6.1.3原電池原理應用化學電源1．（2022春·陜西延安·高一校考階段練習）化學電池在通信、交通及日常生活中有著廣泛的應用。目前常用的鎳鎘(NiCd)電池，其電池總反應可以表示為：Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均難溶于水但能溶于酸，以下說法正確的是A．放電時Ni元素被還原 B．放電時Cd作正極C．充電時化學能轉變為電能 D．充電時Cd元素被氧化【答案】A【解析】A．放電時Ni元素的化合價由+3價變成+2價，化合價降低被還原，A正確；B．放電時Cd轉化成Cd(OH)2，元素的化合價升高，作原電池的負極，B錯誤；C．充電時電能轉變為化學能，C錯誤；D．充電時Cd(OH)2轉化成Cd，元素化合價降低被還原，D錯誤；故選A。2．（2022春·四川綿陽·高一統考期末）日常生活常用的干電池構造示意圖如圖。下列說法錯誤的是A．電極a為正極，發生氧化反應B．電池使用過程中鋅筒逐漸變薄C．負極的電極反應式為Zn2e=Zn2+D．電池工作時，MnO2得到電子被還原【答案】A【分析】鋅錳干電池為原電池原理，其中鋅作負極，發生失電子的氧化反應，石墨棒為正極，二氧化錳發生得電子的還原反應，據此分析解答。【解析】A．根據上述分析可知，電極a為正極，發生還原反應，A錯誤；B．電池使用過程中鋅筒作負極，發生失電子的氧化反應生成鋅離子，從而使鋅筒逐漸變薄，B正確；C．負極鋅作負極，其電極反應式為Zn2e=Zn2+，C正確；D．電池工作時，石墨棒附近的MnO2得到電子被還原，D正確；故選A。3．（2022春·四川涼山·高一寧南中學校考階段練習）燃料電池是一種高效、環境友好的發電裝置，某氫氧燃料電池的構造示意圖如下，該電池工作時，下列說法正確的是A．O2在b電極上發生氧化反應B．電解質溶液中OH向正極移動C．該裝置實現了電能到化學能的轉化D．電子從a電極沿外電路流向b電極【答案】D【分析】燃料電池的工作原理為原電池原理，是化學能轉化為電能的裝置，該電池中a電極為負極、發生氧化反應，b電極為正極、發生還原反應，電解質溶液為KOH溶液，據此分析解答。【解析】A．b電極為正極、故O2在b電極上發生還原反應，A錯誤；B．陰離子向負極移動，陽離子向正極移動；故電解質溶液中OH向負極移動，B錯誤；C．燃料電池的工作原理為原電池原理，是化學能轉化為電能的裝置，C錯誤；D．電子的流向為負極到正極，故電子從a電極沿外電路流向b電極，D正確；故答案選D。4．（2022春·四川資陽·高一校考期末）鉛蓄電池構造如圖，下列說法不正確的是A．電池工作時，電子由Pb板通過導線流向PbO2板B．電池工作時，Pb電極質量減小C．電池工作時，正極的電極反應方程式是PbO2+2e+4H++SO=PbSO4+2H2OD．由反應可知，物質的氧化性：PbO2＞Pb2+【答案】B【解析】A．電池工作時，Pb是負極、PbO2是正極，電子由Pb板通過導線流向PbO2板，故A正確；B．電池工作時，Pb是負極，負極反應式為Pb2e+SO=PbSO4，Pb電極質量增大，故B錯誤；C．電池工作時，正極PbO2得電子生成硫酸鉛，電極反應方程式是PbO2+2e+4H++SO=PbSO4+2H2O，故C正確；D．總反應為Pb+PbO2+4H++2SO=2PbSO4+2H2O，PbO2是氧化劑、PbSO4既是氧化產物又是還原產物，物質的氧化性：PbO2＞Pb2+，故D正確；選B。5．（2022春·黑龍江大慶·高一鐵人中學校考期末）汽車的啟動電源常用鉛酸蓄電池。其結構如圖所示，關于鉛酸蓄電池的敘述中正確的是A．PbO2是電池的負極B．放電時，Pb電極質量增大C．充電時，Pb電極上發生氧化反應D．放電時，溶液酸性增強【答案】B【解析】A．Pb、PbO2和硫酸反應生成硫酸鉛和水，Pb化合價升高，失去電子，因此Pb是電池的負極，PbO2為正極，故A錯誤；B．放電時，Pb失去電子和硫酸根結合生成硫酸鉛，因此Pb電極質量增大，故B正確；C．充電時，Pb電極為陰極，陰極上發生還原反應，故C錯誤；D．放電時，Pb、PbO2和硫酸反應生成硫酸鉛和水，因此溶液酸性減弱，故D錯誤。綜上所述，答案為B。6．（2022春·浙江·高一浙江大學附屬中學校考期中）下列說法不正確的是A．節能不是簡單地減少能源使用，更重要的是通過提高燃燒效率和能源循環利用來提高能源利用率B．燃料電池是將燃料燃燒產生的熱能轉化為電能的裝置C．電池按照放電后能否充電可以分為一次電池和二次電池D．在調控化工生產中的反應條件時，需綜合考慮速率、限度、設備、安全、成本、環保等因素【答案】B【分析】根據燃料電池的原理進行判斷；【解析】A．節能不是簡單地減少能源使用，更重要的是通過提高燃燒效率和能源循環利用來提高能源利用率，故A正確；B．燃料電池是利用燃料的反應將化學能轉化為電能的裝置，故B不正確；C．電池按照放電后能否充電可以分為一次電池和二次電池，故C正確；D．在調控化工生產中的反應條件時，需綜合考慮速率、限度、設備、安全、成本、環保等因素，故D正確；故選答案B；7．（2022春·黑龍江雙鴨山·高一校考期末）堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應式為Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)=Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)，下列說法錯誤的是A．電池工作時，鋅失去電子B．電池正極上發生還原反應C．電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D．外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質量理論上減小6.5g【答案】C【分析】根據電池總反應式為Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)=Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)，可知反應中Zn被氧化，為原電池的負極，負極反應為Zn2e＋2OH=Zn(OH)2，MnO2為原電池的正極，發生還原反應，正極反應為2MnO2＋H2O+2e=Mn2O3+2OH，據此分析解答。【解析】A．由電池總反應可知，Zn失去電子生成Zn(OH)2，故A正確；B．由分析可知，MnO2為原電池的正極，發生還原反應，故B正確；C．原電池中，電子由負極通過外電路流向正極，故C錯誤；D．負極反應為Zn2e＋2OH=Zn(OH)2，消耗1molZn轉移2mol電子，若轉移0.2mol電子，消耗0.1molZn，質量為6.5g，故D正確；答案選C。8．（2022春·江蘇鹽城·高一江蘇省響水中學校考期中）英國科學家發明的尿素微生物電池的反應為：，電池裝置如圖所示。下列說法正確的是A．該裝置能夠在高溫下工作B．裝置工作時，電能轉變為化學能C．裝置工作時，電流由電極a沿導線流向電極bD．裝置工作時，每消耗，電路中轉移【答案】C【解析】A．微生物在高溫下失去生理活性而沒有催化活性，選項A錯誤；B．該裝置為原電池，原電池是把化學能轉化為電能的裝置，選項B錯誤；C．在a極氧氣得電子轉化為水，發生還原反應，應該為正極，故電流由電極a沿導線流向電極b，選項C正確；D．不確定為標況，不知道氧氣的物質的量，不能計算，選項D錯誤；答案選C。9．（2022春·重慶沙坪壩·高一重慶八中校考期末）電浮選凝聚法是工業上采用的一種污水處理方法：保持污水的pH在5.0~6.0之間，通過電解生成Fe(OH)3膠體吸附污物而沉積下來，達到凈化水的作用。陰極產生的氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層，刮去(或撤掉)浮渣層，即起到了浮選凈化的作用。某科研小組用電浮選凝聚法處理污水，設計裝置如圖所示。下列說法不正確的是A．裝置B的正極電極反應為O2+4e+4H+=2H2OB．隨著反應的進行Al棒的質量不變C．裝置A中的碳棒表面有氣泡產生D．標準狀況下，Fe棒.上轉移2mole，裝置B中消耗氫氣的體積為22.4L【答案】D【分析】裝置B為原電池，通入O2的電極為正極，通入H2的電極為負極，Al棒電極與原電池中負極相連，則Al棒為陰極，Al不參加電極反應，Fe棒電極與原電池中正極相連，則Fe棒為陽極，以此來解析；【解析】A．裝置B為原電池，通入O2的電極為正極，發生還原反應，電解質溶液為稀硫酸時，反應產生H2O，所以裝置B的右側電極反應為：O2+4e+4H+=2H2O，A正確；B．原電池中通入H2的電極為負極，裝置A為電解池，Al棒電極與原電池中負極相連，則Al棒為陰極，Al不參加電極反應，所以電解過程中，Al棒的質量不改變，B正確；C．裝置A中碳棒為陽極，陽極為2H2O4e=4H++O2↑，C正確；D．而電解池陽極有兩種電極材料，Fe棒上轉移2mole，陽極轉移電子數目大于2mole，標準狀況下，裝置B中消耗氫氣的體積為22.4L時，反應轉移的電子數為n(e)=×2=2mol，所以標準狀況下，裝置B中消耗氫氣的體積應大于22.4L，D錯誤；故選D。10．（2022春·江西九江·高一統考期中）美國圣路易斯大學研制了一種新型的乙醇電池，它用磺酸類質子溶劑，在左右時供電，乙醇電池比甲醇電池效率高出倍且更安全。電池總反應為：C2H5OH＋3O2＝2CO2＋3H2O，電池示意如右圖。下列說法不正確的是A．a極為電池的負極B．電池工作時電子由a極沿導線經燈泡再到b極C．電池正極的電極反應為4H＋＋4e－＋O2＝2H2OD．電池工作時，乙醇被氧化時就有電子轉移【答案】D【解析】A．根據總反應式C2H5OH＋3O2＝2CO2＋3H2O，乙醇化合價升高，失去電子，因此乙醇這一極是負極即a極為電池的負極，故A正確；B．電池工作時電子由負極(a極)沿導線經燈泡再到正極(b極)，故B正確；C．氧氣在電池正極反應，有質子移向正極，其電極反應為4H＋＋4e－＋O2＝2H2O，故C正確；D．電池工作時，乙醇被氧化為二氧化碳，碳的化合價由?2價變為+4價，乙醇(物質的量1mol)被氧化時就有電子轉移，故D錯誤。綜上所述，答案為D。11．（2022春·陜西渭南·高一渭南高級中學校考階段練習）鉛蓄電池的工作原理為Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)，下列判斷正確的是A．該反應是可逆反應B．充電時電池的鉛電極連接電源的正極C．電池工作一段時間后需要補充硫酸D．鉛蓄電池放電時，正極與負極質量均增加【答案】D【解析】A．鉛蓄電池中的充電和放電條件不一樣，不屬于可逆反應，A錯誤；B．充電相當于是放電的逆反應，放電時鉛電極作負極，則充電時鉛電極發生還原反應作陰極，因此鉛蓄電池充電時，鉛電極應接外加電源的負極，B錯誤；C．由鉛蓄電池的工作原理知，原電池放電消耗硫酸生成硫酸鉛，充電過程中，硫酸鉛生成鉛、氧化鉛和硫酸，水蒸發減少，不需要補充硫酸，C錯誤；D．由負極反應式：可知鉛蓄電池放電時負極質量增加，正極反應式：可知正極質量也增加，D正確；故選D。12．（2022春·福建福州·高一校考階段練習）鉛蓄電池是一種典型的可充電電池，其放電時的電池總反應Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，則下列說法不正確的是A．電池工作時，負極反應：Pb2e=Pb2+B．鉛蓄電池是二次電池，放電時是化學能轉化為電能C．電池工作時，電子由Pb板通過導線流向PbO2板D．電池工作時，溶液中H+移向PbO2板【答案】A【分析】由鉛蓄電池的總反應PbO2+2H2SO4+Pb═2PbSO4+2H2O可知，放電時，Pb為電池負極被氧化，電極反應式為Pb2e+SO42=PbSO4，PbO2為電池正極被還原，電極反應式為PbO2+SO42+2e+4H+═PbSO4+2H2O；充電時，陽極上發生氧化反應，電極反應式為放電時正極反應的逆過程，陰極上發生還原反應，電極反應式為放電時負極反應的逆過程。【解析】A．放電時，Pb為電池負被氧化，電極反應式為Pb2e+SO42=PbSO4，故A錯誤；B．鉛蓄電池是二次電池，放電時化學能轉化為電能，充電時電能轉化為化學能，故B正確；C．電池工作時，電子由負極通過導線流向正極，Pb為電池負極，PbO2為電池正極，則電子由Pb板通過導線流向PbO2板，故C正確；D．電池工作時，溶液中陽離子移向電池正極，Pb為電池負極，PbO2為電池正極，則溶液中H+移向PbO2板，故D正確。故選A。13．（2022春·云南·高一統考期末）下列有關化學電池裝置的敘述中，不正確的是圖I原電池圖II堿性鋅錳電池圖III鉛—硫酸蓄電池圖IV銀鋅紐扣電池A．圖I所示裝置工作過程中，鐵極發生氧化反應B．圖II所示電池工作時，鋅粉失電子C．圖III所示電池放電過程中，電解質溶液中的H+移向Pb極D．圖IV所示電池中，Ag2O是氧化劑，電池工作過程中被還原為Ag【答案】C【解析】A．鐵比銅活潑，銅作正極，鐵作負極，負極發生氧化反應，故A正確；B．堿性鋅錳電池中，鋅作負極失電子，故B正確；C．原電池中，陽離子向正極移動，PbO2極為正極，電解質溶液中的H+移向PbO2極，故C錯誤；D．Ag2O為正極，得電子作氧化劑，電池工作過程中被還原為Ag，故D正確；故選C。14．（2022春·遼寧營口·高一統考期末）化學電源在日常生活和高科技領域中都有廣泛應用。下列說法錯誤的是A．圖甲：向電極方向移動，電極附近溶液中濃度增大B．圖乙：正極的電極反應式為C．圖丙：鋅筒作負極，發生氧化反應，鋅筒會變薄D．圖丁：電池放電過程中，硫酸濃度不斷減小【答案】A【解析】A．圖甲為Zn、Cu、H2SO4溶液構成的原電池，鋅為負極，銅為正極，溶液中的陰離子向負極移動，在Cu電極上氫離子得到電子生成氫氣，故向Zn電極方向移動，電極附近溶液中濃度減小，故A錯誤；B．鋅為負極，電解質溶液為堿性溶液，所以正極的電極反應式為，故B正確；C．鋅筒作負極，失電子，發生氧化反應，電極反應式為Zn2e=Zn2+，鋅溶解，鋅筒會變薄，故C正確；D．電池放電過程中，電池總反應為Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，消耗硫酸，硫酸濃度不斷減小，故D正確；答案選A。15．（2022春·陜西西安·高一校考期中）某種鋰電池的總反應為Li＋MnO2=LiMnO2，下列說法不正確的是A．Li是負極，電極反應為Lie=Li＋B．Li是正極，電極反應為Li＋e=LiC．MnO2是正極，電極反應為MnO2＋e=MnOD．鋰電池是一種環保型電池【答案】B【分析】根據鋰電池總反應可知，Li發生失電子的氧化反應，Li為負極；MnO2發生得電子的還原反應，MnO2為正極。【解析】A．Li發生失電子的氧化反應，Li為負極，電極反應為Lie=Li+，A項正確；B．根據分析，Li為負極，電極反應為Lie=Li+，B項錯誤；C．MnO2發生得電子的還原反應，MnO2是正極，電極反應為MnO2+e=，C項正確；D．鋰電池不含鎘、汞等對環境有污染的元素，鋰電池是一種環保型電池，D項正確；答案選B。16．（2022春·浙江嘉興·高一校考階段練習）某種氫氧燃料電池已經成功應用在城市公交汽車上，該電池用30%H2SO4溶液作電解質溶液。有關這種燃料電池的下列說法正確的是A．該電池工作時，正極區域溶液pH上升B．a電極為負極，發生還原反應C．正極上反應的電極反應式為：O2+2H2O+4e?=4OH?D．該電池能夠將化學能全部轉化為電能且產物是水，屬于環境友好電池【答案】A【解析】A．正極上反應的電極反應式為：O2+4H++4e=2H2O，氫離子濃度減小，該電池工作時，正極區域溶液pH上升，A正確；B．該裝置為原電池，通入氫氣的為負極，a電極為負極，失電子，發生氧化反應，B錯誤；C．多孔金屬b通入氧氣，氧氣發生得電子的還原反應，做正極，酸性條件下，正極上反應的電極反應式為：O2+4H++4e=2H2O，C錯誤；D．該電池能量轉化率高，但不能全部轉化，且產物是水，屬于環境友好電池，D錯誤；答案選A。17．（2022春·黑龍江哈爾濱·高一校考階段練習）某課外小組自制的氫氧燃料電池如圖所示，a、b均為惰性電極。下列敘述中不正確的是A．a極是負極，該電極上發生氧化反應B．b極反應式是O2+4OH4e=2H2OC．總反應方程式為2H2+O2=2H2OD．氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源【答案】B【解析】A．a極通入氫氣，氫氣失電子發生氧化反應，a是負極，故A正確；B．b極通入氧氣，氧氣得電子發生還原反應生成氫氧根離子，反應式是O2+2H2O+4e=4OH，故B錯誤；C．氫氧燃料電池，總反應方程式為2H2+O2=2H2O，故C正確；D．氫氧燃料電池反應產物是水，氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源，故D正確；選B。18．（2022春·新疆烏魯木齊·高一校聯考期中）一種氫氧燃料電池以為燃料，為氧化劑，電解質溶液是質量分數為30%的溶液，下列敘述正確的是A．在電池負極發生還原反應B．使用一段時間后溶液質量分數仍為30%C．電池的能量轉化率可達100%D．通入的一極做電池的正極【答案】D【解析】A．H2是還原劑，通H2的電極是負極，H2失去電子發生氧化反應，A錯誤；B．氫氧燃料電池的總反應為：2H2

+O2

=2H2O，電池工作時，反應生成的水將氫氧化鉀溶液稀釋，B錯誤；C．燃料電池的能量利用率高，但不可能達到100%，總有一部分化學能轉化為熱能，C錯誤；D．O2是氧化劑，得電子，故通入的一極做電池的正極，D正確；答案選D。19．（2022春·黑龍江佳木斯·高一建三江分局第一中學校考期中）某固體酸燃料電池以固體為電解質傳遞，其基本結構見圖，下列有關說法正確的是A．電路中每轉移0.1mol電子，便消耗1.12LH2B．b極上的電極反應式為：C．在固體酸膜中由b極流向a極D．電池總反應可表示為：【答案】D【分析】通入氫氣的一極為負極，故a極為負極，