2024届高三新高考化学大一轮专题练习——原电池

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2024届高三新高考化学大一轮专题练习--原电池
一、单选题
1．（2023春·河北石家庄·高三校联考期中）电化学锂介导的氮还原反应(Li-NRR)使生产技术更简单、规模更灵活，其原理如图所示。下列有关说法正确的是
  
A．电极B为负极，发生氧化反应
B．制氨过程中，向A极移动
C．电极B的反应式为
D．当生成时，转移，消耗
2．（2023春·江西·高三统考期中）石墨炔是一种新型全碳材料，由中科院院士李玉良课题组首次合成；石墨炔具有捕获水分子、催化水分解的特点，以及其天然带隙能够吸收可见光、具备光能/电能转化等性质。科学家利用石墨炔的优良性能，设计出一种如图所示新型智能固体镁水电池，图中VB表示电池两极电压，CB表示“普通电池”。下列叙述正确的是

A．电池的总反应方程式为Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
B．放电时电流由镁电极流向石墨炔电极
C．电池工作时有三种能量转化形式
D．转移2mol电子生成22.4LH2
3．（2023春·上海长宁·高三华东政法大学附属中学校考期中）铜锌原电池装置如图所示，下列分析不正确的是
  
A．使用盐桥可以清楚地揭示出电池中的化学反应
B．原电池工作时，Cu电极流出电子，发生氧化反应
C．原电池工作时，总反应为Zn＋Cu2+=Zn2+＋Cu
D．原电池工作一段时间，右侧容器中的溶液增重
4．（2023·广东惠州·统考一模）一种应用比较广泛的甲醇()燃料电池，电解液是酸性溶液，其工作原理如图所示，下列说法不正确的是
  
A．M极为负极，发生氧化反应
B．N极电极反应为
C．甲池溶液增大，乙池溶液减小
D．若有生成，则有从甲池通过交换膜进入乙池
5．（2023春·广东深圳·高三深圳市龙岗区龙城高级中学校联考期中）如图是将转化为重要化工原料的原理示意图，下列说法不正确的是
  
A．口通入的是，发生还原反应
B．溶液中的迁移方向是由
C．当正极消耗气体时，电路中通过的电子数目为
D．催化剂表面的电极反应式为：
6．（2023春·浙江杭州·高三期中）《中国碳中和与清洁空气协同路径(2022)》报告指出，我国要在2030年实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。某科研小组用电化学方法将转化为CO实现再利用，转化的基本原理如图所示。下列说法不正确的是
  
A．该装置能将化学能转化为电能
B．N极电极反应方程式为
C．工作一段时间后，M电极室中的溶液pH下降
D．外电路中，电流由N极经负载流向M极
7．（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。NH3﹣O2燃料电池装置如图所示，下列说法错误的是

A．电池工作时，O2得到电子，发生还原反应
B．电极b上的电极反应式为2NH3＋6OH--6e-=N2＋6H2O
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
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春·宁夏吴忠·高三青铜峡市高级中学校考期中）关于如图所示装置的叙述，正确的是

A．电子从锌片经稀硫酸流向铜片 B．铜是负极，铜片上有气泡产生
C．氢离子在铜片表面被还原 D．从锌片经稀硫酸流向铜片
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

A．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2.24LNH3
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春·广东揭阳·高三揭阳市揭东第一中学校考期中）常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓硝酸中组成原电池(见图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示(0至时间段浓硝酸的浓度比较大)，下列说法正确的是

A．时，原电池的正极是Al片
B．时，正极的电极反应式是
C．时刻，电流方向发生变化的原因是Al在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了Al进一步反应
D．时刻后，电子从铝经过导线流向铜
12．（2023春·广东广州·高三广州大同中学校考期中）一种新型的锂-空气电池的工作原理如图所示。下列说法中正确的是

A．金属锂作正极，发生氧化反应
B．可将有机电解液改为水溶液
C．电池总反应为
D．当有被还原时，溶液中有向多孔碳电极移动
13．（2023·辽宁沈阳·沈阳二中校考模拟预测）室温氟穿梭可充电电池装置如图所示，负极为，正极为，氟氢离子液体(含和，或3)作电解质，已知放电时正极的电极反应式为，法拉第常数。下列说法正确的是
  
A．充电时，移向电极
B．以铅蓄电池为该电池充电时，每生成，极板增重
C．电极每减轻，该电池输出的电量为
D．放电时，负极发生的电极反应为
14．（2023秋·广东广州·高三广州市白云中学校考期末）依据氧化还原反应设计的原电池如图所示。下列说法正确的是
  
A．X电极上发生的电极反应为：
B．电极X的材料是Cu，电解质溶液Y是CuSO4溶液
C．银电极为电池的负极，被氧化
D．盐桥中K+移向CuSO4溶液

二、非选择题
15．（2023春·山东滨州·高三校考阶段练习）能源是现代文明的原动力，电池与我们的生活和生产密切相关。
(1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是___________(填字母)。
A．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)　　B．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)　　C．2CO(g)+O2=2CO2(l)
(2)如图为原电池装置示意图：

①若A为Zn片，B为石墨棒，电解质溶液为稀硫酸，写出正极的电极反应式___________，反应过程中溶液的酸性___________(填“变大”变小“或”不变“)。一段时间后，当在电池中放出1.68L(标准状况)气体时，电路中有___________个电子通过了导线(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
②燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，氢气燃料电池和甲醇燃料电池在北京冬奥会上得到广泛应用。如图是碱性氢燃料电池的模拟示意图：

a电极是___________极，将上图中的H2改为甲醇就构成了碱性甲醇燃料电池，a电极发生的电极反应式是___________。若线路中转移2mol电子，则该燃科电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为___________L。
16．（2023春·浙江宁波·高三宁波市北仑中学校考期中）物质中的化学能在一定条件下可转化为电能。
(1)将锌片放入盛有稀硫酸的烧杯中，反应的离子方程式是______。

(2)下列反应通过原电池装置，可实现化学能直接转化为电能的是______(填序号)。
①CaO+H2O=Ca(OH)2
②2H2+O2=2H2O
③Cu+2Ag+=Cu2++2Ag
(3)纽扣式微型银锌电池广泛的应用于电子表和电子计算器中，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，工作时电池总反应为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2。工作时电池电解质溶液的碱性_____(填“增强”、“减弱”或“不变”)，溶液中K+的向______(填“Zn”或“Ag2O”)电极移动。
17．（2023春·河南信阳·高三统考阶段练习）原电池在工农业生产、日常生活、科学研究中具有广泛的应用。回答下列问题：
(1)某研究小组设计一种“人体电池”实验装置(如图所示)，进行如下实验：一位同学的左手触摸锌片，右手分别触摸铝片、铁片、锡片、铜片；记录灵敏电流表的读数及指针偏转方向，数据见下表：
电极材料
锌-铝
锌-铁
锌-锡
锌-铜
灵敏电流表的读数(微安)
-9
11
17
a

①当两手分别触碰锌片和铁片时，锌片作___________(填“正”或“负”)极，铁片上发生___________(填“氧化反应”或“还原反应”)。
②a___________17(填“>”“
(2) 16
(3) 石墨

【详解】（1）构成锌-铝原电池，锌是正极，铝是负极；构成锌-铁原电池，锌是负极，铁是正极；构成锌-锡原电池，锌是负极，锡是正极；构成锌-铜原电池，锌是负极，铜是正极。
当两手分别触碰锌和铁时，构成锌-铁原电池，锌是负极，铁是正极，铁片上发生还原反应；
由表格中数据可推测，锌与另一金属的活泼性差距越大，电流表的读数越大，故推测：a>17。
（2）根据总反应可得，得电子，做正极，发生反应；Pb失去电子，做负极，电极反应式为。
每转移2mol电子时，根据可知，负极质量增加96g，根据可知，正极质量增加64g，故每转移1mol电子时，电池负极比电池正极多增加16g。
（3）根据电池总反应为可知，Mg失电子，做负极，石墨做正极，溶液中的向正极石墨移动；正极的电极反应式为。
18．(1)②③⑤
(2)D
(3) 氧化 有红棕色气体产生
(4) 负极

【详解】（1）从能量与反应过程图像分析该反应必须为吸热反应；①生石灰与水反应生成氢氧化钙是放热反应；②晶体与晶体混合生成氯化钡、氨气和水，属于吸热反应；③灼热的炭与二氧化碳反应生成一氧化碳，属于吸热反应；④盐酸与打磨光亮的镁条反应生成氯化镁和氢气，属于放热反应；⑤盐酸与碳酸氢钠生成氯化钠、二氧化碳和水，属于吸热反应；⑥硝酸铵固体溶于水是吸热过程，属于物理变化；综上所述，答案为：②③⑤。
（2）化学反应不仅有新物质生成，还伴随有能量的转化，化学能转化为热能、电能、光能等。
A．化学反应从化学键的角度是旧键断裂、新键形成的过程，此过程中键的断裂需吸收能量，键的形成会放出能量，故A正确；B．化学反应是放热还是吸热取决于反应物与生成物总能量的相对大小，故B正确；C．化学反应中的能量变化主要表现为热量变化，有时还会伴有电能、光能转化等，故C正确；D．原电池是能将化学能转化为电能的装置，但是转换效率达不到100%，故D错误；综上所述，答案为：D。
（3）①实验Ⅰ中，Al、Mg电极浸入稀硫酸中，发生反应：，Mg化合价升高，失去电子，发生氧化反应；故答案为：氧化。
②实验Ⅱ中，Al、Mg电极浸入NaOH溶液中，发生反应：，Al化合价升高，失去电子，因此Al被氧化作负极，则Al电极反应式为；故答案为：。
③实验Ⅲ中，Al、Cu电极浸入稀硫酸中，铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，发生反应：；故答案为：。
④实验Ⅳ中，Al、Cu电极浸入浓硝酸中，Al发生钝化，铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，其反应离子方程式为：。Cu被氧化作负极，正极反应式为，所以正极附近有红棕色气体产生；故答案为：有红棕色气体产生。
（4）Mg−AgCl电池的工作原理是Mg还原AgCl，采用Mg作为负极，AgCl固体作为正极，海水为电解质溶液，正极发生还原反应，电极反应式为；故答案为：负极；。