2023届高三化学二轮复习 13 小题保分训练(13) 原电池及化学电源

这是一份2023届高三化学二轮复习 13 小题保分训练(13) 原电池及化学电源，共28页。
A．a极为正极
B．随着反应不断进行，负极区的pH不断增大
C．b极的电极反应为MnO2＋2H2O＋2e－===Mn2＋＋4OH－
D．若消耗0.01 ml葡萄糖，电路中转移0.02 ml电子
2．我国科研人员借助太阳能，将光解水制H2与脱硫结合起来，既能大幅度提高光解水制H2的效率，又能脱除SO2，工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A．该装置可将太阳能转化为化学能 B．催化剂a表面发生还原反应，产生H2
C．催化剂b附近的溶液pH增大 D．吸收1 ml SO2，理论上能产生1 ml H2
3．一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池的说法正确的是( )
A．a电极为正极
B．H＋由右室通过质子交换膜进入左室
C．a电极的电极反应式为C6H5OH－28e－＋11H2O===6CO2↑＋28H＋
D．当b电极上产生1 ml N2时，溶液中将有10 ml e－通过
4．锌—空气电池由活性炭(空气扩散极)、锌、苛性碱溶液构成，其中活性炭部分浸泡在苛性碱溶液中，其工作原理如图所示，负极产物是ZnO。下列有关锌—空气电池的说法正确的是( )
A．活性炭的作用是吸附空气，为电池提供氧化剂
B．原理图中的隔离膜为质子交换膜
C．负极反应式为Zn－2e－＋H2O===ZnO＋2H＋
D．电池工作时，外电路中流过0.2 ml电子，消耗3.2 g O2
5．在《科学》(Science)中的一篇论文中，圣安德鲁斯的化学家描绘出了一种使用DMSO(二甲亚砜)作为电解液，并用多孔的黄金作为电极的锂—空气电池的实验模型，这种实验电池在充放电100次以后，其电池容量仍能保持最初的95%。该电池放电时在多孔的黄金上氧分子与锂离子反应，形成过氧化锂，其装置图如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A．多孔的黄金作为正极，负极的电极反应式为Li－e－===Li＋
B．DMSO电解液能传递Li＋和电子，但不能换成水溶液
C．该电池放电时每消耗2 ml空气，转移4 ml电子
D．给该锂—空气电池充电时，金属锂接直接电源正极
6．Rmanenk利用微生物电池将Cr2Oeq \\al(2－,7)催化还原的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．b极为负极
B．a极反应式：CH3COOH＋2H2O－8e－===2CO2↑＋8H＋
C．每处理1 ml Cr2Oeq \\al(2－,7)，生成CO2(标准状况下)3.36 L
D．每生成1 ml Cr(OH)3，右池n(H＋)减少2 ml
7．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )
A．反应CH4＋H2Oeq \(=====,\s\up11(催化剂),\s\d4(△))3H2＋CO，每消耗1 ml CH4转移12 ml电子
B．电极A上H2参与的电极反应为：H2＋2OH－－2e－===2H2O
C．电池工作时，COeq \\al(2－,3)向电极B移动
D．电极B上发生的电极反应为：O2＋2CO2＋4e－===2COeq \\al(2－,3)
8．新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图，该电池总反应方程式为NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O。下列有关说法中正确的是( )
A．电池正极区的电极反应为BH4－＋8OH－－8e－===BO2－＋6H2O
B．电极B为负极，纳米MnO2层的作用是提高原电池的工作效率
C．放电过程中，Na＋从正极区向负极区迁移
D．在电池反应中，每消耗1 L 6 ml·L－1 H2O2溶液，理论上流过电路中的电子数为12NA
9．科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如下图所示。下列说法错误的是( )
A．电极a为电池的负极
B．电极b上发生的电极反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C．电路中每通过4 ml电子，在正极消耗44.8 L H2S
D．每17 g H2S参与反应，有1 ml H＋经质子膜进入正极区
10．如图为利用电化学方法处理有机废水的原理示意图。下列说法正确的是( )
A．a、b极不能使用同种电极材料
B．工作时，a极的电势低于b极的电势
C．工作一段时间之后，a极区溶液的pH增大
D．b极的电极反应式为：CH3COO－＋4H2O－8e－===2HCO3－＋9H＋
11．全钒氧化还原液流电池是一种新型绿色的二次电池。其工作原理如图所示。下列叙述正确的是( )
A．电子由Y极流出，经质子交换膜到X极
B．放电过程中，电解质溶液pH降低
C．Y极反应式为V2＋－e－===V3＋
D．每转移1 ml电子，理论上有2 ml H＋由交换膜右侧向左侧迁移
12．我国科学家发明了制取H2O2的绿色方法，原理如图所示(已知：H2O2H＋＋HOeq \\al(－,2)，Y膜为HOeq \\al(－,2)选择性交换膜)。下列说法错误的是( )
A．b极上的电极反应式为O2＋H2O＋2e－===HOeq \\al(－,2)＋OH－
B．X膜为选择性阳离子交换膜
C．电池工作时，a极室的pH不变
D．理论上，每生成1 ml H2O2，电路中转移4 ml电子
13．某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。下列说法正确的是( )

A．正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－
B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变
D．当电路中转移0.01mle－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02ml离子
14．微生物燃料电池在净化废水(主要去除Cr2Oeq \\al(2－,7))的同时能获得能源或得到有价值的化学产品。图1为其工作原理，图2为废水中Cr2Oeq \\al(2－,7)离子浓度与去除率的关系。下列说法正确的是( )
A．M为电池正极，CH3COOH被还原
B．外电路转移4 ml电子时，M极产生22.4 L CO2(忽略CO2溶解)
C．反应一段时间后，N极附近pH下降
D．Cr2Oeq \\al(2－,7)离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活
15．锂/氟化碳电池稳定性很高。电解质为LiClO4的乙二醇二甲醚溶液，总反应为xLi＋CFx===xLiF＋C，放电产物LiF沉积在正极，工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A．正极的电极反应式为CFx＋xe－＋xLi＋===xLiF＋C B．交换膜为阳离子交换膜
C．电解质溶液可用LiClO4的乙醇溶液代替 D．b极电势高于a极电势
【小题保分训练(13) 原电池及化学电源】答案
1．D。解析：由已知结合图示，葡萄糖(C6H12O6)―→葡萄糖内酯(C6H10O6)，氢原子减少两个，发生氧化反应，所以a极为负极，A项错误；电解质溶液显酸性，所以负极反应为C6H12O6－2e－===C6H10O6＋2H＋，随着反应不断进行，负极区的pH不断减小，B项错误；b极为正极，电极反应为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，C项错误；由负极反应C6H12O6－2e－===C6H10O6＋2H＋可得，1 ml葡萄糖失去2 ml电子，所以若消耗0.01 ml葡萄糖，电路中转移0.02 ml电子，D项正确。
2．C
3．C。解析：根据a电极上C6H5OH转化为CO2，知a电极上发生氧化反应，则a电极为负极，A错误；H＋由左室通过质子交换膜进入右室，B错误；a电极上C6H5OH被氧化为CO2，电极反应式为C6H5OH－28e－＋11H2O===6CO2↑＋28H＋，C正确；电子不能通过电解质溶液，D错误。
4．A。解析：A项，活性炭具有多孔结构，可有效地吸附空气，正确；B项，该电池的电解质溶液为苛性碱溶液，且负极消耗OH－，故隔离膜是阴离子交换膜，错误；C项，因该电池的电解质溶液为碱性溶液，故不可能生成H＋，正确的负极反应式为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O，错误；D项，外电路流过0.2 ml电子时，消耗0.05 ml O2，错误。
5．A。解析：选项B，电解液不能传递电子，错误；选项C，放电时每消耗2 ml O2，转移4 ml电子，2 ml空气中含氧气的物质的量小于2 ml，错误；选项D，充电时，直流电源的负极与电池的负极连接，故金属锂接直流电源的负极，错误。
6．B。解析：根据电极上物质之间的转化可知，a极为负极，电极反应式为CH3COOH－8e－＋2H2O===2CO2↑＋8H＋，b极为正极，电极反应式为Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O，A错误，B正确；根据两极转移电子数相等可知，处理1 ml Cr2Oeq \\al(2－,7)时生成1.5 ml CO2(标准状况下的体积为33.6 L)，C错误；正极的电极反应式为：Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O，Cr3＋发生反应生成Cr(OH)3：2Cr3＋＋6H2O===2Cr(OH)3＋6H＋，生成2 ml Cr(OH)3，右池n(H＋)减少8 ml，所以每生成1 ml Cr(OH)3右池n(H＋)减少4 ml，D错误。
7．D。解析：A选项，甲烷中的C为－4价，一氧化碳中的C为＋2价，每个碳原子失去6个电子，因此每消耗1 ml甲烷失去6 ml电子，所以错误；B选项，熔融盐中没有氢氧根离子，因此氢氧根离子不能参与电极反应，电极反应式应为H2＋CO＋2COeq \\al(2－,3)－4e－===3CO2＋H2O，所以错误；C选项，碳酸根离子应向负极移动，即向电极A移动，所以错误；D选项，电极B上氧气和二氧化碳得电子生成碳酸根离子，所以正确。
8．D。解析：根据图示知，B电极上H2O2得电子生成OH－，所以B电极是正极，发生的电极反应为H2O2＋2e－===2OH－，故A、B错误；根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的原则，放电时，阳离子向负电荷较多的正极移动，阴离子向正电荷较多的负极移动，所以Na＋从负极区向正极区迁移，故C错误；在电池反应中，每消耗1 L 6 ml·L－1 H2O2溶液，消耗H2O2的物质的量为6 ml，根据H2O2＋2e－===2OH－知，理论上流过电路中的电子数为6 ml×2×NA ml－1＝12NA，故D正确。
9．C。解析：根据题目可知，该电池为燃料电池，根据燃料电池的特点，通氧气的一极为正极，故电极b为正极，电极a为负极，A项正确；电极b为正极，氧气得电子生成水，B项正确；从装置图可以看出，电池总反应为2H2S＋O2===S2＋2H2O，电路中每通过4 ml电子，正极应该消耗1 ml O2，负极应该有2 ml H2S反应，但是题目中没有给出气体所处的状况，所以不一定是44.8 L，故C错误；17 g H2S即0.5 ml H2S，每0.5 ml H2S参与反应会消耗0.25 ml O2，根据正极反应式O2＋4H＋＋4e－===2H2O，可知有1 ml H＋经质子膜进入正极区，故D正确。
10．D。解析：根据图示：工作时，b极上CH3COO－→HCO3－，碳原子从0价升至＋4价，b极是原电池的负极，则a极是电池的正极。a、b极上发生的反应为电解质溶液的变化，电极材料可同可异，A项错误；a极（正极）的电势高于b极（负极）的电势，B项错误；a极（正极）电极反应式为＋Cl－，正极每得到2 ml电子时，为使溶液保持电中性，必须有2 ml H＋通过质子交换膜进入a极溶液，同时电极反应消耗1 ml H＋，故工作一段时间之后，a极区溶液中H＋浓度增大，pH减小，C项错误；据图中物质转化，考虑到质量守恒和电荷守恒关系，b极（负极）反应为CH3COO－＋4H2O－8e－===2HCO3－＋9H＋，D项正确。
11．C。解析：观察装置，由物质转化可以确定右边发生氧化反应，Y极为负极，左边发生还原反应，X为正极。电子只能在导线上迁移，即电子由Y极经导线流向X极，故A错误；放电过程中，电池反应式为V2＋＋VOeq \\al(＋,2)＋2H＋===V3＋＋VO2＋＋H2O，消耗H＋，pH升高，故B错误；Y极为负极，发生氧化反应，由离子转化关系知反应式为V2＋－e－===V3＋，故C正确；X极反应式为VOeq \\al(＋,2)＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O，得失电子数决定氢离子迁移数目。转移1 ml电子，只有1 ml H＋迁移，故D错误。
12．D
13．D。解析：根据电池总反应可以看出Cl2得电子，Ag失电子，所以在原电池中Cl2在正极上发生还原反应，Ag在负极上发生氧化反应。正极反应为Cl2＋2e－===2Cl－，A项错误；因为电解质溶液为盐酸，所以负极上Ag失电子生成的Ag＋随即与附近的Cl－反应，B项错误；用氯化钠代替盐酸后，电极反应不发生改变，C项错误；当电路中转移0.01mle－时，负极生成0.01mlAg＋，由于Ag＋＋Cl－===AgCl↓，所以消耗0.01mlCl－，由于电荷守恒，同时有0.01mlH＋通过阳离子交换膜转移至右侧溶液中，D项正确。
14．D。解析：根据图1中的电子流向可知M为原电池的负极，CH3COOH被氧化生成CO2，N为原电池的正极，O2被还原生成水，A项错误；CH3COOH中C的平均化合价为0，生成CO2，C化合价升高到＋4价，外电路转移4 ml电子生成1 ml CO2，但没有指明外界条件，CO2的体积无法计算，B项错误；N极附近由于Cr2Oeq \\al(2－,7)被还原消耗H＋，pH增大，C项错误；根据图2，当Cr2Oeq \\al(2－,7)浓度大于3 mg·L－1时，Cr2Oeq \\al(2－,7)的去除率为0，可能会造成还原菌失活，D项正确。
15．C。解析：。A.根据分析，正极的电极反应式为CFx＋xe－＋xLi＋===xLiF＋C，故A正确；B.锂离子从负极移向正极，交换膜为阳离子交换膜，故B正确；C.乙醇和锂会发生反应，消耗锂，产生氢气，造成电极的损耗和危险，故不能使用LiClO4的乙醇溶液代替LiClO4的乙二醇二甲醚溶液，故C错误；D.原电池中，电子从负极经导线流向正极，即由低电势流向高电势，b极电势高于a极电势，故D正确。