高二化学原电池燃料电池专项练习题附答案.docx

1、高二化学原电池燃料电池专项练习题附答案高二化学原电池燃料电池专项练习题附答案 2020年 03 月 04日 xx 学校高中化学试卷 学校：_姓名：_班级：_考号：_ 一、单选题 1.人造地球卫星用到的一种高能电池银锌蓄电池,其电极反应为:,。据此判断,氧化银是()A.负极,被氧化 B.正极,被还原 C.负极,被还原 D.正极,被氧化 2.有 A、B、C、D 四块金属片,用导线两两相连插入稀硫酸中,可以组成各种原电池.若 A和 B相连时,A为负极;C 与 D相连时,C 溶解,D上有氢气生成;A与 C 相连时,C 为正极;B与 D相连时,电子由 D极经导线流向 B 极,则这四种金属的活泼性由强到弱

2、的顺序为()A.ABCD B.ACDB C.CADB D.BDCA 3.已知空气锌电池的电极反应为锌片：Zn2OH2eZnOH2O;石墨：O22H2O4e4OH,根据此判断，锌片是()A.负极，并被氧化 B负极，并被还原 C正极，并被氧化 D正极，并被还原 4.对于原电池的电极名称叙述有错误的是()A.发生氧化反应的为负极 B.正极为电子流入的一极 C.比较不活泼的金属为负极 D.电流的方向由正极到负极 5.把 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 设计成原电池,负极材料应该是()A.碳棒 B.铝 C.氢氧化钠 D.无法判断 6.某原电池反应的离子方程式为 Fe+2H+Fe2+

3、H2,则下列说法正确的是()A.硝酸可能为电解质溶液 B.锌可能为原电池正极 C.铁的质量不变 D.铜可能为原电池正极 7.如图为氢氧燃料电池工作原理示意图,其中 a、b 为惰性电极。下列有关说法不正确的是()A.a电极为负极,电子由 a电极流向 b电极 B.b电极的电极反应式为 C.当有 1mol 生成时,外电路中有 2mol 电子通过 D.若将 改为等物质的量的,则 的用量增多 8.原电池的电极反应不仅与电极材料的性质有关.还与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是()A.由 Al、Cu、稀 H2SO4 组成原电池,其负极反应式为 Al-3e-=Al3+B.由 Mg、Al、NaOH 溶液组成

4、原电池,其负极反应式为 Al-3e-+4OH-=+2H2O C.由 Fe、Cu、FeCl3 溶液组成原电池,其负极反应式为 Cu-2e-=Cu2+D.由 Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为 Cu-2e-=Cu2+9.如图装置中,M 棒变细,N棒变粗。由此判断下表所列 M、N、R 物质,其中合理的是()选项 M N R A 锌 铜 稀硫酸 B 铜 铁 稀盐酸 C 铁 铜 硝酸银 D 铜 铁 蔗糖溶液 A.A B.B C.C D.D 10.一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体,电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导 O2-。对该燃料的说法

5、正确的是()A.在熔融电解质中,O2-由负极移向正极 B.电池的总反应是:2C4H10+13O2 8CO2+10H2O C.通入空气的一极是正极,电极反应为:O2+4e-=2O2-D.通入丁烷的一极是正极,电极反应为:C4H10+26e-+13O2-=4CO2+5H2O 11.固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2)在其间通过。该电池的工作原理如下图所示,其中多孔电极 a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是()A.有 O2放电的 a极为电池的负极 B.O2-移向电池的正极 C.b 极对应的

6、电极反应为 2H24e+2O2 2H2O D.a极对应的电极反应为 O2+2H2O+4e 4OH 12.镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运等特点。研究的燃料电池可分为镁空气燃料电池,镁海水燃料电池,镁过氧化氢燃料电池,镁次氯酸盐燃料电池。如图为镁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.放电过程中 OH-移向正极 B.电池的总反应式为 Mg+ClO+H2O Mg(OH)2+Cl C.镁电池中镁均为负极,发生氧化反应 D.镁过氧化氢燃料电池,酸性电解质中正极反应式为 H2O2+2H+2e 2H2O 13.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的

7、总反应为:Fe+Ni2O3+3H2O Fe(OH)2+2Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确的是()A.电池的电解液为碱性溶液,正极为 Ni2O3、负极为 Fe B.电池放电时,负极反应为 Fe+2OH2e Fe(OH)2 C.电池放电过程中,阴离子向负极移动 D.电池放电时,正极发生氧化反应 14.下图各装置中,能形成原电池的是()A.中液体为 FeCl3 溶液 B.中液体为酒精 C.中液体为 H2SO4 溶液 D.中液体为稀盐酸 15.将编号为 的四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可构成原电池,相连时,外电路电流从 流向;相连时,为正极;相连时,上有气泡逸出;相连时,的质量减少。据此判

8、断这四种金属活动性由强到弱的顺序是()A.B.C.D.16.Mg-AgCl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A.负极反应式为 B.正极反应式为 C.电池放电时 由正极向负极迁移 D.负极会发生副反应 17.下列关于化学能转化为电能的四种装置的说法正确的是()A.电池中锌是正极 B.电池是一次电池 C.电池工作时,氢气发生还原反应 D.电池工作时,电子由锌通过导线流向碳棒 18.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 溶于混合有机溶剂中，迁移入 晶格中，生成。下列判断正确的是()A.可用水代替电池中的混合有机溶剂 B.电池

9、正极反应式为 C.该电池可反复充电使用 D.外电路的电流由 a流向 b 19.一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 CH4H2O 3H2CO,每消耗 1molCH4 转移 12mol 电子 B电极 A上 H2 参与的电极反应为：H22OH2e=2H2O C电池工作时，向电极 B移动 D电极 B上发生的电极反应为：O22CO24e=2 20.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 材料,电池反应为:。下列说法错误的是()A.电池工作时,正极可发生反应:B.电池工作时,外电路中流过 0.02mol 电子,负极材料减重

10、 0.14g C.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,电池中的 量越多 二、填空题 21.一般说来,根据一个氧化还原反应便可设计一个原电池。例如,某种燃料电池的总反应是 CH4+2O2+2OH-=+3H2O。在此燃料电池中,每消耗 1mol CH4,转移电子_mol,负极发生的电极反应是_,正极发生的电极反应是_。22.如图所示,组成一种原电池。试回答下列问题(灯泡功率合适):1.电解质溶液为稀硫酸时,灯泡_(填“亮”或“不亮”,填“亮”做 a题,填“不亮”做 b 题)。a.若灯泡亮,则 Mg电极上发生的反应为_;Al 电极上发生的反应为_。b.若灯泡不亮,其理由为_

11、。2.电解质溶液为 NaOH 溶液时,灯泡_(填“亮”或“不亮”,填“亮”做 a题,填“不亮”做 b题)。a.若灯泡亮,Al电极上发生的反应为_。b.若灯泡不亮,其理由为_。23.将纯锌片和纯铜片按下图方式插入 100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:1.下列说法中正确的是()A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B.乙中铜片上没有明显变化 C.甲中铜片质量减小、乙中锌片质量减小 D.两烧杯中 H+的浓度均减小 2.在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速率:甲_乙(填“”“B;C 与 D相连时,C 溶解,D 上有氢气生成,较活泼金属溶解,较不活泼金属上析出氢气,所以活泼性 CD;A与

12、 C 相连时,C 为正极,A为负极,所以活泼性 AC;B与 D相连时,电子由 D 极经导线流向 B极,电子从负极沿导线流向正极,所以活泼性DB;所以这几种金属的活泼性顺序为 ACDB.故选 B.3.答案：A 解析：根据化合价可知:电极反应中锌的化合价升高,被氧化;原电池中负极发生氧化反应,则锌为原电池的负极。4.答案：C 解析：原电池中相对活泼的金属为负极，不活泼的为正极，C 项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，A项正确；原电池工作时，外电路中电子由负极流出，由正极流入，电流方向与电子流动方向相反，B、D项正确。5.答案：B 解析：负极上发生的是氧化反应,故 2Al+2NaOH+2H2

13、O=2NaAlO2+3H2,设计成原电池时,负极材料是 Al,故 B正确。6.答案：D 解析：由原电池反应的离子方程式知,电池的负极为铁,则正极应是比铁不活泼的金属或能导电的非金属;在反应中负极不断被消耗,由于反应中放出了氢气并生成了 Fe2+,故知电解质溶液不是硝酸。由以上分析可知正确选项为 D。7.答案：B 解析：氢氧燃料电池工作时,通入氢气的一极为负极,则电子由负极 a 经外电路流向正极 b,A项正确;b 电极上发生还原反应,电极反应式为,B项错误;氢氧燃料电池的总反应为,所以每生成 1mol ,转移 2mol 电子,C 项正确;将 改为等物质的量的,则转移电子数增多,的用量增多,D项正

14、确。8.答案：C 解析：本题考査原电池中的电极反应。A项,铝比铜活泼,且可与稀硫酸反应,所以铝作负极.正确:B项.只有 Al 能与 NaOH反应,故 Al 为负极,正确;C 项,Fe 比 Cu活泼,故 Fe先于 Cu与 Fe3+反应,而作负极.错误;D项,Al虽比 Cu活泼,但由于其与浓 HNO3发生钝化反应,故 Cu作负极,正确。9.答案：C 解析：由于 D中蔗糖溶液不是电解质溶液,故 D不正确;M 棒变细,N 棒变粗,则 M 为负极,N为正极,M 的金属活动性比 N强,故 B 错;N棒变粗则电解质溶液中有能得电子的金属阳离子,故 A不正确。10.答案：C 解析：11.答案：C 解析：A、电

15、子流向 a 电极，因此 a电极正极，A错误；B、原电池中阴离子向负极移动，则 O2移向电池的负极，B错误；C、b 电极是正极，氢气得到电子，电极反应式为 2H24e2O2=2H2O，C 正确；D、a极是负极，氧离子失去电子，电极反应为 2O24e=O2，D错误，答案选 C。考点：考查原电池原理的应用 12.答案：A 解析：根据图像判断反应过程,判断正、负极,正确书写电极反应式。镁燃料电池,镁作负极失电子,产物由电解质溶液决定,若为酸性溶液生成 Mg2+,碱性溶液生成Mg(OH)2。ClO-在正极反应,由图可知有 Cl-和 OH-生成,OH-向负极移动,生成Mg(OH)2。13.答案：D 解析：

16、A、根据电池总反应,电解液为碱性溶液,根据原电池的工作原理,正极上得到电子,化合价降低,负极上失去电子,化合价升高,因此 Fe为负极,Ni2O为正极,故 A说法正确;B、根据电池总反应,负极反应式为 Fe2e+2OH Fe(OH)2,故 B说法正确;C、根据原电池的工作原理,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,故 C 说法正确;D、根据 A选项分析,正极上得到电子,化合价降低,发生还原反应,故 D说法错误。14.答案：A 解析：A、该装置符合原电池的构成条件，所以能形成原电池,故 A 正确;B、乙醇不是电解质溶液,金属锌和乙醇不能自发的进行氧化还原反应，所以不能构成原电池，故 B错误;C、因为

17、两电极的活泼性相同,所以该装置不能构成原电池,故 C 错误;D、该装置没有构成闭合回路，所以不能形成原电池,故 D错误；15.答案：B 解析：在两种金属片相连浸入稀硫酸的原电池中,较活泼的金属作负极、较不活泼的金属作正极,电子从负极流向正极,负极上金属失电子而导致质量减少,正极上氢离子得电子生成氢气,相连时,外电路电流从流向,则是正极、是负极,金属活动性;相连时,上有气泡逸出,为负极、为正极,活动性;相连时,的质量减少,则为负极、为正极,活动性。通过以上分析知,金属活动性强弱顺序是,答案选 B。16.答案：B 解析：Mg-AgCl 电池中，Mg为负极，AgCl 为正极，故正极反应式应为，B项错

18、误。17.答案：D 解析：Zn的活动性比 Cu强,Zn 为负极,A项错误;铅蓄电池属于二次电池,B项错误;在氢氧燃料电池中.氢气失电子被氧化,C 项错误;干电池中 Zn作负极,电子由锌经导线流向碳棒.D项正确。18.答案：B 解析：Li 是活泼金属，能与 反应生成 LiOH和，故不能用 代替混合有机溶剂，A项错误;为电池正极，则 得电子并与 结合生成，其电极反应式为，B项正确;该电池为一次电池，所以不能当作充电电池使用,C 项错误；该电池中Li 失去电子生成，所以 Li 作电池的负极，则 a是负极，b是正极，外电路中的电流由 b 流向 a,D项错误。19.答案：D 解析：A.，化合价有，升高

19、6，则 参加反应共转移 6mol 电子，故 A错误；B.通入氧气的一极为正极，则 B为正极，A为负极，负极上 和 被氧化生成二氧化碳和水，故电极 A的反应为，电解质中没有，故 B错误；C.原电池中阴离子向负极移动，A为负极，所以 向电极 A移动，故 C 错误；D.电极上氧气得电子发生还原反应：，故 D正确。故选：D。20.答案：D 解析：电池工作时,正极反应为 x S8+16e-+16Li+=8Li2Sx,可发生 2Li2S6+2Li+2e-=3Li2S4 的还原反应,A 正确;外电路流过 0.02mol 电子,则负极耗Li:0.02mol 7g/mol=0.14g,B正确;石墨烯具有良好的导

20、电性,而 S8没有,故石墨烯的作用主要是提高电极 a的导电性,C 正确;电池充电时,a接电源的正极,发生氧化反应,故充电时间越长电池中 Li2S2 的量会越少,D错误。21.答案：8;CH4-8e-+10OH-=+7H2O;O2+4e-+2H2O=4OH-解析：根据电池的总反应,可知原电池的介质为碱性环境,因此负极产物不能为CO2。22.答案：1.亮;a.Mg-2e-Mg2+;2H+2e-H2 2.亮 a.Al+4OH-3e-AlO2-+2H2O 解析：1.因为两电极金属的活泼性不同且相连,Mg与稀硫酸反应,符合原电池的形成条件,所以灯泡发亮。2.Al 与 NaOH溶液反应:2Al+2OH-+

21、2H2O 2AlO2-+3H2,所以也符合原电池的条件,负极为 Al,失电子,由方程式可知 2 mol Al失 6 mol 电子,生成 2 mol AlO2-,因为是碱性溶液,所以用 OH-、H2O 配平即可。23.答案：1.BD;2.;3.0.1NA(或 6.02 1022)4.1.0 mol L-1 解析：1.甲符合原电池构成条件,所以属于原电池,乙不能构成闭合回路,所以不能构成原电池,故 A项错误;乙不能构成原电池,氢离子在锌片上得电子发生还原反应,所以乙中铜片上没有明显变化,故 B项正确;甲中铜片作正极,正极上氢离子得电子生成氢气,所以铜片质量不变,乙中锌片和氢离子发生置换反应,所以质

22、量减小,故 C 项错误;两烧杯中锌和氢离子发生置换反应导致溶液中氢离子浓度减小,故 D项正确。2.甲能构成原电池,乙不能构成原电池,作原电池负极的金属加速被腐蚀,所以在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速率:甲乙。3.甲中,铜电极上氢离子得电子生成氢气,电极反应式为 2H+2e-H2,根据电极反应式知,通过电子的物质的量=1.12/22.4 2=0.1 mol,通过导线的电子数目为 0.1NA或 6.02 1022。4.当乙中产生 1.12 L(标准状况)即 0.05 mol 氢气气体时,根据 2H+H2,则消耗的氢离子物质的量是 0.1 mol,剩余的氢离子是 0.1 mol,所以氢离子的物质的

23、量是 0.2 mol,硫酸的物质的量是 0.1 mol,原稀硫酸中 c(H2SO4)=1.0 mol L-1。24.答案：1.2H2-4e-4H+;O2+4e-+4H+2H2O;2H2+O2 2H2O 2.2H2-4e-+4OH-4H2O;O2+4e-+2H2O 4OH-;2H2+O2 2H2O 解析：1.正极上,O2 得电子变为 O2-,溶液中 O2-不能单独存在;酸性条件下与 H+结合生成 H2O。负极上,H2 失电子变为 H+,H+进入电解质溶液。电池总反应为 H2和 O2生成水的反应。2.正极上,O2得电子变为 O2-,溶液中 O2-不能单独存在,碱性条件下与 H2O分子结合生成 OH-;负极上,H2失去电子变为 H+,碱性条件下 H+不能大量存在,与 OH-结合生成水。电池总反应也是 H2和 O2 生成水的反应。