高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池课后复习题

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第一节综合拔高练五年选考练考点　利用原电池原理分析各种新型化学电源1.(2019课标Ⅰ,12,6分,)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。下列说法错误的是(　　)A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+ 2H++2MV+C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动2.(2019课标Ⅲ,13,6分,)为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3D-Zn—NiOOH二次电池,结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是(　　)A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高B.充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-NiOOH(s)+H2O(l)C.放电时负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e- ZnO(s)+H2O(l)D.放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区3.(2019天津理综,6,6分,)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池,其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列叙述不正确的是(　　)A.放电时,a电极反应为I2Br-+2e- 2I-+Br-B.放电时,溶液中离子的数目增大C.充电时,b电极每增重0.65 g,溶液中有0.02 mol I-被氧化D.充电时,a电极接外电源负极4.(2018课标Ⅱ,12,6分,)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。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:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是(　　)A.放电时,Cl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:3CO2+4e-2C+CD.充电时,正极反应为:Na++e-Na5.(2017课标Ⅲ,11,6分,)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- 3Li2S4B.电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重0.14 gC.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的量越多三年模拟练应用实践1.(2020湖北荆州沙市中学高二上期末,)工业废气H2S经资源化利用后可回收能量并得到单质硫。反应原理为2H2S(g)+O2(g) S2(s)+2H2O(l)　ΔH=-632 kJ·mol-1。H2S燃料电池的工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是(　　)A.电极a为电池的负极B.电极b上的电极反应式为O2+4H++4e- 2H2OC.若电路中通过2 mol电子,则电池内部释放632 kJ热能D.若有17 g H2S参与反应,则会有1 mol H+经质子膜进入正极区2.(2020湖北荆门高二上期末,)2019年度诺贝尔化学奖授予研究锂离子电池的三位科学家,以表彰他们在锂离子电池发展方面所作出的突出贡献。锂锰电池是一种常用的锂离子电池,它体积小、性能优良,该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2,下列说法错误的是(　　)A.外电路的电流方向是由b极流向a极B.电池正极反应式为MnO2+e-+Li+ LiMnO2C.可用水代替电池中的混合有机溶剂D.电路中每通过1 mol电子,就有NA个Li+移向b极3.(2020福建龙岩六校高二上期中,)用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池的原理如图所示。下列说法正确的是(　　)A.充电时,阴极的电极反应为Ni(OH)2+OH--e- NiO(OH)+H2OB.放电时,负极的电极反应为H2-2e-+2OH- 2H2OC.放电时,OH-移向镍电极D.充电时,将电池的碳电极与外电源的正极相连4.(2020辽宁锦州一模,)肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸,但是以其为燃料的燃料电池是一种理想的电池,具有容量大、能量转化率高、产物无污染等特点,其工作原理如图所示,下列叙述正确的是(　　)A.电池工作时,正极附近溶液的pH减小B.当消耗1 mol O2时,有2 mol Na+由甲槽向乙槽迁移C.负极反应式为4OH-+N2H4-4e- N2↑+4H2OD.若去掉阳离子交换膜,电池也能正常工作迁移创新5.(2020山东青岛高三上期末,)如图是采用新能源储能器件将CO2转化为固体产物,实现CO2的固定和储能灵活应用的装置。储能器件使用的Li-CO2电池组成为钌电极/CO2-饱和LiClO4-DMSO电解液/锂片。下列说法错误的是(　　)A.钌电极为负极,其电极反应式为2Li2CO3+C-4e- 3CO2+4Li+B.Li-CO2电池电解液由LiClO4-DMSO溶于水得到C.这种电化学转化方式不仅减少CO2的排放,还可将CO2作为可再生能源载体D.CO2的固定中,每生成1.5 mol气体,可转移2 mol e-   答案全解全析五年选考练1.B　A项,现有工业合成氨的反应条件是高温、高压、催化剂,则题述方法合成氨条件更为温和,同时可将化学能转化为电能,正确;B项,阴(正)极区,在固氮酶催化作用下发生反应N2+6H++6MV+ 2NH3+6MV2+,错误;C项,由B项分析可知正极区N2被还原为NH3,正确;D项,原电池工作时,质子(H+)通过交换膜由负极区向正极区移动,正确。2.D　A项,依题干信息可知正确;B项,充电时阳极发生氧化反应,正确;C项,放电时Zn作负极失去电子,发生氧化反应,正确;D项,放电时,OH-由正极区向负极区迁移。3.D　由工作原理示意图中Zn2+迁移的方向可判断放电时a为正极,b为负极。放电时,a极得到电子,发生还原反应,使溶液中离子数目增大,A、B项正确;充电时,a极接外接电源的正极,D项错误;充电时,b极为阴极,电极反应式为Zn2++2e- Zn,每增重0.65 g,转移0.02 mol电子,a极为阳极,电极反应式为2I-+Br--2e- I2Br-,转移0.02 mol电子,有0.02 mol I-被氧化,C项正确。4.D　放电时,负极反应为4Na-4e-4Na+,正极反应为3CO2+4e- C+2C;Na+移向正极,C、Cl移向负极,A、C正确;充电过程与放电过程相反,B正确;充电时,阳极反应为2C+C-4e- 3CO2↑,D错误。5.D　根据图示中Li+移动方向可知,电极a为正极,依次发生S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2的转化,A正确;电池工作时负极反应式为Li-e- Li+,当转移0.02 mol电子时,负极消耗的Li的物质的量为0.02 mol,质量为0.14 g,B正确;石墨烯具有导电性,可以提高电极a的导电能力,C正确;电池充电时为电解池,此时Li2S2的量越来越少,D错误。三年模拟练1.C　由2H2S(g)+O2(g) S2(s)+2H2O(l)　ΔH=-632 kJ·mol-1,得出负极H2S失电子发生氧化反应,则电极a为电池的负极,A正确;正极O2得电子发生还原反应,所以电极b上发生的电极反应为O2+4H++4e- 2H2O,B正确;电路中每通过2 mol电子,则消耗0.5 mol氧气,但该装置将化学能转化为电能,所以电池内部几乎不放出热量,C错误;每17 g H2S即0.5 mol参与反应,则消耗0.25 mol氧气,根据O2+4H++4e- 2H2O可知,有1 mol H+经质子膜进入正极区,D正确。2.C　形成原电池反应时,Li为负极被氧化,MnO2为正极被还原,外电路的电流方向是由b极流向a极,A正确;MnO2为正极被还原,电极反应式为MnO2+e-+Li+ LiMnO2,B正确;Li为负极,可与水发生反应,所以不能用水代替电池中的混合有机溶剂,C错误;Li为负极被氧化,电极反应式为Li-e- Li+,则电路中每通过1 mol电子,就有NA个Li+移向b极,D正确。3.B　开关连接用电器时,为原电池,则根据电子流向,镍电极为正极得电子发生还原反应;开关连接充电器时,镍电极为阳极失电子发生氧化反应。充电时,阳极上发生失电子的氧化反应,即Ni(OH)2+OH--e- NiO(OH)+H2O,A错误;放电时,负极上氢气失电子发生氧化反应,电极反应为H2+2OH--2e- 2H2O,B正确;放电时,电解质溶液中阴离子向负极移动,所以OH-移向碳电极,C错误;充电时,碳电极附近物质要恢复原状,则应该得电子发生还原反应,所以碳电极作阴极,应该与电源的负极相连,D错误。4.C　电池工作时,O2在正极发生还原反应:O2+2H2O+4e- 4OH-,由于生成OH-,溶液的pH增大,A错误;当消耗1 mol O2时,电路中转移4 mol电子,生成4 mol OH-,为保持溶液呈电中性,应有4 mol Na+由甲槽向乙槽迁移,B错误;N2H4在负极上失电子发生氧化反应,则负极反应式为4OH-+N2H4-4e- N2↑+4H2O,C正确;若去掉阳离子交换膜,正极产生的OH-直接向负极移动,不能产生稳定的电流,D错误。5.B　由题图可知,钌电极上的电极反应式为2Li2CO3+C-4e- 4Li++3CO2↑,A正确;由题意可知,Li-CO2电池中有活泼金属Li,所以电解液不能由LiClO4-DMSO溶于水得到,B错误;由题图可知,CO2通过储能系统和CO2固定策略转化为固体产物C,则这种电化学转化方式不仅减少CO2的排放,还可将CO2作为可再生能源载体,C正确;由题图可知,CO2的固定中的电极反应式为2Li2CO3-4e- 2CO2↑+O2↑+4Li+,每生成1.5 mol气体,可转移2 mol e-,D正确。