1、化学电源 (建议用时：40分钟)合格过关练1下列电池属于一次电池的是()A锌锰干电池B铅蓄电池C锂电池D氢氧燃料电池A铅蓄电池、锂电池属于二次电池；氢氧燃料电池属于燃料电池。2氢氧燃料电池是将H2和O2分别通到浸入20%40%(质量分数)的KOH溶液的多孔石墨电极上，其电池总反应式为2H2O2=2H2O，则下列叙述正确的是()A通入H2的一极是正极，通入O2的一极是负极B通入O2的一极是正极，通入H2的一极是负极C该电池工作一段时间后，电解质溶液的pH增大D该电池工作一段时间后，负极区附近溶液的pH增大B根据电池总反应式可知，该电池工作时不断有H2O生成，则电解质溶液的pH不断减小。通入O2的
2、一极作正极，通入H2的一极作负极，H2在负极上发生氧化反应，其电极反应式为2H24OH4e=4H2O，负极区附近溶液中OH浓度降低，则pH减小。综上分析，B项正确。3碱性电池具有容量大、放电电流大等特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰干电池以氢氧化钾为电解质，电池总反应式为ZnMnO2H2O=ZnOMn(OH)2。下列说法错误的是()A电池工作时，锌失去电子B电池正极的电极反应式为MnO22H2O2e=Mn(OH)22OHC电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过0.2 mol电子，理论上锌的质量减小6.5 gC根据电池总反应式可知负极反应式为Zn2OH2e=ZnOH2O，正极反应
3、式为MnO22e2H2O=Mn(OH)22OH，A、B项正确；电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极，C项错误；外电路中每通过0.2 mol电子，有0.1 mol锌参加反应，其质量为6.5 g，D项正确。4锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应式为2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)42。下列说法正确的是()A充电时，电解质溶液中K向阳极移动B充电时，电解质溶液中c(OH)逐渐减小C放电时，负极反应式为Zn4OH2e=Zn(OH)42D放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)CA项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动；B
4、项，充电时的总反应为放电时的逆反应：2Zn(OH)42=2ZnO24OH2H2O，c(OH)逐渐增大；C项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为Zn4OH2e=Zn(OH)42；D项，由放电时的总反应可知，电路中通过2 mol电子时，消耗0.5 mol O2，其体积为11.2 L(标准状况)。5如图所示是几种常见的化学电源示意图，下列有关说法不正确的是()氢氧燃料电池示意图A上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 gD干电池
5、是一次性电池，铅蓄电池是可充电电池，属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，A正确；在干电池中，Zn作负极，被氧化，B正确；氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，C正确；铅蓄电池工作过程中，硫酸铅在负极上析出，该极质量应该增加而非减小，D错误。6锂电池是新一代高能电池，目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为LiMnO2=LiMnO2。下列说法中正确的是()ALi是正极，MnO2是负极B放电时负极的反应：Lie=LiC放电时正极的反应：MnOe=MnO2D电池放电时，产生高锰酸根离子BLi在负极发生反应：Li
6、e=Li，MnO2在正极发生反应：MnO2e=MnO。7(双选)据报道，以硼氢化合物NaBH4(硼元素的化合价为3)和H2O2作原料的燃料电池可用作通信卫星电源，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A电池放电时Na从a极区移向b极区B电极b采用MnO2，MnO2既作电极材料又有催化作用C每消耗1 mol H2O2，转移的电子为1 molD该电池的正极反应为BH8OH8e=BO6H2OAB由装置图可知，H2O2得电子化合价降低，所以b为正极，a为负极，原电池中阳离子向正极移动。负极反应为BH8OH8e=BO6H2O。每消耗1 mol H2O2，转移
7、的电子为2 mol。8我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO24Na2Na2CO3C。下列说法错误的是 ()A放电时，ClO向负极移动B充电时释放CO2，放电时吸收CO2C放电时，正极反应为：3CO24e=2COCD充电时，正极反应为：Nae=NaD电池放电时，ClO向负极移动，A项正确；结合总反应可知放电时需吸收CO2，而充电时释放出CO2，B项正确；放电时，正极CO2得电子被还原生成单质C，即电极反应式为3CO24e=2COC，C项正确；充电时阳极发生氧化反应，即C被氧化生
8、成CO2，D项错误。9研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电，在海水中该电池的总反应可表示为5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl。下列有关“水”电池在海水中放电的说法正确的是()A正极反应式：AgCle=AgClB每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子CNa不断向“水”电池的负极移动DAgCl是还原产物B原电池的正极得电子发生还原反应，A项错误；每生成1 mol Na2Mn5O10有2 mol Ag被氧化，转移2 mol电子，B项正确；原电池中的阳离子移向正极，所以Na不断向“水”电池的正极移动，C项错误；银的化合
9、价升高被氧化，AgCl是氧化产物，D项错误。10有一种锂电池，用金属锂和石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯()中形成的，电池总反应方程式为8Li3SOCl2=6LiClLi2SO32S。下列叙述正确的是()A电解质溶液中混入水，对电池反应无影响B金属锂作电池的正极，石墨作电池的负极C在电池工作过程中，亚硫酰氯(SOCl2)被还原为Li2SO3D在电池工作过程中，金属锂提供的电子与正极析出硫的物质的量之比为41DLi的化学性质活泼，易与水发生反应：2Li2H2O=2LiOHH2，故电解质溶液应为非水溶液，A项错误；由电池总反应式可知，Li失电子，作电池的负极，
10、石墨作电池的正极，B项错误；电池工作过程中，SOCl2被还原为S，C项错误；由电池总反应式知，8 mol Li参与反应，提供8 mol电子，同时在正极析出2 mol S，D项正确。11(素养题)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()A正极反应中有CO2生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2OA图示所给出的是原电池装置。A.有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极上电极反应式为O24e4H=2H2O，C6H12O6在微生物的
11、作用下发生氧化反应，电极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224H，负极上有CO2产生，故A错误；B.微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故B正确；C.质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C正确；D.正极的电极反应式为6O224e24H=12H2O，负极的电极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224H，两式相加得电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O，故D正确。12一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极，两电极插入KOH溶液中，向两极分别通入乙烷和氧气，其电极反应式为C2H618OH14e=2CO12H2O
12、,2H2OO24e=4OH。有关此电池的推断正确的是()A电池工作过程中，溶液的pH逐渐减小B正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为 27C通入乙烷的电极为正极D电解质溶液中的OH向正极移动A电池总反应式为2C2H67O28OH=4CO10H2O，故电池工作过程中，溶液的pH逐渐减小，A项正确；正、负极上参加反应的气体的物质的量之比为72，B项错误；通入乙烷的电极为负极，C项错误；电解质溶液中的OH向负极移动，D项错误。13氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形
13、式是_，在导线中电子流动方向为_(用a、b表示)。(2)负极反应式为_。(3)电极表面镀铂粉的原因为_。(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.2LiH22LiH.LiHH2O=LiOHH2反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_。解析本题考查电化学知识。(1)原电池的实质为化学能转化成电能。总反应式为2H2O2=2H2O，其中H2从0价升至1价，失去电子，即电子从a流向b。(2)负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H，由于溶液是碱性的，可得到H22OH2e=2H2O。(3)由题目
14、中“铂吸附气体的能力强”，可知电极表面镀铂粉的原因是增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，从而加快反应速率。(4).Li从0价升至1价，作还原剂。.H2O中的部分氢元素从1价降至H2中的0价，故H2O作氧化剂。答案(1)由化学能转化为电能由a到b(2)2H24OH4e=4H2O(或H22OH2e=2H2O)(3)增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率(4)LiH2O14CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：O2辅助的AlCO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。(1)电池的负极反应式
15、：_。电池的正极反应式：6O26e=6O；6CO26O=3C2O6O2。反应过程中O2的作用是_。(2)该电池的总反应式：_。解析AlCO2电池中，Al为负极，反应式为Al3e=Al3(或2Al6e=2Al3)。根据电池的正极反应式可知O2的作用是作催化剂。将正、负极两个电极反应式相加，可得电池的总反应式为2Al6CO2=Al2(C2O4)3。答案(1)Al3e=Al3(或2Al6e=2Al3)催化剂(2)2Al6CO2=Al2(C2O4)315航天飞机常采用新型燃料电池作为电能来源，燃料电池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物质与O2一起构成的电池装置，它可直接将化学能转化为电
16、能，我国发射的“神舟”五号载人飞船是采用先进的甲烷电池为电能来源的，该电池以KOH溶液为电解质，其总反应的化学方程式为CH42O22OH=CO3H2O。(1)负极上的电极反应式为_。(2)消耗标准状况下的5.6 L O2时，有_mol电子发生转移。(3)开始放电时，正极附近溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。解析(1)根据总反应的化学方程式知CH4CO，碳元素的化合价由44，则有CH48eCO，根据电荷守恒，左边应配10个OH，最后根据质量守恒得：CH410OH8e=CO7H2O。(2)正极反应式为2O24H2O8e=8OH，5.6 L O2的物质的量为0.25 mol，故得电子的物
17、质的量为0.25 mol41 mol。(3)由于正极生成OH，故其附近的pH增大。答案(1)CH410OH8e=CO7H2O。(2)1(3)增大素养培优练16瓦斯分析仪(如图甲)工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是Y2O3Na2O，O2可以在其中自由移动。下列有关叙述中正确的是()A瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极aB电极b是正极，O2由电极a流向电极bC电极a的反应式为CH44O28e=CO22H2OD当固体电解质中有1 mol O2通过时，转移4 mol电子C电子不能在电池内电路流动，只能在外电路中流动，A错误；电极b中氧气得电子，生成O2
18、，而电极a需要O2作为反应物，故O2由正极(电极b)流向负极(电极a)，B错误；甲烷所在的电极a为负极，电极反应为CH44O28e=CO22H2O，C正确；1 mol O2得4 mol电子生成2 mol O2，故当固体电解质中有1 mol O2通过时，转移2 mol电子，D错误。17目前，人们正在研究一种高能电池钠硫电池，它是以熔融的钠、硫为两极，以Na导电的Al2O3陶瓷作固体电解质，电池反应式为2NaxSNa2Sx，以下说法正确的是()A放电时，Na作正极，S作负极B充电时，钠电极与外接电源的正极相连C若用此电池电解硝酸银溶液，则当阳极上产生标准状况下的气体1.12 L时，消耗金属钠4.6
19、 gD充电时，阴极发生的反应为S2e=xSC放电时，负极失电子被氧化，所以Na作负极，S作正极，A项错误；充电时，钠电极上发生还原反应，作阴极，钠电极与外接电源的负极相连，B项错误；电解AgNO3溶液时，阳极上得到O2，根据电子守恒可知生成1.12 L氧气和消耗4.6 g金属钠时，转移的电子都是0.2 mol，C项正确；充电时，阴极上Na得电子被还原，D项错误。18金属(M)空气电池的工作原理如图所示，下列说法不正确的是()A金属M作电池负极BM2移向金属(M)电极C正极的电极反应为O24e2H2O=4OHD电池反应为2MO22H2O=2M(OH)2BM失去电子作负极，A正确；原电池中阳离子向
20、正极移动，则M2移向正极，金属(M)电极是负极，B错误；正极上氧气得到电子，则正极的电极反应：O24e2H2O=4OH，C正确；M失去电子、氧气得到电子，则电池反应为2MO22H2O=2M(OH)2，D正确。19铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示，工作原理为Fe3Cr2Fe2Cr3。下列说法一定正确的是()A电池充电时，b极的电极反应式为Cr3e=Cr2B电池放电时，b极的电极反应式为Fe2e=Fe3C电池放电时，Cl从b极穿过选择性透过膜移向a极D电池放电时，电路中每通过0.1 mol电子，Fe3浓度降低0.1 molL1A解本题的关键是要知道放电过程为原电池工作原
21、理，充电过程为电解池工作原理，结合原理示意图确定电极反应。放电时负极b发生氧化反应：Cr2e=Cr3，充电时该电极发生还原反应：Cr3e=Cr2，A项正确、B项错误；放电时阴离子向负极b移动，C项错误；电池放电时，电路中每通过0.1 mol电子，Fe3的物质的量减少0.1 mol，D项错误。20.直接乙醇燃料电池(DEFC)具有很多优点，引起了人们的研究兴趣。现有以下三种乙醇燃料电池。碱性乙醇燃料电池酸性乙醇燃料电池熔融盐乙醇燃料电池(1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为_。(2)碱性乙醇燃料电池中，电极a上发生的电极反应式为_，使用空气代替氧气，电池工作过程中碱性会不断下降，其原因是_。(3
22、)酸性乙醇燃料电池中，电极b上发生的电极反应式为_，通过质子交换膜的离子是_。(4)熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，CO向电极_(填“a”或“b”)移动，电极b上发生的电极反应式为_。.肼(N2H4)双氧水燃料电池由于其较高的能量密度而广受关注，其工作原理如图所示。则电池正极反应式为_，电池工作过程中，A极区溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。解析.(1)燃料电池中通入燃料的为负极，通入氧气或空气的为正极，三种乙醇燃料电池中正极反应物均为氧气。(2)碱性乙醇燃料电池中，电极a为负极，电极反应式为C2H5OH16OH12e=2CO11H2O，使用空气代替氧气，空
23、气中的CO2会与KOH溶液反应，降低溶液的碱性，同时反应中也会消耗KOH。(3)酸性乙醇燃料电池中，电极b为正极，电极反应式为O24H4e=2H2O；通过质子交换膜能够使质子通过。(4)根据图示，a为负极，原电池中阴离子由正极向负极移动，CO向电极a移动，电极b为正极，电极反应式为O22CO24e=2CO。.肼双氧水燃料电池中正极发生还原反应，正极反应式为2H2O24e=4OH，电池工作过程中，A极为负极，总反应为N2H42H2O2=N24H2O，用总反应方程式减正极反应式得到负极反应式为N2H44e4OH=N24H2O，负极区溶液的pH逐渐减小。答案.(1)氧气(2)C2H5OH16OH12e=2CO11H2O空气中的CO2会与KOH溶液反应，降低溶液的碱性，同时反应中也会消耗KOH(3)O24H4e=2H2OH(4)aO22CO24e=2CO.H2O22e=2OH减小