高考化学 难点剖析 专题41 原电池中正负极的判断练习.docx

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高考化学难点剖析专题41原电池中正负极的判断练习

专题41原电池中正负极的判断

1．（2018届四川省成都市高三第二次诊断性检测）最近浙江大学成功研制出具有较高能量密度的新型铝一石墨烯（Cn）电池（如图）。

该电池分别以铝、石墨烯为电极，放电时电池中导电离子的种类不变。

已知能量密度=电池容量（J）÷负极质量（g）。

下列分析正确的是

A．放电时，Cn （石墨烯）为负极

B．放电时，Al2Cl7-在负极转化为AlCl4-

C．充电时，阳极反应为4Al2Cl7-+3e -=A1+7AlCl4-

D．以轻金属为负极有利于提高电池的能量密度

【答案】D

2．（2018届河北省邯郸市高三第一次模拟考试）锂碘电池的正极材料是聚2-乙烯吡啶（简写为P2VP）和I2 的复合物，电解质是熔融薄膜状的碘化锂，正极的电极反应式为P2VP·nI2+2e-+2Li+=P2VP·（n- 1）I2+2LiI。

下列说法正确的是

A．该电池放电时，锂电极发生还原反应

B．P2VP和I2的复合物是绝缘体，不能导电

C．该电池发生的总反应为2Li+P2VP·nI2=P2VP·（n-1）I2+2LiI

D．该电池工作时，碘离子移向正极

【答案】C

【解析】该电池放电时，为原电池，锂电极做负极，发生氧化反应，A错误；正极材料是聚2-乙烯吡啶（简写为P2VP）和I2的复合物，电极不可能是绝缘体，B错误；锂碘电池的正极的电极反应式为P2VP•nI2+2Li++2e-=P2VP•（n-1）I2+2LiI，负极反应式为2Li-2e-=2Li+，总反应为2Li+P2VP•nI2═P2VP•（n-1）I2+2LiI，C正确；原电池中碘离子移向负极Li，D错误。

3．（2018届山东省济宁市高三第一次模拟考试）十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。

二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。

下列说法正确的是

A．该电池放电时质子从Pt2电极经过内电路流到Pt1电极

B．Pt1电极附近发生的反应为：

SO2＋2H2O－2e－＝H2SO4＋2H＋

C．Pt2电极附近发生的反应为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－

D．相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1

【答案】D

4．（2018届广西桂林、贺州、崇左三市高三第二次联合调研考试）2016年，美国研究小组开发出一种以糖为能源，可循环使用的环保电池装置。

其工作原理如图所示。

下列说法错误的是

A．葡萄糖在电池负极发生反应

B．装置所示原理可以在强碱性条件下进行

C．装置正极电极反应式为:

 O2+4e-+4H+ =2H2O

D．装置工作时，每消耗180g葡萄糖，将有2mol质子通过交换膜

【答案】B

5．（2018届浙江省嘉兴市高三二模）镁一空气电池的工作原理如图所示，电池反应方程式为：

2Mg+O2+2H2O=2Mg（OH）2。

有关该电池的说法不正确的是

A．通入氧气的电极为正极

B．放电时，溶液中的OH-由正极移向负极

C．负极的电极反应为Mg-2e-+2OH-=Mg（OH）2

D．当电路中转移0.04mol电子时，参加反应的O2为0.02mol

【答案】C

【解析】A.镁一空气电池中，镁为负极，氧气为正极，A正确；B.原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，所以溶液中的OH-由正极移向负极，B正确；C.镁为负极，负极的电极反应为Mg-2e-=Mg2+，C错误；D.氧气为正极，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，根据电极反应可知：

当电路中转移0.04mol电子时，参加反应的O2为0.01mol，D错误。

6．（2018届吉林省实验中学高三第八次月考）电池式氧传感器原理构造如图，可测定O2的含量。

工作时铅极表面会逐渐附着Pb（OH）2。

下列说法不正确的是

A．Pt电极上发生还原反应

B．随着使用，电解液的pH逐渐减小

C．a×10-3molO2反应，理论上可使Pb电极增重68amg

D．Pb电极上的反应式为Pb＋2OH－－2e－＝Pb（OH）2

【答案】B

7．（2018届贵州省铜仁市第一中学高三上学期第五次模拟）锌-空气电池（原理如下图）适宜用作城市电动车的动力电源。

该电池放电时Zn转化为ZnO。

该电池工作时下列说法正确的是（）

A．该电池的正极反应为Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2

B．该电池放电时电子经氢氧化钾溶液向石墨电极移动

C．该电池的锌电极是负极

D．氧气在石墨电极上发生氧化反应

【答案】C

8．（2018届湖北省鄂东南省级市范高中教育教学改革联盟学校高三五月联考）如图所示为酸性介质中，金属铜与氢叠氮酸（HN3）构成的原电池，总反应方程式为:

2Cu+2Cl-+HN3+3H+=2CuCl（s）+N2↑+NH4+。

下列叙述错误的是（）

A．离子交换膜为阳离子交换膜

B．若将盐酸换成NaCl,电池的运行效率将会下降

C．负极的电极反应式为：

 Cu-e-=Cu+

D．当外电路中流过0.1mol电子时，交换膜左侧离子减少0.2 mol

【答案】C

【解析】根据总反应方程式，Cu元素的化合价由0价升至+1价，Cu发生氧化反应，Cu为负极，石墨为正极。

A项，负极电极反应式为Cu-e-+Cl-=CuCl（s），正极电极反应式为HN3+2e-+3H+=NH4++N2↑，根据电极反应式和平衡电荷，离子交换膜将负极室的H+迁移到正极室，离子交换膜为阳离子交换膜，A正确；B项，若将盐酸换成NaCl，NaCl溶液呈中性，则正极HN3还原成NH3，电池的运行效率会下降，B正确；C项，负极电极反应式为Cu-e-+Cl-=CuCl（s），C错误；D项，当电路中流过0.1mol电子时，左侧电极反应式为Cu-e-+Cl-=CuCl（s），该电极反应消耗0.1molCl-，为了平衡电荷，有0.1molH+迁移到右侧，交换膜左侧离子减少0.2mol，D正确。

9．（2018届广东省梅州市高三总复习质检5月二模）流动电池可以在电池外部调节电解质溶液，从而维持电池内部电解质溶液浓度稳定，原理如图。

下列说法不正确的是

A．甲中应补充硫酸

B．当消耗1molPbO2时需分离出1molCuSO4

C．电子由PbO2极流出经过用电器流向Cu极

D．电池总反应为：

Cu+PbO2+2H2SO4=CuSO4+PbSO4+2H2O

【答案】C

10．（2018届福建省泉州市高三下学期第二次（5月）质量检查）新型Zn-GO（GO为氧化石墨烯:

C2O）电池，如图所示，GO反应过程中转化为rGO（rGO为石墨烯:

C）。

下列有关说法错误的是

A．电池工作时，电子由a经外电路流向b

B．b极电极反应式:

C2O+2e-+H2O =2C+2OH-

C．每生成0.1molZn（OH）42-，转移电子数为0.2NA

D．放电过程中电解质溶液的pH增大

【答案】D

11．（2018届四川省攀枝花市高三第三次统考）某新型电池，以NaBH4（B的化合价为+3价）和H2O2作原料，负极材料采用pt，正极材料采用MnO2（既作电极材料又对该极的电极反应具有催化作用），该电池可用作卫星、深水勘探等无空气环境电源，其工作原理如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A．每消耗3molH2O2，转移6mole﹣

B．电池工作时Na+从b极区移向a极区

C．a极上的电极反应式为：

BH4﹣+8OH﹣﹣8e﹣═BO2﹣+6H2O

D．b极材料是MnO2，该电池总反应方程式：

NaBH4+4H2O2═NaBO2+6H2O

【答案】B

【解析】由图中信息可知，NaBH4是还原剂，其在负极上被氧化为BO2﹣，电极反应式为BH4﹣+8OH﹣﹣8e﹣═BO2﹣+6H2O，；H2O2是氧化剂，其在正极上被还原为OH﹣，电极反应式为4H2O2+8e﹣═8OH﹣，该电池总反应方程式为NaBH4+4H2O2===NaBO2+6H2O。

所以电极ａ是负极、电极b是正极。

A.每消耗3molH2O2，O元素的化合价从-1降到-2，故转移6mole﹣，A正确；B.电池工作时Na+从负极区移向正极区，B不正确；C.a极上的电极反应式为BH4﹣+8OH﹣﹣8e﹣═BO2﹣+6H2O，C正确；D.b极材料是MnO2，该电池总反应方程式为NaBH4+4H2O2===NaBO2+6H2O，D正确。

。

12．（2018届河北省唐山市高三第二次模拟考试）镁、锌等金属与H2O2 可形成“金属-H2O2”电池，能为潜水器提供动力，可用食盐水作为电解质溶液，如下图所示。

下列有关Zn-H2O2电池的说法正确的是

A．电流从Zn 电极沿导线流向Pt 电极

B．Pt为正极，电极反应为:

 H2O2+2e-=2OH-

C．每消耗6.5gZn，将反应0.05mol H2O2

D．食盐水中Cl-向Pt 电极移动

【答案】B

13．（2018届陕西省咸阳市高三模拟考试二）“软电池”采用一张薄层纸片作为传导体,一面为锌,另一面为二氧化锰,纸层中水和氧化锌组成电解液。

电池总反应为:

Zn+2MnO2+H2O=2MnO（OH）+ZnO。

下列说法正确的是

A．该电池的正极为氧化锌

B．锌电极附近溶液的PH不变

C．电池正极反应式:

2MnO2+2e-+2H2O=2MnO（OH）+2OH-

D．当0.1molZn完全溶解时,流经电解液的电子的物质的量为0.2mol

【答案】C

【解析】根据总反应，MnO2发生还原反应，MnO2是正极，A错误；锌电极是负极，负极反应是Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，溶液的PH减小，B错误；根据总反应，正极反应式:

2MnO2+2e-+2H2O=2MnO（OH）+2OH-，C正确；电解液中通过离子移动导电，没有电子流动，D错误。

14．（2018届江西省九所重点中学高三联合考试）根据反应KMnO4＋FeSO4＋H2SO4→MnSO4＋Fe2（SO4）3＋K2SO4＋H2O（未配平）设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1mol·L－1，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。

下列说法不正确的是（）

A．石墨b是原电池的负极，发生氧化反应

B．甲烧杯中的电极反应式：

MnO4-＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O

C．电池工作时，盐桥中的阴阳离子分别向乙甲烧杯中移动，保持溶液中的电荷平衡

D．忽略溶液体积变化，Fe2（SO4）3浓度变为1.5mol/L，则反应中转移的电子为0.1mol

【答案】D

15．（2018年安徽省安庆市高三第二次模拟考试）某化学兴趣小组能探究发现水果汁中存在电解质，可以设计成如图所示的水果原电池。

随后又进一步思考原电池工作效率和其构成要素之间的一些关系如下表所示。

实验次数

电极材料

水果品种

电极间距/cm

电压/mV

1

锌

铜

菠萝

3

900

2

锌

铜

苹果

3

650

3

锌

铜

西红柿

3

750

4

锌

铝

菠萝

3

650

5

锌

铝

苹果

3

450

6

锌

铝

苹果

2

550

由表中数据可知，下列说法不正确的是

A．实验1、4电流方向应该相反

B．电极及其间距相同时，电压大小只与水果种类有关，与其他因素无关

C．如果用锌、碳棒作电极，实验1中电压可能大于900mV

D．实验中发光二极管不太亮，可用铜锌作电极，用菠萝作介质，并将多个此电池串联起来

【答案】B

16．（2018届福建省泉州市高三毕业班3月质量检查）如图所示为盐酸介质中，金属铜与氢叠氮酸（HN3）构成的原电池，总反应方程式为：

2Cu+2Cl-+HN3+3H+＝2CuCl（s）+N2↑+NH4+。

下列叙述错误的是

A．电子的流向为Cu→

→石墨

B．负极的电极反应式为Cu+Cl――e－＝CuCl（s）

C．反应一段时间后正极区溶液的pH减小

D．标准状况下，生成224mLN2时，铜转移的电子数为0.02NA

【答案】C

17．（2018届云南民族大学附属中学高三上学期期末考）某课题组以纳米Fe2O3作为电极材料制备锂离子电池（另一极为金属锂和石墨的复合材料），通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电，成功地实现了对磁性的可逆调控（如图）。

以下说法正确的是

A．放电时，正极的电极反应式为Fe2O3+6Li++6e-=2Fe+3Li2O

B．该电池可以用水溶液做电解质溶液

C．放电时，Fe作电池的负极，Fe2O3作电池的正极

D．充电时，Li+向纳米Fe2O3这极移动

【答案】A

【解析】A由电池的示意图可以得到，电池放电的反应物为氧化铁和单质锂，生成物为单质铁和氧化锂，所以放电的总反应为：

电池的负极为单质锂，所以负极反应为，总反应减去负极反应（注意将负极扩大6倍）得到正极反应：

，A正确；B因为单质锂可以与水反应（类似金属钠），所以电解质溶液不能是水溶液，B错误；C放电时，作电池的负极，作电池的正极，C项错误；D从图中看到充电时（向左反应），电池会远离磁铁，实际上是因为充电时电池中的单质铁转化为氧化铁，不能被磁铁吸引，D错误。

。

18．（2018届福建省永春县第一中学等校高三上学期第一次四校联考）某些电子手表安装的纽扣电池由锌和氧化银、KOH溶液构成。

放电时，电极反应分别为：

Zn+2OH--2e=Zn（OH）2；Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-下列说法中，正确的是

A．锌为正极，电极上发生了氧化反应

B．放电过程中，电解质溶液的酸碱性基本保持不变

C．溶液中的OH-向正极移动,K+和H+向负极移动

D．常温下，该电池总反应为非自发的氧化还原反应

【答案】B

19．（2018届云南省红河州高三复习统一检测）某电池以Na2FeO4和Zn为电极材料，NaOH溶液为电解溶质溶液，下列说法正确的是

A．该电池放电过程中电解质溶液浓度减小

B．正极反应式为2FeO42−+10H++6e−=Fe2O3+5H2O

C．电池工作时OH－向负极迁移

D．Zn为电池的正极

【答案】C

【解析】A．该电池总方程式为3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4NaOH，生成NaOH，则该电池放电过程中电解质溶液浓度增大，A错误；B.因电解质溶液为NaOH，呈碱性，则正极电极方程式为2FeO42-+6e-+8H2O=2Fe（OH）3+10OH-，B错误；C.原电池在工作时阴离子OH-向负极迁移，C正确；D.根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，则为负极材料，D错误。

20．（2018届深圳市高三年级第二次调研理综考试）以柏林绿Fe[Fe（CN）6]为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图所示。

下列说法错误的是

A．放电时，正极反应为Fe[Fe（CN）6]+2Na++2e－=Na2Fe[Fe（CN）6]

B．充电时，Mo（钼）箔接电源的负极

C．充电时，Na+通过交换膜从左室移向右室

D．外电路中通过0.2mol电子的电量时，负极质量变化为2.4g

【答案】B

21．（2018届山西省太原市高三模拟考试）LED系列产品是一类新型节能产品。

图甲是NaBH4/H2O2燃料电池的装置示意图,图乙是LED发光二极管的装置示意图。

下列叙述错误的是（）

A．电池应选用阳离子交换膜,Na+向A极区移动

B．电池A极区的电极反应式为：

H2O2+2e-=2OH-

C．每有1 molNaBH4参加反应，转移电子数为4NA

D．要使LED发光二极管正常发光,图乙中的导线a应与图甲中的B极相连

【答案】C

【解析】A.电池放电过程中,负极发生氧化反应生成BO2−，电极反应式为BH4−+8OH−−8e−=BO2−+6H2O，A电极为正极,正极电极反应式为H2O2+2e-=2OH-，为维持电荷平衡，应选用阳离子交换膜，原电池中阳离子移向正极，Na+从负极区向正极区移动，A正确；B.根据图片知，双氧水得电子发生还原反应,则A电极为正极,正极电极反应式为H2O2+2e-=2OH-，B正确；C.负极发生氧化反应生成BO2−,电极反应式为

BH4−+8OH−−8e−=BO2−+6H2O,有1molNaBH4参加反应转移电子数为：

8NA，C错误；D.要使LED发光二极管正常发光，图乙中的导线a阴极应与图甲中的B极负极相连，D正确。

22．（2018届广东省茂名市五大联盟学校高三五月联考）锌-空气电池由活性炭（空气扩散极）、锌、苛性碱溶液构成,其中活性炭部分浸泡在苛性碱溶液中,其工作原理如图所示，负极产物是ZnO。

下列说法正确的是（）

A．活性炭的作用是吸附空气，为电池提供氧化剂

B．原理图中的隔离膜为质子交换膜

C．负极反应式为Zn+H2O-2e-=ZnO+2H+

D．电池工作时，当电路中通过0.2mol电子,消耗3.2gO2

【答案】A

23．（2018届江西省景德镇市第一中学等盟校高三第二次联考）利用“Na－CO2”电池将CO2变废为宝。

我国科研人员研制出的可充电“Na－CO2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管（MWCNT）为电极材料，放电反应方程式为4Na＋3CO2＝2Na2CO3＋C。

放电时该电池“吸入”CO2，其工作原理如图所示，下列说法中错误的是（）

A．电流流向为：

MWCNT→导线→钠箔

B．放电时，正极的电极反应式为3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C

C．原两电极质量相等，若生成的Na2CO3和C全部沉积在电极表面，当转移0.2mole－时，两极的质量差为11.2g

D．选用高氯酸钠-四甘醇二甲醚做电解液的优点是导电性好，与金属钠不反应，难挥发

【答案】C

24．（2018届湖南省益阳市高三4月调研考试）锌-铈液流电池体系作为氧化还原液流电池中的新生一代,有着诸多的优势，如开路电位高、污染小等。

锌-铈液流电池放电时的工作原理如图所示,其中，电极为惰性材料,不参与电极反应。

下列有关说法正确的是

A．放电时，电池的总反应式为2Ce4++Zn=Zn2++2Ce3+

B．充电时，a极发生氧化反应，b极发生还原反应

C．充电时,当电路中通过0.1mol电子时,b极增加14g

D．选择性离子膜为阴离子交换膜，能阻止阳离子通过

【答案】A

25．（2018届东北三省三校（哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学）高三第二次模拟考试）Al-Ag2O电池是一种以NaOH溶液为电解质的水下动力电源，下列说法不正确的是

A．负极反应式为：

Al+4OH--3e-=A1O2-+2H2O

B．负极可能会发生副反应：

2Al+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2↑

C．当电路中转移005mole-时，正极质量减少0.4g

D．电池工作时，正极附近pH变小

【答案】D

【解析】Al-Ag2O电池是一种以NaOH溶液为电解质的电池，负极Al失电子生成偏铝酸盐，负极反应式为：

Al+4OH--3e-=A1O2-+2H2O，故A正确；根据2Al+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2↑，B正确；由电池的总反应2Al＋3Ag2O＋2NaOH=2NaAlO2＋6Ag＋H2O，正极Ag2O

Ag

e-减少16g,

0.05mm=16

=0.4g

.当电路中转移0.05mole-时，正极质量减少0.4g,正确；D.电池工作时，正极反应式Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-,所以pH变大，D错。

26．（浙江省杭州市学军中学2018年3月高三选考模拟）2016年，《Nature》期刊报道一例CH3OH-O2在聚合物催化下的原电池，其工作示意图如下。

下列说法正确的是

A．电极B的电极反应为：

O2+2e-+H+=HO2-

B．电解质溶液中H+由电极B流向A极

C．电极A是负极，发生还原反应

D．外电路中通过3mol电子，生成CO211.2L

【答案】A

27．（2018届重庆市高三第二次诊断考试）一种可连续使用的锂电池结构如图所示，下列有关该电池放电时的说法正确的是

A．电子由Li电极经Li+透过膜进入Fe2+、Fe3+的水溶液移向Ti电极

B．Ti电极上发生的电极反应为：

Fe3++e-＝Fe2+

C．Li+透过膜除允许Li+通过外,还允许H2O分子通过

D．贮罐中发生的离子反应为：

S2O82-+2Fe3+＝2Fe2++2SO42-

【答案】BD