2020届高三化学二轮冲刺新题专练- 高考选择热门题型-原电池（ 含解析）

第=page22页，共=sectionpages22页第=page11页，共=sectionpages11页2020届高三化学二轮冲刺新题专练——高考选择热门题型_原电池（含解析）2019年10月9日，瑞典皇家科学院宣布，约翰·B·古迪纳夫(John B. Goodenough)、斯坦利·威廷汉(M. Stanley Whittingham)和吉野彰(Akira Yoshino)三人获得2019年诺贝尔化学奖，表彰他们对锂离子电池方面的研究贡献。锂空气电池比锂离子电池具有更高的能量密度，因为其正极(以多孔碳为主)很轻，且氧气从环境中获取而不用保存在电池里。其工作原理如图，电池总反应为4Li+O2+2H2A.该电池的正极反应式是O2+2H2O+4e−=4OH−

B.该电池使用固体电解质的优点有：既可防止两种电解液混合，又可防止金属锂与水、氧气等发生反应

全钒氧化还原电池是一种新型可充电池，不同价态的含钒离子作为正极和负极的活性物质，分别储存在各自的酸性电解液储罐中。其结构原理如图所示，该电池放电时，右槽中的电极反应为：V2+—A.放电时，右槽发生还原反应

B.放电时，左槽的电极反应式：VO2++2H++e—=VO2++利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+A.相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能

B.阳极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+=2H+一种以2 mol⋅L−1的Na2SO4溶液为电解质溶液的钠离子电池的总反应如下(P为+5价)：A.放电时，NaTi2(PO4)3发生氧化反应

B.放电时，Na+向锌棒一极移动

图甲是CO2电催化还原为碳氢化合物(CxHy)的工作原理示意图，用某钾盐水溶液作电解液；图乙是用H2还原A.图甲中铜片作阴极，K+向铜片电极移动

B.若图甲中CxHy为C2H4，则生成1 mol C2H42019年诺贝尔化学奖花落锂离子电池，美英日三名科学家获奖，他们创造了一个可充电的世界。像高能LiFePO4电池，多应用于公共交通。电池中间是聚合物的隔膜，主要作用是在反应过程中只让Li+通过。结构如图所示。

原理如下：(1− x)LiFePO4+xFePO下列说法不正确的是(

)A.放电时，正极电极反应式：xFePO4+xLi++xe−=xLiFePO4

由下列实验及现象不能推出相应结论的是(

)选项实验现象结论A将镁条点燃后迅速伸入充满N2的集气瓶中集气瓶内有黄绿色粉末产生N2具有氧化性B将装有CuCl2试纸变为红色CuCl2C将镁片和铝片分别打磨后，用导线连接，再插入NaOH溶液中片刻后镁片上有大量气泡产生，铝片上产生的气泡很少镁为电池正极D向2 mL Na2S稀溶液中滴加0.1 mol·L−1ZnS沉淀由白色变为黑色KspA.A B.B C.C D.D液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是

A.b极发生氧化反应

B.a极的反应式：N2H4+4OH−−4e−=H2S废气资源化的原理为：2H2S(g)+O2(g)=S2A.电极a为电池的正极

B.电极b上发生的电极反应为：O2+4H++4e−=2H2O

C.电路中每通过2019年3月，我国科学家研发出一种新型的锌碘单液流电池，其原理如图所示。下列说法不正确的是(

)A.放电时，B电极反应式为I2+2e−=2I−

B.放电时，电解质储罐中离子总浓度增大

C.M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜

D.充电时，我国科学家研究将酸性废水与H2S的光分解进行耦合，实现H2和SA.交换膜可以选择质子交换膜

B.电极M的电势高于电极N的

C.Fe3+的浓度基本保持不变

D.一种新型锰氢二次电池原理如下图所示。该电池以MnSO4溶液为电解液，碳纤维与Pt/C分别为电极材料，电池的总反应为Mn2++2H2OA.充电时，碳纤维电极做阳极

B.充电时，碳纤维电极附近溶液的pH增大

C.放电时，电子由Pt/C电极经导线流向碳纤维电极

D.放电时，正极反应式为Mn已知某高能锂离子电池的总反应为：2Li+FeS= Fe +Li2S，电解液为含LiPF6·SO(CH3)下列分析正确的是(

)A.X与电池的Li电极相连

B.电解过程中c(BaC12)保持不变

C.该锂离子电池正极反应为：FeS+2Li+高压直流电线路的瓷绝缘子经常出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是(

)A.断电时，牺牲阳极保护法使铁帽不被腐蚀

B.通电时，阳极上的电极反应为Zn−2e−=Zn2+

C.Mg−AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池的总反应如下：2AgCl + Mg =Mg2+A.该电池可用于海上应急照明供电

B.负极反应式为AgCl + e−=Ag + Cl−

C.该电池不能被KCl溶液激活

D.电池工作时，每消耗德裔美籍固体物理学家古迪纳夫在研究钴酸锂(LiCoO2)、磷酸亚铁锂(LiFePO4)等正极材料及锂离子电池领域作出卓著贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。其中磷酸亚铁锂(LiFePA.充电时，铁元素发生还原反应

B.放电时，Li作负极

C.放电时，正极反应为FePO4+Li++e−==LiFePO4

D.若用该电池电解饱和食盐水热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl−KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：PbSO4+2LiCl+Ca=CaCA.负极反应式：Ca+2Cl−−2e−=CaCl2

B.放电过程中，Li+将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。下列说法不正确的是(

)A.铁片腐蚀最严重区域不是生锈最多的区域

B.液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2+2H2O+4e−      德裔美籍固体物理学家古迪纳夫在研究钴酸锂(LiCoO2)、磷酸亚铁锂(LiFePO4)等正极材料及锂离子电池领域作出卓著贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。其中磷酸亚铁锂(LiFePO4)是一种新型汽车锂离子电池，总反应为A.充电时，铁元素发生还原反应

B.放电时，Li作负极

C.放电时，正极反应为FePO4+Li++e−=LiFePO4

D.若用该电池电解饱和食盐水化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是(

)A.甲：Zn2+向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H+浓度增加

B.乙：正极的电极反应式为Ag2O+22019年诺贝尔化学奖授予美国和日本三位科学家，以表彰他们在锂离子电池领域的贡献。某种锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，以LiCA.锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低

B.充电时，电池的负极反应为LiC6−e−=Li+C2019年10月9日，瑞典皇家科学院宣布，约翰·B·古迪纳夫(John B.Goodenough)、斯坦利·威廷汉(M.Stanley Whittingham)和吉野彰(Akira Yoshino)三人获得2019年诺贝尔化学奖，表彰他们对锂离子电池方面的研究贡献。锂空气电池比锂离子电池具有更高的能量密度，因为其正极(以多孔碳为主)很轻，且氧气从环境中获取而不用保存在电池里。其工作原理如图，电池总反应为4Li+O2+2HA.该电池的正极反应式是O2+2H2O+4e−=4OH−

B.该电池使用固体电解质的优点有：既可防止两种电解液混合，又可防止金属锂与水、氧气等发生反应

肼(N2H4)空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解液是20%～30%的KOH溶液。关于该电池，下列说法正确的是(A.负极的电极反应式是：N2H4+4OH−−4e−=4H2O+N2019年诺贝尔化学奖授予美国和日本三位科学家，以表彰他们在锂离子电池领域的贡献。某种锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(CA.锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低

B.充电时，电池的负极反应为LiC6−e−=Li+C“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将太阳能电池电解水技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图(隔膜为质子选择性透过膜)，下列说法中正确的是(    )

A.c极上发生的电极反应是：O2+ 4H++ 4e—= 2H2O

B.当有0.1mol电子转移时，b极产生1.12 L气体Y(标准状况下)

C.装置通过膜电池可除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚()，其原理如图所示，下列说法错误的是(

)

A.该方法能够提供电能

B.b极上的电势比a极上的电势低

C.a极的电极反应为

D.电池工作时H+通过质子交换膜由正极区向负极区移动下列装置由甲、乙两部分组成(如图所示)，甲是将废水中乙二胺[H2N(CH2)2A.甲中H+透过质子交换膜由左向右移动

B.M极电极反应式：H2N(CH2)2NH2+4H2O−16e答案和解析1.【答案】C

【解析】【分析】

本题考查新型燃料电池的工作原理，为高频考点，明确燃料电池正负极反应是解题关键，侧重于考查学生的分析能力，题目难度不大。

【解答】

A.根据图中信息可知电池的正极反应式是O2+2H2O+4e−=4OH−正确，故A正确；

B.固体电解质实现了正极和负极电解液的分离，防止金属锂与水、氧气等发生反应，故B正确；

C.当电路中转移2mol电子时，正极消耗O2在标准状况下的体积为11.2L，故C【解析】【分析】

本题考查内容为新型电池，考查学生对反应原理的理解和运用能力，难度一般。

【解答】

该电池放电时，右槽中的电极反应为：V2+−eA.电池放电时，右槽中的电极反应为：V2+−eB.放电时，左槽发生还原反应，电极方程式应为VO2+C.充电时，左槽电极反应式为VO2++H2O−e−=VD.充电时，阴极发生V3++e−=V2+故选B。

3.【答案】C

【解析】【分析】

本题考查电化学知识，掌握电极以及离子流向的判断，是解答本题的关键，属于陌生的电化学装置的分析与应用问题，试题难度较大。

【解答】

由题干信息可知，该装置为原电池。左侧区域H2失电子转化成H+，为负极区；右侧区域N2得电子转化成NH3为正极区。

A.传统固氮方法是在高温高压下进行，而该电池利用酶催化反应，条件温和并能提供电能，故A正确；

B.阳极区，即为发生氧化反应的区域，也就是左侧区域，在氢化酶作用下发生反应为H2+2MV2+=2H++2MV+，故B正确；

C.正极区，固氮酶为催化剂，N2【解析】【分析】由反应总方程式可知，形成原电池时Zn元素化合价升高，被氧化，应为原电池负极反应，Ti元素化合价由+4价降低为+3价，为原电池正极反应，结合电极方程式解答该题。

本题考查化学电源新型电池，为高频考点，侧重考查学生的分析能力，明确元素化合价变化与电极名称关系是解本题关键，难点是电极反应式的书写，题目难度中等。

【解答】A.放电时，Ti元素化合价由+4价降低为+3价，则NaTi2(PO4)3发生还原反应，故A错误；

B.放电时，阳离子向正极移动，而锌为负极，故B错误；

C.充电时，阳极反应应为[Ti2(PO4)3]3−−2e−=[Ti2(PO4)3]−【解析】【分析】本题考查学生电解池的工作原理知识，侧重于学生的分析能力的考查，注意两极反应式的书写以及氧化还原反应之间的关系，注意规律的总结是关键。【解答】A.电解时，电子流向是：阳极→正极，负极→阴极，铜为阴极，所以阳离子K+向铜片电极移动，故A不符合题意；

B.若CxHy为C2H4，则电解的总反应为：，所以生成1mol C2H4的同时生成3mol D.由图可知乙中正极上是二氧化碳发生得电子的还原反应的过程，发生的电极反应为CO2+6e−+6H+=CH3OH+

6.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查了原电池和电解池原理、电极反应书写、电子流向判断等知识点，掌握基础是解题关键，题目难度中等。

【解答】

A.放电时，正极上FePO4得到电子发生还原反应生成LiFePO4，正极电极反应式：xFePO4+xLi++xe−=xLiFePO4，故A正确；

B.放电时，电子由负极经导线、用电器、导线到正极，故B正确；

C.充电时，阴极电极反应式：xLi++xe【解析】【分析】

本题主要考查实验方案的设计和评价，难度一般，熟悉对应的化学知识是解题关键。

【解答】

A.集气瓶内有黄绿色粉末，有新物质产生，则镁元素化合价升高，氮元素化合价降低，说明N2具有氧化性，故正确；

B.将装有CuCl2·2H2O晶体的试管加热，在试管口放置湿润的蓝色石蕊试纸变红，是因为氯化铜水解产生氯化氢，故错误；

C.镁与氢氧化钠不反应，铝会反应，故铝做负极，镁做正极，故正确；

D.向2 mL Na2S稀溶液中滴加0.1 mol·L−1

ZnSO4溶液至不再有白色沉淀产生，然后再往上述溶液中滴加【解析】【分析】

本题考查了燃料电池，明确正负极上发生的反应是解本题关键，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液的酸碱性书写，注意电流的方向和电子的流向相反，难度不大。

【解答】

A.该燃料电池中，通入空气的电极b为正极，正极上氧气得电子发生还原反应，故A错误；

B.通入燃料的电极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，则a电极的反应式为：N2H4+4OH−−4e−=N2↑+4H2O，故B正确；

C.放电时，电流从正极b经过负载流向a极，故【解析】【分析】

本题侧重考查原电池原理，明确电解质溶液酸碱性是解本题关键，难点是电极反应式的书写，题目难度不大，侧重于考查学生的分析能力。

【解答】

2H2S(g)+O2(g)=S2(s)+2H2O反应，得出负极H2S失电子发生氧化反应即电极a为负极，电极反应为2H2S−4e−=S2+4H+，正极O2得电子发生还原反应即电极b为正极，反应为O2+4H++4e−=2H2O，电流从正极流向负极，据此分析解答。

A.负极H2S失电子发生氧化反应即电极a为负极，故A错误；

B.正极O2得电子发生还原反应即电极b为正极，反应为O2+4H++4e【解析】【分析】

本题主要考查可充电电池的相关知识，据此进行分析解答。难度不大，掌握原理是解答的关键。

【解答】

A.由图可知A为负极，B为正极，B电极放电反应式为：I2+2e−=2I−，故A正确；

B.放电时电池总反应为：Zn+I2=Zn2++2I−，离子总浓度增大，故B正确；

C.负极生成阳离子，正极生成阴离子，故M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜，故C错误；

D.充电时，A极增重65g时锌离子变为Zn，物质的量为1mol，转移2mol电子，则C区增加2mol钾离子、2mol氯离子，【解析】【分析】

本题考查原电池原理的应用，难度一般，解题的关键是对原电池原理的灵活运用。

【解答】

A.由信息可知，装置工作时酸性废水中的H+在电极M上得电子生成H2，电极M为正极，电极反应式为2H++2e−=H2↑；电极N为负极，电极反应式为Fe2+−e−=Fe3+，Fe3+再将H2S转化为H+和S，则交换膜可以选择质子交换膜，故A正确；

B.正极(电极M)的电势高于负极(电极N)的电势，故【解析】【分析】

本题考查了原电池与电解池原理的应用，根据元素化合价变化确定电极，再结合电极反应式来分析解答，侧重于考查学生的分析能力和计算能力，题目难度中等。

【解答】

A.新型电池放电时是原电池，碳纤维表面MnO2发生还原反应生成Mn2+，为正极；充电时是电解池，碳纤维表面Mn2+发生氧化反应生成MnO2，则碳纤维电极做阳极，故A正确；

B.充电时，碳纤维电极发生的电极反应为Mn2++2H2O−2e−=MnO2+4H+，附近溶液的pH减小，故B错误；

C.放电时是原电池，碳纤维为正极，Pt/C【解析】【分析】

本题考查了原电池原理和电解池原理，侧重于考查学生的分析能力和应用能力，掌握基础是解题关键，注意交换膜的作用，题目难度中等。

【解答】

A.用该电池为电源电解含镍酸性废水，并得到单质Ni，镍离子得到电子、发生还原反应，则镀镍碳棒为阴极，连接原电池负极，碳棒为阳极，连接电源的正极，结合原电池反应FeS+2Li=Fe+Li2S可知，Li被氧化，为原电池的负极，FeS被还原生成Fe，为原电池正极，所以X与电池的正极FeS相接，故A错误；

B.镀镍碳棒与电源负极相连，是电解池的阴极，电极反应Ni2++2e−=Ni，为平衡阳极区、阴极区的电荷，Ba2+和Cl−分别通过阳离子膜和阴离子膜移向溶液中，使BaCl2溶液的物质的量浓度不断增大，故B错误；

C.

锂离子电池，FeS所在电极为正极，正极反应式为FeS+2Li++2e−=Fe+Li2S，故C【解析】【分析】

本题主要考查外加电流的阴极保护法对金属进行保护，防止金属腐蚀，难度一般。

【解答】

A.断电时锌作负极，属于牺牲阳极的阴极保护法，故A正确；

B.通电时，锌环连接电源正极，所以是阳极，发生氧化反应，故B正确；

C.断电时发生原电池反应，锌环失电子作负极，电极反应为Zn−2e−=Zn2+，故C正确；

D.铁帽上加铜环，断电时铁作负极，不能防止铁被腐蚀，故D错误。

故选D【解析】【分析】

本题考查了原电池原理的应用，涉及电极反应式的书写、原电池的计算，侧重基础知识的考查。

【解答】

A.该电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，所以可用于海上应急照明供电，故A正确；

B.镁失电子作负极，则负极反应式为Mg−2 e−

=Mg2+，故B错误；

C.KCl溶液能代替海水激活电池，故C错误；

D.电池工作时，每消耗1.2 g Mg，物质的量为0.05mol，溶液中的Cl−增多0.1 mol，故D错误。

故选A【解析】【分析】

本题考查新型电池工作原理分析，包括电极反应式及总反应式书写、正负极判断及离子迁移方向等原电池常识性知识。

【解答】

A.充电时Fe元素是失电子，化合价升高，发生氧化反应，A错误。

BC.由放电时原电池原理知，负极反应为Li失电子(Li−e−=Li+)发生氧化反应，FePO4在正极得到电子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应为FePO4+Li++e−=LiFePO4，B、C正确。

D.若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)，当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时，气体物质的量为0.2mol，生成氢气物质的量0.1mol，依据电子守恒和电极反应计算，得故选A。

17.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查电化学基本理论，涉及电极判断、电极反应方程式的书写、离子流动方向以及简单计算，难度不大。

【解答】

A.负极发生氧化反应，反应式：Ca+2Cl−−2e−=CaCl2，故A正确；

B.放电过程为原电池，阳离子向正极移动，故B错误；

C.每转移0.2mol电子，生成0.1molPb，为20.7g，故C正确；

D.常温下，电解质不能融化，不能形成原电池，故指针不偏转，故D正确。【解析】【分析】

本题考查内容为金属的吸氧腐蚀，考查学生知识的灵活运用能力，难度一般。

【解答】

A.铁片腐蚀最严重的区域不是生锈最多的的区域而是野地的中心区，故A正确；

B.液滴边缘是正极区，发生吸氧腐蚀，发生的电极反应为O2+2H2O+4e−      ̲̲4OH−故B正确；

C.液滴下氧气含量少，铁片作负极，发生的氧化反应为Fe−2e−      Fe2+【解析】【分析】

本题考查新型电池工作原理分析，包括电极反应式及总反应式书写、正负极判断及离子迁移方向等原电池常识性知识。

【解答】

A.充电时Fe元素是失电子，化合价升高，发生氧化反应，A错误。

BC.由放电时原电池原理知，负极反应为Li失电子(Li−e−=Li+)发生氧化反应，FePO4在正极得到电子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应为FePO4+Li++e−=LiFePO4，B、C正确。

D.若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)，当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时，气体物质的量为0.2mol，生成氢气物质的量0.1mol，依据电子守恒和电极反应计算，得故选A。

20.【答案】A

【解析】【分析】

本题考查原电池的综合应用，一次性电池的分析，难度一般。

【解答】

A.Zn较Cu活泼，做负极，Zn失电子变Zn2+，电子经导线转移到铜电极，铜电极负电荷变多，吸引了溶液中的阳离子，因而Zn2+和H+迁移至铜电极，H+氧化性较强，得电子变H2，因而c(H+)减小，故A错误；

B. Ag2O作正极，得到来自Zn失去的电子，被还原成Ag，结合KOH作电解液，故电极反应式为Ag2O+2e−+H2O=2Ag+2OH−，故B正确；

C.Zn为较活泼电极，做负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn−2e【解析】【分析】

考查电化学的有关判断和应用，是基础性试题的考查，侧重对学生基础知识的巩固和训练。旨在培养学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力的培养；该题的关键是明确原电池和电解池的工作原理，然后结合题意灵活运用即可。

【解答】

A.锂离子电池的比能量高，故A错误。

B.充电时，电池的负极和阴极相连，发生得电子的还原反应，故B错误；

C.放电时，电池的正极发生得电子的还原反应，CoO2+Li++e−=LiCoO2，故C正确；

D.由于单质锂较活泼，易与醇以及羧酸类物质反应而变质，电解质不能含有醇和羧酸，故【解析】【分析】

本题考查新型燃料电池的工作原理，为高频考点，明确燃料电池正负极反应是解题关键，侧重于考查学生的分析能力，题目难度不大。

【解答】

A.根据图中信息可知电池的正极反应式是O2+2H2O+4e−=4OH−正确，故A正确；

B.固体电解质实现了正极和负极电解液的分离，防止金属锂与水、氧气等发生反应，故B正确；

C.当电路中转移2mol电子时，正极消耗O2在标准状况下的体积为11.2L，故C【解析】【分析】

本题主要考查的是燃料电池，意在考查学生的分析能力和知识应用能力，解题的关键是理解原电池的工作原理，根据电极的反应物、生成物判断电极和电极反应．

【解答】

A.原电池中负极发生氧化反应，负极反应为N2H4+4OH−−4e−=4H2O+N2↑，故A正确；

B.在碱性环境下，正极反应为：O2+2H2O+4e−=4OH−，故【解析】【分析】

本题考查二次电池工作原理，题目难度不大，本题注意锂电池的组成和工作原理，注意从总电池反应根据化合价的变化判断．

【解答】

A、锂的相对原子质量较小，锂离子电池的比能量高，故A错误。

B、充电时，电池的负极和阴极相连，发生得电子的还原反应，故B错误；

C、放电时，电池的正极发生得