高中考试化学特训练习含答案——化学电源

这是一份高中考试化学特训练习含答案——化学电源，共8页。

基础巩固
1
.(2020 江苏泰州二模)下列说法错误的是( )
A.铜丝缠在石墨棒上插入稀硝酸,可加快 NO 生成速率
B.双液原电池中,可用浸有 CCl4 的滤纸作盐桥
C.K FeO 可用作碱性 Zn-K FeO 电池的正极材料
2
4
2
4
D.生铁发生吸氧腐蚀时的腐蚀速率与 O2 的浓度有关
.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样的电池的发明是化学对人类的一项重大贡献,
2
下列有关电池的叙述正确的是( )
A.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C.氢氧燃料电池工作时氧气在正极被还原
D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
3
.
(双选)有关如图所示原电池的叙述不正确的是
A.电子沿导线由 Ag 片流向 Cu 片
( )
B.正极的电极反应是 Ag++e-
Ag
C.Cu 片上发生氧化反应,Ag 片上发生还原反应
D.反应时盐桥中的阳离子移向 Cu(NO ) 溶液
3
2
2CO2
3
-
4
.甲醇、氧气和强碱溶液作为电解质溶液的手机电池中的反应为 2CH OH+3O +4OH-
3
2
+
6H2O。有关说法正确的是( )
A.放电时,CH3OH 参与反应的电极为正极
B.放电时,负极电极反应:CH3OH+8OH--6e-
CO2 +6H O
-
3
2
C.标准状况下,通入 11.2 L O2 完全反应有 1 ml 电子转移
D.充电时电解质溶液的 pH 逐渐减小
5
.(2020 辽宁锦州模拟)肼(N H )暴露在空气中容易爆炸,但是以其为燃料的燃料电池是一种理想的电
2
4
池,该燃料电池具有容量大、能量转化率高、产物无污染等特点,其工作原理如图所示。下列叙述正
确的是( )

A.电池工作时,正极附近的 pH 降低
B.当消耗 1 ml O2 时,有 2 ml Na+由甲槽向乙槽迁移
C.负极反应为 4OH-+N H -4e-
N ↑+4H O
2
4
2
2
D.若去掉阳离子交换膜,电池也能正常工作
.(2020 山东济宁三模)中国科学院深圳研究院成功研发出一种基于二硫化钼/碳纳米复合材料的钠型
双离子电池,可充放电。其放电时工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
6
A.二硫化钼/碳纳米复合材料为该电池的负极材料
B.放电时正极的反应为 C (PF ) +xe- xPF-6+Cn
n
6 x
C.充电时阴极的电极反应为 MS2-C+xNa++xe-
D.充电时石墨端铝箔连接外接电源的负极
Na MS -C
x
2
7
.(2020 江苏化学,20 节选)HCOOH 燃料电池。研究 HCOOH 燃料电池性能的装置如图所示,两电极
区间用允许 K+、H+通过的半透膜隔开。
(1)电池负极电极反应式为 ;放电过程中需补充的物质 A 为
(填化学式)。
(2)图中所示的 HCOOH 燃料电池放电的本质是通过 HCOOH 与 O2 的反应,将化学能转化为电能,其
反应的离子方程式为 。
能力提升
8
.(双选)(2020 海南六市联考)世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁-空气电池,其结构
如图所示。

下列有关该电池放电时的说法正确的是( )
A.O2-由 a 极移向 b 极
B.正极的电极反应为 FeOx+2xe-
Fe+xO2-
C.铁表面发生的反应为 xH2O(g)+Fe
FeOx+xH2
D.若有 22.4 L(标准状况)空气参与反应,则电路中有 4 ml 电子转移
9
.(2020 山东淄博实验中学高考模拟)某研究小组进行如下表所示的原电池实验:
实
验
①
②
编
号
实
验
装
置
实
验
现
象
连接好装置 5 分钟后,灵敏电流表指针向左偏 连接好装置,开始时左侧铁片表面持续产生气泡,5 分钟后,灵
转,两侧铜片表面均无明显现象 敏电流表指针向右偏转,右侧铁片表面无明显现象
下列关于该实验的叙述正确的是( )
A.两装置的盐桥中,阳离子均向右侧移动
B.实验①中,左侧的铜被腐蚀
C.实验②中,连接装置 5 分钟后,左侧电极的电极反应为 2H++2e-
D.实验①和实验②中,均有 O2 得电子的反应发生
H2↑
1
0.
(2020 安徽合肥第一中学冲刺高考)锌溴液流电池用溴化锌溶液作为电解质溶液,并在电池中不断循
环。下列有关说法正确的是( )
A.充电时 n 接电源的负极,Zn2+通过阳离子交换膜由左侧流向右侧
B.放电时每转移 1 ml 电子,负极区溶液质量减少 65 g
C.充电时阴极的电极反应为 Br2+2e-
2Br-

D.若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜,放电时正、负极也随之改变
1
1.
(双选)(2020 山东日照校际联考)某新型水系钠离子电池工作原理如右图所示。TiO2 光电极能使电池
在太阳光照下充电,充电时 Na S 转化为 Na S。下列说法正确的是( )
2
4
2
A.充电时,太阳能转化为化学能,化学能又转化为电能
B.放电时,a 极为负极
C.充电时,阳极的电极反应为I-3-2e-
D.M 可以使用阳离子交换膜
3I-
1
2.
如图为钠高能电池的结构示意图,该电池的工作温度为 320 ℃左右,电池的总反应为 2Na+xS
Na S ,正极的电极反应为 。
2
x
M(由 Na O 和 Al O 制得)的两个作用是 。
2
2
3
1
3.(1)
锂锰电池的体积小,性能优良,是常用的一次电池。该电池的反应原理如图所示,其中电解质 LiClO4
溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质迁移进入 MnO 晶格中,生成 LiMnO 。回答下列问题:
2
2
①
②
外电路的电流方向是由 (填“a”或“b”,下同)极流向 极。
电池的正极反应为 。

(2)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,示意图如右:
①
②
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”)。
工作结束后,B 电极室溶液的 pH 与工作前相比将 (填“增大”“减小”或“不变”,溶液体积变
化忽略不计)。
③
A 电极附近甲醇发生的电极反应为 。
拓展深化
1
4.
(1)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO-3)已成为环境修复的研究热点之一。
Fe 还原水体中 NO 的反应原理如图所示。
-
①
3
负极材料是 ,正极的电极反应式是 。
将足量铁粉投入水体中,经 24 小时测定 NO 的去除率和 pH,结果如下:
-
②
3
初始 pH pH=2.5
pH=4.5
<50%
-
NO 的
3
去除率
接近 100%
2
pH
4 小时
接近中性
接近中性
铁的最
终
物质形
态
pH=4.5 时,NO-3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 +2H O
4LiOH。
2
2
请回答下列问题:
①
②
该电池的正极反应是 。
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 。

课时规范练 18 原电池 化学电源
1
.B 铜丝和石墨棒在硝酸溶液中可构成原电池,从而加快反应速率,提高 NO 的生成速
率,A 项正确;CCl 属于非电解质,不能导电,因此不能用其制作盐桥,B 项错误;K FeO 中
4
2
4
的 Fe 为+6 价,具有很强的氧化性,因此可以为正极材料,与 Zn(作为负极)构成电池,C 项正
确;O2 浓度越大,发生吸氧腐蚀时腐蚀速率也就越大,这体现了浓度对反应速率的影响,D
项正确。
2
.C A 项,在锌锰干电池中,正极是碳棒,该电极上二氧化锰发生得电子的还原反应,该电
极质量不会减少,错误;B 项,氢氧燃料电池属于原电池的一种,是将化学能转化为电能的
装置,不能将热能直接转变为电能,错误;C 项,氢氧燃料电池中,燃料为负极反应物,发生失
电子的氧化反应,氧气在正极被还原,正确;D 项,太阳能电池的主要材料是半导体单质硅,
不是二氧化硅,错误。
3
.AD 该装置是原电池装置,实质上发生的是 Cu 与硝酸银的反应,所以 Cu 失去电子,发
生氧化反应,则 Cu 是负极,Ag 是正极,电子从负极经外电路流向正极,A 项错误;正极是
Ag+发生还原反应,Ag+得到电子生成 Ag,B 项正确;根据以上分析,Cu 片上发生氧化反
应,Ag 片上发生还原反应,C 项正确;原电池中,阳离子向正极移动,所以盐桥中的阳离子移
向 AgNO3 溶液,D 项错误。
4
.B A 项,放电时,CH OH 发生氧化反应,所以 CH OH 参与反应的电极为负极,错误;B
3
3
项,放电时,负极为甲醇的氧化反应,结合电解质溶液,电极反应为 CH3OH+8OH--6e-
C
2
3
-+6H O,正确;C 项,标准状况下,11.2 L O 的物质的量为 0.5 ml,所以 11.2 L O 完全反
O
2
2
2
应有 0.5 ml×4=2 ml 电子转移,错误;D 项,充电时,反应从右向左进行,OH-浓度增大,溶液
pH 逐渐升高,错误。
5
.C 电池工作时,O 在正极发生还原反应:O +2H O+4e- 4OH-,由于生成 OH-,溶液的
2
2
2
pH 增大,A 项错误;当消耗 1 ml O2 时,电路中转移 4 ml 电子,生成 4 ml OH-,为保持溶
液呈电中性,应有 4 ml Na+由甲槽向乙槽迁移,B 项错误;N H 在负极上失电子发生氧化
2
4
反应,则负极反应为 4OH-+N H -4e- N ↑+4H O,C 项正确;若去掉阳离子交换膜,正极产
2
4
2
2
生的 OH-直接向负极移动,不能产生稳定的电流,D 项错误。
6
.D 原电池中电解质中的阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,由图中信息可知,钠离
子向铝箔石墨电极移动,故铝箔石墨电极为正极,二硫化钼/碳纳米复合材料为负极,A 项
正确;由装置图可知放电时正极产生 PF- ,电极反应为 C (PF ) +xe- xPF- +C ,B 项正确;
6
n
6 x
6
n
充电时原电池的负极接电源的负极,作为阴极,发生的反应为 MS2-C+xNa++xe-
Na MS -C,C 项正确;充电时电池的正极接电源的正极,则石墨端铝箔应连接外接电源的
x
2
正极,D 项错误。
.答案 (1)HCOO-+2OH--2e- HC - +H O H SO
4
7
O
3
2
2
(2)2HCOOH+2OH-+O2 2HC - +2H O(或 2HCOO-+O
2HC - )
O
O
3
3
2
2

解析 (1)依据两极物质化合价变化可知,负极 HCOOH 发生氧化反应得到 HCO-3:HCOO--
2
e-+2OH- HC - +H O。正极反应式为 Fe3++e- Fe2+,而 Fe2+被 O2 氧化为 Fe3+,发生如
O
3
2
下反应:4Fe2++4H++O2 4Fe3++2H O,再结合有 K SO 被分离出来,故需补充 H SO 。
2
2
4
2
4
(2)总反应的离子方程式为 2HCOO-+O2 2HC - ,也可写为 2HCOOH+O +2OH-
O
3
2
2
HC - +2H O。
O
3
2
8
.AC a 极空气中氧气得电子发生还原反应,a 极为正极,铁与水反应生成氢气,氢气在 b
极失电子发生氧化反应,b 极为负极。在原电池中,阴离子向负极移动,O2-由 a 极移向 b
极,A 项正确;a 极空气中氧气得电子发生还原反应为正极,电极反应为 O2+4e- 2O2-,B 项
错误;由新型中温全瓷铁-空气电池的装置图可知,铁表面发生的反应为 xH2O(g)+Fe
FeO +xH ,C 项正确;有 22.4 L(标准状况)空气参与反应,则氧气约为 0.2 ml,电路中约转
x
2
移 0.8 ml 电子,D 项错误。
9
.D 实验装置①,电子移动的方向从负极流向正极,即左侧铜为正极,右侧铜为负极,根据
原电池工作原理,阳离子向正极移动,即向左侧移动;实验装置②连接好 5 min 后,灵敏电
流表指针向右偏转,说明左侧铁为负极,右侧铁为正极,根据原电池的工作原理,阳离子向
正极移动,即向右侧移动,A 项错误。根据 A 选项分析,实验①中左侧铜没有被腐蚀,右侧
铜被腐蚀,B 项错误。实验②中连接好装置 5 min 后,灵敏电流表指针向右偏转,说明左侧
铁为负极,右侧铁为正极,即左侧电极反应为 Fe-2e- Fe2+,C 项错误。实验①左侧电极反
应为 O2+4H++4e- 2H O,实验②5 min 后,右侧铁片电极反应为 O +2H O+4e- 4OH-,均
2
2
2
是吸氧腐蚀,D 项正确。
1
0.A 充电时 n 接电源的负极,Zn2+通过阳离子交换膜向阴极定向迁移,故由左侧流向右
侧,A 项正确;放电时,负极 Zn 溶解生成 Zn2+,Zn2+通过阳离子交换膜向正极定向迁移,故
负极区溶液质量不变,B 项错误;充电时阴极的电极反应为 Zn2++2e- Zn,C 项错误;若将
阳离子交换膜换成阴离子交换膜,放电时正、负极不会改变,Zn 仍是负极,D 项错误。
1
1.BD 充电时,太阳能转化为电能,电能又转化为化学能贮存起来,A 错误;放电时,a 极为
负极,Na S 失电子被氧化为 Na S ,B 正确;充电时,阳极失电子被氧化,阳极的电极反应为
2
2
4
3
1
1
I--2e-
- ,C 错误;根据装置图分析,M 是阳离子交换膜,D 正确。
I
3
2.答案 xS+2e-
2-(或 2Na++xS+2e- Na S )ꢀ导电和隔离钠与硫
S
푥
2
x
3.答案 (1)①b aꢀ②MnO2+Li++e- LiMnO2
(2)①从 A 到 B ②不变ꢀ③CH OH+H O-6e- 6H++CO2↑
3
2
解析 (1)①结合所给装置图以及原电池反应原理可知,Li 为负极,MnO2 为正极,所以电子
流向是 a→b,电流方向则是 b→a。②根据题给信息“电解质 LiClO4 溶于混合有机溶剂
中,Li+通过电解质迁移进入 MnO 晶格中,生成 LiMnO ”,所以正极的电极反应为
2
2
MnO2+Li++e- LiMnO2。
(2)①甲醇失去电子,A 电极为电池的负极,所以该电池外电路电子的流动方向为从
A 到 B。②B 电极上 O2 得电子并消耗 H+,同时溶液中的 H+移向 B 电极室,所以 B 电极室
溶液的 pH 与工作前相比未发生变化。③CH OH 失电子生成 CO 和 H+,根据化合价变
3
2
化和元素守恒配平方程式即可得电极反应为 CH OH+H O-6e- 6H++CO2↑。
3
2
1
4.答案 (1)①Fe N - +8e-+10H+ N ++3H O
O
H
4
3
2

②
pH 越大,Fe3+越易水解成 FeO(OH),FeO(OH)不导电,会阻碍电子转移
(2)①O +2H O+4e- 4OH-
2
2
②
③
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
可防止正极的碳孔堵塞
解析 (1)①根据图示原理可知,Fe 失电子,使 NO- 还原为 NH+,故 Fe 为负极,结合电子守
3
4
恒、电荷守恒和元素守恒写出正极的电极反应:NO-3+8e-+10H+ NH++3H O。②pH 越
4
2
大,Fe3+越容易水解生成不导电的 FeO(OH),会阻碍反应进行,所以 NO-3去除率低;pH 越小,
越容易生成疏松、能导电的 Fe O ,所以 NO- 去除率高。
3
4
3
(2)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,既可防止两种电解液发生混合,又可防止水和氧气与负极的金属锂发生反应。③
该电池正极若使用非水性电解液,则生成的是固体氧化锂(Li2O),而使用水性电解液时,生
成的氢氧化锂(LiOH)溶于水,这样就不会引起正极的碳孔堵塞。