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高二化學選修四《原電池》專項測試題 一、選擇題（20*2=40分） 1、鎂/H2O2酸性燃料電池采用海水作電解質（加入一定量的酸），下列說法不正確的是（ ） A.此燃料電池的總反應為：Mg+H2O2=Mg(OH)2 B.正極發(fā)生的電極反應為：H2O2+2H++2e-=2H2O C.工作時，正極周圍海水的pH增大 D.電池工作時，溶液中的H+向正極移動 2、一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質是摻雜氧化釔（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導O2-。下列對該燃料電池說法不正確的是 ( ) A.在熔融電解質中，O2-移向負極 B.電池的總反應是：2C4H10+13O2 =8CO2+10H2O C.通入空氣的一極是正極，電極反應為：O2+4e- =2O2- D.通入丁烷的一極是正極，電極反應為：C4H10 +26e-+13O2- =4CO2↑+5H2O 3.、理論上不能用于設計成原電池的反應是（ ） A.HCl+NaOH= NaCl+H2O ΔH＜0 B.2CH3OH(l)+3O2(g) =2CO2（g）+4H2O（l） ΔH＜0 C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g) = 4 Fe(OH)3(s) ΔH＜0 D.2H2（g）+O2(g) =2H2O(l) ΔH＜0 4、被稱之為“軟電池”的紙質電池，采用一個薄層紙片作為傳導體，在其一邊鍍鋅，而在其另一邊鍍二氧化錳。在紙內的離子“流過”水和氧化鋅組成的電解液。電池總反應為Zn+2MnO2+H2O= ZnO+2MnO（OH）。下列說法正確的是 （ ） A.該電池的正極為鋅 B.該電池反應中二氧化錳起催化劑作用 C.當0.1 mol Zn完全溶解時，流經(jīng)電解液的電子個數(shù)為1.2041023 D.電池正極反應式為2MnO2+2e-+2H2O= 2MnO（OH）+2OH- 5、燃料電池的基本組成為電極、電解質、燃料和氧化劑。此種電池的能量利用率可高達80%（一般柴油 發(fā)電機只有40%左右），產物污染也少。下列有關 燃料電池的說法錯誤的是 （ ） A.上述燃料電池的負極反應物是氫氣、甲烷、乙醇 等物質 B.氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電池的產物為水，經(jīng)過處理之后可供宇航員使用 C.乙醇燃料電池的電解質常用KOH溶液，該電池的負極反應為C2H5OH-12e- =2CO2↑+3H2O D.甲烷燃料電池的正極反應為O2+2H2O+4e- = 4OH- 6、鋅銀電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它的充電和放電過程可以表示為： 充電 放電 2Ag+Zn (OH)2 = Ag2O+Zn+H2O 在此電池放電時，負極上發(fā)生反應的物質是（ ） A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn 7、將等質量的兩份鋅粉a、b分別加入過量的稀硫酸，同時向a中加少量CuSO4溶液，下圖中產生H2的體積V（L）與時間t(min)的關系，其中正確的是 ( ) 8、固體氧化物燃料電池是由美國西屋(Westinghouse) 公司研制開發(fā)的。它以固體氧化鋯—氧化釔為電解 質，這種固體電解質在高溫下允許氧離子（O2-）在其間通過。該電池的工作原理如圖所示，其中多孔電極a、b均不參與電極反應。下列判斷正確的是 （ ） A.有O2放電的a極為電池的負極 B.有H2放電的b極為電池的正極 C.a極對應的電極反應為：O2+2H2O+4e- =4OH D.該電池的總反應方程式為：2H2+O2= 2H2O 9、下列有關電池的說法不正確的是 （ ） A.手機上用的鋰離子電池屬于二次電池 B.銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極 C.甲醇燃料電池可把化學能轉化為電能 D.鋅錳干電池中，鋅電極是負極 10、控制適合的條件，將反應2Fe3++2I-2Fe2++I2設計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是 ( ) A.反應開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應 B.反應開始時，甲中石墨電極上Fe3+被還原 C.電流計讀數(shù)為零時，反應達到化學平衡狀態(tài) D.電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中石墨電極為負極 11、以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結構示意圖如圖所示。關于該電池的敘述正確的是 ( ) A.該電池能夠在高溫下工作 B.電池的負極反應為C6H12O6+6H2O-24e- =6CO2↑+24H+ C.放電過程中，H+從正極區(qū)向負極區(qū)遷移 D.在電池反應中，每消耗1 mol氧氣，理論上能生成標準狀況下CO2氣體22.4/6 L 12、用銅片、銀片、Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、導線和鹽橋（裝有瓊脂-KNO3的U形管）構成一個原電池。以下有關該原電池的敘述正確的是 （ ） ①在外電路中，電流由銅電極流向銀電極 ②正極反應為：Ag++e- =Ag ③實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作 ④將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學反應與該原電池反應相同 A.①② B.②③ C.②④ D.③④ 13、一種燃料電池中發(fā)生的化學反應為：在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。該電池負極發(fā)生的反應是 （ ） A.CH3OH(g)+O2(g)-2e- =H2O(l)+CO2(g) +2H+(aq) B.O2(g)+4H+(aq)+4e-= 2H2O(l) C.CH3OH(g)+H2O(l)-6e-= CO2(g)+6H+(aq) D.O2(g)+2H2O(l)+4e-= 4OH- 14、 在盛有稀硫酸的燒杯中放入導線連接的銅片和鋅片，下列敘述正確的是 （ ） A.正極附近的SO42- 離子濃度逐漸增大 B.電子通過導線由銅片流向鋅片 C.正極有O2放出 D.銅片上有H2放出 15、將兩個鉑電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH4和O2，構成甲烷燃料電池。已知，通入CH4的一極，其電極反應式是：CH4+10OH--8e-=CO32- +7H2O;通入O2的另一極，其電極反應式是：2O2+4H2O+8e-=OH-。下列敘述不正確的是（ ） A.通入CH4的電極為負極 B.正極發(fā)生氧化反應 C.燃料電池工作時，溶液中的OH-向負極移動 D.該電池使用一段時間后應補充KOH 16、關于鉛蓄電池的說法正確的是 （ ） A.在放電時，正極發(fā)生的反應是Pb（s）+SO42-（aq）-2e- = PbSO4（s） B.在放電時，該電池的負極材料是鉛板 C.在充電時，電池中硫酸的濃度不斷變小 D.在充電時，陽極發(fā)生的反應是PbSO4（s）+2e- = Pb（s）+SO42- （aq） 17、根據(jù)右圖，可判斷出下列離子方程式中錯誤的是（ ） A、2Ag(s)+Cd2+(aq) =2Ag+(aq)+Cd(s) ； B、Cd(s)+Co2+(aq) =Cd2+(aq)+Co(s) ； C、2Ag+( aq)+Cd( s) =2Ag(s)+Cd2+(aq) ； D、2 Ag+(aq) + Co(s) =2 Ag(s)+ Co2+(aq)。 18、Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應式為：2Li++FeS+2e—=Li2S+Fe 有關該電池的下列中，正確的是（ ） A、Li-Al在電池中作為負極材料，該材料中Li的化合價為+1價； B、該電池的電池反應式為：2Li+FeS=Li2S+Fe； C、負極的電極反應式為Al —3e—=Al3+ ； D、充電時，陰極發(fā)生的電極反應式為：Li2S +Fe—2e—=2Li++FeS。 19、某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質傳遞H+，其基本結構見下圖，電池總反應可表示為：2H2＋O2＝2H2O，下列有關說法正確的是（ ） A、H+由a極通過固體酸電解質傳遞到b極； B、b極上的電極反應式為：O2＋2H2O＋4e—=4OH—； C、每轉移0.1 mol電子，消耗1.12 升的H2； D、電子通過外電路從b極流向a極。 放電 充電 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH 20、高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應為 下列敘述不正確的是 A．充電時陽極反應為：Fe(OH)3－3e－+ 5 OH－= FeO42－+ 4H2O B．充電時電池的正極和電源的正極相連 C．放電時正極反應為Zn－2e－+ 2OH－= Zn(OH)2 D．放電時每轉移3 mol e－，有1 mol FeO42－被還原 二、非選擇題（60分） 21、（9分）（1）將Al片和Cu片用導線相連，插入稀H2SO4中組成原電池，寫出電極名稱及電極反應式： Al片（ ） ， Cu片（ ） 。 （2）若將Al片和Cu片用導線相連，插入濃HNO3中能否組成原電池？ （填“能”或“不能”）， 若能組成原電池，寫出電極名稱及電極反應式： Al片（ ） ， Cu片（ ） 。 22、（10分） 燃料在電池中直接被氧化而產生電能的裝置叫燃料電池，它是一種高效低污染的新型電池。燃料電池所用燃料可以是氫氣，也可以是其他燃料，如甲醇、肼等。肼分子（H2N—NH2）可以在氧氣中燃燒生成氮氣和水，利用肼、氧氣與KOH溶液組成堿性燃料電池，請寫出該電池反應的電極反應式和總反應式： ；并指出電解質溶液中，OH-向哪極移動： 。 23、（8分）氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質穩(wěn)定。請回答： （1）氫氧燃料電池的能量轉化的主要形式是 ，在導線中電子流動方向為 （用a、 b表示）。 （2）負極反應式為 。 （3）電極表面鍍鉑粉的原因是 。 （4）該電池工作時，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲氫是關鍵技術之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下： Ⅰ.2Li+H2=2LiH Ⅱ.LiH+H2O= LiOH+H2↑ ①反應Ⅰ中的還原劑是 ，反應Ⅱ中的氧化劑是 。 ②已知LiH固體密度為0.82 g/cm3，用鋰吸收224 L（標準狀況）H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為 。 ③由②生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉化率為80%，則導線中通過電子的物質的量為 mol。 24、(12分)北京奧運會“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亞特蘭大奧運會火炬燃料是丙烯（C3H6）。 （1）丙烷脫氫可得丙烯。 已知：C3H8（g） CH4(g)+HCCH(g)+H2(g) ΔH1=+156.6 kJ/mol CH3CH=CH2(g) CH4(g)+HCCH(g) ΔH2=+32.4 kJ/mol 則相同條件下，反應C3H8（g） CH3CH= CH2(g) + H2(g)的 ΔH= kJ/mol。 （2）以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O2和CO2，負極通入丙烷，電解質是熔融碳酸鹽。電池反應方程式為 ； 放電時，CO32- 移向電池的 （填“正”或“負”）極。 （3）碳氫化合物完全燃燒生成CO2和H2O。常溫常壓下，空氣中的CO2溶于水，達到平衡時，溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.510-5 mol/L。若忽略水的電離及H2CO3的第二級電離，則H2CO3 HCO3- +H+的平衡常數(shù)K1= 。（已知： 10-5.60=2.510-6） (4)常溫下，0.1 mol/L NaHCO3溶液的pH大于8，則溶液中c(H2CO3) c(CO32- )(填“>”、“=”或“<”)，原因是 （用離子方程式和必要的文字說明）。 25、（6分）我國首創(chuàng)以鋁-空氣-海水電池作為能源的新型海水標志燈，它以海水為電解質溶液，靠空 氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產生電流。只要把燈放入海水中數(shù)分鐘，就會發(fā)出耀眼的白光。則； （1）該電源負極材料為 ；正極材料為 。 （2）負極反應為 。 （3）正極反應為 。 26、（16分）鐵及鐵的化合物應用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等 （1）寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式： 。 （2）若將（1）中的反應設計成原電池，請畫出原電池的裝置圖，標出正、負極，并寫出電極反應式。 正極反應： ； 負極反應： 。 （3）腐蝕銅板后的混合溶液中，若Cu2+、Fe3+和Fe2+的濃度均為0.10 mol/L，請參照下表給出的數(shù)據(jù)和藥品，簡述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的實驗步驟： 。 氫氧化物開始 沉淀時的pH 氫氧化物沉淀 完全時的pH Fe3+ 1.9 3.2 Fe2+ 7.0 9.0 Cu2+ 4.7 6.7 提供的藥品：Cl2 濃H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu (4)某科研人員發(fā)現(xiàn)劣質不銹鋼在酸中腐蝕緩慢，但在某些鹽溶液中腐蝕現(xiàn)象明顯。請從上表提供的藥品中選擇兩種（水可任選），設計最佳實驗，驗證劣質不銹鋼易被腐蝕。 有關反應的化學方程式： ； 。 劣質不銹鋼腐蝕的實驗現(xiàn)象： 。 高二化學選修四《原電池》專項測試題參考答案 一、選擇題（20*2=40） 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D A D C D A D B D 題號 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 B C C D B B A B A C 二、非選擇題（60分） 21、（9分）（1）負極 2Al-6e-= 2Al3+ 正極 6H++6e-=3H2↑ （2）能 正極 2NO3- +4H++2e-=2NO2↑+2H2O 負極 Cu-2e- =Cu2+ 22、（10分） 負極：N2H4-4e-+4OH-= N2↑+4H2O， 正極：O2+4e-+2H2O =4OH-， 總反應式：N2H4+O2= N2+2H2O OH-向負極移動 23、（8分） （1）由化學能轉變?yōu)殡娔? 由a到b （2）2H2+4OH--4e-=4H2O或H2+2OH--2e-= 2H2O （3）增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù)，加快電極反應速率 （4）①Li H2O ②1/1 148或8.7110-4 ③32 24、（12分）（1）+124.2 (2)C3H8+5O2 =3CO2+4H2O 負 （3）4.210-7 （4）> HCO3-+H2OCO32- +H3O+(或HCO3-CO32- +H+)，HCO3- +H2O H2CO3+OH-，HCO3- 的水解程度大于電離程度 25、（6分） （1）鋁 石墨 （2）4Al-12e-=4Al3+ (3)3O2+6H2O+12e-=12OH- 26、（15分） （1）2Fe3++Cu =2Fe2++Cu2+ (2)裝置圖 2Fe3++2e-=2Fe2+ Cu-2e-=Cu2+ (3)①通入足量氯氣將Fe2+氧化成Fe3+;②加入CuO調節(jié)溶液的pH至3.2~4.7;③過濾［除去Fe(OH)3］ （4）CuO+H2SO4 =CuSO4+H2O CuSO4+Fe=FeSO4+Cu 不銹鋼表面有紫紅色物質生成 7