2021年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第一部分專題10原電池新型化學(xué)電源練習(xí)含解析

1、專題10原電池新型化學(xué)電源1(2019全國卷)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時mv2/mv在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如下所示。下列說法錯誤的是()a相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時還可提供電能b陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)h22mv2=2h2mvc正極區(qū)，固氮酶為催化劑，n2發(fā)生還原反應(yīng)生成nh3d電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動答案b解析該反應(yīng)中，可產(chǎn)生電流，反應(yīng)條件比較溫和，沒有高溫高壓條件，a正確；該生物燃料電池中，左端電極反應(yīng)式為mve=mv2，則左端電極是負極，應(yīng)為負極區(qū)，在氫化酶作用下，發(fā)生反應(yīng)h22mv2=2h2mv，b錯誤；右端電極反

2、應(yīng)式為mv2e=mv，是正極，在正極區(qū)n2得到電子生成nh3，發(fā)生還原反應(yīng)，c正確；原電池中，內(nèi)電路中h通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動，d正確。2(2019全國卷) 為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性，科學(xué)家近期利用三維多孔海綿狀zn(3dzn)可以高效沉積zno的特點，設(shè)計了采用強堿性電解質(zhì)的3dznniooh二次電池，結(jié)構(gòu)如圖所示。電池反應(yīng)為zn(s)2niooh(s)h2o(l)zno(s)2ni(oh)2(s)。下列說法錯誤的是()a三維多孔海綿狀zn具有較高的表面積，所沉積的zno分散度高b充電時陽極反應(yīng)為ni(oh)2(s)oh(aq)e=niooh(s)h2o(l)c放電時負極反應(yīng)為zn

3、(s)2oh(aq)2e=zno(s)h2o(l)d放電過程中oh通過隔膜從負極區(qū)移向正極區(qū)答案d解析三維多孔海綿狀zn為多孔結(jié)構(gòu)，具有較高的表面積，所沉積的zno分散度高，a正確；二次電池充電時作為電解池使用，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，元素化合價升高，原子失去電子，陽極反應(yīng)為ni(oh)2(s)oh(aq)e=niooh(s)h2o(l)，b正確；二次電池放電時作為原電池使用，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，元素化合價升高，原子失去電子，由電池總反應(yīng)可知負極反應(yīng)為zn(s)2oh(aq)2e=zno(s)h2o(l)，c正確；二次電池放電時作為原電池使用，陰離子從正極區(qū)向負極區(qū)移動，d錯誤。3(2019北京海淀高

4、三期末)鋅錳堿性干電池是依據(jù)原電池原理制成的化學(xué)電源。電池中負極與電解質(zhì)溶液接觸直接反應(yīng)會降低電池的能量轉(zhuǎn)化效率，稱為自放電現(xiàn)象。下列關(guān)于原電池和干電池的說法不正確的是()a兩者正極材料不同bmno2的放電產(chǎn)物可能是kmno4c兩者負極反應(yīng)均為zn失電子d原電池中zn與稀h2so4存在自放電現(xiàn)象答案b解析題左圖為干電池，干電池的正極材料是碳，題右圖為原電池，正極材料是銅單質(zhì)，兩者正極材料不同，故a正確；干電池中mno2應(yīng)作氧化劑，mn的化合價降低，故b錯誤；所給裝置中zn均為負極，失去電子，故c正確；根據(jù)自放電現(xiàn)象的定義，zn與稀硫酸能夠發(fā)生反應(yīng)，即原電池中zn與稀硫酸存在自放電現(xiàn)象，故d正確

5、。4(2019廣西柳州市高三模擬)電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中nh3的含量，其工作原理示意圖如下。下列說法不正確的是()ao2在電極b上發(fā)生還原反應(yīng)b溶液中oh向電極a移動c正極的電極反應(yīng)式為o24e4h=2h2od負極的電極反應(yīng)式為2nh36e6oh=n26h2o答案c解析該裝置是原電池，a電極為原電池的負極，b電極為原電池的正極，電解質(zhì)溶液為堿性。o2在電極b上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：o24e2h2o=4oh，故a正確、c錯誤；溶液中oh向負極移動，就是oh向電極a移動，故b正確；nh3在負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，負極的電極反應(yīng)式為2nh36e6oh=n26h2o，故d正確

6、。5(2019河北武邑中學(xué)高三調(diào)研)某同學(xué)利用氧化還原反應(yīng)：2kmno410feso48h2so4=2mnso45fe2(so4)3k2so48h2o設(shè)計如圖所示原電池，鹽橋中裝有飽和k2so4溶液。下列說法正確的是()ab電極上發(fā)生還原反應(yīng)b外電路電子的流向是從a到bc電池工作時，鹽橋中的so移向甲燒杯da電極上發(fā)生的反應(yīng)為mno8h5e=mn24h2o答案d解析根據(jù)原電池的工作原理：負極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則b電極為負極，a電極為正極，b極上電極反應(yīng)式：fe2e=fe3，a錯誤；外電路電子流向是從b流向a，b錯誤；根據(jù)原電池的工作原理：陰離子向負極移動，陽離子向正

7、極移動，so向b極移動，c錯誤；總電極反應(yīng)式：2mno10fe216h=2mn210fe38h2o，a極是正極得電子，電極反應(yīng)式總電極反應(yīng)式b極反應(yīng)式，得出：2mno16h10e=2mn28h2o，化簡得：mno8h5e=mn24h2o，d正確。6(2019山東濟寧高三期末)鋰銅空氣燃料電池是低成本高效電池。該電池通過一種復(fù)雜的銅“腐蝕”現(xiàn)象產(chǎn)生電能，其中放電過程為2licu2oh2o=2cu2li2oh。下列說法不正確的是()a放電時，li透過固體電解質(zhì)向cu極移動b通空氣時，銅被腐蝕，產(chǎn)生cu2oc放電時，正極的電極反應(yīng)式為：cu2o2h2e=2cuh2od整個反應(yīng)過程中，氧化劑為o2答案

8、c解析放電時，陽離子向正極移動，則li透過固體電解質(zhì)向cu極移動，故a正確；放電過程為2licu2oh2o=2cu2li2oh，可以知道通空氣時，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生cu2o，故b正確；電解質(zhì)溶液為堿性，則正極的電極反應(yīng)式為cu2o2eh2o=2cu2oh，故c錯誤；通空氣時，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生cu2o，放電時cu2o轉(zhuǎn)化為cu，則整個反應(yīng)過程中，銅相當于催化劑，得電子的物質(zhì)是氧氣，所以氧氣為氧化劑，故d正確。7(2019昆明市高三復(fù)習(xí)診斷測試理科綜合能力測試)利用銅和石墨作電極，在鹽酸介質(zhì)中，銅與氫疊氮酸(hn3)構(gòu)成原電池，總反應(yīng)方程式為2cu2clhn33h=2cucl(s)n2nh。下列

9、判斷正確的是()a電子從石墨電極流向銅電極b溶液中cl向石墨電極移動c每轉(zhuǎn)移1 mol電子，負極減重64 gd正極反應(yīng)式為hn32e3h=n2nh答案d解析該裝置為原電池，銅為負極，石墨為正極，電子從銅電極流向石墨電極，故a錯誤；溶液中cl向銅電極移動，故b錯誤；負極為銅電極，結(jié)合電池總反應(yīng)得到，負極的電極反應(yīng)式為cucle=cucl(s)，負極生成了cucl(s)，質(zhì)量增重了，故c錯誤；用總反應(yīng)式減去負極反應(yīng)式得到正極反應(yīng)式為hn32e3h=n2nh，故d正確。8(2019成都七中高三期末)某微生物燃料電池的工作原理如圖所示，下列說法正確的是()ab極發(fā)生氧化反應(yīng)b高溫下該電池效率更高c若有

10、機物為甲烷，則該電池整個過程的總反應(yīng)式為：ch42o2=co22h2od硫氧化菌參加的反應(yīng)為：hs8e4h2o=so9h答案c解析由h的移動方向可判斷出b是電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，a錯誤；在高溫下硫酸鹽還原菌、硫氧化菌會失去生物活性，因而在高溫下微生物被殺死，效率更低，b錯誤；根據(jù)圖示可知硫酸鹽還原菌將so還原為hs，若有機物為ch4，則發(fā)生反應(yīng)ch4soh=hsco22h2o，硫氧化菌又將hs轉(zhuǎn)化為so，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式是hs4h2o8e=so9h，b電極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：o24e4h=2h2o，總反應(yīng)方程式為ch42o2=co22h2o，c正確、d錯誤。9(2019廣州高

11、三調(diào)研測試)一種釕(ru)基配合物光敏染料敏化太陽能電池的示意圖如下，電池工作時發(fā)生的反應(yīng)為：ruru*(激發(fā)態(tài))ru*ruei2e3i2ru3i2rui下列關(guān)于該電池的敘述錯誤的是()a電池中鍍pt導(dǎo)電玻璃為正極b電池工作時，i在鍍pt導(dǎo)電玻璃上放電c電池工作時，電解質(zhì)中i和i濃度不會減少d電池工作時，是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能答案b解析根據(jù)電池工作時電子從透明導(dǎo)電玻璃流入鍍pt導(dǎo)電玻璃，則透明導(dǎo)電玻璃為負極，鍍pt導(dǎo)電玻璃為正極，a項正確；電池工作時，鍍pt導(dǎo)電玻璃為正極，電極反應(yīng)為i2e=3i，正極上為i放電，b項錯誤；根據(jù)電池工作時發(fā)生的反應(yīng)可知，i在正極上得電子被還原為i，后i又被ru氧化

12、為i，i和i相互轉(zhuǎn)化，電解質(zhì)中i和i濃度不會減少，c項正確；電池工作時，是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，d項正確。10(2019山東濟南高三期末)金屬硫電池價格低廉，使用壽命長，能量密度高，因而在電池研究領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。常溫下新型mgs電池放電時的總反應(yīng)為：mgns=mgsn。下列關(guān)于該電池的說法中正確的是()a負極材料為金屬鎂，正極材料為固體硫b電解質(zhì)溶液可選用硫酸銅溶液c放電時，溶液中的陽離子向負極移動d將金屬鎂換成金屬鈉或鋰也可以形成原電池答案d解析根據(jù)總反應(yīng)方程式可知，在反應(yīng)中mg失去電子，所以金屬鎂作原電池的負極，而固態(tài)s不能導(dǎo)電，因此不能作電極，a錯誤；若電解質(zhì)溶液選用硫酸銅溶液，則在正極

13、上就不能是s獲得電子變?yōu)殛庪x子，b錯誤；放電時，溶液中的陽離子向負電荷較多的正極移動，c錯誤；若將金屬鎂換成金屬鈉或鋰，由于這兩種金屬的活動性也很強，因此也可以形成原電池，d正確。11(2019佛山市高三質(zhì)檢)科學(xué)家很早就提出鋰空氣電池的概念，它直接使用金屬鋰作電極，從空氣中獲得o2，和以lifepo4作電極的鋰離子電池相比，增大了電池的能量密度(指標之一是單位質(zhì)量電池所儲存的能量)。下圖是某種鋰空氣電池的裝置示意圖，放電時，下列說法不正確的是()a金屬鋰為負極b若隔膜被腐蝕破損，不會影響該電池正常使用c多孔碳電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：o22h2o4e=4ohd鋰空氣電池能量密度大的原因之一是轉(zhuǎn)

14、移等量電子時，金屬鋰比lifepo4質(zhì)量小答案b解析li是活潑金屬，根據(jù)裝置示意圖，金屬鋰為負極，故a正確；鋰是活潑金屬，能與水發(fā)生反應(yīng)，隔膜被腐蝕破損后，鋰與水接觸，鋰與水反應(yīng)，影響該電池正常使用，故b錯誤；根據(jù)裝置示意圖，多孔碳電極為正極，電解質(zhì)溶液顯堿性，正極反應(yīng)式為o22h2o4e=4oh，故c正確；鋰作負極，其電極反應(yīng)式為lie=li，lifepo4作電極時，電極反應(yīng)式為fepo4lie=lifepo4，根據(jù)電池能量密度的定義，相同質(zhì)量時，li失去電子物質(zhì)的量多，鋰空氣電池能量密度大的原因之一是轉(zhuǎn)移等量電子時，金屬鋰比lifepo4質(zhì)量小，故d正確。12. (2019湖南邵東創(chuàng)新實驗

15、學(xué)校高三月考)利用反應(yīng)6no28nh3=7n212h2o構(gòu)成電池的裝置如圖所示。此方法既能實現(xiàn)有效清除氮氧化物的排放，減輕環(huán)境污染，又能充分利用化學(xué)能。下列說法正確的是()a電流從左側(cè)電極經(jīng)過負載后流向右側(cè)電極b為使電池持續(xù)放電，離子交換膜需選用陰離子交換膜c電極a的電極反應(yīng)式為2nh36e=n26hd當有4.48 l no2被處理時，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.8na答案b解析由反應(yīng)6no28nh3=7n212h2o可知，反應(yīng)中no2為氧化劑，nh3為還原劑，則a為負極，b為正極，電流由正極b經(jīng)導(dǎo)線流向負極a，故a錯誤；正極反應(yīng)為6no224e12h2o=3n224oh，負極反應(yīng)為2nh36e6oh=n

16、23h2o，為使電池持續(xù)放電，離子交換膜需選用陰離子交換膜，故b正確、c錯誤；d沒有明確4.48 l no2是否是標準狀況下，故d錯誤。13(2019福建三明高三期末)某課題組以納米fe2o3作為電極材料制備鋰離子電池(另一極為金屬鋰和石墨的復(fù)合材料)，通過在室溫條件下對鋰離子電池進行循環(huán)充放電，成功地實現(xiàn)了對磁性的可逆調(diào)控(如圖)。下列說法正確的是()a放電時，正極的電極反應(yīng)式為fe2o36li6e=2fe3li2ob該電池可以用水溶液作電解質(zhì)溶液c放電時，fe作電池的負極，fe2o3作電池的正極d充電完成后，電池被磁鐵吸引答案a解析正極發(fā)生還原反應(yīng)，fe2o3得電子被還原，所以放電時電池正

17、極的電極反應(yīng)式為fe2o36li6e=3li2o2fe，a正確；鋰和水能發(fā)生反應(yīng)，所以不可以用水溶液為電解質(zhì)溶液，b錯誤；放電時，金屬鋰和石墨的復(fù)合材料作電池的負極，納米fe2o3作電池的正極，c錯誤；充電時，fe作為陽極生成fe2o3，磁鐵不可吸引fe2o3，d錯誤。14(2019福建六校聯(lián)盟高三聯(lián)考)常溫下，將除去表面氧化膜的al、cu片插入濃hno3中組成原電池如圖1所示，測得原電池的電流強度(i)隨時間(t)的變化如圖2所示。反應(yīng)過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。下列說法錯誤的是()at1 s前，al片的電極反應(yīng)式為：2al3h2o6e=al2o36hbt1 s時，因al在濃硝酸中鈍化，氧化膜阻

18、礙了al繼續(xù)反應(yīng)ct1 s之后，負極cu失電子，電流方向發(fā)生改變d燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2no22oh=2noh2o答案d解析t1 s前，al片作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為2al3h2o6e=al2o36h，a項正確；t1 s時，隨著反應(yīng)進行鋁表面鈍化形成的氧化膜阻礙了al繼續(xù)反應(yīng)，b項正確；t1 s后cu作負極發(fā)生氧化反應(yīng)，電流方向發(fā)生改變，c項正確；no2溶于naoh溶液中生成nano3和nano2，即燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2no22oh=nonoh2o，d項錯誤。15(2019四川綿陽高三診斷)我國科學(xué)家成功研制出新型鋁石墨烯(cn)可充電電池，電解質(zhì)為陽離子(em

19、im)與陰離子(alcl)組成的離子液體，該電池放電過程示意圖如圖所示。下列說法錯誤的是()a放電時鋁為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)b放電時正極的反應(yīng)為：cnalcle=cnalcl4c充電時石墨烯與電源的正極相連d充電時的總反應(yīng)為：3cn4al2cl=al4alcl3cnalcl4答案b解析放電時鋁為負極，被氧化生成al2cl，發(fā)生氧化反應(yīng)，a正確；放電時，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為cnalcl4e=cnalcl，b錯誤；充電時，cn為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為cnalcle=cnalcl4，c正確；陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為4al2cl3e=al7alcl，根據(jù)得失電子守恒可得充電時的總反

20、應(yīng)為：3cn4al2cl=al4alcl3cnalcl4，d正確。16(2019北京東城高三期末)氮化鎵(gan)與cu可組成如圖所示的人工光合系統(tǒng)，該裝置能以co2和h2o為原料合成ch4，下列說法正確的是()acu電極上發(fā)生氧化反應(yīng)b溶液中h向gan電極移動c該系統(tǒng)的功能是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能d相同條件下，理論上產(chǎn)生的o2和ch4氣體體積比為21答案d解析銅電極上通入了co2，生成了ch4，發(fā)生了還原反應(yīng)，a項錯誤；h作為內(nèi)電路中的陽離子，移向正極(cu電極)，b項錯誤；該系統(tǒng)實現(xiàn)了將太陽能轉(zhuǎn)化為電能和化學(xué)能，c項錯誤；從得失電子守恒的角度看，4h2o2o28eco2ch4，d項正確。17(

21、2019a10聯(lián)盟高三月考)硫化氫的回收既解決了環(huán)境污染問題，也可變廢為寶。其反應(yīng)原理為：2h2s(g)o2(g)=s2(s)2h2o(l)h632 kjmol1。在酸性固體電解質(zhì)環(huán)境下，硫化氫的處理原理圖如下圖所示。下列說法正確的是()a負載中電流自上而下流動b電極a的電極反應(yīng)式為2h2s4e=s24hc電子由電極a經(jīng)質(zhì)子固體電解質(zhì)膜流向電極bd1 mol h2s氣體完全反應(yīng)得到固體s2和水蒸氣放熱316 kj答案b解析通h2s的一極電極a為負極，通氧氣的一極電極b為正極，故電流從正極流出，故負載中電流的流向應(yīng)該為自下而上，a錯誤；負極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2h2s4e=s24h，b正確

22、；電子只能在電極和導(dǎo)線中流動，不能進入固體電解質(zhì)，c錯誤；反應(yīng)中水的狀態(tài)是液態(tài)水，不是水蒸氣，d錯誤。18(2019廣東汕頭高三期末)我國科學(xué)家開發(fā)設(shè)計一種天然氣脫硫裝置，利用如圖裝置可實現(xiàn)：h2so2=h2o2s。已知甲池中有如下的轉(zhuǎn)化：下列說法錯誤的是()a該裝置可將光能轉(zhuǎn)化為電能和化學(xué)能b該裝置工作時，溶液中的h從甲池經(jīng)過全氟磺酸膜進入乙池c甲池碳棒上發(fā)生電極反應(yīng)：aq2h2e=h2aqd乙池處發(fā)生反應(yīng)：h2si=3is2h答案b解析該裝置是原電池裝置，根據(jù)圖中信息知是將光能轉(zhuǎn)化為電能和化學(xué)能的裝置，a正確；原電池中陽離子移向正極，甲池中碳棒是正極，所以氫離子從乙池移向甲池，b錯誤；甲池

23、中碳棒是正極，該電極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即aq2h2e=h2aq，c正確；在乙池中，硫化氫失電子生成硫單質(zhì)，i得電子生成i，發(fā)生的反應(yīng)為h2si=3is2h，d正確。19(2019南昌二中高三考試)某化學(xué)小組構(gòu)想將汽車尾氣(no、no2)轉(zhuǎn)化為重要的化工原料hno3，其原理如圖所示，其中a、b為多孔導(dǎo)電材料。下列說法一定正確的是()a該電池工作時，電子的流向外電路由a到b，內(nèi)電路由b到a形成閉合回路b電極b附近的hno3濃度增大ca電極的反應(yīng)為：no2eh2o=no2h，no3e2h2o=no4hd該電池工作時，每消耗11.2 l o2(標準狀況)，可以除去含1 mol no和no2的混合

24、尾氣答案c解析將汽車尾氣(no、no2)轉(zhuǎn)化為重要的化工原料hno3，則通入氧氣的電極b是正極，a是負極。電子的流向外電路由負極到正極，即a到b，電子不能經(jīng)過電解質(zhì)，故a錯誤；b電極上電極反應(yīng)式為o24e4h=2h2o，有水生成，硝酸根離子不參加反應(yīng)，所以硝酸根離子的物質(zhì)的量不變，溶液體積增大，所以硝酸根離子濃度減小，電極b附近的c(h)減小，電極b附近的hno3濃度減小，故b錯誤；該原電池中，通入尾氣(no、no2)的電極是負極，負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極a表面的反應(yīng)為no2eh2o=no2h，no3e2h2o=no4h，故c正確；該電池工作時，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為o24e4h=2h2o，每消耗11.2 l即0.5 mol o2(標準狀況下)，即轉(zhuǎn)移2 mol電子，根