第22讲 原电池 化学电源（练习）（原卷版）

第22讲原电池化学电源（模拟精练+真题演练）完卷时间：50分钟可能用到的相对原子质量：H1N14O16Na23Mg24一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12×5分）1．（2023·安徽安庆·安庆一中校考三模）pH计的工作原理(如图所示)是通过测定电池电动势E(即玻璃电极和参比电极的电势差)而确定待测溶液的pH。电池电动势E与待测溶液pH关系为：E=0.059pH+K(E的单位为V，K为常数)。下列说法正确的是A．参比电极一定是正极B．一定温度下，电池电动势越小，待测液中c(H+)越大C．pH计工作时，若玻璃电极电势比参比电极低，则玻璃电极反应上每得lmol电子，生成1molAg单质D．pH计可以长期浸泡在碱性缓冲液中2．（2023·辽宁大连·统考二模）某科研小组用电化学方法将转化为实现再利用，转化的基本原理如图所示，下列叙述正确的是

A．光能全部转化成电能B．M上的电极反应方程式为C．该电池工作时溶液中移向N极D．若消耗标况下，溶液中转移的电子数目为3．（2023·河北衡水·河北衡水中学校考模拟预测）我国科研人员将单独脱除的反应与的制备反应相结合，实现协同转化。①单独制备：，不能自发进行；②单独脱除：，能自发进行。协同转化装置如图(在电场作用下，双极膜中间层的解离为和，并向两极迁移)。下列分析错误的是

A．左侧电极电势比右侧电极电势低B．产生的电极反应：C．反应过程中不需补加稀D．协同转化总反应：4．（2023·江西南昌·统考二模）沉积物微生物燃料电池(SMFC)可以将沉积物中的化学能直接转化为电能，同时加速沉积物中污染物的去除，用SMFC处理含硫废水的工作原理如图所示。下列说法正确的是

A．外电路的电流方向是从b到aB．碳棒a附近酸性增强C．碳棒b存在电极反应：S-6e-+4H2O=+8H+D．升高温度可提高电池的能量转化效率5．（2023·全国·模拟预测）天津大学在光催化应用研究取得重大进展，以下是光催化微生物燃料电池的工作原理：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电极反应式：(C6H10O5)n-24ne-+7nH2O=6nCO2↑+24nH+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)6．（2023·四川遂宁·统考模拟预测）从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最具有发展前途的发电技术。NH3﹣O2燃料电池装置如图所示，下列说法错误的是A．电池工作时，O2得到电子，发生还原反应B．电极b上的电极反应式为2NH3＋6OH--6e-=N2＋6H2OC．燃料电池能量之间的转化是由电能转化为化学能D．电池工作时，溶液中的Na＋向电极a迁移7．（2023·广西玉林·统考模拟预测）一种成本低、稳定性好的全碱性多硫化物—空气液流二次电池工作时，原理如图所示。下列说法正确的是

A．连接负载时，电极A为正极B．膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜C．连接负载时，负极区的电极反应式为：S-2e-=SD．连接电源时，电路中每通过2NA个电子，生成NaOH的质量为80g8．（2023·江苏·校联考模拟预测）肼可以用作燃料电池的燃料，一种肼燃料电池的工作原理如图所示，电池工作过程中会有少量在电极表面发生自分解反应生成、、逸出。下列关于燃料电池的说法正确的是A．电池工作时化学能完全转化变为电能B．放电过程中，负极区溶液pH增大C．负极的电极反应式为：D．电池工作时，负极区消耗的NaOH与正极区生成的NaOH物质的量相等9．（2023·辽宁·校联考模拟预测）有关下图所示该熔融碳酸盐燃料电池的说法正确的是A．电极A上发生的电极反应为B．脱水操作可以减少能量损失，从而实现化学能向电能的完全转化C．每消耗，理论上外电路中转移8mol电子D．A电极电势高于B电极电势，同时电池工作时，向电极B移动10．（2023·广东韶关·统考二模）近日，某科研团队研制设计了一种高性能碱性阴离子交换膜直接氨燃料电池(DAFC)，其工作原理如图所示。下列说法错误的是A．电极A为负极，发生氧化反应B．若交换膜中通过0.3mol，A电极区消耗2.24LNH3C．电极B的电极反应式为D．电流方向：电极B→灯泡→电极A→电极B11．（2023·江西赣州·统考一模）我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO2电池，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的H2O解离成H+和OH—，工作原理如图所示，下列说法正确的是A．a膜是阴离子膜，b膜是阳离子膜B．充电时Zn电极反应式为Zn+4OH——2e—=C．放电时多孔Pd纳米片附近pH升高D．当放电时，复合膜层间有lmolH2O解离时，正极区溶液增重23g12．（2023·河南·校联考一模）科学家发明了一种Mg—PbO2电池，电解质为Na2SO4、H2SO4、NaOH，通过M和N两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域(已知：a>b)，装置如图，下列说法不正确的是A．Na+通过M膜移向B区，离子交换膜N为阴离子交换膜B．B区域的电解质浓度逐渐减小C．放电时，Mg电极反应为Mg+2OH—－2e—=Mg(OH)2D．消耗2.4gMg时，C区域电解质溶液减少16.0g二、主观题（共3小题，共40分）1．（14分）（2023·全国·高三专题练习）填空。(1)将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。①电极b为极。②电极b上的电极反应为。(2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。①X为极，Y极的电极反应式为。②Y极生成1molCl2时，molLi+移向(填“X”或“Y”)极。(3)微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下：①该电池中外电路电子的流动方向为(填“从A到B”或“从B到A”)。②A电极附近甲醇发生的电极反应为。2．（16分）（2023·全国·高三专题练习）根据原理图判断下列电池的电极名称、电解质溶液中离子移动的方向。电池原理图电极名称离子移动方向(1)微生物处理有机废水电池Ⅰ：；Ⅱ：经离子交换膜由(填“左”或“右”，后同)室移向室(2)光解水制与脱硫联合电池Ⅲ：；Ⅳ：移向(填“Ⅲ”或“Ⅳ”，后同)极；移向极(3)循环电池Ⅴ：；Ⅵ：由(填“左”或“右”，后同)室移向室(4)熔融盐燃料电池Ⅶ：；Ⅷ：(氧化物Y是)移向(填“Ⅶ”或“Ⅷ”)极3．（10分）（2023·全国·高三专题练习）回答下列问题：(1)双阴极微生物燃料电池处理NH-N废水的工作原理如图(a)所示，双阴极通过的电流相等，废水在电池中的运行模式如图(b)所示。①Y离子交换膜为(填“阳”或“阴”)离子交换膜。②III室中除了O2→H2O，主要发生的反应还有(用离子方程式表示)。③生成3.5gN2，理论上需要消耗gO2。(2)西北工业大学的张健教授、德累斯顿工业大学的冯新亮院士等人报道了一种电催化半氢化策略，在室温条件下，水溶液介质中可选择性地将还原为，其原理示意图如下：①阴极的电极反应式为：。②同温同压下，相同时间内，若进口处气体物质的量为a，出口处气体的总体积为进口处的x倍，则转化率为。1．（2022·湖南·高考真题）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：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2．（2022·全国·统考高考真题）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电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应(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B．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3．（2022·全国·高考真题）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)存在)。电池放电时，下列叙述错误的是A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移B．Ⅰ区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移C．MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2OD．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O4．（2021·湖南·统考高考真题）锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所：下列说法错误的是A．放电时，N极为正极B．放电时，左侧贮液器中的浓度不断减小C．充电时，M极的电极反应式为D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过5．（2021·浙江·统考高考真题）镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法不正确的是A．断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能B．断开K1、合上K2，电极A