1、【 精品教育资源文库 】 第 2 节 原电池 化学电源 一、选择题 1我国科学家研发出一种新型的锂离子电池，放电时有关离子转化关系如下图所示，下列说法正确的是 ( )。 A Li 透过膜除允许 Li 通过外，还允许 H2O分子通过 B放电时，进入贮罐的液体发生反应： S2O28 2Fe2 =2Fe3 2SO24 C充电时，钛电极与外电源的负极相连 D充电时，电池内部发生的总反应为 Li Fe3 = Li Fe2 2 (2018年广东深圳调研 )一种以 NaBH4和 H2O2为原料的新型电池的工作原理如图所示。下列说法 错误 的是 ( )。 A电池的正极反应为 H2O2 2e =2OH B电池
2、放电时 Na 从 a极区移向 b极区 C电子从电极 b 经外电路流向电极 a D b极室的输出液经处理后可输入 a极室循环利用 3 (2018届江苏常州一模 )一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如下图所示，图中有机废水中有机物可用 C6H10O5表示。下列有关说法正确的是 ( )。 A b电极为该电池的负极 B b电极附近溶液的 pH减小 C a电极反应式： C6H10O5 24e 7H2O=6CO2 24H D中间室： Na 移向左室， Cl 移向右室 4 (2018届辽宁重点中学模拟 )“ 碳呼吸电池 ” 是一种新型能源装置，其工作原理如下图。下列说法正确的是 ( )。 【 精品教育
3、资源文库 】 A该装置是将电能转变为化学能 B利用该技术可捕捉大气中的 CO2 C每得到 1 mol 草酸铝，电路中转移 3 mol 电子 D正极的电极反应为 C2O24 2e =2CO2 5 (2018届江西赣州联考 )“ 直接煤燃料电池 ” 能够将煤中的化学能 高效、清洁地转化为电能。用熔融 Na2CO3作电解质的直接煤燃料电池的工作原理如下图所示。下列有关说法正确的是 ( )。 A该电池的总反应为 C O2=CO2 B煤直接燃烧发电比直接煤燃料电池发电的能量利用率高 C进入反应室的煤块粉碎成粉末状对反应速率和限度均无影响 D电子由电极 b 沿导线流向电极 a，入口 A加入的物质为煤粉 6
4、 (2018届安徽安庆六校联考 )液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼 (N2H4)为燃料的电池装置如下图所示。下列有关叙述正确的是 ( )。 A该 燃料电池放电时，正极发生氧化反应， pH 变大 B a极的反应式： N2H4 4OH 4e =N2 4H2O C放电时，电流从 a极经过负载流向 b极 D其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜 7 (2018届福建莆田质检 )微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，下图是利用一种微生物将废水中的尿素 CO(NH2)2转化为对环境无害物质的装置。下列叙述 错误 的是 ( )。 A M电极有 CO2和 N2生成 【
5、 精品教育资源文库 】 B H 透过质子交换膜由左向右移动 C微生物促进了反应中电子的转移 D N电极反应式为 O2 2H2O 4e =4OH 二、非选择题 8在熔融碳酸盐燃料电池中的应用以熔融 Li2CO3 和 K2CO3 为电解质，天然气经内重整催化作用提供反应气的燃料，电池示意图如下： (1)外电路电子流动方向：由 _流向 _(填字母 “A” 或 “B”) 。 (2)空气极发生反应的电极反应是 _。 (3)以此燃料电池为电源电解精炼铜，当电路有 0.6 mol e 转移，有 _g 精铜析出。 9 (2018 届山东日照期中 )用氟硼酸 (HBF4，属于强酸 )代替硫酸作铅蓄电池的电解质
6、溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，反应的化学方程式为 Pb PbO2 4HBF4 2Pb(BF4)2 2H2O，其中 Pb(BF4)2为可溶于水的强电解质，用该铅蓄电池分别电解 AgNO3溶液和 Na2SO3溶液，装置如下图， a、 b、 c、 d电极材料均为石墨，通电时 a电极质量增大。 回答下列问题： (1)d 电极为该装置的 _极，工作时，该池内 d 电极上无气体产生，写出该池内电解反应的离子方程式： _。 (2)该铅蓄电池放电时 X 极附近 pH_ (填 “ 增大 ”“ 减小 ” 或 “ 不变 ”) ，正极的电极反应式为 _。 (3)铅蓄电池充电时， Y电极与电源的 _(填
7、 “ 正极 ” 或 “ 负极 ”) 相连。 (4)另取一常规铅蓄电池 (浓硫酸作电解质溶液 )与该铅蓄电池同时放电，当电路中均通过 1 mol电子时，分别取下 Y电极称重，两电极质量相差 _g。 10 (1)高铁酸钾 (K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在 进行中。如图 1所示是高铁电池的模拟实验装置。 图 1 图 2 该电池放电时正极的电极反应式为 _。 若维持电流强度为 1 A，电池工作十分钟，理论消耗 Zn_g(已知 F 96 500 Cmol 1)。 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【 精品教育资
8、源文库 】 阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向 _(填 “ 左 ” 或 “ 右 ”) 移动。 图 2 为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有_。 (2)有人设想以 N2和 H2为反应物，以溶有 A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如下图所示，电池正极的电极反应式是_， A是 _。 (3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中 CO的浓度，其装置如下图所示。该电池中 O2可以在固体介质 NASICON(固溶 体 )内自由移动，工作时 O2 的移动方向 _(填 “ 从a到 b” 或 “ 从 b到 a”) ，负极发生的电极反应式为 _。 1
9、1 (1)某研究性学习小组为探究 Fe3 与 Ag 反应，进行如下实验：按下图连接装置并加入药品 (盐桥中的物质不参与反应 )。 K 闭合时，指针向左偏转，石墨作 _(填 “ 正极 ” 或 “ 负极 ”) 。 当指针归零后，向左侧 U形管中滴加几滴 FeCl2浓溶液，发现指针向右偏转，写出此时银电极的反应式： _。 结合上述实验分析，写出 Fe3 和 Ag 反应的离子方程式： _。 丙同学进一步验证其结论：当指针归零后，向右侧 U形管中滴加数滴饱和 NaCl溶液，可观察到的现象是 _。 (2)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示： H
10、S 在硫氧化菌作用下转化为 SO24 的反应式是 _。 若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是【 精品教育资源文库 】 _ _。 (3)钴酸锂电池的正极采用钴酸锂 (LiCoO2)，负极采用金属锂和碳的复合材料，该电池充放电时的总反应式： LiCoO2 6C Li1 xCoO2 LixC6，写出放电时负极的电极反应：_。 (4)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如下图所示，其中作为电解质的无水 LiClKCl 混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为 PbSO4 2LiCl Ca=CaCl2 Li2SO4 Pb。 放电过程中， Li
11、 向 _(填 “ 负极 ” 或 “ 正极 ”) 移动。 负极反应式为 _。 电路中每转移 0.2 mol电子，理论上生成 _g Pb。 (5)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池的工作原理如下图所示。 a 电极的电极反应式是 _。 一段时间后，需向装置中补充 KOH，请依据反应原理解释原因是 _ _。 第 2节 原电池 化学电源 1 B 解析： Li 透过膜只允许 Li 通过，故 A 错误；钛电极是电池的正极，充电时，应该与外电源的正极相连，故 C错误；放电时电池总反应为 Li Fe3 =Li Fe2 ，则充电时发生的总反应为 Li Fe2 =通电 Li Fe3 ，故 D 错误。 2
12、C 解析：由图分析可知，通入 a电极的为 BH4 ，其中的 B失电子，化合价升高，生成 BO2 ，因此 a为电池的负极。 b为电池的正极， H2O2中 O由 1价降到 2价发生还原反 应，反应式为 H2O2 2e =2OH ， A 正确；原电池工作时，电解质溶液中的阳离子由负极区向正极区移动， B 正确；电子由负极流出，正极流入，即 ab ， C 错误；正极区产生的 OH 经处理后输入 a极室可循环使用， D正确。 3 C 解析： b电极上硝酸根离子得电子生成 N2，发生还原反应，故 b电极应为正极，A错误； b电极反应式： 2NO3 10e 6H2O =N2 12OH ，故 b电极附近溶液的
13、 pH增大，B错误；原电池工作时阳离子向正极移动，阴离子向负极移动， D错误。 4 B 解析 ： “ 碳呼吸电池 ” 为原电池原理，将化学能转变为电能，故 A 错误； “ 碳呼吸电池 ” 能消耗二氧化碳气体，所以利用该技术可捕捉大气中的 CO2，故 B 正确；根据工作原理图，金属铝是负极，失电子生成草酸铝，所以每得到 1 mol 草酸铝，电路中转移 32 6 mol 电子，故 C 错误；根据工作原理图， CO2作为正极反应物得电子生成草酸根，电极反应为 2CO2 2e =C2O24 ，故 D错误。 【 精品教育资源文库 】 5 A 解析： A项，在原电池中阴离子移向电源负极，由图中 CO23 移向左边可知 a为负极， 电极反应为 C 2CO23 4e =3CO2， b 为正极，电极反应为 O2 2CO2 4e =2CO23 ，所以该电池的总反应为 C O2=CO2，故 A正确； B
