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考点17 原电池原理及应用
1．原电池工作原理
2．常见几种电池装置图
　　
装置① 装置②
(1)装置①②③中，电子均不能通过电解质溶液(或内电路)。
(2)装置①中，由于不可避免会直接发生反应Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋而使化学能转化为热能，所以装置②的能量转化率比装置①高。
(3)盐桥的作用
①隔绝正、负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定；
②通过离子的定向移动，构成闭合回路；
③平衡电极区的电荷。
(4)离子交换膜的作用：离子交换膜是一种选择性透过膜，允许相应离子通过，离子迁移方向遵循电池中离子迁移方向。
①只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。
②在原电池中活泼性强的金属不一定作负极，但负极一定发生氧化反应。
③电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥。
④负极失去的电子总数一定等于正极得到的电子总数。
⑤同一氧化还原反应，设计成原电池反应的速率一定比直接发生氧化还原反应的速率快。
⑥电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H＋应结合OH－生成水。电极反应式要遵守电荷守恒、质量守恒及电子得失守恒。
⑦原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。
⑧电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。
⑨无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。
⑩注意盐桥不能用一根导线连接，因为导线是不能传递阴阳离子的。用导线连接后相当于一个是原电池，一个是电解池。
(11)可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。
(12)燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。
(13)可充电电池在充电时，其负极连接外接电源的负极，正极连接外接电源的正极。
二次电池考查的四个方面
一、原电池原理的四大应用
1．加快氧化还原反应速率
一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率加快，例如Zn与稀硫酸反应时加入少量的CuSO4溶液能使产生氢气的速率加快。
2．比较金属活动性强弱
两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属活动性比正极的活泼。
3．用作金属的防护
使被保护的金属制品作原电池的正极而得到保护。例如，保护铁制输水管或钢铁桥梁，可用导线将其和一块锌块相连，使Zn作原电池的负极。
4．设计制作化学电源
（1）拆分反应：首先将氧化还原反应分成两个半反应。
（2）选择电极材料：根据原电池的反应特点，结合两个半反应将还原剂（一般为比较活泼的金属）作为负极，活泼性比负极许的金属或能导电的非金属作正极。
（3）构成闭合回路：如果两个半反应分别在两个容器中进行，中间连接盐桥，则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。
（4）画出装置图：结合要求反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等。
二、原电池的正负极的判断方法
三、原电池电极反应式的书写
(1)先确定原电池的正、负极，列出正、负极上的反应物。
(2)根据氧化还原反应原理写出电极反应式。
①负极反应。
负极上发生失去电子的氧化反应。要注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存，若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式。
②正极反应。
正极上发生得到电子的还原反应。当正极上的反应物是O2时：若电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，与O2反应生成OH－，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；若电解质溶液为酸性，则H＋必须写入正极反应式中，O2得电子与H＋生成水，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
(3)写出电池总反应方程式。
结合电子守恒将正、负极电极反应式相加即得到电池总反应方程式。
(4)若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，用总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即可得到较难写出的另一极的电极反应式。
四、燃料电池
(1)氢氧燃料电池是将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的装置，目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。
酸性 碱性
负极反应式 __2H2－4e－===4H＋__ __2H2－4e－＋4OH－===4H2O__
正极反应式 __O2＋4e－＋4H＋===2H2O__ __O2＋4e－＋2H2O===4OH－__
总反应式 2H2＋O2===2H2O
(2)燃料电池的电极本身不参与反应，燃料和氧化剂连续地由__外部__供给。对于燃料电池要注意燃料在负极反应，O2在正极反应，要注意电解质溶液或传导介质的影响，如碱性条件下，CO2以CO形式存在。
特别提醒
(1)熔融的金属氧化物作介质传导O2－
负极：H2－2e－＋O2－===H2O；
正极：O2＋4e－===2O2－。
(2)碳酸盐作介质
负极：H2－2e－＋CO===H2O＋CO2；
正极：O2＋4e－＋2CO2===2CO。
(3)复杂电极反应式的书写
总体思路：＝－
遵循原理，信息优先，用守恒直接书写。
一、原电池
1．利用下列装置和试剂进行实验，所用仪器或相关操作合理的是
A B C D
配制一定浓度的硫酸溶液 比较Zn与Cu的金属性强弱 制备无水氯化铝 用NaOH标准溶液滴定锥形瓶中的盐酸
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解析】
A．容量瓶是精量器，不能用于稀释浓硫酸，故A错误；
B．用原电池反应可以比较锌与铜的金属性强弱，故B正确；
C．氯化铝是强酸弱碱盐，在溶液中水解生成氢氧化铝和盐酸，蒸发时氯化氢受热挥发，水解平衡不断右移，促使氯化铝水解趋于完全得到氢氧化铝，无法制得无水氯化铝，故C错误；
D．用氢氧化钠标准溶液滴定锥形瓶中的盐酸时，应使用碱式滴定管盛放NaOH溶液，且眼睛要注视锥形瓶中溶液颜色的变化，故D错误；
故选B。
2．火星大气中富含CO2，一种有CO2参加反应的全固态电池有望为火星探测器供电。它以金属钠为负极，碳纳米管为正极，Na3Zr2Si2PO12为无机固态电解质。该电池工作时
A．将电能转化为化学能
B．负极上发生还原反应
C．CO2在正极上得电子
D．电子通过Na3Zr2Si2PO12移向负极
【答案】C
【解析】
A．由题意可知，电池工作时，全固态电池将化学能转化为电能，故A错误；
B．由题意可知，电池工作时，金属钠为原电池的负极，钠失去电子发生氧化反应生成钠离子，故B错误；
C．由题意可知，电池工作时，二氧化碳在正极上得到电子发生还原反应被还原，故C正确；
D．电池工作时，电子通过导线由负极移向正极，故D错误；
故选C。
3．有关下列四个电化学装置的叙述，正确的是
A．图I所示装置工作时，盐桥中的阳离子移向溶液
B．图II所示电池工作时，做还原剂
C．图III所示电池工作时，能量转化率可达100%
D．图IV所示装置工作时，溶液A是烧碱溶液
【答案】D
【解析】
A．盐桥中的阳离子移向正极溶液，故A错误；
B．Zn做还原剂，做氧化剂，故B错误；
C．燃料电池能量转化率实际可达40%～60%，故C错误；
D．图IV所示装置工作时，左边是氯化钠溶液，右侧是氢氧化钠溶液，故D正确；
故选D。
4．某铜锌原电池的结构如图所示，下列说法正确的是
A．Zn电极为该原电池的正极
B．若盐桥中电解质为KCl，则电池工作时K+向右侧移动
C．电池工作时，电子由Zn电极流出，经溶液和盐桥流入Cu电极
D．Cu电极上的电极反应式为Cu - 2e﹣ = Cu2+
【答案】B
【分析】
原电池中发生总反应Zn+Cu2+= Zn2++Cu。
【解析】
A．根据总反应，Zn失电子，故为该原电池的负极，故A错误；
B．原电池中阳离子移向正极，故电池工作时K+向右侧移动，故B正确；
C．电池工作时，电子不能通过溶液和盐桥，故C错误；
D．Cu电极上发生得电子的反应，故电极反应式为Cu2+ +2e﹣ = Cu，故D错误；
故选B。
5．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中溶液的c(H＋)均减小 D．产生气泡的速率甲比乙慢
【答案】C
【解析】
A．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，铜是正极，铜片表面均有氢气产生，故A错误；
B．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，铜是正极；乙中铜、锌没有连接，不构成原电池，故B错误；
C．两烧杯中都发生反应，溶液的c(H＋)均减小，故C正确；
D．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，产生气泡的速率甲比乙快，故D错误；
选C。
6．LED(Light Emitting Diode)，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是
A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
B．铜片上发生的反应为：2H＋+2e―＝H2↑
C．如果将硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动
D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变
【答案】C
【解析】
A．原电池把化学能转化为电能，电能又转化为光能，即装置中存在“化学能→电能→光能”的转换，故A正确；
B．锌的金属性强于铜，锌是负极，铜是正极，溶液中的氢离子在正极放电，即铜片上发生的反应为：2H＋+2e―＝H2↑，故B正确；
C．如果将硫酸换成柠檬汁，仍然可以构成原电池，因此导线中会有电子流动，故C错误；
D．铁的活泼性大于铜，如果将锌片换成铁片，仍然是铜作正极，铁作负极，所以电路中的电流方向不变，故D正确；
选C。
7．有a、b、c、d四种金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验装置
部分实验现象 a极质量减小，b极质量增大 b极有气体产生，c极无变化 d极溶解，c极有气体产生 电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是
A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c
【答案】C
【解析】
装置一：发生电化学腐蚀，a极质量减小，b极质量增加，a极为负极，b极为正极，所以金属的活动性顺序a＞b；
装置二：发生化学腐蚀，b极有气体产生，c极无变化，所以金属的活动性顺序b＞c；
装置三：发生电化学腐蚀，d极溶解，所以d是负极，c极有气体产生，所以c是正极，所以金属的活动性顺序d＞c；
装置四：发生电化学腐蚀，电流从a极流向d极，a极为正极，d极为负极，所以金属的活动性顺序d＞a；
所以这四种金属的活动性顺序d＞a＞b＞c，
故选：C。
二、化学电源
8．我国科学家在Li-CO2电池的研究上取得重大科研成果，设计分别以金属Li及碳纳米管复合Li2CO3做电池的电极，其放电时电池反应为3CO2+4Li=2L2CO3+C。该电池放电时
A．Li电极发生还原反应
B．Li+在电解质中移向负极。
C．CO2在正极上得到电子
D．电流由Li电极经外电路流向石墨复合Li2CO3电极
【答案】C
【分析】
根据放电时电池反应为3CO2+4Li=2L2CO3+C，可知Li失去电子，为负极；CO2在正极上发生得电子的反应。
【解析】
A．由电池反应可知，Li电极为负极，石墨复合Li2CO3电极为正极，Li电极反应式为Li-e-=Li+，发生氧化反应，A项错误；
B．电池放电时，电解质中阳离子移向正极，B项错误；
C．碳纳米管复合Li2CO3电极反应式为3CO2+4Li++4e-=2Li2CO3+C，C项正确；
D．电流由碳纳米管复合Li2CO3电极经外电路流向Li电极，D项错误。
故选C。
9．“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是
A．通入CO2的一极电极反应式为：2CO2+2e =C2O
B．金属铝电极发生氧化反应
C．每得到1molAl2(C2O4)3，电路中转移3mol电子
D．以该装置为电源进行粗铜的电解精炼，金属铝质量减少27g时，理论上阴极质量增加96g
【答案】C
【分析】
据图可知Al被氧化，所以金属铝为负极，通入CO2的电极为正极，CO2被还原为草酸根。
【解析】
A．据图可知CO2在正极被还原为草酸根，根据电子守恒、元素守恒可得反应式为2CO2+2e =C2O，A正确；
B．铝为金属，在负极被氧化为Al3+，B正确；
C．每得到1mol Al2(C2O4)3，则需要2mol Al，根据电极反应可知转移6mol电子，C错误；
D．金属铝质量减少27g，即减少1mol Al，根据电极反应Al-3e =Al3+可知，转移3mol电子，则电极铜时，阴极生成1.5mol铜，质量为1.5mol×64g/mol=96g，D正确；
综上所述答案为C。
10．一种利用烃(CxHy)来消除氮氧化物污染的工作原理如图所示，装置中电极均为惰性电极，两侧电解质为同浓度的盐酸。下列说法错误的是
A．通入NO2的电极为正极，发生还原反应
B．若使用的烃为C2H6，该电极反应为：C2H6+4H2O-14e-=2CO2↑+14H+
C．装置中转移0.4mol电子时，有0.4NA个H+通过质子交换膜
D．装置工作一段时间后，两侧电极室中溶液的pH不变
【答案】D
【分析】
该装置为原电池，通入NO2的电极上NO2→N2，N的化合价降低、发生得电子的还原反应，通入CxHy的电极上CxHy→CO2，C的化合价升高，发生失电子的氧化反应，则通入NO2的电极为正极，通入CxHy的电极为负极，正极反应式为2NO2+8e-+8H+═N2+4H2O，据此分析解答。
【解析】
A．该原电池中，通入NO2的电极为正极，正极上NO2发生得电子的还原反应生成N2，故A正确；
B．若使用的烃为C2H6，电极为负极，负极上C2H6失14个电子生成CO2，电解质为酸性，则负极反应式为：C2H6+4H2O-14e-=2CO2↑+14H+，故B正确；
C．该原电池中，正极反应式为2NO2+8e-+8H+═N2+4H2O，转移8mol电子时，需消耗8mol H+，则转移0.4mol电子时，有0.4NA个H+通过质子交换膜，故C正确；
D．该原电池中，通入NO2电极为正极，正极反应式为2NO2+8e-+8H+═N2+4H2O，生成水使正极附近溶液的酸性减弱，pH增大，故D错误；
故选：D。
11．中国科学技术大学陈维教授团队结合其前期工作基础，开发了一种高性能的水系锰基锌电池。其工作原理如图所示，已知该装置工作一段时间后，溶液的浓度增大，下列说法正确的是
A．负极的电极反应式为
B．装置工作一段时间后，正极区溶液的pH降低
C．a膜为阴离子交换膜，b膜为阳离子交换膜
D．电子流向：Zn电极→b膜→a膜→电极→负载→Zn电极
【答案】C
【分析】
由图中Zn生成为失电子的氧化反应，故为负极；得电子还原反应，为正极。
【解析】
A．Zn电极为负极，电极反应式为，A项错误；
B．电极为正极，电极反应式为，反应消耗，故一段时间后，正极区溶液的pH升高，B项错误；
C．由装置工作一段时间后溶液的浓度增大可知，a膜为能使通过的阴离子交换膜，B膜为能使通过的阳离子交换膜，C项正确；
D．电子只能在电极和导线上传导，不能在溶液中传导，正确的电子流向为Zn电极→负载→电极，D项错误；
故选C。
12．磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池，电池总反应为M1-xFexPO4+LiC6LiM1-xFexPO4+6C，其原理如图所示，下列说法正确的是
A．放电时，石墨电极的电势更高
B．充电时，Li+移向磷酸铁锂电极
C．充电时，磷酸铁锂电极应与电源正极相连
D．放电时，正极反应式为M1-xFexPO4+e-+Li+=LiFexPO4+(1-x)M
【答案】C
【分析】
从电池总反应式可以分析出，放电时LiC6变为Li+和6C，Li元素化合价升高被氧化，所以石墨电极是负极，另一侧磷酸铁锂电极为正极，放电过程电解质中Li+向磷酸铁锂电极方向移动；
【解析】
A．根据分析，石墨电极为负极，故电势更低，描述错误，不符题意；
B．根据分析，放电时Li+移向磷酸铁锂电极，而充电时离子移动方向相反，向石墨电极移动，描述错误，不符题意；
C．放电时，磷酸铁锂电极是正极，电子流入，充电时，该极需输出电子，故要和电源正极相连，描述正确，符合题意；
D．根据电池模型，可以看到，放电时正极电极反应式应是M1-xFexPO4+e-+Li+=LiM1-xFexPO4，描述错误，不符题意；
综上，本题选C。
13．中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，力争于2030年前达到碳峰值，2060年前实现碳中和。我国科学家研发了一种水系可逆Zn—CO2电池，电池工作时，复合膜(由a、b膜复合而成)层间的H2O解离成H＋和OH-，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。当闭合K1时，Zn—CO2电池工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．闭合K1时，H＋通过a膜向Pd电极方向移动
B．闭合K1时，Zn表面的电极反应式为Zn＋4OH-_2e- = Zn(OH)
C．闭合K2时，Zn电极与直流电源正极相连
D．闭合K2时，在Pd电极上有CO2生成
【答案】C
【解析】
A．闭合K1时为原电池，Pd为正极，H+通过a膜向正极移动，故A项正确；
B．闭合K1时为原电池，Zn为负极，原电池中阴离子移向负极，所以OH-移向Zn，负极上Zn失去电子结合OH-生成Zn(OH)， 电极方程式为Zn＋4OH-_2e- = Zn(OH)，故B项正确；
C．闭合K2时为电解池，Zn电极上发生还原反应，应与直流电源的负极相连，故C项错误；
D．闭合K2时Pd电极上发生氧化反应，HCOOH被氧化生成CO2，故D项正确。
故答案为：C
14．以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是
A．该电池能够在高温下工作
B．通入葡萄糖的一极为原电池负极，发生氧化反应
C．放电过程中，阳离子H+从正极区向负极区迁移
D．在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成CO2气体L
【答案】B
【解析】
A．高温条件下微生物会变性，故该电池不能在高温下工作，A项错误；
B．负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳，发生氧化反应，B项正确；
C．原电池内部阳离子应向正极移动，C项错误；
D．消耗1mol氧气生成1mol二氧化碳，标准状况下体积是22.4L，D项错误；
答案选B。
15．钠离子电池具有资源丰富、成本低、安全性好、转换效率高等特点，有望成为锂离子电池之后的新型首选电池，如图是一种钠离子电池工作示意图：
下列说法中错误的是
A．放电时，Na+通过交换膜向N极移动
B．充电时，光照可促进电子的转移
C．充电时，TiO2光电极上发生的电极反应为3I-+2e-=I
D．放电时，若负极室有2mol阴离子发生反应，则电路中转移3mol电子
【答案】C
【分析】
放电时，为原电池，电极M上发生反应4S2--6e-=，所以电极M为原电池的负极，电极N上反生反应I+2e-=3 I-，所以电极N为原电池的正极。充电时为电解池，据此分析。
【解析】
A．放电时，为原电池，Na+是阳离子，向正极N移动，故A说法正确；
B．充电时，光照可促进I-在TiO2光电极上转移电子，故B说法正确；
C．充电时，由图可知在TiO2光电极上发生的电极反应为3I--2e-=I，故C说法错误；
D．放电时，负极发生的反应为4S2--6e-=，所以当负极室有2mol阴离子发生反应时，电路中转移3mol电子，故D说法正确；
本题答案C。
1．MFC-电芬顿技术不需要外加能量即可发生，通过产生羟基自由基(·OH)处理有机污染物，可获得高效的废水净化效果，其耦合系统原理示意图如图，下列说法错误的是
A．甲池中H+移动的方向从M室到N室
B．电子移动方向为a→Y，X→b
C．乙池的可在酸性较弱的环境中使用
D．Y 电极上得到双氧水的反应为 O2 + 2e- + 2H+ =H2O2
【答案】C
【解析】
A．甲池为燃料电池，a电极燃料失去电子，为负极，H+由负极向正极运动，即从M室到N室移动，A项正确；
B．甲为燃料电池，燃料失去电子，电子移动a→Y，X电极作阳极，失去电子，电子移动X→b，B项正确；
C．乙池中，酸性较弱时，Fe3+易水解生成沉淀，C项错误；
D．Y 为阴极，氧气得到电子，发生还原反应，电极方程式为：O2 + 2e– + 2H+ =H2O2，D项正确；
答案选C。
2．目前，某研究团队对基催化剂光催化还原转化为燃料甲醇(原理如图所示)进行研究，取得了大成果。下列说法正确的是
A．CB极的电势低于VB极的电势
B．CB极发生的反应是
C．光照下基产生电子
D．总反应式为
【答案】C
【分析】
根据图示，VB极上水失去电子生成氧气，发生氧化反应，CB极上得到电子生成甲醇，发生还原反应，据此分析解答。
【解析】
A．在光照下，CB极表面聚集了由二氧化钛基转移过来的电子，因此CB极的电势高于VB极的电势，故A错误；
B．CB极上得到电子生成甲醇，发生还原反应，故B错误；
C．根据图示，反应过程中在光照下产生电子，故C正确；
D．VB极上水失去电子生成氧气，发生氧化反应，CB极上得到电子生成甲醇，发生还原反应，总反应式为，反应条件不是通电，故D错误；
故选C。
3．碱性锌铁液流电池采用资源丰富的铁和锌作为电池正、负极电解液活性物质，具有电压高、成本低的优点。该电池的总反应为Zn+2Fe(CN)+4OH-2Fe(CN)+ZN(OH).下列叙述正确的是
A．充电时，M极电极反应式为Fe(CN)+e-= Fe(CN)
B．放电时，N极电势高于M极
C．1mol Fe(CN)中含有σ键的数目为12 NA
D．放电时，电路中转移2 mol电子时，负极区电解质溶液增重65 g
【答案】C
【分析】
根据图示和总反应知，放电时，N为负极，Zn失去电子，发生氧化反应，M为正极，Fe(CN)得电子，发生还原反应；充电时，N为阴极，Zn(OH)得电子，发生还原反应，M为阳极，Fe(CN)失去电子，发生氧化反应。
【解析】
A．根据分析，充电时，M为阳极，Fe(CN)失去电子，发生氧化反应，Fe(CN)- e-= Fe(CN)，故A错误；
B．放电时，N为负极，M为正极，则N极电势低于M极，故B错误；
C．在配合物Fe(CN)中，CN-与铁离子之间有6个配位键，在每个CN-内部有一个共价键，所以1mol该配合物中含有σ键的数目为12 NA，，故C正确；
D．放电时，Zn失电子后与氢氧根生成Zn(OH)，溶液增加的质量为1molZn和2mol氢氧根之和，大于65g，故D错误。
故选：C。
4．可充电水系电池用锌和催化剂材料作两极，电池工作示意图如下图所示，其中双极膜是由阳膜和阴膜制成的复合膜，在直流电场的作用下，双极膜复合层间的电离出的和可以分别通过膜移向两极。下列说法不正确的是
A．放电时，电极a为负极，发生氧化反应
B．放电时，b极的电极反应为：
C．充电时，若电路中通过，则有转化为
D．充电时，水电离出的氢离子在阴极放电，阴极区溶液增大
【答案】D
【解析】
A．放电时a作负极，故充电时应接电源的负极，发生氧化反应，故A正确；
B．放电时，b极为正极，由图中可知，二氧化碳在酸性条件下生成甲酸，电极反应为：，故B正确；
C．充电时，，若电路中通过，则有转化为，故C正确；
D．充电时，水电离出的氢离子在阴极放电，多余的氢氧根离子会进入双极膜复合层间，阴极区溶液不变，故D错误；
故选D。
5．高铁电池作为新型可充电电池，具有放电曲线平坦，高能高容量，原料丰富，绿色无污染等优点。如图为简易的高铁电池的工作装置。已知：放电后，两极都产生红褐色悬浮物。下列说法正确的是
A．该电池放电时的总反应为Fe + FeO+ 2H+ + 2H2O =2Fe(OH)3
B．放电时，此盐桥中阴离子的运动方向是从右向左
C．该电池充电时阳极反应的电极反应方程式为 FeO+ 3e- + 4H2O = 2Fe(OH)3 + 5OH-
D．每消耗56 g Fe，转移电子6 mol
【答案】B
【分析】
由图可知，该装置Fe做原电池的负极发生氧化反应，石墨做原电池的正极反生还原反应。
【解析】
A．由已知放电后，两极都产生红褐色悬浮物为Fe(OH)3,电解质溶液为KOH，所以溶液中不存在H+，总反应方程式为：Fe+FeO42-=Fe(OH)3+2OH-，故A错误；
B．原电池装置中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以放电时阴离子向Fe电极移动，所以从右向左移动，故B正确；
C．充电时正极石墨电极做阳极，Fe(OH)3失电子发生氧化反应：Fe(OH)3﹣3e﹣+5OH﹣=FeO42﹣+4H2O故C错误；
D．56gFe的物质的量为1mol，Fe由0价变为+3价，每反应1mol铁转移3mol电子，故D错误；
故选B。
6．世界某著名学术刊物介绍了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极为原电池的负极
B．正极的电极反应式为
C．放电时电子从b极经固体电解质流向a极
D．消耗掉铁时，理论上要消耗标准状况的
【答案】D
【解析】
A．图是新型中温全瓷铁-空气电池，a极通入空气，说明a是正极，故A错误；
B．图中信息是含的固体电解质，所以正极反应是,故B错误；
C．放电时电子从负极经导线到正极， 故C错误；
D．从图可知，发生如下反应，可得，所以n(O2)= ,,故D正确；
故答案为：D
7．微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品，图甲为其工作原理，图乙为废水中离子浓度与去除率的关系。下列说法正确的是
A．外电路中电流从M流向N
B．电池工作一段时间后，N极附近溶液pH降低
C．离子浓度较大时，去除率降低的原因与细菌活性无关
D．若有机物为HCHO，还原1 mol，左侧溶液质量减少27 g
【答案】D
【解析】
A．由分析可知，M电极有机物失电子发生氧化反应，M为负极，N为正极，电流由N流向M，故A错误；
B．根据图示，正极反应为=2Cr3++7H2O，消耗氢离子，N极附近溶液pH增大，故B错误；
C．具有强氧化性，能使蛋白质变性，浓度较大时，可能会造成还原菌失活，故C错误；
D．Cr元素由+6价变为+3价，处理l mol 时转移6 mol电子，根据电荷守恒，有6 mol H+从交换膜左侧向右侧迁移。左侧溶液中能将1.5 mol甲醛转变为1.5 mol二氧化碳。左侧溶液质量变化为，故D正确；
故答案为D。
8．下列有关说法中，正确的是
A．在 KMnO4 酸性溶液做电解质的原电池中，MnO一定向负极移动
B．常温常压下能发生自发反应的两种物质，在常温常压下一定不能大量共存
C．燃烧反应一定有电子的转移，并一定伴随着能量的放出
D．其他条件不变时，向平衡体系 mA(g)+nB(g)=pC(g)中加入一定量的A，A的转化率一定减小
【答案】C
【解析】
A.原电池工作时，阴离子向负极移动，但在 KMnO4 酸性溶液做电解质的原电池中，MnO具有强氧化性，可能在正极得到电子发生还原反应，不向负极移动，故A错误；
B.常温常压下能发生自发反应的两种物质，但在常温常压下不一定能发生反应，如氢气和氧气生成水的反应，由常温下△H—T△S＜0可知，能自发进行，但氢气和氧气需要点燃才能反应，常温常压下能大量共存，故B错误；
C.燃烧反应都有能量放出，都属于放热反应，反应中一定有元素化合价的苯环，都有电子的转移，故C正确；
D.其他条件不变时，向平衡体系 mA(g)+nB(g)=pC(g)中加入一定量的A，A的转化率不一定减小，如氮气和氧气生成一氧化氮的反应达到平衡后，再加入一定量的氧气，氧气与一氧化氮反应生成二氧化氮，氧气的转化率会增大，不会减小，故D错误；
故选C。
9．某化学兴趣小组利用反应Zn+2FeC13=ZnCl2+2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是
A．Zn为负极,发生还原反应
B．b电极反应式为2Fe3+＋2e-=2Fe2+
C．电子流动方向是a电极FeCl3溶液b电极
D．电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜电极
【答案】D
【解析】
根据氯离子移动方向，可知b是负极，a是正极。Zn为负极，失电子发生氧化反应，故A错误；b电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，故B错误；电子流动方向是b电极导线a电极，故C错误；正极材料的活泼性比负极材料弱，故D正确。
10．按如图所示装置进行实验，观察到灵敏电流计指针偏转，图中a、b电极均为铜单质，下列说法正确的是（ ）
A．该装置的能量转换形式为：电能→化学能
B．b的电极反应为：Cu－2e-=Cu2+
C．溶液中SO穿过阴离子交换膜发生迁移
D．外电路转移的电子最多为0.01mol
【答案】C
【分析】
根据电子流向可知a电极为负极，b电极为正极；所以该电池是由于CuSO4溶液浓度不同形成的浓差电池，a电极上发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，b电极上发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu。
【解析】
A．该装置为原电池装置，将化学能转换为电能，故A错误；
B．根据分析可知b为正极，得电子发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故B错误；
C．该电池是由于两侧溶液中硫酸铜的浓度差而形成，所以整个体系的最终状态应是两侧硫酸铜的浓度相等，此时将不再产生电流，而a电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，b电极反应式为Cu2++2e-=Cu，若是铜离子发生迁移，则两侧溶液的浓度不可能相等，所以应该是SO穿过阴离子交换膜发生迁移，故C正确；
D．当左右两池SO42-的浓度相等即均为=0.2mol/L时，电池将停止工作，不再有电流产生，溶液中迁移的n(SO42-)=0.1L×(0.3-0.2)mol/L=0.01mol，所以外电路中转移电子的物质的量最多为0.02mol，故D错误；
故答案为C。
11．2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池开发的三位科学家。一种锂离子电池的结构如图所示，电池反应式为 LixC6 + Li1-xCoO2C6 + LiCoO2（x<1）。下列说法正确的是
A．充电时 a 极接外电源的负极
B．放电时Li+在电解质中由a极向b极迁移
C．充电时若转移0.02 mol电子，石墨电极将减重0.14 g
D．该废旧电池进行“放电处理”有利于锂在LiCoO2极回收
【答案】D
【分析】
通过对电极反应式和电池示意图分析可知，电池放电时，a电极由Li1-xCoO2生成LiCoO2，b电极则发生Li+脱嵌的过程，因此，放电时Li+从b电极脱嵌，通过电解质迁移到a电极，原电池放电时，阳离子向正极移动，则放电时，a电极即为电池的正极，b电极即为电池的负极。
【解析】
A．对二次电池充电时，外电源的正极接二次电池的正极；由于该锂离子电池放电时，a电极为正极，所以对其充电时，应当接电源的正极，A错误；
B．通过分析可知，该锂离子电池放电时，a为正极，b为负极，所以Li+的迁移方向是从b到a，B错误；
C．充电时，b极石墨电极发生Li+嵌入的过程，质量不会减少；若外电路转移0.02mol电子，b电极应当增加0.14g，C错误；
D．电池放电时，b电极则发生Li+脱嵌的过程，脱嵌下来的Li+，通过电解质迁移到a极并使Li1-xCoO2生成LiCoO2；因此，废旧电池放电处理后，有利于锂在LiCoO2极的回收，D正确。
答案选D。
12．已知常温下反应：Fe3++Ag Fe2++Ag+的平衡常数K=0.3。现将含0.010mol/LFe(NO3)2和0.10mol/L Fe(NO3)3的混合溶液倒入烧杯甲中，将含0.10mol/L的AgNO3溶液倒入烧杯乙中(如图)，闭合开关 K，关于该原电池的说法正确的是
A．原电池发生的总反应中Ag+氧化Fe2+
B．盐桥中阳离子从左往右作定向移动
C．石墨为负极，电极反应为Fe2+-e-= Fe3+
D．当电流计指针归零时，总反应达到平衡状态
【答案】D
【解析】
A．根据浓度商Qc和平衡常数K大小判断反应进行方向，从而确定原电池的正负极。由Fe3＋、Fe2＋及Ag＋的浓度，可求得，Qc小于K，所以反应Fe3++Ag Fe2++Ag+正向进行，即原电池总反应为Fe3＋+Ag=Fe2＋+Ag＋，Fe3＋作氧化剂，氧化了Ag，A错误；
B．根据A项分析，Ag失去电子，作还原剂，为负极，石墨作正极。在原电池中，阳离子向正极移动，因此盐桥中的阳离子是从右往左作定向移动，B错误；
C．根据A项分析，石墨作正极，石墨电极上发生反应，Fe3＋+e－=Fe2＋，C错误；
D．当电流计读数为0时，说明该电路中无电流产生，表示电极上得失电子达到平衡，即该总反应达到化学平衡，D正确。
答案选D。
13．下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项 操作 现象 结论
A ①将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口 试纸不变色 受热不分解
B ②中振荡后静置 下层液体颜色变浅 溶液可除去溶在溴苯中的
C ③旋开活塞 观察到红色喷泉 极易溶于水，氨水显碱性
D ④闭合开关K，形成原电池 Zn极上有红色固体析出 锌的金属性比铜强
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解析】
A.氯化铵受热分解成氨和氯化氢气体，二者遇冷在气体发生装置的试管口附近化合生成氯化铵固体，A项错误；
B.溴能与氢氧化钠溶液反应而溴苯不能，故可以用氢氧化钠溶液除去溴苯中溶解的棕色溴，溴苯的密度大于水，故下层液体颜色变浅，B项正确；
C.按图示操作不能形成喷泉，C项错误；
D.两烧杯中溶液放反了，闭合开关不能构成双液原电池，D项错误。
答案选B。
14．某同学做了如下实验：
装置
现象 电流计指针未发生偏转 电流计指针发生偏转
下列说法中正确的是
A．加热铁片Ⅰ所在烧杯，电流表指针会发生偏转
B．用KSCN溶液检验铁片Ⅲ、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、铁片Ⅱ均未被腐蚀
【答案】A
【分析】
A.加热铁片I失电子的速率加快，会有电子通过电流表；
B.Fe在负极失电子生成亚铁离子；
C.形成原电池会加快反应速率；
D.铁片I、铁片Ⅱ都发生了腐蚀，但是腐蚀的速率相同
【解析】
A.Fe在氯化钠溶液中发生腐蚀，加热后铁片I失电子的速率加快，会有电子通过电流表，电流表指针会发生偏转，A正确；
B.Fe发生电化学腐蚀时，Fe在负极失电子生成亚铁离子，加KSCN溶液无现象，无法检验是否有亚铁离子生成，则不能判断正负极，B错误；
C.形成原电池会加快反应速率，由于铁片III所处的电解质溶液浓度大，所以铁片Ⅲ的腐蚀速率比铁片I快，C错误；
D.铁片I、铁片Ⅱ所处的化学环境相同，分别发生化学腐蚀，不能形成原电池，电路中没有电流通过，铁片I、II腐蚀的速率相同，，D错误；
故合理选项是A。
15．下列说法正确的是
A．铜锌原电池中，盐桥中的K＋和NO分别移向负极和正极
B．SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)必须在高温下反应才能发生，则ΔH>0
C．室温下，将Na2CO3和NaHCO3的混合溶液加水稀释，减小
D．电解精炼铜时，若阴极析出3.2 g铜，则阳极失电子数大于6.02×1022
【答案】B
【解析】
A.原电池中阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移，所以盐桥中的K+向正极迁移，NO3-向负极迁移。A项错误；
B.该反应熵增加（即△S>0），因高温下才能发生反应，低温下不能反应，即低温下△H－T△S>0，所以△H>0。B项正确；
C.因为混合溶液中存在HCO3-H++CO32-平衡，其平衡常数K=，即=，K只与温度有关，加水稀释过程中K值不变，而c(H+)增大，所以增大，C项错误；
D. 电解精炼铜时，阴极只有Cu2+放电：Cu2++2e-=Cu，3.2 g铜的物质的量==0.05mol，所以阴极得到电子的物质的量为0.05mol×2e-=0.1mole-，即6.02×1022个电子，根据电解池中电子转移守恒可知阳极失去的电子数也为6.02×1022。D项错误；答案选B。
16．元素周期表中钌(Ru)与铁相邻位于铁的下一周期，某钌光敏太阳能电池的工作原理如下图所示，图中RuII*表示激发态。下列说法正确的是
A．电池工作时，直接将太阳能转化为电能
B．理论上，n(被还原的I3－)：n(被氧化的Ru II*)=1：2
C．在周期表中，钌位于第五周期第ⅧB族
D．电池工作时，正极的电极反应式为Ru3++e－=Ru2+
【答案】B
【解析】
A.由图可知，电极X上钌（RuII）的配合物获得太阳能转化为激发态RuII*，激发态RuII*失去1个电子转化为RuIII，所以是太阳能先转化为化学能，化学能再转化为电能，A项错误；
B.电极X（负极）上的反应：RuII*-e-=RuIII，电极Y（正极）上的反应：I3-+2e-=3I-。根据原电池两极转移的电子守恒，n(被还原的I3-):n(被氧化的RII*)=1:2。B项正确；
C.因为Fe在第四周期第VIII族，钌与铁相邻位于铁的下一周期铁，所以钌位于第五周期第VIII族，C项错误；
D.该原电池的正极是电极Y，其电极反应式为I3-+2e-=3I-，D项错误；答案选B。
一轮再回顾
易错点精析
二轮热点难点突破
针对训练
突破提升
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考点17 原电池原理及应用
1．原电池工作原理
2．常见几种电池装置图
　　
装置① 装置②
(1)装置①②③中，电子均不能通过电解质溶液(或内电路)。
(2)装置①中，由于不可避免会直接发生反应Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋而使化学能转化为热能，所以装置②的能量转化率比装置①高。
(3)盐桥的作用
①隔绝正、负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定；
②通过离子的定向移动，构成闭合回路；
③平衡电极区的电荷。
(4)离子交换膜的作用：离子交换膜是一种选择性透过膜，允许相应离子通过，离子迁移方向遵循电池中离子迁移方向。
①只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。
②在原电池中活泼性强的金属不一定作负极，但负极一定发生氧化反应。
③电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥。
④负极失去的电子总数一定等于正极得到的电子总数。
⑤同一氧化还原反应，设计成原电池反应的速率一定比直接发生氧化还原反应的速率快。
⑥电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H＋应结合OH－生成水。电极反应式要遵守电荷守恒、质量守恒及电子得失守恒。
⑦原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。
⑧电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。
⑨无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。
⑩注意盐桥不能用一根导线连接，因为导线是不能传递阴阳离子的。用导线连接后相当于一个是原电池，一个是电解池。
(11)可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。
(12)燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。
(13)可充电电池在充电时，其负极连接外接电源的负极，正极连接外接电源的正极。
二次电池考查的四个方面
一、原电池原理的四大应用
1．加快氧化还原反应速率
一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率加快，例如Zn与稀硫酸反应时加入少量的CuSO4溶液能使产生氢气的速率加快。
2．比较金属活动性强弱
两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属活动性比正极的活泼。
3．用作金属的防护
使被保护的金属制品作原电池的正极而得到保护。例如，保护铁制输水管或钢铁桥梁，可用导线将其和一块锌块相连，使Zn作原电池的负极。
4．设计制作化学电源
（1）拆分反应：首先将氧化还原反应分成两个半反应。
（2）选择电极材料：根据原电池的反应特点，结合两个半反应将还原剂（一般为比较活泼的金属）作为负极，活泼性比负极许的金属或能导电的非金属作正极。
（3）构成闭合回路：如果两个半反应分别在两个容器中进行，中间连接盐桥，则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。
（4）画出装置图：结合要求反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等。
二、原电池的正负极的判断方法
三、原电池电极反应式的书写
(1)先确定原电池的正、负极，列出正、负极上的反应物。
(2)根据氧化还原反应原理写出电极反应式。
①负极反应。
负极上发生失去电子的氧化反应。要注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存，若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式。
②正极反应。
正极上发生得到电子的还原反应。当正极上的反应物是O2时：若电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，与O2反应生成OH－，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；若电解质溶液为酸性，则H＋必须写入正极反应式中，O2得电子与H＋生成水，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
(3)写出电池总反应方程式。
结合电子守恒将正、负极电极反应式相加即得到电池总反应方程式。
(4)若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，用总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即可得到较难写出的另一极的电极反应式。
四、燃料电池
(1)氢氧燃料电池是将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的装置，目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。
酸性 碱性
负极反应式 __2H2－4e－===4H＋__ __2H2－4e－＋4OH－===4H2O__
正极反应式 __O2＋4e－＋4H＋===2H2O__ __O2＋4e－＋2H2O===4OH－__
总反应式 2H2＋O2===2H2O
(2)燃料电池的电极本身不参与反应，燃料和氧化剂连续地由__外部__供给。对于燃料电池要注意燃料在负极反应，O2在正极反应，要注意电解质溶液或传导介质的影响，如碱性条件下，CO2以CO形式存在。
特别提醒
(1)熔融的金属氧化物作介质传导O2－
负极：H2－2e－＋O2－===H2O；
正极：O2＋4e－===2O2－。
(2)碳酸盐作介质
负极：H2－2e－＋CO===H2O＋CO2；
正极：O2＋4e－＋2CO2===2CO。
(3)复杂电极反应式的书写
总体思路：＝－
遵循原理，信息优先，用守恒直接书写。
一、原电池
1．利用下列装置和试剂进行实验，所用仪器或相关操作合理的是
A B C D
配制一定浓度的硫酸溶液 比较Zn与Cu的金属性强弱 制备无水氯化铝 用NaOH标准溶液滴定锥形瓶中的盐酸
A．A B．B C．C D．D
2．火星大气中富含CO2，一种有CO2参加反应的全固态电池有望为火星探测器供电。它以金属钠为负极，碳纳米管为正极，Na3Zr2Si2PO12为无机固态电解质。该电池工作时
A．将电能转化为化学能
B．负极上发生还原反应
C．CO2在正极上得电子
D．电子通过Na3Zr2Si2PO12移向负极
3．有关下列四个电化学装置的叙述，正确的是
A．图I所示装置工作时，盐桥中的阳离子移向溶液
B．图II所示电池工作时，做还原剂
C．图III所示电池工作时，能量转化率可达100%
D．图IV所示装置工作时，溶液A是烧碱溶液
4．某铜锌原电池的结构如图所示，下列说法正确的是
A．Zn电极为该原电池的正极
B．若盐桥中电解质为KCl，则电池工作时K+向右侧移动
C．电池工作时，电子由Zn电极流出，经溶液和盐桥流入Cu电极
D．Cu电极上的电极反应式为Cu - 2e﹣ = Cu2+
5．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中溶液的c(H＋)均减小 D．产生气泡的速率甲比乙慢
6．LED(Light Emitting Diode)，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是
A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
B．铜片上发生的反应为：2H＋+2e―＝H2↑
C．如果将硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动
D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变
7．有a、b、c、d四种金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验装置
部分实验现象 a极质量减小，b极质量增大 b极有气体产生，c极无变化 d极溶解，c极有气体产生 电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是
A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c
二、化学电源
8．我国科学家在Li-CO2电池的研究上取得重大科研成果，设计分别以金属Li及碳纳米管复合Li2CO3做电池的电极，其放电时电池反应为3CO2+4Li=2L2CO3+C。该电池放电时
A．Li电极发生还原反应
B．Li+在电解质中移向负极。
C．CO2在正极上得到电子
D．电流由Li电极经外电路流向石墨复合Li2CO3电极
9．“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是
A．通入CO2的一极电极反应式为：2CO2+2e =C2O
B．金属铝电极发生氧化反应
C．每得到1molAl2(C2O4)3，电路中转移3mol电子
D．以该装置为电源进行粗铜的电解精炼，金属铝质量减少27g时，理论上阴极质量增加96g
10．一种利用烃(CxHy)来消除氮氧化物污染的工作原理如图所示，装置中电极均为惰性电极，两侧电解质为同浓度的盐酸。下列说法错误的是
A．通入NO2的电极为正极，发生还原反应
B．若使用的烃为C2H6，该电极反应为：C2H6+4H2O-14e-=2CO2↑+14H+
C．装置中转移0.4mol电子时，有0.4NA个H+通过质子交换膜
D．装置工作一段时间后，两侧电极室中溶液的pH不变
11．中国科学技术大学陈维教授团队结合其前期工作基础，开发了一种高性能的水系锰基锌电池。其工作原理如图所示，已知该装置工作一段时间后，溶液的浓度增大，下列说法正确的是
A．负极的电极反应式为
B．装置工作一段时间后，正极区溶液的pH降低
C．a膜为阴离子交换膜，b膜为阳离子交换膜
D．电子流向：Zn电极→b膜→a膜→电极→负载→Zn电极
12．磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池，电池总反应为M1-xFexPO4+LiC6LiM1-xFexPO4+6C，其原理如图所示，下列说法正确的是
A．放电时，石墨电极的电势更高
B．充电时，Li+移向磷酸铁锂电极
C．充电时，磷酸铁锂电极应与电源正极相连
D．放电时，正极反应式为M1-xFexPO4+e-+Li+=LiFexPO4+(1-x)M
13．中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，力争于2030年前达到碳峰值，2060年前实现碳中和。我国科学家研发了一种水系可逆Zn—CO2电池，电池工作时，复合膜(由a、b膜复合而成)层间的H2O解离成H＋和OH-，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。当闭合K1时，Zn—CO2电池工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．闭合K1时，H＋通过a膜向Pd电极方向移动
B．闭合K1时，Zn表面的电极反应式为Zn＋4OH-_2e- = Zn(OH)
C．闭合K2时，Zn电极与直流电源正极相连
D．闭合K2时，在Pd电极上有CO2生成
14．以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是
A．该电池能够在高温下工作
B．通入葡萄糖的一极为原电池负极，发生氧化反应
C．放电过程中，阳离子H+从正极区向负极区迁移
D．在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成CO2气体L
15．钠离子电池具有资源丰富、成本低、安全性好、转换效率高等特点，有望成为锂离子电池之后的新型首选电池，如图是一种钠离子电池工作示意图：
下列说法中错误的是
A．放电时，Na+通过交换膜向N极移动
B．充电时，光照可促进电子的转移
C．充电时，TiO2光电极上发生的电极反应为3I-+2e-=I
D．放电时，若负极室有2mol阴离子发生反应，则电路中转移3mol电子
1．MFC-电芬顿技术不需要外加能量即可发生，通过产生羟基自由基(·OH)处理有机污染物，可获得高效的废水净化效果，其耦合系统原理示意图如图，下列说法错误的是
A．甲池中H+移动的方向从M室到N室
B．电子移动方向为a→Y，X→b
C．乙池的可在酸性较弱的环境中使用
D．Y 电极上得到双氧水的反应为 O2 + 2e- + 2H+ =H2O2
2．目前，某研究团队对基催化剂光催化还原转化为燃料甲醇(原理如图所示)进行研究，取得了大成果。下列说法正确的是
A．CB极的电势低于VB极的电势
B．CB极发生的反应是
C．光照下基产生电子
D．总反应式为
3．碱性锌铁液流电池采用资源丰富的铁和锌作为电池正、负极电解液活性物质，具有电压高、成本低的优点。该电池的总反应为Zn+2Fe(CN)+4OH-2Fe(CN)+ZN(OH).下列叙述正确的是
A．充电时，M极电极反应式为Fe(CN)+e-= Fe(CN)
B．放电时，N极电势高于M极
C．1mol Fe(CN)中含有σ键的数目为12 NA
D．放电时，电路中转移2 mol电子时，负极区电解质溶液增重65 g
4．可充电水系电池用锌和催化剂材料作两极，电池工作示意图如下图所示，其中双极膜是由阳膜和阴膜制成的复合膜，在直流电场的作用下，双极膜复合层间的电离出的和可以分别通过膜移向两极。下列说法不正确的是
A．放电时，电极a为负极，发生氧化反应
B．放电时，b极的电极反应为：
C．充电时，若电路中通过，则有转化为
D．充电时，水电离出的氢离子在阴极放电，阴极区溶液增大
5．高铁电池作为新型可充电电池，具有放电曲线平坦，高能高容量，原料丰富，绿色无污染等优点。如图为简易的高铁电池的工作装置。已知：放电后，两极都产生红褐色悬浮物。下列说法正确的是
A．该电池放电时的总反应为Fe + FeO+ 2H+ + 2H2O =2Fe(OH)3
B．放电时，此盐桥中阴离子的运动方向是从右向左
C．该电池充电时阳极反应的电极反应方程式为 FeO+ 3e- + 4H2O = 2Fe(OH)3 + 5OH-
D．每消耗56 g Fe，转移电子6 mol
6．世界某著名学术刊物介绍了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极为原电池的负极
B．正极的电极反应式为
C．放电时电子从b极经固体电解质流向a极
D．消耗掉铁时，理论上要消耗标准状况的
7．微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品，图甲为其工作原理，图乙为废水中离子浓度与去除率的关系。下列说法正确的是
A．外电路中电流从M流向N
B．电池工作一段时间后，N极附近溶液pH降低
C．离子浓度较大时，去除率降低的原因与细菌活性无关
D．若有机物为HCHO，还原1 mol，左侧溶液质量减少27 g
8．下列有关说法中，正确的是
A．在 KMnO4 酸性溶液做电解质的原电池中，MnO一定向负极移动
B．常温常压下能发生自发反应的两种物质，在常温常压下一定不能大量共存
C．燃烧反应一定有电子的转移，并一定伴随着能量的放出
D．其他条件不变时，向平衡体系 mA(g)+nB(g)=pC(g)中加入一定量的A，A的转化率一定减小
9．某化学兴趣小组利用反应Zn+2FeC13=ZnCl2+2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是
A．Zn为负极,发生还原反应
B．b电极反应式为2Fe3+＋2e-=2Fe2+
C．电子流动方向是a电极FeCl3溶液b电极
D．电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜电极
10．按如图所示装置进行实验，观察到灵敏电流计指针偏转，图中a、b电极均为铜单质，下列说法正确的是（ ）
A．该装置的能量转换形式为：电能→化学能
B．b的电极反应为：Cu－2e-=Cu2+
C．溶液中SO穿过阴离子交换膜发生迁移
D．外电路转移的电子最多为0.01mol
11．2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池开发的三位科学家。一种锂离子电池的结构如图所示，电池反应式为 LixC6 + Li1-xCoO2C6 + LiCoO2（x<1）。下列说法正确的是
A．充电时 a 极接外电源的负极
B．放电时Li+在电解质中由a极向b极迁移
C．充电时若转移0.02 mol电子，石墨电极将减重0.14 g
D．该废旧电池进行“放电处理”有利于锂在LiCoO2极回收
12．已知常温下反应：Fe3++Ag Fe2++Ag+的平衡常数K=0.3。现将含0.010mol/LFe(NO3)2和0.10mol/L Fe(NO3)3的混合溶液倒入烧杯甲中，将含0.10mol/L的AgNO3溶液倒入烧杯乙中(如图)，闭合开关 K，关于该原电池的说法正确的是
A．原电池发生的总反应中Ag+氧化Fe2+
B．盐桥中阳离子从左往右作定向移动
C．石墨为负极，电极反应为Fe2+-e-= Fe3+
D．当电流计指针归零时，总反应达到平衡状态
13．下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项 操作 现象 结论
A ①将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口 试纸不变色 受热不分解
B ②中振荡后静置 下层液体颜色变浅 溶液可除去溶在溴苯中的
C ③旋开活塞 观察到红色喷泉 极易溶于水，氨水显碱性
D ④闭合开关K，形成原电池 Zn极上有红色固体析出 锌的金属性比铜强
A．A B．B C．C D．D
14．某同学做了如下实验：
装置
现象 电流计指针未发生偏转 电流计指针发生偏转
下列说法中正确的是
A．加热铁片Ⅰ所在烧杯，电流表指针会发生偏转
B．用KSCN溶液检验铁片Ⅲ、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、铁片Ⅱ均未被腐蚀
15．下列说法正确的是
A．铜锌原电池中，盐桥中的K＋和NO分别移向负极和正极
B．SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)必须在高温下反应才能发生，则ΔH>0
C．室温下，将Na2CO3和NaHCO3的混合溶液加水稀释，减小
D．电解精炼铜时，若阴极析出3.2 g铜，则阳极失电子数大于6.02×1022
16．元素周期表中钌(Ru)与铁相邻位于铁的下一周期，某钌光敏太阳能电池的工作原理如下图所示，图中RuII*表示激发态。下列说法正确的是
A．电池工作时，直接将太阳能转化为电能
B．理论上，n(被还原的I3－)：n(被氧化的Ru II*)=1：2
C．在周期表中，钌位于第五周期第ⅧB族
D．电池工作时，正极的电极反应式为Ru3++e－=Ru2+
一轮再回顾
易错点精析
二轮热点难点突破
针对训练
突破提升
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