2022屆新高考化學一輪復習原電池化學電源作業(yè)(五)

原電池化學電源

一、選擇題：共13小題

1.下列關于原電池的敘述中正確的是（）

A.正極和負極必須是金屬

B.原電池是把化學能轉化成電能的裝置

C.原電池工作時，正極和負極上發(fā)生的都是氧化還原反應

D.鋅、銅和鹽酸構成的原電池工作時，鋅片上有6.5g鋅溶解，正極上就有0.1

g氫氣生成

2.在超市里經(jīng)常會看到一種外殼為紙層包裝的電池，印有如圖所示的文字。下

列有關說法錯誤的是（）

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A.該電池是一次電池

B.該電池工作時，電子由負極通過外電路流入正極

C.該電池含有的金屬元素中毒性最大的是Hg

D.該電池工作時，外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質量理論上減少3.25g

3.[2020.廣州模擬]某小組為研究原電池原理，設計如圖裝置，下列敘述正確的

是（）

A.若X為Fe,Y為Cu,則鐵為正極

B.若X為Fe,Y為Cu,則電子由銅片流向鐵片

C.若X為Fe,Y為C,則碳棒上有紅色固體析出

D.若X為Cu,Y為Zn,則鋅片發(fā)生還原反應

4.[2021?江蘇連云港期中|下圖是電化學膜法脫硫過程示意圖，電化學膜的主要

材料是碳和熔融的碳酸鹽。下列說法錯誤的是（）

尾氣凈化氣

N2

A.b電極為陽極，發(fā)生氧化反應

B.陰極反應式為H2s+2e=S2+H2t

C.凈化氣中CO2含量明顯增加，是電化學膜中的碳被氧化

D.工作一段時間后，生成H2和S2的物質的量之比為2：1

5.[2020.北京海淀模擬]全機電池以惰性材料作電極，在電解質溶液中發(fā)生的原

電池反應為VO黃黃色）+丫2+（紫色）+2H-=VO2+（藍色）+氏0+丫3+（綠色）。

負載

c(H*)=2mol-L-',

陰密子為so;-

下列說法不正確的是（）

A.正極反應為VO?+2H++e-=VO2++H2O

B.負極附近的溶液由紫色逐漸變?yōu)榫G色

C.反應每生成1molH2O時轉移電子的物質的量為0.5mol

D.原電池使用過程中溶液的pH逐漸增大

6.[2020?廈門模擬]將反應2Fe3++2F2Fe2++b設計成如圖所示的原電池。

c靈敏電流計

甲乙

下列說法不正確的是（）

A.鹽橋中的K+移向FeCh溶液

B.反應開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應

C.電流計讀數(shù)為零時，反應達到化學平衡狀態(tài)

D.電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCk固體，乙中石墨電極為負極

7.由NCh、02、熔融鹽NaNCh組成的燃料電池如圖所示，在使用過程中石墨I

電極反應生成一種氧化物Y,下列有關說法正確的（

石盟I-

NOj-

A.石墨I極為正極，石墨II極為負極

B.Y的化學式可能為N2O、NO、N2O3中的一種

C.石墨I極的電極反應式為NO2+NO3+e=N2（）5

D.該燃料電池的總反應式為：4NO2+O2=2N2O5

8.[2020?廣東肇慶模擬]如圖是利用一種微生物將廢水中的有機物（如淀粉）和廢

氣NO的化學能直接轉化為電能，下列說法中一定正確的是（）

-XY——

陽離子交換膝

1微生物NO

7有機廢水2N2+H2O

A.質子透過陽離子交換膜由右向左移動

B.電子流動方向為N-Y-XfM

C.M電極反應式：（C6HIO05）〃+7〃H20—24枇一=6忒：02t+24/汨+

D.當M電極微生物將廢水中16.2g淀粉轉化掉時，N電極產(chǎn)生134.4LN2（標準

狀況下）

9.FFC劍橋法可由金屬氧化物直接電解制備金屬單質，西北稀有金屬材料研究

院利用此法成功電解制備但粉（Ta）,其原理如圖所示。下列說法正確的是（）

，氣體

(O2.CO.

A.該裝置將化學能轉化為電能

B.a極為電源的正極

-2-

C.Ta2O5極發(fā)生的電極反應為Ta2O5+10e=2Ta+5O

D.石墨電極上生成22.4LCh，則電路中通過的電子數(shù)為4XX1023

10.下圖是甲醇燃料電池的結構示意圖，甲醇在催化劑作用下提供質子（H+）和電

子，電子經(jīng)外電路、質子經(jīng)內(nèi)電路到達另一極與氧氣反應，電泡總反應為2cH30H

+302=2C02+4H20O下列說法不正確的是（）

質子交換膜

A.左電極為電池的負極，a處通入的物質是甲醇

B.正極反應式為O2+2H2O—4?一=4014一

C.負極反應式為CH3OH+H2O-6e=CO2+6H+

D.該電池提供1mole-,消耗氧氣0.25mol

11.[2020.河南、河北兩省名校省際聯(lián)考]世界某著名學術刊物近期介紹了一種新

型中溫全流鐵一空氣電池，其結構如圖所示。

下列有關該電池放電時的說法正確的是（）

A.a極發(fā)生氧化反應

B.正極的電極反應式為FeCX+2xe—=Fe+M）2-

C.若有22.4L（標準狀況下）空氣參與反應，則電路中有4moi電子轉移

D.鐵表面發(fā)生的反應為xH2O（g）+Fe-FeO,r+xH2

12.某新型水系鈉離子電池工作原理如下圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽光

照下充電，充電時Na2s4轉化為NazS。下列說法正確的是（）

A.充電時，太陽能轉化為化學能，化學能又轉化為電能

B.放電時，a極為負極

C.充電時，陽極的電極反應式為5—2片=31

D.M可以使用陰離子交換膜

13.流動電池是一種新型電池，其主要特點是可以通過電解質溶液的循環(huán)流動，

在電池外部設備調(diào)節(jié)電解質溶液，以保持電池內(nèi)部電極周圍溶液濃度的穩(wěn)定。某

種流動電池如圖所示，電池的總反應式為Cu+PbO2+2H2SO4=CUSO4+PbSO4

+2H2O。下列說法不正確的是()

A.a為負極，b為正極

B.該電池工作時，PbCh電極附近溶液的pH增大

C.a極的電極反應式為Cu—2e=Cu2'

D.調(diào)節(jié)電解質溶液的方法是補充C11SO4

二、非選擇題：共2小題

14.(1)下列有關氫氧燃料電池汽車的說法不正確的是(填字母)。

A.太陽光催化分解水制氫氣比電解水制氫氣更有發(fā)展前景

B.氫氧燃料電池作為汽車動力更能保護環(huán)境

C.分別以稀硫酸、KOH溶液為電解質溶液的氫氧燃料電池的負極電極反應相同

D.分別以稀硫酸、KOH溶液為電解質溶液的氫氧燃料電池的總反應相同

⑵某電動車采用一種高效耐用的新型可充電電池，該電池的總反應為3Zn+

放申

2KFcO+8H2O?=^3Zn(OH)2+2Fc(OH)2+4KOH

24充電

①該電池放電時的負極反應為________________________________

②放電時每轉移3mol電子，正極有molKzFeOd被還原。

③缽酸鋰離子電池在混合動力車等大型蓄電池應用領域占據(jù)主導地位。電池反應

時申

為Li!-MnO+LivLiMnOo下列有關說法不正確的是________(填字母)。

A4充電4

A.放電時電池的正極反應為Li].iMnC)4+xLi+xe—=LiMnO4

B.放電過程中，電極石墨沒有得失電子

C.該電池也能在KOH溶液中正常工作

D.充電時電池上標有“一”的電極應與外接電源的負極相連

15.(1)微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置。某

微生物燃料電池的工作原理如下圖所示:

①HS一在硫氧化菌作用下轉化為SCT的反應式是

②若維持該微生物電池中兩種細菌的存在，則電池可以持續(xù)供電，原因是

(2)PbSO4熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源?；窘Y構如圖所示，其中作

為電解質的無水LiCl—KC1混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池

總反應為PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2so4+Pb。

,---------碳酸鉛電報

①放電過程中，IT向(填“負極”或“正極”)移動。

②負極反應式為，

③電路中每轉移0.2mol電子，理論上生成gPbo

⑶氮氧燃料電池具有很大的發(fā)展?jié)摿?。氨氧燃料電池工作原理如下圖所示。

①a電極的電極反應式是o

②一段時間后，需向裝置中補充KOH,請依據(jù)反應原理解釋原因是

一、選擇題：共13小題

1.下列關于原電池的敘述中正確的是（）

A.正極和負極必須是金屬

B.原電池是把化學能轉化成電能的裝置

C.原電池工作時，正極和負極上發(fā)生的都是氧化還原反應

D.鋅、銅和鹽酸構成的原電池工作時，鋅片上有6.5g鋅溶解，正極上就有0.1

g氫氣生成

答案：B

2.在超市里經(jīng)常會看到一種外殼為紙層包裝的電池，印有如圖所示的文字。下

列有關說法錯誤的是（）

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A.該電池是一次電池

B.該電池工作時，電子由負極通過外電路流入正極

C.該電池含有的金屬元素中毒性最大的是Hg

D.該電池工作時，外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質量理論上減少3.25g

解析：電池工作時，鋅失去電子，電極反應式為Zn-2e"=Zn2+,所以外電路

中每通過0.2mol電子，鋅的質量理論上應減少6.5g,所以D項錯誤。

答案：D

3.[2020?廣州模擬]某小組為研究原電池原理，設計如圖裝置，下列敘述正確的

是（）

A.若X為Fe,Y為Cu,則快為正極

B.若X為Fe,Y為Cu,則電子由銅片流向鐵片

C.若X為Fe,Y為C,則碳棒上有紅色固體析出

D.若X為Cu,Y為Zn,則鋅片發(fā)生還原反應

解析：Fe比Cu活潑，F(xiàn)e做負極，電子從Fe流向Cu,故A、B錯誤；若X為

Fe,Y為C,電解質為硫酸銅,則正極碳棒上析出Cu,故C正確；Zn比Cu活

波，Zn做負極，發(fā)生氧化反應，故D錯誤。

答案：C

4.[2021?江蘇連云港期中]下圖是電化學膜法脫硫過程示意圖，電化學膜的主要

材料是碳和熔融的碳酸鹽。下列說法錯誤的是（）

電化學膜Is2-

A.b電極為陽極，發(fā)生氧化反應

B.陰極反應式為H2s+2e-=S2—+H2f

C.凈化氣中COz含量明顯增加，是電化學膜中的碳被氧化

D.工作一段時間后，生成H2和S2的物質的量之比為2：1

解析：由題給示意圖可知，該裝置為電解池，H2s在陰極上得到電子發(fā)生還原反

應生成S2一和H2,電極反應式為H2s+2e-=S2—+H2t,則a極為陰極，b極為

陽極，S?一在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成S2,電極反應式為2s2一一4e-=S2。

A.由分析可知，b極為陽極，S2一在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成S2,A正確；

B.由分析可知，a極為陰極，H2s在陰極上得到電子發(fā)生還原反應生成S2一和

H2,電極反應式為H2s+2e-=S2-+H2f,B正確；C.硫化氫是酸性氣體，凈

化氣中CO2含量明顯增加的原因是硫化氫氣體與熔融碳酸鹽反應生成二氧化碳,

C錯誤；D.由得失電子數(shù)目守恒可知，工作一段時間后，生成H2和S2的物質

的量之比為2：1,D正確；故選C。

答案：C

5.[202。北京海淀模擬[全鈿電池以惰性材料作電極，在電解質溶液中發(fā)生的原

電池反應為VO?（黃色）+v2+（紫色）+2FT=VO2+（藍色）+H?O+V3+（綠色）。

VOJ/VO2*--

c(H*)=2mol-L-',

陰離子為S0『

下列說法不正確的是（）

A.正極反應為VO9+2H++e==VO2++H2O

B.負極附近的溶液由紫色逐漸變?yōu)榫G色

C.反應每生成1molH2O時轉移電子的物質的量為0.5mol

D.原電池使用過程中溶液的pH逐漸增大

解析：由電池總反應VO黃黃色）+V2+（紫色）+2H+=VO2+（藍色）+H2O+V3+（綠

色）可得，VO古為正極的活性物質，V2+為負極的活性物質，所以左室為正極室，

右室為負極室。正極反應為VO2+2H'+e——VO2++H2O,A項正確；負極反

應為v2+-e-==V3+,所以負極附近溶液的顏色由紫色逐漸變?yōu)榫G色，B項正確；

由電極反應VO]+2H++e-=VO2++H2O可知，反應每生成1molH2O時轉移

電子的物質的量為Imol,C項錯誤；由原電池總反應可知，反應過程中H+被不

斷消耗，所以溶液的pH逐漸增大，D項正確。

答案：C

6.[2020?廈門模擬]將反應2Fe3++2「2Fe2++b設計成如圖所示的原電池。

0靈敏,流計

FeCb

溶液、

下列說法不正確的是（）

A.鹽橋中的K+移向FeCb溶液

B.反應開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應

C.電流計讀數(shù)為零時，反應達到化學平衡狀態(tài)

D.電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCb固體，乙中石墨電極為負極

解析：A.甲池中石墨電極為正極，乙池中石墨電極為負極，鹽橋中陽離子向正

極移動，所以K+向FeCb溶液遷移，正確；B.反應開始時，乙中「失去電子，

發(fā)生氧化反應，正確；C.當電流計讀數(shù)為零時，說明沒有電子發(fā)生轉移，反應

達到平衡，正確；D.當加入Fe?+,導致平衡逆向移動，則Fe?+失去電子生成

Fe3+,作為負極，而乙中石墨成為正極，錯誤。

答案：D

7.由N02、02、熔融鹽NaN03組成的燃料電池如圖所示，在使用過程中石墨I

電極反應生成一種氧化物Y,下列有關說法正確的（）

A.石墨I極為正極，石墨II極為負極

B.Y的化學式可能為N2O、NO、N2O3中的一種

C.石墨I極的電極反應式為NO2+NO,+e-—N2C>5

D.該燃料電池的總反應式為：4NO2+O2=2N2O5

解析：由圖可知，石墨n上氧氣得到電子，則石墨n為正極，電極反應式為。2

-

+4e+2N2O5=4NOJ,石墨I上NO2失去電子，石墨I為負極，電極反應式

為NO3+NO2-e-=N2O5,原電池總反應為4NO2+Ch=2N2C）5,據(jù)此分析解

答。A.燃料電池為原電池，石墨I為負極，石墨U為正極，A錯誤；B.NO2

中N的化合價為+4,反應后化合價升高，所以Y為N2O5,不可能降低生成NzO

或NO或N2O3,B錯誤；C.石墨I極的電極反應式為：N02一已一+?40,=用05,

C錯誤；D.該原電池實際是NO2和02反應生成N2O5,所以總反應式：4NO2

+O2=2N2O5,D正確。故選D。

答案：D

8.[2020?廣東肇慶模擬]如圖足利用一種微生物將廢水中的有機物（如淀粉）和廢

氣NO的化學能直接轉化為電能，下列說法中一定正確的是（）

M

A.質子透過陽離子交換膜由右向左移動

B.電子流動方向為NfY-XfM

C.M電極反應式：（C6Hio05）”+7〃H20-24〃e——6〃C02t+24MT

D.當M電極微生物將廢水中16.2g淀粉轉化掉時，N電極產(chǎn)生134.4LN2（標準

狀況下）

解析：由題給信息可知，該裝置為原電池，由圖可得：電解質溶液為酸性溶液，

NO發(fā)生還原反應生成N2,因為原電池中，正極上得電子發(fā)生還原反應，負極上

失電子發(fā)生氧化反應，則N為正極，M為負極，質子透過陽離子交換膜由負極

區(qū)移動到正極區(qū)，即由左向右移動，A錯誤；電子從負極（M極）流出，經(jīng)外電路

到X,經(jīng)Y流入正極（N極），B錯誤；16.2g淀粉（即0.1molCeHioCM反應，轉

移2.4mol電子，因為正極（N極）反應為2NO+4H++4e—=N2+2H2。，則N電

極產(chǎn)生0.6mol鼠氣，在標準狀況下的體積為13.44L,D錯誤。

答案：C

9.FFC劍橋法可由金屬氧化物直接電解制備金屬單質，西北稀有金屬材料研究

院利用此法成功電解制備鋁粉（Ta）,其原理如圖所示。下列說法正確的是（）

，氣體

。、8、

烯融CaO

A.該裝置將化學能轉化為電能

B.a極為電源的正極

-2-

C.Ta2O5極發(fā)生的電極反應為Ta2O5+10e=2Ta+5O

D.石墨電極上生成22.4LCh,則電路中通過的電子數(shù)為4義X1（）23

解析：由題給裝置可知，該裝置有外接電源，屬于電解池，可將電能轉化為化學

能，A項錯誤；由-移動方向可知，Ta2O5極為陰極，則a極為電源的負極，B

項錯誤；TazOs極發(fā)生還原反應，電極反應式為TazOs+lOe-=2Ta+5O2,C

項正確；石墨電極發(fā)生的電極反應為2。2一一4?一=02t（石墨電極與生成的氧氣

進一步反應生成CO、CO2）,題中沒有說明O2所處的溫度和壓強，無法計算氧

氣的物質的量和電路中通過的電子數(shù)，D項錯誤。

答案：C

10.下圖是甲醇燃料電池的結構示意圖，甲醇在催化劑作用下提供質子（H+）和電

子，電子經(jīng)外電路、質子經(jīng)內(nèi)電路到達另一極與氧氣反應，電泡總反應為2cH30H

+302=2C02+4H20O下列說法不正確的是（）

催化劑催化劑

（電極）（電極）

質子交換膜

A.左電極為電池的負極，a處通入的物質是甲醇

B.正極反應式為O2+2H2O—4b=4OH

C.負極反應式為CH3OH+H2O—6e==CO2+6H+

D.該電池提供1mole-,消耗氧氣0.25mol

解析：負極反應式為2cH3OH-12e-+2H2O=2CO2+12H+,正極反應式為3Ch

-+

+12e4-12H=6H2O;根據(jù)電子流向，可以判斷a處通甲醉，b處通。2；當電

池提供1mol電子時，消耗Oz為0.25mol。故選B。

答案：B

11.[202。河南、河北兩省名校省際聯(lián)考]世界某著名學術刊物近期介紹了一種新

型中溫全瓷鐵一空氣電池，其結構如圖所示。

一含（》的固體電解質

下列有關該電池放電時的說法正確的是（）

A.a極發(fā)生氧化反應

B.正極的電極反應式為FeO.i+2xe=Fe+xO2

C.若有22.4L（標準狀況下）空氣參與反應，則電路中有4moi電子轉移

D.鐵表面發(fā)生的反應為xH20（g）+Fe=FeO.v+xH2

解析：a極是Ch得電子，發(fā)生還原反應，A錯誤；正極反應為02+4^^=202-，

B錯誤；22.4L（標準狀況下）空氣中的6小于Imol,轉移電子的物質的量小于4

mol,C錯誤。

答案：D

12.某新型水系鈉離子電池工作原理如下圖所示。TiCh光電極能使電池在太陽光

照下充電，充電時Na2s4轉化為Na?S。下列說法正確的是（）

離子交換膜M

A.充電時，太陽能轉化為化學能，化學能又轉化為電能

B.放電時，a極為負極

C.充電時，陽極的電極反應式為R—2e-=3I

D.M可以使用陰離子交換膜

解析：充電時，太陽能轉化為電能，電能又轉化為化學能貯存起來，A錯誤；放

電時，a極為負極，Na2s失電子氧化為Na2s4,B正確；充電時，陽極失電子被

氧化，陽極的電極反應式為3「一2e-=I晨C錯誤；M是陽離子交換膜，D錯

誤。

答案：B

13.流動電池是一種新型電池，其主要特點是可以通過電解質溶液的循環(huán)流動，

在電池外部設備調(diào)節(jié)電解質溶液，以保持電池內(nèi)部電極周圍溶液濃度的穩(wěn)定。某

種流動電池如圖所示，電池的總反應式為Cu+PbO2+2H2SO4=CUSO4+PbSO4

+2H2OO下列說法不正確的是（）

A.a為負極，b為正極

B.該電池工作時，PbCh電極附近溶液的pH增大

C.a極的電極反應式為Cu—2e=Cu2，

D.調(diào)節(jié)電解質溶液的方法是補充C11SO4

解析：A項，根據(jù)電池總反應式Cu+PbO2+2H2sO4-CuSO4+PbSO4+2H2O

可知銅為負極，PbCh為正極，正確：B項，該電池工作時，PbCh電極發(fā)生的反

+-

PbO2+4H+2e+SOF=PbSO4+2H2O,消耗了溶液中的H卡,故溶液的

pH增大，正確；C項，銅電極的電極反應式為Cu-2e—=Cu2+,正確：D項，

通過總反應式可知H2so4參加了反應，故應補充H2so4,錯誤。

答案：D

二、非選擇題：共2小題

14.(1)下列有關氫氧燃料電池汽車的說法不正確的是(填字母)。

A.太陽光催化分解水制氫氣比電解水制氫氣更有發(fā)展前景

B.氫氧燃料電池作為汽車動力更能保護環(huán)境

C.分別以稀硫酸、K0H溶液為電解質溶液的氫氧燃料電池的負極電極反應相同

D,分別以稀硫酸、K0H溶液為電解質溶液的氫氧燃料電池的總反應相同

⑵某電動車采用一種高效耐用的新型可充電電池，該電池的總反應為3Zn+

放電

2KFeO+8HO^=^3Zn(OH)+2Fe(OH)+4KOH

242充電22

①該電池放電時的負極反應為__________________________________

②放電時每轉移3mol電子，正極有molLFeCM被還原。

③銃酸鋰離子電池在混合動力車等大型蓄電池應用領域占據(jù)主導地位。電池反應

為Lii-MnO4+Li.t^=^LiMnO4o下列有關說法不正確的是________(填字母)。

A充電

A.放電時電池的正極反應為Li1-xMnO4+xLi+xe-=LiMnO4

B.放電過程中，電極石墨沒有得失電子

C.該電池也能在KOH溶液中正常工作

D.充電時電池上標有“一”的電極應與外接電源的負極相連

解析：(1)電解H2O獲得H2,消耗較多的能量，而在催化劑作用下利用太陽能來

分解H2。獲得H2,可節(jié)約能源，故也有發(fā)屐前景，A項正確：氫氧燃料電池中生

成物為H2O,對環(huán)境無污染，B項正確；以稀硫酸為電解質溶液的氫氧燃料電池,

--

其負極反應為H2-2e=2H,以KOH溶液為電解質溶液的氫氧燃料電池，

其負極反應為H2+2OH一一2e—=2H2O,C項錯誤；當以稀硫酸或KOH溶液為

電解質溶液時，氫氧燃料電池的總反應均為2H2+O2=2H2O,D項正確。

⑵①可充電電池放電時，在堿性條件下，負極反應為Zn-2e-+2OH-

=Zn(OH)2o②根據(jù)電池總反應可知，2molQFeCU被還原時有6mol電子轉

移，則放電時每轉移3moi電子，有1molLFeCU被還原。

(3)根據(jù)總反應可知，放電時Li失去電子，電池的負極反應為Lix—xe