专题08 原电池-备战2024-2025学年高二化学上学期期末真题分类汇编（人教版2019选择性必修1）(原卷版+解析版)

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内容概览
考点01 原电池原理及其应用
考点02 燃料电池
考点03 二次电池
考点01 原电池原理及其应用
1．（2023-2024高二上·陕西渭南·期末）用如图装置进行实验，电流计指针偏转。下列说法错误的是
A．该装置的总反应为B．从a极经阳离子交换膜移向b极
C．该装置将化学能转化为电能D．工作一段时间，a极附近溶液碱性会减小
【答案】A
【分析】该装置为原电池装置，氢气为负极，氯气为正极，据此分析；
【详解】A．电解质溶液为碱性溶液，最终生成氯化钾，而不是氯化氢，该装置的总反应为，A错误；
B．a为原电池的负极，b为原电池的正极，故从a极经阳离子交换膜移向b极，B正确；
C．该装置为原电池装置，故该装置将化学能转化为电能，C正确；
D．工作一段时间，a极H2-2e-+2OH-=2H2O，所以附近溶液碱性会减小，D正确；
故选A。
2．（2023-2024高二上·广东广州·期末）锌铜原电池装置如图所示，下列有关说法不正确的是
A．电极为该原电池的正极
B．电极是还原剂，又是电子导体
C．氯化钾盐桥中将移向溶液
D．一段时间后有红色固体沉积在电极表面
【答案】C
【分析】由图可知，锌的活泼性比铜强，则锌电极为铜锌原电池的负极，铜电极为正极。
【详解】A．由分析可知，铜电极为原电池的正极，故A正确；
B．由分析可知，能导电的锌电极为铜锌原电池的负极，故B正确；
C．由分析可知，能导电的锌电极为铜锌原电池的负极，铜电极为原电池的正极，氯化钾盐桥中氯离子将移向硫酸锌溶液，故C错误；
D．由分析可知，铜电极为原电池的正极，铜离子在正极得到电子发生还原反应生成铜，故D正确；
故选C。
3．（2023-2024高二上·江西吉安·期末）浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。下列有关该电池的说法错误的是
A．电流由Y极通过外电路流向X极
B．电池工作时，通过离子导体移向X极区
C．X极发生的反应为
D．Y极每生成1 ml Cl2，X极区得到2 ml LiCl
【答案】A
【详解】A．加入盐酸，X极上生成氢气，发生还原反应：，X极为正极，Y极上发生氧化反应：，Y极是负极，在外电路中电流由正极流向负极，A错误；
B．电池工作时，向X极区移动，B正确；
C．X极上生成氢气，发生还原反应：，C正确；
D．Y极每生成1 ml Cl2，转移2 ml电子，有2 ml 向正极移动，则X极区得到2 ml LiCl，D正确；
答案选A。
4．（2023-2024高二上·广西玉林·期末）微生物脱盐池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以氯化钠溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图的装置处理有机废水(以含的溶液为例)，下列说法正确的是
A．该电池可在高温环境下工作
B．Y为阴离子选择性交换膜
C．负极反应式为：
D．每消耗2.24L的空气，有0.4ml电子转移
【答案】C
【分析】该装置为原电池，有机废水中的发生失电子的氧化反应生成，负极反应式为，正极反应式为，原电池工作时，阴离子移向负极、阳离子移向正极，即模拟海水溶液中的通过阳离子交换膜移向正极、通过阴离子交换膜移向负极，可实现海水淡化，则隔膜Y为阳离子交换膜，据此分析解答。
【详解】A．该装置为微生物脱盐电池，温度过高会导致微生物死亡，海水淡化效果变差，故A错误；
B．负极区生成氢离子，需要氯离子，正极区消耗氢离子，需要钠离子，所以Y是阳离子交换膜，故B错误；
C．负极上失电子发生氧化反应生成二氧化碳，同时生成氢离子，电极反应式为，故C正确；
D．未讲明标况，且标况下2.24L空气中含有，每消耗1ml氧气转移4ml电子，据此计算消耗0.02ml氧气转移电子物质的量=0.02ml×4=0.08ml，D错误；
答案选C。
5．（2023-2024高二上·福建漳州·期末）如图为锌铜原电池，盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂，下列说法错误的是
A．铜片作正极B．盐桥中移向溶液
C．锌片不断溶解D．电子从铜片经外电路流向锌片
【答案】D
【分析】锌铜原电池中锌较活泼失去电子发生氧化反应是负极，铜极得到电子发生还原反应是正极。由于锌极阳离子(Zn2+)越来越多，为了维持溶液电中性，盐桥的Cl-会移向ZnSO4溶液。
【详解】A．据分析，铜片作正极，A正确；
B．据分析，盐桥的Cl-会移向ZnSO4溶液，盐桥中移向溶液，B正确；
C．据分析，锌片失去电子发生氧化反应，不断溶解，C正确；
D．据分析，锌作负极，铜作正极，电子从锌片经外电路流向铜片，D错误；
故选D。
6．（2023-2024高二上·贵州遵义·期末）锂电池是一类由锂或锂合金为负极材料的电池。最早出现的锂电池的总反应是，其结构如下图所示。下列说法正确的是
A．电子流向为负极电解液正极
B．该锂电池电解液可使用水电解质溶液
C．每转移电子，负极增重
D．电池正极反应
【答案】D
【分析】从图中可以看出，a电极为负极，b电极为正极。
【详解】A．电子流动时，不能经过电解质溶液，则电子流向为负极(a)电流表A正极(b)，A不正确；
B．Li是活泼金属，能与水发生反应，所以该锂电池电解液不能使用水电解质溶液，B不正确；
C．每转移电子，负极有1mlLi失电子生成Li+，Li+迁移至LiClO4混合有机溶剂中，则负极减轻，C不正确；
D．电池正极材料为MnO2，得电子的产物与Li+结合为LiMnO2，电极反应式为，D正确；
故选D。
7．（2023-2024高二上·海南海口·期末）有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易被腐蚀；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为
A．D>C>A>BB．D>A>B>CC．D>B>A>CD．B>A>D>C
【答案】B
【详解】将A与B用导连接结起来，浸入电解质溶液中，可构成原电池结构，B不易被腐蚀，说明B作正极，则A金属活动性比B强；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈，说明D金属活动性比A强；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化，说明B的金属活动性比Cu强；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出，说明Cu的金属活动性比C强。综上分析得金属活动性由强到弱的顺序为：D>A>B>C，故选B。
8．（2023-2024高二上·湖南邵阳·期末）根据下图，下列说法正确的是
A．装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe-2e-=Fe2+
B．装置Ⅰ和装置Ⅱ盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动
C．装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应式均为O2+2H2O+4e-=4OH-，
D．放电过程中，装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极区溶液的pH均逐渐增大
【答案】D
【分析】由题干装置可知，装置Ⅰ中Zn比Fe活泼，则Zn作负极，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，Fe作正极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，装置Ⅱ中Fe比铜活泼，则Fe作负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，Cu作正极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，装置Ⅰ中负极反应为：Zn-2e-=Zn2+，装置Ⅱ中负极反应是Fe-2e-=Fe2+，A错误；
B．由分析可知，装置Ⅰ中左侧为正极，右侧为负极，则盐桥中的阳离子由负极移向正极即向左侧烧杯移动，而装置Ⅱ中左侧为负极，右侧为正极，则盐桥中的阳离子向右侧烧杯移动，B错误；
C．由分析可知，装置Ⅰ中正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，而装置Ⅱ中正极反应式均为2H++2e-=H2↑，C错误；
D．由分析可知，放电过程中，装置Ⅰ中正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，而装置Ⅱ中正极反应式均为2H++2e-=H2↑，故装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极区溶液的pH均逐渐增大，D正确；
故答案为：D。
考点02 燃料电池
9．（2023-2024高二上·陕西宝鸡·期末）欧洲足球锦标赛事中的拍摄车，装着“绿色心脏”-质子交换膜燃料电池，其工作原理如图所示。下列叙述中正确的是
A．装置中的能量变化为电能转化为化学能
B．通入氢气的电极发生还原反应
C．通入空气的电极反应式：O2+4e-+ 4H+=2H2O
D．装置中电子从通入空气的电极经过导线流向通入氢气的电极
【答案】C
【详解】A．燃料电池是将化学能转化为电能，A错误；
B．负极的电极反应为：H2-2e-=2H+，H2失去的电子被氧化发生了氧化反应，B错误；
C．氢气失电子生成的H+，通过质子交换膜由负极流向正极，正极的电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，C正确；
D．通入氢气的电极失去的电子经过导线流向通入空气的电极，D错误；
故答案为：C。
10．（2023-2024高二上·湖北恩施·期末）氨作为一种无碳富氢化合物，其具有价廉、不易燃、易储存等特点，被认为是可替代氢用于燃料电池的理想材料。燃料电池如图所示，下列说法错误的是
A．电极b为正极，发生还原反应
B．电极a上电极反应：
C．电池工作时向电极b迁移
D．电池工作时电极上理论消耗的
【答案】D
【分析】
电极a上NH3发生失电子的氧化反应生成N2和H2O，电极a为负极，电极b为正极。
【详解】A．根据分析，电极b为正极，电极b上O2发生得电子的还原反应，A项正确；
B．电极a上NH3发生失电子的氧化反应生成N2和H2O，电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，B项正确；
C．电池工作时阳离子向正极迁移，则Na+向电极b迁移，C项正确；
D．电极a的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，电极b的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，根据得失电子守恒，电池工作时电极上理论消耗的=，D项错误；
答案选D。
11．（2023-2024高二上·新疆巴音郭楞·期末）酒驾行为危害社会安全，交警部门常用酸性燃料电池酒精检测仪对此进行检测。该检测仪的工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．负极的电极反应式为
B．该电池工作一段时间后，正极区溶液的pH增大
C．若外电路中转移4ml电子，理论上右侧电极附近溶液增重32g（假设不挥发）
D．液晶显示器上数字与电流强弱有关，显示器的数字越大，说明酒精含量越高
【答案】C
【分析】O2有氧化性反应中得电子，故通入O2的右侧为正极，原电池正极发生还原反应，负极发生氧化反应，燃料电池负极通入的为乙醇。
【详解】A．负极的电极反应式为，A正确；
B．氧气在正极上发生反应，正极上消耗氢离子且产生的水对溶液稀释，氢离子浓度减小，一段时间后，正极区溶液的pH增大，故B正确；
C．若外电路中转移4ml电子，理论上右侧吸收1ml氧气，内电路移入4ml ，电极附近溶液增重32g+4g=36g，故C错误；
D．液晶显示器上数字与电流强弱有关，显示器上的数字越大，说明的电流越大，则负极放电的乙醇就越多，说明酒精含量越高，故D正确；
本题选C。
12．（2023-2024高二上·江苏盐城·期末）一种用于驱动潜艇的液氨一液氧燃料电池原理示意如图所示。下列有关该电池说法错误的是
A．电池工作时，电极电势高于电极电势
B．电子由电极经外电路流向电极
C．标准状况下，每消耗转移电子
D．电极上发生的电极反应为
【答案】A
【分析】根据题中液氨−液氧燃料电池可知，负极上发生失电子的氧化反应，即A是负极，B是正极，碱性条件下，氧气在正极生成氢氧根离子，燃料电池的总反应是燃料燃烧的化学方程式：4NH3+3O2=2N2+6H2O，电子从负极流向正极。
【详解】A．原电池中，正极电势高于负极电势，故电极电势高于电极A，故A错误；
B．电子从负极流向正极，即从电极流向电极B，故B正确；
C．燃料电池的总反应为，该电池工作时，每消耗标准状况下即转移电子，故C正确；
D．碱性条件下，氨气在负极失电子生成，其电极反应为，故D正确；
答案选A。
考点03 二次电池
13．（2023-2024高二上·河南新乡·期末）铅酸蓄电池使用方便安全可靠，多用于维持汽车用电系统的正常运转，下列说法错误的是
A．铅酸蓄电池为二次电池
B．放电时，Pb电极上的质量增加
C．铅酸蓄电池中的稀硫酸为电解质
D．充电时，阳极上的电极反应式为2H2O+PbSO4-2e-=PbO2++4H+
【答案】C
【分析】铅酸蓄电池的电池式为，据此解答。
【详解】A．铅酸蓄电池可以放电充电，所以为二次电池，故A正确；
B．放电时，Pb电极失去电子生成硫酸铅，质量增加，故B正确；
C．稀硫酸为混合物，不是电解质，故C错误；
D．充电时，阳极上PbSO4失去电子，电极反应式为2H2O+PbSO4-2e-=PbO2++4H+，故D正确；
答案选C。
14．（2023-2024高二上·重庆·期末）一种新型的高比能量锌—碘溴液流电池工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述正确的是
A．放电时，a电极反应为
B．放电时，溶液中离子的数目会逐渐减少
C．充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.02mlI-被氧化
D．充电时，a电极接外电源负极
【答案】C
【分析】放电时，b电极Zn失电子转化为Zn2+，为原电池的负极；a电极I2Br-得电子转化为I-、Br-，为原电池的正极。
【详解】A．由分析可知，放电时，a电极为正极，I2Br-得电子转化为I-、Br-，反应为，A不正确；
B．放电时，a电极I2Br-得电子转化为I-、Br-，b电极Zn失电子转化为Zn2+，则溶液中离子的数目会逐渐增大，B不正确；
C．充电时，b电极每增重0.65g(Zn)，表明有0.01mlZn2+得电子生成Zn，则a电极有0.02mlI-失电子转化为I2Br-，溶液中有0.02mlI-被氧化，C正确；
D．放电时，a电极为正极，则充电时，a电极为阳极，接外电源正极，D不正确；
故选C。
15．（2023-2024高二上·安徽·期末）高效率新型光催化钠离子电池是一种二次电池，放电时工作原理如图所示。电池中填充固体电解质，用太阳光照射光催化电极可以对该电池进行充电。下列说法错误的是
A．放电时，光催化电极为正极
B．放电时，通过离子交换膜移向石墨电极
C．放电时，电池中总反应式为
D．光照时，石墨电极发生的电极方程式为
【答案】B
【分析】从工作原理图中可看出放电时，失去电子转化为，石墨电极为负极，光催化电极为正极，据此分析解答；
【详解】A． 由上述分析可知，放电时，光催化电极为正极，A项正确；
B．放电时，阳离子通过离子交换膜移向正极，B项错误；
C．放电时，电池中总反应式为，C项正确；
D．光照时是充电过程，石墨电极为阴极，发生的电极方程式为，D项正确；
故选：B。
16．（2023-2024高二上·福建泉州·期末）我国科研团队研究出一种MB(亚甲基蓝)/MnO2固态无扩散氢离子电池，该电池模型如图所示，充电时，Mn2+沉积在石墨毡上生成MnO2，下列说法错误的是
A．放电时，石墨毡作正极
B．放电时，H+从右侧区移到左侧区
C．充电时，阴极发生反应MB+2H++2e-=H2MB
D．充电时，若转移0.2NA个电子石墨毡质量增加8.7g
【答案】B
【分析】由充电时，锰离子沉积在石墨毡上生成二氧化锰可知，放电时，活性炭是原电池的负极，H2MB在负极失去电子发生氧化反应生成MB和氢离子，石墨毡作正极，酸性条件下二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成锰离子和水；充电时，与直流电源负极相连的活性炭作阴极，酸性条件下MB在阴极得到电子发生还原反应生成H2MB，石墨毡作阳极，水分子作用下锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰和氢离子。
【详解】A．由分析可知，石墨毡作正极，酸性条件下二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成锰离子和水，故A正确；
B．由分析可知，放电时，活性炭是原电池的负极，石墨毡作正极，则氢离子通过质子交换膜从左侧区移到右侧区，故B错误；
C．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的活性炭作阴极，酸性条件下MB在阴极得到电子发生还原反应生成H2MB，电极反应式为MB+2H++2e-=H2MB，故C正确；
D．由分析可知，充电时，石墨毡作阳极，水分子作用下锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰和氢离子，电极反应式为Mn2+—2e-+2H2O=MnO2+4H+，则转移0.2NA个电子时，石墨毡增加质量为××87g/ml=8.7g，故D正确；
故选B。
17．（2023-2024高二上·河北张家口·期末）我国海域辽阔，海岸线漫长，岛屿众多，海水电池的研究十分重要。某铝-海水电池的工作原理示意图如下。该电池M极采用镍网惰性电极，同时可在电池右侧完成铝的回收。下列说法正确的是
A．电势：N电极>M电极
B．M极的电极反应式为
C．离子交换膜可选用阳离子交换膜
D．当N极质量减少5.4 g时，理论上M极消耗3.36 L空气(标准状况下)
【答案】B
【分析】电极N为负极，电极反应式为Al-3e-=Al3+，电极M为正极，电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-，据此作答。
【详解】A．由题意可知铝电极为负极，电势：M电极>N电极，故A错误；
B．M极氧气参与反应，所以电极反应式为，故B正确；
C．若用阳离子交换膜，无法在右侧回收铝，故C错误；
D．根据N电极反应方程式Al-3e-=Al3+，当N极减少5.4 g Al时，理论上M极消耗标准状况下3.36 L氧气，故D错误；
答案选B。
18．（2023-2024高二上·湖北武汉·期末）某新型电池结构示意图如图所示，电解质为 溶液、 溶液、 NaOH溶液，通过m和n两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成X、Y、Z三个电解质溶液区域。下列说法正确的是
A．放电时，正极电极反应式为：A1＋4OH--3e-=
B．m为阴离子交换膜，放电时， 通过m膜向X区移动
C．放电时，消耗5.4g A1时Z区电解质溶液质量减少48.0 g
D．放电时， 增重6.4g时Y区离子数目减少了0.3 NA个
【答案】C
【分析】X区Al失电子生成 ，则Al电极为负极、PbO2为正极，X区电解质为NaOH、Y区电解质为Na2SO4。电池工作时，负极发生反应A1＋4OH--3e-=，阴离子减少，Na+向正极移动，故m为阳离子交换膜；正极发生反应，溶液中负电荷大于正电荷，所以通过n膜向负极移动，n为阴离子交换膜。
【详解】A．放电时，Al为负极，负极电极反应式为：A1＋4OH--3e-=，故A错误；
B．根据以上分析，m为阳离子交换膜，n为阴离子交换膜，放电时，Z区通过n膜向Y区移动，故B错误；
C．放电时，消耗5.4g A1时，电路中通过0.6ml电子，Z区发生反应，根据电荷守恒，同时有0.3ml移入Y区，Z区消耗0.6mlH2SO4，同时生成0.6ml水，电解质溶液质量减少48.0 g，故C正确；
D．放电时， 转化为PbSO4增重6.4g时，电路中转移0.2ml电子，有0.2mlNa+、0.1ml移入Y区，所以Y区离子数目增加了0.3 NA个，故D错误；
选C。
19．（2023-2024高二上·山东青岛·期末）钠碘电池总反应式为(n≥1)，其两极材料之一为聚2—乙烯吡啶(简写为)与的复合物，电解质为固态薄膜状的碘化钠，主要传导钠离子。下列说法正确的是
A．放电过程中固态电解质薄膜的质量减小
B．和的复合物是绝缘体，不能导电
C．该电池放电时，碘离子移向复合物电极
D．放电时，负极的电极反应式为：
【答案】D
【详解】A．放电过程中，固态电解质薄膜主要传导钠离子，其质量不变，A错误；
B．电极不能是绝缘体，B错误；
C．该电池放电时，碘离子移向负极，复合物电极为正极，C错误；
D．放电时，钠失去电子，所以负极的电极反应式为：2Na−2e−=2Na+，D正确；
故选D。
20．（2023-2024高二上·安徽·期末）我国科学家最近发明了一种Zn-PbO2二次电池，电解质为K2SO4、H2SO4和KOH，由a和b两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域。如图是其放电过程工作示意图，下列说法不正确的是
A．放电时，PbO2为原电池的正极
B．每消耗6.5gZn就有0.2mlK+通过交换膜a进入B区域
C．电池反应的离子方程式为
D．b为阳离子交换膜
【答案】D
【详解】A．锌是活泼金属，PbO2具有强氧化性，则放电时Zn电极为原电池的负极，PbO2为原电池的正极，A正确；
B．A区域是溶液，结合变为，为了维持溶液呈电中性，应通过交换膜进入区域，每消耗就有通过交换膜a进入B区域，B正确；
C．负极电极反应式为，正极电极反应式为，总反应离子方程式为，C正确；
D．由C项分析可知A区域电解质为，区域电解质为，则在B区域电解质为，交换膜为阳离子交换膜，交换膜为阴离子交换膜，D错误；
故选D。
1．（2023-2024高二上·黑龙江伊春·期末）铅蓄电池的两极分别为、，电解质溶液为，工作时的反应为，下列结论正确的是
A．为正极被氧化B．电解质溶液的不断减小
C．只向处移动D．为正极材料
【答案】D
【详解】A．为负极被氧化，A错误；
B．由铅蓄电池的总反应可知，硫酸被消耗，酸性逐渐减弱，pH不断增大，B错误；
C．原电池中阳离子向正极移动，阴离子硫酸根向负极Pb极移动，C错误；
D．正极上PbO2得电子被还原，为正极材料，D正确；
故选D。
2．（2023-2024高二上·广东中山·期末）二氧化硫空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含的快速启动，装置示意图如下。以下说法正确的是
A．正极发生氧化反应
B．电子由沿导线流向
C．负极电极反应式为
D．反应，有质子通过交换膜
【答案】C
【分析】在原电池中，负极失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，X电极通入二氧化硫和水，硫元素化合价升高，失电子，作负极；Y电极通入氧气，氧元素化合价降低，得电子，作正极，据此解答。
【详解】A．正极得电子发生还原反应，A错误；
B．电子从负极经导线流向正极，则电子由X流向Y，B错误；
C．负极X上SO2失去电子被氧化生成，故负极电极反应式为：，C正确；
D．正极电极反应：，则反应1mlO2，转移4ml电子，有4ml质子通过交换膜，D错误；
故选C。
3．（2023-2024高二上·重庆·期末）由辉铜矿石(主要成分是Cu2S)制CuSO4的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．N极为正极
B．X交换膜为阴离子交换膜
C．M极上的电极反应式为：Cu2S+10e-+4H2O=2Cu2++8H++
D．该电池工作时在某一温度范围内反应速率最快
【答案】C
【分析】该装置为原电池，辉铜矿石(主要成分是Cu2S)制CuSO4可知该M电极为负极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为，N电极为正极，电极反应式为，原电池工作时，阳离子移向正极N，阴离子移向负极M。
【详解】A．由分析知N极为正极，A正确；
B．根据离子移动方向及电荷守恒可知，通过X交换膜膜移向M极，则X交换膜为阴离子交换膜 ，B正确；
C．M极上的电极反应式为，C错误；
D．该电池工作时需要细菌，温度太低，细菌生长太慢，反应速率太慢，温度过高会杀死细菌，不利于其增长，在某一温度范围内反应速率最快，D正确；
故选C。
4．（2023-2024高二上·甘肃白银·期末）中国科学院研制出一种陶瓷基混合导体透氧膜，它允许电子和同时通过，可实现水连续分解制。工作时，CO、分别在透氧膜的两侧反应，工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．CO在b侧反应B．b侧发生还原反应
C．a侧发生的电极反应为D．该装置实现了太阳能转化为化学能
【答案】B
【详解】A．由图可知，CO在b侧失去电子被氧化生成二氧化碳，电子从b侧通过透氧膜进入a侧，水得到电子转化为氢气，同时生成O2-，A项正确；
B．CO在b侧失去电子被氧化，发生氧化反应，B项错误；
C．水在a侧得到电子转化为氢气，a侧发生的电极反应为，C项正确；
D．光照下，水得到电子生成和，通过透氧膜进入b侧，CO在b侧失去电子被氧化生成二氧化碳，则该装置实现了太阳能转化为化学能，D项正确；
故选B。
5．（2023-2024高二上·安徽合肥·期末）天然气报警器可及时检测到空气中甲烷浓度的变化，当甲烷达到一定浓度时，传感器随之产生电信号并联动报警，其工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．报警器触发时，装置将化学能转化为电能
B．多孔电极a为负极，电势低于多孔电极b
C．电流方向由多孔电极a经导线流向多孔电极b
D．当电极a有11.2mL甲烷(标况)参与反应时，电路中有0.004ml电子转移
【答案】C
【分析】由图可知，该报警器的主要结构为甲烷燃料电池，a为电池负极发生CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，b为电池正极发生2O2+8e-=4O2-。
【详解】A．该装置本质是甲烷燃料电池，将化学能转化为电能，A正确；
B．多孔电极a为负极，电势低于正极多孔电极b，B正确，
C．电流方向在外电路是由正极经导线流向负极，由多孔电极b经导线流向多孔电极a，C错误；
D．标准状况，有0.0005ml甲烷参与反应，结合电极a的反应方程式CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，则电路中有0.004ml电子转移，D正确。
6．（2023-2024高二上·重庆·期末）二氧化硫—空气燃料电池是一种新型的燃料电池，下列有关说法不正确的是
A．Pt1电极为负极，该电极上发生氧化反应
B．质子从Pt1电极移向Pt2电极
C．电子从Pt1电极出发经外电路流向Pt2电极
D．正极的电极反应为：
【答案】D
【详解】A．Pt1电极上，SO2转化为H2SO4，S元素化合价升高，发生氧化反应，则Pt1电极为负极，A项正确；
B．溶液中的质子为H+，H+向正极移动，则质子从Pt1电极移向Pt2电极，B项正确；
C．电子从负极经导线流向正极，即电子从Pt1电极出发经外电路流向Pt2电极，C项正确；
D．Pt1电极为负极，Pt2电极为正极，正极的电极反应为：，D项错误；
答案选D。
7．（2023-2024高二上·广东广州·期末）锂碘电池可用于心脏起搏器，电池反应可简化为：。下列说法正确的是
A．锂电极是电池的正极
B．碘电极发生氧化反应
C．负极反应式为
D．电流从碘电极经外电路流向锂电极
【答案】D
【详解】A．根据，锂失电子发生氧化反应，锂电极是电池的负极，故A错误；
B．根据，I2得电子发生还原反应，碘电极发生还原反应，故B错误；
C．锂电极是电池的负极，负极发生氧化反应，负极反应式为Li-e-=Li+，故C错误；
D．锂电极是电池的负极，碘电极是正极，电流从碘电极经外电路流向锂电极，故D正确；
选D。
8．（2023-2024高二上·北京延庆·期末）锌铜原电池装置如下图所示，下列说法不正确的是
A．锌是负极，铜是正极
B．电子从铜片经电流表流向锌片
C．盐桥是离子导体，形成闭合回路
D．铜片上的电极反应为：
【答案】B
【分析】该原电池中，Zn易失电子发生氧化反应作负极，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，Cu作正极，电极反应为：Cu2++2e-=Cu,盐桥中阳离子向正极移动。
【详解】A．由分析可知，Zn电极作负极，Cu作正极，故A正确；
B．原电池中电子由负极流向正极，Cu电极作正极，Zn电极作负极，则电子由锌片流向铜片，故B错误；
C．原电池中，盐桥中K+向正极移动，Cl-向负极移动，即盐桥是离子导体，故C正确；
D．该电池Cu作正极，正极上发生得电子的还原反应：Cu2++2e-=Cu,故D正确；
故选：B。
9．（2023-2024高二上·辽宁大连·期末）水系锌金属电池因锌负极水系电解液的腐蚀问题而限制了循环寿命。中科院化物所团队设计了一种双相电解液体系，该体系的负极侧电解液富含有机溶剂，而正极侧电解液以水溶液为主，其装置如图所示。下列说法错误的是
A．负极反应为
B．电解质溶液中的和向负极移动
C．电子从负极流出到正极，再经电解液回到负极
D．该电池的优点是降低了负极的含水量，从而抑制水溶液的腐蚀
【答案】C
【分析】该装置为原电池，负极上锌失电子生成锌离子，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，正极是水中氢离子得电子生成氢气，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
【详解】A．负极锌失电子生成锌离子，发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，故A正确；
B．该装置为原电池，阴离子向负极移动，则电解质溶液中的和向负极移动，故B正确；
C．原电池中电子从负极经导线流向正极，电子不经过电解液，故C错误；
D．正极上水中的氢离子得电子生成氢气和氢氧根离子，为维持正极反应，负极水含量降低，从而抑制水溶液的腐蚀，故D正确；
故选：C。
10．（2023-2024高二上·北京东城·期末）如图所示的原电池装置中，盐桥内的成分是含有的琼脂凝胶。下列说法正确的是
A．正极为电极
B．盐桥中的向烧杯迁移
C．放电时，电子从电极流向电极
D．若将盐桥更换为锌片，电流计指针不会发生偏转
【答案】B
【分析】锌比铜活泼，Cu为原电池的正极，电池的总反应为Zn+ Cu2+= Zn2++ Cu，正极的电极反应为Cu2++2e-= Cu；Zn极时原电池的负极，发生氧化反应。
【详解】A．Cu为原电池的正极，A错误；
B．原电池工作时阳离子移向正极，即电池工作时K+向铜电极移动，B正确；
C．放电时，电子从负极流向正极，因此电子从Zn电极流向Cu电极，C错误；
D．若将盐桥更换为锌片，电流计指针会发生偏转，D错误；
故选B。
11．（2023-2024高二上·广东汕头·期末）贮备电池是日常将电池的一种组成部分(如电解质溶液)与其它部分隔离备用，使用时可迅速被激活并提供足量电能。电池是一种可被海水激活的贮备电池，电池放电时，下列说法不正确的是
A．海水作电解质溶液
B．正极反应为
C．若电路中转移了，则有参与反应
D．放电时电子从负极经电解质溶液移动到正极
【答案】D
【分析】Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池，Mg活泼作负极，电极反应式为Mg-2e-=Mg2+，AgCl作正极，电极反应式为AgCl+e-=Ag+Cl-。
【详解】A．Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池，海水中含有电解质如NaCl等，可作电解质溶液，故A正确；
B．AgCl作正极，电极反应式为AgCl+e-=Ag+Cl-，故B正确；
C．Mg作负极，电极反应式为Mg-2e-=Mg2+，若电路中转移了，消耗0.1mlMg，则有0.1ml×24g/ml=参与反应，故C正确；
D．放电时电子从负极经外电路流入正极，电子不经过电解质溶液，故D错误；
故选：D。
12．（2023-2024高二上·四川凉山·期末）某小组同学采用以下电化学装置验证“”是可逆反应。实验开始前向甲烧杯中加入溶液，向乙烧杯中加入溶液。下列说法不正确的是
A．该装置可选用装有含琼脂的饱和溶液的盐桥
B．外电路中电流方向从电极到石墨电极
C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态
D．电流计读数为零后，在甲中溶入固体，石墨电极为负极
【答案】D
【详解】A．饱和溶液与甲乙烧杯的溶液都不反应，可选用装有含琼脂的饱和溶液的盐桥，故A正确；
B．开始时，反应正向进行，根据装置示意图，Ag电极为正极，石墨为负极，外电路中电流方向从电极到石墨电极，故B正确；
C．当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，电流计读数为零，故C正确；
D．电流计读数为零后，在甲中溶入固体，反应逆向进行，石墨为正极，故D错误；
答案选D。
13．（2023-2024高二上·福建·期末）一种新型镁硫二次电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．b电极添加石墨烯可以提高电极的导电能力
B．充电时间越长b极中MgS的含量越高
C．隔膜是阳离子交换膜，充电时Mg2+移向a极
D．放电时，正极反应包括：3Mg2++MgS8+6e−=4MgS2
【答案】B
【分析】a电极Mg失电子被氧化生成的Mg2+，a为负极，则b电极为正极，据此分析解答；
【详解】A．石墨可以导电，b电极添加石墨烯可以提高电池正极材料导电性，故A正确；
B．充电时阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应式为8MgS－14e－＝MgS8+7Mg2＋，则充电时间越长，MgS的含量越低，故B错误；
C．根据图可知，溶液中的阳离子Mg2+通过隔膜移向正极，所以使用的隔膜是阳离子交换膜，充电时Mg2+从b极移向a极，故C正确；
D．放电时正极上发生还原反应，得电子，根据装置图可判断正极反应包括：Mg2++MgS2+2e−=2MgS、3Mg2++MgS8+6e−=4MgS2，故D正确；
故选：B。
14．（2023-2024高二上·贵州安顺·期末）微生物脱盐电池既可以处理废水中和，又可以实现海水淡化，原理如图所示。下列说法不正确的是
A．生物电极b的电势高于生物电极a
B．生物电极a的电极反应式为
C．离子交换膜a为阴离子交换膜
D．标准状况下，每生成时，参加反应的质量为
【答案】D
【分析】该装置为原电池，有机废水中的CH3COOH发生失电子的氧化反应生成CO2，则电极a为负极，负极反应式为CH3COOH+2H2O-8e-═2CO2↑+8H+，电极b为正极，
NO得电子生成N2，正极反应式为2 NO+8H++6e-═N2↑+4H2O，原电池工作时，阴离子移向负极、阳离子移向正极，即海水中的Na+通过阳离子交换膜移向b极、Cl-通过阴离子交换膜移向a极，可实现海水淡化，则a离子交换膜为阴离子交换膜，b离子交换膜为阳离子交换膜，据此分析解答。
【详解】A．a极碳元素价态升高失电子，故a极为负极，b极为正极，生物电极b的电势高于生物电极a，故A正确；
B．a极为负极，电极反应式为CH3COOH-8e-+2H2O═2CO2↑+8H+，故B正确；
C．由分析可知，离子交换膜a为阴离子交换膜，故C正确；
D．正极反应式为2 NO+8H++6e-═N2↑+4H2O，标准状况下的物质的量为0.05ml，转移的电子为0.3ml，则负极参加反应的质量为=2.25g，故D错误；
答案选D。
15．（2023-2024高二上·河南开封·期末）锌——空气电池可用作电动车的动力电源。该电池的电解质溶液为溶液，总反应为。下列说法中，错误的是
A．充电时，电解质溶液中向阴极移动
B．充电时，电解质溶液的逐渐增大
C．放电时，负极反应为
D．放电时，电路中通过电子，消耗氧气(标准状况)
【答案】D
【详解】A．充电时，为电解池，电解质溶液中向阴极移动，故A正确；
B．充电时，发生反应，电解质溶液的逐渐增大，故B正确；
C．放电时，负极锌失电子发生氧化反应，负极反应为，故C正确；
D．放电时，电路中通过电子，消耗0.5ml氧气 ，标准状况下的体积为11.2L，故D错误；
选D。
16．（2023-2024高二上·江苏连云港·期末）铜板上的铁铆钉暴露在空气中，表面被潮湿空气或雨水浸润容易生锈，腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是
A．铜板上的电极反应：
B．腐蚀过程中电子从铁移向铜
C．当有生成时，水膜中释放
D．铁铆钉腐蚀过程中化学能全部转化为电能
【答案】B
【分析】铜板表面被潮湿空气或雨水浸润，空气中的、溶解其中，形成电解质溶液，组成原电池，加速了铁的腐蚀，铁为负极失电子产生二价铁离子，铜为正极，H+得到电子产生H2，据此作答。
【详解】A．图示为铁的析氢腐蚀，铜板上的电极反应：，故A错误；
B．原电池中，电池从负极流向正极，因此是从铁移向铜，故B正确；
C．未说明气体所在状态，无法计算H2体积，故C错误；
D．铁铆钉腐蚀过程中化学能一部分转化为电能，一部分转化为热能等形式，故D错误；
故答案选B。
17．（2023-2024高二上·广东肇庆·期末）下图为某新型的可充电锌-肼电池充、放电时的物质转化示意图，其采用双功能电催化剂在同一电极实现了独立的析氢反应(放电)和产氮反应(充电)。下列说法不正确的是
A．图中箭头指示为电子流动方向
B．放电时正极反应式为
C．图中a可选用阴离子交换膜
D．当生成(标准状况)时，理论上锌电极增重
【答案】D
【分析】采用双功能电催化剂在同一电极实现了独立的析氢反应(放电)和产氮反应(充电)，放电时正极反应式为，负极反应式为，充电时阳极反应式为，阴极反应式为；
【详解】A．由装置示意图可知，放电时正极反应式为，负极反应式为，电子由负极流出，经外电路流向正极，所以图中箭头所示的是电子流动方向，A项正确；
B．由图可知，放电时正极反应式为，B项正确；
C．充电时阳极反应式为，阴极反应式为，阳极每消耗，从阴极迁移过来，所以图中a为阴离子交换膜，C项正确；
D．由上述放电时负极和正极的电极反应可知，当标准状况下产氢时即物质的量为，转移0.2ml电子，锌电极(负极)质量减轻，D项错误；
故选D。
18．（2023-2024高二上·贵州贵阳·期末）质子膜H2S燃料电池实现了H2S废气资源回收利用，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．电极a为负极
B．电池工作时H＋通过质子固体电解质膜向电极b移动
C．电极b上发生的电极反应：
D．每消耗22.4L(标准状况)H2S气体，电路中转移4mle-
【答案】D
【分析】根据装置图可判断总反应为2H2S(g)+O2(g)＝S2(s)+2H2O，负极H2S失电子发生氧化反应，正极O2得电子发生还原反应，以此解答该题。
【详解】A．a极上硫化氢失电子生成S2和氢离子，发生氧化反应，则a为负极，故A正确；
B．由分析可知，电极b是正极，a为负极，原电池中阳离子向正极移动，则H＋通过质子固体电解质膜向电极b移动，故B正确；
C．由分析可知，电极b是正极，发生还原反应：，故C正确；
D．2mlH2S参与反应，失去4ml电子，每消耗22.4L(标准状况)H2S气体，即1ml H2S气体，电路中转移2ml电子，故D错误；
故选D。
19．（2023-2024高二上·河南·期末）微生物燃料电池能将有机废水中的乙二胺 氧化成环境友好的物质，其中均为石墨电极。下列说法错误的是
A．该电池不适宜在高温环境下工作
B．电池工作时 电极附近溶液的 减小
C．溶液中 由左侧通过质子交换膜进入右侧
D．处理 乙二胺，需消耗空气体积约为（标况下）
【答案】D
【分析】根据原电池装置图分析，H2N(CH2)2NH2在a电极上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，则a为负极，电极反应式为H2N(CH2)2NH2＋4H2O-16e-=2CO2↑＋N2↑＋16H＋，氧气在正极b上得电子发生还原反应，电极反应式为：O2＋4e-＋4H＋=2H2O，据此分析；
【详解】A．该电池涉及到微生物，不适宜在高温环境下工作，A正确；
B．由分析可知，该电极的电极反应式为H2N(CH2)2NH2＋4H2O-16e-=2CO2↑＋N2↑＋16H＋，产生氢离子，减小，B正确；
C．原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，因此，电池工作时质子(H＋) 由左侧通过质子交换膜进入右侧，C正确；
D．根据分析，电池的总反应为H2N(CH2)2NH2＋4O2=2CO2↑＋N2↑+4H2O，处理 乙二胺，需消耗氧气0.8ml，体积为（标况下），故需要消耗空气体积约为89.6L（标况下），D错误；
故选D。
20．（2023-2024高二上·湖北十堰·期末）随着工业的发展，如何高效处理污水成为人类亟待解决的问题。
(1)利用原电池原理，酸性废水中的在水处理剂（主要成分为铁粉、炭粉）表面的变化如图所示。
①图中，纳米铁粉作 （填“正极”或“负极”），多孔炭粉的作用为 。
②正极上的电极反应式为 。
(2)科研人员利用垃圾渗透液实现发电、环保二位一体，装置如图（a、b为离子交换膜）。
①石墨电极M上的电极反应式为 。
②a为 （填“阴离子”或“阳离子”）交换膜。
③在放电过程中，由中间室向 （填“M”或“N”）极室移动。
④理论上M极每处理，电路中通过的电子数为 。
【答案】(1) 负极 作原电池的正极
(2) 阴离子 N 2.4
【分析】由图可知，该装置为原电池，发生失电子的氧化反应生成N2，则M电极是负极，负极反应式为2-6e-=N2↑+8H+，N电极是正极，正极上发生得电子的还原反应生成N2，正极反应式为2+10e-+12H+=6H2O+N2↑，原电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，据此分析解答。
【详解】（1）①Fe比C活泼，Fe作负极，C作正极，则纳米铁粉作负极，多孔炭粉的作用为作原电池的正极；②正极上硝酸根离子得电子生成铵根，电极反应式为；
（2）①M电极是负极，负极上发生失电子的氧化反应生成N2，负极反应式为2-6e-=N2↑+8H+；
②M电极是负极，N电极是正极，Na+由中间室向N极室移动，Cl-向M极室移动，则a为阴离子交换膜；
③该原电池中M电极是负极，N电极是正极，阳离子移向正极，阴离子移向负极，即Na+由中间室向N极室移动；
④M极反应式为2-6e-=N2↑+8H+，消耗2ml铵根转移6ml电子，处理转移电子数为2.4。
Ⅰ
Ⅱ