易錯(cuò)專題13 化學(xué)電池（原卷版）-2024-2025學(xué)年高二化學(xué)易錯(cuò)題典例精講與習(xí)題精練（人教版2019選擇性必修1）

易錯(cuò)專題13化學(xué)電池聚焦易錯(cuò)點(diǎn)：?易錯(cuò)點(diǎn)一化學(xué)電池?易錯(cuò)點(diǎn)二電極反應(yīng)式的書寫典例精講易錯(cuò)點(diǎn)一化學(xué)電池【易錯(cuò)典例】例1（2023上·安徽蕪湖·高二安徽師范大學(xué)附屬中學(xué)?？茧A段練習(xí)）金屬(M)-空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，有望成為新能源汽車和移動(dòng)設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應(yīng)方程式為：4M＋nO2＋2nH2O=4M(OH)n。已知：電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是()A．采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴(kuò)散至電極表面B．比較Mg、Al、Zn三種金屬-空氣電池，Al-空氣電池的理論比能量最高C．M-空氣電池放電過程的正極反應(yīng)式：4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4ne－=4M(OH)nD．在Mg-空氣電池中，為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg(OH)2，宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜【解題必備】1.化學(xué)電池（1）定義：化學(xué)電池是將化學(xué)能變成電能的裝置。（2）分類：化學(xué)電池是一類應(yīng)用范圍廣、實(shí)用性強(qiáng)的電源，分為一次電池、二次電池(充電電池)、燃料電池(連續(xù)電池)。種類特點(diǎn)(分類依據(jù))實(shí)例一次電池放完電以后不能再使用普通鋅錳電池、堿性鋅錳電池二次電池充電、放電可循環(huán)進(jìn)行鉛蓄電池、鎳氫電池燃料電池可通過不斷充入燃料、氧化劑，連續(xù)使用氫氧燃料電池、CH4燃料電池（3）化學(xué)電池的優(yōu)點(diǎn)有：能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠；可以制成各種形狀和大小，不同容量和電壓的電池和電池組，使用方便；易維護(hù)，可在各種環(huán)境下工作。2.常見的化學(xué)電池（1）一次電池：①堿性鋅錳電池是一種常用的一次電池，其負(fù)極是Zn，正極是MnO2，電解質(zhì)溶液是KOH溶液。負(fù)極反應(yīng)式：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2，正極反應(yīng)式：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－，總反應(yīng)式：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2。②鋅銀電池具有比能量大、電壓穩(wěn)定、儲(chǔ)存時(shí)間長等特點(diǎn)。試根據(jù)總反應(yīng)式Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag判斷：負(fù)極是Zn，其依據(jù)是在總反應(yīng)式中鋅元素化合價(jià)升高，失去電子，鋅為負(fù)極。正極反應(yīng)式是Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－，反應(yīng)類型是還原反應(yīng)。（2）二次電池：鉛蓄電池是常見的二次電池，其負(fù)極是Pb，正極是PbO2，電解質(zhì)溶液是硫酸溶液。放電過程中，電解質(zhì)溶液的pH變化是變大，理由是H2SO4不斷被消耗，使c(H＋)減小，pH增大?？偡磻?yīng)方程式Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)放電電極反應(yīng)式負(fù)極：Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)－2e－=PbSO4(s)正極：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2e－=PbSO4(s)＋2H2O(l)充電電極反應(yīng)式陰極：PbSO4(s)＋2e－=Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－=PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)（3）燃料電池①氫氧燃料電池用Pt作電極，不斷充入燃料(H2)和氧化劑(O2)，分別在兩極發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，電池總反應(yīng)式是2H2＋O2=2H2O。氫氧燃料電池在不同介質(zhì)中的電極反應(yīng)：介質(zhì)負(fù)極反應(yīng)式正極反應(yīng)式酸性2H2－4e－=4H＋O2＋4H＋＋4e－=2H2O中性2H2－4e－=4H＋O2＋2H2O＋4e－=4OH－堿性2H2－4e－＋4OH－=4H2OO2＋2H2O＋4e－=4OH－②燃料電池的燃料除氫氣外，還有烴、肼、甲醇、氨、煤氣等氣體或液體。若用導(dǎo)線相連的兩個(gè)鉑電極插入KOH溶液中，然后向兩極分別通入甲醇(CH3OH)和氧氣，發(fā)生原電池反應(yīng)。在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)的是CH3OH，其產(chǎn)物最終是H2O、COeq\o\al(2－,3)，負(fù)極反應(yīng)式是2CH3OH－12e－＋16OH－=2COeq\o\al(2－,3)＋12H2O；正極反應(yīng)式是3O2＋6H2O＋12e－=12OH－；總反應(yīng)式是2CH3OH＋3O2＋4OH－=2COeq\o\al(2－,3)＋6H2O?！咀兪酵黄啤?．（2023·貴州·清華中學(xué)高二階段練習(xí)）一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意圖如圖所示。下列有關(guān)該電池的說法正確的是()A.反應(yīng)CH4+H2O3H2+CO,每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol電子B.電極A上H2參與的電極反應(yīng)為H2+2OH--2e-=2H2OC.電池工作時(shí),CO3D.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+2CO2+4e-=2CO易錯(cuò)點(diǎn)二電極反應(yīng)式書寫【易錯(cuò)典例】例2（2023·福建·上杭縣才溪中學(xué)高二階段練習(xí)）甲醛超標(biāo)會(huì)危害人體健康，因此需對(duì)甲醛進(jìn)行含量檢測及污染處理。某甲醛氣體傳感器的工作原理如圖所示。下列反應(yīng)式中能正確表示正極的電極反應(yīng)式的是A．HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+B．O2+4H++4e-=2H2OC．2H++2e-=H2↑D．O2+2H2O+4e-=4OH-【解題必備】化學(xué)電池中的電極反應(yīng)式書寫(1)正確判斷出化學(xué)電池的負(fù)極和正極，確定兩極上分別發(fā)生的具體反應(yīng)。(2)確認(rèn)電極得失電子后的產(chǎn)物是否能與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)，若能反應(yīng)，則應(yīng)寫與電解質(zhì)溶液反應(yīng)后的電極反應(yīng)式。(3)在正極上，若是電解質(zhì)溶液中的某種離子被還原，無論該離子是強(qiáng)電解質(zhì)提供的，還是弱電解質(zhì)提供的，一律寫離子符號(hào)。(4)書寫二次電池的電極反應(yīng)時(shí)，要注意判斷充電方向與放電方向。放電時(shí)的電極反應(yīng)式倒過來即為充電時(shí)的電極反應(yīng)式(注意電子的得失)?！咀兪酵黄啤?．（2023·山東棗莊·高二期中）執(zhí)法交警最常用的一種酒精檢測儀的工作原理示意圖如圖所示，其反應(yīng)原理為，被測者呼出氣體中所含的酒精被輸送到電池中反應(yīng)產(chǎn)生微小電流，該電流經(jīng)電子放大器放大后在液晶顯示屏上顯示其酒精含量。下列說法不正確的A．電解質(zhì)溶液中的移向a電極B．b為正極，電極反應(yīng)式為C．呼出氣體中酒精含量越低，微處理器中通過的電流越大D．a(chǎn)極上的電極反應(yīng)式為習(xí)題精練1．（2023上·福建福州·高二福建省福州高級(jí)中學(xué)?？计谥校┮訤e[Fe(CN)6]為代表的新型可充電鈉離子電池，其放電工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．外電路通過0.2mol電子時(shí)，負(fù)極質(zhì)量變化為1.2gB．充電時(shí)，Mo箔接電源的正極C．充電時(shí)，通過離子交換膜從左室移向右室D．放電時(shí)，正極反應(yīng)式為2．（2023上·江蘇蘇州·高二江蘇省蘇州第一中學(xué)校階段練習(xí)）新華網(wǎng)報(bào)道，我國高溫固體氧化物燃料電池技術(shù)研發(fā)取得新突破?？茖W(xué)家利用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了廢氣資源回收能量，并得到單質(zhì)硫原理如圖所示，下列說法正確的是A．電極b為電池負(fù)極B．電極a上的電極反應(yīng)為：2H2S+2O2-_4e-=S2+2H2OC．該電池消耗1molH2S轉(zhuǎn)化成的電能理論上等于其燃燒熱值D．電路中每通過4mol電子，正極消耗448LH2S3．（2023上·浙江杭州·高二杭十四中?？计谥校┦覝剽c-硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個(gè)電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時(shí)，在硫電極發(fā)生反應(yīng)。，，2Na+++2(1-)e－=Na2S，下列敘述錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)Na+從硫電極向鈉電極遷移B．放電時(shí)外電路電子流動(dòng)的方向是a→bC．放電時(shí)正極反應(yīng)為：2Na++S8+2e-→Na2SD．炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能4．（2023上·湖南·高二嘉禾縣第一中學(xué)校聯(lián)考期中）一氧化氮-空氣質(zhì)子交換膜燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了制硝酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合，其原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．Pt2電極的電勢高于Pt1電極的電勢B．燃料電池總反應(yīng)為C．Pt1電極附近發(fā)生的反應(yīng)為NO+2H2O+3e-=+4H+D．該電池放電時(shí)H+從Pt1電極通過質(zhì)子交換膜向Pt2電極移動(dòng)5．（2023上·河南鄭州·高二河南省實(shí)驗(yàn)中學(xué)?？计谥校峒せ铍姵?又稱熱電池)可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl—KCl混合物一旦受熱熔融，電池瞬間即可輸出電能，該電池總反應(yīng)為：PbSO4?+?2LiCl?+?Ca?=?CaCl2?+?Li2SO4?+?Pb，關(guān)于該電池的下列說法中正確的是A．負(fù)極為鈣電極，發(fā)生還原反應(yīng)B．放電過程中，Li+向鈣電極移動(dòng)C．常溫時(shí)，在正負(fù)極之間連上檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)D．正極反應(yīng)物為LiCl6．（2023上·河北保定·高二統(tǒng)考期中）銀鋁電池具有能量密度高的優(yōu)點(diǎn)，其工作原理如圖所示，電池放電時(shí)的反應(yīng)為2Al+3Ag2O+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]+3Ag。下列說法錯(cuò)誤的是A．Al為電源負(fù)極 B．正極反應(yīng)為Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-C．放電時(shí)負(fù)極區(qū)pH增大 D．放電時(shí)Na+通過交換膜向右側(cè)移動(dòng)7．（2023上·山東·高二校聯(lián)考期中）青島大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院的劉曉敏、唐嘯團(tuán)隊(duì)通過合理的設(shè)計(jì)，使得體系中的“碘”和“溴”發(fā)生反應(yīng)，構(gòu)建了高性能的鋅-雙鹵素電池如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，鹵素離子向b極遷移B．放電時(shí)，完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子C．充電時(shí)，a極反應(yīng)式為D．充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能8．（2023上·江蘇蘇州·高二蘇州中學(xué)階段練習(xí)）有關(guān)下列四個(gè)常用電化學(xué)裝置的敘述正確的是A．圖Ⅰ所示電池中，的作用是做催化劑B．圖Ⅱ所示電池放電過程中，正極電極反應(yīng)式：C．圖Ⅲ所示裝置工作過程中，其正極電池反應(yīng)式：D．圖Ⅳ所示電池中，是還原劑，電池工作過程中被氧化為9．（2023上·江蘇蘇州·高二蘇州中學(xué)階段練習(xí)）氨氣是一種重要的化工原料，工業(yè)合成氨反應(yīng)為：，將上述合成氨反應(yīng)設(shè)計(jì)成燃料電池，工作原理如圖所示，其中用電器的稀的A溶液為電解質(zhì)溶液，下列說法錯(cuò)誤的是A．a(chǎn)電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)B．A溶液中所含溶質(zhì)為，可用蒸發(fā)結(jié)晶的方法分離出AC．a(chǎn)電極發(fā)生的反應(yīng)為：D．導(dǎo)線中電流方向?yàn)閍→b10．（2023上·福建福州·高二福州高新區(qū)第一中學(xué)（閩侯縣第三中學(xué)）校聯(lián)考期中）火星大氣中含有大量，一種有參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探測器供電。該電池以金屬鈉和碳納米管作為兩極(如圖所示)，放電的總反應(yīng)為，下列說法不正確的是A．該電池的介質(zhì)可以選擇溶液B．金屬Na作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)C．正極反應(yīng)式：D．工作時(shí)電子從Na電極經(jīng)導(dǎo)線流向碳納米管電極11．（2023上·江蘇蘇州·高二統(tǒng)考期中）下列有關(guān)原電池的說法不正確的是A．圖甲所示裝置中，鹽橋中的向盛有溶液的燒杯中移動(dòng)B．圖乙所示裝置中，正極的電極反應(yīng)式為C．圖丙所示裝置中，使用一段時(shí)間后，鋅筒會(huì)變薄D．圖丁所示裝置中，使用一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的酸性減弱，導(dǎo)電能力下降12．（2023上·江蘇蘇州·高二統(tǒng)考期中）微生物燃料電池可用于凈化含鉻廢水，其工作原理如圖所示，該電池工作時(shí)，下列說法不正確的是A．M極是電池的負(fù)極B．在電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C．N電極附近溶液的pH增大D．若參加反應(yīng)，則有從交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移13．（2023上·遼寧鐵嶺·高二鐵嶺市清河高級(jí)中學(xué)?？茧A段練習(xí)）某鈉離子電池結(jié)構(gòu)如圖所示，充電時(shí)Na+得電子成為Na嵌入硬碳中，下列說法錯(cuò)誤的是A．電池放電時(shí)，電子由電極B經(jīng)電解質(zhì)溶液流入電極AB．放電時(shí)，外電路通過0.1mol電子時(shí)，電極B損失2.3gNa+C．理論上，該電池在充、放電過程中，溶液中的鈉離子濃度不變D．放電時(shí)，電極A上發(fā)生的電極反應(yīng)為Na1－xTMO2+xNa++xe－=NaTMO214．（2023上·遼寧沈陽·高二沈陽市第一二〇中學(xué)?？茧A段練習(xí)）某高溫熔融鹽“熱電池”，采用LiAl、LiSi等合金作電極，具有比純鋰電池更高的安全性，其工作原理如圖所示。放電時(shí)，完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子。下列說法錯(cuò)誤的是A．若轉(zhuǎn)化為，則消耗B．負(fù)極質(zhì)量減少時(shí)理論上有陰離子向負(fù)極遷移C．正極的電極反應(yīng)式為D．該電池工作時(shí)電流方向?yàn)椋簶O用電器極15．（2023上·山東濟(jì)南·高二山東師范大學(xué)附中校考階段練習(xí)）標(biāo)準(zhǔn)電極常用于測定其他電極的電勢，測知電極的電勢高于電極的電勢。以下說法正確的是（

）

A．溶液可用代替B．電極反應(yīng)為C．微孔瓷片起到阻隔離子通過的作用D．若把體系換作體系，電壓表的示數(shù)變大16．（2023上·山東泰安·高二泰安一中校考階段練習(xí)）一種以液態(tài)肼()為燃料的電池裝置如圖所示，該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液。下列關(guān)于該電池的敘述正確的是A．b電極是正極B．a(chǎn)電極的電極反應(yīng)式：C．放電時(shí)，電子從a電極經(jīng)過負(fù)載流向b電極D．電池工作時(shí)，從正極移向負(fù)極17．（2023上·山東泰安·高二泰安一中?？茧A段練習(xí)）下圖是“海水河水”濃差電池裝置示意圖(不考慮溶解氧的影響)，其中a、b均為復(fù)合電極，b的電極反應(yīng)式為。下列說法正確的是A．a(chǎn)的電極反應(yīng)式為B．內(nèi)電路中，由b極區(qū)向a極區(qū)遷移C．工作一段時(shí)間后，兩極NaCl溶液的濃度差減小D．電路中轉(zhuǎn)移時(shí)，理論上a極區(qū)模擬海水的質(zhì)量減少58.5g18．（2023上·河南開封·高二統(tǒng)考期中）原電池原理廣泛應(yīng)用于科技、生產(chǎn)和生活中。(1)一種處理垃圾滲透液并用其發(fā)電的裝置工作示意圖如下。①在空氣中，微生物將垃圾滲透液硝化，該反應(yīng)的離子方程式為。②Y電極的電極反應(yīng)式為。③鹽橋中移向(填“X或Y”)極；當(dāng)轉(zhuǎn)移0.15mol電子時(shí)，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為L。(2)用于檢測酒駕的酸性燃料電池酒精檢測儀工作原理如圖所示。①電極X是該電池的(填“正”或“負(fù)”)極，電池總反應(yīng)式為。②電池工作時(shí)，質(zhì)子通過交換膜(填“從左向右”或“從右向左”)遷移。19．（2022上·遼寧葫蘆島·高二校聯(lián)考期中）現(xiàn)代生活離不開化學(xué)電源，各種各樣的化學(xué)電源都是依據(jù)原電池的原理制造的，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)原電池有重要的意義。請(qǐng)回答下列問題：I．某化學(xué)興趣小組根據(jù)反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池，裝置如圖所示。(1)負(fù)極的電極材料為，正極的電極材料可采用。(2)X溶液為，電池工作時(shí)，向(填“正極”或“負(fù)極”)移動(dòng)。II．燃料電池能抵轉(zhuǎn)換效率高、對(duì)環(huán)境污染小，是一種很有前途的能源利用方式。根據(jù)反應(yīng)設(shè)計(jì)的甲烷燃料電池如圖所示。(3)M極為