备战2026高考 原电池高考真题集
命题解读 考向 近五年考查统计
重点考查原电池的基本工作原理、电极判断与反应式书写。试题通常结合生活或科技情境,强调对能量转化与化学能-电能转化的理解。 考向一 原电池工作原理与电极反应 2025年未单独命题(融合于综合题)
2024·内蒙古模拟T12
2023·全国乙卷(内蒙古采用)T27(部分)
2022·内蒙古适应性考试T10
2021·全国Ⅱ卷(内蒙古采用)T12
2020·全国Ⅱ卷T12
结合新型电池(如锂离子电池、燃料电池、可充电电池等)考查陌生情境下的模型迁移与应用能力,强调电子、离子移动方向及电解质作用。 考向二 新型化学电源的分析 2025·内蒙古模拟T8(氢氧燃料电池)
2023·全国乙卷T28(部分,考查锂离子电池)
2022·内蒙古诊断T15(微生物电池)
2021·全国Ⅱ卷T26(涉及锌锰电池)
2020·全国Ⅱ卷T13(铅蓄电池)
以原电池为载体,综合考查化学反应与能量、速率、平衡及电解质溶液等知识,常以选择题或填空题形式出现,侧重多模块融合。 考向三 原电池与其他知识的综合应用 2024·内蒙古模拟T27(综合题,结合电解)
2023·全国乙卷T28(与化学反应原理结合)
2022·全国乙卷T26(部分,考查金属腐蚀与防护)
2021·全国Ⅱ卷T27(综合题,涉及热化学与电化学)
2020·全国Ⅱ卷T28(综合实验题)
一、单选题
1.(2025·内蒙古·三模)科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后,电极上检测到MnOOH和少量。下列叙述中,不正确的是
A.充电时,电极连接电源的正极
B.充电时,会发生反应:
C.放电时,电极附近溶液的pH增大
D.放电时,Zn电极质量减少1.30g,则电极生成了
2.(2025·内蒙古赤峰·三模)浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生的电动势差而形成的电池,理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。某浓差电池的原理如图1所示。用该浓差电池为电源完成有机物电化学储氢的过程如图2所示。下列说法错误的是
A.浓差电池工作时,电流由电极A经外电路流向电极B
B.浓差电池工作时,电极B反应式为:
C.电解池工作时,向多孔惰性电极C迁移
D.浓差电池从开始到停止放电,理论上电解池中的有机物可储存氢元素0.55g
3.(2025·内蒙古赤峰·二模)锡的水系电池具有高能量密度和长寿命等优点。在碱性环境下,某锡镍电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.放电时,电路中每通过1mol电子,理论上正极质量增加1g
B.放电时,电极a附近溶液的pH增大
C.充电时,电极b作阳极
D.充电时,发生反应
4.(2025·内蒙古呼和浩特·二模)我国科学家研究发现了一种电化学固碳方法,装置如图所示。放电时的总反应为。充电时,通过催化剂的选择性控制,只有发生氧化反应,释放出和。下列说法错误的是
A.放电时,电极B为正极
B.充电时阳极发生反应:
C.该电池不可选用含水电解液
D.放电时,每转移4mol电子,正极区质量增加148g
5.(2024·内蒙古呼和浩特·模拟预测)我国科学家研究出一种新型水系电池,其结构如下图,该电池既能实现乙炔加氢又能提供电能,下列说法正确的是
A.电极a为负极,发生氧化反应
B.通过阴离子交换膜向a电极移动
C.a极的电极反应式为
D.每转移,右侧极室中溶液质量增大16g
6.(2024·内蒙古包头·三模)pH计是通过测定电池两极电势差(即电池电动势E)确定待测液pH的仪器,复合电极pH计的工作原理如图。室温下,(E的单位为V)。下列说法错误的是
A.pH计工作时,化学能转变为电能
B.玻璃电极的电极电势会随待测溶液的c(H+)变化而变化
C.一定温度下,电池电动势E越小,则待测液中c(H+)越小
D.若参比电极电势比玻璃电极电势高,则玻璃电极的电极反应式:
7.(23-24高三下·陕西西安·阶段练习)氨气是一种无碳能源,是燃料电池研究的重点。如图是两种不同介质条件下氨燃料电池的工作原理示意图。下列说法正确的是
A.两种条件下M电极的电势均高于N电极
B.两种条件下电池的负极反应式均为
C.若将该电池用于金属表面镀银,则M电极连接镀件
D.当有6mol电子发生转移时,理论上消耗氨气的体积为44.8L
8.(23-24高三下·江西九江·期中)我国科研人员利用电化学原理,设计如图转化装置,将脱除SO2的反应与制备H2O2反应相结合。已知在电场作用下,双极膜中间层的H2O解离为OH-和H+,并向两极迁移。下列说法错误的是
A.电极a的电势比电极b的低
B.装置工作时,每制备1molH2O2,消耗2molSO2
C.电极b的电极反应式为
D.装置工作时,双极膜中H+向电极b移动
9.(2024·内蒙古赤峰·三模)2023年我国首个兆瓦级铁铬液流电池储能项目在内蒙古成功运行。电池利用溶解在盐酸溶液中的铁、铬离子价态差异进行充放电,工作原理如图所示,已知储能时Fe2+被氧化。下列有关叙述错误的是
A.接风力发电时,铁铬液流电池在储备能量
B.接输电网时该电池总反应为Fe2++Cr3+=Fe3++Cr2+
C.若用该电池电解水,生成标况下22.4L H2时,有2mol Cr2+被氧化
D.放电时,Cl 移向b极,每1mol Cl 通过交换膜,Fe3+减少1mol
10.(2024·内蒙古包头·二模)钙钛矿太阳能电池与锂硫电池集成,可实现太阳能直接对锂硫电池充电,其原理如图所示。碳电极为共享电极,导电玻璃基底上涂作为电子传输层。充电时,钙钛矿层吸收太阳光产生光生电子()和空穴(),分离后输送到两个电极上。下列说法正确的是
A.共享碳电极为钙钛矿太阳能电池的负极
B.锂硫电池放电时,由含硫层迁移至金属锂电极
C.充电时,共享碳电极上电极反应式为
D.锂硫电池放电时总反应为:
11.(2024·内蒙古赤峰·一模)钠离子电池“超钠F1”于2023年3月正式上市并进行量产,电池装置如下图所示。该电池的负极材料为(嵌钠硬碳),正极材料为(普鲁士白)。在充、放电过程中,在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。下列说法不正确的是
A.放电时,普鲁士白电极上的电势比嵌钠硬碳电极上的低
B.放电时,负极的电极反应式为
C.充电时,每转移1mol电子,阴极增重23g
D.充电时,从阳极脱嵌,嵌入阴极
12.(2024·内蒙古包头·一模)下面是科学家最近研发的可充电电池的工作示意图,锂离子导体膜只允许通过,电池反应为:。
下列说法正确的是
A.放电时,负极反应为:
B.充电时,电极发生脱嵌,放电时发生嵌入
C.放电时,当转移0.2mol电子时,理论上左室中电解质的质量增重4.0g
D.电解质可用水作溶剂,更有利于传递离子
13.(2024·内蒙古赤峰·一模)一种高效储能电池——锂硫电池具有价格低廉、环境友好等特点,适用于航空航天领域。其原电池模型以及充、放电过程如图所示。下列说法错误的是
A.放电时,Li+由a极移向b极
B.碳添加剂的作用是增强电极的导电性
C.放电时,1molLi2S8转化为Li2S6得到2mol电子
D.充电时,阳极总反应:8Li2S-16e-=S8+16Li+
14.(2024·陕西安康·三模)以甲醇和二氧化碳为原料,利用活性催化电极,电化学法制备甲酸盐和甲酸的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.a的电极电势高于b
B.电极表面发生的电极反应式:
C.装置工作时,从右侧电极室向左侧电极室迁移
D.若有通过导线时,理论上生成和HCOOH共计
15.(23-24高三下·湖北·阶段练习)对氨基苯酚可用作农药、医药、染料等精细化学品的中间体,利用电池(其装置如图1所示)作为电源电解硝基苯制备对氨基苯酚,其装置如图2所示。已知反应过程中溶液浓度增大,下列说法错误的是
A.通过膜移向区
B.铅合金电极应与电极相连
C.消耗时,区域电解质溶液质量减少
D.汞齐化铜电极的反应式为+4H++4e-+H2O
16.(2024·四川绵阳·二模)库仑测硫仪可以测定待测气体中的含量,其工作原理如图所示。检测前,溶液中为一定值,电解池不工作。通入待检气体后,电解池开始工作,一段时间后停止。下列说法错误的是
A.电解池开始工作时,阳极电极反应式:
B.电解一段时间后停止,是因为已经全部转化为
C.通入待测气体后发生反应:
D.测得电解过程转移电子,则待测气体中的含量为
17.(2023·内蒙古赤峰·一模)中国科学院金属研究所发现采用和NaOH混合促进剂,可明显提高铝与水反应制氢系统的性能,制氢机理如图。主要反应为:↑;。溶液显碱性,NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1L 0.1 mol L 1 溶液中阴离子数目等于
B.上述反应中的氧化产物为Sn和H2
C.标准状况下,反应过程中生成33.6L H2,转移电子数目为9NA
D.Al-Sn 原电池的形成,能提高产氢速率,析氢反应主要发生在 Sn上
18.(2023·全国乙卷·高考真题)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极,表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时,在硫电极发生反应:S8+e-→S,S+e-→S,2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx
下列叙述错误的是
A.充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
B.放电时外电路电子流动的方向是a→b
C.放电时正极反应为:2Na++S8+2e-→Na2Sx
D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
19.(2023·全国乙卷·高考真题)下列应用中涉及到氧化还原反应的是
A.使用明矾对水进行净化 B.雪天道路上撒盐融雪
C.暖贴中的铁粉遇空气放热 D.荧光指示牌被照发光
20.(2023·内蒙古阿拉善盟·一模)一种具有高能量比的新型干电池示意图如图所示,石墨电极区发生的电极反应为MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-。该装置工作时,下列叙述正确的是
A.石墨电极上的电势比Al电极上的低
B.每消耗27g Al,有3mol电子通过溶液转移到石墨电极上
C.若采用食盐水+NaOH溶液作电解质溶液,电极反应式相同
D.Al电极区的电极反应式: Al-3e- +3NH3·H2O =Al(OH)3+3
21.(2023·内蒙古赤峰·模拟预测)2022 年中国团队在巴塞罗那获得“镁未来技术奖”。一种以MgCl2-聚乙烯醇为电解液的镁电池如图所示。下 列说法不正确的是
A.放电时,正极的电极反应式为Mg2+ +2e- +V2O5=MgV2O5
B.放电一段时间后,聚乙烯醇中的c(Mg2+)几乎保持不变
C.充电时,Mg2+ 嵌入V2O5晶格中
D.若将电解液换成MgCl2水溶液,工作时电池可能产生鼓包
22.(2022·内蒙古呼和浩特·模拟预测)“化学多米诺实验”即只需控制第一个反应,利用反应中气体产生的压力和虹吸作用原理,使若干化学实验依次发生。如图是一个“化学多来诺实验”,已知:(该反应产物可作为H2O2分解的催化剂)。下列有关分析不正确的是
A.实验中不涉及化合反应
B.若硫酸浓度及锌片大小表面积等均相同,则B中产生氢气速率大于D中速率
C.C中现象为试管内液面下降
D.H中出现浅黄色浑浊,证明O非金属性强于S
23.(2022·内蒙古包头·一模)催化剂TAPP - Mn( II )的应用,使Li - CO2电池的研究取得了新的进展。Li-CO2 电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如图所示。下列说法错误的是
A.Li- CO2电池可使用有机电解液
B.充电时,Li+由正极向负极迁移
C.放电时,电池总反应为3CO2 +4Li= 2Li2CO3 +C
D.该正极反应历程中有4种中间产物
24.(2022·内蒙古呼伦贝尔·三模)能源危机似乎一直以来都是我们的社会普遍问题,即使锂离子电池及其他成熟的能源技术现在还足以应付我们的能源需求。最近,国际能源期刊Nano Energy报道了一种正负电极均利用涉及氢气反应的全氢电池,产生能源的源泉为酸和碱的中和能,则下列说法正确的是
A.该电池是利用电极反应和特殊的隔膜材料将中和能转化为电能
B.电池外电路电子经导线由吸附层M向吸附层N移动,内电路H+通过离子交换膜由左往右移动
C.吸附层M的电极反应是H2-2e-=2H+
D.吸附层N释放出H2体积为2.24 L时,负极电解质溶液的质量减少2g
25.(2022·内蒙古呼和浩特·二模)氟离子电池是一种前景广阔的新型电池,比能量(即电池单位质量或者单位体积所输出电能的多少)高,且不会因为过热而造成安全风险。如图是氟离子电池工作示意图,其中充电时F-从乙电极流向甲电极,下列关于该电池的说法正确的是
A.充电时,外加电源的正极与乙电极相连
B.放电时,导线上每通过1mole-,乙电极质量增加19g
C.放电时,甲电极的电极反应式为Bi-3e-+3F-=BiF3
D.氟离子电池与锂离子电池的比能量相同
26.(2022·内蒙古呼伦贝尔·模拟预测)氟离子电池是新型电池中的一匹黑马,其理论比能量高于锂电池。一种氟离子电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.放电时,b极是电源的正极
B.放电时,a极的电极反应为LaSrMnO4F2+2e-=LaSrMnO4+2F-
C.充电时,电极a接外电源的负极
D.放电时,电子由b极经负载流向a极,再经电解质溶液流回b极
27.(2022·广东·模拟预测)如图所示为两个原电池装置,下列相关说法正确的是
A.装置II的能量利用率比装置I高
B.装置I和II正极发生氧化反应的电极反应式相同
C.装置I和II中阴离子都是移向铜电极
D.将以上装置做电源用于精炼铜,阳极减少的质量等于阴极增加的质量
28.(2021·山东日照·模拟预测)一种利用烃(CxHy)来消除氮氧化物污染的工作原理如图所示,装置中电极均为惰性电极,两侧电解质为同浓度的盐酸。下列说法错误的是
A.通入NO2的电极为正极,发生还原反应
B.若使用的烃为C2H6,该电极反应为:C2H6+4H2O-14e-=2CO2↑+14H+
C.装置中转移0.4mol电子时,有0.4NA个H+通过质子交换膜
D.装置工作一段时间后,两侧电极室中溶液的pH不变
29.(2021·内蒙古呼和浩特·一模)用原电池原理可以除去酸性废水中的,,其原理如图所示(导电壳内部为纳米零价铁)。下列说法不正确的是
A.纳米铁发生氧化反应
B.正极电极反应式:
C.在溶液中,失去的电子总数等于获得的电子总数
D.工作一段时间后,废水的pH将增大
30.(2021·内蒙古呼和浩特·一模)关于下列各装置图的叙述不正确的是
A.图①装置盐桥中KCl的移向甲烧杯
B.图②装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护
C.图③装置中开关由M置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小
D.图④装置精炼铜,a极为精铜,b为粗铜,电解质溶液为溶液
31.(21-22高三上·安徽合肥·阶段练习)某钠-空气水电池的充、放电过程原理示意图如图所示,下列说法正确的是
A.放电时,向负极移动
B.放电时,电子由钠箔经导线流向碳纸
C.充电时,当有通过导线时,则钠箔减重
D.充电时,碳纸与电源负极相连,电极反应式为
32.(2021·内蒙古乌兰察布·一模)化学工作者近期研究了一种新型偶氮苯类水系有机液流电池示意图如下,采用惰性电极材料,电池工作原理X-N--N--X+2[Fe(CN)6]3-X-N=N-X+2[Fe(CN)6]4-,下列说法中正确的是
A.放电时,电池的正极反应为:[Fe(CN)6]3--e-=[Fe(CN)6]4-
B.充电时,M为阴极,发生还原反应
C.放电时,Na+通过离子交换膜从右极室移向左极室
D.充电时,当电路中转移0.5mol电子时,有106g[Fe(CN)6]4-得到电子
33.(2021·内蒙古包头·一模)一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.电池工作时,将太阳能转化为电能
B.X电极为电池的负极
C.Y电极发生的电极反应为+2e-=3I-
D.当电池工作从开始到结束时,电解质溶液中I-和的浓度分别会发生很大变化
34.(2021·内蒙古包头·一模)化学与生活、生产密切相关。下列说法正确的是
A.焊锡中掺入适量铅主要目的是降低其熔点
B.充有汞蒸气的废旧日光灯管应投入可回收垃圾桶中
C.制备口罩的聚丙烯属于天然高分子化合物
D.在盛放药品的试剂瓶中放置硅胶颗粒,目的是防止药品被氧化
35.(2021·内蒙古呼和浩特·一模)铝—石墨双离子电池是一种全新低成本、高效能电池。反应原理为AlLi+Cx(PF6)Al+xC+Li++。电池结构如图所示。下列说法错误的是
A.放电时,外电路中电流流向铝锂电极
B.放电时,正极反应为Cx(PF6)+e-=xC+
C.充电时,应将铝石墨电极与电源负极相连
D.充电时,若电路中转移1mol电子,阴极质量增加7g
36.(10-11高三·浙江·阶段练习)有一种瓦斯分析仪(图甲)能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时,通过传感器显示出来。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理,其装置如图乙所示,其中的固体电解质是Y2O3—Na2O,O2-可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的是( )
A.瓦斯分析仪工作时,电池内电路中电子由电极b流向电极a
B.电极b是正极,O2-由电极a流向电极b
C.电极a的反应式为:CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O
D.当固体电解质中有1molO2-通过时,电子转移4mol
37.(2020·内蒙古鄂尔多斯·模拟预测)已知:2H2S(g)+O2(g) = S2(s)+2H2O(l) △H= -632 kJ mol-1,如图为质子膜H2S 燃料电池的示意图。下列说法正确的是
A.标准状况下,每 11.2 LH2S 参与反应,有1 mol H+经固体电解质膜进入正极区
B.电池工作时,电子从电极b 经过质子膜流向电极 a
C.电路中每流过 4 mol 电子,电池内部释放632 kJ 的热能
D.电极b 上发生的电极反应式为:O2+4e-+2H2O = 4OH-
38.(2020·内蒙古·模拟预测)磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性,具有较长的循环寿命,放电时的反应为:LixC6+Li1-xFePO4=6C+LiFePO4。某磷酸铁锂电池的切面如图所示,下列说法错误的是
A.放电时有NA个电子转移,就有1 mol Li+脱离石墨,经电解质嵌入正极
B.隔膜在反应过程中不允许Li+通过
C.充电时电池正极上发生的反应为:LiFePO4-xe-= Li1-xFePO4+xLi
D.充电时电子从电源负极流出经铜箔流入阴极材料
39.(19-20高三上·辽宁葫芦岛·阶段练习)我国古代的青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值。下列说法不正确的是( )
A.我国使用青铜器的时间比使用铁器、铝器的时间均要早
B.将青铜器放在银质托盘上,青铜器容易生成铜绿
C.《本草纲目》载有名“铜青”之药物,铜青是铜器上的绿色物质,则铜青就是青铜
D.用蜂蜡做出铜器的蜡模,是古代青铜器的铸造方法之一,蜂蜡的主要成分是有机物
40.(2020·内蒙古包头·一模)国际能源期刊报道了一种正在开发中的绿色环保“全氢电池”,有望减少废旧电池产生的污染,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.NaClO4的作用是传导离子和参与电极反应
B.吸附层b的电极反应:H2-2e-+2OH-=2H2O
C.全氢电池工作时,将酸碱反应的中和能转化为电能
D.若离子交换膜是阳离子交换膜,则电池工作一段时间后左池溶液pH基本不变
41.(2020·内蒙古呼伦贝尔·一模)镁—锑液态金属电池是新型二次电池,白天利用太阳能给电池充电,夜晚电池可以给外电路供电。该电池利用液体密度不同,在重力作用下分为三层,工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变。工作原理如图所示,下列有关该二次电池说法正确的是( )
A.该电池放电时,C1-向下层方向移动
B.充电时,阴极的电极反应为:Mg2++2e-=Mg
C.该电池充电时,Mg—Sb(液)层做阴极
D.放电时,Mg(液)层的质量增大
42.(18-19高三下·福建龙岩·阶段练习)利用微生物可实现苯酚( )废水的净化,装置如图所示。下列有关说法正确的是
A.a极的电极反应式为:C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+
B.b极为正极,发生氧化反应
C.中间室的Na+向左室移动
D.右室生成0.1 mol N2时,用电器流过0.5 mol电子
43.(2014·内蒙古赤峰·一模)下图是一种燃料型电池检测仪的工作原理示意图。下列说法不正确的是
A.该仪器工作时酒精浓度越大,则电流强度越大
B.工作时处电路电子流向为X→Y
C.检测结束后,X极区的pH增大
D.电池总反应为2CH3CH2OH+O2=2CH3CHO+2H2O
44.(2017·辽宁沈阳·三模)下图是用于航天飞行器中的一种全天候太阳能电化学电池在光照时的工作原理。下列说法正确的是
A.该电池与硅太阳能电池供电原理相同
B.光照时,H+由a极室通过质子膜进入b极室
C.光照时,b极反应为VO2++2OH--e-=VO2++H2O
D.夜间无光照时,a电极流出电子
45.(2018·内蒙古呼伦贝尔·二模)下图是采用新能源储能器件将CO2 转化为固体产物,实现CO2 的固定和储能灵活应用的装置。储能器件使用的Li-CO2电池组成为钌电极/CO2-饱和LiClO4-DMSO电解液/锂片。下列说法正确的是
A.Li -CO2 电池电解液由LiClO4和DMSO溶于水得到
B.CO2 的固定中,每转移8mole-,生成3mol气体
C.过程Ⅱ中电能转化为化学能
D.过程Ⅰ的钌电极的电极反应式为2Li2CO3 +C-4e-=4Li++3CO2↑
46.(2017·内蒙古呼和浩特·一模)2016年8月,联合国开发计划署在中国的首个“氢经济示范城市”在江苏如皋落户。用吸附了H2的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示。下列说法正确的是
A.充电时,电池的碳电极与直流电源的正极相连
B.放电时,甲电极为负极,电极反应为: H2-2e ═2H+
C.充电时,乙电极反应式为:NiO(OH)+H2O+e ═Ni(OH)2+OH
D.电池总反应为H2+2NiO(OH)2Ni(OH)2
47.(2017·内蒙古赤峰·一模)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:下列叙述错误的是
A.放电时正极附近溶液的碱性增强
B.充电时锌极与外电源正极相连
C.放电时每转移3 mol电子,正极有1mol K2FeO4被还原
D.充电时阳极反应为:Fe(OH)3 - 3e- + 5OH- FeO42- + 4 H2O
48.(2017·内蒙古包头·一模)“长征”火箭发射使用的燃料是偏二甲肼(C2H8N2),并使用四氧化二氮作为氧化剂,这种组合的两大优点是,既能在短时间内产生巨大能量将火箭送上太空,产物又不污染空气(产物都是空气成分)。某校外研究性学习小组拟将此原理设计为原电池,如图所示,结合学习过的电化学原理分析其设计方案,下列说法正确的是
A.A为正极
B.电池工作时H+由A极向B极迁移
C.从b 口通入四氧化二氮气体且在B极发生氧化反应
D.A极发生的电极反应式:C2H8N2+4H2O+16e-=2CO2+N2+16H+
49.(2015·内蒙古鄂尔多斯·三模)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物,固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,充电时,总反应为Na2Sx=2Na + xS(3<x<5),其反应原理如图所示,下列说法错误的是
A.放电时,电极A为负极
B.该电池工作的适宜温度应控制10℃左右
C.放电时,内电路中Na+的移动方向为A到B
D.充电时,阳极的电极反应式为 Sx2- - 2e-=xS
50.(2014·内蒙古鄂尔多斯·一模)LiFePO4新型锂离子电池因其原材料丰富、对环境友好、循环性能和安全性能好的特点,具有广阔的应用前景。已知该电池放电时的电极反应式为:
正极:FePO4+Li++e-=LiFePO4,负极:Li-e-=Li+,下列说法中正确的是
A.充电时阳极反应为Li++e-=Li
B.充电时动力电池上标注“-”的电极应与外接电源的负极相连
C.放电时电池内部Li+向负极移动
D.放电时,在正极上是Li+得电子被还原
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D B D C C C B B D
题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 A B C C C B D A C D
题号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
答案 C B D A B B A D C D
题号 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
答案 B B D A C C A B C C
题号 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
答案 B A C D D D B B B B
1.D
【分析】Zn具有比较强的还原性,具有比较强的氧化性,自发的氧化还原反应发生在Zn与MnO2之间,所以放电时电极为正极,Zn电极为负极,则充电时电极为阳极、Zn电极为阴极。
【详解】A.充电时,原电池的正极(MnO2电极)作电解池的阳极,阳极连接电源正极,A正确;
B.电池工作时,Zn电极为负极,MnO2电极为正极,且在电极上检测到,所以会发生反应,充电时该反应逆向进行,即ZnMn2O4分解为Zn和MnO2,B正确;
C.放电时MnO2电极(正极)反应为MnO2 + H2O + e- = MnOOH + OH-,生成OH-使pH增大,C正确;
D.根据题意可知,电极上检测到MnOOH 和少量,Zn电极质量减少1.30g,转移了0.04mol电子,但是电极生成了MnOOH 和少量,所以生成的MnOOH小于0.04mol,D错误;
故选D。
2.D
【详解】A.浓差电池中,Ag/AgCl电极反应为AgCl+e =Ag+Cl ,由能斯特方程知Cl 浓度越大电极电势越低。右侧HCl浓度高(1mol/L),Cl 浓度大,电极B电势低为负极;左侧为正极(A),外电路电流从正极(A)流向负极(B),A正确;
B.电极B为负极,发生氧化反应,Ag失去电子结合Cl 生成AgCl,反应式为Ag - e + Cl = AgCl,B正确;
C.电解池储氢时,H 在阴极得电子生成H并加成到有机物中,阴极连接浓差电池负极(B),即电极C为阴极,H 向阴极(C)迁移,C正确;
D.浓差电池放电至平衡时,两侧HCl浓度均为。右侧Cl 减少1-0.55=0.45mol(1L溶液),转移电子0.45mol。电解池每转移1mol电子生成,故储氢质量为0.45g≠0.55g,D错误;
故选D。
3.B
【分析】由放电时电子转移方向可知,电极a为负极,电极反应为,正极b的反应为,充电时,电极a为阴极,电极b为阳极,电极反应与原电池相反,据此解答。
【详解】A.由分析中的电极反应可知,电路中每通过1mol电子,理论上正极增加1molH原子,质量是1g,A正确;
B.电极a为负极,电极反应为,当转移2mol电子时,电极消耗,同时有向负极移动,电极a附近溶液浓度变小,pH变小,B错误;
C.由分析可知,电极b为阳极,发生氧化反应,C正确;
D.放电时,将正极的反应×2+负极的反应得到放电的总反应为,充电时,与放电反应相反,D正确;
故选B。
4.D
【分析】由题干所给信息,放电时的总反应为,则放电时A电极为负极,锂失去电子发生氧化反应,B电极为正极,二氧化碳得到电子发生还原反应;充电时,A与电源负极相连为阴极,而B与电源正极相连为阳极。
【详解】A.由分析,放电时,电极B为正极,A正确;
B.据题干信息,充电时只有Li2CO3发生氧化,释放出CO2和O2,反应为:,B正确;
C.该电池负极为Li,可以与水反应,所以不能用含水电解液,C正确;
D.放电时,正极区发生反应:4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+C,当转移4mol电子时,正极区域增加的质量为2molLi2CO3和1molC的质量,为160g,D错误;
故选D。
5.C
【分析】b电极表面,Zn转化成ZnO,化合价升高,失电子,为负极,电极反应式为,a为正极,电极反应式为,由此分析回答;
【详解】A.由分析可知,电极a为正极,发生还原反应,A错误;
B.通过阴离子交换膜向负极移动,即向b电极移动,B错误;
C.由分析可知,a极的电极反应式为,C正确;
D.每转移,有2mol 转移到右侧极室,发生反应,即增加1mol水的质量,为18g,D错误;
故选C。
6.C
【详解】A.该装置中不存在外接电源,则pH计工作时,发生原电池反应,将化学能转变为电能,A正确;
B.由公式可以看出,pH变化时,E也将随之发生改变,所以玻璃电极的电极电势会随待测溶液的c(H+)变化而变化,B正确;
C.由公式可以看出,一定温度下,电池电动势E越小,pH越小,则待测液中c(H+)越大,C错误;
D.在原电池中,正极的电极电势比负极的电极电势高,若参比电极电势比玻璃电极电势高,则参比电极为正极,玻璃电极为负极,Ag失电子产物与电解质反应生成AgCl,电极反应式:,D正确;
故选C。
7.C
【详解】A.两种不同介质条件下,电子移动的方向均为由M电极到N电极,故M电极为负极,N电极为正极,N电极的电势均高于M电极,A项错误;
B.图1中负极反应式为,图2中负极反应式为,B项错误;
C.该电池用于金属表面镀银时,镀件为阴极,与电池的负极相连,即M电极连接镀件,C项正确;
D.当有6 mol电子发生转移时,理论上消耗氨气2 mol,但未指明气体是否处于标准状况,无法计算气体体积,D项错误;
本题选C。
8.B
【分析】二氧化硫端:二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸根离子,再失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子,a为负极,其电极反应为:;氧气端:氧气得电子发生还原反应,与氢离子结合生成过氧化氢,b为正极,其电极反应为;总反应为:;
【详解】A.a为负极、b为正极,电极a的电势比电极b的低,A正确;
B.由电子守恒可知,,则每制备1molH2O2,消耗1molSO2,B错误;
C.氧气得电子发生还原反应,与氢离子结合生成过氧化氢,其电极反应为,C正确;
D.原电池中阳离子向正极移动,故装置工作时,双极膜中H+向电极b移动,D正确;
故选B。
9.B
【分析】接风力发电时,该装置是电解池,已知储能时Fe2+被氧化,说明a极是阳极,b极是阴极。接输电网时,该装置是原电池,a极是正极,b极是负极。
【详解】A.接风力发电时,该装置是电解池,铁铬液流电池在储备能量,A正确;
B.接输电网时该装置是原电池,该电池总反应为Fe3++Cr2+= Fe2++Cr3+,B错误;
C.若用该电池电解水,生成标况下22.4L H2时,氢气的物质的量为1mol,转移电子2mol,该装置为原电池,负极电极反应式为:Cr2+-e-= Cr3+,所以有2mol Cr2+被氧化,C正确;
D.放电时,该装置是原电池,Cl 是阴离子,移向负极,b极是负极,每1mol Cl 通过交换膜,转移1mol电子,Fe3+减少1mol,D正确;
故选B。
10.D
【详解】A.电子由导电玻璃电极流出,导电玻璃为太阳能电池的负极,共享碳电极为钙钛矿太阳能电池的正极,故A错误;
B.锂硫电池放电时,锂电极为负极,由金属锂电极迁移至含硫层,故B错误;
C.充电时,共享碳电极为阳极,阳极发生氧化反应,电极反应式为,故C错误;
D.锂硫电池放电时,负极锂失电子,正极硫得电子,总反应为,故D正确;
选D。
11.A
【分析】由题干可知,该电池负极材料为,放电时失去电子发生氧化反应生成钠离子,反应为,正极材料为,放电时正极发生还原反应为;充电时极为阳极,嵌钠硬碳为阴极;
【详解】A.放电时,为正极,则普鲁士白电极上的电势比嵌钠硬碳电极上的高,A错误;
B.由分析可知,放电时,负极的电极反应式为,B正确;
C.充电时,每转移1mol电子,会有1mol钠离子嵌入碳中得到嵌钠硬碳,则阴极增重23g,C正确;
D.由分析可知,充电时极为阳极,嵌钠硬碳为阴极,电极反应与放电时相反,则从阳极脱嵌,经电解质溶液嵌入阴极,嵌入阴极,D正确;
故选A。
12.B
【分析】根据电池反应可知,放电时:Ca为负极,反应为:Ca-2e- = Ca2+,正极反应为:,据此作答。
【详解】A.根据方程式分析,放电时,Ca为负极,则负极反应为:Ca-2e- = Ca2+,故A错误;
B.充电时,LiFePO4 变为Li1-xFePO4和x Li+,则Li1-xFePO/LiFePO4电极发生Li+脱嵌,放电时发生Li+嵌入,故B正确;
C.放电时,当转移0.2 mol电子时,有0.1mol钙单质变为钙离子进入到电解质中,有0.2mol Li+向右移动,则理论上左室中电解质的质量增重0.1mol×40g mol 1 0.2mol×7g mol 1=2.6 g,故C错误;
D.钙是活泼金属,与水反应,不可能是水溶液,因此LiPF6-LiAsF6为非水电解质,其与Li2SO4溶液的主要作用都是传递离子,故D错误;
故答案选B。
13.C
【详解】A.原电池中阳离子由负极移向正极,即Li+由a极移向b极,故A正确;
B.碳具有导电性,碳添加剂是为了增强电极的导电性,故B正确;
C.放电时,,3mol得到2mol电子,则1mol得到mol电子,C错误;
D.根据由图装置,电解过程中阳极反应:8Li2S-16e-=S8+16Li+,D正确;
答案选C。
14.C
【分析】CO2转化为HCOO-,碳化合价降低,得到电子,所以通二氧化碳一极为阴极,a为负极,CH3OH转化为HCOOH,碳化合价升高,失去电子,所以通CH3OH碳一极为阳极,b为正极,阴极电极方程式为,阳极电极方程式为,据此回答。
【详解】A.根据分析,正极电势大于负极,所以a的电极电势低于b,A错误;
B.根据分析mSnO2/CC电极为阴极,阴极电极方程式为,B错误;
C.装置工作时,H+向阴极移动,H+从右侧电极室向左侧电极室迁移,C正确;
D.若有1mole-通过导线时,根据分析可知,阴极生成0.5mol的HCOO-,阳极生成0.25mol的HCOOH,共0.75mol,D错误;
故选C。
15.C
【分析】图1为原电池,Al为负极,PbO2为正极,图2为电解池,汞齐化铜电极发生还原反应为阴极,铅合金电极为阳极;
【详解】A.反应过程中溶液浓度增大,说明区的和区的,分别移向区,故A正确;
B.由分析可知硝基苯电解生成对氨基苯酚是还原反应,汞齐化铜电极作阴极,铅合金电极作阳极应与电源正极相连,电极是正极,故B正确;
C.消耗时,转移电子,极区电极反应式为,使溶液减少,同时有迁移到区,区域电解质溶液减少的质量共为,故C错误;
D.汞齐化铜电极为阴极,反应式为+4H++4e-→+H2O,故D正确。
答案选C。
16.B
【详解】A.由题意可知,测硫仪工作时,碘离子在阳极失去电子发生氧化反应生成碘三离子,电极反应式:,A正确;
B.液中为一定值,电解池不工作,并不是因为已经全部转化为,B错误;
C.由题意可知,二氧化硫在电解池中与溶液中反应生成碘离子、硫酸根离子和氢离子,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式:,C正确;
D.反应过程中S元素化合价变化为2,当转移bmol电子时,则待测气体中的物质的量为:,则其含量为,D正确;
答案选B。
17.D
【分析】Al与Na2SnO3可以发生反应6Al+3Na2SnO3+15H2O=3Sn+6NaAl(OH)4+3H2↑(1),和NaOH也可发生反应2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2↑(2),图示中Al与Na2SnO3和NaOH反应,随着反应的进行,生成的Sn和氢气的量也逐渐增多。
【详解】A.Na2SnO3溶液显碱性,是强碱弱酸盐,会发生水解导致阴离子个数增多,大于0.1NA个,故A错误;
B.根据分析该过程存在6Al+3Na2SnO3+15H2O=3Sn+6NaAl(OH)4+3H2↑,还原产物为Sn和H2,故B错误;
C.在整个过程中生成故氢气的反应有两个,当氢气全部是反应(1)生成的,33.6LH转移的电子数为9NA,当氢气全部是反应(2)生成的,转移的电子数为3NA,两个反应同时发生,故转移电子数目为介于3NA与9NA之间,故C错误;
D.形成Al-Sn原电池可以加快反应速率,Al活泼作负极,故Sn作正极,析氢反应主要发生在Sn上,故D正确,
故选:D。
18.A
【分析】由题意可知放电时硫电极得电子,硫电极为原电池正极,钠电极为原电池负极。
【详解】A.充电时为电解池装置,阳离子移向阴极,即钠电极,故充电时,Na+由硫电极迁移至钠电极,A错误;
B.放电时Na在a电极失去电子,失去的电子经外电路流向b电极,硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na+结合得到Na2Sx,电子在外电路的流向为a→b,B正确;
C.由题给的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为2Na++S8+2e-→Na2Sx,C正确;
D.炭化纤维素纸中含有大量的炭,炭具有良好的导电性,可以增强硫电极的导电性能,D正确;
故答案选A。
19.C
【详解】A.使用明矾对水进行净化过程中,明矾电离出的铝离子发生水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体粒子吸附水中的悬浮颗粒并沉降下来而水变得澄清,该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化,因此没有涉及到氧化还原反应,A不符合题意;
B.雪天道路上撒盐融雪,是因为雪遇到盐而使其熔点降低并熔化,该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化,因此没有涉及到氧化还原反应,B不符合题意;
C.暖贴中的铁粉遇空气放热,是因为暖贴中含有的铁粉、碳粉、氯化钠、水等物质,当这些物质遇到空气后形成无数微小原电池并开始工作,化学能转化为电能,无数微小原电池堆积在一起使得电能又转化为热能,该过程中铁元素和氧元素的化合价发生变化,因此,该过程涉及到氧化还原反应,C符合题意;
D.荧光指示牌被照发光,是因为光被指示牌发生了反射,该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化,因此没有涉及到氧化还原反应,D不符合题意;
综上所述,本题选C。
20.D
【分析】放电时的电极反应式为,MnO2得电子,石墨为正极,则Al为负极,失电子,在氨水溶液中Al失电子生成Al(OH)3,结合原电池原理分析解答。
【详解】A.根据上述分析,石墨为正极,Al为负极,石墨电极上的电势比Al电极上的高,A错误;
B. 电子从负极流向正极,但是电子只能在导线和电极上移动,不能通过溶液,B错误;
C.若采用食盐水+NaOH溶液作电解质溶液,负极生成的氢氧化铝会被氢氧化钠溶解,电极反应式不同,C错误;
D.MnO2得电子为正极,则Al为负极,失电子,在氨水溶液中Al失电子生成Al(OH)3,负极电极反应式为,D正确;
故选D。
21.C
【分析】图中装置,放电时Mg作负极,V2O5作正极。
【详解】A.由图中可知,放电时负极电极式为:,正极电极式为:Mg2+ +2e- +V2O5=MgV2O5,A正确;
B.由放电时电池总反应式:知,放电不影响电解质溶液的Mg2+浓度,故一段时间后,聚乙烯醇中的c(Mg2+)几乎保持不变,B正确;
C.充电时阳极电极式为:,从V2O5中脱离,C错误;
D.若将电解液换成MgCl2水溶液,Mg能与水缓慢反应生成H2,工作时电池可能产生鼓包,D正确;
故选C。
22.B
【分析】装置B中稀硫酸与Zn反应生成氢气,生成的氢气将C中液体压入D中,硫酸铜和Zn发生置换反应生成Cu单质后形成原电池,加快Zn与稀硫酸的反应速率,生成的氢气进入E中,将E中液体压入过量氨水中,发生Cu2++4NH3 H2O=4H2O +[Cu(NH3)4]2+,然后进入G中,催化双氧水的分解生成氧气,生成的氧气进入过量硫化氢溶液中发生氧化还原反应生成硫单质,装置I吸收尾气。
【详解】A.化合反应为多变一的反应,实验中不涉及化合反应,故A正确;
B.B与D两容器中比较,D中形成原电池后可以加快反应速率,故B错误;
C.C中压强变大,液体压入D中,试管内液面下降,故C正确;
D.H中出现浅黄色浑浊说明氧气将硫化氢氧化成硫单质,说明氧化性O2>S,证明O非金属性强于S,故D正确;
故选B。
23.D
【分析】放电时的 电极反应式正极:3CO2 + 4Li+十4e -=2Li2CO3+ C,负极:Li-e -=Li+
【详解】A.Li是活泼金属,能与水反应,不能用水溶液作电解质,可使用有机电解液,故A正确;
B.充电时,原电池的负极与电源的负极相连作阴极,原电池的正极与电源的正极相连作阳极,阳离子有样机向阴极移动,故充电时,Li+ 由正极向负极迁移,故B正确;
C.放电时,C作正极,电极反应式为3CO2 + 4Li+十4e -=2Li2CO3+ C,故C正确;
D.由正极反应历程可知,C为最终产物,*LiCO2、*CO、*LiC2O3是中间产物,共3种,故D错误;
故答案选D。
24.A
【分析】该装置没有外加电源,属于电池装置,通入氢气一极为负极,产生氢气一极为正极,即吸附层M为负极,吸附层N为正极,据此分析;
【详解】A.该装置为化学电源,根据题中所给信息,“产生能源的源泉为酸和碱的中和能”,因此该电池是利用中和能转化成电能,故A正确;
B.根据原电池工作原理,电子从负极经外电路流向正极,即电子从吸附层M流向吸附层N,根据装置图可知,吸附层M上产生H+与电解质溶液中OH-反应生成H2O,右侧电解液中H+在吸附层N上得电子转化为H2,H+几乎没有移动,内电路Na+通过离子交换膜由左往右移动,故B错误;
C.吸附层M电极反应式是H2-2e-+2OH-=2H2O,故C错误;
D.题中没有指明是否是标准状况,因此无法判断产生氢气物质的量,故D错误;
答案为A。
25.B
【分析】充电时F-从乙电极流向甲电极,则乙是阴极,甲是阳极;放电时乙是负极,电极反应:Mg- 2e-+2F-=MgF2,甲是正极,电极反应: BiF3+3e-= Bi+3F-。
【详解】A.据分析,充电时,乙是阴极,与外加电源的负极相连,A错误;
B.放电时,导线上每通过1mole-,乙电极反应:Mg- 2e-+2F-=MgF2,乙电极增加1molF-,质量增加19g,B正确;
C.据分析,放电时,甲是正极,电极反应: BiF3+3e-= Bi+3F-,C错误;
D.根据题意,比能量指电池单位质量或者单位体积所输出电能的多少,氟离子电池的比能量是,锂离子电池的比能量是,二者不相同,D错误;
故选B。
26.B
【分析】由于Mg是活泼金属、Mg2+氧化性弱,所以该电池工作时Mg失去电子结合F-生成MgF2,即b电极为负极,电极反应式为Mg+2F--2e-=MgF2,则a为正极,正极上LaSrMnO4F2+2e-=LaSrMnO4+2F-;充电时,电解池的阳极、阴极与原电池的正极、负极对应,即电解池的阳极为原电池的正极、阴极为原电池的负极,电极反应与原电池的电极反应相反,所以电解池的阳极电极反应式为LaSrMnO4+2F--2e-=LaSrMnO4F2,阴极反应式为MgF2+2e-=Mg+2F-,据此解答。
【详解】A.由于Mg是活泼金属、Mg2+氧化性弱,所以原电池放电时,Mg失去电子、作负极,即b为负极,则a为正极,A错误;
B.a为正极,正极上LaSrMnO4F2得电子发生还原反应,电极反应方程式为LaSrMnO4F2+2e-=LaSrMnO4+2F-,B正确;
C.充电时电解池的阳极、阴极分别与原电池的正、负极连接,所以a接外电源的正极,C错误;
D.电子不经过电解质溶液,在外电路中移动,D错误;
故合理选项是B。
27.A
【详解】A.与装置I相比,装置II隔绝了锌和硫酸铜溶液的接触,化学能不转化为热能,提高了转化为电能的效率,所以装置II的能量利用率比装置I高,故A正确;
B.原电池工作时,正极发生还原反应,所以装置I和II的正极都发生还原反应,故B错误;
C.原电池工作时,阴离子向负极移动,所以装置I和II中阴离子都是移向负极锌电极,故C错误;
D.精炼铜时,阳极锌、铁、铜在阳极放电生成金属阳离子,质量减少,铜离子在阴极放电生成铜,电极质量增加,由于粗铜中各物质的比例未知,所以阳极减少的质量和阴极增加的质量无法比较,故D错误;
故选A。
28.D
【分析】该装置为原电池,通入NO2的电极上NO2→N2,N的化合价降低、发生得电子的还原反应,通入CxHy的电极上CxHy→CO2,C的化合价升高,发生失电子的氧化反应,则通入NO2的电极为正极,通入CxHy的电极为负极,正极反应式为2NO2+8e-+8H+═N2+4H2O,据此分析解答。
【详解】A.该原电池中,通入NO2的电极为正极,正极上NO2发生得电子的还原反应生成N2,故A正确;
B.若使用的烃为C2H6,电极为负极,负极上C2H6失14个电子生成CO2,电解质为酸性,则负极反应式为:C2H6+4H2O-14e-=2CO2↑+14H+,故B正确;
C.该原电池中,正极反应式为2NO2+8e-+8H+═N2+4H2O,转移8mol电子时,需消耗8mol H+,则转移0.4mol电子时,有0.4NA个H+通过质子交换膜,故C正确;
D.该原电池中,通入NO2电极为正极,正极反应式为2NO2+8e-+8H+═N2+4H2O,生成水使正极附近溶液的酸性减弱,pH增大,故D错误;
故选:D。
29.C
【详解】A.根据图中信息四氧化三铁起导电作用,而铁变为亚铁离子,因此纳米铁发生氧化反应,故A正确;
B.根据图中信息,左边变化,碳化合价降低,发生还原反应,在正极反应,因此正极电极反应式:,故B正确;
C.根据图中信息As化合价发生了变化,因此在溶液中,失去的电子总数等于、获得的电子总数,故C错误;
D.工作一段时间后,根据,溶液中氢离子浓度不断消耗,因此废水的pH将增大,故D正确。
综上所述,答案为C。
30.D
【详解】A.图①装置Zn化合价升高,失去电子,作原电池负极,根据“同性相吸”原则,盐桥中KCl的移向甲烧杯,故A正确;
B.根据外接电源的阴极保护法,得到图②装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护,故B正确;
C.图③装置中开关由M置于N时,Zn作负极,Cu Zn合金作正极,因此Cu Zn合金的腐蚀速率减小,故C正确;
D.图④装置精炼铜,根据电流移动方向,得到a为阳极,b为阴极,因此a极为粗铜,b为纯铜,电解质溶液为溶液,故D错误。
综上所述,答案为D。
31.B
【分析】由图可知,放电时,钠箔为原电池的负极,钠失去电子发生氧化反应生成钠离子,电极反应式为Na—e—=Na+,碳纸为正极,氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,电极反应式为O2+4e—+2H2O=4OH—;充电时,钠箔与电源负极相连,做电解池的阴极,碳纸与电源正极相连,做电解池的阳极。
【详解】A.放电时,阳离子向原电池的正极移动,则钠离子向正极移动,故A错误;
B.放电时,电子由负极经导线流向正极,由分析可知,钠箔为原电池的负极,碳纸为正极,则放电时,电子由钠箔经导线流向碳纸,故B正确;
C.由分析可知,充电时,钠箔与电源负极相连,做电解池的阴极,电极反应式为Na++ e—=Na,则当有0.1mol电子过导线时,则钠箔增重2.3g,故C错误;
D.由分析可知,充电时,碳纸与电源正极相连,做电解池的阳极,故D错误;
故选B。
32.B
【详解】A.放电时,N极得电子,发生还原反应作正极,电极反应方程式为[Fe(CN)6]3-+e-=[Fe(CN)6]4-,A项错误;
B.充电时,M极得到电子作为阴极,发生还原反应,B项正确;
C.放电时,N极作为正极,M极作为负极,Na+通过离子交换膜从左极室移向右极室,C项错误;
D.充电时,当电路中转移0.5mol电子时,发生反应为[Fe(CN)6]3-+e-=[Fe(CN)6]4-,则有0.5mol[Fe(CN)6]4-失去电子,而不是 [Fe(CN)6]4-得到电子,D项错误;
答案选B。
33.D
【详解】A.电池工作时,太阳光使Ru(II)失电子转化为Ru(III),发生氧化还原反应,将太阳能转化为电能,选项A正确;
B.X电极电子流出,发生氧化反应,为电池的负极,选项B正确;
C.Y电极电子流入,发生还原反应,电极反应为+2e-=3I-,选项C正确;
D.电池工作时,+2e-=3I-,生成的I-又可与Ru(III)反应重新生成,整个过程电解质溶液中I-和的浓度基本不变,选项D错误;
答案选D。
34.A
【详解】A.合金的熔点比纯金属的低,故焊锡中掺入适量铅主要目的是降低其熔点,A项正确;
B.汞有毒,充有汞蒸气的废旧日光灯管应投入危险品垃圾桶中,B项错误;
C.聚丙烯属于合成高分子化合物,C项错误;
D.硅胶具有吸水性,硅胶常作为干燥剂而不是脱氧剂,D项错误;
答案选A。
35.C
【分析】放电过程为原电池原理,根据反应原理可知,放电时AlLi中Li的化合价升高,失去电子。因此铝锂电极作负极,电极反应式为:AlLi-e-=Al+Li+,铝石墨电极作正极,电极反应式为Cx(PF6)+e-=xC+,充电过程为电解池原理,为原电池的逆过程,据此分析解答。
【详解】A.放电过程为原电池原理,外电路电流从正极流出,流向负极,因此外电路电流向铝锂电极,A正确;
B.根据分析可知,放电时铝石墨电极作正极,电极反应式为Cx(PF6)+e-=xC+,B正确;
C.充电时,铝石墨电极为阳极,应与电源正极相连,C错误;
D.充电时,阴极锂离子发生还原反应,电极反应为:Al+Li++e=AlLi,所以转移1 mol e-,阴极电极从Al变为AlLi将增重1 mol×7g/mol=7 g,D正确;
答案选C。
36.C
【详解】A.电池外电路中电子由负极流向正极,氧气得电子,b极为正极,电子由电极a流向电极b,选项A错误;
B.电极b氧气得电子,生成O2-,O2-由正极(电极b)流向负极(电极a),选项B错误;
C.甲烷所在电极a为负极,电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O,选项C正确;
D.1 mol O2得4 mol电子生成2 mol O2-,故当固体电解质中有1 mol O2-通过时,电子转移2 mol,选项D错误。
答案选C。
37.A
【分析】由化学方程式可知O2发生还原反应为正极,电极反应为:,H2S发生氧化反应,为电源负极,电极反应为:,以此分析。
【详解】A. 标准状况下,每 11.2 LH2S 参与反应,则H2S物质的量为0.5mol,由电极方程式可知,有1 mol H+经固体电解质膜进入正极区,故A正确;
B. 电池工作时,电子从负极经外部电路流向正极,电子经电极a经过负载流向电极 b,故B错误;
C. 反应由化学能转换为电能,故释放的热能小于632 kJ,故C错误;
D. 电极b 上发生的电极反应式为:,故D错误;
故答案选:A。
38.B
【分析】根据磷酸铁锂电池的切面图和总反应LixC6+Li1-xFePO4=6C+LiFePO4可知,铜箔为负极,负极反应式为LixC6-xe-=6C+xLi+,铝箔为正极,正极反应式为Li1-xFeO4+xLi++xe-=LiFePO4,原电池放电时,电子从负极沿导线流向正极,内电路中阳离子移向正极,阴离子移向负极;充电时,装置为电解池,阴极、阳极反应式与负极、正极反应式正好相反,根据二次电池的工作原理结合原电池和电解池的工作原理分析回答。
【详解】A. 原电池放电时,电解质中阳离子移向正极,即Li+脱离石墨,每有NA个电子转移,就有1 mol Li+脱离石墨,经电解质嵌入正极,A正确;
B. 该原电池中,负极反应式为LixC6-xe-=6C+xLi+,正极反应式为Li1-xFeO4+xLi++xe-=LiFePO4,所以隔膜为阳离子交换膜,在反应过程中只允许Li+通过,B错误;
C. 放电时,正极反应式为Li1-xFeO4+xLi++xe-=LiFePO4,充电时,原电池的正极与外加电源正极相接,电极反应与原电池正极反应相反,即充电时电池正极上发生的反应为LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+,C正确;
D. 充电时电子从外电源负极→阴极、阳极→电源正极,即充电时电子从电源经铜箔流入负极材料,D正确;
故合理选项是B。
39.C
【详解】A. 金属大规模被使用的先后顺序跟金属的活动性关系最大,金属性越弱的金属使用越早,所以我国使用青铜器的时间比使用铁器、铝器的时间均要早,故A正确;
B. Cu比Ag活泼,将青铜器放在银质托盘上,构成原电池,铜为负极,青铜器容易生成铜绿,故B正确;
C. 铜在空气中长时间放置,会与空气中氧气、二氧化碳、水反应生成碱式碳酸铜,因此《本草纲目》载有名“铜青”之药物,铜青就是铜锈蚀生成的碱式碳酸铜,故C错误;
D.蜂蜡的主要成分是酸类、游离脂肪酸、游离脂肪醇和碳水化合物,主要成分是有机物,故D正确;
故选C。
40.C
【分析】电子从吸附层a流出,a极为负极,发生的反应为:H2-2e-+2OH-=2H2O,b极为正极,发生的反应为:2H++2e-=H2↑。
【详解】A.由上面的分析可知,NaClO4没有参与反应,只是传导离子,A错误;
B.吸附层b的电极反应2H++2e-=H2↑,B错误;
C.将正、负电极反应叠加可知,实际发生的是H++OH-=H2O,全氢电池工作时,将酸碱反应的中和能转化为电能,C正确;
D.若离子交换膜是阳离子交换膜,则Na+向右移动,左池消耗OH-且生成H2O,pH减小,D错误。
答案选C。
【点睛】B.电解质溶液为酸溶液,电极反应不能出现OH-。
41.B
【详解】A.根据电流的方向,Mg—Sb(液)层做正极,Mg(液)层作负极,该电池放电时,阴离子向正极移动,即C1 向上层处移动,故A错误;
B.充电时,Mg(液)层作阴极,阳离子移向阴极,发生还原反应,阴极的电极反应为:Mg2++2e-=Mg,故B正确;
C.根据电流的方向,该电池充电时,Mg—Sb(液)层做阳极,故C错误;
D.放电时,负极Mg失电子生成镁离子,则Mg(液)层的质量减小,故D错误;
答案选B。
42.A
【分析】该原电池中,硝酸根离子得电子发生还原反应,则装置右边b电极为正极,电极反应为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O,装置左边a极苯酚失电子发生氧化反应生成二氧化碳,电极反应为C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+,结合原电池的工作原理作答。
【详解】根据上述分析可知,
A. a极为原电池的负极,发生的电极反应为:C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+,A项正确;
B. b极为正极,发生还原反应,B项错误;
C. 中间室的Na+向原电池的正极(b极)移动,即向右室移动,C项错误;
D. 右室中的电极反应为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O,则生成0.1 mol N2时,用电器流过1 mol电子,D项错误;
答案选A。
【点睛】掌握原电池的工作原理是解题的关键,原电池工作的原理口诀可概括为“两极一液一连线,活泼金属最优先,负失氧正得还,离子电极同性恋”,可加深学生对原电池的理解与记忆。本题的难点是A选项,电极反应式的书写遵循氧化还原反应的基本规律,同时要考虑电解质溶液的酸碱性,学生要火眼金睛,识破陷阱,提高做题正答率。
43.C
【详解】A、该图为酒精燃料电池,该仪器工作时酒精浓度越大,则单位时间内转移电子数越多,电流强度越大,正确;
B、燃料电池中通入燃料的一极发生氧化反应作原电池的负极,所以X是负极,Y是正极,电子从外电路的负极流向正极,正确;
C、酒精发生氧化反应生成乙醛和氢离子,所以X极区的氢离子浓度增大,pH减小,错误;
D、燃料电池的反应的实质就是乙醇与氧气反应生成乙醛和水,所以电池总反应为2CH3CH2OH+O2=2CH3CHO+2H2O,正确;
答案选C。
44.D
【详解】A项,硅太阳能电池是用半导体原理将光能转化为电能,是物理变化,该电池将化学能转化为电能,两者原理不同,A项错误;
B项,光照时,根据图示中电子的流向,铂电极为正极,光电极为负极,光照时H+由b极室通过质子膜进入a极室,B项错误;
C项,根据图示,光照时b极反应为VO2+失电子生成VO2+,电极反应式为VO2+-e-+H2O=VO2++2H+,C项错误;
D项,夜间无光照时,相当于蓄电池放电,a电极电极反应为V2+-e-=V3+,a电极上发生氧化反应,a电极为负极,a电极流出电子,D项正确;
答案选D。
【点睛】本题考查原电池原理,理解原电池工作原理是解题的关键。根据光照时电子的流向判断正负极,注意电极反应式的书写与电解质的关系(如C项酸性条件下电极反应式中不出现OH-)。
45.D
【详解】A.金属锂能够与水反应,电解液不能由LiClO4和DMSO溶于水得到,A错误;
B.由反应式2Li2CO3 =4Li++2CO2↑+O2↑+4e-可知,得到4 mole-,生成2mol二氧化碳和1mol氧气,现转移8 mole-,生成6mol气体,B错误;
C.通过图示可知,电子不断的流出,过程Ⅱ中化学能转化为电能,C错误;
D.由图示可知,碳变为二氧化碳,发生氧化反应,过程Ⅰ的钌电极为负极,电极反应式为2Li2CO3 +C-4e-=4Li++3CO2↑,D正确;
正确选项D。
46.D
【详解】A.放电时,氢气在碳电极发生氧化反应,碳纳米管电极作负极,充电时,碳电极发生还原反应作阴极,应与电源的负极相连,故A错误;B.放电时,该电池为原电池,甲电极为负极,电极反应为:H2 - 2e-+ 2OH-=2H2O,故B错误;C.充电时,乙电极反应与放电时刚好相反,则电极反应为:Ni(OH)2+OH--e-═NiO(OH)+H2O,故C错误;D.放电时,正极电极反应式为2NiO(OH)+2H2O+2e-═2Ni(OH)2+2OH-,负极电极反应式为:H2+2OH--2e-═2H2O,则两式相加得总反应:H2+2NiOOH2Ni(OH)2,故D正确;故选D。
点睛:本题考查了原电池和电解池原理,明确正负极上发生的电极反应及阴阳离子的移动方向是解题的关键。开关连接用电器时,应为原电池原理,甲电极为负极,负极反应式为H2+2OH--2e-═2H2O,乙电极为正极,电极反应为:NiO(OH)+H2O+e-═Ni(OH)2+OH-;开关连接充电器时,为电解池,充电与放电过程相反。易错选项是A,注意结合电解原理确定与原电池哪个电极相连。
47.B
【详解】A.放电时正极反应为FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-,则附近有OH-生成,所以正极附近碱性增强,故A正确;B.充电时,原电池负极连接电源的负极,B错误;C.放电时正极反应为FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-,所以每转移3 mol电子,正极有1 mol K2FeO4被还原,故C正确;D.充电时阳极发生Fe(OH)3失电子的氧化反应,即反应为:Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2O,故D正确;故选B。
48.B
【详解】根据图中信息可知,外电路中电子从A电极流向B电极,所以A为负极,B为正极。内电路一般是阳离子各正极移动、阴离子向负极移动,所以电池工作时H+由A极向B极迁移。根据原电池原理,还原剂在负极上失去电子发生氧化反应,氧化剂在正极上得到电子发生还原反应,所以从a口通入的偏二甲肼发生氧化反应,从b口通入的四氧化二氮发生还原反应。由于产物都是空气中的成分,所以原电池反应的产物为二氧化碳、氮气和水。综上所述,B选项正确。
点睛:本题借助燃料电池考查原电池的工作原理。这类题目一般首先要分析反应物哪个是还原剂哪个是氧化剂,然后分析装置中的信息,通过外电路中电子的流向、物质的转化、电解质离子的运动方向等信息确定两个电极的极性,最后分析电极反应,这样就基本上可以解题了。
49.B
【详解】试题分析:A.放电时相当于原电池,钠是活泼的金属失去电子,则电极A为负极,A正确;B.钠的熔点高于10℃,因此该电池工作的适宜温度不应该控制10℃左右,B错误;C.放电时相当于原电池,阳离子向正极移动,则内电路中Na+的移动方向为A到B,C正确;D.充电时相当于电解池,阳极失去电子,则根据反应的方程式Na2Sx=2Na + xS可知阳极电极反应式为 Sx2--2e-=xS,D正确,答案选B。
考点:考查电化学原理的应用
50.B
【详解】试题分析:充电时电源正极变为阳极,与外接电源的正极相连,A错,B正确;放电时负极:Li-e-=Li+,Li+向正极移动,C错,正极:FePO4+Li++e-=LiFePO4,Li的化合价不变,Fe的降低,故D不正确。
考点:化学电源的结构特征与反应原理。