第六章  化學(xué)反應(yīng)與能量第18講  原電池　化學(xué)電源（精練）完卷時(shí)間：50分鐘可能用到的相對(duì)分子質(zhì)量：Li7 Zn65一、選擇題（每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng)，共12*5分）1．（2021·安徽淮南市·高三二模）全固態(tài)鋰電池能量密度大，安全性能高引起大量研究者的興趣。一種以硫化物固體電解質(zhì)的鋰-硫電池的工作示意圖如下。下列說法錯(cuò)誤的是
A．Li和Li2S分別為電池的負(fù)極和正極B．電流由電極a經(jīng)導(dǎo)線、鋰電極，Li2S-P2S5固態(tài)電解質(zhì)回到電極aC．電極a的反應(yīng)為：S8+16e-+16Li+=8Li2SD．硫化物固體電解質(zhì)在空氣中易發(fā)生反應(yīng)，是實(shí)現(xiàn)電池實(shí)際應(yīng)用的挑戰(zhàn)2．（2021·上海高三一模）港珠澳大橋水下鋼柱的防護(hù)采用了鑲鋁塊的方法(如圖)，關(guān)于該方法的分析錯(cuò)誤的是A．鋼柱做正極 B．鋁塊發(fā)生的電極反應(yīng)：Al-3e-=Al3+C．可使化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/span> D．電子由鋼柱經(jīng)導(dǎo)線流向鋁塊3．（2021·廣東潮州市·高三二模）已知：電流效率＝電路中通過的電子數(shù)與消耗負(fù)極失去電子總數(shù)之比?，F(xiàn)有兩個(gè)電池Ⅰ、Ⅱ，裝置如圖所示。下列說法正確的是(　　)A．Ⅰ和Ⅱ的電池反應(yīng)不同 B．Ⅰ和Ⅱ的能量轉(zhuǎn)化形式不同C．Ⅰ的電流效率低于Ⅱ的電流效率 D．放電一段時(shí)間后，Ⅰ、Ⅱ中都只含1種溶質(zhì)4．（2020·陜西榆林市·高三三模）2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了鋰離子電池開發(fā)的三位科學(xué)家，一種高能LiFePO4電池多應(yīng)用于公共交通，結(jié)構(gòu)如圖所示。電池中間是聚合物的隔膜，其主要作用是在反應(yīng)過程中只讓Li＋通過，原理如下：(1－x)LiFePO4＋xFePO4＋LixCnLiFePO4＋nC。下列說法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，Li+向正極移動(dòng)B．放電時(shí)，電子由負(fù)極→用電器→正極C．充電時(shí)，陰極反應(yīng)為xLi+＋nC＋xe-＝LixCnD．充電時(shí)，當(dāng)溶液中通過1 mol e-時(shí)，陽極質(zhì)量減小7g5．（2020·福建福州市·高三二模）一種零價(jià)鐵納米簇可用于水體修復(fù)，其處理三氯乙烯()所形成原電池如圖所示。水體中，，等離子也發(fā)生反應(yīng)。下列說法正確的是A．零價(jià)鐵納米簇發(fā)生的電極反應(yīng)為：Fe-3e-=Fe3+ B．反應(yīng)①在正極發(fā)生，反應(yīng)②③④在負(fù)極發(fā)生C．③的電極反應(yīng)式為4OH--4e-=O2↑+2H2OD．三氯乙烯脫去3mol Cl時(shí)反應(yīng)①轉(zhuǎn)移6mol電子6．（2020·四川成都市·高三三模）有機(jī)一無機(jī)活性材料的液流電池具有能量密度大、環(huán)境友好等特點(diǎn)。其負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e-+4NH3·H2O=Zn(NH3)42++4H2O，以LiPF6為電解質(zhì)，工作示意圖如圖。電池放電過程中，下列說法錯(cuò)誤的是A．電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極B．已知正極發(fā)生反應(yīng)：+e-→，此過程為還原反應(yīng)C．負(fù)極附近溶液pH會(huì)降低D．電解質(zhì)溶液中的Li+自左向右移動(dòng)7．（2021·天津高三二模）鋰/氟化碳電池穩(wěn)定性很高。電解質(zhì)溶液為的乙二醇二甲醚()溶液，總反應(yīng)為，放電產(chǎn)物沉積在正極，工作原理如圖所示：下列說法正確的是A．外電路電子由b流向aB．離子交換膜為陰離子交換膜C．電解質(zhì)溶液可用的乙醇溶液代替D．正極的電極反應(yīng)式為8．（2021·重慶高三二模）微生物燃料電池是利用微生物作為催化劑降解污水中的有機(jī)物(以對(duì)苯二甲酸為例)，其原理如圖裝置所示。下列判斷錯(cuò)誤的是A．該微生物電池工作時(shí)向負(fù)極移動(dòng)B．該微生物電池工作時(shí)，電流由b極經(jīng)負(fù)載流向a極C．微生物電池在處理廢水時(shí)的能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能變?yōu)殡娔?/span>D．該微生物電池的負(fù)極電極反應(yīng)式為： +12H2O-30e-8CO2+30H+9．（2021·河南鄭州市·高三二模）某實(shí)驗(yàn)小組用以下裝置探究了鋁和銅組成的原電池在不同濃度的NaOH溶液中放電的情況，NaOH溶液濃度對(duì)鋁一堿電池的放電電流和持續(xù)放電時(shí)間的影響如下表。C(NaOH)/mol·L-10.10.51.01.52.0放電電流I/mA0.130.260.400.520.65放電時(shí)間t/min4514987根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析，下列說法錯(cuò)誤的是A．在銅電極上發(fā)生還原反應(yīng)放出氫氣B．負(fù)極反應(yīng)為Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-C．NaOH溶液濃度越大，反應(yīng)速率越快，放電電流越大D．該電池是一種二次電池，可充電后重復(fù)使用10．（2021·天水市第一中學(xué)高三月考）我國科學(xué)家研發(fā)了一種水系可逆Zn—CO2電池，電池工作時(shí)，復(fù)合膜(由a、b膜復(fù)合而成)層間的H2O解離成H＋和OH- ，在外加電場中可透過相應(yīng)的離子膜定向移動(dòng)。當(dāng)閉合K1時(shí)，Zn—CO2電池工作原理如圖所示。下列說法不正確的是A．閉合K1時(shí)，H＋通過a膜向Pd電極方向移動(dòng)B．閉合K1時(shí)，Zn表面的電極反應(yīng)式為Zn＋4OH--2e- = Zn(OH)C．閉合K2時(shí)，Zn電極與直流電源正極相連D．閉合K2時(shí)，在Pd電極上有CO2生成11．（2020·四川廣元市·廣元中學(xué)高三月考）如圖是一種新型燃料電池，O2-可在高溫條件下在固體氧化物電解質(zhì)中自由移動(dòng)，電極上產(chǎn)生的均為無毒無害的物質(zhì)。下列說法正確的是A．電極甲為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．電池內(nèi)的O2-由電極甲移向電極乙C．電池總反應(yīng)為N2H4 +O 2=N2 +2H2OD．當(dāng)甲電極上有32g N2H4消耗時(shí)，乙電極上有22.4L O2參與反應(yīng)12．（2021·濟(jì)南市·山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)西校區(qū)高三月考）近年來我國在天然氣脫硫研究方面取得了新進(jìn)展，利用如圖1裝置可完成天然氣脫硫，甲池中發(fā)生反應(yīng)如圖2所示。下列關(guān)于該裝置工作原理的說法中，正確的是（        ）A．碳棒為該脫硫裝置的負(fù)極B．乙池中發(fā)生的反應(yīng)為：H2S+2e-=S+2H+C．AQ與H2AQ間的轉(zhuǎn)化屬于非氧化還原反應(yīng)D．除I/I-外，F(xiàn)e3+/Fe2+也能實(shí)現(xiàn)如圖所示循環(huán)過程二、主觀題（共3小題，共40分）13．（2021·四川高三期中）（10分）鉛蓄電池、鎳鎘堿性充電電池都是重要的二次電池。已知：①鉛蓄電池總的化學(xué)方程式為：，使用(放電)段時(shí)間后，其內(nèi)阻明顯增大，電壓卻幾乎不變，此時(shí)只有充電才能繼續(xù)使用；②鎳鎘堿性充電電池放電時(shí)，正極反應(yīng)為：，負(fù)極反應(yīng)式：，使用(放電)到后期，當(dāng)電壓明顯下降時(shí)，其內(nèi)阻卻幾乎不變，此時(shí)充電后也能繼續(xù)使用；回答下列問題：(1)鉛蓄電池負(fù)極板上覆蓋的物質(zhì)是_______(填名稱)，充電時(shí)，PbSO4在________(填“陽極”、“陰極”或“兩個(gè)電極”)上________(填“生成或除去”)。(2)鎳鎘堿性充電電池在充電時(shí)的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________。(3)鉛蓄電池和鎳鎘堿性充電電池使用一段時(shí)間后，一個(gè)內(nèi)阻明顯增大，而另一個(gè)內(nèi)阻卻幾乎不變的主要原因可能是_____________________。14．(2021·江西南昌高三摸底)（14分）為驗(yàn)證反應(yīng)Fe3＋＋AgFe2＋＋Ag＋，利用如圖電池裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(1)由Fe2(SO4)3固體配制500 mL 0.1 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液，需要的儀器有膠頭滴管、量筒、燒杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、　　　　　　　　(填寫名稱)；在燒杯中溶解固體時(shí)，先加入一定體積的　　　　稀溶液，攪拌后再加入一定體積的水。(2)電流表顯示電流由銀電極流向石墨電極。可知，鹽橋中的陽離子進(jìn)入　　　　電極溶液中。(3)根據(jù)(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知石墨電極的電極反應(yīng)式為_____________________，銀電極的電極反應(yīng)式為_______________　　　　　　　　。因此，F(xiàn)e3＋氧化性小于　　　　。(4)電池裝置中，鹽橋連接兩電極電解質(zhì)溶液。如果鹽橋中電解質(zhì)為KNO3，反應(yīng)一段時(shí)間后，可以觀察到電流表指針反轉(zhuǎn)，原因是________________________________________。15．（16分）（1）高鐵酸鉀(K2FeO4)不僅是一種理想的水處理劑，而且高鐵電池的研制也在進(jìn)行中。如圖是高鐵電池的模擬實(shí)驗(yàn)裝置：①該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為____________________；若維持電流強(qiáng)度為1 A，電池工作十分鐘，理論上消耗Zn______ g(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)，已知F＝96500 C·mol-1)。②鹽橋中盛有飽和KCl溶液，此鹽橋中氯離子向______(填“左”或“右”)移動(dòng)；若用陽離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向________(填“左”或“右”)移動(dòng)。③下圖為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有__________。（2）有人設(shè)想以N2和H2為反應(yīng)物，以溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液，可制造出既能提供電能，又能固氮的新型燃料電池，裝置如圖所示，電池正極的電極反應(yīng)式是__________________________，A是________。（3）利用原電池工作原理測定汽車尾氣中CO的濃度，其裝置如圖所示。該電池中O2－可以在固體介質(zhì)NASICON (固溶體)內(nèi)自由移動(dòng)，工作時(shí)O2－的移動(dòng)方向________(填“從a到b”或“從b到a”)，負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式為__________________________。 

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