2015-2024年十年高考化学真题分类汇编专题37 原电池原理与应用(原卷版)

2013-2024年十年高考真题汇编PAGEPAGE1专题37原电池原理与应用考点十年考情(2015-2024)命题趋势考点1原电池原理2024·北京卷、2024·江苏卷、2023•海南卷、2016·全国II卷、2016·海南卷、2015·北京卷、2015·天津卷随着全球能源逐渐枯竭，研发，推广新型能源迫在眉睫，因此，新型化学电池成为科学家研究的重点方向之一，也成为高考的高频考点之一。高考有关原电池的命题一直是常考常新，命题背景新、设问角度新、解答方式新。虽然电池的种类多样，但主要考查内容离不开原电池的基本工作原理，着重考查考生对原理的迁移应用能力。命题主要有两种形式：(1)在选择题中，常通过新型电池对原电池的工作原理进行考查，分值为2~6分。对原电池原理的复习备考应该针对以下几点：一是理解原电池基本原理；二是陌生电池电极反应式的书写。考点2原电池原理应用(选择题)2024·全国新课标卷、2023•山东卷、2022•湖南选择性卷、2022·浙江省1月卷、2021•河北选择性卷、2021•广东选择性卷、2020•新课标Ⅱ卷、2020•天津卷、2019•上海卷、2019•浙江4月卷、2018·浙江、2018•新课标Ⅰ卷、2017•新课标Ⅲ卷、2016•新课标Ⅱ卷、2016•浙江卷、2016•海南卷、2016•上海卷、2016·浙江理综、2015·海南卷考点3原电池原理综合应用(非选择题)2020•新课标Ⅰ卷、2018•天津卷、2015·安徽卷、2015·全国卷Ⅱ、2015·海南卷考点1原电池原理1．(2024·北京卷，3，3分)酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是()A．石墨作电池的负极材料 B．电池工作时，NH4+向负极方向移动C．MnO2发生氧化反应 D．锌筒发生的电极反应为Zn-2e-=Zn2＋2．(2024·江苏卷，8，3分)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是()A．电池工作时，MnO2发生氧化反应B．电池工作时，OH-通过隔膜向正极移动C．环境温度过低，不利于电池放电D．反应中每生成1molMnOOH，转移电子数为2×6.02×10-233．(2023•海南卷，8)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是()A．b电极为电池正极B．电池工作时，海水中的Na+向a电极移动C．电池工作时，紧邻a电极区域海水呈强碱性D．每消耗1kgAl，电池最多向外提供37mol电子的电量4．(2016·全国II卷，11)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+B．正极反应式为Ag++e-=AgC．电池放电时Cl-由正极向负极迁移D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑5．(2016·海南卷，10)某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是()A．Zn为电池的负极B．正极反应式为2FeO42−+6e−+10H+=Fe2O3+5H2OC．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D．电池工作时向负极迁移6．(2015·北京卷，12)在通风橱中进行下列实验：步骤现象Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡下列说法不正确的是()A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NO+O2=2NO2B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化7．(2015·天津卷，4)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．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO42-)减小C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡考点2原电池原理应用1．(2024·全国新课标卷，6，3分)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)电池工作时，下列叙述错误的是A．电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入D．两电极间血液中的Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a2．(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3．(2022•湖南选择性卷，8)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如下。下列说法错误的是()A．海水起电解质溶液作用B．N极仅发生的电极反应：2H2O+2e-=2OH-+H2↑C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D．该锂-海水电池属于一次电池4．(2022·浙江省1月卷，21)pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag—AgCl电极)和另一Ag—AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是()A．如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为：AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl(0.1mol·L-1)B．玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化C．分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pHD．pH计工作时，电能转化为化学能5．(2021•河北选择性卷，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KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水6．(2021•广东选择性卷，9)火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时A．负极上发生还原反应 B．CO2在正极上得电子C．阳离子由正极移向负极 D．将电能转化为化学能7．(2020•新课标Ⅱ卷，12)电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是()A．Ag为阳极 B．Ag+由银电极向变色层迁移C．W元素的化合价升高 D．总反应为：WO3+xAg=AgxWO38．(2020•天津卷，11)熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na+xSNa2Sx(x=5~3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是()A．Na2S4的电子式为B．放电时正极反应为2Na++xS+2e-=Na2SxC．Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极D．该电池是以Na—β—A为隔膜的二次电池9．(2019•上海卷)关于下列装置(只是个示意图)，叙述错误的是()A．石墨电极反应：O2+4H++4e→2H2OB．鼓入少量空气，会加快Fe的腐蚀C．加入少量NaCl，会加快Fe的腐蚀D．加入HCl，石墨电极反应式：2H++2e→2H2↑10．(2019•浙江4月卷，12)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＋2e−＋H2Oeq\o(=)2Ag＋2OH−C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄D．丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降11．(2018·浙江卷，17)锂(Li)—空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A.金属锂作负极，发生氧化反应B.Li+通过有机电解质向水溶液处移动C.正极的电极反应：O2+4e-=2O2-D.电池总反应：4Li+O2+2H2O=4LiOH12．(2018•新课标Ⅰ卷，13)最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：①EDTA-Fe2+-e-＝EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S＝2H++S+2EDTA-Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是()A．阴极的电极反应：CO2+2H++2e-＝CO+H2OB．协同转化总反应：CO2+H2S＝CO+H2O+SC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性13．(2017•新课标Ⅲ卷，11)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是()A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4B．电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14gC．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多14．(2016•新课标Ⅱ卷，11)Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+B．正极反应式为Ag++e-=AgC．电池放电时Cl-由正极向负极迁移D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑15．(2016•浙江卷，11)金属(M)–空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是()A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B．比较Mg、Al、Zn三种金属–空气电池，Al–空气电池的理论比能量最高C．M–空气电池放电过程的正极反应式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)nD．在Mg–空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜16．(2016•海南卷，10)某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是()A．Zn为电池的负极B．正极反应式为2FeO42−+10H++6e−=Fe2O3+5H2OC．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D．电池工作时向负极迁移17．(2016•上海卷，8)图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示()A．铜棒的质量B．c(Zn2+)C．c(H+)D．c(SO42-)18．(2016·浙江理综，11)金属(M)–空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是()A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B．比较Mg、Al、Zn三种金属–空气电池，Al–空气电池的理论比能量最高C．M–空气电池放电过程的正极反应式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)nD．在M–空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜19．(双选)(2015·海南卷，8)10mL浓度为1mol·L-1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是()A．K2SO4 B．CH3COONa C．CuSO4 D．Na2CO3考点3原电池原理综合应用1．(2020•新课标Ⅰ卷，27)为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。回答下列问题：(1)由FeSO4·7H2O固体配制0.10mol·L−1FeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、_________(从下列图中选择，写出名称)。(2)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择____________作为电解质。阳离子u∞×108/(m2·s−1·V−1)阴离子u∞×108/(m2·s−1·V−1)Li+4.07HCO3-4.61Na+5.19NO3-7.40Ca2+6.59Cl−7.91K+7.62SO42-8.27(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。(4)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol·L−1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2+)=________。(5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为_______，铁电极的电极反应式为_______。因此，验证了Fe2+氧化性小于________，还原性小于________。(6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是_______。2．(2018•天津卷，8节选)CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：(3)O2辅助的Al～CO2电池工作原理如图4所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。电池的负极反应式：________。电池的正极反应式：6O2+6e−=6O2−6CO2+6O2−=3C2O42−反应过程中O2的作用是________。该电池的总反应式：________。3．(2015·安徽卷，25)C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。(1)Si位于元素周期表第周期第族。(2)N的基态原子核外电子排布式为；Cu的基态原子最外层有个电子。(3)用“>”或“<”填空：原子半径电负性熔点沸点AlSiNO金刚石晶体硅CH4SiH4(4)常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。0～t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是

，溶液中的H+向极移动，t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是。4．(2015·全国卷Ⅱ，26)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可以得到多种化工原料。有关数据如下表所示：溶解度/(g/100g水)温度/℃化合物020406080100NH4Cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl2343395452488541614化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10-1710-1710-39回答下列问题：(1)该电池的正极反应式为，电池反应的离子方程式为。(2)维持电流强度为0.5A，电池工作5分钟，理论上消耗锌g。(已知F=96500C·mol-1)(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、和，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法是，其原理是

。(4)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是：加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为，加碱调节至pH为时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10-5mol·L-1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为时，锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1mol·L-1)。若上述过程不加H2O2后果是___________________________，原因是________________________________。5．(2015·海南卷，15)银是一种贵金属，古代常用于制造钱币及装饰器皿，现代在电池和照明器材等领域亦有广泛应用。回答下列问题：(1)久存的银制品表面会变黑，失去银白色光泽，原因是。(2)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10，若向50mL0.018mol·L-1的AgNO3溶液中加入50mL0.020mol·L-1的盐酸，混合后溶液中Ag+的浓度为mol·L-1，pH为。(3)AgNO3光照易分解，生成Ag和红棕色气体等物质，其光照分解反应的化学方程式为

。(4)右图所示原电池正极的反应式为。专题37原电池原理与应用考点十年考情(2015-2024)命题趋势考点1原电池原理2024·北京卷、2024·江苏卷、2023•海南卷、2016·全国II卷、2016·海南卷、2015·北京卷、2015·天津卷随着全球能源逐渐枯竭，研发，推广新型能源迫在眉睫，因此，新型化学电池成为科学家研究的重点方向之一，也成为高考的高频考点之一。高考有关原电池的命题一直是常考常新，命题背景新、设问角度新、解答方式新。虽然电池的种类多样，但主要考查内容离不开原电池的基本工作原理，着重考查考生对原理的迁移应用能力。命题主要有两种形式：(1)在选择题中，常通过新型电池对原电池的工作原理进行考查，分值为2~6分。对原电池原理的复习备考应该针对以下几点：一是理解原电池基本原理；二是陌生电池电极反应式的书写。考点2原电池原理应用(选择题)2024·全国新课标卷、2023•山东卷、2022•湖南选择性卷、2022·浙江省1月卷、2021•河北选择性卷、2021•广东选择性卷、2020•新课标Ⅱ卷、2020•天津卷、2019•上海卷、2019•浙江4月卷、2018·浙江、2018•新课标Ⅰ卷、2017•新课标Ⅲ卷、2016•新课标Ⅱ卷、2016•浙江卷、2016•海南卷、2016•上海卷、2016·浙江理综、2015·海南卷考点3原电池原理综合应用(非选择题)2020•新课标Ⅰ卷、2018•天津卷、2015·安徽卷、2015·全国卷Ⅱ、2015·海南卷考点1原电池原理1．(2024·北京卷，3，3分)酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是()A．石墨作电池的负极材料 B．电池工作时，NH4+向负极方向移动C．MnO2发生氧化反应 D．锌筒发生的电极反应为Zn-2e-=Zn2＋2．(2024·江苏卷，8，3分)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是()A．电池工作时，MnO2发生氧化反应B．电池工作时，OH-通过隔膜向正极移动C．环境温度过低，不利于电池放电D．反应中每生成1molMnOOH，转移电子数为2×6.02×10-233．(2023•海南卷，8)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是()A．b电极为电池正极B．电池工作时，海水中的Na+向a电极移动C．电池工作时，紧邻a电极区域海水呈强碱性D．每消耗1kgAl，电池最多向外提供37mol电子的电量4．(2016·全国II卷，11)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+B．正极反应式为Ag++e-=AgC．电池放电时Cl-由正极向负极迁移D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑5．(2016·海南卷，10)某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是()A．Zn为电池的负极B．正极反应式为2FeO42−+6e−+10H+=Fe2O3+5H2OC．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D．电池工作时向负极迁移6．(2015·北京卷，12)在通风橱中进行下列实验：步骤现象Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡下列说法不正确的是()A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NO+O2=2NO2B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化7．(2015·天津卷，4)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．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO42-)减小C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡考点2原电池原理应用1．(2024·全国新课标卷，6，3分)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)电池工作时，下列叙述错误的是A．电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入D．两电极间血液中的Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a2．(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3．(2022•湖南选择性卷，8)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如下。下列说法错误的是()A．海水起电解质溶液作用B．N极仅发生的电极反应：2H2O+2e-=2OH-+H2↑C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D．该锂-海水电池属于一次电池4．(2022·浙江省1月卷，21)pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag—AgCl电极)和另一Ag—AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是()A．如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为：AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl(0.1mol·L-1)B．玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化C．分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pHD．pH计工作时，电能转化为化学能5．(2021•河北选择性卷，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KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水6．(2021•广东选择性卷，9)火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时A．负极上发生还原反应 B．CO2在正极上得电子C．阳离子由正极移向负极 D．将电能转化为化学能7．(2020•新课标Ⅱ卷，12)电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是()A．Ag为阳极 B．Ag+由银电极向变色层迁移C．W元素的化合价升高 D．总反应为：WO3+xAg=AgxWO38．(2020•天津卷，11)熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na+xSNa2Sx(x=5~3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是()A．Na2S4的电子式为B．放电时正极反应为2Na++xS+2e-=Na2SxC．Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极D．该电池是以Na—β—A为隔膜的二次电池9．(2019•上海卷)关于下列装置(只是个示意图)，叙述错误的是()A．石墨电极反应：O2+4H++4e→2H2OB．鼓入少量空气，会加快Fe的腐蚀C．加入少量NaCl，会加快Fe的腐蚀D．加入HCl，石墨电极反应式：2H++2e→2H2↑10．(2019•浙江4月卷，12)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＋2e−＋H2Oeq\o(=)2Ag＋2OH−C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄D．丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降11．(2018·浙江卷，17)锂(Li)—空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A.金属锂作负极，发生氧化反应B.Li+通过有机电解质向水溶液处移动C.正极的电极反应：O2+4e-=2O2-D.电池总反应：4Li+O2+2H2O=4LiOH12．(2018•新课标Ⅰ卷，13)最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：①EDTA-Fe2+-e-＝EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S＝2H++S+2EDTA-Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是()A．阴极的电极反应：CO2+2H++2e-＝CO+H2OB．协同转化总反应：CO2+H2S＝CO+H2O+SC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性13．(2017•新课标Ⅲ卷，11)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是()A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4B．电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14gC．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多14．(2016•新课标Ⅱ卷，11)Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+B．正极反应式为Ag++e-=AgC．电池放电时Cl-由正极向负极迁移D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑15．(2016•浙江卷，11)金属(M)–空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是()A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B．比较Mg、Al、Zn三种金属–空气电池，Al–空气电池的理论比能量最高C．M–空气电池放电过程的正极反应式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)nD．在Mg–空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜16．(2016•海南卷，10)某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是()A．Zn为电池的负极B．正极反应式为2FeO42−+10H++6e−=Fe2O3+5H2OC．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D．电池工作时向负极迁移17．(2016•上海卷，8)图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示()A．铜棒的质量B．c(Zn2+)C．c(H+)D．c(SO42-)18．(2016·浙江理综，11)金属(M)–空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是()A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B．比较Mg、Al、Zn三种金属–空气电池，Al–空气电池的理论比能量最高C．M–空气电池放电过程的正极反应式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)nD．在M–空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜19．(双选)(2015·海南卷，8)10mL浓度为1mol·L-1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是()A．K2SO4 B．CH3COONa C．CuSO4 D．Na2CO3考点3原电池原理综合应用1．(2020•新课标Ⅰ卷，27)为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。回答下列问题：(1)由FeSO4·7H2O固体配制0.10mol·L−1FeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、_________(从下列图中选择，写出名称)。(2)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择____________作为电解质。阳离子u∞×108/(m2·s−1·V−1)阴离子u∞×108/(m2·s−1·V−1)Li+4.07HCO3-4.61Na+5.19NO3-7.40Ca2+6.59Cl−7.91K+7.62SO42-8.27(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。(4)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol·L−1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2+)=________。(5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为_______，铁电极的电极反应式为_______。因此，验证了Fe2+氧化性小于________，还原性小于________。(6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是_______。2．(2018•天津卷，8节选)CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：(3)O2辅助的Al～CO2电池工作原理如图4所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。电池的负极反应式：________。电池的正极反应式：