專題12化學反應與電能

第34練原電池

1維練基礎

1.下列裝置中能構成原電池的是（）

2.某原電池的總反應為Zn+Cu2+=Zn2++Cu,該原電池的正確構成是（）

3.銅鋅原電池如圖所示,電解質溶液為硫酸銅。下列說法錯誤的是（)

ZnAcu

A.鋅電極將逐漸被腐蝕

B.銅電極為正極，發(fā)生氧化反應

C.銅電極上的反應為：Cu2++2e=Cu

D.電子從鋅電極經過導線流向銅電極

4.有a、b、c、d四個金屬電極，有關的實驗裝置及部分實驗現(xiàn)象如下:

實驗

bc

brhAa—arSAd

裝置「~~l

曲11SO4出

部分實a極質量減?。籦極有氣體產生；d極溶解；電流從a極流向d

驗現(xiàn)象b極質量增加c極無變化c極有氣體產生極

由此可判斷這四種金屬的活動性順序是（）

A.a>b>c>dB.b>c>d>aC.d>a>b>cD.a>b>d>c

5.在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導線連接的鐵片和銅片，下列說法正確的是（）

A.鐵片上有氣泡逸出B.電子通過導線由銅流向鐵

C.溶液中H+向銅片移動D.鐵片上發(fā)生氧化反應：Fe3e=Fe3+

6.有甲、乙兩個裝置，下列說法錯誤的是（）

f|2n

二卜二二二j二100mLlmol/L二卜二二二j二

二上二二二上才H2s。4溶液*上二二二1■二

甲乙

A.甲、乙裝置中,Zn的質量均減小

B.甲、乙裝置中,Cu上均有氣泡產生

C.化學反應速率:乙〉甲

D.甲中H+移向Zn,乙中H+移向Cu

7.某實驗興趣小組以Zn和Cu為電極，稀硫酸為電解質溶液研究原電池，并對實驗進行了拓展，以下

實驗記錄錯誤的是（）

A.銅片上有氣泡產生，鋅片逐漸溶解

B.電子在溶液中從Cu電極流向Zn電極

C.把銅片換成石墨，實驗現(xiàn)象相同

D.把稀硫酸換成硫酸銅溶液，電流計指針依然偏轉

8.某化學興趣小組利用反應Zn+2FeCb=ZnC12+2FeC12,設計了如圖所示的原電池裝置，下列說法

正確的是（）

A.Zn為負極，發(fā)生還原反應

B.b電極反應式為2Fe3++2e-=2Fe2+

FeCl,容液

C.電子流動方向是a電極-FeCb溶液-b電極

D.電池的正極材料可以選用石墨、鋁電極，也可以用銅

9.如圖所示裝置中，電流表G指針發(fā)生偏轉，同時Y極逐漸變粗，X極逐漸變細。下列判斷正確的是

)

A.X是Zn,Y是Cu,Z為H2SO4溶液

B.X是Cu,Y是Zn,Z為H2sO4溶液

C.X是Zn,Y是Cu,Z為酒精溶液

D.X是Zn,Y是Cu,Z為CuSC>4溶液

10.如圖為發(fā)光二極管連接檸檬電池裝置，下列說法不正確的是（）

發(fā)光二極管

』銅線

鐵環(huán)，.一—4

A.負極的電極反應為：Fe—2e-=Fe2+

B.電子由Fe環(huán)經導線流向發(fā)光二極管

C.銅線作為檸檬電池的正極

D.可將檸檬替換成盛裝酒精溶液的裝置

11.如圖是某同學設計的原電池裝置，下列敘述中正確的是（）

A.電極I上發(fā)生還原反應，作原電池的負極

B.該原電池的總反應為2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+

C.電極II的電極反應為Cu2++2e=Cu

D.鹽橋中裝有含瓊膠的氯化鉀飽和溶液，其作用是傳遞電子

12.某原電池裝置示意圖如圖所示，下列有關該原電池的說法正確的是（）

A.鋅片是正極，鐵片是負極

B.鋅片上發(fā)生的電極反應：2H++2e=H2T

C.電子由鐵電極經導線流向鋅電極

D.如果將鋅片換成銅片，電路中的電流方向改變

2維練能力J//

1.用如圖所示裝置探究原電池的工作原理，下列說法正確的是（）

甲乙丙

A.甲圖中正極上發(fā)生的反應為：2H++2e=H2f

B.乙圖中鋅片變細，銅棒變粗

C.丙圖中Zn片上發(fā)生還原反應，溶液中的Cu2+向銅電極移動

D.若乙圖與丙圖中鋅片減輕的質量相等，則兩裝置中還原產物的質量比為1：32

2.我國科學家開發(fā)出了一種鋅一一氧化氮電池系統(tǒng)，該電池具有同的合成氨和對外供電的功能，其工

作原理如圖所示，下列說法中錯誤的是（）

NO

負載

雙極膜

A.電極電勢：Zn/ZnO電極＜MoS?電極

B.Zn/ZnO電極的反應式為Zn+20H2e=ZnO+H2O

C.電池工作一段時間后，正極區(qū)溶液的pH減小

D.電子流向：Zn/ZnO電極-負載—M0S2電極

3.鈉離子電池因具有安全性高、能量密度大等特點而具有良好的發(fā)展前景。某鈉離子電池工作原理如

圖所示，下列有關說法中正確的是（）

Ie

NaMoO/MoO

Av33

M極N極

A.②表征的是放電時的電子流向

B.放電時，M極電極反應式為MoO3+xe+xNa+=NaxMoC>3

C.若使用氫氧燃料電池給該電池充電，氫電極應連接M極

D.充電時，外電路中每轉移0.2mole,理論上N極將減重4.6g

4.科學家開發(fā)了一種綠色環(huán)?！叭珰潆姵亍?，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是（）

NaOH+NaClO4HC104+NaC104

A.吸附層a發(fā)生的電極反應：H22e+2OH=2H2O

B.離子交換膜只允許Na+通過

C.一段時間后右極室pH增大

D.“全氫電池”將酸堿反應的中和能轉化為電能

5.利用如圖所示裝置可以將溫室氣體CO2轉化為燃料氣體CO,下列說法不正確的是（）

e

CO

C02

A.電池工作時a極區(qū)溶液的pH降低

+

B.電極b表面發(fā)生反應CO2+2e+2H=CO+H2O

C.該裝置工作時，H+從a極區(qū)向b極區(qū)移動

D.標準狀況下，電極a生成1.12LO2時，兩極電解質溶液質量相差3.2g

6.“熱電池”在航空航天領域有廣泛應用。某“熱電池”在航空航天領域有廣泛應用。某熱電池工作原理

如圖所示，電池放電時，ImolFeSz完全反應時轉移4moi電子。下列說法錯誤的是()

用電器

Li(Al)FeS,

LiF-LiCI-LiBr(l)

A.電子流向：Li(Al)極—用電器—FeSz極

B.負極質量減少27g時理論上有3moi陰離子向負極遷移

C.正極的電極反應式為FeS2+4e=Fe+2s2

D.如果用Li(Si)替代Li(Al),電極反應和電池反應都不變化

7.“碳呼吸電池”是一種新型能源裝置，其工作原理如圖所示。下列有關說法不正確的是()

溶劑

AI2(C2O4)3

金屬鋁

A.通入CO2的一極為原電池的正極

B.該裝置工作時負極的電極反應式為：A13e=AF+

C.該裝置工作時每轉移lmol電子，理論上可捕獲標準狀況下1L2LCO2

D.將該裝置作為電源對粗銅進行精煉時，金屬鋁每減重27g時，理論上陰極增重96g

8.CH4和CO2都是比較穩(wěn)定的分子，科學家利用電化學裝置實現(xiàn)兩種分子的耦合轉化，其原理如圖所

2

A.電極A上發(fā)生的電極反應式為：CO2+2e=CO+O

B.電池工作時，CP向電極B移動

C.若生成乙烯和乙烷的體積比為2：1,則消耗的CH4和CCh體積比為5：6

D.標準狀況下，當電路中轉移Imole時，則A電極上可以產生1L2L氣體

9.SO2O2燃料電池將化學能轉化為電能的同時，也實現(xiàn)了SCh制備硫酸，其原理如圖所示。下列說法

正確的是（）

A.交換膜X為陰離子交換膜

B.電極Pt2的電極反應式為Ch+4e=2O2

C.相同條件下，放電過程中消耗的SCh和S2的質量比為4:1

D.若用該電池電解硫酸銅溶液，則理論上生成64g銅時，消耗ImolCh

10.LiCCh可充電電池在CCh固定及儲能領域都存在著巨大的潛力，其結構如圖所示，主要由金屬鋰負

極、隔膜、含有酸或碉溶劑的非質子液態(tài)電解質和空氣正極構成。電池的總反應為4Li+3co2=2Li2cO3+C.下

列有關說法正確的是（）

隔膜和電解質

A.該電池也可用碳酸鹽溶液作為電解質

B.氧化產物碳在正極上沉積，不利于電池放電

C.若有0.4mol電子轉移，則在標況下消耗22.4LCO?

2

D.充電時，陽極的電極反應為：2CO3+C4e=3CO2

【答案】D

11.中國科學技術大學陳維教授團隊結合其前期工作基礎，開發(fā)了一種高性能的水系鎰基鋅電池。其

工作原理如圖所示，已知該裝置工作一段時間后，K2SO4溶液的濃度增大，下列說法正確的是（）

負載

a膜b膜

^*Mn2+Zn(0H)t

K2so4

H2sO4溶液溶液KOH溶液

Mr10；用極Zr1電極

+2+

A.負極的電極反應式為MnO2+4H+2e=Mn+2H2O

B.裝置工作一段時間后，正極區(qū)溶液的pH降低

C.a膜為陰離子交換膜，b膜為陽離子交換膜

D.電子流向：Zn電極一b膜—a膜一MnCh電極一負載一Zn電極

3堆練素養(yǎng)

1.（2022?浙江省1月選考）pH計是一種采用原電池原理測量溶液pH的儀器。如圖所示，以玻璃電極（在

特制玻璃薄膜球內放置已知濃度的HC1溶液,并插入Ag—AgCl電極）和另一Ag—AgCl電極插入待測溶液

中組成電池，pH與電池的電動勢E存在關系：pH=（E常數(shù)）/0.059。下列說法正確的是（）

A.如果玻璃薄膜球內電極的電勢低，則該電極反應式為：AgCl（s）+e=Ag（s）+Cl（0.1molLl）

B.玻璃膜內外氫離子濃度的差異不會引起電動勢的變化

C.分別測定含已知pH的標準溶液和未知溶液的電池的電動勢，可得出未知溶液的pH

D.pH計工作時，電能轉化為化學能

2.（2022?全國甲卷）一種水性電解液ZnMnCh離子選擇雙隔膜電池如圖所示（KOH溶液中,Zn?+以Zn（OH）

42存在）。電池放電時，下列敘述錯誤的是（）

MnCh電極離子選擇隔膜Zn電極

I

一

「

二

1

11)

三.

=

夜

即/：K2s。4溶液:/KOH溶液

IIIIII

A.II區(qū)的K+通過隔膜向III區(qū)遷移

B.I區(qū)的sod?通過隔膜向n區(qū)遷移

+2+

C.MnCh電極反應：MnO2+2e+4H=Mn+2H2O

+22+

D.電池總反應：Zn+4OH+MnO2+4H=Zn（OH）4+Mn+2H2O

3.（2022?全國乙卷）Li-O,電池比能量高，在汽車、航天等領域具有良好的應用前景。近年來科學家研究

了一種光照充電LiO2電池（如圖所示）。光照時，光催化電極產生電子（e）和空穴（h+）,驅動陰極反應（Li++e=Li+）

和陽極反應（Li2O2+2h+=2Li++O2）對電池進行充電。下列敘述錯誤的是（）

光

催

金

化

屬

電

鋰

極

B.充電效率與光照產生的電子和空穴量有關

C.放電時，Li+從正極穿過離子交換膜向負極遷移

D.放電時，正極發(fā)生反應O2+2Li++2e=Li2C>2

4.（2022?山東卷）設計如圖裝置回收金屬鉆。保持細菌所在環(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LiCoCh轉化為C02+,工作時保持厭氧環(huán)境，并定時將乙室溶液轉移至甲室。

已知電極材料均為石墨材質，右側裝置為原電池。下列說法正確的是（）

乙酸鹽陽膜CoCl2乙酸鹽陽膜鹽酸

溶液溶液溶液

A.裝置工作時，甲室溶液pH逐漸增大

B.裝置工作一段時間后，乙室應補充鹽酸

++2+

C.乙室電極反應式為LiCoO2+2H2O+e+4H=Li+Co+4OH

D.若甲室Co?+減少200mg,乙室Co?+增力口300mg,則此時已進行過溶液轉移

5.（2021?浙江6月選考）某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結構如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電時

Li+得電子成為Li嵌入該薄膜材料中；電極B為LiCoCh薄膜；集流體起導電作用。下列說法不E建的是（）

A.充電時，集流體A與外接電源的負極相連

B.放電時，外電路通過amol電子時，LiPON薄膜電解質損失amolLi+

C.放電時，電極B為正極，反應可表示為LiixCoO2+xLi+xe=LiCoCh

D.電池總反應可表示為LixSi+LiixCoOSi+LiCoO

27Z.~2

6.（2021?湖南選擇性考試）鋅/澳液流電池是一種先進的水溶液電解質電池，廣泛應用于再生能源儲能和

智能電網的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅/澳液流電池工作原理如圖所示：

雙極性碳和塑料電極」Bn活性電極

下列說法錯誤的是（）

A.放電時，N極為正極

B.放電時，左側貯液器中ZnBn的濃度不斷減小

C.充電時，M極的電極反應式為Zn2++2e=Zn

D.隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過

7.（2021?河北選擇性考試）K—Ch電池結構如圖，a和b為兩個電極，其中之一為單質鉀片。關于該電

池，下列說法錯誤的是（）

有機電解質1有機電解質2

A.隔膜允許K+通過，不允許02通過

B.放電時，電流由b電極沿導線流向a電極；充電時，b電極為陽極

C.產生lAh電量時，生成KCh的質量與消耗02的質量比值約為2.22

D.用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗3.9g鉀時，鉛酸蓄電池消耗0.9g水

8.科學家最近發(fā)明了一種AlPbCh電池，電解質為K2SO4、H2s04、KOH,通過x和y兩種離子交換膜

將電解質溶液隔開，形成M、R、N三個電解質溶液區(qū)域(a>b),結構示意圖如圖所示。下列說法錯誤的是()

b%硫酸溶液

A.K+通過X膜移向M區(qū)

B.R區(qū)域的電解質濃度逐漸增大

C.放電時,A1電極反應為：Al+4OH3e=[Al(OH)4]

D.消耗1.8gAl時，N區(qū)域電解質溶液減少16.0g

9.某工廠采用電解法處理含格廢水，耐酸電解槽用鐵板作陰、陽極，原理示意圖如下。經過一段時間

后，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀隨廢水排出，從而使廢水中鋁含量低于排放標準。下列說法不正確的是()

A.陰極區(qū)發(fā)生的電極反應包括：2H++2e=H2T

22++3+3+

B.還原CnCh2的主要方式是：Cr2O7+6Fe+14H=2Cr+6Fe+7H2O

C.廢水的pH過高或過低均會降低銘的去除率

D.電解槽工作時，&2O72通過陰離子交換膜從陽極室進入陰極室

10.有機物的電化學合成是目前研究的熱點之一、我國學者利用雙膜三室電解法合成了C1CH2cH2C1,

該方法的優(yōu)點是能耗低、原料利用率高，同時能得到高利用價值的副產品，其工作原理如圖所示。下列說

法錯誤的是()

直流電源

A.氣體X為H2

B.膜I、膜II依次適合選用陰離子交換膜、陽離子交換膜

C.穩(wěn)定工作時CuCb溶液的濃度保持不變

D.制得ImolCICH2CH2CI的同時飽和食鹽水質量減小58.5g

11.某大學科研團隊，在光電催化體系中，利用雙極膜處理煙氣中的SO2,工作原理如下圖所示，02

在電極上生成一種具有強氧化性的羥基自由基(H0)

下列有關說法錯誤的是（）

A.該裝置把電能和光能轉化成化學能

2

B.陽極電極反應式：SO22e+4OH=SO4+2H2O

C.該裝置處理標準狀況下5.6LSO2時，有0.25molH+透過膜a

D.該裝置中總反應方程式：2so2+O2+2H2O通電2H2SO4

12.月井（N2H。是一種還原性較強的液體，在生物膜電極表面容易發(fā)生氧化反應，從而達到無污染凈化高

濃度酸性NO3廢水的目的，其裝置如圖所示。其中M為陰離子交換膜，N為陽離子交換膜。下列說法錯誤

的是（）

M

生

物

膜

N：S

KOH溶液

A.X為低濃度KOH溶液

B.K+通過N自左向右做定向移動

C.負極上的電極反應式為N2H44e+4OH=N2f+4H2。

D.電池放電時，正、負極產生的N2的物質的量之比為1：1

13.《科學》報道科研人員研發(fā)了一種將乙烯高效轉化為環(huán)氧乙烷的電化學合成方法，工作原理如圖。

電解結束后，將陰陽極電解液輸出混合，便可生成環(huán)氧乙烷。下列說法錯誤的是（）

電源

KC1溶液H,f

伯

ii'i

乙公

泡

C2H4WZ隔室極