2027年高考化学一轮总复习 第32讲 原电池 常见化学电源 专项练习（含解析）

这是一份2027年高考化学一轮总复习 第32讲 原电池 常见化学电源 专项练习（含解析），共6页。
1.下列关于如图所示装置的叙述,不正确的是( )
A.该装置能将化学能转化为电能
B.锌是负极,锌片质量逐渐减小
C.电子的移动方向:Cu→→Zn
D.原电池发生的总反应为Zn+CuSO4ZnSO4+Cu
2.(2025·盐城一模)一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是( )
A.电池工作时,化学能完全转化为电能
B.电池工作时,CO32-向电极B移动
C.电极B上发生的电极反应为O2-4e-2O2-
D.H2参与的电极反应为H2+CO32--2e-H2O+CO2
3.(2025·盐城模拟)利用电化学原理,可将H2、CO2转化为C2H5OH,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.电极2是电源的负极
B.H+由右侧通过质子膜移向左侧
C.该装置工作时电能转化为化学能
D.电极1上电极反应式为2CO2+12e-+12H+C2H5OH+3H2O
4.(2025·南通泰州镇江盐城一模)某乙烯燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.放电时,电子由电极b经外电路流向电极a
B.电极a的电极反应式为CH2CH2-2e-+H2OCH3CHO+2H+
C.当有0.2 ml H+通过质子交换膜时,电极b表面理论上消耗O2的体积为1.12 L
D.验证生成CH3CHO的操作:取反应后的左室溶液,加入新制的Cu(OH)2,加热,观察现象
5.(2026·南京师范大学一模)某汽车企业将推出第二代刀片电池,“刀片电池”能让电动汽车续航达1 000千米以上,“刀片电池”放电时的总反应为LixC6+Li1-xFePO46C+LiFePO4,放电时电池的结构如图所示。
下列说法正确的是( )
A.N极为刀片电池的负极
B.放电时,负极的电极反应式为Li1-xFePO4-xe-+xLi+LiFePO4
C.充电时,LiFePO4转化为Li1-xFePO4的过程中铁元素的价态发生了变化
D.用充电桩给该电池充电的过程中,阴极质量减小
6.(2025·无锡期中)利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实现海水淡化,现以NaCl溶液模拟海水,采用惰性电极,用如图所示装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。下列说法正确的是( )
A.a极发生还原反应
B.为了实现海水的淡化,隔膜1为阳离子交换膜
C.电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比约为2∶1
D.该装置内工作温度越高,海水淡化效果越好
7.采用强碱性电解质的3D-Zn-NiOOH二次电池结构如图所示。电池反应为Zn+2NiOOH+H2OZnO+2Ni(OH)2。下列说法不正确的是( )
A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高
B.充电时阳极反应为Ni(OH)2+OH--e-NiOOH+H2O
C.放电时负极反应为Zn-2e-Zn2+
D.放电过程中OH-通过隔膜从正极区移向负极区
8.(2025·苏州中学模拟)我国科学家研发了一种由废水(含UO22+、SO42-等)提铀并同步产电的工艺,其工作原理和相关物质转化关系如图所示。下列有关该过程的说法不正确的是( )
A.电子从Fe电极经导线流向CCF电极
B.CCF电极上发生的反应有O2+2H2O+2e-H2O2+2OH-
C.生成(UO2)O2·2H2O的反应中,n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶2
D.利用电解法再次获得含UO22+溶液,需将附着UO2、(UO2)O2·2H2O的电极置于阳极
9.(10分)(1)(2025·常州一中模拟)如图表示一种Cu-Pt纳米棒悬浮在稀碘水中,通过发生电极反应在Cu极和Pt极区域之间产生I-浓度差即产生电势差,形成自建电场;该纳米棒因内部传递电子而带负电荷,在自建电场作用下定向移动。
①该纳米棒的Cu极电极反应式为 。
②该纳米棒向 (填“Cu极”或“Pt极”)方向定向移动。
(2)(2025·南京二模)下图为一种利用原电池原理设计的测定O2含量的气体传感器示意图,RbAg4I5是只能传导Ag+的固体电解质。O2可以通过聚四氟乙烯膜与碘化铝反应生成Al2O3和I2,通过电池电位计的变化可以测得O2的含量。
测定O2含量过程中发生的总反应方程式为 。
②给传感器充电时,Ag+向 (填“银”或“多孔石墨”)电极移动。
参考答案
1.C 解析:该装置属于原电池装置,能将化学能转化为电能,A正确;锌失去电子发生氧化反应为负极,因此锌片质量逐渐减小,B正确;电子由负极流向正极,由锌片经导线流向铜片,即Zn→→Cu,C错误;原电池发生的总反应为锌和硫酸铜生成铜和硫酸锌:Zn+CuSO4ZnSO4+Cu,D正确。
2.D 解析:由图可知,A极碳元素、氢元素价态升高,则电极A为负极,电极B为正极。在电池工作过程中,虽然大部分化学能会转化为电能,但仍会有一部分能量以其他形式损失掉,A错误;原电池工作时,阴离子向负极移动,则CO32-向电极A移动,B错误;电极B为正极,电极反应式为O2+4e-+2CO22CO32-,C错误;电极A为负极,H2参与的电极反应为H2+CO32--2e-H2O+CO2,D正确。
3.C 解析:原电池负极发生氧化反应,右侧氢气失电子,则电极2为负极,A正确;电极1为正极,原电池工作时,阳离子向正极移动,即H+由右侧通过质子膜移向左侧,B正确;该装置为原电池,工作中是化学能转化为电能,C错误;CO2在电极1上得到电子转化为乙醇,电极反应式为2CO2+12e-+12H+C2H5OH+3H2O,D正确。
4.B 解析:由图可知氧气得到电子发生还原反应:O2+4e-+4H+2H2O,则b为正极,乙烯失去电子发生氧化反应:CH2CH2-2e-+H2OCH3CHO+2H+,a为负极,B正确;放电时,电子由负极a经过外电路流向正极b,A错误;没有说明是否处在标准状况下,不确定消耗氧气的体积,C错误;乙醛和新制的氢氧化铜反应需要在碱性条件下,故应该取反应后的左室溶液,加入过量氢氧化钠溶液调节溶液为碱性,然后加入新制的Cu(OH)2,加热,观察现象,D错误。
5.C 解析:根据放电总反应,LixC6为负极(失电子生成Li+和C),图中M极材料为LixC6,故M极为负极,N极为正极,A错误;放电时负极反应为LixC6失电子生成Li+和C,正确电极反应式为LixC6-xe-6C+xLi+,正极的电极反应为Li1-xFePO4+xe-+xLi+LiFePO4,B错误;充电时LiFePO4转化为Li1-xFePO4,为阳极反应(放电正极反应的逆反应):LiFePO4-xe-Li1-xFePO4+xLi+。LiFePO4中Fe为+2价,Li1-xFePO4中Fe为+3价(因失去电子),铁元素价态从+2变为+3,发生变化,C正确;充电时阴极为原电池负极(M极),电极反应式为6C+xLi++xe-LixC6,阴极结合Li+生成LixC6,质量增大,D错误。
6.C 解析:据图可知a极上CH3COO-转化为CO2和H+,C元素化合价升高,所以a极为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-2CO2↑+7H+,则b极为正极,发生还原反应,电极反应式为2H++2e-H2↑。a极为原电池的负极,发生氧化反应,A错误;为了实现海水的淡化,模拟海水中的氯离子需要移向负极,则隔膜1为阴离子交换膜,B错误;由以上分析可知当转移8 ml电子时,正极产生4 ml H2,负极产生2 ml CO2,正、负极产生气体的物质的量之比约为2∶1,C正确;工作温度越高,微生物的催化效果反而会降低,海水淡化效果不一定越好,D错误。
7.C 解析:三维多孔海绵状Zn的表面积大,沉积的ZnO分散度高,有利于提高电池效率,A正确;由电池的总反应可知,NiOOH为正极,电极反应为NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-,故充电时阳极反应为Ni(OH)2+OH--e-NiOOH+H2O,B正确;放电时Zn为负极,电极反应为Zn+2OH--2e-ZnO+H2O,C错误;原电池工作时,阴离子向负极移动,即放电过程中OH-通过隔膜从正极区移向负极区,D正确。
8.C 解析:由图可知,铁电极为原电池的负极,CCF电极为正极,则电子从Fe电极经导线流向CCF电极,A正确;CCF电极为正极,水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成过氧化氢和氢氧根离子、UO22+在正极得到电子发生还原反应生成UO2,电极反应式为O2+2H2O+2e-H2O2+2OH-、UO22++2e-UO2,B正确;放电生成的UO2与过氧化氢反应生成(UO2)O2·2H2O,反应的化学方程式为UO2+2H2O2(UO2)O2·2H2O,则反应中氧化剂H2O2与还原剂UO2的物质的量之比为1∶1,C错误;利用电解法再次获得含UO22+溶液时,与直流电源的正极相连的CCF电极为阳极,UO2、(UO2)O2·2H2O在阳极失去电子发生氧化反应生成UO22+,D正确。
9.(1)①Cu-e-+I-CuI ②Cu极
(2)①3O2+4AlI3+12Ag2Al2O3+12AgI ②银
解析:(1)①根据题干、图中信息可知,Cu极相当于原电池负极,失电子生成CuI,电极反应式为Cu-e-+I-CuI。②根据Cu极电极反应可知,Cu极区域c(I-)小、Pt极区域c(I-)大,即产生电势差,形成自建电场,该纳米棒带负电荷向c(I-)小的方向移动,即向Cu极方向移动。(2)①银电极(负极)上,Ag失电子生成Ag+,电极反应为Ag-e-Ag+,O2通过聚四氟乙烯膜与碘化铝反应生成Al2O3和I2(4AlI3+3O22Al2O3+6I2),I2在石墨电极发生还原反应生成I-,I-与Ag+生成AgI,电极反应为I2+2e-+2Ag+2AgI。结合两电极得失电子守恒可知,总反应方程式为3O2+4AlI3+12Ag2Al2O3+12AgI。②充电时,银电极为阴极,与电源负极相连,Ag+移向银电极(阴极)。