化学电源 专题练习题 带答案

高二年级化学选修四同步小题狂练第四章第二节化学电源一、单选题1.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用锌锰碱性电池以KOH溶液为电解液，电池总反应式为：下列说法正确的是A. 该电池的正极为锌B. 电池正极的反应式为：C. 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D. 该电池反应中二氧化锰起催化作用2.在铅蓄电池充、放电的过程中，发生还原反应的电极是A. 充电时的阴极和放电时的负极B. 充电时的阴极和放电时的正极C. 充电时的阳极和放电时的负极D. 充电时的阳极和放电时的正极3.如图甲是利用一种微生物将废水中的尿素【】的化学能直接转化为电能，并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是A. 铜电极应与X相连接B.透过质子交换膜由右向左移动C. 当N电极消耗气体时，则铁电极增重16gD. M电极反应式：4.LED系列产品是被看好的一类节能新产品，如图是一种氢氧燃料电池驱动LED发光的装置下列有关叙述正确的是A. a 处通入氢气，发生了还原反应：B. b处通入氧气，为电池的正极C. 该装置中只涉及两种形式的能量转化，电池中的KOH溶液也可用稀硫酸溶液代替D.型半导体连接的是电池负极5.新型的乙醇电池结构如图所示，它用碘酸类质子溶剂，在左右时供电，其效率比甲醇电池高出32倍，且更安全已知电池总反应式为：下列说法不正确的是A. a极为电池的负极，该电极发生氧化反应B. 电池工作时电流由b极沿导线经灯泡到a极C. 电池工作时，1 mol 乙醇被氧化转移12 mol 电子D. 电池正极的电极反应式为：6.优质的锂碘电池可用于心脏起搏器延续患者的生命，它的正极材料是聚乙烯吡啶简写和的复合物，电解质是固态薄膜状的碘化锂，电池的总反应为：，则下列说法正确的A. 正极的反应为：B. 电池工作时，碘离子移向一极C. 聚乙烯吡啶的复合物与有机物性质相似，因此聚乙烯吡啶的复合物不会导电D. 该电池所产生的电压低，使用寿命比较短7.流动电池可以在电池外部调节电解质溶液，从而维持电池内部电解质溶液浓度稳定，原理如图下列说法错误的是第2页，共13页A. Cu为负极B.电极的电极反应式为：C. 甲中应补充硫酸D. 当消耗1 mol ，需分离出2 mol8.人造树叶吸收二氧化碳生成有机物，有利于温室效应的控制，其电化学实验装置如图，该设备能将水和二氧化碳转化为氧气和燃料下列说法不正确的是A. 该装置工作时光能参与能量的转化过程B. 该装置工作时向a极板移动C. 电极a上的电极方程式为D. 反应：，每生成，转移12mol9.中科院宁波材料所在金属空气电池的研发中获得重大突破该电池的工作原理如图所示：下列有关说法正确的是A. 电池工作时，负极附近溶液的pH升高B. 电路中转移2mol电子，理论上约消耗标准状况下空气56LC. 电池工作时，电流由M极经外电路流向N极D. 电池总反应为、10.发生在美国的墨西哥湾原油泄漏事件极大地破坏了生态环境，该事件警示人类应合理的开发和利用能源随着经济的飞速发展，机动车越来越多，对石油产品的需求激增，为了环保和降低成本，很多国家转型研究电动车电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车电池的正极材料是，负极材料是石墨，含U 导电固体为电解质，电池反应为：下列有关电池说法正确的是A. 可加入烧碱溶液以提高电池的性能，碱性电池的能量和可储存时间均较高B. 放电时电池内部向负极移动C. 充电过程中，电池正极材料的质量减少D. 放电时电池正极反应为：二、填空题11.在以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为______ ，正极的反应式为______ ．已知的燃烧热，理想状态下，该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为，则该燃料电池的理论效率为______燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比．用吸收后的稀土储氢合金作为电池负极材料用MH 表示，作为电池正极材料，KOH 溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池电池充放电时的总反应为：电池放电时，负极的电极反应式为______ ．充电完成时，全部转化为若继续充电将在一个电极产生，扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为______ ．12.某兴趣小组同学利用氧化还原反应：设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为，盐桥中装有饱和溶液回答下列问题：发生氧化反应的烧杯是______填“甲”或“乙”．外电路的电流方向为：从______ 到______填“a”或“b ”．电池工作时，盐桥中的移向______填“甲”或“乙”烧杯．甲烧杯中发生的电极反应为______ ．第4页，共13页13.水钴矿中除外，还有CoO、、MgO、从中提取钴的主要工艺流程如下：在一定浓度的溶液中，钴的浸出率随时间、温度的变化如图1所示考虑生产成本和效率，最佳的浸出时间为______小时，最佳的浸出温度为______请配平下列除铁的化学方程式：“除钙、镁”的原理反应为：；已知，，加入过量NaF溶液反应完全后过滤，则滤液中______．“沉淀”中含杂质离子主要有、、______和______；“操作X”包括______和______．某锂离子电池正极是，含导电固体为电解质充电时，还原为Li，并以原子形式嵌入电池负极材料碳中如图2所示电池反应为，写出该电池放电时的正极反应式______．第6页，共13页答案和解析【答案】1. B2. B3. D4. B5. D6. A7. D8. D 9. B 10. C11.；；；；12. 乙；a；b；乙；13. 12；90；；；；洗涤；干燥；【解析】1. 解：根据电池反应式知，锌失电子发生氧化反应，则锌作负极，故A错误；B.二氧化锰作正极，正极上二氧化锰得电子发生还原反应，电极反应式为，故B正确；C.放电时，电子从负极锌沿外电路流向正极二氧化锰，故C错误；D.该反应中，锰元素得电子作氧化剂，故D错误；故选B．根据电极反应式，可知电池工作时，负极材料是Zn，发生氧化反应生成，电极反应式为，正极材料为，发生还原反应，电极反应式为，电子从负极沿导线流向正极．本题考查原电池的组成和工作原理，题目难度不大，本题注意电极的组成和电极反应式以及总反应式的书写．2. 解：铅蓄电池充电的过程中，属于电解池的工作原理，在阴极上发生还原反应，在铅蓄电池放电的过程中，属于原电池的工作原理，此时正极上发生还原反应．故选B．在铅蓄电池充电的过程中，阴极上发生还原反应，在铅蓄电池放电的过程中，正极上发生还原反应．本题考查学生原电池和电解池的工作原理知识，注意二次电池的工作原理是解题关键，难度不大．3. 解：甲图中装置是将化学能转化为电能的原电池，M是负极，N是正极，电解质溶液为酸性溶液，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，A.铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极Y相连，故A错误；B.M是负极，N是正极，质子透过离子交换膜由左M极移向右N极，即由左向右移动，故B错误；C.当N 电极消耗氧气时，则转移电子，所以铁电极增重，故C错误；D.在负极M 上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，电极反应式为，故D正确．故选D．根据题给信息知，甲图中装置是将化学能转化为电能的原电池，M是负极，N是正极，电解质溶液为酸性溶液，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；在铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极相连，根据得失电子守恒计算，以此解答该题．本题考查了原电池原理以及电镀原理，侧重于学生的分析、计算能力的考查，明确原电池正负极上得失电子、电解质溶液中阴阳离子移动方向即可解答，难度中等．4. 解：A、由电子流向可知a为负极，b为正极，a处通入氢气，发生了氧化反应：，故A错误；B、b 为正极发生的电极反应为，发生还原反应，故B正确；C、该装置的能量转换有化学能、电能和光能，故C错误；D 、型半导体连接的是电池正极，故D错误；故选B．A、由电子流向可知a为负极，b为正极，a 处通入氢气，发生了氧化反应：；B、b 为正极发生的电极反应为；C、该装置的能量转换有化学能、电能和光能等；D 、型半导体连接的是电池正极．本题考查原电池知识，题目难度不大，本题注意根据图示电子的流向判断电源的正负极为解答该题的关键．5. 解：燃料电池中，通入燃料乙醇的电极a为负极，负极上失电子发生氧化反应，故A正确；B.放电时，电子从负极a沿导线流向正极b，电流从正极b沿导线经灯泡流向负极a，故B正确；C.放电时，负极反应式为，则1mol被氧化转移12mol电子，故C正确；D.正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为，故D错误；故选D．第8页，共13页该燃料电池中，根据图片知，电解质溶液呈酸性，通入燃料乙醇的电极是负极，负极反应式为，正极上通入氧气，正极反应式为，结合乙醇和转移电子之间的关系式计算．本题考查化学电源新型电池，明确正负极上发生的反应及电子流向即可解答，难点是电极反应式的书写，注意酸性条件下不能生成氢氧根离子．6. 解：正极上得电子发生还原反应，其电极反应式为：，故A正确；B.原电池中阴离子向负极移动，所以电池工作时，碘离子移向Li电，故B错误；C.聚乙烯吡啶的复合物作正极，所以聚乙烯吡啶的复合物能导电，故C错误；D.该电池的电势低，放电缓慢，使用寿命比较长，故D错误；故选A．A.该原电池的正极上得电子发生还原反应；B.原电池中阴离子向负极移动；C.聚乙烯吡啶的复合物在正极反应；D.该电池的电势低，放电缓慢，使用寿命比较长．本题考查了原电池原理，明确正负极、阴阳极上得失电子及电极反应是解本题关键，难点是电极反应式的书写，注意电池中离子的移动方向，难度中等．7. 解：根据电池总反应为，则铜失电子发生氧化反应为负极，故A正确；B.得电子发生还原反应为正极，反应式为：，故B正确；C.由电池总反应为，则调节电解质溶液的方法是补充，故C正确；D.电池总反应为，当消耗，需分离出，故D 错误；故选D．根据电池总反应为，则铜失电子发生氧化反应为负极，反应式为：，得电子发生还原反应为正极，反应式为：，据此分析．本题考查了化学电源新型电池，根据原电池原理来分析解答，知道电极上发生的反应即可解答，电极反应式的书写是学习难点，总结归纳书写规律，难度中等．8. 解：A、该装置是电解池装置，是将电能转化为化学能，所以该装置光能参与能量的转化过程，故A正确；B、a与电源负极相连，所以a 是负极阴极，而电解池中氢离子向阴极移动，所以从阳极b极区向阴极a极区迁移，故B正确；C、a与电源负极相连，所以a是阴极，发生还原反应，电极反应式为：，故C正确；D 、电池总的方程式为：，即每生成转移36mol 电子，所以每生成，转移18mol ，故D错误；故选D．A、该装置是电解池装置，是将电能转化为化学能；B、与电源正极相连的是电解池的阳极，负极相连的是电解池的阴极，a与电源负极相连，所以a是负极阴极，而电解池中氢离子向阴极移动；C、a与电源负极相连，所以a 是负极阴极，电极反应式为：；D 、电池总的方程式为：，即每生成转移36mol电子，由此分析解答；本题考查电化学的相关知识，学生要清楚电解池的反应原理，阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应，以及离子的移动方向就可以迅速解题了，比较容易．9. 解：A、根据原电池的工作原理可以看出：活泼金属镁和铝的合金是负极，该电极上发生失电子的氧化反应，即，正极上是氧气得电子的还原反应，产生氢氧根离子，氢氧根离子和镁离子之间反应会得到氢氧化镁，负极附近溶液的pH降低，故A错误；B、电路中转移2mol 电子，根据正极上发生反应：，消耗氧气的物质的量是，标况下的体积是，理论上约消耗标准状况下空气56L，故B正确；C、电池工作时，电流从正极流向负极，即由N极经外电路流向M极，故C错误；D 、电池总反应为，故D错误．故选B．根据原电池的工作原理可以看出：活泼金属镁和铝的合金是负极，该电极上发生失电子的氧化反应，正极上是氧气得电子的还原反应，电子从负极流向着正极，电流从正极流向负极，总反应是正极和负极反应的和，根据电极反应式来回答．第10页，共13页本题综合考查原电池知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，侧重于正负极的判断和电极方程式的书写，学生要注意相关基础知识的积累，题目难度不大．10. 解：A、若加入烧碱溶液，其中的水能与Li单质固体发生反应，故A错误；B、放电时，应正电荷在电池内部电解质中向正极移动，故B错误；C、充电时，阳极反应为：，阴极：，所以电池正极材料的质量减少，故C正确；D、放电时，两极反应为：负极：，正极：；故D错误．故选C．放电时，两极上反应为：负极：，正极：；充电时，两极上反应为：阳极：，阴极：，水能与Li单质固体发生反应，放电时，电解质中阳离子向正极移动，据此回答．本题是考查新型的可充电电池的工作原理知识，注意知识的迁移应用是解题的关键，充放电时的反应原理应准确，别搞反了，难度中等．11. 解：酸性条件下甲醇燃料电池的总反应式为：，酸性条件下该燃料电池的正极反应式为，得电池负极反应式为：；该燃料电池的理论效率为．故答案为：；；．蓄电池放电时是原电池、充电时是电解池，根据原电池中“负氧化、正还原”，电解池中“阳氧化、阴还原”的规律，蓄电池放电时，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为，故答案为：；中阴极的电极反应有两个，第一阶段是充电时的反应式，阴极上电极反应式为，第二阶段为吸收氧气的电解反应式，由题意知氧气在阴极上被还原，电解质溶液呈碱性可知氧气被还原为，所以其电极反应式为，故答案为：．甲醇燃料电池，甲醇在负极失电子发生氧化反应，氧气在正极放电，酸性条件下生成水；根据甲醇的燃烧热计算2mol甲醇完全燃烧放出的热量，结合原电池产生的电能计算；放电时，负极上失电子发生氧化反应；氧气在阴极上得电子发生还原反应．本题考查了原电池和电解池原理，明确正负极、阴阳极上得失电子是解本题关键，难点是电极反应式的书写，电极反应式要结合溶液的酸碱性书写，为易错点．12. 解：由可知，Mn元素的化合价降低，得到电子，Fe元素的化合价升高，失去电子，则b为负极，a为正极，为负极，则乙烧杯中发生氧化反应，故答案为：乙；由上述分析可知，a为正极，电流由正极流向负极，即从a流向b，故答案为：a；b；阴离子向负极移动，则盐桥中的移向乙烧杯中，故答案为：乙；甲烧杯中发生还原反应，Mn 元素的化合价降低，电极反应为，故答案为：由可知，Mn元素的化合价降低，得到电子，Fe元素的化合价升高，失去电子，则b为负极，a为正极，结合原电池中负极发生氧化反应，电流从正极流向负极，阴离子向负极移动来解答．本题考查原电池的工作原理及常见的化学电源，明确氧化还原反应中元素的化合价变化及原电池工作原理是解答本题的关键，题目难度不大．13. 解：根据图知，时间越长浸出率越高，温度越高，浸出率越高，但浸出12小时后，浸出率变化不大，和浸出率变化不大，且时间过长、温度过高导致成本较大，所以最佳的浸出时间为12小时，最佳的浸出温度为，故答案为：12；90；根据原子守恒配平方程式，所以其方程式为：，故答案为：3，6，6，1，5，6；，故答案为：；该沉淀中吸附易溶于水的离子，根据流程图知，溶液中含有铵根离子和钠离子，所以沉淀上含有铵根离子和钠离子，得到的沉淀要进行洗涤和干燥才能得到较纯净、干燥的物质，故答案为：；；洗涤；干燥；放电时，该电池是原电池，正极上得电子发生还原反应，电极反应式为：，故答案为：．根据浸出率与时间和温度的关系及生产成本分析；根据原子守恒配平方程式；；第12页，共13页根据流程图中加入的物质分析，该沉淀中吸附易溶于水的离子；得到的沉淀要进行洗涤和干燥，才能得到较纯净、干燥的物质；放电时，该电池是原电池，正极上得电子发生还原反应．本题考查难溶电解质的溶解平衡、电极反应式的书写、物质的分离和提纯等知识点，难点是题，明确溶度积常数的含义是解此题关键，电极反应式的书写是学习难点，要结合电解质溶液的酸碱性书写，难度中等．。