2023-2024届新高考一轮复习人教版 第六章 第2讲　原电池 作业

第2讲原电池

------••课后作业・集训・•一

(40分钟)

选题表

题号

知识点

基础能力创新

原电池原理1,2

原电池原理的应用3,49

新型化学电源5,6,7,810,11

基础过关

1.(2022•湖南师大模拟)根据下图分析,下列说法中正确的是

(B)

A.烧杯a中的溶液pH降低

B.烧杯b中发生氧化反应

C.烧杯a中发生的反应为2Ht+2e—H2t

D.烧杯b中发生的反应为2CΓ-2e-Cl2f

解析：由题给原电池装置可知，电子经过导线，由Zn电极流向Fe电

极,Ch在Fe电极发生还原反应02+2Hz0+4e.40H,烧杯a中C(OH)增

大,溶液的pH升高,A、C错误;烧杯b中，Zn发生氧化反应Zn-2e-

Zn21,D错误。

2.观察如图所示装置,可发现电流计指针偏转,M棒变粗,N棒变细。表

中所列的MN、P对应物质可构成该装置的是（C）

选项MNP

A锌铜稀硫酸

B铜铁稀盐酸

C银锌硝酸银溶液

D锌铁硝酸铁溶液

解析:M极上放出氢气,M棒不会变粗,B项不符合题意;锌比银活泼,M

极上有银析出,M棒变粗,锌逐渐溶解,N棒变细,C项符合题意。

3.（2022・四川南充三模）某实验小组设计了如图所示装置,可观察到

与铜导线连接的灵敏电流计指针明显偏转,烧杯a中裸露线头周边溶

液蓝色逐渐加深,下列说法错误的是（D）

裸露线头

A.b中导线与硫酸铜浓溶液构成正极区，发生还原反应

B.若向a中滴加几滴稀NaOH溶液，降低溶液中C『浓度，则有利于电

极反应进行

C.当两侧溶液中Q?浓度相等时,灵敏电流计指针停止偏转

D.盐桥中的阴离子向烧杯b移动

解析:根据图示装置,烧杯a中裸露线头周边溶液蓝色逐渐加深,说明

烧杯a中生成了Cu2+,则该电极为负极，电极反应式为Cu-2e=Cu2+,

2h

右侧电极为正极，电极反应式为Cu+2e-Cuo向烧杯a中滴加稀

NaOH溶液消耗Cu",增加了两烧杯中Cd的浓度差,有利于电极反应进

行,B项正确；当两侧溶液中CU2'浓度相等时一，即浓度差为0,此时不再

产生电流,灵敏电流计指针停止偏转,C项正确；盐桥中的阴离子向负

极区移动,烧杯a为负极区,所以向烧杯a移动,D项错误。

4.电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。

⑴锌银电池是一种常见化学电源,其工作示意图如图所示。

Zn⅞⅛Γ^∏Ag2O⅞½

虚三三年一KOH溶液

&--二二……J

电池工作时-，电子从电极经导线流向电极，负极的

电极反应为O

⑵①甲烷一空气碱性（KOH为电解质）燃料电池的负极反应式

为；相同条件下甲烷燃料电池与氢气

燃料电池的能量密度之比为（能量密度之比等于单位质量可

燃物完全反应转移的电子数之比）。

②若改以熔融K2CO3为电解质，其正极反应为O

⑶Li-SOC12电池可用于心脏起搏器,该电池的电极材料分别为锂和

碳，电解质是LiAIClLSoC卜。电池的总反应可表示为4Li+2S0Ck-

4LiCl+S+S02t0

①电池的负极材料为o

②电池的正极反应为o

解析：（1）电池工作时,负极Zn失去电子生成Zn（OH）”电子经导线流向

正极,AgzO得到电子转化为Ago（2）①甲烷一空气碱性（KOH为电解质）

燃料电池负极甲烷失电子发生氧化反应，电解质显碱性,所以生成碳

酸盐,负极反应式为CH4-8e+100H-Cθr+7HzO;设甲烷和氢气质量均

为16g,则根据电极反应计算电子转移总数可得到能量密度之比。②

以熔融K2CO3为电解质,得电子生成CO，。（3）①从电池反应

4Li+2S0Cl2=_4LiCl+S+S021可以看出，Li由0价升高到+1价,所以电

池的负极材料为锂。②SOCI2中的S元素显+4价,产物中S为0价,所

以一部分SOCl2中的S元素得电子生成S,一部分SoCl2生成SO2,同时

氯元素转化为Cl,电池的正极反应为2S0Cl2+4e-4Cl+S+SO2t。

答案：（I）ZnAg2OZn-2e-+20H-Zn（OH）2

⑵①CH「8e/100H—Cθr+7H2O1：2（2）02+2C02+4e'—=2COr⑶

①锂②2S0Ck+4e_4C1+S+SO2↑

R能力提升

5.（2022•山东聊城二模）直接乩。2燃料电池（DPPFC）是一种新型液态

电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是（B）

A.气体C为O2

B,负极区溶液PH增大

C.电极b的反应式为H202+2e+2H-2H20

D.当电路中转移0.1mol电子时一,通过阴离子交换膜的SOf为4.8g

解析:石墨电极a为负极，电极反应式为H202-2e+20H-O2t+2H20,气

体C为O2,负极区溶液PH减小,A正确,B错误；电极b为正极，电极反

应式为HA+2e^+2H-2H20,C正确；当电路中转移0.1mol电子时,通

过阴离子交换膜的SOf为0.05mol,质量为0.05mol×96g∕mol=

4.8g,D正确。

6.（2021•浙江选考）某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电

极A为非晶硅薄膜,充电时Li'得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极

B为LiCoO2薄膜;集流体起导电作用。下列说法不正确的是（B）

A.充电时,集流体A与外接电源的负极相连

B.放电时，外电路通过amol电子时,LiPON薄膜电解质损失amolLi,

C.放电时一，电极B为正极,反应可表示为LilrCOo2+xLi'+x晨^LiCOo2

放电

D.电池总反应可表示为LixSi+Liι-xCo02⅞⅛Si+LiCoO2

解析：由题给信息、知,放电时，电极A是电池的负极,Li失去电子发生

氧化反应Li-e——Li；电极B是电池的正极,LiMiCO得到电子发生还

原反应LiIreoO2+xL『+xe—LiCo02；充电时,Li'在电极A得电子被还

原成Li,作为电解池中的阴极与电源负极相连，电极B中LiCOO2的部

分Li被氧化为Li'得至IJLilCoO2,作为电解池中的阳极与电源正极相

连。根据分析,充电时一，电极A与外接电源的负极相连,是阴极，电极B

与外接电源的正极相连,是阳极,则集流体A与外接电源的负极连接，

A说法正确;放电时一,LiPON薄膜电解质中的Li'转移至电极B的过程中,

电极A中Li失去电子转化为Li'进入LiPON薄膜电解质中，即Li'的

数目没有发生变化,B说法错误;根据分析,放电时一，电极B为正极，电

极反应式为LilrCOoz+xLi'+xe===LiCoO2,C说法正确；调整电池正、负

放电、

极反应，使得失电子守恒，得电池总反应为LiXSi+LiiCoOzTtSi+

LiCoo2,D说法正确。

7.（不定项）一种可充放电的铝离子电池工作原理如图所示，电解质为

ALCly离子液体,CuS在电池反应后转化为Cu2S和Al2S3o下列说法正

确的是（AB）

A.若CuS从电极表面脱落,则电池单位质量释放电量减少

B.该电池放电时，正极反应为6CuS+8Al2Cl7+6e-_3Cu2S+Al2S3+

MAlCl4

C.为提高电池效率,可以向CuS@C电极附近加入适量AI2S3水溶液

D.充电时电池负极的反应为Al+7AlCl；-3e—4A12C17

解析：放电时，铝为负极，被氧化生成AbCR,电极反应式为2A1+

14AlCl；-6e—8AI2CI7,正极反应为6CuS+8Al2Cl7+6e—3CU2S+A12S3+

14AIe立；充电时是电解池，阳极反应为MAlCl4+3Cu2S+Al2S3-6e--

6CuS+8AbCR;阴极反应为8Al2C17+6e—2Al+14AlCl；o化合价改变的

只有Cu,故硫化铜从电极表面脱落,则电池单位质量释放电量减少,A

项、B项正确；由分析可知,应加入AI2CI7,C项错误。

8.(不定项)磷酸铁锂锂离子电池是目前电动汽车动力电池的主要材

料，其特点是放电容量大、价格低廉、无毒性。放电时的反应为

XFePO∣+(Lx)LiFePo4+LiχC6-C6+LiFePO∣,放电时工作原理如图所示。

下列叙述正确的是(A)

隔

膜

d

二d

二&

4“

•

1→

»

铜

铝箔

溶FeI

液

A.充电时,Li*通过隔膜向左移动

B.放电时,铜箔所在电极是负极

+

C.充电时，阳极反应式为LiFeP04+Xe--：xFeP04+(l-x)LiFeP0.1+xLi

D.放电时电子由正极经导线、用电器、导线到负极

解析:充电时为电解池,阳离子向阴极移动,故Li*向铝箔移动，即向左

移动,A正确;放电时为原电池,铜箔作正极,B错误;充电时为电解池,

阳极失去电子,发生氧化反应，电极反应式为LiFePO-xe—xFePO..+

(1-x)LiFePo,+xL∕,C错误;放电时为原电池，电子由负极经过导线、

用电器、导线到正极,D错误。

9.用原电池原理对污染物进行处理再利用的研究日益受到重视。

(1)氨气一氮氧化物燃料电池可用于处理氮氧化物，防止空气污染,其

装置如图1所示。通入氨气的电极为(填“正极”或“负极”)。

负极的电极反应式为o

图2

(2)对H2S废气进行利用的一种途径是将其设计成质子膜TzS燃料电

池,反应原理为2H2S(g)+02(g)——^S2(s)+2H20(1)0电池结构示意图如

图2。电极a上发生的电极反应式为o设

NA为阿伏加德罗常数的值，当电路中通过3mol电子时,通过质子膜进

入(填“正极区”或“负极区”)的H'数目为o

解析：(1)由题图可知,ML在左侧电极发生氧化反应生成N2,氮氧化物

在右侧电极被还原生成即故NL通入负极，电极反应式为2NH：3-6e—

N2+6H'O(2)据图可知,H2S在电极a失去电子发生氧化反应生成S2,则

电极a为原电池负极，电极反应为2HzS-4e-Sz+4H';原电池中阳离子

向正极移动,根据串联电路中电流处处相等可知，当电路中通过3mol

电子时，有3molFT通过质子膜进入正极区，数目为3N,。

答案：⑴负极2NH3-6e^_N2+6H'

-

(2)2H2S-4ei_S2+4H'正极区3NΛ

巨创新应用

10.磷酸亚铁锂晶体由Fe(λ八面体和Pol四面体构成空间骨架，为新开

发的锂离子电池电极材料,主要用于动力锂离子电池,作为正极活性

物质使用。如图是研发的Ca-LiFePOl可充电电池的工作示意图,锂离

子导体膜只允许Lr通过,下列说法错误的是(B)

LiPF-LiAsF6锂离子导体膜Li2SO,溶液

电解质

A.磷酸亚铁锂晶体中有d轨道参与杂化的原子

B.放电时，负极反应为LiFePO「xe-Li-FePCVxLi+

C.充电时一，当转移0.2mol电子时一,理论上左室中电解质的质量减轻

2.6g

D.LiPFf-LiASF6为非水电解质，其与LizSOi溶液的主要作用都是传递

离子

解析：晶体中Fe(λ为八面体，因此Fe有d轨道参与杂化,A正确;放电

时，负极反应为CaHe-CatB错误；充电时一，阳极发生反应

+

LiFePO4-Xe===xLi+Liι-xFeP04,电极发生Li'脱嵌，阴极发生反应

Ca"+2e-Ca,转移0.2mol电子时,有0.2mollʃ从右室通过锂离

子导体膜移入左室,左室电解质中有0.1molCa?'得电子生成Ca沉积

在钙电极上，故左室中电解质的质量减轻40×0.1g-7×0.2g=2.6g,

C正确;钙与水能够剧烈反应,所以,左室中的LiPFf-LiAsFe电解质一

定为非水电解质,LizSCh溶液为右室中的电解质溶液,它们的主要作用

都是传递离子,形成电流,构成闭合回路,D正确。

11.酸性水系锌镒电池在放电时电极上的MnC)2部分脱落,会造成电池

效率