专题6 第三单元 第2课时　化学电池 课后巩固练习(含答案）

第2课时　化学电池
题组一　一次电池、二次电池
1．下列有关锌锰干电池的说法正确的是(　　)
A．锌外壳是负极，石墨棒是正极
B．在外电路中电子从石墨棒流向锌外壳
C．电流从锌外壳流到石墨棒上
D．在电池内部阳离子从石墨棒向锌外壳移动
2．银锌纽扣电池如图所示，其电池的总反应式为Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
下列说法不正确的是(　　)
A．锌作负极，发生氧化反应
B．正极为Ag2O，发生还原反应
C．电池工作时，电流从Ag2O流向Zn
D．负极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋
3．(2022·山东日照高一检测)一种锂水电池以锂和钢板为电极，LiOH为电解质，使用时加入水即可放电，总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。下列有关该电池的说法错误的是(　　)
A．锂极为负极
B．OH－移向正极
C．H2为正极产物
D．电子由锂经导线流向钢板
4．某华人科学家和他的团队研发出“纸电池”。这种一面镀锌、一面镀二氧化锰的超薄电池在使用印刷与压层技术后，变成一张可任意裁剪大小的“电纸”，厚度仅为0.5毫米，可以任意弯曲和裁剪。纸内的离子“流过”水和氧化锌组成电解质溶液，电池总反应式为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnO(OH)。下列说法正确的是(　　)
A．该电池的正极材料为锌
B．该电池反应中二氧化锰发生氧化反应
C．电池的正极反应式为MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－
D．当有0.1 mol锌溶解时，流经电解质溶液的电子数为1.204×1023
5．(2022·广州高一期中)手机使用的锂电池以质量轻、能量高而备受关注，目前已成功研制出多种锂电池。某种锂电池的总反应是Li＋MnO2===LiMnO2。下列说法中正确的是(　　)
A．MnO2是负极，电极反应式为MnO2＋e－===MnO
B．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
C．电池内部产生的MnO向锂电极移动
D．钠比锂更活泼，相同质量的钠作电极比锂提供的电能更多
题组二　燃料电池
6．燃料电池是目前电池研究的热点之一。某课外小组自制的氢氧燃料电池如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述错误的是(　　)
A．a极是负极，该电极上发生氧化反应
B．b极发生的电极反应是2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．电池总反应为2H2＋O2===2H2O
D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
7．一种直接铁燃料电池(电池反应为3Fe＋2O2===Fe3O4)的装置如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．Fe极为电池正极
B．KOH溶液为电池的电解质溶液
C．电子由多孔碳极沿导线移向Fe极
D．5.6 g Fe参与反应，导线中转移1.204×1023个电子
8．可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，若以氢氧化钠溶液为电解质溶液，铝为负极，通入空气的电极为正极。下列说法正确的是(　　)
A．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．负极反应式为Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3
C．电池在工作过程中电解质溶液的碱性保持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
题组三　电解在物质制备中的应用
9．下列说法错误的是(　　)
A．电解水可以制得氢气和氧气
B．电解饱和食盐水可以制得钠和氯气
C．电解熔融的氧化铝可以制得金属铝
D．手机充电时电能转化为化学能
10．(2022·河南省洛阳市第一中学高一期中)下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是(　　)
A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏
C．铅蓄电池在工作中，负极每消耗1 mol铅，则硫酸中就转移2 mol电子
D．氢氧燃料电池是一种具有广阔应用前景的绿色电源
11．随着环保整治的逐渐推进，乙醇作为一种燃料逐渐走进人们的视野，如“乙醇汽油”“乙醇电池”等。如图是一种新型的乙醇电池的工作示意图，该电池总反应为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O。下列有关该电池的说法正确的是(　　)
A．a极为正极，b极为负极
B．负极反应式为C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋
C．反应中转移6 mol电子时，正极消耗33.6 L O2
D．该燃料电池工作一段时间后，酸性增强
12．银制器皿表面日久因生成Ag2S而变黑，可进行如下处理：将表面发黑的银器浸入盛有食盐水的铝质容器中(如图)，一段时间后黑色褪去。下列说法正确的是(　　)
A．该处理过程中电能转化为化学能 B．银器为正极，Ag2S还原为单质银
C．Ag2S溶于食盐水中生成了AgCl D．铝质容器为阳极，其质量变轻
13．(2022·云南师大附中高一检测)锌-空气电池装置如图所示，该电池的核心是ORR反应和OER反应，KOH溶液为电解质溶液，放电时总反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)，下列有关说法正确的是(　　)
A．放电时电解质溶液中OH－向正极移动
B．放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气11.2 L
C．发生OER反应的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
D．在电池放电过程中，空气进入电池，发生ORR反应，释放OH－
14．(2021·山东威海高一期末)一种肼(N2H4)-空气碱性燃料电池工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．a为空气，b为N2H4
B．M为正极，电极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O
C．电路中通过1 mol电子时，同时有1 mol OH－从左室通过阴离子交换膜移到右室
D．当有16 g N2H4完全反应生成N2，消耗标准状况下11.2 L O2
15．(2022·天津高一期中)(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向可知，氧气从______(填“a”或“b”)口通入，X极为电池的________(填“正”或“负”)极。
(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为
A极：2H2＋2O2－－4e－===2H2O
B极：O2＋4e－===2O2－
则A极是电池的________极；电子从该极________(填“流入”或“流出”)。
(3)若将(1)中燃料电池改为甲烷-空气燃料电池，工作时，负极反应式为______________，
电池总反应式为_____________________________________________________________。
16．(1)科研人员设想用如图甲所示装置生产硫酸。
①上述生产硫酸的总反应方程式为_____________________________________________，
b是______极，b电极反应式为________________________________________________，
生产过程中H＋向______(填“a”或“b”)电极区域运动。
②该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是________(填字母)。
A．原电池反应的过程中可能没有电子发生转移
B．原电池装置一定需要两个活泼性不同的金属电极
C．电极一定不能参加反应
D．氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生
(2)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的原电池如图乙所示，质子交换膜(只允许H＋通过)左右两侧的溶液均为1 L 2 mol·L－1 H2SO4溶液。电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，电极c为______(填“正极”或“负极”)，c电极反应式为_________________________________________________________________。
当电池中有1 mol e－发生转移时左右两侧溶液的质量之差为________g (假设反应物耗尽，忽略气体的溶解)。
第2课时　化学电池
1．A　2.D　3.B　4.C　5.C
6．B　[A项，a极通入H2，为负极，电极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O，发生的是氧化反应，正确；B项，b极通入O2，为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误；C项，正、负极电极反应式相加可得，电池总反应为2H2＋O2===2H2O，正确；D项，氢氧燃料电池的能量高，且产物为水，对环境无污染，故是具有应用前景的绿色电源，正确。]
7．B　[该电池中铁失去电子，为电池负极，A项错误；电子由Fe极沿导线移向多孔碳极，C项错误；根据电池反应3Fe＋2O2===Fe3O4，可知，3 mol铁参与反应时转移8 mol电子，故5.6 g Fe参与反应，导线中转移1.605×1023个电子，D项错误。]
8．A　[A对，通入空气的电极为正极，碱性条件下的正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===
4OH－；B错，铝为负极，碱性条件下的负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O；
C错，该电池在碱性条件下消耗NaOH，总反应为4Al＋4OH－＋3O2===4AlO＋2H2O，则碱性不断减弱；D错，电池工作时，电子从负极流出经过外电路流向正极。]
9．B　[电解饱和食盐水得到的是NaOH、H2和Cl2，电解熔融NaCl可以得到Na和Cl2，B项错误。]
10．C　[干电池是一次电池，铅蓄电池是可充电电池，属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，故A正确；在干电池中，Zn作负极，被氧化，故B正确；铅蓄电池工作过程中负极每消耗1 mol铅，则线路中会转移2 mol电子，硫酸中无电子转移，故C错误。]
11．B　[质子为H＋，依据质子(H＋)向正极移动，可确定a极为负极，b极为正极，A项错误；在电池负极，C2H5OH在酸性电解质溶液中失电子，生成二氧化碳等 ，负极反应式为C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋，B项正确；正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，当反应中转移6 mol电子时，正极消耗1.5 mol O2，但由于温度、压强未知，所以O2的体积不一定是33.6 L，C项错误；由电池总反应C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O可知，该燃料电池工作一段时间后，H＋的物质的量不变，但溶剂的质量增加，所以溶液的酸性减弱，D项错误。]
12．B　[将表面发黑的银器浸入盛有食盐水的铝质容器中，形成原电池，能量变化是化学能转化为电能，故A错误；依据原电池原理分析，铝和硫化银在食盐水中形成原电池，铝做负极，银器做正极，硫化银被还原为银，故B正确；原电池反应中硫化银被还原为银单质，不是Ag2S溶于食盐水中生成了AgCl，故C错误；铝在原电池中做负极，质量减轻，故D错误。]
13．D　[原电池中阴离子向负极移动，故放电时电解质溶液中OH－向负极移动，A错误；没有说明是标况，不能计算氧气体积，B错误；反应在碱性条件下进行，发生OER反应的电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，C错误；空气进入电池，氧气得到电子发生还原反应，ORR反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，D正确。]
14．B　[燃料电池通入燃料的一极为负极、电子从负极流出，故 b为N2H4，A正确；此电池为碱性燃料电池，M为正极，则电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B不正确；燃料电池中，阴离子移向负极，根据得失电子守恒，有关系式e－～OH－，则电路中通过1 mol电子时，同时有1 mol OH－从左室正极区通过阴离子交换膜移到右室负极区，C正确；负极反应式为N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O，正极电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，根据得失电子守恒，N2H4～4e－～O2，当有1 mol即32 g N2H4完全反应生成N2，消耗1 mol O2，则当有16 g N2H4完全反应生成N2，消耗0.5 mol O2，即标准状况下11.2 L O2，D正确。]
15．(1)b　负　(2)负　流出
(3)CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O　CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O
解析　(1)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动， X是负极，Y是正极，氧气应通入正极。 (2)根据电极反应可知，A极发生氧化反应，应该是电池的负极，电子从该极流出。(3)甲烷-空气燃料电池，通甲烷的一极(X)为负极，通空气的一极(Y)为正极，电池总反应式为CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O，负极反应式为CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O。
16．(1)①2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4　正　O2＋4e－＋4H＋===2H2O　b　②D　(2)负极　CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋　12
解析　(1)①根据装置图甲可知a电极通入SO2，SO2发生失去电子的氧化反应，O2从正极通入，因此上述生产硫酸的总反应方程式为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，b电极通入O2是正极，O2在酸性条件下得电子生成水，反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，原电池中阳离子向正极移动，则生产过程中H＋向b电极区域运动。②原电池反应的过程中一定有电子发生转移，A项错误；原电池装置不一定需要两个活泼性不同的金属电极，例如燃料电池等 ，B项错误；原电池中电极可以参加反应，例如铜、锌、稀硫酸组成的原电池中锌电极参加反应，C项错误；原电池中氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生，D项正确。(2)根据装置图乙可知电子从c电极流出，则c电极是负极，电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，所以CH3OH在负极发生失去电子的氧化反应转化为CO2，则c电极反应式为CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋；当转移1 mol电子时，左侧质量减轻×(18－6) g＝2 g，还有1 mol H＋通过质子交换膜进入右侧，质量减少1 g，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，右侧质量增加32 g×＝8 g，加上转移过来的1 g H＋，因此左右两侧溶液的质量之差为8 g＋1 g＋2 g＋1 g＝12 g。