原电池工作原理及应用知识点题库

如图所示的两个实验装置，溶液的体积均为200mL．开始时电解质溶液的浓度均为0.1mol/L，工作一段时间后，测得导线中均通过0.02mol电子，若不考虑盐的水解和溶液和体积变化，下列叙述中正确的是（　　）

A . 产生气体的体积：①＞② B . 溶液的pH变化：①减小，②增大 C . 电极上生成物质的质量：①=② D . 电极反应式：①中阳极2Cl^﹣﹣2e^﹣═Cl₂↑，②中负极2H⁺+2e^﹣═H₂↑

如图所示的原电池中，锌电极为（）

A . 负极 B . 正极 C . 发生还原反应的一极 D . 发生氧化反应的一极

下列有关如图装置的说法正确的是（）

A . 若K与c连接，石墨电极的电极反应为：O₂+4e^﹣+4H⁺=2H₂O B . 若K与c连接，则溶液中的Na⁺向铁电极移动 C . 若K与d连接，铁电极的电极反应为：2H⁺+2e^﹣═H₂↑ D . 若K与d连接，一段时间后，加适量稀盐酸可使电解质溶液复原

如图所示，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，a极附近溶液显红色．下列说法中正确的是（）

A . CuSO₄溶液的n（SO₄²^﹣）保持不变 B . U型管中溶液pH值逐渐变小 C . CuSO₄溶液的c（Cu²⁺）逐渐减小 D . X是正极，Y是负极

如图是一个电化学过程的示意图．

请回答下列问题：

（1）图中甲池是（填“原电池”“电解池”或“电镀池”）．
（2） A（石墨）电极的名称是（填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”）．
（3）写出通入CH₃OH的电极的电极反应式
（4）乙池中反应的化学方程式为当乙池中B（Ag）极质量增加5.4g，甲池中理论上消耗O₂的体积为 L（标准状况），此时丙池中某电极析出1.6g某金属，则丙池中的某盐溶液可能是
A．MgSO₄B．CuSO₄ C．NaCl D．AgNO₃ ．

如图所示装置中观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，指针指向M，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的组合是（）

	M	N	P
A	锌	铜	稀硫酸溶液
B	铜	铁	稀盐酸溶液
C	银	锌	硝酸银溶液
D	锌	铁	硝酸铁溶液

A . A B . B C . C D . D

下列各个装置中能组成原电池的是（）

A .

稀硫酸 B .

Cu₂SO₄溶液 C .

酒精溶液 D .

稀硫酸

2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。其总反应方程式为：xLi ＋ Li₁_－xMn₂O₄

LiMn₂O₄下列叙述错误的是（）

A . a为电池的正极 B . 放电时，溶液中Li^＋从b向a迁移 C . 充电时，外接电源的负极与b相连 D . 可用Na₂SO₄溶液代替Li₂SO₄溶液

（1）已知下列两个热化学方程式：
C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l） ΔH=－2220.0 kJ·mol^-1

H₂O（l）=H₂O（g） ΔH=+44.0 kJ·mol^-1

则0.5 mol丙烷燃烧生成CO₂和气态水时释放的热量为。
（2）已知：TiO₂（s）＋2Cl₂（g） TiCl₄（l）＋O₂（g） ΔH＝＋140 kJ·mol^－¹
2C（s）＋O₂（g） 2CO（g） ΔH＝－221 kJ·mol^－¹

写出TiO₂和焦炭、氯气反应生成TiCl₄和CO气体的热化学方程式：
（3）科学家已获得了极具理论研究意义的N₄分子，其结构为正四面体（如右图所示），与白磷分子相似。已知断裂1molN—N键吸收193kJ热量，断裂1molN $\text{[math]}$ N键吸收941kJ热量，则1molN₄气体转化为2molN₂时要放出kJ能量。
（4）阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池总反应为：
2H₂+O₂→2H₂O，电解质溶液为稀H₂SO₄溶液，电池放电时是将能转化为能。其电极反应式分别为：负极，正极。

有位科学家说：“甲烷是21世纪的新燃料。”甲烷作为燃料的用途之一就是用于制作燃料电池。有科技工作者制造了一种甲烷燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入甲烷，电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O²^－。以下判断错误的是（）

A . 电池正极发生的反应：O₂＋4e^－=2O²^－ B . 电池负极发生的反应：CH₄＋4O²^－－8e^－=CO₂＋2H₂O C . 固体电解质里的O²^－的移动方向：由正极流向负极 D . 向外电路释放电子的电极：正极(即电子由正极流向负极)

根据如图所示的装置，可判断出下列离子方程式错误的是( )

A . 2Ag(s)＋Cd²^＋(aq)=2Ag^＋(aq)＋Cd(s) B . Co²^＋(aq)＋Cd(s)=Co(s)＋Cd²^＋(aq) C . 2Ag^＋(aq)＋Cd(s)=2Ag(s)＋Cd²^＋(aq) D . 2Ag^＋(aq)＋Co(s)=2Ag(s)＋Co²^＋(aq)

三元电池成为2018年我国电动汽车的新能源，其电极材料可表示为 $\text{[math]}$ ，且x+y+z=1，充电时电池总反应为LiNi_xCo_yMn_zO₂+6C(石墨)=Li_1-aNi_xCo_yMn_zO₂+Li_aC₆ ，其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定的离子X通过的隔膜。下列说法正确的是( )

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A . 允许离子X通过的隔膜属于阴离子交换膜 B . 充电时，A 为阴极，Li⁺被氧化 C . 可从无法充电的废旧电池的石墨电极中回收金属锂 D . 放电时，正极反应式为 Li_1-aNi_xCo_yMn_zO₂+aLi ⁺+ae^-= LiNi_xCo_yMn_zO₂

查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，理论上乙醇可以被完全氧化为CO₂ ，但实际上乙醇被氧化为X，其中一个电极的反应式为：CH₃CH₂OH－2e^－=X＋2H^＋。下列说法中正确的是（）

A . 电池内部H^＋由正极向负极移动 B . 另一极的电极反应式为：O₂＋4e^－＋2H₂O=4OH^－ C . 乙醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极 D . 电池总反应为：2CH₃CH₂OH＋O₂=2CH₃CHO＋2H₂O

某种甲烷燃料电池采用铂作电极，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过，其基本结构如右图，电池总反应为：CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O。下列有关说法正确的是（）

A . 电子由a极流出经过负载流向b极 B . 电解质溶液中H⁺移向a极 C . 每转移1mole-，消耗1.6gCH₄ D . b极上的电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

2019年诺贝尔化学奖授予在锂电池发展上做出贡献的三位科学家。某可连续工作的液流锂离子储能电池放电时工作原理如图所示，下列说法正确的是（）

A . 放电时，Li电极发生了还原反应 B . 放电时，Ti电极发生的电极方程式为：Fe²⁺-e^-=Fe³⁺ C . 放电时，储罐中发生反应： $\text{[math]}$ +2Fe²⁺=2Fe³⁺+2 $\text{[math]}$ D . Li⁺选择性透过膜可以通过Li⁺和H₂O

（1） Ⅰ.认真观察下图，回答问题：

图中所示反应是(填“吸热”或“放热”)反应。
（2）已知拆开1mol H—H键、1mol Cl—Cl、1mol H—Cl键分别需要吸收的能量为436kJ、243kJ、431kJ，则由1mol氢气和1mol 氯气反应生成2mol HCl会 (填“放出”或“吸收”)kJ的热量。
（3）下列反应中，属于放热反应的是。
① 物质燃烧 ② 炸药爆炸 ③ 煅烧石灰石 ④二氧化碳通过炽热的碳 ⑤ 酸碱中和反应 ⑥ Ba(OH)₂·8H₂O与NH₄Cl晶体反应 ⑦浓硫酸稀释
（4） Ⅱ.燃料电池是一种高效供能装置，上右图所示为甲烷燃料工作原理示意图。请回答下列问题：
a电极为电池的(填“正极”或“负极”)，电解质溶液中Na⁺流向极 (填“a”或“b”)。
（5）写出a电极反应式：。
（6） Ⅲ.为了检测熟肉中NaNO₂含量，某兴趣小组从1000g隔夜熟肉中提取NaNO₃和NaNO₂后配成溶液，用0.005 mol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定。反应原理为：2MnO $\text{[math]}$ +5NO $\text{[math]}$ +6H⁺=2Mn²⁺+5 NO $\text{[math]}$ +3H₂O。测定三次消耗高锰酸钾溶液平均体积为8.00 mL。则NaNO₂含量为mg•Kg^-1^。

一种甲烷燃料电池的工作原理如图所示。

（1） X电极为(填“正极”或“负极”)，该电极的电极反应式为。
（2）放电过程中， $\text{[math]}$ 向(填“X极”或“Y极”)移动。
（3）若用该燃料电池进行粗铜精炼，则M极连接的是(填“粗铜”或“精铜”)，N极的电极反应式为。
（4）若用该燃料电池进行电镀铜，则N极连接的是(填“镀件”或“精铜”)，理论上每消耗 $\text{[math]}$ 甲烷时，M极变化(增加或减少)的质量为g。

任何化学反应都伴随着能量的变化，通过化学反应，化学能可转化为热能、光能、电能等不同形式的能量。

（1）用图甲、乙所示装置进行实验，请回答下列问题：
①以下叙述中，正确的是。
a．甲中锌片是负极，乙中铜片是正极 b．两烧杯中铜片表面均有气泡产生
c．两烧杯中溶液的pH均增大 d．乙中电流由铜片经过导线流向锌片
②若反应过程中有0.4mol电子转移，乙装置中生成的氢气在标况下的体积为。
（2） Mg，Al设计成如由图所示原电池装置：
①若溶液为盐酸，Mg为极；
②若溶液为氢氧化钠溶液，Mg电极发生的电极反应为。
（3） CO与 $\text{[math]}$ 反应还可制备 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 可作为燃料使用，用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：
电池总反应为 $\text{[math]}$ ，则c电极的反应方程式为，若线路中转移2mol电子，则上述 $\text{[math]}$ 燃料电池，消耗的 $\text{[math]}$ 在标准状况下的体积为L。

尿素[CO(NH₂)₂]燃料电池可直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，其装置如图所示，下列说法不正确的是（）

A . 该装置是将化学能转化为电能 B . A极为负极，发生还原反应 C . 电流从B极经导线流向A极 D . B极反应式：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O

二甲醚(CH₃OCH₃)气体是一种可再生绿色新能源，被誉为“21 世纪的清洁燃料”。

（1）写出二甲醚一种同分异构体的结构简式：。
（2）已知：4.6g二甲醚气体完全燃烧生成液态水放出 145.5kJ 热量，写出其燃烧的热化学反应方程式。
（3）工业上可用水煤气合成二甲醚：2CO(g) + 4H₂(g)⇌CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)
①测得 CO 和 CH₃OCH₃(g)的浓度随时间变化如图所示，则反应开始至平衡时的 H₂平均反应速率v(H₂)= mol/(L·min )。
②该反应在恒容密闭容器中进行，下列叙述中能表示该反应达到平衡状态的是。
A．单位时间内生成 CO 和 H₂的物质的量之比为 1﹕2
B．CH₃OCH₃的浓度不再变化
C．容器内压强不再变化
D．CH₃OCH₃与 H₂O 的物质的量相等
（4）二甲醚燃料电池工作原理如图所示
①该电池的负极是 (填“a 电极”或“b 电极”)
②H⁺通过质子交换膜时的移动方向是。(填选项字母)
A．从左向右 B．从右向左
③通入 O₂的电极反应式是。

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