【备考2024年】高考化学广东卷真题变式分层精准练（第06题）
一、真题重现
1．（2023·广东）负载有和的活性炭，可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是（ ）
A．作原电池正极
B．电子由经活性炭流向
C．表面发生的电极反应：
D．每消耗标准状况下的，最多去除
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；气体摩尔体积；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、由分析可知，Ag电极发生失电子的氧化反应，因此Ag电极为负极，A不符合题意。
B、在原电池中，电子由负极流向正极，因此电子由Ag电极经活性炭流向Pt电极，B符合题意。
C、该电解质溶液为酸性，因此Pt电极的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋=2H2O，C不符合题意。
D、未给出气体所处的状态，无法应用气体摩尔体积进行计算，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】该装置中通入O2的Pt电极为正极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为O2＋4e－＋4H＋=2H2O。Ag电极为负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为Ag－e－＋Cl－=AgCl。
二、基础巩固
2．（2023高三上·顺德月考）我国科学家发明一种新型电池，该电池以碳纳米管为正极、锌线为负极，放电时消耗二氧化碳，同时生成天然气．下列说法正确的是（ ）
A．碳纳米管参与电极反应 B．负极发生还原反应
C．阳离子由正极移向负极 D．正极产物为
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、正极上是二氧化碳发生还原反应生成甲烷，碳纳米管不参与电极反应，故A错误；
B、负极发生氧化反应，故B错误；
C、原电池工作时，阳离子移向正极，故C错误；
D、由分析可知，正极上二氧化碳发生还原反应生成甲烷，故D正确；
故答案为：D。
【分析】该电池以碳纳米管为正极、锌线为负极，放电时消耗二氧化碳，同时生成天然气，则负极上锌发生氧化反应，正极上二氧化碳发生还原反应生成甲烷。
3．（2024高三上·龙岗期末）铁合金是用途最为广泛的合金材料。下列说法错误的是（ ）
A．生铁比纯铁更容易生锈
B．海水呈弱碱性，轮船钢板在海水中易发生析氢腐蚀
C．钢闸门连接直流电源负极，是采用了外加电流保护法
D．人行道铁栏杆喷漆可以延缓钢铁腐蚀的速率
【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；合金及其应用
【解析】【解答】A、生铁为铁碳合金，在潮湿环境下形成原电池，加速腐蚀，则生铁比纯铁更容易生锈，故A不符合题意；
B、海水呈弱碱性，钢板在海水中发生吸氧腐蚀，故B符合题意；
C、阴极保护法是将被保护金属作为电解池阴极，故钢闸门连接直流电源负极，是采用了外加电流保护法，故C不符合题意；
D、人行道铁栏杆喷漆，可隔绝氧气和水，延缓钢铁腐蚀的速率，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、生铁是铁和碳的混合物；
B、碱性环境下，钢铁发生吸氧腐蚀；
C、阴极保护法是将被保护金属作为电解池阴极；
D、喷漆可隔绝氧气和水。
4．（2021高三上·苏州期中）一种电池工作原理如装置图所示。下列说法正确的是（ ）
A．电池工作时电能转化为化学能
B．放电过程中电极区溶液的增大
C．电池工作一段时间后浓度增大
D．极区的反应为
【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电池工作时化学能转化为电能，A不符合题意；
B．放电过程中电极，电极反应为Zn-2e-+4OH-=，消耗氢氧根，酸性增强，pH 变小，B不符合题意；
C．阳离子(K+)向正极移动，阴离子()向负极移动，因为存在阴阳离子交换膜，K+、致使K+、，留在两个交换膜之间，电池工作一段时间后浓度增大，C符合题意；
D．b极区的反应为PbO2+4H++2e-+=PbSO4+2H2O，D不符合题意；
故答案为：C；
【分析】A．原电池为化学能转化为电能的装置；
B．放电时负极消耗氢氧根离子；
C．依据阳离子向正极移动，阴离子向负极移动分析；
D．正极得电子发生还原反应；
三、能力提升
5．（2023·深圳模拟）直接NaBH4-H2O2燃料电池具有比能量高等优点，该电池正、负极区域电解质溶液分别为H2SO4溶液、NaOH溶液，并采用阳离子交换膜，放电时（ ）
A．负极上被还原
B．正极发生的反应为
C．由负极移向正极
D．正极区溶液中保持不变
【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．负极发生氧化反应，电极反应式为：-8e-+8OH-=+6H2O，即负极上被氧化，A不符合题意；
B．由分析可知，电极反应式为：H2O2+2H++2e-=2H2O，B不符合题意；
C．原电池内部电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，即Na+由负极移向正极，C符合题意；
D．由分析可知，电极反应式为：H2O2+2H++2e-=2H2O，反应生成H2O，则正极区溶液中减小，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；原电池“同性相吸”，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
6．（2024高三上·湛江月考）氢负离子具有强还原性，是一种颇具潜力的能量载体.2023年4月5日，我国科学家开发了首例室温全固态氢负离子二次电池，该电池通过固态氢负离子导体实现对的快速传导，其工作原理如图所示，其中放电时乙电极的电极反应式为（M为Li、Na、K、Mg、Ti等金属），下列说法错误的是（ ）
A．放电时，电子经外电路流向甲电极
B．放电时，氢负离子移向乙电极
C．充电时，甲电极发生的反应可表示为
D．可将固态离子导体替换成水溶液电解质，对氢负离子进行传导
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、由分析可知，放电时，乙电极为负极，甲为正极，则电子经外电路流向甲电极，故A不符合题意 ；
B、原电池工作时，阴离子移向负极，则放电时，氢负离子移向乙电极，故B不符合题意 ；
C、充电时，甲电极为阳极，发生氧化反应，电极反应式为，故C不符合题意 ；
D、氢负离子具有强还原性，可与水反应生成氢气，因此不可替换成水溶液电解质，故D符合题意 ；
故答案为：D。
【分析】放电时为原电池，由图可知，M在乙电极发生氧化反应生成MHx，则乙电极为负极，电极反应式为，甲电极为正极，充电时，乙为阴极，甲为阳极。
7．（2023·惠州模拟）热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能，此时硫酸铅电极处生成Pb。下列有关说法正确的是
A．输出电能时，外电路中的电子由硫酸铅电极流向钙电极
B．放电时电解质LiCl－KCl中的Li＋向钙电极区迁移
C．电池总反应为Ca＋PbSO4＋2LiCl=Pb＋Li2SO4＋CaCl2
D．每转移0.2 mol电子，理论上消耗42.5 g LiCl
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.在原电池中，电子由负极经导线流向正极，因此外电路中电子由钙电极流向硫酸铅电极，A不符合题意。
B.在原电池中，阳离子移向正极，因此电解质LiCl－KCl中Li＋向硫酸铅电极移动，B不符合题意。
C.由正负极的电极反应式可得，该电池的总反应式为Ca＋PbSO4＋2LiCl=Pb＋Li2SO4＋CaCl2，C符合题意。
D.由电池总反应式可知，每转移0.2mol电子时，参与反应n(LiCl)=0.2mol，因此理论上消耗LiCl的质量为0.2mol×42.5g·mol－1=8.5g，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】该装置为原电池装置，其中Ca电极为负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为Cu－2e－=Ca2＋；PbSO4电极为正极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为PbSO4＋2e－=Pb＋SO42－。
8．（2023·广州模拟）新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其工作原理如图所示。放电时电极a的反应为：；下列说法错误的是
A．充电时，极为阴极
B．放电时，从I室向II室迁移
C．放电时，II室溶液的浓度增大
D．每消耗，电极a质量理论上增加
【答案】C
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．放电时电极a的反应为：，a为正极，为负极，所以充电时为阴极，A不符合题意；
B．放电时I室为负极区，II室为正极区，阳离子向正极移动，所以向II室迁移，B不符合题意；
C．放电时电极a的反应为：，消耗，所以溶液的浓度减小，C符合题意；
D．放电时发生反应：，当有发生反应时，转移，电极a质量理论上增加，质量为：，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；原电池“同性相吸”，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
9．（2023·梅州模拟）一种新型可充电电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．放电时，电极N是负极
B．充电时，通过钠离子交换膜向M极移动
C．放电时，N极电极反应为
D．充电时，每生成1mol Na，有机电解质的整体质量减小23g
【答案】B
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．根据上述分析可知，放电时，电极M为负极，A不符合题意；
B．充电为放电的逆过程，所以充电时，通过钠离子交换膜向阴极（M极）移动，B符合题意；
C．放电时，N极转化为，发生还原反应，其电极反应为，C不符合题意；
D．充电时，每生成1mol Na，同时也会有0.5molO2-消耗，所以有机电解质的整体质量减小23g+=31g，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；原电池“同性相吸”，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
10．（2023·天河模拟）电池实现了对的高效利用，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．多孔纳米片为正极，电极上发生还原反应
B．电极反应式为：
C．a为，b为
D．当外电路通过时，双极膜中离解水的物质的量为
【答案】C
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，多孔纳米片为正极，电极上发生还原反应，A不符合题意；
B．电极锌失去电子生成，反应式为：，B不符合题意；
C．原电池中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，故b为，a为，C符合题意；
D．当外电路通过时，由电荷守恒可知，双极膜中离解水的物质的量为，产生1mol氢离子、1mol氢氧根离子，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】AB．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；
C．原电池中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动；
D．依据电荷守恒分析。
四、模拟演练
11．（2024·江西模拟）水系电池在碳循环方面具有广阔的应用前景。该电池的示意图如下，其中双极膜在工作时催化解离为和，并在直流电场的作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是（ ）
A．放电时，电极为负极，发生还原反应
B．充电时，从电极通过双极膜到达催化电极发生反应
C．放电时，催化电极上的反应为
D．充电时，电极上的反应为
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、由分析可知，放电时，电极为负极，发生氧化反应，故A错误；
B、充电时，从双极膜向催化电极移动，故B错误；
C、放电时，催化电极为正极，电极反应式为 ，故C正确；
D、充电时，电极为阴极，发生还原反应，电极反应为，故D错误；
故答案为：C。
【分析】由图知，该电池在放电时，发生氧化反应，则Zn为负极，电极反应式为，催化电极为正极，电极反应式为，充电时，为阴极，电极反应式为，催化电极为阳极，电极反应式为。
12．（2024高三上·罗湖期末）新型电池可有效捕获，其装置如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．a电极作负极
B．b电极的质量增加
C．每捕获，c电极产生（标准状况）
D．d电极反应式为
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、由分析可知，a电极为负极，故A不符合题意；
B、b电极上，NO2发生还原反应生成，b电极质量不变，故B符合题意；
C、b电极上，NO2发生还原反应生成，转移一个电子，则 每捕获， c电极产生1mol氧气，标况下的体积为22.4L，故C不符合题意；
D、d电极为阴极，发生还原反应得到铵根离子，电极反应式为 ，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由图可知，b电极上，NO2发生还原反应生成，则b为正极，a为负极，则d为阴极，c为阳极。
13．（2023高三上·汕头月考）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关葡萄糖（C6H12O6）微生物电池的说法错误的是（ ）
A．正极反应中有CO2生成
B．微生物促进了反应中电子的转移
C．质子通过交换膜从负极区移向正极区
D．电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.据分析可知，负极反应为：，负极有二氧化碳产生，故A项错误；
B.微生物可以构成原电池，可以促进电子转移，B项正确；
C.原电池溶液中，阳离子向正极移动，故C项正确；
D.该原电池总反应为葡萄糖的氧化，即总反应为： C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O，D项正确
故答案为：A。
【分析】左边为厌氧反应，右边为有氧反应，有氧气参与，故右边为正极，左边为负极，正极反应为：；负极反应为：，据此解答即可。
14．（2023高三上·河源）银铝电池具有能量密度高的优点，电池装置如图所示，电池放电时的反应为（氧化高银）。下列说法正确的是（ ）
A．Al电极的电势比AgO电极的高
B．正极电极反应式为
C．阳离子交换膜允许阳离子和电子通过
D．当导线中通过0.3mol电子时，负极区溶液质量减小4.2g
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.铝电极做负极，电极电势较低，故A不符合题意；
B.正电极电极方程式为：AgO+2e-+H2O=Ag+2OH-，故B不符合题意；
C.阳离子交换膜允许阳离子通过，故C不符合题意；
D.负极是铝单质在碱性环境下变为偏铝酸根，Al+NaOH-3e+3OH-=Na[Al(OH)4]，转移03mol电子时，负极区域溶液质量减少4.2g，故D符合题意；
故答案为：D
【分析】根据题意可知负极为：Al+NaOH-3e-+3OH-=Na[Al(OH)4]，正极为AgO+2e-+H2O=Ag+2OH-结合选项即可判断。
15．（2023·广东模拟）我国科学家设计了一种新型的溴基液流可充电电池用于大规模储能，其放电时的工作原理如图所示。下列有关说法错误的是
A．放电时，M为正极
B．放电时，N极发生的电极反应为Br-+2Cl--2e-=
C．充电时，每生成1molTiO2+，有2molH+穿过质子交换膜进入N极室
D．充电时，总反应为2Ti3+++2H2O=2TiO2++Br-+2Cl-+4H+
【答案】C
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．由分析可知，放电时，M为正极，A不符合题意；
B．放电时，N极为负极，Br-失电子产物与电解质反应生成，发生的电极反应为Br-+2Cl--2e-=，B不符合题意；
C．充电时，M极为阳极，发生反应Ti3+-e-+H2O=TiO2++2H+，依据电荷守恒，每生成1molTiO2+，有1molH+穿过质子交换膜进入N极室，C符合题意；
D．由图中信息可知，充电时，Ti3+与反应生成TiO2+、Br-、Cl-等，总反应为2Ti3+++2H2O=2TiO2++Br-+2Cl-+4H+，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】新型二次电池的判断：
1、化合价升高的为负极，失去电子，化合价降低的为正极，得到电子；
2、电极反应式的书写要注意，负极反应为负极材料失去电子化合价升高，正极反应为正极材料得到电子化合价降低，且要根据电解质溶液的酸碱性判断，酸性溶液不能出现氢氧根，碱性溶液不能出现氢离子，且电极反应式要满足原子守恒；若是充电过程，则负极作为阴极，正极作为阳极，阴极电极反应式为负极的逆反应，阳极的电极反应式为正极的逆反应。
16．（2022·惠州模拟）中科院科学家设计出一套利用SO2和太阳能综合制氢方案，其基本工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．该电化学装置中，Pt电极作正极
B．BiVO4电极上的反应孔为-2e-+2OH-=+H2O
C．Pt电极的电势高于BiVO4电极的电势
D．电子流向：Pt电极→外电路→BiVO4电极
【答案】D
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．根据入料可知BiVO4 电极为负极，所以Pt 电极发生还原反应作正极，故A不符合题意；
B．根据入料可知BiVO4 电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为-2e-+2OH-=+H2O，故B不符合题意；
C．Pt电极为正极， BiVO4电极为负极所以Pt电极电势高于BiVO4电极，故C不符合题意；
D．电子从BiVO4电极(负极)经导线流向Pt电极(正极)，且不能进入溶液，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．根据反应中元素化合价升高，做负极，元素化合价降低，为正极；
B．负极失电子发生氧化反应；正极得电子，发生还原反应；
C．正极电势高于负极；
D．放电时，电子由负极经外电路流向正极。
17．（2023·佛山模拟）一种全氢电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．X极为全氢电池的正极
B．该电池将化学能转化成电能
C．电极Y的电极反应式为：
D．反应一段时间后左室增大
【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，X极为全氢电池的负极，A不符合题意；
B．由题干信息可知，该装置为原电池，原电池将化学能转化成电能，B符合题意；
C．由于HClO4是强酸，结合分析可知电极Y的电极反应式为：2H++2e-=H2↑，C不符合题意；
D．由分析可知，左侧X极为负极，右侧Y极为正极，故Na+由负极即左侧移向正极右侧，故反应一段时间后右室c(NaClO)增大，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．根据燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极判断；
B．原电池将化学能转化成电能；
C．HClO4是强酸，要拆开；
D．原电池，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
18．（2023高三上·清远月考）Zn与Cu置于CuSO4溶液中可以构成原电池，如图M所示，实验发现电流表指针发生偏转，但是Zn表面仍有红色铜吸附，有同学做出如图改进，如图N所示。下列说法正确的是（ ）
A．图N中X溶液为CuSO4溶液
B．图N盐桥中Cl-向右池移动
C．图M与图N中，转移电子数目相同时，Zn极质量减少量相同
D．图M中，Cu极增重1.92g，Zn极减少1.97g，实际消耗Zn应为3.25g
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．带有盐桥的原电池中，两个半反应池中的电解质溶液应为与电极材料相同的阳离子的盐溶液，故图N中X溶液为ZnSO4溶液，A项不符合题意；
B．由题可知，Zn电极为负极，Cu电极为正极。在盐桥中阴离子移向负极，故图N盐桥中Cl-向左池移动，B项不符合题意；
C．图M中不仅发生电化学反应，Zn电极还直接与CuSO4发生化学反应，故图M与图N中，转移电子数目相同时，图M中Zn极质量减少更多，C项不符合题意；
D．图M中，Cu极增重1.92g，根据电极反应式：Cu2++2e–＝Cu，可知原电池中正极得到电子。理论上Zn极减少的质量=。现Zn极减少1.97g，说明Zn极还直接与CuSO4发生化学反应，直接发生化学反应使Zn极减少的质量=1.97g-1.95g=0.02g。根据反应方程式：Zn+CuSO4＝Cu+ZnSO4，利用差量法可求得与CuSO4直接发生化学反应所消耗的Zn的质量=，故实际消耗Zn应为1.3g+1.95g=3.25g。D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】图M中构成原电池，Zn易失电子作负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，Cu作正极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，电子从负极沿导线流向正极；图N中加入盐桥，X溶液为ZnSO4溶液，Y溶液为CuSO4溶液。
1 / 1【备考2024年】高考化学广东卷真题变式分层精准练（第06题）
一、真题重现
1．（2023·广东）负载有和的活性炭，可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是（ ）
A．作原电池正极
B．电子由经活性炭流向
C．表面发生的电极反应：
D．每消耗标准状况下的，最多去除
二、基础巩固
2．（2023高三上·顺德月考）我国科学家发明一种新型电池，该电池以碳纳米管为正极、锌线为负极，放电时消耗二氧化碳，同时生成天然气．下列说法正确的是（ ）
A．碳纳米管参与电极反应 B．负极发生还原反应
C．阳离子由正极移向负极 D．正极产物为
3．（2024高三上·龙岗期末）铁合金是用途最为广泛的合金材料。下列说法错误的是（ ）
A．生铁比纯铁更容易生锈
B．海水呈弱碱性，轮船钢板在海水中易发生析氢腐蚀
C．钢闸门连接直流电源负极，是采用了外加电流保护法
D．人行道铁栏杆喷漆可以延缓钢铁腐蚀的速率
4．（2021高三上·苏州期中）一种电池工作原理如装置图所示。下列说法正确的是（ ）
A．电池工作时电能转化为化学能
B．放电过程中电极区溶液的增大
C．电池工作一段时间后浓度增大
D．极区的反应为
三、能力提升
5．（2023·深圳模拟）直接NaBH4-H2O2燃料电池具有比能量高等优点，该电池正、负极区域电解质溶液分别为H2SO4溶液、NaOH溶液，并采用阳离子交换膜，放电时（ ）
A．负极上被还原
B．正极发生的反应为
C．由负极移向正极
D．正极区溶液中保持不变
6．（2024高三上·湛江月考）氢负离子具有强还原性，是一种颇具潜力的能量载体.2023年4月5日，我国科学家开发了首例室温全固态氢负离子二次电池，该电池通过固态氢负离子导体实现对的快速传导，其工作原理如图所示，其中放电时乙电极的电极反应式为（M为Li、Na、K、Mg、Ti等金属），下列说法错误的是（ ）
A．放电时，电子经外电路流向甲电极
B．放电时，氢负离子移向乙电极
C．充电时，甲电极发生的反应可表示为
D．可将固态离子导体替换成水溶液电解质，对氢负离子进行传导
7．（2023·惠州模拟）热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能，此时硫酸铅电极处生成Pb。下列有关说法正确的是
A．输出电能时，外电路中的电子由硫酸铅电极流向钙电极
B．放电时电解质LiCl－KCl中的Li＋向钙电极区迁移
C．电池总反应为Ca＋PbSO4＋2LiCl=Pb＋Li2SO4＋CaCl2
D．每转移0.2 mol电子，理论上消耗42.5 g LiCl
8．（2023·广州模拟）新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其工作原理如图所示。放电时电极a的反应为：；下列说法错误的是
A．充电时，极为阴极
B．放电时，从I室向II室迁移
C．放电时，II室溶液的浓度增大
D．每消耗，电极a质量理论上增加
9．（2023·梅州模拟）一种新型可充电电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．放电时，电极N是负极
B．充电时，通过钠离子交换膜向M极移动
C．放电时，N极电极反应为
D．充电时，每生成1mol Na，有机电解质的整体质量减小23g
10．（2023·天河模拟）电池实现了对的高效利用，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．多孔纳米片为正极，电极上发生还原反应
B．电极反应式为：
C．a为，b为
D．当外电路通过时，双极膜中离解水的物质的量为
四、模拟演练
11．（2024·江西模拟）水系电池在碳循环方面具有广阔的应用前景。该电池的示意图如下，其中双极膜在工作时催化解离为和，并在直流电场的作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是（ ）
A．放电时，电极为负极，发生还原反应
B．充电时，从电极通过双极膜到达催化电极发生反应
C．放电时，催化电极上的反应为
D．充电时，电极上的反应为
12．（2024高三上·罗湖期末）新型电池可有效捕获，其装置如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．a电极作负极
B．b电极的质量增加
C．每捕获，c电极产生（标准状况）
D．d电极反应式为
13．（2023高三上·汕头月考）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关葡萄糖（C6H12O6）微生物电池的说法错误的是（ ）
A．正极反应中有CO2生成
B．微生物促进了反应中电子的转移
C．质子通过交换膜从负极区移向正极区
D．电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
14．（2023高三上·河源）银铝电池具有能量密度高的优点，电池装置如图所示，电池放电时的反应为（氧化高银）。下列说法正确的是（ ）
A．Al电极的电势比AgO电极的高
B．正极电极反应式为
C．阳离子交换膜允许阳离子和电子通过
D．当导线中通过0.3mol电子时，负极区溶液质量减小4.2g
15．（2023·广东模拟）我国科学家设计了一种新型的溴基液流可充电电池用于大规模储能，其放电时的工作原理如图所示。下列有关说法错误的是
A．放电时，M为正极
B．放电时，N极发生的电极反应为Br-+2Cl--2e-=
C．充电时，每生成1molTiO2+，有2molH+穿过质子交换膜进入N极室
D．充电时，总反应为2Ti3+++2H2O=2TiO2++Br-+2Cl-+4H+
16．（2022·惠州模拟）中科院科学家设计出一套利用SO2和太阳能综合制氢方案，其基本工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．该电化学装置中，Pt电极作正极
B．BiVO4电极上的反应孔为-2e-+2OH-=+H2O
C．Pt电极的电势高于BiVO4电极的电势
D．电子流向：Pt电极→外电路→BiVO4电极
17．（2023·佛山模拟）一种全氢电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．X极为全氢电池的正极
B．该电池将化学能转化成电能
C．电极Y的电极反应式为：
D．反应一段时间后左室增大
18．（2023高三上·清远月考）Zn与Cu置于CuSO4溶液中可以构成原电池，如图M所示，实验发现电流表指针发生偏转，但是Zn表面仍有红色铜吸附，有同学做出如图改进，如图N所示。下列说法正确的是（ ）
A．图N中X溶液为CuSO4溶液
B．图N盐桥中Cl-向右池移动
C．图M与图N中，转移电子数目相同时，Zn极质量减少量相同
D．图M中，Cu极增重1.92g，Zn极减少1.97g，实际消耗Zn应为3.25g
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；气体摩尔体积；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、由分析可知，Ag电极发生失电子的氧化反应，因此Ag电极为负极，A不符合题意。
B、在原电池中，电子由负极流向正极，因此电子由Ag电极经活性炭流向Pt电极，B符合题意。
C、该电解质溶液为酸性，因此Pt电极的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋=2H2O，C不符合题意。
D、未给出气体所处的状态，无法应用气体摩尔体积进行计算，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】该装置中通入O2的Pt电极为正极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为O2＋4e－＋4H＋=2H2O。Ag电极为负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为Ag－e－＋Cl－=AgCl。
2．【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、正极上是二氧化碳发生还原反应生成甲烷，碳纳米管不参与电极反应，故A错误；
B、负极发生氧化反应，故B错误；
C、原电池工作时，阳离子移向正极，故C错误；
D、由分析可知，正极上二氧化碳发生还原反应生成甲烷，故D正确；
故答案为：D。
【分析】该电池以碳纳米管为正极、锌线为负极，放电时消耗二氧化碳，同时生成天然气，则负极上锌发生氧化反应，正极上二氧化碳发生还原反应生成甲烷。
3．【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；合金及其应用
【解析】【解答】A、生铁为铁碳合金，在潮湿环境下形成原电池，加速腐蚀，则生铁比纯铁更容易生锈，故A不符合题意；
B、海水呈弱碱性，钢板在海水中发生吸氧腐蚀，故B符合题意；
C、阴极保护法是将被保护金属作为电解池阴极，故钢闸门连接直流电源负极，是采用了外加电流保护法，故C不符合题意；
D、人行道铁栏杆喷漆，可隔绝氧气和水，延缓钢铁腐蚀的速率，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、生铁是铁和碳的混合物；
B、碱性环境下，钢铁发生吸氧腐蚀；
C、阴极保护法是将被保护金属作为电解池阴极；
D、喷漆可隔绝氧气和水。
4．【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电池工作时化学能转化为电能，A不符合题意；
B．放电过程中电极，电极反应为Zn-2e-+4OH-=，消耗氢氧根，酸性增强，pH 变小，B不符合题意；
C．阳离子(K+)向正极移动，阴离子()向负极移动，因为存在阴阳离子交换膜，K+、致使K+、，留在两个交换膜之间，电池工作一段时间后浓度增大，C符合题意；
D．b极区的反应为PbO2+4H++2e-+=PbSO4+2H2O，D不符合题意；
故答案为：C；
【分析】A．原电池为化学能转化为电能的装置；
B．放电时负极消耗氢氧根离子；
C．依据阳离子向正极移动，阴离子向负极移动分析；
D．正极得电子发生还原反应；
5．【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．负极发生氧化反应，电极反应式为：-8e-+8OH-=+6H2O，即负极上被氧化，A不符合题意；
B．由分析可知，电极反应式为：H2O2+2H++2e-=2H2O，B不符合题意；
C．原电池内部电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，即Na+由负极移向正极，C符合题意；
D．由分析可知，电极反应式为：H2O2+2H++2e-=2H2O，反应生成H2O，则正极区溶液中减小，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；原电池“同性相吸”，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
6．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、由分析可知，放电时，乙电极为负极，甲为正极，则电子经外电路流向甲电极，故A不符合题意 ；
B、原电池工作时，阴离子移向负极，则放电时，氢负离子移向乙电极，故B不符合题意 ；
C、充电时，甲电极为阳极，发生氧化反应，电极反应式为，故C不符合题意 ；
D、氢负离子具有强还原性，可与水反应生成氢气，因此不可替换成水溶液电解质，故D符合题意 ；
故答案为：D。
【分析】放电时为原电池，由图可知，M在乙电极发生氧化反应生成MHx，则乙电极为负极，电极反应式为，甲电极为正极，充电时，乙为阴极，甲为阳极。
7．【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.在原电池中，电子由负极经导线流向正极，因此外电路中电子由钙电极流向硫酸铅电极，A不符合题意。
B.在原电池中，阳离子移向正极，因此电解质LiCl－KCl中Li＋向硫酸铅电极移动，B不符合题意。
C.由正负极的电极反应式可得，该电池的总反应式为Ca＋PbSO4＋2LiCl=Pb＋Li2SO4＋CaCl2，C符合题意。
D.由电池总反应式可知，每转移0.2mol电子时，参与反应n(LiCl)=0.2mol，因此理论上消耗LiCl的质量为0.2mol×42.5g·mol－1=8.5g，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】该装置为原电池装置，其中Ca电极为负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为Cu－2e－=Ca2＋；PbSO4电极为正极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为PbSO4＋2e－=Pb＋SO42－。
8．【答案】C
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．放电时电极a的反应为：，a为正极，为负极，所以充电时为阴极，A不符合题意；
B．放电时I室为负极区，II室为正极区，阳离子向正极移动，所以向II室迁移，B不符合题意；
C．放电时电极a的反应为：，消耗，所以溶液的浓度减小，C符合题意；
D．放电时发生反应：，当有发生反应时，转移，电极a质量理论上增加，质量为：，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；原电池“同性相吸”，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
9．【答案】B
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．根据上述分析可知，放电时，电极M为负极，A不符合题意；
B．充电为放电的逆过程，所以充电时，通过钠离子交换膜向阴极（M极）移动，B符合题意；
C．放电时，N极转化为，发生还原反应，其电极反应为，C不符合题意；
D．充电时，每生成1mol Na，同时也会有0.5molO2-消耗，所以有机电解质的整体质量减小23g+=31g，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；原电池“同性相吸”，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
10．【答案】C
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，多孔纳米片为正极，电极上发生还原反应，A不符合题意；
B．电极锌失去电子生成，反应式为：，B不符合题意；
C．原电池中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，故b为，a为，C符合题意；
D．当外电路通过时，由电荷守恒可知，双极膜中离解水的物质的量为，产生1mol氢离子、1mol氢氧根离子，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】AB．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；
C．原电池中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动；
D．依据电荷守恒分析。
11．【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、由分析可知，放电时，电极为负极，发生氧化反应，故A错误；
B、充电时，从双极膜向催化电极移动，故B错误；
C、放电时，催化电极为正极，电极反应式为 ，故C正确；
D、充电时，电极为阴极，发生还原反应，电极反应为，故D错误；
故答案为：C。
【分析】由图知，该电池在放电时，发生氧化反应，则Zn为负极，电极反应式为，催化电极为正极，电极反应式为，充电时，为阴极，电极反应式为，催化电极为阳极，电极反应式为。
12．【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、由分析可知，a电极为负极，故A不符合题意；
B、b电极上，NO2发生还原反应生成，b电极质量不变，故B符合题意；
C、b电极上，NO2发生还原反应生成，转移一个电子，则 每捕获， c电极产生1mol氧气，标况下的体积为22.4L，故C不符合题意；
D、d电极为阴极，发生还原反应得到铵根离子，电极反应式为 ，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由图可知，b电极上，NO2发生还原反应生成，则b为正极，a为负极，则d为阴极，c为阳极。
13．【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.据分析可知，负极反应为：，负极有二氧化碳产生，故A项错误；
B.微生物可以构成原电池，可以促进电子转移，B项正确；
C.原电池溶液中，阳离子向正极移动，故C项正确；
D.该原电池总反应为葡萄糖的氧化，即总反应为： C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O，D项正确
故答案为：A。
【分析】左边为厌氧反应，右边为有氧反应，有氧气参与，故右边为正极，左边为负极，正极反应为：；负极反应为：，据此解答即可。
14．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.铝电极做负极，电极电势较低，故A不符合题意；
B.正电极电极方程式为：AgO+2e-+H2O=Ag+2OH-，故B不符合题意；
C.阳离子交换膜允许阳离子通过，故C不符合题意；
D.负极是铝单质在碱性环境下变为偏铝酸根，Al+NaOH-3e+3OH-=Na[Al(OH)4]，转移03mol电子时，负极区域溶液质量减少4.2g，故D符合题意；
故答案为：D
【分析】根据题意可知负极为：Al+NaOH-3e-+3OH-=Na[Al(OH)4]，正极为AgO+2e-+H2O=Ag+2OH-结合选项即可判断。
15．【答案】C
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．由分析可知，放电时，M为正极，A不符合题意；
B．放电时，N极为负极，Br-失电子产物与电解质反应生成，发生的电极反应为Br-+2Cl--2e-=，B不符合题意；
C．充电时，M极为阳极，发生反应Ti3+-e-+H2O=TiO2++2H+，依据电荷守恒，每生成1molTiO2+，有1molH+穿过质子交换膜进入N极室，C符合题意；
D．由图中信息可知，充电时，Ti3+与反应生成TiO2+、Br-、Cl-等，总反应为2Ti3+++2H2O=2TiO2++Br-+2Cl-+4H+，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】新型二次电池的判断：
1、化合价升高的为负极，失去电子，化合价降低的为正极，得到电子；
2、电极反应式的书写要注意，负极反应为负极材料失去电子化合价升高，正极反应为正极材料得到电子化合价降低，且要根据电解质溶液的酸碱性判断，酸性溶液不能出现氢氧根，碱性溶液不能出现氢离子，且电极反应式要满足原子守恒；若是充电过程，则负极作为阴极，正极作为阳极，阴极电极反应式为负极的逆反应，阳极的电极反应式为正极的逆反应。
16．【答案】D
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．根据入料可知BiVO4 电极为负极，所以Pt 电极发生还原反应作正极，故A不符合题意；
B．根据入料可知BiVO4 电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为-2e-+2OH-=+H2O，故B不符合题意；
C．Pt电极为正极， BiVO4电极为负极所以Pt电极电势高于BiVO4电极，故C不符合题意；
D．电子从BiVO4电极(负极)经导线流向Pt电极(正极)，且不能进入溶液，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．根据反应中元素化合价升高，做负极，元素化合价降低，为正极；
B．负极失电子发生氧化反应；正极得电子，发生还原反应；
C．正极电势高于负极；
D．放电时，电子由负极经外电路流向正极。
17．【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，X极为全氢电池的负极，A不符合题意；
B．由题干信息可知，该装置为原电池，原电池将化学能转化成电能，B符合题意；
C．由于HClO4是强酸，结合分析可知电极Y的电极反应式为：2H++2e-=H2↑，C不符合题意；
D．由分析可知，左侧X极为负极，右侧Y极为正极，故Na+由负极即左侧移向正极右侧，故反应一段时间后右室c(NaClO)增大，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．根据燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极判断；
B．原电池将化学能转化成电能；
C．HClO4是强酸，要拆开；
D．原电池，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
18．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．带有盐桥的原电池中，两个半反应池中的电解质溶液应为与电极材料相同的阳离子的盐溶液，故图N中X溶液为ZnSO4溶液，A项不符合题意；
B．由题可知，Zn电极为负极，Cu电极为正极。在盐桥中阴离子移向负极，故图N盐桥中Cl-向左池移动，B项不符合题意；
C．图M中不仅发生电化学反应，Zn电极还直接与CuSO4发生化学反应，故图M与图N中，转移电子数目相同时，图M中Zn极质量减少更多，C项不符合题意；
D．图M中，Cu极增重1.92g，根据电极反应式：Cu2++2e–＝Cu，可知原电池中正极得到电子。理论上Zn极减少的质量=。现Zn极减少1.97g，说明Zn极还直接与CuSO4发生化学反应，直接发生化学反应使Zn极减少的质量=1.97g-1.95g=0.02g。根据反应方程式：Zn+CuSO4＝Cu+ZnSO4，利用差量法可求得与CuSO4直接发生化学反应所消耗的Zn的质量=，故实际消耗Zn应为1.3g+1.95g=3.25g。D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】图M中构成原电池，Zn易失电子作负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，Cu作正极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，电子从负极沿导线流向正极；图N中加入盐桥，X溶液为ZnSO4溶液，Y溶液为CuSO4溶液。
1 / 1
