高中化学人教版 (2019)必修 第二册第六章 化学反应与能量第二节 化学反应的速率与限度同步测试题

专题强化练2　电极反应式的书写及新型电源

1.(2019广东揭阳高二期末,)硼氢化物NaBH4(B元素的化合价为+3价)燃料电池,由于具有效率高、产物清洁无污染和燃料易于储存和运输等优点,被认为是一种很有发展潜力的燃料电池。其工作原理如下图所示,下列说法正确的是(　　)

A.电池的负极反应式为B+2H2O-8e- B+8H+

B.放电时,每转移2 mol电子,理论上需要消耗9.5 g NaBH4

C.电池放电时Na+从b极区移向a极区

D.电极a采用MnO2,MnO2既作电极材料又有催化作用

2.(2019浙江嘉兴第一中学高一下期中,)最近,科学家研发了“全氢电池”,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A.右边吸附层中发生了还原反应

B.负极的电极反应式是H2-2e-+2OH- 2H2O

C.电池的总反应是2H2+O2 2H2O

D.电解质溶液中Na+向右移动,Cl向左移动

3.(2019江苏盐城高二期末,)《Nature》报道的一种四室(1#~4#)自供电从低浓度废水中回收铜等重金属的装置如下图所示:

下列说法正确的是(　　)

A.装置工作时,4#室中溶液pH不变

B.X、Y依次为阴离子、阳离子选择性交换膜

C.负极的电极反应式为B+8OH--8e- B(OH+4H2O

D.单位时间内4n(NaBH4)消耗>n(Cu)生成是由于负极上有O2析出

4.()锂—空气电池放电时的工作原理如图所示。下列叙述正确的是　(　　)

A.放电时Li+由B极向A极移动

B.电池放电时的总反应为4Li+O2+2H2O 4LiOH

C.B电极反应式为O2+4H++4e- 2H2O

D.电解液a可以为氯化锂溶液

5.()下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置,其电极反应式为2H2+4OH--4e- 4H2O,O2+2H2O+4e- 4OH-。下列有关叙述正确的是(　　)

A.H2在负极发生氧化反应

B.该装置中只涉及两种形式的能量转化

C.氢氧燃料电池中OH-向b极移动

D.P-型半导体连接电池的负极

6.(2019浙江温州15校高一下期中联考,)2017年2月19日在第十三届阿布扎比国际防务展上,采用先进的氢燃料电池系统的无人机,创造了该级别270分钟续航的新世界纪录。该氢燃料电池的工作原理如图所示。下列有关氢燃料电池的说法不正确的是(　　)

A.通入氢气的电极发生氧化反应

B.碱性电解液中阳离子向通入氢气的方向移动

C.正极的电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-

D.放电过程中碱性电解液中的OH-的物质的量不变

答案全解全析

1.B　本题主要考查硼氢化物NaBH4燃料电池的工作原理。负极发生氧化反应生成B,电极反应式为B+8OH--8e- B+6H2O,A不符合题意;负极反应式为B+8OH--8e- B+6H2O,每转移2 mol电子,理论上需要消耗0.25 mol即9.5 g NaBH4,B符合题意;原电池工作时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,则Na+从a极区移向b极区,C不符合题意;电极b采用MnO2,为正极,H2O2发生还原反应,得到电子被还原生成OH-,MnO2既作电极材料又有催化作用,D不符合题意。

2.C　由电子的流动方向可知左边吸附层为负极,发生氧化反应,电极反应式为H2-2e-+2OH- 2H2O,右边吸附层为正极,发生还原反应,A、B项正确;电池的总反应没有O2参与,C项错误;在原电池中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,D项正确。

3.C　根据图示可知,1#室中B失去电子变为B(OH,电子由负极经外电路转移到正极上,4#室中Cu2+获得电子变为单质Cu析出,CuSO4是强酸弱碱盐,Cu2+水解使溶液显酸性,Cu2+浓度降低,溶液的酸性减弱,因此pH增大,A不符合题意。根据图示可知,1#室溶液中的K+、Na+通过X膜进入2#室、3#室,所以X膜为阳离子选择性交换膜;4#室中的S通过Y膜进入到3#室,所以Y膜为阴离子选择性交换膜,B不符合题意。根据图示可知,负极上B失去电子变为B(OH,因此负极的电极反应式为B+8OH--8e- B(OH+4H2O,C符合题意。每1 mol B失去8 mol e-,而每1 mol Cu2+获得2 mol电子,所以单位时间内n(NaBH4)消耗>4n(Cu)生成是由于正极上有H2析出,D不符合题意。

4.B　在该电池中,A极是负极,B极是正极,阳离子由A极向B极移动,即放电时Li+由A极向B极移动,A项错误;该电池放电时的总反应为4Li+O2+2H2O 4LiOH,B项正确;正极上是氧气得电子发生还原反应,在碱性电解液中发生的反应为O2+4e-+2H2O 4OH-,C项错误;金属锂可以和水反应,电解液a中不能含有水,D项错误。

5.A　由电极反应式可知,H2发生失电子的氧化反应,故H2为负极反应物,A符合题意;该装置中涉及的能量转化形式有化学能转化为电能,电能转化为光能,有三种能量形式的转化,B不符合题意;由发光二极管中电子的移动方向可知,a极为负极,b极为正极,OH-移向负极,故P-型半导体连接电池的正极,C、D不符合题意。

6.B　该氢燃料电池中,通入氢气的一极为负极,发生氧化反应,A项正确;在原电池中,阳离子向正极即通入氧气的一极移动,B项错误;通入氧气的一极为原电池的正极,电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-,C项正确;由题图可知,该燃料电池的总反应为氢气和氧气反应生成水,则碱性电解液中的OH-的物质的量不变,D项正确。