2024届高考二轮复习专题训练-原电池

试卷第=page11页，共=sectionpages33页2024届高三新高考化学大一轮专题练习—原电池一、单选题1．（2023春·辽宁抚顺·高一校联考期中）下列各组材料组成如图装置，电流表指针能发生偏转的是选项ABCDM石墨ZnFeAlNAgAgCuAlP稀硫酸蔗糖溶液溶液NaOH溶液A．A B．B C．C D．D2．（2023秋·内蒙古赤峰·高三校联考期末）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂——海水电池构造示意图(图1)，一种镁——海水电池装置示意图(如图2)。下列说法错误的是

A．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能B．N极发生的电极反应：O2+4e－+2H2O=4OH－C．X为正极，可用铜、石墨等做电极材料D．如图2外电路中每通过2mol电子，溶液中2molH+由阳离子交换膜左侧向右侧迁移3．（2023春·湖北宜昌·高二校联考期中）2022年9月27日，宁德时代邦普一体化新能源产业园邦普时代项目在宜昌高新区开工，下图是其产品之一的简易装置图。工作时将正极材料转化为，甲酸盐转化为保持厌氧环境。已知右侧装置为原电池，电极a、b、c均不参与反应。下列说法正确的是

A．在b电极上被氧化B．a电极反应式为C．装置工作时，A室溶液pH逐渐减小D．d电极反应式为4．（2023春·甘肃兰州·高一兰州一中校考期中）某同学设计的番茄电池如图所示，下列说法正确的是

A．该电池工作时，铜片逐渐溶解B．该装置将化学能全部转化为电能C．将锌片换成与右边材质相同的铜片也会产生电流D．该电池工作时，番茄中的阴离子向锌片移动5．（2023春·甘肃兰州·高一兰州一中校考期中）关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是

A．图I所示装置为原电池B．化石燃料是可再生能源，燃烧时将化学能转变为热能C．化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成D．金刚石转化为石墨能量变化如图II所示，则金刚石比石墨稳定6．（2023·福建宁德·统考模拟预测）用含少量的废铁屑为原料制备的流程如图：

下列说法错误的是A．“除油”中适当提高温度有利于去除油污B．“浸出”中炭黑的作用是加快铁屑溶解C．“浸出”产生的气体是D．“沉铁”发生反应的离子方程式为：7．（2023春·安徽阜阳·高一安徽省阜南实验中学校考阶段练习）如图所示装置中观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，指针指向M，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的组合是MNPA锌铜稀硫酸溶液B铜铁稀盐酸溶液C银锌硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液A．A B．B C．C D．D8．（2023·全国·高三专题练习）利用介质耦合微生物电化学系统与电催化还原系统，既能净化废水，又能向高附加值产物转化，其工作原理示意图如图a和图b所示，下列说法错误的是A．图a装置和图b装置中的都是从左向右移动B．图a装置中甲电极的反应式为：C．图b装置中丙电极的电势比丁电极高D．图b装置中丁电极中每消耗(标准状况)，转移电子数约为9．（2023春·江西萍乡·高一统考期中）锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是

A．电子的移动方向是从Cu流向ZnB．溶液中Zn2+从甲通过交换膜移向乙C．Cu棒电极反应式为：2H++2e－=H2↑D．电池工作一段时间后，甲池溶液的总质量减小，乙池溶液的总质量增大10．（2023·山东临沂·统考二模）通过在MnO晶体(正极)中嵌入和脱嵌，实现电极材料充放电的原理如图所示。下列说法正确的是A．①为MnO活化过程，其中Mn的价态不变B．每个晶胞中含有0.61个C．②代表充电过程，③代表放电过程D．每个晶胞完全转化为晶胞，转移电子数为8x11．（2023春·山东菏泽·高一菏泽一中校考期中）氮氧化物(NOx)能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。某科研机构设计方案利用原电池原理处理氮氧化合物(NO)，其原理如图所示。下列有关说法正确的是

A．电极A为原电池的正极，发生还原反应B．H+通过质子交换膜由A极向B极移动C．该电池正极电极反应为2NO-4e-+4H+=N2+2H2OD．当A电极转移0.6mole-时，两极共产生2.24LN2(标况下)12．（2023春·黑龙江大庆·高一大庆中学校考期中）下列四个常用电化学装置的叙述错误的是A．图Ⅰ所示电池中，电子从锌片流出B．图Ⅱ所示干电池中锌作负极C．图Ⅲ所示电池为二次电池，放电时正极的电极反应式为D．图Ⅳ所示电池中通入氧气的电极是正极13．（2023·内蒙古阿拉善盟·统考一模）一种具有高能量比的新型干电池示意图如图所示，石墨电极区发生的电极反应为MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-。该装置工作时，下列叙述正确的是A．石墨电极上的电势比Al电极上的低B．每消耗27gAl，有3mol电子通过溶液转移到石墨电极上C．若采用食盐水+NaOH溶液作电解质溶液，电极反应式相同D．Al电极区的电极反应式：Al-3e-+3NH3·H2O=Al(OH)3+314．（2023·辽宁阜新·校联考模拟预测）电解法合成氨因其原料转化率大幅度提高，有望代替传统的工业合成氨工艺。利用工业废水发电进行氨的制备(纳米作催化剂)的原理如图所示，其中M、N、a、b电极均为惰性电极。下列说法错误的是已知：b极区发生的变化视为按两步进行，其中第二步为(未配平)。A．M极是负极，发生的电极反应为B．在b极发生电极反应：C．理论上废水发电产生的与合成消耗的的物质的量之比为D．上述废水发电在高温下进行优于在常温下进行二、非选择题15．（2023春·贵州遵义·高一仁怀市第一中学校联考期中）I.如图是利用电化学装置将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图。请回答下列问题：(1)该装置将_______能转化为______能。(2)催化剂b表面O2发生_______反应，其附近溶液酸性______(填“增强”、“不变”或“减弱”)。(3)催化剂a表面的电极反应式：_______。II.某废料铁泥主要成分是Fe2O3、FeO和Fe，其他杂质不与硫酸反应。实验室用该废料提取Fe2O3，设计实验流程如图：(4)步骤(I)充分反应后进行的实验操作名称是______。(5)步骤(II)中加入H2O2溶液后需要适当加热但温度不能过高，原因是______。(6)为了检验溶液B中是否有亚铁离子剩余，有同学提出只需要取少量溶液B于试管中并向其中滴加氢氧化钠溶液，然后观察现象即可证明。请你判断该同学的方法是否可行并说出理由______。(7)步骤(III)中将NaOH溶液换成氨气也可以得到Fe(OH)3沉淀，反应的离子方程式为______。16．（2023春·四川雅安·高二雅安中学校考阶段练习）Ⅰ．根据化学能转化为电能的相关知识，回答下列问题：(1)根据构成原电池的本质判断，下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是___________(填字母，下同)。A． B．C． D．Ⅱ.铅蓄电池是常用的化学电源。(2)铅蓄电池属于___________(填“一次”或“二次”)电池。已知硫酸铅为不溶于水的白色固体，生成时附着在电极上。写出该电池放电时，正极上的电极反应式：___________。(3)甲烷(CH4)燃料电池以30%KOH溶液为电解质溶液，该燃料电池放电时负极上的电极反应式为___________；正极附近溶液的碱性___________(填“增强”、“减弱”或“不变”)。(4)银锌电池总反应为：Ag2O+Zn+H2O=Zn(OH)2+2Ag。则该电池的正极电极反应式：___________。(5)如图为氢氧燃料电池的构造示意图。①氧气从___________(填“a”或“b”)口通入；电池工作时，OH-向___________(填“X”或“Y”)极移动。②某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质可以传导O2-，则电池工作时负极电极反应式为___________。17．（2023春·江苏镇江·高一江苏省镇江中学校考期中）铁元素的纳米材料因具备良好的电学特性和磁学特性，而引起了广泛的研究。纳米零价铁可用于去除水体中的六价铬与硝酸盐等污染物。(1)用溶液与(H元素为-1价)溶液反应制备纳米零价铁的化学方程式：。当生成时，反应中转移电子的物质的量为___________。(2)纳米铁碳微电技术是一种利用铁和碳的原电池反应去除水中污染物的技术达到无害排放，该技术处理酸性废水中时，正极电极反应式为___________。(3)我国科学家研究出USTB工艺制取金属钛，其原理如图。该方法使用的固溶体为具有导电性的，电解质为氯化钙熔盐，电解时阳极发生的主要电极反应为___________。(4)聚合硫酸铁广泛用于水的净化。以为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数：准确称取液态样品，置于锥形瓶中，加入适量稀盐酸，加热，滴加稍过量的溶液(将还原为)，充分反应后，除去过量的。用溶液滴定至终点(滴定过程中与反应生成和)，消耗溶液。①上述实验中若不除去过量的，样品中铁的质量分数的测定结果将___________(填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。②计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程)___________。18．（2023春·广东深圳·高一校联考期中）减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容。合理应用和处理氮及其化合物，在生产生活中有重要意义。Ⅰ.雾霾严重影响人们生活，雾霾的形成与汽车排放的NOx等有毒气体有关。(1)通过活性炭对汽车尾气进行处理，相关原理为C(s)＋2NO(g)⇌N2(g)＋CO2(g)。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是_______。A．2v正(NO)=v逆(CO2)B．混合气体中N2的体积分数保持不变C．单位时间内断裂1个N≡N同时生成1个C=OD．恒温、恒容条件下，混合气体的密度保持不变E.恒温、恒压条件下，混合气体的平均摩尔质量保持不变(2)在催化转化器中，汽车尾气中CO和NO可发生反应2CO(g)＋2NO(g)⇌2CO2(g)＋N2(g)，若在容积为10L的密闭容器中进行该反应，起始时充入0.4molCO、0.2molNO，反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间变化如图所示。

①实验b从开始至平衡时的反应速率v(CO)=_______mol·L-1·min-1。②实验a中NO的平衡转化率为_______。Ⅱ.为减少汽车尾气的污染，逐步向着新能源汽车发展。肼—空气燃料电池是一种碱性电池，无污染，能量高，有广泛的应用前景，工作原理如图所示。

(3)回答下列问题：①该燃料电池中正极通入的物质是_______，负极发生的反应式为_______。②电池工作时，OH-移向_______电极(填“a”或“b”)。答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．C【详解】A．Ag、石墨与稀硫酸都不反应，不能构成原电池，电流表指针不能发生偏转，故不选A；B．蔗糖是非电解质，蔗糖溶液不导电，不能构成原电池，电流表指针不能发生偏转，故不选B；C．铁的活泼性大于铜，铁与氯化铁反应生成氯化亚铁，Fe、Cu、FeCl3溶液构成原电池，铁为负极、铜为正极，电流表指针能发生偏转，故选C；D．M、N两个电极相同，不能构成原电池，电流表指针不能发生偏转，故不选D；选C。2．D【详解】A．根据图中信息得到玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能，故A正确；B．根据锂−海水电池构造，M极为Li电极，作负极，N极为正极，则N极发生的电极反应：O2+4e－+2H2O=4OH－，故B正确；C．根据图2分析Mg为负极，X极为正极，可用铜、石墨等做电极材料，故C正确；D．如图2外电路中每通过2mol电子，根据“同性相吸”，则溶液中1molMg2+由阳离子交换膜右侧向左侧迁移，故D错误。综上所述，答案为D。3．B【分析】右侧装置为原电池，工作时将正极材料转化为，可知d为正极、c为负极，负极甲酸盐失电子生成二氧化碳；左侧装置为电解池，则a是阳极、b是阴极。【详解】A．b是阴极，氢离子在b电极上被还原为氢气，故A错误；B．a为阳极，甲酸盐在a极失电子被氧化为二氧化碳，a电极反应式为，故B正确；C．装置工作时，a极发生反应，b极发生反应2H++2e-=H2↑，根据电子守恒，电路中转移2mol电子，b极消耗2molH+，a极只生成1molH+，即a只能提供1molH+进入A室，所以A室溶液pH逐渐增大，故C错误；D．工作时将正极材料转化为，d电极反应式为，故D错误；选B。4．D【分析】Zn-Cu与番茄中的酸性物质构成原电池装置，Zn比Cu活泼，故Zn作负极，Cu作正极，据此分析解答。【详解】A．由以上分析可知Cu作正极，不发生反应，因此不溶解，故A错误；B．该装置为原电池实现化学能转化为电能，但同时也会部分转化为热能，故B错误；C．将锌片换成铜片，两侧电极材料相同，不能够成原电池，不产生电流，故C错误；D．电池工作时，电解质溶液中的阴离子流向负极，即由铜片向锌片移动，故D正确；故选：D。5．C【详解】A．图I中两烧杯未连通，不能形成闭合回路，因此不能构成原电池，故A错误；B．化石燃料是不可再生能源，故B错误；C．化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的生成，断键过程吸收能量，成键过程释放能量，导致化学反应中伴随能量变化，故C正确；D．由图可知金刚石转化为石墨的过程放热，石墨能量低于金刚石，物质能量越低越稳定，则石墨比金刚石稳定，故D错误；故选：C。6．C【分析】废铁屑加入碳酸钠溶液中利用其碱性除去表面油污，过滤后将铁屑与炭黑混合加硫酸溶解，生成氢气和硫酸亚铁，过滤除去炭黑，在硫酸亚铁溶液中加碳酸氢铵，两者反应生成碳酸亚铁，据此分析解答。【详解】A．“除油”中适当提高温度可促进碳酸钠的水解，使其溶液碱性增强，有利于油脂的水解除去，故A正确；B．“浸出”中炭黑、铁屑和硫酸溶液构成原电池原理中，铁屑作负极，可加快铁屑溶解，故B正确；C．“浸出”时铁与硫酸反应生成氢气，故C错误；D．在硫酸亚铁溶液中加碳酸氢铵，两者反应生成碳酸亚铁，反应离子方程式为：，故D正确；故选：C。7．C【分析】电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，说明M、N与池中液体构成了原电池。N棒变细，作负极，M棒变粗，说明溶液中的金属阳离子在M极上得到电子，生成金属单质，M变粗，M做原电池的正极。【详解】A．如果是锌、铜、稀硫酸构成原电池，则电池总反应式为Zn+2H＋=Zn2++H2↑，Zn作负极，M极变细，A项错误；B．如果是铁、铜、稀盐酸构成原电池，电池总反应式为Fe+2H＋=Fe2++H2↑，则铁是负极，铜棒M是不会变粗的，B项错误；C．如果是银、锌、硝酸银溶液构成原电池，电池总反应式为Zn+2Ag+=Zn2++2Ag，则锌是负极，N棒变细，析出的银附在银上，M棒变粗，C项正确；D．如果是锌、铁、硝酸铁溶液构成原电池，电池总反应式为Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+，Zn作负极，M极变细，D项错误；故选C。8．B【分析】由图可知，甲极发生氧化反应生成二氧化碳，为负极，则乙为正极；丙极发生氧化反应生成，为阳极，则丁为阴极；【详解】A．a中氢离子向正极右侧迁移，b中氢离子向阴极右侧迁移，故A说法正确；B．a装置中甲电极上乙酸根离子失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，反应式为：，故B说法错误；C．图b装置中丙电极为阳极、丁电极为阴极，则丙的电势比丁电极高，故C说法正确；D．图b装置中丁电极二氧化碳转化为甲醇，电子转移情况为，则每消耗(标准状况下为1mol)，转移电子数约为6×6.02×1023=，故D说法正确；故选B。9．B【详解】A．根据分析，锌为负极，铜为正极，则电子的移动方向是从负极(Zn)流向正极(Cu)，故A错误；B．阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，在根据原电池“同向相吸”，则溶液中Zn2+从甲通过交换膜移向乙，故B正确；C．Cu棒为正极，铜棒上是溶液中的铜离子得到电子变为铜单质，其电极反应式为：Cu2++2e－=Cu，故C错误；D．电池工作一段时间后，锌失去电子变为锌离子，锌离子移向乙池，则甲池溶液的总质量不变，而乙池溶液中1mol铜离子得到电子变为铜单质的同时有1mol锌离子移动过来，因此溶液的总质量增大，故D错误。综上所述，答案为B。10．D【详解】A．MnO中Mn为+2价，中设Mn化合价为x，由化合物中正负化合价代数和为0知，0.61x-21=0，解得x=+价，价态发生变化，选项A错误；B．的1个晶胞中，O原子占据8个顶点，6个面心，O原子数为8+6=4，则1个晶胞中含有40.61，选项B错误；C．由图知，②为+xZn2++2xe-=Znx，故为放电过程，Zn2+在正极中嵌入，③为Znx-2xe-=xZn2++，即Zn2+在电极上脱嵌，故为充电过程，选项C错误；D．由选项B可知，每个晶胞中含有4个O原子，由选项C中电极反应知，每个晶胞完全转化为Znx，转移电子为42x=8x，选项D正确；答案选D。11．B【分析】由图可知，A极氨气失去电子发生氧化反应生成氮气，为负极；B极NO得到电子发生还原反应生成氮气，为正极；【详解】A．由分析可知，A极氨气失去电子发生氧化反应生成氮气，为负极，A项错误；B．原电池中阳离子向正极迁移，故H+通过质子交换膜由A极向B极移动，B项正确；C．该电池正极电极反应为NO得到电子发生还原反应生成氮气，，C项错误；D．负极反应为，生成0.1mol氮气；正极反应，根据电子守恒可知，生成0.15mol氮气；共生成0.25mol氮气，标况体积5.6L，D项错误；故选B。12．C【详解】A．图I构成原电池，锌比铜活泼，锌作负极，电子由锌片流出，故A正确；B．图II为锌锰干电池，其中锌作负极，故B正确；C．图III为铅蓄电池，放电时正极二氧化铅得电子生成硫酸铅，电极反应式为：，故C错误；D．图Ⅳ为氢氧燃料电池，氢气失电子，a为负极；氧气在b电极得电子，b电极为正极，故D正确；故选：C。13．D【分析】放电时的电极反应式为，MnO2得电子，石墨为正极，则Al为负极，失电子，在氨水溶液中Al失电子生成Al(OH)3，结合原电池原理分析解答。【详解】A．根据上述分析，石墨为正极，Al为负极，石墨电极上的电势比Al电极上的高，A错误；B.电子从负极流向正极，但是电子只能在导线和电极上移动，不能通过溶液，B错误；C．若采用食盐水+NaOH溶液作电解质溶液，负极生成的氢氧化铝会被氢氧化钠溶解，电极反应式不同，C错误；D．MnO2得电子为正极，则Al为负极，失电子，在氨水溶液中Al失电子生成Al(OH)3，负极电极反应式为，D正确；故选D。14．D【分析】由图可知，左边为原电池，右边是电解池，含NO的废水中NO转化为N2，N元素化合价降低，得出N极为原电池的正极，所以M极为原电池的负极，从而判断a极为阳极，b极为阴极，在共熔物作用下水蒸气在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气，b电极为阴极，氮气在阴极上得到电子发生还原反应生成氨气，在阴极上得到电子发生还原反应生成，。【详解】A．由分析可知，M极为原电池的负极，在负极失去电子生成CO2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，故A正确；B．由分析可知，b电极为阴极，在阴极上得到电子发生还原反应生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，故B正确；C．NO的废水中NO转化为N2，N元素化合价由+5价下降到0价，合成过程中，N元素由0价下降到-3价，根据得失电子守恒可知，理论上废水发电产生的与合成消耗的的物质的量之比为，故C正确；D．上述废水发电过程中有微生物参与，高温不利于微生物生存，则上述废水发电在常温下进行优于在高温下进行，故D错误；故选D。15．(1)化学电(2)还原减弱(3)SO2+2H2O-2e-=SO+4H+(4)过滤(5)适当加热可加快反应速率，温度不能过高避免双氧水受热分解(6)不可行，溶液B中存在大量Fe3+，往该溶液中滴加氢氧化钠溶液会产生红褐色的Fe(OH)3沉淀，干扰Fe2+的检验(7)3NH3+3H2O+Fe3+=Fe(OH)3↓+3NH【分析】II.铁泥中的Fe2O3、FeO和Fe和足量硫酸反应得含Fe3+、Fe2+、H+的溶液A，用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+所得溶液B含Fe3+，加NaOH溶液将Fe3+沉淀，过滤得Fe(OH)3沉淀，将Fe(OH)3沉淀洗涤、加热得Fe2O3固体，据此解答。【详解】（1）该装置没有外加电源，是一个原电池，把化学能转化为电能。（2）由图示可看出，电子由a表面转移到b表面，因此b表面发生还原反应，催化剂b处的反应为：O2+2H++2e-=H2O，酸性减弱。（3）催化剂a表面是SO2失去电子生成硫酸，电极方程式为：SO2+2H2O−2e−==+4H+。（4）将溶液和沉淀分离的操作名称为过滤，故答案为：过滤。（5）适当加热可加快反应速率，温度不能过高避免双氧水受热分解。（6）不可行，溶液B中存在大量Fe3+，往该溶液中滴加氢氧化钠溶液会产生红褐色的Fe(OH)3沉淀，干扰Fe2+的检验。（7）氨水和Fe3+反应生成氢氧化铁的离子方程式为3NH3+3H2O+Fe3+=Fe(OH)3↓+3NH。16．(1)D(2)二次PbO2+2e-++4H+=PbSO4+2H2O(3)CH4-8e-+10OH-=+7H2O增强(4)(5)bX【详解】（1）原电池发生的反应是氧化还原反应。A．该反应是中和反应，反应过程中元素化合价不变，因此不属于氧化还原反应，不能构成原电池，A不符合题意；B．该反应属于氧化还原反应，但离子方程式书写中，电子不守恒，电荷不守恒，B不符合题意；C．该反应基本类型是化合反应，但反应反应过程中元素化合价不变，因此不属于氧化还原反应，不能构成原电池，C不符合题意；D．该反应属于氧化还原反应，反应过程中电子守恒，元素守恒，方程式书写正确，因此能构成原电池，D符合题意；故合理选项是D。（2）铅蓄电池能够反复放电和充电使用，因此属于二次电池；在铅蓄电池放电时，负极材料是Pb，Pb失去电子发生氧化反应，负极的电极反应式为：Pb-2e-+=PbSO4；正极材料是PbO2，PbO2得到电子被还原产生Pb2+结合溶液中的生成PbSO4；O2-结合H+生成H2O，则正极的电极反应式为：PbO2+2e-++4H+=PbSO4+2H2O；（3）在甲烷燃料电池中，通入燃料甲烷的电极为负极，CH4失去电子被氧化产生的CO2与溶液中的OH-结合形成，同时产生H2O，则负极的电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O；在正极上O2得到电子，与溶液中的H2O结合形成OH-，故正极附近c(OH-)增大，故正极附近溶液的碱性增强；（4）银锌电池中，Zn为负极，失去电子发生氧化反应，Ag2O为正极，得到电子发生还原反应，正极的电极反应式为：；（5）①根据图示可知：在X电极上有电子流出，则X电极为负极，a口通入的气体为H2；在Y电极上有电子流入，则Y电极为正极，b口通入的气体为O2。因此氧气从b口通入；电池工作时，OH-向正电荷较多的负极区移动，因此OH-向X电极移动。②某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷