提能訓(xùn)練練案［21］

一、選擇題：本題共1（）小題，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。

1.（2023?貴州安順模擬）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2H++2e-=H2t

D.燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2c1—2?一=。2t

［解析I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，6在Fe電極

發(fā)生還原反應(yīng)O2+2H?O+4e=4OW,燒杯a中以O(shè)H一）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=Zn",D錯(cuò)誤。

2.現(xiàn)有A、B、C、D四種金屬片：①把A、B用導(dǎo)線連接后同時(shí)浸入稀硫酸中，B表面

逐漸溶解；②把C、D用導(dǎo)線連接后同時(shí)浸入稀硫酸中，C發(fā)生氧化反應(yīng)；③把A、C用導(dǎo)線

連接后同時(shí)浸入稀硫酸中，電子移動(dòng)方向?yàn)锳-導(dǎo)線一C。根據(jù)上述情況，下列說法中正確的

是（D）

A.在①中，金屬片B發(fā)生還原反應(yīng)

B.在②中，金屬片C作正極

C.上述四種金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱順序：A>B>C>D

D.如果把B、D用導(dǎo)線連接后同時(shí)浸入稀硫酸中，則金屬片D上有氣泡產(chǎn)生

［解析I①把A、B用導(dǎo)線蓋接后同時(shí)浸入稀硫酸中,B表面逐漸溶解.則金屬活動(dòng)性：

B>A,B發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯(cuò)誤；在②中，由于金屬片C發(fā)生氧化反應(yīng)，因此C作負(fù)極，B

錯(cuò):吳；②把C、D用導(dǎo)線連接后同時(shí)浸入稀硫酸中，C發(fā)生氧化反應(yīng)，則金屬活動(dòng)性：OD,

③把A、C用導(dǎo)線連接后同時(shí)浸入稀硫酸中，電子移動(dòng)方向?yàn)锳-導(dǎo)線-C,則金屬活動(dòng)性：

A>C,所以四種金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱順序：B>A>C>D,C錯(cuò)誤；如果把B、D用導(dǎo)線連接后同時(shí)

浸入稀硫酸中，由于金屬活動(dòng)性：B>D,則金屬片D作正極，氫離子得到電子產(chǎn)生氫氣，因

此有氣泡產(chǎn)生，D正確。

3.（2023?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）

鹽

橋

硫酸銅硫酸銅

稀溶液濃溶液

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Cu?+濃度，則有利于電極反應(yīng)進(jìn)行

C.當(dāng)兩側(cè)溶液中Cu2+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)

I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+,右側(cè)電極為正極，電極反應(yīng)式為CM

+-

H-2e=Cu0向燒杯a中滴加稀NaOH溶液消耗Cu2+,增加了兩燒杯中Cu2+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Q?+濃度相等時(shí)，即濃度差為（），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.（2023?廣東汕頭模擬）直接H2O2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）

石墨

電極卜

H,O,+H,SO4

陰離子交換膜

A.氣體C為。2

B.負(fù)極區(qū)溶液pH增大

C.電極b的反應(yīng)式為H2（h+2e—+2H+=2H2O

D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移（）.1mol電子時(shí)，通過陰離子交換膜的SOK為4.8g

I解析］石墨電極a為負(fù)極，電極反應(yīng)式為H2O2-2e—+2OH-=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H?O2+2e一+2H+

=2H2O,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SOK為0.05mol,質(zhì)

量為0.05molX96gmol1=4.8g,D正確。

5.一種可充電的鋅錦分液電池，其結(jié)構(gòu)如下圖所示:

離子交換膜

下列說法不正確的是（C）

A.放電時(shí)，正極反應(yīng)：MnCh+4H++2e=Mn2++2H2O

B.充電時(shí)，Zn作陰極：［Zn（OH）4獰+2e--Zn+4OH-

C.離子交換膜a和b分別為陽離子交換膜和陰離子交換膜

D.充電過程中K2s04溶液的濃度逐漸降低

+2+

I解析］放電時(shí),Zn是負(fù)極，MnCh是正極，正極反應(yīng)為MnO2+4H+2e=Mn+2H2O,

A王確；放電時(shí)，Zn是負(fù)極，充電時(shí)，Zn作陰極，陰極反應(yīng)式為［Zn（OH）4］2—+2e-=Zn+40H

■,B正確；放電過程中，正極區(qū)SCT通過離子交換膜a進(jìn)入硫酸鉀溶液，負(fù)極區(qū)K一通過離

子交換膜b進(jìn)入硫酸鉀溶液，則a和b分別為陰離子交換膜和陽離子交換膜，C錯(cuò)誤；充電過

程中，K+通過離子交換膜b進(jìn)入負(fù)極區(qū)，SOK通過離子交換膜a進(jìn)入正極區(qū)，故K2s04溶液

的濃度逐漸降低，D正確。

6.（2023.北京房山區(qū)模擬）機(jī)電池是目前發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁的綠色環(huán)保儲(chǔ)能電池之一，其工作

原理如圖所示，放電時(shí)電子由B極?側(cè)向A極移動(dòng)，電解質(zhì)溶液含硫酸。下列說法不正確的

是（D）

A.放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)為V2+—0=V3+

B.放電時(shí)，H*通過離子交換膜由B極一側(cè)向A極移動(dòng)

C.充電時(shí)，A極為陽極

D.充電時(shí)，電池總反應(yīng)為VO：+V2++2H“=VO2++v3++H2O

［解析］放電時(shí)，電子由B極一側(cè)向A極移動(dòng)，則B極為負(fù)極，電極反應(yīng)為V2+-e-=V3

十，A正確；放電時(shí)，陽離子向正極移動(dòng)，則H+通過離子交換膜由B極一側(cè)向A極移動(dòng)，B

正確；放電時(shí)A極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，則充電時(shí)A極為陽極，C正確；充電時(shí)，陰極V3

,-V2+,陽極V0”fV0￡,故電池總反應(yīng)為VO2++V3++H2O=VOW+V2++2H‘，D錯(cuò)誤。

7.中科院研制出了雙碳雙離子電池，以石墨(C〃)和中間相炭微粒球(MCMB)為電極，電解

質(zhì)溶液為含有KPF6的有機(jī)溶液，其充電示意圖如下。下列說法錯(cuò)誤的是(C)

A.固態(tài)KPF6為離子化合物

B.放電時(shí)MCMB電極為負(fù)極

C.充電時(shí)，若正極增重39g,則負(fù)極增重145g

D.充電時(shí)，陽極發(fā)生反應(yīng)為C〃+IPFG—H=C〃(PF6)X

I解析1由充電時(shí)離子的移動(dòng)方向可知，石墨電極是陽極，MCMB是陰極，則放電時(shí)

MCMB電極為負(fù)極，B正確；充電時(shí)，PFX向陽極移動(dòng)，K，向陰極移動(dòng)，故陰極(負(fù)極)增重39

g時(shí)，電路中通過1mol電子，陽極(正極)上質(zhì)量增加1molX145g?mol”=145g,C錯(cuò)誤；

充電時(shí)，陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為C〃+XPF6一猶--C〃(PF6)X,D正確。

8.(2024?河北名校聯(lián)盟聯(lián)考改編)某Li-CuO二次電池以含Li.的有機(jī)溶液為電解質(zhì)溶液，

放電時(shí)的工作原理為2Li+CuO=Li2O+Cuo下列說法不正確的是(A)

Li.■Cu()

聚丙烯多孔膜(只允許Li?通過)

A.放電時(shí)電子的流向：Li—電解質(zhì)溶液fCuO

B.放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為CuO+2Li++2e—=Cu+Li2O

C.充電時(shí)，Li與直流電源負(fù)極相連

D.充電時(shí)，陽極的質(zhì)量減輕

I解析］放電時(shí)，Li為負(fù)極，CuO為正極，電子的流向：負(fù)載-*010,A錯(cuò)誤；放電

+-

時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為CuO+2Li+2e=Cu4-Li2O,B正確；放電時(shí)，Li為負(fù)極，充電

時(shí)，Li與直流電源負(fù)極相連，作陰極，C正確；充電時(shí)，陽極發(fā)生反應(yīng)Cu+Li2O-2e-==CuO

+2Li+,Li+向陰極移動(dòng)，陽極質(zhì)量減輕，D正確。

9.我國科學(xué)家設(shè)計(jì)的Mg-Li雙鹽電池工作原理如圖所示，下列說法不正確的是（C）

］負(fù)我F

A.放電時(shí)，正極電極反應(yīng)式為FeS+2Li'+2e-=Fe+Li2s

B.充電時(shí)，Mg電極連外接電源的負(fù)極

C.充電時(shí)，每生成1molMg,電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少24g

D.電解質(zhì)溶液含離子遷移速率更快的L/，提高了電池效率

I解析］放電時(shí)Mg轉(zhuǎn)化為Mg2+,右側(cè)電極為負(fù)極，左側(cè)電極為正極，F(xiàn)eS得電子并結(jié)合

Li，生成Fe和Li2S,電極反應(yīng)為FeS+2Li++2e-—Fe+Li2S,A正確；充電時(shí)Mg2一轉(zhuǎn)化為

Mg,被還原，為陰極，連接外接電源的負(fù)極，B正確；充電時(shí)陽極反應(yīng)為Fe+Li2s—2e-—FeS

十2L「，每生成1molMg,消耗1molMg”，轉(zhuǎn)移2moi電子，同時(shí)生成2moi口+，故電解

質(zhì)質(zhì)量減少24g—2X7g=10g,C錯(cuò)誤；電解質(zhì)溶液中含離子遷移速率更快的Li+,增強(qiáng)了導(dǎo)

電性，提高了電池效率，D正確。

10.（2023.廣東梅州二模）某科研團(tuán)隊(duì)發(fā)明的一種制取H2O2的綠色方法原理如圖所示。下

列說法正確的是（B）

負(fù)載

治蓋催化劑去離子水液蓋催化劑

電極、/電極

X多Y

孔

膜

膜

固

體

電

高

離

解

*質(zhì)k

A.a極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)

B.X膜為陽離子交換膜

C.當(dāng)外電路通過2mole一時(shí),消耗22.4LO2

D.該裝置可實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能之間的完全轉(zhuǎn)化

［解析］通入H2的a極發(fā)生氧化反應(yīng)，是原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為H2—2e-=2H+,

通入O2的b極發(fā)生還原反應(yīng)，是原電池的正極，最終產(chǎn)物為H2O2,故其電極反應(yīng)式為H?0+

Ch+2e=H02+0H0負(fù)極生成的H+通過陽離子交換膜進(jìn)入多孔固體電解質(zhì)中，正極生成

的HCh通過陰離子交換膜進(jìn)入多孔固體電解質(zhì)中，二者結(jié)合得到H2O2。根據(jù)分析可知，A項(xiàng)

錯(cuò)吳，B項(xiàng)正確；當(dāng)外電路通過2moi「時(shí)，根據(jù)b極的電極反應(yīng)式可知需要消耗1molCh,

但本題中未指明O2是否處于冰準(zhǔn)狀況下，不能確定02的體積一定為22.4L,C項(xiàng)錯(cuò)誤；原電

池不可能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能之間的完全轉(zhuǎn)化，會(huì)有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，D項(xiàng)

錯(cuò)誤。

二、非選擇題：本題共4小題。

11.

rflrl

(2024?河北衡水檢測(cè))能量之間可相互轉(zhuǎn)化：電解食鹽水制備C12是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,

而原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計(jì)兩種類型的原電池，探究其能量轉(zhuǎn)化效率。

限選材料：ZnSO4(aq),FcSO4(aq),CuSO^aq)；銅片，鐵片，鋅片和導(dǎo)線。

(1)完成原電池甲的裝置示意圖，并作相應(yīng)標(biāo)注。要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相

同的金屬元素。

［答案］如圖所示

ZnSO4CuSO4(aq)

(FeSO.Xaq)

(2)銅片為電極之一，CuSCh(aq)為電解質(zhì)溶液，只在一個(gè)燒杯中組裝原電池乙，工作一段

時(shí)間后，可觀察到負(fù)極電極逐漸溶解。

(3)甲、乙兩種原電池中可更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是其原因是一電池乙的

負(fù)極可與CuSCh溶液直接發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能；電池甲的負(fù)極不與所接觸

的電解質(zhì)溶液反應(yīng)，化學(xué)能在轉(zhuǎn)化為電能時(shí)損耗較小°

［解析1以Zn和Cu作電極為例分析，如果不用鹽橋，則除了發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)外還發(fā)生

Zn和C/+的置換反應(yīng)，反應(yīng)放熱，會(huì)使部分化學(xué)能以熱能形式散失，使其不能完全轉(zhuǎn)化為電

能，而鹽橋的使用，可以避免Zn和C/+的直接接觸，從而避免能量損失，提供穩(wěn)定電流。

12.(2024.山東青島高三檢測(cè))電池的發(fā)明是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。

(1)鋅銀電池是一種常見化學(xué)電源，其工作示意圖如圖所示。

電池工作時(shí)，電子從Zn電極經(jīng)導(dǎo)線流向Ag2。電極,負(fù)極的電極反應(yīng)為Zn—2e-+

2OH-=Zn(OH)2。

(2)①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CH4-8e-+10QH-

=COA+7H2O；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1：2(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02+2(^02+4?一=2(20分。

［解析］(1)電池工作時(shí)，負(fù)極Zn失去電子生成Zn(0H)2,電子經(jīng)導(dǎo)線流向正極，Ag2。得

到電子轉(zhuǎn)化為Ag°

(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-+10OH-=COr+7H2O；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K2c03為電

解質(zhì)，Ch得電子生成COM。

13.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。

通入氨氣的電極為負(fù)極(填“正極”或“負(fù)極”)。負(fù)極的電極反應(yīng)式為2NH3—6e.=N2

+6H+o

圖2

(2)對(duì)ILS廢氣進(jìn)行利用的一種途徑是將其設(shè)計(jì)成質(zhì)子膜一ILS燃料電池，反應(yīng)原理為

2H2s(g)+Ch(g)=S2⑸+2氏0⑴。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2H2s

—4e—=S2+4H+。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，當(dāng)電路中通過3moi電子時(shí)，通過質(zhì)子膜

進(jìn)入正極區(qū)(填“正極區(qū)”或“負(fù)極區(qū)”)的H*數(shù)目為自退

［解析］(1)由題圖可知，NH3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N2,故NH3通入負(fù)極，電極反應(yīng)式為2NH3—6e=N2+6HZ

(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2H2s—4e-==S2+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3moi電子時(shí)，有3moiH+通過質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū)，數(shù)目為3NA。

14.⑴高鐵酸鉀(K2FeO4)不僅是一種理想的水處理劑，而且高鐵電池的研制也在進(jìn)行中。

高鐵電池的模擬實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

高鐵酸鉀

和氫敘化

鉀混合溶液

①該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為FeOA+4H2O+3e-=Fe(OH)3I+50H一；若維

持電流強(qiáng)度為1A,電池工作十分鐘，理論上消耗0.2sZn(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù),已知尸

=96500Cmol')()

②鹽橋中盛有飽和KC1溶液，此鹽橋中氯離子向右（填“左”或“右”）移動(dòng)；若用陽

離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向左（填“左”或“右”）移動(dòng)。

③下圖為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有速

用時(shí)間長(zhǎng)、工作電壓穩(wěn)定。

（2）有人設(shè)想以N?和H2為反應(yīng)物，以溶有A的稀鹽酸