人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池同步练习题

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池同步练习题，共8页。

【基础巩固】
1.2022年11月1日,空间站梦天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口。天和核心舱电源系统由锂离子蓄电池组及太阳电池翼组成。锂离子蓄电池放电时的反应为Li1-xCO2+LixC6LiCO2+C6(x<1)。下列说法正确的是 ( )
A.锂离子蓄电池比能量高,污染小,是理想的二次电池
B.锂离子蓄电池放电时,Li+在电解质中由正极向负极迁移
C.放电时,负极的电极反应为LixC6+xe-xLi++C6
D.锂离子蓄电池和太阳电池翼,均是将化学能转化为电能的装置
解析:锂离子蓄电池比能量高,污染小,是理想的二次电池,A项正确;放电时,Li+在电解质中由负极向正极迁移,B项错误;放电时,负极的电极反应为LixC6-xe-xLi++C6,C项错误;锂离子蓄电池是将化学能转化为电能的装置,太阳电池翼是将太阳能转化为电能的装置,D项错误。
答案:A
2.某纽扣电池的两极材料分别为锌和氧化银,电解质溶液为KOH溶液。放电时两个电极反应分别为Zn+2OH--2e-Zn(OH)2、Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-,下列说法中正确的是 ( )
A.锌是负极,氧化银是正极
B.锌发生还原反应,氧化银发生氧化反应
C.溶液中的OH-向正极移动,K+、H+向负极移动
D.在电池放电过程中,电解质溶液的酸碱性基本保持不变
解析:由电极反应可知Zn作负极,Ag2O作正极,A项正确;Zn发生氧化反应,Ag2O发生还原反应,B项错误;溶液中的OH-向负极移动,K+、H+向正极移动,C项错误;电池的总反应为Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag,电解质溶液为KOH溶液,因电池放电过程中不断消耗水,使溶液中c(OH-)增大,D项错误。
答案:A
3.(2023·广东高三开学测)海洋电池以铝板为负极,铂网为正极,以海水为电解质溶液,没有怕压部件,在海洋中任何深度都可以正常工作,研究前景广。下列说法错误的是 ( )
A.海洋电池可用于灯塔等海边或岛屿上的小规模用电
B.该电池总反应为4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3
C.该电池工作时,电能转化为化学能
D.铝板在空气中不易被腐蚀,可以长期储存
解析:海洋电池装置简单,可用于灯塔等海边或岛屿上的小规模用电,A项正确;该电池正极上O2得电子生成OH-,负极上Al失电子生成Al3+,Al3+遇OH-反应生成Al(OH)3,则总反应为4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3,B项正确;该电池工作时,化学能转化为电能,C项错误;在空气中铝板表面会形成致密的氧化膜,保护铝不继续被氧化,D项正确。
答案:C
4.(2022·广东广州三校高二期末)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪负极上的反应为CH3CH2OH-4e-+H2OCH3COOH+4H+,则下列有关说法正确的是 ( )
A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动
B.若有0.4 ml电子转移,则消耗4.48 L氧气
C.电池放电时,正极附近的pH逐渐增大
D.正极上发生的反应为O2+4e-+2H2O4OH-
解析:A项,原电池工作时,阳离子向正极移动,则检测时,电解质溶液中的H+向正极移动,故错误;B项,氧气的存在状况未知,不能计算消耗氧气的体积,故错误;C项,酸性乙醇燃料电池的正极反应为O2+4e-+4H+2H2O,则电池放电时,正极附近的pH逐渐增大,故正确;D项,燃料电池中,氧气在正极得电子被还原生成水,正极反应为O2+4e-+4H+2H2O,故错误。
答案:C
5. 2022年9月5日,重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心联合广东国研、广东省科学院等单位合作完成的“镁离子电池”项目荣获国际“镁未来技术奖”。该研究中心团队是国内外最大的镁电池研究团队,主要研究镁离子电池、镁-空气电池、镁干电池等。其中,镁-空气电池广泛应用于海洋探索等领域。该电池在工作时,下列说法错误的
是 ( )
A.Mg在负极失去电子
B.空气中的O2在正极上发生还原反应
C.阳离子由正极移向负极
D.电子的移动方向:镁电极→导线→正极
解析:Mg在负极失电子生成Mg2+,A项正确;O2在正极得到电子,发生还原反应,B项正确;原电池中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,C项错误;电子从负极经过导线到达正极,D项正确。
答案:C
6.一种新型燃料电池,它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中,然后分别向两极上通入乙烷和氧气,电极反应为C2H6+18OH--14e-2CO32-+12H2O,7H2O+72O2+14e-14OH-。下列有关此电池的推断中正确的是 ( )
A.通氧气的电极为负极
B.参加反应的氧气与C2H6的物质的量之比为7∶2
C.放电一段时间后,KOH的物质的量浓度不变
D.电解质溶液中CO32-向正极移动
解析:原电池负极发生氧化反应,正极发生还原反应,通氧气的电极为正极,A项错误;根据反应可知参加反应的氧气与C2H6的物质的量之比为7∶2,B项正确;由电极反应可知,放电一段时间后,KOH的物质的量浓度减小,C项错误;负极周围的OH-参与电极反应,不断减少,CO32- 向负极移动,D项错误。
答案:B
7.原电池原理广泛应用于科技、生产和生活中,请回答下列问题。
(1)肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,产物无污染,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。肼-空气燃料电池放电时,正极上的电极反应是 ;负极上的电极反应是 。
(2)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质制造新型燃料电池。试写出该电池的正极反应: 。
答案: (1)O2+2H2O+4e-4OH-
N2H4+4OH--4e-N2↑+4H2O
(2)N2+8H++6e-2NH4+
【拓展提高】
8.热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后,电池可以瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4+2LiCl+CaCaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法中正确的是 ( )
A.正极反应:Ca+2Cl--2e-CaCl2
B.放电过程中,Li+向负极移动
C.每转移0.1 ml电子,理论上生成20.7 g Pb
D.常温时,在正极、负极间接上电流表,指针不偏转
解析:正极上发生还原反应,A项错误;放电过程中Li+向正极移动,B项错误;由电池总反应可知,每转移0.1 ml电子,理论上生成0.05 ml Pb,即10.35 g Pb,C项错误;常温下,电解质不是熔融态,离子不能移动,不能产生电流,因此连接电流表,指针不偏转,D项正确。
答案:D
9.甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催化剂,在硫酸电解质溶液中直接加入纯化后的甲醇,同时向一个电极通入空气。请回答以下问题。
(1)配平电池放电时发生反应的化学方程式: CH3OH+ O2 CO2+ H2O。
(2)在硫酸电解质溶液中,CH3OH失去电子,此电池的正极上发生的反应是 ,负极上发生的反应是 。
(3)电解质溶液中的H+向 极移动,向外电路释放电子的电极是 极。
(4)与直接燃烧燃料产生电力相比,使用燃料电池有许多优点,其中主要有两点:首先燃料电池的能量转化效率高,其次是 。
(5)甲醇燃料电池与氢氧燃料电池相比,其主要缺点是甲醇燃料电池的输出功率较低,但其主要优点是 。
解析: (1)根据得失电子守恒配平反应的化学方程式。(2)电极反应的书写应注意电解质溶液,本题给出的是酸性溶液。(3)由电极反应可知,H+在正极被消耗,在负极生成,所以H+向正极移动。(4)燃料电池把化学能转化为电能,对环境影响较小。(5)甲醇燃料电池与氢氧燃料电池相比,主要优点是原料甲醇比H2廉价。
答案: (1)2 3 2 4 (2)3O2+12H++12e-6H2O
2CH3OH+2H2O-12e-2CO2↑+12H+
(3)正 负 (4)排放的污染物少甚至零排放
(5)甲醇比H2廉价
【挑战创新】
10.(2022·广东湛江高二期中)依据氧化还原反应2Fe3+(aq)+Cu(s)Cu2+(aq)+2Fe2+(aq)设计的原电池如图所示。
请回答下列问题。
(1)电解质溶液是 (填化学式)溶液。
(2)Cu电极上发生的电极反应为 。
(3)石墨电极上发生反应的类型为 (填“氧化”或“还原”)反应。
(4)某种氢氧燃料电池是用稀硫酸作电解质溶液,其装置如图。则电极a是电池的 (填“正”或“负”)极,电子从该极 (填“流入”或“流出”),该电池正极的电极反应为 。
解析: (1)根据2Fe3+(aq)+Cu(s)Cu2+(aq)+2Fe2+(aq),铜化合价升高失去电子,作负极,铁离子在正极化合价降低得到电子,因此电解质溶液是FeCl3溶液或Fe(NO3)3溶液或Fe2(SO4)3溶液。(2)Cu为负极,因此Cu电极上发生的电极反应为Cu-2e-Cu2+。(3)Cu为负极,则石墨为正极,石墨电极上是铁离子化合价降低得到电子,因此发生反应的类型为还原反应。(4)该氢氧燃料电池是用稀硫酸作电解质溶液,氢气化合价升高失去电子变为氢离子,作负极,因此电极a是电池的负极,电子从该极流出,氧气化合价降低得到电子,作正极,因此电池正极的电极反应为O2+4e-+4H+2H2O。
答案: (1)FeCl3[或Fe(NO3)3或Fe2(SO4)3]
(2)Cu-2e-Cu2+ (3)还原
(4)负 流出 O2+4e-+4H+2H2O