1.2 化学能转化为电能——电池 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

2024—2025学年高中化学鲁科版选择性必修一1.2 化学能转化为电能——电池 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2+O2=2H2O，下列有关说法正确的是 A．电子通过外电路从b极流向a极 B．b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e--=4OH-- C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2 D．H+由a极通过固体酸电解质传递到b极 2．锌溴液流电池是液流电池的一种，能够大容量、长时间的充放电。放电时总反应为Zn+Br2= ZnBr2。下列说法正确的是 A．放电时电极M为负极 B．放电时负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+ C．充电时ZnBr2溶液的浓度增大 D．电池中间使用阳离子交换膜或阴离子交换膜都可以 3．下列有关说法中错误的是(盐桥是浸满饱和溶液的琼脂) A．锌是负极，发生氧化反应 B．铜电极的电极反应式为： C．电子经盐桥从锌电极流向铜电极 D．盐桥中流向右侧烧杯 4．下列说法中正确的是 ①燃料电池的反应物可不储存在电池的内部 ②锌锰干电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池 ③锂电池是新一代可充电电池 ④燃料电池作为汽车驱动能源已研发成功 A．②③④ B．①②③④ C．①②③ D．①③④ 5．由于存在离子浓度差而产生电动势的电池称为离子浓差电池，当两极室离子浓度相等时放电完成。某离子浓差电池的工作原理如图所示，下列说法中正确的是 A．铜电极Ⅰ上发生氧化反应 B．该隔膜为阳离子交换膜 C．电池工作一段时间后，右极室浓度增大 D．该电池工作时，电能转化为化学能 6．一种子弹头形的纳米铜铂电池，它在稀溴水中能沿着铜极方向移动(如图)，电池反应为Cu+Br2=CuBr2。下列说法正确的是（    ） A．铜为电池的正极 B．铂不断溶解 C．稀溴水为电解质溶液 D．电池工作时实现机械能向电能再向化学能转化 7．根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是 A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)=2Ag＋(aq)＋Cd(s) B． C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)= 2Ag(s)＋Cd2＋(aq) D． 8．我国学者自主研发了一种Al-N2二次电池，以离子液体为电解质，其工作原理如图所示。石墨烯/Pd作为电极催化剂，可吸附N2。下列说法正确的是 A．充电时可实现“氮的固定” B．充电时阳极发生还原反应 C．Al箔为原电池的正极 D．放电时负极反应式： 9．锂-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是（    ） A．金属锂做负极，发生氧化反应 B．通过有机电解质向水溶液处移动 C．正极的电极反应： D．电池总反应： 10．由辉铜矿石(主要成分是Cu2S)制CuSO4的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．N极为正极 B．X交换膜为阴离子交换膜 C．M极上的电极反应式为：Cu2S+10e-+4H2O=2Cu2++8H++ D．该电池工作时在某一温度范围内反应速率最快 11．X、Y、Z、W四种金属，当X、Y组成原电池时，Y为负极；当Z、W组成原电池时，W为正极；W能将Y从其盐溶液中置换出来，则几种金属的活动性顺序为 A．Z>W>X>Y B．Y>X>W>Z C．Z>W>Y>X D．X>Y>Z>W 12．某种锂电池用金属锂和石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯铝锂( LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯  中形成的，电池总反应方程式为:4Li+2SOCl2==4LiCl+SO2↑+S，下列叙述中正确的是 A．电解质溶液中混入水，对电池反应无影响 B．金属锂被还原作电池的负极 C．电池工作过程中，Cl—向石墨电极移动 D．电池工作过程中，金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比为4:1 13．以氨气代替氢气来研发氨燃料电池是当前科研的一个热点。氨燃料电池使用的电解质溶液是溶液，电池反应为。下列有关说法错误的是（    ） A．氨燃料电池在充电时，向电池的负极移动 B．氨燃料电池在放电时，负极反应为 C．以氨气代替氢气的主要优点是氨气易液化、易储存 D．燃料电池的能量转化率一般比普通电池的高 14．利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加入相同的电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是 A．甲室电极为正极 B．隔膜为阳离子交换膜 C．电池总反应为 D．扩散到乙室对电池电动势不产生影响 15．2021年我国科研人员以二硫化钼(MoS2)作为电极催化剂，研发出一种Zn-NO电池系统，该电池同时具备合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示。已知双极膜可将水解离为H+和OH-，并实现其定向通过，则下列说法错误的是 A．Zn/ZnO电极电势要比MoS2电极电势低 B．电池工作时NaOH溶液和Na2SO4浓度均变小 C．Zn/ZnO电极表面发生的反应为Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O D．当电路通过1mol e-时，整个电池系统质量会增大3.0 g 二、填空题 16．原电池的形成条件 ①两个 不同的电极。 ②电解质溶液。 ③电极、导线和电解质溶液形成 。 ④自发进行的氧化还原反应。 17．—次电池 (1)种类：有 电池、 电池、 电池等。 (2)碱性锌锰电池的构造：负极是 ，正极是 ，电解质是 。 18．镍镉电池 (1)电极材料 负极材料：Cd(镉)； 正极材料：NiOOH 电解质：KOH (2)电极反应 总反应式：2NiOOH＋Cd＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2 放电过程： 负极(Cd)： 正极(NiOOH)： 充电过程： 阴极： 阳极： 特点：比铅蓄电池更耐用，可密封反复使用 19．我国科学家最近发明了一种电池，电解质为、和KOH，由a和b两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域，结构示意图如下：    回答下列问题： (1)电池中，Zn为 极，B区域的电解质为 (填“”“”或“KOH”)。 (2)电池反应的离子方程式为 。 (3)阳离子交换膜为图中的 (填“a”或“b”)膜。 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 《2025年3月29日高中化学作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B C B C C A D C C 题号 11 12 13 14 15 答案 C D A C D 1．D 【详解】A．燃料电池中，通入燃料氢气的电极是负极，则a是负极，通入氧化剂的电极b是正极，电子从负极a沿导线流向正极b，A错误； B．b是正极，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，B错误； C．温度和压强未知，导致气体摩尔体积未知，所以无法计算氢气体积，C错误； D．放电时，a是负极、b是正极，阳离子氢离子从负极a通过固体酸电解质传递到b极，D正确，答案选选D。 2．B 【分析】根据图示，Zn2+由N极移向M极，N是负极、M是正极。 【详解】A．放电时，Zn2+由N极移向M极，电极N为负极，故A错误； B．放电时负极发生氧化反应，根据总反应Zn+Br2= ZnBr2，负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，故B正确； C．放电时总反应为Zn+Br2= ZnBr2，则充电时ZnBr2生成锌和溴单质，ZnBr2溶液的浓度减小，故C错误； D．根据图示，Zn2+由N极移向M极，电池中间需使用阳离子交换膜，故D错误； 选B。 3．C 【分析】由图可知，锌为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，铜为正极，铜离子在正极得到电子发生还原反应生成铜。 【详解】A．由分析可知，锌为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，A正确； B．由分析可知，铜为正极，铜离子在正极得到电子发生还原反应生成铜，电极反应式为，B正确； C．电子不能进入内电路，电池工作时，电子从锌片通过导线流向铜片，C错误； D．锌为原电池的负极，铜为正极，则电池工作时，阳离子向正极移动，故盐桥中的进入右侧，D正确； 故选C。 4．B 【详解】①燃料电池的反应物可不储存在电池的内部，可以储存在外部，①正确； ②锌锰干电池是一次电池，铅蓄电池可充放电，是二次电池，②正确； ③锂电池是新一代可充电电池，③正确； ④燃料电池作为汽车驱动能源已研发成功，④正确。 全部正确，答案选B。 5．C 【分析】要消除两极室的浓度差，则右边铜离子、硫酸根离子浓度要增大，左边两种离子浓度要减小，因此铜电极Ⅱ发生Cu-2e-=Cu2+，同时硫酸根离子通过隔膜进入右边，则隔膜为阴离子交换膜；因此铜电极Ⅰ发生Cu2++2e-=Cu，据此分析； 【详解】A．铜电极Ⅰ附近浓度高，电极反应为，即铜电极Ⅰ为正极，发生还原反应，A错误； B．铜电极Ⅱ为负极，负极反应为，随着不断反应，应从左极室通过隔膜移向右极室，则该隔膜为阴离子交换膜，B错误； C．随着电池不断放电，左极室浓度减小，右极室浓度增大，放电完成时两室中的浓度相等，C正确； D．该电池工作时，化学能转化为电能，D错误； 故选C。 6．C 【详解】A．已知电池反应为：Cu+Br2=CuBr2，Cu失电子被氧化作负极，故A错误； B．Cu为负极，Cu逐渐溶解，铂为正极，正极上Br2得电子，铂不反应，故B错误； C．Cu、Pt、稀溴水构成原电池，稀溴水为电解质溶液，故C正确； D．原电池中化学能转化为电能，机械能没有转化为电能，故D错误。 故选：C。 7．A 【分析】根据图中电极标有“+”和“-”，可确定分别为正极和负极，且金属做电极，负极金属活动性强于正极金属，结合原电池装置可判断金属性分别为Cd＞Co和Co＞Ag，即Cd＞Co＞Ag。 【详解】A、由于金属性Cd强于Ag，则2Ag(s)＋Cd2＋(aq)=2Ag＋(aq)＋Cd(s)反应不可能发生，故A错误； B、由于金属性Cd强于Co，则反应可以发生，故B正确； C、由于金属性Cd强于Ag，则2Ag＋(aq)＋Cd(s)= 2Ag(s)＋Cd2＋(aq)反应可以发生，故C正确； D、由于金属性Co强于Ag，则反应可以发生，故D正确； 答案选A。 8．D 【详解】A．氮元素从游离态变为化合态的过程称为氮的固定，放电时氮气在正极得电子发生还原反应转化为氮化铝，实现氮的固定；充电时，氮元素由游离态变为化合态，不是氮的固定，A项错误； B．充电时，阳极失电子发生氧化反应，故B错误； C．放电时，Al失电子发生氧化反应，Al箔为原电池的负极，故C错误； D．放电时，Al失电子发生氧化反应，负极反应式为，故D正确； 选D。 9．C 【详解】A. 锂-空气电池中，锂为负极，发生氧化反应，A项正确； B. 负极的电极反应为，生成的向正极移动，B项正确； C. 通入空气的一极为正极，正极的电极反应为，C项错误； D. 由正、负极的电极反应可得电池总反应：，D项正确； 故选C。 10．C 【分析】该装置为原电池，辉铜矿石(主要成分是Cu2S)制CuSO4可知该M电极为负极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为，N电极为正极，电极反应式为，原电池工作时，阳离子移向正极N，阴离子移向负极M。 【详解】A．由分析知N极为正极，A正确； B．根据离子移动方向及电荷守恒可知，通过X交换膜膜移向M极，则X交换膜为阴离子交换膜 ，B正确； C．M极上的电极反应式为，C错误； D．该电池工作时需要细菌，温度太低，细菌生长太慢，反应速率太慢，温度过高会杀死细菌，不利于其增长，在某一温度范围内反应速率最快，D正确； 故选C。 11．C 【详解】X、Y、Z、W四种金属，当X、Y组成原电池时，Y为负极，则金属活动性Y>X；当Z、W组成原电池时，W为正极，则金属活动性Z>W；W能将Y从其盐溶液中置换出来，则金属活动性W>Y。从而得出金属活动性Z>W>Y>X，故选C。 12．D 【详解】A项Li可与水反应，A项错误； B项金属锂做负极，被氧化，B项错误； C项阴离子向负极区移动，石墨为正极，C项错误； D项由反应方程式4Li+2SOCl2==4LiCl+SO2↑+S可知，金属锂失去4mol电子，反应生成1mol硫，故D项正确。 故选D。 【点睛】掌握原电池中负极失去电子被氧化，正极得到电子被还原，电解质中的阴离子向负极移动。 13．A 【详解】A. 充电为电解过程，向阳极移动，即向电池的正极移动，A项错误； B. 氨燃料电池在放电时，负极反应为，B项正确； C. 氨气的熔沸点比氢气的高，易液化、易储存，C项正确； D. 燃料电池的能量转化率一般比普通电池的高，D项正确； 故选A。 14．C 【分析】甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作，加入氨水的电极为原电池负极，电极反应Cu-2e-=Cu2+，加入氨水发生反应，右端为原电池正极，电极反应Cu2++2e-=Cu，中间为阴离子交换膜，据此分析解题。 【详解】A．向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室电极溶解，变为铜离子与氨气形成，因此甲室电极为负极，A错误； B．在原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，通入氨气要消耗铜离子，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电池反应正常进行，B错误； C．放电时，负极和正极反应分别为Cu-2e-=Cu2+，Cu2++2e-=Cu，向甲室加入足量氨水后，发生反应，故电池的总反应为，C正确； D．扩散到乙室会与铜离子反应生成，铜离子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，D错误； 答案选C。 15．D 【详解】A．电极为负极，电极为正极，正极电势高于负极电势，故A正确； B．负极的反应式为，正极的反应式为，双极膜中OH-和H+分别向负极、正极移动，补充消耗的阴、阳离子，两电极均有水生成，溶液体积变大，则NaOH溶液和Na2SO4浓度均变小，故B正确； C．电极为负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为，故C正确； D．正极的反应式为，由反应式可知，转化为1mol，转移电子，整个电池系统质量会增大30g-17g=13 g，故当电路通过时，理论上可以转化的物质的量为，整个电池系统质量会增大130.2g=2.6g，故D错误； 故答案为D。 16． 活动性 闭合回路 【详解】原电池的形成条件： ①两个活动性不同的电极。 ②电解质溶液。 ③电极、导线和电解质溶液形成闭合回路。 ④自发进行的氧化还原反应。 17．(1) 普通锌锰 碱性锌锰 锌银 (2) Zn KOH 【解析】略 18． Cd-2e-＋2OH-=Cd(OH)2 2NiOOH＋2H2O＋2e-=2Ni(OH)2＋2OH– Cd(OH)2＋2e-=Cd＋2OH– 2Ni(OH)2-2e-＋2OH-=2NiOOH＋2H2O 【详解】放电过程，根据总反应式：2NiOOH＋Cd＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2可知，负极材料Cd失去电子生成Cd(OH)2，发生氧化反应，正极材料NiOOH得到电子生成Ni(OH)2，发生还原反应，故负极(Cd)的电极反应式为：Cd-2e-＋2OH-=Cd(OH)2；正极(NiOOH) 的电极反应式为：2NiOOH＋2H2O＋2e-=2Ni(OH)2＋2OH–。 充电过程，相当于电解池，阴极上发生还原反应，电极反应式：Cd(OH)2＋2e-=Cd＋2OH–；阳极上，发生氧化反应，电极反应式：2Ni(OH)2-2e-＋2OH-=2NiOOH＋2H2O。 19． 负 a 【详解】(1)根据图示可知，Zn失去电子变成，与溶液中的结合形成，所以Zn电极为负极；A区域的电解质为KOH，B区域的电解质为，C区域的电解质为，故答案为：负；； (2)负极的电极反应式为，正极的电极反应式为，总反应的离子方程式为，故答案为：； (3)A区域中，发生反应变为，为了维持溶液呈电中性，多余的通过离子交换膜进入B区域，因此a膜为阳离子交换膜，故答案为：a。 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 $$