高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)練習(xí)卷：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-電池

化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能__電池一、選擇題1．鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關(guān)敘述正確的是()A．銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．電池工作一段時間后，甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))減小C．電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D．陰、陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動，保持溶液中電荷平衡2．有a、b、c、d四個金屬電極，有關(guān)的實驗裝置及部分實驗現(xiàn)象如下：編號①②③④實驗裝置部分實驗現(xiàn)象a極質(zhì)量減少；b極質(zhì)量增加b極有氣體產(chǎn)生；c極無變化d極溶解；c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動性順序是()A．a(chǎn)＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞aC．d＞a＞b＞c D．a(chǎn)＞b＞d＞c3．下列有關(guān)電池的說法不正確的是()A．手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池B．鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極C．甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極4．“天宮一號”飛行器白天靠太陽能帆板產(chǎn)生電流向鎳氫電池充電，夜間鎳氫電池向飛行器供電。鎳氫電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。若電池總反應(yīng)為2Ni(OH)22NiOOH＋H2↑。則下列說法正確的是()A．放電時，NiOOH發(fā)生氧化反應(yīng)B．充電時，a電極的pH增大，K＋移向b電極C．充電時，a電極的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D．放電時，負(fù)極反應(yīng)為NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－5．普通鋅錳干電池的簡圖如圖所示。該電池工作時的總反應(yīng)為Zn＋2NHeq\o\al(＋,4)＋2MnO2=[Zn(NH3)2]2＋＋Mn2O3＋H2O。下列關(guān)于鋅錳干電池的說法中正確的是()A．當(dāng)該電池電壓逐漸下降后，利用電解原理能重新充電復(fù)原B．電池負(fù)極反應(yīng)式為2MnO2＋2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=Mn2O3＋2NH3＋H2OC．原電池工作時，電子從負(fù)極通過外電路流向正極D．外電路中每通過0.1mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g6．在如圖所示的8個裝置中，屬于原電池的是()A．①④B．③④⑤C．④⑧D．②④⑥⑦7．實驗發(fā)現(xiàn)，298K時，在FeCl3酸性溶液中加少量鋅粒后，F(xiàn)e3＋立即被還原成Fe2＋。某夏令營興趣小組根據(jù)該實驗事實設(shè)計了如圖所示原電池裝置。下列有關(guān)說法正確的是()A．該原電池的正極反應(yīng)是Zn－2e－=Zn2＋B．左側(cè)燒杯中溶液的紅色逐漸褪去C．該電池的鉑電極上有氣泡出現(xiàn)D．該電池總反應(yīng)為3Zn＋2Fe3＋=2Fe＋3Zn2＋8．一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2－。下列對該燃料電池說法正確的是()A．在熔融電解質(zhì)中，O2－由負(fù)極移向正極B．電池的總反應(yīng)是2C4H10＋13O2=8CO2＋10H2OC．通入空氣的一極是正極，電極反應(yīng)式為O2－4e－=2O2－D．通入丁烷的一極是正極，電極反應(yīng)式為C4H10＋13O2－＋26e－=4CO2＋5H2O9．一種新型燃料電池，以鎳板為電極插入KOH溶液中，分別向兩極通入乙烷(C2H6)和氧氣，其中某一電極反應(yīng)式為C2H6＋18OH－－14e－=2COeq\o\al(2－,3)＋12H2O。有關(guān)此電池的推斷不正確的是()A．通入氧氣的電極為正極B．參加反應(yīng)的O2與C2H6的物質(zhì)的量之比為7∶2C．放電一段時間后，KOH的物質(zhì)的量濃度將下降D．放電一段時間后，正極區(qū)附近溶液的pH減小10．關(guān)于如圖微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖的說法：①微生物促進(jìn)了電子的轉(zhuǎn)移②微生物所在電極區(qū)放電時發(fā)生還原反應(yīng)③放電過程中，H＋從正極區(qū)移向負(fù)極區(qū)④正極反應(yīng)式為MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，正確的是()A．②④B．①③C．①④D．②③11．(2021·鄭州模擬)微生物燃料電池(MFC)利用了一種現(xiàn)代化氨氮去除技術(shù)。如圖為MFC碳氮聯(lián)合同時去除的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是()A．好氧微生物反應(yīng)器中的反應(yīng)為NHeq\o\al(＋,4)＋2O2=NOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋H2OB．B極電勢比A極電勢低C．A極的電極反應(yīng)式為CH3COO－＋2H2O＋8e－=2CO2↑＋7H＋D．當(dāng)電路中通過9mol電子時，理論上總共生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6LN212．一定條件下，實驗室利用如圖所示裝置，通過測電壓求算Ksp(AgCl)。工作一段時間后，兩電極質(zhì)量均增大。下列說法正確的是()A．右池中的銀電極做負(fù)極B．正極反應(yīng)為Ag－e－=Ag＋C．總反應(yīng)為Ag＋＋Cl－=AgCl↓D．鹽橋中的NOeq\o\al(－,3)向右池方向移動13．控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2設(shè)計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是()A．反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3＋被還原C．電流表讀數(shù)為零時，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D．電流表讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極二、非選擇題14．(1)微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如圖甲所示：甲①HS－在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)的反應(yīng)式是_____________________。②若維持該微生物電池中兩種細(xì)菌的存在，則電池可以持續(xù)供電，原因是________________________________________________。(2)PbSO4熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源?；窘Y(jié)構(gòu)如圖乙所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl－KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。乙①放電過程中，Li＋向________(填“負(fù)極”或“正極”)移動。②負(fù)極反應(yīng)式為_____________________________________。③電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，理論上生成________gPb。(3)氨氧燃料電池具有很大的發(fā)展?jié)摿Α０毖跞剂想姵毓ぷ髟砣鐖D丙所示。丙①a電極的電極反應(yīng)式是____________________________。②一段時間后，需向裝置中補(bǔ)充KOH，請依據(jù)反應(yīng)原理解釋原因：______________________________________________________?；瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能__電池一、選擇題1．鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關(guān)敘述正確的是()A．銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．電池工作一段時間后，甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))減小C．電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D．陰、陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動，保持溶液中電荷平衡C解析：由鋅的活潑性大于銅，可知銅電極為正極，在正極上，Cu2＋得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Cu，A錯誤；由于陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，故甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))不變，B錯誤；在乙池中Cu2＋＋2e－=Cu，同時甲池中的Zn2＋通過陽離子交換膜進(jìn)入乙池中，由于M(Zn2＋)>M(Cu2＋)，故乙池溶液的總質(zhì)量增加，C正確；陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，電解過程中Zn2＋通過陽離子交換膜移向正極保持溶液中電荷平衡，陰離子是不能通過交換膜的，D錯誤。2．有a、b、c、d四個金屬電極，有關(guān)的實驗裝置及部分實驗現(xiàn)象如下：編號①②③④實驗裝置部分實驗現(xiàn)象a極質(zhì)量減少；b極質(zhì)量增加b極有氣體產(chǎn)生；c極無變化d極溶解；c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動性順序是()A．a(chǎn)＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞aC．d＞a＞b＞c D．a(chǎn)＞b＞d＞cC解析：由實驗①可知，a做原電池負(fù)極，b做原電池正極，活動性：a＞b；由實驗②可知，b極有氣體產(chǎn)生，c極無變化，則活動性：b＞c；由實驗③可知，d極溶解，則d做原電池負(fù)極，c做正極，活動性：d＞c；由實驗④可知，電流從a極流向d極，則d極為原電池負(fù)極，a極為原電池正極，活動性：d＞a。綜上所述，可知活動性：d＞a＞b＞c。3．下列有關(guān)電池的說法不正確的是()A．手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池B．鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極C．甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極D解析：鋰電池屬于可充電電池，屬于二次電池，故A正確；鋅錳干電池中，鋅是活潑金屬，做負(fù)極，故B正確；燃料電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，故C正確；原電池中電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，鋅做負(fù)極，銅做正極，電子從鋅電極沿外電路流向銅電極，故D錯誤。4．“天宮一號”飛行器白天靠太陽能帆板產(chǎn)生電流向鎳氫電池充電，夜間鎳氫電池向飛行器供電。鎳氫電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。若電池總反應(yīng)為2Ni(OH)22NiOOH＋H2↑。則下列說法正確的是()A．放電時，NiOOH發(fā)生氧化反應(yīng)B．充電時，a電極的pH增大，K＋移向b電極C．充電時，a電極的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D．放電時，負(fù)極反應(yīng)為NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－C解析：放電時，NiOOH在正極上放電，發(fā)生還原反應(yīng)生成Ni(OH)2，A錯誤；充電時，a電極做陰極，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，pH增大，K＋移向a電極，B錯誤，C正確；放電時，負(fù)極上H2放電，D錯誤。5．普通鋅錳干電池的簡圖如圖所示。該電池工作時的總反應(yīng)為Zn＋2NHeq\o\al(＋,4)＋2MnO2=[Zn(NH3)2]2＋＋Mn2O3＋H2O。下列關(guān)于鋅錳干電池的說法中正確的是()A．當(dāng)該電池電壓逐漸下降后，利用電解原理能重新充電復(fù)原B．電池負(fù)極反應(yīng)式為2MnO2＋2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=Mn2O3＋2NH3＋H2OC．原電池工作時，電子從負(fù)極通過外電路流向正極D．外電路中每通過0.1mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5gC解析：普通鋅錳干電池是一次電池，不能充電復(fù)原，A項錯誤；根據(jù)原電池工作原理，負(fù)極失電子，B項錯誤；由Zn～[Zn(NH3)2]2＋～2e－可知，每通過0.1mol電子，消耗鋅的質(zhì)量是65g·mol－1×eq\f(0.1mol,2)＝3.25g，D項錯誤。6．在如圖所示的8個裝置中，屬于原電池的是()A．①④B．③④⑤C．④⑧D．②④⑥⑦D解析：根據(jù)原電池的構(gòu)成條件可知：①中只有一個電極，③中兩電極材料相同，⑤中酒精不是電解質(zhì)，⑧中兩電極材料相同且無閉合回路，故①③⑤⑧不能構(gòu)成原電池。7．實驗發(fā)現(xiàn)，298K時，在FeCl3酸性溶液中加少量鋅粒后，F(xiàn)e3＋立即被還原成Fe2＋。某夏令營興趣小組根據(jù)該實驗事實設(shè)計了如圖所示原電池裝置。下列有關(guān)說法正確的是()A．該原電池的正極反應(yīng)是Zn－2e－=Zn2＋B．左側(cè)燒杯中溶液的紅色逐漸褪去C．該電池的鉑電極上有氣泡出現(xiàn)D．該電池總反應(yīng)為3Zn＋2Fe3＋=2Fe＋3Zn2＋B解析：該電池的總反應(yīng)為Zn＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Zn2＋，所以左燒杯中Pt電極為正極，電極反應(yīng)為Fe3＋＋e－=Fe2＋，右燒杯中Zn電極為負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋。由于左燒杯中的Fe3＋被還原為Fe2＋，所以左燒杯中溶液的紅色逐漸褪去。8．一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2－。下列對該燃料電池說法正確的是()A．在熔融電解質(zhì)中，O2－由負(fù)極移向正極B．電池的總反應(yīng)是2C4H10＋13O2=8CO2＋10H2OC．通入空氣的一極是正極，電極反應(yīng)式為O2－4e－=2O2－D．通入丁烷的一極是正極，電極反應(yīng)式為C4H10＋13O2－＋26e－=4CO2＋5H2OB解析：原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為C4H10＋13O2－－26e－=4CO2＋5H2O；原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋4e－=2O2－，在熔融電解質(zhì)中O2－由正極移向負(fù)極。9．一種新型燃料電池，以鎳板為電極插入KOH溶液中，分別向兩極通入乙烷(C2H6)和氧氣，其中某一電極反應(yīng)式為C2H6＋18OH－－14e－=2COeq\o\al(2－,3)＋12H2O。有關(guān)此電池的推斷不正確的是()A．通入氧氣的電極為正極B．參加反應(yīng)的O2與C2H6的物質(zhì)的量之比為7∶2C．放電一段時間后，KOH的物質(zhì)的量濃度將下降D．放電一段時間后，正極區(qū)附近溶液的pH減小D解析：A項，通入乙烷的一極為負(fù)極，通入氧氣的一極為正極，正確；B項，1mol乙烷參與反應(yīng)時轉(zhuǎn)移14mol電子，則參與反應(yīng)的氧氣的量為eq\f(14mol,4)＝eq\f(7,2)mol，正確；C項，根據(jù)電極反應(yīng)式或總反應(yīng)方程式可知，氫氧化鉀被消耗，正確；D項，放電時正極反應(yīng)2H2O＋O2＋4e－=4OH－，正極產(chǎn)生OH－，則pH增大，錯誤。10．關(guān)于如圖微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖的說法：①微生物促進(jìn)了電子的轉(zhuǎn)移②微生物所在電極區(qū)放電時發(fā)生還原反應(yīng)③放電過程中，H＋從正極區(qū)移向負(fù)極區(qū)④正極反應(yīng)式為MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，正確的是()A．②④B．①③C．①④D．②③C解析：①在微生物作用下Cm(H2O)n轉(zhuǎn)化為CO2促進(jìn)電子的轉(zhuǎn)移，正確；②微生物在右側(cè)，右側(cè)電極為電源的負(fù)極，所以微生物所在電極區(qū)放電時發(fā)生氧化反應(yīng)，錯誤；③根據(jù)電流的方向，放電過程中，H＋從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)，錯誤；④電池左側(cè)為電池的正極區(qū)，MnO2在H＋條件下發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，所以正極反應(yīng)式為MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，正確。11．(2021·鄭州模擬)微生物燃料電池(MFC)利用了一種現(xiàn)代化氨氮去除技術(shù)。如圖為MFC碳氮聯(lián)合同時去除的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是()A．好氧微生物反應(yīng)器中的反應(yīng)為NHeq\o\al(＋,4)＋2O2=NOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋H2OB．B極電勢比A極電勢低C．A極的電極反應(yīng)式為CH3COO－＋2H2O＋8e－=2CO2↑＋7H＋D．當(dāng)電路中通過9mol電子時，理論上總共生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6LN2A解析：NHeq\o\al(＋,4)在好氧微生物反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化為NOeq\o\al(－,3)，結(jié)合得失電子守恒、電荷守恒及原子守恒得到反應(yīng)的離子方程式為NHeq\o\al(＋,4)＋2O2=NOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋H2O，故A正確；根據(jù)H＋的移動方向可知，A做原電池的負(fù)極，B做原電池的正極，所以B極電勢比A極電勢高，故B錯誤；A極做負(fù)極，負(fù)極上CH3COO－發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成CO2氣體，則A極的電極反應(yīng)式為CH3COO－＋2H2O－8e－=2CO2↑＋7H＋，故C錯誤；NOeq\o\al(－,3)在正極得到電子生成氮氣，電極反應(yīng)式為2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋＋10e－=N2↑＋6H2O，電路中通過9mol電子時，理論上總共生成0.9molN2，其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為20.16L，故D錯誤。12．一定條件下，實驗室利用如圖所示裝置，通過測電壓求算Ksp(AgCl)。工作一段時間后，兩電極質(zhì)量均增大。下列說法正確的是()A．右池中的銀電極做負(fù)極B．正極反應(yīng)為Ag－e－=Ag＋C．總反應(yīng)為Ag＋＋Cl－=AgCl↓D．鹽橋中的NOeq\o\al(－,3)向右池方向移動C解析：若“右池中的銀電極做負(fù)極”，Ag失去電子被氧化為Ag＋：Ag－e－=Ag＋，電極質(zhì)量減輕，不符合題干中的信息“兩電極質(zhì)量均增大”，A項錯誤。該裝置圖很容易讓考生聯(lián)想到鹽橋電池，抓住“兩電極質(zhì)量均增大”判斷，若左池Ag失去電子被氧化為Ag＋，Ag＋再結(jié)合溶液中的Cl－生成AgCl：Ag－e－＋Cl－=AgCl，即左池的銀失去電子做負(fù)極；此時右池電解質(zhì)溶液中的Ag＋在銀電極表面得到電子被還原為Ag：Ag＋＋e－=Ag，即右池的銀電極為正極；兩個電極反應(yīng)式相加得到總反應(yīng)：Ag＋＋Cl－=AgCl↓；綜上所述，B項錯誤，C項正確。鹽橋中的NOeq\o\al(－,3)向負(fù)極方向(即左池)移動，D項錯誤。13．控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2設(shè)計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是()A．反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3＋被還原C．電流表讀數(shù)為零時，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D．電流表讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極D解析：由圖示結(jié)合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3＋得電子變成Fe2＋被還原，I－失去電子變成I2被氧化，所以A、B正確；電流表讀數(shù)為零時，F(xiàn)e3＋得電子速率等于Fe2＋失電子速率，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C正確；D項在甲中溶入FeCl2固體，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2向左移動，I2被還原為I－，乙中石墨為正極，D不正確。二、非選擇題14．(1)微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如圖甲所示：甲①HS－在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)的反應(yīng)式是_____________________。②若維持該微生物電池中兩種細(xì)菌的存在，則電池可以持續(xù)供電，原因是________________________________________________。(2)PbSO4熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源?；窘Y(jié)構(gòu)如圖乙所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl－KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。乙①放電過程中，