高二化学原电池、电解池、燃料电池重点练习题(附答案)

高二化学原电池、电解池、燃料电池重点练习题

一、单选题1.下列几种化学电池中,不属于可充电电池的是(

)A.碱性锌锰电池 B.手机用锂电池 C.汽车用铅蓄电池

D.玩具用镍氢电池2.党的十九大强调树立“社会主义生态文明观”。下列做法不应该提倡的是()A.研发可降解高分子材料，缓解白色污染问题B.扩大铅蓄电池、含汞干电池的生产，满足消费需求C.采用碳捕集和封存技术，逐步实现二氧化碳零排放D.大力发展太阳能、风能等清洁能源，减少对化石燃料的依赖3.下列电池不会造成环境污染的是()A．氢氧燃料电池 B．酸性锌锰干电池C．镍氢电池 D．铅蓄电池4.下列关于充电电池的叙述，不正确的是（）A、充电电池可以无限制地反复放电、充电

B、充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行

C、较长时间不使用电器时，最好从电器中取出电池，并妥善存放

D、充电电池的化学反应原理是氧化还原反应5.一种新型绿色电池——燃料电池，是把H2、CO、CH4气体和空气不断输入直接氧化，使化学能转变为电能，它被称为21世纪的绿色发电站，这三种气体可以作为燃料电池所需燃料的理由是（）A．都是无毒无害气体 B．在自然界都大量存在C．燃烧产物均为CO2和H2O D．都可以燃烧并放出大量的热6.下列电池工作时,在正极放电的是()A南孚电池B铅蓄电池C氢氧燃料电池D太阳能电池A.AB.BC.CD.D7.有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是()I.碱性锌锰电池II.铅蓄电池III.电解精炼铜IV.银锌纽扣电池A.图I所示电池中，是催化剂B.图II所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大C.图III所示装置工作过程中，阳极为粗铜，阴极为纯铜，电解过程中电解质溶液不需要更换D.图IV所示电池工作过程中，电子由Zn极流向极8.下图是酸性电解质氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池的说法不正确的是（）A．b极是正极，电极上发生还原反应B．正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e―=4OH―C．电流由b通过灯泡流向aD．氢氧燃料电池属于环境友好的绿色电池9.美国NASA曾开发一种铁—空气二次电池。该电池放电时,其原理如图所示,电池反应为:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2。有关该电池放电时的说法正确的是(

)A.由电能转变为化学能 B.a极质量不变

C.b极为电池负极

D.电子由a极经负载流向b极10.日常所用锌-锰干电池的电极分别为锌筒和石墨棒,以糊状NH4Cl作电解质,电极反应为:Zn-2e-=Zn2+,2MnO2+2+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O。

下列有关锌-锰干电池的叙述中,正确的是(

)A.干电池中锌筒为正极,石墨棒为负极

B.干电池工作时,电流方向是由锌筒经外电路流向石墨棒

C.干电池长时间连续工作后,糊状物可能流出,腐蚀用电器

D.干电池可实现化学能与电能的相互转化11.下图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH-Ni电池)。下列有关说法不正确的是()A.放电时正极反应为:B.电池的电解液可为KOH溶液C.充电时负极反应为:D.MH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高12.大阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池，其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许通过，电池反应式为。下列说法正确的是()A．放电时从左边移向右边，从右边移向左边B．放电时，正极反应式为：C．充电时M极连接电源的负极，电极反应为D．充电时电路中通过2.0mol电子，产生7.0gLi13.蓄电池放电时是起原电池的作用,在充电时起电解池的作用。下式是爱迪生蓄电池分别在充电、放电时的反应:下列有关爱迪生电池的各种推断中错误的是(

)A.放电时铁做负极,做正极

B.充电时阴极上的电极反应为:

C.放电时,电解质溶液中的阴离子是向正极方向移动

D.蓄电池的两个电极必须浸入在碱性溶液中14.乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂,在200℃左右时供电,电池总反应为:C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O,电池示意如图。下列说法中,正确的是(

)A.电池工作时,H+向电池的负极迁移

B.电池工作时,电流由a极沿导线流向b极

C.a极上发生的电极反应是:C2H5OH+3H2O+12e-=2CO2+12H+

D.b极上发生的电极反应是:4H++O2+4e-=2H2O15.铅蓄电池是典型的可充电电池,在现代生活中有着广泛的应用,其充电、放电按下式进行:Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O,有关该电池的说法正确的是(

)A.放电时,负极质量减少

B.放电一段时间后,溶液的pH值减小

C.充电时,阳极反应:PbSO4+2e-=Pb+SO

D.充电时,铅蓄电池的负极与外接电源的负极相连16.下列说法中正确的是(

)A.碱性锌锰电池是二次电池

B.铅蓄电池是一次电池

C.二次电池又叫蓄电池,它放电后可以再充电使活性物质获得再生

D.燃料电池的活性物质储存在电池内二、多选题17.一种新型燃料电池,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-。下列对该项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.电池总反应式是:2C4H10+13O28CO2+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三、填空题18.航天飞机常采用新型燃料电池作为电能来源，燃料电池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物质与O2一起构成的电池装置。它可直接将化学能转化为电能，甲烷燃料电池以KOH溶液为电解质，其总反应的化学方程式为：CH4＋2O2＋2OH－＋3H2O。1.负极上的电极反应为____________________________________。2.消耗标准状况下的5.6LO2时，有________mol电子发生转移。3.开始放电时，正极附近溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。19.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型电池。电池装置如图所示,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定。请回答下列问题:1.在导线中电子流动方向为__________(用a、b表示)。2.负极反应式为__________。3.电极表面镀铂粉的原因是__________。4.该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断地提供电能。因此大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:Ⅰ.2Li+H22LiHⅡ.LiH+H2O=LiOH+H2↑①反应Ⅰ中的还原剂是__________,反应Ⅱ中的氧化剂是__________。②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L(标准状况)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积之比为__________。③由②生成的LiH与H2O作用,放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为__________mol。20.已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。现用如图装置进行电解实验,测得当铅蓄电池中转移0.4mol电子时,铁电极的质量减少11.2g.请回答下列问题:1.A是铅蓄电池的__________极,铅蓄电池的正极反应式为__________,放电过程中电解液的密度(忽略电解液的体积变化)__________(填“减小”“增大”或“不变”)。

2.Ag电极的电极反应式是__________,该电极的电极产物有__________g.

3.Cu电极的电极反应式是__________,CuSO4溶液的浓度__________(填“减小”“增大”或“不变”)。4.如图表示电解进行过程中某个物理量x随时间t的变化曲线,其中曲线Ⅰ表示左侧U形管中的变化.曲线Ⅱ表示右侧U形管中的变化,则x表示(

)A.U形管中产生的气体的体积

B.U形管中阳极质量的减少量

C.U形管中阴极质量的增加量21.甲烷燃料电池的工作原理如图所示．

1.该电池工作时，b口通入的物质为______，c口通入的物质为______；2.该电池负极的电极反应式为：_____________________________；

3.工作一段时间后，当3.2g甲烷完全反应生成CO2时，有_______个电子转移．22.甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,广泛应用于化工生产,也可以直接用作燃料。已知:CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(g)ΔH1=-443.64kJ·mol-12CO(g)+O2(g)2CO2(g)

ΔH2=-566.0kJ·mol-11.试写出CH3OH(l)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式:__________。2.科研人员研发出一种由强碱溶液作电解质溶液的新型甲醇手机电池,充满电后手机可连续使用一个月,则放电时,甲醇在__________(填“正”或“负”)极发生反应。3.某同学设计了一种用电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图所示),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法不正确的是(

)A.a为电源正极,b为电源负极

B.可以用NaCl溶液作为电解质溶液

C.A、B两端都必须用铁作电极

D.阴极发生反应为2H++2e-H2↑四、推断题23.理论上,所有的氧化还原反应都可以设计成原电池,例如氢气与氧气生成水的反应,该反应在新型燃料电池中得到广泛的应用。

1.该氢氧燃料电池的电解液一般是30%的KOH溶液,请写出该电池的总反应方程式:__________;负极反应式是__________,正极反应式是__________。

2.所有的气体燃烧反应都可以设计成类似燃料电池为电动车提供能量。如果某电动车的燃料电池选用的燃料是天然气(主要成分是甲烷),氧化剂是空气,那么失电子的是__________,发生还原反应是__________。

3.燃料电池电动车是未来清洁汽车发展的方向,这种汽车的优点是__________(填序号)。

A.有利于环境保护

B.能量转化率高

C.燃料携带方便

D.能够缓解能源危机

E.可以利用太阳能分解水提供电池原料

参考答案1.答案：A解析：A、碱性锌锰电池属于一次电池，不属于可充电电池，A正确；B、手机用锂电池属于可充电电池，B错误；C、汽车用铅蓄电池属于可充电电池，C错误；D、玩具用镍氢电池属于可充电电池，D错误。故选A。

考点：考查了化学电池的分类的相关知识。2.答案：B解析：3.答案：A解析：4.答案：A解析：5.答案：D解析：6.答案：C解析：氢氧燃料电池中,氢气与氧气反应生成水,氧气在正极上发生还原反应。7.答案：D解析：碱性锌锰电池中，为正极，电极反应式为，A项错误；铅蓄电池放电过程中的反应为，硫酸被消耗，同时生成，硫酸浓度不断减小，B项错误；电解精炼铜时粗铜为阳极，纯铜为阴极，粗铜中比Cu活泼的金属先失电子，后是Cu失电子，阴极始终是得电子，故电解质溶液中浓度减小，电解质溶液需要更换，C项错误；银锌纽扣电池中，Zn为负极，为正极，电池工作过程中电子由Zn极流向极，D项正确。8.答案：B解析：9.答案：D解析：10.答案：C解析：原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应。所以根据电极反应式可知,Zn是负极,石墨棒是正极,则选项AB不正确。C正确,D不正确,干电池是一次性电池,不能充电,答案选C。11.答案：C解析：在这个电池中,MH中的H失电子在负极反应,NiOOH得电子在正极反应,由于NiOOH的存在,所以电解质溶液不能是酸性溶液,放电时负极反应是,充电时阴极反应为,所以C项错误。12.答案：B解析：13.答案：C解析：试题分析:根据电池总反应可知,放电时,Fe被氧化生成Fe(OH)2,电极反应式为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2。正极NiO2得电子被还原生成Ni(OH)2,电极反应式为NiO2+2H2O+2e-=Ni(OH)2+2OH-。充电时电能转化为化学能,电极反应与原电池电极反应相反,以此解答该题。

放电时,Fe被氧化生成Fe(OH)2,为原电池的负极,NiO2是正极,故A正确;充电时阴极发生还原反应,Fe(OH)2被还原生成铁,电极反应为Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-,故B正确;放电时,电解质溶液中的阳离子是向正极方向移动,故C错误;该蓄电池在碱性条件下进行,电解质溶液应为碱性溶液,如用酸性电解质,则会破坏电池,故D正确,答案选C。

点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题,试题贴近高考,有利于激发学生的学习兴趣。该题的关键是明确原电池和电解池的工作原理,然后结合题意灵活运用即可。答题注意根据电池总反应能正确书写电极反应式,为解答此类题目的关键,也是易错点。14.答案：D解析：原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应。所以根据总的反应式可知,甲醇在负极通入,失去电子,C不正确。氧气在正极通入,得到电子,阳离子氢离子向正极移动,所以选项A不正确,D正确;电池工作时,电流由b极沿导线流向a极,B不正确,答案选D。

点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度试题的考查。试题基础性强,在注重对学生基础知识巩固和训练的同时,侧重对学生能力的培养和训练,旨在考查学生灵活运用原电池原理解决实际问题的能力。该题的关键是明确原电池的工作原理,然后结合题意灵活运用即可。15.答案：D解析：16.答案：C解析：碱性锌锰电池是一次电池,铅蓄电池是二次电池。燃料电池的活性物质没有储存在电池内而是从外界不断输入电池。17.答案：BC解析：在原电池中,阴离子向负极移动,A项错误;燃料电池的反应本质一般是燃料的燃烧反应,B项正确;通入空气的一极为正极,C项正确;通入丁烷的为负极,D项错误。18.答案：1.CH4＋10OH－－8e－＋7H2O2.13.增大解析：19.答案：1.由a到b;2.2H2+4OH--4e-=4H2O(或H2+2OH--2e-=2H2O)

3.增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数,加快电极反应速率

4.①Li;H2O②8.7×10-4③32解析：20.答案：1.负;PbO2+4H+++2e-PbSO4+2H2O;减小

2.2H++2e-H2↑;0.4

3.Cu-2e-Cu2+;不变

4.B解析：1.当铅蓄电池中转移0.4mol电子时,铁电极的质量减少11.2g,说明铁电极作阳极,银电极作阴极,阴极连接原电池的负极,所以A是铅蓄电池的负极,B是铅蓄电池的正极,正极上二氡化铅得电子发生还原反应,电极反应式为PbO2+4H+++2e-PbSO4+2H2O.由于放电过程中消耗H2SO4,故电解液的密度减小

2.阴电极作阴极,电解稀硫酸时,上氢离子放电生成氢气,电极反应式为2H++2e-H2↑,根据得失电子守恒可知,生成氮气的质量为0.4mol/2×2g·mol-1=0.4g

3.铜电极作阳极,阳极上销失电子发生氧化反应,电极反应式为Cu-2e-Cu2+,阴极上铜离子得电子发生还原反应析出铜,电解质溶液的浓度不变

4.右倒U形管中不产生气体,左侧U形管中产生气体,故A错误；当转移电子数相等时,溶解的阳极金属的物质的量相等,但由于铜的摩尔质量大于铁的摩尔质量,所以右侧U形管中阳极减少的质量大于左倒U形管中阳极减少的质量,故B正