2019年高考化學大一輪復習 6.2 原電池 化學電源實效精練(含解析).doc
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2019年高考化學大一輪復習 6.2 原電池 化學電源實效精練(含解析) 一、選擇題:本大題共10小題,在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。 1.[xx江蘇化學卷]MgH2O2電池可用于驅(qū)動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液。示意圖如圖。該電池工作時,下列說法正確的是( ) A.Mg電極是該電池的正極 B.H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應 C.石墨電極附近溶液的pH增大 D.溶液中Cl-向正極移動 解析:MgH2O2電池中Mg電極作負極,石墨電極作正極,正極反應為H2O+2e-===2OH-,H2O2在該極發(fā)生還原反應,石墨電極附近的pH增大,溶液中的Cl-向負極移動。 答案:C 2.[xx新課標全國卷Ⅰ]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.該過程中總反應為2Al+3Ag2S===6Ag+Al2S3 D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl 解析:由“電化學原理”可知正極反應式為Ag2S+2e-===2Ag+S2-,負極反應式為Al-3e-===Al3+;電解質(zhì)溶液中發(fā)生反應Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,S2-與H+結(jié)合生成H2S,使Al3++3H2OAl(OH)3+3H+的平衡右移,最終生成Al(OH)3沉淀,只有B選項正確。 答案:B 3.[xx天津理綜卷]為增強鋁的耐腐蝕性,現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源,以Al作陽極、Pb作陰極,電解稀硫酸,使鋁表面的氧化膜增厚。反應原理如下: 電池:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)+2H2O(l) 電解池:2Al+3H2OAl2O3+3H2↑ 電解過程中,以下判斷正確的是( ) 選項 電池 電解池 A H+移向Pb電極 H+移向Pb電極 B 每消耗3 mol Pb 生成2 mol Al2O3 C 正極:PbO2+4H++2e-===Pb2++2H2O 陽極:2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+ D 解析:電池中H+移向正極即PbO2電極,電解池中H+移向陰極即Pb電極,A項錯誤;每消耗3 mol Pb轉(zhuǎn)移6 mol e-,生成1 mol Al2O3,B項錯誤;電池正極反應式為PbO2+4H++SO+2e-===PbSO4+2H2O,電解池中陽極反應為2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+,C項錯誤;D中電池中負極上Pb生成PbSO4使其質(zhì)量增大,電解池中陰極上H+生成H2,Pb電極質(zhì)量無變化,D正確。 答案:D 4.[xx上海化學卷]糕點包裝中常用的脫氧劑組成為還原性鐵粉、氯化鈉、炭粉等,其脫氧原理與鋼鐵的吸氧腐蝕相同。下列分析正確的是( ) A.脫氧過程是吸熱反應,可降低溫度,延長糕點保質(zhì)期 B.脫氧過程是鐵作原電池正極,電極反應為Fe-3e-―→Fe3+ C.脫氧過程中碳作原電池負極,電極反應為2H2O+O2+4e-―→4OH- D.含有1.12 g鐵粉的脫氧劑,理論上最多能吸收氧氣336 mL(標準狀況) 解析:鋼鐵腐蝕中鐵作負極、碳作正極,B、C錯誤; n(Fe)=0.02 mol,負極電極反應式Fe-2e-===Fe2+,生成Fe2+與正極生成的OH-結(jié)合生成Fe(OH)2,F(xiàn)e(OH)2被空氣中的氧氣氧化生成Fe(OH)3,所以0.02 mol Fe最終失去0.06 mol電子,消耗n(O2)==0.015 mol,D選項正確。 答案:D 5.實驗發(fā)現(xiàn),298 K時,在FeCl3酸性溶液中加入少量鋅粒后,F(xiàn)e3+立即被還原成Fe2+。某化學興趣小組根據(jù)該實驗事實設計了如下圖所示的原電池裝置。下列有關(guān)說法中正確的是( ) A.該原電池的正極反應是Zn-2e-===Zn2+ B.左燒杯中溶液的紅色逐漸褪去 C.該電池鉑電極上有氣泡出現(xiàn) D.該電池總反應為3Zn+2Fe3+===2Fe+3Zn2+ 解析:Zn失去電子發(fā)生氧化反應,為負極反應,A項錯誤;Fe3+在正極得電子被還原為Fe2+,得不到單質(zhì)鐵,溶液紅色褪去,B項正確,C、D項錯誤。 答案:B 6.利用生活中常見的材料可以進行很多科學實驗,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(qū)動玩具的電池的示意圖。該電池工作時,有關(guān)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+4e-===2O2- 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(zhì)量會減輕 解析:該電池的反應原理是:4Al+3O2===2Al2O3,所以Al作電源負極,與玩具的負極相連,逐漸被腐蝕,A正確,C、D錯誤;B選項中正確的反應式為:O2+2H2O+4e-===4OH-。 答案:A 7.一種基于酸性燃料電池原理設計的酒精檢測儀,負極上的反應為CH3CH2OH-4e-+H2O===CH3COOH+4H+。下列有關(guān)說法正確的是( ) A.檢測時,電解質(zhì)溶液中的H+向負極移動 B.若有0.4 mol電子轉(zhuǎn)移,則在標準狀況下消耗4.48 L氧氣 C.電池反應的化學方程式為CH3CH2OH+O2===CH3COOH+H2O D.正極上發(fā)生的反應為:O2+4e-+2H2O===4OH- 解析:電解質(zhì)溶液中陽離子應向正極移動,A項錯誤;酸性溶液中,正極電極反應式為O2+4e-+4H+===2H2O,D項錯誤;結(jié)合正極反應式,轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時,消耗O2 0.1 mol,其在標準狀況下的體積為2.24 L,B項錯誤;C項符合題目要求,正確。 答案:C 8.[xx湖北省武漢市部分學校高三調(diào)研考試]下列燒杯中盛放的都是稀硫酸,在銅上能產(chǎn)生氣泡的是( ) A B C D 解析:A選項是鋅銅原電池,銅作正極,銅上氫離子放電生成氫氣,有氣泡產(chǎn)生,正確;B、C選項均能形成銅銀原電池,銅比銀活潑,銅作負極,銅上沒有氣泡產(chǎn)生,錯誤;D選項中沒有形成閉合電路,錯誤。 答案:A 9.[xx沈陽六校聯(lián)考]綜合如圖判斷,下列說法正確的是( ) A.裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中負極反應均是Fe-2e-===Fe2+ B.裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中正極反應均是O2+2H2O+4e-===4OH- C.裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中鹽橋中的陽離子均向右側(cè)燒杯移動 D.放電過程中,裝置Ⅰ左側(cè)燒杯和裝置Ⅱ右側(cè)燒杯中溶液的pH均增大 解析:裝置Ⅰ中,由于Zn比Fe活潑,所以Zn作原電池的負極,電極反應式為Zn-2e-===Zn2+;Fe作正極,電極反應式為O2+2H2O+4e-===4OH-。由于正極有OH-生成,因此溶液的pH增大。裝置Ⅱ中,F(xiàn)e作負極,電極反應式為Fe-2e-===Fe2+;Cu作正極,電極反應式為2H++2e-===H2↑。正極由于不斷消耗H+,所以溶液的pH逐漸增大。據(jù)此可知A、B皆錯,D項正確。在原電池的電解質(zhì)溶液中,陽離子移向正極,所以C項錯誤。 答案:D 10.[xx濟南期末]有一種新型燃料電池使用兩塊吸附氣體的海綿狀金屬作電極插入KOH溶液中,然后向兩極分別通入CH4和O2,其電極反應為X極:CH4+10OH--8e-===CO+7H2O;Y極:2H2O+O2+4e-===4OH-。下列說法中,錯誤的是( ) A.通入甲烷的一極為電池的負極 B.放電一段時間后,電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量濃度不變 C.在標況下,通入5.6 L氧氣,完全反應后,有1 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移 D.放電時,1 mol甲烷在X極反應時有2 mol氧氣在Y極反應 解析:由題意知電池總反應為CH4+2O2+2OH-===CO+3H2O,反應過程中消耗OH-,故KOH的物質(zhì)的量濃度減小,選B。 答案:B 二、非選擇題:本大題共3小題,將答案填在題中橫線上。 11.(1)氫氧燃料電池汽車作為上海世博園中的交通工具之一,下列有關(guān)說法不正確的是( ) A.太陽光催化分解水制氫氣比電解水制氫氣更為科學 B.氫氧燃料電池作為汽車動力更能保護環(huán)境 C.以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的負極電極反應式相同 D.以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的總反應式相同 (2)純電動車采用了高效耐用的一種新型可充電電池,該電池的總反應式為: 3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH ①該電池放電時負極反應式為____________________________。 ②放電時每轉(zhuǎn)移3 mol電子,正極有________ molK2FeO4被還原。 (3)錳酸鋰離子電池在混合動力車等大型蓄電池應用領(lǐng)域占據(jù)主導地位。電池反應式為Li1-xMnO4+LixLiMnO4,下列有關(guān)說法不正確的是________。 A.放電時電池的正極反應式為: Li1-xMnO4+xLi++xe-===LiMnO4 B.放電過程中,石墨沒有得失電子 C.該電池也能在KOH溶液的環(huán)境中正常工作 D.充電時電池上標有“-”的電極應與外接電源的負極相連 解析:(1)選項A,電解獲得H2消耗較多的能量,而在催化劑作用下利用太陽能來分解H2O獲得H2更為科學;選項B,氫氧燃料電池中生成物為H2O,對環(huán)境無污染;選項C,以稀H2SO4為介質(zhì)的電池負極反應式為:H2-2e-===2H+,以KOH為介質(zhì)的電池負極反應式為:H2+2OH--2e-===2H2O;選項D,氫氧燃料電池的總反應式均為:2H2+O2===2H2O。 (2)①放電時,在堿性條件下,負極反應式為:Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2。 ②根據(jù)電池總反應式可知,2 mol K2FeO4被還原時有6 mol電子轉(zhuǎn)移,所以放電時每轉(zhuǎn)移3 mol電子,有1 mol K2FeO4被還原。 (3)選項A,根據(jù)總反應式可知Li失去電子,電池負極反應式為:xLi-xe-===xLi+,由總反應式減去負極反應式可得放電時電池的正極反應式為:Li1-xMnO4+xLi++xe-===LiMnO4;選項B,根據(jù)總反應式可判斷石墨沒有得失電子;選項C,Li能與KOH溶液中的H2O反應,導致電池無法正常工作;選項D,充電過程是放電的逆向過程,外界電源的負極提供的電子使原電池負極獲得電子發(fā)生還原反應,所以標有“-”的電極應與外接電源的負極相連。 答案:(1)C (2)①Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2 ②1 (3)C 12.[xx南昌調(diào)研]全釩液流電池是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動液態(tài)的電池,目前釩電池技術(shù)已經(jīng)趨近成熟。如圖是釩電池基本工作原理示意圖: 請回答下列問題: (1)硫酸在電池技術(shù)和實驗室中具有廣泛的應用,在傳統(tǒng)的銅鋅原電池中,硫酸是________,實驗室中配制硫酸亞鐵時需要加入少量硫酸,硫酸的作用是________________________________________。 (2)釩電池是以溶解于一定濃度硫酸溶液中的不同價態(tài)的釩離子(V2+、V3+、VO2+、VO)為正極和負極電極反應的活性物質(zhì),電池總反應為VO2++V3++H2OV2++VO+2H+。放電時的正極反應式為________________________,充電時的陰極反應式為________________。放電過程中,電解液的pH________(選填“升高”、“降低”或“不變”)。 (3)釩電池基本工作原理示意圖中“正極電解液”可能是________。 a.VO、VO2+混合液 b.V3+、V2+混合液 c.VO溶液 d.VO2+溶液 e.V3+溶液 f.V2+溶液 (4)能夠通過釩電池基本工作原理示意圖中“隔膜”的離子是________。 解析:(1)傳統(tǒng)的銅鋅原電池中,鋅與酸反應生成氫氣,故硫酸為電解質(zhì)溶液;硫酸亞鐵容易水解,且水解顯酸性,加入少量硫酸,可以抑制其水解變質(zhì)。(2)正極反應是還原反應,由電池總反應可知放電時的正極反應為VO+2H++e-===VO2++H2O;充電時,陰極反應為還原反應,故為V3+得電子生成V2+的反應。(3)充電時陽極反應式為VO2++H2O-e-===VO+2H+,故充電完畢的正極電解液為VO溶液,而放電完畢的正極電解液為VO2+溶液,故正極電解液可能是選項acd。(4)充電和放電過程中,正極電解液與負極電解液不能混合,起平衡電荷作用的是加入的酸,故H+可以通過隔膜。 答案:(1)電解質(zhì)溶液 抑制硫酸亞鐵的水解 (2)VO+2H++e-===VO2++H2O V3++e-===V2+ 升高 (3)acd (4)H+ 13.(1)在以甲醇為燃料的電池中,電解質(zhì)溶液為酸性,負極的反應式為____________________________________________________________ ____________, 正極的反應式為__________________________________ ______________________________________。 已知CH3OH(l)的燃料熱ΔH=-726.5 kJmol-1,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所能釋放的全部能量之比)。 (2)用吸收H2后的稀土儲氫合金作為電池負極材料(用MH表示),NiO(OH)作為電池正極材料,KOH溶液作為電解質(zhì)溶液,可制得高容量,長壽命的鎳氫電池。電池充放電時的總反應為: NiO(OH)+MHNi(OH)2+M ①電池放電時,負極的電極反應式為___________________________ _____________________________________________。 ②充電完成時,Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個電極產(chǎn)生O2,O2擴散到另一個電極發(fā)生電極反應被消耗,從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸,此時,陰極的電極反應式為______________________。 解析:(1)酸性條件下甲醇燃料電池的總反應式為:CH3OH+O2===CO2+2H2O……①,酸性條件下該燃料電池的正極反應式為O2+6H++6e-===3H2O……②,①-②得電池負極反應式為:CH3OH+H2O-6e-===CO2+6H+;該燃料電池的理論效率為100%=96.6%。 (2)①蓄電池放電時是原電池、充電時是電解池。根據(jù)原電池中“負氧化、正還原”,電解池中“陽氧化、陰還原”的規(guī)律,在分清楚是原電池還是電解池的基礎上并結(jié)合電解質(zhì)溶液顯堿性,可寫出該蓄電池放電時負極的電極反應式為MH+OH--e-===M+H2O。 ②中陰極的電極反應有兩個,第一個階段是充電時的反應式,由①中的方法不難確定為M+H2O+e-===MH+OH-,第二階段為吸收氧氣的電解反應式,由題意氧氣在陰極上被還原,結(jié)合該蓄電池中電解質(zhì)溶液堿性可知氧氣被還原為OH-,所以其電解反應式為2H2O+O2+4e-===4OH-。 答案:(1)CH3OH+H2O-6e-===CO2+6H+ O2+6H++6e-===3H2O 96.6% (2)①MH+OH--e-===M+H2O ②2H2O+O2+4e-===4OH- 創(chuàng)新試題 教師備選 教學積累 資源共享 原電池的設計在例題中涉及但在課時作業(yè)中沒有涉及,在此供老師們選用。 1.利用反應Zn+2Fe3+===Zn2++2Fe2+設計一個帶鹽橋的原電池。并在下面方框內(nèi)畫出實驗裝置圖。并指出正極為________,電極反應式為________________________,負極為________,電極反應式為_______ _________________。此裝置中鹽橋的作用是_________________________。 解析:本題解題流程如下: 答案:Pt 2Fe3++2e-===2Fe2+ Zn Zn-2e-===Zn2+ 使兩個半電池連成一個通路;使兩溶液保持電中性 此題屬于中擋偏難試題,作為課時作業(yè)難度較大,供教師選用。 2.被稱之為“軟電池”的紙質(zhì)電池,采用一個薄層紙片作為傳導體,在其一邊鍍鋅,而在其另一邊鍍二氧化錳。紙內(nèi)的離子“流過”水與氯化鋅組成的電解液。電池總反應為:Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnO(OH)。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(jīng)電解液的電子個數(shù)為1.2041023 D.電池正極反應式為2MnO2+2e-+2H2O===2MnO(OH)+2OH- 解析:由總反應式可知,二氧化錳為氧化劑而不是催化劑,鋅為還原劑,應為原電池的負極,A、B項錯誤;電子只能經(jīng)外電路流動,電解液內(nèi)電流的形成是陰、陽離子的定向移動,C項錯誤;電池負極反應式為Zn+H2O-2e-===ZnO+2H+,用總反應式減去負極反應式得正極反應式為2MnO2+2e-+2H2O===2MnO(OH)+2OH-。 答案:D- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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