第45练　原电池原理　化学电源 课时作业 （含解析）2026届高三化学一轮总复习

第45练　原电池原理　化学电源
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.
(2024·连云港三模)关于如图所示装置的叙述，不正确的是(　　)
A. 该装置能将化学能转化为电能
B. 锌是负极，锌片质量逐渐减小
C. 电子的移动方向：Cu→→Zn
D. 原电池发生的总反应为Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu
2.
燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，某氢氧燃料电池的构造示意图如下，该电池工作时，下列说法正确的是(　　)
A. H2在a电极上发生还原反应
B. 电解质溶液中K＋向b电极移动
C. 该装置能实现化学能100%转化为电能
D. 电子从b电极沿外电路流向a电极
3. (2024·淮安高三上期末)我国成功研制出新型“海水电池”。电池反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3。下列关于该电池的说法正确的是(　　)
A. 铝片作正极
B. 海水作为电解质溶液
C. 电池工作时O2失去电子
D. 电池工作时实现了电能向化学能的转化
4. (2025·玄武高中高三下月考)热电厂尾气经处理得到较纯的SO2，可用于原电池法生产硫酸，其工作原理如图所示。电池工作时，下列说法不正确的是(　　)
A. 电极b为正极
B. 溶液中H＋由a极区向b极区迁移
C. 电极a的电极反应式：SO2－2e－＋2H2O===4H＋＋SO
D. a极消耗SO2与b极消耗O2两者物质的量相等
5. (2024·苏州高三下三模)如图所示装置中，C1、C2是石墨电极。A中盛有棕色的KI和I2的混合溶液，B中盛有无色的Na3AsO4和Na3AsO3的混合溶液。当连接开关K，并向B中滴加浓盐酸时，发现灵敏电流计G的指针向右偏转。一段时间后，当电流计指针回到
中间“0”位置时，再向B中滴加过量浓NaOH溶液，可观察到电流计指针向左偏转。下列说法正确的是(　　)
A. 电流计G的指针向右偏转时，化学能转变为电能；向左偏转时，电能转变为化学能
B. 电流计G的指针向右偏转时，C1电极反应为：2I－－2e－===I2
C. 电流计G的指针向左偏转时，C2电极反应为：AsO－2e－＋H2O===AsO＋2H＋
D. 由上述实验现象可知，氧化性：AsO>I2
6.
酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是(　　)
A. 石墨作电池的负极材料
B. 电池工作时，NH向负极方向移动
C. MnO2发生氧化反应
D. 锌筒发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋
7. (2024·徐州四模)银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，电池反应是：Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2，下列说法正确的是(　　)
A. 工作时原电池负极附近溶液的pH增大
B. 电子由Zn经过溶液流向Ag2O
C. 溶液中OH－由Zn电极移向Ag2O电极
D. Ag2O作正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
8.
(2024·南通海门高三上二调)一种光催化钠离子电池(如下图所示)，是一种高效率的二次电池，放电时左侧发生转化过程为：S2－―→S。电池中填充固体电解质，用太阳光照射光催化电极可以对该电池进行充电。下列说法不正确的是(　　)
A. 放电时，石墨为负极
B. 该电池工作时可能需保持在较高的温度下
C. 光照时，光催化电极发生的电极方程式为：3I－－2e－===I
D. 充电时，当1 mol S完全转化为S2－时，电池左侧质量将减轻138 g
9.
(2024·南师附中高三下月考)甲酸燃料电池装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A. 物质A是H2SO4
B. 半透膜是阳离子交换膜
C. a极电极反应式为：HCOO－＋2e－＋2H＋===HCO＋H2O
D. Fe3＋可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用
二、 非选择题
10. 研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，工作原理如图。
①负极的电极反应式为__________________________________________________________。
②当向正极通入1 mol O2且全部被消耗时，理论上正负极溶液质量变化的绝对值之差为__________ g(保留两位小数)。
11. (2025·扬州中学高三下月考)(1)普通锌锰干电池放电时的主要反应为Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnOOH，其结构如图所示。
①电池中属于盐的电解质为____________。
②负极反应式为____________________________________________。
③放电时，正极上发生反应的物质是__________；NH向__________(填“正极”或“负极”)移动。
(2)表面积相同的废锌皮(杂质不与硫酸反应)和纯锌片分别与同浓度的稀硫酸反应，产生氢气速率较快的是________________，原因是__________________________________。若用过量的纯锌片与一定量的稀硫酸反应，为了加快反应速率又不影响产生氢气的量，下列措施可行的是__________(填字母)。
A. 微热　　　　　　
B. 加入适量氧化铜　　　　　　
C. 加入少量硫酸铜溶液
第45练　原电池原理　化学电源
1. C　解析：该装置属于原电池装置，能将化学能转化为电能，A正确；锌失去电子发生氧化反应为负极，因此锌片质量逐渐减小，B正确；电子由负极流向正极，由锌片经导线流向铜片，即Zn→→Cu，C错误；原电池发生的反应为锌和硫酸铜生成铜和硫酸锌，Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，D正确。故选C。
2. B　解析：a电极为负极，故H2在b电极上发生氧化反应，A错误；阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故电解质溶液中K＋向正极b移动，B正确；还有一部分化学能以热能的形式释放，故该装置不能实现化学能100%转化为电能，C错误；电子的流向为负极到正极，故电子从a电极沿外电路流向b电极，D错误。故选B。
3. B　解析：由电池反应知，Al元素的化合价升高，发生氧化反应，铝片作负极，A错误；海水作为电解质溶液，B正确；电池工作时，O2得到电子，C错误；电池工作时实现了化学能向电能的转化，D错误。
4. D　解析：该装置没有外加电源，该装置为电池装置，根据装置图，SO2转化成较浓硫酸，S元素的化合价升高，根据原电池工作原理，电极a为负极，电极反应式为SO2－2e－＋2H2O===4H＋＋SO，电极b为正极，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，据此分析；根据上述分析，电极b为正极，故A说法正确；根据原电池工作原理，H＋从a极移向b极区，故B说法正确；SO2转化成较浓硫酸，S元素的化合价升高，电极反应式为SO2－2e－＋2H2O===4H＋＋SO，故C说法正确；负极反应式为SO2－2e－＋2H2O===4H＋＋SO，正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，根据电荷守恒，a极消耗SO2与b极消耗O2两者物质的量之比为2∶1，故D说法错误。故选D。
5. B　解析：C1、C2是石墨电极。A中盛有棕色的KI和I2的混合溶液，B中盛有无色的Na3AsO4和Na3AsO3的混合溶液。当连接开关K，并向B中滴加浓盐酸时，发现灵敏电流计G的指针向右偏转，说明此时C2电极是正极，C1电极是负极。一段时间后，当电流计指针回到中间“0”位置，此时反应达到平衡状态，再向B中滴加过量浓NaOH溶液，可观察到电流计指针向左偏转，说明此时C2电极是负极，C1电极是正极，据此解答。不论电流计G的指针向右偏转还是向左偏转，均是原电池，都是化学能转变为电能，A错误；电流计G的指针向右偏转时，C1电极是负极，C1电极反应为：2I－－2e－===I2，B正确；电流计G的指针向左偏转时，C2电极是负极，C2电极反应为：AsO－2e－＋2OH－===AsO＋H2O，C错误；根据以上分析可知在酸性溶液中氧化性：AsO>I2，在碱性溶液中氧化性：AsO＜I2，D错误。故选B。
6. D　解析：酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，故A错误；原电池工作时，阳离子向正极(石墨电极)方向移动，故B错误；MnO2发生得电子的还原反应，故C错误；锌筒为负极，负极发生失电子的氧化反应Zn－2e－===Zn2＋，故D正确。故选D。
7. D　解析：根据电池反应：Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2，电极反应式正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。工作时原电池负极消耗OH－，溶液的pH减小，故A错误；电子不能在溶液中传递，故B错误；原电池中阴离子向负极移动，溶液中OH－由Ag2O电极移向Zn电极，故C错误；根据上面分析，Ag2O作正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，故D正确。故选D。
8. D　解析：由题干电池工作原理图示信息可知，放电时石墨电极上的反应为：4S2－－6e－===S，发生氧化反应，为负极，光催化电极上的反应为：I＋2e－===3I－，发生还原反应，为正极；充电时，石墨电极上的电极反应为：S＋6e－===4S2－，发生还原反应，为阴极，光催化电极上的电极反应为：3I－－2e－===I，发生氧化反应，为阳极。由分析可知，放电时，石墨为负极，A项正确；电池中填充固体电解质，固体电解质在熔融状态下才能导电，故该电池工作时可能需保持在较高的温度下，B项正确；光照时，电池处于充电状态，由分析可知，充电时，光催化电极发生的电极方程式为：3I－－2e－===I，C项正确；充电时，石墨电极上的电极反应为：S＋6e－===4S2－，当1 mol S完全转化为S2－时，转移6 mol e－，则有6 mol Na＋从电池右侧流向左侧，则电池左侧质量将增加138 g，D项错误。故选D。
9. C　解析：由图可知，a电极上HCOOH被氧化为HCO，作负极；则b电极作正极，发生还原反应。
铁的两种离子存在环境为酸性，且生成物为K2SO4，故物质A为H2SO4，A正确；装置中K＋由负极流向正极，则半透膜是阳离子交换膜，B正确；a电极上HCOOH被氧化为HCO，其电极反应式为：HCOO－－2e－＋2OH－===HCO＋H2O，C错误；Fe3＋先被还原为Fe2＋，Fe2＋又被O2氧化生成Fe3＋，Fe3＋可以循环，可看作是该反应的催化剂，D正确。故选C。
10. ①C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋　②2.67
解析：①燃料电池，燃料通负极，故通入甲醇的一级为负极，失电子转化为CO2，负极反应为C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋；②1 mol O2被消耗，转移电子4 mol，根据正极电极反应式O2＋4H＋＋4e－===2H2O，正极溶液增加1 mol O2和4 mol H＋，质量为32＋4＝36 g；根据负极电极反应，转移12 mol电子生成2 mol CO2和12 mol H＋，氢离子通过质子交换膜进入正极区，减少质量88＋12＝100 g，故转移4 mol电子减少质量33.33 g，理论上正负极溶液质量变化的绝对值之差为36 g－33.33 g＝2.67 g。
11. (1)①NH4Cl　②Zn－2e－＋2NH===[Zn(NH3)2]2＋＋2H＋　③MnO2　正极
(2)废锌皮　废锌皮在稀硫酸中可构成原电池，产生H2速率较快　AC
解析：(1)①根据普通锌锰干电池的结构图可知，电池中电解质为NH4Cl或氯化铵；②Zn为原电池负极，负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋；③放电时正极(碳棒)上发生的电极反应为2NH＋2MnO2＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O，正极上发生反应的物质是MnO2和NH；放电时，原电池电解质溶液中的阳离子向正极移动，因此NH向正极移动；
(2)废锌皮和纯锌粒分别与同浓度的稀硫酸反应，产生氢气速率较大的是废锌皮，原因是废锌皮在稀硫酸中形成了原电池，Zn为原电池负极，加快了Zn失电子速率，因此产生氢气的速率较大；若用过量的纯锌片与一定量的稀硫酸反应，为了加快反应速率又不影响产生氢气的量，下列措施可行的是：微热可以加快化学反应速率，故A符合题意；加入适量氧化铜，氧化铜会和稀硫酸反应生成硫酸铜和H2O，生成氢气量减少，故B不符合题意；加入少量硫酸铜溶液，形成了原电池，能加快反应速率又不影响产生氢气的量，故C符合题意。故选AC。