2013年高考化學總復習 專題6 第二單元 化學能轉化為電能課時闖關（含解析） 蘇教版

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1、 【高考總復習】2013年高三化學專題6：第二單元 化學能轉化為電能 課時闖關（含解析）（蘇教版） 一、單項選擇題(每小題只有一個選項符合題意) 1．(2012·黃岡中學高三期末)高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應為：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。下列敘述不正確的是(　　) A．放電時鋅作負極 B．充電時氫氧化鐵被氧化 C．放電時溶液的堿性增強 D．放電時轉移3 mol e－，有2 mol FeO被還原 解析：選D。由電池反應知，Zn從0價變?yōu)椋?價，失去電子，

2、Zn作原電池的負極，A項正確；充電時，F(xiàn)e(OH)3中的＋3價的鐵被氧化為K2FeO4中的＋6價的鐵，B項正確；放電時，生成OH－，對應的溶液堿性增強，C項正確；放電時，此反應轉移6 mol e－，對應有2 mol FeO被還原，D項錯誤。 2．(2011·高考福建卷)研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質，使用時加入水即可放電。關于該電池的下列說法不正確的是(　　) A．水既是氧化劑又是溶劑 B．放電時正極上有氫氣生成 C．放電時OH－向正極移動 D．總反應為：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑ 解析：選C

3、。C項是錯誤的，因為原電池放電時OH－是向負極移動的。這種電池名稱叫鋰水電池，可推測其總反應為：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。再寫出其電極反應如下： 負極：2Li－2e－===2Li＋ 正極：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ 結合選項分析A、B、D項都是正確的。 3. 電池總反應式為C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，電池示意圖如圖所示。下列說法不正確的是(　　) A．a為電池的負極 B．b電極發(fā)生氧化反應 C．電池工作時電流由b極沿導線經燈泡再到a極 D．電池正極的電極反應為：4H＋＋O2＋4e－===2H2O 解析：選B。由電池總反應C2

4、H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O可知，乙醇在反應中失電子，作還原劑，因此加乙醇一端的電極為負極，即a為電池的負極，A項正確；b電極上O2得電子，發(fā)生還原反應，B項錯誤；電池工作時電流由正極流向負極，即電流由b極流向a極，C項正確；正極上O2得電子，電極反應為O2＋4H＋＋4e－===2H2O，D項正確。 4．(2010·高考江蘇卷) 如圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是(　　) A．該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉化 B．裝置Y中負極的電極反應式為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．裝置X能實現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生 D．裝置X、Y形成的子

5、系統(tǒng)能實現(xiàn)物質的零排放，并能實現(xiàn)化學能與電能間的完全轉化 解析：選C。A項，該系統(tǒng)中存在太陽能與電能、電能與機械能、化學能與電能、電能與化學能等4種形式的能量轉化關系，不正確；B項，裝置Y是將化學能轉化為電能的燃料電池裝置，負極應該是H2發(fā)生氧化反應，故不正確；C項，裝置X為電解水產生氫氣和氧氣，故正確；D項，裝置X、Y形成的子系統(tǒng)可以實現(xiàn)物質的零排放，但不可能實現(xiàn)化學能與電能間的完全轉化，能量總是有損失的，故不正確。 5．被稱為“軟電池”的紙質電池，采用一個薄層紙片(在其一邊鍍鋅，在其另一邊鍍二氧化錳)作為傳導體，在紙內的離子“流過”水和氧化鋅組成的電解液。電池總反應為Zn＋2MnO2＋

6、H2O===ZnO＋2MnOOH，下列說法正確的是(　　) A．該電池的正極為鋅 B．該電池反應中二氧化錳起催化劑作用 C．當0.1 mol Zn完全溶解時，流經電解液的電子個數(shù)為1.204×1023 D．電池正極反應式為MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－ 解析：選D。該電池的負極反應式為Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O，故A錯誤；用電池總反應式減去負極反應式可得正極反應式：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－，故B錯誤，D正確；電子不能流經電解液，只能在外電路中流動，C錯誤。 6. 如右圖所示，將鎂條和銅片隔一定距離插入一個半熟的橘

7、子中，用導線將二者與蜂鳴器連接，即構成一個水果原電池，可以聽到蜂鳴器發(fā)出音樂聲，則下列有關說法中不正確的是(　　) A．該原電池的負極反應為：Mg－2e－===Mg2＋ B．電流方向：Mg―→蜂鳴器―→Cu C．電路上流過1 mol電子時，在銅電極上產生的氣體(標準狀況)為11.2 L D．若將蜂鳴器換成電源，則陽極反應為：Cu－2e－===Cu2＋ 解析：選B。在該裝置中Mg作負極，電子流向為Mg―→蜂鳴器―→Cu，電流方向與電子流向相反。 二、不定項選擇題(每小題只有一個或兩個選項符合題意) 7．關于如圖所示的原電池，下列說法正確的是(　　) A．電子從鋅電極通過檢流計

8、流向銅電極 B．鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移 C．鋅電極發(fā)生還原反應，銅電極發(fā)生氧化反應 D．銅電極上發(fā)生的電極反應是Cu2＋＋2e－===Cu 解析：選AD。由于鋅比銅活潑，因此鋅作負極失電子發(fā)生氧化反應，銅片上Cu2＋得電子發(fā)生還原反應，Cu2＋＋2e－===Cu。在原電池中陰離子向著負極移動，而陽離子向著正極移動，故只有A、D正確。 8．(2012·湛江高三第一次模擬) 一種光化學電池的結構如圖，當光照在表面涂有氯化銀的銀片上時，AgCl(s)Ag(s)＋Cl(AgCl)，[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化銀表面]，接著Cl(AgCl)＋e－―→Cl－(aq

9、)，若將光源移除，電池會立即恢復至初始狀態(tài)。下列說法不正確的是(　　) A．光照時，電流由X流向Y B．光照時，Pt電極發(fā)生的反應為：2Cl－－2e－===Cl2↑ C．光照時，Cl－向Ag電極移動 D．光照時，電池總反應為：AgCl(s)＋Cu＋(aq)Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－ 解析：選BC。光照時，Cu＋失電子，B錯誤；Y極為負極，X極為正極，電流由X流向Y，A正確；Cl(AgCl)得電子形成Cl－(aq)，Cl－向Pt電極移動，C錯誤；根據兩極反應可知總反應為AgCl(s)＋Cu＋(aq)Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－，D正確。 9．利用生活中常見的材料可以

10、進行很多科學實驗，甚至制作出一些有實際應用價值的裝置來，下圖就是一個用廢舊材料制作的可用于驅動玩具的電池的示意圖。該電池工作時，有關說法正確的是(　　) A．鋁罐將逐漸被腐蝕 B．炭粒和炭棒上發(fā)生的反應為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．炭棒應與玩具電機的負極相連 D．該電池工作一段時間后炭棒和炭粒的質量會減輕 解析：選AB。該電池的反應原理是：4Al＋3O2===2Al2O3，所以Al作電源負極，與玩具電機的負極相連，逐漸被腐蝕，A正確；B選項中反應式為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正確。 10．高功率Ni/MH(M表示儲氫合金)電池已經用于混合動力汽車

11、?？偡磻匠淌饺缦拢篘i(OH)2＋MNiOOH＋MH，下列敘述正確的是(　　) A．放電時正極附近溶液的堿性增強 B．放電時負極反應為：M＋H2O＋e－===MH＋OH－ C．充電時陽極反應為：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O D．放電時每轉移1 mol電子，正極有1 mol NiOOH被氧化 解析：選AC。放電時正極反應為：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，正極附近c(OH－)增大，溶液堿性增強，A正確；放電時負極反應為MH＋OH－－e－===M＋H2O，B錯誤；充電時陽極反應為Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O，C正確；

12、放電時正極發(fā)生還原反應，放電時每轉移1 mol電子，正極上有1 mol NiOOH被還原，D錯誤。 三、非選擇題 11．ZPower電池使用鋅聚合物作為負極和銀納米顆粒作為正極，其安全性類似于傳統(tǒng)的堿性電池，并且其材料95%可回收，該電池的容量比同體積的鋰電池高30%。 銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它的充、放電過程可表示為2Ag＋Zn(OH)2Ag2O＋Zn＋H2O。根據上述信息回答下列問題： (1)電池在放電時，作為負極的是__________，正極反應式為 __________________________________________________________

13、______________。 (2)該電池屬于________性電池(填“酸”、“堿”或“中”)。 (3)寫出充電時的反應式： 陽極(負極)： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 陰極(正極)： _________________________________________________________________

14、_______ ________________________________________________________________________。 解析：(1)明確電池放電的過程即發(fā)生原電池反應的過程，其電池反應方程式為：Zn＋Ag2O＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2，被氧化的Zn為負極，則Ag2O為正極。 (2)從產物分別為金屬氧化物和金屬氫氧化物的實際來看，該電池的電解質溶液應為堿性。 (3)充電時發(fā)生電解池反應，Ag為陽極，Zn(OH)2為陰極，分別發(fā)生氧化反應和還原反應。 答案：(1)Zn　Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ (2)堿 (3

15、)2Ag－2e－＋2OH－===Ag2O＋H2O Zn(OH)2＋2e－===Zn＋2OH－ 12．(1)A、B、C三個燒杯中分別盛有相同物質的量濃度的稀硫酸。 ①B中Sn極的電極反應式為 ________________________________________________________________________， Sn極附近溶液的pH(填“增大”、“減小”或“不變”)________。 ②C中總反應離子方程式為 ________________________________________________________________________

16、。 比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是________________。 (2)如圖是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問題： ①電池的負極是________(填“a”或“b”)電極，該極的電極反應是：________________________________________________________________________。 ②電池工作一段時間后電解質溶液的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 解析：(1)B、C中均形成了原電池，在B中Fe作負極，腐蝕速率加快，在C中Zn作負極，而Fe被保護了起來，故被腐蝕的速率最慢。 (2

17、)CH4在反應時失去電子，故a電極是電池的負極。電極反應式可用總反應式CH4＋2OH－＋2O2===CO＋3H2O和正極反應式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，做差而得。由于電池工作過程中會消耗OH－，故一段時間后，電解質溶液的pH會減小。 答案：(1)①2H＋＋2e－===H2↑　增大 ②Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑　B>A>C (2)①a　CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O ②減小 13. 氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型電池。電池裝置如圖所示，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質穩(wěn)定。 請回答下列問題： (1)氫氧燃料電

18、池的能量轉化主要形式是________________，在導線中電子流動方向為______________(用a、b表示)。 (2)負極反應式為 ________________________________________________________________________。 (3)電極表面鍍鉑粉的原因為 ________________________________________________________________________ ____________________________________________________________

19、____________。 (4)該電池工作時，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷地提供電能。因此大量安全儲氫是關鍵技術之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下： Ⅰ.2Li＋H22LiH Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑ ①反應Ⅰ中的還原劑是____________，反應Ⅱ中的氧化劑是____________。 ②已知LiH固體密度為0.82 g/cm3。用鋰吸收224 L(標準狀況)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積之比為________。 ③由②生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉化率為80%，則導線中通過電子的物質的量為

20、________ mol。 解析：本題考查電化學知識。(1)原電池的實質為化學能轉化成電能。總反應為2H2＋O2===2H2O，其中H元素從0價升至＋1價，失去電子，即電子從a流向b。(2)負極為失去電子的一極，即H2失電子生成H＋，由于溶液呈堿性，故電極反應式左邊應加上OH－，右邊生成H2O。(3)鉑粉吸附氣體的能力強，可以加快反應速率。(4)Ⅰ.Li元素從0價升至＋1價，作還原劑。Ⅱ.H2O中的H元素的化合價從＋1價降至H2中的0價，作氧化劑。由反應Ⅰ，當吸收10 mol H2時，則生成20 mol LiH，V＝m/ρ＝×10－3≈192.68×10－3L。V(LiH)/V(H2)＝192.68×10－3L/224 L≈8.6×10－4。20 mol LiH可生成20 mol H2，實際參加反應的H2為20×80%＝16 mol,1 mol H2轉化成1 mol H2O，轉移2 mol電子，所以16 mol H2可轉移32 mol電子。 答案：(1)由化學能轉變?yōu)殡娔堋∮蒩到b (2)2H2＋4OH－－4e－===4H2O(或H2＋2OH－－2e－===2H2O) (3)增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù)，加快電極反應速率 (4)①Li　H2O?、?.6×10－4　③32