1、高三化学一轮复习 新型原电池选择题专题训练2020届高三化学一轮复习 新型原电池选择题专题训练1.锌空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)。下列说法正确的是()A.充电时,电解质溶液中K向阳极移动B.充电时,电解质溶液中c(OH)逐渐减小C.放电时,负极反应为:Zn4OH2e=Zn(OH)D.放电时,电路中通过2 mol电子,消耗氧气22.4 L(标准状况)答案C2镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染,镁电池放电时电压高且平稳,因此成为人们研制绿色电池所关注的重点。有一种镁二次电池的反应为xMgMo3S4MgxMo3S4
2、。下列说法错误的是()A.放电时Mg2向正极移动B.放电时正极的电极反应式为Mo3S42xe=Mo3SC.放电时Mo3S4发生氧化反应D.充电时阴极的电极反应为xMg22xe=xMg答案C3.一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CH4H2O3H2CO,每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B.电极A上H2参与的电极反应为H22OH2e=2H2OC.电池工作时,CO向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为O22CO24e=2CO答案D4、一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li在多孔碳材料电极处生成Li2O2x(x0或1)。下列说法正确
3、的是()A.放电时,多孔碳材料电极为负极B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时,电解质溶液中Li向多孔碳材料区迁移D.充电时,电池总反应为Li2O2x=2LiO25.全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是()A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S62Li2e=3Li2S4B.电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重0.14 gC.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多答案D6、MgAgCl电
4、池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列说法错误的是()A.负极反应式为Mg2e=Mg2B.正极反应式为Age=AgC.电池放电时Cl由正极向负极迁移D.负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2答案B7金属(M)空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为:4MnO22nH2O=4M(OH)n。已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是()A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面B.比较Mg、Al、Zn三种金属空气电池,Al空
5、气电池的理论比能量最高C.M空气电池放电过程的正极反应式:4MnnO22nH2O4ne=4M(OH)nD.在Mg空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜答案C8、一定条件下,实验室利用如图所示装置,通过测电压求算Ksp(AgCl)。工作一段时间后,两电极质量均增大。下列说法正确的是()A.右池中的银电极作负极B.正极反应为Age=AgC.总反应为AgCl=AgClD.盐桥中的NO向右池方向移动答案C9某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性:Cr2OFe3,设计了盐桥式的原电池,如图。盐桥中装有琼脂与饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是()A.甲烧杯的溶液中发生
6、还原反应 B.乙烧杯中发生的电极反应为:2Cr37H2O6e=Cr2O14HC.外电路的电流方向是从b到aD.电池工作时,盐桥中的SO移向乙烧杯答案C10控制适合的条件,将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是()A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3被还原C.电流表读数为零时,反应达到化学平衡状态D.电流表读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极解析由图示结合原电池原理分析可知,Fe3得电子变成Fe2被还原,I失去电子变成I2被氧化,所以A、B正确;电流表读数为零时,Fe3得电子速率等于Fe2失电子速
7、率,反应达到平衡状态,C正确;D项,在甲中溶入FeCl2固体,平衡2Fe32I2Fe2I2向左移动,I2被还原为I,乙中石墨为正极,D不正确。答案D11、根据光合作用原理,设计如图原电池装置。下列说法正确的是()A.a电极为原电池的正极B.外电路电流方向是abC.b电极的电极反应式为:O22e2H=H2O2D.a电极上每生成1 mol O2,通过质子交换膜的H为2 mol解析根据图示可知,a电极上H2O转化为H和O2,发生氧化反应,则a电极为原电池的负极,A项错误;a电极为负极,b电极为正极,外电路电流方向应从正极到负极,即ba,B项错误;根据图示可知,b电极上O2得电子转化为H2O2,电极反
8、应式为:O22e2H=H2O2,C项正确;a电极上每生成1 mol O2,转移4 mol电子,则通过质子交换膜的H为4 mol,D项错误。答案C12、银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故,根据电化学原理可进行如下处理,在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去,下列说法正确的是()A.处理过程中银器一直保持恒重B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银C.该过程中总反应为2Al3Ag2S=6AgAl2S3D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl解析本题要注意运用“电化学原理”这个关键词,由题干信息中Ag、Al、食盐溶液构成原电池的条件
9、,Ag2S 是氧化剂,作正极,发生还原反应,B项正确。C项忽视了Al2S3在水溶液中发生完全的双水解反应,正确的方程式应为2Al3Ag2S6H2O=6Ag2Al(OH)33H2S。D项中黑色褪去的原因是Ag2S被还原成了Ag。答案B13、3.(传统锌锰干电池的改进)(2018北京大联盟联考)由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池,以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质,铝和二氧化锰石墨为两极,其电池反应为Al3MnO23H2O=3MnO(OH)Al(OH)3。下列有关该电池放电时的说法不正确的是()A.二氧化锰石墨为电池正极B.负极反应式为Al3e3NH3H2O=Al(OH)33
10、NHC.OH不断由负极向正极移动D.每生成1 mol MnO(OH)转移1 mol电子解析由电池反应方程式知,铝为电池负极,铝失去电子转化为Al(OH)3,A、B正确;阴离子移向负极,C错误;由反应中锰元素价态变化知D正确。答案C14、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,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()A.正极反应中有CO2生成B.微生物促进了反应中电子的转移C.质子通过交换膜从负极区移向正极区D.电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O答案A16我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液
11、,钠和负载碳钠米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:3CO24Na2Na2CO3C。下列说法错误的是()A.放电时,ClO向负极移动B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2C.放电时,正极反应为:3CO24e=2COCD.充电时,正极反应为:Nae=Na答案D17、(2019福建厦门第一次质量检测)铁碳微电解技术是利用原电池原理处理酸性污水的一种工艺,装置如图。若上端开口关闭,可得到强还原性的H(氢原子);若上端开口打开,并鼓入空气,可得到强氧化性的OH(羟基自由基)。下列说法错误的是()A.无论是否鼓入空气,负极的电极反应式均为Fe2e=Fe2B.不鼓入空气时,正极的电极反应式为He=H
12、C.鼓入空气时,每生成1 molOH有2 mol电子发生转移D.处理含有草酸(H2C2O4)的污水时,上端开口应打开并鼓入空气答案C 18(2019山东济宁期末)H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。反应原理为:2H2S(g)O2(g)=S2(s)2H2O(l)H632 kJmol1。下图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法不正确的是()A.电路中每流过2 mol电子,电池内部释放316 kJ热能B.每34 g H2S参与反应,有2 mol H经质子膜进入正极区C.电极a为电池的负极D.电极b上发生的电极反应为:O24e4H=2H2O解析A项原电池中能量转换形式为化学能转化为
13、电能,故A项错误。答案A19已知反应AsO2I2HAsOI2H2O是可逆反应。设计如图装置(C1、C2均为石墨电极),分别进行下述操作:.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸.向B烧杯中逐滴加入40% NaOH溶液结果发现电流表指针均发生偏转。试回答下列问题:(1)两次操作过程中指针为什么发生偏转?_(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反?试用化学平衡移动原理解释之。_(3)操作过程中,盐桥中的K移向烧杯溶液(填“A”或“B”)。(4)操作过程中,C1棒上发生的反应为_。答案(1)两次操作中均能形成原电池,化学能转变成电能(2)()加酸,c(H)增大,平衡向正反应方向移动,AsO得电子,I失电子,所以
14、C1极是负极,C2极是正极。()加碱,c(OH)增大,平衡向逆反应方向移动,AsO失电子,I2得电子,此时,C1极是正极,C2极是负极。故化学平衡向不同方向移动,发生不同方向的反应,电子转移方向不同,即电流表指针偏转方向不同(3)A(4)2I2e=I220、蓄电池是一种反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应如下:NiO2Fe2H2OFe(OH)2Ni(OH)2。(1)此蓄电池在充电时,电池负极应与外加电源的极连接,电极反应式为_。(2)以铜为电极,用此蓄电池作电源,电解以下溶液,开始阶段发生反应:Cu2H2O=Cu(OH)2H2的有。A.稀硫酸 B.NaOH溶液C.Na2S
15、O4溶液 D.CuSO4溶液E.NaCl溶液(3)假如用此蓄电池电解以下溶液(电解池两极均为惰性电极),工作一段时间后,蓄电池内部消耗了0.36 g水,则:电解足量N(NO3)x溶液时某一电极析出了a g金属N,则金属N的相对原子质量R的计算公式为R(用含a、x的代数式表示)。(4)熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质、CH4为燃料、空气为氧化剂、稀土金属材料为电极的新型电池。已知该熔融盐电池的负极的电极反应是CH48e4CO=5CO22H2O,则正极的电极反应式为_解析(1)此蓄电池在充电时,电池阴极应与外加电源的负极连接,发生氢氧化亚铁得电子的还原反应,其电极反应式为Fe(OH)22e=F
16、e2OH。(2)以铜为电极,用此蓄电池作电源,则阳极铜失去电子,根据总电极方程式可知阴极是氢离子得到电子,铜离子与氢氧根结合生成氢氧化铜沉淀,稀硫酸溶液显酸性,不能生成氢氧化铜,A错误;氢氧化钠溶液显碱性,阴极氢离子放电,可以产生氢氧化铜,B正确;铜电极电解硫酸钠溶液,阴极氢离子放电,破坏水的电离平衡,产生氢氧化铜,C正确;铜电极电解硫酸铜溶液,开始阴极铜离子放电,D错误;铜电极电解氯化钠溶液,阴极氢离子放电,破坏水的电离平衡,产生氢氧化铜,E正确。(3)假如用此蓄电池电解以下溶液(电解池两极均为惰性电极),工作一段时间后,蓄电池内部消耗了0.36 g水,即0.02 mol水,根据方程式可知反
17、应中转移0.02 mol电子。电解足量N(NO3)x溶液时某一电极析出了a g金属N,则根据电子得失守恒可知,金属N的相对原子质量R的计算公式为R50ax。(4)已知该熔融盐电池的负极的电极反应是CH48e4CO=5CO22H2O,则正极是氧气得到电子,根据负极反应式可知,正极电极反应式为2O24CO28e=4CO。答案(1)负Fe(OH)22e=Fe2OH(2)B、C、E(3)50ax(4)O22CO24e=2CO(或2O24CO28e=4CO)21、(1)高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂,而且高铁电池的研制也在进行中,如图1是高铁电池的模拟实验装置:该电池放电时正极的电极反
18、应式为_若维持电流强度为1 A,电池工作10 min,理论消耗Zng(已知F96 500 Cmol1)。盐桥中盛有饱和KCl溶液,此盐桥中氯离子向移动(填“左”或“右”);若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向移动(填“左”或“右”)。图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出高铁电池的优点有_(2)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如下图所示,电池正极的电极反应式是_A是。(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度,其装置如下图所示。该电池中O2可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动,工作时O2的移动方向(填“从a到b”或“从b到a”),负极发生的电极反应式为_。答案(1)FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH0.2右左使用时间长、工作电压稳定(2)N28H6e=2NH氯化铵(3)从b到aCOO22e=CO2
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