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第 22 讲 原电池 化学电源
（模拟精练+真题演练）
完卷时间：50分钟
可能用到的相对原子质量：H 1 N14 O 16 Na 23 Mg 24
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12×5分）
1．（2023·安徽安庆·安庆一中校考三模）pH计的工作原理(如图所示)是通过测定电池电动势E(即玻璃电极
和参比电极的电势差)而确定待测溶液的pH。电池电动势E与待测溶液pH关系为：E=0.059pH+K(E的单
位为V，K为常数)。下 列说法正确的是
A．参比电极一定是正极
B．一定温度下，电池电动势越小，待测液中c(H+ )越大
C．pH计工作时，若玻璃电极电势比参比电极低，则玻璃电极反应上每得lmol 电子，生成1molAg单质
D．pH计可以长期浸泡在碱性缓冲液中
2．（2023·辽宁大连·统考二模）某科研小组用电化学方法将 转化为 实现再利用，转化的基本原理
如图所示，下列叙述正确的是
A．光能全部转化成电能
B．M上的电极反应方程式为
C．该电池工作时溶液中 移向N极
D．若消耗标况下 ，溶液中转移的电子数目为
3．（2023·河北衡水·河北衡水中学校考模拟预测）我国科研人员将单独脱除 的反应与 的制备反应
相结合，实现协同转化。
①单独制备 ： ，不能自发进行；②单独脱除 ：
学科网（北京）股份有限公司 1，能自发进行。协同转化装置如图(在电场作用下，双极膜中间层的
解离为 和 ，并向两极迁移)。下列分析错误的是
A．左侧电极电势比右侧电极电势低
B．产生 的电极反应：
C．反应过程中不需补加稀
D．协同转化总反应：
4．（2023·江西南昌·统考二模）沉积物微生物燃料电池(SMFC)可以将沉积物中的化学能直接转化为电能，
同时加速沉积物中污染物的去除，用SMFC处理含硫废水的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．外电路的电流方向是从b到a
B．碳棒a附近酸性增强
C．碳棒b存在电极反应： S-6e- +4H O= +8H+
2
D．升高温度可提高电池的能量转化效率
5．（2023·全国·模拟预测）天津大学在光催化应用研究取得重大进展，以下是光催化微生物燃料电池的工
作原理：
学科网（北京）股份有限公司 2已知：电极a在光激发条件下会产生电子(e-)－空穴(h+)。下列说法错误的是
A．电极电势：电极a＞电极b
B．光激发时，光生电子会与O 结合，光生空穴会与电极b产生的电子结合
2
C．电极b电极反应式：(C H O)-24ne-+7nH O=6nCO↑+24nH+
6 10 5 n 2 2
D．电池工作一段时间后，右侧溶液pH保持不变(不考虑CO 的溶解)
2
6．（2023·四川遂宁·统考模拟预测）从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最具有发展前途
的发电技术。NH ﹣O 燃料电池装置如图所示，下列说法错误的是
3 2
A．电池工作时，O 得到电子，发生还原反应
2
B．电极b上的电极反应式为2NH ＋6OH--6e-=N ＋6HO
3 2 2
C．燃料电池能量之间的转化是由电能转化为化学能
D．电池工作时，溶液中的Na＋向电极a迁移
7．（2023·广西玉林·统考模拟预测）一种成本低、稳定性好的全碱性多硫化物—空气液流二次电池工作时，
原理如图所示。下列说法正确的是
A．连接负载时，电极A为正极
学科网（北京）股份有限公司 3B．膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜
C．连接负载时，负极区的电极反应式为：S -2e-=S
D．连接电源时，电路中每通过2N 个电子，生成NaOH的质量为80g
A
8．（2023·江苏·校联考模拟预测）肼可以用作燃料电池的燃料，一种肼燃料电池的工作原理如图所示，电
池工作过程中会有少量 在电极表面发生自分解反应生成 、 、 逸出。
下列关于 燃料电池的说法正确的是
A．电池工作时化学能完全转化变为电能
B．放电过程中，负极区溶液pH增大
C．负极的电极反应式为：
D．电池工作时，负极区消耗的NaOH与正极区生成的NaOH物质的量相等
9．（2023·辽宁·校联考模拟预测）有关下图所示该熔融碳酸盐燃料电池的说法正确的是
A．电极A上发生的电极反应为
B．脱水操作可以减少能量损失，从而实现化学能向电能的完全转化
C．每消耗 ，理论上外电路中转移8mol电子
D．A电极电势高于B电极电势，同时电池工作时， 向电极B移动
10．（2023·广东韶关·统考二模）近日，某科研团队研制设计了一种高性能碱性阴离子交换膜直接氨燃料
电池(DAFC)，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
学科网（北京）股份有限公司 4A．电极A为负极，发生氧化反应
B．若交换膜中通过0.3mol ，A电极区消耗2.24LNH
3
C．电极B的电极反应式为
D．电流方向：电极B→灯泡→电极A→电极B
11．（2023·江西赣州·统考一模）我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO 电池，将两组阴离子、阳离子复
2
合膜反向放置分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的HO解离成H+和OH—，工作原理如图所示，
2
下列说法正确的是
A．a膜是阴离子膜，b膜是阳离子膜
B．充电时Zn电极反应式为Zn+4OH——2e—=
C．放电时多孔Pd纳米片附近pH升高
D．当放电时，复合膜层间有lmolHO解离时，正极区溶液增重23g
2
12．（2023·河南·校联考一模）科学家发明了一种Mg—PbO 电池，电解质为NaSO 、HSO 、NaOH，通
2 2 4 2 4
过M和N两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域(已知：a>b)，装置如图，
下列说法不正确的是
学科网（北京）股份有限公司 5A．Na+通过M膜移向B区，离子交换膜N为阴离子交换膜
B．B区域的电解质浓度逐渐减小
C．放电时，Mg电极反应为Mg+ 2OH—－2e—=Mg(OH)
2
D．消耗2.4 g Mg时，C区域电解质溶液减少16.0 g
二、主观题（共3小题，共40分）
1．（14分）（2023·全国·高三专题练习）填空。
(1)将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用，以CO 和HO为
2 2
原料制备HCOOH和O 的原理示意图。
2
①电极b为 极。
②电极b上的电极反应为 。
(2)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。
①X为 极，Y极的电极反应式为 。
②Y极生成1 mol Cl 时， mol Li+移向 (填“X”或“Y”)极。
2
(3)微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，
电解质溶液为酸性，示意图如下：
①该电池中外电路电子的流动方向为 (填“从A到B”或“从B到A”)。
②A电极附近甲醇发生的电极反应为 。
2．（16分）（2023·全国·高三专题练习）根据原理图判断下列电池的电极名称、电解质溶液中离子移动的
学科网（北京）股份有限公司 6方向。
电池 原理图 电极名称 离子移动方向
(1)微生物处 经离子交换膜由
Ⅰ： ；
理有机废水电 (填“左”或“右”，后同)
Ⅱ：
池 室移向 室
(2)光解水制 移向 (填“Ⅲ”或
Ⅲ： ；
与脱硫联 “Ⅳ”，后同)极； 移
Ⅳ：
合电池 向 极
由 (填“左”或
Ⅴ： ；
(3)循环电池 “右”，后同)室移向
Ⅵ：
室
Ⅶ： ；
(4)熔融盐燃 Ⅷ： 移向
料电池 (氧化物Y (填“Ⅶ”或“Ⅷ”)极
是 )
3．（10分）（2023·全国·高三专题练习）回答下列问题：
(1)双阴极微生物燃料电池处理NH -N废水的工作原理如图(a)所示，双阴极通过的电流相等，废水在电池
中的运行模式如图(b)所示。
学科网（北京）股份有限公司 7①Y离子交换膜为 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。
②III室中除了O→HO，主要发生的反应还有 (用离子方程式表示)。
2 2
③生成3.5gN ，理论上需要消耗 gO。
2 2
(2)西北工业大学的张健教授、德累斯顿工业大学的冯新亮院士等人报道了一种电催化半氢化策略，在室温
条件下，水溶液介质中可选择性地将 还原为 ，其原理示意图如下：
①阴极的电极反应式为： 。
②同温同压下，相同时间内，若进口处气体物质的量为a ，出口处气体的总体积为进口处的x倍，则
转化率为 。
1．（2022·湖南·高考真题）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下。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：
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
学科网（北京）股份有限公司 82．（2022·全国·统考高考真题） 电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科
学家研究了一种光照充电 电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子 和空穴 ，驱动阴极
反应 和阳极反应(Li O+2h+=2Li++O )对电池进行充电。下列叙述错误的是
2 2 2
A．充电时，电池的总反应
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D．放电时，正极发生反应
3．（2022·全国·高考真题）一种水性电解液Zn-MnO 离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以
2
Zn(OH) 存在)。电池放电时，下列叙述错误的是
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO 通过隔膜向Ⅱ区迁移
C． MnO 电极反应：MnO +2e-+4H+=Mn2++2H O
2 2 2
D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO+4H+=Zn(OH) +Mn2++2H O
2 2
4．（2021·湖南·统考高考真题）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：
学科网（北京）股份有限公司 9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
5．（2021·浙江·统考高考真题）镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡，K、K 为开
1 2
关，a、b为直流电源的两极)。
下列说法不正确的是
A．断开K、合上K，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能
2 1
B．断开K、合上K，电极A为阴极，发生还原反应
1 2
C．电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变
D．镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2H O Cd(OH) +2Ni(OH)
2 2 2
6．（2021·福建·统考高考真题）催化剂 (Ⅱ)的应用，使 电池的研究取得了新的进展。
电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如下图所示。
学科网（北京）股份有限公司 10下列说法错误的是
A． 电池可使用有机电解液
B．充电时， 由正极向负极迁移
C．放电时，正极反应为
D． 、 、 和C都是正极反应的中间产物
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