（江蘇專用版）2023版高考化學(xué)總復(fù)習(xí)專題五第2講原電池化學(xué)電源練習(xí)（含解析）

〔江蘇專用版〕2022版高考化學(xué)總復(fù)習(xí)專題五第2講原電池化學(xué)電源練習(xí)〔含解析〕PAGEPAGE14第2講原電池化學(xué)電源一、單項(xiàng)選擇題1.燃料電池能有效提高能源利用率,具有廣泛的應(yīng)用前景。以下物質(zhì)均可用作燃料電池的燃料,其中最環(huán)保的是()A.氫氣B.天然氣C.液化石油氣D.甲醇答案AH2反響后的產(chǎn)物僅為H2O,其余三項(xiàng)燃燒后還產(chǎn)生CO2等,所以燃料H2最環(huán)保,A項(xiàng)正確。2.(2022常熟中學(xué)第二次調(diào)研)一種海水電池的反響原理可表示為5MnO2+2Ag+2NaClNa2Mn5O10+2AgCl,有關(guān)反響的說法正確的選項(xiàng)是()A.反響中MnO2是復(fù)原劑B.電池工作時(shí),海水起導(dǎo)電作用,其中NaCl濃度保持不變C.Ag為負(fù)極,電極反響為Ag-e-+Cl-AgClD.每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移1mol電子答案C該反響中錳元素的化合價(jià)由+4價(jià)→+185價(jià),所以二氧化錳得電子,作氧化劑,A錯(cuò)誤;電池工作時(shí),海水起導(dǎo)電作用,氯化鈉是反響物,所以NaCl濃度減小,B錯(cuò)誤;該反響中,銀是復(fù)原劑,電極反響為Ag-e-+Cl-AgCl,C正確;每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移電子(4-1853.全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、本錢低,其工作原理如下圖,其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料,電池反響為16Li+xS88Li2Sx(2≤x≤8)。以下說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A.電池工作時(shí),正極可發(fā)生反響:2Li2S6+2Li++2e-3Li2S4B.電池工作時(shí),外電路中流過0.02mol電子,負(fù)極材料減重0.14gC.石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D.電池充電時(shí)間越長(zhǎng),電池中Li2S2的量越多答案D此題考查新型化學(xué)電源的工作原理。電池工作時(shí),電極a為正極,得到電子,由題圖可知,工作過程中可發(fā)生反響2Li2S6+2Li++2e-3Li2S4;外電路中流過0.02mol電子時(shí),負(fù)極消耗0.02molLi,即減重0.14g;石墨烯可導(dǎo)電,能提高電極a的導(dǎo)電性;放電時(shí)Li2S8不斷轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)i2S2,充電時(shí)Li2S2不斷轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)i2S8;故D不正確,A、B、C均正確。4.一種石墨烯鋰硫電池(2Li+S8Li2S8)工作原理示意圖如下。以下有關(guān)該電池的說法正確的選項(xiàng)是()A.B電極發(fā)生復(fù)原反響B(tài).A電極上發(fā)生的一個(gè)電極反響:2Li++S8+2e-Li2S8C.每生成1molLi2S8轉(zhuǎn)移0.25mol電子D.電子從B電極經(jīng)過外電路流向A電極,再經(jīng)過電解質(zhì)流回B電極答案BA項(xiàng),根據(jù)在原電池中,陽(yáng)離子移向正極,及題圖中Li+移動(dòng)方向,可知A是正極,發(fā)生復(fù)原反響,B是負(fù)極,發(fā)生氧化反響,故錯(cuò)誤;C項(xiàng),每生成1molLi2S8轉(zhuǎn)移2mol電子,故錯(cuò)誤;D項(xiàng),電子從B電極經(jīng)過外電路流向A電極,但電子不會(huì)經(jīng)過電解質(zhì),故錯(cuò)誤。5.一種三室微生物燃料電池污水凈化系統(tǒng)原理如下圖,圖中有機(jī)廢水中的有機(jī)物可用C6H10O5表示。以下有關(guān)說法正確的選項(xiàng)是()A.b電極為該電池的負(fù)極B.b電極附近溶液的pH減小C.a電極反響式:C6H10O5-24e-+7H2O6CO2↑+24H+D.中間室:Na+移向左室,Cl-移向右室答案CA項(xiàng),b處為NO3-中+5價(jià)的N變成0價(jià)的N2,化合價(jià)降低,得電子,作為正極,錯(cuò)誤;B項(xiàng),b處電極反響式為2NO3-+10e-+12H+N2↑+6H2O,消耗H+,pH變大,錯(cuò)誤;C項(xiàng)正確;D項(xiàng),原電池中,Na+6.(2022南通模擬)鋰-空氣電池充放電根本原理如下圖,以下說法不正確的選項(xiàng)是()A.充電時(shí),鋰離子向陰極移動(dòng)B.充電時(shí)陰極電極反響式為L(zhǎng)i++e-LiC.放電時(shí)正極電極反響式為O2+4e-+2H2O4OH-D.負(fù)極區(qū)的有機(jī)電解液可以換成水性電解液答案DA項(xiàng),放電時(shí),負(fù)極反響:Li-e-Li+,正極反響:O2+4e-+2H2O4OH-。因此充電時(shí),陰極反響:Li++e-Li,陽(yáng)極反響:4OH--4e-2H2O+O2↑,充電時(shí),鋰離子向陰極移動(dòng),A、B、C正確。D項(xiàng),假設(shè)換成水性電解質(zhì),鋰能與水反響生成LiOH和H2,錯(cuò)誤。7.全釩液流電池是一種新型的綠色環(huán)保儲(chǔ)能電池。其電池總反響為:V3++VO2++H2OVO2++2H++V2+。以下說法中正確的選項(xiàng)是A.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移2mol電子,消耗1mol氧化劑B.放電時(shí)正極反響為VO2++2H++e-VO2++H2C.放電過程中電子由負(fù)極經(jīng)外電路移向正極,再由正極經(jīng)電解質(zhì)溶液移向負(fù)極D.充電過程中,H+由陰極區(qū)向陽(yáng)極區(qū)遷移答案B放電時(shí)氧化劑為VO2+,在正極上被復(fù)原后生成VO2+,每轉(zhuǎn)移2mol電子,消耗2mol氧化劑,A項(xiàng)錯(cuò)誤;原電池放電時(shí),VO2+化合價(jià)降低,被復(fù)原,應(yīng)是電源的正極反響,生成VO2+,那么正極反響為VO2++2H++e-VO2+8.(2022鹽城高三三模)一種新型太陽(yáng)光電化學(xué)電池貯能時(shí)電解質(zhì)溶液中離子在兩極發(fā)生如以下圖所示的轉(zhuǎn)化。以下說法正確的選項(xiàng)是()A.貯能時(shí),電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能和光能B.貯能和放電時(shí),電子在導(dǎo)線中流向相同C.貯能時(shí),氫離子由a極區(qū)遷移至b極區(qū)D.放電時(shí),b極發(fā)生:VO2++2H++e-VO2++H2答案D光照時(shí)貯能,VO2+失電子轉(zhuǎn)化為VO2+,b極為陽(yáng)極,a極為陰極,放電時(shí)b極為正極,a極為負(fù)極,貯能時(shí),光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,A錯(cuò)誤;貯能時(shí)電子由b極流出,放電時(shí)電子由a極流出,在導(dǎo)線中流向不相同,B錯(cuò)誤;貯能時(shí),氫離子由陽(yáng)極b極區(qū)遷移至陰極a極區(qū),C錯(cuò)誤;放電時(shí),b極為正極,發(fā)生電極反響:VO2++2H++e-VO2+二、不定項(xiàng)選擇題9.一種以NaBH4和H2O2為原料的新型電池的工作原理如下圖。以下說法中正確的選項(xiàng)是()A.電子從電極a經(jīng)電解質(zhì)溶液流向電極bB.電池放電時(shí)Na+從b極區(qū)移向a極區(qū)C.放電一段時(shí)間后,正極消耗的OH-和負(fù)極生成的OH-的量相等D.電池的負(fù)極反響為BH4--8e-+8OH-BO2-答案DA項(xiàng),電池中電子不能通過溶液,錯(cuò)誤;B項(xiàng),BH4-被氧化為H2O,參與原電池的負(fù)極反響,正極H2O2得電子被復(fù)原生成OH-,陽(yáng)離子向正極移動(dòng),即Na+從a極區(qū)移向b極區(qū),錯(cuò)誤;C項(xiàng),負(fù)極電極反響式為BH4-+8OH--8e-BO2-+6H2O,消耗OH-,正極電極反響式為H2O2+2e-2OH-,生成OH-,即正極生成OH10.(2022鹽城中學(xué)高三上第二次階段考試)以下圖所示為鎳鋅可充電電池放電時(shí)電極發(fā)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化的示意圖,該電池以KOH溶液和K2Zn(OH)4溶液為電解質(zhì)溶液,以下關(guān)于該電池的說法正確的選項(xiàng)是()A.放電時(shí)溶液中的K+移向負(fù)極B.充電時(shí)陰極附近的pH會(huì)增大C.放電時(shí)正極反響式為H++NiOOH+e-Ni(OH)2D.負(fù)極質(zhì)量每減少6.5g,溶液質(zhì)量增加6.3g答案BDA項(xiàng),放電時(shí)為原電池,K+應(yīng)移向正極,故錯(cuò)誤;B項(xiàng),充電時(shí),陰極反響式為Zn(OH)42-+2e-Zn+4OH-,pH會(huì)增大,故正確;C項(xiàng),電解質(zhì)溶液呈堿性,放電時(shí)正極反響式為NiOOH+e-+H2ONi(OH)2+OH-,故錯(cuò)誤;D項(xiàng),負(fù)極質(zhì)量每減少6.5g,轉(zhuǎn)移電子0.2mol,正極質(zhì)量增加0.2g,那么11.(2022徐州高三模擬)一種三室微生物燃料電池可用于污水凈化、海水淡化,其工作原理如下圖,以下說法正確的選項(xiàng)是()A.該電池能在高溫下工作B.該電池工作時(shí),中間室中的Cl-移向右室C.正極上發(fā)生的電極反響:2NO3-+6H2O+10e-N2↑+12OHD.假設(shè)有機(jī)廢水中有機(jī)物用C6H12O6表示,每消耗1molC6H12O6轉(zhuǎn)移4mol電子答案C活性菌不能在高溫下工作,故A錯(cuò)誤;右室硝酸根離子反響生成氮?dú)獍l(fā)生復(fù)原反響,右室2NO3-+6H2O+10e-N2↑+12OH-,故C正確;假設(shè)有機(jī)廢水中有機(jī)物用C6H12O6表示,每消耗1molC6H12O6三、非選擇題12.原電池是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大奉獻(xiàn)。(1)某興趣小組為研究原電池原理,設(shè)計(jì)如圖裝置。①a和b不連接時(shí),燒杯中發(fā)生反響的離子方程式是

。

②a和b用導(dǎo)線連接,Cu極為原電池極(填“正〞或“負(fù)〞),電極反響式是,

Zn極發(fā)生(填“氧化〞或“復(fù)原〞)反響,溶液中的H+移向(填“Cu〞或“Zn〞)極。

③(2)以下圖是甲烷燃料電池原理示意圖,答復(fù)以下問題:

①電池的負(fù)極是(填“a〞或“b〞)電極,該極的電極反響式為。

②電池工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的pH(填“增大〞“減小〞或“不變〞)。

答案(1)①Zn+2H+Zn2++H2↑②正2H++2e-H2↑氧化Cu③6.5(2)①aCH4+10OH--8e-CO32-+7H解析(1)①假設(shè)a、b不連接那么發(fā)生的是Zn與H2SO4的置換反響;②a、b連接后,構(gòu)成原電池,Cu的活潑性弱于Zn,Cu為正極,Zn為負(fù)極,Zn極發(fā)生氧化反響;③假設(shè)轉(zhuǎn)移0.2mol電子,那么消耗0.1molZn,其質(zhì)量為6.5g。(2)①CH4在反響時(shí)失去電子,故a電極是電池的負(fù)極。a電極的電極反響式可由總反響式CH4+2OH-+2O2CO32-+3H2O減去正極反響式O2+2H2O+4e-4OH-求得。②由于電池工作過程中會(huì)消耗OH-13.(1)科學(xué)家用氮化鎵材料與銅組裝如以下圖的人工光合系統(tǒng),利用該裝置成功地實(shí)現(xiàn)了以CO2和H2O合成CH4。①寫出銅電極外表的電極反響式:

。

②為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率,可向裝置中參加少量(填“鹽酸〞或“硫酸〞)。

(2)LiFePO4是一種新型動(dòng)力鋰電池的電極材料。以下圖為某LiFePO4電池充、放電時(shí)正極局部放大示意圖,寫出該電池放電時(shí)正極反響式:。

Al-Ag2O2電池可用作水下動(dòng)力電源,其原理如下圖。該電池的負(fù)極反響式為。

答案(1)①CO2+8e-+8H+CH4+2H2O②硫酸(2)Li++FePO4+e-Li