新高考2024版高考化学一轮复习微专题小练习专练32原电池原理及应用二

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A．Ⅱ区的K＋通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 通过隔膜向Ⅱ区迁移
C．MnO2电极反应：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O
D．电池总反应：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋===Zn（OH） eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋Mn2＋＋2H2O
2.[2022·辽宁卷]某储能电池原理如图。下列说法正确的是（ ）
A．放电时负极反应：Na3Ti2（PO4）3－2e－===NaTi2（PO4）3＋2Na＋
B.放电时Cl－透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移
C．放电时每转移1 ml电子，理论上CCl4吸收0.5 ml Cl2
D．充电过程中，NaCl溶液浓度增大
3.[2023·新课标卷]一种以V2O5和Zn为电极、Zn（CF3SO3）2水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，Zn2＋可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是（ ）
A．放电时V2O5为正极
B．放电时Zn2＋由负极向正极迁移
C．充电总反应：xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O
D．充电阳极反应：ZnxV2O5·nH2O－2xe－===xZn2＋＋V2O5＋nH2O
4.某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。下列说法正确的是（ ）
A．正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－
B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C.若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变
D.当电路中转移0.01 ml e－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 ml离子
5.[湖南卷]锌/溴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/溴液流电池工作原理如图所示：
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Zn2＋＋2e－===Zn
D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
6.微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是（ ）
A．正极反应中有CO2生成
B．微生物促进了反应中电子的转移
C．质子通过交换膜从负极区移向正极区
D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O
7.[情境创新]一种新型锰氢二次电池原理如图如示。该电池以MnSO4溶液为电解液，碳纤维与Pt/C分别为电极材料，电池的总反应为Mn2＋＋2H2O eq \(,\s\up7(充电),\s\d5(放电)) MnO2＋2H＋＋H2↑。下列说法错误的是（ ）
A.充电时，碳纤维电极作阳极
B．放电时，电子由Pt/C电极经导线流向碳纤维电极
C．充电时，碳纤维电极附近溶液的pH增大
D．放电时，正极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O
8.[2023·辽宁葫芦岛协作校联考]某硅燃料电池的结构如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．放电时，溶液的pH保持不变
B．负极上发生的反应为
Si－4e－＋4OH－===Si（OH）4
C．硅的最终氧化产物是SiO2或硅酸盐，与电解质溶液碱性的强弱有关
D．正极的C在反应过程中也可能被消耗，一段时间后需要更换
9.[2023·平桂中学高三摸底考试]利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O构成电池的装置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．电子从左侧A电极经过负载后流向右侧B电极
B．当有2.24 L NO2被处理时，转移电子数为0.4NA
C．电极A极反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋
D．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阳离子交换膜
专练32 原电池原理及应用二
1．A 根据题图可知Zn为负极，电极反应为Zn－2e－＋4OH－=== Zn（OH） eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，MnO2为正极，电极反应为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O。A项，根据负极反应可知，Ⅲ区中负电荷减少，为了平衡溶液中电荷，放电时Ⅲ区的钾离子向Ⅱ区迁移，错误；B项，根据正极反应可知，Ⅰ区中正电荷减少，为了平衡溶液中电荷，硫酸根离子从Ⅰ区迁移至Ⅱ区，正确；D项，将正、负极电极反应相加即可得到电池总反应，正确。
2．A 放电时负极反应：Na3Ti2（PO4）3－2e－===NaTi2（PO4）3＋2Na＋，正极反应：Cl2＋2e－===2Cl－，消耗氯气，放电时，阴离子移向负极，充电时阳极：2Cl－－2e－===Cl2，A正确；放电时，阴离子移向负极，放电时Cl－透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，B错误；放电时每转移1 ml电子，正极：Cl2＋2e－===2Cl－，理论上CCl4释放0.5 ml Cl2，C错误；充电过程中，阳极：2Cl－－2e－===Cl2，消耗氯离子，NaCl溶液浓度减小，D错误。
3．C 由题给信息可知，放电时，Zn2＋可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O，V2O5发生了还原反应，则放电时V2O5为正极，A说法正确；放电时Zn为负极，Zn失去电子变为Zn2＋，阳离子向正极迁移，则放电时Zn2＋由负极向正极迁移，B说法正确；电池在放电时的总反应为xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O，则其在充电时的总反应为ZnxV2O5·nH2O===xZn＋V2O5＋nH2O，C说法不正确；充电阳极上ZnxV2O5·nH2O被氧化为V2O5，则阳极的电极反应为ZnxV2O5·nH2O－2xe－===xZn2＋＋V2O5＋nH2O，D说法正确；故选C。
4．D 根据电池总反应可以看出，Cl2得电子，Ag失电子，所以在原电池中Cl2在正极上发生还原反应，Ag在负极上发生氧化反应。正极反应式为Cl2＋2e－===2Cl－，A项错误。因为电解质溶液为盐酸，所以负极上Ag失电子生成的Ag＋随即与附近的Cl－反应， 交换膜左侧溶液中有大量白色沉淀生成，B项错误。用氯化钠代替盐酸后，电极反应不发生改变，C项错误。当电路中转移0.01 ml e－时，负极生成0.01 ml Ag＋，由于Ag＋＋Cl－===AgCl↓，所以消耗了0.01 ml Cl－，由于电荷守恒，因此同时有0.01 ml H＋通过阳离子交换膜转移至右侧，D项正确。
5．B 在该原电池中，活泼金属锌做负极，则N极为正极，A说法正确；放电时，左侧锌放电产生Zn2＋，贮液器中ZnBr2浓度不断增大，B说法错误；充电时，M极为阴极，电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn，C说法正确；放电时Br－通过隔膜进入溶液中与Zn2＋结合，充电时Zn2＋通过隔膜在双极性碳和塑料电极上沉积，D说法正确。
6．A C6H12O6反应生成CO2时，C元素的化合价升高，发生氧化反应，因此C6H12O6→CO2是原电池的负极反应，A项错误；在微生物的作用下，反应速率加快，促进了反应中电子的转移，B项正确；原电池工作时，阳离子（H＋）移向电池的正极，C项正确；根据电池装置图知电池总反应为葡萄糖的氧化反应C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，D项正确。
7．C 由题图知，充电时，碳纤维电极表面Mn2＋发生氧化反应生成MnO2，则碳纤维电极作阳极，A项正确；放电时，碳纤维电极为正极，Pt/C电极为负极，则电子由Pt/C电极经导线流向碳纤维电极，B项正确；结合电池总反应知，充电时，碳纤维电极发生的反应为Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋，附近溶液的pH减小，C项错误；放电时，碳纤维电极表面MnO2发生还原反应生成Mn2＋，电极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，D项正确。
8．A 放电时，电池总反应为Si＋O2===SiO2或Si＋O2＋2OH－===SiO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O，故溶液的pH可能保持不变也可能变小，A项错误；据图可知，Si在负极发生氧化反应，电极反应式为Si－4e－＋4OH－===Si（OH）4，B项正确；二氧化硅不与弱碱反应，与强碱反应，生成硅酸盐，最终产物取决于溶液碱性的强弱，C项正确；正极通氧气，碳可能与氧气反应发生损耗，一段时间后需要更换，D项正确。
9．A 在原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，根据6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O可知，通入氨气的电极为负极，通入二氧化氮的为正极。电子从负极流出，正极流入，则电子从左侧电极经过负载后流向右侧电极，故A正确；未说明是否为标准状况，无法计算2.24 L NO2的物质的量，因此无法计算转移的电子数，故B错误；电极A为负极，发生氧化反应，电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，故C错误；原电池工作时，阴离子向负极移动，为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜，防止二氧化氮反应生成硝酸盐和亚硝酸盐，故D错误。