高一化學(xué)原電池、燃料電池綜合練習(xí)題(附答案)

1、高一化學(xué)原電池、燃料電池綜合練習(xí)題一、單項(xiàng)選擇題下面是四個(gè)化學(xué)反響,你認(rèn)為理論上不行以用于設(shè)計(jì)原電池的化學(xué)反響是()2Al+2NaOH+2H O=2NaAlO +3H2222H +O2點(diǎn)燃 2H O2Mg N32+6HO =3MgOH2+2NH3CH4+2O2點(diǎn)燃 CO2+2H O2Mg-HO 電池可用于驅(qū)動(dòng)無(wú)人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液,示意圖如下。該電池工2 2作時(shí),以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()MgB.HO 在石墨電極上發(fā)生氧化反響2 2C.石墨電極四周溶液的pH 增大D.電子從石墨電極移向Mg 電極瑞士某公司設(shè)計(jì)的曾用于驅(qū)動(dòng)潛艇的液氨-液氧燃料電池示意圖如以下圖所示。以下有關(guān)說(shuō)法

2、正確的選項(xiàng)是()1221電池工作時(shí)實(shí)現(xiàn)了電能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化氫氧燃料電池可以用在航天飛機(jī)上，其反響原理如下圖。以下有關(guān)氫氧燃料電池的說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是 該電池工作時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能該電池中電極b 是正極外電路中電子由電極b 通過(guò)導(dǎo)線流向電極a該電池的總反響為2H2O =2H O22氨硼烷(NH BH )電池可在常溫下工作,裝置如下圖。該電池工作時(shí)的總反響33為:NHBH+3HONHBO+4HO。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()332 2422正極四周溶液的pH電池工作時(shí),H+通過(guò)質(zhì)子交換膜向負(fù)極移動(dòng)3.1g0.6ml負(fù)極電極反響為:NHBH+2HO-6e-NH +BO+6H+33242Mg-AgCl 電

3、池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。以下表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是(A.負(fù)極反響式為Mg-2e- = Mg2+正極反響式為Ag+ e- = Ag電池放電時(shí)Cl- 由正極向負(fù)極遷移負(fù)極會(huì)發(fā)生副反響Mg+ 2HO = MgOH +H222銀鋅電池是一種常見(jiàn)化學(xué)電源，其反響原理： Zn+Ag意圖如下。以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是()O+H O22ZnOH2+2Ag ，其工作示Zn 電極是負(fù)極O 電極發(fā)生復(fù)原反響2Zn 電極的電極反響式： Zn 2e +2OHD.pH保持不變ZnOH2A1-H O22電池可用于海上導(dǎo)航。該電池以堿性海水為電解質(zhì)溶液，用鋁和石墨作電極，以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是 A.A1是該電池的負(fù)極

4、電子流淌方向?yàn)樨?fù)極一海水一正極海水中的Cl向負(fù)極移動(dòng)石墨電極發(fā)生的電極反響為H O222e 2OH-如圖是將SO 轉(zhuǎn)化為重要的化工原料HSO 的原理示意圖,以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是()224電極aSO+2HO-2e-=SO2-+4H+224電極b 外表O 發(fā)生復(fù)原反響,其四周pH2電極a22.4L SO2則通過(guò)氣體隔膜的離子的數(shù)目為 4NA假設(shè)得到的硫酸濃度仍為 49%,則理論上參與反響的SO2與參加的HO8:152液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點(diǎn)一種以液態(tài)肼N H 為燃料的電池裝置如24右圖所示，該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH 溶液作為電解質(zhì)溶液以下關(guān)于該電池的表達(dá)正確的

5、選項(xiàng)是()b極發(fā)生氧化反響a極為該電池的正極放電時(shí)，電流從a 極經(jīng)過(guò)負(fù)載流向b 極a極的反響式：N H4OH- 4e N4H O2422金屬(M)-空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點(diǎn),有望成為能源汽車和移動(dòng)設(shè)備的 電源。該類電池放電的總反響方程式為 4M+nO2+2nH2O4M(OH)n,:電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。以下說(shuō)法中不正確的選項(xiàng)是()A.承受多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積,并有利于氧氣集中至電極外表B.比較Mg、Al、Zn三種金屬-空氣電池,Al-空氣電池的理論比能量最高C.M-空氣電池放電過(guò)程的正極反響式:4Mn+

6、nO2+2n H2O+4ne-4M(OH)nD.Mg-空氣電池中,為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg(OH)2,宜承受中性電解質(zhì)及陽(yáng)離子交換膜鋁是地殼中含量最多的金屬元素，它性能穩(wěn)定，供給充分，鋁空氣電池具有能量密度高、工作原理簡(jiǎn)潔、本錢低、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。鋁空氣電池工作原理示意圖如圖：以下說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 假設(shè)是堿性電解質(zhì)溶液中，則電池反響的離子方程式為：4Al+3O2+4OH- =4AlO +2H O22假設(shè)是中性電解質(zhì)溶液中，則電池反響的方程式為：4Al+3O2假設(shè)鋁電極純度不高，在堿性電解質(zhì)溶液中會(huì)產(chǎn)生氫氣+6HO=4AlOH23假設(shè)用該電池電解氯化鈉溶液石墨作電極，當(dāng)負(fù)極削減5.4g 時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生

7、6.72L 氣體型鋰一空氣電池具有能量大、密度高的優(yōu)點(diǎn)，可以用作能源汽車的電源，其構(gòu)造如下圖，其中固體電解質(zhì)只允許Li通過(guò)。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()Li穿過(guò)固體電解質(zhì)向正極移動(dòng)而得到LiOH 溶液1 mol e轉(zhuǎn)移時(shí)，水性電解液離子總數(shù)增加NA應(yīng)用該電池電鍍銅，陰極質(zhì)量增加64 g,11.2 LO2D.Li-e+OH=LiOH14、堿性鋅錳電池工作時(shí)的總方程式為:Zn+2MnO +2H O=2MnOOH+Zn(OH) 。關(guān)于堿性鋅錳電池的222說(shuō)法正確的選項(xiàng)是堿性鋅錳電池是二次電池正極反響為:2 MnO+2HO+2e-=2MnOOH+2OH-22連續(xù)工作后的堿性鋅錳電池中電解液的 pH 將減小

8、0.2mole6.5g15.鉛蓄電池的電極材料分別為Pb 和PbO30% HSO224池示意圖,假設(shè)兩電極的質(zhì)量都增加且a極增加得更多。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.aB.bPbO+4H+SO2-+2e-=PbSO+2HO2442C.該鉛蓄電池正在充電D.工作一段時(shí)間后,溶液的pH16Pb+SO422e=PbSO4PbO+4H2+SO42+2e=PbSO+2H O42以下有關(guān)鉛蓄電池的說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是:A.式表示負(fù)極反響,式表示正極反響鉛蓄電池的電解質(zhì)溶液是硫酸溶液,在放電過(guò)程中,它的濃度漸漸降低鉛蓄電池在放電時(shí),電子從 Pb 通過(guò)導(dǎo)線流向 PbO2鉛蓄電池在充電時(shí),原來(lái)負(fù)極發(fā)生的反響是:Pb

9、+SO 22e=PbSO44一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。以下有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()反響CH +H O3H +CO,每消耗1molCH 轉(zhuǎn)移12mol電子4224電極A上H 參與的電極反響為H + 2OH 2e-22= 2H O2電池工作時(shí)CO2- 向電極B 移動(dòng)3電極B 上發(fā)生的電極反響為O2+2CO2= 2CO 2-3氫氧熔融碳酸鹽燃料電池是一種高溫電池(600700),具有效率高、噪音低、無(wú)污染、燃料多樣、余熱利用價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)。氫氧熔融碳酸鹽燃料電池的工作原理如下圖。以下有關(guān)該電池的 說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.電池工作時(shí),熔融碳酸鹽只起到導(dǎo)電的作用B.負(fù)極反響式為H-2e-

10、+CO2CO+HO2322C.該電池可利用工廠中排出的CO2D.0.2mol3.2g O2現(xiàn)有二氧化硫空氣質(zhì)子交換膜燃料電池,其原理如下圖。以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是()【注:質(zhì)子指H+,質(zhì)子交換膜僅允許H+通過(guò)】A.Pt2O2+4e-+2H2O=4OH-該電池工作時(shí)質(zhì)子從Pt1 電極經(jīng)過(guò)內(nèi)電路流到Pt24Pt1SO2 +2H2O-2e- =SO2 +4H+4該電池實(shí)現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合二、填空題科學(xué)家預(yù)言,燃料電池將是 21 世紀(jì)獲得電能的重要途徑.近幾年開(kāi)發(fā)的甲醇燃料電池是承受鉑作電極催化劑,電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過(guò).其工作原理的示意圖如以下圖: 1. Pta電

11、極是電池的極,電極反響式為;Pt b 電極發(fā)生反響(填“氧化”或“復(fù)原”),電極反響式為.2.電池的總反響方程式為.3.2mol電子,則消耗的CHOH 有mol.321.甲醇燃料電池曾用于國(guó)際救援部隊(duì)中.它承受鉑作電極催化劑,電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過(guò),其工作原理如下圖。答復(fù)以下問(wèn)題:Pt(a)電極是電池的(填“正“或“負(fù)“)極,電極反響式為;Pt(b)電極發(fā)生 (填“氧化“或“復(fù)原“)反響,電極反響式為.該甲醇燃料電池的總反響方程式為.假設(shè)該電池工作時(shí)電路中通過(guò)2mol 電子,則理論上消耗CHOH的物質(zhì)的量為.322、近幾年開(kāi)發(fā)的甲醇燃料電池承受鉑作電極催化劑,電池中的質(zhì)子交換

12、膜只允許質(zhì)子和水分子通過(guò)。其工作原理的示意圖如下:請(qǐng)答復(fù)以下問(wèn)題:(1)Pt(a)電極是電池的為“氧化”或“復(fù)原”),電極反響式為(2)電池的總反響方程式為極,電極反響式;Pt(b)電極發(fā)生反響(填。(3)假設(shè)該電池工作時(shí)電路中通過(guò)2 mol電子,則消耗的CH 3OH有mol。答案：C參考答案解析：只有自發(fā)的氧化復(fù)原反響才能用于設(shè)計(jì)原電池。A 中反響屬于自發(fā)的氧化復(fù)原反響，可以設(shè)計(jì)為原電池，A 不符合題意；B 中反響屬于自發(fā)的氧化復(fù)原反響，能設(shè)計(jì)成氫氧燃料電池，B 不符合題意;C 中反響前后元素化合價(jià)不變，不屬于自發(fā)的氧化復(fù)原反響，不能設(shè)計(jì)成原電池，C 符合題意；D中反響屬于自發(fā)的氧化復(fù)原反響

13、，能設(shè)計(jì)成甲烷燃料電池，D不符合題意。答案：C解析： 3.答案：A解析：答案：C解析：燃料電池屬于原電池，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，A 正確;通入氧化劑的電極為正極，所以電極b 為正極,B 正確:通人氫氣的電極為負(fù)極，通人氧氣的電極為正極，電子從負(fù)極a 沿導(dǎo)線流向正極 b,C 錯(cuò)誤；該電池中，負(fù)極的電極反響式為2H24e =4H02+4H+ +4e-2H20,正、負(fù)極電極反響式相加可得電池的總反響O2答案：DH O4e =2O ，D 正確。2解析：A項(xiàng).b極為正極,HO 得到電子發(fā)生復(fù)原反響.電極反響式為3HO+6H+6e-6HO,正極消2 22 22耗氫離子,正極四周溶液的pHAB.H+B

14、CNHBH+2HO-6e-NH BO +6H+3.1g0.1mol332420.6 mol,故CD:NHBH+3HONHBO+4HO.a332 2422NHBH+2HO-6e-NH BO +6H+故D33242答案：B解析：Mg-AgCl 電池中，Mg 為負(fù)極，AgCl 為正極，故正極反響式應(yīng)為AgCl+e- = Ag+Cl- ，B 項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D22解析：活潑金屬Zn 為負(fù)極，Ag2O 為正極，A 正確；Ag2O 電極為正極，正極上得電子，發(fā)生復(fù)原反響，B 正確；Zn 為負(fù)極，電極反響式為Zn2e2OH=Zn(OH) ，C 正確；電極總反響式為：ZnAg2OH2O=Zn(OH) 2AgpH

15、 增22大，D錯(cuò)誤。答案選D。答案：B解析：鋁是活潑金屬，鋁作負(fù)極，故A 正確；依據(jù)原電池的工作原理，電子從負(fù)極經(jīng)外電路向正極移動(dòng)，海水中沒(méi)有電子通過(guò)，故B 錯(cuò)誤；依據(jù)原電池的工作原理，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，故C 正確；所給出環(huán)境是堿性環(huán)境，正極反響式為H2O2 2e 2OH- ，故D 正確。答案：C解析：答案：D解析：該燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反響，電極反響式為：N H4OH- 4e N244HO ，正極上氧氣得電子發(fā)生復(fù)原反響，電極反響式為：2O 2H2O4e 4OH- ，電池總反響為：N HO224N2H2O ，結(jié)合離子的移動(dòng)方向、電流2的方向分析解答該燃料電池

16、中，通入氧化劑空氣的電極b 為正極，正極上氧氣得電子發(fā)生復(fù)原反響，故A 錯(cuò)誤；該燃料電池中，通入燃料的電極為負(fù)極，即a 極為負(fù)極，故B 錯(cuò)誤；C.放電時(shí)，電流從正極b經(jīng)過(guò)負(fù)載流向a極，故C錯(cuò)誤；D.通入燃料的電極為負(fù)極，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反響，在堿性條件下，電極反響式為N H4OH- 4e N244HO，故D 正確；2應(yīng)選：D。答案：C解析：承受多孔電極可以增大電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積,且有利于氧氣集中至電極外表,A 項(xiàng)正確;依據(jù)“”信息知鋁的比能量比Mg、Zn,B;M-空氣電池放電過(guò)程中,正極為氧氣得到電子生成OH-,COH-移至負(fù)極,應(yīng)選用陽(yáng)離子交換膜,D答案：D解析：答案：AA

17、項(xiàng)，由圖示可得，放電時(shí)鋁在負(fù)極失電子，氧氣在正極得電子，固體電解質(zhì)只允許Li 通過(guò)，所以Li穿過(guò)固體電解質(zhì)向正極移動(dòng)而得到LiOH 溶液，故A 正確；B 項(xiàng)，放電時(shí)正極反響為O 2H O4e 4OH- ,1 mol e1 molOH-1 molLi 穿過(guò)固22體電解質(zhì)進(jìn)入水性電解液，所以離子總數(shù)增加2 NA，故B 錯(cuò)誤；C 項(xiàng)，依據(jù)電子守恒，應(yīng)用該電64 g1 mol2 mol0.5molO211.2 L，假設(shè)不是標(biāo)準(zhǔn)狀況則不肯定，故C 錯(cuò)誤；D 項(xiàng)，由于固體電解質(zhì)只允許Li 通過(guò)，所以放電時(shí)，負(fù)極反響式：Li-= Li”D錯(cuò)誤。答案： 14、解析： 此題考察電化學(xué)的學(xué)問(wèn),屬中檔題。堿性鋅錳電

18、池不行充電再使用,屬于一次電池,A錯(cuò);Zn+2:Zn -2e-+2OH-=Zn(OH) ,用總反響減去負(fù)極2反響,即可得正極反響,B 項(xiàng)正確。生成的MnOOH 和Zn(OH) 均含有OH2-,故電解液pH,C錯(cuò);D 項(xiàng),負(fù)極由ZnZn(OH) ,因此應(yīng)當(dāng)是負(fù)極質(zhì)量增加,而Zn215.答案：B解析：答案： 16、解析： 放電:Pb+PbO +2H SO =2PbSO +2H O22442電子由負(fù)極鉛失去,發(fā)生氧化反響,經(jīng)導(dǎo)線流向正極二氧化鉛,它得電子,發(fā)生復(fù)原反響;從總方程式可知,硫酸漸漸被消耗,濃度漸漸降低。充電:陰極:PbSOD+2e4=Pb+SO24陽(yáng)極:PbSO+2H4O2e2=PbO+

19、4H2+SO24CH 中的C 為-4價(jià),反響后生成的CO中C 為+2 價(jià),1molCH 6mole- ,A項(xiàng)錯(cuò)誤;44從示意圖上可以看出,電池工作過(guò)程中沒(méi)有OH- 參與電極反響,B 項(xiàng)錯(cuò)誤;該燃料電池中,電極B 為正極,電極A 為負(fù)極,電池工作時(shí)CO2- 移向負(fù)極,C 項(xiàng)錯(cuò)誤;在電極B 上O3得到電子與CO2反響轉(zhuǎn)化為CO2- ,D項(xiàng)正確。3答案：B解析：依據(jù)圖示,在氫氧熔融碳酸鹽燃料電池中,通入氫氣的電極作負(fù)極.負(fù)極發(fā)生氧化反響.電極反響式為H-2e-+CO2-CO+HO, 通入氧氣的電極作正極.正極發(fā)生復(fù)原反響.電極反響式為2322O+2CO+4e-2CO2-.總反響為:2H+O2HO.223222AABH-2e-+CO2-23CO+HOB22CCD0.2mol0.05mol1.6gD19.答案：A解析：20.答案：1CH 3O 6e2CO 6H O24H 4e2H O22.2CH3.1/3OH 3O322CO24H O2解析：方法指導(dǎo)燃料電池兩電極材料都不參與反響,參與反響的是通到電極上的燃料和氧氣,兩電極只是起到傳導(dǎo)電子的作用.電極反響式作為一種特別的離子反響方程式,必需遵循電子得失守 恒、原子守恒和電荷守恒.正、負(fù)兩極