高考化学一轮复习 第6章 化学反应与能量转化 第3节 化学能转化为电能——原电池课后达标检测 鲁科版

第3节 化学能转化为电能原电池 课后达标检测一、选择题1下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是()A水中的钢闸门连接电源的负极B金属护栏表面涂漆C汽车底盘喷涂高分子膜D地下钢管连接镁块解析：选A。外加电流的阴极保护法是指把要保护的金属连接在直流电源的负极上，使其作为电解池的阴极被保护，A项符合题意；金属表面涂漆或喷涂高分子膜是防止金属与其他物质接触发生反应，B、C选项不符合题意；钢管连接镁块利用的是原电池原理，镁为负极被氧化，钢管为正极被保护，D项不符合题意。2(2015高考天津卷)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡解析：选C。ACu作正极，电极上发生还原反应，错误；B电池工作过程中，SO不参加电极反应，故甲池的c(SO)基本不变，错误；C电池工作时，甲池反应为Zn2e=Zn2，乙池反应为Cu22e=Cu，甲池中Zn2会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64 g Cu析出，则进入乙池的Zn2为65 g，溶液总质量略有增加，正确；D由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，错误。3(2015高考上海卷)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是()Ad 为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上电极反应为O22H2O4e=4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应为2H2e=H2解析：选D。A由于活动性：Fe石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时铁片的腐蚀速率快，正确。Bd为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O22H2O4e=4OH，正确。C若d为锌块，则由于金属活动性：ZnFe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。Dd为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O22H2O4e=4OH，错误。4(2018江南十校模拟)一种“海水”电池，其电池总反应可表示为5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，下列有关说法不正确的是()A负极反应式：AgCle=AgClB电子从电源的正极经外电路流向负极CCl不断向“海水”电池的负极移动D每生成1 mol Na2Mn5O10 转移2 mol电子解析：选B。A项，根据电池总反应可判断出Ag为原电池的负极，负极的电极反应式为AgCle=AgCl，正确；B项，电子从电源的负极经外电路流向正极，错误；C项，在原电池中阴离子向负极移动，所以Cl不断向电池的负极移动，正确；D项，根据5MnO22eNa2Mn5O10得出，每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子，正确。5(2018邯郸模拟)用铁丝(电极a)、铜丝(电极b)和CuSO4溶液可以构成原电池或电解池，如图所示。则下列说法正确的是()A构成原电池时b极反应为Cu2e=Cu2B构成电解池时a极质量一定减少C构成电解池时b极质量可能减少也可能增加D构成的原电池或电解池工作后均能产生大量气体解析：选C。A项，构成原电池时，铜作正极，电极反应式为Cu22e=Cu，错误。B项，构成电解池时，如果a连接电源负极，则质量增加，错误。C项，构成电解池时，如果b为阳极，则质量减少；如果b为阴极，则质量增加，正确。6(2018海淀一模)燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是()Aa电极是负极，该电极上发生氧化反应Bb极反应式是O24OH4e=4H2OC总反应式为2H2O2=2H2OD使用过程中电解质溶液的pH逐渐减小解析：选B。A项，氢氧燃料电池工作时，通入氢气的一极(a极)为电池的负极，发生氧化反应，正确；B项，通入氧气的一极(b极)为电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O24e2H2O=4OH，错误；C项，氢氧燃料电池的总反应式为2H2O2=2H2O，正确；D项，电池工作时生成水，c(OH)减小，则pH减小，正确。7(2018西安八校联考)甲醇燃料电池被认为是21世纪电动汽车的最佳候选动力源，其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是()A通氧气的一极为负极BH从正极区通过交换膜移向负极区C通甲醇的一极的电极反应式为CH3OHH2O6e=CO26HD甲醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极解析：选C。燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气或空气的一极为正极，A项错误；原电池中阳离子向正极移动，B项错误；通甲醇的一极为负极，负极反应式为CH3OH6eH2O=CO26H，C项正确；甲醇在负极发生反应，电子经过外电路流向正极，D项错误。8(2015高考北京卷)在通风橱中进行下列实验：步骤现象Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡下列说法中不正确的是()A中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NOO2=2NO2B中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应C对比、中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D针对中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化解析：选C。A铁放入稀HNO3中发生反应Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O，NO逸出，遇到O2生成NO2，气体由无色变为红棕色。B铁放入浓HNO3中，在常温下会钝化，即在Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应。C浓HNO3的氧化性强于稀HNO3。D在铁、铜之间加一个电流计，根据电子的流向(与电流方向相反)，可判断铁是否被氧化。若电子由铁移动到铜，则铁被氧化。9(2018河南豫北模拟)H2S是一种剧毒气体，对H2S废气资源化利用的途径之一是回收能量并得到单质硫，反应原理为2H2S(g)O2(g)=S2(s)2H2O(l)H632 kJmol1。如图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法正确的是()A电池工作时，电流从电极a经过负载流向电极bB电极a上的电极反应式为2H2S4e=S24HC当反应生成64 g S2时，电池内部释放632 kJ热量D当电路中通过4 mol电子时，有4 mol H经质子膜进入负极区解析：选B。H2S发生氧化反应，电极a是负极，电子从电极a经过负载流向电极b，电流方向与电子流向相反，A错误；电极a上H2S发生氧化反应生成S2，电极反应式为2H2S4e=S24H，B正确；燃料电池中化学能主要转化为电能，C错误；当电路中通过4 mol电子时，有4 mol H经质子膜进入正极区，D错误。二、非选择题10按如图所示装置进行实验，并回答下列问题：(1)判断装置的名称：A池为_，B池为_。(2)锌极为_极，电极反应式为_；铜极为_极，电极反应式为_；石墨棒C1为_极，电极反应式为_；石墨棒C2附近的实验现象为_。(3)当C2极析出224 mL气体(标准状况)时，锌的质量_(填“增加”或“减少”)_g，CuSO4溶液的质量_(填“增加”或“减少”)_g。解析：(1)A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中构成原电池，B池中两个电极均为石墨电极，在以A为电源的情况下构成电解池，即A原电池为B电解池的电源。(2)A池中Zn为负极，Cu为正极，B池中C1为阳极，C2为阴极，阴极区析出H2，周围OH富集，酚酞变红。(3)n(H2)0224 L/ 224 Lmol1001 mol，故电路中转移电子的物质的量为001 mol2002 mol，根据得失电子守恒，锌极有001 mol Zn溶解，即Zn极质量减少001 mol65 gmol1065 g，铜极上有001 mol Cu析出，即 CuSO4溶液增加了001 mol65 gmol1001 mol64 gmol1001 g。答案：(1)原电池电解池(2)负Zn2e=Zn2正Cu22e=Cu阳2Cl2e=Cl2有无色气体产生，附近溶液出现红色(3)减少065增加00111高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。图1是高铁电池的模拟实验装置：(1)该电池放电时正极的电极反应式为_；若维持电流强度为1 A，电池工作10分钟，理论消耗Zn_g。(已知F96 500 Cmol1)(2)盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向_(填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向_(填“左”或“右”)移动。(3)图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有_。解析：(1)根据题图1知，该电池中C作正极，正极上FeO发生还原反应：FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH。已知1 A1 Cs1，则电流强度为1 A时，总电荷QIt1 A1060 s600 C，转移电子的物质的量为 mol，1 mol Zn失去2 mol电子，则m(Zn) mol65 gmol102 g。(3)根据题图2知，高铁电池具有使用时间长、工作电压稳定的优点。答案：(1)FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH02(2)右左(3)使用时间长、工作电压稳定12应用电化学原理，回答下列问题：(1)甲中石墨作_(填“正”或“负”)极，当电流表指针偏移时，盐桥(装有含琼脂的KNO3饱和溶液)中NO移向_(填“FeSO4”或“AgNO3”)溶液。写出电池反应的离子方程式：_。(2)乙中正极反应式为_；若将H2换成CH4，则负极反应式为_。(3)丙表示外加电源的阴极保护法示意图。图中钢闸门因连接电源的_极而被保护。(4)检验丁中阳极产物的方法是_。解析：(1)根据Fe2Ag=AgFe3，甲中石墨作负极，阴离子移向负极。(2)乙中为碱性条件的氢氧燃料电池，正极反应式为O24e2H2O=4OH，若换成甲烷燃料电池，正极反应式相同，总反应式为CH42O22OH=CO3H2O，负极反应式(总反应式减正极反应式，消去O2)为CH410OH8e=CO7H2O。(3)外加电源的阴极保护法原理即被保护的金属作阴极，应与电源的负极相连。(4)检验氯气用湿润的淀粉碘化钾试纸。答案：(1)负FeSO4AgFe2=AgFe3(2)O24e2H2O=4OHCH410OH8e=CO7H2O(3)负(4)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近阳极，观察湿润的淀粉碘化钾试纸是否变蓝13(2018广西调研)如图装置甲是某可充电电池的示意图，该电池放电的化学方程式为2K2S2KI3=K2S43KI，图中的离子交换膜只允许K通过，C、D、F均为石墨电极，E为铜电极。工作一段时间后，断开K，此时C、D两电极产生的气体体积相同，E电极质量减少 128 g。(1)装置甲的A电极为电池的_极，电解质的K从离子交换膜的_(填“左侧”或“右侧”，下同)向离子交换膜的_迁移；B电极的电极反应式为_。(2)装置乙中D电极析出的气体是_，体积为_mL(标准状况)。(3)若将装置丙中的NaCl溶液改换成FeCl2和FeCl3的混合溶液。从反应初始至反应结束，丙装置溶液中金属阳离子物质的量浓度与转移电子的物质的量的变化关系如图所示。图中b表示的是_(填金属离子符号)的变化曲线。反应结束后，若用05 molL1NaOH溶液沉淀丙装置溶液中的金属阳离子(设溶液体积为100 mL)，则至少需要05 molL1NaOH溶液_mL。解析：(1)由E电极(铜)的质量减少可知E为阳极，则F为阴极，A为负极，B为正极，C为阳极，D为阴极。原电池中阳离子从负极移向正极，即K由左侧透过离子交换膜移向右侧。根据电池放电的化学方程式知，I在正极得电子发生还原反应，生成I。(2)D电极上首先发生反应：Cu22e=Cu，当Cu2消耗尽时，发生反应：2H2e=H2，根据得失电子守恒，该电极析出的H2的体积为22 400 mLmol1224 mL。(3)若将装置丙中的NaCl溶液改换成FeCl2和FeCl3的混合溶液，则电解时，阳极(E电极)发生反应：Cu2e=Cu2，阴极(F电极)发生反应：Fe3e=Fe2，故a、b、c分别表示Fe3、Fe2、Cu2的变化曲线。由题图中曲线可以看出，反应后溶液中c(Cu2)2102 molL1，c(Fe2)5102 molL1，c(Fe3)0，要使溶液中的金属阳离子完全沉淀，需要n(NaOH)n(Cu2)n(Fe2)2(002 molL1005 molL1)01 L20014 mol，V(NaOH)0028 L，即28 mL。答案：(1)负左侧右侧I2e=3I(2)H2(或氢气)224(3)Fe228我国经济发展进入新常态，需要转变经济发展方式，改变粗放式增长模式，不断优化经济结构，实现经济健康可持续发展进区域协调发展，推进新型城镇化，推动城乡发展一体化因：我国经济发展还面临区域发展不平衡、城镇化水平不高、城乡发展不平衡不协调等现实挑战。