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1、化学能转化为电能_电池一、选择题1锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的c(SO )减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡2有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：编号实验装置部分实验现象a极质量减少；b极质量增加b极有气体产生；c极无变化d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()Aabcd BbcdaCdabc Dabdc3下列有关电池的说法不正确的是()A手机
2、上用的锂离子电池属于二次电池B锌锰干电池中，锌电极是负极C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极4“天宫一号”飞行器白天靠太阳能帆板产生电流向镍氢电池充电，夜间镍氢电池向飞行器供电。镍氢电池的结构示意图如图所示。若电池总反应为2Ni(OH)22NiOOHH2。则下列说法正确的是()A放电时，NiOOH发生氧化反应B充电时，a电极的pH增大，K移向b电极C充电时，a电极的电极反应为2H2O2e=H22OHD放电时，负极反应为NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH5普通锌锰干电池的简图如图所示。该电池工作时的总反应为Zn2NH2MnO2=Zn(NH3)2
3、2Mn2O3H2O。下列关于锌锰干电池的说法中正确的是()A当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原B电池负极反应式为2MnO22NH2e=Mn2O32NH3H2OC原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极D外电路中每通过0.1 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g6在如图所示的8个装置中，属于原电池的是()ABCD7实验发现，298 K时，在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3立即被还原成Fe2。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是()A该原电池的正极反应是Zn2e=Zn2B左侧烧杯中溶液的红色逐渐褪去C该电池的铂电极上有气泡出现D
4、该电池总反应为3Zn2Fe3=2Fe3Zn28一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料电池说法正确的是()A在熔融电解质中，O2由负极移向正极B电池的总反应是2C4H1013O2=8CO210H2OC通入空气的一极是正极，电极反应式为O24e=2O2D通入丁烷的一极是正极，电极反应式为C4H1013O226e=4CO25H2O9一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气，其中某一电极反应式为C2H618OH14e=2CO12H2O。有关此电池的推断不
5、正确的是()A通入氧气的电极为正极B参加反应的O2与C2H6的物质的量之比为72C放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降D放电一段时间后，正极区附近溶液的pH减小10关于如图微生物燃料电池结构示意图的说法：微生物促进了电子的转移微生物所在电极区放电时发生还原反应放电过程中，H从正极区移向负极区正极反应式为MnO24H2e=Mn22H2O，正确的是()ABCD11(2021郑州模拟)微生物燃料电池(MFC)利用了一种现代化氨氮去除技术。如图为MFC碳氮联合同时去除的转化系统原理示意图。下列说法正确的是()A好氧微生物反应器中的反应为NH2O2= NO2HH2OBB极电势比A极电势低CA极的电
6、极反应式为CH3COO2H2O8e=2CO27HD当电路中通过9 mol电子时，理论上总共生成标准状况下33.6 L N212一定条件下，实验室利用如图所示装置，通过测电压求算Ksp(AgCl)。工作一段时间后，两电极质量均增大。下列说法正确的是()A右池中的银电极做负极B正极反应为Age=AgC总反应为AgCl=AgClD盐桥中的NO向右池方向移动13控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是()A反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B反应开始时，甲中石墨电极上Fe3被还原C电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流表读数为零后，在甲中溶入
7、FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极二、非选择题14(1)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图甲所示：甲HS在硫氧化菌作用下转化为SO的反应式是_。若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是_。(2)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图乙所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。乙放电过程中，Li向_(填“负极”或“正极”)移动。负极反应式为_。电路中每转移0.2 mol电子，理论上生成_g
8、Pb。(3)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如图丙所示。丙a电极的电极反应式是_。一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因：_。化学能转化为电能_电池一、选择题1锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的c(SO )减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡C解析：由锌的活泼性大于铜，可知铜电极为正极，在正极上，Cu2得电子发生还原反应生成Cu，A错误；由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故
9、甲池的c(SO)不变，B错误；在乙池中Cu22e=Cu，同时甲池中的Zn2通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M(Zn2)M(Cu2)，故乙池溶液的总质量增加，C正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn2通过阳离子交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，D错误。2有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：编号实验装置部分实验现象a极质量减少；b极质量增加b极有气体产生；c极无变化d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()Aabcd BbcdaCdabc DabdcC解析：由实验可知，a做原电池负极，b
10、做原电池正极，活动性：ab；由实验可知，b极有气体产生，c极无变化，则活动性：bc；由实验可知，d极溶解，则d做原电池负极，c做正极，活动性：dc；由实验可知，电流从a极流向d极，则d极为原电池负极，a极为原电池正极，活动性：da。综上所述，可知活动性：dabc。3下列有关电池的说法不正确的是()A手机上用的锂离子电池属于二次电池B锌锰干电池中，锌电极是负极C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极D解析：锂电池属于可充电电池，属于二次电池，故A正确；锌锰干电池中，锌是活泼金属，做负极，故B正确；燃料电池是把化学能转化成电能的装置，故C正确；原电池中电
11、子从负极经外电路流向正极，锌做负极，铜做正极，电子从锌电极沿外电路流向铜电极，故D错误。4“天宫一号”飞行器白天靠太阳能帆板产生电流向镍氢电池充电，夜间镍氢电池向飞行器供电。镍氢电池的结构示意图如图所示。若电池总反应为2Ni(OH)22NiOOHH2。则下列说法正确的是()A放电时，NiOOH发生氧化反应B充电时，a电极的pH增大，K移向b电极C充电时，a电极的电极反应为2H2O2e=H22OHD放电时，负极反应为NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OHC解析：放电时，NiOOH在正极上放电，发生还原反应生成Ni(OH)2，A错误；充电时，a电极做阴极，电极反应式为2H2O2e=H22OH，pH
12、增大，K移向a电极，B错误，C正确；放电时，负极上H2放电，D错误。5普通锌锰干电池的简图如图所示。该电池工作时的总反应为Zn2NH2MnO2=Zn(NH3)22Mn2O3H2O。下列关于锌锰干电池的说法中正确的是()A当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原B电池负极反应式为2MnO22NH2e=Mn2O32NH3H2OC原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极D外电路中每通过0.1 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 gC解析：普通锌锰干电池是一次电池，不能充电复原，A项错误；根据原电池工作原理，负极失电子，B项错误；由ZnZn(NH3)222e可知，每通过0.1 mol电子
13、，消耗锌的质量是65 gmol1 3.25 g，D项错误。6在如图所示的8个装置中，属于原电池的是()ABCDD解析：根据原电池的构成条件可知：中只有一个电极，中两电极材料相同，中酒精不是电解质，中两电极材料相同且无闭合回路，故不能构成原电池。7实验发现，298 K时，在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3立即被还原成Fe2。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是()A该原电池的正极反应是Zn2e=Zn2B左侧烧杯中溶液的红色逐渐褪去C该电池的铂电极上有气泡出现D该电池总反应为3Zn2Fe3=2Fe3Zn2B解析：该电池的总反应为Zn2Fe3=2Fe2
14、Zn2，所以左烧杯中Pt电极为正极，电极反应为Fe3e=Fe2，右烧杯中Zn电极为负极，电极反应为Zn2e=Zn2。由于左烧杯中的Fe3被还原为Fe2，所以左烧杯中溶液的红色逐渐褪去。8一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料电池说法正确的是()A在熔融电解质中，O2由负极移向正极B电池的总反应是2C4H1013O2=8CO210H2OC通入空气的一极是正极，电极反应式为O24e=2O2D通入丁烷的一极是正极，电极反应式为C4H1013O226e=4CO25H2OB解析：原电池的负极发生氧化
15、反应，电极反应式为C4H1013O226e=4CO25H2O；原电池的正极发生还原反应，电极反应式为O24e=2O2，在熔融电解质中O2由正极移向负极。9一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气，其中某一电极反应式为C2H618OH14e=2CO12H2O。有关此电池的推断不正确的是()A通入氧气的电极为正极B参加反应的O2与C2H6的物质的量之比为72C放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降D放电一段时间后，正极区附近溶液的pH减小D解析：A项，通入乙烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，正确；B项，1 mol乙烷参与反应时转移14 mol电子
16、，则参与反应的氧气的量为 mol，正确；C项，根据电极反应式或总反应方程式可知，氢氧化钾被消耗，正确；D项，放电时正极反应2H2OO24e=4OH，正极产生OH，则pH增大，错误。10关于如图微生物燃料电池结构示意图的说法：微生物促进了电子的转移微生物所在电极区放电时发生还原反应放电过程中，H从正极区移向负极区正极反应式为MnO24H2e=Mn22H2O，正确的是()ABCDC解析：在微生物作用下Cm(H2O)n转化为CO2促进电子的转移，正确；微生物在右侧，右侧电极为电源的负极，所以微生物所在电极区放电时发生氧化反应，错误；根据电流的方向，放电过程中，H从负极区移向正极区，错误；电池左侧为电
17、池的正极区，MnO2在H条件下发生得电子的还原反应，所以正极反应式为MnO24H2e=Mn22H2O，正确。11(2021郑州模拟)微生物燃料电池(MFC)利用了一种现代化氨氮去除技术。如图为MFC碳氮联合同时去除的转化系统原理示意图。下列说法正确的是()A好氧微生物反应器中的反应为NH2O2= NO2HH2OBB极电势比A极电势低CA极的电极反应式为CH3COO2H2O8e=2CO27HD当电路中通过9 mol电子时，理论上总共生成标准状况下33.6 L N2A解析：NH在好氧微生物反应器中转化为NO，结合得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒得到反应的离子方程式为NH2O2=NO2HH2O，故A
18、正确；根据H的移动方向可知，A做原电池的负极，B做原电池的正极，所以B极电势比A极电势高，故B错误；A极做负极，负极上CH3COO发生失电子的氧化反应生成CO2气体，则A极的电极反应式为CH3COO2H2O8e=2CO27H，故C错误；NO在正极得到电子生成氮气，电极反应式为2NO12H10e=N26H2O，电路中通过9 mol电子时，理论上总共生成0.9 mol N2，其在标准状况下的体积为20.16 L，故D错误。12一定条件下，实验室利用如图所示装置，通过测电压求算Ksp(AgCl)。工作一段时间后，两电极质量均增大。下列说法正确的是()A右池中的银电极做负极B正极反应为Age=AgC总
19、反应为AgCl=AgClD盐桥中的NO向右池方向移动C解析：若“右池中的银电极做负极”，Ag失去电子被氧化为Ag：Age=Ag，电极质量减轻，不符合题干中的信息“两电极质量均增大”，A项错误。该装置图很容易让考生联想到盐桥电池，抓住“两电极质量均增大”判断，若左池Ag失去电子被氧化为Ag，Ag再结合溶液中的Cl生成AgCl：AgeCl=AgCl，即左池的银失去电子做负极；此时右池电解质溶液中的Ag在银电极表面得到电子被还原为Ag：Age=Ag，即右池的银电极为正极；两个电极反应式相加得到总反应：AgCl=AgCl；综上所述，B项错误，C项正确。盐桥中的NO向负极方向(即左池)移动，D项错误。1
20、3控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是()A反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B反应开始时，甲中石墨电极上Fe3被还原C电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流表读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极D解析：由图示结合原电池原理分析可知，Fe3得电子变成Fe2被还原，I失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确；电流表读数为零时，Fe3得电子速率等于Fe2失电子速率，反应达到平衡状态，C正确；D项在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe32I2Fe2I2向左移动，I2被还原为I，乙中石墨为正极，D不正确。二、非选择题14
21、(1)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图甲所示：甲HS在硫氧化菌作用下转化为SO的反应式是_。若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是_。(2)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图乙所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。乙放电过程中，Li向_(填“负极”或“正极”)移动。负极反应式为_。电路中每转移0.2 mol电子，理论上生成_g Pb。(3)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料
22、电池工作原理如图丙所示。丙a电极的电极反应式是_。一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因：_。解析：(1)酸性环境中反应物为HS，产物为SO，利用质量守恒和电荷守恒进行配平得：HS4H2O8e=SO9H；从质量守恒角度来说，HS、SO浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2放出电子。(2)根据化学方程式，电路中每转移0.2 mol电子，生成0.1 mol Pb，即20.7 g。(3)a电极是通入NH3的电极，失去电子，发生氧化反应，所以该电极做负极，电极反应式是2NH36OH6e=N26H2O；一段时间后，需向装置中补充KOH，原因是发生反应：4NH33O2=N26H2O，有水生成，使得溶液逐渐变稀，为了维持碱的浓度不变，所以要补充KOH。答案：(1)HS4H2O8e=SO9HHS、SO浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2放出电子(2)正极Ca2Cl2e=CaCl220.7(3)2NH36OH6e=N26H2O发生反应：4NH33O2=2N26H2O，有水生成，使得溶液逐渐变稀，为了维持碱的浓度不变，所以要补充KOH