课标通用山东省高考化学总复习专题六第2讲原电池化学电源练习

由天下分享时间：2025/1/15 18:15:47 加入收藏我要投稿点赞

第2讲原电池化学电源

A组基础题组

1.下列设备工作时,将化学能转化为热能的是( )

A 硅太阳能电池 B 锂离子电池 C 太阳能集热器 D 燃气灶答案 D 硅太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置,A项错误;锂离子电池是将化学能转化为电能的装置,B项错误;太阳能集热器是将太阳能转化为热能的装置,C项错误;燃气通过燃气灶发生燃烧反应,如CH4+2O2 CO2+2H2O,实现了化学能到热能的转化,D项正确。

2.(2024山东潍坊期末)锂钒氧化物二次电池的特点是成本低,对环境无污染,能量密度高。电池总反应为V2O5+xLiLixV2O5。下列说法正确的是( ) A.电池在充电时,Li电极接电源正极 B.电池放电过程中,Li向负极移动

C.电池放电时正极的反应为V2O5+xLi+xeLixV2O5 D.V2O5是锂发生反应的载体,不参与电池反应

答案 C A项,电池在充电时,Li电极连接电源的负极,错误;B项,电池放电时,该装置是原电池,Li向正极移动,错误;C项,电池放电时,V2O5作正极得电子,电极反应式为V2O5+xLi+xeLixV2O5,正确;D项,V2O5参与电池反应,错误。

3.金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为:4M+nO2+2nH2O 4M(OH)n。

已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是( )

A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面 B.比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池,Al-空气电池的理论比能量最高 C.M-空气电池放电过程的正极反应式:4M+nO2+2nH2O+4ne 4M(OH)n

D.在Mg-空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜

答案 C A项,采用多孔电极可以提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于O2扩散至电极表面;B项,单位质量的Mg、Al、Zn反应,Al转移的电子数最多,故Al-空气电池的理论比能量最高;C项,由于电池中间为阴离子交换膜,故M不能通过,则正极的电极反应式为O2+4e+2H2O 4OH;D项,在Mg-空气电池中,负极的电极反应式为Mg-2e Mg,为防止负极区沉积Mg(OH)2,可采用阳离子交换膜阻止OH进入负极区。 4.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、b 相连时a为负极;c、d相连时电流由d到c;a、c相连时c极上产生大量气泡;b、d相连时d极质量减少,则四种金属的活动性顺序由强到弱为( ) A.a>b>c>d B.a>c>d>b C.c>a>b>d D.b>d>c>a

答案 B a、b相连时a为负极,则活动性顺序a>b;c、d相连时电流由d→c,说明c是负极,则活动性顺序c>d;a、c相连时c极上产生大量气泡,说明c是正极,则活动性顺序a>c;b、d相连时d极质量减少,说明d是负极,b是正极,则活动性顺序d>b,故活动性顺序是a>c>d>b。

5.(2024山东七校联合体第二次联考)某同学组装了如图所示的电化学装置。电极Ⅰ为Al,其他电极均为Cu,则( )

A.电极Ⅰ发生还原反应 B.电极Ⅱ逐渐溶解 C.电流方向:电极Ⅳ电极Ⅰ D.电极Ⅲ的电极反应:Cu+2e Cu

--2+

-n+

--n+

答案 C 根据图示判断左边两池通过盐桥构成原电池,电极Ⅰ为负极,电极Ⅱ为正极,与负极相连的电极Ⅳ为电解池的阴极,与正极相连的电极Ⅲ为电解池的阳极。Ⅰ为负极,失去电子,发生氧化反应,故A错误;电极Ⅱ为正极,电解质溶液中的铜离子在正极得到电子生成铜单质,电极Ⅱ有铜析出,故B错误;电极Ⅰ为负极,电极Ⅳ为电解池的阴极,所以电流方向:电极Ⅳ电极Ⅰ,故C正确;电极Ⅲ为阳极,电极反应为Cu -2e Cu,故D错误。

6.某种甲烷燃料电池采用铂作电极,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过,其基本结构如图,电池总反应为CH4+2O2CO2+2H2O。下列有关说法正确的是( )

A.电子由a极流出经过负载流向b极 B.电解质溶液中H移向a极 C.每转移1 mol e,消耗1.6 g CH4 D.b极上的电极反应式为O2+2H2O+4e4OH

答案 A A项,由电池总反应可知,通甲烷的一极为燃料电池的负极,通O2的一极为燃料电池的正极,则a为负极,b为正极,在原电池中电子从负极经外电路流向正极,即由a极经负载流向b极,正确。B项,在原电池中,阳离子移向正极,所以电解质中的氢离子移向b极,错误。C项,由燃料电池的总反应式可知,甲烷中C元素从-4价变为+4价,则1 mol甲烷参加反应转移的电子的物质的量为8 mol,所以转移1 mol电子,消耗0.125 mol的甲烷,质量为2 g,错误。D项,由装置图可知,该燃料电池的电解质溶液为稀硫酸,所以正极的电极反应式为O2+4e+4H2H2O,错误。

7.已知锂离子电池的总反应:LixC+L -CoO2 C+LiCoO2,锂硫电池的总反应:2Li+S Li2S,有关上述两种电池

---+

-2+

说法正确的是( )

A.锂离子电池放电时,Li向负极迁移 B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应 C.理论上两种电池的比能量相同

D.上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电

答案 B 原电池中阳离子向正极移动,则锂离子电池放电时,Li向正极迁移,故A错误;锂硫电池充电时,锂电极与外接电源的负极相连,锂电极上 Li得电子发生还原反应,故B正确;比能量是参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小,锂硫电池放电时负极为 Li,锂离子电池放电时负极为 LixC,两种电池的负极材料不同,所以比能量不同,故C错误;题图表示用锂硫电池给锂离子电池充电,故D错误。 8.(2024四川绵阳第三次诊断)近年来,尿素电氧化法处理富含尿素的工业废水和生活污水得到了广泛关注,该法具有操作简易、处理量大等优点,且该过程在碱性条件下产生无毒的CO2、N2,电池工作时,下列说法错误的是( )

A.负极发生的反应为CO(NH2)2+6OH-6e N2↑+CO2↑+5H2O B.正极附近溶液的pH增大 C.隔膜只允许阳离子通过

D.处理掉废水中尿素1.0 g时消耗O2 0.56 L(标准状况)

答案 C 由电池工作时的图像可知,通尿素的一极为负极,发生氧化反应,电极反应为

CO(NH2)2+6OH-6eN2↑+CO2↑+5H2O;通氧气的一极为正极,发生还原反应,电极反应为O2+4e+2H2O 4OH,A项正确;B项,正极附近发生电极反应:O2+4e+2H2O 4OH,产生OH,使溶液的pH增大,正确;C项,为维持溶液的电中性,正极附近产生的OH通过隔膜进入负极被消耗,隔膜允许阴离子通过,错误;D项,根据电极反应可知负极每消耗尿素1.0 g时转移的电子为 mol,根据正极反应可得消耗的O2的体积为 mol××22. L/mol=0.56 L,正确。

-1

----------+

9.某汽车尾气分析仪利用燃料电池的工作原理测定CO的浓度,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇—氧化钠,其中O可以在固体介质NASICON中自由移动。

(1)负极反应式为 ; 正极反应式为。

电池总反应为。

(2)如果将上述电池中的电解质改为熔融的K2CO3,b极通入的气体为氧气和CO2,写出相关的电极反应式。负极: ; 正极: 。电池总反应: 。

答案 (1)CO+O-2e CO2 O2+4e 2O 2CO+O2 2CO2

2-2-2---2-

(2)2CO-4e+2CO 4CO2 O2+4e+2CO2 2CO 2CO+O2 2CO2

解析 (1)该装置是原电池,通入一氧化碳的电极a是负极,负极上一氧化碳失电子发生氧化反应,电极反应式为CO+O-2e CO2,b为正极,电极反应式为O2+4e 2O,电池总反应式为2CO+O2 2CO2。

2-2---2-

(2)该电池的总反应式为2CO+O2 2CO2,正极反应式为O2+4e+2CO2 2CO ,负极反应式=总反应式-正极反应式,得出负极反应式为2CO-4e+2CO 4CO2。