人教版高中化学选修4 4.2《化学电源》同步练习（含答案）

选修4第四章第二节化学电源（原卷版）

第I卷（选择题）

一、单选题

1．下列说法正确的是(　　)

A．碱性锌锰电池是二次电池

B．铅蓄电池是一次电池

C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生

D．燃料电池的活性物质大量储存在电池内部

2．汽车的启动电源常用铅蓄电池。其结构如图所示，放电时的电池反应为PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。根据此反应判断下列说法正确的是（    ）

A．PbO2是电池的负极

B．Pb是电池的负极

C．PbO2得电子，被氧化

D．电池放电时，溶液的酸性增强

3．下列电池工作时，在正极放电的是（    ）

4．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

5．我国研发的Zn—H2O2电池，可以为潜水器提供动力，电池装置如图所示。下列有关说法正确的是（    ）

A．锌电极作正极，电极反应为Zn-2e-=Zn2+

B．食盐水中的Na+向Zn电极移动

C．电子由Zn电极经导线流向Zn电极，再经电解质溶液流回Zn电极

D．每消耗1molH2O2，电子转移数目为2NA

6．下列化学电池不易造成环境污染的是

A．氢氧燃料电池 B．锌锰电池

C．镍镉电池 D．铅蓄电池

7．美国斯坦福大学的工程师设计出一种从污水“提取”潜在电能的新型微生物电池，该电池能将生活污水中的有机物分解同时发电，电池结构如图所示。已知a电极为惰性材料，b电极为Ag2O。下列说法不正确的是（    ）

A．a电极是负极，b电极是正极

B．b电极发生的反应是Ag2O+2e-+2H+=2Ag+H2O

C．a电极每生成标准状况下2.24LCO2，可向b电极转移0.1mol电子

D．高温条件下，该电池不能正常工作

8．银锌纽扣电池，其电池的电池反应式为：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag，下列说法不正确的是(　　)

A．锌作负极

B．正极发生还原反应

C．电池工作时，电流从Ag2O经导线流向Zn

D．电池工作时，溶液中的OH－向正极移动

9．美国亚利桑那州大学和阿贡国家实验室的科学家最近设计出生产氢气的人造树叶，原理为2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)。有关该反应的说法错误的是（    ）

A．没有人造树叶和太阳能的作用该反应不能自发进行

B．该反应最终是将太阳能转化为电能

C．该反应为充分利用太阳能开辟了广阔前景

D．氢能是理想的绿色能源

10．某甲烷燃料电池构造示意图如图所示，关于该电池的说法不正确的是

A．应该甲烷燃料电池的总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O

B．正极的电极反应是：O2+2H2O+4e-=4OH-

C．a极是负极，发生氧化反应

D．甲烷燃料电池是环保电池

11．镁锰干电池的电化学反应式为：Mg+2MnO2+H2OMg(OH)2+Mn2O3。下列说法不正确的是：

A．镁为负极，发生氧化反应

B．可以选择碱性溶液作为电解质

C．反应后正极和负极附近溶液的pH均升高

D．正极的电极反应为：2MnO2＋H2O＋2e－Mn2O3＋2OH－

12．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇Y2O3的氧化锆ZrO2晶体，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料电池说法正确的是（    ）

A．在熔融电解质中，O2由负极移向正极

B．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：2C4H10＋26e＋13O2＝4CO2＋5H2O

C．通入空气的一极是负极，电极反应为：O2＋4e＝2O2

D．电池的总反应式：2C4H10＋13O2=8CO2＋10H2O

13．通过NO传感器可监测汽车排放尾气中NO含量，其工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．O2-由负极向正极移动

B．负极的电极反应式为：NO-2e-+O2-=NO2

C．O2在电极上的还原产物是H2O

D．反应消耗的NO与O2的物质的量之比为1:2

14．“重油—氧气—熔融碳酸钠”燃料电池装置如图所示。下列说法错误的是

A．O2在b极得电子，最终被还原为

B．放电过程中，电子由电极a经导线流向电极b

C．该电池工作时，经“交换膜2”移向b极

D．H2参与的电极反应为：

15．固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是(　　)

A．有O2参加反应的a极为电池的负极

B．b极的电极反应式为H2-2e-＝ 2H+

C．a极对应的电极反应式为O2+2H2O+4e-＝ 4OH-

D．该电池的总反应式为2H2+O2＝ 2H2O

16．银锌纽扣电池，其电池的电池反应式为：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag，下列说法不正确的是（    ）

A．负极的电极方程式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2

B．正极发生还原反应

C．电池工作时，电流从Ag2O经导线流向Zn

D．电池工作时，溶液中的OH-向正极移动

17．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C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O

18．有一种瓦斯分析仪(如图甲)能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时，通过传感器显示出来。该瓦斯分析仪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Y2O3－Na2O，O2－可以在其中自由移动。

下列有关叙述正确的是(　　)

A．瓦斯分析仪工作时，电池外电路中电流由电极b流向电极a

B．电极b是正极，O2－由电极a流向电极b

C．电极a的反应式为CH4＋5O2－－8e－=CO32—＋2H2O

D．当固体电解质中有1 mol O2－通过时，电子转移4 mol

19．中科院科学家设计出一套利用SO2和太阳能综合制氢方案，其基本工作原理如图所示，下列说法错误的是（    ）

A．该电化学装置中，Pt电极作正极

B．BiVO4电极上的反应式为SO32--2e-+2OH=SO42-+H2O

C．电子流向：Pt电极→导线→BiVO4电极→电解质溶液→Pt电极

D．Pt电极的电势高于BiVO4电极的电势

20．氨硼烷()电池可在常温下工作，装置如图所示。该电池工作时的总反应为。下列说法正确的是(    )

A．正极附近溶液的pH减小

B．电池工作时，通过质子交换膜向负极移动

C．消耗氨硼烷，理论上有电子通过内电路

D．电池负极反应式为

第II卷（非选择题）

三、填空题

21．电池在生产和生活中应用极其广泛，根据电化学原理回答下列问题。

（1）家庭常用的碱性锌锰电池总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O ==2MnOOH＋Zn(OH)2，则其负极是________，正极的电极反应式为_____________________________。

（2）Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4、SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。则该电池的负极为______，正极的电极反应式为_____________________。

（3）甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。写出以KOH溶液为电解质溶液的甲醇燃料电池的电极反应式：负极________________，正极_________________。

22．利用铝与空气中的氧气发生反应，可设计为原电池，实现化学能转化为电能。

（1）回答下列问题：

①写出铝与空气反应的化学方程式：_______________，

②Al片上发生的电极反应式是：__________________，

③石墨棒上发生的电极反应式是：________________，

④消耗27g铝时，转移的电子数为：__________mol。

（2）25℃、101kPa乙醇的燃烧热为1366.8 kJ·mol−1。

①写出该反应的热化学方程式：______________。

②利用该反应设计如图所示的原电池，在图中适当的位置标出该电池的正、负极及电子转移的方向_____________。

23．如图所示，左侧石墨上通入，右侧石墨上通入，电解质溶液为溶液。完成下列问题：

(1)负极反应式为_________；正极反应式为___________；电池总反应为________________。

(2)放电时向_____(填“正”或“负”)极移动。

(3)当外电路通过电子的物质的量为时，负极通入的在标准状况下的体积为_______(假设能量全部转化为电能)。

24．我国神舟十一号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，为我们更好地掌握空间交会对接技术、开展地球观测活动奠定了基础。我国制造航天飞船的主要材料是铝，因而其也被称为会飞的金属，请根据其性质回答下列问题：

(1)现在工业冶炼铝的化学方程式为 _______________。

(2)铝锂形成化合物LiAlH4既是金属储氢材料又是有机合成中的常用试剂，遇水能得到无色溶液并剧烈分解释放出H2，LiAlH4在化学反应中通常作_______(填“氧化”或“还原”)剂。

(3)铝电池性能优越，在现代生产、生活中有广泛的应用。

①Al-Ag2O电池可用作水下动力电源，化学反应为：2Al+3Ag2O+2NaOH+3H2O＝2Na[Al(OH)4]+6Ag，则负极的电极反应式为_______________，正极附近溶液的pH________(填“变大”“不变”或“变小”)。

②铝一空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注，其原理如下图所示。

该电池的正极反应方程式为_______________；电池中NaCl溶液的作用是_______________；以该电池为电源，用惰性电极电解Na2SO4溶液，当Al电极质量减少1.8g时，电解池阴极生成的气体在标准状况下的体积为____________L。

25．铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。

（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：___________________。

（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请在方框内画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。

__________________________

正极反应式：_________________________________________。

负极反应式：_________________________________________。