人教版高中化學(xué)必修二第6章基礎(chǔ)課時(shí)10化學(xué)電池測(cè)試含答案解析

基礎(chǔ)課時(shí)10化學(xué)電池(分值:100分)A級(jí)合格過(guò)關(guān)練選擇題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意(1~8題,每題4分,共32分)(一)一次電池二次電池1.下列電池不屬于二次電池(可充電電池)的是()A B C D2.下列有關(guān)電池的敘述正確的是()氫氧燃料電池屬于環(huán)境友好型電池,能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)100%鋅錳干電池是一種常用的二次電池鋅錳干電池工作一段時(shí)間后鋅外殼逐漸變薄二次電池放電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能3.鎳氫電池是可充電電池,它的總反應(yīng)是12H2+NiO(OH)Ni(OH)2,根據(jù)此反應(yīng)判斷,下列說(shuō)法正確的是()電池放電時(shí),電池負(fù)極周圍溶液的堿性不斷增大電池放電時(shí),鎳元素被氧化電池放電時(shí),氫元素被還原電池放電時(shí),通入H2的一極是負(fù)極4.汽車的啟動(dòng)電源常用鉛蓄電池,該電池在放電時(shí)的總反應(yīng)方程式為PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l),根據(jù)此反應(yīng)判斷,下列敘述正確的是()PbO2是電池的負(fù)極正極的電極反應(yīng)式為Pb+SO42--2e-PbSO4鉛蓄電池放電時(shí),每轉(zhuǎn)移2mol電子消耗1molH2SO4電池放電時(shí),兩電極質(zhì)量均增加,且每轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)正極質(zhì)量增加64g(二)燃料電池5.氫氧燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置,它以鉑做電極,KOH溶液做電解液,總反應(yīng)為2H2+O22H2O,正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-,下列敘述正確的是()H2通入正極區(qū) O2通入負(fù)極區(qū)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng) 正極發(fā)生氧化反應(yīng)6.科學(xué)家近年來(lái)研制出一種新型細(xì)菌燃料電池,利用細(xì)菌將有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為氫氣,氫氣進(jìn)入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池中發(fā)電,電池負(fù)極反應(yīng)式為()H2+2OH--2e-2H2OO2+4H++4e-2H2OH2-2e-2H+O2+2H2O+4e-4OH-7.燃料電池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧氣(或空氣)起反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,若電解質(zhì)溶液是強(qiáng)堿溶液,下面關(guān)于甲烷燃料電池的說(shuō)法正確的是()負(fù)極反應(yīng)式:O2+2H2O+4e-4OH-負(fù)極反應(yīng)式:CH4+8OH--8e-CO2+6H2O隨著放電的進(jìn)行,溶液的OH-濃度不變放電時(shí)溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)8.國(guó)家電投氫能公司全自主研發(fā)的“氫騰”燃料電池系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于氫能大巴。某種氫燃料電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖,下列說(shuō)法正確的是()電池工作時(shí),電解質(zhì)溶液中的H+向b極移動(dòng)a極發(fā)生的電極反應(yīng)為H2+2e-+2OH-2H2Ob極為正極,發(fā)生氧化反應(yīng)當(dāng)外電路有1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),b極消耗5.6LO29.(10分)電池與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活有著密切的關(guān)聯(lián)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)(4分)燃料電池是目前電池研究的熱點(diǎn)之一。某課外小組自制的氫氧燃料電池如圖所示,a、b均為惰性電極。①負(fù)極是(填“a”或“b”),該電極上發(fā)生(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。

②b極發(fā)生的電極反應(yīng)式是。

③標(biāo)準(zhǔn)狀況下,消耗11.2LH2時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為。

(2)(2分)某同學(xué)利用家中廢舊材料制作可使揚(yáng)聲器發(fā)出聲音的電池,裝置如圖2所示。下列說(shuō)法正確的是(填字母)。

A.電子由鋁制易拉罐經(jīng)導(dǎo)線流向碳棒B.在碳棒上有氣體生成,該氣體可能為氫氣C.鋁質(zhì)易拉罐逐漸被腐蝕,說(shuō)明鋁失去電子D.揚(yáng)聲器發(fā)聲,說(shuō)明該裝置將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能(3)(4分)鐵及其化合物應(yīng)用廣泛,如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血?jiǎng)┑取＂賹?xiě)出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式:。

②若將①中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,請(qǐng)畫(huà)出該原電池的裝置圖,標(biāo)出正、負(fù)極和電解質(zhì)溶液。B級(jí)素養(yǎng)培優(yōu)練(10~15題,每題4分,共24分)10.目前,科學(xué)家提出了一種經(jīng)濟(jì)而且理想的獲得氫能源的循環(huán)體系(如圖)。關(guān)于此循環(huán)體系,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

燃料電池能夠使化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能燃料電池中通入H2的一極作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)在此循環(huán)中發(fā)生了反應(yīng):2H2O2H2↑+O2↑目前化學(xué)家急需解決的問(wèn)題是尋找合適的光照條件下分解水的催化劑11.金屬(M)?空氣電池的工作原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()金屬M(fèi)作電池負(fù)極電解質(zhì)是熔融的MO正極的電極反應(yīng):O2+4e-+2H2O4OH-電池反應(yīng):2M+O2+2H2O2M(OH)212.研究人員研制出一種鋰水電池,可作為魚(yú)雷和潛艇的儲(chǔ)備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料,以LiOH為電解質(zhì),使用時(shí)加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說(shuō)法不正確的是()水既是氧化劑又是溶劑放電時(shí)正極上有氫氣生成放電時(shí)OH-向正極移動(dòng)總反應(yīng)為2Li+2H2O2LiOH+H2↑13.銀鋅電池是一種常見(jiàn)化學(xué)電源,反應(yīng)原理為Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag,其工作示意圖如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()Zn為負(fù)極,電極反應(yīng)式為Zn-2e-Zn2+電流從Zn電極經(jīng)外電路流向Ag2O電極理論上每轉(zhuǎn)移1mol電子,Ag2O電極質(zhì)量減少8gKOH不參與電池反應(yīng),其溶液濃度始終保持不變14.通過(guò)NO傳感器可監(jiān)測(cè)汽車尾氣中NO的含量,其工作原理如圖所示,下列說(shuō)法不正確的是()Pt電極上發(fā)生的是還原反應(yīng)外電路中,電子從Pt電極流向NiO電極NiO電極上的電極反應(yīng)式為NO+O2--2e-NO2O2的電極反應(yīng)產(chǎn)物是O2-15.新型微生物電池可應(yīng)用于酸性有機(jī)廢水(含C6H6O)的處理,其放電時(shí)的工作原理如圖所示,其中交換膜為質(zhì)子交換膜。下列說(shuō)法正確的是()N極為電池的負(fù)極工作時(shí),氫離子從N極移向M極N極的電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-2H2O標(biāo)準(zhǔn)狀況下,N極消耗22.4LO2,M極產(chǎn)生CO2的體積為22.4L16.(11分)化學(xué)電源在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)(3分)圖中,正極電極反應(yīng)式:

;

電子流向:(填“Zn”或“Cu”,下同)極經(jīng)導(dǎo)線流入極。

(2)(4分)鉛酸蓄電池是常見(jiàn)的二次電池,其工作原理如圖所示。放電時(shí)總反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,負(fù)極電極反應(yīng)式為Pb-2e-+SO42-PbSO4。①寫(xiě)出放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式:

。

②鉛酸蓄電池放電一段時(shí)間,當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí),正極質(zhì)量將增大g。

(3)(4分)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),有望成為新能源汽車和移動(dòng)設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應(yīng)方程式為4M+nO2+2nH2O4M(OH)n。已知:①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。②陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò),陰離子交換膜只允許陰離子通過(guò)。比較Mg、Al、Zn三種金屬?空氣電池,則Mg、Al、Zn分別作為電極時(shí)“理論比能量”由大到小的順序?yàn)?1分),該電池正極的電極反應(yīng)式為(2分),

若為Mg?空氣電池,為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg(OH)2,宜采用(1分)(填“陽(yáng)離子”或“陰離子”)交換膜。

17.(13分)通常氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種,試回答下列問(wèn)題:(1)(2分)下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是。A.太陽(yáng)光催化分解水制氫氣比電解水制氫氣更為科學(xué)B.氫氧燃料電池作為汽車動(dòng)力更能保護(hù)環(huán)境C.以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式相同D.以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的總反應(yīng)式相同(2)(1分)氫氧燃料電池用于航天飛船,電極反應(yīng)產(chǎn)生的水,經(jīng)過(guò)冷凝后可用作航天員的飲用水,當(dāng)?shù)玫?.8g飲用水時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為。

(3)(2分)某同學(xué)關(guān)于原電池的筆記中,不合理的有(填序號(hào))。

①原電池兩電極材料活潑性一定不同②原電池負(fù)極材料參與反應(yīng),正極材料都不參與反應(yīng)③Fe—濃硝酸—Cu原電池,Fe是負(fù)極④原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置(4)(5分)鋰錳電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下,其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中,Li+通過(guò)電解質(zhì)轉(zhuǎn)移到MnO2晶格中生成LiMnO2。①外電路的電流方向是由極流向極(填電極編號(hào))。

②正極材料是。

③是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑?(填“是”或“否”);原因是

。(5)(3分)電化學(xué)法處理SO2是目前研究的熱點(diǎn)。利用雙氧水氧化吸收SO2可消除SO2污染,設(shè)計(jì)裝置如圖所示(已知石墨只起導(dǎo)電作用,質(zhì)子交換膜只允許H+通過(guò))。①石墨1為(填“正極”或“負(fù)極”),放電時(shí)H+移向(填“正極”或“負(fù)極”)。

②反應(yīng)的總化學(xué)方程式為

。

18.(6分)氯鋁電池是一種新型的燃料電池。電解質(zhì)溶液是KOH溶液。試回答下列問(wèn)題:(1)(1分)通入Cl2(g)的電極是(填“正”或“負(fù)”)極。

(2)(2分)投入Al(s)的電極是(填“正”或“負(fù)”)極,負(fù)極電極反應(yīng)式為

。

(3)(2分)外電路電子從(填“Al”或“Cl2”)極流向(填“正”或“負(fù)”)極。

(4)(1分)每消耗8.1gAl(s),電路中通過(guò)的電子數(shù)目為NA(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。

19.(4分)高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通電池相比,該電池能較長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)式為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)(1分)高鐵電池的負(fù)極材料是。(2)(2分)放電時(shí),正極發(fā)生(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。已知正極反應(yīng)式為FeO42-+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-,則負(fù)極反應(yīng)式為。

(3)(1分)放電時(shí),(填“正”或“負(fù)”)極附近溶液的堿性增強(qiáng)。

基礎(chǔ)課時(shí)10化學(xué)電池1.A[鉛酸蓄電池、鎳鎘電池、鋰離子電池等可以反復(fù)充電放電,屬于可充電電池,是二次電池;堿性鋅錳電池不能充電,完全放電后不能再使用,是一次電池。]2.C[燃料電池轉(zhuǎn)化率不可能為100%,故A錯(cuò)誤;鋅錳干電池是一種常用的一次電池,故B錯(cuò)誤;鋅錳干電池工作過(guò)程中,負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e-Zn2+,鋅外殼不斷被腐蝕而逐漸變薄,故C正確;二次電池放電過(guò)程是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故D錯(cuò)誤。]3.D[電池放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-2H2O,所以負(fù)極周圍溶液的氫氧根離子減少,溶液的pH減小,A錯(cuò)誤;電池放電時(shí),正極反應(yīng)式為NiO(OH)+H2O+e-OH-+Ni(OH)2,鎳元素被還原,B錯(cuò)誤;電池放電時(shí),氫元素化合價(jià)升高,被氧化,C錯(cuò)誤。]4.D[鉛蓄電池中鉛為負(fù)極,氧化鉛為正極。A項(xiàng),PbO2是電池的正極;B項(xiàng),正極為氧化鉛得電子生成硫酸鉛;C項(xiàng),鉛蓄電池放電時(shí),每轉(zhuǎn)移2mol電子消耗1molPb,從方程式可以看出消耗2molH2SO4;D項(xiàng),電池放電時(shí),負(fù)極鉛失電子和硫酸根生成硫酸鉛,正極氧化鉛得電子與硫酸根生成硫酸鉛,兩電極質(zhì)量均增加,每轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)正極1molPbO2生成1molPbSO4,質(zhì)量增加64g。]5.C[由總反應(yīng)2H2+O22H2O可知,H2為還原劑,為負(fù)極反應(yīng)物,應(yīng)通入負(fù)極區(qū),O2為氧化劑,為正極反應(yīng)物,應(yīng)通入正極區(qū),H2在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),O2在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)。]6.C[根據(jù)題給信息,該燃料電池的總反應(yīng)式為2H2+O22H2O。電解液為酸性溶液,電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH-,A、D錯(cuò)誤;又因?yàn)槿剂想姵刂胸?fù)極通入氫氣,正極通入氧氣,B錯(cuò)誤。]7.D[O2+2H2O+4e-4OH-應(yīng)為正極反應(yīng)式,燃料氧化生成的二氧化碳不可能從強(qiáng)堿溶液中逸出,它將進(jìn)一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化成碳酸根離子,所以負(fù)極反應(yīng)式為CH4+10OH--8e-CO32-+7H2O,由于部分堿和二氧化碳反應(yīng),所以溶液的c(OH-)將減小。]8.A[電池工作時(shí),H+移向正極,故A正確;a極發(fā)生的電極反應(yīng)為H2-2e-2H+,故B錯(cuò)誤;b極為正極,發(fā)生還原反應(yīng),故C錯(cuò)誤;題目中未說(shuō)明是否是標(biāo)準(zhǔn)狀況,無(wú)法計(jì)算氧氣的物質(zhì)的量,故D錯(cuò)誤。]9.(1)①a氧化②O2+2H2O+4e-4OH-③6.02×1023(或NA)(2)ABC(3)①2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+②解析(1)①通入氫氣的一極(a極)為電池的負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)。②氫氧燃料電池工作時(shí),通入氧氣的一極(b極)為電池的正極,發(fā)生還原反應(yīng):O2+2H2O+4e-4OH-;③標(biāo)準(zhǔn)狀況下,消耗11.2L(0.5mol)H2時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.02×1023(或NA);(2)A.原電池中,電子從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極,故電子由鋁制易拉罐經(jīng)導(dǎo)線流向碳棒,故A正確;B.碳棒為正極,在碳棒上有氣體生成,是稀醋酸溶液中的H+得電子生成氫氣,故B正確;C.鋁為負(fù)極,鋁失去電子生成鋁離子,鋁質(zhì)易拉罐逐漸被腐蝕,故C正確;D.該裝置為原電池,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,從而使揚(yáng)聲器發(fā)聲,故D錯(cuò)誤;(3)①FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板,生成氯化銅和氯化亞鐵,離子方程式:2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+;②若將①中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,銅作負(fù)極,氯化鐵溶液作電解質(zhì),活潑性比銅差的金屬或惰性電極作正極,畫(huà)出該原電池的裝置圖,標(biāo)出正、負(fù)極和電解質(zhì)溶液(見(jiàn)答案)。10.C[此循環(huán)過(guò)程中利用太陽(yáng)能將H2O分解為H2和O2,然后利用氫氧燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,循環(huán)過(guò)程中并沒(méi)有發(fā)生電解水的反應(yīng)。]11.B[溶液中只存在OH-,不存在O2-,所以電解質(zhì)溶液應(yīng)該為M(OH)2。]12.C[由題意可推測(cè)此電池總反應(yīng)為2Li+2H2O2LiOH+H2↑,再依據(jù)原電池原理寫(xiě)出其電極反應(yīng)如下:負(fù)極2Li-2e-2Li+,正極2H2O+2e-2OH-+H2↑。結(jié)合選項(xiàng)分析A、B、D正確;在原電池內(nèi)部,放電時(shí)OH-向負(fù)極移動(dòng),故C項(xiàng)錯(cuò)誤。]13.C[A項(xiàng),Zn為負(fù)極,在堿性環(huán)境中生成氫氧化鋅,電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2;B項(xiàng),電流從電源的正極沿著導(dǎo)線流向負(fù)極,Zn為負(fù)極,Ag2O為正極,則電流從Ag2O電極經(jīng)外電路流向Zn電極;C項(xiàng),正極反應(yīng)為Ag2O+H2O+2e-2OH-+2Ag,理論上每轉(zhuǎn)移2mol電子,即有1molAg2O轉(zhuǎn)變?yōu)?molAg、電極質(zhì)量減少16g,則理論上每轉(zhuǎn)移1mol電子,Ag2O電極質(zhì)量減少8g;D項(xiàng),從電池總反應(yīng)Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag可知KOH不參與電池反應(yīng),但水消耗了,故通常情況下,其溶液濃度逐漸增大。]14.B[由離子的定向移動(dòng)可知NiO電極為原電池的負(fù)極,Pt電極為原電池的正極,發(fā)生還原反應(yīng),A正確;NiO電極為原電池的負(fù)極,外電路中,電子從NiO電極流向Pt電極,B錯(cuò)誤;NiO電極上NO失電子和氧離子反應(yīng)生成二氧化氮,所以電極反應(yīng)式為NO+O2--2e-NO2,C正確;Pt電極為原電池的正極,O2的電極反應(yīng)產(chǎn)物是O2-,D正確。]15.C[由圖可知,O2→H2O發(fā)生還原反應(yīng),則N極為電池的正極,A錯(cuò)誤;N極是正極,陽(yáng)離子移向正極,則H+從M極移向N極,B錯(cuò)誤;N極發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-2H2O,C正確;電池總反應(yīng)式為C6H6O+7O26CO2+3H2O,則消耗1molO2時(shí),M極產(chǎn)生67molCO2,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為67mol×22.4L·mol16.(1)2H++2e-H2↑ZnCu(2)①PbO2+2e-+4H++SO42-PbSO4+2H2O②(3)Al>Mg>ZnO2+2H2O+4e-4OH-陽(yáng)離子解析(1)Zn?Cu?稀硫酸原電池中,Zn比Cu活潑,則Zn作負(fù)極,Cu作正極,正極電極反應(yīng)式:2H++2e-H2↑;電子從負(fù)極流向正極,即從Zn流向Cu。(2)①根據(jù)放電總反應(yīng)式:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O和負(fù)極電極反應(yīng)式:Pb-2e-+SO42-PbSO4,得正極電極反應(yīng)式:PbO2+2e-+4H++SO42-PbSO4+2H2O。②鉛酸蓄電池放電一段時(shí)間,當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí),根據(jù)PbO2~2e-~PbSO4,正極質(zhì)量將增大(32+16×2)g=64g。(3)假設(shè)三種金屬質(zhì)量都是1g時(shí),這三種金屬轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量分別為Mg:124mol×2=112mol、Al:127mol×3=19mol、Zn:165mol×2=132.5mol,則Mg、Al、Zn分別作為電極時(shí)“理論比能量”由大到小的順序?yàn)锳l>Mg>Zn;正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成OH-,因?yàn)槭顷庪x子交換膜,所以陽(yáng)離子不能進(jìn)入正極區(qū)域,則正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-;負(fù)極上Mg失電子生成Mg17.(1)C(2)0.2NA(1.204×1023)(3)①②③(4)①ba②MnO2③否電極Li是活潑金屬,能與水反應(yīng)(5)①負(fù)極正極②SO2+H2O2H2SO4解析(1)電解獲得H2消耗較多的能量,而在催化劑作用下利用太陽(yáng)能來(lái)分解H2O獲得H2更為科學(xué),A正確;氫氧燃料電池產(chǎn)物H2O無(wú)污染,能有效保護(hù)環(huán)境,B正確;以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式分別為:H2-2e-2H+,H2-2e-+2OH-2H2O,不相同,C錯(cuò)誤;以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的總反應(yīng)式均為2H2+O22H2O,D正確。(2)由得失電子數(shù)目守恒可知,當(dāng)?shù)玫?.8g飲用水時(shí),轉(zhuǎn)移的電