高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 化学能与电能的转化第2课时同步测试题

这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 化学能与电能的转化第2课时同步测试题，共19页。试卷主要包含了下列有关电池的叙述不正确的是等内容，欢迎下载使用。


第2课时　化学电源
基础过关练
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
题组一　化学电源的分类
1.(2021河北唐山迁安第一中学高二上期中)下列有关电池的叙述不正确的是 (　　)
A.水果电池是方便实用的家用电池
B.铅蓄电池是一种常用的二次电池
C.氢氧燃料电池是一种高效、无污染的发电装置
D.锌锰干电池工作一段时间后,锌外壳逐渐变薄
2.(2021福建福州第一中学高二上期中)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是 (　　)


A.甲:溶液中Zn2+向Cu电极方向移动,外电路电流由Cu流向Zn
B.乙:正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O 2Ag+2OH-
C.丙:锌筒作为负极,发生氧化反应,锌筒会变薄
D.丁:为了增强电解质溶液的导电能力,通常使用98%的硫酸
3.(2021黑龙江农垦建三江管理局第一高级中学高三上期中)如图所示是几种常见的化学电源示意图,有关说法不正确的是 (　　)


A.氢氧燃料电池的正极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-
B.题图干电池的工作原理为2MnO2+Zn+2H2O 2MnOOH+Zn(OH)2
C.铅蓄电池工作过程中,每通过2 mol电子,负极质量减轻207 g
D.图中电池依次属于一次电池、二次电池和燃料电池
题组二　一次电池
4.(2020江苏盐城中学高二下期中)某干电池原理如图所示,电池总反应为Zn+2NH4+ Zn2++2NH3↑+H2↑。下列有关该电池的说法中,错误的是 (　　)

A.锌片上发生氧化反应
B.碳棒上反应为2NH4++2e- 2NH3↑+H2↑
C.该电池工作时Zn逐渐被消耗
D.断开导线,图示装置中不再发生任何反应
5.(2020江苏扬州中学高二下月考)锌碘液流电池的工作原理如图所示,下列关于该电池工作时的说法不正确的是 (　　)

A.电极Y为电池的负极
B.溶液中的离子数目减少
C.电子由电极Y经外电路流向电极X
D.电极X上的反应为I3-+2e- 3I-
6.(2020江苏宿迁高二下期末)Li-MnO2电池放电时反应原理为Li+MnO2 LiMnO2,下列说法不正确的是 (　　)

A.Li电极发生氧化反应
B.工作时溶液中Li+向MnO2电极移动
C.可用水代替电池中的有机物
D.正极反应式为Li++e-+MnO2 LiMnO2
题组三　二次电池
7.(2020江苏苏州高二下学业质量阳光指标调研)可充电Na-CO2电池示意图如下,放电时电池总反应为4Na+3CO2 2Na2CO3+C。下列说法正确的是 (　　)

A.该电池也可用水作为溶剂
B.放电时,正极的电极反应为4Na++3CO2+4e- 2Na2CO3+C
C.充电时,钠箔与外接电源的正极相连
D.每吸收1 mol CO2,理论上电路中转移4 mol e-
8.(2020江苏启东中学高二上期末)镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。电解质溶液为KOH溶液,电池反应为Cd+2NiO(OH)+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2。下列有关镍镉电池的说法正确的是 (　　)
A.充电过程是化学能转化为电能的过程
B.充电时阳极反应为Cd(OH)2+2e- Cd+2OH-
C.放电时电池内部OH-向正极移动
D.充电时与直流电源正极相连的电极上发生Ni(OH)2转化为NiO(OH)的反应
9.(2021浙江宁波高二上期中)科学家预言,被称为“黑金”的“新材料之王”石墨烯将彻底改变21世纪。中国华为研发人员利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,已在世界上率先开发出石墨烯电池,电池反应式为LixC6+Li1-xCoO2 C6+LiCoO2,其工作原理如图。下列关于该电池的说法正确的是 (　　)

A.有设计师建议该电池采用隔膜效果更好,可选用质子交换膜
B.放电时,LiCoO2极发生的电极反应为LiCoO2-xe- Li1-xCoO2+xLi+
C.对旧的该电池进行“放电处理”有利于回收石墨烯材料
D.石墨烯电池充电时LiCoO2极与电源负极相连
题组四　燃料电池
10.(2021湖北随州高二上联考)某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质,以C4H10为燃料,该电池工作原理如图。下列说法正确的是 (　　)

A.a为C4H10,b为混有CO2的空气
B.在熔融电解质中,CO32-向通入b的一极移动
C.此电池在常温时也能工作
D.通入丁烷的一极是负极,电极反应式为C4H10+26e-+13CO32- 17CO2↑+5H2O
11.(2021江苏扬州中学高二上开学检测)电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理示意图如下。下列说法正确的是 (　　)

A.O2在电极b上发生氧化反应
B.溶液中OH-向电极b移动
C.反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4∶3
D.正极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH- N2+6H2O
12.(2020山东泰安高二上期末)酒精检测仪可帮助执法交警测试驾驶员饮酒的多少,其工作原理示意图如下图所示。反应原理为CH3CH2OH+O2 CH3COOH+H2O,被测者呼出气体中所含的酒精被输送到电池中反应产生微小电流,该电流经微处理器放大后在液晶显示屏上显示其酒精含量。下列说法正确的是 (　　)

A.电解质溶液中的H+移向a电极
B.b为正极,电极反应式为O2+4H++4e- 2H2O
C.若有0.4 mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48 L氧气
D.呼出气体中酒精含量越高,微处理器中通过的电流越小
能力提升练
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
题组一　二次电池
1.(2020江苏泰州高二下期末,)氟离子电池因能量密度高、环境友好而成为一种前景广阔的新型电池,结构如下图所示,充电时F-从电极乙流向电极甲。下列说法正确的是 (　　)

A.放电时,电极乙为正极,发生还原反应
B.放电时,电极甲发生反应:Bi-3e-+3F- BiF3
C.充电时,电极甲与外加电源的正极相连
D.充电时,导线上每通过2 mol e-,乙电极质量减少19 g
2.(双选)(2020山东德州高二上期末,)用一种吸附氢气的碳纳米管材料制备的二次电池如图所示,该电池的电解质溶液为6 mol·L-1 KOH溶液,下列说法正确的是 (　　)

A.充电时OH-从碳电极移向镍电极
B.放电时电池负极的电极反应为H2-2e- 2H+
C.放电时电池正极的电极反应为NiO(OH)+H2O+e- Ni(OH)2+OH-
D.该电池充电时将碳电极与电源的正极相连
3.(双选)(2020江苏南京师范大学附属中学高二上期中,)高温时通过以下反应制备金属铝。用铝制作的“快速放电铝离子二次电池”的原理如下图所示(EMI+为有机阳离子)。

①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s) 3AlCl(g)+3CO(g)　ΔH1=a kJ·mol-1
②3AlCl(g) 2Al(l)+AlCl3(g)　ΔH2=b kJ·mol-1
③Al2O3(s)+3C(s) 2Al(l)+3CO(g)　ΔH3
下列说法正确的是 (　　)
A.该电池的电解质可用氯化铝水溶液代替
B.Al2O3(s)+3C(s) 2Al(l)+3CO(g)　ΔH3=(a-b)kJ·mol-1
C.该电池充电时石墨电极与电源正极相连
D.该电池放电时负极的电极反应式为Al-3e-+7AlCl4- 4Al2Cl7-
题组二　带“膜”电池
4.(2020浙江嘉兴高二下期末,)某硫酸工厂运用电化学原理设计了如图所示的装置,实现了用SO2发电的同时制备硫酸。图中电极是含催化剂、多孔吸附性的惰性材料。下列说法正确的是 (　　)

A.通入SO2气体的一极是负极,发生还原反应
B.正极的电极反应:O2+4e- 2O2-
C.该装置工作时的总反应:2SO2+O2+2H2O 2H2SO4
D.氢离子向负极区移动,与负极生成的SO42-结合形成硫酸
5.(2020北京东城高二下期末,)最近科学家研发了“全氢电池”,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 (　　)

A.吸附层b为电池的正极
B.“全氢电池”的总反应为H++OH- H2O
C.NaClO4的作用是传导离子并参与电极反应
D.Na+在装置中从左侧透过阳离子交换膜向右侧移动
6.(2020江西高安中学高二下期中,)2019年3月科学家研发出一种新型的锌碘单液流电池,其原理如图所示。下列说法正确的是(NA代表阿伏加德罗常数的值) (　　)

A.充电时B电极反应式为I2+2e- 2I-
B.放电时电解质储罐中离子总浓度减小
C.M为阴离子交换膜,N为阳离子交换膜
D.充电时,A极增重65 g时,C区增加离子数为2NA
题组三　新型电池
7.(2020山东日照高二上期末,)如图为LiI晶体锂电池的工作示意图,该电池具有使用寿命长、电压稳定等优点,常用于心脏起搏器的电源。下列说法错误的是 (　　)

A.NaI3为电池的正极材料
B.电池工作时,Li+由NaI3移动到Li电极
C.正极电极反应式为2Li++NaI3+2e- 2LiI+NaI
D.该电池的总反应式为2Li+NaI3 2LiI+NaI
8.(2020山东潍坊高二上期中,)气体的自动化检测中常常应用根据原电池原理设计的传感器。下图为电池的工作示意图,气体扩散进入传感器,在敏感电极上发生反应,传感器就会接收到电信号。下表列出了待测气体及敏感电极上部分反应产物。

待测气体
部分电极反应产物
NO2
NO
Cl2
HCl
CO
CO2
H2S
H2SO4
则下列说法正确的是 (　　)
A.上述气体检测时,敏感电极均作为电池负极
B.检测Cl2气体时,敏感电极的电极反应式为Cl2+2e- 2Cl-
C.检测H2S气体时,对电极充入空气,对电极上的电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-
D.检测Cl2和CO体积分数相同的两份空气样本时,传感器上电流大小、方向相同
9.(2020江苏徐州高二下期中,)某华人科学家和他的团队研发出“纸电池”(如图)。这种一面镀锌、一面镀二氧化锰的超薄电池在使用印刷与压层技术后,变成一张可任意裁剪大小的“电纸”,厚度仅为0.5毫米,可以任意弯曲和裁剪。纸内的离子“流过”水和氧化锌组成电解液,电池总反应式为Zn+2MnO2+H2O ZnO+2MnOOH。下列说法正确的是 (　　)

A.该电池的正极材料为锌
B.该电池反应中二氧化锰发生了氧化反应
C.电池的正极反应式为MnO2+H2O+e- MnOOH+OH-
D.当有0.1 mol锌溶解时,转移的电子数为0.4×6.02×1023
10.(2020山东济南历城第二中学高二上月考,)近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”的锂—铜空气燃料电池。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,其反应原理为2Li+Cu2O+H2O 2Cu+2Li++2OH-,下列说法正确的是 (　　)

A.Li极有机电解质可以换成Cu极的电解质水溶液
B.放电时,正极的电极反应式为Cu2O+2H++2e- 2Cu+H2O
C.放电时,Cu极的水溶液电解质的pH减小
D.通空气时,整个反应过程中,铜相当于催化剂

答案全解全析
基础过关练
1.A　水果电池只能说明原电池原理,不能作为稳定的电源使用,不是方便实用的家用电池,A项错误;铅蓄电池可以反复多次充电、放电,是一种常用的二次电池,B项正确;燃料电池是一种高效的化学电源,氢氧燃料电池的产物为水,故是一种高效、无污染的原电池,C项正确;锌锰干电池是一次电池,工作一段时间后,锌失电子,不断溶解,外壳逐渐变薄,D项正确。
2.D　甲中Zn为负极,Cu为正极,阳离子移向正极,电流由正极经外电路流向负极,A项正确;正极Ag2O得电子生成Ag,根据碱性条件添加OH-和H2O配平电极反应,B项正确;Zn作为负极:Zn-2e- Zn2+,逐渐溶解,C项正确;98%浓硫酸几乎不电离,其导电能力很差,D项错误。
3.C　在氢氧燃料电池的正极O2得电子发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-,A项正确;题图干电池的工作原理为2MnO2+Zn+2H2O 2MnOOH+Zn(OH)2,B项正确;铅蓄电池工作过程中,负极上铅失电子,生成硫酸铅,且硫酸铅在负极上析出,硫酸铅是难溶物质,则负极质量应该增加而非减小,C项错误;干电池是一次电池,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,D项正确。
4.D　放电时,Zn元素化合价由0价变为+2价,化合价升高,失去电子,Zn作为负极,发生氧化反应,A项正确;Zn作为负极,碳棒作为正极,正极上NH4+得电子,电极反应为2NH4++2e- 2NH3↑+H2↑,B项正确;由电池总反应可知,该电池工作时Zn逐渐被消耗,C项正确;该原电池的电解质溶液为氯化铵溶液,呈酸性,断开导线Zn也可与电解质溶液发生反应,D项错误。
5.B　电极Y上Zn发生氧化反应生成Zn2+,电极Y为负极,A项正确;该电池的总反应为Zn+I3- Zn2++3I-,反应过程中溶液中离子数目增加,B项错误;电极Y失去电子,电子经导线流向电极X,C项正确;电极X上I3-得电子生成I-,电极反应式为I3-+2e- 3I-,D项正确。
6.C　Li电极作为负极,工作时Li失电子发生氧化反应,A项正确;MnO2作为正极,溶液中阳离子向正极移动,B项正确;锂是活泼金属,能与水反应,因此不能用水代替电池中的有机物,C项错误;负极反应式为Li-e- Li+,总反应式-负极反应式=正极反应式,正极反应式为Li++e-+MnO2 LiMnO2,D项正确。
7.B　钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,则该电池不能用水作为溶剂,应选择有机溶剂,A项错误;放电时,多壁碳纳米管为原电池的正极,二氧化碳在正极上得到电子生成碳和碳酸钠,电极反应式为4Na++3CO2+4e- 2Na2CO3+C,B项正确;放电时,钠箔为原电池的负极,则充电时,钠箔与外接电源的负极相连,C项错误;由电池总方程式可知,每吸收3 mol CO2,理论上电路中转移4 mol e-,D项错误。
8.D　充电过程是将电能转化为化学能的过程,A项错误;充电时,该装置是电解池,阳极上电极反应式为Ni(OH)2-e-+OH- NiO(OH)+H2O,B项错误;放电时,电解质溶液中氢氧根离子向负极移动,C项错误;充电时与直流电源正极相连的是阳极,而阳极上电极反应式为Ni(OH)2-e-+OH- NiOOH+H2O,发生Ni(OH)2转化为NiO(OH)的反应,D项正确。
9.C　Li+在两极之间移动,应选择的隔膜需允许Li+通过,质子交换膜只允许H+通过,因此不选用质子交换膜,A项错误;放电时LiCoO2极发生的电极反应为Li1-xCoO2+xLi++xe- LiCoO2,B项错误;放电时生成C6,即生成石墨烯,因此对旧的该电池进行“放电处理”有利于回收石墨烯材料,C项正确;LiCoO2极是原电池的正极,故充电时与电源正极相连,D项错误。
10.A　燃料电池中通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极,根据电子流向知,左边电极是负极、右边电极是正极,所以a是C4H10,b为混有CO2的空气,A项正确;原电池放电时,碳酸根离子向负极移动,即向a极移动,B项错误;电解质为熔融碳酸盐,需要高温条件,C项错误;通入丁烷的一极是负极,丁烷在负极失去电子,D项错误。
11.C　氧气在b极上得电子发生还原反应,A项错误;因为a极为负极,则溶液中的阴离子向a极移动,B项错误;由题图可知该电池工作原理为4NH3+3O2 2N2+6H2O,消耗NH3与O2的物质的量之比为4∶3,C项正确;在负极氨气发生氧化反应,OH-向负极移动参与反应,故负极电极反应式为2NH3-6e-+6OH- N2+6H2O,D项错误。
12.B　燃料电池中,负极上燃料失电子发生氧化反应,氧化剂在正极上得电子发生还原反应。该燃料电池中,a是负极,b是正极,电解质溶液中氢离子向b极移动,A项错误;b为正极,正极上氧气得电子和氢离子反应生成水,所以电极反应式为O2+4e-+4H+ 2H2O,B项正确;b为正极,电极反应式为O2+4e-+4H+ 2H2O,若有0.4 mol电子转移,则在标准状况下消耗2.24 L氧气,C项错误;人呼出的气体中酒精含量越高,微处理器中通过的电流越大,D项错误。
能力提升练
1.C　充电时F-从乙电极流向甲电极,则充电时,甲电极为电解池的阳极,电极反应式为Bi+3F--3e- BiF3,乙电极为阴极,电极反应式为MgF2+2e- Mg+2F-。充电时,电解池的阳极、阴极分别与原电池的正极、负极对应,所以放电时,乙电极为负极,Mg失去电子结合F-生成MgF2,电极反应式为Mg+2F--2e- MgF2;甲电极为正极,正极上发生还原反应:BiF3+3e- Bi+3F-。放电时,甲电极是正极,发生还原反应,电极乙为负极,发生氧化反应,A项错误;充电时,电极甲发生氧化反应:电极反应式为Bi-3e-+3F- BiF3,放电时,甲电极是正极,发生还原反应:BiF3+3e- Bi+3F-,B项错误;充电时F-从乙电极流向甲电极,则甲电极是阳极,与外加电源的正极相连,C项正确;充电时,乙电极是阴极,由氟化镁转变为镁和F-,电极反应为MgF2+2e- Mg+2F-,当导线上通过2 mol e-,乙电极减重2 mol×19 g/mol=38 g,D项错误。
2.AC　充电时,该电池为电解池,根据电子的移动方向可判断碳电极是阴极,镍电极是阳极,电解质溶液中阴离子向阳极移动,所以OH-从碳电极移向镍电极,A项正确;放电时,负极上氢气失电子发生氧化反应,电极反应式为H2+2OH--2e- 2H2O,B项错误;放电时,正极上NiO(OH)得电子发生还原反应,电极反应式为NiO(OH)+H2O+e- Ni(OH)2+OH-,C项正确;充电时碳电极作阴极,应该与电源的负极相连,D项错误。
3.CD　不可用氯化铝水溶液代替该电池的电解质,高温时氯化铝水溶液水解生成氢氧化铝,A项错误;根据盖斯定律①+②得Al2O3(s)+3C(s) 2Al(l)+3CO(g)　ΔH3=(a+b)kJ·mol-1,B项错误;由题图可知该电池中Al电极作为负极,石墨电极作为正极,则充电时石墨电极与外接电源的正极相连,C项正确;放电时,铝作为负极,铝发生氧化反应生成铝离子,铝离子与AlCl4-结合生成Al2Cl7-,所以电极反应式为Al-3e-+7AlCl4- 4Al2Cl7-,D项正确。
4.C　据图可知二氧化硫被氧化成硫酸根离子,所以通入二氧化硫的一极为负极,根据电解质溶液的成分可知电极反应式为SO2-2e-+2H2O SO42-+4H+;通入氧气的一极为正极,电极反应式为O2+4e-+4H+ 2H2O。根据分析可知通入二氧化硫的一极为负极,SO2在负极失电子发生氧化反应,A项错误;在正极氧气得电子,在酸性环境下生成水,正确的电极反应为O2+4e-+4H+ 2H2O,B项错误;总反应为2SO2+O2+2H2O 2H2SO4,C项正确;原电池中阳离子移向正极,D项错误。
5.C　由题图中电子流向可知,电子由吸附层a流出,经导线到吸附层b,吸附层a作为负极,吸附层b作为正极,A项正确;由图可知负极反应为H2-2e-+2OH- 2H2O,正极反应为2H++2e- H2↑,总反应为H++OH- H2O,B项正确;NaClO4的作用是传导离子,并未参加电极反应,C项错误;原电池中阳离子向正极移动,该电池左侧为负极,右侧为正极,故钠离子从左侧向右侧移动,D项正确。
6.C　充电时,B电极为阳极,I-失电子发生氧化反应生成I2,电极反应式为2I--2e- I2,A项错误;放电时,左侧电极为负极,电极反应式为Zn-2e- Zn2+,所以储罐中的离子总浓度增大,B项错误;充电时,A极反应式Zn2++2e- Zn,A极增重65 g转移2 mol电子,所以C区增加2 mol K+、2 mol Cl-,增加离子数为4NA,D项错误。
7.B　金属锂作为负极,NaI3复合材料作为正极,A项正确;此装置为原电池,原电池工作时阳离子移向正极,Li+由Li电极移向NaI3电极,B项错误;由于Li+由Li电极移动到NaI3电极,故正极电极反应为2Li++NaI3+2e- 2LiI+NaI,C项正确;负极反应为2Li-2e- 2Li+,正极反应为2Li++NaI3+2e- 2LiI+NaI,该电池的总反应为2Li+NaI3 2LiI+NaI,D项正确。
8.B　NO2、Cl2在正极得电子发生还原反应,H2S、CO在负极失电子发生氧化反应,A项错误;Cl2得电子生成HCl,电极反应式为Cl2+2e- 2Cl-,B项正确;H2S失去电子生成硫酸,在酸性条件下,氧气得电子应该生成水,其电极反应式为O2+4H++4e- 2H2O,C项错误;相同条件下,等体积的Cl2和CO分别发生原电池反应时,1 mol Cl2得2 mol电子,1 mol CO失去2 mol电子,传感器上电流方向相反,D项错误。
9.C　该原电池中,锌元素化合价由0价变为+2价,锌失电子作负极,A项错误;该原电池中,锰元素化合价由+4价变为+3价,二氧化锰发生了还原反应,B项错误;正极上二氧化锰得电子发生还原反应,电极反应式为MnO2+e-+H2O MnOOH+OH-,C项正确;当有0.1 mol锌溶解时,转移的电子数为0.2×6.02×1023,D项错误。
10.D　锂是活泼金属,易与水反应,A项错误;该电池通过一种复杂的铜腐蚀而产生电力,由反应原理可知铜电极上并非是氧气直接放电,正极反应为Cu2O+H2O+2e- 2Cu+2OH-,B项错误;放电时,Cu极电极反应为Cu2O+H2O+2e- 2Cu+2OH-,Cu极的电解质水溶液的pH增大,C项错误;铜先与氧气反应生成Cu2O,放电时Cu2O重新生成Cu,则整个反应过程中,铜相当于催化剂,D项正确。