第38讲 原电池 常见化学电源
[复习目标] 1.理解原电池的工作原理。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。3.能够书写常见化学电源的电极反应式和总反应方程式。
考点一 原电池的构成及工作原理
1.原电池的概念和反应实质
原电池是将 能转化为 能的装置，其反应的实质是自发进行的氧化还原反应。
2.构建原电池模型(以锌铜原电池为例)
注 离子导体可以是电解质溶液、熔融电解质或固态离子导体，只能传导离子。
(1)原电池构成条件
①两种不同活性的电极(燃料电池两极都为石墨电极)
②电解质溶液或熔融电解质
③形成闭合回路
(2)盐桥(含KCl饱和溶液的琼脂)作用
①连接内电路，形成闭合回路；
②平衡电荷，Cl-移向 ，K+移向 ；
③减少能量损耗。
(3)三个流向
①外电路电子的流向：电子由负极出发经导线流向正极(电子不入水)。
②溶液中离子的流向：阳离子向正极迁移；阴离子向负极迁移。
③电流流向：电流由正极出发经导线流向负极，再由负极出发经溶液流向正极，形成闭合回路。
3.原电池原理的应用
(1)比较金属的活动性，在原电池中，一般较活泼的金属作负极 (注意电解质溶液对电极反应的影响)。
(2)加快化学反应速率，创造多个微电池反应环境，可加快反应(腐蚀)速率。
(3)应用于金属防护。
(4)设计原电池。
①首先将氧化还原反应分成两个半反应。
②根据原电池反应的特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。
1.原电池内部电解质中的阴离子一定移向负极，阳离子一定移向正极( )
2.原电池中负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数( )
3.图1能验证锌与硫酸铜反应过程中有电子转移( )
4.图2能实现Cu+H2SO4CuSO4+H2↑( )
一、原电池的构成及工作原理
1.如图所示原电池的反应原理为2N+ZnZn2++2NH3↑+H2↑。下列说法正确的是( )
A.石墨为电池的负极
B.电池工作时Zn逐渐被消耗
C.电子由石墨电极经外电路流向Zn电极
D.反应2N+ZnZn2++2NH3↑+H2↑在负极上发生
2.控制合适的条件，可使反应2Fe3++2I-2Fe2++I2向不同的方向进行，改变电极反应。
(1)反应开始时，乙中石墨电极的名称： ，反应类型： ；甲池中发生 (填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为 。
(2)一段时间后，电流表读数为零后，在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨作 (填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为 。
判断原电池正、负极的五种方法
二、设计原电池
3.根据反应2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2设计原电池，在方框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液，写出电极反应式：
①不含盐桥 ②含盐桥
负极： 正极：
考点二 常见化学电源
1.一次电池
负极反应式： ； 正极反应式： ； 总反应：Zn+2MnO2+2H2O2MnO(OH)+Zn(OH)2
负极反应式： ； 正极反应式： ； 总反应：Zn+Ag2OZnO+2Ag
2.二次电池
铅酸蓄电池是最常见的二次电池，总反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。
(1)放电时：
负极反应式： ；
正极反应式： 。
放电时，当外电路上有2 mol e-通过时，溶液中消耗H2SO4 mol。
(2)充电时：
阴极反应式： ；
阳极反应式： 。
充电一段时间电解质溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
提醒 充电时电极的连接：负接负作阴极，正接正作阳极。
3.燃料电池
(1)氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，常见的燃料除H2外，还有CO、水煤气(CO和H2)、烃类(如CH4)、醇类(如CH3OH)、醚类(如CH3OCH3)、氨(NH3)、肼(H2N—NH2)等。如无特别提示，燃料电池反应原理类似于燃料的燃烧。
(2)燃料电池的电解质常有四种类型：酸性条件、碱性条件、固体电解质(可传导O2-)、熔融碳酸盐，不同电解质会对总反应式、电极反应式有影响。
(3)以甲醇为燃料，写出下列介质中的电极反应式。
①酸性溶液(或含质子交换膜)
正极： ，
负极： 。
②碱性溶液
正极： ，
负极： 。
③固体氧化物(其中O2-可以在固体介质中自由移动)
正极： ，
负极： 。
④熔融碳酸盐(C)
正极(通入CO2)： ， 负极： 。
1.干电池根据电池内的电解质分为酸性电池和碱性电池( )
2.铅酸蓄电池放电时，正极与负极质量均增加( )
3.二次电池充电时，阴极连接电源的负极，发生还原反应( )
4.铅酸蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应( )
5.在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定发生氧化反应( )
一、多样化的燃料电池
1.燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4、C2H6等)与氧气(或空气)反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下列关于乙烷(C2H6)燃料电池的说法正确的是( )
A.通入5.6 L O2完全反应后，有1 mol电子发生转移
B.负极反应式：C2H6+18OH-+14e-2C+12H2O
C.该电池工作时，正极附近溶液的碱性增强
D.燃料电池的优点之一是燃料反应时化学能全部转化为电能
2.如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度在700~900 ℃时，O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应产物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是( )
A.电池内的O2-由电极乙移向电极甲
B.电池总反应为N2H4+2O22NO+2H2O
C.当电极甲上有1 mol N2H4消耗时，电极乙上有22.4 L O2参与反应
D.电池外电路的电子由电极乙移向电极甲
二、电极反应式的书写
3.有如图所示的四个装置，回答相关问题：
(1)图①中，Mg作 极。
(2)图②中，Mg作 极，写出负极反应式： ， 正极反应式： ，
总反应的离子方程式： 。
(3)图③中，Fe作 极，写出负极反应式： ，正极反应式： ， 总反应的化学方程式： 。
(4)图④装置能否构成原电池？ (填“能”或“否”)，若能构成原电池，正极为 ，电极反应式为 (若不能构成原电池，后两问不用回答)。
4.根据电池反应书写电极反应式。
(1)碱性铁电池的电池反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。
负极反应式： ， 正极反应式： 。
(2)一种锂电池的反应为CoO2+LiC6LiCoO2+C6，Li原子嵌入电池负极材料碳(C6)中。
负极反应式： ， 正极反应式： 。
(3)Mg AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式：2AgCl+MgMg2++2Ag+2Cl-。
负极反应式： ，
正极反应式： 。
(1)电极反应式书写的一般方法
(2)已知总反应式的复杂电极反应式的书写方法
①首先写出较简单的电极反应式。
②复杂电极反应式=总反应式-简单电极反应式。
③注意电子守恒。
1.(2024·北京，3)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，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+
2.(2025·河南1月适应性测试)我国科学家设计了一种水系S MnO2可充电电池，其工作原理如图所示。
下列说法正确的是( )
A.充电时，电极b为阳极
B.充电时，阳极附近溶液的pH增大
C.放电时，负极的电极反应：Cu2S-4e-===S+2Cu2+
D.放电时，溶液中Cu2+向电极b方向迁移
3.(2023·海南，8)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是( )
A.b电极为电池正极
B.电池工作时，海水中的Na+向a电极移动
C.电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性
D.每消耗1 kg Al，电池最多向外提供37 mol电子的电量
4.(2021·重庆，13)CO2电化学传感器是将环境中CO2浓度转变为电信号的装置，工作原理如图所示，其中YSZ是固体电解质，当传感器在一定温度下工作时，在熔融Li2CO3和YSZ之间的界面X会生成固体Li2O。下列说法错误的是( )
A.C迁移方向为界面X电极b
B.电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1∶1
C.电极b为负极，发生的电极反应为2C-4e-O2↑+2CO2↑
D.电池总反应为Li2CO3Li2O+CO2↑
5.(2024·新课标卷，12)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
电池工作时，下列叙述错误的是( )
A.电池总反应为2C6H12O6+O22C6H12O7
B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
C.消耗18 mg葡萄糖，理论上a电极有0.4 mmol电子流入
D.两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a
答案精析
考点一
整合必备知识
1.化学 电
2.(2)②负极 正极
易错辨析
1.√ 2.√ 3.√ 4.×
提升关键能力
1.B
2.(1)负极 氧化反应 还原 Fe3++e-Fe2+ (2)正 I2+2e-2I-
3.
①不含盐桥 ②含盐桥
负极：Cu-2e-Cu2+ 正极：Fe3++e-Fe2+
考点二
整合必备知识
1.Zn+2OH--2e-Zn(OH)2 MnO2+H2O+e-MnO(OH)+OH- Zn+2OH--2e-ZnO+H2O Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-
2.(1)Pb+S-2e-PbSO4 PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O 2 (2)PbSO4+2e-Pb+S PbSO4+2H2O-2e-PbO2+4H++S 减小
3.(3)①O2+4e-+4H+2H2O CH3OH-6e-+H2OCO2+6H+ ②O2+4e-+2H2O4OH- CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O ③O2+4e-2O2- CH3OH-6e-+3O2-CO2+2H2O ④O2+4e-+2CO22C CH3OH-6e-+3C4CO2+2H2O
易错辨析
1.√ 2.√ 3.√ 4.× 5.×
提升关键能力
1.C
2.A [该装置中电极甲为负极，电极乙为正极，所以O2-由电极乙移向电极甲，A项正确；电池的总反应为N2H4+O2N2+2H2O，B项错误；当电极甲上消耗1 mol N2H4时，电极乙上就有1 mol O2参与反应，但题目没有指明是否处于标准状况，C项错误；在外电路中，电子由负极(电极甲)移向正极(电极乙)，D项错误。]
3.(1)负 (2)正 Al+4OH--3e-[Al(OH)4]- 2H2O+2e-2OH-+H2↑ 2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑ (3)正 Cu-2e-Cu2+ N+2H++e-NO2↑+H2O Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(4)能 Cu O2+4e-+2H2O4OH-
4.(1)Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2
Fe+4H2O+3e-Fe(OH)3+5OH-
(2)LiC6-e-Li++C6
CoO2+Li++e-LiCoO2
(3)Mg-2e-Mg2+ AgCl+e-Ag+Cl-
练真题 明考向
1.D
2.C [由图可知，放电时，电极a上MnO2转化为Mn2+，发生还原反应，电极b上Cu2S转化为S和Cu2+，发生氧化反应，则电极a为正极，电极b为负极；充电时，电极a为阳极，电极b为阴极，A错误；充电时，电极a的电极反应为Mn2++2H2O-2e-===MnO2+4H+，阳极附近溶液的pH减小，B错误；放电时，电极b为负极，电极反应为Cu2S-4e-===S+2Cu2+，C正确；放电时，溶液中Cu2+向正极移动，即向电极a方向迁移，D错误。]
3.A
4.B
5.C [该装置为原电池，a为正极，电极反应为O2+4e-+2H2O4OH-，b为负极，发生反应：Cu2O-2e-+2OH-2CuO+H2O，在负极区，葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸：C6H12O6+2CuOC6H12O7+Cu2O；电池的总反应为2C6H12O6+O22C6H12O7，A正确；CuO将葡萄糖氧化为葡萄糖酸，自身被还原为Cu2O，Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B正确；由反应2C6H12O6+O22C6H12O7可知，1 mol C6H12O6参加反应时转移2 mol电子，消耗18 mg(0.1 mmol)葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C错误；原电池中阳离子从负极向正极迁移，故Na+迁移方向为b→a，D正确。](共84张PPT)
化学
大
一
轮
复
习
第九章 第38讲
原电池 常见化学电源
复习目标
1.理解原电池的工作原理。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
3.能够书写常见化学电源的电极反应式和总反应方程式。
考点一 原电池的构成及工作原理
考点二 常见化学电源
课时精练
练真题 明考向
内容索引
考点一
原电池的构成及工作原理
1.原电池的概念和反应实质
原电池是将 能转化为 能的装置，其反应的实质是自发进行的氧化还原反应。
2.构建原电池模型(以锌铜原电池为例)
整合必备知识
注 离子导体可以是电解质溶液、熔融电解质或固态离子导体，只能传导离子。
化学
电
(1)原电池构成条件
①两种不同活性的电极(燃料电池两极都为石墨电极)
②电解质溶液或熔融电解质
③形成闭合回路
(2)盐桥(含KCl饱和溶液的琼脂)作用
①连接内电路，形成闭合回路；
②平衡电荷，Cl－移向 ，K＋移向 ；
③减少能量损耗。
负极
正极
(3)三个流向
①外电路电子的流向：电子由负极出发经导线流向正极(电子不入水)。
②溶液中离子的流向：阳离子向正极迁移；阴离子向负极迁移。
③电流流向：电流由正极出发经导线流向负极，再由负极出发经溶液流向正极，形成闭合回路。
3.原电池原理的应用
(1)比较金属的活动性，在原电池中，一般较活泼的金属作负极(注意电解质溶液对电极反应的影响)。
(2)加快化学反应速率，创造多个微电池反应环境，可加快反应(腐蚀)速率。
(3)应用于金属防护。
(4)设计原电池。
①首先将氧化还原反应分成两个半反应。
②根据原电池反应的特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。
1.原电池内部电解质中的阴离子一定移向负极，阳离子一定移向正极
( )
2.原电池中负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数
( )
√
√
√
×
3.图1能验证锌与硫酸铜反应过程中有电子转移( )
4.图2能实现Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑( )
一、原电池的构成及工作原理
1.如图所示原电池的反应原理为2N＋Zn===Zn2+＋2NH3↑＋H2↑。下列说法正确的是
A.石墨为电池的负极
B.电池工作时Zn逐渐被消耗
C.电子由石墨电极经外电路流向Zn电极
D.反应2N＋Zn===Zn2+＋2NH3↑＋H2↑在负极上发生
√
提升关键能力
2.控制合适的条件，可使反应2Fe3+＋2I－ 2Fe2+＋I2向不同的方向进行，改变电极反应。
(1)反应开始时，乙中石墨电极的名称： ，反应类型： ；甲池中发生 (填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_______
。
(2)一段时间后，电流表读数为零后，在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨作 (填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为______
。
负极
氧化反应
还原
＋e－===Fe2+
正
Fe3+
I2＋
2e－===2I－
判断原电池正、负极的五种方法
二、设计原电池
3.根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2设计原电池，在方框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液，写出电极反应式：
①不含盐桥 ②含盐桥
负极： 正极： Cu－2e－===Cu2+
Fe3++e－===Fe2+
返回
考点二
常见化学电源
1.一次电池
整合必备知识
负极反应式：_____________________________；
正极反应式：________________________________；
总反应：Zn+2MnO2+2H2O===2MnO(OH)+Zn(OH)2
负极反应式：___________________________；
正极反应式：_____________________________；
总反应：Zn+Ag2O===ZnO+2Ag
Zn+2OH－－2e－===Zn(OH)2
MnO2+H2O+e－===MnO(OH)+OH－
Zn+2OH－－2e－===ZnO+H2O
Ag2O+H2O+2e－===2Ag+2OH－
2.二次电池
铅酸蓄电池是最常见的二次电池，总反应：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。
(1)放电时：
负极反应式：_________________________；
正极反应式：__________________________________。
放电时，当外电路上有2 mol e－通过时，溶液中消耗H2SO4 mol。
Pb+S－2e－===PbSO4
PbO2+4H++S+2e－===PbSO4+2H2O
2
(2)充电时：
阴极反应式： ；
阳极反应式：_____________________________
________。
充电一段时间电解质溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
提醒 充电时电极的连接：负接负作阴极，正接正作阳极。
PbSO4+2e－===Pb+S
PbSO4+2H2O－2e－===PbO2+4H+
+S
减小
3.燃料电池
(1)氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，常见的燃料除H2外，还有CO、水煤气(CO和H2)、烃类(如CH4)、醇类(如CH3OH)、醚类(如CH3OCH3)、氨(NH3)、肼(H2N—NH2)等。如无特别提示，燃料电池反应原理类似于燃料的燃烧。
(2)燃料电池的电解质常有四种类型：酸性条件、碱性条件、固体电解质(可传导O2－)、熔融碳酸盐，不同电解质会对总反应式、电极反应式有影响。
(3)以甲醇为燃料，写出下列介质中的电极反应式。
①酸性溶液(或含质子交换膜)
正极：______________________，
负极： _______________________________。
②碱性溶液
正极： ______________________ ，
负极： ___________________________________ 。
O2+4e－+4H+===2H2O
CH3OH－6e－+H2O===CO2+6H+
O2+4e－+2H2O===4OH－
CH3OH－6e－+8OH－===C+6H2O
③固体氧化物(其中O2－可以在固体介质中自由移动)
正极： _________________，
负极： _________________________________ 。
④熔融碳酸盐(C)
正极(通入CO2)： ______________________ ，
负极： __________________________________ 。
O2+4e－===2O2－
CH3OH－6e－+3O2－===CO2+2H2O
O2+4e－+2CO2===2C
CH3OH－6e－+3C===4CO2+2H2O
1.干电池根据电池内的电解质分为酸性电池和碱性电池( )
2.铅酸蓄电池放电时，正极与负极质量均增加( )
3.二次电池充电时，阴极连接电源的负极，发生还原反应( )
4.铅酸蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应( )
5.在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定发生氧化反应( )
√
√
×
√
×
一、多样化的燃料电池
1.燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4、C2H6等)与氧气(或空气)反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下列关于乙烷(C2H6)燃料电池的说法正确的是
A.通入5.6 L O2完全反应后，有1 mol电子发生转移
B.负极反应式：C2H6+18OH－+14e－===2C+12H2O
C.该电池工作时，正极附近溶液的碱性增强
D.燃料电池的优点之一是燃料反应时化学能全部转化为电能
提升关键能力
√
气体所处的状态未知，不能计算5.6 L O2的物质的量，故A错误；
乙烷燃料电池中，负极上乙烷失去电子发生氧化反应，电解质溶液呈碱性，则其电极反应式为C2H6+18OH－－14e－===2C+12H2O，故B错误；
该电池工作时，正极反应为O2+4e－+2H2O===4OH－，生成OH－，正极附近溶液的碱性增强，故C正确；
燃料的化学能不能全部转化为电能，还转化为热能等其他形式的能量，故D错误。
2.如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度在700~900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应产物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是
A.电池内的O2－由电极乙移向电极甲
B.电池总反应为N2H4+2O2===2NO+2H2O
C.当电极甲上有1 mol N2H4消耗时，电极乙上有
22.4 L O2参与反应
D.电池外电路的电子由电极乙移向电极甲
√
该装置中电极甲为负极，电极乙为正极，所以O2－由电极乙移向电极甲，A项正确；
电池的总反应为N2H4+O2===N2+2H2O，B项错误；当电极甲上消耗1 mol N2H4时，电极乙上就有1 mol O2参与反应，但题目没有指明是否处于标准状况，C项错误；
在外电路中，电子由负极(电极甲)移向正极(电极乙)，D项错误。
二、电极反应式的书写
3.有如图所示的四个装置，回答相关问题：
(1)图①中，Mg作 极。
(2)图②中，Mg作 极，写出负极反应式： ，正极反应式： ，总反应的离子方程式：
。
负
正
Al+4OH－－3e－===[Al(OH)4]－
2H2O+2e－===2OH－+H2↑
2Al+2OH－+6H2O===2[Al(OH)4]－+3H2↑
(3)图③中，Fe作 极，写出负极反应式：__________________，正极反应式： ，总反应的化学方程式：
。
(4)图④装置能否构成原电池？ (填“能”或“否”)，若能构成原电池，正极为 ，电极反应式为 (若不能构成原电池，后两问不用回答)。
正
Cu－2e－===Cu2+
N+2H++e－===NO2↑+H2O
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
能
Cu
O2+4e－+2H2O===4OH－
4.根据电池反应书写电极反应式。
(1)碱性铁电池的电池反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O===3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。
负极反应式： ，正极反应式：___________
_____________________________。
(2)一种锂电池的反应为CoO2+LiC6===LiCoO2+C6，Li原子嵌入电池负极材料碳(C6)中。
负极反应式： ，正极反应式：__________________
_________。
Zn－2e－+2OH－===Zn(OH)2
Fe+
4H2O+3e－===Fe(OH)3+5OH－
LiC6－e－===Li++C6
CoO2+Li++e－===
LiCoO2
(3)Mg AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式：2AgCl+Mg===Mg2++2Ag+2Cl－。
负极反应式： ，正极反应式： 。
Mg－2e－===Mg2+
AgCl+e－===Ag+Cl－
(1)电极反应式书写的一般方法
(2)已知总反应式的复杂电极反应式的书写方法
①首先写出较简单的电极反应式。
②复杂电极反应式=总反应式－简单电极反应式。
③注意电子守恒。
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LIANZHENTI MINGKAOXIANG
练真题 明考向
1.(2024·北京，3)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，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+
√
酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨棒为正极，A错误；
原电池工作时，阳离子向正极(石墨棒电极)方向移动，B错误；
MnO2发生还原反应，C错误；
锌筒为负极，负极发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2+，D正确。
2.(2025·河南1月适应性测试)我国科学家设计了一种水系S MnO2可充电电池，其工作原理如图所示。
下列说法正确的是
A.充电时，电极b为阳极
B.充电时，阳极附近溶液的pH增大
C.放电时，负极的电极反应：Cu2S-4e-===
S+2Cu2+
D.放电时，溶液中Cu2+向电极b方向迁移
√
由图可知，放电时，电极a上MnO2转化为Mn2+，发生还原反应，电极b上Cu2S转化为S和Cu2+，发生氧化反应，则电极a为正极，电极b为负极；充电时，电极a为阳极，电极b为阴极，A错误；
充电时，电极a的电极反应为Mn2++2H2O-2e-===MnO2+4H+，阳极附近溶液的pH减小，B错误；
放电时，电极b为负极，电极反应为Cu2S-4e-===S+2Cu2+，C正确；
放电时，溶液中Cu2+向正极移动，即向电极a方向迁移，D错误。
3.(2023·海南，8)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是
A.b电极为电池正极
B.电池工作时，海水中的Na+向a电极移动
C.电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性
D.每消耗1 kg Al，电池最多向外提供37 mol电子的电量
√
电池工作时，阳离子向正极移动，故海水中的Na+向b电极移动，B错误；
电池工作时，a电极反应为铝失去电子生成铝离子：Al－3e－===Al3+，铝离子水解使紧邻a电极区域的海水呈酸性，C错误；
每消耗1 kg Al(为 mol)，电池最多向外提供 mol×3= mol电子的电量，D错误。
4.(2021·重庆，13)CO2电化学传感器是将环境中CO2浓度转变为电信号的装置，工作原理如图所示，其中YSZ是固体电解质，当传感器在一定温度下工作时，在熔融Li2CO3和YSZ之间的界面X会生成固体Li2O。下列说法错误的是
A.C迁移方向为界面X—→电极b
B.电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的
物质的量之比为1∶1
C.电极b为负极，发生的电极反应为2C－
4e－===O2↑+2CO2↑
D.电池总反应为Li2CO3===Li2O+CO2↑
√
根据图示可知，电极a上O2得到电子变为O2－，则a为正极；在电极b上熔融Li2CO3失去电子变为CO2、O2，则b为负极。C会向负极区移动，A正确；
依据电子守恒，可知电极a上消耗的O2和电极
b上产生的CO2的物质的量之比为1∶2，B错误；
电极b为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应为2C－4e－===O2↑+2CO2↑，C正确；
正极上发生反应：O2+4e－===2O2－，将上述两电极反应式相加可得总反应方程式，D正确。
5.(2024·新课标卷，12)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
电池工作时，下列叙述错误的是
A.电池总反应为2C6H12O6+O2===2C6H12O7
B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转
变起催化作用
C.消耗18 mg葡萄糖，理论上a电极有0.4 mmol电子流入
D.两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a
√
该装置为原电池，a为正极，电极反应为O2+4e－+2H2O===4OH－，b为负极，发生反应：Cu2O－2e－+2OH－===2CuO+H2O，在负极区，葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸：
C6H12O6+2CuO===C6H12O7+Cu2O；电池的
总反应为2C6H12O6+O2===2C6H12O7，A正确；
CuO将葡萄糖氧化为葡萄糖酸，自身被还原为Cu2O，Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B正确；
由反应2C6H12O6+O2===2C6H12O7可知，
1 mol C6H12O6参加反应时转移2 mol电子，消耗18 mg(0.1 mmol)葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C错误；
原电池中阳离子从负极向正极迁移，故Na+迁移方向为b→a，D正确。
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KESHIJINGLIAN
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对一对
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题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 D B A D C C C B
题号 9 10 11 12 13 14 答案 D B C C D C
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(1)Zn NH4Cl MnO2+N+e-===MnO(OH)+NH3
(2)废锌皮 废锌皮在稀硫酸中可构成原电池，产生氢气速率较快 AC
16.
(1)SO2-2e-+2H2O===4H++S (2)2 mol
1.下列与甲、乙两套装置有关的说法正确的是
A.甲、乙装置中，锌棒均作负极，发生氧化反应
B.甲中锌棒直接与稀H2SO4接触，故甲生成气泡的速率更快
C.甲、乙装置的电解质溶液中，阳离子均向碳棒定向迁移
D.乙中盐桥设计的优点是迅速平衡电荷，提高电池效率
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甲不是原电池，故A错误；
甲中锌棒直接与稀H2SO4接触，发生化学腐蚀，乙中构成了原电池，负极失去电子速率加快，因此正极放出氢气的速率增大，故B错误。
2.(2024·河北模拟预测)某锂锰一次电池的结构如图所示，电池工作时MnO2转化为LiMnO2，下列说法错误的是
A.电极a为电池的负极
B.电极b的反应式为MnO2－e－+Li+===LiMnO2
C.电池中的有机溶剂不能使用乙酸
D.电池工作时Li+移向电极b
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电池工作时MnO2转化为LiMnO2，锰元素价态降低，则电极b为正极，电极a为负极，据此解答。由分析可知，电极a为电池的负极，A正确；
电极b上MnO2被还原为LiMnO2，电极反应式为MnO2+e－+Li+===LiMnO2，B错误；
乙酸能与锂单质反应，因此锂电池中的有机溶剂不能使用乙酸，C正确；电池工作时Li+移向正极，即移向电极b，D正确。
3.铅酸蓄电池是汽车常用的蓄电池，其构造如图所示。下列说法不正确的是
A.电池放电时，负极质量减轻
B.电池放电时，c(H+)减小
C.电池充电时总反应为2PbSO4+2H2O===
Pb+PbO2+2H2SO4
D.铅酸蓄电池的缺点是笨重、比能量低
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放电时，负极Pb失去电子转化为PbSO4，负极质量增加，A项错误；
放电过程中消耗H2SO4，溶液中c(H+)减小，B项正确。
4.(2025·厦门高三模拟)NaBH4 H2O2燃料电池有望成为低温环境下工作的便携式燃料电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.b为正极
B.负极反应为B+8OH－－8e－===B
+6H2O
C.该燃料电池中的离子交换膜为阳离子交换膜
D.高温条件下可以提高工作效率
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NaBH4中H为－1价，有强还原性，H2O2有强氧化性，在电池中，NaBH4在负极失去电子，所以电极a是负极；H2O2在正极得到电子，电极b为正极，故A项正确；
根据工作原理图可知a电极上失去电子发生氧化反应，其电极反应为B+8OH－－8e－===B+6H2O，故B项正确；
b极区OH－浓度增大，Na+从a极区移向b极区，则离子交换膜为阳离子交换膜，故C项正确；
高温条件下，过氧化氢分解加快，不能提高工作效率，故D项错误。
5.根据光合作用原理，设计如图原电池装置。下列说法正确的是
A.a电极为原电池的正极
B.外电路电流方向是a→b
C.b电极的电极反应式为O2+2e－+2H+===
H2O2
D.a电极上每生成1 mol O2，通过质子交换膜的H+为2 mol
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根据图示可知，a极上H2O转化为H+和O2，发生氧化反应，则a电极为原电池的负极，A项错误；
a电极为负极，b电极为正极，外电路电流方向应从正极到负极，即b→a，B项错误；
a电极上每生成1 mol O2，转移4 mol电子，则通过质子交换膜的H+为
4 mol，D项错误。
6.(2024·全国甲卷，12)科学家使用δ MnO2研制了一种MnO2 Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是
A.充电时，Zn2+向阳极方向迁移
B.充电时，会发生反应Zn+2MnO2===ZnMn2O4
C.放电时，正极反应有MnO2+H2O+e－===
MnOOH+OH－
D.放电时，Zn电极质量减少0.65 g，MnO2电极生成了0.020 mol MnOOH
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充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即Zn2+向阴极方向迁移，A错误；
放电时，Zn电极为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2+，则充电时阴极反应为Zn2++2e－===
Zn，即充电时Zn元素化合价应降低，B错误；
放电时，MnO2电极为正极，正极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4，则正极上主要发生的电极反应为MnO2+H2O+e－===MnOOH+OH－，C正确；
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放电时，Zn电极质量减少0.65 g(物质的量为0.010 mol)，电路中转移0.020 mol电子，由正极的主要反应MnO2+H2O+e－===MnOOH+OH－可知，若正极上只有MnOOH生成，则生成
MnOOH的物质的量为0.020 mol，但正极上还有少量ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物质的量小于0.020 mol，D错误。
7.(2021·山东，10)以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH O2、N2H4 O2、(CH3)2NNH2 O2清洁燃料电池，下列说法正确的是
A.放电过程中，K+均向负极移动
B.放电过程中，KOH物质的量均减小
C.消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2 O2燃料电池的理论放电量最大
D.消耗1 mol O2时，理论上N2H4 O2燃料电池气体产物的体积在标准状况
下为11.2 L
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放电过程为原电池工作原理，所以钾离子均向正极移动，A错误；
碱性环境下，N2H4 O2清洁燃料电池总反应为N2H4+O2===N2+2H2O，未消耗KOH，所以KOH的物质的量不变，其他两种燃料电池根据总反应可知，KOH的物质的量均减小，B错误；
理论放电量与燃料的物质的量和转移电子数有关，设消耗燃料的质量均为m g，
则甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2的放电量分别是×6、×4、×16，通过比较可知(CH3)2NNH2理论放电量最大，C正确；
根据转移电子数守恒和总反应式可知，消耗1 mol O2生成氮气的物质的量为1 mol，在标准状况下为22.4 L，D错误。
8.(2024·河北模拟)MCFC(熔融碳酸盐燃料电池，装置如图所示)以多孔陶瓷基质中悬浮的熔融碳酸盐作为电解质，甲烷水蒸气催化重整反应产生的混合气Y由两种常见的可燃性气体组成。下列说法错误的是
A.负极的电极反应式为H2－2e－+C===
H2O+CO2
B.装置甲中放置碱石灰，除去电极反应中产
生的水和二氧化碳
C.电池工作时，电子由电极A经负载流向电极B，C由电极B移向电极A
D.长期在高温条件下工作，会发生腐蚀和渗漏，从而降低电池的寿命
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甲烷水蒸气催化重整反应产生的混合气Y由两种常见的可燃性气体组成，说明这两种气体为CO和H2，电极A发生反应：H2－2e－+C
===H2O+CO2，电极B发生反应：O2+2CO2+4e－===2C，因此电极A为负极，电极B为正
极。装置甲的作用是干燥二氧化碳，在正极参与电极反应，循环利用，B项错误；
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电极A为负极，电池工作时，电子由电极A流向电极B，C在电极B生成，在电极A消耗，所以C由电极B移向电极A，C项正确；
多孔陶瓷基质与碳酸钠在高温下反应，因此长期在高温条件下工作，会发生腐蚀和渗漏，D项正确。
9.(2024·北京模拟预测)我国科学家在可充放电式锌 空气电池研究方面取得重大进展。电池原理如图所示，该电池的核心组分是驱动氧化还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的双功能催化剂，KOH溶液为电解质溶液，放电的总反应式为2Zn+O2+4OH－+2H2O===2[Zn(OH)4]2－。下列有关说法不正确的是
A.放电时电解质溶液中K+向正极移动
B.放电时锌电池负极反应为Zn－2e－+4OH－
===[Zn(OH)4]2－
C.充电时催化剂降低析氧反应(OER)的活化能
D.充电时阴极生成6.5 g Zn的同时阳极产生2.24 L O2(标准状况)
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根据放电的总反应式2Zn+O2+4OH－+2H2O===
2[Zn(OH)4]2－可知，O元素的化合价降低，被还原，Zn元素化合价升高，被氧化，则负极反应式为Zn－2e－+4OH－===[Zn(OH)4]2－，放电时阳离子向正极移动，则K+向正极移动，故A、B正确；
由放电的总反应式和原理图知，放电时发生“氧化还原反应(ORR)”，充电时发生“析氧反应(OER)”，“双功能催化剂”意味着无论放电还是充电均能降低反应活化能，起到催化作用，故C正确；
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充电时阴极生成6.5 g Zn转移0.2 mol e－，则阳极产生0.05 mol即1.12 L O2(标准状况)，故D错误。
10.(2023·辽宁，11)某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是
A.放电时负极质量减小
B.储能过程中电能转变为化学能
C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧
D.充电总反应：Pb+S+2Fe3+===PbSO4+2Fe2+
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放电时，负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A错误；
储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；
放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧，C错误；
充电时，总反应为PbSO4+2Fe2+===Pb++2Fe3+，D错误。
11.某科研机构研发的NO 空气燃料电池的工作原理如图所示，下列叙述正确的是
A.a电极为电池负极
B.电池工作时H+透过质子交换膜从右向
左移动
C.b电极的电极反应：NO－3e－+2H2O===4H++
D.当外电路中通过0.2 mol电子时，a电极处消耗O2 1.12 L
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NO 空气燃料电池中氧气发生还原反应，故a为正极、b为负极，A错误；
原电池中氢离子向正极移动，故电池工作时H+透过质子交换膜从左向右移动，B错误；
b电极上NO失去电子发生氧化反应生成硝酸，C正确；
没有标明所处状况，不能计算氧气的体积，D错误。
12.用如图所示装置探究某浓度的浓硝酸与铁的反应。装置①中Fe表面产生了红棕色气泡，一段时间后停止；装置②为在装置①中插入Cu并连接导线，一段时间后，Fe表面产生红棕色气泡，而后停止；再过一段时间后又产生红棕色气泡，而后停止……如此往复多次，Cu表面始终有红棕色气泡。下列说法正确的是
A.装置①中现象说明浓硝酸具有强氧
化性，能将Fe钝化为Fe2O3
B.装置②中插入Cu并连接导线后，体系形成了原电池，Cu始终为负极
C.装置②中Fe表面产生红棕色气泡时，Fe为负极
D.Cu表面发生的反应只有Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、
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装置①中现象说明浓硝酸具有强氧化性，能将Fe钝化，但形成的致密氧化膜的成分复杂，不能仅用Fe2O3表示，A错误；
装置②中插入Cu并连接导线后，由于Fe表面已钝化，此时Cu为负极，Fe为正极，Fe表面的氧化物得电子发生还原反应而溶解，待氧化膜完全溶解后，Fe为负极，Cu为正极，然后Fe表面再次发生钝化，如此往复多次，B错误；
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当Fe为负极时，Fe发生钝化，钝化过程中会产生红棕色气泡，C正确；
Cu表面与浓硝酸发生氧化还原反应：Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑
+2H2O，此外，当Cu作正极时，Cu表面发生的电极反应为N+2H++e－===NO2↑+H2O，当Cu作负极时，Cu表面发生的电极反应为Cu－2e－===Cu2+，D错误。
13.二氧化硫 空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是
A.该电池放电时质子从Pt2电极经过内电路移
向Pt1电极
B.Pt1电极附近发生的反应为SO2+2H2O－2e－
===H2SO4+2H+
C.Pt2电极附近发生的反应为O2+4e－+2H2O===4OH－
D.相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1
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放电时为原电池，质子向正极移动，Pt1电极为负极，则该电池放电时质子从Pt1电极移向Pt2电极，A错误；
Pt1电极为负极，发生氧化反应，SO2被氧化
为硫酸，电极反应式为SO2+2H2O－2e－===S+4H+，B错误；
酸性条件下，Pt2电极附近发生的反应为O2+4e－+4H+===2H2O，C错误；
根据转移电子数相等可知，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1，D正确。
14.(2024·山东模拟预测)锂离子电池的能量密度高，在生产生活中具有广泛的应用。科学家研发的一种锂离子电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.该电池充电或放电时，高电势端均发
生氧化反应
B.该电池充电时，石墨端与外电源的正
极相连，电能转化为化学能
C.该电池放电时，正极反应为Li1－xCoO2+xLi++xe－===LiCoO2
D.该电池放电时，电路中每通过1 mol电子，负极质量减少7x g
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答案
锂离子电池属于二次电池，石墨端为负极，Li1－xCoO2端为正极，充电时，石墨端为阴极，Li1－xCoO2端为阳极，据此分析解答。充电时，高电势端为阳极，发
生氧化反应，放电时，高电势端为正极，发生还原反应，A项错误；
该电池充电时，石墨端为阴极，与外电源的负极相连，电能转化为化学能，B项错误；
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答案
该电池放电时，Li1－xCoO2端为正极，Li+向正极移动结合Li1－xCoO2生成LiCoO2，正极反应为Li1－xCoO2+xLi++xe－===
LiCoO2，C项正确；
该电池放电时，负极反应为LixC6－xe－===xLi++C6，电路中每通过1 mol电子，负极减少1 mol Li+，即质量减少7 g，D项错误。
15.(1)普通锌锰电池放电时的主要反应为Zn+
2NH4Cl+2MnO2===Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)，其结构如图所示。
该电池中，负极材料主要是 ，电解质的主要成分是 ，正极发生的主要反应是 。
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Zn
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MnO2+N+e－===MnO(OH)+NH3
(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
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答案
废锌皮
废锌皮在稀硫酸
中可构成原电池，产生氢气速率较快
AC
16.通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应：H2S+H2SO4===SO2↑+S↓+2H2O、S+O2===SO2。
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(1)电极a上发生的电极反应为 。
SO2－2e－+2H2O===4H++S
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答案
由图可知，该装置为原电池，电极a为电池的负极，通入的二氧化硫气体在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸，电极反应式为SO2－2e－+2H2O
===4H++S。
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答案
(2)理论上1 mol H2S参加反应可产生H2的物质的量为 。
2 mol
由反应H2S+H2SO4===SO2↑+S↓+2H2O、S+O2===SO2可知，1 mol H2S参加反应时，负极上有2 mol二氧化硫参与放电，由得失电子守恒可得：2 mol×2=n(H2)×2，解得n(H2)=2 mol。
返回第九章 第38练 原电池 常见化学电源
分值：100分
(选择题1~14题，每小题6分，共84分)
1.下列与甲、乙两套装置有关的说法正确的是( )
A.甲、乙装置中，锌棒均作负极，发生氧化反应
B.甲中锌棒直接与稀H2SO4接触，故甲生成气泡的速率更快
C.甲、乙装置的电解质溶液中，阳离子均向碳棒定向迁移
D.乙中盐桥设计的优点是迅速平衡电荷，提高电池效率
2.(2024·河北模拟预测)某锂锰一次电池的结构如图所示，电池工作时MnO2转化为LiMnO2，下列说法错误的是( )
A.电极a为电池的负极
B.电极b的反应式为MnO2－e－＋Li＋===LiMnO2
C.电池中的有机溶剂不能使用乙酸
D.电池工作时Li＋移向电极b
3.铅酸蓄电池是汽车常用的蓄电池，其构造如图所示。下列说法不正确的是( )
A.电池放电时，负极质量减轻
B.电池放电时，c(H＋)减小
C.电池充电时总反应为2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4
D.铅酸蓄电池的缺点是笨重、比能量低
4.(2025·厦门高三模拟)NaBH4 H2O2燃料电池有望成为低温环境下工作的便携式燃料电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.b为正极
B.负极反应为B＋8OH－－8e－===B＋6H2O
C.该燃料电池中的离子交换膜为阳离子交换膜
D.高温条件下可以提高工作效率
5.根据光合作用原理，设计如图原电池装置。下列说法正确的是( )
A.a电极为原电池的正极
B.外电路电流方向是a→b
C.b电极的电极反应式为O2＋2e－＋2H＋===H2O2
D.a电极上每生成1 mol O2，通过质子交换膜的H＋为2 mol
6.(2024·全国甲卷，12)科学家使用δ MnO2研制了一种MnO2 Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是( )
A.充电时，Zn2＋向阳极方向迁移
B.充电时，会发生反应Zn＋2MnO2===ZnMn2O4
C.放电时，正极反应有MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－
D.放电时，Zn电极质量减少0.65 g，MnO2电极生成了0.020 mol MnOOH
7.(2021·山东，10)以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH O2、N2H4 O2、(CH3)2NNH2 O2清洁燃料电池，下列说法正确的是( )
A.放电过程中，K＋均向负极移动
B.放电过程中，KOH物质的量均减小
C.消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2 O2燃料电池的理论放电量最大
D.消耗1 mol O2时，理论上N2H4 O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2 L
8.(2024·河北模拟)MCFC(熔融碳酸盐燃料电池，装置如图所示)以多孔陶瓷基质中悬浮的熔融碳酸盐作为电解质，甲烷水蒸气催化重整反应产生的混合气Y由两种常见的可燃性气体组成。下列说法错误的是( )
A.负极的电极反应式为H2－2e－＋C===H2O＋CO2
B.装置甲中放置碱石灰，除去电极反应中产生的水和二氧化碳
C.电池工作时，电子由电极A经负载流向电极B，C由电极B移向电极A
D.长期在高温条件下工作，会发生腐蚀和渗漏，从而降低电池的寿命
9.(2024·北京模拟预测)我国科学家在可充放电式锌 空气电池研究方面取得重大进展。电池原理如图所示，该电池的核心组分是驱动氧化还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的双功能催化剂，KOH溶液为电解质溶液，放电的总反应式为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2[Zn(OH)4]2－。下列有关说法不正确的是( )
A.放电时电解质溶液中K＋向正极移动
B.放电时锌电池负极反应为Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－
C.充电时催化剂降低析氧反应(OER)的活化能
D.充电时阴极生成6.5 g Zn的同时阳极产生2.24 L O2(标准状况)
10.(2023·辽宁，11)某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.放电时负极质量减小
B.储能过程中电能转变为化学能
C.放电时右侧H＋通过质子交换膜移向左侧
D.充电总反应：Pb＋S＋2Fe3＋===PbSO4＋2Fe2＋
11.某科研机构研发的NO 空气燃料电池的工作原理如图所示，下列叙述正确的是( )
A.a电极为电池负极
B.电池工作时H＋透过质子交换膜从右向左移动
C.b电极的电极反应：NO－3e－＋2H2O===4H＋＋
D.当外电路中通过0.2 mol电子时，a电极处消耗O2 1.12 L
12.用如图所示装置探究某浓度的浓硝酸与铁的反应。装置①中Fe表面产生了红棕色气泡，一段时间后停止；装置②为在装置①中插入Cu并连接导线，一段时间后，Fe表面产生红棕色气泡，而后停止；再过一段时间后又产生红棕色气泡，而后停止……如此往复多次，Cu表面始终有红棕色气泡。下列说法正确的是( )
A.装置①中现象说明浓硝酸具有强氧化性，能将Fe钝化为Fe2O3
B.装置②中插入Cu并连接导线后，体系形成了原电池，Cu始终为负极
C.装置②中Fe表面产生红棕色气泡时，Fe为负极
D.Cu表面发生的反应只有Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、N＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O
13.二氧化硫 空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.该电池放电时质子从Pt2电极经过内电路移向Pt1电极
B.Pt1电极附近发生的反应为SO2＋2H2O－2e－===H2SO4＋2H＋
C.Pt2电极附近发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
D.相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1
14.(2024·山东模拟预测)锂离子电池的能量密度高，在生产生活中具有广泛的应用。科学家研发的一种锂离子电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.该电池充电或放电时，高电势端均发生氧化反应
B.该电池充电时，石墨端与外电源的正极相连，电能转化为化学能
C.该电池放电时，正极反应为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2
D.该电池放电时，电路中每通过1 mol电子，负极质量减少7x g
15.(12分)(1)普通锌锰电池放电时的主要反应为Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)，其结构如图所示。
该电池中，负极材料主要是 ，电解质的主要成分是 ，正极发生的主要反应是 。
(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
16.(4分)通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应：H2S＋H2SO4===SO2↑＋S↓＋2H2O、S＋O2===SO2。
(1)电极a上发生的电极反应为 。
(2)理论上1 mol H2S参加反应可产生H2的物质的量为 。
答案精析
1.D 2.B 3.A
4.D [NaBH4中H为-1价，有强还原性，H2O2有强氧化性，在电池中，NaBH4在负极失去电子，所以电极a是负极；H2O2在正极得到电子，电极b为正极，故A项正确；根据工作原理图可知a电极上失去电子发生氧化反应，其电极反应为B+8OH--8e-B+6H2O，故B项正确；b极区OH-浓度增大，Na+从a极区移向b极区，则离子交换膜为阳离子交换膜，故C项正确；高温条件下，过氧化氢分解加快，不能提高工作效率，故D项错误。]
5.C [根据图示可知，a极上H2O转化为H+和O2，发生氧化反应，则a电极为原电池的负极，A项错误；a电极为负极，b电极为正极，外电路电流方向应从正极到负极，即b→a，B项错误；a电极上每生成1 mol O2，转移4 mol电子，则通过质子交换膜的H+为4 mol，D项错误。]
6.C
7.C [放电过程为原电池工作原理，所以钾离子均向正极移动，A错误；碱性环境下，N2H4 O2清洁燃料电池总反应为N2H4+O2N2+2H2O，未消耗KOH，所以KOH的物质的量不变，其他两种燃料电池根据总反应可知，KOH的物质的量均减小，B错误；理论放电量与燃料的物质的量和转移电子数有关，设消耗燃料的质量均为m g，则甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2的放电量分别是×6、×4、×16，通过比较可知(CH3)2NNH2理论放电量最大，C正确；根据转移电子数守恒和总反应式可知，消耗1 mol O2生成氮气的物质的量为1 mol，在标准状况下为22.4 L，D错误。]
8.B
9.D [根据放电的总反应式2Zn+O2+4OH-+2H2O2[Zn(OH)4]2-可知，O元素的化合价降低，被还原，Zn元素化合价升高，被氧化，则负极反应式为Zn-2e-+4OH-[Zn(OH)4]2-，放电时阳离子向正极移动，则K+向正极移动，故A、B正确；由放电的总反应式和原理图知，放电时发生“氧化还原反应(ORR)”，充电时发生“析氧反应(OER)”，“双功能催化剂”意味着无论放电还是充电均能降低反应活化能，起到催化作用，故C正确；充电时阴极生成6.5 g Zn转移0.2 mol e-，则阳极产生0.05 mol即1.12 L O2(标准状况)，故D错误。]
10.B 11.C
12.C [装置①中现象说明浓硝酸具有强氧化性，能将Fe钝化，但形成的致密氧化膜的成分复杂，不能仅用Fe2O3表示，A错误；装置②中插入Cu并连接导线后，由于Fe表面已钝化，此时Cu为负极，Fe为正极，Fe表面的氧化物得电子发生还原反应而溶解，待氧化膜完全溶解后，Fe为负极，Cu为正极，然后Fe表面再次发生钝化，如此往复多次，B错误；当Fe为负极时，Fe发生钝化，钝化过程中会产生红棕色气泡，C正确；Cu表面与浓硝酸发生氧化还原反应：Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，此外，当Cu作正极时，Cu表面发生的电极反应为N+2H++e-NO2↑+H2O，当Cu作负极时，Cu表面发生的电极反应为Cu-2e-Cu2+，D错误。]
13.D [放电时为原电池，质子向正极移动，Pt1电极为负极，则该电池放电时质子从Pt1电极移向Pt2电极，A错误；Pt1电极为负极，发生氧化反应，SO2被氧化为硫酸，电极反应式为SO2+2H2O-2e-S+4H+，B错误；酸性条件下，Pt2电极附近发生的反应为O2+4e-+4H+2H2O，C错误；根据转移电子数相等可知，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1，D正确。]
14.C [锂离子电池属于二次电池，石墨端为负极，Li1-xCoO2端为正极，充电时，石墨端为阴极，Li1-xCoO2端为阳极，据此分析解答。充电时，高电势端为阳极，发生氧化反应，放电时，高电势端为正极，发生还原反应，A项错误；该电池充电时，石墨端为阴极，与外电源的负极相连，电能转化为化学能，B项错误；该电池放电时，Li1-xCoO2端为正极，Li+向正极移动结合Li1-xCoO2生成LiCoO2，正极反应为Li1-xCoO2+xLi++xe-LiCoO2，C项正确；该电池放电时，负极反应为LixC6-xe-xLi++C6，电路中每通过1 mol电子，负极减少1 mol Li+，即质量减少7 g，D项错误。]
15.(1)Zn NH4Cl MnO2+N+e-MnO(OH)+NH3 (2)废锌皮 废锌皮在稀硫酸中可构成原电池，产生氢气速率较快 AC
16.(1)SO2-2e-+2H2O4H++S (2)2 mol
