歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！專練32原電池原理及應用二一、單項選擇題1.[2022·全國甲卷]一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示[KOH溶液中，Zn2＋以Zn（OH）eq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))存在]。電池放電時，下列敘述錯誤的是（）A．Ⅱ區的K＋通過隔膜向Ⅲ區遷移B．Ⅰ區的SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))通過隔膜向Ⅱ區遷移C．MnO2電極反應：MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2OD．電池總反應：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋=Zn（OH）eq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))＋Mn2＋＋2H2O2.[2021·浙江1月]pH計是一種采用原電池原理測量溶液pH的儀器。如圖所示，以玻璃電極（在特制玻璃薄膜球內放置已知濃度的HCl溶液，并插入Ag－AgCl電極）和另一Ag－AgCl電極插入待測溶液中組成電池，pH與電池的電動勢E存在關系：pH＝（E－常數）/0.059。下列說法正確的是（）A.如果玻璃薄膜球內電極的電勢低，則該電極反應式為：AgCl（s）＋e－=Ag（s）＋Cl－（0.1mol·L－1）B．玻璃膜內外氫離子濃度的差異不會引起電動勢的變化C．分別測定含已知pH的標準溶液和未知溶液的電池的電動勢，可得出未知溶液的pHD．pH計工作時，電能轉化為化學能3.[2022·黑龍江青岡一中開學考試]有a、b、c、d四個金屬電極，有關的反應裝置及部分反應現象如下：實驗裝置部分實驗現象a極質量減小b極質量增加b極有氣體產生c極無變化d極溶解c極有氣體產生電流計指示在導線中電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動性順序是（）A．a＞b＞c＞dB．d＞a＞b＞cC．b＞c＞d＞aD．a＞b＞d＞c4.某原電池裝置如圖所示，電池總反應為2Ag＋Cl2=2AgCl。下列說法正確的是（）A．正極反應為AgCl＋e－=Ag＋Cl－B．放電時，交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應隨之改變D.當電路中轉移0.01mole－時，交換膜左側溶液中約減少0.02mol離子5.[2021·湖南卷]鋅/溴液流電池是一種先進的水溶液電解質電池，廣泛應用于再生能源儲能和智能電網的備用電源等。三單體串聯鋅/溴液流電池工作原理如圖所示：下列說法錯誤的是（）A．放電時，N極為正極B．放電時，左側貯液器中ZnBr2的濃度不斷減小C．充電時，M極的電極反應式為Zn2＋＋2e－=ZnD．隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過6.微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是（）A．正極反應中有CO2生成B．微生物促進了反應中電子的轉移C．質子通過交換膜從負極區移向正極區D．電池總反應為C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O7.[情境創新]一種新型錳氫二次電池原理如圖如示。該電池以MnSO4溶液為電解液，碳纖維與Pt/C分別為電極材料，電池的總反應為Mn2＋＋2H2Oeq\o(,\s\up11(充電),\s\do4(放電))MnO2＋2H＋＋H2↑。下列說法錯誤的是（）A．充電時，碳纖維電極作陽極B．放電時，電子由Pt/C電極經導線流向碳纖維電極C．充電時，碳纖維電極附近溶液的pH增大D．放電時，正極反應式為MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O8.[2022·遼寧葫蘆島協作校聯考]某硅燃料電池的結構如圖所示，下列說法錯誤的是（）A.放電時，溶液的pH保持不變B．負極上發生的反應為Si－4e－＋4OH－=Si（OH）4C．硅的最終氧化產物是SiO2或硅酸鹽，與電解質溶液堿性的強弱有關D．正極的C在反應過程中也可能被消耗，一段時間后需要更換二、不定項選擇題9.[2022·平桂中學高三摸底考試]利用反應6NO2＋8NH3=7N2＋12H2O構成電池的裝置如圖所示。下列說法正確的是（）A．電子從左側A電極經過負載后流向右側B電極B．當有2.24LNO2被處理時，轉移電子數為0.4NAC．電極A極反應式為2NH3－6e－=N2＋6H＋D．為使電池持續放電，離子交換膜需選用陰離子交換膜10.[2022·江西南康中學月考]美國一個海軍航空站曾安裝了一臺250kW的MCFC型燃料電池，該電池可同時供應電和水蒸氣，其工作溫度為600℃～700℃，所用燃料為H2，電解質為熔融的K2CO3，已知該電池的總反應為：2H2＋O2=2H2O，負極反應為：2H2＋2COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))－4e－=2H2O＋2CO2，則下列推斷中正確的是（）A．正極反應為4OH－－4e－=O2↑＋2H2OB．該電池的電極沒有參加反應C．電池供應1mol水蒸氣，轉移的電子數為2molD．O2從正極通入，發生氧化反應11.一種可充電鋰-空氣電池如圖所示。當電池放電時，O2與Li＋在多孔碳材料電極處生成Li2O2－x（x＝0或1）。下列說法正確的是（）A.放電時，多孔碳材料電極為負極B．放電時，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C．充電時，電解質溶液中Li＋向多孔碳材料區遷移D．充電時，電池總反應為Li2O2－x=2Li＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(x,2)))O212.[2022·遼寧六校考試]鋰-銅空氣燃料電池容量高、成本低，具有廣闊的發展前景。該電池通過一種復雜的銅腐蝕現象產生電力，其中放電過程為2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列說法不正確的是（）A．放電時，正極的電極反應式為Cu2O＋H2O＋2e－=2Cu＋2OH－B．放電時，電子通過固體電解質向Li極移動C．通空氣時，銅被腐蝕，表面產生Cu2OD．整個反應過程中，氧化劑為O2三、非選擇題13.[2022·貴州航天中學月考]（1）如圖所示，是原電池的裝置圖。請回答：若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發生偏轉，B電極材料為Fe且作負極，則A電極上發生的電極反應式為；電子的移動方向是；反應進行一段時間后溶液C的氫離子濃度將（填“升高”“降低”或“基本不變”）。（2）下圖是一個雙液原電池裝置圖，下列說法正確的是。A．鹽橋中的陰離子向CuSO4溶液中移動B．鹽橋的作用之一是平衡電荷C．銅片作電池的負極D．該電池比單液原電池的電流更穩定（3）甲醇是重要的化工原料，又可作為燃料使用，用CH3OH和O2組合形成的質子交換膜燃料電池的結構示意圖如下：電池總反應為2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O，則c電極是（填“正極”或“負極”），c電極的反應方程式為；若線路中轉移3mol電子，則上述CH3OH燃料電池，消耗的CH3OH的質量為g。專練32原電池原理及應用二1．A根據題圖可知Zn為負極，電極反應為Zn－2e－＋4OH－=Zn（OH）eq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))，MnO2為正極，電極反應為MnO2＋2e－＋4H＋=Mn2＋＋2H2O。A項，根據負極反應可知，Ⅲ區中負電荷減少，為了平衡溶液中電荷，放電時Ⅲ區的鉀離子向Ⅱ區遷移，錯誤；B項，根據正極反應可知，Ⅰ區中正電荷減少，為了平衡溶液中電荷，硫酸根離子從Ⅰ區遷移至Ⅱ區，正確；D項，將正、負極電極反應相加即可得到電池總反應，正確。2．C電勢低的電極為負極，負極失去電子，電極反應式為Ag＋Cl－－e－=AgCl（s），A項錯誤；pH與H＋濃度有關，根據pH＝（E－常數）/0.059可知，玻璃膜內外的H＋濃度差異會引起電動勢的變化，B項錯誤；通過測定含已知pH的標準溶液的電池的E可以得出題給公式中常數的值，然后測定含未知溶液的電池的E就可以計算出未知溶液的pH，C項正確；因為pH計利用的是原電池原理，故其工作時是化學能轉化為電能，D項錯誤。3．B由第一個圖知金屬的活動性順序a＞b，第二個圖中不能構成原電池，b極有氣體產生，c極無變化，所以金屬的活動性順序b＞c，由第三個圖知金屬的活動性順序d＞c，第四個圖電流從a極流向d極，a極為正極，d極為負極，所以金屬的活動性順序d＞a；因此這四種金屬的活動性順序d＞a＞b＞c，答案選B。4．D根據電池總反應可以看出，Cl2得電子，Ag失電子，所以在原電池中Cl2在正極上發生還原反應，Ag在負極上發生氧化反應。正極反應式為Cl2＋2e－=2Cl－，A項錯誤。因為電解質溶液為鹽酸，所以負極上Ag失電子生成的Ag＋隨即與附近的Cl－反應，交換膜左側溶液中有大量白色沉淀生成，B項錯誤。用氯化鈉代替鹽酸后，電極反應不發生改變，C項錯誤。當電路中轉移0.01mole－時，負極生成0.01molAg＋，由于Ag＋＋Cl－=AgCl↓，所以消耗了0.01molCl－，由于電荷守恒，因此同時有0.01molH＋通過陽離子交換膜轉移至右側，D項正確。5．B在該原電池中，活潑金屬鋅做負極，則N極為正極，A說法正確；放電時，左側鋅放電產生Zn2＋，貯液器中ZnBr2濃度不斷增大，B說法錯誤；充電時，M極為陰極，電極反應式為Zn2＋＋2e－=Zn，C說法正確；放電時Br－通過隔膜進入溶液中與Zn2＋結合，充電時Zn2＋通過隔膜在雙極性碳和塑料電極上沉積，D說法正確。6．AC6H12O6反應生成CO2時，C元素的化合價升高，發生氧化反應，因此C6H12O6→CO2是原電池的負極反應，A項錯誤；在微生物的作用下，反應速率加快，促進了反應中電子的轉移，B項正確；原電池工作時，陽離子（H＋）移向電池的正極，C項正確；根據電池裝置圖知電池總反應為葡萄糖的氧化反應C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O，D項正確。7．C由題圖知，充電時，碳纖維電極表面Mn2＋發生氧化反應生成MnO2，則碳纖維電極作陽極，A項正確；放電時，碳纖維電極為正極，Pt/C電極為負極，則電子由Pt/C電極經導線流向碳纖維電極，B項正確；結合電池總反應知，充電時，碳纖維電極發生的反應為Mn2＋＋2H2O－2e－=MnO2＋4H＋，附近溶液的pH減小，C項錯誤；放電時，碳纖維電極表面MnO2發生還原反應生成Mn2＋，電極反應式為MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，D項正確。8．A放電時，電池總反應為Si＋O2=SiO2或Si＋O2＋2OH－=SiOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))＋H2O，故溶液的pH可能保持不變也可能變小，A項錯誤；據圖可知，Si在負極發生氧化反應，電極反應式為Si－4e－＋4OH－=Si（OH）4，B項正確；二氧化硅不與弱堿反應，與強堿反應，生成硅酸鹽，最終產物取決于溶液堿性的強弱，C項正確；正極通氧氣，碳可能與氧氣反應發生損耗，一段時間后需要更換，D項正確。9．AD在原電池中，負極發生氧化反應，正極發生還原反應，根據6NO2＋8NH3=7N2＋12H2O可知，通入氨氣的電極為負極，通入二氧化氮的為正極。電子從負極流出，正極流入，則電子從左側電極經過負載后流向右側電極，故A正確；未說明是否為標準狀況，無法計算2.24LNO2的物質的量，因此無法計算轉移的電子數，故B錯誤；電極A為負極，發生氧化反應，電極反應式為2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O，故C錯誤；原電池工作時，陰離子向負極移動，為使電池持續放電，離子交換膜需選用陰離子交換膜，防止二氧化氮反應生成硝酸鹽和亞硝酸鹽，故D正確。10．BC該原電池的電解質為熔融的K2CO3，沒有水作為溶劑，故不含有OH－，正極反應為2CO2＋O2＋4e－=2COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))，A錯誤；該原電池為燃料電池，燃料電池的電極一般不會參與反應，B正確；由總反應式2H2＋O2=2H2O可知轉移4mol電子可產生2mol水，因此供應1mol水蒸氣需要轉移2mol電子，故C正確；由正極反應可知氧的化合價從0價變為－2價，化合價降低，發生的是還原反應，D錯誤。11．D放電時，多孔碳材料的電極上的氧氣得電子，發生還原反應，所以多孔碳材料為正極，A錯誤；放電時，鋰作為負極，多孔碳材料一極為正極，由于外電路電子由負極流向正極，即由鋰電極流向多孔碳材料電極，B錯誤；充電時，鋰連電源負極作陰極，由于陽離子向陰極移動，所以Li＋向鋰電極移動，C錯誤；充電是放電的逆反應，得到Li和O2，所以電極反應式書寫正確，D正確。12．B由放電過程的反應方程式可進行如下分析：電極電極反應原電池正極（Cu）Cu2O＋H2O＋2e－=2Cu＋2OH－負極（Li）Li－e－=Li＋由分析可知，A項正確；放電時，Li極上失去的電子通過負載向Cu極移動，B項錯誤；根據2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－，可知通空氣時，銅被腐蝕，表面產生Cu2O，C項正確；通空氣時，銅被氧化產生Cu2O，放電時Cu/r/