2026届高考化学第一轮总复习提能训练练案29原电池和化学电源

练案29原电池和化学电源1．下列有关电化学知识的描述正确的是()A．锌、铜与稀硫酸组成的原电池，在工作过程中，电解质溶液的pH保持不变B．用足量锌粒与稀硫酸反应制取H2，若要增大反应速率，可以滴入几滴CuSO4溶液C．将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁作负极，铜作正极，其负极反应式为Fe－2e－=Fe2＋D．燃料电池是利用燃料和氧化剂之间的氧化还原反应，将化学能转化为热能，然后再转化为电能的化学电源B[解析]锌、铜与稀硫酸组成的原电池，在工作过程中，H＋在正极上放电生成H2，电解质溶液的pH增大，A错误；用足量锌粒与稀硫酸反应制取H2，滴入几滴CuSO4溶液，Zn与Cu2＋发生置换反应，锌粒表面有Cu生成，在稀硫酸中形成原电池，能增大反应速率，B正确；将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，常温下铁遇浓硝酸发生钝化，因此铜作负极，铁作正极，其负极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，C错误；燃料电池是利用燃料和氧化剂之间的氧化还原反应，直接将化学能转化为电能的化学电源，D错误。2．某兴趣小组以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，装置如图，实验所得数据如下：实验编号水果种类电极间距离/cm电流/μA1番茄198.72番茄272.53苹果227.2电池工作时，下列说法不正确的是()A．化学能主要转化为电能B．负极的电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋C．电子从锌片经水果流向铜片D．水果种类和电极间距离对电流的大小均有影响C[解析]电池(原电池)工作时将化学能转化为电能，故A正确；由图示分析可知，Zn为负极，失去电子，发生氧化反应，负极的电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，故B正确；电子从锌片经导线流向铜片，而不能经水果流向铜片，故C错误；由表中的数据分析可知，水果种类和电极间距离对电流的大小均有影响，故D正确。3.普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一特点，科学家们发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的化学方程式为2Cu＋Ag2O=Cu2O＋2Ag，下列有关说法正确的是()A．该装置将电能转化为化学能B．原理示意图中，电流从Cu沿导线流向Ag2OC．Ag2O/Ag为正极D．电池工作时，Ag2O/Ag电极的电极反应为Ag2O＋2e－＋2H＋=2Ag＋H2OC[解析]该装置为原电池，将化学能转化为电能，故A错误；根据总反应可知，Cu发生氧化反应，作负极，Ag2O发生还原反应，Ag2O/Ag作正极，原电池中电流由正极通过导线流向负极，故电流从Ag2O沿导线流向Cu，故B错误，C正确；电池工作时，Ag2O得到电子，由于电解质溶液呈碱性，所以电极反应为Ag2O＋2e－＋H2O=2Ag＋2OH－，故D错误。4．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＋2H2Oeq\o(=,\s\up9(电解）Pb＋PbO2＋2H2SO4D．铅酸蓄电池的缺点是笨重、比能量低A[解析]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。5．(2025·河南信阳联考)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。某氢氧燃料电池的内部结构如图，下列说法正确的是()A．左侧为电池的正极B．电解质溶液中H＋的移动方向为右侧电极→左侧电极C．右侧的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－D．理论上，电池每消耗1mol氢气，导线中通过2mol电子D[解析]左侧为电池的负极，A错误；原电池中阳离子向正极移动，电解质溶液中H＋的移动方向为左侧电极→右侧电极，B错误；右侧的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋=2H2O，C错误：理论上，电池每消耗1mol氢气，导线中通过2mol电子，D正确。6．新型化学电池Zn-K2FeO4、能量密度大、体积小、重量轻、寿命长、无污染。下列关于其放电时的说法错误的是()A．负极发生失电子的氧化反应B．将化学能转化为电能C．K2FeO4在正极得电子D．阳离子向负极移动D[解析]原电池放电时，负极发生失电子的氧化反应，A正确；原电池放电过程是将化学能转化为电能，B正确；新型化学电池Zn-K2FeO4中，Zn作负极，K2FeO4在正极得电子，C正确；原电池放电时，电解质中的阳离子向正极移动，D错误。7．M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N2＋=N＋M2＋；②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－=E，N－2e－=N2＋。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是()A．P>M>N>E B．E>N>M>PC．P>N>M>E D．E>P>M>NA[解析]由①知，金属活动性：M>N；M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属活动性：P>M；N、E构成的原电池中，N作负极，故金属活动性：N>E；综合上述分析可知，金属活动性：P>M>N>E，A正确。8．如图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋⇌AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40%NaOH溶液。下列叙述正确的是()A．甲组操作时，电流表指针发生偏转B．甲组操作时，溶液颜色变浅C．乙组操作时，C2作正极D．乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2＋2e－=2I－D[解析]装置Ⅰ中的反应：AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋⇌AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋H2O，当加入适量浓盐酸时，平衡向右移动，但电子不流经导线，不发生原电池反应，所以甲组操作时，电流表指针不会发生偏转，但由于I2浓度增大，所以溶液颜色变深，A、B错误；向图ⅡB烧杯中加入NaOH溶液，AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋⇌AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋H2O中反应向左移动，AsOeq\o\al(3－,3)被氧化，C2作负极，C1作正极，C1上发生反应：I2＋2e－=2I－，C错误，D正确。9．酸性锌锰电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由炭黑、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnO(OH)。下列说法错误的是()A．该电池的负极反应式为Zn－2e－=Zn2＋B．该电池的正极反应式为MnO2＋2H2O＋2e－=2MnO(OH)＋2OH－C．糊状填充物中的NH4Cl、ZnCl2作离子导体D．酸性锌锰电池与碱性锌锰电池相比，缺点是电解质溶液易发生泄漏B[解析]外壳为金属锌，作负极，电解质溶液显酸性，则负极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，A项正确；中间是碳棒，碳棒是正极，其中二氧化锰得到电子转化为MnO(OH)，则正极反应式为MnO2＋e－＋H＋=MnO(OH)，B项错误；糊状填充物的作用是作离子导体，C项正确；酸性锌锰电池与碱性锌锰电池相比，缺点是电解质溶液易发生泄漏，D项正确。10．(2024·七省适应性测试贵州化学)钠基海水电池是一种能量密度高、环境友好的储能电池(示意图如下)，电极材料为钠基材料和选择性催化材料(能抑制海水中Cl－的吸附和氧化)，固体电解质只允许Na＋透过。下列说法正确的是()A．放电时，a电极发生还原反应B．放电时，b电极的电势低于a电极C．充电时，b电极的电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑D．充电时，每转移2mol电子，理论上有2molNa＋由b电极迁移到a电极D[解析]钠为活泼金属，放电时，钠失去电子发生氧化反应，则a为负极，b为正极，A错误；正极(b电极)的电势高于负极(a电极)，B错误；放电时，a为负极，b为正极，充电时，b电极为阳极，由于选择性催化材料能抑制海水中Cl－的吸附和氧化，故电极上不是氯离子放电，C错误；充电时，a为阴极，b为阳极，阳离子向阴极移动，故每转移2mol电子，理论上有2molNa＋由b电极迁移到a电极，D正确。11．(2025·湖南临澧一中质检)中科院福建物构所首次构建了一种可逆水性Zn-CO2电池，实现了CO2和HCOOH之间的高效可逆转换，其反应原理如图所示：已知双极膜可将水解离为H＋和OH－，并实现其定向通过。下列说法错误的是()A．放电时，负极电极反应式为Zn＋4OH－－2e－=[Zn(OH)4]2－B．CO2转化为HCOOH过程中，Zn电极的电势低于多孔Pd电极C．充电过程中，甲酸在多孔Pd电极表面转化为CO2D．当外电路通过2mol电子时，双极膜中离解水的物质的量为1molD[解析]据图可知，Zn发生失去电子的反应，电极反应式为Zn＋4OH－－2e－=[Zn(OH)4]2－，A正确；多孔Pd电极为正极，负极电势较低，B正确；充电过程中，HCOOH转化为CO2，C正确；根据溶液呈电中性可知，外电路通过2mol电子时，双极膜中离解水的物质的量为2mol，D错误。12．(2025·辽宁丹东模拟)微生物脱盐池是在微生物燃料电池的基础上发展而来的新兴生物电化学系统，原理如图所示，下列说法错误的是()A．b为正极B．X膜为阴离子交换膜C．该装置能实现从海水中得到淡水，同时去除有机物并提供电能D．负极反应为CH3COO－＋7OH－－8e－=2CO2↑＋5H2OD[解析]由题意可知，该装置为原电池，b极通入O2，则b为正极，A正确；原电池内电路中：阳离子移向正极、阴离子移向负极，从而达到脱盐目的，所以Y膜为阳离子交换膜，X膜为阴离子交换膜，B、C正确；a极为负极，电极反应为CH3COO－＋2H2O－8e－=2CO2↑＋7H＋，D错误。13．有下图所示的四个装置，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)。(1)负(2)正2Al＋8OH－－6e－=2[Al(OH)4]－6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑(3)正Cu－2e－=Cu2＋2NOeq\o\al(－,3)＋4H＋＋2e－=2NO2↑＋2H2OCu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(4)能CuO2＋4e－＋2H2O=4OH－14．运用电化学原理，回答下列问题。(1)甲、乙、丙三个装置中，负极反应物化学性质上的共同特点是________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)甲装置中电流计指针偏移时，盐桥(装有含KCl饱和溶液的琼脂)中离子移动的方向是________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)乙装置中正极反应为________________________________；若将H2换成CH4，则负极反应为________________________________________________________________________________________________________________________。(4)丙装置中铅酸蓄电池放电一段时间后，进行充电时，要将外接电源的负极与铅酸蓄电池________极相连接。(5)应用原电池反应可以探究氧化还原反应进行的方向和程度。如图丁连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)，进行实验：ⅰ.K闭合时，电流表指针偏移，放置一段时间后，电流表指针偏移减小。ⅱ.随后向U形管左侧逐滴加入浓Fe2(SO4)3溶液，发现电流表指针的变化依次为偏移减小→回到零点→逆向偏移。①实验ⅰ中银作________极。②综合实验ⅰ、ⅱ的现象，得出Ag＋和Fe2＋反应的离子方程式是_________________________________________________________________________。(1)失电子被氧化，具有还原性(2)K＋移向CuSO4溶液，Cl－移向ZnSO4溶液(3)O2＋4e－＋2H2O=4OH－CH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O(4)负(5)①正②Fe2＋＋Ag＋⇌Fe3＋＋Ag[解析](2)原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，甲装置中，盐桥中的K＋移向CuSO4溶液，Cl－移向ZnSO4溶液。(3)乙装置中正极上氧气得电子发生还原反应，生成氢氧根离子，电极反应为O2＋4e－＋2H2O=4OH－，若将H2换成CH4，则负极反应为CH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O。(4)丙装置中铅酸蓄电池放电一段时间后，进行充电时，要将外接电源的负极与电解池的阴极相连，即与铅酸蓄电池负极连接。(5)①亚铁离子发生氧化反应，所以石墨是负极，银是正极。②综合实验ⅰ、ⅱ的现象，得出Ag＋和Fe2＋反应是可逆的，离子方程式是Fe2＋＋Ag＋⇌Fe3＋＋Ag。15．(1)(2025·山东德州一中月考)由CH3CH2OH和O2构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CH3CH2OH＋3O2=2CO2＋3H2O，请回答下列问题。①电极a的电极反应式为________________________________________________________________________________________________________________。②若用该燃料电池为铅酸蓄电池充电，电极b连接铅酸蓄电池的________极(填“Pb”或“PbO2”)，2molH＋通过质子交换膜时，上述燃料电池所消耗的O2在标准状况下的体积为________L，铅酸蓄电池中电解液质量________(填“增大”或“减小”)________g。(2)(2025·江苏苏州联考)某光电催化法脱除H2S的原理如图所示。①利用光电催化脱除H2S的过程可描述为_____________________________________________________________________________