2024屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)課時(shí)跟蹤練20原電池與化學(xué)電源

課時(shí)跟蹤練20

一、選擇題

3+

1.（2022?華南師大附中月考）某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)查閱相關(guān)資料知氧化性：Cr20r>Fe,設(shè)

計(jì)了鹽橋式原電池，如圖，鹽橋中裝有瓊脂與飽和K2soi溶液。下列敘述正確的是（）

石墨卜二紀(jì)「‘石里

鹽橋R/

kFiSO。和<Et：K2Cr2O7,Cr2(SO4)3

FeSO,溶液胃7和稀H2s(L溶液

乙

A.甲燒杯的溶液中發(fā)生還原反應(yīng)

B.乙燒杯中發(fā)生的電極反應(yīng)為：2Cra+4-71L0-6o-=Cr,0r4-1411+

C.外電路的電流方向是從b到a

D.電池工作時(shí)，鹽橋中的SO廠移向乙燒杯

2+3+

解析：A項(xiàng)，甲燒杯的溶液中發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe-e-=Fe;B項(xiàng)，乙烷杯的溶液中發(fā)生

還原反應(yīng)，應(yīng)為CM）：得到電子生成Cr"；C項(xiàng)，a極為負(fù)極，b極為正極，外電路中電流

方向由b到a；D項(xiàng)，S0：向負(fù)極移動(dòng)，即移向甲燒杯。

答案：C

2.（2022?佛山石門中學(xué)月考）以K0I1溶液為離子導(dǎo)體,分別組成CHSOHQ,NMOZ'CDNNIMZ

清潔燃料電池，下列說法正確的是（）

A.放電過程中，K+均向負(fù)極移動(dòng)

B.放電過程中，KOH物質(zhì)的量均減小

C.消耗等質(zhì)量燃料，（CH；）2NNH。燃料電池的理論放電量最大

D.消耗1molO2時(shí),理論上MH。燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L

解析：堿性環(huán)境下，CH。，燃料電池總反應(yīng)為2CH30H4-302+4K011=2K2CO3+6IL0；N2H◎燃

料電池總反應(yīng)為N2H,+02=N2+2H20；（CHJ2NNH2中C和N元素的化合價(jià)均為一2價(jià)，H元素

的化合價(jià)為+1價(jià)，根據(jù)乳化還原反應(yīng)原理可推知（CHJANHZQ燃料電池總反應(yīng)為（CHMNNH2

+40,+4K0H=2K￡03+N2+6HO據(jù)此結(jié)合原電池的工作原理分析解答。理論放電量與燃料

的物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)移電子數(shù)有關(guān)，設(shè)消耗燃料的質(zhì)量均為/〃g，則甲醇、Nz比和（CHjzNN艮放電

量（物質(zhì)的量表達(dá)式）分別是'1X6、,J"1X4、門「內(nèi)6,通過比較可知

32g/mol32g/mol60g/mol

（CH3NNH2理論放電量最大，C項(xiàng)正確。

答案：C

3.（2022?中山紀(jì)念中學(xué)月考）KO?電池結(jié)構(gòu)如圖，a和b為兩個(gè)電極，其中之一為單質(zhì)鉀片。

關(guān)于該電池，下列說法錯(cuò)誤的是（）

有機(jī)電解質(zhì)1右.機(jī)電解質(zhì)2

A.隔膜允許K，通過，不允許6通過

B.放電時(shí)，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極；充電時(shí)，b電極為陽(yáng)極

C.產(chǎn)生1Ah電量時(shí)，生成KO?的質(zhì)量與消耗02的質(zhì)量比值約為2.22

D.用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗3.9g鉀時(shí)，鉛酸蓄電池消耗0.9g水

解析：由題圖可知，b電極上&轉(zhuǎn)化為KO?,則b電極為電池正極，a電極為電池負(fù)極，

K*通過隔膜由a電極向b電極遷移，為避免氧化K電極，①不能通過隔膜，A說法正確;

放電時(shí)，電流由正極經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極，即由b電極經(jīng)導(dǎo)線流向a電極，充電時(shí)，b電極與外

接電源的正極相連，b電極為陽(yáng)極，B說法正確；產(chǎn)生1Ah電量時(shí)，生成KO,與消耗02的質(zhì)

量比為71:32-2.22,C說法正確；鉛酸蓄電池充電時(shí)的總反應(yīng)式為2PbSOt4-2H2O=PbO2

+Pb+2H2SO1,轉(zhuǎn)移2mole~,消耗2molH20,根據(jù)得失電子守恒，消耗3.9g鉀時(shí)，轉(zhuǎn)

移0.1mole-,鉛酸蓄電池消耗0.1molHO其質(zhì)量為1.8g,D說法錯(cuò)誤。

答案：D

4.(2022?江門鶴山一中月考)某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電極A為非晶

硅薄膜，充電時(shí)Li+得電子成為L(zhǎng)i嵌入該薄膜材料中；電極B為L(zhǎng)iCoO：薄膜；集流體起導(dǎo)

電作用。下列說法不正確的是()

A.充電時(shí)，集流體A與外接電源的負(fù)極相連

B.放電時(shí)，外電路通過amol電子時(shí)，LiPON薄膜電解質(zhì)損失amolLi*

C.放電時(shí)，電極B為正極，反應(yīng)可表示為L(zhǎng)i「￡o()2+乩i++*e-=LiCo()2

放電

D.電池總反應(yīng)可表示為L(zhǎng)i,Si+Li^XoO，Si+LiCoO?

充電

解析：由題給信息知，放電時(shí)，電極A是電池的負(fù)極，Li失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)：Li,Si一

-+

xe=ALi4-Si,電極B是電池的正極，Li.￡o0±得到電子發(fā)生還原反應(yīng)：Lii-<Co024-

^Li*+xe-=LiCo02；充可時(shí)，Li.在電極A得電子被還原成Li,作為電解池的陰極與電源

負(fù)極相連，電極B中LiCoO：的部分Li被氧化為L(zhǎng)i+得到Li-QA,，作為電解池的陽(yáng)極與電

源正極相連。據(jù)此分析解答。充電時(shí)，電極A與外接電源的負(fù)極相連，是陰極，電極B與外

接電源的正極相連，是陽(yáng)極，則集流體A與外接電源的負(fù)極連接，A項(xiàng)正確；放電時(shí)，UPON

薄膜電解質(zhì)中的Li.轉(zhuǎn)移至電極B的過程中，電極A中L：失去電子轉(zhuǎn)化為鋰離子進(jìn)入LiPON

薄膜電解質(zhì)中，即Li+的數(shù)目沒有發(fā)生變化，B項(xiàng)錯(cuò)誤：根據(jù)分析，放電時(shí)，電極B為正極，

電極反應(yīng)式為L(zhǎng)ii_￡o02+xL「+xe-=LiCo02,C項(xiàng)正確；調(diào)整電池正、負(fù)極反應(yīng)，使得失

_放電..

電子守恒，得電池總反應(yīng)：LiBi+Lii-xCoOzSi+LiCoOz,D項(xiàng)正確。

充電

答案：B

5.（2022?廣州執(zhí)信中學(xué)月考）微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置，利用微生物

處理有機(jī)廢水獲得電能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，

用下圖所示裝置處理有機(jī)唆水（以含CH￡OO的溶液為例；。下列說法錯(cuò)誤的是（）

隔膜1③隔膜2

\/

,b

極

生物膜有機(jī)模擬酸性

廢水褥水水溶液

A.負(fù)極反應(yīng)為CH￡0（r+2H2（）-8e—=2C（）2f+7H+

B.隔膜1為陽(yáng)離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜

C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，模擬海水理論上除鹽58.5g

【）.電池工作一段時(shí)間后，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2：1

解析：結(jié)合題圖可知放電時(shí)的電極反應(yīng)如下：

電極名稱電極反應(yīng)

--+

負(fù)極（a極）CHaCOO+2H2O-8e=2CO2t+7H

+

正極（b極）2H+2e~=H21

根據(jù)上述分析可知，A項(xiàng)正確；該電池工作時(shí)，向a極移動(dòng)，Na'向b極移動(dòng)，即隔膜1

為陰離子交換膜，隔膜2為陽(yáng)離子交換膜，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，向a極和

b極分別移動(dòng)1molCl一和1molNa\則模擬海水理論上可除鹽58.5g,C項(xiàng)正確：電池

工作時(shí)負(fù)極產(chǎn)生COi,正極產(chǎn)生H2,結(jié)合正、負(fù)極的電極反應(yīng)知，一段時(shí)間后，正極和負(fù)極

產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2：1,D項(xiàng)正確。

答案：B

6.（2022?深圳光明高級(jí)中學(xué)月考）科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型ZnCO/水介質(zhì)電池。電池示

意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時(shí)，溫室氣體C&被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸

等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯(cuò)誤的是（）

2H2（）=4（）曠，則電路中通過（）.04mole一時(shí)，正極有0.01mol（h參與反應(yīng)，其在標(biāo)準(zhǔn)狀況

下的體積為0.224L,A項(xiàng)正確；由正、負(fù)極的電極反應(yīng)式可知，該電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)溶

液的pH降低，正極區(qū)溶液的pH升高，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由上述分析知，該電池的總反應(yīng)方程式為

-

4VB2+11O2+2OOH+6H2O=8B（OH）；+4V0f,C項(xiàng)正確；電流與電子的流動(dòng)方向相反，電流

從正極出發(fā)，沿負(fù)載流向負(fù)極，再經(jīng)過溶液最終回到正極，D項(xiàng)正確。

答案：B

8.（2022?廣州廣雅中學(xué)月考）鋅/溟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(chǔ)能和智能電網(wǎng)的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅，澳液流電池工作原理如圖所示。下

列說法錯(cuò)誤的是（）

熱交

換

器

」

雙極性碳和塑料電極」電極貯存

A.放電時(shí)，N極為正極

B.放電時(shí)，左側(cè)貯液器中ZnBn的濃度不斷減小

C.充電時(shí)，M極的電極反應(yīng)式為Z/++2e—=Zn

D.隔膜允許陽(yáng)離子通過，也允許陰離子通過

解析：在該原電池中，活潑金屬鋅為負(fù)極，則N極為正極，A說法正確；放電時(shí)，左側(cè)鋅放

電產(chǎn)生Zr?+,貯液器中ZnBm濃度不斷增大，B說法錯(cuò)誤：充電時(shí)，M極為陰極，電極反應(yīng)

式為Z/++2c—=Zn,C說法正確；放電時(shí)，Zn電極產(chǎn)生Zn?+,BQ活性電極產(chǎn)生

Br-,均進(jìn)入溶液形成循環(huán)回路，陽(yáng)離子、陰離子均能通過隔膜，D說法正確。

答案：B

9.（2022?深圳高級(jí)中學(xué)月考）二氧化硫一空氣質(zhì)子交換膜燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的

同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合，降低了成本提高了效益，其原理如圖所

示。下列說法錯(cuò)誤的是（）

SO「空氣質(zhì)子交換膜燃料電池的原理圖

A.Ptl電極附近發(fā)生的反應(yīng)為S02+2IL0—2e—=S（r+4H

B.該電池放電時(shí)電子從Ptl電極經(jīng)過外電路流到Pt2電極

C.Pt2電極附近發(fā)生的反應(yīng)為02+4e—=2(r

D.相同條件下，放電過程中消耗的S0?和6的體積比為2：1

解析：Ptl電極為負(fù)極，附近發(fā)生的反應(yīng)為S()2+2H20-2e—=S()r+4H+,故A項(xiàng)正確；電

子由負(fù)極Ptl流出經(jīng)外電路流向正極Pt2,故B項(xiàng)正確；Pt2電極為正極，附近發(fā)生的反應(yīng)

為0,+4屋+4H+=2乩0,故C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)得失電子守恒可知，SO?和0°按物質(zhì)的量2：1

反應(yīng)，則相同條件下，放電過程中消耗的S02和①的體積比為2：1,故1)項(xiàng)正確。

答案：C

_放電

10.(2022?東莞高級(jí)八中月考)某單液電池如圖所示，其反應(yīng)原理為H?+2AgCl(s)

充電

2Ag(s)+2HCl。下列說法錯(cuò)誤的是()

A.放電時(shí)，左邊電極為負(fù)極

B.放電時(shí)，溶液中射向右邊電極移動(dòng)

C.充電時(shí)，右邊電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式：Ag-e-=Ag"

D.充電時(shí)，當(dāng)左邊電極生成1mol乩時(shí)，電解質(zhì)溶液的質(zhì)量減輕73g

解析：充電時(shí)，左邊電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H++2鼠=乩t;右邊電

極為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Ag—e-+C廣=AgCl,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：C

二、非選擇題

11.(2022?東莞中學(xué)月考)某化學(xué)興趣小組的幾位同學(xué)探究原電池原理的應(yīng)用時(shí)，做了如下

的實(shí)驗(yàn)：

I.原電池原理判斷金屬的活潑性。

(1)實(shí)驗(yàn)前，甲同學(xué)認(rèn)為“構(gòu)成原甩池的負(fù)極總是較活潑的金屬材料”，若根據(jù)他的判斷，

兩個(gè)裝置中的A1都是________極；實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)裝置中的電流表偏轉(zhuǎn)方向不同，則

以下的有關(guān)判斷正確的是（填字母）O

A.利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動(dòng)性順序時(shí)應(yīng)注意選擇合適的電解質(zhì)

B.鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強(qiáng)

C.該實(shí)驗(yàn)說明金屬活動(dòng)也順序已過時(shí)，已沒有實(shí)用價(jià)值

D.該實(shí)驗(yàn)說明化學(xué)研究對(duì)象復(fù)雜，反應(yīng)受條件影響較大，故應(yīng)具體問題具體分析

（2）乙同學(xué)利用打磨過的銅片和鋁片設(shè)計(jì)了如圖3的實(shí)驗(yàn)裝置，并測(cè)量和繪制了原電池的電

流（/）隨時(shí)間（。的變化曲線如圖4（極短時(shí)間電流反轉(zhuǎn)），則圖中6時(shí)刻之后階段，負(fù)極材料

是o

n.銅與濃硝酸反應(yīng)探窕。

（3）乙同學(xué)又將銅片直接放入濃硝酸中：

①實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為

②待反應(yīng)停止后，若銅有剩余，再加入少量25%的稀硫酸，這時(shí)銅片上乂有氣泡產(chǎn)生，原因

是____________________________________________________________________________

（用離子方程式表示）。

③若將12.8g銅跟一定量的濃硝酸反應(yīng)，銅耗完時(shí)，共產(chǎn)生氣體5.6L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。則所

消耗濃硝酸的物質(zhì)的量是moU

解析：I.（1）金屬活動(dòng)性順序表中，鎂比鋁活潑，甲同學(xué)認(rèn)為“構(gòu)成原電池的負(fù)極總是較活

潑的金屬材料”，所以甲同學(xué)認(rèn)為A1都是正極。利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動(dòng)性順序時(shí)應(yīng)

注意涉及的化學(xué)反應(yīng)原理，選擇合適的電解質(zhì)，故A項(xiàng)正確；兩個(gè)裝置中的電流表偏轉(zhuǎn)方向

不同，是因?yàn)閮蓚€(gè)原電池涉及的化學(xué)反應(yīng)不一樣，一個(gè)是鎂和硫酸反應(yīng)，一個(gè)是鋁和氫氧化

鈉反應(yīng)，并不能說明鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強(qiáng)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)說明應(yīng)根據(jù)原

電池涉及的反應(yīng)來(lái)判斷正負(fù)極，而不是盲目根據(jù)金屬活動(dòng)性順序來(lái)判斷，故根據(jù)該實(shí)驗(yàn)說明

金屬活動(dòng)性順序已過時(shí)，已沒有實(shí)用價(jià)值的說法錯(cuò)誤，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)說明化學(xué)研究,

不能盲目套用經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)根據(jù)研究對(duì)象，反應(yīng)條件，具體問題具體分析，故D項(xiàng)正確。（2）實(shí)

驗(yàn)開始時(shí)，由于鋁片比銅片活潑，鋁片是負(fù)極，鋁片失電子，但鋁片遇濃硝酸反應(yīng)后會(huì)使其

表面生成致密氧化膜而鈍化，則電流會(huì)越來(lái)越小，右時(shí)刻之后，就是銅和濃硝酸反應(yīng)了，所

以電流出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，此時(shí)，銅失去電子，是負(fù)極。

IL（3）①銅和濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮?dú)怏w，同時(shí)生成硝酸銅，故其反應(yīng)現(xiàn)象是銅片逐漸溶

解，溶液變藍(lán)色，且有紅棕色氣體生成。②加入的稀硫酸會(huì)電離出大量氫離子，氫離子會(huì)和

硝酸銅的硝酸根離子和剩余的少量銅繼續(xù)反應(yīng)，其離子方程式為3Cu+8H++3N0；=

3CU2++2N0t+41W,③銅和濃硝酸反應(yīng)過程中，硝酸濃度會(huì)逐漸變小，所以生成的氣體是

NO和NO?混合氣體，根據(jù)產(chǎn)生氣體5.6L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），所以混合氣體的物質(zhì)的量為0.25mol,

根據(jù)NO和N0°的化學(xué)式，根據(jù)N元素守恒，可知被還原的硝酸總共是0.25mol,根據(jù)關(guān)系

式Cu?Cu（NO：）2~2HM）：,,再根據(jù)參加反應(yīng)銅的質(zhì)量12.8g,其物質(zhì)的量為0.2mol可知,

還有0.4mol硝酸參與反應(yīng)，所以該過程中消耗的硝酸總的物質(zhì)的量為0.25mol+0.4mol

=0.65molo

答案：［.⑴正AD（2>Cu

II.（3）①銅片逐漸溶解，溶液變藍(lán)色，且有紅棕色氣體生成

②3Cu+8H++3N0「=3Cu"+2N0t+4H20③0.65

12.（2022?順德羅定邦中學(xué)月考）某小組探究Na2sQ,溶液和KI0：,溶液的反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)I:向某濃度的K】（h酸性溶液（過量）中加入NaSO,溶液（含淀粉），一段時(shí)間"s）、，

溶液突然變藍(lán)。

查閱資料知：10；在酸性溶液中氧化廠，發(fā)生的反應(yīng)為10；+51―+611+:312+3比0。

（1）針對(duì)￡s前溶液未變藍(lán)，小組做出如下假設(shè)：

i.￡s前未生成是由于反應(yīng)的活化能（填“大”或“小”）,反應(yīng)速率小導(dǎo)致的。

ii.ts前生成了12,但由于存在Na2s6,Na2sO3將生成的7還原。

（2）下述實(shí)驗(yàn)證實(shí)了假設(shè)ii合理。

實(shí)驗(yàn)II：向?qū)嶒?yàn)］的藍(lán)色溶液中加入,

藍(lán)色迅速消失，后再次變藍(lán)。

（3）進(jìn)一步研究Na2s0」溶液和KI0：,溶液反應(yīng)的過程，裝置如圖。

實(shí)驗(yàn)Hl：K閉合后，電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況記錄如表：

表盤

時(shí)間/s0?h打?6tiTF

指針回到“0”處，又返酸生除B趴啖0,

右偏至“rKI（八溶液溶液

偏轉(zhuǎn)位置至“至處;如此周期性指針歸零鹽橋

處

往復(fù)多次……

①K閉合后，取b極區(qū)溶液加入鹽酸酸化的BaCk溶液，生成白色沉淀。

②0?力s時(shí)，從a極區(qū)取溶液置于試管中，滴加淀粉溶液，溶液變藍(lán)：直