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（2）化學能轉化為電能—電池——高二化學魯科版（2019）寒假練習
1.某興趣小組為了探索原電池的工作原理，設計了以下實驗，部分實驗現象記錄如下。
編號 電極材料 電解質溶液 電流表指針偏轉方向
1 鎂片、鋁片 稀硫酸 偏向鋁片
2 銅片、鋁片。 濃硝酸
3 儀片、鋁片 NaOH溶液 偏向袋片
4 鐵片、石墨 NaCl溶液 …
下列說法正確的是( )
A.實驗1中電子流向為鎂片導線鋁片電解質溶液鎂片
B.實驗2中的片電極反應式為
C.實驗4電流表指針偏向鐵片
D.由實驗1和3可知，保持電極材料不變，可通過更換電解質溶液改變正負極
2.如圖所示的裝置，下列說法不正確的是( )
A.鋅片為負極 B.該裝置將化學能轉化為電能
C.電子由鋅片經導線流向銅片 D.銅片溶解，質量減少
3.普通水泥在固化過程中其自由水分子減少并形成堿性溶液。根據這一物理、化學特點，科學家發明了電動勢法測水泥的初凝時間。此法的原理如圖所示，反應的總方程式為：。下列有關說法錯誤的是( )
A.正極的電極反應式為
B.測量原理示意圖中，電子從經溶液流向電極
C.電池工作時，向電極移動
D.和的總能量高于和的總能量
4.我國科學家設計的“海泥電池”，既可用于深海水下儀器的電源補給，又有利于海洋環境污染治理，其中微生物代謝產物顯酸性，電池工作原理如圖所示。下列說法正確的是( )
A.B電極為正極
B.微生物代謝反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為1:2
C.B電極的電極反應式為
D.質子從海水層通過交接面向海底沉積層移動
5.原電池原理的發現是化學對人類的一項重大貢獻。關于如圖所示原電池（鹽橋中裝有含瓊膠的KCl飽和溶液）的說法正確的是( )
A.正極上的反應為
B.銅電極為負極
C.鹽橋中移向銅極
D.銀電極區的通過鹽橋移向銅電極區
6.電化學氣敏傳感器可用于監測環境中的含量，其工作原理示意圖如下列說法錯誤的是( )
A.在電極a極上失去電子，發生氧化反應
B.溶液中向電極b移動
C.反應消耗的與的物質的量之比為4：5
D.正極的電極反應式為
7.氫氧燃料電池可以使用在航天飛機上，其反應原理示意圖如下所示。下列有關氫氧燃料電池的說法，正確的是( )
A.該電池工作時電能轉化為化學能
B.該電池中電極a是正極
C.外電路中電子由電極b通過導線流向電極a
D.該電池的總反應：
8.新型鋰-空氣電池具有成本低、能量密度大的優點，是新能源汽車理想的電源.其工作原理如圖所示，其中固體電解質只允許通過.電池放電時，下列說法錯誤的是( )
A.通過固體電解質向正極移動
B.電流方向為石墨烯電極→外電路→金屬鋰電極→電池內部→石墨烯電極
C.外電路中有1mol電子轉移，水性電解液離子總數增加
D.正極的電極反應為
9.某同學以大小相同的銅片和鋅片為電極研究水果電池，得到的實驗數據如表所示：

實驗編號 水果種類 電極間距離/cm 電流/
1 番茄 1 98.7
2 番茄 2 72.5
3 蘋果 2 27.2
下列關于上述實驗的說法正確的是( )
A.實驗目的是探究水果種類和電極材料對水果電池電流的影響
B.實驗所用裝置中，負極材料是銅
C.實驗裝置將電能轉化為化學能
D.實驗2和3能表明水果種類對電流大小有影響
10.某同學設計了如圖所示的原電池。閉合電鍵K，下列有關說法錯誤的是( )
A.鐵釘為原電池的負極
B.銅絲表面有氣泡產生
C.電子的移動方向：鐵釘→電解質溶液→銅絲
D.若將食醋換成乙醇，無法觀察到靈敏電流計指針偏轉
11.“3D打印機”需要穩定電源保證工作效率，以碳納米管作電極材料的柔性電池具有穩定性高，工作時間長，發熱量小等特點，非常適合3D打印的需要。該電池工作原理如圖，其放電時總反應為：。下列說法錯誤的是( )
A.放電時電子由鋅膜經外電路流向膜
B.碳納米管可以增大電極反應的接觸面積加快電池反應速率
C.當鋅膜消耗的為時，外電路轉移電子
D.放電時的負極反應式為：
12.蛟龍號載人潛水器由我國自行設計、自主集成研制，是目前世界上下潛能力最深的作業型載人潛水器。給某潛水器提供動力的電池如圖所示。下列有關說法正確的是( )
A.Zn電極發生了還原反應
B.電池中的向Pt電極移動
C.Pt電極反應式為
D.電子從Zn電極沿導線流向Pt電極，再經溶液回到Zn電極
13.氫氧燃料電池的能量轉化率較高，且產物是，無污染，是一種具有應用前景的綠色電源。下列有關氫氧燃料電池的說法正確的是( )
A.通入氫氣的電極發生還原反應
B.外電路中每有0.4mol電子發生轉移，該實驗中就會有6.72L的氣體被消耗
C.堿性電解液中陽離子向通入氫氣的方向移動
D.正極的電極反應式為
14.某興趣小組為了提高電池的效率，設計了如圖所示的原電池。
請回答下列問題：
（1）若X是溶液，Y是稀硫酸，寫出電極名稱及電極反應式：
A1片：___________，__________________；
Cu片：___________，__________________。
（2）若X是濃硝酸，Y是NaCl溶液，寫出電極名稱及電極反應式：
A1片：___________，__________________；
Cu片：___________，__________________。
15.利用化學反應將儲存在物質內部的化學能轉化為電能，科學家設計出了原電池，從而為人類生產生活提供能量。
Ⅰ.2023年5月10日，天舟六號貨運飛船成功發射，標志著我國航天事業進入到高質量發展新階段。下列不能作為火箭推進劑的是_________
A.液氮-液氫 B.液態-肼 C.液氧-液氫 D.液氧-煤
Ⅱ.如圖是某同學設計的一個簡易的原電池裝置，請回答下列問題。
（1）若a電極材料為碳、b溶液為溶液，則正極的電極反應式為_________，當有6.4 g的負極材料溶解時，導線中轉移的電子的數目為_________。（表示阿伏伽德羅常數的值）
（2）若a電極材料為鐵、b溶液為稀硫酸，電流表的指針也會偏轉，則電子由_________流向_________（填電極材料，下同），溶液中的向_________極移動。
Ⅲ.氨氧燃料電池具有很大的發展潛力，其工作原理如圖所示。
a電極上的反應式為：_____________________________________________。
答案以及解析
1.答案：D
解析：A.鎂片、鋁片在稀硫酸中形成原電池反應，Mg為負極，Al為正極，實驗1中電子流向為鎂片→導線→鋁片，電子不能通過電解質溶液，故A錯誤；
B.實驗2中的鋁片在濃硝酸中鈍化，做原電池的正極，銅做負極，電極反應式為，故B錯誤；
C.實驗4中Fe做負極，電流表指針偏向石墨，故C錯誤；
D.由實驗1和3可知，保持電極材料不變，在實驗1中，Mg為負極，Al為正極；實驗3中Al為負極，Mg為正極，故可通過更換電解質溶液改變正負極，故D正確；
答案選D。
2.答案：D
解析：A.鋅比銅活潑，鋅片為負極，銅為正極，A正確；B.該裝置為原電池裝置，將化學能轉化為電能，B正確；C.鋅失去電子，電子由鋅片經導線流向銅片，C正確；D.鋅片溶解、質量減少，銅片不溶解，D不正確；答案選D。
3.答案：B
解析：A.由總反應知得電子變為，則正極的電極反應式為，A正確；
B.失去電子，為負極，則為正極，電子從經外電路流向電極，電子不能通過溶液，B錯誤；
C.陰離子向負極移動，故向電極移動，C正確；
D.此裝置能量轉化為化學能轉化為電能，即反應物總能量高于生成物總能量，故和的總能量高于和的總能量，D正確；
故答案為B。
4.答案：B
解析：根據分析可知，A電極為正極，A錯誤；微生物代謝反應為，該反應中作氧化劑，作還原劑，氧化劑和還原劑物質的量之比為，B正確；B電極為負極，負極上失電子生成S，電極反應式為，C錯誤；原電池電解質溶液中的陽離子向正極移動，則質子從海底沉積層通過交接面向海水層移動，D錯誤。
5.答案：B
解析：A.Ag為正極，正極上的反應為，故A錯誤；
B.Cu的活潑性大于Ag，則Cu為負極、Ag為正極，故B正確；
C.原電池中陽離子移向正極，則鹽橋中移向Ag極，故C錯誤；
D.Cu為負極、Ag為正極，陰離子移向負極，鹽橋中的移向銅電極區，故D錯誤；
選B。
6.答案：C
解析：A.電極a通入氨氣生成氮氣，說明氨氣被氧化，為原電池負極，N元素化合價升高，發生氧化反應，故A正確；
B.原電池工作時，陽離子移向正極Pt電極b，故B正確；
C.反應中N元素化合價升高3價，O元素化合價降低4價，根據得失電子守恒，消耗與的物質的量之比為4：3，故C錯誤；
D.電極b為正極，氧氣得電子被還原，電極反應式為，故D正確；
答案選C。
7.答案：D
解析：原電池是將化學能轉化為電能的裝置，電解池是將電能轉化為化學能的裝置；氫氧燃料電池工作時，通入氫氣的一極為原電池的負極，發生氧化反應，電極反應式為；通入氧氣的一極為原電池的正極，電極反應式為；正負極電極反應式相加得電池反應式，電子由負極經外電路流向正極，據此解答即可。
8.答案：C
解析：根據電池工作原理示意圖和石墨烯電極上通入可判斷金屬鋰電極是電池負極，石墨烯電極是電池正極.電池工作時，內電路陽離子移向電池正極，陰離子移向電池負極，A項正確；
電池工作時，電流由正極流出經外電路到負極，再經內電路回到正極，B項正確；
電池工作時，負極電極反應式為，正極電極反應式為，D項正確；
外電路中有電子轉移時，正極生成，固體電解質只允許通過而移向正極區，故水性電解液離子總數增加，C項錯誤.
9.答案：D
解析：上述裝置為原電池裝置，鋅作負極，銅作正極，電解質溶液由水果提供。實驗1和2可以研究電極間距離對電流的影響；實驗2和3可以研究水果種類對電流的影響。
A.根據分析，實驗目的是探究水果種類和電極間距離對水果電池電流的影響，A錯誤；
B.實驗所用裝置中，負極材料是鋅，B錯誤；
C.實驗裝置將化學能轉化為電能，C錯誤；
D.根據分析，實驗2和3能表明水果種類對電流大小有影響，D正確；
故選D。
10.答案：C
解析：C.電子不能在溶液中遷移，C錯。
11.答案：D
解析：A.Zn失去電子發生氧化反應，中Mn得電子發生還原反應，所以鋅膜為負極，膜為正極，電子由鋅膜流向膜，故A正確；B.碳納米管具有導電性，可以作為電極材料，同時可以增大電極反應的接觸面積加快電池反應速率，故B正確；C.當鋅膜消耗的Zn為6.5g即0.1mol時，，轉移0.2mol電子，則外電路轉移0.2mol電子，C正確；D.該電池的負極為鋅膜，電極反應，故D錯誤；故選D。
12.答案：C
解析：根據原電池原理，Zn的金屬活動性強于Pt因此Zn是負極，Pt是正極。
C項，Pt是正極，發生還原反應，反應式為，故C項正確；
A項，Zn是負極，因此發生的是氧化反應，故A項錯誤；
B項，Pt是正極，得電子，電子為負電荷，故電池中的向反方向移動，所以電池中的向Zn電極移動，故B項錯誤；
D項，電子從Zn電極沿導線流向Pt電極，不進入溶液，溶液中為離子的轉移，故D項錯誤。
綜上所述，本題正確答案為C。
13.答案：D
解析：A. 氫氧燃料電池中，氫氣易失電子發生氧化反應，故A錯誤；
B. 氣體所處的狀態不確定，無法計算氣體的體積，故B錯誤；
C. 陽離子向正極移動即通入氧氣的電極移動，故C錯誤；
D. 氧氣易得電子發生還原反應，通入氧氣的電極是正極，電極反應式為 ，故D正確;
故選: D。
14.答案：（1）負極；；正極；
（2）正極；；負極；
解析：(1)由裝置可知，活潑金屬Al為負極，發生失電子的氧化反應：；較不活潑金屬Cu為正極，氫離子發生得電子的還原反應：。
(2)由于常溫下濃硝酸能使Al鈍化，此時Al為正極，正極上硝酸根離子得電子被還原：；Cu為負極，銅失電子被氧化：。
15.答案：(1)A
(2)；0.2
(3)Fe；Cu；Cu
(4)
解析：(1)A.雖然氮氣在一定的條件下可以與氫氣反應，而且是放熱反應，但是，由于鍵能很大，該反應的速率很慢，氫氣不能在氮氣中燃燒，在短時間內不能產生大量的熱量和大量的氣體，因此，液氮液氫不能作為火箭推進劑，A符合題意;肼和在一定的條件下可以發生劇烈反應，該反應放出大量的熱，且生成大量氣體，因此，液態-肼能作為火箭推進劑，B不符合題意;氫氣可以在氧氣中燃燒，反應速率很快且放出大量的熱、生成大量氣體，因此，液氧-液氫能作為火箭推進劑，C不符合題意;煤油可以在氧氣中燃燒，反應速率很快且放出大量的熱、生成大量氣體，因此，液氧-煤油能作為火箭推進劑，D不符合題意;選A；
（2）若電極材料為碳、溶液為溶液，總反應為是負極、C是正極，正極得電子生成，則正極的電極反應式為;負極反應式為，當有的溶解時，導線中轉移的電子的數目為；
(3)若a電極材料為鐵、b溶液為稀硫酸，鐵的活潑性大于銅，鐵為負極、銅為正極，則電子的流向為鐵→銅;溶液中陽離子移向正極，溶液中的向銅
極移動；
(4)根據氨氧燃料電池的工作原理圖可知，電極a為負極，電極b為正極;負極的電極反應式為

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