考点18 原电池 化学电源 真题过关 2023年高考化学一轮复习

考点18  原电池  化学电源 真题过关

1．【2022•全国甲卷】一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH) 42-存在)。电池放电时，下列叙述错误的是(    )

A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移

B．Ⅰ区的SO42-通过隔膜向Ⅱ区迁移

C． MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O

D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH) 42-+Mn2++2H2O

2．【2022•湖南选择性考试】海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是(    )

A．海水起电解质溶液作用

B．N极仅发生的电极反应：2H2O+2e-=2OH-+H2↑

C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能

D．该锂-海水电池属于一次电池

3．【2022•广东选择性考试】科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为：NaTi2(PO4)3+2Na++2e-= Na3Ti2(PO4)3。下列说法正确的是(    )

A．充电时电极b是阴极

B．放电时NaCl溶液的减小

C．放电时NaCl溶液的浓度增大

D．每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g

4．【2022·浙江省1月选考】pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag—AgCl电极)和另一Ag—AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是(   )

A．如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为：AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl(0.1mol·L-1)

B．玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化

C．分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH

D．pH计工作时，电能转化为化学能

5．【2022•山东卷】设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2转化为Co2+，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是(    )

A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大

B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸

C．乙室电极反应式为LiCoO2+2H2O+e-+4H+=Li++Co2++4OH-

D．若甲室Co2+减少，乙室Co2+增加，则此时已进行过溶液转移

6．【2021•全国甲卷】化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是(   )

A．食品加工时不可添加任何防腐剂     B．掩埋废旧电池不会造成环境污染

C．天然气不完全燃烧会产生有毒气体    D．使用含磷洗涤剂不会造成水体污染

7．【2021•河北选择性考试】K—O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是(   )

A．隔膜允许K+通过，不允许O2通过

B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极

C．产生1Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22

D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水

8．【2021•湖南选择性考试】锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示：

下列说法错误的是(　　)

A．放电时，N极为正极 

B．放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小 

C．充电时，M极的电极反应式为Zn2++2e﹣═Zn 

D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过

9．【2021•浙江6月 选考】某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li+得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO2薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是(   )

A．充电时，集流体A与外接电源的负极相连

B．放电时，外电路通过a mol电子时，LiPON薄膜电解质损失a mol Li+

C．放电时，电极B为正极，反应可表示为Li1- xCoO2+ xLi+xe-= LiCoO2

D．电池总反应可表示为Li xSi+Li1- xCoO2Si+LiCoO2

10．【2021•浙江1月 选考】镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。

下列说法不正确的是(   )

A．断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能

B．断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还原反应

C．电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变

D．镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2H2OCa(OH)2+2Ni(OH)2

11．【2020•新课标Ⅰ卷】科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。

下列说法错误的是(    )

A．放电时，负极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42+

B．放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 mol

C．充电时，电池总反应为2Zn(OH)42+=2 Zn+O2↑+4OH-+2H2O

D．充电时，正极溶液中OH−浓度升高

12．【2020•新课标Ⅱ卷】电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是(    )

A．Ag为阳极 B．Ag+由银电极向变色层迁移

C．W元素的化合价升高 D．总反应为：WO3+xAg=AgxWO3

13．【2020•新课标Ⅲ卷】一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示，其中在VB2电极发生反应：VB2+16OH-－11e－= VO43-+2B(OH)4-+ 4H2O，该电池工作时，下列说法错误的是(    )

A．负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(标准状况)O2参与反应

B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高

C．电池总反应为4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8B(OH)4-+4VO43-

D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极

14．【2020• 天津卷】熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na+xSNa2Sx (x=5~3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是(   )

A．Na2S4的电子式为

B．放电时正极反应为2Na++xS+2e-= Na2Sx

C．Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极

D．该电池是以Na —β—Al2O3为隔膜的二次电池

15．【2020• 山东卷】微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含 CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是(   )

A．负极反应为 CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+

B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜

C．当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g

D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2：1

13．【2020• 江苏卷】(2) HCOOH燃料电池。研究 HCOOH燃料电池性能的装置如图-2所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。

①电池负极电极反应式为_____________；放电过程中需补充的物质A为_________(填化学式)。

②图-2所示的 HCOOH燃料电池放电的本质是通过 HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为_______________。

17．【2019•新课标Ⅰ卷】利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是(    )

A． 相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能

B． 阴极区，氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+=2H++2MV+

C． 正极区，固氮酶催化剂，N2发生还原反应生成NH3

D． 电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动

18．【2019•新课标Ⅲ卷】为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D−Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D−Zn—NiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是(    )

A． 三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高

B． 充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH−(aq)−e−=NiOOH(s)+H2O(l)

C． 放电时负极反应为Zn(s)+2OH−(aq)−2e−=ZnO(s)+H2O(l)

D． 放电过程中OH−通过隔膜从负极区移向正极区

19．【2019• 天津卷】我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。分析错误的是(    )

A． 放电时，a电极反应为I2Br－+2e－=2I－+Br－

B． 放电时，溶液中离子的数目增大

C． 充电时，b电极每增重，溶液中有被氧化

D． 充电时，a电极接外电源负极

20．【2019•上海卷】关于下列装置(只是个示意图)，叙述错误的是  (   )

A．石墨电极反应：O2+4H++4e → 2H2O    B．鼓入少量空气，会加快Fe的腐蚀

C．加入少量NaCl，会加快Fe的腐蚀      D．加入HCl，石墨电极反应式：2H++2e → 2H2↑

21．【2019•浙江4月 选考】化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。

下列说法不正确的是(    )

A．甲：Zn2+向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H+浓度增加

B．乙：正极的电极反应式为Ag2O＋2e−＋H2O2Ag＋2OH−

C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄

D．丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降

22．【2018•新课标Ⅱ卷】我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是(    )

A．放电时，ClO4－向负极移动

B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2

C．放电时，正极反应为：3CO2+4e− ＝2CO32－+C

D．充电时，正极反应为：Na++e−＝Na

23．【2018•新课标Ⅲ卷】一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是(    )

A．放电时，多孔碳材料电极为负极

B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极

C．充电时，电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移

D．充电时，电池总反应为Li2O2-x=2Li+(1－x/2)O2

24．【2018•北京卷】验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。

下列说法不正确的是(    )

A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe

B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化

C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法

D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼

25．【2018•天津卷】CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：

(3)O2辅助的Al～CO2电池工作原理如图4所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。

电池的负极反应式：________。

电池的正极反应式：6O2+6e−=6O2−         6CO2+6O2−=3C2O42−

反应过程中O2的作用是________。该电池的总反应式：________。