高考化学一轮复习 电化学 专题02 钠铝锌铅铜电池练习.docx

1、高考化学一轮复习 电化学 专题02 钠铝锌铅铜电池练习专题02 钠、铝、锌、铅、铜电池1如图所示为酸性介质中，金属铜与氢叠氮酸(HN3) 构成的原电池，总反应方程式为: 2Cu+2Cl-+HN3+3H+=2CuCl(s)+N2+NH4+。下列叙述错误的是（ ） A. 离子交换膜为阳离子交换膜B. 若将盐酸换成NaCl,电池的运行效率将会下降C. 负极的电极反应式为： Cu-e-=Cu+D. 当外电路中流过0.1mol电子时，交换膜左侧离子减少0.2 mol【答案】C详解：根据总反应方程式，Cu元素的化合价由0价升至+1价，Cu发生氧化反应，Cu为负极，石墨为正极。A项，负极电极反应式为Cu-e

2、-+Cl-=CuCl（s），正极电极反应式为HN3+2e-+3H+=NH4+N2，根据电极反应式和平衡电荷，离子交换膜将负极室的H+迁移到正极室，离子交换膜为阳离子交换膜，A项正确；B项，若将盐酸换成NaCl，NaCl溶液呈中性，则正极HN3还原成NH3，电池的运行效率会下降，B项正确；C项，负极电极反应式为Cu-e-+Cl-=CuCl（s），C项错误；D项，当电路中流过0.1mol电子时，左侧电极反应式为Cu-e-+Cl-=CuCl（s），该电极反应消耗0.1molCl-，为了平衡电荷，有0.1molH+迁移到右侧，交换膜左侧离子减少0.2mol，D项正确；答案选C。2流动电池可以在电池外部

3、调节电解质溶液，从而维持电池内部电解质溶液浓度稳定，原理如图。下列说法不正确的是 A. 甲中应补充硫酸B. 当消耗1molPbO2时需分离出1molCuSO4C. 电子由PbO2极流出经过用电器流向Cu极D. 电池总反应为：Cu+PbO2+2H2SO4=CuSO4+PbSO4+2H2O【答案】C3新型Zn-GO(GO为氧化石墨烯:C2O)电池，如图所示，GO反应过程中转化为rGO(rGO为石墨烯:C)。下列有关说法错误的是 A. 电池工作时，电子由a经外电路流向bB. b极电极反应式:C2O+2e-+H2O =2C+2OH-C. 每生成0.1molZn(OH)42-，转移电子数为0.2NAD.

4、 放电过程中电解质溶液的pH增大【答案】D【解析】A、根据装置图，Zn失去电子转化成Zn(OH)42，根据原电池工作原理，失电子一极为负极，即a为负极，b为正极，电子从a极经外电路流向b极，故A说法正确；B、b电极为氧化石墨烯，作氧化剂，GO反应过程中转化为rGO，即转化成C，电极反应式为C2OH2O2e=2C2OH，故B说法正确；C、Zn的化合价由0价2价，因此生成1molZn(OH)42，转移电子物质的量为0.2mol，故C说法正确；D、负极反应式为Zn2e4OH=Zn(OH)42，因此电池总反应是ZnC2O2OHH2O=2CZn(OH)42，消耗OH，pH降低，故D说法错误。4如图为镁-

5、次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是 A. 该燃料电池中镁为负极，发生还原反应B. 电池的总反应式为MgClOH2O=Mg(OH)2ClC. 放电过程中OH移向负极D. 酸性电解质的镁-过氧化氢燃料电池正极反应为：H2O22H2e=2H2O【答案】A5镁、锌等金属与H2O2 可形成“金属-H2O2”电池，能为潜水器提供动力，可用食盐水作为电解质溶液，如下图所示。下列有关Zn-H2O2电池的说法正确的是 A. 电流从Zn 电极沿导线流向Pt 电极B. Pt为正极，电极反应为: H2O2+2e-=2OH-C. 每消耗6.5gZn，将反应0.05mol H2O2D. 食盐水中Cl-向

6、Pt 电极移动【答案】B6“软电池”采用一张薄层纸片作为传导体,一面为锌,另一面为二氧化锰,纸层中水和氧化锌组成电解液。电池总反应为:Zn+2MnO2+H2O=2MnO(OH)+ZnO。下列说法正确的是A. 该电池的正极为氧化锌B. 锌电极附近溶液的PH不变C. 电池正极反应式:2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-D. 当0.1molZn完全溶解时,流经电解液的电子的物质的量为0.2mol【答案】C【解析】根据总反应，MnO2发生还原反应，MnO2是正极，故A错误；锌电极是负极，负极反应是Zn-2e-+2OH-= ZnO+H2O，溶液的PH减小，故B错误；根据总反应，正极反

7、应式:2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-，故C正确；电解液中通过离子移动导电，没有电子流动，故D错误。7如图所示为盐酸介质中，金属铜与氢叠氮酸（HN3）构成的原电池，总反应方程式为： 2Cu+2Cl- +HN3+3H+2CuCl(s)+N2+NH4+。下列叙述错误的是 A. 电子的流向为Cu石墨B. 负极的电极反应式为Cu+CleCuCl(s)C. 反应一段时间后正极区溶液的pH减小D. 标准状况下，生成224mL N2时，铜转移的电子数为0.02NA【答案】C【解析】A. 由总反应方程式可知，Cu失电子生成CuCl，所以Cu为负极，石墨为正极，电子的流向为Cu石墨，故A

8、正确；B. Cu失电子生成CuCl，电极反应式为Cu+CleCuCl(s)，故B正确；C. 正极的电极反应式为HN32e3H=N2NH4，由电极反应式可知，反应一段时间后正极区溶液的pH增大，故C错误；D. 由总反应方程式可知，Cu的化合价从0价升高到+1价，生成1mol氮气时，消耗2molCu，转移2mol电子，在标准状况下，224mL N2的物质的量为0.01mol，则消耗0.02molCu，Cu转移的电子数为0.02NA，故D正确；答案选C。8热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能

9、。该电池总反应为PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是 A. Ca为正极 B. 放电过程中，Li+向负极移动C. 每转移0.2mol电子,理论上生成20.7gPb D. 电池工作一段时间后，正极质量增大【答案】C9将光敏染料(用S表示) 涂在纳米TiO2晶体(可导电) 表面制成其中一个电极，光敏染料可吸收光能将光敏染料S激发成敏化剂S* (高活性光敏材料)后发生下列相关反应:TiO2/STiO2/S*(激发态)；TiO2/S*- e-TiO2/S+ 2TiO2/S+ +3I-2TiO2/S+I3-(注: S和S*不是硫单质，是光敏染料的代号) 下列关

10、于该太阳能电池叙述错误的是A. 电池工作时，染料敏化的TiO2 电极为负极B. 电池工作时，正极发生的反应为I3-+2e-=3I-C. 电池工作过程中，光敏材料SS*需要吸收能量，总反应中光敏材料S 不消耗D. 该电池将光能直接转化为电能【答案】D10金属(M)-空气电池放电的总反应方程式为:4M+ nO2+ 2nH2O = 4M(OH)n。己知: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，下列说法正确的是 A. 比较Mg、Al、Zn 三种金属-空气电池，Mg-空气电池的理论比能量最高B. M-空气电也放电过程的正极反应式:4Mn+ nO2 + 2nH2O+ 4ne-=

11、4M(OH)nC. Al 作电极材料时电解质溶液最好选酸性，这样更有利于反应的发生，同时防止负极区沉淀D. 在Mg-空气电也中,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】D【解析】1g Mg失电子 、1g Al失电子、1g Zn失电子，Al -空气电池的理论比能量最高，故A错误；M-空气电也，放电过程中正极生成氢氧根离子，正极反应式O2 + 2H2O+ 4e-=4OH-，故B错误；电池中是阴离子交换膜，不能选用酸性电解质，故C错误； 若用中性电解质及阳离子交换膜，镁离子向正极移动，在正极区生成氢气氧化镁沉淀，故D正确。11高铁电池具有比能量高、无污染的特点，用如图模

12、拟其工作原理（放电时两电极均有稳定的金属氢氧化物生成），下列有关说法中正确的是（ ） A. 放电时，电子由正极通过外电路流向负极B. 放电时，负极上的电极反应式为：Zn-2e +2H2O = Zn(OH)2+2H+C. 充电时，阴极区溶液的pH减小D. 充电时，阳极上的电极反应式为：Fe(OH)3-3e +5OH = FeO42 +4H2O【答案】D12某原电池构造如图所示，下列叙述正确的是： A. 原电池的总反应式为:Cu2AgNO3 2AgCu(NO3)2B. 取出盐桥后，电流表的指针仍发生偏转C. 外电路中每通过0.1 mol电子，铜的质量理论上减小6.4 gD. 在外电路中，电子由银电

13、极流向铜电极【答案】A【解析】A. 金属性铜强于银，铜是负极，银是正极，则原电池的总反应式为Cu2AgNO32AgCu(NO3)2，A正确；B. 取出盐桥后不能构成原电池，电流表的指针不发生偏转，B错误；C. 1mol铜失去2mol电子，外电路中每通过0.1 mol电子，铜的质量理论上减小3.2 g，C错误；D. 在外电路中，电子由铜电极流向银电极，D错误，答案选A。13环境监察局常用“定电位”NOx传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是（ ） A. “对电极”是负极B. “工作电极”上发生的电极反应为NO2+2e-+2H+NO+H2OC. 传

14、感器工作时H+由工作电极移向对电极D. 对电极的材料可能为活泼金属锌【答案】C14继锂电池之后，近几年科学家又研制出稳定性更高、电压损失更小的“钠空气电池”。其反应原理是：2Na+O2=Na2O2，装置如图，其中电解液为NaPF6，可传导Na+。电池放电时，下列说法不正确的是 A. a电极为负极 B. Na+向b极移动C. a极发生氧化反应 D. b电极的电极反应式：O2+2Na+4e- =Na2O2【答案】D【解析】A、金属钠是活泼金属，根据原电池的构成条件，活泼金属作负极，即a极为负极，故说法正确；B、根据原电池的工作原理，阳离子向正极移动，即向b极移动，故说法正确；C、a极为负极，失去电

15、子，化合价升高，发生氧化反应，故说法正确；D、b极为正极，过氧化钠中氧显1价，电极反应式为O22Na2e=Na2O2，故说法错误。15右图所示为锌铜原电池。下列叙述中，正确的是 A. 盐桥的作用是传导离子B. 外电路电子由铜片流向锌片C. 锌片上的电极反应式为Zn2+ +2e- = ZnD. 外电路中有0.2 mol 电子通过时，铜片表面增重约3.2 g【答案】A16伏打电堆是由几组锌和银的圆板堆积而成，所有的圆板之间夹放着几张盐水泡过的布。下图为最初的伏打电堆模型，由八组锌和银串联组成的圆板堆积而成。下列说法正确的是 A. 该原电池正极的电极方程式为：O2+4e-+4H+=2H2OB. 电池

16、长时间工作后，中间的布上会有白色固体颗粒生成，该固体颗粒为Ag2OC. 当电路中转移0.2 mol电子时，消耗锌板的总质量为52 gD. 该伏打电堆工作时，在银板附近会有Cl2放出【答案】C【解析】A. 该原电池正极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故A错误；B. 锌比银活泼，所以银不会被氧化，故B错误；C. 当电路中转移0.2 mol电子时，8组银锌电池，消耗锌0.2 8mol=1.6mol，锌板的总质量为0,8 65g=52g，故C正确；D. 该伏打电堆工作时，银板作正极，正极发生还原反应，不会有Cl2放出，故D错误。故选C。17电池式氧传感器原理构造如图，可测定O2的含量

17、。工作时铅极表面会逐渐附着Pb(OH)2。下列说法不正确的是 A. Pt电极上发生还原反应B. 随着使用，电解液的pH逐渐减小C. a mmolO2反应，理论上可使Pb电极增重68a mgD. Pb电极上的反应式为Pb2OH2ePb(OH)2【答案】B 18锌银(Zn-Ag2O)电池多应用于军事、航空、移动的通信设备、电子仪器和人造卫星、宇宙航行等方面，用如图所示装置模拟其工作原理，下列说法正确的是 A. K+向a极移动B. b 极的电极反应式为 Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-C. 用该电池给铁棒镀铜，则铁棒与 b 极相连D. 电池工作一段时间后，电解液的pH减小【答案】B【解析】

18、电子由a极流出，a是负极、b是正极，K+向b极移动，故A错误；b 极是正极，氧化银得电子，电极反应式为 Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，故B正确；镀件与负极相连，用该电池给铁棒镀铜，则铁棒与 a 极相连，故C错误；电池总反应为Zn+Ag2O=2Ag+ZnO，电池工作一段时间后，电解液的pH不变，故D错误。19金属(M)-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A. 金属M作电池负极B. 电解质是熔融的MOC. 正极的电极反应D. 电池反应【答案】B20镁-空气电池的工作原理如图所示，电池反应方程式为:2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。下列说法错误的是 A. 通入氧气

19、的电极为正极B. 放电时，溶液中的OH-由正极移向负极C. 负极的电极反应为Mg-2e-=Mg2+D. 采用多孔Pt电极有利于氧气扩散，提高电极与电解质溶液的接触而积【答案】C21以柏林绿FeFe(CN)6为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是 A. 放电时，正极反应为FeFe(CN)6+2Na+2e=Na2FeFe(CN)6B. 充电时，Mo(钼)箔接电源的负极C. 充电时，Na+通过交换膜从左室移向右室D. 外电路中通过0.2mol电子的电量时，负极质量变化为2.4g【答案】B【解析】A、根据工作原理，Mg作负极，Mo作正极，正极反应式为FeFe(CN)6+

20、2Na+2e=Na2FeFe(CN)6，故A正确；B、充电时，电池的负极接电源的负极，电池的正极接电源的正极，即Mo箔接电源的正极，故B说法错误；C、充电时，属于电解，根据电解原理，Na应从左室移向右室，故C说法正确；D、负极上应是2Mg4e2Cl=Mg2Cl22，通过0.2mol电子时，消耗0.1molMg，质量减少2.4g，故D说法正确。22锌-空气电池由活性炭(空气扩散极)、锌、苛性碱溶液构成,其中活性炭部分浸泡在苛性碱溶液中,其工作原理如图所示，负极产物是ZnO。下列说法正确的是（ ） A. 活性炭的作用是吸附空气，为电池提供氧化剂B. 原理图中的隔离膜为质子交换膜C. 负极反应式为Z

21、n+H2O-2e-=ZnO+2H+D. 电池工作时，当电路中通过0.2mol电子,消耗3.2gO2【答案】A23钠-氯化镍电池以 -Al2O3(Al2O3x Na2O)作为固体电解质构成的一种新型电池(2Na+NiCl2Ni+2NaCl ), 其结构如图所示。下列关于该电池的叙述错误的是A. 放电时 NaCl在熔融电解质中生成B. 充电时阴极反应: Na+ + e- NaC. 氯离子通过-Al2O3(s)在两电极间移动D. 如果电池过度放电, AlCl4-可能被还原【答案】C【解析】钠离子向正极移动、氯离子向负极移动，所以放电时 NaCl在熔融电解质中生成，故A正确；阴极发生还原反应，充电时阴

22、极反应: Na+ + e- Na，故B正确；氯离子通过-Al2O3(s)向负极移动，故C错误；如果电池过度放电, AlCl4-可能被还原为Al，故D正确。24利用“ NaCO2”电池将CO2变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“NaCO2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，放电反应方程式为4Na3CO2 2Na2CO3C。放电时该电池“吸入”CO2，其工作原理如图所示，下列说法中错误的是（ ） A. 电流流向为：MWCNT导线钠箔B. 放电时，正极的电极反应式为 3CO24Na4e=2Na2CO3CC. 原两电极质量相等，若生成的Na2CO3和C全部沉积在电极表面，当转移0.

23、2 mol e时，两极的质量差为11.2gD. 选用髙氯酸钠-四甘醇二甲醚做电解液的优点是导电性好，与金属钠不反应，难挥发【答案】C252017 年9 月我国科学家对于可充放电式锌一空气电池研究取得重大进展。电池装置如图所示，该电池的核心是驱动氧化还原反应(ORR)和析氧反应(OER)，KOH溶液为电解质溶液，放电的总反应方程式为2Zn+O2+4OH-+2H2O=2Zn(OH)42-。下列有关说法正确的是 A. 可逆锌一空气电池实际上是二次电池，放电时电解质溶液中K+ 向负极移动B. 在电池产生电力的过程中，空气无阻挡地进入电池，发生ORR 反应，并释放电荷C. 发生OER 反应的电极反应式为

24、2H2O-4e-=O2+4H+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】B26熔融碳酸盐燃料电池(Molen Cathomale Fuel Cell)简称MCFC，具有高发电效率。工作原理示意图如图。下列说法正确的是 A. 电极M 为负极，K+、Na+移向MB. 电池工作时，熔融盐中CO32-物质的量增大C. A 为CO2，正极的电极反应为：O2+4e-+2CO2= 2CO32-D. 若用MCFC给铅蓄电池充电，电极N接Pb极【答案】C【解析】氢氧燃料电池，氢气做负极，氧气为正极，电极M为负极，电解质中阳离子向正极移动，移向电极N，A错误；电极的负极反应为

25、：2H2-4e-+2CO32-=2H2O+2CO2，电极的正极反应为：O2+4e-+2CO2=2CO32-，所以电池工作时，熔融盐中CO32-物质的量不变，B错误；正极发生还原反应，氧气在正极得电子，电极反应为：O2+4e-+2CO2= 2CO32-，所以要通入CO2，C正确；铅蓄电池铅为负极，要与电源的负极相连接，因此要连接电源的M极；D错误；正确选项C。27锌-铈液流电池体系作为氧化还原液流电池中的新生一代,有着诸多的优势，如开路电位高、污染小等。锌-铈液流电池放电时的工作原理如图所示,其中，电极为惰性材料,不参与电极反应。下列有关说法正确的是 A. 放电时，电池的总反应式为2Ce4+Zn

26、=Zn2+2Ce3+B. 充电时，a极发生氧化反应，b极发生还原反应C. 充电时,当电路中通过0.1mol电子时,b极增加14gD. 选择性离子膜为阴离子交换膜，能阻止阳离子通过【答案】A28Al-Ag2O电池是一种以NaOH溶液为电解质的水下动力电源，下列说法不正确的是A. 负极反应式为：Al+4OH-3e-=A1O2-+2H2OB. 负极可能会发生副反应：2Al+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2C. 当电路中转移0 05mole-时，正极质量减少0.4gD. 电池工作时，正极附近pH变小【答案】D【解析】Al-Ag2O电池是一种以NaOH溶液为电解质的电池，负极Al失电子生成偏铝酸

27、盐，负极反应式为：Al+4OH-3e-=A1O2-+2H2O，故A正确；根据2Al+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2所以B正确；由电池的总反应2Al3Ag2O2NaOH=2NaAlO26AgH2O， 正极Ag2OAge-减少16g, 0.05 m m=16=0.4g.当电路中转移0.05mole-时，正极质量减少0.4g,正确；D. 电池工作时，正极反应式Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-,所以pH变大，故D错；答案：D。29铅蓄电池是典型的可充型电池，电池总反应式为：PbPbO24H2SO422PbSO42H2O，下列说法正确的是（ ）A. 放电时，负极的电极反应式是 ： P

28、bO22e4HSO42PbSO42H2OB. 放电时，电解液中H2SO4的浓度将不变C. 充电时，当外电路通过1mol电子时，原负极板的质量理论上减少48g。D. 充电时，阳极电极反应式为：PbSO4+2e-=PbSO42，【答案】C302009年，美国麻省理工学院的唐纳德撒多维教授领导的小组研制出一种镁一锑液态金属储能电池。该电池工作温度为700摄氏度，其工作原理如图所示: 该电池所用液体密度不同，在重力作用下分为三层，充放电时中间层熔融盐的组成及浓度不变。下列说法正确的是A. 该电池放电时，正极反应式为Mg2+-2e-=MgB. 该电池放电时，Mg(液)层生成MgCl2，质量变大C. 该电

29、池充电时，Mg-Sb(液)层中Mg发生氧化反应D. 该电池充电时，熔融盐中的Cl-进入Mg-Sb(液)层【答案】C31室温下，可充电的钠二氧化碳电池是当今新能源领域的热点，具有优异的性能。下列说法正确的是( ) A. 钠金属片为正极B. 该电池中的电解质为NaClO4，工作时ClO4-向碳纳米管电极移动C. 总反应为：D. 放电时，每消耗3molCO2，转移12mol电子【答案】C【解析】A.该电池放电时钠金属片发生失去电子的氧化反应，钠金属片是电池的负极，故A错误。B.原电池放电时阴离子移向电池的负极（即该电池的钠金属片），故B错误。C.该电池也被称为“可呼吸钠二氧化碳电池”，放电时吸收CO

30、2，充电时放出CO2，总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C 故C正确。D.放电时每3 mol CO2参加反应，其中只有1 mol CO2被还原为C，转移4 mol电子，.故D错误。故选C。32最近浙江大学成功研制出具有较高能量密度的新型铝一石墨烯(Cn)电池(如图)。该电池分别以铝、石墨烯为电极，放电时电池中导电离子的种类不变。已知能量密度=电池容量(J)负极质量(g)。下列分析正确的是 A. 放电时，Cn (石墨烯)为负极B. 放电时，Al2Cl7-在负极转化为AlCl4-C. 充电时，阳极反应为4 Al2Cl7-+3e -=A1+7AlCl4-D. 以轻金属为负极有利于提高电池的能量密度【答案】D33如下图所示，装置(I)是一种可充电电池，装置()为惰性电极的电解池。下列说法正确的是 A. 闭合开关K时，电极B为负极，且电极反应式为：2Br2e=Br2B. 装置(I)放电时，总反应为：2Na2S2+Br2=Na2S4+2NaBrC. 装置(I)充电时，Na+从左到右通过阳离子交换膜D. 该装置电路中有0.1mole通过