2026年高考化学第一轮基础练习--第20讲　原电池及其应用（含答案+课件）

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一、 选择题(每小题只有一个选项符合题意)1 [2025南通期中]一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化血糖反应，从而控制血糖浓度。下列有关说法正确的是(　　)A. 电池工作时，化学能全部转化为电能B. 电池工作时，电子由a电极沿导线流向b电极C. a电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2OD. 反应中每生成1 ml C6H12O7，转移电子数为2×6.02×1023
解析：电池工作时，有部分化学能会转化为热能散失，并不能全部转化为电能，A错误；有O2参与反应的一极是正极(a电极)，有葡萄糖参与反应的一极是负极(b电极)，故电池工作时，电子由b电极沿导线流向a电极，B错误；a电极反应的产物是OH－，故电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C错误；由C6H12O6―→C6H12O7～2e－知，反应中每生成1 ml C6H12O7，转移电子数为2×6.02×1023，D正确。
答案：D
2 [2024苏州期初调研]氨硼烷－H2O2燃料电池装置如图所示，该电池在常温下即可工作，总反应为NH3BH3＋3H2O2===NH4BO2＋4H2O，下列说法不正确的是(　　)A. 氨硼烷与水分子间可形成氢键，故易溶于水
C. 放电过程中1 ml H2O2参与反应时，转移的电子数约为2×6.02×1023D. 其他条件不变，向H2O2溶液中加入适量硫酸能增大电流强度
解析：NH3BH3中N原子上的H原子与H2O中O原子形成氢键，H2O中的H原子与NH3BH3中的N原子形成氢键，两者作用力增大，故NH3BH3易溶于水，A正确；a电极为负极，应失去电子，B错误；b电极的电极反应式为H2O2＋2e－＋2H＋ ===2H2O,1 ml H2O2参与反应时转移2 ml e－，C正确；H2SO4为强电解质，可以增强溶液导电性，D正确。
答案：B
3 [2025苏州期初]普通锌锰干电池的构造如图所示。下列关于该电池及其工作原理的说法正确的是(　　)A. 石墨作电池的负极材料C. 电池工作时，MnO2发生氧化反应D. 环境温度过低，不利于电池放电
4 [2024南通如皋3.5模]Fe－空气二次电池具有价格低廉、安全性好等优点。一种Fe－空气电池放电时原理如图所示。电池使用碱性溶液作电解质，C电极允许空气中的O2通过。下列说法正确的是(　　)A. 放电时，正极反应为O2＋4e－＋4H＋===4H2OB. 充电时，阴极反应之一为Fe2O3＋2e－＋3H2O===2Fe(OH)2＋2OH－C. 忽略溶液体积的变化，放电后溶液的pH增大D. 该电池也可以用强酸溶液作电解质
解析：碱性条件下，电极反应式中不应出现H＋，A错误；放电时，电池总反应为2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2或4Fe＋3O2===2Fe2O3，忽略溶液的体积变化，放电后溶液的pH几乎不变，C错误；若用强酸溶液作电解质，Fe会与酸直接反应，电池效率降低，且反应产生H2，电池的安全性能变差，D错误。
答案： B
A. 放电时，正、负电极质量均增大B. 放电时，溶液的pH增大C. 充电时，H＋移向Pb极D. 充电时，每消耗2 ml PbSO4，转移电子数为4×6.02×1023
答案： D
6 [2025镇江期中]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。下列说法正确的是(　　)A. O2在电极b上发生氧化反应B. 溶液中OH－向电极b移动C. 反应消耗的O2与生成的N2的物质的量之比为3∶2D. 负极反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋
解析：通入O2的一极是正极，O2在电极b上发生还原反应，A错误；放电时，电子由负极(a极)移向正极(b极)，故溶液中K＋向电极b移动，OH－向电极a移动，B错误；由得失电子守恒知，4n(O2)＝6n(N2)，n(O2)∶n(N2)＝3∶2，C正确；电解质溶液显碱性，产物中不含H＋，D错误。
答案： C
7 [2024南京、盐城一模]一种以钒基氧化物(V6O13)为正极材料的水系锌离子电池的工作原理如图所示。通过使用孔径大小合适且分布均匀的新型离子交换膜，可提高离子传输通量的均匀性，从而保持电池的稳定性。下列说法正确的是(　　)A. 放电过程中，Zn2＋向Zn极一侧移动B. 放电过程中，电子由Zn极经电解质溶液向V6O13极移动C. 充电时，V6O13极与外接直流电源正极相连D. 充电时，阳极发生的电极反应可能为V6O13＋xZn2＋＋2xe－===ZnxV6O13
解析：原电池工作时，阳离子移向正极，钒基氧化物(V6O13)为正极，Zn为负极，故放电过程中，Zn2＋透过阳离子交换膜向V6O13极一侧移动，A错误；电子只在外电路中移动，不能经过电解质溶液，B错误；充电时，原电池的正极(V6O13极)与外接电源的正极相连，C正确；充电时，阳极失去电子，发生氧化反应，D错误。
8 [2025苏州期中]我国科学家研发了一种室温下可充电的Na－CO2电池，装置如图所示。放电时，Na2CO3与C均沉积在碳纳米管中。下列说法不正确的是(　　)A. 放电时，钠箔电极发生氧化反应B. 放电时，每转移2 ml电子，消耗33.6 L CO2(标准状况下)C. 充电时，电源b极为正极，Na＋向钠箔电极移动D. 充电时，碳纳米管电极发生的反应式为4Na＋＋4e－＋3CO2===2Na2CO3＋C
解析：钠箔是负极，放电时，钠箔电极发生氧化反应，A正确；正极反应式为4Na＋＋4e－＋3CO2===2Na2CO3＋C，放电时，每转移2 ml电子，消耗33.6 L CO2(标准状况下)，B正确；充电时，电源b极为正极，Na＋向钠箔电极移动，C正确；充电时，碳纳米管电极应该发生失电子的氧化反应，电极反应式为2Na2CO3＋C－4e－===4Na＋＋3CO2↑，D错误。
9 [2023苏锡常镇调研一]下图为某微生物燃料电池净化水的原理。下列说法正确的是(　　)A. N极为负极，发生氧化反应B. 电池工作时，N极附近溶液pH减小C. M极发生的电极反应为(C6H10O5)n－24ne－＋7nH2O===6nCO2↑＋24nH＋
10 [2023南京二模]一种钠离子电池的工作原理如下，放电时的电池反应可表示为Na1－xFePO4＋NaxC===NaFePO4＋C。下列说法正确的是(　　)A. 放电时，电能转化为化学能B. 放电时，Y极发生还原反应C. 充电时，X极电极反应式为NaFePO4－xe－===Na1－xFePO4＋xNa＋D. 充电时，每转移1 ml e－，Y极质量减少23 g
解析：电池放电时，化学能转化为电能，A错误；根据电池放电的总反应方程式，负极(Y极)的电极反应式为NaxC－xe－===xNa＋＋C，正极(X极)的电极反应式为Na1－xFePO4＋xNa＋＋xe－===NaFePO4，Y极发生氧化反应，B错误；充电时，X极的物质转化为NaFePO4―→Na1－xFePO4，发生氧化反应，电极反应式为NaFePO4－xe－===Na1－xFePO4＋xNa＋，C正确；充电时，Y极的电极反应式为xNa＋＋C＋xe－===NaxC，每转移1 ml e－，Y极质量增加23 g，D错误。
11 [2025镇江中学期中改编]金属的腐蚀与防护无处不在，下列说法错误的是(　　)A. 钢铁在潮湿空气中不易被腐蚀B. 一次性保暖贴是利用电化学腐蚀提供热量C. 地下钢管与电源负极连接采用的是外加电流法D. 铺设在隧道中的钢轨每隔一根轨枕系一块锌片，采用的是牺牲阳极法
解析：钢铁在潮湿空气中会形成原电池，容易被腐蚀，A错误。
答案： A
12 [2025苏州西安交大附中月考]我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是(　　)A. 通电时，阳极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋B. 通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C. 通电时，该装置为牺牲阳极法D. 断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
解析：通电时，该装置为外加电流法，C错误。
答案：C
二、 非选择题13 (1) [2025扬大附中期初]一种电催化NO还原反应(NORR)制NH3的装置如图所示，两极区均采用NaOH与NaClO4的混合溶液作为电解质溶液，写出电极a上主要反应的电极反应式：_________________________________。
NO＋5e－＋4H2O===NH3＋
(2) [2025镇江一中月考]利用微生物可实现含尿素[CO(NH2)2]的废水的净化，装置如图所示，a极的电极反应式为__________________________________________。
CO(NH2)2－6e－＋H2O===
CO2↑＋6H＋＋N2↑
(3) [2025镇江中学期中]工业上含氮化合物污染物处理以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，则该电池的正极反应式为_____________________________。
2N2O5＋O2＋4e－===
(4) [2025苏州实验中学月考]一种熔融碳酸盐燃料电池的原理如图所示。电极A上H2参与的电极反应式为____________________________。
14 (1) [南通三模] 研究发现，硫代硫酸盐浸出金的过程是电化学催化腐蚀过程，催化机理模型如下图所示。负极的电极反应式为______________________________。浸金过程中的催化剂是___________________(填化学式)。
Au－e－＋2NH3===[Au(NH3)2]＋
NH3和[Cu(NH3)4]2＋
(2) [苏州期末]通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应：H2S＋H2SO4===SO2↑＋S↓＋2H2O、S＋O2===SO2。①电极a上发生反应的电极反应式为_________________________________。②理论上1 ml H2S参加反应可产生H2的物质的量为______。
SO2－2e－＋2H2O===4H＋＋
(3) 氨硼烷(NH3BH3)是储氢量最高的材料之一，氨硼烷还可作燃料电池，其工作原理如图所示。氨硼烷电池工作时负极的电极反应式为______________________________________。