考點9-化學(xué)電源(分層測試)(解析版)

考點9化學(xué)電源【合格考達標練】1．（2021年北京市西城區(qū)）下列設(shè)備工作時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是()ABCD硅太陽能電池鋰離子電池太陽能集熱器燃氣灶【答案】B【詳解】A．硅太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，A不符合題意；B．鋰離子電池的放電過程是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，B符合題意；C．太陽能集熱器將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，C不符合題意；D．燃氣灶將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能，D不符合題意；故選B。2．下列有關(guān)電池的說法中不正確的是（）A．手機上用的鋰離子電池屬于二次電池B．充電電池可以無限制地反復(fù)使用C．甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．廢舊電池不能亂扔，需回收處理【答案】B【解析】試題分析：A、二次電池是可充電電池，手機的鋰電池可以充電，故說法正確；B、充電電池有使用壽命，故說法錯誤；C、電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，故說法正確；D、電池中含有重金屬離子，不能隨意丟棄，對環(huán)境有污染，故說法正確。3.（2021年四川省綿陽市期末）微型銀－鋅電池電極分別是Ag/Ag2O和Zn，KOH溶液作電解質(zhì)溶液，電池總反應(yīng)為Ag2O＋Zn＋H2O2Ag＋Zn(OH)2

。對電池工作過程中的下列敘述錯誤的是A．電流由Ag/Ag2O電極流出B．電解液中OH－向負極遷移C．負極反應(yīng)為Zn－2e－＋2OH－Zn(OH)2D．正極反應(yīng)為Ag2O＋2H＋＋2e－2Ag＋H2O【答案】D【解析】A項，電池總反應(yīng)為Ag2O＋Zn＋H2O2Ag＋Zn(OH)2，鋅化合價升高，失去電子，作原電池負極，Ag2O中Ag化合價降低，得到電子，作原電池正極，因此電流由Ag/Ag2O電極流出，正確；B項，根據(jù)原電池“同性相吸”，因此電解液中OH－向負極遷移，正確；C項，根據(jù)電池總反應(yīng)為Ag2O＋Zn＋H2O2Ag＋Zn(OH)2，鋅化合價升高，失去電子，作原電池負極，因此負極反應(yīng)為Zn－2e－＋2OH－Zn(OH)2，正確；D項，KOH溶液作電解質(zhì)溶液，因此正極反應(yīng)為Ag2O＋H2O＋2e－2Ag＋2OH－，錯誤。4．（2021年江蘇省蘇州市期末）鋅空氣電池具有蓄電量大、充電循環(huán)次數(shù)多等優(yōu)點。下列有關(guān)說法錯誤的是A．石墨為正極B．電池放電時Zn電極逐漸溶解C．電子由石墨經(jīng)導(dǎo)線流向Zn片D．電池放電時實現(xiàn)了化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化【答案】C【解析】A項，鋅空氣電池中O2在石墨電極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，石墨為正極，正確；B項，鋅空氣電池，鋅電極為負極，鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，逐漸溶解，正確；C項，鋅空氣電池中，Zn為負極，石墨為正極，因此，電子是從Zn電極經(jīng)過導(dǎo)線流向石墨電極，錯誤；D項，原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，正確。5．“鹽水動力”玩具車的電池以鎂片、活性炭為電極，向極板上滴加食鹽水后電池便可工作，電池反應(yīng)為2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。下列關(guān)于該電池的說法錯誤的是()A．鎂片作為正極B．食鹽水作為電解質(zhì)溶液C．電池工作時鎂片逐漸被消耗D．電池工作時實現(xiàn)了化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化【答案】A【解析】A．從電池反應(yīng)看，Mg由0價升高到+2價，則鎂片失電子，作負極，A錯誤；B．食鹽水中含有Na+和Cl-，具有導(dǎo)電性，可作為電解質(zhì)溶液，B正確；C．電池工作時，鎂片不斷失電子生成Mg2+進入溶液，所以鎂片逐漸被消耗，C正確；D．電池工作時，通過發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流，從而實現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化，D正確；故選A。6．鋰海水電池常用在海上浮標等助航設(shè)備中，其示意圖如圖所示。電池反應(yīng)為2Li＋2H2O2LiOH＋H2↑。電池工作時，下列說法錯誤的是（）A．金屬鋰作負極B．電子從鋰電極經(jīng)導(dǎo)線流向鎳電極C．可將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D．海水作為電解質(zhì)溶液【答案】C【解析】原電池中較活潑的金屬是負極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此判斷。A.鋰是活潑的金屬，因此金屬鋰作負極，A正確；B.鋰是負極，失去電子，電子從鋰電極經(jīng)導(dǎo)線流向鎳電極，B正確；C.該裝置是原電池，可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，C錯誤；D.海水中含有氯化鈉等電解質(zhì)，因此海水作為電解質(zhì)溶液，D正確。答案選C?！镜燃壙继嵘殹?．目前科學(xué)家已開發(fā)出一種新型燃料電池——固體氧化物電池，該電池用辛烷(C8H18)作燃料，電池中間部分的固體氧化物陶瓷可傳遞氧離子，下列說法正確的是（）A．電池工作時，氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)B．電池負極的電極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．電池負極的電極反應(yīng)：C8H18＋25O2－－50e－=8CO2↑＋9H2OD．若消耗的O2為11.2L(標準狀況)，則電池中有1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移【答案】C【分析】該燃料電池中，辛烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為C8H18+25O2--50e-=8CO2+9H2O，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+4e-=2O2-，再結(jié)合物質(zhì)之間的反應(yīng)來分析解答?！窘馕觥緼．該電池工作時，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯誤；B．負極上燃料辛烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為C8H18+25O2--50e-=8CO2+9H2O，故B錯誤；C．負極上燃料辛烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為C8H18+25O2--50e-=8CO2+9H2O，故C正確；D．標況下11.2L氧氣的物質(zhì)的量為0.5mol，根據(jù)O2+4e-=2O2-知，當消耗0.5mol氧氣轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為氧氣的4倍，所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol，故D錯誤；答案選C。8．（2021年四川省南充市期末）微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖，下列說法正確的是A．電子從a電極流出B．該電池可以高溫條件下工作C．a(chǎn)電極反應(yīng)為MnO2＋2e－＋4H＋Mn2＋＋2H2OD．放電過程中b電極附近pH值升高【答案】C【解析】b電極上碳水化合物被氧化，是負極，a電極上發(fā)生還原反應(yīng)，作正極，原電池內(nèi)部陽離子移向正極。A項，b為負極，電子從b電極流出錯誤；B項，該電池有微生物參加，溫度太高，微生物可能變質(zhì)，因此該電池不可以在高溫條件下工作，錯誤；C項，a電極上二氧化錳得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，a電極反應(yīng)為MnO2＋2e－＋4H＋Mn2＋＋2H2O，正確；D項，放電過程中b電極附近產(chǎn)生氫離子，pH值降低，錯誤。9．（2021年江蘇省泰州市期末）“碳呼吸”電池原理如圖所示，電解質(zhì)溶液為含C2O2—的鹽溶液，電池總反應(yīng)為2A1＋6CO2Al2(C2O4)3，下列有關(guān)說法正確的是A．Al作負極B．C2O2—由負極遷移至正極C．該裝置將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能D．每生成1molAl2(C2O4)3，需要消耗134.4L的CO2【答案】A【解析】根據(jù)電池總反應(yīng)為2A1＋6CO2Al2(C2O4)3可知，Al的化合價升高，被氧化，故Al是負極，CO2在反應(yīng)中C的化合價降低，被還原，故通CO2的一極為正極。A項，根據(jù)分析可知Al作負極，正確；B項，原電池中陽離子移向正極，陰離子移向負極，故C2O2—由正極遷移至負極，錯誤；C項，原電池裝置是實現(xiàn)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，錯誤；D項，通過反應(yīng)2A1＋6CO2Al2(C2O4)3可知每生成1molAl2(C2O4)3，需要消耗6molCO2，這些二氧化碳在標準狀況下的體積為：6mol×22.4L/mol＝134.4L，但是題干未告知標準狀況下，故無法求算CO2的體積，錯誤。10．（2022·河南省林州一中高一月考）已知鉛蓄電池放電過程可以表示為PbO2+2H2SO4+Pb=2PbSO4+2H2O下列關(guān)于鉛蓄電池的說法正確的是A．Pb為正極，PbO2為負極B．正極電極反應(yīng)式為PbO2+SO42-+2H+=PbSO4+H2OC．硫酸溶液中，H+移向負極D．放電一段時間后，SO42-濃度減小【答案】D【解析】原電池中較活潑的金屬是負極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)；A．因此根據(jù)總的方程式可知，Pb是還原劑，失去電子，因此負極是Pb，正極是二氧化鉛，A不正確；B．正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，正確的極反應(yīng)為：PbO2+2e－＋SO42-+4H+=PbSO4+2H2O，B不正確；C．原電池中陽離子向正極移動，C不正確；D．反應(yīng)中消耗SO42-，生成硫酸鉛固體，因此放電一段時間后，SO42-濃度減小，D正確；答案選D。11．鎂燃料電池具有比能量高、使用安全方便、原材料來源豐富、成本低、燃料易于貯運等特點。研究的燃料電池可分為鎂—空氣燃料電池，鎂—海水燃料電池，鎂—過氧化氫燃料電池，鎂—次氯酸鹽燃料電池。如圖為鎂—次氯酸鹽燃料電池的工作原理圖，下列有關(guān)說法不正確的是（）A．放電過程中OH?移向正極B．電池的總反應(yīng)式為Mg+ClO?+H2OMg(OH)2↓+Cl?C．鎂電池中鎂均為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)D．鎂—過氧化氫燃料電池，酸性電解質(zhì)中正極反應(yīng)式為H2O2+2H++2e?2H2O【答案】A【解析】根據(jù)圖像判斷反應(yīng)過程，判斷正、負極，正確書寫電極反應(yīng)式。鎂燃料電池，鎂作負極失電子，產(chǎn)物由電解質(zhì)溶液決定，若為酸性溶液生成Mg2+，若為堿性溶液生成Mg(OH)2。ClO?在正極反應(yīng)，由圖可知有Cl?和OH?生成，OH?向負極移動，生成Mg(OH)2。12．鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應(yīng)為：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2。下列有關(guān)該電池的說法不正確的是A．電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負極為FeB．電池放電時，負極反應(yīng)為Fe+2OH??2e?=Fe(OH)2C．電池放電過程中，陰離子向負極移動D．電池放電時，正極發(fā)生氧化反應(yīng)【答案】D【解析】A、根據(jù)電池總反應(yīng)，電解液為堿性溶液，根據(jù)原電池的工作原理，正極上得到電子，化合價降低，負極上失去電子，化合價升高，因此Fe為負極，Ni2O為正極，A正確；B、根據(jù)電池總反應(yīng)，負極反應(yīng)式為Fe?2e?+2OH?=Fe(OH)2，B正確；C、根據(jù)原電池的工作原理，陰離子向負極移動，陽離子向正極移動，C正確；D、根據(jù)A選項分析，正極上得到電子，化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，D錯誤。答案選D。13．電子表中電子計算器的電源常用微型銀鋅原電池，其電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，放電時鋅極上的電極反應(yīng)式為；氧化銀電極上的反應(yīng)式為，總反應(yīng)為。下列說法不正確的是()A．鋅是負極，氧化銀是正極B．鋅發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化銀發(fā)生還原反應(yīng)C．溶液中向正極移動，K＋向負極移動D．隨著電極反應(yīng)的不斷進行，電解質(zhì)溶液的pH會增大【答案】C【詳解】A．根據(jù)總反應(yīng)以及原電池的工作原理，鋅元素的化合價升高，即Zn為負極，Ag2O為正極，A項正確；

B．Zn為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag2O中Ag的化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，B項正確；

C．根據(jù)原電池工作原理，陰離子向負極移動，陽離子向正極移動，C項錯誤；

D．電解質(zhì)溶液呈堿性，根據(jù)總反應(yīng)可知，該反應(yīng)消耗水，KOH濃度增大，pH增大，D項正確；

故選C。14．酸性鋅錳干電池和堿性鋅錳干電池的構(gòu)造簡圖如圖所示，比較二者的異同，回答問題：(1)酸性鋅錳干電池的負極反應(yīng)為_________________________________________________。(2)堿性鋅錳干電池在放電過程產(chǎn)生MnOOH，寫出正極反應(yīng)式：________________________。(3)維持電流強度為0.6A，電池工作10分鐘，理論消耗Zn________g。(結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位，F(xiàn)＝96500C/mol)【答案】(1)Zn－2e－=Zn2＋(2)MnO2＋e－＋H2O=MnOOH＋OH－(3)0.12【解析】(1)酸性鋅錳干電池的負極是鋅，正極為石墨棒，電解質(zhì)為二氧化錳和氯化銨，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋。(2)在反應(yīng)中Zn元素化合價升高，被氧化，Zn為負極，電極反應(yīng)式為Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2；Mn元素化合價降低，被還原，MnO2為正極，電極反應(yīng)式為MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－。(3)維持電流強度為0.6A，電池工作10分鐘，則通過的電量是0.6A×600s＝360C，因此通過電子的物質(zhì)的量是eq\f(360,96500)mol＝3.73×10－3mol，鋅在反應(yīng)中失去2個電子，則理論上消耗Zn的質(zhì)量是eq\f(3.73×10－3,2)mol×65g/mol＝0.12g。15．（2022·河南省登封市實驗高級中學(xué)高一期中）(1)氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。如圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質(zhì)穩(wěn)定。其正極反應(yīng)方程式為________________________，若將負極材料改為CH4，寫出其負極反應(yīng)方程式_________________________。(2)以NH3代替氫氣研發(fā)燃料電池是當前科研的一個熱點。使用的電解質(zhì)溶液是2mol?L﹣1的KOH溶液，電池總反應(yīng)為：4NH3+3O2＝2N2+6H2O。該電池負極的電極反應(yīng)式為

____________________；每消耗3.4gNH3轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為_________。(3)圖為青銅器在潮濕環(huán)境中因發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而被腐蝕的原理示意圖。①腐蝕過程中，負極是_______（填圖中字母“a”或“b”或“c”）；②環(huán)境中的Cl-擴散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，其離子方程式為______________；③若生成4.29gCu2(OH)3Cl，則理論上耗氧體積為_______L（標況）?！敬鸢浮浚?）O2+2H2O+4e-=4OH-CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O（2）2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O0.6NA（3）c2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓0.448L【解析】【分析】(1)裝置圖分析為原電池反應(yīng)，通氫氣的電極為負極，氫氣失電子發(fā)生氧化，反應(yīng)在堿性溶液中生成水，通入氧氣的電極為原電池正極，氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，若將負極材料改為CH4，負極為燃料甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，寫出方程式；(2)電池反應(yīng)為:4NH3+3O2=2N2+6H2O，該電池負極是氨氣失電子生成氮氣，寫出方程式；根據(jù)消耗NH3的物質(zhì)的量，計算轉(zhuǎn)移的電子數(shù)；(3)①根據(jù)原電池相關(guān)原理，進行分析；②Cl-擴散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，負極上生成銅離子、正極上生成氫氧根離子，所以該離子反應(yīng)為氯離子、銅離子和氫氧根離子反應(yīng)生成Cu2(OH)3Cl沉淀；③計算生成Cu2(OH)3Cl沉淀的物質(zhì)的量，再轉(zhuǎn)化為氧氣，進行相應(yīng)計算?！驹斀狻?1)裝置圖分析為原電池反應(yīng)，通氫氣的電極為負極，氫氣失電子發(fā)生氧化，反應(yīng)在堿性溶液中生成水，通入氧氣的電極為原電池正極，氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，正極電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e-=4OH-；若將負極材料改為CH4，負極為燃料甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，負極的電極反應(yīng)方程式為:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，故答案為：O2+2H2O+4e-=4OH-；CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；(2)電池反應(yīng)為:4NH3+3O2=2N2+6H2O，該電池負極是氨氣失電子生成氮氣，反應(yīng)的電極反應(yīng)式為2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O；反應(yīng)中2mol氨氣反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移6mol電子，每消耗3.4gNH3物質(zhì)的量=，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.6NA，故答案為：2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O；0.6NA；(3)①根據(jù)圖知，氧氣得電子生成氫氧根離子、Cu失電子生成銅離子，發(fā)生吸氧腐蝕，則Cu作負極，即c是負極，故答案為：c；②Cl-擴散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，負極上生成銅離子、正極上生成氫氧根離子，所以該離子反應(yīng)為氯離子、銅離子和氫氧根離子反應(yīng)生成Cu2(OH)3Cl沉淀，離子方程式為2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓，故答案為：2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓；③n[Cu2(OH)3Cl]=，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子得n(O2)=，V(O2)=，故答案為：0.448L?！拘虑榫硠?chuàng)新練】16．Ⅰ.氫能是重要的新能源。他的開發(fā)、儲存和應(yīng)用，是當前人們關(guān)注的熱點之一。(1)開發(fā)氫能的方法之一是分解水。開發(fā)特殊物質(zhì)做催化劑，_______（填“能”或“不能”）降低水分解過程中所需能量。(2)用高壓氫氣、氧氣制作的氫氧燃料電池是氫能源利用的一種重要方式。某氫氧燃料電池的兩個電極的極性標志模糊不清，小明利用如圖所示裝置進行實驗判斷。①根據(jù)觀察到的現(xiàn)象判斷電極a(或b)極性：若石墨1表面覆蓋一層紅色固體，則a電極是_____極。,②寫出U型管中陽極的電極反應(yīng)式：______________，發(fā)生________反應(yīng)（填“氧化”、“還原”）。電解一段時間后發(fā)現(xiàn)陰極增重6.4g，則外電路中通過的電子的物質(zhì)的量是________mol。若該電解反應(yīng)所需的電子全部由氫氧燃料電池提供，則至少需要消耗__________L氫氣（標準狀況下）才能滿足需要。Ⅱ.汽車行駛、某些化工廠生產(chǎn)過程，會向空氣中排放出NOx、CO、SO2等有害氣體。(1)NOx對環(huán)境的主要影響有___________（填字母標號）。A．硝酸型酸雨B．溫室效應(yīng)C．破壞臭氧層D．光化學(xué)煙霧(2)為了減少重型柴油車排放NOx，向尾氣處理裝置內(nèi)自動噴入的尿素溶液在一定條件下先轉(zhuǎn)化為NH3，NH3再與NOx反應(yīng)生成兩種無污染的物質(zhì)。其中NH3與NO2在一定條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。(3)通過CO傳感器可監(jiān)測CO的含量，其工作原理為2CO+O22CO2，示意圖如下：①通入CO的一極為_______極（填“正”或“負”、