2022届新高考化学一轮复习原电池化学电源作业(五)

原电池化学电源

一、选择题：共13小题

1.下列关于原电池的叙述中正确的是（）

A.正极和负极必须是金属

B.原电池是把化学能转化成电能的装置

C.原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应

D.锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有6.5g锌溶解，正极上就有0.1

g氢气生成

2.在超市里经常会看到一种外壳为纸层包装的电池，印有如图所示的文字。下

列有关说法错误的是（）

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A.该电池是一次电池

B.该电池工作时，电子由负极通过外电路流入正极

C.该电池含有的金属元素中毒性最大的是Hg

D.该电池工作时，外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少3.25g

3.[2020.广州模拟]某小组为研究原电池原理，设计如图装置，下列叙述正确的

是（）

A.若X为Fe,Y为Cu,则铁为正极

B.若X为Fe,Y为Cu,则电子由铜片流向铁片

C.若X为Fe,Y为C,则碳棒上有红色固体析出

D.若X为Cu,Y为Zn,则锌片发生还原反应

4.[2021•江苏连云港期中|下图是电化学膜法脱硫过程示意图，电化学膜的主要

材料是碳和熔融的碳酸盐。下列说法错误的是（）

尾气净化气

N2

A.b电极为阳极，发生氧化反应

B.阴极反应式为H2s+2e=S2+H2t

C.净化气中CO2含量明显增加，是电化学膜中的碳被氧化

D.工作一段时间后，生成H2和S2的物质的量之比为2：1

5.[2020.北京海淀模拟]全机电池以惰性材料作电极，在电解质溶液中发生的原

电池反应为VO黄黄色）+丫2+（紫色）+2H-=VO2+（蓝色）+氏0+丫3+（绿色）。

负载

c(H*)=2mol-L-',

阴密子为so;-

下列说法不正确的是（）

A.正极反应为VO?+2H++e-=VO2++H2O

B.负极附近的溶液由紫色逐渐变为绿色

C.反应每生成1molH2O时转移电子的物质的量为0.5mol

D.原电池使用过程中溶液的pH逐渐增大

6.[2020•厦门模拟]将反应2Fe3++2F2Fe2++b设计成如图所示的原电池。

c灵敏电流计

甲乙

下列说法不正确的是（）

A.盐桥中的K+移向FeCh溶液

B.反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应

C.电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态

D.电流计读数为零后，在甲中溶入FeCk固体，乙中石墨电极为负极

7.由NCh、02、熔融盐NaNCh组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨I

电极反应生成一种氧化物Y,下列有关说法正确的（

石盟I-

NOj-

A.石墨I极为正极，石墨II极为负极

B.Y的化学式可能为N2O、NO、N2O3中的一种

C.石墨I极的电极反应式为NO2+NO3+e=N2（）5

D.该燃料电池的总反应式为：4NO2+O2=2N2O5

8.[2020•广东肇庆模拟]如图是利用一种微生物将废水中的有机物（如淀粉）和废

气NO的化学能直接转化为电能，下列说法中一定正确的是（）

-XY——

阳离子交换膝

1微生物NO

7有机废水2N2+H2O

A.质子透过阳离子交换膜由右向左移动

B.电子流动方向为N-Y-XfM

C.M电极反应式：（C6HIO05）〃+7〃H20—24枇一=6忒：02t+24/汨+

D.当M电极微生物将废水中16.2g淀粉转化掉时，N电极产生134.4LN2（标准

状况下）

9.FFC剑桥法可由金属氧化物直接电解制备金属单质，西北稀有金属材料研究

院利用此法成功电解制备但粉（Ta）,其原理如图所示。下列说法正确的是（）

，气体

(O2.CO.

A.该装置将化学能转化为电能

B.a极为电源的正极

-2-

C.Ta2O5极发生的电极反应为Ta2O5+10e=2Ta+5O

D.石墨电极上生成22.4LCh，则电路中通过的电子数为4XX1023

10.下图是甲醇燃料电池的结构示意图，甲醇在催化剂作用下提供质子（H+）和电

子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电泡总反应为2cH30H

+302=2C02+4H20O下列说法不正确的是（）

质子交换膜

A.左电极为电池的负极，a处通入的物质是甲醇

B.正极反应式为O2+2H2O—4©一=4014一

C.负极反应式为CH3OH+H2O-6e=CO2+6H+

D.该电池提供1mole-,消耗氧气0.25mol

11.[2020.河南、河北两省名校省际联考]世界某著名学术刊物近期介绍了一种新

型中温全流铁一空气电池，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.正极的电极反应式为FeCX+2xe—=Fe+M）2-

C.若有22.4L（标准状况下）空气参与反应，则电路中有4moi电子转移

D.铁表面发生的反应为xH2O（g）+Fe-FeO,r+xH2

12.某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。TiO2光电极能使电池在太阳光

照下充电，充电时Na2s4转化为NazS。下列说法正确的是（）

A.充电时，太阳能转化为化学能，化学能又转化为电能

B.放电时，a极为负极

C.充电时，阳极的电极反应式为5—2片=31

D.M可以使用阴离子交换膜

13.流动电池是一种新型电池，其主要特点是可以通过电解质溶液的循环流动，

在电池外部设备调节电解质溶液，以保持电池内部电极周围溶液浓度的稳定。某

种流动电池如图所示，电池的总反应式为Cu+PbO2+2H2SO4=CUSO4+PbSO4

+2H2O。下列说法不正确的是()

A.a为负极，b为正极

B.该电池工作时，PbCh电极附近溶液的pH增大

C.a极的电极反应式为Cu—2e=Cu2'

D.调节电解质溶液的方法是补充C11SO4

二、非选择题：共2小题

14.(1)下列有关氢氧燃料电池汽车的说法不正确的是(填字母)。

A.太阳光催化分解水制氢气比电解水制氢气更有发展前景

B.氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境

C.分别以稀硫酸、KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的负极电极反应相同

D.分别以稀硫酸、KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的总反应相同

⑵某电动车采用一种高效耐用的新型可充电电池，该电池的总反应为3Zn+

放申

2KFcO+8H2O?=^3Zn(OH)2+2Fc(OH)2+4KOH

24充电

①该电池放电时的负极反应为________________________________

②放电时每转移3mol电子，正极有molKzFeOd被还原。

③钵酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位。电池反应

时申

为Li!-MnO+LivLiMnOo下列有关说法不正确的是________(填字母)。

A4充电4

A.放电时电池的正极反应为Li].iMnC)4+xLi+xe—=LiMnO4

B.放电过程中，电极石墨没有得失电子

C.该电池也能在KOH溶液中正常工作

D.充电时电池上标有“一”的电极应与外接电源的负极相连

15.(1)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某

微生物燃料电池的工作原理如下图所示:

①HS一在硫氧化菌作用下转化为SCT的反应式是

②若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是

(2)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图所示，其中作

为电解质的无水LiCl—KC1混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池

总反应为PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2so4+Pb。

,---------碳酸铅电报

①放电过程中，IT向(填“负极”或“正极”)移动。

②负极反应式为，

③电路中每转移0.2mol电子，理论上生成gPbo

⑶氮氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如下图所示。

①a电极的电极反应式是o

②一段时间后，需向装置中补充KOH,请依据反应原理解释原因是

一、选择题：共13小题

1.下列关于原电池的叙述中正确的是（）

A.正极和负极必须是金属

B.原电池是把化学能转化成电能的装置

C.原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应

D.锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有6.5g锌溶解，正极上就有0.1

g氢气生成

答案：B

2.在超市里经常会看到一种外壳为纸层包装的电池，印有如图所示的文字。下

列有关说法错误的是（）

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A.该电池是一次电池

B.该电池工作时，电子由负极通过外电路流入正极

C.该电池含有的金属元素中毒性最大的是Hg

D.该电池工作时，外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少3.25g

解析：电池工作时，锌失去电子，电极反应式为Zn-2e"=Zn2+,所以外电路

中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上应减少6.5g,所以D项错误。

答案：D

3.[2020•广州模拟]某小组为研究原电池原理，设计如图装置，下列叙述正确的

是（）

A.若X为Fe,Y为Cu,则快为正极

B.若X为Fe,Y为Cu,则电子由铜片流向铁片

C.若X为Fe,Y为C,则碳棒上有红色固体析出

D.若X为Cu,Y为Zn,则锌片发生还原反应

解析：Fe比Cu活泼，Fe做负极，电子从Fe流向Cu,故A、B错误；若X为

Fe,Y为C,电解质为硫酸铜,则正极碳棒上析出Cu,故C正确；Zn比Cu活

波，Zn做负极，发生氧化反应，故D错误。

答案：C

4.[2021•江苏连云港期中]下图是电化学膜法脱硫过程示意图，电化学膜的主要

材料是碳和熔融的碳酸盐。下列说法错误的是（）

电化学膜Is2-

A.b电极为阳极，发生氧化反应

B.阴极反应式为H2s+2e-=S2—+H2f

C.净化气中COz含量明显增加，是电化学膜中的碳被氧化

D.工作一段时间后，生成H2和S2的物质的量之比为2：1

解析：由题给示意图可知，该装置为电解池，H2s在阴极上得到电子发生还原反

应生成S2一和H2,电极反应式为H2s+2e-=S2—+H2t,则a极为阴极，b极为

阳极，S?一在阳极失去电子发生氧化反应生成S2,电极反应式为2s2一一4e-=S2。

A.由分析可知，b极为阳极，S2一在阳极失去电子发生氧化反应生成S2,A正确；

B.由分析可知，a极为阴极，H2s在阴极上得到电子发生还原反应生成S2一和

H2,电极反应式为H2s+2e-=S2-+H2f,B正确；C.硫化氢是酸性气体，净

化气中CO2含量明显增加的原因是硫化氢气体与熔融碳酸盐反应生成二氧化碳,

C错误；D.由得失电子数目守恒可知，工作一段时间后，生成H2和S2的物质

的量之比为2：1,D正确；故选C。

答案：C

5.[202。北京海淀模拟[全钿电池以惰性材料作电极，在电解质溶液中发生的原

电池反应为VO?（黄色）+v2+（紫色）+2FT=VO2+（蓝色）+H?O+V3+（绿色）。

VOJ/VO2*--

c(H*)=2mol-L-',

阴离子为S0『

下列说法不正确的是（）

A.正极反应为VO9+2H++e==VO2++H2O

B.负极附近的溶液由紫色逐渐变为绿色

C.反应每生成1molH2O时转移电子的物质的量为0.5mol

D.原电池使用过程中溶液的pH逐渐增大

解析：由电池总反应VO黄黄色）+V2+（紫色）+2H+=VO2+（蓝色）+H2O+V3+（绿

色）可得，VO古为正极的活性物质，V2+为负极的活性物质，所以左室为正极室，

右室为负极室。正极反应为VO2+2H'+e——VO2++H2O,A项正确；负极反

应为v2+-e-==V3+,所以负极附近溶液的颜色由紫色逐渐变为绿色，B项正确；

由电极反应VO]+2H++e-=VO2++H2O可知，反应每生成1molH2O时转移

电子的物质的量为Imol,C项错误；由原电池总反应可知，反应过程中H+被不

断消耗，所以溶液的pH逐渐增大，D项正确。

答案：C

6.[2020•厦门模拟]将反应2Fe3++2「2Fe2++b设计成如图所示的原电池。

0灵敏,流计

FeCb

溶液、

下列说法不正确的是（）

A.盐桥中的K+移向FeCb溶液

B.反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应

C.电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态

D.电流计读数为零后，在甲中溶入FeCb固体，乙中石墨电极为负极

解析：A.甲池中石墨电极为正极，乙池中石墨电极为负极，盐桥中阳离子向正

极移动，所以K+向FeCb溶液迁移，正确；B.反应开始时，乙中「失去电子，

发生氧化反应，正确；C.当电流计读数为零时，说明没有电子发生转移，反应

达到平衡，正确；D.当加入Fe?+,导致平衡逆向移动，则Fe?+失去电子生成

Fe3+,作为负极，而乙中石墨成为正极，错误。

答案：D

7.由N02、02、熔融盐NaN03组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨I

电极反应生成一种氧化物Y,下列有关说法正确的（）

A.石墨I极为正极，石墨II极为负极

B.Y的化学式可能为N2O、NO、N2O3中的一种

C.石墨I极的电极反应式为NO2+NO,+e-—N2C>5

D.该燃料电池的总反应式为：4NO2+O2=2N2O5

解析：由图可知，石墨n上氧气得到电子，则石墨n为正极，电极反应式为。2

-

+4e+2N2O5=4NOJ,石墨I上NO2失去电子，石墨I为负极，电极反应式

为NO3+NO2-e-=N2O5,原电池总反应为4NO2+Ch=2N2C）5,据此分析解

答。A.燃料电池为原电池，石墨I为负极，石墨U为正极，A错误；B.NO2

中N的化合价为+4,反应后化合价升高，所以Y为N2O5,不可能降低生成NzO

或NO或N2O3,B错误；C.石墨I极的电极反应式为：N02一已一+?40,=用05,

C错误；D.该原电池实际是NO2和02反应生成N2O5,所以总反应式：4NO2

+O2=2N2O5,D正确。故选D。

答案：D

8.[2020・广东肇庆模拟]如图足利用一种微生物将废水中的有机物（如淀粉）和废

气NO的化学能直接转化为电能，下列说法中一定正确的是（）

M

A.质子透过阳离子交换膜由右向左移动

B.电子流动方向为NfY-XfM

C.M电极反应式：（C6Hio05）”+7〃H20-24〃e——6〃C02t+24MT

D.当M电极微生物将废水中16.2g淀粉转化掉时，N电极产生134.4LN2（标准

状况下）

解析：由题给信息可知，该装置为原电池，由图可得：电解质溶液为酸性溶液，

NO发生还原反应生成N2,因为原电池中，正极上得电子发生还原反应，负极上

失电子发生氧化反应，则N为正极，M为负极，质子透过阳离子交换膜由负极

区移动到正极区，即由左向右移动，A错误；电子从负极（M极）流出，经外电路

到X,经Y流入正极（N极），B错误；16.2g淀粉（即0.1molCeHioCM反应，转

移2.4mol电子，因为正极（N极）反应为2NO+4H++4e—=N2+2H2。，则N电

极产生0.6mol鼠气，在标准状况下的体积为13.44L,D错误。

答案：C

9.FFC剑桥法可由金属氧化物直接电解制备金属单质，西北稀有金属材料研究

院利用此法成功电解制备铝粉（Ta）,其原理如图所示。下列说法正确的是（）

，气体

。、8、

烯融CaO

A.该装置将化学能转化为电能

B.a极为电源的正极

-2-

C.Ta2O5极发生的电极反应为Ta2O5+10e=2Ta+5O

D.石墨电极上生成22.4LCh,则电路中通过的电子数为4义X1（）23

解析：由题给装置可知，该装置有外接电源，属于电解池，可将电能转化为化学

能，A项错误；由-移动方向可知，Ta2O5极为阴极，则a极为电源的负极，B

项错误；TazOs极发生还原反应，电极反应式为TazOs+lOe-=2Ta+5O2,C

项正确；石墨电极发生的电极反应为2。2一一4©一=02t（石墨电极与生成的氧气

进一步反应生成CO、CO2）,题中没有说明O2所处的温度和压强，无法计算氧

气的物质的量和电路中通过的电子数，D项错误。

答案：C

10.下图是甲醇燃料电池的结构示意图，甲醇在催化剂作用下提供质子（H+）和电

子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电泡总反应为2cH30H

+302=2C02+4H20O下列说法不正确的是（）

催化剂催化剂

（电极）（电极）

质子交换膜

A.左电极为电池的负极，a处通入的物质是甲醇

B.正极反应式为O2+2H2O—4b=4OH

C.负极反应式为CH3OH+H2O—6e==CO2+6H+

D.该电池提供1mole-,消耗氧气0.25mol

解析：负极反应式为2cH3OH-12e-+2H2O=2CO2+12H+,正极反应式为3Ch

-+

+12e4-12H=6H2O;根据电子流向，可以判断a处通甲醉，b处通。2；当电

池提供1mol电子时，消耗Oz为0.25mol。故选B。

答案：B

11.[202。河南、河北两省名校省际联考]世界某著名学术刊物近期介绍了一种新

型中温全瓷铁一空气电池，其结构如图所示。

一含（》的固体电解质

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.正极的电极反应式为FeO.i+2xe=Fe+xO2

C.若有22.4L（标准状况下）空气参与反应，则电路中有4moi电子转移

D.铁表面发生的反应为xH20（g）+Fe=FeO.v+xH2

解析：a极是Ch得电子，发生还原反应，A错误；正极反应为02+4^^=202-，

B错误；22.4L（标准状况下）空气中的6小于Imol,转移电子的物质的量小于4

mol,C错误。

答案：D

12.某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。TiCh光电极能使电池在太阳光

照下充电，充电时Na2s4转化为Na?S。下列说法正确的是（）

离子交换膜M

A.充电时，太阳能转化为化学能，化学能又转化为电能

B.放电时，a极为负极

C.充电时，阳极的电极反应式为R—2e-=3I

D.M可以使用阴离子交换膜

解析：充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能贮存起来，A错误；放

电时，a极为负极，Na2s失电子氧化为Na2s4,B正确；充电时，阳极失电子被

氧化，阳极的电极反应式为3「一2e-=I晨C错误；M是阳离子交换膜，D错

误。

答案：B

13.流动电池是一种新型电池，其主要特点是可以通过电解质溶液的循环流动，

在电池外部设备调节电解质溶液，以保持电池内部电极周围溶液浓度的稳定。某

种流动电池如图所示，电池的总反应式为Cu+PbO2+2H2SO4=CUSO4+PbSO4

+2H2OO下列说法不正确的是（）

A.a为负极，b为正极

B.该电池工作时，PbCh电极附近溶液的pH增大

C.a极的电极反应式为Cu—2e=Cu2，

D.调节电解质溶液的方法是补充C11SO4

解析：A项，根据电池总反应式Cu+PbO2+2H2sO4-CuSO4+PbSO4+2H2O

可知铜为负极，PbCh为正极，正确：B项，该电池工作时，PbCh电极发生的反

+-

PbO2+4H+2e+SOF=PbSO4+2H2O,消耗了溶液中的H卡,故溶液的

pH增大，正确；C项，铜电极的电极反应式为Cu-2e—=Cu2+,正确：D项，

通过总反应式可知H2so4参加了反应，故应补充H2so4,错误。

答案：D

二、非选择题：共2小题

14.(1)下列有关氢氧燃料电池汽车的说法不正确的是(填字母)。

A.太阳光催化分解水制氢气比电解水制氢气更有发展前景

B.氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境

C.分别以稀硫酸、K0H溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的负极电极反应相同

D,分别以稀硫酸、K0H溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的总反应相同

⑵某电动车采用一种高效耐用的新型可充电电池，该电池的总反应为3Zn+

放电

2KFeO+8HO^=^3Zn(OH)+2Fe(OH)+4KOH

242充电22

①该电池放电时的负极反应为__________________________________

②放电时每转移3mol电子，正极有molLFeCM被还原。

③铳酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位。电池反应

为Lii-MnO4+Li.t^=^LiMnO4o下列有关说法不正确的是________(填字母)。

A充电

A.放电时电池的正极反应为Li1-xMnO4+xLi+xe-=LiMnO4

B.放电过程中，电极石墨没有得失电子

C.该电池也能在KOH溶液中正常工作

D.充电时电池上标有“一”的电极应与外接电源的负极相连

解析：(1)电解H2O获得H2,消耗较多的能量，而在催化剂作用下利用太阳能来

分解H2。获得H2,可节约能源，故也有发屐前景，A项正确：氢氧燃料电池中生

成物为H2O,对环境无污染，B项正确；以稀硫酸为电解质溶液的氢氧燃料电池,

--

其负极反应为H2-2e=2H,以KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池，

其负极反应为H2+2OH一一2e—=2H2O,C项错误；当以稀硫酸或KOH溶液为

电解质溶液时，氢氧燃料电池的总反应均为2H2+O2=2H2O,D项正确。

⑵①可充电电池放电时，在碱性条件下，负极反应为Zn-2e-+2OH-

=Zn(OH)2o②根据电池总反应可知，2molQFeCU被还原时有6mol电子转

移，则放电时每转移3moi电子，有1molLFeCU被还原。

(3)根据总反应可知，放电时Li失去电子，电池的负极反应为Lix—xe