高中化学 专项练习 化学电源（附解析）

化学电源

1.下列关于化学电源的叙述错误的是（）。

A.普通锌钵电池中石墨棒为正极

B.铅蓄电池中覆盖着PbO2的电极板是负极板

C.氢氧燃料电池的正极是通入氧气的电极

D.碱性锌锦电池的比能量和储存时间比普通锌锦电池高

答案:B

2.茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我

国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fc合金网为电极材料的海水电池。在这种电

池中（）o

①铝合金是阴极②铝合金是负极③海水是电解液④铝合金电极发生还原

反应

A.②③B.②④

C.①②D.①④

答案:A

3.环境友好型铝碘电池己研制成功，电解质溶液为Alb溶液，已知电池总反应为

2A1+3B2A1I3O下列说法不正确的是（）。

A.该电池负极的电极反应为Al-3c-_Al3+

B.该电池的正极材料不能是镁

C.消耗相同质量金属，用锂作负极时,产生电子的物质的量比铝多

D.该电池的正极材料是碘

答案:D

解析:由总反应式知A项正确;由镁比铝活泼及镁也能与L反应知B项正确;转移

1mol电子消耗锂、铝的质量分别为7g、9g,C项正确;碘不是导体，故不能作电

极材料,D项错误。

4.锂电池是新一代高能电池,目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式

为Li+MnC）2^"LiMnC）2。卜列说法中正确的是（）。

A.Li是正极,MnOz是负极

B.放电时负极的反应:Li・e-^Li+

C.电池放电时，正极发生氧化反应

D.电池放电时,产生高镭酸根离子

答案:B

解析:根据锂电池的总反应式可知,Li作负极，发生氧化反应生成Li+;MnC）2作正极,

发生还原反应，生成MnO］而不是高镒酸根离子项、C项、D项错误,B

项正确。

力中也等

5.一种新型燃料电池，以银板为电极插入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C2H6+18OH-14e-2C0f+l2H2O。有关

此电池的推断不正确的是()o

A.通入乙烷的电极为负极

B.放电一段时间后,KOH的物质的量浓度将下降

C.参加反应的Q与C2H6的质量比为32：105

D.溶液中的OH向负极移动

答案:C

解析:在燃料电池中，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，通入乙烷的

电极为负极，发生氧化反应,A项正确;电池工作过程中,电池总反应为C2H6+4OH-+

1o2~2COg+5H2O,反应消耗KOH,因此放电一段时间后,KOH的物质的量浓度

将下降,B项正确;原电池中两极上转移的电子数相等，当有28mol电子转移时，正

极上消耗7moi0力负极上消耗2moiC2H6二者的物质的量之比为7：2,质量比

为56：15,C项错误;原也池中阴禹于向负极移动，则溶液中的OH响负极移动,D

项正确。

6.银锌电池是一种常见化学电源,其反应原理为Zn+Ag2O+H2O_Zn(OH)2+2Ag,

其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是()o

Zn电极工⑥[Ag2。电极

卜KOH溶液

A.Zn电极是电源的负极

B.电池工作一段时间后,Ag2。电极质量减小

C.电解质溶液中的K+移向Ag2O电极

D.Zn电极上发生的反应:Zn・2e--Zi?+

答案:D

解析:由总反应可知，锌发生氧化反应，锌为负极,氧化银发生还原反应，氧化银为正

极,A项正确;Ag2。电极上的电极反应为Ag2O+2e+H2O-2Ag+2OH;故电池工

作一段时间后,Ag2。电极质量减小,B项正确;原电池中阳离子向正极运动，电解质

溶液中的K+移向Ag2O电极,C项正确;锌电极上发生的反应为Zn-2c-+2OH•一

Zn(OH)2,D项错误。

7.有人设计出利用CH4和反应，用伯电极在KOH溶液中构成原电池。电池的

总反应类似于CH,在。2中燃烧。下列说法中正确的是()。

力中也等

①每消耗1molCH4可以向外电路提供8moi电子②负极上CH4失去电子，电

极反应式为CH4+10OH-8e-COf+7H2O③负极上是。2获得电子，电极反应

式为O2+2H2O+4e-40H-④电池放电时，溶液pH不断升高

A.①②B.①③

C.①④D.③④

答案:A

解析:CH4在4自电极上发生类似于CH4在。2中燃烧的反应，生成的CO2还与KOH

反应生成K2c0如电极反应式为CH4+10OH-8e-C01-+7H20,1molCH4参加反

应有8moi电子发生转移,。2在正极上发生反应，获得电子,电极反应式为

O2+2H2O+4e-4OHo虽然正极产生0H:负极消耗0H;但从总反应

CH4+2O2+2KOHK2CO3+3H2O可看出是消耗KOH,所以电池放电时溶液的

pH不断下降，故①②正确，③④错误。

8.一种由甲醇、氧气和强碱溶液（作电解质）组成的新型手机电池，可持续使用一

个月,其电池反应为2cH3OH+3O2+4OH-■2co料6H2。,则有关说法正确的是

允电

（）。

A.放电时CH30H参与反应的电极为正极

B.放电时负极的电极反应式为CH3OH+8OH-6e-C0g+6H2。

C.标准状况下，通入5.6L02并完全反应后，有0.5mol电子转移

D.放电一段时间后,通入氧气的电极附近溶液的pH降低

答案:B

解析:该原电也负极电极反应式为2cH3OH+16OH-12e2CU^+12H2O,正极反

应式为3O2+6H2（3+12e-120H,A>D项错误,B项正确;C项应有1mol电子转

移,C项错误。

9.我国学者发明了一种新型多功能甲醛-硝酸盐电池,可同时处理废水中的甲醛和

硝酸根离子（如图）。下列说法正确的是（）。

HCOO+H

CuAg2NHVCuRu

电极3电极

'HCHONO3

KOHKOH

溶液溶液

左室右室

A.CuAg电极反应为2HCHO+2H2O-4e---2HC00+H2T+20H-

B.CuRu电极反应为NOy6H2O+8e-NH3t+9OH-

C.放电过程中,OH通过质子交换膜从左室传递到右室

力中也等

D.处理废水过程中溶液pH不变，无需补加KOH

答案:B

解析:根据甲醛■硝酸盐电池工作时电子移动方向可知,CuAg电极为负极,CuRu电

极为正极,负极上HCHO失电子生成HCOO-和田,正极上N0§得电子生成NH3,

负极反应式为2HCHO+4OH・2e^==2HCO(y+H2T+2H2。,正极反应式为NO3

+6H2O+8e----NH3T+9OH•，总反应为8HCHO+N0§+7OH8HCOO-

+4H2T+NH3T+2H2。,故A项错误,B项正确;质子交换膜只允许H+通过,不允许

OH-通过，故C项错误;同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子的总反应为

8HCHO+NO3+7OH----8HCOO+4H2T+NH3T+2H2。,处理废水过程中消耗KOH

溶液,pH降低,需补加KOH,故D项错误。

10.空间实验室“天宫一号”的供电系统中使用了再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是

一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作

原理示意图，有关说法正确的是()o

A.当有0.1mol电子转移时,a极产生标准状况下L12LO2

B.b极上发生的电极反应是4H2O+4e-----2H2T+4OH-

C.c极上发生还原反应、B中的H+可以通过隔膜进入A

+

D.d极上发生的电极反应是O2+4H+4e•-2H2O

答案:C

解析:由图可知a为阴极、b为阳极、气体X为H?、气体Y为。2、c为正极、d

为负极。正极、阴极发生还原反应，负极、阳极发生氧化反应,A、B、D项错误；

在原电池中阳离子移向正极,C项正确。

11.铅酸蓄电池是常用的化学电源，其电极材料分别是Pb和PbCh,电解质溶液为

稀硫酸，该电池工作时发生的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4-2PbSO4+2H2Oo试回

答下列问题。

(1)铅酸蓄电池的负极材料是正极反应为。

(2)电池工作时，溶液中SOf移向极。

⑶电池工作时，电解质溶液的pH(填“增大”“减小”或“不变

(4)若有1mol电子从某电极流出,则参加反应的H2s。4是mol,负极的质量

变化是(填“增大”或“减小”)—go

力中也等

+

答案:(1)PbPbO2+4H+S0^-+2e-PbSO4+2H2O

⑵负

(3)增大

(4)1增大48

解析：(1)蓄电池放电时是原电池。根据电池总反应及原电池原理,负极发生氧化

+

反应,Pb为负极;正极PbO2发生还原反应，正极反应式为PbO2+S0^-+4H+2e—

PbSO4+2H2Oo(2)原电池工作时，溶液中阴离子移向负极。(3)从电池总反应可知

H2SO4参加反应,且生成片0,所以溶液pH增大。(4)根据总反应式，若从负极流出

1mol电子，参加反应的H2so4是1mol,负极有0.5molPb转化为PbS04,负极增

大质量即为0.5molSO彳的质量，即48g。

拓展提高

1.银氢电池是一种可充电电池，它可以取代会产生镉污染的锲镉电池。银氢电池

的总反应式是*2+NiO(OH)梨Ni(OH)2。根据此反应式判断，下列叙述正确的是

2允电

()。

A.电池放电时，电池负极周围溶液的碱性增强

B.电池放电时,锲元素被氧化

C.电池放电时,氢元素被还原

D.电池放电时，氢气是负极反应物

答案:D

解析:充电电池在放电时是一个电源(原电池)，发4原电池反应，在这个反应方程式

中从左到右是放电,根据发生氧化反应的是负极，发生还原反应的是正极，所以D

正确,B、C错误;而%作为电池的负极发生的反应是H2+2OH--2。-2H2。,溶液

中应该是OH-浓度减小，所以A错误。

2.质子交换膜燃料电池(PEMFC)常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢气

为燃料，空气为氧化剂，钳作催化齐山导电离子是H+,下列对该燃料电池的描述中

正确的是()□

+

①正极反应为O2+4H-4e'—2H2。

②负极反应为2H2-4C•—4H+

③总的化学反应为2H2+O2-2H2O

④氢离子通过电解质溶液向正极移动

A.①②③B.②④

C.①②④D.①③

答案:C

解析:燃料电池中的反应不是在点燃的条件下进行的，故③错误。因为导电离子是

H+,且向正极移动，所以正极反应为O2+4H++4e-2H2Oo

3.下面是四种燃料电池工作原理示意图，其中正极反应生成水的是（）。

负

~

2

电12H2

-Q

A.固体氧化物B.碱性氢氧

燃料电池燃料电池

C质子交换膜D.熔融碳酸盐

燃料电池燃料电池

答案:C

2

解析:A项,正极反应生成0;B项,正极反应生成OH-;C项,正极反应生成H2O;D

项,正极反应生成COf,

4.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为

CH3CH2OH+H2O-4e-CH3coOH+4H卜。下列有关说法正确的是（）。

A.检测时，电解质溶液中的H+向负极移动

B.若有0.4mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48L氧气

C.电池反应的化学方程式为CH3cH2OH+O2-CH3COOH+H2O

D.正极上发生的反应为O2+2H2O+4C•-4OH-

答案:C

解析:H一应向正极移动,A项错误;酸性溶液中，正极电极反应为Oz+4H++4e-

2H2O,D项错误;转移0.4mol电子时，消耗020.1mol,即标准状况下为2.24L,B项

错误;正极反应式与负极反应式相加可得电池总反应为CH3CH2OH+O2-

CH3COOH+H2O,C项正确。

5.某新型燃料电池利用民用燃气为燃料,其工作原理如图所示，下列说法错误的是

（）。

力中也等

A.通入空气的电极为该电池的正极

B.电池工作时,电子由b极经电解质流向a极

2

C.CO在b极发生的电极反应为CO-2e-+O-C02

D.相同状况下,a极消耗1LCh,理论上b极消耗2L燃料

答案:B

解析:燃料电池中,通入空气的电极为该电池的正极,A正确;电池工作时,电子白b

极经外电路流向a极,B错误;CO在b极被氧化为CO2,电极反应式为CO-2C+O2-

一CO2,C正确;H2、CO与发生反应生成H2O、CO2时,化学计量数之比均为

2：1,因此相同状况下a极消耗1LO2的同时，理论上b极消耗2L燃料,D正

确。

6.中国科学院绿色智能技术研究院设计出一种新型微生物电池，可消除水中碳水

化合物的污染。其工作原理如图所示，下列有关说法正确的是()o

质子(H)交换膜

A.X电极为负极

+

B.Y电极上的电极反应:孰但20)〃・4〃出—WCO2T+(W-2/W)H2O+4/WH

C.H+由左向右移动

D.有1molCO2生成时，消耗1mol的MnO2

答案:B

解析:该装置为原电池装置,X电极上MnCh转化成MM+,Mn元素的化合价降低，

根据原电池工作原理,X电极为正极,Y电极为负极,A错误;Y电极为负极,C元素

：

的平均化合价由0价升高为+4价,电极反应式为Cm(H2O),r47ne-~wCO2t+(/i-

+

2/W)H2O+4/HH,B正确;根据原电池工作原理,H+由负极向正极移动，即H+由右向左

+

移动,C错误;正极反应式为MnO2+2e+4H—乂1声+2比0,建立关系式为

2〃71\/111027〃7-〃(02,有1molCO2生成时，消耗2molMnO2,D错误。

7.⑴锂水电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，加入水即可放电，总

反应为2Li+2H2。-2LiOH+H2to

①锂水电池放电时,OH•向极移动。

②写出该电池放电时正极的电极反应:o

(2)有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料,其负极

反应为O

力中也等

(3)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和石墨,电解质

溶液是LiAlCl4-SOCl2o电池的总反应可表示为4Li+2soek-4LiCl+S+SO2to

①电池的负极材料为，发生的电极反应为0

②电池正极发生的电极反应为0

③组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是。

答案：(1)①负②2H2O+2e-20H-+H2T

(2)SO2+2H2O-2e-S0^+4H+

(3)@LiLi-e--Li+

@2SOCl2+4e-~4CI-+S+SO2T

③构成电池的电极材料Li能与氧气、水反应，且SOC12也与水反应

解析：(1)0出是阴离子，一定向负极移动。正极是出0中的H+得电子放出H2,所以

正极电极反应是2H2O+2e--2OH+H2TO

⑵负极失电子，化合价升高,SO2-SO匕故负极电极反应为SO2+2H2O-2e-S

0宁十4H+。

(3)分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂,SOCb为氧化剂。①负极材料为

Li(还原剂),Li-e-:~Li\②正