1、- 1 -专题 26 原电池的基本原理（满分 42 分 时间 20 分钟）姓名：_ 班级：_ 得分：_1最近，科学家研发了“全氢电池” ，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是A 右边吸附层中发生了还原反应B 负极的电极反应是 H22e 2OH = 2H2OC 电池的总反应是 2H2O 2 = 2H2OD 电解质溶液中 Na 向右移动，ClO 向左移动【答案】C【解析】【详解】2镁锑液态金属储能电池工作原理如下图所示，该电池所用液体密度不同，在重力作用下分为三层，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：Mg 2+2e- Mg
2、C 该电池充电时，MgSb(液)层的质量增大- 2 -D 该电池充电时，C1 -向下层方向移动【答案】C【解析】A.放电时，Mg(液)层发生反应 Mg -2e-=Mg2+ ，Mg(液)层的质量减小，A 项正确；放电时MgSb(液)层是正极，正极反应为：Mg 2+2e-=Mg，B 项正确；该电池充电时，MgSb(液)层是阳极，发生氧化反应，C 项错误；该电池充电时，上层是阴极、下层是阳极，C1 -向阳极移动，D 项正确。答案选 C。3H 2S 转化是环保和资源利用的研究课题。將烧碱吸收 H2S 后的溶液加人如图装置，可以回收单质硫，甲为二甲醚(CH 3OCH3)一空气燃料电池。下列推断正确的是A
3、 Y 极充入二甲醚 B 电子由 X W 溶液 Z YC Z 极反应式为 S2+-2e-=S D 电解后，乙装置右池中 c(NaOH)减小【答案】C【解析】点睛：运用电化学原理解答。电子流动方向的判别，原电池由负极经外电路回到正极，在内电路是通过阴阳离子定向移动来完成的。 4研究电化学腐蚀及防护的装置如下图所示。下列有关说法正确的是- 3 -A d 为石墨，铁片不易被腐蚀B d 为石墨，石墨上电极反应为：O 2 + 2H2O + 4e 4OH -C d 为锌块，铁片腐蚀加快D d 为锌块，铁片上电极反应为：2H + + 2e H 2【答案】B【解析】5锂(Li)空气电池的工作原理如图所示下列说法
4、不正确的是A 金属锂作负极，发生氧化反应B Li +通过有机电解质向水溶液处移动C 正极的电极反应：O 2+4e=2O2D 电池总反应：4Li+O 2+2H2O=4LiOH【答案】C【解析】【详解】A 项，在锂空气电池中，金属锂失去电子，发生氧化反应，为负极，故 A 项正确；B 项，Li 在负极失去电子变成了 Li+，会通过有机电解质向水溶液处（正极）移动，故B 项正确；- 4 -C 项，正极氧气得到了电子后与氢结合形成氢氧根，电极方程式为 O2+4e-+2H2O=4OH-，故C 项错误；D 项，负极的反应式为 Li-e-= Li+，正极反应式为 O2+4e-+2H2O=4OH-，电池的总反应
5、则为4Li+O2+2H2O=4LiOH，故 D 项正确。综上所述，本题的正确答案为 C。6电化学气敏传感器可用于监测环境中 NH3的含量，其工作原理如图所示，NH 3被氧化为常见无毒物质。下列说法错误的是（ ）A 溶液中 OH 向电极 a 移动B 反应消耗的 NH3与 O2的物质的量之比为 45C O 2在电极 b 上发生还原反应D 负极的电极反应式为：2NH 36e + 6OH =N2+ 6H 2O【答案】B【解析】【分析】NH3被氧化为常见无毒物质，应生成氮气，Pt 电极通入氨气生成氮气，为原电池负极，则 b 为正极，氧气得电子被还原，结合电极方程式分析解答。 【详解】【点睛】本题考查了原
6、电池原理，根据 O、N 元素化合价变化判断出正负极是解题的关键。本题的易错点为 D，注意书写电极反应式时要结合电解质特点。- 5 -7下列反应中，在原理上可以设计成原电池的是（ ）A Ba(OH) 28H2O 与 NH4Cl 的反应 B 氧化铝与硫酸的反应C 甲烷与氧气的反应 D 石灰石的分解反应【答案】C【解析】【详解】原电池为将化学能转化为电能的装置，所涉及反应为自发进行的氧化反应，题中只有 C为氧化还原反应，可设计成原电池反应，其中通入甲烷的电极为负极，通入氧气的电极为正极，而 A、B、D 都不是氧化还原反应，不能设计成原电池，故选 C。8某同学利用氧化还原反应：2KMnO 410FeS
7、O 48H 2SO4=2MnSO45Fe 2(SO4)3K 2SO48H 2O 设计如图所示原电池，盐桥中装有饱和 K2SO4溶液。下列说法正确的是 A b 电极上发生还原反应B 外电路电子的流向是从 a 到 bC 电池工作时，盐桥中的 SO42-移向甲烧杯D a 电极上发生的反应为 MnO4-8H 5e =Mn2 4H 2O【答案】D【解析】【分析】从方程式分析，亚铁离子变成铁离子，所以亚铁离子在负极反应，所以 b 为负极，a 为正极。【详解】- 6 -【点睛】原电池中负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子，发生还原反应，溶液中的阴离子向负极移动，外电路中电子从负极流出，流向正极。9可用于电
8、动汽车的铝空气燃料电池，通常以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是A 电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极B 以 NaOH 溶液为电解质时，负极反应为 Al3OH 3e =Al(OH)3C 以 NaOH 溶液为电解质时，电池在工作过程中电解质溶液的 pH 保持不变D 以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解质时，正极反应都为 O22H 2O4e = 4OH【答案】D【解析】【分析】铝为活泼金属，既能与酸反应，又能与碱反应，铝空气燃料电池中负极反应为 Al+4OH-3e-AlO 2-+2H2O，正极反应为 O2+2H2O+4e-=4
9、OH-，总反应为 4Al+4OH-+3O24AlO 2-+2H2O。【详解】【点睛】本题考查化学电源，解答时注意正负极的判断、依据溶液酸碱性书写电极反应式是解答的关键。102017 年 5 月 18 日，我国海域天然气水合物试采成功，下列分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如下图所示，其中的固体电解质是 Y2O3Na 2O，O 2 可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的是 （ ）- 7 -A 该分析仪可用于分析空气中的天然气的含量B 该分析仪工作时，电极 a 为正极C 电极 a 的反应式为：CH 4+10OH 8e =CO32 +7H2OD 当固体电解质中有 1 mol O2 通过时，
10、电子转移 4mol【答案】A【解析】【分析】该分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，O 2-可以在其中自由移动，电子在外电路转移，通甲烷气体的为负极，通空气一端为正极，电池总反应为 CH4+2O2=CO2+2H2O ，正极反应为：O 2+4e-=2O2-,负极反应为：CH 4+4O2 8e =CO2+2H2O ，结合原电池的原理和电极反应回答问题。【详解】11某兴趣小组设计如图所示的原电池装置，下列有关说法正确的是 ( ) - 8 -A 锌板是原电池的负极，发生还原反应B 电子流向：锌板 灯泡 银板 湿布 锌板C 银板上的电极反应：D 电池总反应：【答案】D【解析】【详解】【点睛】本题考查原电
11、池的设计，正确判断原电池的正负极及电极反应方程式是解决本题的关键。12下图是采用新能源储能器件将 CO2转化为固体产物，实现 CO2的固定和储能灵活应用的装置。储能器件使用 Li-CO2电池，组成为：钌电极/CO 2饱和的 LiClO4-DMSO 电解液/锂片。下列说法不正确的是 - 9 -A Li-CO 2电池的电解液由 LiClO4和 DMSO 溶于水得到B CO 2的固定中，每转移 8 mol e-，生成 6 mol 气体C 过程中化学能转化为电能D 过程的钌电极的电极反应式为 2Li2CO3+C-4e-4Li +3CO2【答案】A【解析】【详解】13一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太
12、阳能电池的原理及电池中发生的主要反应如图所示。下列说法正确的是A 镀铂导电玻璃的作用是传递 I- 10 -B 电池工作时，光能转变为电能，X 为电池的正极C 电池的电解质溶液中 I-和 I3-的浓度均不断减小D 电解质溶液中发生反应 2Ru3+3I-2Ru 2+I3-【答案】D【解析】【详解】14一种新型的电池，总反应为: 3Zn+2FeO42 +8H2O=2Fe(OH)3+3Zn(OH) 2+4OH ，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是A Zn 极是负极，发生氧化反应B 随着反应的进行，溶液的 pH 增大C 电子由 Zn 极流出到石墨电极，再经过溶液回到 Zn 极，形成回路D 石墨电极上发生的反应为：FeO 42+3e+4H2O=Fe(OH)3+5OH 【答案】C【解析】【详解】A、根据电池总反应，Zn 的化合价升高，根据原电池的工作原理，即锌作负极，发生氧化反应，故 A 说法正确；B、根据电池总反应方程式，生成 OH ，溶液的 pH 增大，故 B说法正确；C、根据原电池的工作原理，电子从 Zn 电极流出经外电路流向石墨，电解质溶液应是阴阳离子定向移动，没有电子通过，故 C 说法错误；D、负极电极反应式为- 11 -Zn2OH 2e =Zn(OH)2，正极反应式为 FeO42 4H 2O3e =Fe(OH)35OH ，故 D说法正确。
