新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)高頻考點23 原電池的工作原理（含解析）

高頻考點23原電池的工作原理題點（一）一次電池1．（2022·湖南卷）海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰-海水電池構(gòu)造示意圖如下。下列說法錯誤的是()A．海水起電解質(zhì)溶液作用B．N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：SKIPIF1<0C．玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能D．該鋰-海水電池屬于一次電池1.BA．海水中含有豐富的電解質(zhì)，如氯化鈉、氯化鎂等，可作為電解質(zhì)溶液，故A正確；B．由上述分析可知，N為正極，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，和反應(yīng)O2+4e-+2H2O=4OH-，故B錯誤；C．Li為活潑金屬，易與水反應(yīng)，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反應(yīng)，并能傳導(dǎo)離子，故C正確；D．該電池不可充電，屬于一次電池，故D正確；答案選B。2．（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)SKIPIF1<0存在)。電池放電時，下列敘述錯誤的是（）A．Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B．Ⅰ區(qū)的SOSKIPIF1<0通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移C．MnO2電極反應(yīng)：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2OD．電池總反應(yīng)：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)SKIPIF1<0+Mn2++2H2O2.AA．根據(jù)分析，Ⅱ區(qū)的K+只能向Ⅰ區(qū)移動，A錯誤；B．根據(jù)分析，Ⅰ區(qū)的SOSKIPIF1<0向Ⅱ區(qū)移動，B正確；C．MnO2電極的電極反應(yīng)式為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C正確；D．電池的總反應(yīng)為Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)SKIPIF1<0+Mn2++2H2O，D正確；故答案選A。3．（2022·廣東惠州·高三期中）化學(xué)有自己獨特的語言。下列化學(xué)用語正確的是（）A．次氯酸電離：SKIPIF1<0B．如圖的負(fù)極反應(yīng)式：SKIPIF1<0C．碳酸鈉水解的離子方程式：SKIPIF1<0D．SKIPIF1<0既能表示溶解沉淀平衡也能表示電離3.CA．次氯酸是弱電解質(zhì)，電離方程式：SKIPIF1<0，故A錯誤；B．如圖的負(fù)極是鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式：SKIPIF1<0，故B錯誤；C．碳酸是弱酸，碳酸鈉水解以第一步為主，水解離子方程式：SKIPIF1<0，故C正確；D．氯化銀是強電解質(zhì)，表示溶解沉淀平衡SKIPIF1<0，表示電離SKIPIF1<0，故D錯誤；故選C。4．（2022·山東模擬預(yù)測）Li/I2電池是常溫固體電解質(zhì)電池，常用于心臟起搏器。負(fù)極是鋰，正極是碘添加有機材料(如P2VP)做成的導(dǎo)電體多相電極?？偡磻?yīng)為2Li+P2VP·nI2=P2VP·(n-1)I2+2LiI。有關(guān)說法錯誤的是（）A．該電池的正極反應(yīng)式為：2Li++P2VP·nI2+2e-=P2VP·(n-1)I2+2LiIB．中間區(qū)域LiI的沉積，會使電池電壓逐漸下降，對心臟起搏器起到預(yù)警作用C．添加材料P2VP的作用是增強正極材料的導(dǎo)電性D．其正負(fù)極活性物質(zhì)消耗質(zhì)量比為7：1274.DA．該電池的正極反應(yīng)式中電荷守恒，質(zhì)量守恒，得失電子守恒，A項正確；B．LiI為生成物，負(fù)極的鋰放電后會產(chǎn)生LiI，中間區(qū)域LiI的沉積，會使電池電壓逐漸下降，對心臟起搏器起到預(yù)警作用，B項正確；C．I2為正極材料是非電解質(zhì)，添加的有機材料P2VP是為了實現(xiàn)I順利得到電子，增強正極材料的導(dǎo)電性，C項正確；D．正極材料為I2，負(fù)極材料為Li，整個電路中得失電子守恒，則關(guān)系式為SKIPIF1<0，正負(fù)極物質(zhì)消耗質(zhì)量是127：7，D項錯誤；答案選D。5．（雙選）（2022·山東青島·高三開學(xué)考試）設(shè)計如圖裝置處理含甲醇的廢水并進(jìn)行粗銅的精煉。下列說法正確的是（）A．甲電極增加的質(zhì)量等于乙電極減少的質(zhì)量B．裝置工作一段時間后，原電池裝置中溶液的pH不變C．理論上每產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下SKIPIF1<0，甲電極增重9.6gD．原電池正極反應(yīng)式為SKIPIF1<05.CDA．根據(jù)粗銅的精煉陽極是粗銅，電極反應(yīng)中雜質(zhì)鋅、鐵等會發(fā)生反應(yīng)，而陰極是精銅，發(fā)生的反應(yīng)是Cu2++2e-=Cu，故增加的質(zhì)量和減少的質(zhì)量不相等，故A不正確；B．根據(jù)裝置圖中左邊參于的甲醇判斷，左邊屬于原電池，根據(jù)參于物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)方程式為：SKIPIF1<0；故溶液的PH增大，故B不正確；C．根據(jù)B中書寫的化學(xué)方程式利用二氧化碳和電子的關(guān)系式：CO2～6e-，1.12L轉(zhuǎn)移的電子為0.3mol，甲電極為陰極發(fā)生的反應(yīng)為：Cu2++2e-=Cu，根據(jù)電子和銅之間的關(guān)系計算銅的物質(zhì)的量為0.15mol，故增重9.6g，故C正確；D．根據(jù)圖像及電子守恒書寫原電池正極反應(yīng)式為SKIPIF1<0，故D正確；故選答案CD；6．（2022·湖北黃岡·高三模擬）一種新型短路膜電化學(xué)電池消除SKIPIF1<0裝置如下圖所示。下列說法錯誤的是（）A．負(fù)極反應(yīng)為：SKIPIF1<0B．正極反應(yīng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LSKIPIF1<0，理論上需要轉(zhuǎn)移4mol電子C．短路膜和常見的離子交換膜不同，它既能傳遞離子，還可以傳遞電子D．該裝置可用于空氣中SKIPIF1<0的捕獲，緩解溫室效應(yīng)6.AA．由分析可知，負(fù)極反應(yīng)為：SKIPIF1<0，A錯誤；B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LSKIPIF1<0的物質(zhì)的量為1mol，根據(jù)氧元素化合價變化結(jié)合電子守恒可知，SKIPIF1<0，則理論上需要轉(zhuǎn)移4mol電子，B正確；C．由圖示可知，短路膜中存在電子運動，故和常見的離子交換膜不同，它既能傳遞離子，還可以傳遞電子，C正確；D．由圖示可知，該裝置吸收含二氧化碳空氣，釋放出不含二氧化碳的空氣，生成二氧化碳可以被收集利用，故可用于空氣中SKIPIF1<0的捕獲，緩解溫室效應(yīng)，D正確；故選A。7（雙選）研究表明，采用新型鐵改性的鎳金屬陶瓷作電極，可以增強對氨利用的催化活性，提高質(zhì)子陶瓷燃料電池的性能，工作原理如圖。下列說法正確的是（）A．Ni金屬陶瓷電極作正極B．電池工作時，電子經(jīng)固體電解質(zhì)向正極移動C．負(fù)極的電極反應(yīng)式為SKIPIF1<0D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗22.4L氨氣轉(zhuǎn)移3molSKIPIF1<07.CDA．電極a是SKIPIF1<0轉(zhuǎn)化為SKIPIF1<0，故失SKIPIF1<0為負(fù)極，A錯誤；B．電子只在外中路中傳輸，固體電解質(zhì)甲是質(zhì)子移動，B錯誤；C．據(jù)分析知，負(fù)極的電極反應(yīng)式為SKIPIF1<0，C正確；D．由C可知，標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗22.4L即1mol氨氣轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移3molSKIPIF1<0，D正確；故選CD。題點（二）二次電池8．（2022·廣東卷）科學(xué)家基于SKIPIF1<0易溶于SKIPIF1<0的性質(zhì)，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲能設(shè)備(如圖)。充電時電極a的反應(yīng)為：SKIPIF1<0。下列說法正確的是（）A．充電時電極b是陰極B．放電時SKIPIF1<0溶液的SKIPIF1<0減小C．放電時SKIPIF1<0溶液的濃度增大D．每生成SKIPIF1<0，電極a質(zhì)量理論上增加SKIPIF1<08.CA．由充電時電極a的反應(yīng)可知，充電時電極a發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極a是陰極，則電極b是陽極，故A錯誤；B．放電時電極反應(yīng)和充電時相反，則由放電時電極a的反應(yīng)為SKIPIF1<0可知，NaCl溶液的pH不變，故B錯誤；C．放電時負(fù)極反應(yīng)為SKIPIF1<0，正極反應(yīng)為SKIPIF1<0，反應(yīng)后Na+和Cl-濃度都增大，則放電時NaCl溶液的濃度增大，故C正確；D．充電時陽極反應(yīng)為SKIPIF1<0，陰極反應(yīng)為SKIPIF1<0，由得失電子守恒可知，每生成1molCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g/molSKIPIF1<02mol=46g，故D錯誤；答案選C。9．（2022·全國乙卷）SKIPIF1<0電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來科學(xué)家研究了一種光照充電SKIPIF1<0電池(如圖所示)。光照時，光催化電極產(chǎn)生電子SKIPIF1<0和空穴SKIPIF1<0，驅(qū)動陰極反應(yīng)SKIPIF1<0和陽極反應(yīng)(Li2O2+2h+=2Li++O2)對電池進(jìn)行充電。下列敘述錯誤的是（）A．充電時，電池的總反應(yīng)SKIPIF1<0B．充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C．放電時，Li+從正極穿過離子交換膜向負(fù)極遷移D．放電時，正極發(fā)生反應(yīng)SKIPIF1<09.CA．光照時，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)對電池進(jìn)行充電，結(jié)合陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)，充電時電池的總反應(yīng)為Li2O2=2Li+O2，A正確；B．充電時，光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，陰極反應(yīng)與電子有關(guān)，陽極反應(yīng)與空穴有關(guān)，故充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，B正確；C．放電時，金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極，Li+從負(fù)極穿過離子交換膜向正極遷移，C錯誤；D．放電時總反應(yīng)為2Li+O2=Li2O2，正極反應(yīng)為O2+2Li++2e-=Li2O2，D正確；答案選C。10．（2021·湖南卷）鋅溴液流電池是一種先進(jìn)的水溶液電解質(zhì)電池，廣泛應(yīng)用于再生能源儲能和智能電網(wǎng)的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅溴液流電池工作原理如圖所：下列說法錯誤的是（）A．放電時，N極為正極B．放電時，左側(cè)貯液器中SKIPIF1<0的濃度不斷減小C．充電時，M極的電極反應(yīng)式為SKIPIF1<0D．隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過10.BA．由分析可知，放電時，N電極為電池的正極，故A正確；B．由分析可知，放電時，溶液中有Zn2+與Br-生成，通過循環(huán)回路，左側(cè)儲液器中溴化鋅的濃度增大，故B錯誤；C．由分析可知，充電時，M電極與直流電源的負(fù)極相連，做電解池的陰極，鋅離子在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋅，電極反應(yīng)式為Zn2++2e-=Zn，故C正確；D．由分析可知，放電或充電時，交換膜允許鋅離子和溴離子通過，維持兩側(cè)溴化鋅溶液的濃度保持不變，故D正確；故選B。11．（2022·河南·商丘市第一高級中學(xué)高三期中）K－O2二次電池具有較高的穩(wěn)定性，其工作原理如圖所示，其中電解質(zhì)只能傳導(dǎo)K+。下列說法錯誤的是（）A．放電時，碳電極質(zhì)量增大B．充電時，陽極電極反應(yīng)式為KO2-e-=K++O2↑C．當(dāng)電路中有0.2mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.2molK+通過電解質(zhì)D．當(dāng)有2.24LO2被還原時，就會有3.9gK被氧化11.DA．根據(jù)圖示可知：在放電時，正極上K+得到電子，與O2反應(yīng)產(chǎn)生KO2，電極反應(yīng)式為K++e-+O2=KO2，A正確；B．充電時碳電極接電源正極，作陽極，陽極上KO2失去電子后轉(zhuǎn)化為K+與O2，B正確；C．電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量與通過電解質(zhì)的離子所帶電荷的物質(zhì)的量相同，故當(dāng)電路中有0.2mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.2molK+通過電解質(zhì)，C正確；D．沒有指明氣體對應(yīng)的溫度與壓強，因此無法確定氣體的物質(zhì)的量，也不能知道被氧化的金屬K的質(zhì)量是多少，D錯誤；故合理選項是D。12．（2022·河南高三一模）劉天驃教授團隊開發(fā)出一種鋅－二茂鐵氧化還原雙極性儲能材料，應(yīng)用于pH中性水系液流電池，將水系有機液流電池的性能推進(jìn)到了一個新的高度。下列說法正確的是（）A．放電時，電極A作負(fù)極B．放電時，Zn2+穿過離子交換膜向電極電極B遷移C．充電時，陰極的電極反應(yīng)為Zn2++2e-=ZnD．充電時，1molZn2+過膜時，有2mol二茂鐵被還原12.CA．放電時，電極A發(fā)生還原反應(yīng)，作原電池正極，A項錯誤；B．放電時，陽離子移向正極，Zn2+應(yīng)向電極A遷移，B項錯誤；C．充電時，電