高中化学第1章化学反应与能量转化第3节化学能转化为电能电池第2课时化学电源测试题2鲁科版选修4.docx
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高中化学第1章化学反应与能量转化第3节化学能转化为电能电池第2课时化学电源测试题2鲁科版选修4
第1章第3节化学能转化为电能--电池第2课时化学电源
一、选择题
1.二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池将化学能转变成电能的同时，实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，降低了成本提高了效益，其原理如图所示。
下列说法错误的是（）
A.Pt1电极附近发生的反应为：
SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋
B.Pt2电极附近发生的反应为O2＋4e－===2O2－
C.该电池放电时电子从Pt1电极经过外电路流到Pt2电极
D.相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1
2．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如下。
下列说法不正确的是（）
A.溶液中OH-向电极a移动
B.反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4：
3
C.负极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
D.电子迁移方向：
电极a→导线→电极b→电解质溶液→电极a
3．镍镉（Ni—Cd）可充电电池在现代生活中有广泛的应用。
已知镍镉电池的电解质溶液是KOH溶液，放电时的电池反应是：
Cd+2NiO（OH）+2H2O＝Cd（OH）2+2Ni（OH）2，下列说法正确的是（ ）
A.放电时电解质溶液的密度减小B.放电时K+向Cd极区移动
C.充电时阳极Cd元素被氧化D.充电时阴极附近的pH增大
4．光电池是发展性能源。
一种光化学电池的结构如图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，AgCl（s）Ag（s）+Cl（AgCl），［Cl（AgCl）表示生成的氯原子吸附在氯化银表面］，接着Cl（AgCl）+e－=Cl－（aq），若将光源移除，电池会立即恢复至初始状态。
下列说法不正确的是（）
A.光照时，电流由X流向Y
B.光照时，Pt电极发生的反应为：
2Cl－+2e－=Cl2↑
C.光照时，Cl－向Pt电极移动
D.光照时，电池总反应为：
AgCl（s）+Cu+（aq）Ag（s）+Cu2+（aq）+Cl－（aq）
5．装置（Ⅰ）为铁镍（Fe-Ni）可充电电池：
Fe+NiO2+2H2OFe（OH）2+Ni（OH）2；装置（Ⅱ）为电解示意图。
当闭合开关K时，Y附近溶液先变红。
下列说法正确的是（ ）
A.闭合K时，X的电极反应式为：
2H++2e-=H2↑
B.闭合K时，A电极反应式为：
NiO2+2e-+2H+=Ni（OH）2
C.给装置（Ⅰ）充电时，B极参与反应的物质被氧化
D.给装置（Ⅰ）充电时，OH-通过阴离子交换膜，移向A电极
6．最近我国科学家发明“可充电钠-二氧化碳电池”（如图），放电时电池总反应为：
4Na+3CO2=2Na2CO3+C。
下列说法错误的是（ ）
A.电池工作温度可能在200℃以上
B.该装置可以将化学能转化为电能
C.放电时，Na+向正极移动
D.放电时，正极的电极反应为：
4Na++3CO2+4e－=2Na2CO3+C
7．我国科学家构建了一种双微生物燃料电池，以苯酚（QH60）为燃料，同时消除酸性废水中的硝酸盐。
下列说法正确的是:
（）
A.a为正极
B.若右池产生0.672L气体（标况下），则转移电子0.15mol
C.左池电极反应式为C6H6O+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+
D.左池消耗的苯酚与右池消耗的的物质的量之比为別28:
5
8．常温常压下，某生物燃料电池（BFC）以乙醇为燃料，直接或间接利用酶作催化剂，其总反应为C2H5OH+3022C02+3H20,其工作原理如图所示。
下列有关说法正确的是（）
A.乙醇发生还原反应
B.b极上的电极反应式为O2+4e-+H2O=4OH-
C.电池工作时，电解液中的H+由a极向b极迁移
D.当外电路中有1.2mol电子转移时，能产生4.48LCO2
9．Mg－AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池，该电池的模拟装置如图所示，原电池总反应为Mg＋2AgCl===MgCl2＋2Ag。
下列说法不正确的是（ ）
A.镁电极是该电池的负极，电极反应式为Mg－2e－===Mg2＋
B.石墨电极上发生还原反应
C.电池工作时，电流从石墨电极经过外电路流向镁电极
D.当有12g镁参与原电池反应时，电解质溶液中通过1mol电子
10．As2S3和HNO3有如下反应：
As2S3+10HNO3=2H3AsO4+3S+10NO2↑+2H2O，下列说法正确的是（）
A.该反应的氧化产物仅为S
B.生成lmolH3AsO4时转移电子个数为10NA
C.将反应设计成一原电池，则NO2应该在正极附近逸出
D.反应产生的NO2与56LO2（标况）混合在水中正好完全反应生成硝酸
11．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。
下列有关该电池的说法正确的是（）
A.反应CH4＋H2O3H2＋CO,每消耗1molCH4转移12mol电子
B.电极A上H2参与的电极反应为：
H2＋2OH－－2e－=2H2O
C.电池工作时，CO32－向电极B移动
D.电极B上发生的电极反应为：
O2＋2CO2＋4e－=2CO32－
12．下列说法中，正确的是
A.铅蓄电池放电时铅电极发生还原反应
B.钢铁吸氧腐蚀的正极反应：
O2+2e-+2H2O=4OH-
C.给铁钉镀铜可采用Cu2+作电镀液
D.生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀
13．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，下图是利用一种微生物将废水中的尿素[CO（NH2）2]转化为对环境无害物质的装置。
下列叙述错误的是（）
A.M电极有CO2和N2生成
B.H＋透过质子交换膜由左向右移动
C.微生物促进了反应中电子的转移
D.N电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
14．一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示，图中含酚废水中有机物可用C6H5OH表示，左、中、右室间分别以离子交换膜分隔。
下列说法不正确的是（ ）
A.右室电极为该电池的正极
B.左室电极反应式可表示为C6H5OH－28e－＋11H2O===6CO2↑＋28H＋
C.右室电极附近溶液的pH减小
D.工作时中间室的Cl－移向左室，Na＋移向右室
二、非选择题
15.
（1）燃料电池已广泛应用于航空领域。
如图是一种新型燃料电池装置，其总反应方程式为N2H4＋O2＝N2＋2H2O，通入N2H4（肼）的一极是电池的_______（填“正极”或“负极”），该电极的电极反应式为_________________。
放电过程中，溶液中的阳离子移向_______（填“正极”或“负极”）；
（2）在上述燃料电池中，若完全消耗16gN2H4，则理论上外电路中转移电子的物质的量为________mol，消耗氧气的体积为________L（标准状况）；
（3）与传统火力发电相比，燃料电池的优点是_________、________。
16.MgH2和Mg2Cu可用作贮氢材料，MgO可用作炉膛内脱硫脱硝的试剂。
（1）MgH2是一种离子化合物，其电子式为_______________；
（2）Mg2Cu在加压条件下储氢时生成MgH2和MgCu2,该反应的化学方程式为_____________；
（3）已知MgH2的有关热化学方程式如下：
MgH2（s）=Mg（s）+H2（g）△H1=+74.4kJ•mol-1；
H2（g）+l/2O2（g）=H2O（g）△H2=-241.8kJ•mol-1；
Mg（s）+l/2O2（g）=MgO（s）△H3=-141.6KJ•mol-1。
①氢化镁燃烧生成氧化镁和水蒸气的热化学方程式为______________；
②MgH2作贮氢材料时，单位贮氢材料释放出氢气的质量随时间的变化如图甲所示，其中温度T1、T2、T3由小到大的顺序为__________________。
（4）炉膛内脱除SO2、NO反应为2MgO（s）+2SO2（g）+2NO（g）2MgSO4（s）+N2（g）△H=akJ/mol，其平衡常数与温度的关系如图乙所示；
①上述反应的平衡常数表达式为K=_________；
②a_________0（填“>”或“,<”）。
；
（5）全固态锂离子电池的结构如图丙所示，放电时电池反应为2Li+MgH2=Mg+2LiH。
放电时，X极的电极反应式为_________。
充电时，Y极的电极反应式为______________。
17.海水电池是我国1991年研制的以铝-空气-海水为能源的新型电池，可用于航海标志灯的供电。
（1）下列装置的模型，能体现海水电池工作原理的是__________（填字母）；
（2）海水电池工作过程中，负极的电极反应式为___________，该极是电子______（填“流出”或“流入”）的一极，发生___________反应。
18.航天飞机常用新型燃料电池作为电能来源，燃料电池一般指采用H2、CH4等可燃物质与O2一起构成的电池装置。
它可直接将化学能转化为电能，甲烷电池以KOH溶液为电解质，其总反应的化学方程式为CH4＋2O2＋2OH－==CO32－＋3H2O。
（1）负极上的电极反应为______________；
（2）消耗16.8L（标准状况下）O2时，有___________mol电子发生转移；
（3）开始放电时，正极附近溶液的氢氧根离子浓度_________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
参考答案
1.【答案B
【解析】A．Pt1电极通入SO2，SO2在负极失电子生成SO42-，则电极反应为SO2+2H2O-2e-＝SO42-+4H+，A正确；B．酸性条件下，氧气得电子生成水，则Pt2电极附近发生的反应为O2+4H++4e-＝2H2O，B错误；C．放电时，电子从负极流向正极，Pt1电极为负极，Pt2电极为正极，则该电池放电时电子从Pt1电极经过外电路流到Pt2电极，C正确；D．该电池的原理为二氧化硫与氧气的反应，即2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，所以放电过程中消耗的SO2和O2的体积之比为2：
1，D正确，答案选B。
本题考查了原电池原理的应用，侧重考查原电池原理，明确电解质溶液酸碱性、电极的判断以及电极方程式的书写方法是解本题关键，难点是电极反应式的书写，注意结合电解质的溶解性以及是否存在交换膜等。
2．【答案D
【解析】A．因为a极为负极，则溶液中的阴离子向负极移动，故A正确；B．反应中N元素化合价升高3价，O元素化合价降低4价，根据得失电子守恒，消耗NH3与O2的物质的量之比为4：
3，故B正确；C．负极是氨气发生氧化反应变成氮气，且OH-向a极移动参与反应，故电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，故C正确；D．电子在外电路移动，则负极移向正极，而内电路只有离子在移动，故D错误；故选D。
3．【答案D
【解析】试题分析：
A、根据反应式可知，放电时消耗溶剂水，因此氢氧化钾溶液的密度增大，A不正确；B、原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。
电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应，所以放电时K+向正极NiO（OH）区移动，B不正确；C、充电可以看做是放电的逆反应，所以充电时原来的正极与电源的正极相连，做阳极，电极反应式为Ni（OH）2－e－＋OH－＝NiO（OH）＋H2O，因此充电时Ni元素被氧化，C不正确；D、充电时Cd（OH）2是阴极，得到电子，电极反应式为Cd（OH）2+2e-＝Cd+2OH-，所以充电时阴极附近的p
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