第02讲 原电池、化学电源（练习）（学生版） 2025年高考化学一轮复习讲练测（新教材新高考）

第02讲原电池、化学电源目录01模拟基础练【题型三】原电池工作原理【题型三】一次电池【题型三】二次电池【题型三】燃料电池02重难创新练03真题实战练题型一原电池工作原理1．银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag。其工作示意图如下。下列说法不正确的是()A．Zn电极是负极B．Ag2O电极发生还原反应C．Zn电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2D．放电前后电解质溶液的pH保持不变2．根据光合作用原理，设计如图原电池装置。下列说法正确的是()A．a电极为原电池的正极B．外电路电流方向是a→bC．b电极的电极反应式为：O2＋2e－＋2H＋=H2O2D．a电极上每生成1molO2，通过质子交换膜的H＋为2mol3．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如图所示。下列说法正确的是()A．b极的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-B．溶液中OH-向电极b移动C．NH3的还原产物为N2D．电流方向：由a经外电路到b4．下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40%NaOH溶液。下列叙述中正确的是()A．甲组操作时，电流计(G)指针发生偏转B．甲组操作时，溶液颜色变浅C．乙组操作时，C2做正极D．乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2＋2e－=2I－题型二一次电池5．(2023·辽宁省锦州市高三统考)我国科学家设计的“海泥电池”，既可用于深海水下仪器的电源补给，又有利于海洋环境污染治理，其中微生物代谢产物显酸性，电池工作原理如图所示。下列说法错误的是()A．A电极的电势高于B电极B．质子从海底沉积层通过交接面向海水层移动C．负极的电极反应式为CH2O-4e-+H2O=CO2+4H+D．海水和海泥作为电解质的一部分，富含盐分，导电性高，有利于输出电能6．一种锂电池的工作原理如图所示，正极反应被可以在正极区和氧化罐间循环流通，氧化罐中加入的(NH4)2S2O8可以将Fe2+氧化、自身被还原为SO42-。下列关于该电池的说法正确的是()A．电池放电时将电能转化为化学能B．放电时Li+由正极区移向负极区C．放电时的负极反应为D．氧化SO42-罐中反应的离子方程式为2Fe2++S2O82-=2Fe3++2SO42-7．浓差电池指电池内物质变化仅是一种物质从高浓度状态转变为低浓度状态且伴随着吉布斯自由能转变成电能的过程的一类电池。浓差电池示意图如图所示，下列有关说法正确的是()A．a极为原电池的负极B．c为Cu2+交换膜C．电流计指针指向0时，两极的CuSO4溶液浓度相等D．转移1mol电子时，右池增重48g8．(2024·浙江省浙江省舟山中学适应性考试)利用如图装置，工业上燃料燃烧产生的SO2废气可与O2协同转化为重要的化工原料。下列说法不正确的是()A．电极A为负极，X为阴离子交换膜B．电极B上发生的电极反应为：O2+4e-+4H+=2H2OC．电池工作时，消耗O2、SO2物质的量之比为1：1D．电池工作段时间后，右室中电解质溶液的pH无明显变化9．(2024·河北省邯郸市部分学校高三联考)香港城市大学化学工作者首次提出了电池(如图)，该电池使用N2为原料，以离子液体()为电解质，既实现了能量的存储，又实现了的生产，和碱反应能产生NH3，可进一步生产氮肥。下列说法错误的是()A．极为负极，发生氧化反应B．电池总反应为2C．石墨烯电极反应式为D．生成标准状况下33.6LNH3，电池中转移3mol电子题型三二次电池10．(2024·浙江省金丽衢十二校高三下学期第二次联考)锌-空气电池可用作电动车的动力电源。该电池的电解质溶液为KOH溶液，总反应为：2Zn+O2+4OH-+2H2O=[Zn(OH)4]2-。下列有关说法不正确的是()A．充电时，锌连接电源负极B．充电时，阳极反应为4OH−−4e−=2H2O+O2↑C．放电时，电解质溶液中向正极移动D．放电时，电路中通过电子，可消耗11.2LO211． Li/SO2电池具有输出功率高和低温性能好等特点，其电解质是LiBr，溶剂是碳酸丙烯酯和乙腈，电池反应式为2Li＋2SO2Li2S2O4。下列说法正确的是()A．该电池反应为可逆反应B．放电时，Li＋向负极移动C．充电时，阴极反应式为Li＋＋e－=LiD．该电池的电解质溶液可以换成LiBr的水溶液12．某种可充电聚合物锂离子电池放电时的反应为Li1－xCoO2＋LixC6=6C＋LiCoO2，其工作原理示意图如右。下列说法不正确的是()A．放电时LixC6发生氧化反应B．充电时，Li＋通过阳离子交换膜从左向右移动C．充电时将电池的负极与外接电源的负极相连D．放电时，电池的正极反应为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO213．一种新型镁硫电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是()A．该电池使用碱性电解质水溶液B．充电时，电子从硫电极流出C．使用的隔膜是阴离子交换膜D．放电时，正极反应包括3Mg2++MgS8-6e-=4MgS214．中国科学院深圳先进技术研究院研发出一种高性能的钙离子电池：以溶有六氟磷酸钙Ca(PF6)2的碳酸酯类溶剂为电解液，放电时合金Ca7Sn6发生去合金化反应，阴离子(PF6(已知：比能量为单位质量的电极放出电能的大小)A．此高性能的钙离子电池放电时，化学能可以全部转化为电能B．放电时，a电极的电极反应为Ca7Sn6-14e-=7Ca2++6SnC．充电时，b电极接电源的负极D．与锂离子电池相比较，钙离子电池具有材料储量丰富、比能量高的优点15．(2024·浙江省嘉兴市高三下学期二模)水系双离子电池原理如图所示，下列有关叙述正确的是()A．放电时，电极a作电源的正极，Cu3(PO4)2发生氧化反应最终变为CuB．充电时，水系电池中，a电极附近溶液的碱性增强C．充电时，b电极上的电极反应式为Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+D．当1molCu3(PO4)2完全放电时，则b电极质量减轻138g题型四燃料电池16．(2023·浙江省精诚联盟高三三模)内部重整式高温燃料电池具有良好的商业化前景，其基本工作原理(以CH4为原料，熔融碳酸盐为电解质)如图所示。下列说法正确的是()A．b极为正极，发生还原反应B．电子流向：a极→导线→b极→电解质→a极C．a极电极反应为CH4-D．该电池所用的隔膜一定属于阳离子交换膜17．一种新型中温全瓷铁-空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是()A．a极发生氧化反应B．正极的电极反应为FeOx+2xe-=Fe+xO2-C．若有22.4L(标准状况下)空气参与反应，则电路中有4mol电子转移D．铁表面发生的反应为xH2O(g)+Fe=FeOx+xH218．镁-空气电池是一种新型燃料电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是()A．金属Mg电极为负极，其电势低于空气电极的电势B．电子流向：Mg电极→导线→空气电极→电解质溶液→Mg电极C．电池总反应为2Mg+O2+2H2O2Mg(OH)2D．回收后的氢氧化镁经一系列转化，可重新制成镁锭循环利用19．乙烯催化氧化成乙醛的反应可设计成如图所示的燃料电池，能在制备乙醛的同时获得电能，其总反应为2CH2CH2+O22CH3CHO。下列有关说法正确的是()A．a电极发生还原反应B．放电时，每转移2mol电子，理论上需要消耗28g乙烯C．b极的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-D．电子移动方向：电极a→磷酸溶液→电极b20．一种高性能的直接硼氢燃料电池如图所示，其总反应为BHeq\o\al(－,4)＋2O2=BOeq\o\al(－,2)＋2H2O。该电池工作时，下列说法正确的是()A．电子由Pt电极经外电路、石墨电极、NaOH溶液回到Pt电极B．负极反应式为BHeq\o\al(－,4)－8e－＋8OH－=BOeq\o\al(－,2)＋6H2OC．OH－透过阴离子交换膜向石墨电极迁移D．外电路通过0.4mol电子时，有2.24LO2在石墨电极上参与反应1．(2024·浙江省强基联盟高三联考)已二腈[NC（CH2）4CN]是合成尼龙-66的中间体。某小组利用多组浓差电池为电源，以丙烯腈（CH2=CHCN）为原料通过电解法合成己二腈的原理示意图如下(铜电极质量均为)：下列说法不正确的是()A．铜电极(1)为原电池的正极，发生还原反应B．当甲室两电极质量差为6.4时，理论上可生成0.1mol己二腈C．乙室可选用阳离子交换膜，H+向左移动D．石墨电极(1)的电极反应式为2CH2=CHCN+2H++NC（CH2）4CN2．(2024·浙江省三校高三联考选考模拟)科学家研发了一种新型短路膜电池，利用这种电池可以消除空气中的CO2，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A．甲电极为正极，发生氧化反应B．乙电极的电极反应式为：H2+2HCO3-+2e-=2H2O+2CO2C．电子流向：负极→电解质→正极D．当捕获的CO2时，理论上转移2mol电子3．(2023·浙江省东阳中学高三模拟)钠硒电池是一类以单质硒或含硒化合物为正极、金属钠为负极的新型电池，具有能量密度大、导电率高、成本低等优点。以Cu2-xSe填充碳纳米管作为正极材料的一种钠硒电池工作原理如图所示，充放电过程中正极材料立方晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法错误的是()A．每个Cu2-xSe晶胞中Cu2+个数为4xB．在Na2Se晶胞结构中，Se2-占据的位置是项点和面心C．充分放电时，正极的电极反应式为Cu2-xSe+2Na++2e-=Na2Se+(2-x)CuD．充电时外电路中转移lmol电子，两极质量变化差为23g4．光催化微生物燃料电池的工作原理如图所示：已知：电极a在光激发条件下会产生电子(e-)-空穴(h+)。下列说法错误的是()A．电极电势：电极a>电极bB．光激发时，光生电子会与O2结合，光生空穴会与电极b产生的电子结合C．电极b发生的电极反应式为D．电池工作一段时间后，右侧溶液pH保持不变(不考虑CO2的溶解)5．（2024·山东省泰安市高三四模）我国科学家发明了一种以和MnO2为电极材料的新型电池，其内部结构如下图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料学转化为下列说法错误的是()A．放电时，电子从b电极经过导线传导到a电极B．放电时，a电极的电极反应式为MnO2+4H++2e⁻=Mn2++2H2OC．充电时，③区溶液碱性增强D．充电一段时间后，②区K2SO4浓度增大1．(2023•山东卷，11)利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是()A．甲室电极为正极B．隔膜为阳离子膜C．电池总反应为：D．NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响2．(2023•全国新课标卷，10)一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，Zn2+可插入V2O5层间形成·。下列说法错误的是()A．放电时V2O5为正极B．放电时Zn2+由负极向正极迁移C．充电总反应：·D．充电阳极反应：·3．(2022•全国乙卷，12)Li-O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+)，驱动阴极反应(Li++e-=Li+)和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是()A．充电时，电池的总反应Li2O2=2Li+O2B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移D．放电时，正极发生反应O2+2Li++2e-=Li2O24．(2022•辽宁省选择性考试，14)某储能电池原理如图。下列说法正确的是()A．放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+B．放电时Cl-透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移C．放电时每转移1mol电子，理论上CCl4吸收0.5molCl2D．充电过程中，NaCl溶液浓度增大5．(2022•山东卷，13)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2转化为Co2+，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是()A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸C．乙室电极反应式为LiCoO2+2H2O+e-+4H+=Li++Co2++4OH-D．若甲室Co2+减少200mg，乙室Co2+增加300mg，则此时已进行过溶液转移6．(2021•河北选择性考试，9)K—O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是()A．隔膜允许K+通过，不允许O2通过B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极C．产生1Ah电量时，生成K