2019年高考化學一輪總復習 第二節(jié) 原電池化學電源課時檢測.doc

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2019年高考化學一輪總復習 第二節(jié) 原電池化學電源課時檢測 1．(xx北京高考)下列設備工作時，將化學能轉化為熱能的是(　　) A B C D 硅太陽能電池 鋰離子電池 太陽能集熱器 燃氣灶 解析：選D　硅太陽能電池工作時將光能轉化為電能，A項錯誤；鋰離子電池是化學電池，工作時將化學能轉化為電能，B項錯誤；太陽能集熱器工作時將光能轉化為熱能，C項錯誤；燃氣灶工作時將化學能轉化為熱能，D項正確。 2．某一同學根據離子反應方程式2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋來設計原電池。下列設計方案中可行的是(　　) A．電極材料為鐵和鋅，電解質溶液為FeCl3溶液 B．電極材料為鐵和銅，電解質溶液為Fe(NO3)3溶液 C．電極材料為鐵和石墨，電解質溶液為FeCl2溶液 D．電極材料為石墨，電解質溶液為FeCl3溶液 解析：選B　氧化還原反應中的還原劑作原電池的負極，氧化劑(Fe3＋)存在于電解質溶液中，故符合題意的選項為B。 3．(xx蘭州模擬)有關下列四個常用電化學裝置的敘述中，正確的是(　　) 圖Ⅰ 堿性鋅錳電池 圖Ⅱ 鉛－硫酸蓄電池 圖Ⅲ 電解精煉銅 圖Ⅳ 銀鋅紐扣電池 A．圖Ⅰ所示電池中，MnO2的作用是催化劑 B．圖Ⅱ所示電池放電過程中，硫酸濃度不斷增大 C．圖Ⅲ所示裝置工作過程中，電解質溶液中Cu2＋濃度始終不變 D．圖Ⅳ所示電池中，Ag2O是氧化劑，電池工作過程中還原為Ag 解析：選D　A、MnO2的作用是氧化劑，錯誤；B、Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2 H2O，H2SO4被消耗，濃度減小，錯誤；C、粗銅含雜質，溶解的銅小于析出的銅，Cu2＋濃度減小；D、負極Zn——Zn2＋ 氧化反應，做還原劑；正極Ag2O－Ag 還原反應，Ag2O是氧化劑，正確。 4．電子表所用的紐扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀，電解質溶液為KOH溶液，其電極反應式是：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。總反應式為：Ag2O＋Zn===2Ag＋ZnO，下列說法正確的是(　　) A．Zn為正極，Ag2O為負極 B．Zn為負極，Ag2O為正極 C．原電池工作時，正極區(qū)溶液pH值減小 D．原電池工作時，負極區(qū)溶液pH值增大 解析：選B　從電極反應式可以看出：Zn失電子為負極，且該區(qū)消耗OH－溶液pH值減??；Ag2O得電子為正極，且該區(qū)產生OH－溶液pH值增大。 5．控制適合的條件，將反應Fe3＋＋AgFe2＋＋Ag＋設計成如圖所示的原電池(鹽橋裝有瓊脂－硝酸鉀溶液；靈敏電流計的0刻度居中，左右均有刻度)。已知，接通后，觀察到電流計指針向右偏轉。下列判斷正確的是(　　) A．在外電路中，電子從石墨電極流向銀電極 B．鹽橋中的K＋移向乙燒杯 C．一段時間后，電流計指針反向偏轉，越過0刻度，向左邊偏轉 D．電流計指針居中后，往甲燒杯中加入一定量的鐵粉，電流計指針將向左偏轉 解析：選D　由題給電池反應可知，銀作負極，石墨作正極，在外電路中，電子從銀電極流向石墨電極，A錯誤；鹽橋中的K＋移向甲燒杯，B錯誤；一段時間后，電流計指針將居中，C錯誤。 6．把a、b、c、d四塊金屬浸入稀硫酸中，用導線兩兩連接組成多個原電池，若a、b相連， a為負極；c、d相連，d上有氣泡逸出；a、c相連，a極減輕；b、d相連，b為正極。則四種金屬的活潑性順序為(　　 ) A．a＞b＞c＞d　　　　 　B．a＞c＞b＞d C．a＞c＞d＞b D．b＞d＞c＞a 解析：選C　依據金屬的活潑性相對強弱的判斷及原電池的正、負極的判斷可知：a、b相連， a為負極，則a＞b；c、d相連，d上有氣泡逸出，則c為負極，即c＞d；a、c相連，a極減輕，a為負極，即a＞c；b、d相連，b為正極，則d＞b。 7．將氫氣、甲烷、乙醇等物質在氧氣中燃燒時的化學能直接轉化為電能的裝置叫燃料電池。燃料電池的基本組成為電極、電解質、燃料和氧化劑。此種電池能量利用率可高達80%(一般柴油發(fā)電機只有40%左右)，產物污染也少。下列有關燃料電池的說法錯誤的是(　　) A．上述燃料電池的負極反應材料是氫氣、甲烷、乙醇等物質 B．氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電池的產物為水，經過處理之后可供宇航員使用 C．乙醇燃料電池的電解質常用KOH，該電池的負極反應為：C2H5OH－12e－===2CO2↑＋3H2O D．甲烷燃料電池的正極反應為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 解析：選C　燃料電池總反應實質是一個燃燒反應，形成的燃料電池中氫氣等燃料為負極反應物，空氣等氧化劑作正極反應物，一般發(fā)生反應O2＋2H2O＋4e－===4OH－，電解質常用KOH, 乙醇作負極，反應生成的CO2與堿反應會生成CO，故反應為：C2H5OH＋16OH－－12e－===2CO＋11H2O 8．(xx沁陽一中)LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)點，可用于電動汽車。電池反應為：FePO4＋LiLiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負極材料是石墨，含U導電固體為電解質。下列有關LiFePO4電池說法正確的是(　　) A．可加入硫酸以提高電解質的導電性 B．放電時電池內部Li向負極移動 C．充電過程中，電池正極材料的質量增多 D．放電時電池正極反應為：FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4 解析：選D　放電時，負極：Li － e— ===Li＋，正極：FePO4＋Li＋＋e—=== LiFePO4；充電時，陽極：LiFePO4－e—=== FePO4＋Li＋ 陰極：Li＋＋e—=== Li，所以易知D正確。若加入硫酸，與Li單質(固體)發(fā)生反應，所以A錯；放電時，Li＋應(正電荷)在電池內部(電解質中)向正極移動，故B錯；充電過程中，正極材料參加了反應質量減少，故C錯。 9．(xx蘭州期末)空氣常參與設計原電池以方便人們的生活。 (1)我國首創(chuàng)以鋁—空氣—海水電池作為能源的新型的海水標志燈，以海水為電解質溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產生電流，只要把燈放入海水數分鐘，就會發(fā)出耀眼的白光。則電源的負極材料是________，負極反應為________________________________；正極材料是__________，正極反應為______________________________________。 (2)熔鹽電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視， 可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質，CO為陽極燃氣，空氣與CO2的混合氣為陰極助燃氣，制得在650℃下工作的燃料電池，完成有關電池反應式。陽極反應式：2CO＋2CO－4e－===4CO2，陰極反應式：______________，電池總反應式：_____________________________ 。 解析：(1)由鋁—空氣—海水電池靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產生電流可知，鋁為負極，電極反應式為4Al－12e－===4Al3＋，正極為石墨等惰性電極，反應為3O2＋6H2O＋12e－===12OH－。 (2)本題中的電池是一種新型高能電池，電解質是熔融物，而不是電解質溶液，但有自由移動的離子CO存在。原電池的反應原理實質是氧化還原反應中的電子轉移，燃料電池總反應實質是一個燃燒反應。故陽極(即負極)CO失去電子，而陰極(即正極)應為O2得到電子，再與陰極助燃氣CO2結合生成電解質陰離子CO。 答案：(1)鋁　4Al－12e－===4Al3＋　石墨等惰性電極 3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ (2)O2＋2CO2＋4e－===2CO　2CO＋O2＝2CO2 10．常見鉛蓄電池是二次電池，其電極材料分別為Pb和PbO2，電解液為稀H2SO4溶液，工作時的總反應式為Pb ＋PbO2 ＋ 2H2SO42PbSO4＋2H2O。請依據上述情況判斷：(1)鉛蓄電池的負極材料是________________。 (2)請依據兩極材料和總反應，寫出放電時正極反應是___________________________。 (3)請依據總反應式和正極反應式，寫出放電時負極反應是________________________。 (4)放電時，電解質溶液中陰離子移向______極；電流方向從______極流向______極。 (5)放電時，電解質溶液的酸性_________(填“增強”、“減弱”或“不變”)。 (6)充電時PbO2極發(fā)生_________反應，電極反應式____________________________；Pb極發(fā)生___________反應，電極反應式_________________________________。 解析：此題考查幾種常見電池的工作原理，結合各電極反應式及其總反應式解答。依據原電池的反應原理、鉛蓄電池的工作原理及其總反應式可得答案。 答案：(1)鉛(Pb)　(2)PbO2＋4H＋＋SO ＋2e－===PbSO4＋2H2O　(3)Pb ＋SO－2e－===PbSO4　(4)負　氧化鉛(PbO2)　鉛(Pb)　(5)減弱　(6)氧化　PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO　還原　PbSO4 ＋ 2e－===Pb ＋SO 11．某實驗小組同學對電化學原理進行了一系列探究活動。 (1)如圖為某實驗小組依據氧化還原反應：(用離子方程式表示)_____________________ 設計的原電池裝置，反應前，電極質量相等，一段時間后，兩電極質量相差12 g，導線中通過________ mol電子。 (2)其他條件不變，若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨電極反應式為________________________，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)生反應的離子方程式________________________，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，顏色退去，同學們對此做了多種假設，某同學的假設是：“溶液中的＋3價鐵被氧化為更高的價態(tài)。”如果＋3價鐵被氧化為FeO，試寫出該反應的離子方程式________________________________________________________________________。 (3)如圖其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n型，如圖所示。 一段時間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現(xiàn)象是________________，電極反應為__________________；乙裝置中石墨(1)為____________極(填“正”、“負”、“陰”或“陽”)，乙裝置中與銅絲相連石墨電極上發(fā)生的反應式為____________________________________________________________， 產物常用__________________檢驗，反應的離子方程式為_______________________。 解析：(1)設導線中通過的電子的物質的量為x，則負極減少28 gmol－1x，正極增重32 gmol－1x， 28x＋32x＝12，x＝0.2 mol。 (2)NH4Cl水解溶液顯酸性，正極上H＋得電子，負極上Fe失電子生成Fe2＋。Cl2將Fe2＋氧化為 Fe3＋，Cl2過量時，發(fā)生的反應為：2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋。 (3)將鹽橋改為銅絲和石墨后甲裝置成為原電池，乙裝置成為電解池。甲中Fe為負極，Cu為正極，正極電極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，滴加酚酞后變紅色。乙中石墨(1)為陰極，與銅絲相連的電極為陽極，電極反應式為2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2可用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗。 答案：(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　0.2 (2)2H＋＋2e－===H2↑　酸性 NH＋H2ONH3H2O＋H＋ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋ (3)溶液變紅　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　陰 2Cl－－2e－===Cl2↑　濕潤淀粉碘化鉀試紙 Cl2＋2I－===2Cl－＋I2 12．(xx棗莊模擬)有一種新型的鋰電池，其制作是利用了金屬鋰和石墨作電極，其電解質溶液是四氯合鋁酸鋰(LiAlCl4)溶解在二氯亞硫酰(其化學式是SOCl2)中形成的，原電池的電極總反應式是：8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S，下列關于這種新型電池的說法中錯誤的是(　　) A．電池工作過程中，SOCl2被還原為Li2SO3 B．鋰作為電池的負極，石墨作電池的正極 C．該電池內環(huán)境應該是無水環(huán)境，否則影響電池的壽命 D．電池工作時，鋰提供的電子的物質的量與析出硫的物質的量之比是4∶1 解析：選A　A中SOCl2變?yōu)長i2SO3化合價不變，沒有被還原，A錯誤；鋰較石墨活潑，應作為電池的負極，B正確；鋰為活潑金屬，電池中不應有水，C正確；根據電子得失，D正確。 13. 據報道，最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強堿做電解質溶液的新型手機電池，電量是現(xiàn)用鎳氫電池和鋰電池的10倍，可連續(xù)使用一個月才充電一次。假定放電過程中，甲醇完全氧化產生二氧化碳被充分吸收生成CO。 (1)該電池反應的離子方程式為____________________________________________。 (2)甲醇在________極發(fā)生反應(填“正”或“負”)，電池中放電過程中溶液pH將_____(填“下降”、“上升”或“不變”)；若有16克甲醇蒸氣被完全氧化產生電能，并利用該過程中釋放的電能電解足量的硫酸銅溶液，假設能量利用率為80%，則將產生標準狀況下氧氣________L。 (3)最近，又有科學家制造出一種固體電解質的燃料電池，其效率更高。一個電極通入空氣，另一個電極通入汽油蒸氣。其中固體電解質是摻雜了Y2O3的ZrO2固體，它在高溫下能傳導O2－離子(其中氧化反應發(fā)生完全)。以丁烷代表汽油。該電池的正極反應式為________________________________________________________________________。 (4)放電時固體電解質里的O2－離子的移動方向是向______極移動(填“正”或“負”)。 解析：(1)該電池的總反應式可由下列二式合并得到：2CH3OH＋3O2―→2CO2＋4H2O，CO2＋2OH－===CO＋H2O。 (2)燃料電池中可燃物被氧化作負極，根據得失電子守恒建立關系式： 2CH3OH～ 3O2 64 g　　　 67.2 L 16 g80%　x解得x＝13.44 L 答案：(1)2CH3OH＋3O2＋4OH－―→2CO＋6H2O (2)負　下降　13.44 L　(3)O2＋4e－===2O2－　(4)負