高考化学一轮复习电化学专题02钠铝锌铅铜电池练习.docx

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高考化学一轮复习电化学专题02钠铝锌铅铜电池练习

专题02钠、铝、锌、铅、铜电池

1．如图所示为酸性介质中，金属铜与氢叠氮酸（HN3）构成的原电池，总反应方程式为:

2Cu+2Cl-+HN3+3H+=2CuCl（s）+N2↑+NH4+。

下列叙述错误的是（）

A.离子交换膜为阳离子交换膜

B.若将盐酸换成NaCl,电池的运行效率将会下降

C.负极的电极反应式为：

Cu-e-=Cu+

D.当外电路中流过0.1mol电子时，交换膜左侧离子减少0.2mol

【答案】C

详解：

根据总反应方程式，Cu元素的化合价由0价升至+1价，Cu发生氧化反应，Cu为负极，石墨为正极。

A项，负极电极反应式为Cu-e-+Cl-=CuCl（s），正极电极反应式为HN3+2e-+3H+=NH4++N2↑，根据电极反应式和平衡电荷，离子交换膜将负极室的H+迁移到正极室，离子交换膜为阳离子交换膜，A项正确；B项，若将盐酸换成NaCl，NaCl溶液呈中性，则正极HN3还原成NH3，电池的运行效率会下降，B项正确；C项，负极电极反应式为Cu-e-+Cl-=CuCl（s），C项错误；D项，当电路中流过0.1mol电子时，左侧电极反应式为Cu-e-+Cl-=CuCl（s），该电极反应消耗0.1molCl-，为了平衡电荷，有0.1molH+迁移到右侧，交换膜左侧离子减少0.2mol，D项正确；答案选C。

2．流动电池可以在电池外部调节电解质溶液，从而维持电池内部电解质溶液浓度稳定，原理如图。

下列说法不正确的是

A.甲中应补充硫酸

B.当消耗1molPbO2时需分离出1molCuSO4

C.电子由PbO2极流出经过用电器流向Cu极

D.电池总反应为：

Cu+PbO2+2H2SO4=CuSO4+PbSO4+2H2O

【答案】C

3．新型Zn-GO（GO为氧化石墨烯:

C2O）电池，如图所示，GO反应过程中转化为rGO（rGO为石墨烯:

C）。

下列有关说法错误的是

A.电池工作时，电子由a经外电路流向b

B.b极电极反应式:

C2O+2e-+H2O=2C+2OH-

C.每生成0.1molZn（OH）42-，转移电子数为0.2NA

D.放电过程中电解质溶液的pH增大

【答案】D

【解析】A、根据装置图，Zn失去电子转化成[Zn（OH）4]2－，根据原电池工作原理，失电子一极为负极，即a为负极，b为正极，电子从a极经外电路流向b极，故A说法正确；B、b电极为氧化石墨烯，作氧化剂，GO反应过程中转化为rGO，即转化成C，电极反应式为C2O＋H2O＋2e－=2C＋2OH－，故B说法正确；C、Zn的化合价由0价→＋2价，因此生成1mol[Zn（OH）4]2－，转移电子物质的量为0.2mol，故C说法正确；D、负极反应式为Zn－2e－＋4OH－=[Zn（OH）4]2－，因此电池总反应是Zn＋C2O＋2OH－＋H2O=2C＋[Zn（OH）4]2－，消耗OH－，pH降低，故D说法错误。

4．如图为镁--次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是

A.该燃料电池中镁为负极，发生还原反应

B.电池的总反应式为Mg＋ClO－＋H2O===Mg（OH）2↓＋Cl－

C.放电过程中OH－移向负极

D.酸性电解质的镁--过氧化氢燃料电池正极反应为：

H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O

【答案】A

5．镁、锌等金属与H2O2可形成“金属-H2O2”电池，能为潜水器提供动力，可用食盐水作为电解质溶液，如下图所示。

下列有关Zn-H2O2电池的说法正确的是

A.电流从Zn电极沿导线流向Pt电极

B.Pt为正极，电极反应为:

H2O2+2e-=2OH-

C.每消耗6.5gZn，将反应0.05molH2O2

D.食盐水中Cl-向Pt电极移动

【答案】B

6．“软电池”采用一张薄层纸片作为传导体,一面为锌,另一面为二氧化锰,纸层中水和氧化锌组成电解液。

电池总反应为:

Zn+2MnO2+H2O=2MnO（OH）+ZnO。

下列说法正确的是

A.该电池的正极为氧化锌

B.锌电极附近溶液的PH不变

C.电池正极反应式:

2MnO2+2e-+2H2O=2MnO（OH）+2OH-

D.当0.1molZn完全溶解时,流经电解液的电子的物质的量为0.2mol

【答案】C

【解析】根据总反应，MnO2发生还原反应，MnO2是正极，故A错误；锌电极是负极，负极反应是Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，溶液的PH减小，故B错误；根据总反应，正极反应式:

2MnO2+2e-+2H2O=2MnO（OH）+2OH-，故C正确；电解液中通过离子移动导电，没有电子流动，故D错误。

7．如图所示为盐酸介质中，金属铜与氢叠氮酸（HN3）构成的原电池，总反应方程式为：

2Cu+2Cl-+HN3+3H+＝2CuCl（s）+N2↑+NH4+。

下列叙述错误的是

A.电子的流向为Cu→

→石墨

B.负极的电极反应式为Cu+Cl――e－＝CuCl（s）

C.反应一段时间后正极区溶液的pH减小

D.标准状况下，生成224mLN2时，铜转移的电子数为0.02NA

【答案】C

【解析】A.由总反应方程式可知，Cu失电子生成CuCl，所以Cu为负极，石墨为正极，电子的流向为Cu→

→石墨，故A正确；B.Cu失电子生成CuCl，电极反应式为Cu+Cl――e－＝CuCl（s），故B正确；C.正极的电极反应式为HN3＋2e－＋3H＋=N2↑＋NH4＋，由电极反应式可知，反应一段时间后正极区溶液的pH增大，故C错误；D.由总反应方程式可知，Cu的化合价从0价升高到+1价，生成1mol氮气时，消耗2molCu，转移2mol电子，在标准状况下，224mLN2的物质的量为0.01mol，则消耗0.02molCu，Cu转移的电子数为0.02NA，故D正确；答案选C。

8．热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。

一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl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

PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。

下列有关说法正确的是

A.Ca为正极B.放电过程中，Li+向负极移动

C.每转移0.2mol电子,理论上生成20.7gPbD.电池工作一段时间后，正极质量增大

【答案】C

9．将光敏染料（用S表示）涂在纳米TiO2晶体（可导电）表面制成其中一个电极，光敏染料可吸收光能将光敏染料S激发成敏化剂S*（高活性光敏材料）后发生下列相关反应:

TiO2/S

TiO2/S*（激发态）；TiO2/S*-e-→TiO2/S+2TiO2/S++3I-→2TiO2/S+I3-（注:

S和S*不是硫单质，是光敏染料的代号）

下列关于该太阳能电池叙述错误的是

A.电池工作时，染料敏化的TiO2电极为负极

B.电池工作时，正极发生的反应为I3-+2e-=3I-

C.电池工作过程中，光敏材料S→S*需要吸收能量，总反应中光敏材料S不消耗

D.该电池将光能直接转化为电能

【答案】D

10．金属（M）-空气电池放电的总反应方程式为:

4M+nO2+2nH2O=4M（OH）n。

己知:

电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能，下列说法正确的是

A.比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池，Mg-空气电池的理论比能量最高

B.M-空气电也放电过程的正极反应式:

4Mn++nO2+2nH2O+4ne-=4M（OH）n

C.Al作电极材料时电解质溶液最好选酸性，这样更有利于反应的发生，同时防止负极区沉淀

D.在Mg-空气电也中,为防止负极区沉积Mg（OH）2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜

【答案】D

【解析】1gMg失电子

、1gAl失电子

、1gZn失电子

，Al-空气电池的理论比能量最高，故A错误；M-空气电也，放电过程中正极生成氢氧根离子，正极反应式O2+2H2O+4e-=4OH-，故B错误；电池中是阴离子交换膜，不能选用酸性电解质，故C错误；若用中性电解质及阳离子交换膜，镁离子向正极移动，在正极区生成氢气氧化镁沉淀，故D正确。

11．高铁电池具有比能量高、无污染的特点，用如图模拟其工作原理（放电时两电极均有稳定的金属氢氧化物生成），下列有关说法中正确的是（）

A.放电时，电子由正极通过外电路流向负极

B.放电时，负极上的电极反应式为：

Zn-2e─+2H2O=Zn（OH）2+2H+

C.充电时，阴极区溶液的pH减小

D.充电时，阳极上的电极反应式为：

Fe（OH）3-3e─+5OH─=FeO42─+4H2O

【答案】D

12．某原电池构造如图所示，下列叙述正确的是：

A.原电池的总反应式为:

Cu＋2AgNO3＝2Ag＋Cu（NO3）2

B.取出盐桥后，电流表的指针仍发生偏转

C.外电路中每通过0.1mol电子，铜的质量理论上减小6.4g

D.在外电路中，电子由银电极流向铜电极

【答案】A

【解析】A.金属性铜强于银，铜是负极，银是正极，则原电池的总反应式为Cu＋2AgNO3＝2Ag＋Cu（NO3）2，A正确；B.取出盐桥后不能构成原电池，电流表的指针不发生偏转，B错误；C.1mol铜失去2mol电子，外电路中每通过0.1mol电子，铜的质量理论上减小3.2g，C错误；D.在外电路中，电子由铜电极流向银电极，D错误，答案选A。

13．环境监察局常用“定电位”NOx传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准，其工作原理如图所示。

下列说法不正确的是（）

A.“对电极”是负极

B.“工作电极”上发生的电极反应为NO2+2e-+2H+═NO+H2O

C.传感器工作时H+由工作电极移向对电极

D.对电极的材料可能为活泼金属锌

【答案】C

14．继锂电池之后，近几年科学家又研制出稳定性更高、电压损失更小的“钠——空气电池”。

其反应原理是：

2Na+O2=Na2O2，装置如图，其中电解液为NaPF6，可传导Na+。

电池放电时，下列说法不正确的是

A.a电极为负极B.Na+向b极移动

C.a极发生氧化反应D.b电极的电极反应式：

O2+2Na++4e-=Na2O2

【答案】D

【解析】A、金属钠是活泼金属，根据原电池的构成条件，活泼金属作负极，即a极为负极，故说法正确；B、根据原电池的工作原理，阳离子向正极移动，即向b极移动，故说法正确；C、a极为负极，失去电子，化合价升高，发生氧化反应，故说法正确；D、b极为正极，过氧化钠中氧显－1价，电极反应式为O2＋2Na＋＋2e－=Na2O2，故说法错误。

15．右图所示为锌铜原电池。

下列叙述中，正确的是

A.盐桥的作用是传导离子

B.外电路电子由铜片流向锌片

C.锌片上的电极反应式为Zn2++2e-=Zn

D.外电路中有0.2mol电子通过时，铜片表面增重约3.2g

【答案】A

16．伏打电堆是由几组锌和银的圆板堆积而成，所有的圆板之间夹放着几张盐水泡过的布。

下图为最初的伏打电堆模型，由八组锌和银串联组成的圆板堆积而成。

下列说法正确的是

A.该原电池正极的电极方程式为：

O2+4e-+4H+==2H2O

B.电池长时间工作后，中间的布上会有白色固体颗粒生成，该固体颗粒为Ag2O

C.当电路中转移0.2mol电子时，消耗锌板的总质量为52g

D.该伏打电堆工作时，在银板附近会有Cl2放出

【答案】C

【解析】A.该原电池正极的电极反应式为：

O2+4e-+2H2O=4OH-，故A错误；B.锌比银活泼，所以银不会被氧化，故B错误；C.当电路中转移0.2mol电子时，8组银锌电池，消耗锌0.2×8mol=1.6mol，锌板的总质量为0,8×65g=52g，故C正确；D.该伏打电堆工作时，银板作正极，正极发生还原反应，不会有Cl2放出，故D错误。

故选C。

17．电池式氧传感器原理构造如图，可测定O2的含量。

工作时铅极表面会逐渐附着Pb（OH）2。

下列说法不正确的是

A.Pt电极上发生还原反应

B.随着使用，电解液的pH逐渐减小

C.ammolO2反应，理论上可使Pb电极增重68amg

D.Pb电极上的反应式为Pb＋2OH－－2e－＝Pb（OH）2

【答案】B

18．锌银（Zn-Ag2O）电池多应用于军事、航空、移动的通信设备、电子仪器和人造卫星、宇宙航行等方面，用如图所示装置模拟其工作原理，下列说法正确的是

A.K+向a极移动

B.b极的电极反应式为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-

C.用该电池给铁棒镀铜，则铁棒与b极相连

D.电池工作一段时间后，电解液的pH减小

【答案】B

【解析】电子由a极流出，a是负极、b是正极，K+向b极移动，故A错误；b极是正极，氧化银得电子，电极反应式为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，故B正确；镀件与负极相连，用该电池给铁棒镀铜，则铁棒与a极相连，故C错误；电池总反应为Zn+Ag2O=2Ag+ZnO，电池工作一段时间后，电解液的pH不变，故D错误。

19．金属（M）-空气电池的工作原理如图所示。

下列说法不正确的是

A.金属M作电池负极

B.电解质是熔融的MO

C.正极的电极反应

D.电池反应

【答案】B

20．镁-空气电池的工作原理如图所示，电池反应方程式为:

2Mg+O2+2H2O=2Mg（OH）2。

下列说法错误的是

A.通入氧气的电极为正极

B.放电时，溶液中的OH-由正极移向负极

C.负极的电极反应为Mg-2e-=Mg2+

D.采用多孔Pt电极有利于氧气扩散，提高电极与电解质溶液的接触而积

【答案】C

21．以柏林绿Fe[Fe（CN）6]为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图所示。

下列说法错误的是

A.放电时，正极反应为Fe[Fe（CN）6]+2Na++2e－=Na2Fe[Fe（CN）6]

B.充电时，Mo（钼）箔接电源的负极

C.充电时，Na+通过交换膜从左室移向右室

D.外电路中通过0.2mol电子的电量时，负极质量变化为2.4g

【答案】B

【解析】A、根据工作原理，Mg作负极，Mo作正极，正极反应式为Fe[Fe（CN）6]+2Na++2e－=Na2Fe[Fe（CN）6]，故A正确；B、充电时，电池的负极接电源的负极，电池的正极接电源的正极，即Mo箔接电源的正极，故B说法错误；C、充电时，属于电解，根据电解原理，Na＋应从左室移向右室，故C说法正确；D、负极上应是2Mg－4e－＋2Cl－=[Mg2Cl2]2＋，通过0.2mol电子时，消耗0.1molMg，质量减少2.4g，故D说法正确。

22．锌-空气电池由活性炭（空气扩散极）、锌、苛性碱溶液构成,其中活性炭部分浸泡在苛性碱溶液中,其工作原理如图所示，负极产物是ZnO。

下列说法正确的是（）

A.活性炭的作用是吸附空气，为电池提供氧化剂

B.原理图中的隔离膜为质子交换膜

C.负极反应式为Zn+H2O-2e-=ZnO+2H+

D.电池工作时，当电路中通过0.2mol电子,消耗3.2gO2

【答案】A

23．钠-氯化镍电池以β-Al2O3（Al2O3•xNa2O）作为固体电解质构成的一种新型电池

（2Na+NiCl2

Ni+2NaCl）,其结构如图所示。

下列关于该电池的叙述错误的是

A.放电时NaCl在熔融电解质中生成

B.充电时阴极反应:

Na++e-═Na

C.氯离子通过β-Al2O3（s）在两电极间移动

D.如果电池过度放电,AlCl4-可能被还原

【答案】C

【解析】钠离子向正极移动、氯离子向负极移动，所以放电时NaCl在熔融电解质中生成，故A正确；阴极发生还原反应，充电时阴极反应:

Na++e-═Na，故B正确；氯离子通过β-Al2O3（s）向负极移动，故C错误；如果电池过度放电,AlCl4-可能被还原为Al，故D正确。

24．利用“Na－CO2”电池将CO2变废为宝。

我国科研人员研制出的可充电“Na－CO2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管（MWCNT）为电极材料，放电反应方程式为4Na＋3CO2＝2Na2CO3＋C。

放电时该电池“吸入”CO2，其工作原理如图所示，下列说法中错误的是（）

A.电流流向为：

MWCNT→导线→钠箔

B.放电时，正极的电极反应式为3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C

C.原两电极质量相等，若生成的Na2CO3和C全部沉积在电极表面，当转移0.2mole－时，两极的质量差为11.2g

D.选用髙氯酸钠-四甘醇二甲醚做电解液的优点是导电性好，与金属钠不反应，难挥发

【答案】C

25．2017年9月我国科学家对于可充放电式锌一空气电池研究取得重大进展。

电池装置如图所示，该电池的核心是驱动氧化还原反应（ORR）和析氧反应（OER），KOH溶液为电解质溶液，放电的总反应方程式为2Zn+O2+4OH-+2H2O=2Zn（OH）42-。

下列有关说法正确的是

A.可逆锌一空气电池实际上是二次电池，放电时电解质溶液中K+向负极移动

B.在电池产生电力的过程中，空气无阻挡地进入电池，发生ORR反应，并释放电荷

C.发生OER反应的电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+

D.放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）

【答案】B

26．熔融碳酸盐燃料电池（MolenCathomaleFuelCell）简称MCFC，具有高发电效率。

工作原理示意图如图。

下列说法正确的是

A.电极M为负极，K+、Na+移向M

B.电池工作时，熔融盐中CO32-物质的量增大

C.A为CO2，正极的电极反应为：

O2+4e-+2CO2=2CO32-

D.若用MCFC给铅蓄电池充电，电极N接Pb极

【答案】C

【解析】氢氧燃料电池，氢气做负极，氧气为正极，电极M为负极，电解质中阳离子向正极移动，移向电极N，A错误；电极的负极反应为：

2H2-4e-+2CO32-=2H2O+2CO2，电极的正极反应为：

O2+4e-+2CO2=2CO32-，所以电池工作时，熔融盐中CO32-物质的量不变，B错误；正极发生还原反应，氧气在正极得电子，电极反应为：

O2+4e-+2CO2=2CO32-，所以要通入CO2，C正确；铅蓄电池铅为负极，要与电源的负极相连接，因此要连接电源的M极；D错误；正确选项C。

27．锌-铈液流电池体系作为氧化还原液流电池中的新生一代,有着诸多的优势，如开路电位高、污染小等。

锌-铈液流电池放电时的工作原理如图所示,其中，电极为惰性材料,不参与电极反应。

下列有关说法正确的是

A.放电时，电池的总反应式为2Ce4++Zn=Zn2++2Ce3+

B.充电时，a极发生氧化反应，b极发生还原反应

C.充电时,当电路中通过0.1mol电子时,b极增加14g

D.选择性离子膜为阴离子交换膜，能阻止阳离子通过

【答案】A

28．Al-Ag2O电池是一种以NaOH溶液为电解质的水下动力电源，下列说法不正确的是

A.负极反应式为：

Al+4OH--3e-=A1O2-+2H2O

B.负极可能会发生副反应：

2Al+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2↑

C.当电路中转移005mole-时，正极质量减少0.4g

D.电池工作时，正极附近pH变小

【答案】D

【解析】Al-Ag2O电池是一种以NaOH溶液为电解质的电池，负极Al失电子生成偏铝酸盐，负极反应式为：

Al+4OH--3e-=A1O2-+2H2O，故A正确；根据2Al+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2↑所以B正确；由电池的总反应2Al＋3Ag2O＋2NaOH=2NaAlO2＋6Ag＋H2O，

正极Ag2O

Ag

e-减少16g,

0.05mm=16

=0.4g

.当电路中转移0.05mole-时，正极质量减少0.4g,正确；D.电池工作时，正极反应式Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-,所以pH变大，故D错；答案：

D。

29．铅蓄电池是典型的可充型电池，电池总反应式为：

Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO42－

2PbSO4＋2H2O，下列说法正确的是（）

A.放电时，负极的电极反应式是：

PbO2＋2e－＋4H＋＋SO42－＝PbSO4＋2H2O

B.放电时，电解液中H2SO4的浓度将不变

C.充电时，当外电路通过1mol电子时，原负极板的质量理论上减少48g。

D.充电时，阳极电极反应式为：

PbSO4+2e-=Pb＋SO42－，

【答案】C

30．2009年，美国麻省理工学院的唐纳德·撒多维教授领导的小组研制出一种镁一锑液态金属储能电池。

该电池工作温度为700摄氏度，其工作原理如图所示:

该电池所用液体密度不同，在重力作用下分为三层，充放电时中间层熔融盐的组成及浓度不变。

下列说法正确的是

A.该电池放电时，正极反应式为Mg2+-2e-=Mg

B.该电池放电时，Mg（液）层生成MgCl2，质量变大

C.该电池充电时，Mg-Sb（液）层中Mg发生氧化反应

D.该电池充电时，熔融盐中的Cl-进入Mg-Sb（液）层

【答案】C

31．室温下，可充电的钠——二氧化碳电池是当今新能源领域的热点，具有优异的性能。

下列说法正确的是（）

A.钠金属片为正极

B.该电池中的电解质为NaClO4，工作时ClO4-向碳纳米管电极移动

C.总反应为：

D.放电时，每消耗3molCO2，转移12mol电子

【答案】C

【解析】A.该电池放电时钠金属片发生失去电子的氧化反应，钠金属片是电池的负极，故A错误。

B.原电池放电时阴离子移向电池的负极（即该电池的钠金属片），故B错误。

C.该电池也被称为“可呼吸钠—二氧化碳电池”，放电时吸收CO2，充电时放出CO2，总反应为4Na+3CO2

2Na2CO3+C故C正确。

D.放电时每3molCO2参加反应，其中只有1molCO2被还原为C，转移4mol电子，.故D错误。

故选C。

32．最近浙江大学成功研制出具有较高能量密度的新型铝一石墨烯（Cn）电池（如图）。

该电池分别以铝、石墨烯为电极，放电时电池中导电离子的种类不变。

已知能量密度=电池容量（J）÷负极质量（g）。

下列分析正确的是

A.放电时，Cn（石墨烯）为负极

B.放电时，Al2Cl7-在负极转化为AlCl4-

C.充电时，阳极反应为4Al2Cl7-+3e-=A1+7AlCl4-

D.以轻金属为负极有利于提高电池的能量密度

【答案】D

33．如下图所示，装置（I）是一种可充电电池，装置（Ⅱ）为惰性电极的电解池。

下列说法正确的是

A.闭合开关K时，电极B为负极，且电极反应式为：

2Brˉ－2eˉ=Br2

B.装置（I）放电时，总反应为：

2Na2S2+Br2=Na2S4+2NaBr

C.装置（I）充电时，Na+从左到右通过阳离子交换膜

D.该装置电路中有0.1moleˉ通过时，电