化学电源测试题

化学电源训练试题一、单项选择题(每小题5分，共50分)1．生产铅蓄电池时，在两极板上的铅锑合金上均匀涂上膏状的PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是2PbSO4＋2H2O 充电放电PbO2＋Pb＋2H2SO4。

下列有关铅蓄电池的说法中错误的是(A)A．需要定期补充硫酸B．工作时Pb是负极，PbO2是正极C．工作时负极上发生的反应是Pb＋SO2－4－2e－===PbSO4D．工作时电解质溶液的密度减小解析：铅蓄电池在工作时相当于原电池，负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，所以Pb是负极，PbO2是正极；在工作时，负极上Pb失去电子生成Pb2＋，而Pb2＋又与溶液中的SO2－4结合生成PbSO4沉淀；放电时消耗硫酸的量与充电时生成硫酸的量相等，不用定期补充H2SO4；放电时，H2SO4被消耗，溶液中H2SO4的物质的量浓度减小，溶液的密度也随之减小。

2.纽扣电池可用于计算器、电子表等的电源。

有一种纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，以KOH溶液为电解质溶液，电池的总反应为Zn＋Ag2O＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。

关于该电池的叙述不正确的是(B)A．使用时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，Zn是负极B．使用时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极，Ag2O是负极C．正极的电极反应为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－D．Zn极发生氧化反应，Ag2O极发生还原反应解析：由总方程式可以看出，负极为Zn，正极为Ag2O，使用时电子由负极流向正极，A项正确；B项错误，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，C项正确，D项也正确。

3．有人设计出利用CH4和O2反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。

电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法中正确的是(A)①每消耗1 mol CH4可以向外电路提供8 mol e－②负极上CH4失去电子，电极反应式为：CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O③负极上是O2获得电子，电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－④电池放电时，溶液pH不断升高A．①②B．①③C．①④D．③④解析：CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中燃烧的反应，即CH4→CO2，严格地讲生成的CO2还与KOH反应生成K2CO3，化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O,1 mol CH4参加反应有8 mol e－发生转移，O2在正极上发生反应，获得电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

虽然正极产生OH－，负极消耗OH－，但从总反应CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋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。

故正确答案为A。

4．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。

锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)＋2MnO2(s)＋2H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋2MnOOH(s)。

下列说法错误的是( C)A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极的电极反应式：2MnO2(s)＋2H2O(l)＋2e－===2MnOOH(s)＋2OH－(aq)C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g解析：由所给的电池总反应可知，电池工作时，每有1mol Zn参加反应，失去2mol电子，则会有2mol电子从负极Zn开始流经外电路而流向正极，并在正极发生反应，2MnO2(s)＋2H2O(l)＋2e－===2MnOOH(s)＋2OH－(aq)，外电路每通过0.2mol电子，Zn的质量就减轻6.5g。

5.美国海军海底战事中心与麻省理工大学共同研制成功的用于潜航器的镁－过氧化氢燃料电池系统。

其工作原理如图所示。

以下说法中错误的是(B)A．电池的负极反应为：Mg－2e－===Mg2＋B．电池工作时，H＋向负极移动C．电池工作一段时间后，溶液的pH增大D．电池总反应式是：Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O解析：Mg－H2O2燃料电池中Mg作负极：Mg－2e－===Mg2＋，Pt作正极：H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，总式为：Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O，消耗H＋，使c(H＋)减小，pH增大，且H＋移向正极。

6．目前人们正在研究开发一种高能电池——钠－硫电池，它是以熔融的钠和硫为两极，以Na＋导电的β″－Al2O3陶瓷作固体电解质，反应式为2Na＋x S Na2S x。

以下说法正确的是(D)A．放电时，钠作正极，硫作负极B．放电时，钠极发生还原反应C．充电时，钠极与外接电源正极相连，硫极与外接电源负极相连D．充电时硫电极发生的反应为S2－x－2e－===x S解析：放电时Na为活泼金属作负极，发生氧化反应；充电时，S2－x失电子重新变为S。

7．我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。

电池总反应为：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，下列说法不正确的是( B)A．正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极C．以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积D．该电池通常只需要换铝板就可以继续使用解析：该原电池负极反应为Al－3e－===Al3＋，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，工作时电子由负极(铝电极)流向正极(铂电极)，故B项不正确。

8．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2。

下列有关该电池的说法不正确的是(C)A．电池的电解质溶液呈碱性，正极为Ni2O3、负极为FeB．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O解析：在铁镍蓄电池中，Fe作负极，Ni2O3作正极，由于生成Fe(OH)2，则电解质溶液呈碱性，A项正确；电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，B项正确；电池充电时，阴极反应为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，阴极附近溶液的pH升高，C项错误；由充电时的总反应减去阴极反应，可得阳极反应，D项正确。

9．某新型可充电电池，能长时间保持稳定的放电电压。

该电池的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，以下说法不正确的是(C)A．放电时负极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2B．放电时正极反应式为FeO2－4＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－C．放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化D．充电时阳极附近的溶液的碱性减弱解析：选项A，放电时，在碱性条件下，Zn失去电子为电池的负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2；选项B，根据放电时总电池反应式减去负极反应式(电子数需相等)可得放电时正极反应式为FeO2－4＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－；选项C，放电时，K2FeO4被还原；选项D，充电是放电的逆向反应，所以充电时，阳极消耗OH－，导致阳极附近的溶液的碱性减弱。

10.热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。

一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。

该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。

下列有关说法正确的是(D)A．正极反应：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2B．放电过程中，Li＋向负极移动C．每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g PbD．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转解析：正极上发生还原反应，A项错误；放电过程中Li＋向正极移动，B项错误；由电池总反应可知，每转移0.1 mol电子，理论上生成0.05 mol Pb，质量为10.35 g，C项错误；常温下，电解质不是熔融态，离子不能移动，不能产生电流，因此连接电流表或检流计，指针不偏转，D项正确。

二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11．(除标注外，每空2分，共14分)甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催化剂，在稀硫酸电解质溶液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。

试回答下列问题：(1)配平电池放电时发生反应的化学方程式：CH3OH＋____O2―→____CO2＋____H2O。

(2)在稀硫酸电解质溶液中，CH3OH失去电子，此时电池的正极反应是________，负极反应是________。

(3)电解质溶液中的H＋向________极移动，向外电路释放电子的电极是________极。

(4)与直接燃烧燃料产生电力相比，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先燃料电池的能量转换效率高，其次是________。

(5)甲醇燃料电池与氢氧燃料电池相比，其主要缺点是甲醇燃料电池的输出功率较低，但其主要优点是________。

解析：(1)根据得失电子守恒配平反应的化学方程式。

(2)电极反应的书写应结合电解质溶液的性质，本题给出的是酸性溶液。

(3)由电极反应可知，H＋在正极被消耗，在负极生成，所以H＋向正极移动。

答案：(1)2324(2)O2＋4H＋＋4e－===2H2O（3分）CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋（3分）(3)正负(4)对空气无污染(5)甲醇比H2廉价12．(12分)微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。

有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O ＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－根据上述反应式，完成下列填空。

(1)下列叙述正确的是________。

A．在使用过程中，电解质溶液中的KOH被不断消耗，pH减小B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极C．Zn是负极，Ag2O是正极D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应(2)写出电池的总反应式：____________________________。

(3)使用时，负极区的pH________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，正极区的pH________，电解质溶液的pH________。

解析：(1)在使用过程中，负极消耗OH－，pH减小，正极生成OH－，pH增大，电解质溶液中KOH的量不变，pH不变，A项错；电子流向是由Zn极经外电路流向Ag2O极，B 项错；Zn为负极，发生氧化反应，Ag2O为正极，发生还原反应，C项对，D项错。