高考化学二轮复习选择题1～25题满分练速练15原电池原理及应用针对鸭第17题 11页

‎【2019最新】精选高考化学二轮复习选择题1～25题满分练速练15原电池原理及应用针对鸭第17题 ‎1.(2017·温州新力量联盟高二下期末)关于如图所示装置的叙述，正确的是(　　)‎ A.铜是负极，铜片上有气泡产生 B.铜片质量逐渐减少 ‎ C.电流从锌片经导线流向铜片 D.H＋在铜片表面被还原 答案　D 解析　锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池，锌片(负极)失去电子经导线流向铜片(正极)，H＋在铜片表面得电子生成氢气，A错误；铜片质量不改变，B错误；电流与电子流向相反，应从铜片经导线流向锌片，C 错误；H＋得电子生成氢气，被还原，D正确。‎ ‎2.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图。下列有关说法错误的是(　　)‎ A.a极为负极，电极上发生氧化反应 B.电池总反应可表示为2H2＋O2===2H2O C.外电路中电子由b电极通过导线流向a电极 D.该装置工作时把化学能转化成电能 答案　C 11 / 11‎ 解析　根据原电池工作原理，通氢气一极为负极，通氧气一极为正极，因此a极为负极，失去电子，发生氧化反应，A正确；电解质传递H＋，因此a极电极反应式为H2－2e－===2H＋，b极电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，电池总反应是2H2＋O2===2H2O，B正确；根据原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极，即从a极经外电路流向b极，C错误；该装置为原电池，是化学能转化成电能的装置， D正确。‎ ‎3.(2017·温州十五校联合体高二第二学期期末)甲醇燃料电池由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注，其工作示意图如下，其总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。下列说法不正确的是(　　)‎ A.电极A是负极，物质a为甲醇 B.电池工作时，电解液中的H＋通过质子交换膜向B电极迁移 C.放电前后电解质溶液的pH增大 D.b物质在电极上发生的电极反应式：O2＋4e－＋2H2O===4OH－‎ 答案　D 解析　根据给出原电池原理反应，从得失电子的角度分析，A失电子为负极，通入甲醇，A正确；电池工作时，阳离子向正极B电极迁移，B正确；总反应显示反应过程中生成水，原溶液显酸性，所以酸性减弱，pH增大，C正确；电解质为酸性，B电极的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，D错误。‎ ‎4.(2017·湖州高一下学期期中)用疏松多孔的活性炭插入KOH溶液作电极，在两极上分别通入甲烷和氧气，形成燃料电池，有关该电池的描述错误的是(　　)‎ A.电池总反应：CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O B.负极反应式：CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O 11 / 11‎ C.正极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O D.CH4燃料电池比CH4直接燃烧能量利用率高 答案　C 解析　在碱性溶液中，负极上通入燃料甲烷，失电子发生氧化反应：CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O，正极上通入氧气，发生得电子的还原反应：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－，燃料电池的总反应式为CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O，A、B正确，C错误；甲烷燃料电池实现化学能转化为电能，能量利用率比甲烷燃烧的大，D正确。‎ ‎5.美国化学家诺塞拉研制出一种可以将水分解成氢气和氧气的催化剂，这将使氢气生产成为可能，并使太阳能使用步入新的时代，被称为“水发电技术”。下列有关说法正确的是(　　)‎ A.“水发电技术”是指水分解生成氢气和氧气，同时放出能量来发电 B.“水发电技术”可实现发电过程中的零污染物排放 C.若水分解产生的H2、O2分别通入燃料电池的两极，通H2的电极上发生还原反应 D.“水发电技术”的能量转换形式为化学能→电能→热能 答案　B 解析　水分解的过程是吸热过程，A错误；“水发电技术”可实现发电过程中的零污染物排放，B正确； “水发电技术”的能量转换形式为太阳能→化学能→电能，D错误；氢氧燃料电池中，通H2的为电源负极，失去电子发生氧化反应，C错误。‎ ‎6.乙烯催化氧化成乙醛可设计成如图所示的电化学装置，下列有关说法正确的是(　　)‎ A.该电化学装置是电解池 ‎ B.a极反应式：CH2==CH2－2e－＋H2O===CH3CHO＋2H＋‎ 11 / 11‎ C.氧气在b极被氧化 ‎ D.电子移动方向：电极a→负载→电极b→磷酸溶液→电极a 答案　B 解析　由题意可知CH2===CH2被氧化，应在原电池的负极，因电解质溶液呈酸性，则负极电极反应式为CH2===CH2－2e－＋H2O===CH3CHO＋2H＋，正极通入氧气，发生还原反应，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。该电池属于燃料电池，是原电池，A错误； a极为负极，反应式为CH2===CH2－2e－＋H2O===CH3CHO＋2H＋，B正确；氧气在b极被还原，C错误；电子只能经过导线，不能经过溶液，D错误。‎ ‎7.铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应：Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是(　　)‎ A.电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe B.电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2‎ C.电池放电过程中，阴离子向负极移动 D.电池放电时，正极发生氧化反应 答案　D 解析　根据电池总反应产物Fe(OH)2和Ni(OH)2可判断，电解液为碱性溶液，根据原电池的工作原理，正极上得到电子，化合价降低，负极上失去电子，化合价升高，因此Fe为负极，Ni2O3为正极，A正确；根据电池总反应，负极反应式为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2，B正确；根据原电池的工作原理，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，C正确；正极上得到电子，化合价降低，发生还原反应，D错误。‎ ‎8.高功率Ni/MH(M表示储氢合金)电池已经用于混合动力汽车，总反应方程式为Ni(OH)2＋MNiOOH＋MH。下列叙述正确的是(　　)‎ 11 / 11‎ A.放电时正极附近溶液的碱性增强 B.放电时负极反应为M＋H2O＋e－===MH＋OH－‎ C.放电时阳极反应为NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－‎ D.放电时每转移1 mol电子，正极有1 mol NiOOH被氧化 答案　A 解析　正极是得到电子的，根据总反应式可知，正极是NiOOH中的Ni得到电子被还原，生成Ni(OH)2，负极反应式：NiOOH＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－，负极反应式：NiOOH＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－，碱性增强，A正确、D错误；原电池中负极失去电子，B错误；放电相当于原电池，C错误。‎ ‎9.通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理如图所示，下列说法错误的是(　　)‎ A.a为电池的正极，发生还原反应 B.b极的电极反应为HCHO＋H2O－4e－===CO2＋4H＋‎ C.传感器工作过程中，电解质溶液中硫酸的浓度减小 D.当电路中转移2×10－4 mol电子时，传感器内参加反应的HCHO为3.0 mg 答案　D 解析　氧气得电子，a为正极，发生还原反应，A正确； b极是负极，发生失去电子的氧化反应，故电极反应为HCHO＋H2O－4e－===CO2＋4H＋，B正确；传感器工作过程中，氧化还原反应生成水，电解质溶液中硫酸的浓度变小，C正确；负极：HCHO＋H2O－4e－===CO2＋4H＋，当电路中转移2×10－4 mol电子时，反应的甲醛物质的量为0.5×10－4 mol，质量为1.5 mg，D错误。‎ 11 / 11‎ ‎10.(2017·浙江金华十校高二下期末)电子表所用的纽扣电池，两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，电池反应为 Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2，示意图如下。下列判断正确的是(　　)‎ A.锌为负极，被还原 B.纽扣电池工作时，OH－移向Ag2O C.每6.5 g 锌发生反应时，转移电子0.1NA D.纽扣电池工作时，电解质溶液的碱性增强 答案　D 解析　根据化合价变化可知Zn被氧化，应为原电池的负极，则正极为Ag2O，A错误；原电池工作时，电解质中的阴离子移向负极，即向锌电极移动，B错误；每6.5 g 锌发生反应时，转移电子0.2NA，C错误；原电池工作时，正极发生反应Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，该极区溶液pH值增大，D正确。‎ ‎11.以H2、O2、30%KOH溶液为电解质溶液的这种氢氧燃料电池，已用于航天飞机。下列说法中错误是(　　)‎ A.H2在负极发生氧化反应 B.燃料电池的能量转化率可达100%‎ C.产物为无污染的水，属于环境友好电池 D.供电时的总反应：2H2＋O2===2H2O 答案　B 解析　由电极反应式可知，通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应，A正确；氢氧燃料电池是将化学能转化为电能的装置，还会伴有热能等能量的释放，能量转化率不会达100%，B错误；氢氧燃料电池产物是水，对环境无污染，且能量转化率高，C正确；电池总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式一致，供电时的总反应为2H2＋O2===2H2O，D正确。‎ 11 / 11‎ ‎12.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是(　　)‎ A.反应CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子 B.电极A上H2参与的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O C.电池工作时，CO向电极B移动 D.电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO 答案　D 解析　1 mol CH4→CO，化合价由－4价→＋2上升6价，1 mol CH4参加反应共转移6 mol电子，A错误；环境不是碱性，否则不会产生CO2，其电极反应式：CO＋H2＋2CO－4e－===3CO2＋H2O，B错误；根据原电池工作原理，电极A是负极，电极B是正极，阴离子向负极移动，C错误；根据电池原理，O2、CO2共同参加反应，其电极反应式：O2＋2CO2＋4e－===2CO，D正确。‎ ‎13.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图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。关于该电池的叙述正确的是(　　)‎ A.b极发生氧化反应 B.a极为该电池的正极 C.放电时，电流从a极经过负载流向b极 D.a极的反应式：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O 答案　D 11 / 11‎ 解析　该燃料电池中，通入氧化剂空气的电极b为正极，正极上氧气得电子发生还原反应，A错误；a极为该电池的负极，B错误；放电时，电流从正极b经过负载流向a极，C错误；通入燃料的电极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O，D正确。‎ ‎14.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有关说法正确的是(　　)‎ A.检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动 B.若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气 C.电池反应的化学方程式：CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O D.正极上发生的反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－‎ 答案　C 解析　在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，A错误；1 mol氧气在反应中得到4 mol电子，所以若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗2.24 L氧气，B错误；正极和负极反应式相加可得总反应，C正确；溶液显酸性，因此正极反应式是O2＋4e－＋4H＋===2H2O，D错误。‎ ‎15.锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法正确的是(　　)‎ A.钢板中的铁作负极，电极反应为Fe －2e－===Fe2＋ ‎ B.放电时正极上有氧气生成 C.放电时OH－向正极移动 ‎ D.电池总反应：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑‎ 答案　D 11 / 11‎ 解析　该原电池中，Li失电子作负极、钢板作正极，正极上得电子发生还原反应，A错误；放电时，负极上失电子、正极上得电子，正极上水得到电子生成氢气，B错误；放电时，电解质溶液中氢氧根离子向负极移动、锂离子向正极移动，C错误；电池反应式为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，D正确。‎ ‎16.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，高铁电池的总反应：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列叙述不正确的是(　　)‎ A.放电时负极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2‎ B.放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被还原 C.放电时正极反应式：Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO＋4H2O D.放电时正极附近溶液的碱性增强 答案　C 解析　根据电池的总反应可知，高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，A正确；放电时正极反应为FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－，每转移3 mol电子，正极有1 mol K2 FeO4被还原，B正确；放电时，正极上高铁酸根离子得电子发生还原反应，电极反应式为2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－或FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－，C错误；高铁电池放电时是锌在负极失去电子，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，负极附近溶液的碱性减弱，正极上高铁酸根离子得电子发生还原反应，电极反应式为2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－，正极附近溶液的碱性增强，D正确。‎ 11 / 11‎ ‎17.瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪(图甲)能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时，可以通过传感器显示。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是Y2O3－Na2O，O2－可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A.电极a的反应式：CH4＋5O2－－8e－===CO＋2H2O B.电极b是正极，固体电解质中O2－由电极a流向电极b C.当固体电解质中有1 mol O2－通过时，电子转移4 mol D.瓦斯分析仪工作时，外电路中电子由电极b流向电极a 答案　A 解析　甲烷所在电极a为负极，电极反应为CH4＋5O2－－8e－===CO＋2H2O，A正确；电极b氧气得 电子，生成O2－，而电极a需要O2－作为反应物，故O2－由正极(电极b)流向负极(电极a)，B错误；1 mol O2得4 mol电子生成2 mol O2－，故当固体电解质中有1 mol O2－通过时，电子转移2 mol，C错误；该电池中a为负极，b为正极，电子从负极流向正极，所以电池外电路中电子由电极a流向电极b，D错误。‎ ‎18.2011年，麻省理工学院科研团队研发出一种人造树叶，它将一片半导体材料夹在两层特殊的催化剂的中间。若将人造树叶整体浸泡在溶液中，当光照在人造树叶上，就会分解水生成H2和O2，结构如图所示。下列有关人造树叶说法正确的是(　　)‎ A.该装置最终将太阳能转变为电能 B.Ni、Mo、Zn基催化剂极为阳极，发生氧化反应 C.可以将人造树叶浸泡在碱性溶液中 D.钴基催化剂上发生反应：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑‎ 答案　D 11 / 11‎ 解析　该装置最终将太阳能转变为电能，再转化为化学能，A错误；Ni、Mo、Zn基催化剂极为正极，本身不反应，H＋得电子，发生还原反应，B错误；不可以将人造树叶浸泡在碱性溶液中，碱性条件下，负极不能产生H＋，C错误；钴基催化剂在负极，负极发生氧化反应，发生反应：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，D正确。‎ 11 / 11‎