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2025-2026年人教版高中化学选择性必修第一册同步训练
第四章 化学反应与电能第一节 原电池
一、基础练习（本大题共10小题）
1．将氢气、甲烷、乙醇等物质在氧气中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达80%(一般柴油发电机只有40%左右)，产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是(　　)
A．上述燃料电池的负极反应物是氢气、甲烷、乙醇等物质
B．氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用
C．乙醇燃料电池的电解质常用KOH，该电池的负极反应为C2H5OH－12e－===2CO2＋3H2O
D．以KOH溶液作为电解质溶液，甲烷燃料电池的正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2．一种Al-PbO2电池通过x和y两种离子交换膜隔成M、R、N三个区域，三个区域的电解质分别为Na2SO4、H2SO4、NaOH中的一种，结构如图。下列说法错误的是

A．a>b
B．M区电解质为NaOH
C．放电时R区域的电解质浓度逐渐增大
D．放电时，PbO2电极反应为PbO2+2e-+4H+=Pb2++2H2O
3．一种新型Zn-PbO2电池结构示意图如图所示，电池由三个不同区域(A、B、C)组成，所用电解质溶液分别为KOH溶液、K2SO4溶液和稀H2SO4，不同区域由离子交换膜(a、b)隔开。关于该电池下列说法不正确的是(　　)
A．Zn为负极，发生的电极反应为Zn－2e－＋4OH－Zn(OH
B．a、b隔膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
C．电池中消耗6.5 g Zn，理论上PbO2电极应增重6.4 g
D．Zn-PbO2电池与传统铅蓄电池相比，输出电压更低
4．如图，利用反应处理工业废气并回收单质硫。下列说法错误的是
A．电极b为电池的正极
B．由a电极经质子膜移向b极区
C．电极a上的电极反应式为
D．反应，则电池内部释放热能
5．锌铜原电池装置如图所示(电解质溶液为1mol/L的稀硫酸)，其中阴离子交换膜只允许阴离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是
A．电池工作一段时间后，甲池溶液的总质量减轻
B．铜电极上发生氧化反应
C．电池工作一段时间后，乙池的c(Zn2+)＞c()
D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
6．Cu-Ag原电池装置如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A.电子由Ag极经外电路流向Cu极
B.实验过程中取出盐桥，原电池仍能继续工作
C.盐桥中的移向溶液
D.若用U形铜代替盐桥，一段时间后U形铜质量不变
7．氢氧燃料电池可用于太空航行中，反应产生的水经冷却后可作为航天员的饮用水。下列关于碱性氢氧燃料电池说法正确的是（ ）
A．电子从氧电极一端流出，经过导线流向氢电极一端
B．当得到1.8 L饮用水时，电池内转移电子约为200 mol
C．电池的负极反应为H2-2e-=2H+
D．如改为酸性电池，电池总反应将发生 改变
8．肼(N2H4)是一种可燃性液体，以其为原料的燃料电池具有产物无污染的特点，其工作原理如图所示。电解质溶液为20%~30%的NaOH溶液，下列叙述正确的是

A．b为负极
B．b极消耗1molO2，a极消耗的N2H4为
C．a极的电极反应为：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O
D．若离子交换膜为阳离子交换膜，则消耗N2H4的质量与正极区电解质溶液增加的质量相等
9．2022北京冬奥会赛区内使用氢燃料清洁能源车辆，这种车辆利用原电池原理提供清洁电能，某氢氧燃料电池工作原理如图所示。下列说法正确的是（ ）

A．电极a为电池的正极
B．电池工作过程中，向负极迁移
C．电极b表面反应为
D．氢氧燃料电池中正极消耗(标准状况)气体时，电路中通过的电子数目为2NA
10．近日，我国科学家合成了二苯并[b，i]吩嗪-5，7，12，14-四酮(DPT)作为水系锌电池的活性电极材料，并发现存储主导了电极反应。在放电过程中，DPT在电极表面被还原为微超溶解的，原理如图所示：
下列叙述错误的是
A．电极a为正极，发生还原反应
B．放电时，电子由电极经外电路流向电极
C．在“化学反应”中作还原剂
D．若溶解，理论上生成
二、巩固提升（本大题共5小题）
11．肼（N2H4）是一种还原性较强的液体，在生物膜电极表面容易发生氧化反应，从而达到无污染净化高浓度酸性NO3－废水的目的，其装置如图所示。其中M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜。下列说法错误的是（　　）
A．X为低浓度KOH溶液
B．K＋通过N自左向右定向移动
C．负极上的电极反应式为N2H4－4e－＋4OH－N2↑＋4H2O
D．电池放电时，正、负极产生的N2的物质的量之比为1 ∶1
12．十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对污染防治比过去要求更高。某种利用垃圾渗透液实现发电、环保二位一体结合的装置示意图如下，当该装置工作时，下列说法正确的是
A．盐桥中Cl-向Y极移动
B．电路中流过7.5 mol电子时，共产生标准状况下N2的体积为16.8L
C．电流由X极沿导线流向Y极
D．Y极发生的反应为2NO3-＋10e-＋6H2O=N2↑＋12OH-，周围pH增大
13．(1)Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。该电池的负极材料是______。电池工作时，电子流向________(填“正极”或“负极”)。若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是______________________
________________________________________________________________________。
(2)如图为钠硫高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320 ℃左右，电池反应为2Na＋xSNa2Sx，正极的电极反应式为_________________________________________。
M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是_______________________________________
________________________________________________________________________。
与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的________倍。
14．采用惰性电极，设计双阴极三室微生物燃料电池（MFC）进行同步硝化和反硝化脱氮产电的装置如图所示。下列说法不正确的是
A．电极N为燃料电池的负极
B．若乙室中消耗1 mol葡萄糖，则理论上外电路可转移24 mol电子
C．工作过程中由乙室分别向甲室和丙室迁移
D．丙室的好氧电极上得电子的微粒有和
15．应用电化学方法，对水体消毒并去除余氯，装置如下图所示。下列说法正确的是

A．闭合后，可对池中的水杀菌消毒
B．断开，闭合时，由M极流出
C．断开，闭合后，N极金属不断减少
D．钠离子交换膜可用质子交换膜代替
参考答案
1．C
2．D
3．D
4．CD
5．A
6．D
7．B
8．C
9．C
10．D
11．D
12．D
13．(1)Zn(或锌)　正极　锌与还原出来的铜构成锌铜原电池而加快锌的腐蚀
(2)xS＋2e－S　离子导体(导电或电解质)和隔离钠与硫　4.5
14．D
15．C
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