1.2 化学能转化为电能——电池 同步练习 2024-2025学年高中化学鲁科版（2019）选择性必修一

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．根据下图，判断下列说法中错误的是 A．导线上电子由Ag极流向石墨极 B．负极电极反应式：Fe3+ + e－＝Fe2+ C．盐桥中阴离子移向AgNO3溶液 D．总反应为：Fe3+ + Ag＝Fe2+ + Ag+ 2．甲醇固体氧化物燃料电池工作原理示意图如下。下列有关说法正确的是 A．极氧气得电子转化为 B．从燃料电池的负极向正极迁移 C．该燃料电池能将电能转化为化学能 D．B极反应为 3．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 4．下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是 A．b电极是正极 B．总反应方程式为2H2+O2＝2H2O C．负极发生还原反应，正极发生氧化反应 D．氢氧燃料电池是一种具有广泛应用前景的绿色电源 5．下图甲和乙是双液原电池装置。由图可判断下列说法错误的是 A．乙图电池反应的离子方程式为： Co(s) + 2Ag+ (aq) = 2Ag(s) + Co2+(aq) B．甲图当有1mol电子通过外电路时，正极有59g Co析出 C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性 D．反应2Ag(s) + Cd2+ (aq) = Cd(s) + 2Ag+ (aq)不能发生 6．用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是(　　) A．电子通过盐桥从乙池流向甲池 B．盐桥中的电解质溶液为KCl溶液 C．开始时，银片上发生的反应是：Ag－e－=Ag＋ D．将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同 7．我国科学家发明一种新型电池，该电池以碳纳米管为正极，锌线为负极，放电时消耗二氧化碳，同时生成天然气．放电时，下列说法正确的是 A．将电能转化为化学能 B．负极发生还原反应 C．阳离子由正极移向负极 D．正极产物为 8．科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高．一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸汽，其中电池的电解质是掺杂了Y2O3（Y为钇）的ZrO2 （Zr为为锆）晶体，它在高温下能传导O2﹣离子．若以丁烷（C4H10）代表汽油，总反应为2C4H10+13O2=8CO2+10H2O．有关该电池说法错误的是（　　） A．该电池负极的电极反应式为：2C4H10+26O2﹣﹣52e﹣=8CO2+10H2O B．O2﹣向负极移动 C．该电池正极的电极反应式为：O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣ D．丁烷在放电时发生氧化反应 9．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高达700—900℃时，O2—可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是（    ）    A．电池内的O2—由电极甲移向电极乙 B．电池总反应为N2H4+2O2＝2NO+2H2O C．当甲电极上有1molN2H4消耗时，标况下乙电极上有22.4LO2参与反应 D．电池外电路的电子由电极乙移向电极甲 10．控制适合的条件，将反应Fe3++Ag⇋Fe2++Ag+设计成如下图所示的原电池(盐桥装有琼脂-硝酸钾溶液；灵敏电流计的0刻度居中，左右均有刻度)。已知接通后，观察到电流计指针向右偏转。下列判断不正确的是      A．在外电路中，电子从银电极流向石墨电极 B．盐桥中的K+移向甲烧杯 C．一段时间后，电流计指针反向偏转，越过0刻度，向左边偏转 D．电流计指针居中后,往甲烧杯中加入一定量的铁粉，电流计指针将向左偏转 11．铁镍蓄电池又称“爱迪生电池”，放电时的总反应为。下列有关该电池的说法不正确的是（    ） A．电池的电解液为碱性溶液，正极为，负极为 B．电池放电时，负极反应为 C．电池充电过程中，阴极附近溶液的减小 D．电池充电时，阳极反应为 12．纽扣电池可作为计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池，其电极组成分别为Zn和Ag2O，以KOH溶液为电解质溶液，电池的总反应Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。下列关于该电池的叙述不正确的是(　　) A．电池工作时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，Zn是负极 B．电池工作时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极，Ag2O是负极 C．正极的电极反应为Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ D．Zn极发生氧化反应，Ag2O极发生还原反应 13．下列关于铜锌原电池（如图所示）的说法正确的是 A．Zn是负极，发生还原反应 B．Cu是负极，发生氧化反应 C．铜片上有气体逸出 D．电子由铜片通过导线流向锌片 14．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 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．放电之后可再充电，反复使用的化学电池叫 ，如 。 17．燃料电池 (1)工作原理：将反应物分别不断地输入电池的两极，通过燃料在负极发生 反应、氧化剂在正极发生 反应，实现一个相当于燃烧反应的电池反应，将化学能转化为电能。 常见类型：除了氢气外，甲烷、甲醇和乙醇等也可用作燃料电池的负极反应物。氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，它可以使用不同的电解质如KOH溶液、H3PO4溶液、熔融碳酸盐、固体电解质作为离子导体。 主要特点：电极不参与反应，电池的正、负极反应物分别是氧化剂和燃料。 (2)燃料电池优点：能量利用 、可连续使用和污染轻等优点。 18．(1)近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下图： 请回答下列问题： ①Pt(a)电极反应式为 ； ②如果该电池工作时电路中通过2 mol电子，则消耗的CH3OH有 mol。 (2)某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸，装置如图所示。电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。 ①通入SO2的电极，其电极反应式为 。 ②电解质溶液中的H+通过质子膜 (填“向左”“向右”或“不”)移动 ③电池总反应式为 。 19．减排是各个国家都在努力为之的事，和的处理是许多科学家都在着力研究的重点。有学者想以如图所示装置利用原电池原理将、转化为重要的化工原料。 （1）若A为，B为，C为，电池总反应方程式为，则正极的电极反应式为 。 （2）若A为，B为，C为，则负极的电极反应式为 ，电池的总反应方程式为 。 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4月8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 B A B C B D D C C C 题号 11 12 13 14 15 答案 C B C A D 1．B 【详解】A、银做原电池的负极，电子从银极出来流向石墨，正确，不选A； B、负极是银，银失去电子生成银离子，错误，选B； C、盐桥中的阴离子移向负极，即向硝酸银溶液移动，正确，不选C； D、总反应为银与铁离子反应生成银离子和亚铁离子，正确，不选D。 2．A 【分析】由图可知O2-向B极移动，则B极为负极，电极反应为，A电极为正极，电极反应为； 【详解】A．由分析可知，A电极氧气得电子转化为，故A正确； B．原电池中阴离子移向负极，故从燃料电池的正极向负极迁移，故B错误； C．该燃料电池是原电池装置，能将化学能转化为电能，故C错误； D．由分析可知，B极为负极，电极反应为，故D错误； 故选A。 3．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。 4．C 【详解】A. b电极通入氧气，氧气得到电子，因此是正极，A正确； B. 总反应方程式就是氢气燃烧的方程式，为2H2+O2＝2H2O，B正确； C. 负极发生氧化反应，正极发生还原反应，C错误； D. 氢氧燃料电池的生成物是水，没有污染，因此是一种具有广泛应用前景的绿色电源，D正确；答案选C。 5．B 【详解】A．乙装置中，Co为负极，Co极电极反应式为Co-2e-=Co2+，Ag为正极，Ag极电极反应式为2Ag++2e-=2Ag，电池总反应的离子方程式为Co(s)+2Ag+(aq)=Co2+(aq)+2Ag(s)，A正确； B．甲装置中，Co为正极，Co极电极反应式为Co2++2e-=Co，当有1 mol电子通过外电路时正极析出0.5 molCo，即有29.5 gCo析出，B错误； C．盐桥的作用是形成闭合回路和平衡电荷，原电池工作时，盐桥中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，使两边溶液保持电中性，C正确； D．甲装置中，Cd为负极，Co为正极，金属活动性：Cd>Co，乙装置中，Co为负极，Ag为正极，金属活动性：Co>Ag，则金属活动性：Cd>Co>Ag，反应2Ag(s)+Cd2+(aq)=2Ag+(aq)+Cd(s)不能发生，D正确； 故答案选B。 6．D 【详解】A.电子不能通过电解质溶液，故A不选； B.乙烧杯中的电解质溶液为AgNO3溶液，能和KCl生成AgCl沉淀，堵塞盐桥，故B不选； C.铜片是负极，银片是正极，在银片上发生的反应是Ag＋+e－=Ag，故C不选； D.该原电池的负极是铜，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，正极是银，电极反应为2Ag＋+2e－=2Ag，两极的反应相加得到总反应：Cu+2Ag+=Cu2++2Ag，将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应也是铜置换银，故D选。 故选D。 【点睛】原电池发生的反应是自发的氧化还原反应，所以此反应可以直接发生，也可以借助原电池装置发生。如果通过原电池装置发生，就可以把化学能转化为电能。如果直接发生，我们就无法用到电子转移的电能。 7．D 【分析】该电池以碳纳米管为正极、锌线为负极，放电时消耗二氧化碳，同时生成天然气，二氧化碳转化为天然气，C元素化合价由+4价变为-4价，二氧化碳发生还原反应，则二氧化碳在正极得电子，Zn在负极失电子； 【详解】A．由题干可知，为原电池装置，将化学能转化为电能，A错误； B．原电池的负极失去电子发生氧化反应，B错误； C．原电池中，阳离子向正极移动，C错误； D．由分析可知，正极上二氧化碳得电子生成甲烷，故正极产物为甲烷，D正确； 故选D。 8．C 【详解】A、丁烷失电子发生氧化反应，电极反应为：C4H10-26e-+13O2-=4CO2+5H2O，故A正确； B、O2-为阴离子，定向移向负极，故B正确； C、正极上通入空气，氧气得电子发生还原反应：O2-4e-=2O2-，故C错误； D、丁烷在负极失电子发生氧化反应，故D正确； 答案选C。 9．C 【分析】该燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为：N2H4+2O2--4e-=N2↑+2H2O，故电极甲作负极，电极乙作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-=2O2-，电池总反应为：N2H4+O2=N2↑+2H2O，结合离子的移动方向、电子的方向分析解答。 【详解】A. 放电时，阴离子向负极移动，即O2−由电极乙移向电极甲，A项错误； B. 反应生成物均为无毒无害的物质，负极上反应生成氮气，则电池总反应为N2H4+O2=N2↑+2H2O，B项错误； C. 由电池总反应为N2H4+O2=N2↑+2H2O可知，当甲电极上有1molN2H4消耗时，乙电极上有1molO2被还原，所以标况下乙电极上有22.4LO2参与反应，C项正确； D. 电池外电路的电子从电源的负极流向正极，即由电极甲移向电极乙，D项错误； 答案选C。 10．C 【分析】根据总反应方程式中化合价的变化分析正负极的电极反应，进而判断装置的正负极及电子和离子的移动方向；根据电流计指针的变化判断电流方向的改变。 【详解】A. 原电池中，银作负极，石墨作正极，电子从银电极流向石墨电极，故A正确； B.正极发生还原反应，Fe3+得电子生成Fe2+ ，所以盐桥中的K+移向正极，即甲烧杯，故B正确； C. 一段时间后，原电池反应结束，电流计指针将指向0刻度，故C错误； D. 电流计指针居中后，原电池反应暂停，往甲烧杯中加入一定量的铁粉，则石墨作为原电池的负极，则电流计指针将向左偏转，故D正确； 故选C。 11．C 【详解】A.因为放电时的反应中有和生成，故电解质溶液是碱性溶液，因为的化合价升高，的化合价降低，故是负极，是正极，A正确； B.负极发生氧化反应，铁失去电子，与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，B正确； C.充电时的阴极反应为，故此时阴极附近溶液的增大，C错误； D.由放电时电池总反应的逆向反应减去充电时的阴极反应即可得充电时的阳极反应，D正确； 答案选C。 12．B 【详解】A、该电池中Zn为活泼金属，Zn作负极，Ag2O为正极，电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，A正确；B、Zn为活泼金属，Zn作负极，Ag2O为正极，电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，B错误；C、正极为Ag2O，Ag2O得电子生成Ag单质，电极方程式为Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，C正确；D、Zn作负极失电子发生氧化反应，Ag2O作正极得到电子，发生还原反应，D正确。正确答案为B。 13．C 【分析】该装置是将化学能转化为电能的装置,为原电池,Zn易失电子作负极、Cu作正极,电子从负极沿导线流向正极,据此分析解答。 【详解】A.该装置是原电池,Zn易失电子发生氧化反应而作负极、Cu作正极,故A错误; B.Cu作正极,发生还原反应,故B错误； C.铜是正极,氢离子在正极得电子发生还原反应:2H++2e-=H2↑,所以C选项是正确； D.负极上失电子、正极上得电子,该装置中Zn是负极、Cu是正极,所以电子从Zn沿导线流向正极Cu,故D错误； 正确选项C。 【点睛】原电池工作时溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极，电子由负极经外电路流向正极，电子不能从电解质中通过。 14．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。 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． 二次电池 铅酸蓄电池，锂离子电池 【详解】放电之后可再充电，反复使用的化学电池叫二次电池，如铅酸蓄电池、锂离子电池。 17．(1) 氧化 还原 (2)效率高 【解析】略 18． 向右 【详解】(1)①燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极，电解质为酸性环境，则Pt(a)电极为负极，电极反应式为； ②根据负极反应式可知，如果该电池工作时电路中通过2 mol电子，则消耗的CH3OH有mol； (2)该装置为原电池装置，欲用SO2来制备硫酸，根据S元素化合价的变化可知，通入SO2的一极为负极，则通入氧气的一极为正极， ①通入SO2的电极为负极，S元素化合价升高，产物为硫酸根离子，电解质溶液为酸性环境，则其电极反应式为； ②原电池中，阳离子移动向正极，则电解质溶液中的H+通过质子膜向右移动； ③正极的电极反应式为，故电池总反应式为。 19． 【分析】根据原电池工作原理进行分析解答。燃料电池的燃料做负极发生氧化反应，氧气做正极发生还原反应，注意电解质溶液对电极反应式的影响。 【详解】(1)在负极失去电子，酸性条件下该电池负极的电极反应式为；在正极得到电子，一分子得到6个电子，转化为，故可得正极的电极反应式为，故答案：； （2）SO2在负极失去电子，可得负极的电极反应式为。在正极获得电子，可得正极的电极反应式为，使正、负极得失电子总数相等并将正、负极电极反应式相加，可得电池的总反应方程式为,故答案：；。 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 $$