第2讲 原电池 化学电源
一、单项选择题
1.燃料电池能有效提高能源利用率,具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料,其中最环保的是( )
A.氢气 B.天然气 C.液化石油气 D.甲醇
答案 A H2反应后的产物仅为H2O,其余三项燃烧后还产生CO2等,所以燃料H2最环保,A项正确。
2.(2018常熟中学第二次调研)一种海水电池的反应原理可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl有关反应的说法正确的是( ) A.反应中MnO2是还原剂
B.电池工作时,海水起导电作用,其中NaCl浓度保持不变
Na2Mn5O10+2AgCl,
C.Ag为负极,电极反应为Ag-e+Cl
--
AgCl
D.每生成1 mol Na2Mn5O10 转移1 mol电子
答案 C 该反应中锰元素的化合价由+4价→+价,所以二氧化锰得电子,作氧化剂,A错误;电池工作时,海水起导电作用,氯化钠是反应物,所以NaCl浓度减小,B错误;该反应中,银是还原剂,电极反应为Ag-e+Cl
--
AgCl,C正确;每生成1 mol Na2Mn5O10 转移电子(4-) mol×5=2 mol,D错误。
3.全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为16Li+xS8
8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是( )
A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li+2e
+
-
3Li2S4
1
B.电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重0.14 g C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性 D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多
答案 D 本题考查新型化学电源的工作原理。电池工作时,电极a为正极,得到电子,由题图可知,工作过程中可发生反应2Li2S6+2Li+2e
+
-
3Li2S4;外电路中流过0.02 mol电子时,负极消耗0.02 mol Li,
即减重0.14 g;石墨烯可导电,能提高电极a的导电性;放电时Li2S8不断转化为Li2S2,充电时Li2S2不断转化为Li2S8;故D不正确,A、B、C均正确。
4.一种石墨烯锂硫电池(2Li+S8( )
Li2S8)工作原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是
A.B电极发生还原反应
B.A电极上发生的一个电极反应:2Li+S8+2eC.每生成1 mol Li2S8转移0.25 mol电子
+-
Li2S8
D.电子从B电极经过外电路流向A电极,再经过电解质流回B电极
答案 B A项,根据在原电池中,阳离子移向正极,及题图中Li移动方向,可知A是正极,发生还原反应,B是负极,发生氧化反应,故错误;C项,每生成1 mol Li2S8转移2 mol电子,故错误;D项,电子从B电极经过外电路流向A电极,但电子不会经过电解质,故错误。
5.一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示,图中有机废水中的有机物可用C6H10O5表示。下列有关说法正确的是( )
+
2
A.b电极为该电池的负极 B.b电极附近溶液的pH减小
C.a电极反应式:C6H10O5-24e+7H2OD.中间室:Na移向左室,Cl移向右室
+
-
-
6CO2↑+24H
+
答案 C A项,b处为N极反应式为2N
--
中+5价的N变成0价的N2,化合价降低,得电子,作为正极,错误;B项,b处电
+
+10e+12H N2↑+6H2O,消耗H,pH变大,错误;C项正确;D项,原电池中,Na移向正
++
极(右室),Cl移向负极(左室),错误。
6.(2019南通模拟)锂-空气电池充放电基本原理如图所示,下列说法不正确的是( )
A.充电时,锂离子向阴极移动
B.充电时阴极电极反应式为Li+e
+-
Li
C.放电时正极电极反应式为O2+4e+2H2O
-
4OH
-
D.负极区的有机电解液可以换成水性电解液
3
答案 D A项,放电时,负极反应:Li - e反应:Li+e
+
-
-
Li,正极反应:O2+4e+2H2O
+-
4OH。因此充电时,阴极
-
Li,阳极反应:4OH- 4e
--
2H2O+O2↑,充电时,锂离子向阴极移动,A、B、C正确。D
项,若换成水性电解质,锂能与水反应生成LiOH和H2,错误。
7.全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池。其电池总反应为:V+VO+H2O说法中正确的是( )
A.放电时每转移2 mol电子,消耗1 mol氧化剂
3+2+
V+2H+V。下列
+2+
B.放电时正极反应为V+2H+e
+-
VO+H2O
2+
C.放电过程中电子由负极经外电路移向正极,再由正极经电解质溶液移向负极 D.充电过程中,H由阴极区向阳极区迁移
+
答案 B 放电时氧化剂为V项错误;原电池放电时,VV
+2H+e
+
-2+
,在正极上被还原后生成VO,每转移2 mol电子,消耗2 mol氧化剂,A
2+
2+
化合价降低,被还原,应是电源的正极反应,生成VO,则正极反应为
VO+H2O,B项正确;原电池放电时,电子由负极经外电路移向正极,内电路由溶液中离子
+
的定向移动形成闭合回路,C项错误;充电过程中,H由阳极区向阴极区迁移,D项错误。
8.(2018盐城高三三模)一种新型太阳光电化学电池贮能时电解质溶液中离子在两极发生如下图所示的转化。
下列说法正确的是( )
A.贮能时,电能转变为化学能和光能 B.贮能和放电时,电子在导线中流向相同
4
C.贮能时,氢离子由a极区迁移至b极区
D.放电时,b极发生:V+2H+e
+-
VO+H2O
2+
答案 D 光照时贮能,VO失电子转化为V
2+
,b极为阳极,a极为阴极,放电时b极为正极,a极为负极,
贮能时,光能转变为化学能,A错误;贮能时电子由b极流出,放电时电子由a极流出,在导线中流向不相同,B错误;贮能时,氢离子由阳极b极区迁移至阴极a极区,C错误;放电时,b极为正极,发生电极反应:V
+2H+e
+
-
VO+H2O,D正确。
2+
二、不定项选择题
9. 一种以NaBH4和H2O2为原料的新型电池的工作原理如图所示。下列说法中正确的是( )
A.电子从电极a经电解质溶液流向电极b B.电池放电时Na从b极区移向a极区
C.放电一段时间后,正极消耗的OH和负极生成的OH的量相等
--+
D.电池的负极反应为B-8e+8OH
--
B+6H2O
答案 D A项,电池中电子不能通过溶液,错误;B项,B
-+
被氧化为H2O,参与原电池的负极反应,正极H2O2
得电子被还原生成OH,阳离子向正极移动,即Na从a极区移向b极区,错误;C项,负极电极反应式为B
+8OH-8e
---
B+6H2O,消耗OH,正极电极反应式为H2O2+2e
--
2OH,生成OH,即正极生成OH、
---
负极消耗OH,错误;D项正确。
10.(2018盐城中学高三上第二次阶段考试)下图所示为镍锌可充电电池放电时电极发生物质转化的示意图,该电池以KOH溶液和K2Zn(OH)4溶液为电解质溶液,下列关于该电池的说法正确的是( )
5
(江苏)高考化学总复习 专题五 第2讲 原电池 化学电源练习(含解析)
