原電池 化學電源 單元測試

原電池化學電源單元測試一、選擇題1．(·合肥一中)一個充電電池放電時電極反應為H2＋2OH－－2e－=2H2O，NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－，當電池充電時，與外電源正極連接電極上發(fā)生反應是()A．H2O還原 B．NiOOH還原C．H2氧化 D．Ni(OH)2氧化解析：充電時與外電源正極連接電極是陽極，發(fā)生氧化反應，與放電時正極反應相反，可知是Ni(OH)2失電子被氧化，發(fā)生氧化反應。答案：D2．(湖北省老河口市一中高三上學期期中)在盛有稀硫酸燒杯中放入用導線連接電極X、Y，外電路中電子流向如圖所表示，關于該裝置以下說法正確是()A．外電路電流方向為X→外電路→YB．若兩電極分別為鐵和碳棒，則鐵棒進行電極反應式為2H＋＋e－=H2↑C．X極上發(fā)生是還原反應，Y極上發(fā)生是氧化反應D．若兩電極都是金屬，則它們活動性次序是X>Y解析：考查原電池反應原理。A．依照圖片知該裝置是原電池，外電路中電子從X電極流向Y電極，電流流向與此相反，即Y→外電路→X，A項錯誤；B．若兩電極分別為鐵和碳棒，則鐵棒是負極，發(fā)生氧化反應：Fe－2e－=Fe2＋，B項錯誤；C．X是負極，負極上發(fā)生氧化反應；Y是正極，正極上發(fā)生還原反應，C項錯誤；D．原電池中較活潑金屬作負極，較不活潑金屬或導電非金屬作正極，該原電池中X是負極，Y是正極，所以若兩極都是金屬，則它們活動性次序為X>Y，D項正確；答案選D。答案：D3．(·鄭州外國語學校)觀察如圖所表示裝置，可發(fā)覺電流計指針偏轉，M棒變粗，N棒變細。下表所列M、N、P對應物質可組成該裝置是()選項MNPA鋅銅稀硫酸B銅鐵稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液解析：M棒變粗，N棒變細，說明N棒是負極(金屬失去電子轉化成金屬離子)，M棒上有金屬析出。金屬活潑性：N>M，可排除A、D選項，結合電解質溶液中有金屬離子得到電子被還原，所以選擇C選項。答案：C4．(·南京市金陵中學)(雙選)鎳氫電池(NiMH)現(xiàn)在已經成為混合動力汽車一個主要電池類型。NiMH中M表示儲氫金屬或合金。該電池在充放電過程中總反應方程式是Ni(OH)2＋Meq\o(,\s\up7(充電),\s\do5(放電))NiOOH＋MH。已知反應6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－=6Ni(OH)2＋NOeq\o\al(－,2)。以下說法正確是()A．NiMH電池放電過程中，正極電極反應式為NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－B．放電過程中OH－從正極向負極遷移C．放電過程中負極電極反應式為MH＋OH－－e－=H2O＋M，OH－中H被MH中M氧化D．NiMH電池能夠用KOH溶液、氨水等作為電解質溶液解析：由題給信息可知，儲氫金屬或合金M不參加氧化還原反應。放電時正極上發(fā)生還原反應，A項正確。放電時陰離子向負極移動，B項正確。充、放電時M化合價未發(fā)生改變，C項錯誤。由反應6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－=6Ni(OH)2＋NOeq\o\al(－,2)可知，該電池電解質溶液不能為氨水，D項錯誤。誤區(qū)提醒：MH是金屬或合金吸收氫后物質，經過分析所給反應可知，M化合價沒有改變，輕易將得電子元素看成金屬元素而錯選。答案：AB5．(·云南玉溪一中月考)依照如圖所表示，以下判斷中正確是()A．燒杯a中發(fā)生反應O2＋4H＋＋4e－=2H2O，溶液pH降低B．燒杯b中發(fā)生反應為2Zn－4e－=2Zn2＋C．電子從Zn極流出，流入Fe極，經鹽橋回到Zn極D．向燒杯a中加入少許K3[Fe(CN)6]溶液，有藍色沉淀生成解析：本題綜合考查原電池知識。依照電子流向，通入氮氣一極為負極，氧氣一極為正極，故燒杯a中發(fā)生反應O2＋2H2O＋4e－=4OH－，溶液pH增大，A錯誤；燒杯b中發(fā)生反應為2Zn－4e－=2Zn2＋，B正確；鹽橋中是陰陽離子導電，C錯誤；向燒杯a中加入少許K3[Fe(CN)6]溶液，溶液中不存在亞鐵離子，沒有藍色沉淀，D錯誤。答案：B6．(·廈門一中)某試驗小組依據反應AsOeq\o\al(3－,4)＋2H＋＋2I－AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋H2O設計了如圖所表示原電池，探究pH對AsOeq\o\al(3－,4)氧化性影響。測得電壓表所測電壓值與pH關系如圖所表示。以下關于敘述錯誤是()A．調整pH能夠改變反應方向B．pH＝0.68時，反應處于平衡狀態(tài)C．pH＝5時，負極電極反應式為2I－－2e－=I2D．pH>0.68時，氧化性：I2>AsOeq\o\al(3－,4)解析：A項，該反應為可逆反應，若氫離子濃度較大，則平衡正向移動，碘元素化合價升高，乙燒杯中石墨作負極，砷元素化合價降低，甲燒杯中石墨作正極；反之則平衡逆向移動，A項正確。B項，由圖像可知，pH＝0.68時，電壓為0V，電路中沒有電流經過，即反應處于平衡狀態(tài)，B項正確。C項，pH＝5時，反應逆向進行，負極反應式為AsOeq\o\al(3－,3)－2e－＋H2O=AsOeq\o\al(3－,4)＋2H＋，C項錯誤。D項，pH>0.68時，反應逆向進行，氧化性：I2>AsOeq\o\al(3－,4)，D項正確。答案：C7．如圖所表示是幾個常見化學電源示意圖，關于說法不正確是()A．上述電池分別屬于一次電池、二次電池和燃料電池B．干電池在長時間使用后，鋅筒被破壞C．鉛蓄電池工作過程中，每經過2mol電子，負極質量減輕207D．氫氧燃料電池是一個具備應用前景綠色電源解析：鉛蓄電池負極反應為Pb－2e－＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4，經過2mol電子時，質量增加96g。答案：C8．(·四川綿陽診療)某合作學習小組同學利用以下氧化還原反應設計原電池：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O。鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液，以下敘述中正確是()A．乙燒杯中發(fā)生還原反應B．甲燒杯中溶液pH逐步減小C．電池工作時，鹽橋中SOeq\o\al(2－,4)移向甲燒杯D．外電路電流方向是從a到b解析：本題考查原電池工作原理，意在考查考生對原電池工作原理了解能力。乙燒杯中發(fā)生氧化反應：Fe2＋－e－=Fe3＋，A項錯誤；甲燒杯中發(fā)生還原反應：MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋＋5e－=Mn2＋＋4H2O，c(H＋)減小，pH增大，B項錯誤；電池工作時，乙燒杯中正電荷增多，SOeq\o\al(2－,4)移向乙燒杯，C項錯誤；外電路電流方向是從正極(a)到負極(b)，D項正確。答案：D9．鎂及其化合物通常無毒(或低毒)、無污染，且鎂原電池放電時電壓高而平衡，使鎂原電池越來越成為人們研制綠色原電池關注焦點。其中一個鎂原電池反應為xMg＋Mo3S4eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))MgxMo3S4；在鎂原電池放電時，以下說法錯誤是()A．Mg2＋向正極遷移B．正極反應為：Mo3S4＋2xe－=Mo3Seq\o\al(2x－,4)C．Mo3S4發(fā)生氧化反應D．負極反應為：xMg－2xe－=xMg2＋解析：正極反應為Mo3S4＋2xe－=Mo3Seq\o\al(2x－,4)，發(fā)生還原反應，負極反應為xMg－2xe－=xMg2＋，負極產生Mg2＋移向正極，C選項錯誤。答案：C10．甲醇-空氣燃料電池(DMFC)是一個高效能、輕污染車載電池，其工作原理如圖所表示。以下關于敘述正確是()A．H＋從正極區(qū)經過交換膜移向負極區(qū)B．負極電極反應為CH3OH(l)＋H2O(l)－6e－=CO2(g)＋6H＋C．d導出是CO2D．圖中b、c加入分別是O2、甲醇解析：H＋為陽離子，應該從負極區(qū)經過交換膜移向正極區(qū)，A項錯誤；甲醇-空氣燃料電池中，甲醇是還原劑，在負極發(fā)生失電子氧化反應，B項正確；依照H＋移動方向可知甲電極為負極，所以a導出是CO2，C項錯誤；由上述分析可知b、c加入分別為甲醇、O2，D項錯誤。答案：B11．(內蒙古赤峰市寧城縣高三上學期統(tǒng)考)如圖是一個應用廣泛鋰電池，LiPF6是電解質，SO(CH3)2是溶劑，反應原理是4Li＋FeS2=Fe＋2Li2S。以下說法不正確是()A．能夠用水代替SO(CH3)2做溶劑B．電子移動方向是由a極流向b極C．該裝置將化學能轉化為電能D．b極反應式為FeS2＋4Li＋＋4e－=Fe＋2Li2S解析：考查了原電池原理相關知識。A．水導電性差且和鋰發(fā)生反應，不符合原電池反應原理，故A錯誤；B．原電池中電子從負極沿外電路流向正極，原電池中a為負極，是由a極流向b級，故B正確；C．裝置圖分析可知是原電池反應原理，是化學能轉化為電能裝置，故C正確；D．b電極為正極，得到電子發(fā)生還原反應，電極反應為FeS2＋4Li＋＋4e－=Fe＋2Li2S，故D正確，。答案：A二、非選擇題12．(·蘭州一中)已知稀溴水和氯化鐵溶液都呈黃色，現(xiàn)在足量稀氯化亞鐵溶液中，加入1～2滴液溴，振蕩后溶液呈黃色，現(xiàn)對溶液呈黃色原因進行探究。(1)僅限選取儀器和試劑有燒杯、試管、玻璃棒、量筒、滴管、藥匙；酸性高錳酸鉀溶液、氫氧化鈉溶液、四氯化碳、硫氰化鉀溶液、硝酸銀溶液、淀粉碘化鉀溶液。完成以下試驗探究過程：【提出假設】假設1：溶液呈黃色不是發(fā)生化學反應所致，是由溶液中________引發(fā)(填微粒化學式，下同)。假設2：溶液呈黃色是發(fā)生化學反應所致，是由溶液中________引發(fā)。【設計試驗方案】為了驗證上述假設1和假設2推斷，請用簡明文字描述你試驗方案及試驗中出現(xiàn)現(xiàn)象。假設1：_____________________________。假設2：_____________________________。(2)依照高中所學知識判斷，你認為________(填“假設1”或“假設2”)推斷是正確；若選取淀粉碘化鉀溶液驗證你假設是否可行？________(填“可行”或“不可行(3)寫出鐵離子與碘離子反應離子方程式：_____________________________，并依據該反應原理設計一個原電池，將原電池裝置示意圖畫在方框中。解析：因為氧化性：Br2>Fe3＋，故溶液呈黃色是因為溴將亞鐵離子氧化成了鐵離子。Br2和Fe3＋都能把I－氧化成I2使淀粉溶液變藍，所以不能用淀粉碘化鉀溶液驗證。Fe3＋與I－反應離子方程式為2I－＋2Fe3＋=2Fe2＋＋I2，氧化劑和還原劑均為溶液中離子，故可將其設計成雙液原電池。答案：(1)Br2Fe3＋向黃色溶液中加入適量CCl4，振蕩，靜置，下層溶液呈橙紅色向黃色溶液中滴加幾滴KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色(2)假設2不可行(3)2I－＋2Fe3＋=2Fe2＋＋I213．(·福建師大附中)氫氧燃料電池是符合綠色化學理念新型發(fā)電裝置。如圖為該電池工作原理示意圖，該電池電極表面鍍一層細小鉑粉，吸附氣體能力強，性質穩(wěn)定。請回答：(1)氫氧燃料電池放電時能量轉化形式主要是________，在導線中電子流動方向為________(用a.b表示)。(2)負極反應式為__________________。(3)電極表面鍍鉑粉原因為__________________。(4)該電池工作時，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不停提供電能。所以，大量安全儲氫是關鍵技術之一，金屬鋰是一個主要儲氫材料，吸氫和放氫原理以下：Ⅰ.Li＋H2eq\o(=,\s\up7(△))2LiHⅡ.LiH＋H2O=LiOH＋H2↑①反應Ⅰ中還原劑是________，反應Ⅱ中氧化劑是____________。②知LiH固體密度為0.82g/cm3。用鋰吸收224L(標準情況)H2，③將由②生成LiH與H2O作用放出H2用作電池燃料，若能量轉化率為80%，則導線中經過電子物質量為________mol。解析：(1)原電池是把化學能轉化成電能裝置。電池總反應式為2H2＋O2=2H2O，其中H元素從0價升至＋1價，失去電子，即電子在導線中從a流向b；(2)負極為失去電子一極，即H2失電子生成H＋，因為溶液是呈堿性，故負極反應式為H2＋2OH－－2e－=2H2O。(3)電極表面鍍鉑粉可增大電極單位面積吸附H2、O2分子數，能夠加緊反應速率。(4)①反應Ⅰ中Li元素從0價升至＋1價，故Li作還原劑。反應Ⅱ中H2O中H元素從＋1價降至H2中0價，故H2O作氧化劑。②由反應I可知，當鋰吸收10molH2時，則生成20molLiH，V(LiH)＝eq\f(20×8,0.82)×10－3L＝1.951×10－1L，則eq\f(VLiH,VH