2021版新高考化学一轮复习课后限时集训21化学能转化为电能__电池鲁科版.doc

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1、1课后限时集训课后限时集训 2 21 1化学能转化为电能电池(建议用时：35 分钟)一、选择题(18 题只有一个正确答案，912 题有一个或两个正确答案)1各式各样电池的迅速发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是()A手机上用的锂离子电池属于一次电池B锌锰干电池中，锌电极是负极C氢氧燃料电池工作时氢气在负极上被还原D太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅答案B B2(2019滨州月考)下列有关说法中错误的是()A某燃料电池用熔融碳酸盐作电解质，两极分别通入 CO 和 O2，则通入 CO 的一极为负极，电极反应式为 CO2eCO23=2CO2BZn 粒与稀硫酸反应制氢气时，为

2、加快反应速率，可在反应过程中滴加几滴 CuSO4溶液C根据自发氧化还原反应 Cu2NO34H=Cu22NO22H2O 设计原电池，可在常温下用铜和铁作电极，使用浓硝酸作电解质溶液D原电池中电子从负极出发，经外电路流向正极，再从正极经电解液回到负极构成闭合回路答案D D3分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()A中 Mg 作负极，中 Fe 作负极B中 Mg 作正极，电极反应式为 6H2O6e=6OH3H2C中 Fe 作负极，电极反应式为 Fe2e=Fe2D中 Cu 作正极，电极反应式为 2H2e=H2B B中 Mg 不与 NaOH 溶液反应，而 Al 能和 NaOH 溶液反应失去电子，

3、故 Al 是负极；中 Fe 在浓硝酸中钝化，Cu 和浓硝酸反应失去电子作负极，A、C 错；中电池总反应为2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2，负极反应式为 2Al8OH6e=2Al(OH)4，2二者相减得到正极反应式为 6H2O6e=6OH3H2，B 正确；中 Cu 是正极，电极反应式为 O22H2O4e=4OH，D 错。4(2019云南七校联考)铝空气电池以高纯度铝(含铝 99.99%)为负极，铂铁合金为正极，海水为电解质溶液，工作原理如图所示。下列说法正确的是()A铝空气电池要及时回收处理，以免造成重金属污染B正极制成鱼鳃状的目的是增大铂铁合金与海水中溶解氧的接触面积C每消

4、耗 1 mol Al，电解质溶液中会有 3 mol 电子通过D该电池工作时，铂铁合金比高纯铝更容易被腐蚀B B选项 A，铝不属于重金属，错误；选项 B，正极制成鱼鳃状的目的是增大铂铁合金与海水中溶解氧的接触面积，从而加快反应速率，正确；选项 C，电子只能沿导线转移，电解质溶液中移动的是离子，错误；选项 D，该电池工作时铂铁合金是正极被保护，不易被腐蚀，错误。5(2019延边一模)某新型水系钠离子电池工作原理如图所示。TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，充电时Na2S4还原为 Na2S。下列说法不正确的是()A充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能B放电时，a 极为负极CM 是阴离子交

5、换膜D充电时，阳极的电极反应式为 3I2e=I3C C根据题意及图示可知，TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电。则充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能，充电时 Na2S4还原为 Na2S，放电和充电互为逆过程，所以 a 是负极，b 是电池的正极，在充电时，阳极上发生失电子的氧化反应为 3I2e=I3，根据图示可以知道交换膜允许钠离子自由通过，所以应该是阳离子交换膜，C 项错误。6(2019巴蜀名校联考)美国斯坦福大学的崔屹等人，研发出一种新型的锰氢二次电池，原理示意图如图所示。该电池以硫酸锰溶液为电解液，碳纤维和 Pt/C 分别作为电极材料，电池总反应式为 Mn22H2O充电放电Mn

6、O22HH2。3下列说法错误的是()A充电时，碳纤维电极为阳极B充电时，碳纤维电极附近溶液 pH 增大C放电时，正极反应式为 MnO24H2e=Mn22H2OD放电时，电子由 Pt/C 电极流向碳纤维电极B B根据锰氢电池的原理示意图及电池总反应式可知，放电时，Pt/C 电极为负极，负极的电极反应式为 H22e=2H，碳纤维电极为正极，正极的电极反应式为 MnO24H2e=Mn22H2O，放电时，电子由 Pt/C 电极流向碳纤维电极。充电时，碳纤维电极为阳极，Pt/C 电极为阴极，阳极的电极反应式为Mn22H2O2e=MnO24H，碳纤维电极附近溶液 pH 减小，B 项错误。7(2019昆明模

7、拟)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该电池不宜在高温下工作B若该电池为酸性介质，正极反应式为 O24e4H=2H2OC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 C6H12O624e6H2O=6CO224HD D酶在高温下会失去生理活性，A 项合理；若该电池为酸性介质，则 H会在正极与O2发生反应，正极反应式为 O24e4H=2H2O，B 项合理；根据原电池反应原理可知，放电过程中阳离子移向正极，C 项合理；若该电池为碱性介质，则负极反应式为 C6

8、H12O636OH24e=6CO2324H2O，D 项不合理。8(2019合肥模拟)以纳米 Fe2O3作为电极材料制备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料)，电解质只传导锂离子，通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电，成功实现了对磁性的可逆调控(如图)。下列说法正确的是()4A电解质溶液可用 Li2SO4溶液B放电时，锂离子向正极移动生成金属锂C放电时，Fe 作为负极，电池能被磁铁吸引D充电时，阳极的电极反应式为 2Fe3Li2O6e=Fe2O36LiD D电极反应式放电(原电池)负极(金属锂和石墨的复合材料)6Li6e=6Li正极(Fe2O3)Fe2O36Li6e=2Fe3Li2O

9、充电(电解池)阴极(金属锂和石墨的复合材料)6Li6e=6Li阳极(Fe2O3)2Fe3Li2O6e=Fe2O36Li由上述分析可知，放电时，负极是 Li 和石墨的复合材料，Li 可与水反应，故不能用 Li2SO4溶液作电解质溶液，A 项错误；放电时，Li向正极移动生成 Li2O，B 项错误；放电时，Li和石墨的复合材料为负极，电池不能被磁铁吸引，C 项错误；由上述分析知 D 项正确。9某同学进行下列实验：操作现象取一块打磨过的生铁片，在其表面滴 1滴含酚酞和 K3Fe(CN)6的食盐水放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”。其边缘处为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈下列说法

10、不合理的是()A生铁片发生吸氧腐蚀B中心区：Fe2e=Fe2C边缘处：O22H2O4e=4OHD交界处：4Fe2O210H2O=4Fe(OH)38HD D生铁片边缘处为红色，说明生成了氢氧根离子，O22H2O4e=4OH，生铁片发生吸氧腐蚀，故 A、C 合理；根据实验现象，中心区域为蓝色，说明生成了亚铁离子，Fe2e=Fe2，故 B 合理；在两色环交界处出现铁锈，是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化生成了氢氧化铁，故 D 不合理。510(2019昆明模拟)一种太阳能储能电池的工作原理如图所示，已知锂离子电池的总反应为 Li1xNiO2xLiC6放电充电LiNiO2xC6。下列说法错误的是()A该锂

11、离子电池为二次电池B该锂离子电池充电时，n 型半导体作为电源正极C该锂离子电池放电时，Li从 b 极移向 a 极D该锂离子电池放电时，b 极上发生还原反应，电极反应式为 Li1xNiO2xexLi=LiNiO2BCBC根据图示可知该储能电池左边为太阳能电池，右边为锂离子电池。结合锂离子电池总反应可知：放电时 a 极为负极，b 极为正极；充电时 a 极为阴极，b 极为阳极。题图所示锂离子电池能实现充电和放电，为二次电池，A 项正确；充电时 a 极为阴极，则 n 型半导体为电源负极，B 项错误；电池放电时，Li从负极向正极移动，即 Li从 a 极向 b 极移动，C 项错误；电池放电时，b 极为正极

12、，发生还原反应，其电极反应式为 Li1xNiO2xexLi=LiNiO2，D 项正确。11(2019石家庄模拟)锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池，某种锂离子电池的结构如图所示，它在放电时有关离子转化关系如图所示，下列说法正确的是()ALi透过膜除允许 Li通过外，还允许 H2O 分子通过B充电时，电池内部发生的总反应式为 LiFe2=通电LiFe3C充电时，钛电极与外接电源的正极相连D放电时，进入贮罐的液体发生的离子反应为 S2O28Fe2=2SO24Fe3BCBC根据 Ti 电极上物质转化关系可判断放电时 Ti 电极为正极，充、放电时各电极发生的反应如下：6放电充电Li 电极负极：L

13、ie=Li(氧化反应)阴极：Lie=Li(还原反应)Ti 电极正极：Fe3e=Fe2(还原反应)阳极：Fe2e=Fe3(氧化反应)Li 为碱金属，能与水反应，因此 Li 电极要避免与水接触，H2O 分子不能通过 Li透过膜，A 项错误；由上述分析知，充电时电池总反应式为 LiFe2=通电LiFe3，B 项正确；充电时，钛电极为电解池的阳极，与外接电源的正极相连，C 项正确；放电时，进入贮罐的液体中的 Fe2与 S2O28反应，Fe2被氧化为 Fe3，S2O28被还原为 SO24，配平离子方程式为 2Fe2S2O28=2Fe32SO24，D 项错误。12.(2019武汉模拟)某化学小组拟设计微生

14、物燃料电池将污水中的乙二胺H2N(CH2)2NH2氧化成环境友好的物质，工作原理如图所示(a、b 均为石墨电极)。下列分析正确的是()Aa 电极发生反应：H2NCH2CH2NH216e4H2O=2CO2N216HB质子交换膜处 H由右向左移动C该电池在微生物作用下将化学能转化为电能D开始放电时 b 电极附近溶液 pH 不变C C该微生物燃料电池可将污水中的乙二胺H2N(CH2)2NH2氧化成环境友好的物质，则产物为 CO2和 N2，根据氧化还原反应原理可知，a 电极发生氧化反应，为负极，b 电极发生还原反应，为正极。H2N(CH2)2NH2在 a 电极上失电子发生氧化反应，负极的电极反应式为H

15、2N(CH2)2NH24H2O16e=2CO2N216H，A 项错误；原电池中阳离子向正极移动，a电极是负极，b 电极是正极，所以 H由左向右移动，B 项错误；该装置是原电池，可将化学能转化为电能，C 项正确；b 电极发生反应：O24e4H=2H2O，所以 b 电极附近溶液的pH 变大，D 项错误。二、非选择题13(1)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图甲所示，该电池从浓缩海水中提取 LiCl 的同时又获得了电能。7图甲X 为_极，Y 电极反应式为_。Y 极生成 1 mol Cl2时，_ mol Li移向_极(填“X”或“Y”)。(2)一种以肼(N2H4)为

16、液体燃料的电池装置如图乙所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，KOH 作电解质。负极反应式为_，正极反应式为_。图乙解析(1)根据装置图甲可知生成 H2的电极为正极，生成 Cl2的电极为负极。(2)根据装置图乙可知 N2H4N2为氧化反应，在负极上反应。答案(1)正2Cl2e=Cl22X(2)N2H44e4OH=N24H2OO24e2H2O=4OH14某氢氧燃料电池用固体金属化合物陶瓷作电解质(可电离出金属离子和 O2)，两极上发生的反应为 A 极：2H22O24e=2H2O；B 极：_。电子流动的方向是_；假设该燃料电池工作时，每生成 1 mol H2O(l)时产生的最大电能为 240 kJ，则该电池的能量转化效率为_(H2的燃烧热为 285 kJmol1，最大电能与所能释放出的全部热量之比)。解析该燃料电池中，因 A 极上发生的是失去电子的反应，故 B 极上是氧气得到电子变成 O2 的反应，工作过程中 A 极失去电子而 B 极得到电子。能量转化效率为240 kJ285 kJ100%84.2%。答案O24e=2O2由 A 极流向 B 极84.2%