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课时检测(四十三) 原电池、化学电源的基本知能评价
1．雌黄(As S)在我国古代常用作书写涂改修正胶。浓硝酸氧化雌黄可制得硫黄，并生成砷酸和一
2 3
种红棕色气体，利用此反应原理可设计成原电池，下列有关叙述正确的是( )
A．砷酸生成的电极为正极
B．红棕色气体在该原电池的负极区生成并逸出
C．该反应的氧化剂和还原剂物质的量之比为12∶1
D．该原电池的正极反应式为
NO＋e－＋2H＋===NO↑＋HO
2 2
2．(2022·湖南等级考)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图。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：
2HO＋2e－===2OH－＋H↑
2 2
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
3．如图所示是一种以液态肼(N H)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电
2 4
池。该固体氧化物电解质的工作温度在700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反
应产物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是( )
A．电池内的O2－由电极乙移向电极甲
B．电池总反应为NH＋2O===2NO＋2HO
2 4 2 2
C．当电极甲上有1 mol NH 消耗时，电极乙上有22.4 L O 参与反应
2 4 2
D．电池外电路的电子由电极乙移向电极甲
4．(2024年1月·九省联考安徽卷)我国学者研制了一种锌基电极，与涂覆氢氧化镍的镍基电极组
成可充电电池，其示意图如图。放电时，Zn转化为2ZnCO ·3Zn(OH) 。下列说法错误的是( )
3 2A．放电时，正极反应为
Ni(OH) ＋2e－===Ni＋2OH－
2
B．放电时，若外电路有0.2 mol电子转移，则有0.1 mol Zn2＋向正极迁移
C．充电时，a为外接电源负极
D．充电时，阴极反应为2ZnCO ·3Zn(OH) ＋10e－===5Zn＋2CO＋6OH－
3 2
5．将反应2Fe3＋＋2I－⥫⥬ 2Fe2＋＋I 设计成如图所示的原电池：
2
下列说法不正确的是( )
A．盐桥中的K＋移向FeCl 溶液
3
B．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
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FeCl 固体，乙中石墨电极为负极
2
6．(2023·河北等级考)我国科学家发明了一种以 和MnO 为电极材料的新型电池，其
2
内部结构如图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料 转
化为 。下列说法错误的是( )
A．充电时，b电极上发生还原反应
B．充电时，外电源的正极连接b电极
C．放电时，①区溶液中的SO向②区迁移
D．放电时，a电极的电极反应式为MnO ＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2HO
2 2
7．酸性锌锰电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由炭粉、MnO 、ZnCl
2 2
和NH Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程中产生MnO(OH)。下列说法错误的是( )
4A．该电池的负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋
B．该电池的正极反应式为
MnO ＋2HO＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－
2 2
C．维持电流为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗0.05 g Zn(已知F＝96 500 C·mol－1)
D．酸性锌锰电池与碱性锌锰电池相比，缺点是电解质溶液易发生泄漏
8．如图为某二次电池充电时的工作原理示意图，该过程可实现盐溶液的淡化。下列说法正确的是(
)
A．充电时，a为电源负极
B．充电时，Na＋向Bi电极移动，Cl－向NaTi (PO ) 电极移动
2 4 3
C．放电时，正极的电极反应为
BiOCl＋2H＋＋3e－===Bi＋Cl－＋HO
2
D．充电时，新增入电极中的物质：
n(Na＋)∶n(Cl－)＝1∶3
9．水溶液锌电池(图1)的电极材料是研究热点之一，一种在晶体MnO空位中嵌入Zn2＋的电极材
料充、放电过程如图2所示(除中心空位外，其他空位未画出)。下列叙述正确的是( )
A．该材料在锌电池中作为负极材料
B．①为MnO活化过程，其中Mn的价态一定发生变化
C．②代表电池充电过程
D．③中1 mol晶体转移的电子数为0.2 mol
10.(1)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO)已成为环境修复的研究热点之一。
①Fe还原水体中NO的反应原理如图所示：
负极材料是________，正极的电极反应式为________________________________
________________________________________________________________________。②将足量铁粉投入水体中，经过24小时测得NO的去除率和溶液的pH结果如下：
初始pH pH＝2.5 pH＝4.5
NO的
接近100% <50%
去除率
24小时pH 接近中性 接近中性
铁的最终
物质形态
pH＝4.5时，NO的去除率低，其原因是______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)锂空气电池比锂离子电池具有更高的能量密度，因为其正极(以多孔碳为主)很轻，且氧气从环
境中获取而不用保存在电池里。其工作原理如图，电池总反应为4Li＋O＋2HO===4LiOH。
2 2
①该电池的正极反应是_______________________________________________。
②在负极的有机电解液和正极的水性电解液之间，用只能通过锂离子的固体电解质隔开，使用该
固体电解质的优点有______________________________________________
________________________________________________________________________。
③正极使用水性电解液的优点是__________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
课时检测(四十三)
1．D A项，As S→HAsO ，As元素化合价升高发生氧化反应，故砷酸生成的电极为负极，错误；
2 3 3 4
B项，HNO →NO 发生还原反应，NO 是还原产物，在正极区生成，错误；C项，根据题意可得总反应
3 2 2
为10HNO ＋As S===3S↓＋2HAsO ＋10NO ↑＋2HO，其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
3 2 3 3 4 2 2
10∶1，错误。
2．B 海水中含有丰富的电解质，故A正确；Li是活泼金属，失电子发生氧化反应，则M极为负
极，N极为正极，电极反应为O＋2HO＋4e－===4OH－，故B错误；Li易与水反应，玻璃陶瓷的作用是
2 2
防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；该电池不可充电，属于一次电池，故D正确。
3．A 通入燃料的电极甲为负极，电极乙为正极，所以电池内的O2－由电极乙移向电极甲，A项正
确；电池总反应为NH＋O===N ＋2HO，B项错误；当电极甲上消耗1 mol NH 时，电极乙上有1
2 4 2 2 2 2 4
mol O 参与反应，但题目没有指明该过程是否处于标准状况，C项错误；在外电路中，电子由负极(电极
2
甲)移向正极(电极乙)，D项错误。
4．B 放电时，镍基电极为正极，电极反应式为Ni(OH) ＋2e－===Ni＋2OH－，A正确；放电时，锌
2
基电极为负极，Zn 转化为 2ZnCO ·3Zn(OH) ，电极反应式为 5Zn＋2CO＋6OH－－10e－
3 2===2ZnCO ·3Zn(OH) ，混合电解液中没有Zn2＋，B错误；充电时，a接电源负极，锌基电极为阴极，C
3 2
正确；充电时，锌基电极为阴极，电极反应式为2ZnCO ·3Zn(OH) ＋10e－===5Zn＋2CO＋6OH－，D正
3 2
确。
5．D 由反应2Fe3＋＋2I－ ⥫⥬ 2Fe2＋＋I 可知，甲中：Fe3＋→Fe2＋发生还原反应，故甲中石墨电
2
极为正极，乙中：I－→I 发生氧化反应，乙中石墨电极为负极，盐桥中阳离子向正极移动，K＋移向FeCl
2 3
溶液，A、B正确；当电流计读数为零时，说明没有电子发生转移，反应达到化学平衡状态，C正确；电流
计读数为零后即反应达到化学平衡状态后，在甲中溶入FeCl 固体，c(Fe2＋)增大，化学平衡逆向移动，
2
Fe2＋失去电子变为Fe3＋，甲中石墨电极为负极，故乙中石墨电极为正极，D错误。
6．B 放电时，电极材料 INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\4\
\23HXGKTHBJ-3-.TIF" \* MERGEFORMATINET 转化为 INCLUDEPICTURE "C:\
\Users\\Administrator\\Desktop\\4\\23HXGKTHBJ-3B.TIF" \* MERGEFORMATINET ，
电极反应： INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\4\\23HXGKTHBJ-3-.TIF" \*
MERGEFORMATINET －2ne－=== INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\
\Desktop\\4\\23HXGKTHBJ-3+答.TIF" \* MERGEFORMATINET ＋2nK＋，是原电池的
负极，阳离子增多需要通过阳离子交换膜进入②区，MnO 得到电子生成Mn2＋，是原电池的正极，电极
2
反应：MnO ＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2HO，阳离子减少，多余的阴离子需要通过阴离子交换膜进入②
2 2
区，故③区为碱性溶液，b 电极以 INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\4\
\23HXGKTHBJ-3-.TIF" \* MERGEFORMATINET 为电极材料，①区为酸性溶液，a电
极以MnO 为电极材料。充电时，b电极上得到电子，发生还原反应，A正确；充电时，外电源的正极连
2
接a电极，电极反应为Mn2＋＋2HO－2e－===MnO ＋4H＋，B错误；放电时，①区溶液中多余的SO向
2 2
②区迁移，C正确；放电时，a电极的电极反应式为MnO ＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2HO，D正确。
2 2
7．B 外壳为金属锌，作负极，电解质显酸性，则负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，A项正确；中间
是碳棒，作正极，其中二氧化锰得到电子转化为 MnO(OH)，则正极反应式为 MnO ＋e－＋H＋
2
===MnO(OH)，B项错误；维持电流为0.5 A，电池工作5分钟，则通过的电荷量Q＝It＝0.5×5×60 C＝
150 C，因此转移电子的物质的量为≈0.001 55 mol,1 mol Zn在反应中失去2 mol电子，则理论上消耗
Zn的质量为×65 g·mol－1≈0.05 g，C项正确；酸性锌锰电池与碱性锌锰电池相比，缺点是电解质溶液易
发生泄漏、单位质量所输出的电能少且可储存时间短、连续放电时间短等，D项正确。8．C 充电时为电解池，Bi→BiOCl过程失电子，所以Bi电极为阳极，接电源正极，则a为电源正
极，故A项错误；充电时，Bi电极为阳极，NaTi (PO ) 电极为阴极，阴离子向阳极定向移动，阳离子向
2 4 3
阴极定向移动，故B项错误；放电时为原电池，正极得电子发生还原反应，电极反应为BiOCl＋2H＋＋
3e－===Bi＋Cl－＋HO，故C项正确；充电时，阳极的电极反应为Bi＋Cl－＋HO－3e－===BiOCl＋2H
2 2
＋，阴极的电极反应为NaTi (PO )＋2Na＋＋2e－===Na Ti(PO )，则充电时新增入电极中的物质n(Na
2 4 3 3 2 4 3
＋)∶n(Cl－)＝3∶1，故D项错误。
9．B 放电时，Zn失去电子生成Zn2＋，Zn电极为负极，故A错误；①过程中，MnO晶胞中体心的
Mn2＋失去，产生空位，该过程为MnO活化过程，根据化合物化合价代数和为0可知，Mn元素化合价
一定发生变化，故B正确；②过程中，电池的MnO电极上嵌入Zn2＋，说明体系中有额外的Zn2＋生成，
因此②代表电池放电过程，故C错误；MnO晶胞中棱边上所含Mn的个数为12×＝3，同理Mn □ O
0.61 0.39
和ZnMn □ O晶胞中棱边上所含Mn的个数也为3，ZnMn □ O晶胞中Zn2＋个数为2×＝1，因
x 0.61 0.39 x 0.61 0.39
此Mn与Zn2＋个数比为3∶1，由此可知ZnMn □ O晶胞中Zn2＋个数为0.61×，③过程中1 mol晶
x 0.61 0.39
体转移电子的物质的量为0.61××2 mol≈0.41 mol，故D错误。
10．解析：(1)①根据图示原理可知，Fe失电子，正极上NO得电子被还原为NH，故Fe为负极，正
极的电极反应式为NO＋8e－＋10H＋===NH＋3HO。②pH越大，Fe3＋越容易水解生成不导电的
2
FeO(OH)，会阻碍反应进行，所以pH＝4.5时，NO的去除率低；pH越小，Fe越容易生成疏松、能导电
的FeO，所以pH＝2.5时，NO的去除率高。(2)③该电池正极若使用非水性电解液，则生成的是固体
3 4
氧化锂(Li O)，而使用水性电解液时，生成的是氢氧化锂(LiOH)，氢氧化锂溶于水，这样就不会引起正
2
极的碳孔堵塞。
答案：(1)①Fe NO＋8e－＋10H＋===NH＋3HO
2
②pH越大，Fe3＋越易水解生成FeO(OH)，FeO(OH)不导电，会阻碍电子转移
(2)①O＋2HO＋4e－===4OH－
2 2
②既可防止两种电解液混合，又可防止水和氧气等与负极的金属锂发生反应 ③可防止正极的碳
孔堵塞
