1、【 精品教育资源文库 】 9-1 原电池 化学电源 板块三 限时规范特训 时间： 45分钟 满分： 100分 一、选择题 (每题 8分，共 72分 ) 1下列电池工作时， O2在正极放电的是 ( ) A.锌锰电池 B.氢燃料电池 C.铅蓄电池 D.镍镉电池 答案 B 解析 氢燃料电池中，负极上 H2放电，正极上 O2放电， A、 C、 D中均不存在 O2放电，故选 B。 2按如图所示进行实验，下列说法不正确的是 ( ) A装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生 B装置甲、乙中的能量变化均为化学能转化 为电能 C装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转 D装
2、置乙中负极的电极反应式： Zn 2e =Zn2 答案 B 解析 甲中发生的反应为 Zn H2SO4=ZnSO4 H2 ，锌片表面产生气泡；乙中铜、锌接触放入稀硫酸中形成原电池， Cu 作正极，电极反应式为 2H 2e =H2 ，铜片表面产生气泡， A正确。乙中化学能转化为电能，但甲中未形成原电池，无化学能与电能的转化， B错误。乙中锌、铜之间用导线连接电流计，形成原电池， Zn 作负极， Cu作正极，导线中有电流产生，电流计指针 发生偏转， C正确。乙中 Zn 作负极，发生氧化反应，电极反应式为 Zn 2e =Zn2 ， D正确。 3如图所示是一个水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是 ( )
3、 【 精品教育资源文库 】 A a为电池的正极 B电池充电反应为 LiMn2O4=Li1 xMn2O4 xLi C放电时， a极锂的化合价发生变化 D放电时，溶液中 Li 从 b向 a迁移 答案 C 解析 由图可知， b极 (Li电极 )为负极， a极为正极，放电时， Li 从负极 (b)向正极 (a)迁移， A、 D 正确；该电池放电时，负极： xLi xe =xLi ，正极： Li1 xMn2O4 xLi xe=LiMn2O4， a极 Mn元素的化合价发生变化， C错误；由放电反应可得充电时的反应， B正确。 4工业上常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各种性质的不锈钢，在如图装置中，观
4、察到图 1装置铜电极上产生大量的无色气泡，而图 2装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体，则下列叙述正确的是 ( ) A图 1 为原电池装置， Cu 电极上产生的是 O2 B图 2 装置中 Cu 电极上发生的电极反应式为 Cu 2e =Cu2 C由实验现象可知：金属活动性 CuCr D两个装置中， 电子均由 Cr电极流向 Cu电极 答案 B 解析 图 1为原电池装置，铜为正极，氢离子得电子生成氢气；图 2装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体，说明铜为负极，铬电极为正极，负极发生 Cu 2e=Cu2 ；由图 1 根据原电池原理知金属铬的活动性比铜强；图 1 中，电子由
5、Cr 经导线流向Cu，图 2中电子由 Cu 极经导线流向 Cr。 5通过 NO传感器可监测汽车排放的尾气中 NO 含量，其工作原理如图所示，下列说法正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A O2 向正极移动 B负极的电极反应式为 NO 2e O2 =NO2 C O2的电极反应产物是 H2O D反应消耗的 NO与 O2的物质的量之比为 12 答案 B 解析 根据工作原理图知， Pt电极上氧气得电子发生还原反应，作正极， NiO电极上 NO失电子发生氧化反应，则 NiO 为负极；正极上电极反应式为 O2 4e =2O2 ，负极上电极反应式为 NO 2e O2 =NO2。由图可知 O2 移向
6、 NiO 电极，即向负极移动，故 A错误； NiO电极上 NO 失电子和 O2 反应生成二氧化氮，所以电极反应式为 NO O2 2e =NO2，故 B正确；正极上电极反应式为 O2 4e =2O2 ，故 C错误；反应消耗的 NO与 O2的物质的量之比为 21 ，故 D错误。 6据报道，以硼氢化合物 NaBH4(B 元素的化合价为 3价 )和 H2O2作原料的燃料电池，其负极材料采用 Pt/C，正极材料采用 MnO2，可用作空军通信卫星电源，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 ( ) A该电池的负极反应为 BH4 8OH 8e =BO2 6H2O B电池放电时 Na 从 b极区移向 a极区 C
7、每消耗 3 mol H2O2，转移的电子为 3 mol D电极 a采用 MnO2作电极材料 答案 A 解析 电池总反应为 BH4 4H2O2=BO2 6H2O，正极反应为 H2O2 2e =2OH ，总反应减去正极反应即可得到负极反应， A 正确；在电池中电极 a 为负极，电极 b 为正极，在电池放【 精品教育资源文库 】 电过程中阳离子向正极移动， B 错误；通过正极反应方程式可知，每消耗 3 mol H2O2转移电子 6 mol， C 错误；电极 a作负极，电极 b作正极，正极用 MnO2作电极， D错误。 7人工光合系统装置 (如图 )可实现以 CO2和 H2O合成 CH4。下列说 法
8、不正确的是 ( ) A 该装置为原电池，且铜为正极 B电池工作时， H 向 Cu电极移动 C GaN电极表面的电极反应式为 2H2O 4e =O2 4H D反应 CO2 2H2O=光照CH4 2O2中每消耗 1 mol CO2转移 4 mol e 答案 D 解析 该装置中，根据电子流向知， GaN是负极、 Cu 是正极，负极反应式为 2H2O 4e =4H O2，正极反应式为 CO2 8e 8H =CH4 2H2O，电解质溶液中阳离子向正极移动，据此分析 可知：铜为原电池正极， A 正确；电池工作时， H 向正极，即铜电极移动， B 正确；负极表面发生氧化反应，电极反应式为 2H2O 4e =
9、O2 4H ， C 正确；反应 CO2 2H2O=光照CH42O2中每消耗 1 mol CO2，生成 2 mol O2，转移 8 mol e ， D错误。 8 NO2、 O2和熔融 KNO3可制作燃料电池，其原理如图所示，该电池在放电过程中石墨 电极上生成氧化物 Y， Y可循环使用。下列说法正确的是 ( ) A放电时， NO3 向石墨 电极迁移 B石墨 附近发生的反应为 NO O2 e =NO3 C电池总反应式为 4NO2 O2=2N2O5 【 精品教育资源文库 】 D当外电路通过 4 mol e ，负极上共产生 2 mol N2O5 答案 C 解析 以 NO2、 O2和熔融 KNO3制作的
10、燃料电池，在使用过程中， O2通入石墨 电极，则石墨 电极为原电池的正极，石墨 电极为原电池的负极， NO2被氧化， N元素化合价升高，故生成的氧化物 Y为 N2O5。放电时， NO3 向负极移动，即向石墨 电极迁移， A错 误；由装置图可知， O2和 N2O5(Y)在石墨 电极上发生还原反应，电极反应式为 O2 2N2O5 4e =4NO3 ， B错误；电池的负极反应式为 4NO2 4NO3 4e =4N2O5，故电池总反应式为 4NO2 O2=2N2O5，C正确；当外电路中通过 4 mol e 时，负极上产生 4 mol N2O5， D错误。 9某原电池装置如图所示，电池总反应为 2Ag
11、Cl2=2AgCl。下列说法正确的是 ( ) A正极反应为 AgCl e =Ag Cl B放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C若用 NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变 D当电路中转移 0.01 mol e 时，交换膜左侧溶液中约减少 0.02 mol离子 答案 D 解析 正极反应式为 Cl2 2e =2Cl ， A错误；负极上电极反应 Ag e Cl =AgCl，所以交换膜左侧负极上产生大量白色沉淀， B错误；用 NaCl代替 HCl，正、负极电极反应式都不变，故电池总反应也不变， C错误；当电路中转移 0.01 mol e 时，左侧产生 0.01 mol Ag ，会消耗 0
12、.01 mol Cl ，同时 H 通过交换膜转移到右侧的为 0.01 mol，故左侧共减少 0.02 mol， D正确。 二、非选择题 (共 28分 ) 10 (12 分 )(1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是 _(填字母，下同 )。 a C(s) H2O(g)=CO(g) H2(g) H0 b 2H2(g) O2(g)=2H2O(l) H0 c NaOH(aq) HCl(aq)=NaCl(aq) H2O(l) H0 若以 KOH 溶液为 电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应为_。 【 精品教育资源文库 】 (2)C
13、O 与 H2反应还可制备 CH3OH， CH3OH 可作为燃料使用，用 CH3OH 和 O2组成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下： 电池总反应为 2CH3OH 3O2=2CO2 4H2O，则 c电极是 _(填 “ 正极 ” 或 “ 负极 ”) ，c 电极的反应方程式为 _。若线路中转移 2 mol 电子，则上述 CH3OH 燃料电池，消耗的 O2在标况下的 体积为 _L。 答案 (1)b O2 4e 2H2O=4OH (2)负极 CH3OH 6e H2O=CO2 6H 11.2 解析 (1)根据题中信息，设计成原电池的反应通常是放热反应，排除 a，根据已学知识，原电池反应必是自发进行的氧化
14、还原反应，排除 c。原电池正极发生还原反应，由于是碱性介质，则电极反应中不应出现 H ，故正极的电极反应为 O2 4e 2H2O=4OH 。 (2)根据图中的电子流向知 c是负极，是甲醇发生氧化反应： CH3OH 6e H2O=CO2 6H ，线路 中转移 2 mol电子时消耗氧气 0.5 mol，标况下体积为 11.2 L。 11 (16分 )(1)以 Al 和 NiOOH为电极， NaOH溶液为电解液，可以组成一种新型电池，放电时 NiOOH转化为 Ni(OH)2。 该 电 池 的 负 极 反 应 式 为 _ _， 电 池 总 反 应 的 化 学 方 程 式 为 _ _。 (2)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。该电池的总反应为 3Zn 2K2FeO4 8H2O放电充电3Zn(OH)2 2Fe(OH)3 4KOH。 放电时负极反应为 _ _， 正 极 反 应 为 _ _。 放电时电子由 _极流向 _极。 放电时 1 mol K2FeO4发生反应，转移电子数是 _
