1. 关于如图所示的原电池装置，下列说法不正确的是（ ）。
A.锌作负极，发生氧化反应,其电极反应式为Zn-2e-=Zn2+
B.该原电池工作时，电子从锌电极沿导线流向铜电极
C.该原电池工作时，盐桥中的阴离子向CuSO4溶液中迁移
D.当有0.2NA个电子通过电流表时，铜电极质量增加6.4 g
【答案】C
【解析】Zn比Cu活泼，Zn作负极，失电子，发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，A正确；该原电池工作时，电子从负极(Zn)沿导线流向正极(Cu)，B正确；该原电池工作时，盐桥中的阴离子向负极区(硫酸锌溶液)中迁移，C错误；Cu作正极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，当有0.2NA个电子通过电流表时，铜电极质量增加××64 g/mol=6.4 g，D正确。
2. 控制合适的条件,将反应2Fe3++2I-2Fe2++I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是（ ）。
A.反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B.反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原
C.电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态
D.电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极
【答案】D
【解析】由总反应方程式知，I-失去电子(氧化反应)，Fe3+得电子(被还原)，A、B正确；当电流计读数为零时，Fe3+得电子速率等于Fe2+失电子速率，可证明反应达平衡，C正确；加入Fe2+，导致平衡逆向移动，则Fe2+失去电子生成Fe3+，甲中石墨作负极，D错误。
3.锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（ ）。
A.铜电极上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后，甲池的c( SO42-)减小
C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D.阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
【答案】C
【解析】Cu作正极，电极上发生还原反应，A错误；电池工作过程中，SO42-不参与电极反应,故甲池中的c(SO42-)基本不变，B错误；电池工作时，甲池反应为Zn-2e-══Zn2+，乙池反应为Cu2++2e-══Cu，甲池中Zn2+会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64 g Cu析出，则进入乙池的Zn2+为65 g，溶液总质量略有增加，C正确；由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，D错误。
4. 常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓硝酸中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，下列说法正确的是( )。
A.O～t1时，原电池的负极是铜片
B.O～t1时，正极的电极反应式为2H++2e-═H2↑
C.t1时刻，电流方向发生变化的原因是Al 在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了Al进一步反应
D.t1时刻后，电子从铝经过导线流向铜
【答案】C
【解析】O～t1时，Al片为负极，铝被氧化得到氧化铝A错误；Cu片为正极，硝酸根离子放电生成二氧化氮，电极反应式为：2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O，B错误；随着反应进行，铝表面钝化，形成的氧化膜阻碍反应进行，铜作负极反应，电流方向相反，C正确；t1时刻后，铜作负极，Al为正极，电子由铜经过导线流向铝，D错误。答案为C。
5.利用微生物电池可处理有机废水和废气(如NO)，下列说法正确是（ ）。
A. 电路中电流的方向是从M极流向N极
B. H+透过阳离子交换膜由右向左移动
C. 正极反应为：2NO+4H++4e-=N2+2H2O
D. 有机废水在微生物作用下发生了还原反应
【答案】C
【解析】该装置为原电池，有机废水发生失电子的氧化反应，则M极为负极，N极为正极，NO得电子生成N2，电极反应式为2NO+4H++4e-=N2+2H2O，原电池工作时，阴离子移向负极、阳离子移向正极，据此分析解答。该原电池中，M极为负极，N极为正极，放电时，电流方向为：N极→导线→M极，A错误；原电池中，M极为负极，N极为正极，放电时，H+通过阳离子交换膜由M极移向N极，即由左向右移动，B错误；N极为正极，正极上NO得电子生成N2，反应式为2NO+4H++4e-=N2+2H2O，C正确；原电池中，M极为负极，负极上有机废水在微生物作用下发生失电子的氧化反应，D错误。
6.某实验小组同学利用如图装置对电化学原理进行了一系列探究活动。
（1）甲池装置为_______(填“原电池”或“电解池”)。
（2）甲池反应前两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差14 g，导线中通过_______mol电子。
（3）实验过程中，甲池左侧烧杯中的浓度_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】（1）原电池
（2）0.1
（3）变大
【解析】铜与硝酸银溶液可以自发的氧化还原反应，所以甲池为原电池，乙池为电解池，乙池中左侧Pt电极与原电池的正极相连是电解池的阳极，乙池中右侧Pt电极是阴极。（1）铜与硝酸银溶液可以自发的氧化还原反应，所以甲池为含盐桥的原电池；（2）甲池的总反应式为Cu+2Ag+=Cu2++2Ag，反应前，两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差14g，则：
有：=，解得：n=0.1mol，所以导线中通过 0.1mol电子；（3）甲池铜是负极，盐桥中阴离子移向负极，所以甲池左侧烧杯中的浓度增大。
7.某化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置，回答下列问题。
(1)反应过程中， 棒质量减小。
(2)负极的电极反应式为 。
(3)反应过程中，当其中一个电极质量增大2 g时，另一电极减小的质量 (填“大于”“小于”或“等于”)2 g。
(4)盐桥的作用是向甲、乙两烧杯中提供N和Cl-，使两烧杯溶液保持电荷守恒。
①反应过程中N将进入 (填“甲”或“乙”)烧杯。
②当外电路中转移0.2 mol电子时，乙烧杯中浓度最大的阳离子是 。
【答案】(1)锌 (2)Zn-2e-=Zn2+ (3)大于 (4)①乙 ②N
【解析】(1)锌作负极，失电子，质量减小。(2)锌失电子，发生反应Zn-2e-=Zn2+。
(3)转移0.2 mol电子时，铜棒质量增大6.4 g，锌棒质量减小6.5 g，故反应过程中，当铜电极质量增大2 g时，另一电极减小的质量大于2 g。
(4)反应过程中，为了保持溶液的电中性，Cl-将进入甲烧杯，N进入乙烧杯。当外电路中转移0.2 mol电子时，乙烧杯中有0.1 mol Cu2+消耗，还剩余0.1 mol Cu2+，有0.2 mol N进入乙烧杯，故乙烧杯中浓度最大的阳离子是N。
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8. （2024·湖南）近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是（ ）。
A. 理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B. 氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点
C. 锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌
D. 太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
【答案】D
【解析】理想的新能源应具有可再生、无污染等特点，A正确；氢氧燃料电池利用原电池将化学能转化为电能，对氢气与氧气反应的能量进行利用，减小了直接燃烧的热量散失，产物无污染，故具有能量转化率高、清洁等优点，B正确；脱嵌是锂从电极材料中出来的过程，放电时，负极材料产生锂离子，则锂离子在负极脱嵌，则充电时，锂离子在阳极脱嵌，C正确；太阳能电池是一种将太阳能能转化为电能的装置，D错误。
9. （2022·浙江1月）pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag—AgCl电极)和另一Ag—AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH=。下列说法正确的是（ ）。
A. 如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为：AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl-(0.1 mol·L-1)
B. 玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化
C. 分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH
D. pH计工作时，电能转化为化学能
【答案】C
【解析】如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极为负极，负极发生氧化反应（Ag(s)+Cl--e-=AgCl(s)），而不是还原反应，A错误；已知：pH与电池的电动势E存在关系：pH=，则玻璃膜内外氢离子浓度的差异会引起电动势的变化，B错误；pH与电池的电动势E存在关系：pH=，由已知pH的标准溶液和电动势可求出常数的值，再利用未知溶液的电池的电动势和常数的值，可得出未知溶液的pH，C正确；pH计工作时，利用原电池原理，则化学能转化为电能，D错误。
10. （2024·浙江6月节选）氢是清洁能源，硼氢化钠()是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢反应方程式如下：(除非特别说明，本题中反应条件均为，)
请回答：（1）氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示，正极上的电极反应式是____________________________。该电池以恒定电流工作14分钟，消耗体积为，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为_______。[已知：该条件下的摩尔体积为；电荷量电流时间；；。]
【答案】（1）①O2+4e-+2CO2=2 ②70%
【解析】（1）根据题干信息，该燃料电池中H2为负极，O2为正极，熔融碳酸盐为电解质溶液，故正极的电极反应式为：O2+4e-+2CO2=2， 该条件下，0.49L H2的物质的量为，工作时，H2失去电子：H2-2e-=2H+，所带电荷量为：2×0.02mol×6.0×1023mol-1×1.60×10-19= 3840C，工作电荷量为：3.2×14×60=2688C，则该电池将化学能转化为电能的转化率为：。第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
课时1 原电池的工作原理
1. 关于如图所示的原电池装置，下列说法不正确的是（ ）。
A.锌作负极，发生氧化反应,其电极反应式为Zn-2e-=Zn2+
B.该原电池工作时，电子从锌电极沿导线流向铜电极
C.该原电池工作时，盐桥中的阴离子向CuSO4溶液中迁移
D.当有0.2NA个电子通过电流表时，铜电极质量增加6.4 g
2. 控制合适的条件,将反应2Fe3++2I-2Fe2++I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是（ ）。
A.反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B.反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原
C.电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态
D.电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极
3.锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（ ）。
A.铜电极上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后，甲池的c( SO42-)减小
C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D.阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
4. 常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓硝酸中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，下列说法正确的是( )。
A.O～t1时，原电池的负极是铜片
B.O～t1时，正极的电极反应式为2H++2e-═H2↑
C.t1时刻，电流方向发生变化的原因是Al 在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了Al进一步反应
D.t1时刻后，电子从铝经过导线流向铜
5. 利用微生物电池可处理有机废水和废气(如NO)，下列说法正确是（ ）。
A. 电路中电流的方向是从M极流向N极
B. H+透过阳离子交换膜由右向左移动
C. 正极反应为：2NO+4H++4e-=N2+2H2O
D. 有机废水在微生物作用下发生了还原反应
6. 某实验小组同学利用如图装置对电化学原理进行了一系列探究活动。
（1）甲池装置为_______(填“原电池”或“电解池”)。
（2）甲池反应前两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差14 g，导线中通过_______mol电子。
（3）实验过程中，甲池左侧烧杯中的浓度_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
7.某化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置，回答下列问题。
(1)反应过程中， 棒质量减小。
(2)负极的电极反应式为 。
(3)反应过程中，当其中一个电极质量增大2 g时，另一电极减小的质量 (填“大于”“小于”或“等于”)2 g。
(4)盐桥的作用是向甲、乙两烧杯中提供N和Cl-，使两烧杯溶液保持电荷守恒。
①反应过程中N将进入 (填“甲”或“乙”)烧杯。
②当外电路中转移0.2 mol电子时，乙烧杯中浓度最大的阳离子是 。
真题链接
8. （2024·湖南）近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是（ ）。
A. 理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B. 氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点
C. 锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌
D. 太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
9. （2022·浙江1月）pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag—AgCl电极)和另一Ag—AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH=。下列说法正确的是（ ）。
A. 如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为：AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl-(0.1mol·L-1)
B. 玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化
C. 分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH
D. pH计工作时，电能转化为化学能
10. （2024·浙江6月节选）氢是清洁能源，硼氢化钠()是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢反应方程式如下：(除非特别说明，本题中反应条件均为，)
请回答：（1）氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示，正极上的电极反应式是____________________________。该电池以恒定电流工作14分钟，消耗体积为，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为_______。[已知：该条件下的摩尔体积为；电荷量电流时间；；。]
