人教版（2019）選擇性必修1《4.1 原電池》2023年同步練習卷（11）

一、選擇題

• 1．一種高性能的堿性硼化釩（VB₂ ）--空氣電池如圖所示，其中在VB₂電極發(fā)生反應(yīng)：VB₂+16OH^--11e^-═

  VO

  3

  -

  4

  +2B（OH）₄^-+4H₂O該電池工作時，下列說法錯誤的是（　?。?/h2>

  A．負載通過0.04mol電子時，有0.224L（標準狀況）O2參與反應(yīng)

  B．正極區(qū)溶液的pH降低、負極區(qū)溶液的pH升高

  C．電池總反應(yīng)為4VB2+11O2+20OH-+6H2O═8B（OH）4-+4 VO 3 - 4

  D．電流由復合碳電極經(jīng)負載、VB2電極、KOH溶液回到復合碳電極
  組卷：2050引用：34難度：0.5

  解析

• 2．科學家近年發(fā)明了一種新型Zn-CO₂水介質(zhì)電池。電池示意圖如圖，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時，溫室氣體CO₂被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯誤的是（　?。?br />

  A．放電時，負極反應(yīng)為Zn-2e-+4OH-═Zn（OH）42-

  B．放電時，1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2mol

  C．充電時，電池總反應(yīng)為2Zn（OH）42-═2Zn+O2↑+4OH-+2H2O

  D．充電時，正極溶液中OH-濃度升高
  組卷：185引用：26難度：0.7

  解析

• 3．為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性，科學家近期利用三維多孔海綿狀Zn（3D-Zn）可以高效沉積ZnO的特點，設(shè)計了采用強堿性電解質(zhì)的3D-Zn--NiOOH二次電池，結(jié)構(gòu)如圖所示。電池反應(yīng)為Zn（s）+2NiOOH（s）+H₂O（l）

  放電

  充電

  ZnO（s）+2Ni（OH）₂（s）。下列說法錯誤的是（　　）

  A．三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積，所沉積的ZnO分散度高

  B．充電時陽極反應(yīng)為Ni（OH）2（s）+OH-（aq）-e-═NiOOH（s）+H2O（l）

  C．放電時負極反應(yīng)為Zn（s）+2OH-（aq）-2e-═ZnO（s）+H2O（l）

  D．放電過程中OH-通過隔膜從負極區(qū)移向正極區(qū)
  組卷：2163引用：27難度：0.6

  解析

• 4．利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時MV²⁺/MV⁺在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如圖所示。下列說法錯誤的是（　?。?br />

  A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時還可提供電能

  B．陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2+═2H++2MV+

  C．正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3

  D．電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動
  組卷：1018引用：30難度：0.6

  解析

• 5．鋅-空氣燃料電池可用作電動車動力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)為2Zn+O₂+4OH^-+2H₂O═2Zn（OH）₄^2-．下列說法正確的是（　?。?/h2>

  A．充電時，電解質(zhì)溶液中K+向陽極移動

  B．充電時，電解質(zhì)溶液中c（OH-）逐漸減小

  C．放電時，負極反應(yīng)為：Zn+4OH--2e-═Zn（OH）42-

  D．放電時，電路中通過2mol電子，消耗氧氣22.4L（標準狀況）
  組卷：3686引用：59難度：0.9

  解析

• 6．我國科學家研制了一種新型的高比能量鋅-碘溴液流電池，其工作原理示意圖如下。圖中貯液器可儲存電解質(zhì)溶液，提高電池的容量。下列敘述不正確的是（　?。?/h2>

  A．放電時，a電極反應(yīng)為I2Br-+2e-═2I-+Br-

  B．放電時，溶液中離子的數(shù)目增大

  C．充電時，b電極每增重0.65g,溶液中有0.02mol I-被氧化

  D．充電時，a電極接外電源負極
  組卷：2057引用：28難度：0.5

  解析

• 7．下列關(guān)于原電池的敘述錯誤的是（　?。?/h2>

  A．原電池中的電解質(zhì)不一定處于溶液狀態(tài)

  B．若欲使原電池處于工作狀態(tài)，必須將其與外電路形成閉合回路

  C．排在金屬活動性順序表前面的金屬總是作負極，排在后面的金屬總是作正極

  D．負極總是發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是發(fā)生還原反應(yīng)
  組卷：4引用：3難度：0.9

  解析

五、解答題

• 20．某興趣小組用如圖裝置研究原電池的工作原理。
  （1）甲中K斷開時，裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

   

  ；K閉合時，Cu棒上的現(xiàn)象為

   

  ，它為原電池的

   

  （填“正”或“負”）極，電極反應(yīng)式為

   

  ，外電路電流的方向由

   

  到

   

  （填“Cu”或“Zn”）。
  （2）乙圖為氫氧燃料電池構(gòu)造示意圖，其中通入氫氣的一極為電池的

   

  （填“正”或“負”）極，發(fā)生

   

  （填“氧化”或“還原”）反應(yīng)。
  （3）某同學欲把反應(yīng)2Ag⁺+Cu=Cu²⁺+2Ag設(shè)計成原電池，請寫出負極的電極反應(yīng)式：

   

  ，電解質(zhì)溶液為

   

  。
  （4）下列反應(yīng)通過原電池裝置，可實現(xiàn)化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的是

   

  （填序號）。
  ①CaO+H₂O=Ca（OH）₂
  ②2H₂+O₂=2H₂O
  ③2FeCl₃+Cu=CuCl₂+2FeCl₂
  組卷：13引用：2難度：0.6

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• 21．鋰離子電池廣泛應(yīng)用與日常電子產(chǎn)品中，也是電動汽車動力電池的首選．正極材料的選擇決定了鋰離子電池的性能．磷酸亞鐵鋰（LiFePO₄）以其高倍率性、高比能量、高循環(huán)特征、高安全性、低成本、環(huán)保等優(yōu)點而逐漸成為“能源新呈”．
  （1）高溫固相法是磷酸亞鐵鋰生產(chǎn)的主要方法．通常以亞鐵鹽（如FeC₂O₄?2H₂O）、磷酸鹽和鋰鹽為原料，按化學計量比充分混勻后，在惰性氣氛的保護中先經(jīng)過較低溫預分解，再經(jīng)過高溫焙燒，研磨粉碎制成．其反應(yīng)原理如下：
  Li₂CO₃+2FeC₂O₄?2H₂O+2NH₄H₂PO₄═NH₃↑+3CO₂↑+

   

  +

   

  +

   

  ．
  ①完成上述化學方程式．
  ②理論上，反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移0.15mol電子，會生成LiFePO₄

   

  g.
  ③反應(yīng)需在惰性氣氛的保護中進行，其原因是

   

  ．
  （2）磷酸鐵鋰電池裝置如圖所示，其中正極材料橄欖石型LiFePO₄通過粘合劑附著在鋁箔表面，負極石墨材料附著在銅箔表面，電解質(zhì)為溶解在有機溶劑中的鋰鹽．
  電池工作時的總反應(yīng)為：LiFePO₄+6C

  充電

  放電

  Li_1-xFePO₄+Li_xC₆，則放電時，正極的電極反應(yīng)式為

   

  ．充電時，Li⁺遷移方向為

   

  （填“由左向右”或“由右向左”），圖中聚合物隔膜應(yīng)為

   

  （填“陽”或“陰”）離子交換膜．
  （3）用該電池電解精煉銅．若用放電的電流強度I=2.0A的電池工作10分鐘，電解精煉銅得到銅0.32g,則電流利用效率為

   

  （保留小數(shù)點后一位）．
  （已知：法拉第常數(shù)F=96500C/mol,電流利用效率=

  負載利用電量

  電池輸出電量

  ×100%）
  （4）廢舊磷酸亞鐵鋰電池的正極材料中的LiFePO₄難溶于水，可用H₂SO₄和H₂O₂的混合溶液浸取，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

   

  ．
  組卷：66引用：1難度：0.9

  解析