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第16讲 原电池 新型电源
1．某兴趣小组设计的简易原电池装置如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是( )
A．锌片作正极
B．碳棒上有气泡产生
C．可将电能转化化学能
D．电子由碳棒经导线流向锌片
2.下图中四种电池装置是依据原电池原理设计的，下列有关叙述错误的是( )
A．①中锌电极发生氧化反应
B．②中电子由a电极经导线流向b电极
C．③中外电路中电流由A电极流向B电极
D．④中LiC 做负极
x 6
3．如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是( )A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的负极
B．电极Ⅱ的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu
C．该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋
D．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子
4．铅酸蓄电池的示意图如图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时，N为负极，其电极反应式为PbO＋SO＋4H＋＋2e－===PbSO＋2HO
2 4 2
B．放电时，c(HSO)不变，两极的质量增加
2 4
C．充电时，阳极反应式为PbSO＋2e－===Pb＋SO
4
D．充电时，若N连电源正极，则该极生成PbO
2
5．乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200 ℃左右时供电，电池总反应式为CHOH＋3O===2CO＋
2 5 2 2
3HO，电池示意图如图所示，下列说法中正确的是( )
2
A．电池工作时，质子向电池的负极迁移
B．电池工作时，电流由b极沿导线流向a极
C．a极上发生的电极反应是CHOH＋3HO＋12e－===2CO↑＋12H＋
2 5 2 2
D．b极上发生的电极反应是2HO＋O＋4e－===4OH－
2 2
6．沉积物微生物燃料电池可处理含硫废水，其工作原理如图。下列说法中错误的是( )A．碳棒b极电势比碳棒a极电势高
B．光照强度对电池的输出功率无影响
C．碳棒b电极反应式为O＋4e－＋4H＋===2HO
2 2
D．酸性增强不利于菌落存活，工作一段时间后，电池效率降低
7．一种新型镁硫电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．使用碱性电解质水溶液
B．放电时，正极反应包括3Mg2＋＋MgS－6e－===4MgS
8 2
C．使用的隔膜是阳离子交换膜
D．充电时，电子从Mg电极流出
8.几位同学用相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的实验数据如下表所示，下列说法不正确的
是( )
实验编号 水果种类 电极间距离/cm 电流大小/μA
① 西红柿 1 98.7
② 西红柿 2 72.5
③ 苹果 2 7.2
A．该实验的目的是探究水果种类和电极间距离对水果电池电流大小的影响
B．能表明水果种类对电流大小有影响的实验编号是②和③
C．上述装置中，锌片作负极，电极反应为：Zn＋2e－===Zn2＋
D．其他条件相同时，改变电极插入水果的深度可能影响水果电池电流大小
9．根据下图判断，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中正极反应均是O＋2HO＋4e－===4OH－
2 2
C．装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动
D．放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大
10．应用电化学原理，回答下列问题。
(1)上述三个装置中，负极反应物化学性质上的共同特点是____________________________________。
(2)甲中电流计指针偏移时，盐桥(装有含琼脂的KCl饱和溶液)中离子移动的方向是
________________________________________________________________________。
(3)乙中正极反应式为________________；若将H 换成CH，则负极反应式为______________________。
2 4
(4)丙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，要将外接电源的负极与铅蓄电池________极相连接。
(5)应用原电池反应可以探究氧化还原反应进行的方向和程度。现连接如图装置并加入药品(盐桥中的物质不
参与反应)，进行实验：ⅰ.K闭合时，指针偏移。放置一段时间后，指针偏移减小。
ⅱ.随后向U形管左侧逐渐加入浓Fe(SO) 溶液，发现电流表指针的变化依次为偏移减小→回到零点→逆向
2 4 3
偏移。
①实验ⅰ中银作________极。
②综合实验ⅰ、ⅱ的现象，得出Ag＋和Fe2＋反应的离子方程式是__________________________。
1．M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N2＋===N＋M2＋；②M、P 用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M
表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－===E，N－2e－===N2
＋。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是( )
A．P＞M＞N＞E B．E＞N＞M＞P
C．P＞N＞M＞E D．E＞P＞M＞N
2．有一种MCFC型燃料电池，该电池所用燃料为 H ，电解质为熔融的KCO 。电池的总反应为2H ＋
2 2 3 2
O===2HO，负极反应为H＋CO－2e－===HO＋CO。下列说法正确的是( )
2 2 2 2 2
A．电路中的电子经正极、熔融的KCO、负极后再到正极，形成闭合回路
2 3
B．电池放电时，电池中CO的物质的量将逐渐减少
C．正极反应为2HO＋O＋4e－===4OH－
2 2
D．放电时CO向负极移动
3．科学家设计出质子膜HS燃料电池，实现了利用HS废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜HS燃料
2 2 2
电池的结构示意图如图所示。下列说法错误的是( )A．电极a为电池的负极
B．电极b上发生的电极反应：O＋4H＋＋4e－===2HO
2 2
C．电路中每通过4 mol电子，在正极消耗44.8 L HS
2
D．每17 g HS参与反应，有1 mol H＋经质子膜进入正极区
2
4．铁基液流电池有显著的成本优势和资源优势。当前正研究的某种碱性铁基半液流电池的放电工作原理如
图所示。
下列说法错误的是( )
A．放电时，b极为正极；充电时，该电极连接电源正极
B．充电时，a极电极反应式为FeO＋8e－＋4HO===3Fe＋8OH－
3 4 2
C．石墨烯的作用是提高电极中FeO/Fe的反应活性，防止电极钝化
3 4
D．放电时，负极失去1 mol电子时，一定有1 mol的阳离子通过交换膜
5.全钒液流电池是一种以钒为活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。钒电池电能以化学能的方式存储在
不同价态钒离子的硫酸电解液中，通过外接泵把电解液压入电池堆体内，在机械动力作用下，使其在不同的储
液罐和半电池的闭合回路中循环流动，采用质子交换膜作为电池组的隔膜，电解质溶液流过电极表面并发生电
化学反应，进行充电和放电。如图为全钒液流电池放电示意图：下列说法正确的是( )
A．放电时正极反应为VO2＋＋2H＋－e－===VO＋HO
2
B．充电时阴极反应为V2＋－e－===V3＋
C．放电过程中电子由负极经外电路移向正极，再由正极经电解质溶液移向负极
D．该电池的储能容量，可以通过增大电解液存储罐的容积并增加电解液的体积来实现
6．三元电池成为我国电动汽车的新能源，其正极材料可表示为LiNiCoMnO，且x＋y＋z＝1。充电时电
x y z 2
池总反应为LiNiCoMnO＋6C(石墨)===Li NiCoMnO＋LiC，其电池工作原理如图所示，两极之间有一个
x y z 2 1－a x y z 2 a 6
允许特定的离子X通过的隔膜。下列说法正确的是( )
A．允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜
B．充电时，A为阴极，发生氧化反应
C．放电时，B为负极，发生氧化反应
D．放电时，正极反应式为Li NiCoMnO＋aLi＋＋ae－===LiNiCoMnO
1－a x y z 2 x y z 2
7．可充电氟镁动力电池比锂电池具有更高的能量密度和安全性，其电池反应为Mg＋2MnF===2MnF＋
3 2
MgF。下列有关说法不正确的是( )
2
A．镁为负极材料
B．正极的电极反应式为MnF＋e－===MnF＋F－
3 2
C．电子从镁极流出，经电解质流向正极
D．每生成1 mol MnF 时转移1 mol电子
2
8.(双选)分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是( )A．①②中Mg做负极，③④中Fe做负极
B．②中Mg做正极，电极反应式为6HO＋6e－===6OH－＋3H↑
2 2
C．③中Cu做负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
D．④中Cu做正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H ↑
2
9．某种熔融碳酸盐燃料电池以LiCO、KCO 为电解质，以CH 为燃料时，该电池工作原理如图所示，下
2 3 2 3 4
列说法正确的是( )
A．a为空气，b为CH
4
B．CO向正极移动
C．此电池在常温时也能工作
D．正极电极反应式为2CO＋O＋4e－===2CO
2 2
10．(1)NO、O 和熔融NaNO 可制作燃料电池，其原理见图1，石墨Ⅰ为电池的________极；该电池在使
2 2 3
用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，其电极反应式为____________________________________。
(2)化学家正在研究尿素动力燃料电池。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能
发电，尿素燃料电池结构如图3所示：回答下列问题：
电池中的负极为________(填“甲”或“乙”)，甲的电极反应式为______________，电池工作时，理论上每
净化1 mol尿素，消耗O 的体积(标准状况下)约为________L。
2
1．(2021·浙江6月选考)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嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO 薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是( )
2
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，LiPON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Li CoO＋xLi＋＋xe－===LiCoO
1－x 2 2
D．电池总反应可表示为LiSi＋Li CoOSi＋LiCoO
x 1－x 2 2
2．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示：
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ZnBr 的浓度不断减小
2
C．充电时，M极的电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn
D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
3.(2020·天津卷)熔融钠—硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na＋
xS NaS(x＝5～3，难溶于熔融硫)。下列说法错误的是( )
2 xA．NaS 的电子式为
2 4
B．放电时正极反应为xS＋2Na＋＋2e－===Na S
2 x
C．Na和NaS 分别为电池的负极和正极
2 x
D．该电池是以NaβAl O 为隔膜的二次电池
2 3
4.（2020·新课标Ⅲ）一种高性能的碱性硼化钒(VB )—空气电池如下图所示，其中在VB 电极发生反应：
2 2
该电池工作时，下列说法错误的是
A. 负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(标准状况)O 参与反应
2
B. 正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高
C. 电池总反应为
D. 电流由复合碳电极经负载、VB 电极、KOH溶液回到复合碳电极
2
5．(2020·全国Ⅰ卷)科学家近年发明了一种新型ZnCO 水介质电池。电池示意图如下，电极为金属锌和选择
2
性催化材料。放电时，温室气体CO 被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。
2下列说法错误的是( )
A．放电时，负极反应为Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)
B．放电时，1 mol CO 转化为HCOOH，转移的电子数为2 mol
2
C．充电时，电池总反应为2Zn(OH)===2Zn＋O↑＋4OH－＋2HO
2 2
D．充电时，正极溶液中OH－浓度升高
6．(2020·全国Ⅲ卷)一种高性能的碱性硼化钒(VB)－空气电池如图所示，其中在VB 电极发生反应：VB＋
2 2 2
16OH－－11e－===VO＋2B(OH)＋4HO，该电池工作时，下列说法错误的是( )
2
A．负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(标准状况)O 参与反应
2
B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高
C．电池总反应为4VB＋11O＋20OH－＋6HO===8B(OH)＋4VO
2 2 2
D．电流由复合碳电极经负载、VB 电极、KOH溶液回到复合碳电极
2
7.(2019·海南卷)微型银—锌电池可用作电子仪器的电源，其电极分别是Ag/Ag O和Zn，电解质为
2
KOH溶液，电池总反应为Ag O＋Zn＋HO===2Ag＋Zn(OH) 。下列说法正确的是( )
2 2 2
A．电池工作过程中，KOH溶液浓度降低
B．电池工作过程中，电解液中OH－向正极迁移
C．负极发生反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)
2
D．正极发生反应：Ag O＋2H＋＋2e－===Ag＋HO
2 2
8. (2018·海南卷)一种镁氧电池如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解液为KOH浓
溶液。下列说法正确的是( )A．电池总反应式为2Mg＋O＋2HO===2Mg(OH)
2 2 2
B．正极反应式为Mg－2e－===Mg2＋
C．活性炭可以加快O 在负极上的反应速率
2
D．电子的移动方向由b经外电路到a
9.(2017·全国卷Ⅲ)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有
石墨烯的S 材料，电池反应为16Li＋xS===8LiS(2≤x≤8)。下列说法错误的是( )
8 8 2 x
A.电池工作时，正极可发生反应：2LiS＋2Li＋＋2e－===3LiS
2 6 2 4
B.电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g
C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D.电池充电时间越长，电池中LiS 的量越多
2 2
