課時(shí)分層作業(yè)(三十二)　原電池　化學(xué)電源一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1．(2022·廣州實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)某小組為研究原電池原理，設(shè)計(jì)如圖裝置，下列敘述正確的是(　　)A．若X為Fe，Y為Cu，則鐵為正極B．若X為Fe，Y為Cu，則電子由銅片流向鐵片C．若X為Fe，Y為C，則碳棒上有紅色固體析出D．若X為Cu，Y為Zn，則鋅片發(fā)生還原反應(yīng)2．研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電，在海水中電池總反應(yīng)可表示為5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl。下列“水”電池在海水中放電時(shí)的有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　)A．正極反應(yīng)式：Ag＋Cl－－e－===AgClB．每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移2 mol 電子C．Na＋不斷向“水”電池的負(fù)極移動(dòng)D．AgCl是還原產(chǎn)物3．(2022·朝陽(yáng)區(qū)模擬)由我國(guó)科學(xué)家研發(fā)成功的鋁錳電池是一種比能量很高的新型干電池，以氯化鈉和稀氨水混合溶液為電解質(zhì)，鋁和二氧化錳-石墨為兩極，其電池反應(yīng)為Al＋3MnO2＋3H2O===3MnO(OH)＋Al(OH)3。下列有關(guān)該電池放電時(shí)的說(shuō)法不正確的是(　　)A．二氧化錳-石墨為電池正極B．負(fù)極反應(yīng)式為Al－3e－＋3NH3·H2O===Al(OH)3＋3NHC．OH－不斷由正極向負(fù)極移動(dòng)D．每生成1 mol MnO(OH)轉(zhuǎn)移2 mol電子4．一種太陽(yáng)能儲(chǔ)能電池的工作原理如圖所示，已知鋰離子電池的總反應(yīng)：Li1－xNiO2＋xLiC6LiNiO2＋xC6，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)A．該鋰離子電池為二次電池B．該鋰離子電池充電時(shí)，n型半導(dǎo)體作電源正極C．該鋰離子電池放電時(shí)，Li＋從a極移向b極D．該鋰離子電池放電時(shí)，b極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Li1－xNiO2＋xe－＋xLi＋===LiNiO25．一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意圖如下。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是(　　)A．反應(yīng)CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移4 mol電子B．電極A上H2參與的電極反應(yīng)式為H2＋2OH－－2e－===2H2OC．電池工作時(shí)，CO向電極B移動(dòng)D．電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋2CO2＋4e－===2CO二、選擇題(每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)6．某燃料電池主要構(gòu)成要素如圖所示，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．電池可用于乙醛的制備B．b電極為正極C．電池工作時(shí)，a電極附近pH降低D．a電極的反應(yīng)式為O2＋4e－＋4H＋===2H2O7．(2022·深圳模擬)一種全有機(jī)質(zhì)子二次電池放電原理如圖所示，電極材料中的P、PO、PR均為有機(jī)高分子化合物。下列說(shuō)法正確的是(　　)A．放電時(shí)，電極M發(fā)生氧化反應(yīng)B．放電時(shí)，H＋移向電極NC．充電一段時(shí)間后，電解液的pH未變D．充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為P－2e－===PO＋2H＋8．(2022·益陽(yáng)模擬)某種氫燃料電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．左側(cè)電極是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．右側(cè)電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．當(dāng)有0.1 mol電子通過(guò)導(dǎo)線時(shí)，左側(cè)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.56 L氣體D．用該電池為鉛酸蓄電池充電，消耗32 g氧氣時(shí)，鉛酸蓄電池生成H2SO4的物質(zhì)的量為4 mol9．我國(guó)科研人員研究出一種鋅碘單液流電池，該電池實(shí)現(xiàn)鋅碘單液流中電解液的利用率接近100%，大幅度提高了電池的能量密度，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　)A．M為陽(yáng)離子交換膜，N為陰離子交換膜B．放電時(shí)，電解質(zhì)溶液存儲(chǔ)罐中離子數(shù)目增多C．充電時(shí)，電極B的電極反應(yīng)式為I2＋2e－===2I－D．充電時(shí)，當(dāng)電極A增重65 g時(shí)，C區(qū)增加的離子總數(shù)為2NA三、非選擇題10．(2022·福州模擬)CO與H2反應(yīng)可制備CH3OH，CH3OH可作為燃料使用，用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。電池總反應(yīng)為2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，則c電極是________(填“正極”或“負(fù)極”)，c電極的反應(yīng)方程式為_______________________________________________________________________________________________________。若線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子，則上述CH3OH燃料電池，消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________L。11．氨氧燃料電池具有很大的發(fā)展?jié)摿?，其工作原理如圖所示。(1)a電極的電極反應(yīng)式是___________________________________________________________________________________________________________________；(2)一段時(shí)間后，需向裝置中補(bǔ)充KOH，請(qǐng)依據(jù)反應(yīng)原理解釋原因：______________________________________________________________________________。12．(2022·淄博模擬)我國(guó)科學(xué)家利用CO2礦化反應(yīng)釋放能量設(shè)計(jì)出CO2礦化電池。不僅減碳發(fā)電，還能獲得高附加值產(chǎn)品，其工作原理如圖所示(Q是有機(jī)物；反應(yīng)物和產(chǎn)物分別經(jīng)過(guò)其他通道進(jìn)入或排出電池容器)。通過(guò)離子交換膜的離子是________，正極區(qū)的電極反應(yīng)式為Q＋2CO2＋2H2O＋2Na＋＋2e－===2NaHCO3＋QH2，在電極區(qū)溶液中可循環(huán)利用的物質(zhì)是________，則電池的總反應(yīng)方程式為__________________________________。                      課時(shí)分層作業(yè)（三十二）1．C　[Fe比Cu活潑，Fe作負(fù)極，電子由鐵片沿導(dǎo)線流向銅片，故A、B錯(cuò)誤；若X為Fe，Y為C，電解質(zhì)為硫酸銅，則正極碳棒上析出Cu，故C正確；Zn比Cu活潑，Zn作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。]2．B　[A.根據(jù)總反應(yīng)5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl可知，Ag的化合價(jià)升高，被氧化，為原電池的負(fù)極，錯(cuò)誤；B.根據(jù)Ag元素反應(yīng)前后化合價(jià)的變化判斷，所以每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移2 mol電子，正確；C.在原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，錯(cuò)誤；D.Ag的化合價(jià)升高，被氧化，AgCl是氧化產(chǎn)物，錯(cuò)誤。]3．D　[每生成1 mol MnO(OH)轉(zhuǎn)移1 mol e－，D項(xiàng)不正確。]4．B　[A.題圖所示鋰離子電池能實(shí)現(xiàn)充電和放電，為二次電池，A項(xiàng)正確；B.充電時(shí)a極為陰極，則n型半導(dǎo)體為電源負(fù)極，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.電池放電時(shí)，Li＋從負(fù)極向正極移動(dòng)，即Li＋從a極向b極移動(dòng)，C項(xiàng)正確；D.電池放電時(shí)，b極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Li1－xNiO2＋xe－＋xLi＋===LiNiO2，D項(xiàng)正確。]5．D 　[A選項(xiàng)，CH4中C元素的化合價(jià)為－4價(jià)，CO中C元素的化合價(jià)為＋2價(jià)，每個(gè)碳原子失去6個(gè)電子，因此每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移6 mol 電子，錯(cuò)誤；B選項(xiàng)，熔融鹽中沒(méi)有OH－，因此OH－不能參與電極反應(yīng)，錯(cuò)誤；C選項(xiàng)，CO應(yīng)向負(fù)極移動(dòng)，即向電極A移動(dòng)，錯(cuò)誤；D選項(xiàng)，電極B上O2得電子和CO2結(jié)合生成CO，正確。]6．AD　[B項(xiàng)，b電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，a電極反應(yīng)消耗H＋且生成H2O，pH升高，錯(cuò)誤。]7．C　[放電時(shí)，電極M上PO發(fā)生得氫的還原反應(yīng)：PO＋2ne－＋2nH＋===P，因此電極M為正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電極M的電極反應(yīng)可知，放電時(shí)，H＋移向正極（電極M），B項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)正極反應(yīng)式為PO＋2ne－＋2nH＋===P，負(fù)極反應(yīng)式為PR－2ne－===2nH＋＋P，則電池總反應(yīng)為PO＋PR2P，則充電一段時(shí)間后，電解液的pH不變，C項(xiàng)正確；根據(jù)放電時(shí)正極反應(yīng)式可知充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)式為P－2ne－===PO＋2nH＋，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]8．AD　[左側(cè)電極是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；右側(cè)電極是正極，通入的是氧氣，電解質(zhì)溶液顯酸性，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B錯(cuò)誤；當(dāng)有0.1 mol電子通過(guò)導(dǎo)線時(shí)，左側(cè)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12 L氫氣，C錯(cuò)誤；鉛酸蓄電池總反應(yīng)為Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，充電時(shí)，生成1 mol H2SO4時(shí)，轉(zhuǎn)移1 mol電子，可得關(guān)系式O2～4e－～4H2SO4，32 g氧氣的物質(zhì)的量是1 mol，生成H2SO4的物質(zhì)的量為4 mol，D正確。]9．B　[由題圖中電池的工作原理可知，放電時(shí)，A電極為負(fù)極，其電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2+，B電極為正極，其電極反應(yīng)式為I2＋2e－===2I－，C錯(cuò)誤；負(fù)極區(qū)產(chǎn)生Zn2+，C區(qū)的Cl－要通過(guò)M膜進(jìn)入負(fù)極區(qū)，故M為陰離子交換膜，而正極區(qū)產(chǎn)生I－，C區(qū)的K＋要通過(guò)N膜進(jìn)入正極區(qū)，故N為陽(yáng)離子交換膜，A錯(cuò)誤；充電時(shí)電極反應(yīng)為Zn2+＋2e－===Zn，2I－－2e－===I2，C區(qū)增加Cl－ 2 mol，K＋ 2 mol，總數(shù)為4NA，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]10．解析：根據(jù)圖中的電子流向知c是負(fù)極，甲醇發(fā)生氧化反應(yīng)：CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋，線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子時(shí)消耗氧氣0.5 mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為11.2 L。答案：負(fù)極　CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋　11.211．(1)2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O　(2)發(fā)生反應(yīng)4NH3＋3O2===2N2＋6H2O，有水生成，使溶液逐漸變稀，為了保持堿溶液的濃度不變，所以要補(bǔ)充KOH12．解析：根據(jù)圖示，左側(cè)電極失去電子，為原電池的負(fù)極，QH2在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Q和H＋，負(fù)極區(qū)的電極反應(yīng)式為QH2＋Ca2+＋SO＋2OH－－2e－===CaSO4↓＋Q＋2H2O，負(fù)極區(qū)的鈉離子通過(guò)離子交換膜進(jìn)入正極區(qū)；右側(cè)電極得到電子，為原電池的正極，Q在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成QH2，正極區(qū)的電極反應(yīng)式為Q＋2CO2＋2H2O＋2Na＋＋2e－===2NaHCO3＋QH2，電池的總反應(yīng)方程式為Ca(OH)2＋Na2SO4＋2CO2===CaSO4↓＋2NaHCO3，則H2O在電極區(qū)溶液中可循環(huán)利用。答案：Na＋　H2O　Ca(OH)2＋Na2SO4＋2CO2===CaSO4↓＋2NaHCO3       

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