原电池专项训练
一、单选题（12题）
1．铅酸蓄电池反应原理为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)，下列说法正确的是
A．放电时，正极附近pH增大
B．充电时，铅酸蓄电池的负极连接电源的正极
C．放电时，负极的电极反应式为Pb-2e-=Pb2＋
D．充电时，阳极的电极反应式为PbSO4＋2e-=Pb＋
2．将图1所示装置中的盐桥(含琼脂 饱和KCl溶液)换成铜丝与石墨棒连接得到图2所示装置，发现电流计指针仍然有偏转。下列说法正确的是
A．图1中，电路中转移电子0.2 mol，则甲池NaCl溶液的质量增加大于5.6 g
B．图1中的石墨电极与图2中乙池石墨a电极的电极反应式不同
C．两图所示装置的能量变化均是将化学能转化为电能
D．图2中电子流向为Fe→电流计→石墨a→经电解质到达石墨b→铜丝→石墨c→Fe
3．肼(N2H4) 空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。下列说法中，不正确的是
A．该电池放电时，通入肼的一极为负极
B．电池每释放1 mol N2转移的电子数为4NA
C．通入空气的一极的电极反应式是O2＋2H2O＋4e-=4OH-
D．电池工作一段时间后，电解质溶液的pH将不变
4．以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质，天然气经重整催化作用提供反应气的燃料电池如图。下列说法正确的是
A．当外电路中通过2 mol电子时，将消耗11.2 L O2
B．通天然气的电极为负极，发生还原反应
C．该电池使用过程中需补充Li2CO3和K2CO3
D．正极电极反应式为O2＋4e-＋2CO2=2
5．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理如图所示。下列说法正确的是
A．该电池工作时电能转化为化学能 B．该电池中电极a是正极
C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a D．该电池的总反应：
6．某小组设计如图装置(盐桥中盛有浸泡了KNO3溶液的琼胶)研究电化学原理。下列叙述正确的是
A．银片为负极，发生的反应为：Ag++e-=Ag
B．用稀硫酸代替AgNO3溶液，也可形成原电池
C．进行实验时，琼胶中K+移向Mg(NO3)2溶液
D．取出盐桥，电流表指针依然偏转
7．我国科学家开发了FeCo-NSC催化剂，设计一种新型锌-空气电池，装置如图所示。
放电时，下列说法错误的是
A．“FeCo-NSC”能降低正极反应的活化能
B．正极反应式为
C．向Zn极附近迁移
D．右侧电极电势比左侧电极高
8．有一种纸电池只需滴上两滴水即可激活，为一个带有 LED 的闹钟供电 1 小时。如图所示，该电池的纸片上分布着氯化钠晶体，正面印有含有石墨薄片的油墨，反面印有含锌粉的油墨。以下说法错误的是
A．石墨上发生还原反应
B．电流从石墨经闹钟流向锌
C．NaCl不损耗
D．该电池有质量小、柔韧性好、可重复利用的优点
9．锂空气电池因其比能量非常高，具有广阔应用前景。下图是一种锂空气电池的工作示意图，下列分析正确的是
A．放电时，a电极的反应式为
B．有机电解液可换成水溶液
C．转移4mol电子，b电极消耗22.4L的氧气
D．放电时，电流从a电极经外电路流回b电极
10．热激活电池(又称热电池)可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水混合物一旦受热熔融，电池瞬间即可输出电能。该电池总反应为：。关于该电池的下列说法正确的是
A．负极的电极反应：
B．放电过程中，向钙电极移动
C．正极反应物为
D．常温时，在正负极之间连上检流计，指针不偏转
11．一种酸性生物燃料电池应用的原理如图所示，下列说法错误的是
A．Ca2+、Mg2+透过离子交换膜X移向a极
B．负极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+
C．1molC6H12O6转化为CO2，迁移到正极区的离子总数为12NA
D．该装置可用于硬水软化，同时还可产生电能
12．锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)，导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为，充放电过程中，正极发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化。下列有关说法不正确的是
A．放电时的负极反应式为：
B．钴酸锂(LiCoO2)中钴元素的化合价为＋3
C．放电时正极发生LiCoO2转化为Li1-xCoO2的反应
D．放电时锂离子向正极移动
二、填空题（4大题）
13．回答下列问题
(1)原电池是把 能转化为 能的装置
(2)有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是 ，A是 。
(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2-可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O2-的移动方向 (填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生反应的物质是 ，该电极电极反应式为 。
14．下图是某氢氧燃料电池的结构示意图，电解质为硫酸溶液。氢气在催化剂作用下提供质子(H＋)和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为2H2＋O2=2H2O，完成下列问题：
(1)通H2的一极为电池的 极(填“正”或“负”)。
(2)b极上的电极反应式为： 。
(3)每转移0.2mol电子，消耗H2的体积为 L(标准状况下)。
(4)若将氢气换成甲烷(CH4)，电解质溶液更换为NaOH溶液，去掉质子交换膜。
①则a极的电极反应式为 。
②电池工作一段时间后电解质溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)若将氢气换成一氧化碳(CO)，电解质溶液更换为固体电解质(传导O2-)，去掉质子交换膜。则a极的电极反应式为 。
15．某化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置，完成下列问题：
(1)反应过程中， 棒质量减少。
(2)正极的电极反应为 。
(3)反应过程中，当一电极质量增加2g，另一电极减轻的质量 (填“大于”“小于”或“等于”)2g。
(4)盐桥的作用是向甲、乙两烧杯中提供和Cl-，使两烧杯溶液中保持电中性。
①反应过程中Cl-将进入 (填“甲”或“乙”)烧杯。
②当外电路中转移0.2mol电子时，正极溶液中离子浓度最大的离子是 。
16．人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。电池发挥着越来越重要的作用，如在宇宙飞船、人造卫星、电脑、照相机等，都离不开各式各样的电池，同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。请根据题中提供的信息，回答下列问题：
(1)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电，在海水中电池反应可表示为：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl
①该电池的负极反应式是 ；
②在电池中，Na+不断移动到“水”电池的 极(填“正”或“负”)；
③外电路每通过4mol电子时，生成Na2Mn5O10的物质的量是 。
(2)中国科学院应用化学研究所在甲醇(CH3OH是一种可燃物)燃料电池技术方面获得新突破。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。
①该电池工作时，b口通入的物质为 。
②该电池负极的电极反应式 。
③工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成CO2时，有 NA个电子转移。
(3)Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，当银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式： 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】A．由总方程式可知，为原电池时，Pb为负极，PbO2为正极，正极电极方程式为PbO2＋4H＋＋＋2e-=2H2O＋PbSO4，正极附近pH增大，故A正确；
B．充电时，该装置是电解池，电池的负极和外加电源的负极相连，为阴极，发生还原反应，故B错误；
C．由总方程式可知，为原电池时，Pb为负极，发生氧化反应，电极方程式为Pb＋-2e-=PbSO4，故C错误；
D．在充电时，该装置是电解池，阴极发生的还原反应：PbSO4＋2e-=Pb＋，故D错误；
故选A。
。
2．A
【分析】图1中化学能转化为电能，Fe 电极上发生氧化反应，电路中转移 0.2mol 电子，则Fe 电极溶解生成0.lmol(5.6g)Fe2+进入甲池，且盐桥中的阴离子也进入甲池，所以甲池溶液质量的增加量大于5.6g。图2中甲池是化学能转化为电能，乙池则是电能转化为化学能，甲池相当于原电池，发生Fe的吸氧腐蚀，Fe作负极，石墨c作正极，乙池相当于电解池，乙池中石墨a电极连接Fe电极，作阴极，发生还原反应。
【详解】A．图1中铁棒质量减少5.6 g，则甲池NaCl溶液中增加了5.6 g亚铁离子，而盐桥中的氯离子向甲池中移动，所以甲池质量增加大于5.6 g，A正确；
B．图1为原电池，石墨上铜离子得电子生成Cu，图2中乙池为电解池，石墨a电极与负极Fe相连为阴极，阴极上铜离子得电子生成Cu，所以两个电极的反应式相同，B错误；
C．图1为原电池，将化学能转化为电能，图2中甲池为原电池，乙池为电解池，则乙池中电能转化为化学能，C错误；
D．电子只在导线中移动，不能进入溶液，则图2中电子流向为Fe→电流计→石墨a，石墨b→铜丝→石墨c，D错误；
故选A。
3．D
【分析】燃料电池中通入氧气的一极，氧气得电子产生OH-，为电池的正极，通入N2H4为电池的负极；
【详解】A．该碱性燃料电池的总反应方程式为N2H4＋O2=N2＋2H2O，N2H4中N化合价升高发生氧化反应，通入N2H4的一极为负极，选项A正确；
B．每生成1 mol N2转移电子4 mol，选项B正确；
C．碱性条件下O2放电结合水电离产生的H＋生成OH-，电极反应为O2＋2H2O＋4e-=4OH-，选项C正确；
D．从总反应可知放电过程生成H2O，KOH溶液浓度降低，pH减小，选项D错误；
答案选D。
4．D
【分析】通天然气及氢气的一极为原电池的负极，负极电极反应式为：H2-2e-＋=CO2＋H2O，正极的电极反应式为O2＋4e-＋2CO2=2；
【详解】A．正极的电极反应式为O2＋4e-＋2CO2=2，当外电路中通过2 mol电子时，将消耗0.5 mol O2，但未告知是否为标准状况，因此氧气的体积不一定为11.2 L，选项A错误；
B．通天然气的电极为原电池的负极，发生氧化反应，选项B错误；
C．假设转移4 mol的电子，根据电极反应，负极电极反应式为：H2-2e-＋=CO2＋H2O，通入空气和CO2的混合气体一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2＋4e-＋2CO2=2，负极消耗2 mol的碳酸根离子，正极产生2 mol的碳酸根离子，所以碳酸根离子的浓度不变，无需补充Li2CO3和K2CO3，选项C错误；
D．假设转移4 mol的电子，根据电极反应，负极电极反应式为：H2-2e-＋=CO2＋H2O，通入空气和CO2的混合气体一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2＋4e-＋2CO2=2，选项D正确；
答案选D。
5．D
【详解】A．该电池工作时化学能转化为电能，A项错误；
B．a极发生H2-2e－=2H+反应，为负极，B项错误；
C．a极为负极，b极为正极，外电路中电子由电极a通过导线流向电极b，C项错误；
D．该电池的总反应为，D项正确；
答案选D。
6．B
【详解】A．该装置为MgAg原电池，镁的活泼性大于银，镁作负极，失电子形成镁离子，故A错误；
B．若把硝酸银换成稀硫酸，H+同样在银电极处得到电子析出氢气，可以构成原电池，故B正确；
C．MgAg原电池，镁的活泼性大于银，镁作负极、银为正极，原电池中阳离子移向正极，所以盐桥中的阳离子往右侧硝酸银溶液迁移，故C错误；
D．取出盐桥，由于无法构成闭合回路，不能形成原电池，所以电流表不发生偏转，D错误；
选B。
7．D
【分析】由新型锌-空气电池装置可知，该反应的负极反应式为2Zn+4OH--4e-=2ZnO+2H2O；正极反应式为，总反应为2Zn+O2=2ZnO。
【详解】A．“FeCo-NSC”催化剂能降低正极反应的活化能，加快反应速率，A正确；
B．正极反应式为，B正确；
C．向负极Zn附近迁移，C正确；
D．原电池中，正极电势高于负极电势即左侧电极电势比右侧电极高，D错误；
故选D。
8．D
【分析】由题干信息可知，正面石墨薄片为正极，发生的电极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-，反面上的锌粉为负极，电极反应为：Zn-2e-+4OH-=，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，石墨为正极，电极反应为：O2+2e-+2H2O=4OH-，即石墨上发生还原反应，A正确；
B．由分析可知，石墨为正极，锌粉电极为负极，故电流从石墨经闹钟流向锌，B正确；
C．由分析可知，反应过程中NaCl仅为电解质，参与导电，并未参与反应，故NaCl不损耗，C正确；
D．该电池有质量小、柔韧性好的优点，但由于上述反应不可逆，故不可重复利用，D错误；
故答案为：D。
9．A
【分析】结合图示装置，Li失去电子为负极，则a为负极，b为正极，据此判断。
【详解】A．放电时，图中负极为Li，根据电解液传导离子为锂离子，故电极反应为：Li-e-=Li+，A正确；
B．Li和水反应，不能把有机电解液换成水溶液，B错误；
C．气体未说明存在状态，无法计算，C错误；
D．a为负极，b为正极，放电时，电流从b电极经外电路流回a电极，D错误；
故选A。
10．D
【分析】该装置为原电池，根据总反应式可知PbSO4为原电池的正极，Ca电极为原电池的负极，LiCl-KCl为电解质。据此解答。
【详解】A．Ca为原电池的负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为：Ca-2e-+2Cl-=CaCl2，故A项错误；
B．原电池中，阳离子向正极移动，因此Li+向PbSO4电极移动，故B项错误；
C．正极为PbSO4得电子，即PbSO4为反应物，故C项错误；
D．常温下，电解质不是熔融态，离子不能移动，不能产生电流，因此在正负极之间连接检流计或电流表，指针不偏转，故D项正确。
故答案选： D。
11．A
【分析】根据电子流向可知，a为负极、b为正极；
【详解】A．原电池中阳离子向正极移动，则Ca2+、Mg2+透过离子交换膜Y移向b极，A错误；
B．负极中C6H12O6得到电子发生氧化反应生成二氧化碳，反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+，B正确；
C．由B电极式可知，1molC6H12O6转化为CO2，则会有24mol氯离子迁移到负极区；钙离子、镁离子均带2个单位正电荷，根据电荷守恒可知，迁移到正极区的离子总数为12NA，C正确；
D．该装置为化学能转化为电能的装置，且得到软水，故可用于硬水软化，同时还可产生电能，D正确；
故选A。
12．C
【详解】A．放电时为原电池，负极失电子发生氧化反应，则负极反应式为：，故A正确；
B．钴酸锂(LiCoO2)中Li为+1价，O为-2价，则钴元素的化合价为+3，故B正确；
C．放电时正极得电子发生氧化反应， Li1-xCoO2＋xe-＋xLi＋=LiCoO2，即发生Li1-xCoO2转化为LiCoO2的反应，故C错误；
D．放电时，阳离子向正极移动，则锂离子向正极移动，故D正确；
故答案为C。
13．(1) 化学能 电能
(2) N2+8H++6e-=2NH NH4Cl
(3) b到a CO CO-2e-+O2-=CO2
【解析】（1）
原电池是把化学能转化为电能的装置；
（2）
由图可知，该装置的总反应是合成氨的反应，氢气失去电子，在负极发生氧化反应，氮气得到电子，在正极发生还原反应，那么正极的电极反应式为；N2+8H++6e-=2NH，氨气与HCl反应生成NH4Cl，因此电解质是NH4Cl；
（3）
电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，电子由负极流向正极，因此O2-由电极b向电极a移动，电子由电极a通过传感器流向电极b；该装置中CO为燃料，在负极(即a极)通入，失电子发生氧化反应，电极反应式为：CO-2e-+O2-=CO2。
14．(1)负
(2)O2+4H++4e- = 2H2O
(3)2.24L
(4) CH4+10OH- - 8e- = CO +7H2O 减小
(5)CO-2e- + O2-=CO2
【分析】电池总反应为2H2＋O2=2H2O，氢气失电子发生氧化反应，因此通H2的电极为电池的负极；b极为正极，正极上氧气得到电子发生还原反应生成水；将氢气换成甲烷、一氧化碳，仍然作负极，根据不同的电解质写出电极反应式。
【详解】（1）电池总反应为2H2+O2=2H2O，氢气失电子发生氧化反应，通H2的一极为电池的负极，故答案为：负；
（2）b极为正极，正极上氧气得到电子发生还原反应生成水，b极上的电极反应式为：O2+4H++4e- = 2H2O，故答案为：O2+4H++4e- = 2H2O；
（3）由H2-2e-=2H+可知，每转移0.2mol电子，消耗H2 0.1mol，在标准状况下的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L，故答案为：2.24L；
（4）①若将氢气换成甲烷(CH4)，电解质溶液更换为NaOH溶液，去掉质子交换膜，a极仍为负极，a极的电极反应式为CH4+10OH- - 8e- = CO +7H2O，故答案为：CH4+10OH- - 8e- = CO +7H2O；
②电池的总反应为CH4+2O2+2OH-= CO +3H2O，电池工作一段时间后电解质溶液的pH减小，故答案为：减小；
（5）若将氢气换成一氧化碳(CO)，电解质溶液更换为固体电解质(传导O2-)，去掉质子交换膜，a极仍为负极，a极的电极反应式为CO-2e- + O2-=CO2，故答案为：CO-2e- + O2-=CO2。
15．(1)锌
(2)Cu2++2e-=Cu
(3)大于
(4) 甲 Cl-
【分析】由装置图可知该装置为原电池，总反应为Zn与CuCl2的置换反应，Zn做负极，Cu做正极，盐桥中的阴阳离子分向两池移动维持电荷守恒，构建完整的闭合电路。
【详解】（1）由上分析可知，Zn做负极失电子，发生氧化反应，变为Zn2+，锌棒质量减小。
（2）由上分析可知，铜电极为正极，Cu2+在正极得电子发生还原反应生成铜单质，电极反应式为Cu2++2e-=Cu。
（3）由转移电子守恒可知，当电路中转移一定量的电子时，正负两极参与反应的Zn、Cu的物质的量相同，因为Zn的摩尔质量大于Cu，故相同物质的量的两种物质Zn的质量大，即当Cu电极的质量增加2g时，Zn电极减少的质量大于2g。
（4）①原电池装置中，阳离子往正极移动，阴离子往负极移动，因此Cl-应往甲池移动；②由电荷守恒和转移电子守恒可知，当电路中转移0.2mol电子时，乙池中有0.1mol的铜参与反应变为铜单质，同时有0.2mol的铵根由盐桥进入乙池，此时乙池中的离子浓度分别为、、，因此浓度最大的离子为Cl-。
16．(1) Ag—e—+Cl—=AgCl 正 2mol
(2) CH3OH CH3OH—6e—+H2O=CO2↑+6H+ 1.2
(3)Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O=2K2Zn(OH)4+2Ag
【详解】（1）①由电池总反应可知，银为原电池的负极，在氯离子作用下，银失去电子发生氧化反应生成氯化银，电极反应式为Ag—e—+Cl—=AgCl，故答案为：Ag—e—+Cl—=AgCl；
②在原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，所以钠离子向正极移动，故答案为：正；
③由电池总反应可知，每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子，则外电路每通过4mol电子时，生成Na2Mn5O10的物质的量为4mol×=2mol，故答案为：2mol；
（2）①由氢离子移动方向知，右侧电极为燃料电池的正极，左侧电极为负极，则b口通入通入甲醇，故答案为：CH3OH；
②由氢离子移动方向知，左侧电极为负极，在水的作用下，甲醇在负极上失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH—6e—+H2O=CO2↑+6H+，故答案为：CH3OH—6e—+H2O=CO2↑+6H+；
③负极的电极反应式为CH3OH—6e—+H2O=CO2↑+6H+，由电极反应式可知，.4g甲醇完全反应生成二氧化碳时，转移电子的个数为×6×NAmol—1=1.2NA，故答案为：1.2；
（3）由题意可知，电池发生的总反应为碱性条件下，Ag2O2与Zn发生氧化还原反应生成Ag和K2Zn(OH)4，电池反应方程式为Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O═2K2Zn(OH)4+2Ag，故答案为：Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O═2K2Zn(OH)4+2Ag。
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