2++2H2O，B正確；C項(xiàng)，充電時(shí)，b電極方程式為：+2nK++2ne-=，③區(qū)溶液堿性在增強(qiáng)，C正確；D項(xiàng)，充電時(shí)，②區(qū)溶液中SO42-向①區(qū)遷移，②區(qū)K2SO4濃度減小，D錯(cuò)誤；故選D。1．(2023?山東卷，11)利用熱再生氨電池可實(shí)現(xiàn)電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、乙兩室均預(yù)加相同的電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是()A．甲室電極為正極B．隔膜為陽離子膜C．電池總反應(yīng)為：D．NH3擴(kuò)散到乙室將對(duì)電池電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生影響【答案】CD【解析】A項(xiàng)，向甲室加入足量氨水后電池開始工作，則甲室電極溶解，變?yōu)殂~離子與氨氣形成，因此甲室電極為負(fù)極，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，再原電池內(nèi)電路中陽離子向正極移動(dòng)，若隔膜為陽離子膜，電極溶解生成的銅離子要向右側(cè)移動(dòng)，通入氨氣要消耗銅離子，顯然左側(cè)陽離子不斷減小，明顯不利于電池反應(yīng)正常進(jìn)行，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，左側(cè)負(fù)極是，正極是，則電池總反應(yīng)為：，故C正確；D項(xiàng)，NH3擴(kuò)散到乙室會(huì)與銅離子反應(yīng)生成，銅離子濃度降低，銅離子得電子能力減弱，因此將對(duì)電池電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生影響，故D正確。故選CD。2．(2023?全國新課標(biāo)卷，10)一種以V2O5和Zn為電極、Zn(CF3SO3)2水溶液為電解質(zhì)的電池，其示意圖如下所示。放電時(shí)，Zn2+可插入V2O5層間形成·。下列說法錯(cuò)誤的是()A．放電時(shí)V2O5為正極B．放電時(shí)Zn2+由負(fù)極向正極遷移C．充電總反應(yīng)：·D．充電陽極反應(yīng)：·【答案】C【解析】由題中信息可知，該電池中Zn為負(fù)極、V2O5為正極，電池的總反應(yīng)為·。A項(xiàng)，由題信息可知，放電時(shí)，Zn2+可插入V2O5層間形成·，V2O5發(fā)生了還原反應(yīng)，則放電時(shí)V2O5為正極，A正確；B項(xiàng)，Zn為負(fù)極，放電時(shí)Zn失去電子變?yōu)閆n2+，陽離子向正極遷移，則放電時(shí)Zn2+由負(fù)極向正極遷移，B正確；C項(xiàng)，電池在放電時(shí)的總反應(yīng)為·，則其在充電時(shí)的總反應(yīng)為·，C不正確；D項(xiàng)，充電陽極上·被氧化為V2O5，則陽極的電極反應(yīng)為·，D正確；故選C。 3．(2022?全國乙卷，12)Li-O2電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來科學(xué)家研究了一種光照充電Li-O2電池(如圖所示)。光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子(e-)和空穴(h+)，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)(Li++e-=Li+)和陽極反應(yīng)(Li2O2+2h+=2Li++O2)對(duì)電池進(jìn)行充電。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．充電時(shí)，電池的總反應(yīng)Li2O2=2Li+O2B．充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C．放電時(shí)，Li+從正極穿過離子交換膜向負(fù)極遷移D．放電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)O2+2Li++2e-=Li2O2【答案】C【解析】充電時(shí)光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)(Li++e-=Li+)和陽極反應(yīng)(Li2O2+2h+=2Li++O2)，則充電時(shí)總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2=2Li+O2，結(jié)合圖示，充電時(shí)金屬Li電極為陰極，光催化電極為陽極；則放電時(shí)金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極。A項(xiàng)，光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)對(duì)電池進(jìn)行充電，結(jié)合陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)，充電時(shí)電池的總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2=2Li+O2，A正確；充電時(shí)，光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，陰極反應(yīng)與電子有關(guān)，陽極反應(yīng)與空穴有關(guān)，故充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，B正確；C項(xiàng)，放電時(shí)，金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極，Li+從負(fù)極穿過離子交換膜向正極遷移，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，放電時(shí)總反應(yīng)為2Li+O2=Li2O2，正極反應(yīng)為O2+2Li++2e-=Li2O2，D正確；故選C。4．(2022?遼寧省選擇性考試，14)某儲(chǔ)能電池原理如圖。下列說法正確的是()A．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+B．放電時(shí)Cl-透過多孔活性炭電極向CCl4中遷移C．放電時(shí)每轉(zhuǎn)移1mol電子，理論上CCl4吸收0.5molCl2D．充電過程中，NaCl溶液濃度增大【答案】A【解析】放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，正極反應(yīng)：Cl2+2e-=2Cl-，消耗氯氣，放電時(shí)，陰離子移向負(fù)極，充電時(shí)陽極：2Cl--2e-=Cl2，由此解析。A項(xiàng)，放電時(shí)負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，故A正確；B項(xiàng)，放電時(shí)，陰離子移向負(fù)極，放電時(shí)Cl-透過多孔活性炭電極向NaCl中遷移，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，放電時(shí)每轉(zhuǎn)移1mol電子，正極：Cl2+2e-=2Cl-，理論上CCl4釋放0.5molCl2，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，充電過程中，陽極：2Cl--2e-=Cl2，消耗氯離子，NaCl溶液濃度減小，故D錯(cuò)誤；故選A。5．(2022?山東卷，13)設(shè)計(jì)如圖裝置回收金屬鈷。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成CO2，將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2轉(zhuǎn)化為Co2+，工作時(shí)保持厭氧環(huán)境，并定時(shí)將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì)，右側(cè)裝置為原電池。下列說法正確的是()A．裝置工作時(shí)，甲室溶液pH逐漸增大B．裝置工作一段時(shí)間后，乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸C．乙室電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2+2H2O+e-+4H+=Li++Co2++4OH-D．若甲室Co2+減少200mg，乙室Co2+增加300mg，則此時(shí)已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移【答案】BD【解析】A項(xiàng)，依據(jù)題意右側(cè)裝置為原電池，電池工作時(shí)，甲室中細(xì)菌上乙酸鹽的陰離子失去電子被氧化為CO2氣體，Co2+在另一個(gè)電極上得到電子，被還原產(chǎn)生Co單質(zhì)，CH3COO-失去電子后，Na+通過陽膜進(jìn)入陰極室，溶液變?yōu)镹aCl溶液，溶液由堿性變?yōu)橹行?，溶液pH減小，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，對(duì)于乙室，正極上LiCoO2得到電子，被還原為Co2+，同時(shí)得到Li+，其中的O與溶液中的H+結(jié)合H2O，因此電池工作一段時(shí)間后應(yīng)該補(bǔ)充鹽酸，B正確；C項(xiàng)，電解質(zhì)溶液為酸性，不可能大量存在OH-，乙室電極反應(yīng)式為：LiCoO2+e-+4H+=Li++Co2++2H2O，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，若甲室Co2+減少200mg，電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量為n(e-)=，乙室Co2+增加300mg，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為n(e-)=，說明此時(shí)已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移，D正確；故選BD。6．(2021?河北選擇性考試，9)K—O2電池結(jié)構(gòu)如圖，a和b為兩個(gè)電極，其中之一為單質(zhì)鉀片。關(guān)于該電池，下列說法錯(cuò)誤的是()A．隔膜允許K+通過，不允許O2通過B．放電時(shí)，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極；充電時(shí)，b電極為陽極C．產(chǎn)生1Ah電量時(shí)，生成KO2的質(zhì)量與消耗O2的質(zhì)量比值約為2.22D．用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗3.9g鉀時(shí)，鉛酸蓄電池消耗0.9g水【答案】D【解析】由圖可知，a電極為原電池的負(fù)極，單質(zhì)鉀片失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鉀離子，電極反應(yīng)式為K—e-=K+，b電極為正極，在鉀離子作用下，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成超氧化鉀。A項(xiàng)，金屬性強(qiáng)的金屬鉀易與氧氣反應(yīng)，為防止鉀與氧氣反應(yīng)，電池所選擇隔膜應(yīng)允許K+通過，不允許O2通過，故A正確；B項(xiàng)，由分析可知，放電時(shí)，a為負(fù)極，b為正極，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極，充電時(shí)，b電極應(yīng)與直流電源的正極相連，做電解池的為陽極，故B正確；C項(xiàng)，由分析可知，生成1mol超氧化鉀時(shí)，消耗1mol氧氣，兩者的質(zhì)量比值為1mol×71g/mol：1mol×32g/mol≈2.22：1，故C正確；D項(xiàng)，鉛酸蓄電池充電時(shí)的總反應(yīng)方程式為2PbSO4+2H2O＝PbO2+Pb+2H2SO4，反應(yīng)消耗2mol水，轉(zhuǎn)移2mol電子，由得失電子數(shù)目守恒可知，耗3.9g鉀時(shí)，鉛酸蓄電池消耗水的質(zhì)量為×18g/mol=1.8g，故D錯(cuò)誤；故選D。7．(2021?廣東選擇性考試，9)火星大氣中含有大量CO2，一種有CO2參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探測(cè)器供電。該電池以金屬鈉為負(fù)極，碳納米管為正極，放電時(shí)A．負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng) B