高考化学一轮复习 原电池2检测（含解析）

专题十四原电池

考点1原电池

1.[2021江西景德镇一中模拟]S0。可形成酸雨，是大气污染物，用如图所示装置既可以吸收工

厂排放的废气中的SO”又可以生成一定量的硫酸溶液,下列说法正确的是

A.a极为正极,b极为负极

B.生产过程中氢离子由右向左移动

C.从左下口流出的硫酸溶液的质量分数一定大于50%

+

D.负极反应式为S0,+2H20-2e^S+4H

[2020湖北武汉部分学校质量监测]某碱性电池的总反应为3H+2A1OH32Al+HQ,工作

原理如图所示。下列叙述错误的是

A.电子迁移方向：A1—用电器fPt

B.电池工作时,负极附近溶液pH减小

C.正极反应式为H+3H++2e2H,0

D.负极会发生副反应：2A1+20田+2H22A1+3H"

3.[2021湖南长沙模拟]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

-1-

C.a极的电极反应为+H，+2e-CU+G^OH

D.电池工作时1通过质子交换膜由正极区向负极区移动

4.［双选］利用铜和石墨作电极,在盐酸介质中，铜与氢叠氮酸(HNJ构成原电池,总反应方程式

+

为2Cu+2Cr+HN3+3H=~=2CUC1(S)+N2f+NH；。下列判断正确的是

A.电子从铜电极流向石墨电极

B.溶液中C「向石墨电极移动

C.每转移1mol电子,负极减重64g

D.正极反应式为HN3+2e+3H=N2t+NH；

考点2常见的化学电源

5.可利用电化学原理处理含锚废水和含甲醇废水,装置如图所示。下列说法错误的是

A.a极为该电池的负极

B.微生物能加快甲醇的反应速率

C.a极的电极反应式为CHQH-6e-+80frC+6H,0

D.放电过程中,b极附近溶液pH升高

6.［新情境］［2021湖北部分重点中学联考改编］我国科研人员研制出一种室温“可呼吸”Na-

CO,电池。放电时该电池“吸入”CO?,充电时“呼出”C0”“吸入"CO?时，其工作原理如图所

示。吸收的全部CO,中，有转化为Na£03固体沉积在多壁碳纳米管(MWCNTs)电极表面。下列说

法正确的是

A."吸入"CO?时，钠箔为正极

B.“吸入"CO2时的正极反应:4Na++3C()2+4e-2Na2C03+C

C."呼出"CO2时,Na，向多壁碳纳米管电极移动

-2-

D.标准状况下，每“呼出”22.4LCO*转移电子0.75mol

7.［2020甘肃重点中学第一次联考］一种新型铸氢二次电池原理如图所示。该电池以MnSOi溶

2++

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Mn+2H20MnO2+2H+H2to下

列说法错误的是

A.充电时，碳纤维电极作阳极

B.放电时，电子由Pt/C电极经导线流向碳纤维电极

C.充电时,碳纤维电极附近溶液的pH增大

+-2+

D.放电时，正极反应式为MnO2+4H+2eMn+2H20

8.［新情境］［2021安徽示范高中联考］一种适合在沙漠或偏远地区使用的锂尿电池装置

(NPG@Co304为纳米多孔金包裹C03OJ如图所示：

装置放电时,下列说法正确的是

A.Li,向负极区迁移

B.Li板上的电势比NPG@Co。上的低

C.有机电解质可用LiCl水溶液代替

-

D.NPG@CoQ4上的电极反应式为CO(NH2)2+80ff-6eC+N2t+6H20

一、选择题(每小题6分，共60分)

1.［2021湖南常德二中开学考试］如图所示为银锌可充电电池放电时电极发生物质转化的示意

图。下列关于该电池说法正确的是

-3-

A.放电时溶液中的K,移向负极

B.充电时阴极附近溶液的pH会降低

C.放电时正极反应为H++NiOOH+e-Ni(OH)2

D.负极质量每减少6.5g,溶液质量增加6.3g

2.［2021河南名校联考］以铜作催化剂的一种铝硫电池的示意图如图所示，电池放电时的反应

原理为3Cu,S+2Al+14Ale3ACU+8ALC+3S2\下列说法错误的是

A.充电时,A1?C被还原

B.放电时,K，通过阳离子交换膜向Cu/Cu,S电极移动

C.充电时，阳极的电极反应式为ACu-2xe*S2一Cu.S

D.放电时，负极的电极反应式为A1+7Ale-3靖4Alzc

3.［新情境］［2021河北衡水调研］中国科学院成功开发出一种新型铝-石墨双离子电池,大幅度

提升了电池的能量密度。该电池结构如图所示,下列有关该电池的说法不正确的是

A.放电时，电子沿导线流向石墨电极

B.放电时，正极的电极反应式为Al+Li*+e-AlLi

C.充电时,铝锂电极质量增加

D.充电时,P向阳极移动

4.［2021宁夏石嘴山模拟改编］［双选］利用微生物燃料电池进行废水处理,可实现碳氮联合转

化。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，其中M、N为厌氧微生物电极。下列有关叙述错

-4-

误的是

-+

A.负极反应式为CH3C00-8e+2H20—2C02t+7H

B.电池工作时,1由N极区移向M极区

C.相同条件下,M极区生成的CO?与N极区生成的风的体积之比为3:2

+

D.好氧微生物反应器中发生的反应的离子方程式为阳：+2。2N+2H+H20

5.［2021浙江十校联考］氟离子电池是一种前景广阔的新型电池,如图所示是氟离子电池的工

作示意图，其中充电时F从乙电极移向甲电极。已知BiFs和MgF,均难溶于水。下列关于该电

池的说法正确的是

A.放电时，甲电极的电极反应式为Bi-3e>3KBiF3

B.放电时，乙电极的电势比甲电极的电势高

C.充电时,导线上每通过1mol电子时，甲电极质量增加19g

D.充电时,外加电源的正极与乙电极相连

6.［新情境］［2021安徽马鞍山联考］2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展作出

重要贡献的科学家。磷酸铁锂锂离子电池充电时阳极反应式为LiFePO厂应i—xe-Li,_

JeP04O放电工作示意图如图。下列叙述不正确的是

A.放电时,Li，通过隔膜移向正极

B.放电时，电子由铝箔沿导线流向铜箔

-5-

-

C.放电时正极反应为Li^ePO^ALi^eLiFeP04

D.磷酸铁锂锂离子电池充放电过程通过Li*迁移实现,C、Fe、P的化合价均不发生变化

7.［新角度］某同学做了如下实验:

下列说法正确的是

A.加热铁片I所在烧杯，电流计指针会发生偏转

B.用KSCN溶液检验铁片m、IV附近溶液，可判断电池的正、负极

C.铁片I、III的腐蚀速率相等

D.“电流计指针未发生偏转”说明铁片I、II均未被腐蚀

8.［2021陕西咸阳模拟］如图所示为一种利用原电池原理设计的测定Oz含量的气体传感器示意

图，RbAgJ是只能传导Ag+的固体电解质。02可以通过聚四氟乙烯膜与Al%反应生成A1A和

12）通过电池电位计的变化可以测得Oz的含量。下列说法正确的是

，待分析5体（含。2）/,聚四氟乙烯膜

藐石墨电极

a

国位RbAg工固体

一Ag电极

-3+

A.正极反应为302+12e+4Al2Al203

B.气体传感器的总反应为302+4AlI3+12Ag2Al203+12AgI

C.外电路转移0.01mol电子时,消耗的体积为0.56L

D.气体传感器充电时,Ag,向多孔石墨电极移动

9.［新角度I双极膜］我国研究人员采用双极膜将酸性、碱性电解液隔离，实现了MrA/Mj和

Zn/Zn（OH/的两个溶解/沉积反应，研制出了新型高比能液流电池，其放电过程原理如图所

示。下列说法错误的是

-6-

1用电器卜

惰性电极

+

MnO2+H

5+与。

储液罐

+2+

A.放电过程的总反应为Zn+MnO,+40H+4HZn(0H);-+Mn+2H20

B.放电过程中，当1molZn参与反应时，理论上有4molt发生迁移

C.充电过程中，阴极的电极反应式为Zn（0HI=+2dZn+40ff

D.充电过程中,右侧池中溶液pH逐渐减小

10.［新趋势I探究反应实质］某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性:g2。一汨力,设计了盐

桥式的原电池,装置如图所示,盐桥中装有琼脂与饱和K2s溶液。下列叙述正确的是

ab

度

石墨^5_W~~三石墨

洼里妻二圭^_£%。7、C^SOJ、

Fe2(SO4)3.弋

H2sO4混合溶液

FeS（\混合溶液甲乙

A.甲烧杯中发生还原反应

+

B.乙烧杯中发生的电极反应为2cd+7是0-63——Cr2O?-+14H

C.外电路的电流方向是从b到a

D.电池工作时，盐桥中的S移向乙烧杯

二、非选择题（共25分）

11.［2020全国卷I第27题变式］［2021江西南昌摸底测试，10分］为验证反应

Fe3++Ag-Fe2++Ag+,利用如图所示电池装置进行实验。

银电极1

・［卜三_0.10mol-L-1Fe^SO^

0.20mol-L-'AgNO—二二

31

0.05mol-L-FeSOd

（1）由Fez（S03固体配制500mL0.1mol-U1Fe^SOj溶液,需要的玻璃仪器有胶头滴管、

量筒、烧杯、（填名称）；在烧杯中溶解固体时,先加入一定体积的

稀溶液,搅拌后再加入一定体积的水。

⑵电流表显示电流由银电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入电极溶液

中。

⑶根据（2）实验结果，可知石墨电极的电极反应式

为，银电极的电极反应式为

-7-

因此,Fe"氧化性小于。

(4)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。如果盐桥中电解质为KNO3,反应一段时间后,可

以观察到电流表指针反转，原因

是O

12.[15分]为实现废旧普通干电池中锌与MnO,的回收,某研究小组设计了如图1的工艺流程和

如图2的实验探究装置。

适比稀硫酸酸浸

图1

瓦？1k石墨

ZnSO4,MnSO4

的混合溶液

图2

回答下列问题：

⑴普通锌铺干电池放电时被还原的物质是，用离子方程式解释其被称为“酸性”电

池的原因：O

⑵测得滤液中c(ZnSO)略大于c(MnSO)则稀硫酸酸浸时发生主要反应的化学方程式

为,粉碎的重要作用是。

⑶燃料电池的优点是,图2中甲烷燃料电池负极的电极反应

为o

(4)闭合开关K一段时间后,石墨电极附近溶液的pH(填“增大”“不变”或“减小”),

电解池中回收锌与MnO,的总反应的离子方程式为。

(5)若燃料电池中负极消耗2.24L(标准状况)CH4，且完全转化为电能，电解池中回收制得19.5

g单质Zn,计算图2装置的电流效率n=。(n=三2二二匕mx100%)

答案

专题十四原电池

-8-

夯基础•考点练透

1.D由题图可知，此装置为原电池，且a极发生氧化反应为负极,b极为正极,A项错误。原电

池中阳离子移向正极,故氢离子由左向右移动,B项错误。从左上口进入的水的量不确定,所以

无法判断从左下口流出的硫酸溶液的质量分数，C项错误。负极反应式为S02+2H20-2e-

—S+4H：D项正确。

2.C由题图分析可知A1为负极，失电子，电子沿导线经过用电器到Pt电极,A正确。电池工

作时，负极反应为Al-3e-+40H—Al+2H。消耗了电解质溶液中的0H；因此负极附近溶

液pH减小,B正确。电解质溶液为碱性溶液,C错误。A1与OF接触会发生副反应：2A1+

20H*2H2。=2Al+3H",D正确。

3.D题图为原电池装置,能提供电能，A项正确。b极为负极,a极为正极，所以b极的电势

比a极的低,B项正确。a极上对氯苯酚被还原为苯酚,C项正确。电池工作时，负极（b极）产

生的H+通过质子交换膜向正极（a极）移动，D项错误。

4.AD原电池工作时，电子从负极流出经导线流向正极，即电子从铜电极流向石墨电极,A项正

确；原电池中阴离子向负极移动，即CF向铜电极移动,B项错误;根据总反应式可知负极反应式

为Cu-e-+CU-CuCl（s）,即每转移1mol电子，负极质量增加35.5g,C项错误;结合总反应式

和负极反应式可写出正极反应式11及+23+31-N"+阳？,D项正确。

5.C处理含铭废水过程中CrQA转化为Cr3+,则b极为该电池的正极,a极为该电池的负极,A

项正确;在微生物作用下，甲醇的反应速率加快,B项正确;a极发生氧化反应，其电极反应式为

-+-13+

CH3OH-6e+H2O—C02t+6H,C项错误;放电过程中，正极反应式为Cr^i-+6e+14H=2Cr+7H2O,

消耗H+,则b极附近溶液pH升高,D项正确。

6.B“吸入"CO2时是原电池装置，由题图分析可知,A项错误,B项正确；“呼出"COe时是电

解池装置，钠箔是阴极，多壁碳纳米管是阳极,在电解池内部，阳离子向阴极移动，故Na，移向钠

箔,C项错误；标准状况下每“呼出”22.4LC02,即1molCO,时，根据阳极的电极反应式

-+

2Na2CO3+C-4e-4Na+3C0,t,可知转移电子;mol,D项错误。

7.C由题图知,充电时,碳纤维电极表面发生氧化反应生成MnO2,则碳纤维电极作阳极,A

项正确;放电时，碳纤维电极为正极,Pt/C电极为负极,则电子由Pt/C电极经导线流向碳纤维

2-

电极,B项正确；结合电池总反应知，充电时，碳纤维电极发生的反应为Mn^+2H,0-2e-MnO2

+4H+,则碳纤维电极附近溶液的pH减小,C项错误;放电时,碳纤维电极表面MrA发生还原反应

2+

生成Mn*,电极反应式为Mn02+4H+2e~^^In*~+2H20,D项正确。

8.B根据题图对原电池进行如下分析：

-9-

电极电极反应

负极(Li板)Li_e^^=Li+

正极(NPG@CO304)2H2O+2e—H2f+20H「

原电池中，阳离子移向正极，故Li，向正极区迁移,A项错误;Li板为负极,NPG@Co3。,为正极，负

极电势低于正极电势,B项正确;Li为活泼金属，能与水发生反应，故有机电解质不可用LiCl

水溶液代替,C项错误;NPG@Co3()4为正极,发生还原反应,正极区电解液为C0(NH3水溶液,显弱

碱性,故正极反应式为2HzO+2e-——H2T+20H；D项错误。

日［提能力■考法实战

1.D根据题图中电子的移动方向可知放电时,Zn为负极,失去电子生成Zn(OH)=-NiOOH为正

极,得到电子生成Ni(OH)2。由题图知原电池中阳离子向正极移动,A项错误;充电时阴极发生

的电极反应是Zn(0H;^-+2e—Zn+40H；阴极附近溶液的pH升高，B项错误；放电时正极上

NiOOH得到电子生成Ni(OH)”由题图知电解质溶液显碱性，故正极反应为NiOOH+e-

+HQ——Ni(0H)2+0H-,C项错误；负极质量每减少6.5g,即0.1molZn参加反应，则转移0.2

mol电子，正极上0.2molNiOOH转化为0.2molNi(OH)2,质量增加0.2g,根据质量守恒知,

溶液质量增加6.5g-0.2g=6.3g,D项正确。

2.C由电池放电时的反应原理可知,放电时Al电极为负极,Cu/Cuf电极为正极，结合题图对

充、放电时发生的电极反应进行如表所示分析：

电极电极反应式

放电负极(A1)A1+7A1C-3e­-4Al2c

(原电池)正极(Cu/Cu$)Cu^S+2e—^Cu+S2

-

充电阴极(A1)4A12C+3e-A1+7A1C

(电解池)阳极(Cu/Cuf)j£u-2e+S2：—Cuf

充电时,Al2c得电子转化成Al,被还原,A项正确。放电时,A1电极为负极,Cu/Cu£电极为正

极，阳离子向正极移动，即K*通过阳离子交换膜向Cu/Cu,3电极移动,B项正确。根据表中的分

析可知,C项错误、D项正确。

-10-

3.B由电池总反应知，放电时铝锂电极作负极、石墨电极作正极，原电池中电子由负极沿导

线流向正极，即电子沿导线流向石墨电极,A项正确；放电时，正极C,(PFJ得电子被还原，电极

反应式为C,(PF6)+e-——K+P,8项错误;充电时，铝锂电极作阴极，发生得电子的还原反应，

电极反应式为Al+L「+e一——AlLi,所以铝锂电极质量增加,C项正确;充电时，阴离子向阳极移动,

即P向阳极移动,D项正确。

4.BC首先判断电极：根据题图可知,N极N得电子生成氮气，发生还原反应，则N极为正

极,M极为负极。负极CHsCOCT失电子生成二氧化碳，发生氧化反应，电极反应式为CHCOOTe-

+2H20—2C0,t+7H*,选项A正确；原电池工作时，阳离子向正极区移动，即H*由M极区移向N极

区，选项B错误;生成1molCO?转移4mol电子，生成1mol及转移10mol电子，根据得失电

子守恒,M极区生成的C02与N极区生成的风的物质的量之比为5:2,相同条件下的体积之比

为5：2,选项C错误；由题图可知,好氧微生物反应器中的进料为阳；、02,产物为N,根据得

失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平该反应为NH：+2()2好氧微生物N+2H++H。选项D正

确。

5.C充电时F「从乙电极移向甲电极，则甲电极是阳极，乙电极是阴极，放电时，甲电极是正极，

乙电极是负极。放电时，甲电极发生还原反应，电极反应式为BiF3+3e-^Bi+3F,A错误。放电

时，电流从电势高的正极流向电势低的负极，所以甲电极的电势比乙电极的电势高,B错误。充

电时，甲电极的电极反应式为Bi+3F=3e—-BiF”电极增加的质量是氟元素的质量,每转移3

mol电子，甲电极质量增加57g,所以当导线上通过1mol电子时，甲电极质量增加19g,C正

确。充电时，乙电极是阴极,与外加电源的负极相连,D错误。

6.D原电池中阳离子移向正极,放电时,Li，通过隔膜移向正极,A项正确；放电时Li*右移，铝

箔是负极、铜箔是正极，电子由铝箔沿导线流向铜箔,B项正确；根据充电时阳极反应式，可知

放电时正极反应为Li『FeP04+ALi++xe-^

LiFePO.C项正确；磷酸铁锂锂离子电池充放电过程通过Li，迁移实现,Li、Fe的化合价发生变

化，D项错误。

7.AFe在NaCl溶液中发生吸氧腐蚀,加热铁片I所在烧杯使铁片I失电子的速率加快,导致

铁片I失电子速率大于铁片II失电子速率,会有电子通过电流计，电流计指针会发生偏转,A正

确;题中右图装置中“电流计指针发生偏转”说明形成了原电池,左边烧杯中氯化钠溶液浓度

较大,腐蚀速率较快,铁片III作负极,失电子生成亚铁离子，向其附近溶液中加KSCN溶液无现

象,铁片IV作正极被保护，向其附近溶液中加KSCN溶液也无现象，因此不能判断电池的正、负

-11-

极,B错误;题中左图装置没有形成原电池,右图装置形成了原电池,形成原电池会加快反应速

率,故铁片III的腐蚀速率比铁片I的腐蚀速率快,C错误；铁片I、II都发生了吸氧腐蚀，但二

者的腐蚀速率相同，故“电流计指针未发生偏转”，D错误。

8.B由题意知,RbAgJs是只能传导Ag*的固体电解质，所以b电极上Ag失电子生成Ag+,Ag电

极作负极,多孔石墨电极为正极。因可以通过聚四氟乙烯膜与Aik反应生成AIM和12,则

正极的放电物质应为12,其得电子转化为F,结合RbAg4I5固体电解质中的Ag*生成Agl,根据原

子守恒及电荷守恒配平得到的正极反应为I2+2Ag++2e--2AgI,选项A错误；负极反应为Ng-e

+

^Ag,原电池总反应为2Ag+I2^2AgI,结合正极区的转化反应4A1I3+3O2^2A12O3+6I2,可得

该气体传感器的总反应为302+4AlI3+12Ag-2Al203+12AgI,选项B正确；由得失电了守恒知当

外电路转移0.01mol电子时，消耗0.0025mol02,由于没有指明温度和压强,无法计算氧气

的体积,选项C错误;气体传感器充电时,Ag，向阴极移动，即向Ag电极移动,选项D错误。

9.B由题图中电子的流向可知,Zn电极为负极，惰性电极为正极，负极发生的反应为Zn-2e-

+2t

+40H^=Zn（OH正极的电极反应式为MnO2+2e-+4H^=Mn+2H2O,则放电过程的总反应为

Zn+MnO2+401r+41一Zn（OH1+凶1产+2比0,A项正确。当1molZn参与反应时，电路中有2

mol电子通过，则理论上有2molK，发生迁移,B项错误。充电过程中阴极的电极反应式与放

电过程中负极的电极反应式相反，结合A项分析可知，充电过程中，阴极的电极反应式为

Zn（OH，+2e「一Zn+40H一,C项正确。充电过程中，惰性电极为阳极，发生的反应为血"-26

+2H20—MnO2+4H；有『生成,pH逐渐减小,D项正确。

10.C甲烧杯中发生氧化反应，乙烧杯中发生还原反应,A项错误；乙烧杯中CrQ?"发生还原反

应，电极反应式为Cr2O/+14H++6e-——2Cr"+7HMB项错误；外电路中电流从正极流向负极，即

从b到a,C项正确；电池工作时，盐桥中的S向负极移动，即移向甲烧杯,D项错误。

11,⑴玻璃棒、500mL容量瓶（2分）硫酸（1分）（2）银（2分）（3）Fe--e「一Fe"（l分）

Ag，+e——Ag（l分）Ag，（l分）（4）原电池反应使c（Fe"）增大，同时N进入石墨电极酸性溶

液中，氧化亚铁离子，c（Fe»）又增大,致使平衡正向移动（2分）

【解析】（1）配制500mL一定物质的量浓度的溶液需要的玻璃仪器有胶头滴管、量筒、烧

杯、玻璃棒、500mL容量瓶。Fe2（S0）为强酸弱碱盐，在溶解固体时，应在烧杯中先加入一定

体积的稀硫酸，以防止Fe"水解。（2）电流表显示电流由银电极流向石墨电极,则银电极为正

极。由原电池的工作原理可知，阳离子向正极移动，即盐桥中的阳离子进入银电极溶液中。（3）

石墨电极为负极，电极反应式为Fe"-e-^Fe"。银电极为正极，电极反应式为Ag'+e-^Ag。电

池的总反应为Ag+Fe24——Fe»+Ag,由