1、原电池 新型电源一、单选题（共15题）1一种水性电解液Zn-V2O5，离子选择双隔膜电池的工作原理如图所示。放电结束后左侧电极区有VOSO4生成。已知VOSO4可溶于水，强碱性环境下Zn2+最终转化Zn(OH)42-。下列说法中正确的是A基态V原子核外共有12种不同空间运动状态的电子B图中a膜是阴离子交换膜C外电路中每转移1 mol电子，负极区溶液质量增加32.5 gD该电池正极反应式为：V2O5 +6H+ +2e-= 2VO2+ +3H2O2钠离子电池的工作原理与锂离子电池相似，与锂离子电池相比较，成本低，充电时间短。一种钠-空气电池的装置如图所示。该电池利用“多孔”石墨电极形成空气通道，放
2、电时生成的填充在“空位”中，当“空位”填满后，放电终止。下列说法正确的是A放电时，M为阴极B放电时，N电极发生的电极反应为C充电时，每转移，N电极减轻D该电池的比能量比锂离子电池低3直接燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。电池放电时，下列说法不正确的是A电池工作时，电极I电势低B电极的反应式为：C电池总反应为：D当电路中转移0.1mol电子时，通过阳离子交换膜的为3.9g4一种双膜二次电池放电时的工作原理如图所示，下列说法错误的是A充电时，极的电极反应式为B为阳离子交换膜，为阴离子交换膜C充电时的总反应：D放电时，每消耗(标准状况)，理论上有电子通过用电器5锂硫电池放电过程中正极变
3、化为。我国科学家掺入Ni解决、溶解度小、易透过隔膜的问题。下列说法正确的是A放电时，负极电解质溶液每增重0.07g，电路转移电子B充电时，电池的总反应方程式为CNi对多硫化物的吸附能力相比于石墨烯更小DNi应当掺杂在电池隔膜的正极一侧6某国际期刊刊登我国最新有关水系双离子电池原理如图所示，下列有关叙述正确的是A放电时，电极a作电源的正极，Cu3(PO4)2发生氧化反应最终变为CuB充电时，水系电池中，a电极附近的碱性增强C充电时，Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+D当1molCu3(PO4)2完全放电时，则电池内部有6molNa+发生迁移7工业上，常用电渗析法淡化
4、海水。某小组模拟淡化海水原理，设计如图所示装置。锂电池反应为。下列叙述错误的是AM极为阳极，膜2为阳离子交换膜B锂电池放电时，负极的电极反应式为C基态锰原子中有15种不同运动状态的电子DN极收集到11.2L气体(标准状况)时理论上转移1mol电子8一种新型的锂空气二次电池的工作原理如图所示。下列说法中错误的是A电路中有2mol电子通过时，水性电解液的质量增加16gB催化剂可以吸附氧气，促进氧气得电子发生还原反应C电池充电时，电子从电源负极流向锂电极，锂电极作阴极D固体电解质既可以传递离子又可以起到隔膜的作用9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
5、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，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D电池总反应可表示为10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11pH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
6、内放置已知浓度的HCl溶液，并插入AgAgCl电极)和另一AgAgCl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-(0.1molL-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pHDpH计工作时，电能转化为化学能12未来的某一天，我们开着一辆电动汽车，当电池能量即将耗尽时，只需将汽车开到附近的加氨站，5分钟内就能加满一桶液态氨，电池表便显示满格，加满后汽车能开100
7、0公里以上，且加氨价格低廉。随着“氨氢”燃料电池的推出，这样的场景很快就要变成现实。我国某大学设计的间接氨燃料固体氧化物燃料电池的工作原理如图所示，氨首先经过重整装置在催化剂(未标出)表面分解生成与。下列说法错误的是A电池工作时，a极的电极反应式为B电池工作时，b极发生还原反应C的键角小于的键角D大面积推广“氨氢”燃料电池，有利于减少碳的排放量13浓度差电池是指电池内物质变化仅是由一物质由高浓度变成低浓度且过程伴随着吉布斯自由能转变成电能的一类电池。如图所示的浓度差电池示意图，下列有关说法正确的是Aa极为原电池的负极Bc为Cu2+交换膜C电流计为0时，两极的CuSO4浓度相等D转移1mol电子
8、时，右池增重48g14我国科学家最近合成的ZnOSnO2微米花作为负极材料提高锌镍二次电池的循环性能，工作原理如图所示。已知：正极材料为NiOOH/Ni(OH)2。下列叙述错误的是A放电时，上述装置主要将化学能转化成电能B放电时，负极表面副反应可能是Zn+2OH-=+H2C充电时，阴极附近电解质溶液pH降低D充电时，1molOH-向阳极迁移时理论上转移1mol电子15以和为正、负极电极材料组装的可充电电池具有较高循环使用寿命，工作原理为(已知：在溶液中以的形式存在)。下列说法错误的是A放电过程中负极的电极反应为B放电过程中正极附近增大C充电过程中转移时，阳极质量减小28gD充电过程中转移时，理
9、论上溶液的减小1二、非选择题（共2题）16某小组探究Na2SO3溶液和KIO3溶液的反应。实验I：向某浓度的KIO3酸性溶液(过量)中加入Na2SO3溶液(含淀粉)，一段时间(ts)后，溶液突然变蓝。查阅资料知：IO在酸性溶液中氧化I-，发生的反应为IO+5I-+6H+=3I2+3H2O。(1)针对ts前溶液未变蓝，小组做出如下假设：i.ts前未生成I2，是由于反应的活化能 (填“大”或“小”)，反应速率慢导致的。ii.ts前生成了I2，但由于存在Na2SO3，Na2SO3将生成的I2还原。(2)下述实验证实了假设ii合理。实验II：向实验I的蓝色溶液中加入 ，蓝色迅速消失，后再次变蓝。(3)
10、进一步研究Na2SO3溶液和KIO3溶液反应的过程，装置如图。实验III：K闭合后，电流表的指针偏转情况记录如表：表盘时间/s0t1t2t3t4偏转位置右偏至“Y”处指针回到“0”处，又返至“X”处；如此周期性往复多次指针归零K闭合后，取b极区溶液加入盐酸酸化的BaCl2溶液，生成白色沉淀。0t1s时，从a极区取溶液于试管中，滴加淀粉溶液，溶液变蓝；直接向a极区滴加淀粉溶液，溶液未变蓝。判断a极的电极反应式为 。结合反应解释t2t3s时指针回到“0”处的原因 。(4)综合实验、，下列说法正确的是 (填字母代号)。A对比实验、，ts后溶液变蓝，I中SO被完全氧化B对比实验、，ts前IO未发生反应
11、C实验中指针返回X处的原因，可能是I2氧化SO17在学习氧化还原反应时，某同学提出Ag+具有较强氧化性，I-具有较强还原性，二者也可发生氧化还原反应。为验证这个问题，该学生设计了系列实验。(1)研究AgNO3溶液与KI溶液反应产物向盛有1mL1mol/LAgNO3溶液的试管中加入1mL1mol/LKI溶液，振荡试管，向其中加入 ，溶液无明显变化。(提示：若发生氧化还原反应，I-应被氧化为单质)(实验结论)二者混合只发生沉淀反应，无明显氧化还原反应。(2)验证Ag+的氧化性将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中铁的氧化产物，将溶液中的Ag+除尽后，进行了如下实验。可
12、选用试剂：KSCN溶液NaOH溶液酸性KMnO4溶液。请完成下表：操作现象结论取少量除尽Ag+后的溶液于试管中，加入KSCN溶液，振荡 存在Fe3+取少量除尽Ag+后的溶液于试管中，加入12滴 (填序号)溶液，振荡 存在Fe2+(实验结论)铁的氧化产物为Fe2+和Fe3+，则Ag+氧化性强于Fe3+。另一同学用pH计测得常温该硝酸银溶液的pH为5.50，于是该同学对实验结论提出质疑。你认为他提出质疑的理由可能是 。(3)电池原理探究Ag+与I-之间的氧化还原反应按图设计原电池。电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u)应尽可能地相近。
13、读懂文中划线部分内容，请回答以下问题：根据下表数据，盐桥中应选择 作为电解质。阳离子u108(m2s-1V-1)阴离子u108(m2s-1V-1)Li+4.074.61Na+5.197.40Ca2+6.59Cl-7.91K+7.628.27(4)已知Cl2能氧化+4价的硫为+6价的硫。请写出Na2SO3溶液和Cl2反应反应的离子方程式 。(5)硫酸亚铁受热可按下式分解：aFeSO4=bFeO+cFe2O3+dSO3+eSO2+fO2，a、b、c、d、e、f为待定系数，若d：e：f=3：4：1，则b：c= 。参考答案：1D A基态V原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，
14、共占有13个原子轨道，即有13种不同空间运动状态的电子，A错误；B由图可知浓K2SO4进入稀K2SO4出，钾离子和硫酸根应该从中间分别左移入正极区、右移入负极区，故a膜为阳离子交换膜，B错误；C外电路中每转移1mol电子，负极区增加0.5mol锌离子的质量，同时应有0.5mol硫酸根迁移进入，即共增重80.5g，C错误；D在酸性溶液中，V2O5作正极得到电子生成VOSO4，正极反应式为V2O5 +6H+ +2e-= 2VO2+ +3H2O，D正确； 2D A放电时，失电子，M为负极，A错误；B放电时，N电极发生的电极反应为，原选项中电荷也没配平，B错误；C充电时，N电极的反应为，每转移 1mo
15、le- ，失重，C错误；D比能量指的是单位质量输出电能的多少，mgLi转移电子，mgNa转移电子，因此相同质量的锂离子电池比能量比钠离子电池高，D正确； 3C A电池工作时，电势低的是负极，电子从负极流向正极，故电极I电势低，A正确；B电极为正极，电极反应式为：，B正确；C该电池放电过程中，负极区的OH-来自KOH，正极区的 来自H2SO4，K+通过阳离子交换膜进入正极区与硫酸根结合生成K2SO4，因此电池总反应为：，C错误；D当电路中转移0.1mol电子时，通过阳离子交换膜的为0.1mol，即3.9g，D正确； 4B A放电时Fe2+在M极失去电子生成Fe3+，M是负极，则充电时，Fe3+在
16、M极得到电子生成Fe2+，电极方程式为：，故A正确；B放电时Fe2+在M极失去电子生成Fe3+，即FeCl2转化为FeCl3，NaCl溶液中的Cl-要通过X进入M极区，为阴离子交换膜；Cl2在N极得到电子生成Cl-，由电荷守恒可知，NaCl溶液中的Na+要通过Y进入N极区，Y为阳离子交换膜，故B错误；C放电时Fe2+在M极失去电子生成Fe3+，Cl2在N极得到电子生成Cl-，则充电时，FeCl3转化为FeCl2和Cl2，总反应：，故C正确；D放电时，Cl2在N极得到电子生成Cl-，电极方程式为：Cl2+2e-=2Cl-，标准状况下2.24L的物质的量为0.1mol，转移0.2mole-，理论上
17、有电子通过用电器，故D正确； 5D A放电时，负极发生反应：，向正极移动，与结合，形成溶解度小的多硫化物，即电路转移电子，负极电解质溶液无法增重0.07g，故A错误；B放电时，正极反应：，则放电时总反应：，充电总反应与放电总反应相反：，故B错误；CNi对多硫化物结合能力大于石墨烯，说明Ni更易于多硫化物结合，故C错误；D为解决多硫化物易透过隔膜问题，Ni以与多硫化物结合，应向正极移动，故D正确； 6D A放电时为原电池，a极为正极、b极为负极，Cu3(PO4)2发生还原反应最终变为Cu，故A错误；B充电时为电解池，a极为阳极、b极为阴极，阳极上OH-失电子生成水，阳极附近的碱性减弱，故B错误；
18、C充电时为电解池，a极为阳极、b极为阴极，阴极反应式为Na0.44-xMnO2+xNa+xe-=Na0.44MnO2，故C错误；D放电时为原电池，a极上发生反应Cu3(PO4)2Cu2OCu,则1molCu3(PO4)2完全放电时，转移电子6mol,有6molNa+发生迁移，故D正确； 7C A由分析可知，M极为阳极，膜2为阳离子交换膜，A正确；B由题干信息可知，锂电池电池反应为：，故放电时，负极的电极反应式为：，B正确；C已知Mn是25号元素，其核外有25个电子，根据鲍利不相容原理可知，基态锰原子中有25种不同运动状态的电子，C错误；D由分析可知，N极电极反应为：2H+2e-=H2，故N极收
19、集到11.2L气体(标准状况)时理论上转移电子的物质的量为：=1mol，D正确； 8A A电路中有2mol电子通过时，水性电解液正极一边有0.5molO216g进入水性电解液，同时负极产生的2molLi+也会通过交换膜进入正极，增加的质量是氧气和锂离子的质量，不是16g，故A错误；B催化剂可以吸附氧气，促进氧气得电子发生还原反应，故B正确；C在二次电池充电时，二次电池的负极接外加电源的负极做阴极，锂电极做阴极，故C正确；D固体电解质既可以传递Li+离子又可以起到隔膜的作用，故D正确； 9B A由题中信息可知：该电池充电时Li+得电子成为Li嵌入电极A中，可知电极A在充电时作阴极，故其在放电时作
20、电池的负极，而电极B是电池的正极。由图可知，集流体A与电极A相连，充电时电极A作阴极，故充电时集流体A与外接电源的负极相连，A正确；B放电时，外电路通过a mol电子时，内电路中有a mol Li+通过LiPON薄膜电解质从负极迁移到正极，但是LiPON薄膜电解质没有损失Li+，B错误；C放电时，电极B为正极，发生得到电子的还原反应，反应可表示为，C正确；D电池放电时，负极发生反应：LixSi-xe-=Si+xLi+，正极上发生得到电子的还原反应： Li1-xCoO2+xLi+xe-=LiCoO2，两式相加，可得电池总反应可表示为：，D正确； 10B A由分析可知，放电时，N电极为电池的正极，
21、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； 11C A 如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极为负极、负极发生氧化反应而不是还原反应，A错误；B已知：pH与电池的电动势E存在关系：pH=(E-常数)/0.059，则玻璃膜内外氢离子浓度的差异会引起电动势的变化，B错误；Cp
22、H与电池的电动势E存在关系：pH=(E-常数)/0.059，则分别测定含已知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，C正确；D pH计工作时，利用原电池原理，则化学能转化为电能，D错误； 12C A电池工作时，氨首先经过重整装置在催化剂表面分解生成与，氢气在a极上发生氧化反应生成水，电极反应式为，A正确；B 电池工作时，b极上氧气得电子发生还原反应，B正确；C与的价层电子对数均为4，有1对孤电子对、有2对孤电子对，孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，排斥力越大键角越小，则的键角大于的键角，C不正确；D 大面积推广“氨氢”燃料电池，有利于减少碳的排放
23、量，D正确； 13C A根据分析可知a极为原电池正极，A错误；B左侧消耗Cu2+，右侧生成Cu2+，为了平衡电荷，左侧的SO需迁移到右侧，所以c为阴离子交换膜，B错误；C根据浓度差电池的定义可知当两室硫酸铜溶液浓度相等时，将不再产生电流，C正确；D转移1mol电子时，右池生成0.5molCu2+，左侧迁移到右侧0.5mol SO，所以右池增重即0.5molCuSO4的质量，为0.5mol160g/mol=80g，D错误； 14C A放电时为原电池装置，上述装置主要将化学能转化成电能，A正确；B放电时，负极的锌失去电子发生氧化反应，在碱性条件下可能生成，表面副反应可能是Zn+2OH-=+H2，B
24、正确；C充电时，阴极的氧化锌得到电子发生还原反应，反应为，则附近电解质溶液pH升高，C错误；D充电时，阳极的NiOOH失去电子发生氧化反应，反应为，则1molOH-向阳极迁移时理论上转移1mol电子，D正确； 15D A放电时的总方程式为，负极失电子，化合价升高，所以是Pb失去电子，电极反应式为，A正确；B放电时正极要生成氢氧根离子，碱性增大，pH值增大，B正确；C充电过程中阳极失去电子，变成MnO2，1mol参与反应转移，减少的质量相当于是1molCO的质量，故为28g，C正确；D转移时由0.3mol被消耗，有1molKOH被消耗，但是不能说pH值减小了1，D错误； 16 大 少量Na2SO
25、3 IO+6e-+6H+=I-+3H2O 此时，a极发生反应IO+5I-+6H+=3I2+3H2O，IO不再与SO发生反应，外电路无电流通过 AC (1) i.活化能越大，反应速率越慢，t s前未生成I2，是由于反应的活化能大，反应速率慢导致的；(2)若假设ii合理，则需要向实验I的蓝色溶液中加入Na2SO3，开始时Na2SO3将生成的I2还原，溶液蓝色褪去，之后再发生IO+5I- +6H+=3I2+3H2O，有碘单质生成，溶液又变蓝色；(3)0t1 s时，直接向a极区滴加淀粉溶液，溶液未变蓝，说明a极IO被还原成I-，电极方程式为IO+6e-+6H+=I-+3H2O；t2t3s时指针回到“0
26、”处，说明外电路无电流通过，可能是此时a极发生反应IO+5I-+6H+=3I2+3H2O，IO不再与SO发生反应，外电路无电流通过；(4) A碘能氧化SO，t s后溶液变蓝，说明碘单质有剩余，所以I中SO被完全氧化，故A正确；B对比实验、可知t s前IO发生还原反应，故B错误；C碘单质能氧化SO，实验中指针返回X处的原因，可能是I2氧化SO，故C正确；选AC。17 淀粉溶液 溶液变为红色 溶液的紫色褪去 NO具有强氧化性，可将Fe2+氧化为Fe3+ KNO3 +Cl2+H2O=+2Cl+2H+ 3：2 (1)淀粉遇碘单质变蓝，检验有无碘单质，可用淀粉溶液，故答案为：淀粉溶液；(2)Fe3+遇S
27、CN-溶液变为血红色；Fe2+检验可用酸性KMnO4溶液，Fe2+具有还原性能被酸性KMnO4溶液氧化，酸性KMnO4溶液紫色褪去；pH计测得常温该硝酸银溶液的pH为5.50，由于酸性环境下，NO具有强氧化性，可将Fe2+氧化为Fe3+，故答案为：溶液变为血红色；溶液的紫色褪去；酸性环境下，NO具有强氧化性，可将Fe2+氧化为Fe3+；(3)盐桥中电解质电离的阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率（U）应尽可能地相近，Ag+与Cl-、HCO、SO反应不能选用，阴离子只剩余NO可选，NO电迁移率（U）与K+最接近，故盐桥中应选择KNO3作为电解质；故答案为：KNO3；(4)已知Cl2能氧化+4价的硫为+6价的硫，其还原产物是氯离子，则Na2SO3溶液和Cl2反应反应的离子方程式为+Cl2+H2O=+2Cl+2H+。(5)硫酸亚铁受热可按下式分解：aFeSO4=bFeO+cFe2O3+dSO3+eSO2+fO2，a、b、c、d、e、f为待定系数，若d：e：f=3：4：1，根据硫原子守恒a3+47，根据铁原子守恒b+2c7，根据氧原子守恒28b+3c+33+42+12，解得b3，c2，所以b：c=3：2。
