2027届高考化学一轮复习考点过关：课时规范练32 原电池和化学电源（含解析）

这是一份2027届高考化学一轮复习考点过关：课时规范练32 原电池和化学电源（含解析），共16页。试卷主要包含了酸性锌锰干电池的构造示意图如下，01 ml电子,电极b上产生0等内容，欢迎下载使用。
1.(2025·广东深圳模拟)酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理,下列说法错误的是( )
A.石墨作电池的正极材料
B.电池工作时,NH4+向正极方向移动
C.MnO2发生氧化反应
D.锌筒发生的电极反应为Zn-2e-Zn2+
2.(2025·广东深圳一模)将金矿石(含FeS和Au等)浸泡于NaCN溶液中,并通入空气,利用原电池工作原理(如图),可实现金矿石中Au的浸取。下列说法正确的是( )
A.Au作原电池正极
B.电子由FeS流向Au
C.FeS表面发生的电极反应:O2+4e-+4H+2H2O
D.Au的溶解速率与溶液中O2的浓度有关
3.(2023·广东卷)负载有Pt和Ag的活性炭,可选择性去除Cl-实现废酸的纯化,其工作原理如图。下列说法正确的是( )
A.Ag作原电池正极
B.电子由Ag经活性炭流向Pt
C.Pt表面发生的电极反应:O2+2H2O+4e-4OH-
D.每消耗标准状况下11.2 L的O2,最多去除1 ml Cl-
4.(2025·八省联考云南卷)低空经济为新能源电池拓宽了应用场景。一种新型光伏电池工作原理如图所示,其中KI-KI3溶液为电解质溶液。太阳光照下,敏化后的TiO2产生电子(e-)和空穴(h+),驱动电流产生和离子移动。下列说法错误的是( )
A.电池工作时,涉及光能转化为电能
B.敏化TiO2电极是负极
C.Pt电极反应为3I--2e-I3-
D.光敏化剂结构中,中心离子Ru2+的配位数是6
5.一种金属钠电极配合运用钠离子及氯离子交换膜设计的氧化还原液流装置能够实现海水的淡化,其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.a为电源负极
B.N为氯离子交换膜,M为钠离子交换膜
C.充电时,总反应式为Na+[Fe(CN)6]3-Na++[Fe(CN)6]4-
D.放电时,每转移2 ml电子,理论上Ⅱ池溶液质量增加117 g
层次2综合性
6.(2026·广东“六校联盟”联考)一种新型短路膜电池分离CO2,装置如下图所示。下列说法中不正确的是( )
A.正极电极反应为O2+4e-+2H2O4OH-
B.短路膜和常见的离子交换膜不相同,它不仅能传递离子,还可以传递电子
C.负极反应消耗22.4 L气体,理论上分离出1 ml CO2气体
D.该装置用于空气中CO2的捕获,CO2最终由出口B流出
7.(2025·江苏卷)以稀硫酸为电解质溶液的光解水装置如图所示,总反应为2H2O2H2↑+O2↑。下列说法正确的是( )
A.电极a上发生氧化反应生成O2
B.H+通过质子交换膜从右室移向左室
C.光解前后,H2SO4溶液的pH不变
D.外电路每通过0.01 ml电子,电极b上产生0.01 ml H2
8.(2024·安徽卷)我国学者研发出一种新型水系锌电池,其示意图如下。该电池分别以Zn-TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极,以ZnSO4和KI混合溶液为电解质溶液。下列说法错误的是( )
A.标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B.电池总反应为I3-+ZnZn2++3I-
C.充电时,阴极被还原的Zn2+主要来自Zn-TCPP
D.放电时,消耗0.65 g Zn,理论上转移0.02 ml电子
层次3创新性
9.(6分)全钒液流电池是一种活性物质循环流动的液态电池,以溶解于一定浓度硫酸中的不同价态的含钒离子为电极反应的活性物质,基本工作原理示意图如下:
回答下列问题:
(1)硫酸是铅酸蓄电池的电解质,在铅酸蓄电池中负极的电极反应式是 。
(2)全钒液流电池放电时,左槽溶液颜色逐渐由黄变蓝,则电极b的电极反应式是 。若有0.2 ml电子转移,质子交换膜左侧电解液质量 (填“增加”或“减少”),变化的质量为 。
(3)全钒液流电池充电时,电极a应连接电源的 极,电极反应式为 。
参考答案
1.C 解析:在酸性锌锰干电池中,石墨作正极材料,A正确;电池工作时,阳离子向正极移动,NH4+向正极方向移动,B正确;MnO2在正极得电子,发生还原反应,不是氧化反应,C错误;锌筒作负极,锌失去电子发生氧化反应,电极反应为Zn-2e-Zn2+,D正确。
2.D 解析:由图示可知Au失电子转化为[Au(CN)2]-,Au作原电池负极,则FeS作原电池正极,故A错误;原电池中电子由负极流向正极,则由Au流向FeS,故B错误;NaCN溶液呈碱性,则正极的电极反应为O2+4e-+2H2O4OH-,故C错误;溶液中O2的浓度越大,得电子的速率越快,从而可以加速Au失电子速率,即加速Au的溶解速率,故D正确。
3.B 解析:O2在Pt极得电子发生还原反应,Pt为正极,Cl-在Ag极失去电子发生氧化反应,Ag为负极,A错误;电子由负极Ag经活性炭流向正极Pt,B正确;溶液为酸性,故Pt表面发生的电极反应为O2+4H++4e-2H2O,C错误;每消耗标准状况下11.2 L的O2,转移2 ml电子,而2 ml Cl-可失去2 ml电子,故最多去除2 ml Cl-,D错误。
4.C 解析:该装置是光伏电池,太阳光照下敏化后的TiO2产生电子(e-)和空穴(h+),驱动电流产生和离子移动,所以电池工作时,涉及光能转化为电能,A正确;太阳光照下,敏化后的TiO2产生电子(e-)和空穴(h+),即敏化TiO2电极失电子为负极,B正确;Pt电极为正极,发生得电子的还原反应,Pt电极的电极反应式为I3-+2e-3I-,C错误;由图可知,光敏化剂结构中,中心离子Ru2+与6个N原子成键,则配位数是6,D正确。
5.D 解析:由图可知,[Fe(CN)6]4-移向左侧电极,失电子得到[Fe(CN)6]3-,所以左侧电极为阳极,右侧电极为阴极,则a为电源正极,b为电源负极,阳极反应式为[Fe(CN)6]4--e-[Fe(CN)6]3-,阴极反应式为Na++e-Na,A错误;该装置能够实现海水的淡化,钠离子向阴极移动,氯离子向阳极移动,所以M为氯离子交换膜,N为钠离子交换膜,B错误;充电时总反应为Na++[Fe(CN)6]4-Na+[Fe(CN)6]3-,C错误;放电时,每转移2 ml电子,理论上有2 ml钠离子、2 ml氯离子进入Ⅱ池,所以溶液质量增加(2×23+2×35.5) g=117 g,D正确。
6.C 解析:由图可知,H2通入的一极为负极,负极反应为H2-2e-2H+,H+与HCO3-反应生成CO2,O2通入的一极为正极,正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,CO2与OH-反应生成CO32-,CO32-移向负极与H+结合生成HCO3-。根据以上分析,A正确;由图可知,短路膜中存在电子运动,和常见的离子交换膜不同,它既能传递离子,还可以传递电子,B正确;负极反应消耗22.4 L气体(标准状况),物质的量是1 ml,生成2 ml H+,发生反应CO32-+H+HCO3-、HCO3-+H+CO2↑+H2O,生成1 ml CO2气体,但题干未说明气体所处的状态,C错误;由图可知,该装置用于空气中CO2的捕获,CO2→CO32-→HCO3-,H+与HCO3-反应生成CO2,则CO2最终由出口B流出,D正确。
7.A 解析:光解过程中,电极a上电子流出,发生氧化反应,电极b上电子流入,发生还原反应。电极a反应:2H2O-4e-O2↑+4H+,电极b反应:2H++2e-H2↑,故A项正确;H+向得电子一极移动,即H+通过质子交换膜从左室移向右室,B项错误;由于光解总反应为2H2O2H2↑+O2↑,故水减少,H2SO4浓度增大,pH减小,C项错误;由2H++2e-H2↑,外电路每通过0.01 ml电子,电极b上产生0.005 ml H2,D项错误。
8.C 解析:标注框内所示结构属于配合物,配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键,还有由N提供孤电子对、Zn2+提供空轨道形成的配位键,A正确;由新型水系锌电池装置图可知,该电池的负极是锌、正极是超分子材料,则该电池总反应为I3-+ZnZn2++3I-,B正确;充电时,阴极电极反应式为Zn2++2e-Zn,被还原的Zn2+主要来自电解质溶液,C错误;放电时,负极的电极反应式为Zn-2e-Zn2+,因此消耗0.65 g Zn(物质的量为0.01 ml),理论上转移0.02 ml电子,D正确。
9.答案:(1)Pb-2e-+SO42-PbSO4
(2)V2+-e-V3+ 增加 0.2 g
(3)正 VO2++H2O-e-VO2++2H+
解析:(1)在铅酸蓄电池中Pb为负极,Pb失去电子和硫酸根离子结合生成硫酸铅。(2)全钒液流电池放电时,左槽溶液颜色逐渐由黄变蓝,说明VO2+转化为VO2+,钒元素化合价降低,说明电极a是正极,电极b为负极,因此电极b的电极反应式是V2+-e-V3+;电极a发生反应:VO2++e-+2H+VO2++H2O,若有0.2 ml电子转移,则有0.2 ml氢离子转移到左侧,因此质子交换膜左侧电解质溶液质量增加,增加的质量为0.2 ml×1 g·ml-1=0.2 g。(3)根据前面分析可知电极a为正极,电极b为负极,因此全钒液流电池充电时,电极a应连接电源的正极,电极反应式为VO2++H2O-e-VO2++2H+。