2025届高三化学一轮复习 课时小练：化学能转化为电能——电池

化学能转化为电能——电池 一、选择题 1．酸性锌锰电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由炭粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnO(OH)。下列说法错误的是(　　) A．该电池的负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋ B．该电池的正极反应式为MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－ C．维持电流为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗0.05 g Zn(已知F＝96 500 C·mol－1) D．酸性锌锰电池与碱性锌锰电池相比，缺点是电解质溶液易发生泄漏 2．如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度在700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应产物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是(　　) A．电池内的O2－由电极乙移向电极甲 B．电池总反应为N2H4＋2O2===2NO＋2H2O C．当电极甲上有1 mol N2H4消耗时，电极乙上有22.4 L O2参与反应 D．电池外电路的电子由电极乙移向电极甲 3．以铜作催化剂的一种铝硫电池如图所示，电池放电时的反应原理为3CuxS＋2Al＋14AlCl===3xCu＋8Al2Cl＋3S2－。下列说法错误的是(　　) A．充电时，Al2Cl被还原 B．放电时，K＋通过阳离子交换膜向Cu/CuxS电极移动 C．充电时，阳极区的电极反应式为xCu－2xe－＋S2－===CuxS D．放电时，负极区的电极反应式为Al＋7AlCl－3e－===4Al2Cl 4．直接煤-空气燃料电池原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．随着反应的进行，氧化物电解质的量不断减少 B．负极上发生的反应有C＋2CO－4e－===3CO2、CO2＋O2－===CO C．电极X为负极，O2－向X极迁移 D．直接煤-空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高 5．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验装置 部分实验现象 a极质量减少；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　) A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞a C．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c 6．研究小组进行如下表所示的原电池实验： 实验编号 ① ② 实验装置 实验现象 连接好装置5 min后，灵敏电流表指针向左偏转，两侧铜片表面均无明显现象 连接好装置，开始时左侧铁片表面持续产生气泡，5 min后，灵敏电流表指针向右偏转，右侧铁片表面无明显现象 下列关于该实验的叙述中，正确的是(　　) A．两装置的盐桥中，阳离子均向右侧移动 B．实验①中，左侧的铜片被腐蚀 C．实验②中，连接装置5 min后，左侧电极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ D．实验①和实验②中，均有O2得电子的反应发生 7．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是(　　) A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 8．铅蓄电池是汽车常用的蓄电池，其构造如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．电池放电时，负极质量减轻 B．电池放电时，c(H＋)减小 C．电池充电时总反应为2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4 D．铅蓄电池的缺点是笨重、比能量低 9．某化学实验探究小组探究MnO2与某些盐溶液的反应，设计如下装置。左侧烧杯中加入50 mL 6 mol·L－1硫酸，右侧烧杯中加入50 mL 6 mol·L－1的CaCl2溶液，盐桥中装有含氯化钾饱和溶液的琼胶。当闭合开关K时，电流表中出现指针偏转，下列说法正确的是(　　) A．该实验装置属于电解池 B．左侧烧杯中的电极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O C．C电极上发生还原反应，产生的气体可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 D．若盐桥换成装有含KNO3饱和溶液的琼胶，则C电极上产生的气体的总量不变 10．十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该电池放电时质子从Pt2电极经过内电路移向Pt1电极 B．Pt1电极附近发生的反应为SO2＋2H2O－2e－===H2SO4＋2H＋ C．Pt2电极附近发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ D．相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1 11．(2023·合肥模拟)镍镉电池是一种新型的封闭式体积小的可充电电池。其工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．放电时b极为正极 B．放电时a极的反应为Cd＋2e－＋2OH－===Cd(OH)2 C．充电时电流的方向：外电源正极→b极→电解质溶液→a极 D．用该电池提供的电能电解饱和食盐水，电路中通过0.2 mol e－，阴极生成0.2 g H2 12．海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是(　　) A．海水起电解质溶液作用 B．N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 D．该锂-海水电池属于一次电池 13．(2023·盐城模拟)某学习小组设计如图所示原电池装置。该电池总反应为Cl－＋Ag＋===AgCl↓。下列说法正确的是(　　) A．放电时，X电极发生还原反应 B．放电时，Y电极反应式为Ag＋＋e－===Ag C．放电时，盐桥中K＋向盛有NaCl溶液的烧杯中移动 D．外电路中每通过0.1 mol e－，X电极质量增加14.35 g 14．以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清洁燃料电池，下列说法正确的是(　　) A．放电过程中，K＋均向负极移动 B．放电过程中，KOH物质的量均减小 C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料电池的理论放电量最大 D．消耗1 mol O2时，理论上N2H4—O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2 L 二、综合题 15．全钒液流电池是一种活性物质循环流动的液态电池，以溶解于一定浓度硫酸中的不同价态的钒离子为电极反应的活性物质，基本工作原理示意图如下： 回答下列问题： (1)硫酸是铅蓄电池的电解质，在铅蓄电池中负极的电极反应式是________________。 (2)全钒液流电池放电时，左槽溶液颜色逐渐由黄变蓝，则电极b的电极反应式是________________________________________________________________________。 若有0.2 mol电子转移，质子交换膜左侧电解液质量________(填“增加”或“减少”)，质量为________。 (3)全钒液流电池充电时，电极a应连接电源的________极，电极反应式为______________。 16．利用电化学原理既能合成有机物，又能输出电能。如图所示装置可合成苯胺，反应进行一段时间，负极质量减轻7.8 g，D出口溶液增重0.19 g。 (1)电流的方向为________(填“A→B”或“B→A”)。 (2)生成目标产物的电极反应式为__________________________________________________。 (3)电流效率η＝____________%。(η＝×100%，计算结果保留小数点后1位) 化学能转化为电能——电池 一、选择题 1．酸性锌锰电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由炭粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnO(OH)。下列说法错误的是(　　) A．该电池的负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋ B．该电池的正极反应式为MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－ C．维持电流为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗0.05 g Zn(已知F＝96 500 C·mol－1) D．酸性锌锰电池与碱性锌锰电池相比，缺点是电解质溶液易发生泄漏 答案　B 2．如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度在700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应产物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是(　　) A．电池内的O2－由电极乙移向电极甲 B．电池总反应为N2H4＋2O2===2NO＋2H2O C．当电极甲上有1 mol N2H4消耗时，电极乙上有22.4 L O2参与反应 D．电池外电路的电子由电极乙移向电极甲 答案　A 3．以铜作催化剂的一种铝硫电池如图所示，电池放电时的反应原理为3CuxS＋2Al＋14AlCl===3xCu＋8Al2Cl＋3S2－。下列说法错误的是(　　) A．充电时，Al2Cl被还原 B．放电时，K＋通过阳离子交换膜向Cu/CuxS电极移动 C．充电时，阳极区的电极反应式为xCu－2xe－＋S2－===CuxS D．放电时，负极区的电极反应式为Al＋7AlCl－3e－===4Al2Cl 答案　C 4．直接煤-空气燃料电池原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．随着反应的进行，氧化物电解质的量不断减少 B．负极上发生的反应有C＋2CO－4e－===3CO2、CO2＋O2－===CO C．电极X为负极，O2－向X极迁移 D．直接煤-空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高 答案　A 5．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验装置 部分实验现象 a极质量减少；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　) A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞a C．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c 答案　C 6．研究小组进行如下表所示的原电池实验： 实验编号 ① ② 实验装置 实验现象 连接好装置5 min后，灵敏电流表指针向左偏转，两侧铜片表面均无明显现象 连接好装置，开始时左侧铁片表面持续产生气泡，5 min后，灵敏电流表指针向右偏转，右侧铁片表面无明显现象 下列关于该实验的叙述中，正确的是(　　) A．两装置的盐桥中，阳离子均向右侧移动 B．实验①中，左侧的铜片被腐蚀 C．实验②中，连接装置5 min后，左侧电极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ D．实验①和实验②中，均有O2得电子的反应发生 答案　D 7．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是(　　) A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 答案　C 8．铅蓄电池是汽车常用的蓄电池，其构造如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．电池放电时，负极质量减轻 B．电池放电时，c(H＋)减小 C．电池充电时总反应为2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4 D．铅蓄电池的缺点是笨重、比能量低 答案　A 9．某化学实验探究小组探究MnO2与某些盐溶液的反应，设计如下装置。左侧烧杯中加入50 mL 6 mol·L－1硫酸，右侧烧杯中加入50 mL 6 mol·L－1的CaCl2溶液，盐桥中装有含氯化钾饱和溶液的琼胶。当闭合开关K时，电流表中出现指针偏转，下列说法正确的是(　　) A．该实验装置属于电解池 B．左侧烧杯中的电极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O C．C电极上发生还原反应，产生的气体可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 D．若盐桥换成装有含KNO3饱和溶液的琼胶，则C电极上产生的气体的总量不变 答案　B 10．十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该电池放电时质子从Pt2电极经过内电路移向Pt1电极 B．Pt1电极附近发生的反应为SO2＋2H2O－2e－===H2SO4＋2H＋ C．Pt2电极附近发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ D．相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1 答案　D 11．(2023·合肥模拟)镍镉电池是一种新型的封闭式体积小的可充电电池。其工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．放电时b极为正极 B．放电时a极的反应为Cd＋2e－＋2OH－===Cd(OH)2 C．充电时电流的方向：外电源正极→b极→电解质溶液→a极 D．用该电池提供的电能电解饱和食盐水，电路中通过0.2 mol e－，阴极生成0.2 g H2 答案　B 12．海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是(　　) A．海水起电解质溶液作用 B．N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 D．该锂-海水电池属于一次电池 答案　B 13．(2023·盐城模拟)某学习小组设计如图所示原电池装置。该电池总反应为Cl－＋Ag＋===AgCl↓。下列说法正确的是(　　) A．放电时，X电极发生还原反应 B．放电时，Y电极反应式为Ag＋＋e－===Ag C．放电时，盐桥中K＋向盛有NaCl溶液的烧杯中移动 D．外电路中每通过0.1 mol e－，X电极质量增加14.35 g 答案　B 14．以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清洁燃料电池，下列说法正确的是(　　) A．放电过程中，K＋均向负极移动 B．放电过程中，KOH物质的量均减小 C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料电池的理论放电量最大 D．消耗1 mol O2时，理论上N2H4—O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2 L 答案　C 二、综合题 15．全钒液流电池是一种活性物质循环流动的液态电池，以溶解于一定浓度硫酸中的不同价态的钒离子为电极反应的活性物质，基本工作原理示意图如下： 回答下列问题： (1)硫酸是铅蓄电池的电解质，在铅蓄电池中负极的电极反应式是________________。 (2)全钒液流电池放电时，左槽溶液颜色逐渐由黄变蓝，则电极b的电极反应式是________________________________________________________________________。 若有0.2 mol电子转移，质子交换膜左侧电解液质量________(填“增加”或“减少”)，质量为________。 (3)全钒液流电池充电时，电极a应连接电源的________极，电极反应式为______________。 答案　(1)Pb－2e－＋SO===PbSO4　(2)V2＋－e－===V3＋　增加　0.2 g　(3)正　VO2＋＋H2O－e－===VO＋2H＋ 16．利用电化学原理既能合成有机物，又能输出电能。如图所示装置可合成苯胺，反应进行一段时间，负极质量减轻7.8 g，D出口溶液增重0.19 g。 (1)电流的方向为________(填“A→B”或“B→A”)。 (2)生成目标产物的电极反应式为__________________________________________________。 (3)电流效率η＝____________%。(η＝×100%，计算结果保留小数点后1位) 答案　(1)A→B　(2)＋6H＋＋6e－===＋2H2O　(3)79.2 学科网（北京）股份有限公司 $$