原电池原理的应用-人教版高中化学必修第二册（原卷版+解析）

第六章化学反应与能量

第一节化学反应与能量变化

第3课时原电池原理的应用

1.（2022.吉林通化下学期期末）下列说法正确是

A.银镉电池、锂电池和锌锦电池都是二次电池

B.燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池

C.化学电池的反应原理是氧化还原反应

D.铅蓄电池放电时正极是Pb,负极是PbCh

2.（2022•辽宁营口下学期期末）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下

列说法错误的是

u,二中一石墨棒

二氧化偌、

一一炭黑、「化

钺、氯化锌

"锌筒

锌铉干电池

丙

A.图甲：SOT向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H+浓度增大

B.图乙：正极的电极反应式为Ag2O+2e-H2O=2Ag+20H

C.图丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄

D.图丁：电池放电过程中，硫酸浓度不断减小

3.（2022•山东泰安下学期期末）有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实

验现象如下:

实验装置

CuSO,溶液稀硫酸稀硫酸稀硫酸

装置一装置二装置三装置四

部分a极质量减小,b极有气体产生,d极溶解,电流从a极

实验现象b极质量增大c极无变化c极有气体产生流向d极

由此可判断这四种金属的活动性顺序是

A.a>b>c>dB.b>c>d>a

C.d>a>b>cD.a>b>d>c

4.（2022•江苏宿迂泗阳县下学期期中）为防止海水中钢铁的腐蚀，可将金属Zn连接在钢

铁设施表面，减缓水体中钢铁设施的腐蚀，如图所示。下列有关说法正确的是

A.金属Zn做正极，钢铁做负极

B.过程中电能转化为化学能

C.Zn极的电极反应式为Zn—2e-=Zn2+

D.将金属Zn换成金属Cu也能起到保护作用

5.（2022•浙江绍兴市上虞区下学期期末）一种锂一空气电池如图所示。当电池工作时,

。2与Li+在多孔碳材料电极处生成LizCh..G=0或Do下列说法正确的是

非水电解质/高聚物隔膜

A.锂电极发生氧化反应

B.多孔碳材料电极为负极

C.电池工作时外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极

D.正极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-

6.（2022.安徽宣城七校下学期期中）凭借清洁、储量大、能量转换率高、运行稳定等优

势，氢能被现代工业视为最理想、潜力最大的新能源。2020年上海进博会展览中，诸多氢能

源汽车纷纷亮相。氢燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。某种氢燃料电池的内部结构如图，下

列说法正确的是

A.电池每消耗1L2L氢气，电路中通过的电了数目为NA

B.a处通入的是氧气

C.右侧电极发生的反应为：Ch+4e-+4H卜=2比0

D.右侧电极为电池的负极

7.（2022•山东烟台下学期期末我国要在2030年实现“碳达峰”，2060

年前实现“碳中和”。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。下列说法不正确的是

A.该装置能将化学能转化为电能

+

B.M上的电极反应方程式为2H2O-4e-=O2T+4H

C.工作一段时间后，N电极室中的溶液pH增大

D.当转化2moic时，外电路中转移的电子数为2NA

8.（2022・四川遂宁下学期期末）锂空气电池放电时的工作原理如图所示。下列叙述正确

的是

网收LiCU

A.放电时Li+由B极向A极移动

B.电池放电反应为4Li+O2+2H2O=4LiOH

C.B电极反应式为02+4酎+4广=2比0

D.电解液a可以为氯化锂溶液

9.（2022•安徽阜阳下学期期中末）Mg—HzCh燃料电池（Mg+H2Ch+2H+=Mg2++2H2O）

是一种新型水下化学电源（质子交换膜只允许质子通过，不允许其他离子或分子通过）。下列说

法正确的是

镁铝合金--a-负匕」极―hPd-RuNi

、db.

司--M1-

•一.一_————_T__一_.

二—南菠二名一落族:

A.电池工作时，电能主要转化为化学能

B.电极a为电池的正极

C.电极b上会产生大量的气泡

D.电池工作时，H一通过交换膜从左到右移动

10.（2022.安徽合肥庐江县下学期期末）一种可穿戴电池的结构如图所示，该电池的总反

应为V2C）5+xZn=Zn.rV2C）5<>下列关于电池工作原理的说法中，错误的是

A.Zn为负极

B.电子由负极经隔离膜流向正极

C.正极反应式为V2O5+xZn2++〃e-=ZmV2O5

D.凝胶电解质可提高电池的安全性和稳定性

11.（2022•山东泰安肥城下学期期中）能源是现代文明的原动力，化学电池在生产生活中

有着广泛的应用。

(1)根据构成原电池的本质判断，下列反应可以设计成原电池的是_______(填序号)。

A.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)

B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(1)

C.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)

(2)为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如图所示两个实验。有关实验现象,

下列说法正确的是___________(填序号)。

稀H2s。4稀H2s

A.图I和图n的气泡均产生于锌棒表面

B.图II中产生气体的速率比图I快

C.图I中温度计的示数高于图II的示数

D.图I和图n中温度计的示数相等，且均高于室温

(3)图n中外电路中的目子是从(填“Zn”或“Cu”)电极经导线流向电极，H

+向______(填“Zn”或“Cu")移动。若反应过程中有0.2mol电子发生转移，则生成的氢气在标

准状况下的体积为o若电池的总反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,则负极材料是

(填化学式)。

(4)知识源于实践。学习原电池知识后，某学习小组以Zn和Cu为电极材料，制作了如

图所示的水果电池(水果果汁中含游离的H+)。该组电池放电时，下列说法正确的是

___________(填序号)。

A.每个水果果汁中的H.移向正极

B.锌a、b发生的电极反应式为2H++2e.=H2T

C.四个水果电池串联，则电极d为铜片

D.铜a为电池正极，发生氧化反应

12.（2022•江苏徐州沛县第二次学情调研）电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含

量，其工作原理示意图如下。下列说法错误的是

Pt电极o（a）l—_®-_---X1Pt电极（b）

KOH溶液

A.NH3在电极a极上失去电子，发生氧化反应

B.溶液中K+向电极b移动

C.反应消耗的N%与6的物质的量之比为4：5

D.正极的电极反应式为O2+4e—+2H?O=4OH-

13.（2022•山东荷泽下学期期末）（双选）一种新型中温全瓷铁一空气电池，其结构如图所

示。下列有关该电池放电时的说法错误的是

a—■一通空气电极

■一含02一的固体电解质

b—N-燃料电池

H2H2O(g)

Fe/FeOx

A.a电极上发生氧化反应

B.负极的电极反应式为H2—2e+。2-=氏0

C.铁表面发生的反应为AH2O（g）+Fe=FeOv4-AH2

D.若标准状况下33.6L空气参与反应，电路中理论上有6moi电子转移

14.（2022•山东济宁下学期期末）科学家研发出一种有利于“碳中和”的新电池系统，通过

二氧化碳溶于水触发电化学反应，其工作原理如图所示（钠超离子导体只允许Na+通过）。系统

工作时，下列有关说法中错误的是

A.Na+将从a极移动到b极

B.该电池的电解液可以换成更易导电的饱和NaCl溶液

C.b极区可能会发生Na-+HC（K=NaHCO31

D.b极区每生成1molH2转移2mol电子

15.（2022・四川雅安下学期期末）某化学小组为了探究原电池的基本原理，设干•装置如图。

卜列相关分析错误的是

A.电池工作时，石墨电极发生反应：Ag+4-e-=Ag

B.电池中Cu块取出前后灯泡亮度会发生变化

C.一段时间后铜块无明显变化

D.Zn为该电池的负极，发生氧化反应

16.（2022•陕西华阴下学期期末）如图所示为原电池的装置图。

（1）上图中，若C为稀H2sO,溶液，B为Fe,A为石墨，则A电极的电极反应式为

;反应进行一段时间后，溶液C的pH（填“升高”、“降

低”或‘基本不变’）。

（2）将反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如上图所示的原电池装置，负极材料为

,正极材料为;溶液C为o

（3）下图所示是利用电化学原理模拟生产硫酸：通入02的电极是______（填“正”或"负”）

极，写出通入SO2的电极反应式：o

17.（2022・山东济南章丘区下学期期中）在人类生产、生活对能量的需求日益增长的今天,

研究化学反应及其能量变化，合理利用常规能源和开发新能源具有十分重要的意义。能源是人

类赖以生存和发展不可缺少的因素。请回答下列问题：

（1）一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是NiCh+Fe+2H2。察Fe（OH）2+Ni（OH）2。

允电

则该电池放电时发生还原反应的物质是_______（填标号）。

A.NiO2B.FeC.Fe（OH）2D.Ni（OH）2

（2）科学家制造出了一种使用固体电解质的燃料电池，其效率很高，可用于航天航空。

如图甲所示装置中，以稀土金属材料为惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体

电解质是掺杂了丫2。3的ZrO2固体，它在高温下能传导02-。则C电极的名称为（填“正

极”或“负极”），d电极上的电极反应式为0

质广交换膜

图甲图乙

（3）绿色电源“直接二甲醛（CH30cH3）燃料电池''的工作原理如图乙所示。H+的移动方向

为由（填“A”或"B"，下同）电极到电极。写出B电极的电极反应式:

（4）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定放

放电

电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4K0H＜）

①放电时，正极发生______（填“氧化”或"还原”）反应。已知负极的电极反应式为Zn—2e一

+2OH-=Zn（OH）2,则正极的电极反应式为。

②放电时，（填“正”或"负”）极附近溶液的碱性增强。

18.（2022•陕西西安莲湖区下学期期中）化学电源在日常生活中有着广泛的应用。

（1）将石墨和铜片用导线及电流计相连浸入500mLFeCb溶液中，构成如图所示的原电

池装置，正极发生的电极反应式为；该电池在工作时，Cu的

质量将（填“增加”、"减少”或"不变

.尸®:石墨

fl

FeCb溶液

（2）研究人员发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行

发电，电池的总反应方程式为5MnO2+2Ag+2NaCI=Na2Mn5Oio+2AgCl0

①该电池负极的电极反应式为o

②电池中，Na+不断移动到“水”电池的极（填任”或“负）

③外电路每通过4mol电子时，生成Na2Mn5Oio的物质的量是________moL

（3）如图是甲烷燃料电池的原理示意图：

①电池的负极是______（填"a”或"b”）电极，该电极的反应式为

②电池工作一段时间后，电解质溶液的pH（填“增大”、"减小''或"不变

第六章化学反应与能量

第一节化学反应与能量变化

第3课时原电池原理的应用

1.（2022•吉林通化下学期期末）下列说法正确是

A.银镉电池、锂电池和锌锦电池都是二次电池

B.燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池

C.化学电池的反应原理是氧化还原反应

D.铅蓄电池放电时正极是Pb,负极是PbO?

【答案】C

【解析】A项，银氢电池、锂离子电池为二次电池，碱性锌钵干电池为一次电池，错误;

B项，燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、乙静燃料电池等，产物多为CCh、FhO等,

不污染环境，错误；C项，化学电池是将化学能转变为电能的装置，有电子的得失，实质为

氧化还原反应，正确；D顶，铅蓄电池放电的时候，Pb被氧化，为原电池的负极；PbO2被

还原，为原电池的正极，错误。

2.（2022•辽宁营口下学期期末）化学电源在日常生活和高科技领域中都有

广泛应用°下列说法错误的是

一石墨棒

金属外壳

锌粉二氧化镭、

一一炭黑、氯化

L浸了KOH

钺、氯化锌

、■锌筒

纽扣式银锌电池锌钛干电池

甲乙丙

A.图甲：SO3一向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增大

B.图乙：正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+20H

C.图丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄

D.图丁：电池放电过程中，硫酸浓度不断减小

【答案】A

【解析】A项，图甲为Zn、Cu、H2sO4溶液构成的原电池，锌为负极，铜为正极,溶

液中的阴离子向负极移动，故SOF向Zn电极方向移动，H.在Cu电极上氢离子得到电子生

成氢气，Cu电极附近溶液中H+浓度减小，错误；B项，锌为负极，电解质溶液为碱性溶液,

所以正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH，正确；C项，锌筒作负极，失

电子，发生氧化反应，电极反应式为Zn—2e-=ZM+,锌溶解，锌筒会变薄，正确；D项,

电池放电过程中，电池总反应为Pb+PbCh+2H2so4=2PbSO4+2H2。，消耗硫酸，硫酸浓

度不断减小，正确。

3.（2022•山东泰安下学期期末）有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验

装置及部分实验现象如下：

否d

实验装置

CuSO」溶液稀硫酸稀硫酸稀硫酸

装置一装置二装置三装置四

部分a极质量减小，b极有气体产生,d极溶解，电流从a极

实验现象b极质量增大c极无变化c极有气体产生流向d极

由此可判断这四种金属的活动性顺序是

A.a>b>c>dB.b>c>d>a

C.d>a>b>cD.a>b>d>c

【答案】c

【解析】装置一：形成原电池，a极质量减小，b极质量增加，a极为负极，b极为正极,

所以金属的活动性顺序a>b；装置二：未形成原电池，b极有气体产生，c极无变化，所以

金属的活动性顺序b>c；装置三：形成原电池，d极溶解，所以d是负极，c极有气体产生,

所以c是正极，所以金属的活动性顺序d>c；装置四：形成原电池，电流从a极流向d极，

a极为正极，d极为负极，所以金属的活动性顺序d>a；所以这四种金属的活动性顺序为d

>a>b>c；故选C项。

4.（2022•江苏宿迂沁阳县下学期期中）为防止海水中钢铁的腐蚀，可将金属

Zn连接在钢铁设施表面，减缓水体中钢铁设施的腐蚀，如图所示。下列有关说

法正确的是

A.金属Zn做正极，钢铁做负极

B.过程中电能转化为化学能

C.Zn极的电极反应式为Zn—2e1=Zn2+

D.将金属Zn换成金属Cu也能起到保护作用

【答案】C

【解析】A项，Zn较活泼做负极，钢铁做正极，错误；B项，该装置为原电池，是化

学能转化为电能，错误；C项，Zn极做负极，Zn失电子发生氧化反应生成ZM+,电极反应

式为：Zn-2e-=Zn2+,正确；D项，换成Cu,由于Cu的活泼性比Fe的弱，则Fe做负极，

消耗钢铁，不能起到保护作用，错误。

5.（2022•浙江绍兴市上虞区下学期期末）一种锂一空气电池如图所示。当电

池工作时，02与Li+在多孔碳材料电极处生成U2O2一，G=0或1）。下列说法正确

的是

非水电解质/高聚物隔膜

A.锂电极发生氧化反应

B.多孔碳材料电极为负极

C.电池工作时外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极

D.正极的电极反应式为：O2+4e+2H2O=4OH-

【答案】A

【解析】A项，电池放电时，Li转化成Li"Li元素化合价升高，锂电极发生氧化反应,

正确；B项，电池放电时，02中O元素化合价降低，过程中得到电子，所以放电时多孔碳

材料电极为正极，错误；C项，电池工作时外电路电子由负极Li流向正极多孔碳材料：错

误；D项，因该电池为非水介质，所以正极的电极反应式为O2+4e-=2O2,错误。

6.（2022•安徽宣城七校下学期期中）凭借清洁、储量大、能量转换率高、

运行稳定等优势，氢能被现代工业视为最理想、潜力最大的新能源。2020年上

海进博会展览中，诸多氢能源汽车纷纷亮相。氢燃料电池被誉为氢能源汽车的心

A.电池每消耗11.2L氢气，电路中通过的电子数目为NA

B.a处通入的是氧气

+

C.右侧电极发生的反应为：O2+4e+4H=2H2O

D.右侧电极为电池的负极

【答案】C

【解析】由H+移动方向可知，电池左端是负极，通入的是氢气；右端是正极，通入的

是氧气。

A项，选项没有说明是否为标况，无法计算电池每消耗U.2L氢气的量，不能确定电路

中通过的电子数目，错误；B项，由H+移动方向可知，电池左端是负极，通入的是氢气，

错误；C项，由H+移动方向可知，电池的右端是正极，通入的是氧气，电极方程式为：02

t

+4e-+4H=2H2O,正确；D项，由分析可知，右侧电极为电池的正极，错误。

7.（2022•山东烟台下学期期末我国要在2030年实现“碳

达峰”，2060年前实现。碳中和“。某科研小组用电化学方法将COz转化为CO实

现再利用，转化的基本原理如图所示。下列说法不正确的是

—[M]--

A.该装置能将化学能转化为电能

B.M上的电极反应方程式为2H2O-4e-=O2T+4H

C.工作一段时间后，N电极室中的溶液pH增大

D.当转化2moicCh时，外电路中转移的电子数为2NA

【答案】D

【解析】A项，由图可知，该装置为原电池，能将化学能转化为电能，正确；B项，M

为电池的负极，在紫外光的作用下，水失去电子发生氧化反应生成02,电极反应方程式为

2H2O-4e-=O2T+4H\正确；C项，N为电池正极，电极反应式为CO2+2FT+2e-=CO

IILO，当外电路转移4moi电子时，有4molll'从左室穿过交换膜到达右室，然后被COz

消耗，但溶液中水的最增加，因此N电极室的溶液pH增大，正确：D项，由电极反应式为

+-

CO2+2H+2e=CO4-H2O,可知当转化2moicO2时。，外电路转移4moi电子，转移的电

子数为4NA,错误。

8.（2022.四川遂士下学期期末）锂空气电池放电时的工作原理如图所示。

下列叙述正确的是

A|

金属桂

*000000*

网收LiOH

A.放电时Li'由B极向A极移动

B.电池放电反应为4Li+O2+2H2O=4LiOH

C.B电极反应式为O2+4H++4e-=2比0

D.电解液a可以为氯化锂溶液

【答案】B

【解析】A项，在原电池中，A是负极，B是正极，阳离子由A极向B极移动，即放电

时Li4•由A极向B极移动，错误；B项，原电池放电反应为自发地氧化还原反应，即4Li+

O2+2H2O=4LiOH,正确；C项，正极上是氧气得电子的还原反应，在碱性电解质下电极

反应为02+2%0+4丁=40FT,错误；D项，金属锂可以和水之间反应，电解质中不能含

有水，错误。

9.（2022•安徽阜阳下学期期中末）1^—见02燃料电池（1^+11202+2卬=

Mg24+2H2O）是一种新型水下化学电源（质子交换膜只允许质子通过，不允许其

他离子或分子通过）。下列说法正确的是

一硫酸溶液卜-七。2溶液-

A.电池工作时，电能主要转化为化学能

B.电极a为电池的正极

C.电极b上会产生大量的气泡

D.电池工作时，H,通过交换膜从左到右移动

【答案】D

【解析】由电池反应可知，镁失去电子发生氧化反应，作负极，过氧化氢得到电子，发

生还原反应，故b为正极，a为负极。

A项，电池工作时，化学能转化为电能，错误；B项，由分析可知a为负极，错误；C

项，由电池反应可知，b可极上过氧化氢得到电子结合氢离子生成水，错误；D项，电池工

作时，阳离子向正极移动，即通过交换膜从左到右移动，正确。

10.（2022・安徽合肥庐江县下学期期末）一种可穿戴电池的结构如图所示，

该电池的总反应为V2O5+入％=2112205。下列关于电池工作原理的说法中，错

误的是

正极

隔离膜

A.Zn为负极

B.电子由负极经隔离膜流向正极

C.正极反应式为V2O5+xZn2++Zre-=ZnW2O5

D.凝胶电解质可提高电池的安全性和稳定性

【答案】B

【解析】A项，根据总反应式，锌失电子化合价升高，所以Zn为负极，正确；B项，

原电池中电子由负极外电路流向正极，错误，C项，根据总反应式，止极V2O5得电子生成

Zn(V2O5,正极反应式为V2O5+xZn2++2e=Zn、V2O5,正确：D项，凝胶聚合物电解

质具有优异的耐火性能，辙胶电解质可提高电池的安全性和稳定性，正确。

11.(2022•山东泰安肥城下学期期中)能源是现代文明的原动力，化学电池

在生产生活中有着广泛的应用。

(1)根据构成原电池的本质判断，下列反应可以设计成原电池的是

(填序号)。

A.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)

B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(1)

C.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)

(2)为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如图所示两个实验。

有关实验现象，下列说法正确的是___________(填序号)。

稀H2s稀H2s

A.图I和图n的气泡均产生于锌棒表面

B.图n中产生气体的速率比图I快

c.图I中温度计的示数高于图n的示数

D.图I和图II中温度计的示数相等，且均高于室温

(3)图II中外电路中的电子是从(填“Zn”或“Cu”)电极经导线流句

电极，H+向(填“Zn”或“Cu")移动,若反应过程中有0.2mol电子

发生转移，则生成的氢气在标准状况下的体积为o若电池的总反应

为2Fe3++Cu=2Fe2+H-Cu2+,则负极材料是_____(填化学式)。

(4)知识源于实践。学习原电池知识后，某学习小组以Zn和Cu为电极材

料，制作了如图所示的水果电池(水果果汁中含游离的H+)。该组电池放电时，

下列说法正确的是__________(填序号)。

A.每个水果果汁中的H一移向正极

B.锌a、b发生的电极反应式为2H++2e-=H2T

C.四个水果电池串联，则电极d为铜片

D.铜a为电池正极，发生氧化反应

【答案】(1)C(2)BC(3)ZnCuCu2.24LCu(4)A

【解析】(1)原电池发生的是自发的氧化还原反应；A项，C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)

为氧化还原反应，但为吸热反应，不能设计为原电池，错误；B项，NaOH(aq)+HCI(aq)=

NaCl(aq)+H2。⑴是复分解反应，不是氧化还原反应，错误；C项，2CO(g)+O2(g)=2C02(g)，

该反应为氧化还原反应，且为放热反应，能设计为原电池，正确；故答案为C项；(2)A

项，图【Zn与稀硫酸反应，Zn表面产生气泡；图II形成原电池，Cu作正极，电极反应为

2H++2e-=H2f,Cu表面产生气泡，错误；B项，图H中形成原电池，产生气体的速率比

图I快，正确；C项，图II形成原电池，化学能主要转化为电能，散失热量少，故图1中温

度计的示数高于图II的示数，正确；D项，图I和图II中发生反应均有热量产生，图I产生

热量更多，图I中温度计的示数高于图H的示数，且均高于室温，错误：答案选BC；(3)

图H中形成原电池，锌为负极铜为正极，外电路中的电子是从Zn电极经导线流向Cu电极,

阳离子移动到正极，则H-向Cu移动。若反应过程中有0.2mol电子发生转移，根据电极反

r-

应2H+2e=H2t»则生成的氢气在标准状况下的体积为竺警x22.4L-moL=2.24L；若

电池的总反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,则负极材料是Cu：(4)A项，阳离子向正极移

动，故每个水果果汁中的H'移向正极，正确；B项，Zn为负极，失电子发生氧化反应，错

误；C项，四个水果电池串联，可知正极连接负极，负极连接正极，则d为Zn,做负极，

错误；D项，结合分析可知，铜a为电池正极，发生还原反应，错误。

12.(2022•江苏徐州沛县第二次学情调研)电化学气敏传感器可用于监测环

境中NH3的含量，其工作原理示意图如下。下列说法错误的是

KOH溶液

A.NH3在电极a极上失去电子，发生氧化反应

B.溶液中K.向电极b移动

C.反应消耗的NH3与02的物质的量之比为4：5

D.正极的电极反应式为。2+公一+2H2O=4OH-

【答案】C

【解析】Pt电极a通入氨气生成氮气，说明氨气被氧化，为原电池负极，电极反应式为

-

2NH3-6e-+60H=N2+6H2O,则Pl电极b为正极，氧气得电子被还原，电极反应式为

02+4^+2H2O=4OH,总反应为4NH3+3C)2=2N2+6H2O,原电池工作时，阳离子移向

正极Pt电极b,阴离子移向负极Pt电极a。

A项，电极a通入氨气生成氮气，说明氨气被氧化，为原电池负极，N元素化合价升

高，发生氧化反应，正确；B项，原电池工作时，阳离子移向正极Pt电极b,正确；C项，

反应中N元素化合价升高3价，0元素化合价降低4价，O2-^OH\NH3二二N2,根

据得失电子守恒，〃(O2)X4=〃(NHI)X3,消耗NH3与O2的物质的量之比为4：3,错误；D

项，电极b为正极，氧气得电子被还原，电极反应式为6+4©一+2H2O=4OH，正确。

13.(2022•山东荷泽下学期期末)(双选)一种新型中温全瓷铁一空气电池，

其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法错误的是

通空气电极

含02一的固体电解质

燃料电池

A.a电极上发生氧化反应

B.负极的电极反应式为H2—2e+。2-=氏0

C.铁表面发生的反应为AH2O(g)+Fe=FeOl+AH2

D.若标准状况下33.6L空气参与反应，电路中理论上有6moi电子转移

【答案】AD

【解析】由新型中温全瓷铁一空气电池的装置图可知，a极通入空气，空气中氧气得电

子发生还原反应为正极，铁与水反应生成氢气，氢气在b极失电子发生氧化反应为负极。

A项，a极空气中氧气得电子发生还原反应为正极，电极反应式为：Ch+4e—=202,

错误；B项，据分析，氢气在b极失电子发生氧化反应、作负极，电极反应式为H2—2e「+

2正确；项，由新型中温全瓷铁一空气电池的装置图可知，铁表面发生的反应

o=H2O,C

为xH2O（g）+Fe=FcOx+xH2,正确；D项，若标准状况下33.6L空气参与反应，空气物质

的量为1.5mol,则参与反应的氧气为0.3mol,则理论上电路中转移电子0.3molx4=1.2mol,

错误；答案选ADo

14.（2022•山东济宁下学期期末）科学家研发出一种有利于“碳中和”的新电

池系统，通过二氧化碳溶于水触发电化学反应，其工作原理如图所示（钠超离子

导体只允许Na+通过）。系统工作时，下列有关说法中错误的是

水电解质

氢能源

钠超离

子导体

金属钠

co2

有机电解液

A.Na+将从a极移动到b极

B.该电池的电解液可以换成更易导电的饱和NaCl溶液

C.b极区可能会发生Na++HCCK=NaHCO31

D.b极区每生成1molH2转移2moi电子

【答案】B

【解析】由电池工作原理示意图可知反应中Na被氧化为Na+,为原电池的负极反应，

则a电极反应式为Na—e-=Na',b正极水电离的H，得电子被还原生成H2,电极反应式为

2co2+2H2O+2e-=2HCO3+H2,原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

A项，a电极反应式为Na—e-=Na',Na卡从a极移动到b极，正确；B项，电极a是

金属钠，能与水反应，则电池的电解液不能换成更易导电的饱和NaQ溶液，错误；C项，b

正极上水电离的H.得电子被还原生成1七，电极反应式为2CO2+2H2O+2e-=2HC0.C+

H2,电解液中钠离子和碳酸氢根离子达到饱和时，b极区可能会发生反应Na++HCO；=

NaHCChl，正确；D项，由电极反应式为2coz+ZHzO+Ze-nZHCOj+Hz,可知每生成1

molH2转移2mol电子，正确。

15.（2022•四川雅安下学期期末）某化学小组为了探究原电池的基本原理,

设计装置如图。下列相关分析错误的是

A.电池工作时，石墨电极发生反应：Agb+e-=Ag

B.电池中Cu块取出前后灯泡亮度会发生变化

C.一段时间后铜块无明显变化

D.Zn为该电池的负极，发生氧化反应

【答案】C

【解析】A项，锌是活泼金属，锌能与硝酸银反应生成，锌是负极、石墨是正极，电

池工作时，石墨电极发生反应：Ag++e-=Ag,正确；B项，电池中Cu块取出前，锌是负

极、石墨是正极，中央铜块的左端为正极、右端为负极，形成2个原电池串联供电；电池中

Cu块取出后，是1个原电池供电，所以灯泡亮度会发生变化，正确；C项，中央铜块的左

端为正极、右端为负极，正极发生反应Ag++e-=Ag,负极反应为Cu—2e-=Cu2+,一段

时间后铜左端有银白色金属银生成，右端溶解，溶液变蓝，错误；D项，锌是活泼金属，锌

能与硝酸银反应生成，锌是负极，发生氧化反应，正确。

16.（2022•陕西华阴下学期期末）如图所示为原电池的装置图。

（1）上图中，若C为稀H2sCh溶液，B为Fe,A为石墨，则A电极的电极

反应式为;反应进行一段时间后，溶液C的

pH（填“升高，“降低”或“基本不变

（2）将反应Cu+2Fe3+=C*+2Fe2+设计成如上图所示的原电池装置，负

极材料为，正极材料为：溶液C为O

（3）下图所示是利用电化学原理模拟生产硫酸:通入02的电极是______（填

“正”或"负”）极，写出通入SCh的电极反应式:

【答案】（1）2H++2e-=H2T升高（2）铜石墨FeCh溶液（3）正SO2+

-b

2H2O-2e=SOF+4H

【解析】（1）A为石墨，B为Fe,电解质溶液为H2so4,电池总反应为Fe+H2s（h=

FeSOd+Hzf,铁为负极，石墨为正极，即A电极反应式为2H+2e=:H21：根据总反应，

消耗H+,c（H+）减小，因此一段时间后，溶液C的pH升高；故答案为2H++2b=比］;升

高；（2）根据原电池工作原理，负极上失去电子，化合价升高，根据离子反应方程式，Cu

的化合价升高，即Cu为负极，石墨为正极，溶液C为FeCL;故答案为铜；石墨；FcCb溶

液；（3）利用该装置模拟生产硫酸，SO?中S的化合价升高，根据原电池工作原理，通入

SCh的一极为负极，通入氧气一极为正极，SO2被氧化成疏酸根离子，因此负极反应式为SO?

+-+

+2H2O-2c-=SOr+4H：故答案为正；SO2+2H2O-2c=SOF+4Ho

17.（2022.山东济南章丘区下学期期中）在人类生产、生活对能量的需求日

益增长的今天，研究化学反应及其能量变化，合理利用常规能源和开发新能源具

有十分重要的意义。能源是人类赖以生存和发展不可缺少的因素。请回答下列问

题：

（1）一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是Ni€）2+Fe+2H2。鬻

充电

Fe（OH）2+Ni（OH）2o则该电池放电时发生还原反应的物质是_______（填标号）。

A.NiO2B.FeC.Fe（OH）2

D.Ni（OH）2

（2）科学家制造日了一种使用固体电解质的燃料电池，其效率很高，可用

于航天航空。如图甲所示装置中，以稀土金属材料为惰性电极，在两极上分别通

入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了丫2。3的Zr02固体，它在高温下能传导

2-

00则c电极的名称为（填“正极”或"负极，'），d电极上的电极反应式为

电流的方向

图甲图乙

(3)绿色电源“直接二甲醛(CH30cH力燃料电池”的工作原理如图乙所示。H

+的移动方向为由(填“A”或"B"，下同)电极到电极。写出B电极

的电极反应式：o

(4)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时

间保持稳定放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O鬻

充电

3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOHo

①放电时，正极发生______(填“氧化”或"还原”)反应。已知负极的电极反应

式为Zn—2e+2OH-=Zn(OH)2,则正极的电极反应式为

②放电时，(填"正''或'负、')极附近溶液的碱性增强。

2-+

【答案】(1)A(2)正极CH4+4O-8e-=CO2+2H2O(3)ABO2H-4H

-