原电池化学电源（练习）

第22讲原电池化学电源

（模拟精练+真题演练）

・最新模拟精练

完卷时间：50分钟

可能用到的相对原子质量：H1N14O16Na23Mg24

一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12x5分）

1.（2023•安徽安庆•安庆一中校考三模）pH计的工作原理（如图所示）是通过测定电池电动势E（即玻璃电极

和参比电极的电势差）而确定待测溶液的pH。电池电动势E与待测溶液pH关系为：E=0.059pH+K（E的单

位为V,K为常数）。下列说法正确的是

A.参比电极一定是正极

B.一定温度下，电池电动势越小，待测液中c（H+）越大

C.pH计工作时，若玻璃电极电势比参比电极低，则玻璃电极反应上每得Imol电子，生成ImolAg单质

D.pH计可以长期浸泡在碱性缓冲液中

【答案】B

【解析】A.电池电动势E与待测溶液pH关系为：E=0.059pH+K,由于pH不确定，E可能大于0,也可

能小于0,故不能确定玻璃电极与参比电极电势高低，故参与电极不一定是正极,A错误;B.由E=0.059pH+K

可知，c（H+）越大，pH越小，E越小，即电池电动势越小，B正确；C.pH计工作时，若玻璃电极电势比

参比电极低，则玻璃电极为电势更低的负极，发生氧化反应，反应上每转移Imol电子，ImolAg失去电

子变成Ag+,C错误；D.pH计中含有玻璃泡，其含有SiO2,长期浸泡在碱性缓冲液中会与OH反应，D

错误；故选B；

2.（2023・辽宁大连•统考二模）某科研小组用电化学方法将CO2转化为CO实现再利用，转化的基本原理

如图所示，下列叙述正确的是

A.光能全部转化成电能

B.M上的电极反应方程式为2H2。-de;。？个+4日

C.该电池工作时溶液中SOj移向N极

D.若消耗标况下22.4LCO2,溶液中转移的电子数目为2NA

【答案】B

【分析】由图可知，该装置为原电池，M电极为负极，紫外光作用下，水在负极失去发生氧化反应生成氧

气和氢离子，N电极为正极，酸性条件下二氧化碳做正极得到电子生成一氧化碳和氢离子。

【解析】A.由图可知，该装置为光能转化为化学能，化学能转化为电能的装置，原电池工作时，光能不

可能完全转化为电能，故A错误；B.由分析可知，M电极为负极，紫外光作用下，水在负极失去发生氧

化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2HQ-4e-=O?T+4H+,故B正确；C.由分析可知，M电极为

负极，N电极为正极，则原电池工作时，阴离子硫酸根离子移向负极M电极，故C错误；D.原电池工作

时，溶液只能实现离子的定向运动，不能转移电子，故D错误；故选B。

3.（2023•河北衡水•河北衡水中学校考模拟预测）我国科研人员将单独脱除S0。的反应与Hq?的制备反应

相结合，实现协同转化。

①单独制备HzO?：2H2O+O2=2H2O2,不能自发进行；②单独脱除SO?：

4OH-+2SO2+O2=2SOf+2H2O,能自发进行。协同转化装置如图（在电场作用下，双极膜中间层的H?。

解离为OH-和H+，并向两极迁移）。下列分析错误的是

A.左侧电极电势比右侧电极电势低

B.产生H?。？的电极反应：C）2+2e-+2H+=Ha

C.反应过程中不需补加稀H2sO4

D.协同转化总反应：SO2+O2+2H,O=H2O2+H2SO4

【答案】D

【解析】A.左侧为电池的阴极，右侧为电池的阳极，阳极的电极电势比阴极的电极电势高，故左侧电极

+

电势比右侧电极电势低，A正确；B.由图可知产生H2O2的电极反应为02+2e-+2H=H2O2,B正确；C.H+

与电子所带的电荷数相等，当反应进行时，右侧消耗H+的量等于迁移的氢离子的量，硫酸的总量不发生变

化，所以不需要补加硫酸，C正确；D.根据反应图可得，负极的反应式为SOj2e-+4OH-=SO：+2H2。，

正极的反应式为+2e-+2H+=H2O2,故协同转化的总反应为SOz+Oz+ZNaOHnHzOz+Na2sO,，D错误；

故选D。

4.（2023•江西南昌・统考二模）沉积物微生物燃料电池（SMFC）可以将沉积物中的化学能直接转化为电能,

同时加速沉积物中污染物的去除，用SMFC处理含硫废水的工作原理如图所示。下列说法正确的是

A.外电路的电流方向是从b到a

B.碳棒a附近酸性增强

+

C.碳棒b存在电极反应：S6e+4H2O=SOj+8H

D.升高温度可提高电池的能量转化效率

【答案】C

【分析】根据光合菌产生的02得电子结合H+得到HzO,碳棒a为正极，FeSx在硫氧化菌的作用下被氧化

为S,S在硫氧化菌的作用下被氧化为硫酸根。

【解析】A.根据分析可知b极为负极，a极为正极，正极的电势高于负极，外电路的电流方向是从a到b,

选项A错误；B.a为正极，光合菌产生的02得电子结合H+得到H2O,电极反应为Oz+4e+4H+=2比0,酸

+

性减弱，选项B错误；C.根据图示，碳棒b存在电极反应：S-6e+4H2O=SOt+8H,选项C正确；D.升

高温度可能引起光合菌、硫氧菌失去生理活性，降低电池的能量转化效率，选项D错误；答案选C。

5.（2023•全国•模拟预测）天津大学在光催化应用研究取得重大进展，以下是光催化微生物燃料电池的工

作原理：

外加电阻

已知：电极a在光激发条件下会产生电子（e）—空穴（h+）。下列说法错误的是

A.电极电势：电极a＞电极b

B.光激发时，光生电子会与02结合，光生空穴会与电极b产生的电子结合

C.电极b电极反应式：（C6Hio05）n24ne+7nH2O=6nCO2T+24nH+

D.电池工作一段时间后，右侧溶液pH保持不变（不考虑CCh的溶解）

【答案】D

【解析】A.根据题图信息判断，（C6HHp$）“在电极b上失电子，转化为CO”则电极b为负极，电极a

为正极，正极的电极电势高于负极的电极电势，则电极电势：电极a＞电极b,故A正确；B.根据题图信

息判断，电极a在光激发条件下会产生电子缶一）、空穴（h+），光生电子会与。2结合生成水，光生空穴会与

电极b产生的电子结合，故B正确；C.（C6HHp$在电极b上失电子生成CO?和氢离子，根据得失电子

守恒、电荷守恒，电极b发生的电极反应式为（CGHOCQ-24ne77nH2O=6nCO2T+24nH+,故C正确；

D.根据电极反应，右侧溶液中每生成1个H+，为保持溶液电中性，同时会有1个H+通过阳膜移向左侧溶

液，H+的数量不变，但右侧电解消耗水，体积减小，c（H+）增大，pH减小，故D错误；选D。

6.（2023・四川遂宁•统考模拟预测）从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最具有发展前途

的发电技术。NH3-02燃料电池装置如图所示，下列说法错误的是

电极b电极a

N2+H2O

NaOH溶液

A.电池工作时，Ch得到电子，发生还原反应

B.电极b上的电极反应式为2NH3+6OH6e=N2+6H2O

C.燃料电池能量之间的转化是由电能转化为化学能

D.电池工作时，溶液中的Na+向电极a迁移

【答案】C

【分析】电极b上，NH3转化为N2和H2O,N元素化合价升高，发生氧化反应，电极b为负极，电极反

应式为2?«13-6日+6。氏=$+6凡0；电极a为正极，发生还原反应，电极反应式为O”4e+2H2。=4（汨-。

【解析】A.由分析可知，电极a为正极，发生还原反应，02得到电子，A项正确；B.由分析可知，电

极b上的电极反应式为2NH3+6OH6e=N2+6H2O,B项正确；C.燃料电池将化学能转化为电能，C项错

误；D.电池工作时，阳离子移向电池正极，则溶液中的Na+向电极a迁移，D项正确；答案选C。

7.（2023•广西玉林•统考模拟预测）一种成本低、稳定性好的全碱性多硫化物一空气液流二次电池工作时,

原理如图所示。下列说法正确的是

A.连接负载时，电极A为正极

B.膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜

C.连接负载时，负极区的电极反应式为：S「2e=S>

D.连接电源时，电路中每通过2NA个电子，生成NaOH的质量为80g

【答案】C

【解析】A.根据图示，连接负载时，A电极发生反应2S：-2e-=Sj,A电极发生氧化反应，电极A为

负极，故A错误；B.根据图示，电池工作时，膜a、膜b之间生成NaOH,膜a为阳离子交换膜，膜b

为阴离子交换膜，故B错误；C.根据图示，连接负载时，A电极发生氧化反应，电极A为负极，负极区

的电极反应式为：S；-2e=S;，故C正确；D.连接电源时，电路中每通过2NA个电子，有2moiNa+通过

膜a进入阴极区，2moiOH通过膜b进入阳极区，所以消耗NaOH的质量为80g,故D错误；选C。

8.（2023•江苏•校联考模拟预测）期可以用作燃料电池的燃料，一种助燃料电池的工作原理如图所示，电

池工作过程中会有少量NR”在电极表面发生自分解反应生成NH3、N2,%逸出。

Nafion电解质膜

下列关于N2H4-O2燃料电池的说法正确的是

A.电池工作时化学能完全转化变为电能

B.放电过程中，负极区溶液pH增大

+

C.负极的电极反应式为：N2H4-4e-=N2+4H

D.电池工作时，负极区消耗的NaOH与正极区生成的NaOH物质的量相等

【答案】D

【分析】燃料电池中，通入氧气的电极为正极，在碱性条件下，发生的电极反应为，O2+4e+2H2O=4OH,

加入燃料脚的电极为负极，发生反应NR4-4e-+4OH-=4H2O+N2,该反应的总电极反应式为，

N2H4+O2=N2+2H2。。

【解析】A.任何实用电池都不可能将化学能完全转变为电能，A错误；B.由图可知放电时负极反应消耗

OH,pH减小，B错误；C.由分析可知，负极反应式是N2H4-4e-+4OlT=N2+4H2C),C错误；D.该

电池放电总反应是N2H4+O2=电+2凡0,即负极消耗的NaOH与正极生成的NaOH物质的量相等，D正

确；故答案为D。

9.(2023・辽宁•校联考模拟预测)有关下图所示该熔融碳酸盐燃料电池的说法正确的是

CH4+Jo

A.电极A上发生的电极反应为CO+H2-4e+2cO,=3CO2+H2O

B.脱水操作可以减少能量损失，从而实现化学能向电能的完全转化

C.每消耗ImolCHj理论上外电路中转移8moi电子

D.A电极电势高于B电极电势，同时电池工作时，Na+向电极B移动

【答案】C

【分析】甲烷和水蒸气发生催化重整反应CH“g)+H20(g).*CO(g)+3H2(g)»A电极一氧化碳、氢气失电子

生成水、二氧化碳，A是负极；B电极氧气得电子生成碳酸根离子，B是正极。

【解析】A.甲烷和水蒸气发生催化重整反应CH4(g)+H2O(g)・〈。出中七强)。A极参与反应的一氧化碳

和氢气的物质的量比为1:3,电极A上发生的电极反应为CO+3H2-8己+4cOj=5co2+3HQ,故A错

误；B.燃料电池放电时，只有一部分能量转化为电能，所以能量转化率不可能达100%,故B错误；C.CH4

最终生成二氧化碳、水，C元素化合价由4升高为+4,根据电子守恒，每消耗ImolCH’，理论上外电路中

转移8moi电子，故C正确；D.A是负极、B是正极，A电极电势低于B电极电势，故D错误；选C。

10.(2023•广东韶关•统考二模)近日，某科研团队研制设计了一种高性能碱性阴离子交换膜直接氨燃料

电池(DAFC),其工作原理如图所示。下列说法错误的是

A.电极A为负极，发生氧化反应

B.若交换膜中通过0.3molOH-,A电极区消耗2.24LNH3

C.电极B的电极反应式为O?+4e-+2H2O=4OH-

D.电流方向：电极B一灯泡一电极AT电极B

【答案】B

【解析】A.根据图示，NH3在A电极失电子生成氮气和水，电极A为负极，发生氧化反应，故A正确；

B.A电极反应式2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2。，若交换膜中通过0.3mol。可，说明外电路中转移0.3mol

电子，A电极消耗0.1molNH3,没有明确是否为标准状况，氨气的体积不一定是2.24L,故B错误；C.B

是正极，氧气在正极得电子生成氢氧根离子，电极B的电极反应式为O?+4e-+2HQ=4OH-,故C正确；

D.NH3在A电极失电子生成氮气和水，电极A为负极，B为正极，电流方向：电极B—＞灯泡一＞电极A-

电极B,故D正确；选B。

11.(2023•江西赣州•统考一模)我国科学家研发了一种水系可逆ZnCCh电池，将两组阴离子、阳离子复

合膜反向放置分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的H2O解离成H+和OH—,工作原理如图所示,

下列说法正确的是

复合膜

A.a膜是阴离子膜，b膜是阳离子膜

B.充电时Zn电极反应式为Zn+4OH-—2e-=Zn(OH)：

C.放电时多孔Pd纳米片附近pH升高

D.当放电时，复合膜层间有ImollhO解离时，正极区溶液增重23g

【答案】D

【分析】由图可知，a膜是释放出氢离子的阳离子交换膜，b膜是释放出氢氧根离子的阴离子交换膜，放

电时，锌电极为原电池的负极，释放出的氢氧根离子向负极移动，碱性条件下锌在负极失去电子发生氧化

反应生成四羟基合锌离子，电极反应式为Zn+4OH-—2e—=Zn(OH)：,多孔Pd纳米片为正极，释放出的氢

离子向正极移动，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为

CO2+2H++2e—=HCOOH,充电时，与直流电源负极相连的锌电极为阴极，四羟基合锌离子在阴极得到电子

发生还原反应生成锌和氢氧根离子，电极反应式为Zn(OH)：+2e—=Zn+4OH一,释放出的氢离子向正极移动

中和溶液中的氢氧根离子，多孔Pd纳米片为阳极，释放出的氢氧根离子向阳极移动，碱性条件下甲酸在

阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为HCOOH+2OH-—2e-=CO2+2H2Oo

【解析】A.由分析可知，a膜是释放出氢离子的阳离子交换膜，b膜是释放出氢氧根离子的阴离子交换膜,

故A错误；B.由分析可知，充电时，锌电极为阴极，四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成

锌和氢氧根离子，电极反应式为Zn(OH)：+2e—=Zn+4OH一,释放出的氢离子向正极移动中和溶液中的氢氧

根离子，故B错误；C.由分析可知，放电时，多孔Pd纳米片为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电

子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2H++2e—=HCOOH,甲酸在氯化钠溶液中电离出氢离子使

电极附近溶液pH减小，故C错误；D.由分析可知，放电时，多孔Pd纳米片为正极，酸性条件下二氧化

碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CCh+2H++2e—=HCOOH,复合膜层间有Imol水

解离时，外电路转移Imol电子，则正极增加的质量为(lmolx44g/molxl+lmolxlg/mol)=23g,故D正确；

故选D。

12.(2023・河南•校联考一模)科学家发明了一种Mg—PbCh电池，电解质为Na2s。4、H2so4、NaOH,通

过M和N两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域(已知：a>b),装置如图，

下列说法不正确的是

A.Na+通过M膜移向B区，离子交换膜N为阴离子交换膜

B.B区域的电解质浓度逐渐减小

C.放电时，Mg电极反应为Mg+20H——2e—=Mg(0H)2

D.消耗2.4gMg时，C区域电解质溶液减少16.0g

【答案】B

【分析】由图和题给信息可知，镁电极为原电池的负极，碱性条件下镁失去电子生成氢氧化镁，电极反应

电极反应式为Mg+2OH--2e-=Mg(OH)2,A区溶液中氢氧根离子浓度减小，A区钠离子通过阳离子交换

膜M进入B区，二氧化铅为正极，酸性条件下二氧化铅在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅，电极

反应式为PbO2+4H++SO：+2e—=PbSO4+2H2O,C区溶液中消耗氢离子的物质的量大于硫酸根离子，C区溶

液中硫酸根离子通过阴离子交换膜B区，则B区中硫酸钠溶液的浓度增大。

【解析】A.由分析可知，原电池工作时，A区钠离子通过阳离子交换膜M进入B区，C区溶液中硫酸根

离子通过阴离子交换膜B区，故A正确；B.由分析可知，原电池工作时，A区钠离子通过阳离子交换膜

M进入B区，C区溶液中硫酸根离子通过阴离子交换膜B区，则B区中硫酸钠溶液的浓度增大，故B错

误；C.由分析可知，放电时，镁电极为原电池的负极，碱性条件下镁失去电子生成氢氧化镁，电极反应

电极反应式为Mg+20H——2e—=Mg(0H)2,故C正确；D.由分析可知，原电池工作时，消耗2.4g镁时,

2.4g

放电转移电子c/广1x2=0.2mol,C区放电消耗0.4mol氢离子、O.lmol硫酸根离子，同时有O.lmol硫酸

24g/mol

根离子移向B区，相当于溶液中减少0.2mol硫酸，同时生成0.2mol水，则C区实际减少质量为

0.2molx98g•moPO.2moixl8g・moli=16.0g,故D正确；故选Bo

二、主观题（共3小题，共40分）

1.（14分）（2023•全国•高三专题练习）填空。

⑴将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用，以CO2和H2O

为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。

LCO

一2

电期「

极

a极

bLHCOOH

一I

质子交换膜

①电极b为极。

②电极b上的电极反应为o

（2）浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海

水中提取LiCl的同时又获得了电能。

①X为一极，Y极的电极反应式为

②Y极生成1molCb时，molLi+移向（填“X”或"Y”）极。

（3）微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中,

①该电池中外电路电子的流动方向为（填“从A到B”或“从B到A”）。

②A电极附近甲醇发生的电极反应为—o

+

【答案】（除标注外，每空2分）⑴正（1分）CO2+2e+2H=HCOOH

⑵正（1分）2c12e=C12T2X

+

（3）从A到BCH3OH+H2O6e=CO2t+6H

【解析】（1）①根据图示可知：在电极b上CO2得到电子被还原产生HCOOH,所以b电极为正极;

+

②在电极b上CO2得到电子被还原产生HCOOH,则b电极的电极反应式为：CO2+2e+2H=HCOOH；

(2)①根据图示可知：在X电极上H+得到电子被还原产生H2,故电极X为正极；Y电极上C1失去电子

被氧化产生Ch,故Y电极的电极反应式为2cl2e=CbT；

②在电极Y上C1失去电子被氧化产生Ch,Y电极的电极反应式为2C12e=CLT，每反应产生1molCh,

反应过程中转移2mol电子，阳极反应消耗2molCl,则根据电荷守恒可知会有2molLi+向X电极移动；

(3)①根据图示可知：在A电极上甲醇失去电子被氧化产生CO2,同时产生H+,故A电极作为电池的负

极，所以该电池外电路电子的流动方向为从电极A通过外电路流向电极B；

②在A电极附近，甲醇失去电子被被氧化产生CO2,同时产生H+,故A电极发生的电极反应为：

+

CH3OH+H2O6e=CO2T+6H。

2.(16分)(2023•全国•高三专题练习)根据原理图判断下列电池的电极名称、电解质溶液中离子移动的

方向。

电池原理图电极名称离子移动方向

用电器一

(1)微生物处IIIH+经离子交换膜由—

/

网丁/I:____;

理有机废水电-微生物交换膜(填“左”或“右”，后同)

。2、II:____

池)室移向____室

JH2O

IllIVso2

(2)光解水制Na*移向(填“III”

K1-国

催III:____;

凡与脱硫联催

太或后同)极;

化“IV”,OH-

化

<n阳：

剂IV____

溶液剂

NaOH光移向____极

合电池ab

一

J一—►

+

ttNa由___(填“左”或

Ln

JJV：____；

Nas2NaBr

v2NaBr

r

(3)循环电池Na2s2、“右”，后同)室移向—

t__NaBr

Na2s4一：

Nas4溶液VI____

溶液12NaBr室

「泵

f离?t4

乂J大联

vn：；

（4）熔融盐燃VDI：NO]移向

料电池（氧化物Y（填“VH”或"VF）极

是一）

【答案】（每空1分）负极正极左右正极负极IIIW负极正极左右负极正极

N2O5vn

【解析】（i）微生物处理有机废水电池：根据原理图可知该装置为原电池，电极U上02fH2。，故电极n

得电子作正极，则电极I为负极；在原电池中阳离子移向正极，故H+经离子交换膜由左室移向右室；

（2）光解水制H?与脱硫联合电池：根据原理图可知该装置为原电池，根据电子移动方向可知，电极III为正

极，电极W为负极，在原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故Na+移向DI极，OH-移向W；

（3）循环电池：根据原理图可知该装置为原电池，电极V上Na2s2fNa2s4,可知电极V失电子为负极，电

极VI为正极，在原电池中阳离子移向正极，Na，由左室移向右室；

（4）熔融盐燃料电池：根据原理图可知该装置为原电池，。2在电极vn上得电子，电极vm为正极，则电极vn为

负极，在电极VH上N02失电子生成N2O5,电极反应为NO2e+NO]=N2O5,故氧化物Y是N2O5,在原电池

中阴离子移向负极，NO；移向vn极。

3.（10分）（2023•全国•高三专题练习）回答下列问题：

（1）双阴极微生物燃料电池处理NH；N废水的工作原理如图（a）所示，双阴极通过的电流相等，废水在电池

中的运行模式如图（b）所示。

ab

①Y离子交换膜为（填“阳”或“阴”）离子交换膜。

②ni室中除了02TH20,主要发生的反应还有―（用离子方程式表示）。

③生成3.5gN2,理论上需要消耗gO2o

（2）西北工业大学的张健教授、德累斯顿工业大学的冯新亮院士等人报道了一种电催化半氢化策略，在室温

条件下，水溶液介质中可选择性地将C2H2还原为C2H「其原理示意图如下：

CH.C2H2

C2H224

①阴极的电极反应式为：—。

②同温同压下，相同时间内，若进口处气体物质的量为amol,出口处气体的总体积为进口处的X倍，则c2H2

转化率为—o

+

【答案】(每空2分XD阳NH：+2O2=NO；+H2O+2H26

(2)C2H2+2e+2H2O=C2H4+2OH(2X2)X100%

【解析】(1)①双阴极微生物燃料电池处理NH；N废水的工作原理如图(a)所示，III中02得电子生成H2O,

+

电极方程式为：4H+O2+4e=2H2O,则II中CH3coO转化为CO2生成的H+需要进行HI,说明Y是阳离子

交换膜；

②由图b可知，III中反应后的溶液进入I中反应，而I中的反应是NO：一N2,说明HI中NH；转化为了

+

NO3,该过程的离子方程式为：NH：+202=NO3+H2O+2H；

+

③I中的反应是NO：—N2,电极方程式为：12H++2NC)3+10e=N2+6H2O,III中发生反应：4H+O2+4e=2H2O>

35g

NH：+2O=NO3+H2O+2H+,3.5gN的物质的量为，=0.125mol,消耗0.25molNO，转移电子1.25mol

2228g/mol3

电子，则理论上需要消耗。2的物质的量为0.25molx2+L浊a=0.8125mol,质量为0.8125molx

4

32g/mol=26go

(2)①在室温条件下，水溶液介质中可选择性地将C2H2还原为C2H4,则阴极为上层电极，反应为乙块得

到电子发生还原反应生成乙烯，反应为：C2H2+2e+2H2O=C2H4+2OH；

②由图可知，阳极水发生氧化反应生成氧气，总反应为2c2H2+2H?O=2C2H&+02；同温同压下，相同时间

内，若进口处气体物质的量为amol,出口处气体的总体积为进口处的x倍，设CR2转化率为y,则反应

乙焕为aymol、剩余乙块(aay)mol,由总反应可知生成气体总量为1.5aymol,反应后总气体为(1.5a+aay)mol,

贝1)=*,解得y=(2x2)x100%o

真题实战演练

1.(2022・湖南.高考真题)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂海水电池构造示意图如下。下列说

法错误的是

牖膻玻瑜陶姿

A.海水起电解质溶液作用

B.N极仅发生的电极反应：2H2O+2e=2OH+H2?

C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能

D.该锂海水电池属于一次电池

【答案】B

【分析】锂海水电池的总反应为2Li+2H2O=2LiOH+H2T，M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极

为负极，电极反应为Lie=Li+,N极为正极，电极反应为2H2O+2e=2OH+H2T，同时氧气也可以在N极得电

子，电极反应为Ch+4e+2H2O=4OH。

【解析】A.海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；B.由上

述分析可知，N为正极，电极反应为2H2O+2e=2OH+H2f,和反应Oz+4e+2H2O=4OH,故B错误；C.Li

为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；D.该电池不

可充电，属于一次电池，故D正确；答案选B。

2.(2022•全国•统考高考真题)Li-O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科

学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e］和空穴小+),驱动阴极

反应(Li++e-=Li)和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是

A.充电时，电池的总反应Li?。？=2Li+O?

B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关

C.放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移

D.放电时,正极发生反应。2+2口++2片=耳。2

【答案】C

【分析】充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应(Li++e=Li+)和阳极反应

++

(Li2O2+2h=2Li+O2),则充电时总反应为Li2O2=2Li+C>2,结合图示，充电时金属Li电极为阴极，光催

化电极为阳极；则放电时金属Li电极为负极，光催化电极为正极；

【解析】A.光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，结合阴极

反应和阳极反应，充电时电池的总反应为Li2O2=2Li+O2,A正确；B.充电时，光照光催化电极产生电子

和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B正

确；C.放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误;

D.放电时总反应为2Li+O2=Li2C>2,正极反应为O2+2Li++2e=Li2Ch,D正确；答案选C。

3.(2022•全国•高考真题)一种水性电解液ZnMnCh离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn?+以

Zn(OH)：存在)。电池放电时，下列叙述错误的是

MnO,电极离子选择隔膜Zn电极

H2sO,溶液K2sO4溶液KOH溶液

IITTTT

A.n区的K+通过隔膜向iii区迁移

B.I区的SOj通过隔膜向II区迁移

+2+

C.MnO2电极反应：MnO2+2e+4H=Mn+2H2O

+2+

D.电池总反应：Zn+4OH+MnO2+4H=Zn(OH)t+Mn+2H2O

【答案】A

【分析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知，III区Zn为电池的负极，电极反应为Zn2e+4OH=Zn(OH)

I区MnCh为电池的正极，电极反应为MnO2+2e+4H+=Mn2++2H2O；电池在工作过程中，由于两个离

子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是阴离子隔膜，故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子，因此可以得

到I区消耗H+,生成Mn2+,II区的K+向I区移动或I区的SOr向II区移动，III区消耗OH,生成Zn(OH)

r，II区的sof向III区移动或m区的K+向II区移动。

【解析】A.根据分析，II区的K+只能向I区移动，A错误；B.根据分析，I区的SO；'■向H区移动，B

正确；C.MnCh电极的电极反应式为MnO2+2e+4H+=Mn2++2H2O,C正确；D.电池的总反应为

+

Zn+4OH+MnO2+4H=Zn(OH):+Mn2++2H2。，D正确；故答案选A。

4.(2021・湖南•统考高考真题)锌澳液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能

和智能电网的备用电源等。三单体串联锌澳液流电池工作原理如图所：

循环回路

下列说法错误的是

A.放电时，N极为正极

B.放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小

C.充电时，M极的电极反应式为Zi?++2e-=Zn

D.隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过

【答案】B

【分析】由图可知，放电时，N电极为电池的正极，浪在正极上得到电子发生还原反应生成澳离子，电极

反应式为Br2+2e=2Br,M电极为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn—2e=Zn2+,

澳