2020届高三化学一轮复习新型原电池选择题专题训练

2020届高三化学一轮复习新型原电池选择题专题训练/2020届高三化学一轮复习新型原电池选择题专题训练1.锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O=2Zn（OH）eq\o\al(2－,4)。下列说法正确的是（）A.充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动B.充电时，电解质溶液中c（OH－）逐渐减小C.放电时，负极反应为：Zn＋4OH－－2e－=Zn（OH）eq\o\al(2－,4)D.放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）答案C2镁及其化合物一般无毒（或低毒）、无污染，镁电池放电时电压高且平稳，因此成为人们研制绿色电池所关注的重点。有一种镁二次电池的反应为xMg＋Mo3S4MgxMo3S4。下列说法错误的是（）A.放电时Mg2＋向正极移动B.放电时正极的电极反应式为Mo3S4＋2xe－=Mo3Seq\o\al(2x－,4)C.放电时Mo3S4发生氧化反应D.充电时阴极的电极反应为xMg2＋＋2xe－=xMg答案C3.一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CH4＋H2Oeq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))3H2＋CO，每消耗1molCH4转移12mol电子B.电极A上H2参与的电极反应为H2＋2OH－－2e－=2H2OC.电池工作时，COeq\o\al(2－,3)向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)答案D4、一种可充电锂­空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x（x＝0或1）。下列说法正确的是（）A.放电时，多孔碳材料电极为负极B.放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移D.充电时，电池总反应为Li2O2－x=2Li＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(x,2)))O25.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S8材料，电池反应为：16Li＋xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列说法错误的是（）A.电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－=3Li2S4B.电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14gC.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Li2S2的量越多答案D6、Mg­AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列说法错误的是（）A.负极反应式为Mg－2e－=Mg2＋B.正极反应式为Ag＋＋e－=AgC.电池放电时Cl－由正极向负极迁移D.负极会发生副反应Mg＋2H2O=Mg（OH）2＋H2↑答案B7金属（M）­空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M＋nO2＋2nH2O=4M（OH）n。已知：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。下列说法不正确的是（）A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B.比较Mg、Al、Zn三种金属­空气电池，Al­空气电池的理论比能量最高C.M­空气电池放电过程的正极反应式：4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4ne－=4M（OH）nD.在Mg­空气电池中，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C8、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.右池中的银电极作负极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)向右池方向移动答案C9某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性：Cr2Oeq\o\al(2－,7)>Fe3＋，设计了盐桥式的原电池，如图。盐桥中装有琼脂与饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是（）A.甲烧杯的溶液中发生还原反应B.乙烧杯中发生的电极反应为：2Cr3＋＋7H2O－6e－=Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋C.外电路的电流方向是从b到aD.电池工作时，盐桥中的SOeq\o\al(2－,4)移向乙烧杯答案C10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。答案D11、根据光合作用原理，设计如图原电池装置。下列说法正确的是（）A.a电极为原电池的正极B.外电路电流方向是a→bC.b电极的电极反应式为：O2＋2e－＋2H＋=H2O2D.a电极上每生成1molO2，通过质子交换膜的H＋为2mol解析根据图示可知，a电极上H2O转化为H＋和O2，发生氧化反应，则a电极为原电池的负极，A项错误；a电极为负极，b电极为正极，外电路电流方向应从正极到负极，即b→a，B项错误；根据图示可知，b电极上O2得电子转化为H2O2，电极反应式为：O2＋2e－＋2H＋=H2O2，C项正确；a电极上每生成1molO2，转移4mol电子，则通过质子交换膜的H＋为4mol，D项错误。答案C12、银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故，根据电化学原理可进行如下处理，在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去，下列说法正确的是（）A.处理过程中银器一直保持恒重B.银器为正极，Ag2S被还原生成单质银C.该过程中总反应为2Al＋3Ag2S=6Ag＋Al2S3D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl解析本题要注意运用“电化学原理”这个关键词，由题干信息中Ag、Al、食盐溶液构成原电池的条件，Ag2S是氧化剂，作正极，发生还原反应，B项正确。C项忽视了Al2S3在水溶液中发生完全的双水解反应，正确的方程式应为2Al＋3Ag2S＋6H2O=6Ag＋2Al（OH）3↓＋3H2S↑。D项中黑色褪去的原因是Ag2S被还原成了Ag。答案B13、3.（传统锌锰干电池的改进）（2018·北京大联盟联考）由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池，以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质，铝和二氧化锰—石墨为两极，其电池反应为Al＋3MnO2＋3H2O=3MnO（OH）＋Al（OH）3。下列有关该电池放电时的说法不正确的是（）A.二氧化锰—石墨为电池正极B.负极反应式为Al－3e－＋3NH3·H2O=Al（OH）3＋3NHeq\o\al(＋,4)C.OH－不断由负极向正极移动D.每生成1molMnO（OH）转移1mol电子解析由电池反应方程式知，铝为电池负极，铝失去电子转化为Al（OH）3，A、B正确；阴离子移向负极，C错误；由反应中锰元素价态变化知D正确。答案C14、微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是（）A.正极反应中有CO2生成B.微生物促进了反应中电子的转移C.质子通过交换膜从负极区移向正极区D.电池总反应为C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O答案A16我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na­CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳钠米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列说法错误的是（）A.放电时，ClOeq\o\al(－,4)向负极移动B.充电时释放CO2，放电时吸收CO2C.放电时，正极反应为：3CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)＋CD.充电时，正极反应为：Na＋＋e－=Na答案D17、（2019·福建厦门第一次质量检测）铁碳微电解技术是利用原电池原理处理酸性污水的一种工艺，装置如图。若上端开口关闭，可得到强还原性的H·（氢原子）；若上端开口打开，并鼓入空气，可得到强氧化性的·OH（羟基自由基）。下列说法错误的是（）A.无论是否鼓入空气，负极的电极反应式均为Fe－2e－=Fe2＋B.不鼓入空气时，正极的电极反应式为H＋＋e－=H·C.鼓入空气时，每生成1mol·OH有2mol电子发生转移D.处理含有草酸（H2C2O4）的污水时，上端开口应打开并鼓入空气答案C18（2019·山东济宁期末）H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。反应原理为：2H2S（g）＋O2（g）=S2（s）＋2H2O（l）ΔH＝－632kJ·mol－1。下图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法不正确的是（）A.电路中每流过2mol电子，电池内部释放316kJ热能B.每34gH2S参与反应，有2molH＋经质子膜进入正极区C.电极a为电池的负极D.电极b上发生的电极反应为：O2＋4e－＋4H＋=2H2O解析A项原电池中能量转换形式为化学能转化为电能，故A项错误。答案A19已知反应AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋H2O是可逆反应。设计如图装置（C1、C2均为石墨电极），分别进行下述操作：Ⅰ.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸Ⅱ.向B烧杯中逐滴加入40%NaOH溶液结果发现电流表指针均发生偏转。试回答下列问题：（1）两次操作过程中指针为什么发生偏转？_____________________（2）两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？试用化学平衡移动原理解释之。______________________________________________________________________（3）操作Ⅱ过程中，盐桥中的K＋移向烧杯溶液（填“A”或“B”）。（4）Ⅰ操作过程中，C1棒上发生的反应为__________________________。答案（1）两次操作中均能形成原电池，化学能转变成电能（2）（Ⅰ）加酸，c（H＋）增大，平衡向正反应方向移动，AsOeq\o\al(3－,4)得电子，I－失电子，所以C1极是负极，C2极是正极。（Ⅱ）加碱，c（OH－）增大，平衡向逆反应方向移动，AsOeq\o\al(3－,3)失电子，I2得电子，此时，C1极是正极，C2极是负极。故化学平衡向不同方向移动，发生不同方向的反应，电子转移方向不同，即电流表指针偏转方向不同（3）A（4）2I－－2e－=I220、蓄电池是一种反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应如下：NiO2＋Fe＋2H2OFe（OH）2＋Ni（OH）2。（1）此蓄电池在充电时，电池负极应与外加电源的极连接，电极反应式为________。（2）以铜为电极，用此蓄电池作电源，电解以下溶液，开始阶段发生反应：Cu＋2H2O=Cu（OH）2＋H2↑的有。A.稀硫酸 B.NaOH溶液C.Na2SO4溶液 D.CuSO4溶液E.NaCl溶液（3）假如用此蓄电池电解以下溶液（电解池两极均为惰性电极），工作一段时间后，蓄电池内部消耗了0.36g水，则：电解足量N（NO3）x溶液时某一电极析出了ag金属N，则金属N的相对原子质量R的计算公式为R＝（用含a、x的代数式表示）。（4）熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质、CH4为燃料、空气为氧化剂、稀土金属材料为电极的新型电池。已知该熔融盐电池的负极的电极反应是CH4－8e－＋4COeq\o\al(2－,3)=5CO2＋2H2O，则正极的电极反应式为_____________________解析（1）此蓄电池在充电时，电池阴极应与外加电源的负极连接，发生氢氧化亚铁得电子的还原反应，其电极反应式为Fe（OH）2＋2e－=Fe＋2OH－。（2）以铜为电极，用此蓄电池作电源，则阳极铜失去电子，根据总电极方程式可知阴极是氢离子得到电子，铜离子与氢氧根结合生成氢氧化铜沉淀，稀硫酸溶液显酸性，不能生成氢氧化铜，A错误；氢氧化钠溶液显碱性，阴极氢离子放电，可以产生氢氧化铜，B正确；铜电极电解硫酸钠溶液，阴极氢离子放电，破坏水的电离平衡，产生氢氧化铜，C正确；铜电极电解硫酸铜溶液，开始阴极铜离子放电，D错误；铜电极电解氯化钠溶液，阴极氢离子放电，破坏水的电离平衡，产生氢氧化铜，E正确。（3）假如用此蓄电池电解以下溶液（电解池两极均为惰性电极），工作一段时间后，蓄电池内部消耗了0.36g水，即0.02mol水，根据方程式可知反应中转移0.02mol电子。电解足量N（NO3）x溶液时某一电极析出了ag金属N，则根据电子得失守恒可知，金属N的相对原子质量R的计算公式为R＝eq\f(ax,0.02)＝50ax。（4）已知该熔融盐电池的负极的电极反应是CH4－8e－＋4COeq\o\al(2－,3)=5CO2＋2H2O，则正极是氧气得到电子，根据负极反应式可知，正极电极反应式为2O2＋4CO2＋8e－=4COeq\o\al(2－,3)。答案（1）负Fe（OH）2＋2e－=Fe＋2OH－（2）B、C、E（3）50ax（4）O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)（或2O2＋4CO2＋8e－=4COeq\o\al(2－,3)）21、（1）高铁酸钾（K2FeO4）不仅是一种理想的水处理剂，而且高