4.2原电池和化学电源 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学沪科版（2020）选择性必修1

2024—2025学年高中化学沪科版选择性必修一4.2原电池和化学电源 一、单选题 1．一种水性电解液离子选择双隔膜电池如下图所示[KOH溶液中，以存在]。电池放电时，下列叙述错误的是 A．II区的通过隔膜向III区迁移 B．该装置能把化学能转化为电能 C．电极反应： D．III区反应后溶液降低 2．我国某科研团队借助氧化还原介质RM，将电池的放电电压提高至3V以上，该电池的工作原理如图。下列说法正确的是 A．电极的电势比多孔碳电极的高 B．负极反应： C．RM和均为该电池反应的催化剂 D．电极每减重7 g，就有22 g 被固定 3．锂电池行业正在形成以刀片电池(比亚迪-中国）、方壳电池（宁德时代-中国）、大圆柱电池(特斯拉-美国)为代表的三足鼎立之势，我国也正在大力布局全固态电池与氢燃料电池的研发与推广。以下说法错误的是 A．锂电属于二次电池，锂属于有色金属 B．锂电的工作本质就是锂离子的吸附与脱嵌 C．全固态电池具有高安全性、高能量密度优势 D．氢燃料电池与以氢气做燃料的能量转化率相同 4．某原电池装置如图所示。下列结论错误的是    A．原电池是将化学能转化成电能的装置 B．锌片逐渐溶解 C．H+向锌片移动 D．电子由锌片通过导线流向铜片 5．某兴趣小组以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，装置如下图。当电池工作时，下列说法不正确的是 A．铜片为正极 B．负极的电极反应为Zn-2e-=Zn2+ C．化学能主要转化为电能 D．电子从锌片经水果流向铜片 6．我国科研人员研制出一种室温“可呼吸”“”电池。以钠箔和多壁碳纳米管（MWCNT）为电极材料，放电时该电池“吸入”，充电时“呼出”。“吸入”时。该电池“吸入”时的总化学方程式为：。其工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．“吸入”时，电流流向为MWCNT→导线→钠箔 B．每吸收6.72L（标准状况下），转移的电子数目为0.4mol C．放电时，MWCNT处的电极反应式为 D．该电池可用NaCl溶液做电解质 7．如图为某原电池的结构示意图。下列说法正确的是    A．锌片为负极，锌片发生还原反应 B．电子的流动方向：锌→导线→铜→稀硫酸→锌 C．在铜电极上氢离子失去电子放出氢气 D．若有锌被溶解，电路中就有电子通过 8．锌铁液流电池由于安全、稳定、电解液成本低等优点成为电化学储能热点技术之一、下图为以Zn(OH)/Zn和Fe(CN)/Fe(CN)作为电极氧化还原电对的碱性锌铁液流电池放电时工作原理示意图。 已知：聚苯并咪唑PBI膜允许OH-离子通过。下列说法不正确的是 A．放电过程中，总反应为 B．放电过程中，左侧池中溶液pH逐渐减小 C．充电过程中，当2 mol OH-通过PBI膜时，导线中通过1mole- D．充电过程中，阴极的电极反应为 9．可充放电式铝-空气电池的原理如图所示，该电池的核心组分是驱动氧化还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的双功能催化剂，NaOH溶液为电解质溶液，放电时的总反应式为。下列说法正确的是    A．放电时，每消耗11.2L的，转移的电子数为 B．放电时，Al为电源的负极，得到电子被氧化 C．充电时，阳极的电极反应式为 D．充电时，电解质溶液中的向阴极移动 10．铜原电池装置如图所示，有关说法正确的是 A．可将电能转化成化学能 B．铜片作负极 C．铜片上产生气泡 D．电子由铜片经溶液流向锌片 11．铁碳微电池法在酸性条件下处理含氮废水技术的研究获得突破性进展，其工作原理如图，下列说法错误的是 A．b电极上的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ B．处理废水过程中左侧溶液的pH不断增大 C．随着温度升高，该电池处理含氮废水效率可能降低 D．若有1molH+透过质子交换膜，装置中共收集到N2的体积为2.24L(标准状况下) 12．下图为氢氧燃料电池构造示意图，按照此图的提示，下列叙述正确的是 A．a电极是正极 B．气体B是 C．b电极的反应反方程式为 D．电子由a经过灯泡流向b 13．利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时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．负极区，电极反应式为 C．正极区，固氮酶为催化剂，发生还原反应生成 D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 14．一种新型的高比能量锌—碘溴液流电池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。下列叙述正确的是 A．放电时，a电极反应为 B．放电时，溶液中离子的数目会逐渐减少 C．充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.02molI-被氧化 D．充电时，a电极接外电源负极 15．我国科学家设计了一款高能量锂硫电池，其工作原理如下图所示，下列说法正确的是 A．硫电极为负极 B．该装置是将电能转化为化学能 C．通过阳离子交换膜向锂电极方向迁移 D．理论上，每消耗1mol，同时消耗2molLi 二、填空题 16．计算原电池或电解池中膜两侧溶液质量变化时，要注意气体的排出或吸收、沉淀的析出或固体的溶解，尤其不能忽略离子通过膜的转移对溶液质量的影响。如某甲醚燃料电池的工作原理如图所示，质子交换膜两侧的溶液均为溶液。当电路中有电子发生转移时，左右两侧溶液的质量差为 (假设反应物耗尽，忽略气体的溶解)。 17．两种电化学装置如图所示。 已知金属活泼性：。 回答下列问题： (1)从能量的角度分析，装置B将 能转化为 能。 (2)①装置A工作时，Zn电极为 (填“正极”或“负极”)，发生的电极反应为 。 ②利用装置A进行实验，发现锌片、锰片质量均减轻，说明装置中除了发生电化学反应，还发生非电化学反应，该反应的离子方程式为 。实验结束时测得电解质溶液增加32.8g，电流表中有1mol电子发生转移，则锌溶解了 g。 (3)①装置B工作时盐桥中的K+流向 (填“”或“”)溶液。 ②若装置B中负极金属的消耗速率为，则盐桥中K+的迁移速率为 。 18．回答下列问题： (1)铅蓄电池的电池总反应式为：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO2PbSO4＋2H2O，当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加 g。 (2)银锌电池电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为Zn＋2OH－-2e－=ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－。 下列叙述正确的是 。 A．在使用过程中，电解质KOH被不断消耗 B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极 C．Zn是负极，Ag2O是正极 D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应 (3)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成NOX等污染大气，其中生成NO的能量变化如图所示，若反应生成2molNO气体(填“吸收”或“放出”) 热量。 如果将燃料燃烧设计成燃料电池就可避免NOX的生成，工作原理示意如图所示，a、b均为惰性电极。 使用时，空气从 口通入(填“A"或“B")，当外电路通过0.4mol的电子时，消耗O2的体积 L(标况下)。 19．化学反应是人类获取能量的重要途径，我们可以通过化学反应实现化学能向热能、电能的直接转化。 I．回答下列问题： (1)从断键和成键角度分析上述反应中能量的变化。部分化学键的键能如下表： 化学键 H-H 0=0 H-O 键能（kJ/mol） 436 496 463 则常温常压下，1mol H2 在空气中充分燃烧，生成 1mol H2O (g)放出热量 kJ。 II．各类电池广泛用在交通工具(如电动汽车、电动自行车等)上，实现了节能减排，也为生活带来了极大的便利。 (2)传统汽车中使用的电池主要是铅蓄电池，其构造如图所示。 ①电池工作时，电子由 流出(填“Pb”或“ PbO2”) ②该电池的工作原理为，其工作时电解质溶液的 pH 将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)2020 年上海进博会展览中，诸多氢能源汽车纷纷亮相，氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。某种氢氧燃料电池的内部结构如图所示： ①a 处通入的气体是 ； ②电池每消耗标准状况下 5.6L 氢气，电路中通过的电子数目为 。 III．为了更好地利用化学反应中物质和能量的变化，在化学研究和工业生产中还需要关注化学反应的快慢和限度。能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要因素。某温度下，向2.0L 的恒容密闭容器中充入 2.0mol N2 和 2.0mol H2 ，发生反应，实验数据如下表所示： t/s 0 50 150 250 350 n（NH3）/mol 0 0.24 0.36 0.40 0.40 (4)0～50s 内的平均反应速率v(N2)= 。 (5)为加快反应速率，可采取的措施是 (填字母)。 a．升高温度　　　 b．增大容器体积 　　　c．加入合适的催化剂 三、计算题 20．在由铜片、锌片和200 mL稀硫酸组成的原电池中，若锌片上只发生电化学腐蚀，当在铜片上共放出3.36 L(标准状况)的气体时，H2SO4恰好用完，求： (1)参加反应锌片的质量 ？ (2)原H2SO4溶液的浓度 ？ (3)整个过程中外电路通过的电子的物质的量 ？ 21．如维持电流为0.5A，以燃料电池(如图所示)作为电源，持续工作，理论上消耗 g。(结果保留2位有效数字，已知) 22．由等质量的锌片、铜片和200mL稀硫酸组成的原电池，工作一段时间后，当在铜片上放出3.36 L(标准状况)的气体时，H2SO4恰好完全反应。计算： (1)原硫酸的物质的量浓度是多少？ (2)若将电解质溶液改为硫酸铜溶液，当电池两极的质量差为2.58g时，从电池中流出的电子的物质的量。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B D C D D D C D C 题号 11 12 13 14 15 答案 D D B C D 1．A 2．B 3．D 4．C 5．D 6．D 7．D 8．C 9．D 10．C 11．D 12．D 13．B 14．C 15．D 16． 17．(1) 化学 电 (2) 正极 6.5 (3) 18．(1)48 (2)C (3) 吸收 B 2.24 19．(1)242 (2) Pb 增大 (3) H2（或氢气） 0.5NA（或） (4)0.072mol • L-1 • min-1（或0.0012mol • L-1 • s-1） (5)ac 20．(1)9.75 g (2)0.75 mol/L (3)0.3 mol 21． 22．(1)0.75mol/L (2)0.04mol 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$