鲁科版高中化学26学年秋季高二上复习题解答-之化学能转化为电能

第1页（共1页）鲁科版高中化学26学年秋季高二上复习题解答——化学能转化为电能一．选择题（共15小题）1．（2026春•枣庄期末）将锌片和铜片按图示方式插入柠檬中，电流计指针发生偏转。下列针对该装置的说法正确的是（）A．铜片是正极 B．电子由铜片流出 C．Zn片质量不变 D．使用后的柠檬汁水中混有大量Cu2+2．（2025•山东学业考试）某小组进行了如图两组对比实验，下列说法正确的是（）A．甲烧杯中外电路的电子由铜流向锌 B．两烧杯中溶液的pH均增大 C．乙中产生气泡的速率比甲快 D．都能够观察到锌片溶解，铜片表面产生气泡3．（2025春•聊城期末）关于如图所示的甲、乙两装置，下列说法正确的是（）A．甲中锌棒为正极，且逐渐溶解 B．甲中电子从锌棒流出，经硫酸溶液到铜棒 C．甲、乙两池反应原理相同，且一段时间后酸性都减弱 D．甲、乙中均发生氧化还原反应，且都在锌棒附近产生大量气泡4．（2025春•宁阳县期末）某原电池的示意图如图，M、N为两种不同的常见金属，X溶液为酸溶液或碱溶液。下列说法正确的是（）A．若M电极为Mg，N电极为Al，则M一定为负极 B．若M电极为Fe，N电极为Cu，则M一定为负极 C．若M电极质量减轻，N电极质量一定增加 D．若M电极质量显著减少，则M一定为负极5．（2026春•历城区校级期中）下列图象及说法正确的是（）A．图①中Mg做原电池的负极 B．图②可用于比较金属X与Fe的金属性 C．图③中锌筒作负极，发生还原反应 D．图④为足量的锌粉与稀硫酸反应的图象6．（2025秋•山东月考）关于如图所示①②两个装置的叙述正确的是（）A．装置名称：①是原电池，②是电解池 B．硫酸浓度变化：①增大，②减小 C．电极反应式：①中阴极为2H++2e﹣＝H2↑，②中正极为Zn﹣2e﹣＝Zn2+ D．离子移动方向：①中H+向阴极方向移动，②中H+向负极方向移动7．（2026春•聊城期末）锌铜原电池装置如图，已知阳离子交换膜只允许阳离子通过。下列说法正确的是（）A．铜电极上发生氧化反应 B．电子由锌电极经导线、铜、电解质溶液又回到锌电极，形成闭合回路 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量减小 D．如果把阳离子交换膜换成阴离子交换膜，一段时间后，甲中c(ZnS8．（2026•威海二模）K2S2O8在分析化学中应用广泛。如图所示，可将装置甲、乙联合使用来制取K2S2O8。下列说法错误的是（）A．工作时装置甲内部，电流由b流向a B．装置乙隔膜为质子交换膜 C．装置乙中Pt电极反应式为：2HSOD．若一段时间后装置乙减轻2g，则理论上装置甲有2molNiO(OH)生成9．（2025春•日照期中）碱性锌锰干电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O＝ZnO+2MnOOH，其剖面图如图。下列说法正确的是（）A．MnO2为正极材料 B．KOH是离子导体，不参与电极反应 C．负极的电极反应式为Zn﹣2e﹣＝Zn2+ D．环境温度过低时，不利于电池放电10．（2025春•任城区校级期中）某化学兴趣小组的同学设计了如图所示原电池装置。下列说法不正确的是（）A．该装置反应的能量变化可用如图表示 B．工作时，Zn片发生的电极反应：Zn﹣2e﹣＝Zn2+ C．电池工作时，溶液中SO42-向D．电池工作一段时间后，溶液质量增加11．（2025春•嘉祥县校级期中）最近，科学家研制出一种碱性纸质电池，这种电池采用“薄层纸片”作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为：Zn+2MnO2+H2O＝ZnO+2MnO（OH）。下列说法正确的是（）A．该电池反应中二氧化锰起催化作用 B．该电池的负极反应式为：Zn﹣2e﹣＝Zn2+ C．当0.1molZn完全消耗时，流经薄层纸片的电子个数为0.2NA D．电池工作时，OH﹣通过薄层纸片向附着锌的电极移动12．（2025•日照二模）一种Zn-NOx-电池装置及在不同电压下NH3的单位产量如图所示。已知：法拉第效率η（B）A．N极为正极 B．电池工作一段时间，M电极区pH变小 C．x＝3时，N极电极反应NOD．x＝2时，0.5V电压放电10小时，外电路中通过5.5×10﹣4mole﹣，法拉第效率为60%13．（2025秋•青岛期中）纽扣电池反应为Zn+Ag2O＝ZnO+2Ag，离子导体是KOH溶液。下列说法错误的是（）A．Ag2O发生还原反应 B．负极反应式为Zn+2OH﹣﹣2e﹣＝ZnO+H2O C．溶液中OH﹣向Ag2O电极移动 D．KOH溶液浓度基本保持不变14．（2025秋•德州期中）某研究小组设计利用CH4—O2﹣KOH清洁燃料电池电解废水，可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将废塑料（PET）碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。下列说法错误的是（）A．a口通入的气体为O2 B．c池的电极反应式为NOC．当消耗0.1mol燃料时，d中将生成0.1molHOCHD．交换膜中离子的移动方向为c→d15．（2025春•沂源县校级期中）汽车用铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，其工作原理为Pb+PbO2+2H2SO4⇌充电放电2PbSO4+2H2O。下列说法正确的是A．电池充电时将化学能转化为电能 B．电池放电时，Pb作负极 C．电池放电时，H+向负极迁移 D．电池放电时，正极发生氧化反应二．解答题（共4小题）16．（2026春•烟台期中）电化学原理广泛应用于能量转换、物质转化等方面。回答下列问题。（1）某校兴趣小组设计的简易原电池装置如图所示。原电池装置中电子流入Cu电极的是（填序号）。为了验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱，上述装置能达到实验目的的是。（2）铅蓄电池因性能优良，造价低而得到广泛使用。铅蓄电池放电时，能量的转化形式主要为；铅蓄电池充电时，阴极上的电极反应式为。（3）化工生产过程中使用H2SO4会产生含SO42-的废液。某废液中主要含有CuSO4，还含有少量Na2SO4和（NH4）2SO4，研究人员设计了如图所示装置利用废液制取H2SO4，装置由一个碳酸盐燃料电池[以一定比例Li2CO3和Na2CO3低共熔混合物为电解质，操作温度为650℃，在此温度下以镍为催化剂，以CO和H2（体积比为1：2①碳酸盐燃料电池的负极电极反应式为。②X离子交换膜为（填“阳”或“阴”）离子交换膜；c电极上发生（填“氧化”或“还原”）反应。③若b电极消耗标准状况下11.2LO2，则d电极理论上质量增加g。17．（2025春•威海期末）研究化学反应中的能量变化对人类社会有重要意义。回答下列问题：（1）判断反应CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g），在恒容条件下达到平衡状态的标志是（填标号）。A．容器内气体的压强不变B．CO、H2、CH3OH三者的浓度之比为1：2：1C．H2的物质的量不再变化D．CO的生成速率和CH3OH的消耗速率相等（2）CH3OH的官能团名称为，与乙酸酯化反应的化学方程式为。现有①﹣④四个反应，观察思考并回答（3）﹣（5）题：①CaCO3高温CaO+CO2↑②Zn+H2③C+CO2△2CO④2KOH+H2SO4＝K2（3）①﹣④四个反应中能量变化符合图甲的是（填标号）。（4）①﹣④四个反应中可用于设计原电池的是（填标号），当导线中有1mol电子通过时，理论上发生的变化是（填标号）。A．负极质量减轻32.5gB．溶液增重31.5gC．有气体产生的一极为负极D．放出11.2L气体（5）对于反应②，将形状相同的等量且足量锌块分别加入到等浓度等体积的两份稀硫酸X、Y中，同时向X中加入少量饱和CuSO4溶液，发生反应生成氢气的体积（V）与时间（t）的关系如图乙所示。则n曲线表示锌与稀硫酸（填“X”或“Y”）反应。18．（2024春•日照期中）自300多年前“伏打电堆”诞生之日起，电池便在人类生活中扮演重要角色。回答下列问题：Ⅰ.某种氧化银纽扣电池装置如图所示。该电池的总反应为Ag2O+Zn+H2O═2Ag+Zn（OH）2。（1）Ag2O电极为（填“正”或“负”）极；负极的电极反应式为。（2）电池工作一段时间后，电解质溶液中c（OH﹣）将（填“增大”“减小”或“不变”）。（3）电路中每转移2mole﹣，正极质量减少g。Ⅱ.某同学为将反应Cu+2FeCl═CuCl2+2FeCl2释放的能量转化为电能，设计了一个简单的原电池。（4）负极材料为，离子导体为，移向负极的离子为（填离子符号）。（5）正极材料最好选用，正极的电极反应式为。19．（2024春•滕州市期中）研究化学反应中的能量变化对生产生活有着重要意义。某兴趣小组进行下列探究：（1）甲同学探究反应Fe+H2SO4（稀）═FeSO4+H2↑中的能量变化。向装有铁片的试管中加入1mol/L的H2SO4，观察到试管内有气泡产生，触摸试管外壁，温度升高。结论：。（2）乙同学设计如图所示原电池实验装置。外电路中电子由极流向极（填“正极”或“负极”）；铁片上的电极反应式为。（3）下列反应能通过原电池实现化学能直接转化为电能的是（填序号）。①2H2+O2═2H2O②Fe+Cu2+═Fe2++Cu③CaO+H2O═Ca（OH）2（4）用H2和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图：①H+移向（填“正极”或“负极”）。②气体b为，若线路中转移2mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为L。

鲁科版高中化学26学年秋季高二上复习题解答——一．选择题（共15小题）1．（2026春•枣庄期末）将锌片和铜片按图示方式插入柠檬中，电流计指针发生偏转。下列针对该装置的说法正确的是（）A．铜片是正极 B．电子由铜片流出 C．Zn片质量不变 D．使用后的柠檬汁水中混有大量Cu2+【答案】A【分析】金属活动性Zn＞Cu，Zn片为负极，发生反应Zn﹣2e﹣＝Zn2+，Cu为正极，正极是柠檬汁中的H+得电子生成H2，Cu本身不反应，不会产生大量Cu2+。【解答】解：A．金属活动性Zn＞Cu，该原电池中较不活泼的Cu作正极，故A正确；B．原电池中电子由负极（Zn片）流出，经外电路流向正极，不会从铜片流出，故B错误；C．锌片为负极，发生反应Zn﹣2e﹣＝Zn2+，Zn溶解质量减小，故C错误；D．铜为正极，正极是柠檬汁中的H+得电子生成氢气，Cu本身不反应，不会产生大量铜离子，故D错误；故选：A。【点评】本题主要考查原电池原理等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。2．（2025•山东学业考试）某小组进行了如图两组对比实验，下列说法正确的是（）A．甲烧杯中外电路的电子由铜流向锌 B．两烧杯中溶液的pH均增大 C．乙中产生气泡的速率比甲快 D．都能够观察到锌片溶解，铜片表面产生气泡【答案】B【分析】甲装置构成原电池，Zn作负极、Cu作正极，负极上Zn发生失电子的氧化反应、正极上氢离子发生得电子的还原反应；乙没有构成闭合回路而不能形成原电池，但是Zn能和稀硫酸发生置换反应生成氢气，Cu和稀硫酸不反应，并且原电池反应能加快反应速率，据此分析解答。【解答】解：A．甲装置构成原电池，Zn作负极、Cu作正极，外电路的电子由负极（Zn）流向正极（Cu），故A错误；B．两烧杯中氢离子转化为氢气，溶液中氢离子浓度降低，则溶液的pH均增大，故B正确；C．甲为原电池，能加快反应速率，乙不能形成原电池，则甲中产生气泡的速率比乙快，故C错误；D．都能够观察到锌片溶解，甲中铜片表面产生气泡，但乙中铜片无现象，锌片表面有气泡，故D错误；故选：B。【点评】本题考查了原电池原理，把握原电池构成条件、原电池正负极的判断及电极反应反应等知识即可解答，侧重分析能力和运用能力的考查，题目难度不大。3．（2025春•聊城期末）关于如图所示的甲、乙两装置，下列说法正确的是（）A．甲中锌棒为正极，且逐渐溶解 B．甲中电子从锌棒流出，经硫酸溶液到铜棒 C．甲、乙两池反应原理相同，且一段时间后酸性都减弱 D．甲、乙中均发生氧化还原反应，且都在锌棒附近产生大量气泡【答案】C【分析】由图可知，甲装置为铜锌原电池，锌发生失电子的反应生成锌离子、作负极，铜为正极，正极上氢离子得电子生成氢气，电子移动方向为：锌→电流表→铜，而乙没有形成闭合回路、不能形成原电池，但锌均会与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，据此分析解答。【解答】解：A．甲装置是原电池，Zn能与稀硫酸发生氧化还原反应生成氢气，则Zn电极作负极，且逐渐溶解，故A错误；B．甲装置是原电池，Zn电极作负极，Cu电极为正极，则电子由负极流出，经过导线流向正极，即电子移动方向为：锌→电流表→铜，电子不在电解质溶液中传递，故B错误；C．甲装置为原电池，电池反应为Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑，乙装置中发生的反应为Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑，所以甲、乙两池反应原理相同，都消耗了硫酸，一段时间后酸性都减弱，故C正确；D．甲装置为原电池，锌为负极，铜为正极，氢离子在正极得电子产生氢气，所以甲装置中在铜棒附近产生大量气泡，故D错误；故选：C。【点评】本题考查原电池工作原理，侧重基础知识检测和辨析能力考查，明确原电池构成条件、电极反应及电子移动方向即可解答，题目难度不大。4．（2025春•宁阳县期末）某原电池的示意图如图，M、N为两种不同的常见金属，X溶液为酸溶液或碱溶液。下列说法正确的是（）A．若M电极为Mg，N电极为Al，则M一定为负极 B．若M电极为Fe，N电极为Cu，则M一定为负极 C．若M电极质量减轻，N电极质量一定增加 D．若M电极质量显著减少，则M一定为负极【答案】D【分析】A．若M电极为Mg，N电极为Al，X溶液为氢氧化钠溶液，则M为正极；B．若M电极为Fe，N电极为Cu，X溶液为浓硝酸，则M为正极；C．若M电极质量减轻，N电极质量不一定增加；D．一般来说，原电池中相对活泼的一极失去电子，为原电池的负极。【解答】解：A．若M电极为Mg，N电极为Al，X溶液为氢氧化钠溶液，则Al为负极，负极上Al失去电子，电极反应为Al+4OH﹣﹣3e﹣═AlO2-+2H2O，MgB．若M电极为Fe，N电极为Cu，X溶液为浓硝酸，Cu能和浓硝酸反应，Cu被氧化，作负极，Al在浓硝酸中钝化，硝酸根在正极铝上得电子被还原为二氧化氮，电极反应式为2H++NO3-+e﹣═NO2↑+H2C．若M电极质量减轻，N电极质量不一定增加，如Mg﹣Al﹣氢氧化钠溶液，铝为负极，镁为正极，负极生成NaAlO2，正极生成氢气，正极质量不增加，故C错误；D．一般来说，原电池中相对活泼的一极失去电子，为原电池的负极，若M电极质量显著减少，表示M失去电子，则M一定为负极，故D正确；故选：D。【点评】本题考查电化学反应原理，为高频考点，把握正负极的判断方法为解答本题关键，注意原电池的区别，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大。5．（2026春•历城区校级期中）下列图象及说法正确的是（）A．图①中Mg做原电池的负极 B．图②可用于比较金属X与Fe的金属性 C．图③中锌筒作负极，发生还原反应 D．图④为足量的锌粉与稀硫酸反应的图象【答案】D【分析】A．根据原电池原理，在NaOH溶液中，Al能与NaOH反应而Mg不能，故Al失电子作负极，进行分析；B．根据浓硝酸的强氧化性，能使Fe等金属钝化，导致无法通过该装置有效比较金属X与Fe的金属性，进行分析；C．根据原电池原理，负极发生氧化反应，锌锰干电池中锌筒作负极，发生氧化反应，进行分析；D．根据原电池原理，Zn与CuSO4反应生成的Cu附着在Zn表面形成Zn﹣Cu原电池，可加快反应速率，但不影响最终生成H2的量，进行分析。【解答】解：A．虽然金属性Mg＞Al，但在NaOH溶液中只有Al反应：2Al+2NaOH+6H2O＝2Na[Al（OH）4]+3H2↑，而Mg不与NaOH溶液反应，所以它们形成原电池时，Al作负极，Mg作正极，故A错误；B．常温下，Fe在浓硝酸中易钝化很难持续反应，而金属性比Fe弱的Cu能直接与浓硝酸剧烈反应，故无法根据能否与浓硝酸的反应来判断金属性的强弱，故B错误；C．锌筒作负极，失去电子，化合价升高，被氧化，发生氧化反应，故C错误；D．在硫酸溶液中，足量的锌粉加入CuSO4溶液发生反应Zn+Cu2+＝Zn2++Cu，生成的Cu与Zn在硫酸溶液中形成原电池装置，加快生成的反应速率，但锌粉足量，所以生成的H2的物质的量不变，故D正确；故选：D。【点评】本题主要考查原电池原理及其应用，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。解题关键在于理解原电池正负极的判断、金属钝化现象、以及原电池对反应速率的影响。6．（2025秋•山东月考）关于如图所示①②两个装置的叙述正确的是（）A．装置名称：①是原电池，②是电解池 B．硫酸浓度变化：①增大，②减小 C．电极反应式：①中阴极为2H++2e﹣＝H2↑，②中正极为Zn﹣2e﹣＝Zn2+ D．离子移动方向：①中H+向阴极方向移动，②中H+向负极方向移动【答案】B【分析】装置①有外接电源，为电解池；装置②无外接电源且能形成电流（灯泡），为原电池；装置①（电解池），阴极反应为：2H++2e﹣＝H2↑；装置②（原电池）正极为Cu，H+得电子：正极反应为：2H++2e﹣＝H2↑。【解答】解：A．装置②无外接电源且能形成电流（灯泡），为原电池，装置①有外接电源，为电解池；故A错误；B．装置①为电解硫酸溶液（惰性电极），实质电解水，水减少则硫酸浓度增大；装置②为Zn—Cu﹣硫酸原电池，总反应消耗H2SO4，硫酸浓度减小，故B正确；C．装置①（电解池），阴极反应为：2H++2e﹣＝H2↑；装置②（原电池）正极为Cu，H+得电子：正极反应为：2H++2e﹣＝H2↑，故C错误；D．电解池工作时，阳离子向阴极移动，①中H+向阴极方向移动。原电池工作时，阳离子向正极移动，②中H+向正极方向移动，故D错误；故选：B。【点评】本题主要考查原电池原理等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。7．（2026春•聊城期末）锌铜原电池装置如图，已知阳离子交换膜只允许阳离子通过。下列说法正确的是（）A．铜电极上发生氧化反应 B．电子由锌电极经导线、铜、电解质溶液又回到锌电极，形成闭合回路 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量减小 D．如果把阳离子交换膜换成阴离子交换膜，一段时间后，甲中c(ZnS【答案】D【分析】该装置是带阳离子交换膜的锌铜双液原电池；甲池ZnSO4、锌电极作负极；乙池CuSO4、铜电极作正极；阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子不能跨膜迁移，避免Cu2+直接与Zn接触，化学能转化为电能；负极（Zn）：Zn﹣2e﹣＝Zn2+（氧化）；正极（Cu）：Cu2++2e﹣＝Cu（还原）；Zn2+由甲池穿过阳离子交换膜迁移进入乙池，据以上分析解答。【解答】解：A．铜电极为原电池正极，得电子，发生还原反应，故A错误；B．电解质溶液依靠离子定向移动导电，电子仅能在外电路（导线）中移动，无法进入电解质溶液，故B错误；C．乙池中每析出1molCu（质量为64g），就有1molZn2+（质量为65g）从甲池通过阳离子交换膜进入乙池，乙池总质量增大，故C错误；D．若换为阴离子交换膜，负极Zn失电子生成Zn2+，这样会使甲池中正电荷增多，为平衡电荷，乙池中的SO42-会通过阴离子交换膜进入甲池，因此甲中c（ZnSO4）＞1mol/L故选：D。【点评】本题主要考查带离子交换膜的锌铜原电池工作原理。考查正负极反应、电子流向、离子迁移，需要分清电子与离子传导路径，分析交换膜对溶液浓度、质量的影响，属于电化学经典题型。8．（2026•威海二模）K2S2O8在分析化学中应用广泛。如图所示，可将装置甲、乙联合使用来制取K2S2O8。下列说法错误的是（）A．工作时装置甲内部，电流由b流向a B．装置乙隔膜为质子交换膜 C．装置乙中Pt电极反应式为：2HSOD．若一段时间后装置乙减轻2g，则理论上装置甲有2molNiO(OH)生成【答案】D【分析】根据装置图，装置乙两个电极相同，则乙为电解池、甲为原电池，Pt电极HSO4-发生氧化反应生成S2O82-，Pt【解答】解：A．装置甲为原电池，Zn电极b为负极，a为正极；原电池内部电流由负极流向正极，即由b流向a，故A正确；B．H+需要通过隔膜从阳极室移向阴极室，故隔膜为质子交换膜，故B正确；C．Pt为阳极，HSO4-失电子生成S2OD．装置乙减轻2g说明阴极生成1molH2，电路中转移2mol电子；装置甲为放电过程，正极反应为NiO(OH)+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-，转移故选：D。【点评】本题结合原电池串联电解池制备过二硫酸钾的装置，考查原电池电流方向、电解池隔膜类型、阳极电极反应式、串联电路电子守恒定量计算。9．（2025春•日照期中）碱性锌锰干电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O＝ZnO+2MnOOH，其剖面图如图。下列说法正确的是（）A．MnO2为正极材料 B．KOH是离子导体，不参与电极反应 C．负极的电极反应式为Zn﹣2e﹣＝Zn2+ D．环境温度过低时，不利于电池放电【答案】D【分析】碱性锌锰干电池为原电池，则Zn为负极，电极反应式为：Zn﹣2e﹣+2OH﹣＝ZnO+H2O，MnO2为正极，电极反应式为：2MnO【解答】解：A．碱性锌锰干电池中，碳棒为正极材料，故A错误；B．由负极电极反应式：Zn﹣2e﹣+2OH﹣＝ZnO+H2O，可知KOH参与了电极反应，故B错误；C．由分析可知，Zn为负极，电极反应式为：Zn﹣2e﹣+2OH﹣＝ZnO+H2O，故C错误；D．环境温度过低，反应速率减慢，不利于电池放电，故D正确；故选：D。【点评】本题考查了原电池原理，为高考的高频高点，把握原电池的基本原理是解题的关键，侧重考察学生分析和解决问题的能力，题目难度不大。10．（2025春•任城区校级期中）某化学兴趣小组的同学设计了如图所示原电池装置。下列说法不正确的是（）A．该装置反应的能量变化可用如图表示 B．工作时，Zn片发生的电极反应：Zn﹣2e﹣＝Zn2+ C．电池工作时，溶液中SO42-向D．电池工作一段时间后，溶液质量增加【答案】C【分析】由图像可知，该原电池反应式为：Zn+2H+＝Zn2++H2↑，Zn发生氧化反应，为负极，Cu电极上发生还原反应，为正极。【解答】解：A．该装置为原电池，原电池为化学能转化为电能的装置，是放热反应，故A正确；B．Zn电极为负极，锌失去电子生成锌离子，电极反应为：Zn﹣2e﹣＝Zn2+，故B正确；C．锌电极为负极，铜电极为正极，在原电池中阴离子向负极移动，则SO42-向ZnD．总反应为：Zn+2H+＝Zn2++H2↑，锌的原子量为65，H2相对分子质量为2，溶液中增加65g锌同时减少2g氢气，故电池工作一段时间后，溶液质量增加，故D正确；故选：C。【点评】本题考查电化学，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。11．（2025春•嘉祥县校级期中）最近，科学家研制出一种碱性纸质电池，这种电池采用“薄层纸片”作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为：Zn+2MnO2+H2O＝ZnO+2MnO（OH）。下列说法正确的是（）A．该电池反应中二氧化锰起催化作用 B．该电池的负极反应式为：Zn﹣2e﹣＝Zn2+ C．当0.1molZn完全消耗时，流经薄层纸片的电子个数为0.2NA D．电池工作时，OH﹣通过薄层纸片向附着锌的电极移动【答案】D【分析】A．该电池中MnO2中Mn的化合价减低，为正极材料；B．该电池的负极反应式为：Zn﹣2e﹣+2OH﹣＝ZnO+H2O；C．电子不下水；D．该电池中，Zn为负极，阴离子移向负极。【解答】解：A．该电池中MnO2为正极材料，故A错误；B．该电池的负极反应式为：Zn﹣2e﹣+2OH﹣＝ZnO+H2O，故B错误；C．电子不能流经薄层纸片，故C错误；D．该电池中，Zn为负极，阴离子移向负极，则OH﹣通过薄层纸片向附着锌的电极移动，故D正确；故选：D。【点评】本题主要考查原电池的工作原理，为高频考点，题目难度一般。12．（2025•日照二模）一种Zn-NOx-电池装置及在不同电压下NH3的单位产量如图所示。已知：法拉第效率η（B）A．N极为正极 B．电池工作一段时间，M电极区pH变小 C．x＝3时，N极电极反应NOD．x＝2时，0.5V电压放电10小时，外电路中通过5.5×10﹣4mole﹣，法拉第效率为60%【答案】C【分析】该原电池工作时，M极上Zn发生失电子的反应生成[Zn（OH）4]2﹣，N极上NOx-发生得电子的反应生成NH3，则M极为负极，N极为正极，且正极电解质呈碱性，负极反应式为Zn﹣2e﹣+4OH﹣＝[Zn（OH）4]2【解答】解：A．由图可知，N极上NOx-发生得电子的反应生成NH3，则N极为正极，M极为负极，故B．电路中每转移2mol电子，通过双极膜移向负极的n（OH﹣）＝2mol，负极反应式为Zn﹣2e﹣+4OH﹣＝[Zn（OH）4]2﹣，则电池工作一段时间后，M电极区pH变小，故B正确；C．N极上NOx-得电子生成NH3，则电解质溶液呈碱性，x＝3时N极电极反应式为NO3-+8e﹣+6H2O＝NH3↑D．x＝2时N极电极反应式为NO2-+6e﹣+5H2O＝NH3↑+7OH﹣，0.5V电压放电10小时生成m（NH3）＝93.5×10﹣6×10g＝9.35×10﹣4g，n（NH3）=9.35×10-4g17g/mol=5.5×10﹣5故选：C。【点评】本题考查原电池工作原理，侧重辨析能力和灵活运用能力考查，明确电极反应及反应式书写、法拉第效率概念及其计算是解题关键，题目难度中等。13．（2025秋•青岛期中）纽扣电池反应为Zn+Ag2O＝ZnO+2Ag，离子导体是KOH溶液。下列说法错误的是（）A．Ag2O发生还原反应 B．负极反应式为Zn+2OH﹣﹣2e﹣＝ZnO+H2O C．溶液中OH﹣向Ag2O电极移动 D．KOH溶液浓度基本保持不变【答案】C【分析】分析可知，该纽扣电池反应为Zn+Ag2O＝ZnO+2Ag，离子导体为KOH溶液，Zn作负极被氧化，Ag2O作正极被还原，负极反应消耗OH⁻，正极反应生成OH⁻，溶液中阴离子OH⁻应向负极移动，总反应不消耗也不生成OH⁻，KOH溶液浓度基本不变，据此作答。【解答】解：A．Ag2O中Ag元素化合价降低，发生还原反应，故A正确；B．负极Zn在碱性条件下被氧化，电极反应式为Zn+2OH⁻﹣2e⁻＝ZnO+H2O，故B正确；C．原电池中阴离子OH⁻应向负极（Zn电极）移动，而非向正极（Ag2O电极）移动，故C错误；D．正负极反应消耗与生成的OH⁻相等，KOH溶液浓度基本保持不变，故D正确；故选：C。【点评】本题考查碱性锌银纽扣电池的工作原理，涉及电极反应类型判断、电极反应式书写、离子移动方向及电解质溶液浓度变化，题目难度中等，关键在于掌握原电池中离子迁移规律及电极反应与总反应的关系。14．（2025秋•德州期中）某研究小组设计利用CH4—O2﹣KOH清洁燃料电池电解废水，可将中性废水中的硝酸盐转化为氨，又可将废塑料（PET）碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐，实现变废为宝。下列说法错误的是（）A．a口通入的气体为O2 B．c池的电极反应式为NOC．当消耗0.1mol燃料时，d中将生成0.1molHOCHD．交换膜中离子的移动方向为c→d【答案】C【分析】c和d构成电解池，c发生NO3-的还原反应，得到电子生成NH3，与原电池源电极b连接，c为阴极，电极反应式为：NO3-+6H2O+8e-=NH3+9OH-；d发生乙二醇的氧化反应，失去电子生成HOCH2COO﹣，与原电池电极a连接，d为阳极，电极反应式为：HOCH2CH2OH﹣4e﹣+5OH﹣＝HOCH2COO﹣+4H2O；左侧烧杯为碱性甲烷燃料电池，d失电子流向【解答】解：A．据分析，b口通入甲烷，a口通入氧气，故A正确；B．据分析，c池的电极反应式为NO3-C．CH4～8e-～2HOCH2D．c中生成OH﹣，d中消耗氢氧根离子，阴离子交换膜中离子的移动方向为c→d，故D正确；故选：C。【点评】本题主要考查燃料电池等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。15．（2025春•沂源县校级期中）汽车用铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，其工作原理为Pb+PbO2+2H2SO4⇌充电放电2PbSO4+2H2O。下列说法正确的是A．电池充电时将化学能转化为电能 B．电池放电时，Pb作负极 C．电池放电时，H+向负极迁移 D．电池放电时，正极发生氧化反应【答案】B【分析】A.电池充电是将电能转化为化学能的过程；B.在电池放电时，Pb中铅元素化合价从0价升高到+2价（生成PbSO4），发生氧化反应。根据原电池原理，负极发生氧化反应；C.电池放电时，阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移；D.电池放电时，正极得到电子，发生还原反应，负极发生氧化反应。【解答】解：A.电池充电是将电能转化为化学能的过程，而不是将化学能转化为电能，故A错误；B.在电池放电时，Pb中铅元素化合价从0价升高到+2价（生成PbSO4），发生氧化反应。根据原电池原理，负极发生氧化反应，所以Pb作负极，故B正确；C.电池放电时，阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移，所以H+是向正极迁移，故C错误；D.电池放电时，正极得到电子，发生还原反应，负极发生氧化反应，故D错误；故选：B。【点评】本题利用常见的铅酸蓄电池考查二次电池的充放电原理。二．解答题（共4小题）16．（2026春•烟台期中）电化学原理广泛应用于能量转换、物质转化等方面。回答下列问题。（1）某校兴趣小组设计的简易原电池装置如图所示。原电池装置中电子流入Cu电极的是①③（填序号）。为了验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱，上述装置能达到实验目的的是②。（2）铅蓄电池因性能优良，造价低而得到广泛使用。铅蓄电池放电时，能量的转化形式主要为化学能转化为电能；铅蓄电池充电时，阴极上的电极反应式为PbSO4+2（3）化工生产过程中使用H2SO4会产生含SO42-的废液。某废液中主要含有CuSO4，还含有少量Na2SO4和（NH4）2SO4，研究人员设计了如图所示装置利用废液制取H2SO4，装置由一个碳酸盐燃料电池[以一定比例Li2CO3和Na2CO3低共熔混合物为电解质，操作温度为650℃，在此温度下以镍为催化剂，以CO和H2（体积比为1：2①碳酸盐燃料电池的负极电极反应式为CO+2H2+3C②X离子交换膜为阴（填“阳”或“阴”）离子交换膜；c电极上发生氧化（填“氧化”或“还原”）反应。③若b电极消耗标准状况下11.2LO2，则d电极理论上质量增加64g。【答案】（1）①③；②；（2）化学能转化为电能；PbSO（3）①CO+2H②阴；氧化；③64。【分析】（1）电子流入的电极是正极发生还原反应，电子流出的电极是负极发生氧化反应；装置①：Fe比Cu活泼，Fe会优先与Fe3+反应；装置②：Cu作负极，发生反应Cu﹣2e﹣＝Cu2+，Ag作正极，发生反应2Fe3++2e﹣＝2Fe2+，总反应为2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+；可以验证；装置③：发生的反应是Fe+Cu2+＝Fe2++Cu；（2）铅蓄电池属于二次电池，放电时是原电池反应，充电时，该电池作为电解池工作，原电池的负极此时为电解池的阴极，发生还原反应；（3）①负极通入燃料CO和H2，在650℃，碳酸盐电解质中发生氧化反应：CO被氧化为CO2：CO+CO32--2e-=2CO2，②电解池目标是制取H2SO4，阴极室的SO42-通过X离子交换膜向阳极c移动，与阳极产生的H+结合生成H2SO4，说明X是阴离子交换膜，允许S③b电极是燃料电池的正极，反应为：O2+4e-+2CO2=2CO3【解答】解：（1）电子流入的电极是正极发生还原反应，电子流出的电极是负极发生氧化反应；装置①：Fe比Cu活泼，Fe作负极，Cu作正极，电子从Fe流向Cu，电子流入Cu电极；装置②：Cu比Ag活泼，Cu作负极，Ag作正极，电子从Cu流向Ag，电子流出Cu电极；装置③：Fe比Cu活泼，Fe作负极，Cu作正极，电子从Fe流向Cu，电子流入Cu电极。所以电子流入Cu电极的是①③；要验证氧化性：Fe3+＞Cu2+，需要设计反应2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+，其中Fe3+是氧化剂，Cu是还原剂；装置①：Fe比Cu活泼，Fe会优先与Fe3+反应，无法体现Cu与Fe3+的反应，不能验证；装置②：Cu作负极，发生反应Cu﹣2e﹣＝Cu2+，Ag作正极，发生反应2Fe3++2e﹣＝2Fe2+，总反应为2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+，说明氧化性Fe3+＞Cu2+，可以验证；装置③：发生的反应是Fe+Cu2+＝Fe2++Cu，验证的是氧化性Cu2+＞Fe2+，与题目要求不符，所以能达到实验目的的是②，故答案为：①③；②；（2）铅蓄电池属于二次电池，放电时是原电池反应，电池内部自发的氧化还原反应将化学能直接转化为电能，向外电路提供电流；充电时，该电池作为电解池工作，原电池的负极此时为电解池的阴极，发生还原反应，将放电时生成的硫酸铅还原为铅，反应式为：PbSO故答案为：化学能转化为电能；PbSO（3）①负极通入燃料一氧化碳和氢气，在650℃，碳酸盐电解质中发生氧化反应：一氧化碳被氧化为CO2：CO+CO32--2e-=2CO2，H2被氧化为H2O：H2+CO故答案为：CO+2H②电解池目标是制取H2SO4，阴极室的SO42-通过X离子交换膜向阳极c移动，与阳极产生的H+结合生成H2SO4，说明X是阴离子交换膜，允许SO4故答案为：阴；氧化；③b电极是燃料电池的正极，反应为：O2+4e-+2CO2=2CO32-。标准状况下11.2LO2的物质的量为0.5mol，转移电子为2mol。d电极是电解池的阴极，反应为Cu2++2e﹣故答案为：64。【点评】本题主要考查原电池原理等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。17．（2025春•威海期末）研究化学反应中的能量变化对人类社会有重要意义。回答下列问题：（1）判断反应CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g），在恒容条件下达到平衡状态的标志是AC（填标号）。A．容器内气体的压强不变B．CO、H2、CH3OH三者的浓度之比为1：2：1C．H2的物质的量不再变化D．CO的生成速率和CH3OH的消耗速率相等（2）CH3OH的官能团名称为羟基，与乙酸酯化反应的化学方程式为CH3COOH+C现有①﹣④四个反应，观察思考并回答（3）﹣（5）题：①CaCO3高温CaO+CO2↑②Zn+H2③C+CO2△2CO④2KOH+H2SO4＝K2（3）①﹣④四个反应中能量变化符合图甲的是①③（填标号）。（4）①﹣④四个反应中可用于设计原电池的是②（填标号），当导线中有1mol电子通过时，理论上发生的变化是AB（填标号）。A．负极质量减轻32.5gB．溶液增重31.5gC．有气体产生的一极为负极D．放出11.2L气体（5）对于反应②，将形状相同的等量且足量锌块分别加入到等浓度等体积的两份稀硫酸X、Y中，同时向X中加入少量饱和CuSO4溶液，发生反应生成氢气的体积（V）与时间（t）的关系如图乙所示。则n曲线表示锌与稀硫酸Y（填“X”或“Y”）反应。【答案】（1）AC；（2）羟基；CH（3）①③；（4）②；AB；（5）Y。【分析】（1）A．反应前后气体分子数改变，恒容时压强随反应进行变化；B．CO、H2、CH3OH三者浓度比为1：2：1不能表明浓度不再变化；C．H2物质的量不再变化，说明正反应速率等于逆反应速率；D．CO的生成速率和CH3OH的消耗速率都体现逆反应方向；（2）CH3OH的官能团名称为羟基；（3）由图甲为生成物能量大于反应物能量，则该反应为吸热反应；（4）能设计成原电池的反应是自发进行的氧化还原反应，②和③均为氧化还原反应，但是③不能在常温下进行，锌与稀硫酸的反应为自发的氧化还原反应，能被设计成原电池，对于该原电池，负极反应式为Zn﹣2e﹣＝Zn2+，当有1mol电子通过时，负极消耗0.5molZn，质量减轻0.5mol×65g/mol＝32.5g；（5）向X中加少量饱和溶液，Zn置换出Cu，构成原电池，反应速率加快，但部分Zn用于置换Cu，最终生成H2体积比Y中少。【解答】解：（1）A．反应前后气体分子数改变，恒容时压强随反应进行变化，压强不变说明达平衡，A正确；B．CO、H2、CH3OH三者浓度比为1：2：1不能表明浓度不再变化，不是平衡标志，B错误；C．H2物质的量不再变化，说明正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡，C正确；D．CO的生成速率和CH3OH的消耗速率都体现逆反应方向，不能说明平衡，D错误；故答案为：AC；（2）CH3OH的官能团名称为羟基；其与乙酸酯化反应的方程式为CH故答案为：羟基；CH（3）由图甲为生成物能量大于反应物能量，则该反应为吸热反应，反应①和③为吸热反应，②和④为放热反应，故选①③，故答案为：①③；（4）能设计成原电池的反应是自发进行的氧化还原反应，②和③均为氧化还原反应，但是③不能在常温下进行，锌与稀硫酸的反应为自发的氧化还原反应，能被设计成原电池，对于该原电池，负极反应式为Zn﹣2e﹣＝Zn2+，当有1mol电子通过时，负极消耗0.5molZn，质量减轻0.5mol×65g/mol＝32.5g，溶液中进入0.5molZn2+（质量32.5g），放出0.5molH2（质量1g），溶液增重32.5g﹣1g＝31.5g，有气体产生的一极为正极（得电子生成H2），未指明标准状况，不能算H2体积，故答案为：②；AB；（5）向X中加少量饱和溶液，Zn置换出Cu，构成原电池，反应速率加快，但部分Zn用于置换Cu，最终生成H2体积比Y中少，图中m曲线反应速率快、n曲线反应速率慢，所以n曲线表示锌与稀硫酸Y反应，故答案为：Y。【点评】本题考查电化学和化学平衡，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。18．（2024春•日照期中）自300多年前“伏打电堆”诞生之日起，电池便在人类生活中扮演重要角色。回答下列问题：Ⅰ.某种氧化银纽扣电池装置如图所示。该电池的总反应为Ag2O+Zn+H2O═2Ag+Zn（OH）2。（1）Ag2O电极为正（填“正”或“负”）极；负极的电极反应式为Zn﹣2e﹣+2OH﹣＝Zn（OH）2。（2）电池工作一段时间后，电解质溶液中c（OH﹣）将增大（填“增大”“减小”或“不变”）。（3）电路中每转移2mole﹣，正极质量减少16g。Ⅱ.某同学为将反应Cu+2FeCl═CuCl2+2FeCl2释放的能量转化为电能，设计了一个简单的原电池。（4）负极材料为Cu，离子导体为FeCl3溶液，移向负极的离子为Cl﹣（填离子符号）。（5）正极材料最好选用石墨，正极的电极反应式为Fe3++e﹣＝Fe2+。【答案】（1）正；Zn﹣2e﹣+2OH﹣＝Zn（OH）2；（2）增大；（3）16；（4）Cu；FeCl3溶液；Cl﹣；（5）石墨；Fe3++e﹣＝Fe2+。【分析】（1）总反应中Zn元素化合价升高失电子作负极，Ag2O中Ag元素化合价降低得电子作正极；负极Zn失电子与OH﹣结合生成Zn（OH）2；（2）电池总反应消耗溶剂H2O，电解质KOH物质的量不变，溶液体积减小，c（OH﹣）增大；（3）正极Ag2O转化为Ag，转移2mole﹣时，1molAg2O反应，固体质量减少16g；（4）总反应中Cu失电子作负极；离子导体为含Fe3+的电解质溶液；原电池中阴离子向负极移动；（5）正极需选用惰性电极材料，不参与电极反应；正极Fe3+得电子被还原为Fe2+。