高中化學《化學電源》練習題（附答案解析）

第第頁高中化學《化學電源》練習題（附答案解析）學校:___________姓名___________班級____一、單選題1．下列有關化學電源的說法中正確的是（）A．化學電源只能將化學能轉化為電能B．燃料電池能將全部化學能轉化為電能C．二次電池又叫蓄電池，它放電后可再充電使活性物獲得再生D．一次電池包括干電池和蓄電池2．下列有關電池的說法不正確的是（）A．外加電流法是把被保護的鋼鐵設備作為陰極保護起來B．手機上用的鋰離子電池屬于二次電池C．甲醇燃料電池可以把化學能轉化為電能D．鉛酸蓄電池中，是負極3．下列說法正確的是()A．鎳鎘電池、鋰電池和鋅錳電池都是二次電池B．燃料電池是一種高效但是會污染環(huán)境的新型電池C．化學電池的反應原理是氧化還原反應D．鉛蓄電池放電時正極是Pb，負極是PbO24．氫氧燃料電池是技術上比較成熟，并得到多方面應用的燃料電池，其理論比能量達3600瓦·時/千克，單體電池的工作電壓為0.8-0.97伏。下列說法正確的是（）A．電解水制取氫氣是理想而經(jīng)濟的制氫方法B．發(fā)展氫氧燃料電池汽車不需要安全高效的儲氫技術C．氫氧燃料電池汽車的使用可以有效減少城市空氣污染D．氫氧燃料電池把氫氣和氧氣燃燒放出的熱能轉化為電能5．化學與生活、生產(chǎn)、能源、環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展等密切相關。下列說法正確的是（）A．廢舊電池屬于有害垃圾，因含有重金屬，故采用深挖填埋的方式進行處理B．鈣鈦礦太陽能電池和鋰離子電池的工作原理相同C．工業(yè)上常采取電解熔融氯化物制備活潑金屬(如Na、Mg、Al等)D．燃料電池是利用燃料和氧氣反應，將化學能轉化為電能的化學電源6．下列說法正確的是（）A．燃料電池由外設裝備提供燃料和氧化劑B．Mg和Al通常用熱還原的方法來冶煉C．綠色化學的核心是應用化學原理對環(huán)境污染進行治理D．蛋白質、棉花、淀粉、油脂都是由高分子組成的物質7．鎂—空氣電池是一種新型燃料電池，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是（）A．電子由Mg電極通過電解質溶液流向空氣電極B．該電池工作時，溶液中向Mg電極方向移動C．該電池工作時，空氣電極附近的溶液pH會增大D．電池總反應可表示為8．燃料電池是一種高效環(huán)境友好的發(fā)電裝置。下列說法錯誤的是（）A．氫氧燃料電池的電解質用KOH溶液時，其負極電極反應為2H2-4e-+4OH-=4H2OB．堿性甲烷燃料電池的正極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-C．氫氧燃料電池的總反應為2H2+O2=2H2OD．乙醇燃料電池的常用KOH溶液，該電池的負極反應為C2H5OH-12e-+3H2O=CO2↑+12H+9．熔融碳酸鹽燃料電池，是由多孔陶瓷陰極、多孔陶瓷電解質隔膜、多孔金屬陽極、金屬極板構成的燃料電池。其電解質是熔融態(tài)碳酸鹽。下圖是用熔融碳酸鹽作電解質，氫氣和氧氣形成的燃料電池；下列說法不正確的是（）A．該電池放電時，負極的反應式為H2-2e-+CO=H2O+CO2B．該電池中CO的為由左邊移向右邊移動C．該電池放電時，正極的反應式為O2+2CO2+4e-=2COD．該電池放電時，當轉移4mole-時正極消耗1molO2和2molCO210．氫氧化鉀堿性介質下的甲烷燃料電池總反應方程式為CH4+2O2+2KOH→K2CO3+3H2O，其工作原理如圖所示，a、b均為石墨電極。關于該電池的說法正確的是（）A．a(chǎn)電極為正極B．b點電極附近的pH在工作一段時間后會減小C．工作時電能轉化為化學能D．電流由b電極經(jīng)導線、用電器流向a電極11．下列說法不正確的是（）A．鐵是構成人體血紅蛋白的一種元素，患缺鐵性貧血的病人可補充構成的硫酸鹽、乳酸鹽、葡萄糖酸鹽B．鉛蓄電池放電過程中，電解質溶液濃度變小C．實驗室配制氯化鐵溶液時，常將晶體溶于較濃的鹽酸中，然后再加水稀釋到所需的濃度，目的是通過增大溶液中氫離子濃度來抑制水解D．向懸濁液中滴加溶液，生成紅褐色沉淀12．下列有關說法不正確的是（

）A．鉛蓄電池放電時的負極和正極的質量均增加B．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)在室溫下不能自發(fā)進行，說明該反應的△H>0C．對于發(fā)應2H2O22H2O+O2↑，加入MnO2或升高溫度都能加快O2的生成速率D．H2O與金屬Na反應生成1molH2，反應中轉移的電子數(shù)為6.02×102313．鉛蓄電池的充放電總反應為PbO2+2H2SO4+Pb2PbSO4+2H2O下列說法正確的是（）A．在放電時，該電池正極上的金屬鉛被還原B．在放電時，負極發(fā)生的反應是Pb+SO42--2e-=PbSO4C．在充電時，電池中硫酸的濃度不斷變小D．在充電時，陽極發(fā)生的反應是PbSO4+2e-=Pb+SO42-二、填空題14．煤的氣化、液化是綜合利用煤炭的重要途徑之一。（1）已知①C(s)+O2(g)=CO2(g)

ΔH1=-393.5kJ·mol-1②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)

ΔH2=-283.0kJ·mol-1③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)

ΔH3=-241.8kJ·mol-1焦炭與水蒸氣反應是C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=___kJ·mol-1（2）氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的發(fā)電裝置，其工作原理是2H2+O2=2H2O①若選用KOH溶液作電解質溶液，則正極通入的氣體是___，該電極的電極反應式為___。②若選用硫酸作電解質溶液，則負極的電極方程式為___。（3）電解氯化鈉溶液時，陽極的電極反應式為___。15．氫燃料電池車是北京冬奧會期間的交通服務用車，酸性氫燃料電池的構造如圖所示。(1)該電池中的電解質溶液可以是_______。(2)a電極上發(fā)生反應的電極反應式為_______。(3)b電極是該電池的_______極(填“正”或“負”)，從氧化還原反應的角度分析，該電極發(fā)生的反應屬于_______反應。16．氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖,該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強,性質穩(wěn)定。(1)氫氧燃料電池的能量轉化形式主要是_______

,在導線中電子流動方向為_____(用a、b和箭頭表示)。(2)負極反應式為__________。(3)電極表面鍍鉑粉的原因為__________。(4)使用上述電池電解(均為Pt電極)一定濃度的Na2CO3溶液,原理如下圖所示。陽極的電極反應式為___________。(5)氫氣的制備和存儲是氫氧燃料電池能否有效推廣的關鍵技術。有人提出利用光伏發(fā)電裝置電解尿素的堿性溶液來制備氫氣。光伏發(fā)電是當今世界利用太陽能最主要方式之一。圖1為光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置,圖2為電解尿素[CO(NH2)2](C為+4價)的堿性溶液制氫的裝置示意圖(電解泄中隔膜可阻止氣體通過,陰、陽極均為惰性電極)。①圖1中N型半導體為________(填“正極”或“負極”)。該系統(tǒng)工作時,A極的電極反應式為:CO(NH2)2+8OH--6e-

=CO32-+N2↑+6H2O，若A極產(chǎn)生7.00

g

N2，則此時B極產(chǎn)生_____L

H2(標準狀況下)。參考答案與解析1．【答案】C【詳解】A．化學電源在工作時也會有少量熱量產(chǎn)生，所以化學能會有一部分轉化為熱能，一部分轉化為電能，故A錯誤；B．燃料電池在工作時，化學能部分轉化為電能，部分轉化為熱能，故B錯誤；C．二次電池又叫蓄電池，放電后可以再充電使活性物質獲得再生，以達到重復使用的目的，故C正確；D．干電池是一次電池，蓄電池能連續(xù)放電、充電，屬于二次電池，故D錯誤；答案選C。2．【答案】D【詳解】A．外加電流法是把被保護的鋼鐵設備作為陰極保護起來，陰極發(fā)生得電子的還原反應，鋼鐵被保護，故A正確；B．手機上用的鋰離子電池可以充電，可以放電，屬于二次電池，故B正確；C．甲醇燃料電池為原電池的原理，可以把化學能轉化為電能，故C正確；D．鉛酸蓄電池中，Pb為負極，是正極，故D錯誤；故選D。3．【答案】C【詳解】A．鎳氫電池、鋰離子電池為二次電池，堿性鋅錳干電池為一次電池，故A錯誤；B．燃料電池有氫氧燃料電池、甲烷燃料電池、乙醇燃料電池等，產(chǎn)物多為CO2、H2O等，不污染環(huán)境，故B錯誤；C．化學電池是將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置，有電子的得失，實質為氧化還原反應，故C正確；D．鉛蓄電池放電的時候，Pb被氧化，為原電池的負極；PbO2被還原，為原電池的正極，故D錯誤。答案選C。4．【答案】C【詳解】A．電解水會消耗大量的電能，故不經(jīng)濟，A項錯誤；B．氫氣密度小，發(fā)展氫氧燃料電池汽車需要安全高效的儲氫技術，B項錯誤；C．氫氣的燃燒產(chǎn)物是水，氫燃料電池汽車的使用可以有效減少城市空氣污染，C項正確；D．氫氧燃料電池是把化學能轉化為電能，D項錯誤；答案選C。5．【答案】D【詳解】A．廢舊電池如果采用深挖填埋的方式進行處理，還會污染土壤，造成二次污染，應回收集中處理，A錯誤；B．鈣鈦礦太陽能電池是太陽能轉化為電能，鋰離子電池是電能與化學能之間的轉化，二者原理不同，B錯誤；C．氯化鋁為共價化合物，熔融狀態(tài)不導電，制備Al單質應電解熔融氧化鋁，C錯誤；D．燃料電池是利用燃料和氧化劑之間的氧化還原反應，將化學能轉化為電能的化學電源，D正確；綜上所述答案為D。6．【答案】A【詳解】A．燃料電池的燃料和氧化劑都不儲存在裝置中，都是由外設裝備提供燃料和氧化劑的，A正確；B．Mg和Al都是活動性很強的金屬，用一般的還原劑不能將其從化合物中還原出來，應該用電解的方法還原，B錯誤；C．綠色化學的核心是應用化學原理對源頭上杜絕污染物的產(chǎn)生，而不是用化學知識對環(huán)境污染進行治理，C錯誤；D．蛋白質、棉花、淀粉都是由高分子組成的物質，而油脂不是高分子化合物，D錯誤；故答案選A。7．【答案】A【分析】鎂—空氣電池是原電池的工作原理，鎂作負極，發(fā)生失電子的氧化反應，氧氣在空氣電極上得電子發(fā)生還原反應，據(jù)此結合工作原理分析解答?！驹斀狻緼．由圖可知，金屬鎂電極為負極，空氣電極為正極，電子由負極通過外電路流向正極，A項錯誤；B．電池工作時，電解質溶液中陰離子流向負極，溶液中向Mg電極方向移動，B項正確；C．空氣電極發(fā)生反應，所以電極附近的溶液pH會增大，C項正確；D．負極鎂失去電子生成鎂離子，正極氧氣得電子生成氫氧根離子，電池總反應為，D項正確。答案選A。8．【答案】D【詳解】A．氫氧燃料電池的電解質用KOH溶液時，參與負極反應，電極反應式為，參與正極反應，電極反應式為，A正確；B．堿性甲烷燃料電池中甲烷參與負極反應，參與正極反應，電極反應式為，B正確；C．氫氧燃料電池參與負極反應，電極反應式為，參與正極反應，電極反應式為，電池的總反應為，C正確；D．乙醇燃料電池的電解質為KOH溶液時，參與負極反應，電極反應式為，D錯誤；答案為D。9．【答案】B【詳解】A．根據(jù)原電池工作原理，H2作還原劑，負極反應式H2－2e－＋CO=H2O＋CO2，故A正確；B．根據(jù)原電池的工作原理，陰離子由正極移向負極，即從右邊移向左邊，陽離子從負極移向正極，故說B錯誤；C．O2在正極上得到電子，根據(jù)燃料電池的示意圖，O2＋4e－＋2CO2=2CO，故C正確；D．O2在正極上得到電子，根據(jù)燃料電池的示意圖，O2＋4e－＋2CO2=2CO，當轉移4mole-時正極消耗1molO2和2molCO2，故D正確；故選B。10．【答案】D【分析】根據(jù)總反應可知CH4被氧化，O2被還原，所以通入甲烷的a極為負極，通入空氣的b極為正極?！驹斀狻緼．根據(jù)分析可知a極為負極，A錯誤；B．b電極上氧氣被還原，電解質溶液顯堿性，電極反應為O2+4e-+2H2O=4OH-，所以電極附近的pH增大，B錯誤；C．該裝置為原電池裝置，工作時將化學能轉化為電能，C錯誤；D．a(chǎn)極為負極，b極為正極，電流由正極經(jīng)用電器流向負極，D正確；綜上所述答案為D。11．【答案】A【詳解】A．缺鐵性貧血需要補充構成的硫酸鹽、乳酸鹽、葡萄糖酸鹽，A項錯誤；B．鉛蓄電池放電過程中，不斷和Pb、反應，因此溶液濃度變小，B項正確；C．實驗室配制氯化鐵溶液時，常將晶體溶于較濃的鹽酸中，然后再加水稀釋到所需的濃度，目的是通過增大溶液中氫離子濃度來抑制水解，C項正確；D．向懸濁液中滴加溶液，可使轉化為紅褐色沉淀，D項正確；故選A。12．【答案】D【詳解】A．鉛蓄電池在放電過程中，負極電極反應式Pb+SO42--2e-=PbSO4，負極生成PbSO4質量增加，正極電極反應式為PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O，正極生成PbSO4質量也增加，故A正確；B．該反應為氣體增多的反應，所以△S＞0，△H-T△S＜0的反應可自發(fā)進行，則在室溫下不能自發(fā)進行，則該反應的△H＞0，故B正確；C．二氧化錳做過氧化氫分解的催化劑，加入二氧化錳能夠加快反應速率，升溫能夠加快任何反應的反應速率，故C正確；D．H2O

與金屬Na反應生成1molH2，氫元素化合價由+1價變?yōu)?價，轉移2mol電子，轉移電子數(shù)目為2×6.02×1023，故D錯誤；故答案為D。13．【答案】B【分析】由總方程式可知，為原電池時，Pb為負極，發(fā)生氧化反應，電極方程式為Pb+SO42－-2e－＝PbSO4，PbO2為正極，發(fā)生還原反應，電極方程式為PbO2+4H＋+SO42－+2e－＝2H2O+PbSO4。在充電時，陰極發(fā)生的反應是PbSO4+2e－＝Pb+SO42－，陽極反應為PbSO4-2e－+2H2O＝PbO2+SO42－+4H＋，放電時，陰離子向負極移動，陽離子向正極移動。【詳解】A．在放電時，該電池正極上的氧化鉛得電子，被還原，A錯誤；B．放電時，Pb為負極，發(fā)生氧化反應，電極方程式為Pb+SO42－－2e－＝PbSO4，B正確；C．由充電的總反應方程式2PbSO4+2H2O=PbO2+2H2SO4+Pb，可知充電時，硫酸的濃度增大，C錯誤；D．充電時，陽極反應為PbSO4-2e－+2H2O＝PbO2+SO42－+4H＋，D錯誤。答案選B。14．【答案】+131.3

氧氣

O2+2H2O+4e-=4OH-

H2-2e-=2H+

2Cl--2e-=Cl2↑【分析】（1）根據(jù)已知的熱化學方程式和蓋斯定律進行計算；（2）氫氧燃料電池的工作原理是2H2+O2=2H2O，負極上氫氣失電子被氧化，正極上氧氣得電子被還原，根據(jù)電解質溶液的酸堿性確定電極反應式；（3）電解氯化鈉溶液時，氯離子在陽極上失電子被氧化生成氯氣。【詳解】（1）根據(jù)已知的熱化學方程式和蓋斯定律可知，目標方程式C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)可由①-②-③得到，則△H=ΔH1-ΔH2-ΔH3=-393.5kJ·mol-1-(-283.0kJ·mol-1)-(-241.8kJ·mol-1)=+131.3kJ·mol-1；故答案為+131.3；（2）氫氧燃料電池的工作原理是2H2+O2=2H2O，負極上氫氣失電子被氧化，正極上氧氣得電子被還原，根據(jù)電解質溶液的酸堿性確定電極反應式①若選用KOH溶液作電解質溶液，正極通入的氣體是氧氣，該電極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，則該電極的電極反應式為O2+2H2O+4e-=4OH-；故答案為氧氣；O2+2H2O+4e-=4OH-；②若選用硫酸作電解質溶液，負極通入的是氫氣，該電極上氫氣失電子被氧化生成氫離子，則負極的電極方程式為H2-2e-=2H+；故答案為H2-2e-=2H+；（3）電解氯化鈉溶液時，氯離子在陽極上失電子被氧化生成氯氣，則陽極的電極反應式為2Cl--2e-=Cl2↑；故答案為2Cl--2e-=Cl2↑?！军c睛】氫氧燃料電池的工作原理是2H2+O2=2H2O，負極通入氫氣，氫氣失電子被氧化，正極通入氧氣，氧氣得電子被還原，根據(jù)電解質溶液的酸堿性確定電極反應式。①若選用KOH溶液作電解質溶液，正極的電極反應式為O2+2H2O+4e-=4OH-，負極的電極反應式為2H2-4e-+4OH-=4H2O；②若選用硫酸作電解質溶液，正極的電極反應式為O2+4H++4e-=2H2O，負極的電極反應式為2H2-4e-=4H+；這是燃料電池的?？键c，也是學生們的易混點，根據(jù)電解質溶液的酸堿性寫電極反應式是關鍵。15．【答案】(1)稀硫酸(2)H2-2e-=2H+(3)正

還原【解析】(1)圖示為酸性氫氧燃料電池的構造圖，因此該電池中的電解質溶液可以是稀硫酸。(2)氫氧燃料電池中，通入氫氣的一極為負極，通入氧氣的一極為正極，則a電極為負極，負極氫氣失電子生成氫離子，電極反應式為H2-2e-=2H+。(3)通入氧氣的一極為正極，則b電極是該電池的正極，正極氧氣得電子生成氧離子，氧離子結合氫離子生成水，電極反應式為O2+4e-+4H+=2H2O，發(fā)生還原反應。16.【答案】化學能轉化為電能

a→b

H2-2e-=2H+

(或H2-2e-+

2O