（廣東專用）2013版高中化學(xué) 課時(shí)提能演練(二十六) 9.1原電池 化學(xué)電源全程復(fù)習(xí)方略 新人教版

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1、【廣東】2013版化學(xué)全程復(fù)習(xí)方略 課時(shí)提能演練(二十六) 9.1原電池 化學(xué)電源（人教版） （45分鐘 100分） 一、單項(xiàng)選擇題(本大題共8小題，每小題5分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求) 1.(2011·海南高考)一種充電電池放電時(shí)的電極反應(yīng)為：H2＋2OH－－2e－===2H2O NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ 當(dāng)為電池充電時(shí)，與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應(yīng)是(　　) A.H2O的還原 B.NiO(OH)的還原 C.H2的氧化 D.Ni(OH)2的氧化 2.(2011·福建高考)研究人員研制出一種鋰水

2、電池，可作為魚雷和潛艇的儲(chǔ)備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時(shí)加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說(shuō)法不正確的是(　　) A.水既是氧化劑又是溶劑 B.放電時(shí)正極上有氫氣生成 C.放電時(shí)OH－向正極移動(dòng) D.總反應(yīng)為：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑ 3.(2012·潮州模擬)X、Y、Z、M四種金屬，已知X可以從Y的鹽溶液中置換出Y；X和Z在稀硫酸中構(gòu)成原電池時(shí)，Z為正極；用石墨電極電解含Y和Z的離子的溶液時(shí)，陰極先析出Y；M的離子氧化性強(qiáng)于Y的離子，則這些金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是(　　) A.X、Y、Z、M B.X、Z、M 、Y C

3、.M、 Z、 X、Y D.X、Z、Y、M 4.(2011·廣東高考)某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)裝置。下列敘述不正確的是(　　) A.a和b不連接時(shí)，鐵片上會(huì)有金屬銅析出 B.a和b用導(dǎo)線連接時(shí)，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為： 　Cu2＋＋2e－===Cu C.無(wú)論a和b是否連接，鐵片均會(huì)溶解，溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色 D.a和b分別連接直流電源正、負(fù)極，電壓足夠大時(shí)，Cu2＋向銅電極移動(dòng) 5.(2011·新課標(biāo)全國(guó)卷)鐵鎳蓄電池又稱愛(ài)迪生電池，放電時(shí)的總反應(yīng)為： Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2 下列有關(guān)該電池的說(shuō)法不正確的是(　　) A

4、.電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3，負(fù)極為Fe B.電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2 C.電池充電過(guò)程中，陰極附近溶液的pH降低 D.電池充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O 6.(2011·浙江高考)(易錯(cuò)題)將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖所示。 導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少。 下列說(shuō)法正確的是(　　) A.液滴中的Cl－由a區(qū)向b區(qū)遷移 B.液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電

5、極反應(yīng)為 　O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C.液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕，生成的Fe2＋由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH－形成Fe(OH)2，進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹 D.若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu－2e－===Cu2＋ 7.依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)，設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。 下列有關(guān)說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　) A.電解質(zhì)溶液Y是CuSO4溶液 B.電極X的材料是Cu C.銀電極為電池的正極，其電極反應(yīng)為Ag＋＋e－===Ag D.外電路中的電子是從

6、X電極流向Ag電極 8.一種新型環(huán)保電池是采用低毒的鋁合金(丟棄的易拉罐)，家庭常用的漂白水，食鹽，氫氧化鈉(化學(xué)藥品店常見(jiàn)試劑)等原料制作的。電池的總反應(yīng)方程式為2Al＋3ClO－＋2OH－===3Cl－＋2AlO＋H2O。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A.該電池的優(yōu)點(diǎn)是電極材料和電解質(zhì)用完后可以更換 B.該電池發(fā)生氧化反應(yīng)的是金屬鋁 C.電極的正極反應(yīng)式為3ClO－＋3H2O＋6e－===3Cl－＋6OH－ D.當(dāng)有0.1 mol Al完全溶解時(shí)，流經(jīng)電解液的電子個(gè)數(shù)為1.806×1023 二、雙項(xiàng)選擇題(本大題共2小題，每小題6分，共12分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有兩個(gè)選項(xiàng)

7、符合題目要求) 9.小軍利用家中的廢舊材料制作了一個(gè)可使玩具揚(yáng)聲器發(fā)出聲音的電池，裝置如圖所示。下列有關(guān)該電池工作時(shí)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A.鋁質(zhì)汽水罐將逐漸被腐蝕 B.電子流向?yàn)殇X質(zhì)汽水罐→導(dǎo)線→揚(yáng)聲器→導(dǎo)線→木炭棒 C.食鹽水中的Na＋向鋁質(zhì)汽水罐移動(dòng) D.木炭棒上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑ 10.(2012·梅州模擬)微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH，電極反應(yīng)為：Zn＋2OH－－ 2e－===ZnO＋H2O；Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。根據(jù)上述反應(yīng)式，判斷下列敘述正確的是

8、(　　) A.在使用過(guò)程中，電池負(fù)極區(qū)溶液的pH增大 B.使用過(guò)程中，電子由Zn極經(jīng)外電路流向Ag2O極 C.Zn是負(fù)極，Ag2O是正極 D.Zn電極發(fā)生還原反應(yīng)，Ag2O電極發(fā)生氧化反應(yīng) 三、非選擇題(本大題共3小題，共48分) 11.(16分)化學(xué)在能源開(kāi)發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用。氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料。 Ⅰ.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(jìn)行如圖所示的實(shí)驗(yàn)(圖中所用電極均為惰性電極)： (1)對(duì)于氫氧燃料電池，下列表達(dá)不正確的是_______________。 A.a電極是負(fù)極，OH－移向負(fù)極 B.b

9、電極的電極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－===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?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置 (2)上圖裝置中盛有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(shí)，此時(shí)圖中裝置中溶液的pH＝　　　　　(溶液體積變化忽略不計(jì))。 Ⅱ.已知甲醇的燃燒熱ΔH為－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_(kāi)______________________________， 正極的反

10、應(yīng)式為_(kāi)____________________________________________________。 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_(kāi)__________(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)。 12.(16分)(2011·山東高考)科研、生產(chǎn)中常涉及鈉、硫及其化合物。 (1)實(shí)驗(yàn)室可用無(wú)水乙醇處理少量殘留的金屬鈉，化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)________ ____________________________________________。 要清洗附著在試

11、管壁上的硫，可用的試劑是_____________________________。 (2)如圖為鈉高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖，該電池的工作溫度為320 ℃左右，電池反應(yīng)為2Na＋xS===Na2Sx，正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)___________________________。 M(由Na2O和Al2O3制得)的兩個(gè)作用是__________________________________。 與鉛蓄電池相比，當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時(shí)，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的　　　　倍。 (3)Na2S溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)開(kāi)_____________________________

12、， 向該溶液中加入少量固體CuSO4，溶液pH　　　　(填“增大”、“減小”或“不變”)，Na2S溶液長(zhǎng)期放置有硫析出，原因?yàn)開(kāi)____________________________ ________________________________________________(用離子方程式表示)。 13.(16分)(探究題)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)車輪。汽車上坡或加速時(shí)，電動(dòng)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

13、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_(kāi)_____________。 (2)Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，可通過(guò)如圖的電解裝置制取，電解總反應(yīng)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)蓄電池中有1 mol H2被消耗時(shí)，Cu2O的理論產(chǎn)量為　　　　g。 (3)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，

14、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。 答案解析 1.【解題指南】解答本題要注意以下兩點(diǎn)： (1)與正極相連的電極是電解池的陽(yáng)極； (2)化合價(jià)升高的物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)。 【解析】選D。由題意知，電池總反應(yīng)為H2＋2NiO(OH)2Ni(OH)2?？沙潆婋姵卦诔潆姇r(shí)，實(shí)際上起一個(gè)電解池的作用，與外電源正極連接的電極是陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，與放電時(shí)的正極反應(yīng)相反，可知Ni(OH)2在反應(yīng)中失電子被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)。 【方法技巧】可充電電池的反應(yīng)規(guī)律 (1)可充電電池有充電和放電兩個(gè)過(guò)程，放電時(shí)是原電池，充

15、電時(shí)是電解池。 (2)放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)和充電時(shí)的陰極反應(yīng)，放電時(shí)的正極反應(yīng)和充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)在形式上可逆。即將正(負(fù))極反應(yīng)改變方向即得陽(yáng)(陰)極反應(yīng)式。 (3)原電池充電時(shí)，負(fù)極作電解池的陰極，跟外接電源負(fù)極相連，正極作電解池的陽(yáng)極，跟外接電源正極相連。 (4)放電總反應(yīng)和充電總反應(yīng)在形式上互逆，但不是可逆反應(yīng)。 2.【解題指南】解答本題要注意以下兩點(diǎn)： (1)原電池電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子移向正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)； (2)金屬鋰是一種活潑的堿金屬，容易和水反應(yīng)放出氫氣。 【解析】選C。金屬鋰比鐵活潑，作原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Li－e－=== Li＋，LiOH溶液中的

16、陽(yáng)離子有Li＋和H＋，由于氧化性H＋＞Li＋，所以正極反應(yīng)是：2H＋＋2e－===H2↑，由于H＋來(lái)自于水的電離，所以H＋放電的同時(shí)溶液中產(chǎn)生了 OH－，即該反應(yīng)的總反應(yīng)為：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，水既是氧化劑又是溶劑。在原電池的放電過(guò)程中，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以O(shè)H－向負(fù)極移動(dòng)，C選項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.【解析】選D。X可以從Y的鹽溶液中置換出Y，則活動(dòng)性X>Y；原電池中負(fù)極金屬的活動(dòng)性強(qiáng)于正極金屬，故活動(dòng)性X>Z；Y的陽(yáng)離子先放電，說(shuō)明Y的陽(yáng)離子氧化性比Z的強(qiáng)，則單質(zhì)活動(dòng)性Z>Y，同理可知活動(dòng)性Y>M，故四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是X>Z>Y>M。 4

17、.【解析】選D。a和b不連接時(shí)，鐵比銅活潑，從溶液中置換出銅，A項(xiàng)正確；a和b連接時(shí)，形成原電池，鐵作為負(fù)極而溶解，銅作為正極，溶液中的Cu2＋得到電子被還原成銅單質(zhì)，所以B項(xiàng)正確；無(wú)論a和b是否連接，裝置中都發(fā)生Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋的反應(yīng)，溶液會(huì)由藍(lán)色逐漸變?yōu)闇\綠色，C項(xiàng)正確；如果a和b分別連接直流電源正、負(fù)極，該裝置為電解池，Cu為陽(yáng)極，F(xiàn)e為陰極，則溶液中的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，即Cu2＋向鐵電極移動(dòng)，D項(xiàng)不正確，故選D。 5.【解析】選C。A項(xiàng)，可充電電池中活潑金屬失去電子，為負(fù)極，得到電子的Ni2O3為正極，因?yàn)榉烹姇r(shí)電極產(chǎn)物為氫氧化物，可以判斷電解液為堿性溶液，A正確；

18、B項(xiàng)，放電時(shí)，負(fù)極鐵失去2個(gè)電子，生成Fe2＋，因?yàn)殡娊庖簽閴A性溶液，所以電極反應(yīng)為：Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，B正確；C項(xiàng)，充電時(shí)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，所以電極附近pH增大，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電池充電時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，由Ni(OH)2轉(zhuǎn)化為Ni2O3，電極反應(yīng)為：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O，D正確。 6.【解析】選B。液滴邊緣O2多，發(fā)生正極反應(yīng)O2＋2H2O＋4e－===4OH－。液滴下的Fe發(fā)生負(fù)極反應(yīng)Fe－2e－===Fe2＋，為腐蝕區(qū)(a)。A項(xiàng)錯(cuò)誤，Cl－由b區(qū)向a區(qū)遷移；C項(xiàng)錯(cuò)誤，液滴

19、下的Fe因發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕；D項(xiàng)錯(cuò)誤，Cu不如Fe活潑，作正極，負(fù)極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋。 【誤區(qū)警示】液滴下的鐵發(fā)生的是氧化反應(yīng)而不是還原反應(yīng)，容易誤判。在液滴中溶氧量不同，邊緣溶氧要多于液滴內(nèi)部。故液滴邊緣是正極區(qū)。 7.【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)由氧化還原反應(yīng)拆成兩個(gè)半反應(yīng)可知，Cu作原電池負(fù)極； (2)根據(jù)得電子的離子選取電解質(zhì)溶液。 【解析】選A。由電極反應(yīng)可知，電解質(zhì)溶液須為AgNO3溶液而不是CuSO4溶液。 8.【解析】選D。該電池所用材料都是生活中常見(jiàn)的，電極材料和電解質(zhì)用完后可以更換，A項(xiàng)正確；金屬鋁是原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)

20、，B正確；在正極上，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：3ClO－＋3H2O＋6e－===3Cl－＋6OH－，C正確；電子只能流經(jīng)導(dǎo)線，不能流經(jīng)電解液，D不正確。 9.【解析】選C、D。該原電池發(fā)生的是鋁的吸氧腐蝕，鋁為負(fù)極，木炭棒為正極，木炭棒上發(fā)生的反應(yīng)是O2＋2H2O＋4e－===4OH－。原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，故C、D均不正確。 10.【解析】選B、C。根據(jù)電極反應(yīng)式可知Zn為負(fù)極、Ag2O為正極，由于OH－參與負(fù)極反應(yīng)，所以使用過(guò)程中，負(fù)極附近溶液的pH減小，A錯(cuò)，C對(duì)；原電池工作時(shí)電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，B對(duì)；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，D錯(cuò)。 11.

21、【解析】Ⅰ.(1)C項(xiàng)反應(yīng)條件不是點(diǎn)燃，C項(xiàng)錯(cuò)；隨著燃料電池的不斷反應(yīng)，水越來(lái)越多，KOH溶液濃度逐漸減小，pH逐漸減小，故D錯(cuò)。 (2)右池為電解池，其電極反應(yīng)為：陽(yáng)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(shí)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.01 mol，右池中共消耗0.01 mol OH－，故生成0.01 mol H＋，c(H＋)＝＝0.1 mol/L，pH＝1。 Ⅱ.該燃料電池的理論效率＝702.1 kJ/726.5 kJ×100%≈96.6%。 答案：Ⅰ.(1)C、D　(2)1 Ⅱ.CH3OH＋H2O

22、－6e－===CO2↑＋6H＋ O2＋4H＋＋4e－===2H2O　96.6% 12.【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)M的作用：一是導(dǎo)電，二是因鈉與硫易反應(yīng)，它起到隔離作用； (2)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時(shí)，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的倍數(shù)，就是等質(zhì)量的鈉與鉛失電子數(shù)的倍數(shù)。 【解析】(2)正極的電極反應(yīng)式為：xS＋2e－===Sx，M的作用：一是導(dǎo)電，二是因鈉與硫易反應(yīng)，故它起到隔離作用；鈉高能電池中負(fù)極為鈉，有23 g鈉消耗釋放1 mol e－，則207 g鈉消耗時(shí)轉(zhuǎn)移207/23 mol e－，鉛蓄電池的電極反應(yīng)為：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2Pb

23、SO4＋2H2O，鉛蓄電池中鉛是負(fù)極，207 g鉛消耗時(shí)轉(zhuǎn)移2 mol e－，故鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的(207/23)∶2＝4.5倍。 (3)根據(jù)電離與水解的知識(shí)可判斷：c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)＞c(H＋)，加入少量固體CuSO4后，溶液中發(fā)生離子反應(yīng)：Cu2＋＋S2－===CuS↓，由于c(S2－)降低，故由S2－水解產(chǎn)生的OH－量減小，c(OH－)變小，c(H＋)變大，溶液的pH減?。籒a2S溶液長(zhǎng)期放置所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為2Na2S＋O2＋2H2O===4NaOH＋ 2S↓，故離子方程式為2S2－＋O2＋2H2O===4OH－＋2S↓。

24、答案：(1)2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑ CS2(或熱的NaOH溶液) (2)xS＋2e－===Sx(或2Na＋＋xS＋2e－===Na2Sx) 　導(dǎo)電和隔離鈉與硫　4.5 (3)c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)＞c(H＋)　減小　2S2－＋O2＋2H2O===4OH－＋2S↓ 13.【解析】(1)從題意可知，混合動(dòng)力車上坡或加速時(shí)，電池應(yīng)處于放電狀態(tài)，故負(fù)極反應(yīng)式為：H2＋2OH－－2e－===2H2O，則正極反應(yīng)可由總電極反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式得到，即NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，由于在放電時(shí)，生成了 OH－，故乙電極周圍溶液的pH增大。 (2)結(jié)合裝置圖及總電極反應(yīng)式可以得知，H＋在陰極放電，故陰極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑；由總電極反應(yīng)式可求得，1 mol H2被消耗時(shí)，同時(shí)生成1 mol Cu2O，其質(zhì)量為144 g。 答案：(1)增大　NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ (2)2H＋＋2e－===H2↑　144 (3)吸氧　負(fù)