人教版（2019）选择性必修1《4.1 原电池》2023年同步练习卷（11）

一、选择题

• 1．一种高性能的碱性硼化钒（VB₂ ）--空气电池如图所示，其中在VB₂电极发生反应：VB₂+16OH^--11e^-═

  VO

  3

  -

  4

  +2B（OH）₄^-+4H₂O该电池工作时，下列说法错误的是（　　）

  A．负载通过0.04mol电子时，有0.224L（标准状况）O2参与反应

  B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高

  C．电池总反应为4VB2+11O2+20OH-+6H2O═8B（OH）4-+4 VO 3 - 4

  D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极
  组卷：2071引用：34难度：0.5

  解析

• 2．科学家近年发明了一种新型Zn-CO₂水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体CO₂被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是（　　）
  

  A．放电时，负极反应为Zn-2e-+4OH-═Zn（OH）42-

  B．放电时，1molCO2转化为HCOOH，转移的电子数为2mol

  C．充电时，电池总反应为2Zn（OH）42-═2Zn+O2↑+4OH-+2H2O

  D．充电时，正极溶液中OH-浓度升高
  组卷：189引用：26难度：0.7

  解析

• 3．为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3D-Zn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D-Zn--NiOOH二次电池，结构如图所示。电池反应为Zn（s）+2NiOOH（s）+H₂O（l）

  放电

  充电

  ZnO（s）+2Ni（OH）₂（s）。下列说法错误的是（　　）

  A．三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高

  B．充电时阳极反应为Ni（OH）2（s）+OH-（aq）-e-═NiOOH（s）+H2O（l）

  C．放电时负极反应为Zn（s）+2OH-（aq）-2e-═ZnO（s）+H2O（l）

  D．放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区
  组卷：2170引用：27难度：0.6

  解析

• 4．利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV²⁺/MV⁺在电极与酶之间传递电子，示意图如图所示。下列说法错误的是（　　）
  

  A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能

  B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+═2H++2MV+

  C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3

  D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
  组卷：1029引用：30难度：0.6

  解析

• 5．锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O₂+4OH^-+2H₂O═2Zn（OH）₄^2-．下列说法正确的是（　　）

  A．充电时，电解质溶液中K+向阳极移动

  B．充电时，电解质溶液中c（OH-）逐渐减小

  C．放电时，负极反应为：Zn+4OH--2e-═Zn（OH）42-

  D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）
  组卷：3695引用：59难度：0.9

  解析

• 6．我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是（　　）

  A．放电时，a电极反应为I2Br-+2e-═2I-+Br-

  B．放电时，溶液中离子的数目增大

  C．充电时，b电极每增重0.65g,溶液中有0.02mol I-被氧化

  D．充电时，a电极接外电源负极
  组卷：2079引用：28难度：0.5

  解析

• 7．下列关于原电池的叙述错误的是（　　）

  A．原电池中的电解质不一定处于溶液状态

  B．若欲使原电池处于工作状态，必须将其与外电路形成闭合回路

  C．排在金属活动性顺序表前面的金属总是作负极，排在后面的金属总是作正极

  D．负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应
  组卷：5引用：3难度：0.9

  解析

五、解答题

• 20．某兴趣小组用如图装置研究原电池的工作原理。
  （1）甲中K断开时，装置中发生反应的离子方程式为

   

  ；K闭合时，Cu棒上的现象为

   

  ，它为原电池的

   

  （填“正”或“负”）极，电极反应式为

   

  ，外电路电流的方向由

   

  到

   

  （填“Cu”或“Zn”）。
  （2）乙图为氢氧燃料电池构造示意图，其中通入氢气的一极为电池的

   

  （填“正”或“负”）极，发生

   

  （填“氧化”或“还原”）反应。
  （3）某同学欲把反应2Ag⁺+Cu=Cu²⁺+2Ag设计成原电池，请写出负极的电极反应式：

   

  ，电解质溶液为

   

  。
  （4）下列反应通过原电池装置，可实现化学能直接转化为电能的是

   

  （填序号）。
  ①CaO+H₂O=Ca（OH）₂
  ②2H₂+O₂=2H₂O
  ③2FeCl₃+Cu=CuCl₂+2FeCl₂
  组卷：14引用：2难度：0.6

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• 21．锂离子电池广泛应用与日常电子产品中，也是电动汽车动力电池的首选．正极材料的选择决定了锂离子电池的性能．磷酸亚铁锂（LiFePO₄）以其高倍率性、高比能量、高循环特征、高安全性、低成本、环保等优点而逐渐成为“能源新呈”．
  （1）高温固相法是磷酸亚铁锂生产的主要方法．通常以亚铁盐（如FeC₂O₄•2H₂O）、磷酸盐和锂盐为原料，按化学计量比充分混匀后，在惰性气氛的保护中先经过较低温预分解，再经过高温焙烧，研磨粉碎制成．其反应原理如下：
  Li₂CO₃+2FeC₂O₄•2H₂O+2NH₄H₂PO₄═NH₃↑+3CO₂↑+

   

  +

   

  +

   

  ．
  ①完成上述化学方程式．
  ②理论上，反应中每转移0.15mol电子，会生成LiFePO₄

   

  g.
  ③反应需在惰性气氛的保护中进行，其原因是

   

  ．
  （2）磷酸铁锂电池装置如图所示，其中正极材料橄榄石型LiFePO₄通过粘合剂附着在铝箔表面，负极石墨材料附着在铜箔表面，电解质为溶解在有机溶剂中的锂盐．
  电池工作时的总反应为：LiFePO₄+6C

  充电

  放电

  Li_1-xFePO₄+Li_xC₆，则放电时，正极的电极反应式为

   

  ．充电时，Li⁺迁移方向为

   

  （填“由左向右”或“由右向左”），图中聚合物隔膜应为

   

  （填“阳”或“阴”）离子交换膜．
  （3）用该电池电解精炼铜．若用放电的电流强度I=2.0A的电池工作10分钟，电解精炼铜得到铜0.32g,则电流利用效率为

   

  （保留小数点后一位）．
  （已知：法拉第常数F=96500C/mol,电流利用效率=

  负载利用电量

  电池输出电量

  ×100%）
  （4）废旧磷酸亚铁锂电池的正极材料中的LiFePO₄难溶于水，可用H₂SO₄和H₂O₂的混合溶液浸取，发生反应的离子方程式为

   

  ．
  组卷：67引用：1难度：0.9

  解析