高三化学一轮复习练习卷：化学能转化为电能-电池

化学能转化为电能__电池一、选择题1．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))减小C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡2．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：编号①②③④实验装置部分实验现象a极质量减少；b极质量增加b极有气体产生；c极无变化d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞aC．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c3．下列有关电池的说法不正确的是()A．手机上用的锂离子电池属于二次电池B．锌锰干电池中，锌电极是负极C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极4．“天宫一号”飞行器白天靠太阳能帆板产生电流向镍氢电池充电，夜间镍氢电池向飞行器供电。镍氢电池的结构示意图如图所示。若电池总反应为2Ni(OH)22NiOOH＋H2↑。则下列说法正确的是()A．放电时，NiOOH发生氧化反应B．充电时，a电极的pH增大，K＋移向b电极C．充电时，a电极的电极反应为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D．放电时，负极反应为NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－5．普通锌锰干电池的简图如图所示。该电池工作时的总反应为Zn＋2NHeq\o\al(＋,4)＋2MnO2=[Zn(NH3)2]2＋＋Mn2O3＋H2O。下列关于锌锰干电池的说法中正确的是()A．当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原B．电池负极反应式为2MnO2＋2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=Mn2O3＋2NH3＋H2OC．原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极D．外电路中每通过0.1mol电子，锌的质量理论上减小6.5g6．在如图所示的8个装置中，属于原电池的是()A．①④B．③④⑤C．④⑧D．②④⑥⑦7．实验发现，298K时，在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是()A．该原电池的正极反应是Zn－2e－=Zn2＋B．左侧烧杯中溶液的红色逐渐褪去C．该电池的铂电极上有气泡出现D．该电池总反应为3Zn＋2Fe3＋=2Fe＋3Zn2＋8．一种新型燃料电池，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－。下列对该燃料电池说法正确的是()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＋10H2OC．通入空气的一极是正极，电极反应式为O2－4e－=2O2－D．通入丁烷的一极是正极，电极反应式为C4H10＋13O2－＋26e－=4CO2＋5H2O9．一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气，其中某一电极反应式为C2H6＋18OH－－14e－=2COeq\o\al(2－,3)＋12H2O。有关此电池的推断不正确的是()A．通入氧气的电极为正极B．参加反应的O2与C2H6的物质的量之比为7∶2C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降D．放电一段时间后，正极区附近溶液的pH减小10．关于如图微生物燃料电池结构示意图的说法：①微生物促进了电子的转移②微生物所在电极区放电时发生还原反应③放电过程中，H＋从正极区移向负极区④正极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，正确的是()A．②④B．①③C．①④D．②③11．(2021·郑州模拟)微生物燃料电池(MFC)利用了一种现代化氨氮去除技术。如图为MFC碳氮联合同时去除的转化系统原理示意图。下列说法正确的是()A．好氧微生物反应器中的反应为NHeq\o\al(＋,4)＋2O2=NOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋H2OB．B极电势比A极电势低C．A极的电极反应式为CH3COO－＋2H2O＋8e－=2CO2↑＋7H＋D．当电路中通过9mol电子时，理论上总共生成标准状况下33.6LN212．一定条件下，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．右池中的银电极做负极B．正极反应为Ag－e－=Ag＋C．总反应为Ag＋＋Cl－=AgCl↓D．盐桥中的NOeq\o\al(－,3)向右池方向移动13．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2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二、非选择题14．(1)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图甲所示：甲①HS－在硫氧化菌作用下转化为SOeq\o\al(2－,4)的反应式是_____________________。②若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是________________________________________________。(2)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图乙所示，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。该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。乙①放电过程中，Li＋向________(填“负极”或“正极”)移动。②负极反应式为_____________________________________。③电路中每转移0.2mol电子，理论上生成________gPb。(3)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如图丙所示。丙①a电极的电极反应式是____________________________。②一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因：______________________________________________________。化学能转化为电能__电池一、选择题1．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))减小C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡C解析：由锌的活泼性大于铜，可知铜电极为正极，在正极上，Cu2＋得电子发生还原反应生成Cu，A错误；由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))不变，B错误；在乙池中Cu2＋＋2e－=Cu，同时甲池中的Zn2＋通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M(Zn2＋)>M(Cu2＋)，故乙池溶液的总质量增加，C正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn2＋通过阳离子交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，D错误。2．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：编号①②③④实验装置部分实验现象a极质量减少；b极质量增加b极有气体产生；c极无变化d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞aC．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞cC解析：由实验①可知，a做原电池负极，b做原电池正极，活动性：a＞b；由实验②可知，b极有气体产生，c极无变化，则活动性：b＞c；由实验③可知，d极溶解，则d做原电池负极，c做正极，活动性：d＞c；由实验④可知，电流从a极流向d极，则d极为原电池负极，a极为原电池正极，活动性：d＞a。综上所述，可知活动性：d＞a＞b＞c。3．下列有关电池的说法不正确的是()A．手机上用的锂离子电池属于二次电池B．锌锰干电池中，锌电极是负极C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极D解析：锂电池属于可充电电池，属于二次电池，故A正确；锌锰干电池中，锌是活泼金属，做负极，故B正确；燃料电池是把化学能转化成电能的装置，故C正确；原电池中电子从负极经外电路流向正极，锌做负极，铜做正极，电子从锌电极沿外电路流向铜电极，故D错误。4．“天宫一号”飞行器白天靠太阳能帆板产生电流向镍氢电池充电，夜间镍氢电池向飞行器供电。镍氢电池的结构示意图如图所示。若电池总反应为2Ni(OH)22NiOOH＋H2↑。则下列说法正确的是()A．放电时，NiOOH发生氧化反应B．充电时，a电极的pH增大，K＋移向b电极C．充电时，a电极的电极反应为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D．放电时，负极反应为NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－C解析：放电时，NiOOH在正极上放电，发生还原反应生成Ni(OH)2，A错误；充电时，a电极做阴极，电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，pH增大，K＋移向a电极，B错误，C正确；放电时，负极上H2放电，D错误。5．普通锌锰干电池的简图如图所示。该电池工作时的总反应为Zn＋2NHeq\o\al(＋,4)＋2MnO2=[Zn(NH3)2]2＋＋Mn2O3＋H2O。下列关于锌锰干电池的说法中正确的是()A．当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原B．电池负极反应式为2MnO2＋2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=Mn2O3＋2NH3＋H2OC．原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极D．外电路中每通过0.1mol电子，锌的质量理论上减小6.5gC解析：普通锌锰干电池是一次电池，不能充电复原，A项错误；根据原电池工作原理，负极失电子，B项错误；由Zn～[Zn(NH3)2]2＋～2e－可知，每通过0.1mol电子，消耗锌的质量是65g·mol－1×eq\f(0.1mol,2)＝3.25g，D项错误。6．在如图所示的8个装置中，属于原电池的是()A．①④B．③④⑤C．④⑧D．②④⑥⑦D解析：根据原电池的构成条件可知：①中只有一个电极，③中两电极材料相同，⑤中酒精不是电解质，⑧中两电极材料相同且无闭合回路，故①③⑤⑧不能构成原电池。7．实验发现，298K时，在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是()A．该原电池的正极反应是Zn－2e－=Zn2＋B．左侧烧杯中溶液的红色逐渐褪去C．该电池的铂电极上有气泡出现D．该电池总反应为3Zn＋2Fe3＋=2Fe＋3Zn2＋B解析：该电池的总反应为Zn＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Zn2＋，所以左烧杯中Pt电极为正极，电极反应为Fe3＋＋e－=Fe2＋，右烧杯中Zn电极为负极，电极反应为Zn－2e－=Zn2＋。由于左烧杯中的Fe3＋被还原为Fe2＋，所以左烧杯中溶液的红色逐渐褪去。8．一种新型燃料电池，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－。下列对该燃料电池说法正确的是()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＋10H2OC．通入空气的一极是正极，电极反应式为O2－4e－=2O2－D．通入丁烷的一极是正极，电极反应式为C4H10＋13O2－＋26e－=4CO2＋5H2OB解析：原电池的负极发生氧化反应，电极反应式为C4H10＋13O2－－26e－=4CO2＋5H2O；原电池的正极发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－=2O2－，在熔融电解质中O2－由正极移向负极。9．一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气，其中某一电极反应式为C2H6＋18OH－－14e－=2COeq\o\al(2－,3)＋12H2O。有关此电池的推断不正确的是()A．通入氧气的电极为正极B．参加反应的O2与C2H6的物质的量之比为7∶2C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降D．放电一段时间后，正极区附近溶液的pH减小D解析：A项，通入乙烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，正确；B项，1mol乙烷参与反应时转移14mol电子，则参与反应的氧气的量为eq\f(14mol,4)＝eq\f(7,2)mol，正确；C项，根据电极反应式或总反应方程式可知，氢氧化钾被消耗，正确；D项，放电时正极反应2H2O＋O2＋4e－=4OH－，正极产生OH－，则pH增大，错误。10．关于如图微生物燃料电池结构示意图的说法：①微生物促进了电子的转移②微生物所在电极区放电时发生还原反应③放电过程中，H＋从正极区移向负极区④正极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，正确的是()A．②④B．①③C．①④D．②③C解析：①在微生物作用下Cm(H2O)n转化为CO2促进电子的转移，正确；②微生物在右侧，右侧电极为电源的负极，所以微生物所在电极区放电时发生氧化反应，错误；③根据电流的方向，放电过程中，H＋从负极区移向正极区，错误；④电池左侧为电池的正极区，MnO2在H＋条件下发生得电子的还原反应，所以正极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，正确。11．(2021·郑州模拟)微生物燃料电池(MFC)利用了一种现代化氨氮去除技术。如图为MFC碳氮联合同时去除的转化系统原理示意图。下列说法正确的是()A．好氧微生物反应器中的反应为NHeq\o\al(＋,4)＋2O2=NOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋H2OB．B极电势比A极电势低C．A极的电极反应式为CH3COO－＋2H2O＋8e－=2CO2↑＋7H＋D．当电路中通过9mol电子时，理论上总共生成标准状况下33.6LN2A解析：NHeq\o\al(＋,4)在好氧微生物反应器中转化为NOeq\o\al(－,3)，结合得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒得到反应的离子方程式为NHeq\o\al(＋,4)＋2O2=NOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋H2O，故A正确；根据H＋的移动方向可知，A做原电池的负极，B做原电池的正极，所以B极电势比A极电势高，故B错误；A极做负极，负极上CH3COO－发生失电子的氧化反应生成CO2气体，则A极的电极反应式为CH3COO－＋2H2O－8e－=2CO2↑＋7H＋，故C错误；NOeq\o\al(－,3)在正极得到电子生成氮气，电极反应式为2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋＋10e－=N2↑＋6H2O，电路中通过9mol电子时，理论上总共生成0.9molN2，其在标准状况下的体积为20.16L，故D错误。12．一定条件下，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．右池中的银电极做负极B．正极反应为Ag－e－=Ag＋C．总反应为Ag＋＋Cl－=AgCl↓D．盐桥中的NOeq\o\al(－,3)向右池方向移动C解析：若“右池中的银电极做负极”，Ag失去电子被氧化为Ag＋：Ag－e－=Ag＋，电极质量减轻，不符合题干中的信息“两电极质量均增大”，A项错误。该装置图很容易让考生联想到盐桥电池，抓住“两电极质量均增大”判断，若左池Ag失去电子被氧化为Ag＋，Ag＋再结合溶液中的Cl－生成AgCl：Ag－e－＋Cl－=AgCl，即左池的银失去电子做负极；此时右池电解质溶液中的Ag＋在银电极表面得到电子被还原为Ag：Ag＋＋e－=Ag，即右池的银电极为正极；两个电极反应式相加得到总反应：Ag＋＋Cl－=AgCl↓；综上所述，B项错误，C项正确。盐桥中的NOeq\o\al(－,3)向负极方向(即左池)移动，D项错误。13．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2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D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＋失电子速率，反应达到平衡状态，C正确；D项在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向左移动，I2被还原为I－，乙中石墨为正极，D不正确。二、非选择题14．(1)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图甲所示：甲①HS－在硫氧化菌作用下转化为SOeq\o\al(2－,4)的反应式是_____________________。②若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是________________________________________________。(2)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图乙所示，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。该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。乙①放电过程中，