课时精练23 化学电源-2022-2023学年高二化学精讲精练（人教选择性必修1）（原卷版）

课时精练23化学电源1．下列电池不属于化学电池的是()A．碱性干电池B．铅蓄电池C．燃料电池D．太阳能电池2．下列有关电池的说法错误的是()A．手机中用的锂离子电池属于二次电池B．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能C．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极D．铅蓄电池使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降3．关于化学能、电能与原电池下列判断不正确的是()A．利用原电池装置，可以将化学能转化为电能B．燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，能量转化率可高达100%C．人们日常使用的电能主要来自火力发电D．最早使用的锌锰干电池的寿命和性能都不如改进后的碱性锌锰电池4．下列关于铅蓄电池的说法中正确的是(　　)　A．在放电时，正极发生的反应是Pb+SO42-=PbSO4+2e-B．在放电时，该电池的负极材料是铅板C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小D．在充电时，阳极发生的反应是PbSO4+2e-=Pb+SO42-5．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种锌银电池，其总反应为Ag2O+Zn+H2O=Zn(OH)2+2Ag。下列叙述中正确的是(　　)。A．在使用过程中，电池负极区溶液的pH逐渐增大B．在使用过程中，电子由Ag2O经外电路流向ZnC．Zn是负极，Ag2O是正极D．Zn发生还原反应，Ag2O发生氧化反应6．研究发现一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化为电能的装置，其在废水处理和新能源开发领域具有广阔的应用前景。如图为酸性有机污水处理的实验装置。下列说法正确的是(　　) A．工作过程中正极室的溶液pH降低B．工作过程中H+由正极室向负极室迁移C．若底物为CH3CHO，则负极反应式为CH3CHO-10e-+3H2O=2CO2↑+10H+D．若底物为CH3CHO，且放出44gCO2，至少消耗28．0LO27．通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如图所示。下列说法正确的是(　　)A．NiO电极发生还原反应B．Pt电极是电池的负极C．NiO电极的电极反应式为NO-2e-+O2-=NO2D．在标准状况下，若Pt电极消耗2.24LO2，则NiO电极产生2.24LNO2气体8．镍镉电池是一种可充电电池，使用寿命为10~15年。镍镉电池的总反应为Cd+2NiOOH+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2。下列说法不正确的是(　　)。A．放电时，负极发生氧化反应，电极反应式为Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2B．充电时，阳极反应式为Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2OC．电池工作时，负极区pH增大，正极区pH减小D．该电池充电时将电能转化为化学能9．瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池的工作原理如图所示，下列有关说法正确的是(　　)A．电极2发生氧化反应B．电池工作时，Na+向负极移动 C．电流由电极1经外电路流向电极2D．电极1发生的电极反应为2NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O10．新型LiFePO4可充电锂离子动力电池以其独特的优势成为绿色能源的新宠。已知该电池放电时的正极反应式为FePO4+Li++e-=LiFePO4，负极反应式为Li-e-=Li+。下列说法中正确的是(　　)A．充电时动力电池上标注“+”的电极应与外接电源的正极相连B．放电时电池总反应为FePO4+Li++e-=LiFePO4C．放电时电池内部Li+向负极移动D．放电时，在正极上Li+得电子被还原11．我国科学家发明了一种“可固氮”的锂-氮二次电池，用可传递Li+的醚类作电解质，电池的总反应为6Li+N22Li3N。下列说法正确的是(　　)A．固氮时，锂电极上发生还原反应B．脱氮时，钌复合电极的电极反应式：2Li3N-6e-=6Li++N2↑C．固氮时，外电路中电子由钌复合电极流向锂电极D．固氮时，钌复合电极作负极12．下列图示都是原电池原理在化学电源中的应用。下列有关说法中正确的是()A．铅蓄电池在放电时，其负极是铅电极B．氢氧燃料电池中，H2所在电极发生的反应为H2-2e-+2OH-=2H2O C．氢氧燃料电池中，通入O2的一极为负极D．铅蓄电池放电后，PbO2极质量减小13．某实验室设计了如图装置制备N2H4。双极膜是阴、阳复合膜，层间的H2O解离成和OH-并分别通过阴、阳膜定向移动。下列说法错误的是()A．Pt为负极B．石墨电极反应式为ClO-+2e-+2H+=Cl-+H2OC．双极膜中产生的OH-移向Pt电极D．每消耗11.2LNH3时双极膜中消耗1molH2O14．肼(N2H4)空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。下列说法中，不正确的是(　　)A．该电池放电时，通入肼的一极为负极B．电池每释放1molN2转移的电子数为4NAC．通入空气的一极的电极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．电池工作一段时间后，电解质溶液的pH将不变15．用如图装置设计Mg与O2的原电池反应，下列说法错误的是() A．电子的移动方向由a经外电路到bB．溶液中的OH−从a极向b极移动C．负极反应式为：Mg−2e−+2OH−=Mg(OH)2D．活性炭代替炭可以加快O2在正极上的反应速率16．微生物燃料电池(MFC)以厌氧微生物催化氧化有机物(如葡萄糖)，同时处理含Cu2+废水，装置如图所示，下列说法正确的是()A．N极发生氧化反应B．温度越高，反应速率越快，电池工作效率越高C．原电池中电子的移动方向是：M→导线→N→电解质溶液→M，阴离子移向M极D．N极的电极反应式：Cu2++2e-=Cu17．氢氧熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池(600～700℃)，具有效率高、噪音低、无污染、燃料多样、余热利用价值高等优点。氢氧熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是(　　)A．电池工作时，熔融碳酸盐只起到导电的作用 B．负极反应式为H2－2e－＋CO===CO2＋H2O[来源:学#科#网Z#X#X#K]C．该电池可利用工厂中排出的CO2，减少温室气体的排放D．电池工作时，外电路中流过0.2mol电子，消耗3.2gO218．科学家利用氨硼烷设计成原电池装置如下图所示，该电池在常温下即可工作，总反应为NH3·BH3+3H2O2=NH4BO2+4H2O。下列说法正确的是()A．该装置将电能转化为化学能B．b室为该原电池的负极区C．a室发生的电极反应式为NH3·BH3+2H2O-6e-=NH4++BO2-+6H+D．放电过程中，H+通过质子交换膜由b室移向a室19．工业生产中的二氧化碳过度排放加剧了地球的温室效应，某科技工作团队研究利用电化学将其转化为作为燃料再利用，转化的基本原理如图所示。下列说法正确的是()A．M为电池负极，电池工作一段时间，M极附近溶液pH不变B．N为电池正极，电极反应式为CO2+2e-=CO+O2-C．穿过“交换膜”的箭头表示的是溶液中质子的移动方向D．电路中转移1mol电子时，极电解质溶液增重8g 浓差电池是由于电池中存在浓度差而产生的。锂离子浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。下列说法不正确的是()A．若Y电极材料为铁，也能实现如图转化B．浓缩海水中锂离子浓度大于左侧LiCl溶液中的锂离子浓度C．X电极的反应为：2H++2e-=H2↑D．右侧生成1molCl2时，左侧Li+增加2mol20．燃料电池是利用燃料(如CO、H2、CH4等)与氧化剂反应，将反应物的化学能转化为电能的装置，通常用氢氧化钾作电解质。回答下列问题：(1)已知某燃料电池的总反应为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，电池中有一极的电极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，该电极是燃料电池的　　　　(填“正”或“负”)极，另一个电极上的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)随着电池不断放电，电解质溶液的碱性逐渐　　　　(填“增强”“减弱”或“不变”) (3)通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率　　　(填“大于”“小于”或“等于”)甲烷燃烧的能量利用率。 1．(2022•辽宁省选择性考试)某储能电池原理如图。下列说法正确的是()A．放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+B．放电时Cl-透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移C．放电时每转移1mol电子，理论上CCl4吸收0.5molCl2D．充电过程中，NaCl溶液浓度增大 2．(2022•湖南选择性考试)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是()A．海水起电解质溶液作用B．N极仅发生的电极反应：2H2O+2e-=2OH-+H2↑C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D．该锂-海水电池属于一次电池3．(2022•广东选择性考试)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)充电时电极a的反应为：NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3。下列说法正确的是()A．充电时电极b是阴极B．放电时NaCl溶液的减小C．放电时NaCl溶液的浓度增大D．每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g4．一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的原理及电池中发生的主要反应如图所示。下列说法正确的是(　　) A．电池工作时，光能转化为电能，电极X为电池的正极B．镀铂导电玻璃的作用是传递I-C．电解质溶液中发生反应：2Ru3++3I-=2Ru2++I3-D．电池的电解质溶液中I-和I3-的浓度均不断减小5．镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)下列说法错误的是()A．断开K1、合上K2，镍镉电池能量转化形式：电能→化学能B．断开K2、合上K1，电极A为负极，发生氧化反应C．镍镉二次电池的总反应式：Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiOOH+2H2OD．电极A发生还原反应的过程中，溶液中KOH浓度不变6．我国电动汽车产业发展迅猛，多种车型采用三元锂电池，该电池放电时工作原理如图所示。下列说法错误的是() A．无论充电或放电，A极电势均低于B极B．充电时，外电路中流过0.1mol电子，A极质量减少0.7gC．放电时，正极反应为Li1-aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae-=LiNixCoyMnzO2D．失去活性锂元素的三元正极材料可采用化学方法再生，实现循环利用7．人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。电池发挥着越来越重要的作用，如在宇宙飞船、人造卫星、电脑、照相机等，都离不开各式各样的电池，同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。请根据题中提供的信息，回答下列问题：(1)研究人员最近发明了一种“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，在海水中电池反应可表示为：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl①该电池的负极反应式是______________；②在电池中，Na+不断移动到“水”电池的_______极(填“正”或“负”)；③外电路每通过4mol电子时，生成Na2Mn5O10的物质的量是______________。(2)中国科学院应用化学研究所在甲醇(CH3OH是一种可燃物)燃料电池技术方面获得新突破。甲醇燃料电池的工作原理如右图所示。①该电池工作时，b口通入的物质为______________。②该电池负极的电极反应式______________。 ③工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成CO2时，有___________NA个电子转移。(3)Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，当银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式：_______________。8．高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。高铁酸钾(K2FeO4)是一种理想的水处理剂，高铁电池的研制正在进行中。如图甲是高铁电池的模拟实验装置：甲乙(1)该电池放电时正极的电极反应式为_____________________________；若维持电流强度为1A，电池工作十分钟，理论消耗Zn________g。(已知F＝96500C/mol)(2)盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向________(填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向________(填“左”或“右”)移动。(3)图乙为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电过程曲线，由此可得出高铁电池的优点有_________________________________。