课时数智作业(三十一) 原电池 化学电源
(建议用时：40分钟 总分：40分)
(每小题只有一个选项正确，每小题3分，共18分)
1．(人教版选择性必修1内容改编)如图所示为双液锌铜原电池。下列有关叙述正确的是( )
A．盐桥的作用是传导电子
B．在该电池的外电路中，电流由铜片流向锌片
C．锌片上发生还原反应：Zn－2e-===Zn2+
D．盐桥中的K+移向Zn电极
2．(2023·辽宁卷，T11)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+
3．(2025·河南名校联考)某实验室开发了一种由MPT溶解的DMSO基电极液和TOOS基电极液组成的新型Li-O2电池双相电解液，使高性能Li-O2电池日用化成为可能，该电池放电时的工作原理如图所示：
放电时，下列说法错误的是( )
A．电子流向：N电极→灯泡→M电极
B．TOOS基电极液可用Li2SO4溶液代替
C．M电极电势高于N电极电势
D．M电极的电极反应式为O2＋2e-＋2Li+===Li2O2
4．(2024·九江二模)科学家研制出了一种薄如纸片，可剪裁、能折叠的轻型“纸电池”。将特殊工艺加工后的电极材料涂在纸上，形成效率比普通锂电池效率高10倍的“纸电池”。其电池总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnO(OH)。下列有关说法正确的是( )
A．电池的正极反应式为2MnO2＋2H+＋2e-===2MnO(OH)
B．涂在纸上的电极材料是Zn和MnO2
C．每生成1 mol MnO(OH)，电池中转移2NA(NA为阿伏加德罗常数的值)个电子
D．电池中MnO(OH)既是氧化产物又是还原产物
5．(2025·西安模拟)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(标准状况下)
6．(2024·葫芦岛二模)如图是“海水—河水”浓差电池装置示意图(不考虑溶解氧的影响)，其中a、b均为Ag/AgCl复合电极，下列说法不正确的是( )
A．b极的电极反应式为AgCl＋e-===Ag＋Cl-
B．内电路中， Na+由a极区向b极区迁移
C．工作一段时间后，两极NaCl溶液的浓度差减小
D．电路中转移1 mol e-时，理论上a极区模拟海水的质量减少23 g
7．(7分)CO与H2反应可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图所示。
电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，则电极c是________(填“正极”或“负极”)，电极c的电极反应式为_________________________________。
若线路中转移2 mol电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的O2在标准状况下的体积为________L。
8．(8分)研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。
(1)电池负极的电极反应式为________________________________；放电过程中需补充的物质A为___________________(填化学式)。(5分)
(2)图中所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为__________________________。(3分)
9．(7分)科学家研发出一种新系统，通过“溶解”水中的二氧化碳，以触发电化学反应，有效减少碳的排放，其工作原理如图所示。
(1)系统工作时，a极为________极，b极区的电极反应式为___________________________。(4分)
(2)系统工作时，b极区有少量固体析出，可能的原因是______________。(3分)
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1．B [盐桥的作用是传导离子，形成闭合电路，A错误；Zn片上发生氧化反应，C错误；K+移向正极(Cu电极)，D错误。]
2．B [放电时，负极发生反应：Pb＋S－2e-===PbSO4，正极发生反应：Fe3+＋e-===Fe2+；充电时，阴极反应为PbSO4＋2e-===Pb＋S，阳极反应为Fe2+－e-===Fe3+。由上述分析可知，放电时，负极由Pb变为PbSO4，电极质量增加，A错误；储能过程为充电过程，充电过程中电能转化为化学能，B正确；放电时，阳离子向电池正极移动，故放电时左侧H+通过质子交换膜移向右侧，C错误；充电过程的总反应为PbSO4＋2Fe2+===Pb＋S＋2Fe3+，D错误。]
3．B [根据题干描述以及电池工作原理示意图，可知该电池N为负极，电极反应式为Li－e-===Li+，M为正极，电极反应式为O2＋2e-＋2Li+===Li2O2。由分析可知，N为负极，M为正极，电子流向为N电极→灯泡→M电极，故A正确；TOOS基电极液不能用Li2SO4溶液代替，因为Li是活泼金属，与水发生反应，故B错误；M为正极，N为负极，正极的电势要高于负极，故C正确；由分析可知，M为正极，电极反应式为O2＋2e-＋2Li+===Li2O2，故D正确。]
4．B [根据电池总反应Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnO(OH)可知，反应中Zn被氧化，应为原电池的负极，电极反应式为Zn＋2OH-－2e-===ZnO＋ H2O，MnO2被还原，应为原电池的正极，电极反应式为MnO2＋H2O＋e-===MnO(OH)＋OH-，A错误，B正确；每生成1 mol MnO(OH)转移1 mol电子，电池中转移NA个电子，C错误；锌元素化合价升高，ZnO是氧化产物，MnO2被还原，MnO(OH)是还原产物，D错误。]
5．D [根据2Zn＋O2＋4OH-＋2H2O===2[Zn(OH)4]2-可知，O元素的化合价降低，被还原，O2所在电极应为原电池正极，Zn元素的化合价升高，被氧化，锌应为原电池负极，负极反应式为Zn－2e-＋4OH-===[Zn(OH)4]2-，放电时阳离子向正极移动。放电时电解质溶液中带正电荷的K+向正极移动，故A正确；由总反应式知，放电时负极是活泼金属锌失去电子被氧化为Zn2+，Zn2+与OH-反应结合为[Zn(OH)4]2-：Zn－2e-＋4OH-===[Zn(OH)4]2-，故B正确；由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-，而阳极产生2.24 L O2(标准状况下)，转移0.4 mol e-，故D错误。]
6．D [由电子移动方向可知，a极为原电池的负极，海水中的氯离子在负极失去电子发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl-－2e-===Cl2↑，b极为正极，氯化银在正极得到电子发生还原反应生成银和氯离子，电极反应式为AgCl＋e-===Ag＋Cl-，钠离子通过阳离子交换膜进入河水中。电路中转移1 mol 电子时，理论上a极区模拟海水的质量减少58.5 g，故D错误。]
7．解析：根据图中的电子流向知电极c是负极，甲醇发生氧化反应：CH3OH＋H2O－6e-===CO2↑＋6H+，线路中转移2 mol电子时消耗0.5 mol氧气，标准状况下体积为11.2 L。
答案：负极 CH3OH＋H2O－6e-===CO2↑＋6H+ 11.2
8．(1)HCOO-＋2OH-－2e-===HC＋H2O H2SO4
(2)2HCOOH＋2OH-＋O2===2HC＋2H2O(或2HCOO-＋O2===2HC)
9．解析：系统工作时，a极为Na，失电子，作负极，b极为正极，电极反应式为2CO2＋2H2O＋2e-===2HC＋H2。
答案：(1)负 2CO2＋2H2O＋2e-===2HC＋H2
(2)Na+移向正极，遇到HC有可能形成NaHCO3的过饱和溶液，有NaHCO3固体析出
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