新高考化学二轮复习高频考点23 原电池的工作原理（含解析）

高频考点23  原电池的工作原理

题点（一）一次电池

1．（2022·湖南卷）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：

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

1.B  A．海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；

B．由上述分析可知，N为正极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，和反应O2+4e-+2H2O=4OH-，故B错误；C．Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；D．该电池不可充电，属于一次电池，故D正确；答案选B。

2．（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)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SO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)+Mn2++2H2O

2.A   A．根据分析，Ⅱ区的K+只能向Ⅰ区移动，A错误；B．根据分析，Ⅰ区的SO向Ⅱ区移动，B正确；C．MnO2电极的电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C正确；

D．电池的总反应为Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O，D正确；故答案选A。

3．（2022·广东惠州·高三期中）化学有自己独特的语言。下列化学用语正确的是（   ）

A．次氯酸电离：

B．如图的负极反应式：

C．碳酸钠水解的离子方程式：

D．既能表示溶解沉淀平衡也能表示电离

3.C  A．次氯酸是弱电解质，电离方程式：，故A错误；

B．如图的负极是锌失电子发生氧化反应，电极反应式：，故B错误；

C．碳酸是弱酸，碳酸钠水解以第一步为主，水解离子方程式：，故C正确；D．氯化银是强电解质，表示溶解沉淀平衡，表示电离，故D错误；故选C。

4．（2022·山东模拟预测）Li/I2电池是常温固体电解质电池，常用于心脏起搏器。负极是锂，正极是碘添加有机材料(如P2VP)做成的导电体多相电极。总反应为2Li +P2VP·nI2=P2VP·(n-1)I2+2LiI。有关说法错误的是（  ）

A．该电池的正极反应式为： 2Li+ +P2VP·nI2 +2e- =P2VP·(n-1)I2 +2LiI

B．中间区域LiI的沉积，会使电池电压逐渐下降，对心脏起搏器起到预警作用

C．添加材料P2VP的作用是增强正极材料的导电性

D．其正负极活性物质消耗质量比为7：127

4.D   A．该电池的正极反应式中电荷守恒，质量守恒，得失电子守恒，A项正确；

B．LiI为生成物，负极的锂放电后会产生LiI，中间区域LiI的沉积，会使电池电压逐渐下降，对心脏起搏器起到预警作用，B项正确；C．I2为正极材料是非电解质，添加的有机材料P2VP是为了实现I顺利得到电子，增强正极材料的导电性，C项正确； D．正极材料为I2，负极材料为Li，整个电路中得失电子守恒，则关系式为，正负极物质消耗质量是127：7，D项错误；答案选D。

5．（双选）（2022·山东青岛·高三开学考试）设计如图装置处理含甲醇的废水并进行粗铜的精炼。下列说法正确的是（   ）

A．甲电极增加的质量等于乙电极减少的质量

B．装置工作一段时间后，原电池装置中溶液的pH不变

C．理论上每产生标准状况下，甲电极增重9.6g

D．原电池正极反应式为

5.CD   A．根据粗铜的精炼阳极是粗铜，电极反应中杂质锌、铁等会发生反应，而阴极是精铜，发生的反应是Cu2++2e-=Cu，故增加的质量和减少的质量不相等，故A不正确；B．根据装置图中左边参于的甲醇判断，左边属于原电池，根据参于物质发生反应方程式为：；故溶液的PH增大，故B不正确；C．根据B中书写的化学方程式利用二氧化碳和电子的关系式：CO2～6e-，1.12L转移的电子为0.3mol，甲电极为阴极发生的反应为：Cu2++2e-=Cu，根据电子和铜之间的关系计算铜的物质的量为0.15mol，故增重9.6g，故C正确；D．根据图像及电子守恒书写原电池正极反应式为，故D正确；故选答案CD；

6．（2022·湖北黄冈·高三模拟）一种新型短路膜电化学电池消除装置如下图所示。下列说法错误的是（   ）

A．负极反应为：

B．正极反应消耗标准状况下22.4L，理论上需要转移4mol电子

C．短路膜和常见的离子交换膜不同，它既能传递离子，还可以传递电子

D．该装置可用于空气中的捕获，缓解温室效应

6.A   A．由分析可知，负极反应为：，A错误；B．标准状况下22.4L的物质的量为1mol，根据氧元素化合价变化结合电子守恒可知，，则理论上需要转移4mol电子，B正确；C．由图示可知，短路膜中存在电子运动，故和常见的离子交换膜不同，它既能传递离子，还可以传递电子，C正确；D．由图示可知，该装置吸收含二氧化碳空气，释放出不含二氧化碳的空气，生成二氧化碳可以被收集利用，故可用于空气中的捕获，缓解温室效应，D正确；故选A。

7（双选）研究表明，采用新型铁改性的镍金属陶瓷作电极，可以增强对氨利用的催化活性，提高质子陶瓷燃料电池的性能，工作原理如图。下列说法正确的是（）

A．Ni金属陶瓷电极作正极

B．电池工作时，电子经固体电解质向正极移动

C．负极的电极反应式为

D．标准状况下消耗22.4L氨气转移3mol

7.CD   A．电极a是转化为，故失为负极，A错误；B．电子只在外中路中传输，固体电解质甲是质子移动，B错误；C．据分析知，负极的电极反应式为，C正确；D．由C可知，标准状况下消耗22.4L即1mol氨气转移转移3mol ，D正确；

故选CD。

题点（二）二次电池

8．（2022·广东卷）科学家基于易溶于的性质，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： 。下列说法正确的是（    ）

A．充电时电极b是阴极

B．放电时溶液的减小

C．放电时溶液的浓度增大

D．每生成，电极a质量理论上增加

8.C   A．由充电时电极a的反应可知，充电时电极a发生还原反应，所以电极a是阴极，则电极b是阳极，故A错误；B．放电时电极反应和充电时相反，则由放电时电极a的反应为可知，NaCl溶液的pH不变，故B错误；

C．放电时负极反应为，正极反应为，反应后Na+和Cl-浓度都增大，则放电时NaCl溶液的浓度增大，故C正确；D．充电时阳极反应为，阴极反应为，由得失电子守恒可知，每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g/mol2mol=46g，故D错误；答案选C。

9．（2022·全国乙卷）电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是（   ）

A．充电时，电池的总反应

B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关

C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移

D．放电时，正极发生反应

9.C  A．光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，结合阴极反应和阳极反应，充电时电池的总反应为Li2O2=2Li+O2，A正确；B．充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B正确；C．放电时，金属Li电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误；D．放电时总反应为2Li+O2=Li2O2，正极反应为O2+2Li++2e-=Li2O2，D正确；答案选C。

10．（2021·湖南卷）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：

下列说法错误的是（   ）

A．放电时，N极为正极

B．放电时，左侧贮液器中的浓度不断减小

C．充电时，M极的电极反应式为

D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过

10.B   A．由分析可知，放电时，N电极为电池的正极，故A正确；B．由分析可知，放电时，溶液中有Zn2+与Br-生成，通过循环回路，左侧储液器中溴化锌的浓度增大，故B错误；C．由分析可知，充电时，M电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，锌离子在阴极上得到电子发生还原反应生成锌，电极反应式为Zn2++2e-=Zn，故C正确；D．由分析可知，放电或充电时，交换膜允许锌离子和溴离子通过，维持两侧溴化锌溶液的浓度保持不变，故D正确；故选B。

11．（2022·河南·商丘市第一高级中学高三期中）K－O2二次电池具有较高的稳定性，其工作原理如图所示，其中电解质只能传导K+。下列说法错误的是（）

A．放电时，碳电极质量增大

B．充电时，阳极电极反应式为KO2-e-=K++O2↑

C．当电路中有0.2 mol电子转移时，有0.2 mol K+通过电解质

D．当有2.24 LO2被还原时，就会有3.9 g K被氧化

11.D   A．根据图示可知：在放电时，正极上K+得到电子，与O2反应产生KO2，电极反应式为K++e-+O2=KO2，A正确；B．充电时碳电极接电源正极，作阳极，阳极上KO2失去电子后转化为K+与O2，B正确；C．电路中转移电子的物质的量与通过电解质的离子所带电荷的物质的量相同，故当电路中有0.2 mol电子转移时，有0.2 mol K+通过电解质，C正确；

D．没有指明气体对应的温度与压强，因此无法确定气体的物质的量，也不能知道被氧化的金属K的质量是多少，D错误；故合理选项是D。

12．（2022·河南高三一模）刘天骠教授团队开发出一种锌－二茂铁氧化还原双极性储能材料，应用于pH中性水系液流电池，将水系有机液流电池的性能推进到了一个新的高度。下列说法正确的是（    ）

A．放电时，电极A作负极

B．放电时，Zn2+穿过离子交换膜向电极电极B迁移

C．充电时，阴极的电极反应为Zn2++2e-=Zn

D．充电时，1mol Zn2+过膜时，有2mol二茂铁被还原

12.C   A．放电时，电极A发生还原反应，作原电池正极，A项错误；B．放电时，阳离子移向正极，Zn2+应向电极A迁移，B项错误；C．充电时，电极B作阴极，发生还原反应，C项正确；D．过膜时，电路中转移电子，充电时有二茂铁被氧化，D项错误；答案选C。

13．（2022·广东广州·模拟预测）近日“宁德时代”宜布2023年实现钠离子电池产业化，钠离子电池以其低成本、高安全性及其位优异电化学属性等成为锂离子电池的首选“备胎”，其充放电过程是在正负极间的镶嵌与脱嵌。下列说法不正确的是（）

A．放电时负极区钠单质失去电子

B．充电时由“B极”向“A极”移动

C．由于未使用稀缺的锂钴元素，量产后该电池生产成本比锂离子电池低

D．该电池一种正极材料为，充电时的电极反应为：

13.A   A．该电池充放电过程是 Na+ 在正负极间的镶嵌与脱嵌，不存在钠单质的失电子，A错误；B．充电时阳离子从阳极向阴极移动，即Na+ 由B极向A极移动，B正确；C．稀缺的锂钴元素的价格比锂更高，该电池未使用稀缺的锂钴元素，量产后该电池生产成本比锂离子电池低，C正确；D．充电时正极得电子，电极反应为： ，D正确；故选A。