專題十八原電池化學(xué)電源

【核心素養(yǎng)】

誤標(biāo)要求核心素養(yǎng)

1.理解原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用能寫出電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程宏觀辨識(shí)與微觀探析

式。證據(jù)推理與模型認(rèn)知

2,了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。變化觀念與平衡思想

3.能綜合考慮化學(xué)變化中的物質(zhì)變化和能量變化來分析、解決實(shí)際問科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任

題，如新型電池的開發(fā)等。

4,認(rèn)識(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用。

【思維導(dǎo)圖】

【重難點(diǎn)深度剖析】

考點(diǎn)一：原電池的工作原理

一、原電池的工作原理

1.原電池的概念和反應(yīng)本質(zhì)

把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置.，其反應(yīng)本質(zhì)是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。

2.構(gòu)成條件

①有兩個(gè)活潑性不同的電極。

②將電極插入電解質(zhì)溶液中并形成閉合回路。

③能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。

注意：構(gòu)成條件可概括為“兩極一液一線一反應(yīng)

3.工作原理

①以銅鋅原電池為例構(gòu)建原電池的認(rèn)知模型

②圖解原電池工作原理

電子電子

電流表+

I?金屬銅

金屬鋅、(二5%瓊脂

電極K/TTTIV*電極

鹽橋

可正確云

--CuS()4-

電極名稱負(fù)極正極

電極材料ZnCu

電極反應(yīng)Zn-2e===Zn2+Cu2++2e~===Cu

反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)

電子流向由負(fù)極沿導(dǎo)線流向_正極一

電流方向由_正極一沿導(dǎo)線流向-負(fù)極

離子移向陰離子向一負(fù)極移動(dòng)，陽離子向_正極移動(dòng)；鹽橋含飽和

（內(nèi)電路）KC1溶液，K+移向_正極，Q一移向—負(fù)極

①連接內(nèi)電路形成閉合回路。

鹽橋的作用

②平衡電荷，使電池能持續(xù)提供電流。

二、原電池原理的四大應(yīng)用

1.加快氧化還原反應(yīng)的速率

一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，形成原電池時(shí)會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速率加快。如在Zn與稀硫酸反應(yīng)

時(shí)加入少量CuS04溶液構(gòu)成原電池，化學(xué)反應(yīng)速率加快。

2.比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱

兩種金屬分別作原電池的兩極時(shí),一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑。

例如：有兩種金屬a、b,用導(dǎo)線連接后插入稀H2sO4中，觀察到a溶解，b極上有氣泡產(chǎn)生，

則金屬a作負(fù)極，比金屬b活潑。

3.用于金屬的防護(hù)

使被保護(hù)的金屬制品作原電池正極而得到保護(hù)。如要保護(hù)?個(gè)鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等,

可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極。

4.設(shè)計(jì)制造化學(xué)電源

①首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個(gè)半反應(yīng)。

②根據(jù)原電池的反應(yīng)特點(diǎn)，結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)找出正、負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液。

如根據(jù)反應(yīng)2FeCl3+Cu====2FeCL+CuCL設(shè)計(jì)的原電池為

［思維建模］

根據(jù)電池反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池的模板

考點(diǎn)二：常見化學(xué)電源的工作原理

1.電池優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)

一是看電池單位質(zhì)量或體積輸出的電能多少(比能量)或輸出功率多少(比功率)，二是電池儲(chǔ)存

的時(shí)間長短。

2.一次電池——干電池

⑴堿性鋅鎰電池

堿性鋅錦電池的負(fù)極是Zn,正極是MnCh,電解質(zhì)是KOH,其電極反應(yīng)如下：

負(fù)極：Zn-2e—+2OH-—Zn(OH)2；

正極：2MnO2+2e+2H2O=2MnOOH+2OH-；

總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2。

⑵銀鋅電池

銀鋅電池的負(fù)極是Zn,正極是Ag?O.電解質(zhì)是KOH.其電極反應(yīng)如下：

負(fù)極：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2；

正極：Ag?O+2e4-H2O=2Ag+2OH-；

總反應(yīng)：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag?

3.二次電池——充電電池或蓄電池

⑴鉛酸蓄電池

鉛酸蓄電池是最常見的二次電池，負(fù)極材料是Pb,正極材料是PbO2V

成OHZ

③若己知總反應(yīng)式時(shí)，可先寫出較易書寫的一極的電極反應(yīng)式，然后在電子守恒的基礎(chǔ)上，總

反應(yīng)式減去較易寫出的一極的電極反應(yīng)式，即得到較難寫出的另一極的電極反應(yīng)式。

［方法規(guī)律］

燃料電池的正極反應(yīng)式書寫

根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是02,隨著電解質(zhì)溶液的不同，其

電極反應(yīng)式有所不同，大致有以下四種情況：

⑴酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：Ch+4H++4-=2比0；

⑵堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：Ch+2H2O+4e一=40獷；

2-

⑶固體電解質(zhì)（高溫下能傳導(dǎo)。2一）環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2+4e-=2O；

（4）熔融碳酸鹽（如熔融K2co3）環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2+2CO2+4e=2COfo

考點(diǎn)三：新型化學(xué)電池

一、單液電池

單液電池是指含有單一目解質(zhì)溶液的化學(xué)電源，其特征是通過單一電解質(zhì)溶液的離子的

定向移動(dòng)形成內(nèi)部電流，其電極反應(yīng)相對(duì)來說較為單一簡(jiǎn)單，運(yùn)用基本原電池的工作原理即可

解決此類新型化學(xué)電源。

【典例分析】

A.負(fù)載通過0.04mol電子時(shí)，有0.224L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）02參與反應(yīng)

B.正極區(qū)溶液的pH降低、負(fù)極區(qū)溶液的pH升高

C.電池總反應(yīng)為4VB2+1IO2+20OH+6H2O=8B（OH）4+4VO「

D.電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負(fù)載、VB2電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極

二、雙液電池

雙液電池是指基于兩種可解質(zhì)溶液進(jìn)行離子定向移動(dòng)形成內(nèi)部電流的原電池，其裝置較

為復(fù)雜，反應(yīng)相對(duì)較難，此類電源需認(rèn)真觀察圖示，分析原理，列清每一個(gè)電極、每一種溶液

發(fā)生的變化，綜合解決此類難題。

【典例分析】

［典例2］（2020?全國卷I）科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn-C02水介質(zhì)電池。電池示意圖如下,

電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時(shí)，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等，為解決

環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。

下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Zn—2e+4OH=Zn（OH）M

B.放電時(shí)，1molCCh轉(zhuǎn)化為HCOOH,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2moi

C.充電時(shí)，電池總反應(yīng)為2Zn（OH）/=2Zn+O2T+40H+2H2。

D.充電時(shí)，正極溶液中OH濃度升高

類型三間接電池

間接電池是以具有“電子傳遞”功能的物質(zhì)為媒質(zhì)，對(duì)反應(yīng)基質(zhì)進(jìn)行氧化或還原，從而得到

目的產(chǎn)物。由于媒質(zhì)可以在電化學(xué)裝置中再生而循環(huán)使用，因而可以充分利用資源，實(shí)現(xiàn)原子

經(jīng)濟(jì)性，減少了副產(chǎn)物的產(chǎn)生。

媒質(zhì)也稱為“電對(duì)”或“介對(duì)”，其首先在電極表面失去（或得到）電子，形成氧化態(tài)（或還原態(tài)）

在電解溶液中進(jìn)一步氧化（或還原）反應(yīng)基質(zhì)，最終生成目的產(chǎn)物。

其原理如下圖所示：

［注意］分析電極時(shí)，要注意電極上的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，明確化合價(jià)升降，確定兩電極。

【典例分析】

［典例3］（2019?全國卷I）利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時(shí)MV27MV

+在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時(shí)還可提供電能

B.陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV"=2FT+2MV+

C.正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3

D.電池工作時(shí)質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)

【鏈接四年高考】

1.（2022?河北）一種水性電解液為-力/〃。2離子選擇雙隔膜電池如圖所示（KOH溶液中,

Z/+以丁存在）。電池放電時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是

MnCh電極離子選擇隔膜Zn電極

?/\

*H2s。4溶液:K2s。4溶液:KOH溶液

IIIII

A.I［區(qū)的K通過隔膜向m區(qū)遷移

B.I區(qū)的S3一通過隔膜向H區(qū)遷移

2.（2022.青海）Li?O.2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)生電子卜一）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++。2）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)m。2=25+。2

B.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)，及十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++2-=Li2O2

3.（2022?湖北）隨著Li-C02電池的研究取得了新進(jìn)展，某小組以該電池為電源電解處理含

Ba（OH）2廢水和含沖2+、C廠的酸性廢水，并分別獲得BaCb溶液和單質(zhì)銀。電解處理的工作

原理如圖所示，下列說法正確的是（）

A.Li-C02電池可使用水溶液做電解液

B.X與該電池的。電極相連

C.若去掉離子膜M將兩室合并，則X電極的反應(yīng)不變

D.離子膜力/為陽離子交換膜，離子膜N為陰離子交換膜

A.充電時(shí)電極b是陰極

B.放電時(shí)NaCl溶液的pH減小

C.放電時(shí)NaCl溶液的濃度增大

D.每生成ImolC｝電極。質(zhì)量理論.上增加23g

4.（2022?四川）一種水性電解液Z"-防必離子選擇雙隔膜電池如圖所示（KOH溶液中,

Z/+以.存在）。電池放電時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A.n區(qū)的/〈.通過隔膜向in區(qū)遷移

B.i區(qū)的s。：通過隔膜向n區(qū)遷移

5.（2021.重慶）電化學(xué)傳感器是將環(huán)境中濃度轉(zhuǎn)變?yōu)殡?八C02金屬電極b

信號(hào)的裝置，工作原理如圖所示，其中VSZ是固體電解質(zhì)，當(dāng)傳

熔yT面x

感器在一定溫度下工作時(shí)，在熔融加2。。3和VSZ之間的界面X會(huì)出[YSZ（OL導(dǎo)體）

生成固體小2。。下列說法錯(cuò)誤的是（）

02金屬電極a

A.。°丁遷移方向?yàn)榻缑鎄-電極b

B.電極〃上消耗的。2和電極b上產(chǎn)生的。。2的物質(zhì)的量之比為1：1

D.電池總反應(yīng)為Li2C（）,i=LkO+CO2]

6.（2021.河北）電池結(jié)構(gòu)如圖，。和5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（）

有機(jī)電解質(zhì)I有機(jī)電解質(zhì)2

A.隔膜允許K+通過，不允許5通過

B.放電時(shí)，電流由b電極沿導(dǎo)線流向〃電極；充電時(shí)，。電極為陽極

C.產(chǎn)生14人電量時(shí)，生成人'。2的質(zhì)量與消耗3的質(zhì)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(shí)，鉛酸蓄電池消耗0.9g水

7.（2021.福建）催化劑T/PP-Mmil）的應(yīng)用，使5-0%電池的研究取得了新的進(jìn)展。

"-。。2電池結(jié)構(gòu)和該催化劑作用下正極反應(yīng)可能的歷程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A."一。。2電池可使用有機(jī)電解液

B.充電時(shí)，力廣由正極向負(fù)極遷移

D."汜。2、*。0、*￡92。3和。都是正極反應(yīng)的中間產(chǎn)物

8.（2021.遼寧）如圖，某液態(tài)金屬儲(chǔ)能電池放電時(shí)產(chǎn)生金屬間化合物。3比。下列說法正確

的是（）

M極：液態(tài)Li/泡沫Ni

熔融Li。和KCI

N極:液態(tài)Sb?Bi?Sn

A.放電時(shí)，A/電極反應(yīng)為N"2c—

B.放電時(shí)，"，由M電極向N電極移動(dòng)

C.充電時(shí)，八/電極的質(zhì)量減小

D.充電時(shí)，N電極反應(yīng)為Li3Bi+3e=3Li++Bi

9.（2021?浙江）某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電時(shí)

"+得電子成為以嵌入該薄膜材料中；電極8為LCoOc薄膜；集流體起導(dǎo)電作用。下列說法

不正確的是（）

A.充電時(shí)，集流體4與外接電源的負(fù)極相連

B.放電時(shí)，外電路通過a〃加電子時(shí)，比尸ON薄膜電解質(zhì)損失“〃迎

10.（2021?全國甲卷）乙醛酸是一種重要的化工中間體，可采用如圖所示的電化學(xué)裝置合

成。圖中的雙極膜中間層中的“2。解離為〃，和0〃，并在直流電場(chǎng)作用下分別向兩極遷

移。下列說法正確的是（）

電源

OO

IIIIHIIII石

鉛

HOCC-HoH-C-C-H墨

電

—

（乙醛酸）（乙二醛）電

極

oo極

IIIIOO

HO-C-C-OHIIII

HO-C-C-H

（乙二酸）（乙醛酸）

飽和乙二酸溶液雙極膜乙二醛+KBr溶液

A.Ka?在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用

OOOO

+

B,陽極上的反應(yīng)式為：HO"T-OH+2//+2e-^HO-C-C-H

C.制得2"血乙醛酸，理論上外電路中遷移了1〃血電子

D.雙極膜中間層中的〃，在外電場(chǎng)作用下向鉛電極方向遷移

（2021?湖南）鋅/濱液流電池是一種先進(jìn)的水溶液電解質(zhì)電池，廣泛應(yīng)用于再生能源儲(chǔ)能和智

能電網(wǎng)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」B口活性電極

11.下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.放電時(shí)，N極為正極

B.放電時(shí)，左側(cè)貯液器中的濃度不斷減小

C.充電時(shí)，力/極的電極反應(yīng)式為Z〃2++2e=Z〃

D.隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過

12.（2021?浙江）銀鎘電池是二次電池，其工作原理示意圖如圖（L為小燈泡，K、A、為開

關(guān)，。、b為直流電源的兩極）。下列說法不正確的是（）

A.斷開“2、合上K],鍥鎘可池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能T電能

B,斷開KO合上電極片為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)

C.電極8發(fā)生氧化反應(yīng)過程中，溶液中K。"濃度不變

D.銀鎘二次電池的總反應(yīng)式：Cd+2NiOOH+2HOCa（OH）+2Ni（OH）,

2充電2

13.（2021?海南）某燃料電池主要構(gòu)成要素如圖所示，下列說法正確的是（）

0

a電極交換膜卜電極

A.電池可用于乙醛的制備

B.b電極為正極

C.電池工作時(shí)，。電極附近P”降低

+

D.Q電極的反應(yīng)式為G+4e~-4H=2H2O

14.（2（）21.廣東）將金屬1/連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕＜;在如圖所

示的情境中，下列有關(guān)說法正確的是（）

A.陰極的電極反應(yīng)式為=&2+

B.金屬M(fèi)的活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性弱

C.鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù)

D.鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快

15.（2020?河北）微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置，利用微生物處理有機(jī)廢水

獲得電能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)海水淡化。現(xiàn)以NaC7溶液模擬海水，采用惰性電極，用如圖裝置處

理有機(jī)廢水（以含CH3c。。的溶液為例）。下列說法錯(cuò)誤的是（）

r碗名隔膜2

工■二?二廣_-n1n?，辛??追寸「--一二--|

生物膜有機(jī)模擬酸性

廢水.海水水溶液

B.隔膜1為陽離子交換膜，隕膜2為陰離子交換膜

C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移bn。/電子時(shí)，模擬海水理論上除鹽58.5g

D.電池工作一段時(shí)間后，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2：1

16.（2（）2。天津）熔融鈉-硫電池性能優(yōu)良，是具有應(yīng)用前景的

放電

儲(chǔ)能電池。如圖中的電池反應(yīng)為2Na+/S寸NaS（x=5-3,

充電2r

難溶于熔融硫）。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.Na2s4的電子式為Na您：除爸：lNa，

C.Na和NQZSJ.分別為電池的負(fù)極和正極

D.該電池是以NQ-0-42。,為隔膜的二次電池

17.（2020?新課標(biāo)I）科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn-CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如下，

電極為金屬鋅和選擇性催化材料r放電時(shí)，溫室氣體被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等，為解決

環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯(cuò)誤的是（）

B.放電時(shí)，轉(zhuǎn)化為，COOH,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2md

D.充電時(shí)，正極溶液中0/尸濃度升高

18.（2020?新課標(biāo)H）電致變色器件可智能調(diào)控太陽光透過率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。如圖是某電

致變色器件的示意圖。當(dāng)通電時(shí),旬+注入到無色卬。3薄膜中,生成頌卬。3,器件呈現(xiàn)藍(lán)

色，對(duì)于該變化過程，下列敘述錯(cuò)誤的是（)

A僅固體電解質(zhì)，只

”,允庫AK?通過

電致變色層（WO

透明導(dǎo)電層

A.陽為陽極B.4爐由銀電極向變色層遷移

CW元素的化合價(jià)升高D.總反應(yīng)為：WQ+ML4gM。3

19.（）

負(fù)載

KOH溶液離子選擇性膜

A.負(fù)載通過0.04m。/電子時(shí)，有°-224〃標(biāo)準(zhǔn)狀況）5參與反應(yīng)

B.正極區(qū)溶液的P”降低、負(fù)極區(qū)溶液的P”升高

D.電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負(fù)載、V為電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極

2（）.（2019?港澳、華僑、臺(tái)聯(lián)考）NO?、5和熔融NaNQ3制作燃石曼值畫上‘即1

料電池，電池總反應(yīng)為4N5+OL2NA，其原理如圖所示。下列

2J??|L°'

說法不正確的是（）I

B.石墨n電極的電勢(shì)高于石墨I(xiàn)電極的電勢(shì)

NjO,

c.該電池放電時(shí)，NO：；從石墨I(xiàn)點(diǎn)擊向石墨n電極遷移

D.放電過程中消耗的N02和。2的體積比為4：1

21.（2019?天津）我國科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅-碘澳液流電池，其工作原理示

意圖如圖。圖中貯液器可儲(chǔ)存電解質(zhì)溶液，提高電池的容量。下列敘述不正確的是（）

B.放電時(shí)，溶液中離子的數(shù)目增大

C.充電時(shí)，。電極每增重0￡加，溶液中有0.02〃血/被氧化

D.充電時(shí)，〃電極接外電源負(fù)極

22.（2019?新課標(biāo)I）用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時(shí)n/I/2+/A/V+在

電極與酶之間傳遞電子，示意圖如下所示。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時(shí)還可提供電能

B.陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)："2+2八"2+=2"++2力”+

C.正極區(qū)，固氮酶為催化劑，M發(fā)生還原反應(yīng)生成N%

D.電池工作時(shí)質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)

（2019?新課標(biāo)IH）為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性，科學(xué)家近期利用三維多孔海綿狀

ZM3D-Z#可以高效沉積ZnO的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了采用強(qiáng)堿性電解質(zhì)的3。-Zn—NiOOH二次電

池，結(jié)構(gòu)如圖所示。電池反應(yīng)為Z〃（s）+2MOOH（s）+H2Oa）W^Z7iO（s）+2N?：（OH）2（s）。下列

說法錯(cuò)誤的是（）

A.三維多孔海綿狀具有較高的表面積，所沉積的Z〃O分散度高

D.放電過程中0〃-通過隔膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)

（2019?浙江）化學(xué)電源在日常生活和高科技領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。

IbSO.第液,

喉電池小老圖

甲

23.下列說法不正確的是（）

A.甲；Z/+向。般電極方向移動(dòng)，?！姌O附近溶液中〃+濃度增加

C.丙：鋅筒作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，鋅筒會(huì)變薄

D.T：使用一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的酸性減弱，導(dǎo)電能力下降

A.電池工作過程中，K。”溶液濃度降低

B.電池工作過程中，電解液中?！ㄒ幌蜇?fù)極遷移

C.負(fù)極發(fā)生反應(yīng)Z〃+2OHJ2e=Z〃,（OH）2

D.正極發(fā)生反應(yīng)血2。+2〃++26-=4/+〃20

【鏈接兩年模擬】

含金屬催化劑的多孔電極CuSO4溶液

A.燃料電池中正極反應(yīng)為。2+41+4H+=2H2。

B.此裝置用于電鍍銅時(shí)，硫酸銅溶液的濃度不變

C.此裝置用于鐵表面鍍銅時(shí)，a為鐵

D.若用該裝置進(jìn)行粗銅的精煉，當(dāng)有Imol水生成時(shí)，可得到64g精銅

2.（2022.河北模擬）火星大氣約95%是CO?，Li-CO?電池在未來的火星探測(cè)領(lǐng)域有著重要

的應(yīng)用前景?？茖W(xué)家設(shè)計(jì)了一系列Ru/M-CPY@CNT（碳納米管）雜化材料（M=Co、Zn、Ni、

Mn,CNTs碳納米管是一種電導(dǎo)率高、比表面積大、通道利孔隙率豐富的導(dǎo)電基底）作為電極。

已知該電池放電時(shí)的反應(yīng)為4Li+3CO2=2Li2CO3+C,下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.放電時(shí)，Li電極作電池負(fù)極，有電子經(jīng)導(dǎo)線流出

B.充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移Imol電子，兩電極的質(zhì)量變化差值為7g

C.充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為C-4e-+2Li2CO3=3CO2T+4Li+

D.雜化材料中CNTs增多了CO?的吸附位點(diǎn)，可使該電池表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能

3.（2022.浙江模擬）高分子有機(jī)物聚毗咯（PPy）是一種性能優(yōu)異的

光敏型半導(dǎo)體，其制成的納米管在紫外光照射、關(guān)閉周期內(nèi)會(huì)發(fā)生

如下反應(yīng):通過納米管一端

正電荷分布密度的變化，在電解質(zhì)溶液中產(chǎn)生離子電流，某科研組使用PPy構(gòu)建了一種濃差電

池，用來提取天然水中的氫能，其構(gòu)造如圖所示。下列敘述正確的是

A.a為負(fù)極，b為正極

B.b極電極方程式為2H++2e-=H2T

C.納米管道中的離子電流由PPy陽離子、H+、Na+、Cl一的定向移動(dòng)形成

D.照射一段時(shí)間后關(guān)閉光源，納米管道中仍能存在微弱電流

4.（2022?天津河北區(qū)二模）下圖是典型微生物燃料電池原理示意圖。若用含硝酸鹽廢水替代

圖中氧氣，可達(dá)到廢水處理的目的（已知：a室中微生物降解有機(jī)物產(chǎn)生eJCO?和H+）。關(guān)于

該電池，下列說法不?正?確?的是（）

電阻

A.H+通過質(zhì)子交換膜從a室進(jìn)入b室

B.a室內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)，電極為正極

+

C.b室內(nèi)發(fā)生的電極反應(yīng)為：02+4e-+4H=2H20

D.將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為電時(shí)，電極反應(yīng)為：2NO3+10e-+12H+=N2+6H2O

5.（2022?上海實(shí)驗(yàn)學(xué)校4月模擬）如圖，某液態(tài)金屬儲(chǔ)能電池放電時(shí)產(chǎn)生金屬間化合物L(fēng)^Bi。

下列說法正確的是（）

M極：液態(tài)Li/泡沫Ni

熔融Li。和KCI

N極:液態(tài)Sb-Bi?Sn

,不銹鋼外殼

A.放電時(shí)，M電極反應(yīng)為Ni-2e-=Ni2+

B.放電時(shí)，Li+由M電極向N電極移動(dòng)

C.充電時(shí)，M電極的質(zhì)量減小

D.充電時(shí)，N電極反應(yīng)為L^Bi+3e-=3Li++Bi

6.（2022.河北高考仿真模擬）科學(xué)家利用多晶銅高效催化電解co2制乙烯的原理如圖所示。

已知：電解前后電解液濃度幾乎不變。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.多晶銅電極連接電源的負(fù)極

B.通電過程中，溶液中HCOQ通過陰離子交換膜向左槽移動(dòng)

C.常溫下，當(dāng)電路中通過3moi電子時(shí)，理論上能產(chǎn)生7gC2H4

D.多晶銅電極的電極反應(yīng)式為2c。2+I2HCO3+12e-=C2H4+12col+4H20

7.（2022.上海虹口區(qū)二模）某種酒駕檢測(cè)儀具有吹氣流量監(jiān)測(cè)與控制的功能，其結(jié)構(gòu)與工作

原理如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是（）

A.該裝置將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.電流由電極n經(jīng)顯示屏、處理器流向電極I

C.在電解液中遷移的微粒X可能是電子

D.電極II的電極反應(yīng)式可能是：02+H20+4e-=40H-

8.（2022?浙江模擬）實(shí)驗(yàn)a：將銅片、鋅片和稀硫酸組成單液原電池，銅片、鋅片表面均產(chǎn)

生氣泡.實(shí)驗(yàn)b：將鋅片在稀HgCk溶液中浸泡幾分鐘，鋅片表面形成鋅汞合金，再與銅片、稀

硫酸組成單液原電池，只有銅片表面產(chǎn)生氣泡.下列有關(guān)說法不正確的是（）

A.實(shí)驗(yàn)a中鋅片表面產(chǎn)生氣泡對(duì)應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化形式是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

B.實(shí)驗(yàn)b中銅片表面產(chǎn)生氣泡對(duì)應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化形式是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

C.實(shí)驗(yàn)a、b中原電池總反應(yīng)的離子方程式：Zn+2H+=ZM++H2T

D.鋅片經(jīng)HgCk溶液處理后，有利于更多的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

9.（2022?上海高考第三次適應(yīng)性考試）如圖為鎂一次氯酸鹽堿性燃料電池[-/~

的工作原理圖，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（）||c^

A.該燃料電池中鎂為負(fù)極[CL+涼.

B.次氯酸鹽在電極上發(fā)生還原反應(yīng)

c.放電過程中cr移向負(fù)極"~j~

+2+

D.電池的總反應(yīng)式為Mg+CIO-+2H=Mg+Cl-+H20CI0-+H：0

10.（2022?遼寧模擬）北京化工大學(xué)新開發(fā)的一種流動(dòng)電池如圖所示，其原理是Pb（）2+

2H2sO4+Cu=PbS04+CuS04+2H2O,該電池的主要特點(diǎn)是可以通過電解質(zhì)溶液的循環(huán)流

動(dòng)，在電池外部調(diào)節(jié)電解質(zhì)溶液，以保持電池內(nèi)部電極周I韋I溶液濃度的穩(wěn)定。下列說法錯(cuò)誤的

是（）

A.b為該電池的負(fù)極

B.a電極的反應(yīng)式為Pb()2+4H++SOg+2e-=PbSO4+2H2O

C.當(dāng)電池工作時(shí)，理論上a、b兩電極的質(zhì)量之和幾乎不變

D.調(diào)節(jié)電解質(zhì)溶液，即補(bǔ)充一定量的H2sO4溶液和C11SO4溶液

H.(2022?東北三省四市聯(lián)考)MFC-電芬頓技術(shù)不需要外加能量即可發(fā)生，通過產(chǎn)生羥基自

由基(-0H)處理有機(jī)污染物，可獲得高效的廢水凈化效果。其耦合系統(tǒng)原理示意圖如圖，下列

說法中錯(cuò)誤的是

A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，乙池中消耗22.4LO2時(shí)，可以產(chǎn)生2mol-OH

B.甲池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其中a極上發(fā)生氧化反應(yīng)

C.電子移動(dòng)方向?yàn)椋篴TY,X-b

2+3++

D.乙池中生成羥基自由基的反應(yīng)為Fe4-H2O2+H4-=Fe+H20-OH

12.(2022.安徽黃山第二次質(zhì)檢)羥基自由基(?OH)是自然界中氧化性僅次于氟的氧化劑。我

國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種能將苯酚氧化為C02和力0的原電池-電解池組合裝置(如下圖所示)，該

裝置能實(shí)現(xiàn)發(fā)電、環(huán)保二位一體。下列說法錯(cuò)誤的是

A.b極為負(fù)極，d極為陽極

B.b電極區(qū)每產(chǎn)生3molc。2,c電極區(qū)溶液質(zhì)量減輕14g

+

C.d電極的電極反應(yīng)式：H20-e-=-0H+H

D.工作時(shí)，如果II室中Na+、Cl-數(shù)目都減小，則M為陽離子交換膜

13.（2022?四川成都實(shí)驗(yàn)中學(xué)仿真卷一）“碳呼吸電池”是一種新型能源裝置，其工作原理如圖

下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（）

A.通入CO2的一極電極反應(yīng)式為：2c。2+2e-=C20l-

B.金屬鋁電極發(fā)生氧化反應(yīng)

C.每得到1mol用2仁2。4）3，電路中轉(zhuǎn)移3moi電子

D.以該裝置為電源進(jìn)行粗銅的電解精煉，金屬鋁質(zhì)量減少27g時(shí)，理論上陰極質(zhì)量增加96g

14.（2022?河北張家口市一模）我國科研工作者提出通過電解原理聯(lián)合制備環(huán)氧乙烷同時(shí)處

理酸性含倍廢水，其工作原理示意圖如圖所示。其中雙極膜由陽離子交換膜和陰離子交換膜組

成，工作時(shí)內(nèi)層出0解離為H+和OFT,并分別向兩極遷移。下列說法正確的是（）

A.電極a上的電勢(shì)高于電極b上的電勢(shì)

B.膜q適合選用陽離子交換膜

C.工作時(shí)，NaOH溶液濃度保持不變

D.生成lmolCr3+酸性廢水質(zhì)量理論上增加3g

15.（2022?四川名校聯(lián)盟二模）寧德時(shí)代于2021年7月在鈉離子電池研發(fā)上邁出了堅(jiān)實(shí)的一步,

如圖是鈉離子電池的簡(jiǎn)易裝置，放電時(shí)的總反應(yīng)方程式為NaxTMOz+Na1_xC=NaTMO2+Co

下列說法正確的是（）

A.鋁箔是原電池的負(fù)極

B.電池充電時(shí)陽極反應(yīng)式為Na-xC-（1-x）e-=（1-x）Na++C

C.電子從鋁箔流出，經(jīng)外電路流向銅箔

D.該電池基于Na卡在兩電極間的可逆嵌入/脫出形成電流

16.（2021.浙江模擬）銀鎘電池是二次電池，其工作原理示意圖如圖（L為小燈泡，Ki、&為開

關(guān)，a、b為直流電源的兩極卜下列說法不正確的是（）

A.斷開及、合上Ki，鍥鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能t電能

B.斷開除、合上電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)

C.電極B發(fā)生氧化反應(yīng)過程中，溶液中KOH濃度不變

■放電

D.銀鎘二次電池的總反應(yīng)式：Cd+2NiO