原电池（专练）-高考化学二轮复习考点突破（原卷版）

专题八原电池基础过关检测

考试时间：70分钟卷面分值：100分

学校:姓名：班级：考号：

注意事项：

1.答题前，务必将自己的姓名、考号填写在答题卡规定的位置上。

2.答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用

橡皮擦擦干净后，再选涂其它答案标号。

3.答非选择题时，必须将答案书写在专设答题页规定的位置上。

4.所有题目必须在答题卡上作答。在试题卷上答题无效。

5.考试结束后，只交试卷答题页。

可能用到的相对原子质量：H-lC-12N-140-16Na-23Mg-24S-32Cl-35.5

一、选择题（本题含16小题，每题3分，共48分。每题只有一个选项符合题意）

1.（2022秋.内蒙古鄂尔多斯.高三准格尔旗世纪中学校考期中）宏观辨识与微观探析是

化学学科核心素养之一。下列变化对应的离子方程式正确的是

A.向含氯化铁的氯化镁溶液中加入氧化镁：2Fe3++3MgO+3H2O=2Fe（OH）3j+3Mg2+

B.向碘化亚铁溶液中滴加少量稀硝酸：2NO，+3Fe2++4H+=3Fe3++2NOf+2H2。

C.“84消毒液”中加少量醋增强漂白性：CIO+H+=HC1O

_+2+

D.铅蓄电池放电时正极上的反应：PbO2+2e+4H=Pb+2H2O

【答案】A

【详解】A.向含氯化铁的氯化镁溶液中加入氧化镁，氧化镁消耗Fe3+水解产生的氢离

子，使Fe3+的水解平衡正向移动生成Fe（OH）3沉淀，该离子方程式正确，A正确；

B.碘离子的还原性大于亚铁离子的还原性，少量硝酸优先氧化碘离子，B错误；

C.醋酸为弱酸，在离子方程式中不可拆分，C错误；

D.铅蓄电池放电时正极二氧化铅得电子生成硫酸铅固体，正确的离子方程式为：

+

PbO2+2e+4H+SO=PbSO4+2H2O,D错误；

综上所述答案为A。

2.（2023秋•新疆乌鲁木齐•高二乌市八中校考期末）有一种新型电池既可以实现海水淡

化，又可以进行废水处理，还能获得电能。下列装置处理含CH3coeT的废水。下列说

法正确的是

--------0------------1

隔膜I、/隔膜H*

aCHCOO-

极3

gC()2：<<<

三-二-

11■二二二

模

I/拟

生物膜有机稀硫酸

海

水

废水

A.a极为负极，发生还原反应

B.c「通过隔膜n进入右室

C.负极反应为CH3coer+8e-+2H2。=2821+711+

D.若处理含有29.5gCH3coeT的废水，模拟海水理论上可除NaC1234g

【答案】D

【详解】A.由图中物质变化可知，CH3coeT在a极发生氧化反应，生成C02,因此a

极为负极，A错误；

B.a极为负极，CT应该透过隔膜I进入左室，B错误；

C.负极反应为CH3coeT-8e-+2H2O=2CO2T+7H+,C错误；

D.每消耗ImolCH3coeT时，转移电子物质的量为8mol,消耗8moiNaCl；若处理含

有29.5g即0.5molCH3coeF的废水时,模拟海水理论上可除4moiNaCl,即234g,D

正确。

因此，本题选D。

3.(2023秋・天津北辰•高三天津市第四十七中学校考期末)下列叙述正确的是

A.铅酸蓄电池充电时，PbS04在两电极上生成

B.煤的“气化”、煤的“液化”、煤的“干储”都是化学变化

C.常温下，pH均为5的盐酸与氯化镂溶液中，水电离的氢离子浓度相等

D.298K时，反应2Mg(s)+CC)2(g)=C(s)+2MgO(s)能自发进行，则该反应的AH>0

【答案】B

【详解】A.铅酸蓄电池充电时，PbSCU在阳极发生氧化反应生成PbCh，PbSCU阴极发

生还原反应生成Pb,所以铅酸蓄电池充电时，PbSCU在两电极上均消耗，故A错；

B.煤的“气化”是将在一定条件下将煤转化为可燃性气体，煤的“液化”是在一定条件下

将煤转化为液体燃料，煤的“干储”是指在一定条件下将煤转化为焦炭(或半焦)、煤焦

油、粗苯、煤气等产物，都是属于化学变化，故B正确；

C.升高温度盐酸与氯化镀溶液中的氢离子浓度均增大，但由于氯化镂为强酸弱碱盐，

升高温度会促进钱根离子的水解，溶液中的氢离子浓度增大，即水电离的氢离子浓度增

大，常温下，pH均为5的盐酸与氯化铉溶液中，升温后水电离的氢离子浓度盐酸小于

氯化镂溶液，故C错；

D.298K时，反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s)的ASVO,常温下能自发进行，则

AH-TAS<0,AH<TAS<0,故D错；

故选B。

4.(2022秋・辽宁大连•高三校联考期中)如图为高能LiFePO,电池的反应原理:

下列有关充电其工作原理的说法错误的是

FePOf4+Li入xC„”^^允x电LiFefPO4+nC,

用电器——

碳（石墨）

Li+--------O

Fe2+/Fe3+-。

（PO4,△

A.放电时，电子由电极b经导线、用电器、导线到电极a

+

B.放电时，电极a的电极反应式：xFePO4+xLi+xe=xLiFePO4

+

C.充电时，电极b的电极反应式：xLi+xe+nC=LixCn

D.充电时，Li+向右移动，电极b的电势大于电极a的电势

【答案】D

【分析】放电时，FePCU得电子结合Li+生成LiFePCU,LixG失电子，生成nC和xLi+,

充电时nC得电子结合Li+生成LixG，LiFePO4失电子生成FePO4和Li*。

【详解】A.原电池中电子流向是负极-导线-用电器-导线-正极，则电子由电极b经导线、

用电器、导线到电极a,A正确；

+

B.放电时，电极a为原电池的正极发生还原反应：xFePO4+xLi+xe=xLiFePO4,B

正确；

+

C.充电时，电极b与外电源的负极相连接，发生还原反应：xLi+xe-+«C=LiAC„,C

正确；

D.充电时，电极b与外电源的负极相连接，则Li+向阴极即b极移动，所以电极b的

电势小于电极a的电势，D错误;

故答案选D。

5.（2023秋•天津和平•高三天津一中校考期末）如图利用铁碳原电池原理处理酸性污水。

若上端开口关闭，可得到强还原性的H•（氢原子）；若上端开口打开并鼓入空气，可得

到强氧化性的・OH。下列说法错误的是

上端（可开口

鼓入空气）

进水口TZ

/铁屑、炭粉

砂芯板

—产出水口

A.无论是否鼓入空气，负极：Fe-2e=Fe2+

B.上端开口关闭，正极：H++e=H.

C.鼓入空气，每生成ImolOH有2moi电子转移

D.处理含H2s的污水时，打开上端开口并鼓入空气

【答案】C

【详解】A.无论是否鼓入空气，铁作负极，负极反应式为Fe-2e=Fe?+,故A正确;

B.上端开口关闭，可得到强还原性的H・，则正极反应式为H++e=H・，故B正确；

C.・0H中。的化合价为-1,每生成ImolQH有Imol电子转移，故C错误；

D.处理含H2s的污水时，H2s发生氧化反应，需要强氧化性的・OH,所以要打开上端

开口并鼓入空气，故D正确；

选C。

6.（2023秋・北京西城•高三统考期末）盐酸酸洗钢材的废液中含有大量的盐酸、FeCl2o

研究人员利用如图装置可将部分铁元素在极区转化为沉淀，实现资源和能源的再利用。

下列说法不正破的是

用电器

NaCl溶液的废液

A.电子由b极流向a极

B.离子交换膜为阴离子交换膜

C.该装置实现了化学能向电能转化

D.a极可发生电极反应：。2+4片+2凡0=40比

【答案】B

【分析】由图可知，该装置为原电池，通入空气的电极a为正极，电极反应为：

O2+4e-+2H2O=4OH-,电极b是负极，负极区盐酸酸洗的废液含有大量的盐酸、FeCl2,

负极的电极反应为Fe2+-e=Fe3+,负极区的H+通过阳离子交换膜进入正极区，使该区溶

液pH增大，Fe3+转化为Fe(0H)3沉淀，据此分析解答。

【详解】A.电池中电子由负极经外电路流向正极，即电子由b极流向a极，故A正确；

B.a极的电极反应为：O2+4e-+2HQ=4OH-,为维持电荷守恒，H+由右池通过离子

交换膜向左池迁移，则离子交换膜为质子交换膜，故B错误；

C.该装置为原电池，实现了化学能向电能转化，故C正确；

D.a极为原电池正极,该极通入空气，氧气得电子，电极反应为：O2+4e+2H,O=4OH,

故D正确；

答案选B。

7.(2023秋•山东枣庄•高三统考期末)高电压水系锌一有机混合液流电池的装置如图所

示。下列说法错误的是

阳膜、

中

性

碱

酸

电

性

性

Zn(OH)t解

电

电

质

解

解，N、O亦、

质

质

NaFQH?

ZncrFQ

A.放电时，正极区溶液的pH增大

B.放电时，负极反应式：Zn-2e「+4OH-=[Zn(OH)/"

C.充电时，电极a连接电源负极

D.充电时，负极材料每增重13g,中性电解质溶液减少11.7g

【答案】D

【分析】如图，该装置为充电电池，放电时为原电池，Zn为负极，电极反应为

2-

Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]；正极区为FQ转化为FQH2,电极反应式为

FQ+2e-+2H+=FQH,；充电时，放电时的负极作阴极，与电源负极相连，a为电源的负

极，则b为正极;

【详解】A.综上所述，放电时，该装置为原电池，正极反应式为FQ+2e一+2H+=FQH”

故A正确；

B.放电时为原电池，Zn为负极，电极反应为Zn-2e-+4OH~=[Zn(OH)4广，故B正确;

C.充电时为电解池，原来电池的负极作阴极，与电源负极相连，所以a为电源负极，

故C正确；

D.充电时，负极材料作阴极，电极反应式为[Zn(OH)4r+2e-=Zn+4OIT,负极材料

13g

每增重13g,即生成「0.2molZn,转移电子0.4mol,中性溶液中Na+和C「分别

65g/mol

透过阳膜和阴膜进入阴极区和阳极区，物质的量为0.4nWNaCl,质量为

0.4molx58.5g/mol=23,4g,故D错误；

故选D。

8.(2023秋・天津北辰・高三天津市第四十七中学校考期末)一种可充电锂一空气电池如

图所示。当电池放电时，。2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li?。?一x(x=0或1)。下列说法

不正确的是

非水电解质/高聚物隔膜

A.放电时，多孔碳材料电极为正极

B.放电时，外电路电流由多孔碳材料电极流向锂电极

C.充电时，多孔碳材料电极反应为Li2O2.x-2e-=2Li++(l-：14°\)°2T

2ab-iNA

D.充电时，电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移

【答案】D

【分析】当电池放电时，02与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x,即02在多孔碳材

料电极表面得到电子生成0、再与转移过来的Li+结合生成Li2O2-x,所以锂电极为负极,

多孔碳材料电极为正极，原电池总反应为2Li+(l-1")O2=Li2O2-x。原电池工作时，外电

路中电子由负极锂电极经过导线流向正极多孔碳材料电极，电解质溶液中阳离子Li+移

向正极多孔碳材料电极，阴离子移向负极锂电极。

【详解】A.根据上述分析可知：放电时，多孔碳材料电极为正极，故A正确；

B.电池在放电时，外电路电子由负极锂电极流向正极多孔碳材料电极，则电流相反,

故B正确；

充电x

C.充电是放电的逆过程，则充电的总反应为Li2O2“-2Li+(17)02,则多孔碳材料

X

+

电极反应为Li2O2-x-2e-=2Li+(l--)O2T，故C正确；

D.充电时，Li+向负电荷较多的锂电极区迁移，故D错误；

故选D。

9.(2022秋・江苏•高三校联考期中)周期表中第二周期元素及其化合物广泛应用于材料

领域。锂常用作电池的电极材料；C6c可用作超导体材料；冠醛是一种环状碳的化合物，

可用于识别Li+与K+;NF,用于蚀刻微电子材料中Si、Si3N4^,还常用于与HF联合刻

蚀玻璃材料，NF,可由电解熔融氟化氢镂(NHRFQ制得，也可由NH3与B反应生成，

锂一铜空气燃料电池容量高、成本低。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，

+

放电时发生反应：2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li+2OH,下列说法不乏碰的是

<——

空气

A.通空气时，铜被腐蚀，表面产生C%O

B.放电时，正极的电极反应式为。2+2凡0+46-=4OJT

C.放电时，Li+透过固体电解质向Cu极移动

D.整个反应过程中，总反应为：4Li+O2+2H2O=4LiOH

【答案】B

【详解】A.放电过程为2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH,可知通空气时，铜被腐蚀,

表面产生CU2。，故A正确；

B.根据电池反应式知，正极反应式为Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH;故B错误；

C.放电时，阳离子向正极移动，则Li+透过固体电解质向Cu极移动，故C正确；

D.通空气时，铜被腐蚀，表面产生CU2O,放电时CU2O转化为Cu,则整个反应过程

中，铜相当于催化剂，氧化剂为02,总反应为：4Li+O2+2H2O=4LiOH,故D正确；

故选：B„

10.（2022秋・北京•高三统考期末）直接HQz-HQ?燃料电池是一种新型化学电源，其

工作原理如图所示。电池放电时，下列说法不正颂的是

阳离子交换膜

A.电极I为负极

+

B.电极n的反应式为：H2O2-2e+2H=2H2O

C.电池总反应为：2HzO?=。2T+2H2。

D.该电池的设计利用了Hz。?在酸碱性不同条件下氧化性、还原性的差异

【答案】B

【分析】由K+向电极II所在区域迁移可知，电极II为正极发生还原反应，电极I为负

+

极发生氧化反应；正极电极反应式：H2O2+2e+2H=2H2O,负极电极反应式：

H2O2-2e+2OH=O2T+2H2O。

【详解】A.电极I为负极，A正确；

+

B.电极II为正极发生还原反应：H2O2+2e-+2H=2H2O,B错误；

C.电池总反应为：2H=。21+2H2。，C正确；

D.该电池的设计利用了HQ?在酸碱性不同条件下氧化性、还原性的差异，D正确；

故选B。

11.（2023・四川绵阳•二模）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pHo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）。下列说法错误的是

B.玻璃电极玻璃膜内外c（H+）的差异会引起电池电动势的变化

C.若玻璃电极电势比参比电极低，玻璃电极反应：AgCl（s）+e-=Ag（s）+Cr

D.若测得pH=3的标准溶液电池电动势E为0.377V,可标定常数K=0.2

【答案】C

【详解】A.原电池是把化学能转化为电能，pH计是以玻璃电极（在特制玻璃薄膜球

内放置已知浓度的HC1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计工作时，化学能转化为电能，A正确；

B.pH与电池的电动势E存在关系：E=0.059pH+K,则pH=赢，利用玻璃膜内外

氢离子浓度的差异引起电动势的变化达到测量溶液的pH目的，B正确；

C.若玻璃电极电势比参比电极低，，为原电池负极，负极上是银失电子生成氯化银，电

极反应为：Ag-e+Cl=AgCLC错误；

D.pH与电池的电动势E存在关系：E=0.059pH+K,若测得pH=3的标准溶液电池

电动势E为0.377V,可标定常数K=E-0.059PH=0.377-0.059x3=0.2,D正确；

故答案为：Co

12.（2022•江苏•校联考模拟预测）一种锌一空气电池工作原理如图所示，放电时Zn

转化为ZnO。下列说法正确的是

石墨电Un电极

空M

气->

A.空气中的氧气在石墨电极上发生氧化反应

B.该电池的负极反应为Zn-2e-+2OH-=ZnO+H?。

C.该电池放电时溶液中的OH-向石墨电极移动

D.该电池工作一段时间后，溶液pH明显增大

【答案】B

【分析】锌失电子发生氧化反应，作为负极，氧气得电子发生还原反应，石墨电极为正

极。

【详解】A.空气中的氧气在石墨电极上发生还原反应，选项A错误；

B.该电池的负极上锌失电子生成ZnO,电极反应为21)-26-+20氏=2110+凡0选项

B正确；

C.该电池放电时溶液中的OH-向Zn电极移动，选项C错误；

D.电池工作时，溶液的c(OH)变化不大，选项D错误；

答案选B。

13.(2022秋・福建厦门•高三厦门双十中学校考期中)常温下对于任一电池反应

cd

aA+bB=cC+dD,其电动势E=E"0E0吆592•炮等c(C人V”c(D)，n为电池反应中转移的电子数。

nc(A)-c(B)

该小组同学设计装置(如图1),以Zn—Cu原电池探究离子浓度的改变对电极电势的影

响。小组同学测得初始时Zn(s)+Cu2+(1mol,L-i)s=Zn2+(1mol*L-1)+Cu(s)E^LIV(该反应

n=2),随放电进行，观察电池电动势的变化趋势并绘制了电池电动势变化示意图(如图

2)„下列说法正确的是

A.电压表读数为零后，则说明该原电池中C/+已经消耗完全

B.小组同学向ZnSO4和CuSCU溶液中同时快速加入少量相同体积和浓度的Na2s溶液，

发现电池电动势突然减小，则可知：Ksp(ZnS)<KSp(CuS)

C.小组同学推测图2中直线与X轴的交点坐标大约为(37,0)

D.小组同学推测若将初始时左侧Imol-L1的Zn—ZnSCU半电池，换为2mol-L1的CuSCU

一Cu半电池，右侧半电池保持不变，则仍能观察到相同的电压表偏转情

【答案】C

【详解】A.电压表读数为0,并不能说明溶液中C/+消耗完，当C/+浓度很小时，电

动势就会很小，不能形成电流或者无法测出电流，故A错误；

B.加入硫化钠，电池电动势突然减小，说明溶液中C/+浓度减小，即形成了硫化铜沉

淀,说明Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),故B错误；

C.根据E=E、(00592)分析，当EJ1.1V(该反应n=2)时，1g陪，=37,

nc(A)-c(B)c(Cir)

则图2中直线与X轴的交点坐标大约是(37,0),故C正确；

D.若两侧都为硫酸铜和铜，不能形成原电池，不可能观察到相同的电压表偏转，故D

错误；

故答案选C。

14.(2022秋•广东东莞.高三统考期末)沉积型锌银单液流电池是介于双液流电池和传

统二次电池之间的一种储能装置，放电时的电池结构见如图。下列说法正确的是

储

液

^

A.充电时a电极是阳极

B.放电时OH-向b电极移动

C.放电时储液罐中K2[Zn(OH)/溶液浓度增加

D.充电时b电极发生反应：Ni(OH)2+e+OH-=NiOOH+H2O

【答案】C

2

【分析】由图可知，放电时，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e+4OH=[Zn(OH)4]-,NiOOH

电极为正极，电极反应式为NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH;充电时，Zn作阴极，NiOOH

电极作阳极，电极反应式为Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2。，据此作答。

【详解】A.由分析可知，充电时，Zn作阴极，A错误；

B.OH-是阴离子，放电时，移向负极，即a电极，B错误；

C.放电时，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4p-,储液罐中K?[Zn(OH》]

溶液的浓度增大，C正确；

D.充电时，b电极发生的反应是Ni(OH)2+OH>e-=NiOOH+H2。，D错误；

故答案为：Co

15.（2022秋•河南洛阳•高三统考期末）每年全球报废的锂离子电池达到几百万吨以上，

当前处理废旧锂离子电池迫在眉睫。一种将正极材料Li^FePO,转化为LiFePO,的装置

如图所示。工作时甲酸盐转化为CO,保持厌氧环境。已知右侧装置为原电池，电极a、

b、c均不参与反应。下列说法正确的是

A.OT在b电极上被氧化

B.a电极反应式为HCOCF-6e-+2H2O=CO2T+5H+

C.装置工作时，A室溶液pH逐渐增大

+

D.d电极反应式为Lij,FePO4+xLi-xe-=LiFePO4

【答案】C

【分析】右侧装置为原电池，左侧为电解池，则c为负极，d为正极；a为阳极，b为阴

极。

【详解】A.b电极反应式为2H++2e一=H?T,可被还原，A错误；

B.题中电极反应式中氧原子不守恒，正确的为HCOCr-2e-=CO2T+H+,B错误；

C.电池工作时，A室中厌氧细菌上甲酸盐的阴离子失去电子被氧化为COZ气体，同时

生成H+，a电极反应式为HCOO-—2e-=CC）2T+H+,H+和其他阳离子通过阳膜进入阴

极室，b电极反应式为2H++2e-=凡3因此，A室溶液pH逐渐增大，C正确；

D.d电极为正极，得电子，被还原，正确的为LijFePO4+xLi++xe-=LiFePC>4,D错

误；

故答案为：Co

16.（2023秋・北京西城•高三统考期末）某小组同学探究A1与CM+的反应，实验如下。

序

装置试剂a现象

号

2mL0.5mol

CuSO

铝片、/©/L4无明显变化，数小时后观察到铝片上仅有少量红色斑点

溶液

2mL0.5mol迅速产生红色固体和无色气泡，且气体的生成速率逐渐增

②/LCUCL溶大，反应放出大量的热。在铝片表面产生少量白色沉淀，

液经检验为CuCl

下列说法不IE卿的是A.②中气体生成速率逐渐增大可能与A1和Cu在溶液中形成了原

电池有关

B.②中产生白色沉淀的可能原因：Al+3CU2++3Cr=3CuClI+A13+

C.向①中加入一定量NaCl固体，推测出现与②相似的实验现象

D.②比①反应迅速是由于Cu?+水解使②中的｛H+）更大，利于破坏铝片表面的氧化膜

【答案】D

【分析】氯离子能破坏铝片表面的致密氧化膜，氯化铜水解呈酸性，A1能从氯化铜溶

液中置换出Cu、和水解产生的盐酸反应置换出氢气，A1和覆盖在表面的Cu在溶液中

可形成原电池，反应速率大，而表面析出的白色沉淀CuCl,应是铝和铜离子发生氧化

还原反应产生的沉淀，硫酸根离子不能破坏铝片表面的致密氧化膜，所以铝与

2mL0.5moi/LCuSO,溶液反应相当缓慢、只有少量铜生成，据此回答。

【详解】A.据分析，②中产生的气体为氢气，气体生成速率逐渐增大可能与A1和Cu

在溶液中形成了原电池有关，A正确；

B.据分析，②中产生白色沉淀的可能原因：Al+3Cu"+3Cr=3CuClJ+AP+,B正

确；

C.向①中加入一定量NaCl固体，氯离子能破坏铝片表面的致密氧化膜，铝投入的溶

液中含有铜离子、氯离子，则可推测出现与②相似的实验现象，C正确；

D.②比①反应迅速是由于氯离子能破坏铝片表面的致密氧化膜，硫酸根离子不能破

坏铝片表面的致密氧化膜，D不正确；

答案选D。

二、非选择题(本题共5小题，1-3题每题10分，4-5题每题11分，共52分)

17.(2022秋・山东泰安•高三校考期中)捕集CO2的技术对解决全球温室效应意义重大。

回答下列问题。

(1)国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CCh还原，所涉及的反应方程式为：

1

CO2(g)+4H2(g)^CH4(g)+2H2O(g)；AH=-270kJmol-,几种化学键的键能如表所示：

化学键C-HH-HH-OC二O

键能/kJ•mol1413436a745

则a=_______

⑵将CO2还原为CH4,是实现CO?资源化利用的有效途径之一，装置如图所示:

①H+的移动方向为(填“自左至右”或“自右至左”)；d电极的电极反应式为

②若电源为(CH3)2NNH2-O2-KOH清洁燃料电池，当消耗O.lmol燃料(CH3)2NNH2时，离

子交换膜中通过molH+,该清洁燃料电池中的正极反应式为=

【答案】(1)463

+

(2)自左至右CO2+8H+8e=CH4+2H2O1.6O2+4e+2H2O=4OH-

【详解】(1)根据公”=反应物键能总和一生成物键能总和，有

AH=2x745kJ/mol+4x436kJ/mol—(4x413kJ/mol+4xakJ/mol)=-270xkJ/moL解得a=463；

故答案为463；

(2)①该装置有外加电源，属于电解池，右边电极是CCh还原为CH4,化合价降低，

根据电解原理，右边电极为阴极，左边电极为阳极，H+应是自左至右移动；d电极反应

++

式为CO2+8H+8e=CH4+2H2O；故答案为自左至右；CO2+8H+8e=CH4+2H2O；

②(CH3)2NNH2为燃料，C元素化合价为-1价，C元素转化成CO：,化合价由-1价升高

为+4,化合价共升高5价，N元素化合价为-3价，N转化成氮气，化合价由-3价升高为

。价，化合价升高3价，Imol该燃料参与反应，转移电子物质的量

(1x2x5+1x2x3)mol=16mol,则O.lmol该燃料参与反应，转移电子物质的量为

根据转移电子物质的量相等，离子交换膜中通过L6molH+；氧气在正极上参与反应，即

电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH；故答案为1.6；O2+4e+2H2O=4OH-0

18.(2022秋.黑龙江哈尔滨.高三哈尔滨三中校考期中)海洋的水资源和其他化学资源

具有十分巨大的开发潜力。

(1)“氯碱工业”电解饱和食盐水的化学方程式为：=制取的氯气是实验室和工业

上的常用气体，科学家基于C12易溶于CC1’的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型

氯流电池,可作储能设备(如下图)。充电时，电极a的反应为：NaTi2(POj+2Na++2e-=

Na3Ti2(PO4)3O

输电网1

网力一

发电"1斤

NaCl

溶液

多孔炭

泵

电极b

①放电时：正极反应式为,NaCl溶液的浓度0

②充电时：电极b是极；每生成ImolCl2,电极a质量理论上增加g«

(2)沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降

低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如下图所示)，通入一

定的电流。

/阳极

<---------------------------------<---海水

卜、・•・・•・・・

、阴极

①阴极的电极反应式为：,会使海水中的Mg"沉淀积垢，需定期清理。

②阳极区生成的C1?在管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO的离子方程式为:

(3)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂一海水一次电池构造示意图如下(玻璃陶

瓷具有传导离子和防水的功能)。

用电器

MN

隔月食玻造陶瓷

①M电极发生______（填反应类型）。

②N电极反应为2Hq+2e-=2OH-+H2T和。

（4）近年来科学家研究了一种光照充电Li-CD,电池（如下图所示）。光照时，光催化电极产

++++

生电子（e一和空穴（h），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。

放电时，Li+从电极穿过离子交换膜向电极迁移，总反应为：

通电,不

【答案】(1)2NaCl+2H2O^2NaOH+H2/+C12TCl2+2e-=2CP增

大阳46

----

(2)2H2O+2e=H2t+2OH~Cl2+2OH=Cl+CIO+H2O

(3)氧化反应C)2+4e-+2H2O=4OH-

(4)金属Li/负光催化电极/正2Li+O2=Li2O2

【详解】（1）“氯碱工业”电解饱和食盐水生成氢气、氯气、氢氧化钠，化学方程式为:

通电小小

2NaCl+2H2O^=2NaOH+H2^+C12T■

+

①充电时，电极a的反应为：NaTi2（PO4）3+2Na+2e-=Na3Ti2（PO4）3,则充电时a

发生还原反应，为阴极，则放电时a为负极、b为正极；放电时氯气在正极得到电子发

生还原反应生成氯离子，反应式为Clz+2e-=2Cl；负极发生氧化反应生成钠离子，则

溶液中NaCl溶液的浓度增大;

②由分析可知①，充电时b为阳极，充电时电极反应为2C1+2e-=CbT,a极反应为

NaTi2(PO4)3+2Na++2e.=Na3Ti2(PO4)3,则根据电子守恒可知,每生成ImolCl2,

电极a上有2moi钠离子参与反应，质量理论上增加2moix23g/mol=46g；

(2)①阴极的水放电发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为：

--

2H2O+2e=H2T+2OH；

②阳极区生成的C1?可以和阴极生成氢氧根离子生成NaClO,离子方程式为：

Cl2+2OH=Cl+CIO+H2O；

(3)①锂较活泼，发生氧化反应，为负极，则M电极发生氧化反应；

②N电极为负极，可能溶解氧得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，反应为

O2+4e+2H2O=4OH；

(4)由图可知，放电时，锂发生氧化反应为负极，光催化电极为正极；放电时，阳离

子向正极运动，故Li+从金属锂电极穿过离子交换膜向光催化电极迁移，总反应为锂和

氧气生成Li2。？：2Li+O2=Li2O2o

19.(2022秋・江苏淮安•高三校联考期中)地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世

界的环境问题。水体除NO；主要有电化学法、催化还原法等。电化学去除弱酸性水体中

NO］的反应原理如图所示：

NOjNH：

FeQ/疏松、能导电)

(1)作负极的物质是。

(2)正极的电极反应式是。

(3)取两份完全相同的含NO1废液A和B,调节废液A、B的pH分别为2.5和4.5,向

废液A、B中加入足量铁粉，经相同时间充分反应后，废液A、B均接近中性。废液A、

B中铁的最终物质存在形态分别如图所示。溶液的初始pH对铁的氧化产物有影响，具

体影响为。废液中NO；的去除率较低的是(“废液A”和“废液B")，NO；的

去除率低的原因是。

A废液中B废液中

【答案】(l)Fe

-+

⑵NO-+8e+10H=NH；+3H2O

(3)酸性较强时，铁的氧化产物主要为Fes。,，酸性较弱时，铁的氧化产物主要为

FeOOH废液BpH越高，Fe3+越易水解生成FeOOH,FeOOH不导电，阻碍电子

转移

【详解】(1)由图可知，铁失去电子，NO］得到电子，则作负极的物质是Fe；

(2)酸性条件下，NO；得到电子生成NH：,所在电极为正极，正极反应式为

+

NO；+8e+10H=NH>3H2O；

(3)由图可知，pH=2.5时铁的氧化产物主要是Fe3O4,pH=4.5时铁的氧化产物主要是

FeOOH,则溶液的初始pH对铁的氧化产物有影响，具体影响为酸性较强时，铁的氧化

产物主要为Fes。=酸性较弱时，铁的氧化产物主要为FeOOH；由于FesCU能导电，

FeOOH不能导电，导致废液B中NO］的去除率较低，则NO］的去除率低的原因是pH

越高，Fe3+越易水解生成FeOOH,FeOOH不导电，阻碍电子转移。

20.(2022秋・广东汕尾•高三统考期末)填空。

I.⑴配制200mL0.2mol/LNa2SO3溶液，下列哪些玻璃仪器会用到=

ABCDE

(2)用离子方程式解释Na2s。3溶液呈碱性的原因：0

n.化学小组用双液原电池原理研究酸碱性对物质氧化性、还原性强弱的影响。通过改

变溶液酸碱性，观察电压表读数的变化，读数越大，则对应物质的氧化性(或还原性)越

强。

己知：①电压高低主要与电极反应有关，还与溶液的温度、离子的浓度、pH值等因素

有关。

②MnO］的还原产物与溶液酸碱性有关，在强酸性溶液中，被还原为Mn2+；在中性和

弱碱性溶液中，被还原为MnO2；在强碱性溶液中，被还原为MnO，。

石墨电极A，石墨电极B

左

常温水浴

20mLO.lmoVL20mL0.05mol/LKM11O4溶液

Na2sO4/Na2sO3溶液(加少量H2s调至pH=4)

(3)连接电压表，形成闭合回路，电极B应和图中电压表的极(填"a”或"b”)柱相

连，测得初始电压为看。

(4)实验装置要置于水浴内的原因：o

实验操作和读数记录如下:

电压表读数变

左烧杯(Na2sO4/Na2SO3)右烧杯(KM11O4，调pH=4)

化

①①逐滴加入5mL0.05mol/L

由Vi逐渐降低

H2SO4

②②逐滴加入5mL0.1mol/L

由Vi逐渐升高

NaOH

③逐滴加入5mL0.05mol/L

由V1逐渐升高

H2SO4

④

加入少量0」mol/LNaOH由V1略微下降

①

继续逐滴加入NaOH至5mL再迅速下降

(5洞学甲根据实验③推导出酸性增强,KMnCU的氧化性增强,实验②可以得出:

(6)同学乙认为实验①中，加入酸后，还原剂转化成了(填化学式)。

(7)同学丙认为实验设计不够严谨，以实验①②为例，应该往左边烧杯中加入,

测得电压为V2，以此作为实验①②的初始电压。

(8)同学丁认为，实验④加入5mLNaOH溶液后，右边烧杯内的电极反应为：。

【答案】(1)BE

(2)S0；+H2O^HSO；+OH

(3)b

(4)保证溶液的温度不变，防止对实验造成干扰

(5)溶液碱性增强，Na2s。3的还原性增强

(6)HS0；

(7)5mL蒸储水(或者5mL0.05mol/LNa2so4)

(8)MnO4+e'=MnO：

【分析】配制物质的量浓度溶液的步骤：计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、

摇匀、装瓶贴签。结合步骤，确定使用的仪器，选择仪器的标准是大而近。结合盐的水

解规律判断溶液的酸碱性。在原电池反应中，负极失去电子发生氧化反应，正极得到电

子发生还原反应；在探究外界条件对化学反应的影响时，要采用控制变量法分析，只改

变一个外界条件，其它条件都相同，根据该条件与发生的反应分析解答。

【详解】(1)配制200mL0.2mol/LNa2s。3溶液，需使用托盘天平称量Na2s。3固体，然

后在烧杯中溶解，并使用玻璃棒搅拌，促进溶质的溶解，待溶液恢复至室温后，通过玻

璃棒引流转移至250mL容量瓶中，然后洗涤烧杯内壁及玻璃棒，然后定容，在溶液凹

液面离刻度线1-2cm处改用胶头滴管定容，故配制溶液使用的仪器是BC；

(2)Na2sCh是强碱弱酸盐，在溶液中SO；发生水解反应，消耗水电离产生的H+,最

终达到平衡时溶液中c(OH)>c(H+),使溶液显碱性，水解反应的离子方程式为：

SO；+H2O^HSO3+OH；

(3)在电极B附近,在酸性条件下MnO,得到电子被还原为Md+,因此B电极为正极，

连接电压表的b接线柱；

(4)实验装置要置于水浴内的原因是保证溶液的温度不变，防止对实验造成干扰；