1、原電池原理一、單選題（共15題）1將用導線連接的兩根鉑電極放置在KOH溶液中，然后分別向兩極通入H2和O2，即可產生電流，形成燃料電池，其電池反應為：2H2+O2=2H2O。下列敘述正確的是A通入H2的電極為正極，通入O2的電極為負極B正極的電極反應為：O2 +2H2O+4e- = 4OH-C電池工作時溶液中的陽離子向負極移動，陰離子向正極移動D電池工作時電流由負極通過導線流向正極2我國首創的海洋電池以鋁板、鉑網作電極，海水為電解質溶液，空氣中的氧氣與鋁反應產生電流。電池總反應為：4A1+3O2+6H2O=4Al(OH)3，下列判斷正確的是A該電池通常只需要更換鉑網就可繼續使用B正極反應為：O

2、2+H2O+2e-=2OH-C鉑電極做成網狀，可增大與氧氣的接觸面積D電池工作時，電子由鉑網沿導線流向鋁板3一種肼(N2H4)空氣堿性燃料電池工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是Aa為空氣，b為N2H4BM為正極，電極反應為O2+4e-+4H+=2H2OC電路中通過1mole-時，同時有1molOH-從左室通過陰離子交換膜移到右室D當有16gN2H4完全反應生成N2，消耗標準狀況下11.2LO24煙氣中的含氧濃度常用氧化鋯氧量分析儀測定，工作原理如圖所示，下列說法不正確的是A如圖所示參比側氧氣分壓高B測量側電極反應為2O2-4e-=O2C分析儀工作時ZrO2從左向右傳遞電子D當測量側處于不同環境

3、中時，分析儀中電流大小會發生變化甚至發生方向反轉5全釩氧化還原液流電池是一種新型綠色的二次電池，具有容量和功率可調、大電流無損深度放電、使用壽命長、易操作和維護等優點，其放電時的工作原理如圖所示，下列敘述正確的是AB為該原電池的正極B該電池放電時H+向B極室遷移，起到了導電作用CA極的電極反應式為：VO+2H+e=VO2+H2OD反應過程中，每轉移1mol電子，正極區n(H+)的變化量為2mol6一種高性能的直接硼氫燃料電池如圖所示，其總反應為，該電池工作時，下列說法正確的是(已知陰離子交換膜只允許陰離子通過)A電子由Pt電極經NaOH溶液流向石墨電極B負極的電極反應為C透過陰離子交換膜向石墨

4、電極遷移D外電路通過0.4 mol電子時，有在石墨電極上參與反應7某固體酸燃料電池以固體為電解質傳遞，其基本結構如圖所示，電池總反應可表示為，下列有關說法正確的是A電子通過外電路從a極流向b極Bb上電極反應為C每轉移0.1 mol電子，消耗D由b極通過固體電解質傳遞到a極8某微生物電池在運行時可同時實現凈化有機物污水、凈化含廢水(pH約為6)和淡化食鹽水，其裝置如圖所示。圖中D和E為陽離子交換膜或陰離子交換膜，Z為待淡化食鹽水。已知完全沉淀時的pH為5.6，下列說法錯誤的是AE為陰離子交換膜BX為有機物污水，Y為含廢水C理論上處理的同時可脫除6 mol的NaClD正極的電極反應為9下列關于圖中

5、所示原電池的說法正確的是A當a為Cu，b為含有碳雜質的Al，c為稀硫酸時，b極上不能觀察到氣體產生B當a為石墨，b為Fe，c為稀硫酸時，外電路中有電流C當a為Mg，b為Al，c為NaOH溶液時，根據現象可推知Al的活潑性強于Mg的活潑性D當a為石墨，b為Cu，c為溶液時，外電路中沒有電流10最近，科學家報道了一種新型可充電鈉電池，其工作原理如圖所示，已知電池的比能量是參與電極反應的單位質量的電極材料放出電能的大小。下列說法錯誤的是A上述過程為放電過程B充電時，Na+向X極遷移C放電時，Y極反應為CaFeO3+Na+e-=CaFeO2.5+0.5Na2OD該鈉電池的比能量大于傳統的鋰電池11如圖

6、所示，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U形管中，下列分析正確的是AK1閉合，鐵棒上發生的反應為2H2e-=H2BK1閉合，石墨棒周圍溶液pH逐漸升高CK2閉合，鐵棒不會被腐蝕，屬于犧牲陽極的保護法DK2閉合，電路中通過2NA個電子時，兩極共產生1 mol氣體12微生物燃料電池可以凈化廢水，同時還能獲得能源或有價值的化學產品，圖1為其工作原理，圖2為廢水中濃度與去除率的關系。下列說法不正確的是AM為電池負極，被氧化B該電池工作時，M極的電極反應式為C當M極產生氣體(標準狀況)時，有4 mol電子從N極進入溶液D濃度較大時，可能會造成還原菌失去活性13如圖是一個用廢舊材料制作的可用于驅動玩

7、具的電池示意圖，該電池工作時，有關說法正確的是A木炭棒做電池的正極發生氧化反應B鋁罐將逐漸被腐蝕C電池工作時，電子從鋁經電解質溶液流向木炭棒D因為一開始反應就會生成大量氯氣，該電池有一定的危險性14把低密度的太陽能高效轉化為可存儲的化學能，是發展可再生能源的重要途徑。下圖所示的聯合裝置可實現太陽能的利用、轉化及儲存。下列有關說法不正確的是A太陽能電池可將光能直接轉換為電能BX的電極反應式為CX是陽極DY電極連接太陽能電池的P極15某同學利用家中廢舊材料制作可使揚聲器發出聲音的電池，裝置如圖所示。下列說法不正確的是A揚聲器發聲，說明該裝置將化學能轉化為電能B鋁質易拉罐逐漸被腐蝕，說明鋁失去電子作

8、正極C在碳棒上有氣體生成，該氣體可能為氫氣D電子由鋁制易拉罐經導線流向碳棒二、填空題（共5題）16氮及其化合物在化肥、醫藥、材料和國防工業中具有廣泛應用。回答下列問題：(1)氮元素在周期表中的位置為_，N2的電子式為_。(2)自上個世紀德國建立了第一套合成氨裝置，合成氨工業為解決人類的溫飽問題作出了極大貢獻。寫出實驗室制備氨氣的方程式_。(3)有人設想尋求合適的催化劑和電極材料，以、為電極反應物，以為電解質溶液制造出一種既能提供電能，又能實現氮固定的新型燃料電池，如圖所示。a電極是該電池的_(填正極或者負極)；該電池正極的電極反應式是_。該電池在工作過程中的濃度將不斷_(填增大或減小)，假設放

9、電過程中電解質溶液的體積不變，當溶液中的物質的量改變時，理論上電池能為外電路提供_mol電子。17人們應用原電池原理制作了多種電池，以滿足不同的需要。以下各種電池廣泛使用于日常生活.生產和科學技術等方面，請根據題中提供的信息填空：(1)如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質量相等的空心銅球和空心鐵球，調節杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中央滴入濃CuSO4溶液，(實驗過程中，不考慮鐵絲反應及兩球的浮力變化)一段時間后，當杠桿為絕緣體時，_端高；當杠桿為導體時，_端高(填“A”或“B”)。(2)鐵、銅、鋁是生活中使用廣泛的金屬，溶液常用于腐蝕印刷電路銅板，其反應過程的離子方程式為_

10、，若將此反應設計成原電池，則負極所用電極材料為_，正極反應式為_。(3)將鋁片和銅片用導線相連，一組插入濃硝酸中，一組插入燒堿溶液中，分別形成了原電池，在這兩個原電池中，負極分別為_。A鋁片、銅片B銅片、鋁片C鋁片、鋁片D銅片、銅片寫出插入燒堿溶液中形成原電池的負極反應式：_。(4)某原電池裝置如圖所示，電池總反應為2Ag+Cl2=2AgCl，當電路中轉移amole-時，交換膜左側溶液中約減少_mol離子。交換膜右側溶液中c(HCl)_(填“>”“”或“=”)1mol·L-1(忽略溶液體積變化)。18如圖所示，C、D、E、F都是惰性電極，A、B為電源。將電源接通后，向乙中滴人酚

11、酞溶液，在F極附近顯紅色，D質量增加。(1)AB作為電源，可以利用多種原電池來提供電能，興趣小組同學設計如下電源：小紅同學設計利用反應“Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+”制成化學電池來提供電能，該電池的負極材料是_，電解質溶液是_。小秦同學設計將鋁片和銅片用導線相連，一組插人濃硝酸中，一組插人燒堿溶液中，分別形成了原電池，在這兩個原電池中，負極分別為_(填字母)。A鋁片、銅片 B銅片、鋁片 C鋁片、鋁片 D銅片、銅片小明同學利用CO、氧氣燃料電池作電源，電解質為KOH溶液，A電極上的反應式為_，工作一段時間后溶液的pH_(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)若甲中裝有足量的硫酸銅溶液，工

12、作一段時間后，停止通電，欲使溶液恢復到起始狀態，可向溶液中加入_(填字母)。ACu BCu2(OH)2CO3 CCu(OH)2 DCuCO3(3)通電后乙中發生的總反應方程式為_。(4)欲用丙裝置給銅鍍銀，則金屬銀應為_(填“G”或“H”)極，反應一段時間后(用CO、氧氣燃料電池作電源)銅制品質量增加43.2g，理論上消耗氧氣的質量為_g。19(1)利用8NH3+6NO2=7N2+12H2O可以消除氮氧化物的污染，若設計成原電池，使用2mol·L-1的KOH溶液為電解質溶液。該電池正極的電極反應式為_，放電一段時間后，負極附近溶液pH將_(填“增大”、“減小”或“不變”)。(2)一種

13、熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖所示寫出催化重整的化學方程式_。電池工作時，向_(填A或B)極移動，電極A上H2參與的電極反應為：_。用電器中每轉移2mol電子，理論上電極B處消耗的氣體體積(標準狀況下)為_L。20I.人們運用原電池原理制作了多種電池，以滿足不同的需要。以下各種電池廣泛運用于日常生活、生產和科學技術等方面，請根據題中提供的信息填空：(1)目前常用的鎳(Ni)鎘(Cd)電池，其電池總反應可表示為：Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2，已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均難于溶水但能溶于酸。正極的反應式是_。(2)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖：電極

14、A上CO參與的電極反應為_。(3)磷酸亞鐵鋰電池工作時的總反應為Li1-xFePO4+LixC6LiFePO4+6C，則放電時，正極的電極反應式為_。(4)如圖是瑞典ASES公司設計的曾用于驅動潛艇的液氨液氧燃料電池的示意圖，該燃料電池工作時，電池的總反應方程式_，負極的電極反應式為_。II.現有短周期元素X形成的單質A與NaOH溶液反應，有如圖轉化關系(若產物中有水生成則省略未表示出來)。(5)常溫常壓下，若A為非金屬固態單質，且其在電子工業中有著重要的用途，則工業制取A化學方程式為_。參考答案1B【詳解】略2C【詳解】略3B【詳解】A燃料電池中，通入燃料的一極為負極、電子從負極流出，通入助

15、燃物的一極為正極，則a為空氣，b為N2H4，A正確；B此電池為堿性燃料電池，M為正極，則電極反應為O2+4e-+2H2O =4OH-，B不正確；C燃料電池中，陰離子移向負極、按電子數守恒，有關系式，則電路中通過1mole-時，同時有1molOH-從左室正極區通過陰離子交換膜移到右室負極區，C正確；D負極反應式為：，正極電極反應為O2+4e-+2H2O =4OH-，按電子數守恒，,當有1mol即32gN2H4完全反應生成N2，消耗1molO2，則當有16gN2H4完全反應生成N2，消耗0.5molO2、即標準狀況下11.2LO2，D正確；答案選B。4C【詳解】A根據氧濃度電勢，氧分壓高的一側的氧

16、以離子形式向氧分壓低的一側遷移，所以參比側氧分壓高，故A正確；B氧離子遷移到測量側失電子生成氧氣，故B正確；CZrO2是固體電解質能傳遞氧離子，故C錯誤；D環境中氧濃度不同，電流會發生變化，當氧濃度大于參比側時，電池的正負極會互換，故D正確；故選C。5C【分析】由圖可知，A極為電池的正極，酸性條件下，VO在正極得到電子發生還原反應生成VO2+，電極反應式為VO+2H+e=VO2+H2O，B極為負極，V2+離子在負極失去電子發生氧化反應生成V3+離子，電極反應式為V2+e= V3+，放電的總反應為VO+2H+ V2+= VO2+ V3+H2O。【詳解】A由分析可知，B極為原電池的負極，故A錯誤；

17、B電池放電時，氫離子透過氫離子交換膜向正極A極室遷移，起到了導電作用，故B錯誤；C由分析可知，A極為電池的正極，酸性條件下，VO在正極得到電子發生還原反應生成VO2+，電極反應式為VO+2H+e=VO2+H2O，故C正確；D由分析可知，反應過程中，每轉移1mol電子，正極消耗2mol氫離子，有1mol氫離子通過氫離子交換膜進入正極區，則正極區氫離子的變化量為1mol，故D錯誤；故選C。6B【詳解】A由電池總反應及題圖可知Pt為負極，石墨為正極。原電池工作時，電子由Pt電極(負極)經過導線流向石墨電極(正極)，電子不能進入NaOH溶液，A項錯誤；BPt電極為原電池的負極，電極反應為，B項正確；C

18、原電池工作時，P電極為負極，石墨電極為正極，電解質溶液中的陰離子移向負極，即透過陰離子交換膜向Pt電極遷移，C項錯誤；D正極上氧氣發生得電子的還原反應，電極反應為，外電路通過0.4 mol電子時，有在石墨電極上參與反應，標準狀況下的體積為，但題中未說明所處的狀況，所以的體積不一定為，D項錯誤。故選B。7A【詳解】A根據電池總反應可知，通入氫氣的一極為電池的負極，通入氧氣的一極為電池的正極，即a極是負極，b極是正極。電池工作時，電子通過外電路從負極流向正極，即從a極流向b極，A項正確；Bb極通入氧氣，為電池的正極，酸性條件下，氧氣得電子生成水，電極反應為，B項錯誤；C沒有指明物質所處的狀況，無法

19、計算的體積，C項錯誤；D原電池中陽離子向正極移動，即由a極通過固體電解質傳遞到b極，D項錯誤；故選A。8A【詳解】A由裝置圖中電子的移動方向可知，該原電池中碳布為正極，放電時陽離子移向正極，陰離子移向負極，為淡化食鹽水，則移向C室，移向A室，所以E為陽離子交換膜，A項錯誤；B該原電池中碳布為正極，在正極得電子發生還原反應，有機物在負極失電子發生氧化反應，所以X為有機物污水，Y為含廢水，B項正確；C該原電池正極得電子，發生還原反應，則正極的電極反應為，則理論上處理-的同時轉移6 mol電子，即有、分別定向移動，即可脫除6 mol NaCl，C、D項正確。故選A。9B【詳解】A因b為含有碳雜質的A

20、l，C、Al在稀硫酸中可以構成原電池，溶液中的在b極上得到電子而產生，所以在b極上可觀察到有氣體產生，故A錯誤；BFe能與稀硫酸發生氧化還原反應，則石墨、Fe在稀硫酸中能形成原電池，外電路中有電流通過，故B正確；CAl可與NaOH溶液反應，Mg、Al在氫氧化鈉溶液中可以構成原電池，Al做原電池的負極，但實際上Mg的活潑性強于Al的活潑性，故C錯誤；D Cu能與溶液發生氧化還原反應，則石墨、Cu在溶液能形成原電池而產生電流，故D錯誤；故選B。10D【詳解】A根據原電池反應原理可知放電時Na在X電極失去電子變為Na+，CaFeO3在Y電極上得到電子變為CaFeO2.5，所以上述過程為放電過程，A正

21、確；B充電時，原電池負極X電極連接電源的負極為陰極，則Na+向X極遷移，并在陰極上得到電子被還原為Na，B正確；C原電池放電時，Y極為正極，得到電子，發生還原反應，正極的電極反應式為：CaFeO3+Na+e-=CaFeO2.5+0.5Na2O，C正確；D不同堿金屬反應產生1 mol電子，需消耗1 mol Na，其質量是23 g；需消耗1 mol Li，其質量是7 g，故該鈉電池的比能量小于傳統的鋰電池，D錯誤；故合理選項是D。11B【詳解】A若閉合K1，該裝置沒有外接電源，所以構成了原電池，較活潑的金屬鐵作負極，負極上鐵失電子，Fe-2e-=Fe2+，故A錯誤；B若閉合K1，該裝置沒有外接電源

22、，所以構成了原電池，不活潑的石墨棒作正極，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子發生還原反應，電極反應式為2H2O+O2+4e-=4OH-，所以石墨棒周圍溶液pH逐漸升高，故B正確；CK2閉合，Fe與負極相連為陰極，鐵棒不會被腐蝕，屬于外加電源的陰極保護法，故C錯誤；DK2閉合，電路中通過2NA個電子時，陰極生成1mol氫氣，陽極生成1mol氯氣，兩極共產生2mol氣體，故D錯誤；故選：B。12C【詳解】A根據圖示，電子由M極流向N極，說明M為電池負極，負極發生氧化反應，A正確；B負極電極反應為可知，B正確；CM極產生氣體(標準狀況)時，有4 mol電子從M極流向N極，但電子不進入溶液，C錯誤；D由圖

23、2可知當濃度為時，去除率為0，因為其有強氧化性和毒性，使還原菌的蛋白質變性而失去活性，D正確；故選C。13B【詳解】A木炭棒做電池的正極發生還原反應，故A錯誤；B鋁罐是負極，負極失電子發生氧化反應，鋁罐將逐漸被腐蝕，故B正確；C電池工作時，鋁是負極、木炭棒是正極，電子從鋁經導線流向木炭棒，故C錯誤；D負極鋁失電子生成鋁離子，正極氧氣得電子生成氫氧根離子，反應不會生成氯氣，故D錯誤；選B。14C【詳解】A太陽能電池可將光能直接轉換為電能，A項正確；B由圖可知，X電極上，V3+轉化為V2+，其電極反應式為，B項正確；CX電極上，V3+轉化為V2+，V元素的化合價降低，發生還原反應，X電極為陰極，C

24、項錯誤；DY電極為陽極，連接電池的正極，在a中，陽離子移向p電極，則p電極為正極，故Y電極連接太陽能電池的P極，D項正確；答案選C。15B【詳解】A該裝置為原電池，將化學能轉化為電能，從而使揚聲器發聲，故A正確；B鋁為負極，鋁失去電子生成鋁離子，鋁質易拉罐逐漸被腐蝕，故B錯誤；C碳棒為正極，在碳棒上有氣體生成，可能是稀醋酸溶液中的H+得電子生成氫氣，故C正確；D原電池中，電子從負極經導線流向正極，故電子由鋁制易拉罐經導線流向碳棒，故D正確；故選：B。16第二周期第VA族 2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O 正極 N2+8H+6e-=2減小 2.4 【詳解】(1)氮元素原子序數

25、為7，核外電子排布為2、5，位于第二周期VA族，氮氣的電子式為：，故答案為：第二周期第VA族；(2)實驗室制取氨氣利用的是熟石灰與氯化銨的混合固體加熱，反應方程式為：2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O，故答案為：2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O；(3)該電池的的原理為氮氣和氫氣在HCl做電解質的條件下發生反應最終生成氯化銨，a極區氮氣在電極上得電子反應還原反應，作正極，電極反應為：N2+8H+6e-=2，b極上氫氣失電子發生氧化反應，作負極，故答案為：正極；N2+8H+6e-=2；該電池的總反應為：，由總反應可知反應過程中消耗氫離子，溶液中的濃度減小，由反

26、應可知每消耗2mol氫離子，轉移6mol電子，當溶液中的物質的量改變時，轉移電子的物質的量為2.4mol，故答案為：減小；2.4。17A B 2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+ Cu Fe3+e-=Fe2+ B Al+4OH-3e-=+2H2O 2a > 【詳解】(1)當杠桿為絕緣體時，加入硫酸銅溶液后，鐵和硫酸銅發生置換反應生成銅附著在鐵表面，質量增加，因此是A端比B揣高；當杠桿為導體時，加入硫酸銅溶液后，鐵和銅構成原電池。鐵的金屬性強于銅，因此鐵是負極失去電子，被還原。銅是正極，溶液中的銅離子得到電子，發生還原反應析出銅。因此是A端比B端低；(2)氯化鐵溶液常用于腐蝕印刷電路銅板，離

27、子方程式為：2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+；該反應為氧化還原反應，銅發生氧化反應，做原電池的負極，正極材料只要能夠導電且活潑性小于銅即可，氯化鐵在正極得電子發生還原反應，電極反應式：Fe3+e-=Fe2+；(3)將鋁片和銅片用導線相連，插入濃硝酸中，形成原電池，常溫下，Al遇濃硝酸鈍化，所以Cu電極作負極；將鋁片和銅片用導線相連，插入燒堿溶液中，AI能和NaOH溶液反應生成NaAlO2和H2，Cu不能和NaOH溶液反應，所以Al作負極，答案選B；燒堿溶液中形成原電池的負極反應式：Al+4OH-3e-=+2H2O；(4)負極電極反應式為Ag-e-+Cl-=AgCl，原電池工作時，電路中轉移a

28、mole-，則負極消耗amolCl-，形成閉合回路移向正極的n(H+)=amol，所以負極區即交換膜左側溶液中約減少2amol離子；正極區電極反應為Cl2+2e-=2Cl-，生成n(HCl)=amol，所以交換膜右側溶液c(HCl）增大，即交換膜右側溶液c(HCl)>1mol/L，故答案為：2a；>。18Cu 氯化鐵等含鐵離子的溶液 B 減小 D G 3.2g 【分析】電解池中，與電源正極相連的電極是陽極，陽極上失去電子發生氧化反應，與電源負極相連的電極是陰極，陰極上氧化劑得到電子發生還原反應，圖中C、D、E、F都是惰性電極，將電源接通后，向乙中滴酚酞溶液，在F極附近顯紅色，則F電

29、極反應為：、F為陰極，D質量增加，則D電極反應為：，D為陰極；則A為正極、B為負極；C、E和G為陽極、D、F和H為陰極；原電池中，還原劑在負極失去電子發生氧化反應，正極上氧化劑得到電子發生還原反應，據此回答；【詳解】(1)小紅同學設計利用反應“”制成化學電池來提供電能，Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+中Cu為還原劑，故電池的負極材料是Cu，正極上Fe3+得到電子轉變為Fe2+，則電解質溶液是含鐵離子的溶液，例如氯化鐵。鋁與濃硝酸發生鈍化反應，銅與濃硝酸反應生成硝酸銅、水和二氧化氮，故該原電池中銅為負極，鋁能與氫氧化鈉溶液反應：，銅不能與氫氧化鈉溶液反應，則該原電池中，負極為鋁。則B滿足；答

30、案為B。小明同學利用CO、氧氣燃料電池作電源，電解質為KOH溶液，A電極上的反應式為，CO在負極失去電子發生氧化反應：，按得失電子數守恒，負極消耗的氫氧根離子大于正極生成的氫氧根離子，故工作一段時間后溶液的pH減小。(2)若甲中裝有足量的硫酸銅溶液，反應為，設電解消耗2mol CuSO4，則欲使溶液恢復到起始狀態，可向溶液中加入相當于2molCuO的物質，則D滿足，答案為D。(3)通電后乙中發生的是惰性電極電解氯化鈉溶液，產物為氫氧化鈉，氫氣和氯氣：總反應方程式為。(4) 電鍍時，鍍層金屬作陽極、待鍍金屬作陰極；欲用丙裝置給銅鍍銀，則金屬銀應為G極，按得失電子數守恒，得，反應一段時間后(用CO