定时训练-原电池

原电池、化学电源专项测试题

班级 姓名

一、选择题

1.美国海军海底战事中心与麻省理工大学共同研制成功了用于潜航器的镁-过氧化氢燃料电池系统。其工作原理如图所示。以下说法中错误的是（ ）

－2＋ ＋

A.电池的负极反应为Mg－2e===MgB.电池工作时，H向负极移动 C.电池工作一段时间后，溶液的pH增大

D.电池总反应式是Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O 2.以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是( )

A.锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol H2 B.两极上溶解和析出的物质的质量相等 C.锌片溶解了31 g，铜片上析出了1 g H2 D.锌片溶解了1 mol，硫酸消耗了0.5 mol 3.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（ ）

A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B.甲中铜片是正极，乙中铜片是负极

C.两烧杯中溶液的pH均增大 D.产生气泡的速率甲比乙慢

4.一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料电池说法不正确的是( )

A.在熔融电解质中，O2-移向负极

B.电池的总反应是：2C4H10+13O2 =8CO2+10H2O

C.通入空气的一极是正极，电极反应为：O2+4e- =2O2-

-2-

D.通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10 +26e+13O =4CO2↑+5H2O 5.理论上不能用于设计成原电池的反应是（ ）

A.HCl+NaOH= NaCl+H2O ΔH＜0

B.2CH3OH(l)+3O2(g) =2CO2（g）+4H2O（l） ΔH＜0 C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4 Fe(OH)3(s) ΔH＜0

D.2H2（g）+O2(g) =2H2O(l) ΔH＜0

6.被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO（OH）。下列说法正确的是（ ） A.该电池的正极为锌 B.该电池反应中二氧化锰起催化剂作用

C.当0.1 mol Zn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.204×1023 D.电池正极反应式为2MnO2+2e-+2H2O= 2MnO（OH）+2OH-

7.镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电 池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd + 2NiOOH + 2H2O放电充电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2有关该电池的说法正确的是 （ ）

A．充电时阳极反应：Ni(OH)2 －e— + OH- == NiOOH + H2O B．充电过程是化学能转化为电能的过程

C．放电时负极附近溶液的碱性不变 D．放电时电解质溶液中的OH-向正极移动

1

8.燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池的能量利用率可高达80%（一般柴油发电机只有40%左右），产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是（ ）

A.上述燃料电池的负极反应物是氢气、甲烷、乙醇等物质

B.氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇航

-

员使用

C.乙醇燃料电池的电解质常用KOH溶液，该电池的负极反应为C2H5OH-12e =2CO2↑+3H2O D.甲烷燃料电池的电解质常用KOH溶液，其正极反应为O2+2H2O+4e- = 4OH-

9.有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（ ）

①每消耗1 mol CH4可以向外电路提供8 mol e－ ②负极上CH4失去电子，电极反应式为

－－－

CH4＋10OH－－8e－===CO23＋7H2O ③负极上是O2获得电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e===4OH④电池放电后，溶液的pH不断升高 A．①② B．①③ C．①④ D．③④

10. 100mL浓度为2 mol·L-1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是 （ ）

A．加入适量的6mol·L-1的盐酸 B．加入数滴氯化铜溶液

C．加入适量蒸馏水 D．加入适量的氯化钠溶液

11．有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线联结起来，浸入电解质溶液中，B不易被腐蚀；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为 （ ）

A．D＞C＞A＞B B．D＞A＞B＞C C．D＞B＞A＞C D．B＞A＞D＞C 12.下列有关电池的说法不正确的是 （ ） A.手机上用的锂离子电池属于二次电池

B.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极

C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D.锌锰干电池中，锌电极是负极

13．据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关电池的叙述不正确是（ ）

－－

A．正极反应式为：O2＋2H2O＋4e ===4OH

B．工作一段时间后，电解液中的KOH的物质的量不变

C．该燃料电池的总反应方程式为：2H2＋O2===2H2O

D．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24LCl2(标准状况)时，有0.1mol电子转移

14.用铜片、银片、Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U形管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（ ） ①在外电路中，电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为：Ag++e-=Ag ③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 ④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A.①② B.②③ C.②④ D.③④ 15.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是( )

A.该电池能够在高温下工作

B.电池的负极反应为C6H12O6+6H2O-24e =6CO2↑+24H C.放电过程中，H+从正极区向负极区迁移

D.在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状

-+

况下CO2气体22.4/6 L

2

16.将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池。已知，通入CH4的一极，其电极反应式是：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;通入O2的另一极，其电极反应式是：2O2+4H2O+8e-=8OH-。下列叙述不正确的是（ ） A.通入CH4的电极为负极 B.正极发生氧化反应

C.燃料电池工作时，溶液中的OH-向负极移动 D.该电池使用一段时间后应补充KOH 17.关于铅蓄电池的说法正确的是（ ） A.在放电时，正极发生的反应是Pb（s）+SO42-（aq）-2e- = PbSO4（s）

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（s）+2e- = Pb（s）+SO42-（aq） 18.科研人员设想用如图所示装置生产硫酸，下列说法正确的是（ ）

A.a为正极，b为负极 B.生产过程中a电极质量减轻

C.电子从b极向a极移动

D.负极反应式为：SO2 + 2H2O -2e－= SO42－+ 4H+

19.目前人们正研究开发一种高能电池——钠硫电池，它以熔融的钠、硫为两极，以Na＋导电的β’——Al2O3陶瓷作固体电解质。该电池的反应如下：2Na＋xS

Na2Sx，以下说法正确的是（ ）

A.放电时，钠作正极，硫作负极

B.放电时，钠极发生还原反应

C.充电时，钠极与外电源正极相连，硫极与外电源的负极相连 D.充电时，阳极发生的反应是：Sx2－－2e－＝xS

二、非选择题

20. 燃料在电池中直接被氧化而产生电能的装置叫燃料电池，它是一种高效低污染的新型电池。燃料电池所用燃料可以是氢气，也可以是其他燃料，如甲醇、肼等。肼分子（H2N—NH2）可以在氧气中燃烧生成氮气和水，利用肼、氧气与KOH溶液组成碱性燃料电池，请写出该电池反应的电极反应式和总反应式： ；并指出电解质溶液中，OH-向哪极移动： 。

21.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：

（1）氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是 ，在导线中电子流动方向为 （用a、 b表示）。 （2）负极反应式为 。

（3）电极表面镀铂粉的原因是 。

（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下： Ⅰ.2Li+H2=2LiH Ⅱ.LiH+H2O= LiOH+H2↑

反应Ⅰ中的还原剂是 ，反应Ⅱ中的氧化剂是

3

。

22.北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。

（1）丙烷脱氢可得丙烯。 已知：C3H8（g） CH4(g)+HC

CH(g)+H2(g) ΔH1=+156.6 kJ/mol

CH3CH=CH2(g) CH4(g)+HCCH(g) ΔH2=+32.4 kJ/mol 则相同条件下，反应C3H8（g） CH3CH= CH2(g) +H2(g)的 ΔH= kJ/mol。 （2）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是

；放电时，CO3 移向电

2-

熔融碳酸盐。电池反应方程式为 池的 （填“正”或“负”）极。

23.铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。 （1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式： 。

（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。

正极反应： ； 负极反应： 。

（3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10 mol/L，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤：

。 Fe3+ Fe2 Cu2+ +

氢氧化物开始 沉淀时的pH 1.9 7.0 4.7 氢氧化物沉淀 完全时的pH 3.2 9.0 6.7 提供的药品：Cl2 浓H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu (4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种（水可任选），设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。 有关反应的化学方程式： ；

。

劣质不锈钢腐蚀的实验现象： 。 24．已知：铅蓄电池总的化学方程式为：Pb+PbO2+2H2SO4 2H2O+2PbSO4； 镍镉碱性充电电池在放电时，其正极反应为：2NiO(OH)+2H2O+2e－＝2Ni(OH)2+2OH－

负极反应为：Cd+2OH－2e=Cd(OH)2

铅蓄电池使用（放电）一段时间后，其内阻明显增大，电压却几乎不变，此时只有充电才能继续使用。镍镉碱性充电电池使用（放电）到后期，当电压明显下降时，其内阻却几乎不变，此时充电后也能继续使用。回答下列问题：

⑴铅蓄电池在放电时的负极反应为 ，其在充电时阳极反应为 ；

⑵镍镉碱性充电电池在充电时的总反应的化学方程式为 ； ⑶上述两种电池使用一段时间后，一个内阻明显增大，而另一个内阻却几乎不变的主要原因可能是 ；

4

－

－

⑷如果铅蓄电池在放电时回路中有2mol电子转移时，消耗H2SO4 mol。

原电池、化学电源专项测试题参考答案

一、选择题 题号 答案 题号 答案 1 B 11 B -

2 A 12 B -

3 C 13 D 4 D 14 C 5 A 15 B 6 D 16 B -

7 A 17 B -

8 C 18 D 9 A 19 D 10 B 二、非选择题

20. 负极：N2H4-4e+4OH= N2↑+4H2O， 正极：O2+4e+2H2O =4OH，

总反应式：N2H4+O2= N2+2H2O OH-向负极移动

21.（1）由化学能转变为电能 由a到b

--（2）H2+2OH-2e= 2H2O

（3）增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率 Li H2O 22.（1）+124.2 (2)C3H8+5O2 = 3CO2+4H2O 负 23. （1）2Fe+Cu =2Fe+Cu (2)装置图

3+

2+

2+

2Fe3++2e-=2Fe2+ Cu-2e-=Cu2+

(3)①通入足量氯气将Fe2+氧化成Fe3+;②加入CuO调节溶液的pH至3.2~4.7;③过滤［除去Fe(OH)3］ （4）CuO+H2SO4=CuSO4+H2O CuSO4+Fe=FeSO4+Cu 不锈钢表面有紫红色物质生成 24．（1）Pb+SO4－2e=PbSO4 PbSO4+2H2O－2e=PbO2+SO4+4H 通电

（2）Cd(OH)2+2Ni(OH)2 = Cd+2NiO(OH)+2H2O

（3）铅蓄电池放电时离子浓度减小，而镍镉电池放电时离子浓度不变 （4）2

2—

—

—

2—

+

5

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