1、【 精品教育资源文库 】 第 21讲 原电池 化学电源 一、选择题 1 (2018 广东深圳校级月考 )对于铜锌原电池实验后得出的结论和认识中，正确的是( ) A构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属 B由铜、锌电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极 C电子由锌片流经稀硫酸到铜片，氢离子在铜片上得到电子放出氢气 D铜锌原电池工作时，若有 13 g锌被溶解，电路中就有 0.4 mol 电子通过 解析： 构成原电池正极和负极的材料不一定是两种金属，也可以是一种金属和一种非金属；由铜、锌电极与硫酸铜溶液组成的原电池中失电子的是锌，所以 锌是负极；电子由锌片流经导线而不是经稀硫酸到铜片，氢离子在铜
2、片上得到电子放出氢气；铜锌原电池工作时，负极上发生反应 Zn 2e =Zn2 ，若有 13 g锌即 0.2 mol 锌被溶解，电路中就有 0.4 mol 电子通过。 答案： D 2 (2018 大同三模 )液流式铅蓄电池以可溶性的甲基磺酸铅 (CH3SO3)2Pb代替硫酸作为基质溶液，该电池充放电的总反应为 2Pb2 2H2O 充电放电 Pb PbO2 4H ，下列说法正确的是 ( ) A该电池放 电时，两极质量均增加 B放电时，正极的电极反应式为 PbO2 4H 2e =Pb2 2H2O C充电时，溶液中 Pb2 向阳极移动 D充电时，阳极周围溶液的 pH增大 解析： 电池放电时，负极反应式
3、为 Pb 2e =Pb2 ，正极反应式为 PbO2 4H 2e =Pb2 2H2O，该电池放电时，两极质量均减少；充电时，溶液中 Pb2 向阴极移动；充电时阳极反应式为 Pb2 2H2O 2e =PbO2 4H ， pH减小。 答案： B 3 (2018 河北衡水点睛第三次联考 )有一种燃料电池，所用燃 料为 H2和空气，电解质为熔融的 K2CO3。电池的总反应式为 2H2 O2=2H2O，负极反应为 H2 CO23 2e =H2O CO2。该电池放电时，下列说法中正确的是 ( ) A正极反应为 2H2O O2 4e =4OH B CO23 向负极移动 C电子由正极经外电路流向负极 D电池中
4、CO23 的物质的量将逐渐减少 【 精品教育资源文库 】 解析： 该燃料电池燃料为 H2，电解质为熔融的 K2CO3，总反应为 2H2 O2=2H2O，负极反应 为 H2 CO23 2e =H2O CO2，用总反应减负极得正极反应式： O2 2CO2 4e =2CO23 ， A项错误；原电池中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，以形成闭合回路， B项正确；外电路中电子由负极流向正极， C项错误；根据总反应式可知，电池中 CO23 的物质的量不变，D项错误。 答案： B 4 (2018 兰州模拟 )科学家设想以 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
5、固氮的新型 燃料电池，装置如图所示，下列说法不正确的是( ) A通入 N2的电极发生的电极反应式为： N2 6e 8H =2NH4 B反应过程中溶液的 pH会变大，故需要加入盐酸 C该电池外电路电流从通入 H2的电极流向通入 N2的电极 D通入 H2的电极为负极， A为 NH4Cl 解析： 正极反应式为 N2 6e 8H =2NH4 ，负极反应式为： H2 2e =2H ，总反应式为： N2 3H2 2H =2NH4 ，因此 A 为 NH4Cl，其反应过程中溶液的 pH 会增大，故 A、 B、 D正确。 答案： C 5如图是在航天用高压氢 镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池 (MH N
6、i 电池 )。下列有关说法不正确【 精品教育资源文库 】 的是 ( ) A放电时正极反应为： NiOOH H2O e =Ni(OH)2 OH B电池的电解液可为 KOH溶液 C充电时负极反应为： MH OH =H2O M e D MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高 解析： 在金属氢化物镍电池 (MH Ni电池 )中， MH(M为零价， H为零价 )在负极发生反应：MH OH e =M H2O， NiOOH 在正极发生反应： NiOOH H2O e =Ni(OH)2 OH ，电解液可为 KOH 溶液， A、 B 正确；充电时，阴极反应式为 M H2O e =MH OH ， C
7、 错误； MH 中氢密度越大，单位体积电池所储存电量越多，即电池能量密度越高， D正确。 答案： C 6 (2018 遵义联考 )科学家们在研制一种吸气式的锂 空气电池，工作时吸收空气中的氧气在多孔金制成正极表面上反应。总反应可表示为 2Li O2 Li2O2，下列有关说法正确的是 ( ) A充电时，多孔金制成的电极 外接电源负极 B放电时，吸收空气中 22.4 L(标准状况 )的 O2，就有 4 mol e 从电池负极流出 C放电时， Li 从负极向正极移动 D该电池可使用含 Li 的水溶液作电解质溶液 解析： 充电时， Li2O2 中氧元素失电子生成氧气，所以多孔金制成的电极作阳极，与外接
8、电源的正极相连； Li2O2中的氧元素为 1 价，故有 2 mol e 从负极流出；放电时，阳离子向正极移动，所以 Li 从负极向正极移动；该电池的负极材料为 Li，能与水反应，所以该电池不能使用含 Li 的水溶液作电解质溶液。 答案： C 7 (2018 甘肃二诊 )如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A电流由 O2所在的铂电极经外电路流向另一电极 B O2所在的铂电极处发生还原反应 C该电池的负极反应式为： CH3CH2OH 3H2O 12e =2CO2 12H D微处理器
9、通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量 解析： O2所在的铂电极为正极，即电流从铂电极经外电路流向另一电极，故 A正确；乙醇燃料电池中， O2所在的铂电极处得电子发生还原反应，故 B正确； 由题图知， CH3CH2OH被氧化生成 CH3COOH，故负极反应式为 CH3CH2OH 4e H2O=4H CH3COOH，故 C 错误；根据微处理器通过检测电流大小可以得出电子转移的物质的量，根据电极反应式可以计算出被测气体中酒精的含量。 答案： C 8 (2018 赣州一模 )如图为一种微生物燃料电池结构示意图，关于该电池叙述正确的是 ( ) A分子组成为 Cm(H2O)n的物质一定是糖类 B正
10、极反应式为： MnO2 4H 2e =Mn2 2H2O C放电过程中， H 从正极区移向负极区 D若 Cm(H2O)n是葡萄糖，当电路中转移了 6NA电子时，反应的葡萄糖质量是 60 g 解析： 分子组成为 Cm(H2O)n的物质不一定为糖类，如甲醛、乳酸、乙酸乙酯等物质， A【 精品教育资源文库 】 项错误； MnO2 被还原生成 Mn2 ，为原电池的正极，电极反应式为 MnO2 4H 2e =Mn2 2H2O， B项正确；原电池工作时， H 从负极区移向正极区， C项错误；若 Cm(H2O)n 是葡萄糖，C元素化合价可认定为 0价，当电路中转移了 6NA个电子时，反应的葡萄糖的物质的量为
11、 0.25 mol，质量是 0.25 mol180 g/mol 45 g， D项错误。 答案： B 9 (2018 大连二模 )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，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。下列说法错误的是 ( ) A电池放电时 Na 从 a极区移向 b极区 B电极 b采用 MnO2， MnO2既作电极材料又有还原作用 C该电池的负极反应为： BH4 8OH 8e =BO2 6H2O D每消耗 3 mol H2O2，转移的 电子为 6 mol 解析： 原电池工作时，阳离子向正极移
12、动，阴离子向负极移动，则 Na 从 a极区移向 b极区， A项正确；电极 b采用 MnO2，为正极， H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成 OH ，MnO2既作电极材料又有催化作用， B项错误；负极发生氧化反应生成 BO2 ，电极反应式为 BH4 8OH 8e =BO2 6H2O， C项正确；正极电极反应式为 H2O2 2e =2OH ，每消耗 3 mol H2O2，转移的电子为 6 mol， D项正确。 答案： B 10 (2018 云南一模 )糖生物电池是一种酶催化燃料电池 (EFC)，它使用便宜的酶代替贵金属催化剂，利用空气氧化糖类产生电流。下列有关判断不合理的是 ( ) A该电池不
13、宜在高温下工作 B若该电池为酸性介质，正极反应式为： O2 4e 4H =2H2O C放电过程中，电池内阳离子向正极迁移 D若该电池为碱性介质，以葡萄糖为原料并完全氧化，负极反应式为： C6H12O6 24e 6H2O=6CO2 24H 解析： 因为酶在高温下发生变性，所以该电池不宜在高温下工作；该 电池为酸性介质，正极为氧气得电子结合氢离子生成水，反应为 O2 4e 4H =2H2O；根据放电过程中，电池内阳离子移向正极，阴离子移向负极；该电池为碱性介质，会生成 CO23 和 H2O。 【 精品教育资源文库 】 答案： D 二、非选择题 11如图所示，在不同的电解质溶液中可以组成不同的电池
14、。 (1) 当电解质溶液为稀硫酸时， Fe 电极是 _(填 “ 正 ” 或 “ 负 ”) 极，其电极反应式为 _。 当电解质溶液为 NaOH溶液时， Al 电极是 _(填 “ 正 ” 或 “ 负 ”) 极，其电极反应式为 _。 (2)若把铝改为锌，电解质溶液为浓硝酸，则 Fe电极是 _(填 “ 正 ” 或 “ 负 ”)极，其电极反应式为 _ _。 解析： (1) 电解质溶液是稀硫酸时， Al 电极是负极， Fe 电极是正极，正极反应式为2H 2e =H2 。 当电解质溶液是 NaOH溶液时，铝与 NaOH溶液反应，而 Fe 不反应，故铝作原电池的负极，电极反应式 为 Al 3e 4OH =AlO2 2H2O。 (2)把铝改为锌，用浓硝酸作电解质溶液，铁遇浓硝酸发生钝化，则 Fe电极是正极， Zn电极是负极， Fe 电极上的电极反应式为 NO3 2H e =NO2 H2O。 答案： (1) 正 2H 2e =H2 负 Al 3e 4OH =AlO2 2H2O (2)正 NO3 2H e =
