（四川專用）2014屆高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第6章 第2講《原電池　化學(xué)電源》解析訓(xùn)練

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1、第二講　原電池　化學(xué)電源 一、選擇題(本題共7個(gè)小題，每題6分，共42分，每個(gè)小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意) 1．下列裝置中，都伴隨有能量變化，其中是由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿氖?　　)。 解析　A項(xiàng)是將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能；B項(xiàng)是將水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化成電能；C項(xiàng)是將太陽能轉(zhuǎn)化成熱能。 答案　D 2.(2012·北京理綜，12)人工光合作用能夠借助太陽能，用CO2和H2O制備化學(xué)原料。如圖是通過人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖，下列說法不正確的是 (　　)。 A．該過程是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程 B．催化劑a表面發(fā)生氧化反應(yīng)，有O2產(chǎn)生 C．催化劑a

2、附近酸性減弱，催化劑b附近酸性增強(qiáng) D．催化劑b表面的反應(yīng)是CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH 解析　電池總反應(yīng)式為：2CO2＋2H2O2HCOOH＋O2。 負(fù)極：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，正極：CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH。A項(xiàng)，能量轉(zhuǎn)換過程是太陽能先轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；C項(xiàng)，催化劑a附近生成H＋，酸性增強(qiáng)，催化劑b附近消耗H＋，酸性減弱，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　C 3．(2013·惠州模擬)鎂/H2O2酸性燃料電池采用海水作電解質(zhì)(加入一定量的酸)，下列說法正確的是 (　　)。 A．電池總反應(yīng)為Mg＋H2O2===Mg

3、(OH)2 B．正極發(fā)生的電極反應(yīng)為H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O C．工作時(shí)，正極周圍海水的pH減小 D．電池工作時(shí)，溶液中的H＋向負(fù)極移動(dòng) 解析　根據(jù)鎂與H2O2兩種物質(zhì)的性質(zhì)，容易知道負(fù)極發(fā)生鎂失電子的反應(yīng)，正極發(fā)生H2O2得電子的反應(yīng)，電解質(zhì)呈酸性，故電池總反應(yīng)為Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O；正極消耗H＋，pH增大；原電池中陽離子向正極移動(dòng)，故溶液中的H＋向正極移動(dòng)。 答案　B 4．(2013·資陽模擬)如圖甲是Zn和Cu形成的原電池，某實(shí)驗(yàn)興趣小組做完實(shí)驗(yàn)后，在讀書卡上的記錄如圖乙所示，則卡片上的描述合理的是 (　　)

4、。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 　　　　　　　　　　　　　 實(shí)驗(yàn)后的記錄： ①Cu為陽極，Zn為陰極 ②Cu極上有氣泡產(chǎn)生 ③SO\o\al(2－,4)向Cu極移動(dòng) ④若有0.5 mol電子流經(jīng)導(dǎo)線，則可產(chǎn)生0.25 mol氣體 ⑤電子的流向是：Cu→導(dǎo)線→Zn ⑥正極反應(yīng)式：Cu＋2e－===Cu2＋ 圖乙 A．①②③ B．②④ C．④⑤⑥ D．③④⑤ 解析?、僦蠧u為正極，Zn為負(fù)極，③中SO向負(fù)極移動(dòng)，⑤中電子的流向是：Zn→導(dǎo)線→Cu，⑥中正極反應(yīng)式：2H＋＋2e－===H2↑，

5、故①③⑤⑥錯(cuò)。 答案　B 5．(2012·瀘州模擬)某航空站安裝了一臺(tái)燃料電池，該電池可同時(shí)提供電和水蒸氣。所用燃料為氫氣，電解質(zhì)為熔融的碳酸鉀。已知該電池的總反應(yīng)為2H2＋O2===2H2O，正極反應(yīng)為O2＋2CO2＋4e－===2CO，則下列推斷正確的是 (　　)。 A．負(fù)極反應(yīng)為H2＋2OH－－2e－===2H2O B．該電池可在常溫或高溫時(shí)進(jìn)行工作，對(duì)環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)性 C．該電池供應(yīng)2 mol水蒸氣，同時(shí)轉(zhuǎn)移2 mol電子 D．放電時(shí)負(fù)極有CO2生成 解析　由總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式得到負(fù)極反應(yīng)式：2H2＋2CO－4e－===2H2O＋2CO2，則

6、可判斷負(fù)極有CO2生成，A項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。該電池使用的電解質(zhì)是熔融的碳酸鉀，在常溫下無法工作，B錯(cuò)誤。該電池供應(yīng)2 mol水蒸氣時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子為4 mol，C錯(cuò)誤。 答案　D 6．(2013·石家莊調(diào)研)某新型電池，以NaBH4(B的化合價(jià)為＋3價(jià))和H2O2作原料，該電池可用作深水勘探等無空氣環(huán)境電源，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是 (　　)。 A．電池工作時(shí)Na＋從b極區(qū)移向a極區(qū) B．每消耗3 mol H2O2，轉(zhuǎn)移3 mol e－ C．b極上的電極反應(yīng)式為：H2O2＋2e－＋2H＋===2H2O D

7、．a(chǎn)極上的電極反應(yīng)式為：BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O 解析　該電池工作時(shí)，a電極反應(yīng)式為BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O；b電極反應(yīng)式為4H2O2＋8e－===8OH－；隨著不斷放電，a極負(fù)電荷減少，b極負(fù)電荷增多，故Na＋從a極區(qū)移向b極區(qū)；每消耗3 mol H2O2轉(zhuǎn)移6 mol e－，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。 答案　D 7．(2013·天津六校聯(lián)考)如圖裝置Ⅰ是一種可充電電池，裝置Ⅱ?yàn)殡娊獬?。裝置Ⅰ的離子交換膜只允許Na＋通過，已知電池充放電的化學(xué)方程式為：2Na2S2＋NaBr3Na2S4＋3NaBr，當(dāng)閉合開關(guān)K時(shí)，X電極附近溶液變紅。下列說法正確

8、的是 (　　)。 A．閉合開關(guān)K時(shí)，鈉離子從右到左通過離子交換膜 B．閉合開關(guān)K時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為：3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋ C．閉合開關(guān)K時(shí)，X電極反應(yīng)式為：2Cl－－2e－===Cl2↑ D．閉合開關(guān)K時(shí)，當(dāng)有0.1 mol Na＋通過離子交換膜時(shí)，X電極上放出標(biāo)準(zhǔn) 狀況下氣體1.12 L 解析　“當(dāng)閉合開關(guān)K時(shí)，X電極附近溶液變紅”說明X是陰極，Y為陽極，則電池的左側(cè)是負(fù)極。在原電池中陽離子向正極移動(dòng)，故A錯(cuò)；NaBr3―→3NaBr，溴元素的化合價(jià)降低，

9、是得到電子而不是失去，故B錯(cuò)；X極是陰極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為：2H＋＋2e－===H2↑，故C錯(cuò)；“當(dāng)有0.1 mol Na＋通過離子交換膜時(shí)”說明轉(zhuǎn)移了0.1 mol電子，則X電極生成0.05 mol H2，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為1.12 L，故D正確。 答案　D 二、非選擇題(本題共4個(gè)小題，共58分) 8．(10分)某研究性學(xué)習(xí)小組欲探究原電池的形成條件，按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并得到下表實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 實(shí)驗(yàn)序號(hào) A B 燒杯中的液體 靈敏電流計(jì)指針是否偏轉(zhuǎn) 1 Zn Zn 乙醇 無 2 Zn Cu 稀硫酸 有 3 Zn Zn 稀硫酸 無 4

10、 Zn Cu 苯 無 5 Cu C 氯化鈉溶液 有 6 Mg Al 氫氧化鈉溶液 有 分析上述實(shí)驗(yàn)，回答下列問題： (1)實(shí)驗(yàn)2中電流由________極流向________極(填“A”或“B”)。 (2)實(shí)驗(yàn)6中電子由B極流向A極，表明負(fù)極是________(填“鎂”或“鋁”)電極。 (3)實(shí)驗(yàn)5表明________。 A．銅在潮濕空氣中不會(huì)被腐蝕 B．銅的腐蝕是自發(fā)進(jìn)行的 (4)分析上表有關(guān)信息，下列說法不正確的是________。 A．相對(duì)活潑的金屬一定作負(fù)極 B．失去電子的電極是負(fù)極 C．燒杯中的液體必須是電解質(zhì)溶液

11、 D．原電池中，浸入同一電解質(zhì)溶液中的兩個(gè)電極，是活潑性不同的兩種金屬(或其中一種非金屬) 解析　(1)電流是由正極流向負(fù)極，實(shí)驗(yàn)2中，Cu為正極，Zn為負(fù)極；(2)電子由負(fù)極流向正極，實(shí)驗(yàn)6中電子由B極流向A極，表明負(fù)極是B(Al)；(3)實(shí)驗(yàn)5是銅的吸氧腐蝕，說明銅的腐蝕是自發(fā)進(jìn)行的；(4)判斷原電池負(fù)極時(shí)，不能簡單地比較金屬的活動(dòng)性，要看反應(yīng)的具體情況，如Al在強(qiáng)堿性溶液中比Mg更易失電子，Al作負(fù)極，Mg作正極；在原電池中負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；必須有電解質(zhì)溶液，形成閉合回路；活潑性不同的兩種金屬，或一種金屬和一種能導(dǎo)電的非金屬都可以作電極。 答案　(1)B　A　(2)鋁

12、　(3)B　(4)A 9．(16分) (2012·綿陽一模)如圖是一個(gè)化學(xué)過程的示意圖。已知甲池的總反應(yīng)式為2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O 請(qǐng)回答： (1)甲池是________池，通入O2的電極作為________極，電極反應(yīng)式為_______________________________________________________________。 (2)乙池是________池，A電極名稱為________極，電極反應(yīng)式為___________________________________________________________

13、____。 乙池中的總反應(yīng)離子方程式為______________________________________________________________， 溶液的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 (3)當(dāng)乙池中B(Ag)極的質(zhì)量增加5.40 g時(shí)，甲池中理論上消耗O2________mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。 解析　(3)利用電子守恒找出關(guān)系式：4Ag～O2，V(O2)＝n(Ag)×22.4 L·mol－1＝××22.4 L·mol－1＝0.28 L，即280 mL。 答案　(1)原電　正　O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)電解　陽　

14、4OH－－4e－===O2↑＋2H2O　4Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋　減小　(3)280 10．(16分)(2012·長春高中畢業(yè)班調(diào)研)碘被稱為“智力元素”，科學(xué)合理地補(bǔ)充碘可防止碘缺乏病。碘酸鉀(KIO3)是國家規(guī)定的食鹽加碘劑，它的晶體為白色，可溶于水。碘酸鉀在酸性介質(zhì)中與過氧化氫或碘化物作用均生成單質(zhì)碘。以碘為原料，通過電解制備碘酸鉀的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。 (1)碘是________(填顏色)固體物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室常用________的方法來分離提純含有少量雜質(zhì)的固體碘。 (2)電解前，先將一定量的精制碘溶于過量氫氧化鉀溶液，溶解時(shí)發(fā)生反應(yīng)： 3I2＋6KO

15、H===5KI＋KIO3＋3H2O，將該溶液加入陽極區(qū)。另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū)，電解槽用水冷卻。 電解時(shí)，陽極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為_____________________________________________________________； 每生成1 mol KIO3，電路中通過的電子的物質(zhì)的量為________。 (3)電解過程中，為確定電解是否完成，需檢驗(yàn)電解液中是否有I－。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)檢驗(yàn)電解液中是否有I－的實(shí)驗(yàn)方案，并按要求填寫下表。 要求：所需藥品只能從下列試劑中選擇，實(shí)驗(yàn)儀器及相關(guān)用品自選。 試劑：淀粉溶液、淀粉-KI試紙、過氧化氫溶液、稀硫酸

16、。 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論 (4)電解完畢，從電解液中得到碘酸鉀晶體的實(shí)驗(yàn)過程如下： ―→―→―→ ―→―→―→ 步驟②的操作名稱是________，步驟⑤的操作名稱是________。步驟④洗滌晶體的目的是_______________________________________________ _______________________________________________________________。 解析　(1)碘是紫黑色固體，實(shí)驗(yàn)室常利用碘易升華的特性來分離提純含有少量雜質(zhì)的固體碘。(2)電解時(shí)，溶液中的陰離子(

17、I－、IO、OH－)向陽極移動(dòng)，因?yàn)镮－的還原性最強(qiáng)，所以I－在陽極失電子被氧化為單質(zhì)碘：2I－－2e－===I2。生成的I2再與KOH溶液反應(yīng)生成KIO3：3I2＋6KOH===5KI＋KIO3＋3H2O，如此循環(huán)，最終I－都轉(zhuǎn)化為KIO3。1 mol I－轉(zhuǎn)化成1 mol IO時(shí)，轉(zhuǎn)移6 mol電子。(3)陽極區(qū)溶液中會(huì)含有IO，如果其中含有I－，在酸性條件下，IO和I－會(huì)反應(yīng)生成單質(zhì)碘：IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。據(jù)此可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：取少量陽極區(qū)溶液于試管中，加入幾滴稀硫酸和淀粉溶液，如果溶液變藍(lán)，則說明其中含有I－，否則沒有I－。(4)陽極電解液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶后可得

18、到碘酸鉀晶體，過濾得到的碘酸鉀晶體中含有KOH等雜質(zhì)，需要進(jìn)行洗滌除雜；洗滌后的晶體經(jīng)干燥即得到純凈干燥的碘酸鉀晶體。 答案　(1)紫黑色　升華 (2)2I－－2e－===I2(或I－＋6OH－－6e－===IO＋3H2O)　6 mol (3) 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論 取少量陽極區(qū)電解液于試管中，加稀硫酸酸化后加入幾滴淀粉試液，觀察是否變藍(lán) 如果不變藍(lán)，說明無I－(如果變藍(lán)，說明有I－) (4)冷卻結(jié)晶　干燥　洗去吸附在碘酸鉀晶體上的氫氧化鉀等雜質(zhì) 11．(16分)(2013·日照二診)第三代混合動(dòng)力車，可以用電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或二者結(jié)合推動(dòng)車輛。汽車上坡或加速時(shí)，電動(dòng)

19、機(jī)提供推動(dòng)力，降低汽油的消耗；在剎車或下坡時(shí)，電池處于充電狀態(tài)。 (1)混合動(dòng)力車的內(nèi)燃機(jī)以汽油為燃料，汽油(以辛烷C8H18計(jì))和氧氣充分反應(yīng)，生成1 mol水蒸氣放熱569.1 kJ。則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_______________________________________________________________。 (2)混合動(dòng)力車目前一般使用鎳氫電池，該電池中鎳的化合物為正極，儲(chǔ)氫金屬(以M表示)為負(fù)極，堿液(主要為KOH)為電解質(zhì)溶液。鎳氫電池充放電原理示意如圖，其總反應(yīng)式為H2＋2NiOOH2Ni(OH)2。根據(jù)所給信息判斷，混合動(dòng)力車上坡或加速時(shí)，乙電極

20、周圍溶液的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)，該電極的電極反應(yīng)式為_______________________________________________________________。 (3)Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，可通過如圖所示的電解裝置制取，電解總反應(yīng)式為2Cu＋H2OCu2O＋H2↑，陰極的電極反應(yīng)式是_______________________________________________________________。 用鎳氫電池作為電源進(jìn)行電解，當(dāng)電池中有1 mol H2被消耗時(shí)，Cu2O的理論產(chǎn)量為________g。 (

21、4)遠(yuǎn)洋輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的________腐蝕。為防止這種腐蝕，通常把船體與浸在海水里的Zn塊相連，或與像鉛酸蓄電池這樣的直流電源的________(填“正”或“負(fù)”)極相連。 解析　(2)混合動(dòng)力車上坡或加速時(shí)需要?jiǎng)恿?，故反?yīng)為原電池放電反應(yīng)，即乙電極為正極，發(fā)生反應(yīng)NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，故乙電極周圍溶液的pH增大。(3)電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng)，即2H＋＋2e－===H2↑。當(dāng)電池中有1 mol H2被消耗時(shí)有2 mol電子轉(zhuǎn)移，根據(jù)電子守恒可知Cu2O的理論產(chǎn)量為144 g。(4)鋼鐵船體在海水中發(fā)生吸氧腐蝕，可利用犧牲陽極保護(hù)法或外加電源陰極保護(hù)法防止其被腐蝕。 答案　(1)C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)　ΔH＝－5 121.9 kJ·mol－1 (2)增大　NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ (3)2H＋＋2e－===H2↑　144　(4)吸氧　負(fù)