版江蘇高考化學(xué)總復(fù)習(xí)檢測：專題6 2 第二單元　原電池　化學(xué)電源 Word版含解析

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1、 [課后達(dá)標(biāo)檢測] 一、單項選擇題 1.下列過程屬于化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是(　　) A.行人踩踏發(fā)電瓷磚(原理是利用行人踩踏地板產(chǎn)生的振動來發(fā)電) B.智能手機電池放電 C.汽車發(fā)電機中汽油燃燒 D.氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng) 解析：選B。A選項，動能轉(zhuǎn)化為電能，錯誤；B選項，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，正確；C選項，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動能，錯誤；D選項，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，錯誤。 2.下列電池工作時，O2在正極放電的是(　　) A.鋅錳電池 B.氫燃料電池 C.鉛蓄電池 D.鎳鎘電池 解析：選B。鋅錳電池，正極反應(yīng)：MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－，MnO2在正

2、極放電，A錯誤。氫燃料電池，正極反應(yīng)(酸性條件下)：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，O2在正極放電，B正確。鉛蓄電池，正極反應(yīng)：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O，PbO2在正極放電，C錯誤。鎳鎘電池，正極反應(yīng)：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，NiOOH在正極放電，D錯誤。 3.(2016·高考上海卷)圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中，x軸表示實驗時流入正極的電子的物質(zhì)的量，y軸表示(　　) A.銅棒的質(zhì)量　　　　　　 B．c(Zn2＋) C.c(H＋) D．c(SO) 解析：選C。該裝置構(gòu)成原電池，Zn是負(fù)極，Cu是正極。A.在正極

3、Cu上溶液中的H＋獲得電子變?yōu)闅錃?，Cu棒的質(zhì)量不變，錯誤；B.由于Zn是負(fù)極，不斷發(fā)生反應(yīng)Zn－2e－===Zn2＋，所以溶液中 c(Zn2＋)逐漸增大，錯誤；C.由于反應(yīng)不斷消耗H＋，所以溶液中c(H＋)逐漸減小，正確；D.SO不參加反應(yīng)，其濃度不變，錯誤。 4.(2019·泉州模擬)課堂學(xué)習(xí)中，同學(xué)們利用鋁條、鋅片、銅片、導(dǎo)線、電流計、橙汁、燒杯等用品探究原電池的組成。下列結(jié)論錯誤的是(　　) A.原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置 B.原電池由電極、電解質(zhì)溶液和導(dǎo)線等組成 C.圖中電極a為鋁條、電極b為鋅片時，導(dǎo)線中會產(chǎn)生電流 D.圖中電極a為鋅片、電極b為銅片時，電子由銅

4、片通過導(dǎo)線流向鋅片 解析：選D。原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，A正確；原電池由電極、電解質(zhì)溶液和導(dǎo)線等組成，B正確；圖中電極a為鋁條、電極b為鋅片時，構(gòu)成原電池，導(dǎo)線中會產(chǎn)生電流，C正確；圖中電極a為鋅片、電極b為銅片時，鋅片作負(fù)極，電子由鋅片通過導(dǎo)線流向銅片，D錯誤。 5.(教材改編)根據(jù)下圖，下列判斷中正確的是(　　) A.燒杯a中的溶液pH降低 B.燒杯b中發(fā)生氧化反應(yīng) C.燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑ D.燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑ 解析：選B。據(jù)圖示鋅電極失去電子，該極上發(fā)生氧化反應(yīng)，故B正確；燒杯a中O2得到電子，發(fā)生

5、反應(yīng)：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，使pH升高，故A、C錯；鋅為負(fù)極，失去電子，發(fā)生反應(yīng)：Zn－2e－===Zn2＋，故D錯。 6.燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化率高、無污染等特點，如圖為Mg-NaClO燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。下列說法正確的是(　　) A.鎂作Y電極 B.電池工作時，Na＋向負(fù)極移動 C.廢液的pH大于NaClO溶液的pH D.X電極上發(fā)生的反應(yīng)為ClO－＋ 2H2O － 4e－===ClO＋4H＋ 解析：選A。圖中 OH－向Y電極移動，那么Y為負(fù)極，故鎂作Y電極，故A正確；電池工作時，Na＋向正極移動，故B錯誤；X電極上發(fā)生的反應(yīng)為ClO－ ＋ H2O＋2e－=

6、==Cl－ ＋ 2OH－，OH－移向負(fù)極與Mg2＋反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀，廢液 NaCl 溶液的pH小于 NaClO 溶液的pH，故C、D錯誤。 二、不定項選擇題 7．十九大報告中提出要“打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”，意味著對大氣污染防治比過去要求更高。二氧化硫-空氣質(zhì)子交換膜電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的同時，實現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合，降低了成本，提高了效益，其原理如圖所示。下列說法錯誤的是(　　) A．Pt1電極附近發(fā)生的反應(yīng)為SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋ B．Pt2電極附近發(fā)生的反應(yīng)為O2＋4e－===2O2－ C．該電池放電時電子從Pt2電極經(jīng)過外電路流到P

7、t1電極 D．相同條件下，放電過程中消耗的SO2和O2的體積比為2∶1 解析：選BC。電池總反應(yīng)是2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，Pt1為負(fù)極，電極反應(yīng)為SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋，Pt2為正極，電極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，A、D正確，B、C錯誤。 8.銀質(zhì)器皿日久表面會逐漸變黑，這是生成了Ag2S的緣故。根據(jù)電化學(xué)原理可進行如下處理：在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時間后發(fā)現(xiàn)黑色會褪去。下列說法正確的是(　　) A.處理過程中銀器一直保持恒重 B.銀器為正極，Ag2S被還原生成單質(zhì)銀 C.該過程中總反應(yīng)為2A

8、l＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3 D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl 解析：選B。鋁質(zhì)容器、變黑的銀器及食鹽溶液構(gòu)成原電池裝置，鋁作負(fù)極，變質(zhì)的銀器作正極。負(fù)極反應(yīng)式為Al－3e－===Al3＋，正極反應(yīng)式為Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－。Al3＋與S2－在溶液中不能共存，能發(fā)生水解相互促進反應(yīng)：2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，故原電池總反應(yīng)為2Al＋3Ag2S＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑，故B項正確，C項錯誤。A項，原電池反應(yīng)是自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，銀器中Ag2S被還原成Ag，質(zhì)量減輕，故A項錯誤。

9、D項，黑色褪去的原因是黑色的Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag，故D項錯誤。 9.(2019·徐州調(diào)研)據(jù)報道，用甲酸提供氫氣的燃料電池由瑞士科技工作者開發(fā)成功。燃料電池包括兩個部分：甲(HYFORM)中使用釕(Ru)基催化劑從甲酸中產(chǎn)生氫氣；乙(PEMFC)是以NaOH為電解質(zhì)的氫氧燃料電池。裝置的原理示意圖如圖。下列有關(guān)說法錯誤的是(　　) A.該燃料電池使用的甲酸比氫氣更易儲存和運輸 B.Y室的電極反應(yīng)式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O C.X室為負(fù)極室，Y室為正極室 D.甲中消耗1 mol甲酸，乙中轉(zhuǎn)移2 mol電子 解析：選B。甲酸為液態(tài)，氫氣為氣態(tài)且易在空氣中燃燒發(fā)生爆炸，因此

10、該燃料電池使用的甲酸比氫氣更易儲存和運輸，A正確；Y室為原電池的正極室，發(fā)生還原反應(yīng)，在堿性環(huán)境中電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B錯誤；通過裝置圖可知，X室為負(fù)極室，Y室為正極室，C正確；甲酸分解產(chǎn)生二氧化碳和氫氣：HCOOH===CO2↑＋H2↑，反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子2 mol電子，因此甲中消耗1 mol甲酸，乙中轉(zhuǎn)移2 mol電子，D正確。 三、非選擇題 10.(1)理論上任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可以設(shè)計成原電池。根據(jù)氧化還原反應(yīng)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋設(shè)計的原電池如圖所示，其中鹽橋內(nèi)裝瓊脂-飽和KNO3溶液。 請回答下列問題： ①電解質(zhì)溶液X是　　??；

11、電解質(zhì)溶液Y是　　　。 ②寫出兩電極的電極反應(yīng)式。 鐵電極：　　　　　　　　　　　　　　　??； 碳電極：　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③外電路中的電子是從　　　　電極流向　　　　電極。(填“鐵”或“碳”) ④鹽橋中向X溶液中遷移的離子是　　　　(填字母)。 A.K＋　　　　　　　　　 B．NO (2)請將下列氧化還原反應(yīng)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O設(shè)計成原電池，在方框中畫出類似(1)中的裝置圖，并寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式。 正極：______________________________________________

12、___________； 負(fù)極：_________________________________________________________。 解析：(1)①根據(jù)反應(yīng)，F(xiàn)e作負(fù)極，C作正極，負(fù)極電解質(zhì)溶液中應(yīng)含有鐵的陽離子且不與鐵反應(yīng)，所以X為含F(xiàn)e2＋的電解質(zhì)溶液；正極反應(yīng)式為Fe3＋＋e－===Fe2＋，因而Y為含F(xiàn)e3＋的電解質(zhì)溶液。②負(fù)極反應(yīng)式：Fe－2e－===Fe2＋，正極反應(yīng)式：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。③外電路電子由負(fù)極(Fe)流向正極(C)。④Fe是負(fù)極，因而向X溶液中遷移的是鹽橋中的陰離子，即為NO。(2)見答案中的裝置圖及電極反應(yīng)式。 答案：(1)①

13、FeCl2(或FeSO4)　FeCl3[或Fe2(SO4)3] ②Fe－2e－===Fe2＋　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ ③鐵　碳?、蹷 (2) NO＋3e－＋4H＋===NO↑＋2H2O　Cu－2e－===Cu2＋ 11.化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用。 Ⅰ.氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料。氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，具有廣闊的發(fā)展前景?，F(xiàn)用氫氧燃料電池進行如圖所示的實驗(圖中所用電極均為惰性電極)： (1)對于氫氧燃料電池，下列敘述不正確的是　　　　。 A.a電極是負(fù)極，OH－移向負(fù)極 B.b電極的電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－==

14、=4OH－ C.電池總反應(yīng)式為2H2＋O22H2O D.電解質(zhì)溶液的pH保持不變 E.氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置 (2)上圖右邊裝置中盛有100 mL 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，當(dāng)氫氧燃料電池中消耗氫氣112 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時，此時AgNO3溶液的pH＝　　　　(溶液體積變化忽略不計)。 Ⅱ.已知甲醇的燃燒熱ΔH＝－726.5 kJ·mol－1，在直接以甲醇為燃料的電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　，正極的反應(yīng)式為_____________________________________

15、____________________。 理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1 kJ，則該燃料電池的理論效率為　　　　(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比)。 解析：Ⅰ.(1)C項，反應(yīng)條件不是點燃，錯誤；D項，隨著燃料電池的不斷反應(yīng)，水越來越多，KOH溶液濃度逐漸減小，pH逐漸降低，錯誤。 (2)右池為電解池，其電極反應(yīng)為陽極：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，陰極：4Ag＋＋4e－===4Ag，當(dāng)氫氧燃料電池中消耗氫氣112 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.01 mol，右池中共消耗0.01

16、mol OH－，故生成0.01 mol H＋，c(H＋)＝＝0.1 mol·L－1，pH＝1。 Ⅱ.該燃料電池的理論效率＝×100%≈96.6%。 答案：Ⅰ.(1)CD　(2)1 Ⅱ.CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋ O2＋4H＋＋4e－===2H2O　96.6% 12.某實驗小組同學(xué)對電化學(xué)原理進行了一系列探究活動。 (1)如圖為某實驗小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)：　　　　　　　　　(用離子方程式表示)，設(shè)計的原電池裝置，反應(yīng)前，電極質(zhì)量相等，一段時間后，兩電極質(zhì)量相差12 g，導(dǎo)線中通過 　　　　mol電子。 (2)其他條件不變，若將CuCl2溶液換為NH4Cl

17、溶液，石墨電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　，這是由于NH4Cl溶液顯　　　　(填“酸性”“堿性”或“中性”)，用離子方程式表示溶液顯此性的原因：____________________________ _________________________________________________________。 用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中，向其中滴加少量新制飽和氯水，寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_________________________________________________________ _________________________________

18、________________________， 然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，繼續(xù)滴加過量新制飽和氯水，顏色褪去。同學(xué)們對此做了多種假設(shè)，某同學(xué)的假設(shè)是“溶液中的＋3價鐵被氧化為更高的價態(tài)?！比绻?價鐵被氧化為FeO，試寫出該反應(yīng)的離子方程式：_______________________________。 (3)其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，如圖所示。一段時間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞溶液，現(xiàn)象是　　　　　，電極反應(yīng)式為　　　　　　　?。灰已b置中石墨(Ⅰ)為　　　　極(填“正”“負(fù)”“陰”或“陽”)，乙裝置中與銅絲相連石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為　　　　　　

19、　　　　　　，產(chǎn)物常用　　　　　　　　　檢驗，反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　。 解析：(1)負(fù)極反應(yīng)Fe－2e－===Fe2＋，正極反應(yīng)Cu2＋＋2e－===Cu，則原電池反應(yīng)為Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。設(shè)導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為x，則負(fù)極減少的質(zhì)量為56 g·mol－1×x，正極增加的質(zhì)量為64 g·mol－1×x，56 g·mol－1×x＋64 g·mol－1×x＝12 g，x＝0.2 mol。 (2)NH4Cl水解，溶液顯酸性，正極上H＋得電子生成H2，負(fù)極上Fe失電子生成Fe2＋。Cl2將Fe2＋氧化為 Fe3＋，Cl2過量時，發(fā)生的反應(yīng)為2Fe3＋＋3

20、Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋。 (3)將鹽橋改為銅絲和石墨后，甲裝置為原電池，乙裝置為電解池。甲裝置中Fe為負(fù)極，Cu為正極，正極電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，滴加酚酞后變紅色。乙裝置中石墨(Ⅰ)為陰極，與銅絲相連的電極為陽極，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2可用濕潤的淀粉-KI試紙檢驗。 答案：(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　0.2 (2)2H＋＋2e－===H2↑　酸性　NH＋H2ONH3·H2O＋H＋　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋ (3)溶液變紅　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　陰 2Cl－－2e－===Cl2↑　濕潤的淀粉-KI試紙 Cl2＋2I－===2Cl－＋I(xiàn)2