（2）化学能转化为电能—电池——高二化学鲁科版（2019）寒假练习
1.某兴趣小组为了探索原电池的工作原理，设计了以下实验，部分实验现象记录如下。
编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向
1 镁片、铝片 稀硫酸 偏向铝片
2 铜片、铝片。 浓硝酸
3 儀片、铝片 NaOH溶液 偏向袋片
4 铁片、石墨 NaCl溶液 …
下列说法正确的是( )
A.实验1中电子流向为镁片导线铝片电解质溶液镁片
B.实验2中的片电极反应式为
C.实验4电流表指针偏向铁片
D.由实验1和3可知，保持电极材料不变，可通过更换电解质溶液改变正负极
2.如图所示的装置，下列说法不正确的是( )
A.锌片为负极 B.该装置将化学能转化为电能
C.电子由锌片经导线流向铜片 D.铜片溶解，质量减少
3.普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理、化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为：。下列有关说法错误的是( )
A.正极的电极反应式为
B.测量原理示意图中，电子从经溶液流向电极
C.电池工作时，向电极移动
D.和的总能量高于和的总能量
4.我国科学家设计的“海泥电池”，既可用于深海水下仪器的电源补给，又有利于海洋环境污染治理，其中微生物代谢产物显酸性，电池工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.B电极为正极
B.微生物代谢反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
C.B电极的电极反应式为
D.质子从海水层通过交接面向海底沉积层移动
5.原电池原理的发现是化学对人类的一项重大贡献。关于如图所示原电池（盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液）的说法正确的是( )
A.正极上的反应为
B.铜电极为负极
C.盐桥中移向铜极
D.银电极区的通过盐桥移向铜电极区
6.电化学气敏传感器可用于监测环境中的含量，其工作原理示意图如下列说法错误的是( )
A.在电极a极上失去电子，发生氧化反应
B.溶液中向电极b移动
C.反应消耗的与的物质的量之比为4：5
D.正极的电极反应式为
7.氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如下所示。下列有关氢氧燃料电池的说法，正确的是( )
A.该电池工作时电能转化为化学能
B.该电池中电极a是正极
C.外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
D.该电池的总反应：
8.新型锂-空气电池具有成本低、能量密度大的优点，是新能源汽车理想的电源.其工作原理如图所示，其中固体电解质只允许通过.电池放电时，下列说法错误的是( )
A.通过固体电解质向正极移动
B.电流方向为石墨烯电极→外电路→金属锂电极→电池内部→石墨烯电极
C.外电路中有1mol电子转移，水性电解液离子总数增加
D.正极的电极反应为
9.某同学以大小相同的铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的实验数据如表所示：
实验编号 水果种类 电极间距离/cm 电流/
1 番茄 1 98.7
2 番茄 2 72.5
3 苹果 2 27.2
下列关于上述实验的说法正确的是( )
A.实验目的是探究水果种类和电极材料对水果电池电流的影响
B.实验所用装置中，负极材料是铜
C.实验装置将电能转化为化学能
D.实验2和3能表明水果种类对电流大小有影响
10.某同学设计了如图所示的原电池。闭合电键K，下列有关说法错误的是( )
A.铁钉为原电池的负极
B.铜丝表面有气泡产生
C.电子的移动方向：铁钉→电解质溶液→铜丝
D.若将食醋换成乙醇，无法观察到灵敏电流计指针偏转
11.“3D打印机”需要稳定电源保证工作效率，以碳纳米管作电极材料的柔性电池具有稳定性高，工作时间长，发热量小等特点，非常适合3D打印的需要。该电池工作原理如图，其放电时总反应为：。下列说法错误的是( )
A.放电时电子由锌膜经外电路流向膜
B.碳纳米管可以增大电极反应的接触面积加快电池反应速率
C.当锌膜消耗的为时，外电路转移电子
D.放电时的负极反应式为：
12.蛟龙号载人潜水器由我国自行设计、自主集成研制，是目前世界上下潜能力最深的作业型载人潜水器。给某潜水器提供动力的电池如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.Zn电极发生了还原反应
B.电池中的向Pt电极移动
C.Pt电极反应式为
D.电子从Zn电极沿导线流向Pt电极，再经溶液回到Zn电极
13.氢氧燃料电池的能量转化率较高，且产物是，无污染，是一种具有应用前景的绿色电源。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是( )
A.通入氢气的电极发生还原反应
B.外电路中每有0.4mol电子发生转移，该实验中就会有6.72L的气体被消耗
C.碱性电解液中阳离子向通入氢气的方向移动
D.正极的电极反应式为
14.某兴趣小组为了提高电池的效率，设计了如图所示的原电池。
请回答下列问题：
（1）若X是溶液，Y是稀硫酸，写出电极名称及电极反应式：
A1片：___________，__________________；
Cu片：___________，__________________。
（2）若X是浓硝酸，Y是NaCl溶液，写出电极名称及电极反应式：
A1片：___________，__________________；
Cu片：___________，__________________。
15.利用化学反应将储存在物质内部的化学能转化为电能，科学家设计出了原电池，从而为人类生产生活提供能量。
Ⅰ.2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是_________
A.液氮-液氢 B.液态-肼 C.液氧-液氢 D.液氧-煤
Ⅱ.如图是某同学设计的一个简易的原电池装置，请回答下列问题。
（1）若a电极材料为碳、b溶液为溶液，则正极的电极反应式为_________，当有6.4 g的负极材料溶解时，导线中转移的电子的数目为_________。（表示阿伏伽德罗常数的值）
（2）若a电极材料为铁、b溶液为稀硫酸，电流表的指针也会偏转，则电子由_________流向_________（填电极材料，下同），溶液中的向_________极移动。
Ⅲ.氨氧燃料电池具有很大的发展潜力，其工作原理如图所示。
a电极上的反应式为：_____________________________________________。
答案以及解析
1.答案：D
解析：A.镁片、铝片在稀硫酸中形成原电池反应，Mg为负极，Al为正极，实验1中电子流向为镁片→导线→铝片，电子不能通过电解质溶液，故A错误；
B.实验2中的铝片在浓硝酸中钝化，做原电池的正极，铜做负极，电极反应式为，故B错误；
C.实验4中Fe做负极，电流表指针偏向石墨，故C错误；
D.由实验1和3可知，保持电极材料不变，在实验1中，Mg为负极，Al为正极；实验3中Al为负极，Mg为正极，故可通过更换电解质溶液改变正负极，故D正确；
答案选D。
2.答案：D
解析：A.锌比铜活泼，锌片为负极，铜为正极，A正确；B.该装置为原电池装置，将化学能转化为电能，B正确；C.锌失去电子，电子由锌片经导线流向铜片，C正确；D.锌片溶解、质量减少，铜片不溶解，D不正确；答案选D。
3.答案：B
解析：A.由总反应知得电子变为，则正极的电极反应式为，A正确；
B.失去电子，为负极，则为正极，电子从经外电路流向电极，电子不能通过溶液，B错误；
C.阴离子向负极移动，故向电极移动，C正确；
D.此装置能量转化为化学能转化为电能，即反应物总能量高于生成物总能量，故和的总能量高于和的总能量，D正确；
故答案为B。
4.答案：B
解析：根据分析可知，A电极为正极，A错误；微生物代谢反应为，该反应中作氧化剂，作还原剂，氧化剂和还原剂物质的量之比为，B正确；B电极为负极，负极上失电子生成S，电极反应式为，C错误；原电池电解质溶液中的阳离子向正极移动，则质子从海底沉积层通过交接面向海水层移动，D错误。
5.答案：B
解析：A.Ag为正极，正极上的反应为，故A错误；
B.Cu的活泼性大于Ag，则Cu为负极、Ag为正极，故B正确；
C.原电池中阳离子移向正极，则盐桥中移向Ag极，故C错误；
D.Cu为负极、Ag为正极，阴离子移向负极，盐桥中的移向铜电极区，故D错误；
选B。
6.答案：C
解析：A.电极a通入氨气生成氮气，说明氨气被氧化，为原电池负极，N元素化合价升高，发生氧化反应，故A正确；
B.原电池工作时，阳离子移向正极Pt电极b，故B正确；
C.反应中N元素化合价升高3价，O元素化合价降低4价，根据得失电子守恒，消耗与的物质的量之比为4：3，故C错误；
D.电极b为正极，氧气得电子被还原，电极反应式为，故D正确；
答案选C。
7.答案：D
解析：原电池是将化学能转化为电能的装置，电解池是将电能转化为化学能的装置；氢氧燃料电池工作时，通入氢气的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为；通入氧气的一极为原电池的正极，电极反应式为；正负极电极反应式相加得电池反应式，电子由负极经外电路流向正极，据此解答即可。
8.答案：C
解析：根据电池工作原理示意图和石墨烯电极上通入可判断金属锂电极是电池负极，石墨烯电极是电池正极.电池工作时，内电路阳离子移向电池正极，阴离子移向电池负极，A项正确；
电池工作时，电流由正极流出经外电路到负极，再经内电路回到正极，B项正确；
电池工作时，负极电极反应式为，正极电极反应式为，D项正确；
外电路中有电子转移时，正极生成，固体电解质只允许通过而移向正极区，故水性电解液离子总数增加，C项错误.
9.答案：D
解析：上述装置为原电池装置，锌作负极，铜作正极，电解质溶液由水果提供。实验1和2可以研究电极间距离对电流的影响；实验2和3可以研究水果种类对电流的影响。
A.根据分析，实验目的是探究水果种类和电极间距离对水果电池电流的影响，A错误；
B.实验所用装置中，负极材料是锌，B错误；
C.实验装置将化学能转化为电能，C错误；
D.根据分析，实验2和3能表明水果种类对电流大小有影响，D正确；
故选D。
10.答案：C
解析：C.电子不能在溶液中迁移，C错。
11.答案：D
解析：A.Zn失去电子发生氧化反应，中Mn得电子发生还原反应，所以锌膜为负极，膜为正极，电子由锌膜流向膜，故A正确；B.碳纳米管具有导电性，可以作为电极材料，同时可以增大电极反应的接触面积加快电池反应速率，故B正确；C.当锌膜消耗的Zn为6.5g即0.1mol时，，转移0.2mol电子，则外电路转移0.2mol电子，C正确；D.该电池的负极为锌膜，电极反应，故D错误；故选D。
12.答案：C
解析：根据原电池原理，Zn的金属活动性强于Pt因此Zn是负极，Pt是正极。
C项，Pt是正极，发生还原反应，反应式为，故C项正确；
A项，Zn是负极，因此发生的是氧化反应，故A项错误；
B项，Pt是正极，得电子，电子为负电荷，故电池中的向反方向移动，所以电池中的向Zn电极移动，故B项错误；
D项，电子从Zn电极沿导线流向Pt电极，不进入溶液，溶液中为离子的转移，故D项错误。
综上所述，本题正确答案为C。
13.答案：D
解析：A. 氢氧燃料电池中，氢气易失电子发生氧化反应，故A错误；
B. 气体所处的状态不确定，无法计算气体的体积，故B错误；
C. 阳离子向正极移动即通入氧气的电极移动，故C错误；
D. 氧气易得电子发生还原反应，通入氧气的电极是正极，电极反应式为 ，故D正确;
故选: D。
14.答案：（1）负极；；正极；
（2）正极；；负极；
解析：(1)由装置可知，活泼金属Al为负极，发生失电子的氧化反应：；较不活泼金属Cu为正极，氢离子发生得电子的还原反应：。
(2)由于常温下浓硝酸能使Al钝化，此时Al为正极，正极上硝酸根离子得电子被还原：；Cu为负极，铜失电子被氧化：。
15.答案：(1)A
(2)；0.2
(3)Fe；Cu；Cu
(4)
解析：(1)A.虽然氮气在一定的条件下可以与氢气反应，而且是放热反应，但是，由于键能很大，该反应的速率很慢，氢气不能在氮气中燃烧，在短时间内不能产生大量的热量和大量的气体，因此，液氮液氢不能作为火箭推进剂，A符合题意;肼和在一定的条件下可以发生剧烈反应，该反应放出大量的热，且生成大量气体，因此，液态-肼能作为火箭推进剂，B不符合题意;氢气可以在氧气中燃烧，反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体，因此，液氧-液氢能作为火箭推进剂，C不符合题意;煤油可以在氧气中燃烧，反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体，因此，液氧-煤油能作为火箭推进剂，D不符合题意;选A；
（2）若电极材料为碳、溶液为溶液，总反应为是负极、C是正极，正极得电子生成，则正极的电极反应式为;负极反应式为，当有的溶解时，导线中转移的电子的数目为；
(3)若a电极材料为铁、b溶液为稀硫酸，铁的活泼性大于铜，铁为负极、铜为正极，则电子的流向为铁→铜;溶液中阳离子移向正极，溶液中的向铜
极移动；
(4)根据氨氧燃料电池的工作原理图可知，电极a为负极，电极b为正极;负极的电极反应式为
