专题22原电池化学电源学生版备战2020高考化学一轮必刷题集

专题22原电池化学电源1．如图所示是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下，则卡片上的描述合理的是（）实验后的记录：①Cu为负极，Zn为正极②Cu极上有气泡产生，发生还原反应③SO42－向Cu极移动④若有0.5mol电子流经导线，则可产生0.25mol气体⑤电子的流向是：Cu→Zn⑥正极反应式：Cu＋2e－===Cu2＋，发生氧化反应A．①②③B．②④C．②③④D．③④⑤2．ZulemaBorjas等设计的一种微生物脱盐池的装置如图所示，下列说法正确的是()A．该装置可以在高温下工作B．X、Y依次为阳离子、阴离子选择性交换膜C．负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H＋D．该装置工作时，电能转化为化学能3．如图所示，电化学原理与微生物工艺相组合的电解脱硝法，可除去引起水华的NO3-原理是将NO3-还原为N2。下列说法正确的是（）A．若加人的是3NaNO溶液，则导出的溶液呈碱性B．镍电极上的电极反应式为：2Ni2eNiC．电子由石墨电极流出，经溶液流向镍电极D．若阳极生成0.1mol气体，理论上可除去0.04mol3NO4．科研人员设想用如图所示装置生产硫酸，下列说法不正确的是（）A．a为负极，b为正极B．b电极发生氧化反应C．H+从a极向b极移动D．负极反应式为：SO2+2H2O﹣2e﹣=SO42﹣+4H+5．汽车的启动电源常用蓄电池。其结构如下图所示，放电时其电池反应如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。根据此反应判断，下列叙述中不正确的是A．Pb作为负极，失去电子，被氧化B．PbO2得电子，被还原C．负极反应是Pb＋SO42-－2e－===PbSO4D．电池放电时，溶液酸性增强6．研究人员研制出一种可作为鱼雷和潜艇的储备电源的新型电池——锂水电池(结构如图)，使用时加入水即可放电。下列关于该电池的说法不正确的是()A．锂为负极，钢为正极B．工作时负极的电极反应式为Li－e－＝Li＋C．工作时OH－向钢电极移动D．放电时电子的流向：锂电极→导线→钢电极7．热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能，此时硫酸铅电极处生成Pb。下列有关说法正确的是A．输出电能时，外电路中的电子由硫酸铅电极流向钙电极B．放电时电解质LiCl－KCl中的Li＋向钙电极区迁移C．电池总反应为Ca＋PbSO4＋2LiClPb＋Li2SO4＋CaCl2D．每转移0.2mol电子，理论上消耗42.5gLiCl8．研究人员研发了一种“水电池”，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电。在海水中，电池的总反应可表示为：5MnO2+2Ag+2NaCl==Na2Mn5O10+2AgCl，下列“水电池”在海水中放电时的有关说法不正确的是()A．Na+不断向“水电池”的正极移动B．每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子C．负极反应式：Ag+Cl－+e－=AgClD．AgCl是氧化产物9．支撑海港码头基础的钢管桩，常用下图的方法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是（）A．该保护方法称为外加电流的阴极保护法B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管柱C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整10．一种具有高能量比的新型干电池示意图如图所示，石墨电极区发生的电极反应为MnO2+e－+H2O=MnO(OH)+OH-。该装置工作时，下列叙述正确的是A．石墨电极上的电势比Al电极上的低B．Al电极区的电极反应式：A1-3e-+3NH3·H2O=Al(OH)3+3NH4+C．每消耗27gAl，有3mol电子通过溶液转移到石墨电极上D．若采用食盐水+NaOH溶液作电解质溶液，电极反应式相同11．微生物燃料电池的研究已成为治理和消除环境污染的重要课题，利用微生物电池电解饱和食盐水的工作原理如下图所示。下列说法正确的是A．电池正极的电极反应：O2+2H2O+4e−4OH−B．电极M附近产生黄绿色气体C．若消耗1molS2−，则电路中转移8mole−D．将装置温度升高到60℃，一定能提高电池的工作效率12．已知过氧化氢在强碱性溶液中主要以HO2-存在。我国研究的Al-H2O2燃料电池可用于深海资源的勘查、军事侦察等国防科技领域，装置示意图如下。下列说法错误的是A．电池工作时，溶液中OH-通过阴离子交换膜向Al极迁移B．Ni极的电极反应式是HO2-+2e-+H2O=3OH-C．电池工作结束后，电解质溶液的pH降低D．Al电极质量减轻13.5g，电路中通过9.03×1023个电子13．中国是一个严重缺水的国家，污水治理越来越引起人们重视，可以通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚，其原理如图所示，下列说法不正确的是A．电流方向从A极沿导线经小灯泡流向B极B．B极为电池的阳极，电极反应式为CH3COO——8e−+4H2O═2HCO3—+9H+C．当外电路中有0.2mole−转移时，通过质子交换膜的H+的个数为0.2NAD．A极的电极反应式为+H++2e−═Cl−+14．据报道，美国正在研究的锌电池可能取代目前广泛使用的铅酸蓄电池。锌电池具有容量大、污染少等优点。电池反应为2Zn＋O2＝2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气。下列叙述正确的是（）A．锌为正极，空气进入负极反应B．负极反应为Zn＋2OH－－2e－＝ZnO＋H2OC．正极发生氧化反应D．电解液可以是乙醇15．氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：2H2＋4OH－－4e－＝4H2O、O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，错误的是（）A．氧气通入正极发生氧化反应B．燃料电池的能量转化率不能达到100%C．供电时的总反应为：2H2＋O2＝2H2OD．产物为无污染的水，属于环境友好电池16．天然气的主要成分为CH4，可将CH4设计成燃料电池来解决能源问题，装置如图所示。在标准状况下，持续通入甲烷，消耗甲烷VL。下列说法错误．．的是（）A．当0V≤33.6L时，负极反应式为CH4＋10OH－-8e－=CO32－＋7H2OB．电池工作时，氧气发生还原反应C．正极反应式为O2+4H++4e－=2H2OD．当V=67.2L时，电池总反应方程式可写为CH4＋2O2＋NaOH=NaHCO3＋2H2O17．研究人员发现了一种利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电的“水”电池，总反应可表示为：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl。下列说法正确的是（）A．正极反应式：Ag+Cl--e-=AgClB．每生成1molNa2Mn5O10转移的电子数为2NAC．Na+不断向“水”电池的负极移动D．AgCl是还原产物18．国内某科技研究小组首次提出一种新型的Li+电池体系，原理示意图如下。该体系正极采用含有I-、Li+的水溶液，负极采用固体有机聚合物，电解质溶液采用LiNO3溶液，聚合物阳离子交换膜作为隔膜将液态正极和固态负极分隔开(已知在水溶液中呈黄色)。下列有关判断正确的是A．左图是原电池工作原理图B．放电时，Li+从右向左通过聚合物离子交换膜C．放电时，正极区电解质溶液的颜色变深D．充电时，阴极的电极反应式为：19．MFC(MicrobialFuelCell)是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，其在废水处理和新能源开发领域具有广阔的应用前景。如图为污水(主要溶质为葡萄糖)处理的实验装置，下列有关该装置的说法正确的是()A．为加快处理速度，装置需在高温环境中工作B．负极的电极反应式为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2＋24H＋C．放电过程中，H＋由正极向负极移动D．装置工作过程中，溶液的酸性逐渐增强20．关于如图所示的原电池，下列说法正确的是()A．电子从锌电极通过电流表流向铜电极B．盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C．锌电极发生氧化反应；铜电极发生还原反应，其电极反应是2H＋＋2e－===H2↑D．取出盐桥后，电流表仍会偏转，铜电极在反应前后质量不变21．电化学应用广泛。请回答下列问题：（1）自发进行的氧化还原反应可以设计成原电池。若电池放电时的反应式为：2Cu＋2H2SO4＋O2=2CuSO4＋2H2O，该电池的负极材料为_______；正极的电极反应式为____________。（2）燃料电池和二次电池的应用非常广泛。①如图为甲烷燃料电池的示意图，则负极的电极反应式为_____________________；②铅蓄电池为生活中常用的二次电池。放电时的反应为：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，铅蓄电池负极的电极反应式为_____；充电时，铅蓄电池的PbO2极应与外加直流电源的____极相连。（3）以铅蓄电池为电源精炼粗铜(含Fe、Pb、Ag、Au及其他不反应物质)时，以硫酸铜溶液为电解质溶液，粗铜做____极；精炼一段时间后，当阴极增重128g时，铅蓄电池参加反应的硫酸的物质的量为____mol。22．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－根据上述反应式，完成下列填空。(1)下列叙述正确的是______。A．在使用过程中，电解质溶液中的KOH被不断消耗，pH减小B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极C．Zn是负极，Ag2O是正极D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应(2)写出电池的总反应式：___________。(3)使用时，负极区的pH____(填“增大”“减小”或“不变”)。23．（1）SO2、CO、CO2、NOx是对环境影响较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。利用电化学原理将CO、SO2转化为重要化工原料,装置如图所示。①若A为CO,B为H2，C为CH3OH,则通入CO一极的电极反应式为_____________。②A为SO2,B为O2,C为H2SO4,则负极反应式为________________。③若A为NO2,B为O2,C为HNO3，负极的电极反应式为_________________。（2）下图所示的原电池装置中,负极材料是_____。正极上能够观察到的现象是_______________。负极的电极反应式是_________________。原电池工作一段时间后,若消耗负极5.4g,则放出气体______mol。（3）利用反应Cu+Fe2(SO4)3=2FeSO4+CuSO4设计一个原电池。①在下面方格内画出实验装置图________________。②指出正极材料可以为_____，该电极上发生的电极反应为___________。24．（1）某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2＝2AgCl。①正极反应为_________。②当电路中转移0.01mole－时，交换膜左侧溶液中约减少______mol离子。（2）最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S=2H++S+2EDTA-Fe2+该装置工作时，阴极的电极反应：_________；协同转化总反应：___________；若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为_______性（碱性、中性、酸性）（3）以石墨为电极，电解Pb(NO3)2溶液制备PbO2，若电解过程中以铅蓄电池为电源，当电解装置中阳极增重23.9g时(忽略副反应)，理论上蓄电池正极极增重______g。（4）电