高考化学考点剖析 原电池中正负极的判断原卷版.docx

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高考化学考点剖析原电池中正负极的判断原卷版

考点原电池中正负极的判断

1.（2019全国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

2.（2019全国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）。

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

3．（2018课标Ⅲ）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－

）O2

4．（2016课标Ⅱ）Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。

下列叙述错误的是

A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+

B．正极反应式为Ag++e-=Ag

C．电池放电时Cl-由正极向负极迁移

D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2↑

1．工作原理示意图（以铜锌原电池为例）

2．原电池电极的判断

3.原电池的负极

一般，在原电池反应中活泼金属作负极包含两层含义：

（1）“活泼”是指相对活泼而不是绝对活泼。

（2）在大部分原电池反应中，金属活动性较强的一极作负极，另一电极作正极。

但在某些特殊条件下例外，例如：

①冷的浓硝酸作电解质溶液，金属铁或铝与金属铜作电极时，铁或铝在冷的浓硝酸中钝化，金属活动性弱的铜与浓硝酸发生氧化反应作负极。

②NaOH溶液作电解质溶液，金属镁与金属铝作电极时，因铝能与NaOH溶液反应，作负极，而金属活动性强的镁只能作正极。

4.原电池的设计

从理论上讲，能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池，实际设计时应注意以下几点：

⑴负极（还原性较强的物质）；

⑵正极是活动性较差的金属或能导电的非金属；

⑶电解质溶液：

两电极浸入电解质溶液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极。

1、据组成原电池的两极材料判断

典例1（2018届福建省厦门市高三下学期第一次质量检查）某高性能电池的工作原理如图。

其电池反应为

。

下列说法不正确的是

A．放电时,b为正极

B．充电时,阴极反应为Sn+Na＋+e－=NaSn

C．放电时,负极材料Sn在很大程度上被腐蚀

D．充电时,PF6－向右迁移并嵌入石墨烯中

2、根据总反应方程式判断

典例2（2018届山东省潍坊市高三下学期一模考试）一种新型可逆电池的工作原理如下图所示。

放电时总反应为:

Al+3Cn（AlCl4）+4AlCl4-

4Al2Cl7-+3Cn（Cn表示石墨）。

下列说法正确的是

A．放电时负极反应为:

 2Al-6e-+7Cl-=Al2Cl7-

B．放电时AlCl4-移向正极

C．充电时阳极反应为:

AlCl4-e-+Cn=Cn（AlCl4）

D．电路中每转移3mol电子，最多有1molCn（AlCl4）被还原

3、根据电子流动方向判断

典例3（2018届湖北省华大新高考联盟高三1月教学质量测评）我国科学家研制出“可充室温Na-CO2电池”（RechargeableRoom-TemperatureNa-CO2Batter-ies）现已取得突破性进展，其有望取代即将“枯竭”的锂电池，该电池结构如图所示。

下列说法错误的是

A．电池工作时，正极发生反应：

4Na++3CO2+4e-==2Na2CO3+C

B．电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.46g

C．多壁碳纳米管的作用主要是导电及吸附CO2

D．电池中四甘醇二甲醚可用饱和食盐水代替实现Na+传导

4、根据电池中离子移动方向判断

典例4（2018届甘肃省天水市第一中学高三上学期第四次阶段）燃料电池作为安全性能较好的一类化学电源得到了更快的发展，一种以联氨（N2H4）为燃料的环保电池工作原理如图所示，工作时产生稳定无污染的物质。

下列说法正确的是

A．正极的电极反应式为:

 O2+2H2O +4e-=4OH-

B．负极上每消耗1molN2H4，会有2mol H+通过质子交换膜

C．M 极生成氮气且电极附近pH 降低

D．d 口流出的液体是蒸馏水

5、根据电极上通入的气体判断

典例5（2018届福建省福州第三中学高三下学期第一次校模拟考试）某化学小组拟设计微生物燃料电池将污水中的乙二胺[H2N（CH2）2NH2]氧化成环境友好的物质，工作原理如图所示（a、b均为石墨电极）。

下列分析正确的是）

A．电子流动方向为a→导线→b

B．H+经质子交换膜由右向左移动

C．放电一段时间b极附近pH不变

D．a电极发生反应：

H2N（CH2）2NH2+16e-+4H2O==2CO2↑+N2↑+16H+

6、根据电极的质量变化判断

典例6如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中央滴入浓硫酸铜溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是（实验过程中，不考虑铁丝反应及两球的浮力变化）（　　）

A．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低

B．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高

C．当杠杆为绝缘体时，A端低，B端高；为导体时，A端高，B端低

D．当杠杆为绝缘体时，A端高，B端低；为导体时，A端低，B端高

7、根据电极上产生气泡判断

典例7将相同的锌片和铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中，以下叙述正确的是

A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生B．两烧杯中溶液的H+浓度都减小

C．产生气泡的速率甲比乙慢D．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极

8、根据电流方向判断

典例8（2018届河南省南阳市第一中学校高三第十一次考试）一种突破传统电池设计理念的镁-锑液态金属储能电池的工作原理如图所示，该电池所用液体密度不同，在重力作用下分三层，工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变。

下列说法不正确的是（）

A．放电时，Mg（液）层的质量减小

B．放电时正极反应为Mg2++2e-=Mg

C．该电池充电时，Mg-Sb（液）层发生还原反应

D．该电池充电时，Cl-向中下层界面处移动

1．（云南省陆良县2020届高三毕业班第一次摸底考试）银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，电池反应是：

Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn（OH）2，下列说法正确的是（）

A．工作时原电池负极附近溶液的pH增大B．电子由Zn经过溶液流向Ag2O

C．溶液中OH-由Zn电极移向Ag2O电极D．Ag2O作正极：

Ag2O+H2O+2e-＝2Ag+2OH-

2．（天津市耀华中学2019届高三第二次校模拟考试）锌电池是一种极具前景的电化学储能装置。

扣式可充电电池组成示意图如下。

可以在

晶体中可逆地嵌入和脱除，总反应为

。

下列说法错误的是（）

A．放电时不锈钢箔为正极，发生还原反应

B．放电时负极的反应为

C．充电时电池正极上的反应为：

D．充电时锌片与电源的负极相连

3．（天津市南开区2019届高三一模考试）锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。

下列有关叙述不正确的是

A．锌电极上发生氧化反应

B．电池工作一段时间后，甲池的c（SO42-）减小

C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加

D．阳离子通过交换膜向正极移动，保持溶液中电荷平衡

4．（河南省天一大联考2017届高中毕业班阶段性测试四）新型夹心层石墨烯锂硫二次电池的工作原理可表示为16Li+xS8

8Li2Sx，其放电时的工作原理如图所示，下列有关该电池的说法正确的是

A．电池充电时X为电源负极

B．放电时，正极上可发生反应：

2Li++Li2S4+2e-=2Li2S2

C．充电时，没生成1molS8转移0.2mol电子

D．离子交换膜只能通过阳离子，并防止电子通过

5．（甘肃省定西市陇西县第一中学2019届高三下学期适应性训练）某种浓差电池的装置如图所示，碱液室中加入电石渣浆液[主要成分为

]，酸液室通入

（以NaCl为支持电解质），产生电能的同时可生产纯碱等物质。

下列叙述正确的是（）

A．电子由N极经外电路流向M极

B．N电极区的电极反应式为

↑

C．在碱液室可以生成

D．放电一段时间后，酸液室溶液pH减小

6．（福建省厦门市2019届高中毕业班5月第二次质量检查）我国科学家设计了一种智能双模式海水电池，满足水下航行器对高功率和长续航的需求。

负极为Zn，正极放电原理如图。

下列说法错误的是（）

A．电池以低功率模式工作时，NaFe[Fe（CN）6]作催化剂

B．电池以低功率模式工作时，Na+的嵌入与脱嵌同时进行

C．电池以高功率模式工作时，正极反应式为：

NaFe[Fe（CN）6]+e-+Na+=Na2Fe[Fe（CN）6]

D．若在无溶解氧的海水中，该电池仍能实现长续航的需求

7．（湖北省宜昌市夷陵中学、襄阳五中、钟祥一中2019届高三5月模拟考试）由相同金属电极及其不同浓度的盐溶液组成的电池，称浓差电池，电子由溶液浓度较小的一极流向浓度较大的一极。

如图所示装置中，X电极与Y电极初始质量相等。

进行实验时，先闭合K2，断开K1，一段时间后，再断开K2,闭合K1，即可形成浓差电池，电流计指针偏转。

下列不正确的是（）

A．充电前，该电池两电极存在电势差

B．放电时，右池中的NO3－通过离了交换膜移向左池

C．充电时，当外电路通过0.1mol电子时，两电极的质量差为21.6g

D．放电时，电极Y为电池的正极

8．（江苏省盐城市2019届高三第四次模拟考试）ZulemaBorjas等设计的一种微生物脱盐池的装置如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．该装置可以在高温下工作

B．X、Y依次为阳离子、阴离子选择性交换膜

C．负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H＋

D．该装置工作时，电能转化为化学能

9．（北京市丰台区2019届高三5月二模）Fe3O4中含有

、

，分别表示为Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ），以Fe3O4/Pd为催化材料，可实现用H2消除酸性废水中的致癌物NO2－，其反应过程示意图如图所示，下列说法不正确的是

A．Pd上发生的电极反应为：

H2-2e－

2H＋

B．Fe（Ⅱ）与Fe（Ⅲ）的相互转化起到了传递电子的作用

C．反应过程中NO2－被Fe（Ⅱ）还原为N2

D．用该法处理后水体的pH降低

10．（安徽省淮北宿州2019届高三第二次模拟考试）一种新型锂离子电池的工作原理如图所示，其中a极区含有Li+、I-、I3-等离子的水溶液，电极b是一种固态有机聚合物。

下列说法不正确的是

A．充电时，a极区I3-的浓度增大

B．充电时，电极b与外接电源的负极连接

C．放电时，电极a可能发生反应I3-+2e-=3I-

D．放电时，外电路中每转移0.1mol电子，电极b增重0.7g

11．（2019年5月高三宁德市质检）科学家开发出Na－CO2电池如下图所示。

下列说法错误的是

A．电池放电时，钠发生氧化反应

B．正极的电极反应式：

2CO2+2H2O+2e－=2HCO3－+H2↑

C．理论上消耗23g钠，同时产生22.4L氢气（标准状况）

D．该装置既可以吸收二氧化碳，又能产生电能、氢燃料

12．（湖北省龙泉中学、随州一中、天门中学三校2019届高三4月联考）一种酸性燃料电池酒精检测仪如图，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，适合现场酒精检测。

下列说法不正确的是

A．电流由b电极经外电路流向a电极

B．b电极发生还原反应

C．H+从左侧迁移到右侧

D．该电池的负极反应式为：

2CH3CH2OH+O2-4e-＝2CH3COOH+4H+

13．（湖南省怀化市2019届高三4月第二次模拟考试）锂锰电池结构如图所示，其中电解质

溶于混合有机溶剂中，

通过电解质迁移入

晶格中生成

。

下列有关说法正确的是

A．外电路电流方向：

a→b

B．电池正极反应式为：

C．可以用水代替电池中的混合有机溶剂

D．用该电池给铅蓄电池充电，a极与Pb电极相连

14．（广东省惠州市2019届高三4月模拟考试）一种特殊的热激活电池示意图如下。

该电池总反应为：

PbSO4（s）+2LiCl+Ca（s）=CaCl2（s）+Li2SO4+Pb（s），下列说法不正确的是

A．Ca电极发生氧化反应

B．负极的电极反应：

Ca（s）+2Cl﹣﹣2e﹣=CaCl2（s）

C．可用LiCl和KCl水溶液代替无水LiCl﹣KCl

D．当无水LiCl﹣KCl混合物受热熔融后电池才能工作

15．（广东省肇庆市2019届高中毕业班第三次统一检测）电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其中工作原理如下图所示。

则下列说法正确的是

A．电流由a极流向b极

B．溶液中的OH—向b极移动

C．a极的电极反应式为：

4NH3—12e-=2N2+12H+

D．b极的电极反应式为：

3O2+12e-+6H2O=12OH-