基礎課時10化學電池(分值:100分)A級合格過關練選擇題只有1個選項符合題意(1~8題,每題4分,共32分)(一)一次電池二次電池1.下列電池不屬于二次電池(可充電電池)的是()A B C D2.下列有關電池的敘述正確的是()氫氧燃料電池屬于環境友好型電池,能量轉化率可達100%鋅錳干電池是一種常用的二次電池鋅錳干電池工作一段時間后鋅外殼逐漸變薄二次電池放電時將電能轉化為化學能3.鎳氫電池是可充電電池,它的總反應是12H2+NiO(OH)Ni(OH)2,根據此反應判斷,下列說法正確的是()電池放電時,電池負極周圍溶液的堿性不斷增大電池放電時,鎳元素被氧化電池放電時,氫元素被還原電池放電時,通入H2的一極是負極4.汽車的啟動電源常用鉛蓄電池,該電池在放電時的總反應方程式為PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l),根據此反應判斷,下列敘述正確的是()PbO2是電池的負極正極的電極反應式為Pb+SO42--2e-PbSO4鉛蓄電池放電時,每轉移2mol電子消耗1molH2SO4電池放電時,兩電極質量均增加,且每轉移2mol電子時正極質量增加64g(二)燃料電池5.氫氧燃料電池是一種高效、環境友好的發電裝置,它以鉑做電極,KOH溶液做電解液,總反應為2H2+O22H2O,正極反應為O2+2H2O+4e-4OH-,下列敘述正確的是()H2通入正極區 O2通入負極區負極發生氧化反應 正極發生氧化反應6.科學家近年來研制出一種新型細菌燃料電池,利用細菌將有機酸轉化為氫氣,氫氣進入以磷酸為電解質的燃料電池中發電,電池負極反應式為()H2+2OH--2e-2H2OO2+4H++4e-2H2OH2-2e-2H+O2+2H2O+4e-4OH-7.燃料電池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧氣(或空氣)起反應將化學能轉變為電能的裝置,若電解質溶液是強堿溶液,下面關于甲烷燃料電池的說法正確的是()負極反應式:O2+2H2O+4e-4OH-負極反應式:CH4+8OH--8e-CO2+6H2O隨著放電的進行,溶液的OH-濃度不變放電時溶液中的陰離子向負極移動8.國家電投氫能公司全自主研發的“氫騰”燃料電池系統廣泛應用于氫能大巴。某種氫燃料電池的內部結構如圖,下列說法正確的是()電池工作時,電解質溶液中的H+向b極移動a極發生的電極反應為H2+2e-+2OH-2H2Ob極為正極,發生氧化反應當外電路有1mol電子轉移時,b極消耗5.6LO29.(10分)電池與工農業生產、日常生活有著密切的關聯。請回答下列問題:(1)(4分)燃料電池是目前電池研究的熱點之一。某課外小組自制的氫氧燃料電池如圖所示,a、b均為惰性電極。①負極是(填“a”或“b”),該電極上發生(填“氧化”或“還原”)反應。

②b極發生的電極反應式是。

③標準狀況下,消耗11.2LH2時,轉移的電子數為。

(2)(2分)某同學利用家中廢舊材料制作可使揚聲器發出聲音的電池,裝置如圖2所示。下列說法正確的是(填字母)。

A.電子由鋁制易拉罐經導線流向碳棒B.在碳棒上有氣體生成,該氣體可能為氫氣C.鋁質易拉罐逐漸被腐蝕,說明鋁失去電子D.揚聲器發聲,說明該裝置將電能轉化為化學能(3)(4分)鐵及其化合物應用廣泛,如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。①寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式:。

②若將①中的反應設計成原電池,請畫出該原電池的裝置圖,標出正、負極和電解質溶液。B級素養培優練(10~15題,每題4分,共24分)10.目前,科學家提出了一種經濟而且理想的獲得氫能源的循環體系(如圖)。關于此循環體系,下列說法錯誤的是()

燃料電池能夠使化學反應產生的能量轉化為電能燃料電池中通入H2的一極作負極,發生氧化反應在此循環中發生了反應:2H2O2H2↑+O2↑目前化學家急需解決的問題是尋找合適的光照條件下分解水的催化劑11.金屬(M)?空氣電池的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是()金屬M作電池負極電解質是熔融的MO正極的電極反應:O2+4e-+2H2O4OH-電池反應:2M+O2+2H2O2M(OH)212.研究人員研制出一種鋰水電池,可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料,以LiOH為電解質,使用時加入水即可放電。關于該電池的下列說法不正確的是()水既是氧化劑又是溶劑放電時正極上有氫氣生成放電時OH-向正極移動總反應為2Li+2H2O2LiOH+H2↑13.銀鋅電池是一種常見化學電源,反應原理為Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag,其工作示意圖如圖所示。下列說法正確的是()Zn為負極,電極反應式為Zn-2e-Zn2+電流從Zn電極經外電路流向Ag2O電極理論上每轉移1mol電子,Ag2O電極質量減少8gKOH不參與電池反應,其溶液濃度始終保持不變14.通過NO傳感器可監測汽車尾氣中NO的含量,其工作原理如圖所示,下列說法不正確的是()Pt電極上發生的是還原反應外電路中,電子從Pt電極流向NiO電極NiO電極上的電極反應式為NO+O2--2e-NO2O2的電極反應產物是O2-15.新型微生物電池可應用于酸性有機廢水(含C6H6O)的處理,其放電時的工作原理如圖所示,其中交換膜為質子交換膜。下列說法正確的是()N極為電池的負極工作時,氫離子從N極移向M極N極的電極反應式為O2+4H++4e-2H2O標準狀況下,N極消耗22.4LO2,M極產生CO2的體積為22.4L16.(11分)化學電源在生產、生活中有著廣泛的應用。回答下列問題:(1)(3分)圖中,正極電極反應式:

;

電子流向:(填“Zn”或“Cu”,下同)極經導線流入極。

(2)(4分)鉛酸蓄電池是常見的二次電池,其工作原理如圖所示。放電時總反應為Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,負極電極反應式為Pb-2e-+SO42-PbSO4。①寫出放電時正極的電極反應式:

。

②鉛酸蓄電池放電一段時間,當轉移2mol電子時,正極質量將增大g。

(3)(4分)金屬(M)?空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優點,有望成為新能源汽車和移動設備的電源。該類電池放電的總反應方程式為4M+nO2+2nH2O4M(OH)n。已知:①電池的“理論比能量”指單位質量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。②陽離子交換膜只允許陽離子通過,陰離子交換膜只允許陰離子通過。比較Mg、Al、Zn三種金屬?空氣電池,則Mg、Al、Zn分別作為電極時“理論比能量”由大到小的順序為(1分),該電池正極的電極反應式為(2分),

若為Mg?空氣電池,為防止負極區沉積Mg(OH)2,宜采用(1分)(填“陽離子”或“陰離子”)交換膜。

17.(13分)通常氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種,試回答下列問題:(1)(2分)下列有關說法不正確的是。A.太陽光催化分解水制氫氣比電解水制氫氣更為科學B.氫氧燃料電池作為汽車動力更能保護環境C.以稀H2SO4、KOH為介質的氫氧燃料電池的負極電極反應式相同D.以稀H2SO4、KOH為介質的氫氧燃料電池的總反應式相同(2)(1分)氫氧燃料電池用于航天飛船,電極反應產生的水,經過冷凝后可用作航天員的飲用水,當得到1.8g飲用水時,轉移的電子數為。

(3)(2分)某同學關于原電池的筆記中,不合理的有(填序號)。

①原電池兩電極材料活潑性一定不同②原電池負極材料參與反應,正極材料都不參與反應③Fe—濃硝酸—Cu原電池,Fe是負極④原電池是將化學能轉變為電能的裝置(4)(5分)鋰錳電池的結構示意圖如下,其中電解質LiClO4溶于混合有機溶劑中,Li+通過電解質轉移到MnO2晶格中生成LiMnO2。①外電路的電流方向是由極流向極(填電極編號)。

②正極材料是。

③是否可用水代替電池中的混合有機溶劑?(填“是”或“否”);原因是

。(5)(3分)電化學法處理SO2是目前研究的熱點。利用雙氧水氧化吸收SO2可消除SO2污染,設計裝置如圖所示(已知石墨只起導電作用,質子交換膜只允許H+通過)。①石墨1為(填“正極”或“負極”),放電時H+移向(填“正極”或“負極”)。

②反應的總化學方程式為

。

18.(6分)氯鋁電池是一種新型的燃料電池。電解質溶液是KOH溶液。試回答下列問題:(1)(1分)通入Cl2(g)的電極是(填“正”或“負”)極。

(2)(2分)投入Al(s)的電極是(填“正”或“負”)極,負極電極反應式為

。

(3)(2分)外電路電子從(填“Al”或“Cl2”)極流向(填“正”或“負”)極。

(4)(1分)每消耗8.1gAl(s),電路中通過的電子數目為NA(NA表示阿伏加德羅常數的值)。

19.(4分)高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通電池相比,該電池能較長時間保持穩定的放電電壓。高鐵電池的總反應式為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。請回答下列問題:(1)(1分)高鐵電池的負極材料是。(2)(2分)放電時,正極發生(填“氧化”或“還原”)反應。已知正極反應式為FeO42-+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-,則負極反應式為。

(3)(1分)放電時,(填“正”或“負”)極附近溶液的堿性增強。

基礎課時10化學電池1.A[鉛酸蓄電池、鎳鎘電池、鋰離子電池等可以反復充電放電,屬于可充電電池,是二次電池;堿性鋅錳電池不能充電,完全放電后不能再使用,是一次電池。]2.C[燃料電池轉化率不可能為100%,故A錯誤;鋅錳干電池是一種常用的一次電池,故B錯誤;鋅錳干電池工作過程中,負極反應為Zn-2e-Zn2+,鋅外殼不斷被腐蝕而逐漸變薄,故C正確;二次電池放電過程是將化學能轉化為電能,故D錯誤。]3.D[電池放電時,負極反應式為H2-2e-+2OH-2H2O,所以負極周圍溶液的氫氧根離子減少,溶液的pH減小,A錯誤;電池放電時,正極反應式為NiO(OH)+H2O+e-OH-+Ni(OH)2,鎳元素被還原,B錯誤;電池放電時,氫元素化合價升高,被氧化,C錯誤。]4.D[鉛蓄電池中鉛為負極,氧化鉛為正極。A項,PbO2是電池的正極;B項,正極為氧化鉛得電子生成硫酸鉛;C項,鉛蓄電池放電時,每轉移2mol電子消耗1molPb,從方程式可以看出消耗2molH2SO4;D項,電池放電時,負極鉛失電子和硫酸根生成硫酸鉛,正極氧化鉛得電子與硫酸根生成硫酸鉛,兩電極質量均增加,每轉移2mol電子時正極1molPbO2生成1molPbSO4,質量增加64g。]5.C[由總反應2H2+O22H2O可知,H2為還原劑,為負極反應物,應通入負極區,O2為氧化劑,為正極反應物,應通入正極區,H2在負極上失電子發生氧化反應,O2在正極上得電子發生還原反應。]6.C[根據題給信息,該燃料電池的總反應式為2H2+O22H2O。電解液為酸性溶液,電極反應式中不能出現OH-,A、D錯誤;又因為燃料電池中負極通入氫氣,正極通入氧氣,B錯誤。]7.D[O2+2H2O+4e-4OH-應為正極反應式,燃料氧化生成的二氧化碳不可能從強堿溶液中逸出,它將進一步反應轉化成碳酸根離子,所以負極反應式為CH4+10OH--8e-CO32-+7H2O,由于部分堿和二氧化碳反應,所以溶液的c(OH-)將減小。]8.A[電池工作時,H+移向正極,故A正確;a極發生的電極反應為H2-2e-2H+,故B錯誤;b極為正極,發生還原反應,故C錯誤;題目中未說明是否是標準狀況,無法計算氧氣的物質的量,故D錯誤。]9.(1)①a氧化②O2+2H2O+4e-4OH-③6.02×1023(或NA)(2)ABC(3)①2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+②解析(1)①通入氫氣的一極(a極)為電池的負極,發生氧化反應。②氫氧燃料電池工作時,通入氧氣的一極(b極)為電池的正極,發生還原反應:O2+2H2O+4e-4OH-;③標準狀況下,消耗11.2L(0.5mol)H2時,轉移的電子數為6.02×1023(或NA);(2)A.原電池中,電子從負極經導線流向正極,故電子由鋁制易拉罐經導線流向碳棒,故A正確;B.碳棒為正極,在碳棒上有氣體生成,是稀醋酸溶液中的H+得電子生成氫氣,故B正確;C.鋁為負極,鋁失去電子生成鋁離子,鋁質易拉罐逐漸被腐蝕,故C正確;D.該裝置為原電池,將化學能轉化為電能,從而使揚聲器發聲,故D錯誤;(3)①FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板,生成氯化銅和氯化亞鐵,離子方程式:2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+;②若將①中的反應設計成原電池,銅作負極,氯化鐵溶液作電解質,活潑性比銅差的金屬或惰性電極作正極,畫出該原電池的裝置圖,標出正、負極和電解質溶液(見答案)。10.C[此循環過程中利用太陽能將H2O分解為H2和O2,然后利用氫氧燃料電池將化學能轉化為電能,循環過程中并沒有發生電解水的反應。]11.B[溶液中只存在OH-,不存在O2-,所以電解質溶液應該為M(OH)2。]12.C[由題意可推測此電池總反應為2Li+2H2O2LiOH+H2↑,再依據原電池原理寫出其電極反應如下:負極2Li-2e-2Li+,正極2H2O+2e-2OH-+H2↑。結合選項分析A、B、D正確;在原電池內部,放電時OH-向負極移動,故C項錯誤。]13.C[A項,Zn為負極,在堿性環境中生成氫氧化鋅,電極反應式為Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2;B項,電流從電源的正極沿著導線流向負極,Zn為負極,Ag2O為正極,則電流從Ag2O電極經外電路流向Zn電極;C項,正極反應為Ag2O+H2O+2e-2OH-+2Ag,理論上每轉移2mol電子,即有1molAg2O轉變為2molAg、電極質量減少16g,則理論上每轉移1mol電子,Ag2O電極質量減少8g;D項,從電池總反應Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag可知KOH不參與電池反應,但水消耗了,故通常情況下,其溶液濃度逐漸增大。]14.B[由離子的定向移動可知NiO電極為原電池的負極,Pt電極為原電池的正極,發生還原反應,A正確;NiO電極為原電池的負極,外電路中,電子從NiO電極流向Pt電極,B錯誤;NiO電極上NO失電子和氧離子反應生成二氧化氮,所以電極反應式為NO+O2--2e-NO2,C正確;Pt電極為原電池的正極,O2的電極反應產物是O2-,D正確。]15.C[由圖可知,O2→H2O發生還原反應,則N極為電池的正極,A錯誤;N極是正極,陽離子移向正極,則H+從M極移向N極,B錯誤;N極發生還原反應,電極反應式為O2+4H++4e-2H2O,C正確;電池總反應式為C6H6O+7O26CO2+3H2O,則消耗1molO2時,M極產生67molCO2,在標準狀況下的體積為67mol×22.4L·mol16.(1)2H++2e-H2↑ZnCu(2)①PbO2+2e-+4H++SO42-PbSO4+2H2O②(3)Al>Mg>ZnO2+2H2O+4e-4OH-陽離子解析(1)Zn?Cu?稀硫酸原電池中,Zn比Cu活潑,則Zn作負極,Cu作正極,正極電極反應式:2H++2e-H2↑;電子從負極流向正極,即從Zn流向Cu。(2)①根據放電總反應式:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O和負極電極反應式:Pb-2e-+SO42-PbSO4,得正極電極反應式:PbO2+2e-+4H++SO42-PbSO4+2H2O。②鉛酸蓄電池放電一段時間,當轉移2mol電子時,根據PbO2~2e-~PbSO4,正極質量將增大(32+16×2)g=64g。(3)假設三種金屬質量都是1g時,這三種金屬轉移電子物質的量分別為Mg:124mol×2=112mol、Al:127mol×3=19mol、Zn:165mol×2=132.5mol,則Mg、Al、Zn分別作為電極時“理論比能量”由大到小的順序為Al>Mg>Zn;正極上氧氣得電子和水反應生成OH-,因為是陰離子交換膜,所以陽離子不能進入正極區域,則正極反應式為O2+2H2O+4e-4OH-;負極上Mg失電子生成Mg17.(1)C(2)0.2NA(1.204×1023)(3)①②③(4)①ba②MnO2③否電極Li是活潑金屬,能與水反應(5)①負極正極②SO2+H2O2H2SO4解析(1)電解獲得H2消耗較多的能量,而在催化劑作用下利用太陽能來分解H2O獲得H2更為科學,A正確;氫氧燃料電池產物H2O無污染,能有效保護環境,B正確;以稀H2SO4、KOH為介質的氫氧燃料電池的負極電極反應式分別為:H2-2e-2H+,H2-2e-+2OH-2H2O,不相同,C錯誤;以稀H2SO4、KOH為介質的氫氧燃料電池的總反應式均為2H2+O22H2O,D正確。(2)由得失電子數目守恒可知,當得到1.8g飲用水時,轉移的電