第四章第一节 新型电池和原电池的使用及回收同步训练卷— 2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

4.1.7新型电池和原电池的使用及回收同步精练— 2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1 考点1新型电池 考点2原电池使用及回收 考点1新型电池 1、铁钛液流电池是一种有发展前景的低成本液流电池，放电时其工作原理如图所示(a、b均为石墨电极)。下列说法错误的是 A．放电时，a极附近溶液颜色由浅绿色逐渐变为黄色 B．放电时，b极的电极反应式为 C．充电时，b极与外接电源的正极相连 D．充电时，由a极区迁移至b极区 2、近期我国科技工作者研发了一种“酸碱混合硝酸”锌电池，其工作原理如下图所示。图中“双极膜”中间层中的解离为和，并在电场作用下分别向两极迁移，下列说法错误的是 A．“双极膜”中间层中的在电场作用下移向锌电极 B．催化电极上的电势比锌电极上的高 C．电池工作时，催化电极上发生的电极反应为 D．催化电极表面产生0.1 mol 时，锌电极质量减少26 g 3、液流电池是电化学储能领域的研究热点，其电解液置于电堆外部，在循环泵的推动下流经电堆，实现化学能与电能的转换。下图是全钒液流电池的结构及工作原理示意图。 下列说法正确的是 A．放电时，电子由A极流出，经负载到B极 B．充电时A极应与电源的负极相连 C．放电时每转移1mol e-，有1mol H+通过质子交换膜移向B极区 D．放电时正极反应式：+2H++ e- =VO2++H2O 4、2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展作出重要贡献的科学家。磷酸铁锂电池充电时阳极反应式为：。放电工作示意图如图。下列叙述不正确的是 A．放电时，电子由铝箔沿导线流向铜箔 B．放电时，通过隔膜移向正极 C．该电池充放电过程通过迁移实现，C、Fe、P元素化合价均不发生变化 D．放电时正极反应为： 5、纸电池由电极、电解液和隔离膜组成(如下图所示)，电极和电解液均“嵌”在纸中。某学生根据纸电池的结构示意图，利用氯化钠、蒸馏水和滤纸制备了电解液和隔离膜，用铜片与锌片制作了一个简易电池，用电流表测试指针发生偏转(总反应为2Zn+O2+2H2O=2Zn(OH)2)。下列说法不正确的是( ) A．该原电池电解液是NaCl溶液 B．纸电池减小电板间距离，可增大电流 C．电子从锌片经电解液流向铜片 D．Zn片为负极，正极电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH- 6、钠离子电池成本优势明显，有望在大规模储能中取代传统铅酸电池。下图为一种钠离子电池放电的示意图，关于该电池说法正确的是( ) A．a为电池的负极 B．放电时b极反应：NaxC-xe-=xNa++C C．充电时a极反应：Na4-xFe(CN)6+xNa++ xe-= Na4Fe(CN)6 D．用该电池给铅酸电池充电时，b电极接铅酸电池的PbO2极 7、研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池。该电池分别以铝和石墨为电极，用AlCl4-和有机阳离子构成的电解质溶液作为离子导体，其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是( ) A．放电时负极电极反应式：Al+7AlCl4--3e-=4Al2Cl7- B．充电时石墨电极与电源正极相连 C．放电时有机阳离子向铝电极方向移动 D．离子液体有良好的导电性和难挥发的优点，可用作电化学研究的电解质 8、根据乙醇在酸性电解质溶液中与氧气生成二氧化碳和水的反应，设计一种燃料电池。该燃料电池工作时，负极上发生的反应为 A．CH3CH2OH+2O2-4e-=H2O+2CO2+4H+ B．O2+4H++4e-=2H2O C．CH3CH2OH-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+ D．4OH--4e-=O2↑+2H2O 9、二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池将化学能转变成电能的同时，实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，降低了成本提高了效益，其原理如图所示。请回答下列问题：    （1）Pt1电极附近发生的反应为______________________________ （2）Pt2电极附近发生的反应为______________________________ （3）该电池放电时电子从______电极经过外电路流到_____电极（填“Ptl”、“Pt2”）。 （4）相同条件下，放电过程中消耗的和的体积比为_____________。 考点2原电池使用及回收 10、废旧银锌纽扣电池(含、石墨及少量、等)的正极片中回收银的工艺流程如图： 下列说法正确的是 A．①中产生的气体为 B．②中适当增加溶液的浓度有利于提高的回收率 C．⑤中加稀硫酸的目的是反应 D．废旧银锌纽扣电池应采用深埋的方式集中处理 11、化学与科学、技术、社会和环境密切相关，下列有关说法中不正确的是（    ） A．对废旧电池进行回收处理，主要是为了环境保护和变废为宝 B．硅太阳能电池工作时，化学能转化成电能 C．84消毒液是以NaClO为主要有效成分的消毒液，与医用酒精混合不能提升消毒效果 D．工业上，不能采用电解MgCl2溶液的方法制取金属镁 12、化学与生活联系密切，下列说法错误的是 A．推广氢燃料电池汽车，减少氮氧化物的排放 B．为保护地下钢管不受腐蚀，可将其与直流电源负极相连 C．煤、石油、天然气是不可再生能源，风能、生物质能、沼气是可再生能源 D．纽扣银锌电池体形小，含有害物质少，用后不用分类回收，可以随意处理 13、等化学与生活息息相关，下列说法正确的是 A．废弃铅蓄电池须作深埋处理 B．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 C．太阳能电池板可将电能转化为化学能 D．用天然气(CH4)代替煤气(H2、CO等)作为燃料，若保持进气口不变，则应调小进风口 14、钴酸锂（）电池的工作原理如图所示。电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许通过。下列说法错误的是 A．不能用的水溶液作导电介质 B．电极电势： C．外电路通过1 mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为 D．废旧钴酸锂电池需进行“放电处理”，让嵌入电极N便于回收 15、各式各样电池的迅速发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是 A．手机上用的锂离子电池可以用KOH溶液作电解液 B．废电池必须进行集中处理，因为电池外壳为贵重金属材料，需要回收利用 C．长春应用化学研究所自主研发的锂离子碳硅电池，可实现化学能转化为电能 D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 16、探索新能源是化学科学的重要研究方向。下列说法正确的是 A．开发使用锂离子电池能够彻底解决铅蓄电池所带来的环境污染问题 B．核电站所使用的同位素U-235的核裂变过程是化学变化 C．宇宙深空探索卫星必需的太阳能电池板的材质是晶体硅单质 D．利用海洋潮汐发电的能量转换途径是：潮汐能→化学能→电能 详解答案 1、D 由图，放电时a极亚铁离子失去电子被氧化为铁离子，为负极，b极得到电子被还原为，为正极，则充电时，a为阴极、b为阳极； A．放电时，a极为负极，亚铁离子失去电子被氧化为铁离子，a极附近溶液颜色由浅绿色逐渐变为黄色，A正确；    B．放电时，b极为正极，得到电子被还原为，电极反应式为，B正确； C．充电时，b为阳极，b极与外接电源的正极相连，C正确； D．充电时，阳离子由阳极b极区迁移至阴极a极区，D错误； 故选D。 2、A 根据图知，锌电极为负极，失去电子发生氧化反应生成[Zn(OH)4]2-：，催化电极为正极，硝酸根离子得到电子发生还原反应生成铵根离子：； A．原电池中氢离子在电场作用下移向正极催化电极，A错误；    B．锌电极为负极，催化电极为正极，催化电极的电势比锌电极的高，B正确； C．催化电极为正极，硝酸根离子得到电子发生还原反应生成铵根离子：，C正确； D．，则催化电极表面产生0.1mol时，转移0.8mol电子，那么反应0.4molZn，锌电极质量减少0.4mol×65g/mol=26 g，D正确； 故选A。 3、D 放电时，电子由负极流出经负载到正极，负极发生氧化反应，化合价升高，正极发生还原反应，化合价降低，所以A为正极，B为负极，充电时，则A为阳极，B为阴极，据此解答。 A．放电时，电子由负极流出经负载到正极，则电子应从负极（B极）流出到A极，A错误； B．充电时，原电池的正极（A极）应作为电解池的阳极，与电源正极相连，B错误； C．放电时，H⁺作为阳离子移向正极（A极区），而非B极区，C错误； D．放电时正极发生还原反应，（V+5价）得1e⁻还原为VO²⁺（V+4价），反应式为+2H++ e- =VO2++H2O，电荷与原子守恒，D正确； 故选D。 4、C 放电时为原电池，原电池中阳离子移向正极，根据锂离子的移向可知铜箔为正极，发生还原反应，铝箔为负极，发生氧化反应，充电时为电解池，铜箔上发生氧化反应为阳极，阳极电极反应式为：，铝箔发生还原反应为阴极，据此分析解答。 A．放电时为原电池，电子由负极铝箔流出，沿导线流向正极铜箔，故A正确； B．放电时为原电池，电解质溶液中阳离子向正极移动，则Li＋ 通过隔膜移向正极，故B正确； C．由于隔膜的作用，Li＋ 通过隔膜形成闭合回路，完成电池的充放电，电池的总反应为：xFePO4 +LixC6xLiFePO4+6C，其中Fe的化合价发生变化，C、P元素化合价不变，故C错误； D．原电池放电时，正极、负极反应式正好与阳极、阴极反应式相反，所以正极反应为： ，故D正确； 故选C。 5、C 根据总反应方程式2Zn+O2+2H2O=2Zn(OH)2可知：Zn为负极，发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2；Cu片作正极，发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-。溶液中阳离子向正极定向移动，阴离子向负极定向移动。A项，该原电池使用氯化钠和蒸馏水制备电解液，因此电解液为NaCl溶液，A正确；A项，减小电极间距离可缩短离子移动路径，从而降低了电池的内阻，根据闭合电路欧姆定律，电流增大，B正确；C项，电子只能通过外电路即通过导线流动，在电解液中是离子定向移动，电子不能经电解液传递，C错误；D项，Zn比Cu活泼，Zn作负极，Cu作正极，正极上O2得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，D正确；故选C。 6、B 根据图示，放电时Na+由b电极所在区域向a电极所在区域移动，放电时a电极为正极，b电极为负极。A．放电时Na+由b电极所在区域向a电极所在区域移动，a电极为电池的正极，b电极为电池的负极，A项错误；B．放电时b电极为负极，负极上发生失电子的氧化反应，电极反应式为NaxC-xe-=xNa++C，B项正确；C．充电时a极为阳极，阳极上发生失电子的氧化反应，电极反应式为Na4Fe(CN)6-xe-=Na4-xFe(CN)6+xNa+，C项错误；D．铅酸电池充电时，Pb为阴极，PbO2为阳极，则用该电池给铅酸电池充电时，b电极接铅酸电池的Pb极，D项错误；故选B。 7、C 放电时为原电池，铝是活泼的金属，铝作负极，被氧化生成Al2Cl7-，电极反应式为Al+7AlCl4--3e-=4Al2Cl7-，石墨为正极，电极反应式为nAlCl4+e-=Cn+AlCl4-；充电时为电解池，石墨为阳极，Al为阴极，阴、阳极反应与原电池负、正极反应相反。A项，由分析可知，放电时负极电极反应式：Al+7AlCl4--3e-=4Al2Cl7-，A正确；B项，放电时石墨为正极，充电时正极变为阳极，阳极需与电源正极相连，B正确；C项，放电时为原电池，阳离子应向正极(石墨电极)移动，有机阳离子带正电，应移向石墨电极，而非铝电极(负极)，C错误；D项，离子液体含自由移动离子，导电性良好，且难挥发，适合作为电化学研究的电解质，D正确；故选C。 8、C 乙醇在酸性条件下被氧化为二氧化碳，负极发生氧化反应，所以负极的电极反应式为正确选项C修改为“，故选C。 9、 SO2+2H2O−2e−═SO42−+4H+ O2+4H++4e−═2H2O Pt1 Pt2 2:1 如图所示，由题意该装置为原电池装置，Pt1电极上转化为硫酸，硫元素化合价升高，失电子，发生氧化反应，Pt1为负极，则Pt2为正极，以此解题。 （1）Pt1电极通入SO2，SO2在负极失电子生成SO42−，则电极反应为SO2+2H2O−2e−═SO42−+4H+， 答案为：SO2+2H2O−2e−═SO42−+4H+； （2）酸性条件下，氧气得电子生成水，则Pt2电极附近发生的反应为O2+4H++4e−═2H2O， 答案为：O2+4H++4e−═2H2O； （3）原电池放电时，电子从负极流向正极，Pt1电极为负极，Pt2电极为正极，则该电池放电时电子从Pt1电极经过外电路流到Pt2电极， 答案为：Pt1；Pt2； （4）该电池的原理为二氧化硫与氧气的反应,即2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，所以放电过程中消耗的SO2和O2的体积之比为2:1， 答案为：2:1 10、B 电池中含Zn、Ag、石墨及Hg、Mn等，由流程可知，加稀硝酸后，石墨不反应，Zn、Ag、Hg、Mn和硝酸反应生成硝酸锌，硝酸银，硝酸汞，硝酸锰，再加氯化钠溶液会发生Ag++Cl-=AgCl↓，在含AgCl的滤渣中加入氨水会发反应生成，在银氨络合物中加入Zn生成银，过量的锌可以溶解于稀硫酸溶液中，以此来解答。 A．金属和硝酸反应生成氮氧化物，不是氢气，故A错误； B．③的离子方程式为AgCl+2NH3•H2O=+Cl-+2H2O，因此②中适当增加溶液的浓度有利于提高的回收率，故B正确； C．锌可以溶解于稀硫酸溶液中，故⑤中加稀硫酸的目的是除去银粉中的锌，转化为Zn2+，故C错误； D．废旧电池中含有重金属离子，污染环境，所以废旧银锌纽扣电池不应采用深埋的方式集中处理，故D错误； 故选B。 11、B A．废旧电池中含有重金属等，重金属能污染水源和土壤，所以对废旧电池进行回收处理，主要是为了环境保护和变废为宝，故A正确； B．硅太阳能电池工作时，太阳能转化成电能的装置，故B错误； C．84消毒液是以NaClO为主要有效成分的消毒液，与医用酒精混合会发生氧化还原反应，不能起到提升消毒效果的作用，故C正确； D．电解MgCl2溶液生成氯气、氢气与氢氧化镁，不能制取金属镁，可用电解熔融的氯化镁的方法制取金属镁，故D正确； 答案为B。 12、D A．推广氢燃料电池汽车，该过程中没有氮元素参与反应，能减少氮氧化物排放，A正确； B．为保护地下钢管不受腐蚀，可以利用外接电源的阴极保护法，可将其与直流电源负极相连，B正确； C．风能，生物质能，沼气是通过太阳光的照射和水的循环来形成的，太阳光可以源源不断的从自然界得到，是可再生能源；煤、石油和天然气属于三大化石燃料，都属于不可再生的能源，C正确； D．纽扣银锌电池含有重金属，能够引起环境污染，使用完后，应回收,不能随意丢弃，D错误； 故本题选D。 13、B A．废弃铅蓄电池中含有重金属，不能深埋处理，会造成污染，应集中回收处理，故A错误； B．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣中，锌做负极，铜做正极被保护，不易产生铜绿，故B正确； C．太阳能电池板是将太阳能转化为电能，故C错误； D．用天然气代替煤气(、等)作为燃料，同体积的天然气耗氧量大于煤气，应调大进风口，故D错误。 答案选B 14、C 据图可知，钴酸锂（）电池放电时M极为负极，电极反应式为；N极为正极，电极反应式为；据此作答。 A．因锂易与水反应，不能用水溶液作导电介质，A正确； B．根据图示确定M极为负极（或电解时的阴极），N极为正极（或电解时的阳极），电极电势，B正确； C．负极反应式：，从负极脱出；正极反应式：，嵌入正极；放电时，外电路通过时，负极质量减少1 mol锂的质量（约7 g），正极质量增加1 mol锂的质量（约7 g），两电极质量变化的差值为14 g，C错误； D．通过电极反应式可知，回收废旧钴酸锂电池时，应进行“放电处理”，让嵌入正极（N极）便于回收，D正确； 故选C。 15、C A．锂离子电池的电解液是锂盐的有机溶剂溶液，例如六氟磷酸锂的碳酸酯溶液，以保证锂离子稳定而顺利地传导，因金属锂与水溶液（如KOH溶液）会发生剧烈反应，导致电池失效，A错误； B．废电池集中处理的目的是防止重金属（如Cd、Pb）污染环境，而非回收贵金属外壳（普通电池外壳多为铁或锌），B错误； C．锂离子碳硅电池属于二次电池，放电时是原电池，通过氧化还原反应将储存的化学能转化为电能，符合此原理，C正确； D．太阳能电池的核心材料是半导体单质硅（高纯度），二氧化硅（SiO2）是绝缘体，无法用于光电转换，D错误； 故选C。 16、C A．锂离子电池的使用不可能彻底解决环境污染问题，会产生新的环境问题，A错误； B．核裂变属于核反应，不属于化学变化，B错误； C．太阳能电池板现在主要的材料是晶体硅，C正确； D．海洋潮汐发电实现的能量转换应该是潮汐能→电能→化学能，D错误； 故选C 学科网（北京）股份有限公司 $