五年高考精华题库-原电池化学电源_选择篇

五年高考精华题库
原电池 化学电源
    
  
20~24五年高考真题
分类刷题，精准高效
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原电池化学电源
考向一原电池的工作原理及应用-------------------------------------- 1
考向二化学电源---------------------------------------------------- 2
考向三多池和多室电化学装置--------------------------------------- 12
考向一原电池的工作原理及应用
1．（2024·贵州卷）根据下列实验操作及现象所推出的结论正确的是（
）
选项
实验操作及现象
结论
A
将Zn 和
4
ZnSO 溶液与Cu 和
4
CuSO 溶液组成双液原电池，连通后铜
片上有固体沉积
原电池中Zn 作正极，Cu 作
负极
B
向洁净试管中加入新制银氨溶液，滴入几滴乙醛，振荡，水浴加热，
试管壁上出现银镜
乙醛有氧化性
C
向苯酚浊液中加入足量
2
3
Na CO 溶液，溶液由浑浊变澄清
苯酚的酸性比
2
3
H CO 强
D
向
2
BaCl 溶液中先通入适量
2
SO ，无明显现象，再加入稀
3
HNO ，有白
色沉淀生成
稀
3
HNO 有氧化性
2．（2023·广东卷）负载有Pt 和Ag 的活性炭，可选择性去除
-
C1 实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说
法正确的是（
）
A．Ag 作原电池正极
B．电子由Ag 经活性炭流向Pt
C．Pt 表面发生的电极反应：
-
-
2
2
O +2H O+4e
4OH
=
D．每消耗标准状况下11.2L 的
2
O ，最多去除
-
1 mol Cl
3．（2021·广东卷）火星大气中含有大量
2
CO ，一种有
2
CO 参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供
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电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时（
）
A．负极上发生还原反应
B．
2
CO 在正极上得电子
C．阳离子由正极移向负极
D．将电能转化为化学能
4．（2021·山东卷）以KOH 溶液为离子导体，分别组成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2 清洁燃
料电池，下列说法正确的是（
）
A．放电过程中，K+均向负极移动
B．放电过程中，KOH 物质的量均减小
C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2—O2 燃料电池的理论放电量最大
D．消耗1molO2 时，理论上N2H4—O2 燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L
考向二化学电源
5．
（2024·全国甲卷）科学家使用
2
δ-MnO 研制了一种
2
MnO -Zn 可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，
2
MnO 电极上检测到MnOOH 和少量
2
4
ZnMn O 。下列叙述正确的是（
）
A．充电时，
2+
Zn
向阳极方向迁移
B．充电时，会发生反应
2
2
4
Zn+2MnO =ZnMn O
C．放电时，正极反应有
-
-
2
2
=
MnO +H O+e
MnOOH+OH
D．放电时，Zn 电极质量减少0.65g ，
2
MnO 电极生成了0.020mol MnOOH
6．（2024·新课标卷）一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO 催化消耗血糖发电，从而控
制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖
浓度以葡萄糖浓度计)
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电池工作时，下列叙述错误的是（
）
A．电池总反应为
6
12
6
2
6
12
7
2C H O
O
2C H O


B．b 电极上CuO 通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
C．消耗18mg 葡萄糖，理论上a 电极有0.4mmol 电子流入
D．两电极间血液中的Na 在电场驱动下的迁移方向为b→a
7．（2024·安徽卷）我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以Zn-TCPP (局部结构
如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn 为电极，以
4
ZnSO 和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误
的是（
）
A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B．电池总反应为：
-
2+
-
3I +Zn
Zn +3I



放电
充电
C．充电时，阴极被还原的
2+
Zn
主要来自Zn-TCPP
D．放电时，消耗0.65g Zn ，理论上转移0.02mol 电子
8．（2024·江苏卷）碱性锌锰电池的总反应为
2
2
Zn
2MnO
H O
ZnO
2MnOOH




，电池构造示意图如图所
示。下列有关说法正确的是（
）
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A．电池工作时，
2
MnO 发生氧化反应
B．电池工作时，O H 通过隔膜向正极移动
C．环境温度过低，不利于电池放电
D．反应中每生成1mol MnOOH ，转移电子数为
23
2 6.02 10


9．（2024·河北卷）我国科技工作者设计了如图所示的可充电
2
Mg-CO 电池，以
2
Mg(TFSI) 为电解质，电解液
中加入1，3-丙二胺( PDA )以捕获
2
CO ，使放电时
2
CO 还原产物为
2
4
MgC O 。该设计克服了
3
MgCO 导电性差
和释放
2
CO 能力差的障碍，同时改善了
2+
Mg
的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。
下列说法错误的是（
）
A．放电时，电池总反应为
2
2
4
2CO +Mg
MgC O

B．充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C．充电时，电子由Mg 电极流向阳极，
2+
Mg
向阴极迁移
D．放电时，每转移1mol 电子，理论上可转化
2
1molCO
10．（2023·全国乙卷）室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池
的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另
一电极。工作时，在硫电极发生反应：1
2 S8+e-→1
2 S
2
8
，1
2 S
2
8
+e-→S
2
4
，2Na++ 4
x S
2
4
+2(1- 4
x )e-→Na2Sx
下列叙述错误的是（
）
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A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
B．放电时外电路电子流动的方向是a→b
C．放电时正极反应为：2Na++ 8
x S8+2e-→Na2Sx
D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
11．（2023·新课标卷）一种以
2
5
V O 和Zn 为电极、


3
3
2
Zn CF SO
水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。
放电时，
2+
Zn
可插入
2
5
V O 层间形成
x
2
5
2
Zn V O
nH O

。下列说法错误的是（
）
A．放电时
2
5
V O 为正极
B．放电时
2+
Zn
由负极向正极迁移
C．充电总反应：
2
5
2
x
2
5
2
xZn+V O +nH O=Zn V O
nH O

D．充电阳极反应：
-
2+
x
2
5
2
2
5
2
Zn V O
nH O-2xe =xZn
+V O +nH O

12．（2023·海南卷）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是（
）
A．b 电极为电池正极
B．电池工作时，海水中的Na 向a 电极移动
C．电池工作时，紧邻a 电极区域的海水呈强碱性
D．每消耗1kgAl，电池最多向外提供37mol 电子的电量
13．（2023·河北卷）我国科学家发明了一种以
和
2
MnO 为电极材料的新型电池，其内部
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结构如下图所示，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
2
4
SO 向②区迁移
D．放电时，a 电极的电极反应式为
2
2
2
MnO
4H
2e
Mn
2H O







14．（2023·福建卷）一种可在较高温下安全快充的铝-硫电池的工作原理如图，电解质为熔融氯铝酸盐(由
NaCl
KCl
、
和
3
AlCl 形成熔点为93℃的共熔物)，其中氯铝酸根


n
3n+1
Al Cl
n
1





起到结合或释放
3+
Al 的作用。
电池总反应：


2
x
3
2Al+3xS
Al
S



放电
充电
。下列说法错误
．．的是（
）
A．
n
3n+1
Al Cl
含4n 个Al
Cl

键
B．
n
3n+1
Al Cl
中同时连接2 个Al 原子的Cl原子有

n 1

个
C．充电时，再生1molAl 单质至少转移3mol 电子
D．放电时间越长，负极附近熔融盐中n 值小的
n
3n+1
Al Cl
浓度越高
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15．（2023·山东卷）利用热再生氨电池可实现
4
CuSO 电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两
室均预加相同的
4
CuSO 电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是（
）
A．甲室Cu 电极为正极
B．隔膜为阳离子膜
C．电池总反应为：


2
2
3
3
4
Cu
4NH
Cu NH







D．
3
NH 扩散到乙室将对电池电动势产生影响
16．（2023·辽宁卷）某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是（
）
A．放电时负极质量减小
B．储能过程中电能转变为化学能
C．放电时右侧H通过质子交换膜移向左侧
D．充电总反应：
2
3
2
4
4
Pb
SO
2Fe
PbSO
2Fe







17．（2022·湖南卷）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：
-
-
2
2
2H O+2e =2OH +H 
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
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18．（2022·福建卷）一种化学“自充电”的锌-有机物电池，电解质为KOH 和


3
2
Zn CH COO
水溶液。将电池
暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如下图所示。下列说法正确
的是（
）
A．化学自充电时，

c OH增大
B．化学自充电时，电能转化为化学能
C．化学自充电时，锌电极反应式：
2
Zn
2e
Zn




D．放电时，外电路通过0.02mol电子，正极材料损耗0.78g
19．（2022·全国乙卷）
2
Li-O 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
2
Li-O 电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子

e和空穴

h，驱动阴极反应


Li
e
Li




和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是（
）
A．充电时，电池的总反应
2
2
2
Li O
2Li
O


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
2
2
2
O
2Li
2e
Li O





20．（2022·广东卷）科学家基于
2
Cl 易溶于
4
CCl 的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作
储能设备(如图)。充电时电极a 的反应为：




2
4
3
2
4
3
3
NaTi
PO
2Na
2e
Na Ti
PO





。下列说法正确的是
（
）
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A．充电时电极b 是阴极
B．放电时NaCl溶液的pH 减小
C．放电时NaCl溶液的浓度增大
D．每生成
2
1mol Cl ，电极a 质量理论上增加23g
21．（2022·浙江卷）通过电解废旧锂电池中的
2
4
LiMn O 可获得难溶性的
2
3
Li CO 和
2
MnO ，电解示意图如下(其
中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正
．．
确．的是（
）
A．电极A 为阴极，发生还原反应
B．电极B 的电极发应：
2+
-
+
2
2
2H O+Mn -2e =MnO +4H
C．电解一段时间后溶液中
2+
Mn
浓度保持不变
D．电解结束，可通过调节pH 除去
2+
Mn
，再加入
2
3
Na CO 溶液以获得
2
3
Li CO
22．（2022·辽宁卷）某储能电池原理如图。下列说法正确的是（
）
A．放电时负极反应：




-
+
3
2
4
2
4
3
3
Na Ti
PO
-2e =NaTi
PO
+2Na
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B．放电时
-
Cl 透过多孔活性炭电极向
4
CCl 中迁移
C．放电时每转移1mol 电子，理论上
4
CCl 吸收
2
0.5mol Cl
D．充电过程中，NaCl溶液浓度增大
23．（2021·河北卷）K—O2 电池结构如图，a 和b 为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说
法错误的是（
）
A．隔膜允许K+通过，不允许O2 通过
B．放电时，电流由b 电极沿导线流向a 电极；充电时，b 电极为阳极
C．产生1Ah 电量时，生成KO2 的质量与消耗O2 的质量比值约为2.22
D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g 钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g 水
24．（2021·浙江卷）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
2
LiCoO 薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确
．．．的是（
）
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
+
-
1-x
2
2
Li
CoO +xLi +xe =LiCoO
D．电池总反应可表示为


放电
x
1-x
2
2
充电
Li Si+Li CoO
Si+LiCoO
25.（2020·新课标Ⅰ卷）科学家近年发明了一种新型Zn−CO2 水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和
选择性催化材料，放电时，温室气体CO2 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。
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下列说法错误的是（
）
A. 放电时，负极反应为
2
4
Zn
2e
4OH
 Zn(OH)






B. 放电时，1 mol CO2 转化为HCOOH，转移的电子数为2 mol
C. 充电时，电池总反应为
2
4
2
2
2Zn OH)
 2Zn
O
4OH
O
(
2H






D. 充电时，正极溶液中OH−浓度升高
26.（2020·新课标Ⅲ卷）一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示，其中在VB2 电极发生反应：
-
-
3-
-
2
4
4
2
VB +16OH -11e =VO +2B(OH) +4H O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)O2 参与反应
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
3
2
2
2
4
4
4VB
11O
20OH
6H O
8B(OH)
4VO








D. 电流由复合碳电极经负载、VB2 电极、KOH 溶液回到复合碳电极
27.（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
2
x
2Na+xS
Na S



放电
充电
(x=5~3，难溶于熔融硫)，下列说法错误
．．的是（
）
第12 页共14 页
A. Na2S4 的电子式为
B. 放电时正极反应为
+
-
2
x
xS+2Na +2e =Na S
C. Na 和Na2Sx 分别为电池的负极和正极
D. 该电池是以
2
3
Na-β-Al O 为隔膜的二次电池
考向三多池和多室电化学装置
28．
（2022·全国甲卷）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH 溶液中，Zn2+以Zn(OH)
2
4

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
2
4
通过隔膜向Ⅱ区迁移
C．MnO2 电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)
2
4
+Mn2++2H2O
29．（2022·山东卷）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH 稳定，借助其降解乙酸盐生成
2
CO ，
将废旧锂离子电池的正极材料
2
LiCoO (s) 转化为
2+
Co
，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。
已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是（
）
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A．装置工作时，甲室溶液pH 逐渐增大
B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸
C．乙室电极反应式为
-
+
2+
-
2
2
LiCoO +2H O+e =Li +Co +4OH
D．若甲室
2+
Co
减少200mg ，乙室
2+
Co
增加300mg ，则此时已进行过溶液转移
30．（2021·湖南卷）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
2
ZnBr 的浓度不断减小
C．充电时，M 极的电极反应式为
2
Zn
2e
Zn




D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
31.（2020·山东卷）微生物脱盐电池是一种高效、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NaCl 溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含CH3COO-的
溶液为例)。下列说法错误的是（
）
第14 页共14 页
A. 负极反应为
-
+
-
3
2
2
CH COO +2H O-8e =2CO +7H
B. 隔膜1 为阳离子交换膜，隔膜2 为阴离子交换膜
C. 当电路中转移1mol 电子时，模拟海水理论上除盐58.5g
D. 电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1