专题6第三单元化学能与电能的转化同步练习 （含答案）2022——2023学年高一化学下学期苏教版（2019）必修第二册
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| 名称 | 专题6第三单元化学能与电能的转化同步练习 （含答案）2022——2023学年高一化学下学期苏教版（2019）必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 979.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-06-18 16:24:25 | ||
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文档简介
专题6第三单元化学能与电能的转化同步练习
一、单选题
1. 如图所示是一种新型高温可充电电池电池活性物质为和，则下列说法中正确的是 ( )
A. 放电时石墨上发生的反应为
B. 充电时石墨与外接电源正极相连
C. 可将装置中的固体电解质改成溶液
D. 放电时，电子由石墨经固体电解质向石墨迁移
2. 中国科学院成功开发出一种新型铝石墨双离子电池，大幅度提升了电池的能量密度。该电池结构如图所示，下列有关该电池的说法不正确的是( )
A. 放电时，电子沿导线流向石墨电极
B. 放电时，正极的电极反应式为
C. 充电时，铝锂电极质量增加
D. 充电时，向阳极移动
3. 磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性，具有较长的循环寿命，放电时的反应为。某磷酸铁锂电池的切面如图所示。下列说法错误的是( )
A. 放电时脱离石墨，经电解质嵌入正极
B. 充电时电子从电源经铝箔流入正极材料
C. 隔膜在反应过程中只允许通过
D. 充电时阳极上发生的反应为
4. 某小组设计一个甲醇燃料电池，、、、均为惰性电极，用导线如图相连接。下列说法正确的是( )
A. 极电极反应为
B. 极附近增大
C. 电子在线路中流动方向：
D. 当溶液时，电路中转移
5. 氟离子电池是一种前景广阔的新型电池，如图所示是氟离子电池的工作示意图，其中充电时从乙电极移向甲电极。已知和均难溶于水。下列关于该电池的说法正确的是( )
A. 放电时，甲电极的电极反应式为
B. 放电时，乙电极的电势比甲电极的电势高
C. 充电时，导线上每通过电子时，甲电极质量增加
D. 充电时，外加电源的正极与乙电极相连
6. 水系锌离子电池是一种新型二次电池，工作原理如图。该电池以粉末多孔锌电极锌粉、活性炭及粘结剂等为负极，为正极，三氟甲磺酸锌为电解液。下列叙述错误的是( )
A. 放电时，向电极移动
B. 充电时，阳极区电解液的浓度变大
C. 充电时，粉末多孔锌电极发生还原反应
D. 放电时，电极上的电极反应式为
7. 氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示电极未标出。下列说法正确的是( )
A. 电解池的阴极反应式为
B. 通入空气的电极为负极
C. 电解池中产生时，理论上燃料电池中消耗
D. 、、的大小关系为
8. 我国科学家研发了一种水系可逆电池，电池工作时，复合膜由、膜复合而成层间的解离成和，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。当闭合时，电池工作原理如图所示：
下列说法不正确的是( )
A. 闭合时，表面的电极反应式为
B. 闭合时，反应一段时间后，溶液的减小
C. 闭合时，电极与直流电源正极相连
D. 闭合时，通过膜向电极方向移动
9. 用锂氟化碳氟气与碳生成的夹层化合物电池电解含有尿素的碱性溶液，用于废水处理和煤液化供氢，其装置如图所示。装置中、均为惰性电极，隔膜仅阻止气体通过。下列说法错误的是( )
A. 电极为锂氟化碳电池的负极
B. 电极的电极反应为
C. 装置中电流流动方向：电极电极隔膜电极电极
D. 电极区和电极区产生的气体在相同条件下的体积比为：
10. 某同学按如图所示的装置进行实验。、为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水，当闭合时，极上产生黄绿色气体。下列分析正确的是( )
A. 溶液中减小 B. 极的电极反应：
C. 极上有产生，发生还原反应 D. 反应初期，极周围出现白色胶状沉淀
11. 铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示，工作原理为。下列说法正确的是( )
A. 电池放电时，极的电极反应式为
B. 电池放电时，电路中每通过电子，浓度降低
C. 电池充电时，从极穿过选择性透过膜移向极
D. 电池充电时，极的电极反应式为
12. “可呼吸”的钠二氧化碳可充电电池的工作原理如图所示。放电时，产生的固体与另一种黑色固体产物均储存于碳纳米管中。下列说法不正确的是( )
A. 放电时，钠金属片作负极，碳纳米管作正极
B. 放电时，正极反应为：
C. 充电时，向钠金属片极移动
D. 该电池的有机溶剂也可以选用乙醇代替
13. 一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池如下图所示的碳电极。该电池的电解质溶液为的溶液，下列说法正确的是( )
A. 充电时阴极发生氧化反应
B. 充电时将碳电极与电源的正极相连
C. 放电时碳电极反应为
D. 放电时镍电极反应为
14. 全钒液流储能二次电池如图所示、都是惰性电极，充电过程中，交换膜右室溶液蓝色逐渐变为深绿色。几种离子颜色如下：
离子
颜色 绿色 紫色 蓝色 浅黄或深绿
下列说法正确的是 ( )
A. 放电时，交换膜左室中溶液由绿色变为紫色
B. 放电时，正极反应式为
C. 充电时，极与直流电源的正极相连，极发生氧化反应
D. 充电时，每转移电子理论上有由交换膜右侧向左侧迁移
15. 第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗； 在刹车或下坡时。电池处于充电状态。混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属以表示 为负极。碱液主要为 为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如图所示，其总反应式为 以下说法正确的是( )
A. 混合动力车上坡或加速时，乙电极为负极
B. 混合动力车在刹车或下坡时，乙电极的电极反应式为
C. 混合动力车上坡或加速时，电解质溶液中的向乙电极周围移动
D. 混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的减小
二、实验题
16. 如下图所示，某同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题：
通入氧气的电极为______填“正极”或“负极”，负极的电极反应式为_____________。
铁电极为______填“阳极”或“阴极”，总反应的离子方程式为____________。
反应一段时间后，乙装置中生成氢氧化钠主要在_____区填“铁极”或“石墨极”，溶液体积为假设反应前后溶液体积不变。若在标准状况下，甲中有氧气参加反应，丙装置中阴极析出铜的质量________。
如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度与反应前比较，将____________ 填“增大”、“减小”或“不变”。
17. 某反应中反应物与生成物有、、、。
将上述反应设计成的原电池如图甲所示，请回答下列问题：
图中溶液是_________填化学式；
电极上发生的电极反应式为___________________________________；
原电池工作时，电子通过电流计的方向是____填“从左到右”或“从右到左”；
盐桥中的____填“”或“”不断进入溶液中。
将上述反应设计成的电解池如图乙所示，乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量的变化关系如图丙，请回答下列问题：
是____极；
图丙中的线是____填离子的变化。
当电子转移为时，向乙烧杯中加入____溶液才能使所有的金属阳离子沉淀完全。
铁的重要化合物高铁酸钠是一种新型饮用水消毒剂，具有很多优点。
高铁酸钠的生产方法之一是电解法，其原理为，则电解时阳极的电极反应式是__________________________。
高铁酸钠的生产方法之二是在强碱性介质中用氧化生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为_____________________________________。
向溶液中滴加溶液，沉淀的物质的量随加入溶液体积的变化如图所示滴加过程无气体放出。
写出点发生反应的离子方程式____________________________________。
若在该盐溶液中改加溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为____________。
简答题
18. 完成下列问题。
我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂可提高电催化制甲酸盐的产率，同时释放电能，实验原理如图所示。
放电时，正极的电极反应为___________________________。若使用铅蓄电池为该装置充电，产生，则铅蓄电池的正极质量_______填“增加”或“减少”_______。
研究发现，使用催化剂或者均能有效减少副产物的生成，其原因是_________________________________________________。
电化学法也可合成氨。下图是用低温固体质子导体作为电解质，用作阴极催化剂电解和合成的原理示意图如下图所示。
电极反应产生的电极反应式_____________________。
实验研究表明，当外加电压超过一定值以后，发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小，分析其可能原因_____________________。
该装置使用甲醇燃料电池电解质溶液为作为电源，写出负极的电极反应____________________________。
某学习小组设想利用装置电解制备绿色硝化剂，装置如下、为惰性电极。已知：无水硝酸可在液态中发生微弱电离。
装置中通入一极的电极反应式为_______。
写出生成的电极反应式_______。
19. Ⅰ已知：
试据此写出一氧化碳燃烧的热化学方程式______。
Ⅱ甲、乙两池电极材料均为铁棒与铂棒，请回答下列问题：
若电池中均为溶液，则下列说法正确的是______。
A.一段时间后，甲乙两池中棒上都有红色物质析出
B.甲池中棒上发生氧化反应，乙池中棒上发生还原反应
C.甲池中向棒移动，乙池中向棒移动
D.一段时间后，甲池中棒质量减少，乙池中棒质量增加
若两池中均为饱和溶液：
写出乙池中总反应的化学方程式______。
乙池中棒上的电极反应属于______反应填“氧化”或是“还原”。
甲池中棒上的电极反应式是______。
室温下，若乙池转移电子后停止实验，该池中溶液体积为，则溶液混合均匀后______。
答案和解析
1.【答案】
【解析】放电时钠在负极上反应，所以石墨为负极，石墨为正极，硫得到电子，电极反应为，A正确；充电时石墨做阴极，应与外接电源负极相连，B错误；因为钠易与水反应，所以不能用溶液作电解质溶液，C错误；电子不能通过电解质，D错误。
2.【答案】
【解析】由电池总反应知，放电时铝锂电极作负极、石墨电极作正极，原电池中电子由负极沿导线流向正极，即电子沿导线流向石墨电极，项正确；
放电时，正极得电子被还原，电极反应式为，项错误；
充电时，铝锂电极作阴极，发生得电子的还原反应，电极反应式为，所以铝锂电极质量增加，项正确；
充电时，阴离子向阳极移动，即向阳极移动，项正确。
故选：。
3.【答案】
【解析】原电池放电时，电解质中阳离子移向正极，即脱离石墨，经电解质嵌入正极，故A正确；充电时电子从外电源负极阴极、阳极电源正极，即充电时电子从电源经铜箔流入负极材料，故B错误；该原电池中，负极反应式为，正极反应式为，所以隔膜为阳离子交换膜，在反应过程中只允许通过，故C正确；放电时，正极反应式为，充电时，原电池的正极与外加电源正极相接，电极反应与原电池正极反应相反，即充电时阳极上发生的反应为，故D正确。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查原电池和电解池的工作原理，侧重考查电极反应式和离子移动，掌握电极反应即可解答，难度一般。
【解答
A.根据碳酸根离子的移动方向可知，电极为负极，甲醇被氧化生成二氧化碳和水，电极反应式为：，故A正确；
B.电极为负极，则为正极，极为阳极，电极反应式为，氯气溶于水，生成盐酸和次氯酸，减小，故B错误；
C.电子在导线上移动，，，之间为离子定向移动，故C错误；
D.常温下，当溶液时，，溶液体积未知，则生成氢气和物质的量不能确定，电路中转移电子的物质的量不能确定，故D错误。
5.【答案】
【解析】充电时从乙电极移向甲电极，则甲电极是阳极，乙电极是阴极，放电时，甲电极是正极，乙电极是负极。放电时，甲电极发生还原反应，电极反应式为，A错误。
放电时，电流从电势高的正极流向电势低的负极，所以甲电极的电势比乙电极的电势高，B错误。
充电时，甲电极的电极反应式为，电极增加的质量是氟元素的质量，每转移电子，甲电极质量增加，所以当导线上通过电子时，甲电极质量增加，C正确。
充电时，乙电极是阴极，与外加电源的负极相连，D错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查的是新型电池，意在考查学生的知识应用能力，理解原电池工作原理和电解池工作原理是解题的关键。解题时根据电极上的物质变化书写电极反应式。
【解答】
A.放电时，向电极移动，参与该极的反应，故A正确；
B.充电时，阳极区发生氧化反应，电极反应式为：，锌离子通过阳离子交换膜向左移动，电解质溶液浓度没有变大，故B错误；
C.充电时，粉末多孔锌电极是阴极发生还原反应，故C正确；
D.放电时，电极是正极发生还原反应，电极反应式为，故D正确。
故选B。
7.【答案】
【解析】错，电解池的阳极反应式为；
错，通入空气主要是化合价降低，化合价降低得到电子，电极为正极；
对，根据选项分析可知，电解池中产生时失去电子，得到电子，因此理论上燃料电池中消耗；
错，根据图中电解池左侧加溶液，说明左侧为阳极，右侧为阴极，阴极生成和，加入燃料电池中，在原电池负极上氢气反应，消耗得到的溶液，燃料电池右侧是氧气得到电子生成，因此、、的大小关系为。
8.【答案】
【解析】略
9.【答案】
【解析】 原电池内电路中阳离子移向正极、阴离子移向负极，电极为负极、电极为正极，负极反应式为，正极反应式为；电解池中，与原电池的正极相接，为阳极，与原电池的负极相接，为阴极，电解尿素的碱性溶液时，阳极上发生失电子的氧化反应生成氮气，电极反应式为，阴极上氢离子发生还原反应生成氢气，电极反应为。
由以上分析可知，电极为负极、电极为正极，故A正确；正极上氟化碳得电子生成单质，结合电子守恒和电荷守恒可得电极反应为，故B正确；电流由原电池的电极流出，经外电路流向电极，所以装置中电流流动方向：电极电极隔膜电极电极，故C正确；电解池中阳极上的反应为，阴极上的反应为，根据电子守恒有，即相同条件下的体积比为，故D错误。
10.【答案】
【解析】A.根据极有黄绿色气体生成可知，极电极反应为，即极为电解池的阳极，极为原电池的正极，极为原电池的负极。极的电极反应式为，溶液中增大，A错误。
B.极为正极，发生还原反应，B错误。
C.极上有产生，发生的是氧化反应，C错误。
D.右边形管中最初的反应为电解溶液，由水电离出的在极上放电，减小，增大，且移向极，反应初期，过量，因此会产生白色胶状沉淀，D正确。
11.【答案】
【解析】错，电池放电时，是原电池的工作原理，正极极得电子发生还原反应，电极反应式为。
错，放电时，电路中每通过电子，就会有的得电子，减小浓度与体积有关。
错，充电时，从极穿过选择性透过膜移向极。
对，充电时是电解池工作原理，电极连接电源的负极，作阴极，阴极发生得电子的还原反应，所以电极反应式为。
12.【答案】
【解析】解：放电时为原电池反应，钠金属片失去电子作负极，碳纳米管上得电子作正极，故A正确；
B.放电时，正极得电子发生还原反应，反应为，故B正确；
C.充电时，钠金属片极为阴极，而电解池中阳离子向阴极移动，所以向钠金属片极移动，故C正确；
D.钠与乙醇反应，不能用乙醇代替有机溶剂作溶剂，故D错误；
故选：。
本题考查原电池及电解池，为高频考点，把握电极判断、电极反应、工作原理为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意电化学知识的应用及钠的性质，题目难度不大。
13.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查化学电源新型电池，为高考高频考点，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，会结合电解质溶液酸碱性书写电极反应式，知道放电时和充电时电极反应式关系，题目难度中等。
【解答】
根据图片中电子流向知，放电时，碳电极是负极，电极反应式为，正极反应式为。
A.充电时，阴极上得电子发生还原反应，故A错误；
B.充电时，碳电极作阴极，所以应该与电源负极相连，故B错误；
C.放电时，电解质溶液呈碱性，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为，故C错误；
D.放电时镍电极是正极，正极上得电子发生还原反应，电极反应式为，故D正确。
故选D。
14.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查二次电池，涉及原电池以及电解池的工作原理、电极的判断以及电极反应式及总反应式的书写，难度一般。
【解答】
充电过程中，交换膜右室溶液蓝色逐渐变为深绿色，即，发生失电子的氧化反应，为阳极，所以为正极，为负极，以此解答。
A.放电时，电极为原电池负极，左槽中失电子发生氧化反应，即，所以交换膜左室中溶液由紫色变绿色，故A错误；
B.放电时，正极发生还原反应，电极反应式为，故B正确；
C.充电时，极为阴极，与直流电源负极相连接，故C错误；
D.充电时，每转移电子，阴极上得电子，，左室减少正电荷，为了维持电荷守恒，交换膜右室理论上向左室迁移，故D错误；
故选B。
15.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查学生原电池和电解池的工作原理知识，注意平时知识的积累以及基础知识的掌握，难度中等。
【解答】
A、混合动力车上坡或加速时，属于原电池的工作原理，电动机提供推动力，是电池放电，由图转化关系可知，转变为，乙为正极，电极反应式为，故A错误；
B、在刹车和下坡时电池处于充电状态即电解池的工作原理，甲电极是阴极，乙为阳极，阳极电极反应式为，故B正确；
C、混合动力车上坡或加速时，放电过程为原电池，原电池工作时，溶液中的阴离子氢氧根离子向负极即甲电极迁移，故C错误；
D、混合动力车上坡或加速时，属于原电池的工作原理，乙为正极，电极反应式为，乙电极周围因氢氧根离子的浓度增大，将增大，故D错误；
故选B。
16.【答案】正极；；
阴极；；
铁极；；
减小
【解析】
【分析】
本题以原电池和电解池原理为载体考查了电极反应式的书写、物质的量的有关计算等知识点，注意燃料电池中电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性，燃料相同，如果电解质溶液不同，电极反应式则不同，为易错点。
【解答】
燃料电池是将化学能转变为电能的装置，属于原电池，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极，所以通入氧气的电极是正极，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为： ，故答案为：正极；；
乙池有外接电源属于电解池，铁电极连接原电池的负极，所以是阴极，则石墨电极是阳极，阳极上氯离子放电生成氯气，总的离子反应方程式为：，故答案为：阴极；；
乙池中阴极是铁，阳极是碳，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电，导致阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子浓度溶液呈碱性，所以乙装置中生成氢氧化钠主要在铁极区，根据电子守恒有：，，故答案为：铁极；；
如果粗铜中含有锌、银等杂质，阳极上不仅铜还有锌、银失电子进入溶液，阴极上析出铜，根据转移电子数相等知，阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜，所以丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将减小，故答案为：减小。
17.【答案】和溶液只填也给分；从左到右； ；
负； ；；
；
；
； ．
【解析】
【分析】
本题综合原电池电解池原理以及原电池知识，涉及陌生方程式的书写、电极反应式的书写、反应顺序等，综合性强，难度大。
【解答】
据反应物和生成物可以确定该反应为，所以为和溶液；
做负极，发生的电极反应为；
石墨为正极，为负极，电子由负极向正极定向移动，故电子通过电流计的方向是：从左到右；阳离子向正极移动，所以不断进入溶液中；
根据丙图可知溶液中有三种金属阳离子，而根据的成分可知中只有两种金属阳离子，说明在电解过程中还有生成，因此做阳极，石墨做阴极，所以为负极，为正极；
根据转移电子的物质的量和金属阳离子的物质的量的变化，可知为，为，为；
当电子转移为时，溶液中有 ， ，为，所以需要加入溶液，所以溶液等体积为；
电解时阳极发生氧化反应，电极反应方程式为；
氧化的反应方程式为；
溶液与溶液反应时，阳离子结合的顺序：先 生成氢氧化铝沉淀，再铵根结合氢氧根离子生成，最后氢氧化铝沉淀溶于氢氧化钠溶液中，点消耗氢氧化钠溶液，但沉淀量没变化，故为铵根离子与氢氧化钠溶液反应：；有，溶液，的物质的量为：
，，铝离子消耗氢氧根离子恰好沉淀完全，铵根消耗氢氧根离子，故溶解氢氧化铝沉淀，剩余氢氧化铝沉淀，硫酸根离子，钡离子，故得到硫酸钡沉淀，故最终溶液中产生沉淀的物质的量为：。
18.【答案】；增加；
使用催化剂后，生成的活化能较生成的活化能高，前者反应速率慢，相同时间内更有利于的生成
电压加大后发生副反应，而且该反应速率比生成氨气的反应速率更快，故氨气的体积分数下降
【解析】由图示可知，放电时，正极二氧化碳得电子生成，电极反应式为：，充电时，产生，转移电子，铅蓄电池的正极电极反应式为：，正极质量增加，增加的质量为；
由图示可知，使用催化剂后，生成的活化能较生成的活化能高，前者反应速率慢，相同时间内更有利于的生成，因此使用催化剂或者均能有效减少副产物的生成；
作阴极，由图示可知，阴极氮气得电子生成氨气，电极反应式为：；
超过一定电压后，氢离子得电子变成氢气，即，且反应速率比氮气转化为氨气的反应速率更快，从而使得氨气的体积分数随着电压的增大而减小；
燃料电池中燃料作负极，负极甲醇失电子生成二氧化碳，生成的二氧化碳结合氢氧根离子生成碳酸根离子，因此负极的电极反应式为：；
由题意可知，装置为原电池，其中通入氧气的一极为正极，通入二氧化硫的一极为负极，负极二氧化硫失电子生成硫酸根离子，负极电极反应式为：；
装置为电解池，电极与原电池正极相连为阳极，阳极上放电生成，电极反应式为：。
19.【答案】Ⅰ
Ⅱ； ；氧化； ；
【解析】
【分析】
本题综合考查盖斯定律和电化学知识，题目侧重于原电池和电解池的原理的考查，注意把握电极反应式的书写，为解答该题的关键，题目难度不大，注意电子的移动方向，为判断电解池的阴极、阳极的关键之处。
【解答】
Ⅰ已知：；；，根据盖斯定律，由得到，则，
故答案为：；
Ⅱ甲为原电池，电极为正极，表面有析出，而乙池为电解池，为阳极，其表面发生氧化反应，有氧气生成，不可能有析出，故A错误；
B.甲池为原电池，棒为负极，发生氧化反应，乙池为电解池，棒为阴极，表面发生还原反应，有析出，故B正确；
C.甲池为原电池，向正极移动，乙池为电解池，向阴极棒移动，故C错误；
D.甲、乙两池工作一段时间后，甲池中棒溶解，发生氧化反应，质量减少，乙池中棒表面有析出，质量增加，故D正确；
故答案为：；
若两池中均盛放溶液，则甲池发生金属的腐蚀，棒为正极电极方程式为，负极为，乙池为电解食盐水装置，阳极反应为，阴极反应为，
氯化钠溶液中存在的离子是：氯离子、氢氧根离子、钠离子、氢离子，氯离子的放电能力大于氢氧根离子，氢离子的放电能力大于钠离子，所以该反应的生成物是氯气、氢气、氢氧化钠，总反应式为 ；乙池为电解池，电极为阳极，发生氧化反应，
故答案为： ；氧化；
由以上分析可知，甲池中正极的电极反应式为，
故答案为：；
当电路通过电子时，生成氢氧根离子为，溶液的体积为，则乙池中，所以乙池溶液的，
故答案为：。
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一、单选题
1. 如图所示是一种新型高温可充电电池电池活性物质为和，则下列说法中正确的是 ( )
A. 放电时石墨上发生的反应为
B. 充电时石墨与外接电源正极相连
C. 可将装置中的固体电解质改成溶液
D. 放电时，电子由石墨经固体电解质向石墨迁移
2. 中国科学院成功开发出一种新型铝石墨双离子电池，大幅度提升了电池的能量密度。该电池结构如图所示，下列有关该电池的说法不正确的是( )
A. 放电时，电子沿导线流向石墨电极
B. 放电时，正极的电极反应式为
C. 充电时，铝锂电极质量增加
D. 充电时，向阳极移动
3. 磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性，具有较长的循环寿命，放电时的反应为。某磷酸铁锂电池的切面如图所示。下列说法错误的是( )
A. 放电时脱离石墨，经电解质嵌入正极
B. 充电时电子从电源经铝箔流入正极材料
C. 隔膜在反应过程中只允许通过
D. 充电时阳极上发生的反应为
4. 某小组设计一个甲醇燃料电池，、、、均为惰性电极，用导线如图相连接。下列说法正确的是( )
A. 极电极反应为
B. 极附近增大
C. 电子在线路中流动方向：
D. 当溶液时，电路中转移
5. 氟离子电池是一种前景广阔的新型电池，如图所示是氟离子电池的工作示意图，其中充电时从乙电极移向甲电极。已知和均难溶于水。下列关于该电池的说法正确的是( )
A. 放电时，甲电极的电极反应式为
B. 放电时，乙电极的电势比甲电极的电势高
C. 充电时，导线上每通过电子时，甲电极质量增加
D. 充电时，外加电源的正极与乙电极相连
6. 水系锌离子电池是一种新型二次电池，工作原理如图。该电池以粉末多孔锌电极锌粉、活性炭及粘结剂等为负极，为正极，三氟甲磺酸锌为电解液。下列叙述错误的是( )
A. 放电时，向电极移动
B. 充电时，阳极区电解液的浓度变大
C. 充电时，粉末多孔锌电极发生还原反应
D. 放电时，电极上的电极反应式为
7. 氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示电极未标出。下列说法正确的是( )
A. 电解池的阴极反应式为
B. 通入空气的电极为负极
C. 电解池中产生时，理论上燃料电池中消耗
D. 、、的大小关系为
8. 我国科学家研发了一种水系可逆电池，电池工作时，复合膜由、膜复合而成层间的解离成和，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。当闭合时，电池工作原理如图所示：
下列说法不正确的是( )
A. 闭合时，表面的电极反应式为
B. 闭合时，反应一段时间后，溶液的减小
C. 闭合时，电极与直流电源正极相连
D. 闭合时，通过膜向电极方向移动
9. 用锂氟化碳氟气与碳生成的夹层化合物电池电解含有尿素的碱性溶液，用于废水处理和煤液化供氢，其装置如图所示。装置中、均为惰性电极，隔膜仅阻止气体通过。下列说法错误的是( )
A. 电极为锂氟化碳电池的负极
B. 电极的电极反应为
C. 装置中电流流动方向：电极电极隔膜电极电极
D. 电极区和电极区产生的气体在相同条件下的体积比为：
10. 某同学按如图所示的装置进行实验。、为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水，当闭合时，极上产生黄绿色气体。下列分析正确的是( )
A. 溶液中减小 B. 极的电极反应：
C. 极上有产生，发生还原反应 D. 反应初期，极周围出现白色胶状沉淀
11. 铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示，工作原理为。下列说法正确的是( )
A. 电池放电时，极的电极反应式为
B. 电池放电时，电路中每通过电子，浓度降低
C. 电池充电时，从极穿过选择性透过膜移向极
D. 电池充电时，极的电极反应式为
12. “可呼吸”的钠二氧化碳可充电电池的工作原理如图所示。放电时，产生的固体与另一种黑色固体产物均储存于碳纳米管中。下列说法不正确的是( )
A. 放电时，钠金属片作负极，碳纳米管作正极
B. 放电时，正极反应为：
C. 充电时，向钠金属片极移动
D. 该电池的有机溶剂也可以选用乙醇代替
13. 一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池如下图所示的碳电极。该电池的电解质溶液为的溶液，下列说法正确的是( )
A. 充电时阴极发生氧化反应
B. 充电时将碳电极与电源的正极相连
C. 放电时碳电极反应为
D. 放电时镍电极反应为
14. 全钒液流储能二次电池如图所示、都是惰性电极，充电过程中，交换膜右室溶液蓝色逐渐变为深绿色。几种离子颜色如下：
离子
颜色 绿色 紫色 蓝色 浅黄或深绿
下列说法正确的是 ( )
A. 放电时，交换膜左室中溶液由绿色变为紫色
B. 放电时，正极反应式为
C. 充电时，极与直流电源的正极相连，极发生氧化反应
D. 充电时，每转移电子理论上有由交换膜右侧向左侧迁移
15. 第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗； 在刹车或下坡时。电池处于充电状态。混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属以表示 为负极。碱液主要为 为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如图所示，其总反应式为 以下说法正确的是( )
A. 混合动力车上坡或加速时，乙电极为负极
B. 混合动力车在刹车或下坡时，乙电极的电极反应式为
C. 混合动力车上坡或加速时，电解质溶液中的向乙电极周围移动
D. 混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的减小
二、实验题
16. 如下图所示，某同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题：
通入氧气的电极为______填“正极”或“负极”，负极的电极反应式为_____________。
铁电极为______填“阳极”或“阴极”，总反应的离子方程式为____________。
反应一段时间后，乙装置中生成氢氧化钠主要在_____区填“铁极”或“石墨极”，溶液体积为假设反应前后溶液体积不变。若在标准状况下，甲中有氧气参加反应，丙装置中阴极析出铜的质量________。
如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度与反应前比较，将____________ 填“增大”、“减小”或“不变”。
17. 某反应中反应物与生成物有、、、。
将上述反应设计成的原电池如图甲所示，请回答下列问题：
图中溶液是_________填化学式；
电极上发生的电极反应式为___________________________________；
原电池工作时，电子通过电流计的方向是____填“从左到右”或“从右到左”；
盐桥中的____填“”或“”不断进入溶液中。
将上述反应设计成的电解池如图乙所示，乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量的变化关系如图丙，请回答下列问题：
是____极；
图丙中的线是____填离子的变化。
当电子转移为时，向乙烧杯中加入____溶液才能使所有的金属阳离子沉淀完全。
铁的重要化合物高铁酸钠是一种新型饮用水消毒剂，具有很多优点。
高铁酸钠的生产方法之一是电解法，其原理为，则电解时阳极的电极反应式是__________________________。
高铁酸钠的生产方法之二是在强碱性介质中用氧化生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为_____________________________________。
向溶液中滴加溶液，沉淀的物质的量随加入溶液体积的变化如图所示滴加过程无气体放出。
写出点发生反应的离子方程式____________________________________。
若在该盐溶液中改加溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为____________。
简答题
18. 完成下列问题。
我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂可提高电催化制甲酸盐的产率，同时释放电能，实验原理如图所示。
放电时，正极的电极反应为___________________________。若使用铅蓄电池为该装置充电，产生，则铅蓄电池的正极质量_______填“增加”或“减少”_______。
研究发现，使用催化剂或者均能有效减少副产物的生成，其原因是_________________________________________________。
电化学法也可合成氨。下图是用低温固体质子导体作为电解质，用作阴极催化剂电解和合成的原理示意图如下图所示。
电极反应产生的电极反应式_____________________。
实验研究表明，当外加电压超过一定值以后，发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小，分析其可能原因_____________________。
该装置使用甲醇燃料电池电解质溶液为作为电源，写出负极的电极反应____________________________。
某学习小组设想利用装置电解制备绿色硝化剂，装置如下、为惰性电极。已知：无水硝酸可在液态中发生微弱电离。
装置中通入一极的电极反应式为_______。
写出生成的电极反应式_______。
19. Ⅰ已知：
试据此写出一氧化碳燃烧的热化学方程式______。
Ⅱ甲、乙两池电极材料均为铁棒与铂棒，请回答下列问题：
若电池中均为溶液，则下列说法正确的是______。
A.一段时间后，甲乙两池中棒上都有红色物质析出
B.甲池中棒上发生氧化反应，乙池中棒上发生还原反应
C.甲池中向棒移动，乙池中向棒移动
D.一段时间后，甲池中棒质量减少，乙池中棒质量增加
若两池中均为饱和溶液：
写出乙池中总反应的化学方程式______。
乙池中棒上的电极反应属于______反应填“氧化”或是“还原”。
甲池中棒上的电极反应式是______。
室温下，若乙池转移电子后停止实验，该池中溶液体积为，则溶液混合均匀后______。
答案和解析
1.【答案】
【解析】放电时钠在负极上反应，所以石墨为负极，石墨为正极，硫得到电子，电极反应为，A正确；充电时石墨做阴极，应与外接电源负极相连，B错误；因为钠易与水反应，所以不能用溶液作电解质溶液，C错误；电子不能通过电解质，D错误。
2.【答案】
【解析】由电池总反应知，放电时铝锂电极作负极、石墨电极作正极，原电池中电子由负极沿导线流向正极，即电子沿导线流向石墨电极，项正确；
放电时，正极得电子被还原，电极反应式为，项错误；
充电时，铝锂电极作阴极，发生得电子的还原反应，电极反应式为，所以铝锂电极质量增加，项正确；
充电时，阴离子向阳极移动，即向阳极移动，项正确。
故选：。
3.【答案】
【解析】原电池放电时，电解质中阳离子移向正极，即脱离石墨，经电解质嵌入正极，故A正确；充电时电子从外电源负极阴极、阳极电源正极，即充电时电子从电源经铜箔流入负极材料，故B错误；该原电池中，负极反应式为，正极反应式为，所以隔膜为阳离子交换膜，在反应过程中只允许通过，故C正确；放电时，正极反应式为，充电时，原电池的正极与外加电源正极相接，电极反应与原电池正极反应相反，即充电时阳极上发生的反应为，故D正确。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查原电池和电解池的工作原理，侧重考查电极反应式和离子移动，掌握电极反应即可解答，难度一般。
【解答
A.根据碳酸根离子的移动方向可知，电极为负极，甲醇被氧化生成二氧化碳和水，电极反应式为：，故A正确；
B.电极为负极，则为正极，极为阳极，电极反应式为，氯气溶于水，生成盐酸和次氯酸，减小，故B错误；
C.电子在导线上移动，，，之间为离子定向移动，故C错误；
D.常温下，当溶液时，，溶液体积未知，则生成氢气和物质的量不能确定，电路中转移电子的物质的量不能确定，故D错误。
5.【答案】
【解析】充电时从乙电极移向甲电极，则甲电极是阳极，乙电极是阴极，放电时，甲电极是正极，乙电极是负极。放电时，甲电极发生还原反应，电极反应式为，A错误。
放电时，电流从电势高的正极流向电势低的负极，所以甲电极的电势比乙电极的电势高，B错误。
充电时，甲电极的电极反应式为，电极增加的质量是氟元素的质量，每转移电子，甲电极质量增加，所以当导线上通过电子时，甲电极质量增加，C正确。
充电时，乙电极是阴极，与外加电源的负极相连，D错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查的是新型电池，意在考查学生的知识应用能力，理解原电池工作原理和电解池工作原理是解题的关键。解题时根据电极上的物质变化书写电极反应式。
【解答】
A.放电时，向电极移动，参与该极的反应，故A正确；
B.充电时，阳极区发生氧化反应，电极反应式为：，锌离子通过阳离子交换膜向左移动，电解质溶液浓度没有变大，故B错误；
C.充电时，粉末多孔锌电极是阴极发生还原反应，故C正确；
D.放电时，电极是正极发生还原反应，电极反应式为，故D正确。
故选B。
7.【答案】
【解析】错，电解池的阳极反应式为；
错，通入空气主要是化合价降低，化合价降低得到电子，电极为正极；
对，根据选项分析可知，电解池中产生时失去电子，得到电子，因此理论上燃料电池中消耗；
错，根据图中电解池左侧加溶液，说明左侧为阳极，右侧为阴极，阴极生成和，加入燃料电池中，在原电池负极上氢气反应，消耗得到的溶液，燃料电池右侧是氧气得到电子生成，因此、、的大小关系为。
8.【答案】
【解析】略
9.【答案】
【解析】 原电池内电路中阳离子移向正极、阴离子移向负极，电极为负极、电极为正极，负极反应式为，正极反应式为；电解池中，与原电池的正极相接，为阳极，与原电池的负极相接，为阴极，电解尿素的碱性溶液时，阳极上发生失电子的氧化反应生成氮气，电极反应式为，阴极上氢离子发生还原反应生成氢气，电极反应为。
由以上分析可知，电极为负极、电极为正极，故A正确；正极上氟化碳得电子生成单质，结合电子守恒和电荷守恒可得电极反应为，故B正确；电流由原电池的电极流出，经外电路流向电极，所以装置中电流流动方向：电极电极隔膜电极电极，故C正确；电解池中阳极上的反应为，阴极上的反应为，根据电子守恒有，即相同条件下的体积比为，故D错误。
10.【答案】
【解析】A.根据极有黄绿色气体生成可知，极电极反应为，即极为电解池的阳极，极为原电池的正极，极为原电池的负极。极的电极反应式为，溶液中增大，A错误。
B.极为正极，发生还原反应，B错误。
C.极上有产生，发生的是氧化反应，C错误。
D.右边形管中最初的反应为电解溶液，由水电离出的在极上放电，减小，增大，且移向极，反应初期，过量，因此会产生白色胶状沉淀，D正确。
11.【答案】
【解析】错，电池放电时，是原电池的工作原理，正极极得电子发生还原反应，电极反应式为。
错，放电时，电路中每通过电子，就会有的得电子，减小浓度与体积有关。
错，充电时，从极穿过选择性透过膜移向极。
对，充电时是电解池工作原理，电极连接电源的负极，作阴极，阴极发生得电子的还原反应，所以电极反应式为。
12.【答案】
【解析】解：放电时为原电池反应，钠金属片失去电子作负极，碳纳米管上得电子作正极，故A正确；
B.放电时，正极得电子发生还原反应，反应为，故B正确；
C.充电时，钠金属片极为阴极，而电解池中阳离子向阴极移动，所以向钠金属片极移动，故C正确；
D.钠与乙醇反应，不能用乙醇代替有机溶剂作溶剂，故D错误；
故选：。
本题考查原电池及电解池，为高频考点，把握电极判断、电极反应、工作原理为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意电化学知识的应用及钠的性质，题目难度不大。
13.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查化学电源新型电池，为高考高频考点，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，会结合电解质溶液酸碱性书写电极反应式，知道放电时和充电时电极反应式关系，题目难度中等。
【解答】
根据图片中电子流向知，放电时，碳电极是负极，电极反应式为，正极反应式为。
A.充电时，阴极上得电子发生还原反应，故A错误；
B.充电时，碳电极作阴极，所以应该与电源负极相连，故B错误；
C.放电时，电解质溶液呈碱性，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为，故C错误；
D.放电时镍电极是正极，正极上得电子发生还原反应，电极反应式为，故D正确。
故选D。
14.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查二次电池，涉及原电池以及电解池的工作原理、电极的判断以及电极反应式及总反应式的书写，难度一般。
【解答】
充电过程中，交换膜右室溶液蓝色逐渐变为深绿色，即，发生失电子的氧化反应，为阳极，所以为正极，为负极，以此解答。
A.放电时，电极为原电池负极，左槽中失电子发生氧化反应，即，所以交换膜左室中溶液由紫色变绿色，故A错误；
B.放电时，正极发生还原反应，电极反应式为，故B正确；
C.充电时，极为阴极，与直流电源负极相连接，故C错误；
D.充电时，每转移电子，阴极上得电子，，左室减少正电荷，为了维持电荷守恒，交换膜右室理论上向左室迁移，故D错误；
故选B。
15.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查学生原电池和电解池的工作原理知识，注意平时知识的积累以及基础知识的掌握，难度中等。
【解答】
A、混合动力车上坡或加速时，属于原电池的工作原理，电动机提供推动力，是电池放电，由图转化关系可知，转变为，乙为正极，电极反应式为，故A错误；
B、在刹车和下坡时电池处于充电状态即电解池的工作原理，甲电极是阴极，乙为阳极，阳极电极反应式为，故B正确；
C、混合动力车上坡或加速时，放电过程为原电池，原电池工作时，溶液中的阴离子氢氧根离子向负极即甲电极迁移，故C错误；
D、混合动力车上坡或加速时，属于原电池的工作原理，乙为正极，电极反应式为，乙电极周围因氢氧根离子的浓度增大，将增大，故D错误；
故选B。
16.【答案】正极；；
阴极；；
铁极；；
减小
【解析】
【分析】
本题以原电池和电解池原理为载体考查了电极反应式的书写、物质的量的有关计算等知识点，注意燃料电池中电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性，燃料相同，如果电解质溶液不同，电极反应式则不同，为易错点。
【解答】
燃料电池是将化学能转变为电能的装置，属于原电池，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极，所以通入氧气的电极是正极，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为： ，故答案为：正极；；
乙池有外接电源属于电解池，铁电极连接原电池的负极，所以是阴极，则石墨电极是阳极，阳极上氯离子放电生成氯气，总的离子反应方程式为：，故答案为：阴极；；
乙池中阴极是铁，阳极是碳，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电，导致阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子浓度溶液呈碱性，所以乙装置中生成氢氧化钠主要在铁极区，根据电子守恒有：，，故答案为：铁极；；
如果粗铜中含有锌、银等杂质，阳极上不仅铜还有锌、银失电子进入溶液，阴极上析出铜，根据转移电子数相等知，阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜，所以丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将减小，故答案为：减小。
17.【答案】和溶液只填也给分；从左到右； ；
负； ；；
；
；
； ．
【解析】
【分析】
本题综合原电池电解池原理以及原电池知识，涉及陌生方程式的书写、电极反应式的书写、反应顺序等，综合性强，难度大。
【解答】
据反应物和生成物可以确定该反应为，所以为和溶液；
做负极，发生的电极反应为；
石墨为正极，为负极，电子由负极向正极定向移动，故电子通过电流计的方向是：从左到右；阳离子向正极移动，所以不断进入溶液中；
根据丙图可知溶液中有三种金属阳离子，而根据的成分可知中只有两种金属阳离子，说明在电解过程中还有生成，因此做阳极，石墨做阴极，所以为负极，为正极；
根据转移电子的物质的量和金属阳离子的物质的量的变化，可知为，为，为；
当电子转移为时，溶液中有 ， ，为，所以需要加入溶液，所以溶液等体积为；
电解时阳极发生氧化反应，电极反应方程式为；
氧化的反应方程式为；
溶液与溶液反应时，阳离子结合的顺序：先 生成氢氧化铝沉淀，再铵根结合氢氧根离子生成，最后氢氧化铝沉淀溶于氢氧化钠溶液中，点消耗氢氧化钠溶液，但沉淀量没变化，故为铵根离子与氢氧化钠溶液反应：；有，溶液，的物质的量为：
，，铝离子消耗氢氧根离子恰好沉淀完全，铵根消耗氢氧根离子，故溶解氢氧化铝沉淀，剩余氢氧化铝沉淀，硫酸根离子，钡离子，故得到硫酸钡沉淀，故最终溶液中产生沉淀的物质的量为：。
18.【答案】；增加；
使用催化剂后，生成的活化能较生成的活化能高，前者反应速率慢，相同时间内更有利于的生成
电压加大后发生副反应，而且该反应速率比生成氨气的反应速率更快，故氨气的体积分数下降
【解析】由图示可知，放电时，正极二氧化碳得电子生成，电极反应式为：，充电时，产生，转移电子，铅蓄电池的正极电极反应式为：，正极质量增加，增加的质量为；
由图示可知，使用催化剂后，生成的活化能较生成的活化能高，前者反应速率慢，相同时间内更有利于的生成，因此使用催化剂或者均能有效减少副产物的生成；
作阴极，由图示可知，阴极氮气得电子生成氨气，电极反应式为：；
超过一定电压后，氢离子得电子变成氢气，即，且反应速率比氮气转化为氨气的反应速率更快，从而使得氨气的体积分数随着电压的增大而减小；
燃料电池中燃料作负极，负极甲醇失电子生成二氧化碳，生成的二氧化碳结合氢氧根离子生成碳酸根离子，因此负极的电极反应式为：；
由题意可知，装置为原电池，其中通入氧气的一极为正极，通入二氧化硫的一极为负极，负极二氧化硫失电子生成硫酸根离子，负极电极反应式为：；
装置为电解池，电极与原电池正极相连为阳极，阳极上放电生成，电极反应式为：。
19.【答案】Ⅰ
Ⅱ； ；氧化； ；
【解析】
【分析】
本题综合考查盖斯定律和电化学知识，题目侧重于原电池和电解池的原理的考查，注意把握电极反应式的书写，为解答该题的关键，题目难度不大，注意电子的移动方向，为判断电解池的阴极、阳极的关键之处。
【解答】
Ⅰ已知：；；，根据盖斯定律，由得到，则，
故答案为：；
Ⅱ甲为原电池，电极为正极，表面有析出，而乙池为电解池，为阳极，其表面发生氧化反应，有氧气生成，不可能有析出，故A错误；
B.甲池为原电池，棒为负极，发生氧化反应，乙池为电解池，棒为阴极，表面发生还原反应，有析出，故B正确；
C.甲池为原电池，向正极移动，乙池为电解池，向阴极棒移动，故C错误；
D.甲、乙两池工作一段时间后，甲池中棒溶解，发生氧化反应，质量减少，乙池中棒表面有析出，质量增加，故D正确；
故答案为：；
若两池中均盛放溶液，则甲池发生金属的腐蚀，棒为正极电极方程式为，负极为，乙池为电解食盐水装置，阳极反应为，阴极反应为，
氯化钠溶液中存在的离子是：氯离子、氢氧根离子、钠离子、氢离子，氯离子的放电能力大于氢氧根离子，氢离子的放电能力大于钠离子，所以该反应的生成物是氯气、氢气、氢氧化钠，总反应式为 ；乙池为电解池，电极为阳极，发生氧化反应，
故答案为： ；氧化；
由以上分析可知，甲池中正极的电极反应式为，
故答案为：；
当电路通过电子时，生成氢氧根离子为，溶液的体积为，则乙池中，所以乙池溶液的，
故答案为：。
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