2019年高考化学大一轮复习 6.2 原电池 化学电源实效精练（含解析）.doc

2019年高考化学大一轮复习 6.2 原电池 化学电源实效精练（含解析）一、选择题：本大题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1xx江苏化学卷MgH2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液。示意图如图。该电池工作时，下列说法正确的是()AMg电极是该电池的正极BH2O2在石墨电极上发生氧化反应C石墨电极附近溶液的pH增大D溶液中Cl向正极移动解析：MgH2O2电池中Mg电极作负极，石墨电极作正极，正极反应为H2O2e=2OH，H2O2在该极发生还原反应，石墨电极附近的pH增大，溶液中的Cl向负极移动。答案：C2xx新课标全国卷银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是()A处理过程中银器一直保持恒重B银器为正极，Ag2S被还原生成单质银C该过程中总反应为2Al3Ag2S=6AgAl2S3D黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl解析：由“电化学原理”可知正极反应式为Ag2S2e=2AgS2，负极反应式为Al3e=Al3；电解质溶液中发生反应Al33H2OAl(OH)33H，S2与H结合生成H2S，使Al33H2OAl(OH)33H的平衡右移，最终生成Al(OH)3沉淀，只有B选项正确。答案：B3xx天津理综卷为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：电池：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)电解池：2Al3H2OAl2O33H2电解过程中，以下判断正确的是()选项电池电解池AH移向Pb电极H移向Pb电极B每消耗3 mol Pb生成2 mol Al2O3C正极：PbO24H2e=Pb22H2O阳极：2Al3H2O6e=Al2O36HD解析：电池中H移向正极即PbO2电极，电解池中H移向阴极即Pb电极，A项错误；每消耗3 mol Pb转移6 mol e，生成1 mol Al2O3，B项错误；电池正极反应式为PbO24HSO2e=PbSO42H2O，电解池中阳极反应为2Al3H2O6e=Al2O36H，C项错误；D中电池中负极上Pb生成PbSO4使其质量增大，电解池中阴极上H生成H2，Pb电极质量无变化，D正确。答案：D4xx上海化学卷糕点包装中常用的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是()A脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期B脱氧过程是铁作原电池正极，电极反应为Fe3eFe3C脱氧过程中碳作原电池负极，电极反应为2H2OO24e4OHD含有1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336 mL(标准状况)解析：钢铁腐蚀中铁作负极、碳作正极，B、C错误； n(Fe)0.02 mol，负极电极反应式Fe2e=Fe2，生成Fe2与正极生成的OH结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，所以0.02 mol Fe最终失去0.06 mol电子，消耗n(O2)0.015 mol，D选项正确。答案：D5实验发现，298 K时，在FeCl3酸性溶液中加入少量锌粒后，Fe3立即被还原成Fe2。某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如下图所示的原电池装置。下列有关说法中正确的是()A该原电池的正极反应是Zn2e=Zn2B左烧杯中溶液的红色逐渐褪去C该电池铂电极上有气泡出现D该电池总反应为3Zn2Fe3=2Fe3Zn2解析：Zn失去电子发生氧化反应，为负极反应，A项错误；Fe3在正极得电子被还原为Fe2，得不到单质铁，溶液红色褪去，B项正确，C、D项错误。答案：B6利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，甚至制作出一些有实际应用价值的装置来，下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。该电池工作时，有关说法正确的是()A铝罐将逐渐被腐蚀B炭粒和炭棒上发生的反应为O24e=2O2C炭棒应与玩具电机的负极相连D该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻解析：该电池的反应原理是：4Al3O2=2Al2O3，所以Al作电源负极，与玩具的负极相连，逐渐被腐蚀，A正确，C、D错误；B选项中正确的反应式为：O22H2O4e=4OH。答案：A7一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H。下列有关说法正确的是()A检测时，电解质溶液中的H向负极移动B若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气C电池反应的化学方程式为CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD正极上发生的反应为：O24e2H2O=4OH解析：电解质溶液中阳离子应向正极移动，A项错误；酸性溶液中，正极电极反应式为O24e4H=2H2O，D项错误；结合正极反应式，转移0.4 mol电子时，消耗O2 0.1 mol，其在标准状况下的体积为2.24 L，B项错误；C项符合题目要求，正确。答案：C8xx湖北省武汉市部分学校高三调研考试下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜上能产生气泡的是()ABCD解析：A选项是锌铜原电池，铜作正极，铜上氢离子放电生成氢气，有气泡产生，正确；B、C选项均能形成铜银原电池，铜比银活泼，铜作负极，铜上没有气泡产生，错误；D选项中没有形成闭合电路，错误。答案：A9xx沈阳六校联考综合如图判断，下列说法正确的是()A装置和装置中负极反应均是Fe2e=Fe2B装置和装置中正极反应均是O22H2O4e=4OHC装置和装置中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D放电过程中，装置左侧烧杯和装置右侧烧杯中溶液的pH均增大解析：装置中，由于Zn比Fe活泼，所以Zn作原电池的负极，电极反应式为Zn2e=Zn2；Fe作正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH。由于正极有OH生成，因此溶液的pH增大。装置中，Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2；Cu作正极，电极反应式为2H2e=H2。正极由于不断消耗H，所以溶液的pH逐渐增大。据此可知A、B皆错，D项正确。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，所以C项错误。答案：D10xx济南期末有一种新型燃料电池使用两块吸附气体的海绵状金属作电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通入CH4和O2，其电极反应为X极：CH410OH8e=CO7H2O；Y极：2H2OO24e=4OH。下列说法中，错误的是()A通入甲烷的一极为电池的负极B放电一段时间后，电解质溶液中KOH的物质的量浓度不变C在标况下，通入5.6 L氧气，完全反应后，有1 mol电子发生转移D放电时，1 mol甲烷在X极反应时有2 mol氧气在Y极反应解析：由题意知电池总反应为CH42O22OH=CO3H2O，反应过程中消耗OH，故KOH的物质的量浓度减小，选B。答案：B二、非选择题：本大题共3小题，将答案填在题中横线上。11(1)氢氧燃料电池汽车作为上海世博园中的交通工具之一，下列有关说法不正确的是()A太阳光催化分解水制氢气比电解水制氢气更为科学B氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境C以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应式相同D以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的总反应式相同(2)纯电动车采用了高效耐用的一种新型可充电电池，该电池的总反应式为：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH该电池放电时负极反应式为_。放电时每转移3 mol电子，正极有_ molK2FeO4被还原。(3)锰酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位。电池反应式为Li1xMnO4LixLiMnO4，下列有关说法不正确的是_。A放电时电池的正极反应式为：Li1xMnO4xLixe=LiMnO4B放电过程中，石墨没有得失电子C该电池也能在KOH溶液的环境中正常工作D充电时电池上标有“”的电极应与外接电源的负极相连解析：(1)选项A，电解获得H2消耗较多的能量，而在催化剂作用下利用太阳能来分解H2O获得H2更为科学；选项B，氢氧燃料电池中生成物为H2O，对环境无污染；选项C，以稀H2SO4为介质的电池负极反应式为：H22e=2H，以KOH为介质的电池负极反应式为：H22OH2e=2H2O；选项D，氢氧燃料电池的总反应式均为：2H2O2=2H2O。(2)放电时，在碱性条件下，负极反应式为：Zn2e2OH=Zn(OH)2。根据电池总反应式可知，2 mol K2FeO4被还原时有6 mol电子转移，所以放电时每转移3 mol电子，有1 mol K2FeO4被还原。(3)选项A，根据总反应式可知Li失去电子，电池负极反应式为：xLixe=xLi，由总反应式减去负极反应式可得放电时电池的正极反应式为：Li1xMnO4xLixe=LiMnO4；选项B，根据总反应式可判断石墨没有得失电子；选项C，Li能与KOH溶液中的H2O反应，导致电池无法正常工作；选项D，充电过程是放电的逆向过程，外界电源的负极提供的电子使原电池负极获得电子发生还原反应，所以标有“”的电极应与外接电源的负极相连。答案：(1)C(2)Zn2e2OH=Zn(OH)21(3)C12xx南昌调研全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池，目前钒电池技术已经趋近成熟。如图是钒电池基本工作原理示意图：请回答下列问题：(1)硫酸在电池技术和实验室中具有广泛的应用，在传统的铜锌原电池中，硫酸是_，实验室中配制硫酸亚铁时需要加入少量硫酸，硫酸的作用是_。(2)钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子(V2、V3、VO2、VO)为正极和负极电极反应的活性物质，电池总反应为VO2V3H2OV2VO2H。放电时的正极反应式为_，充电时的阴极反应式为_。放电过程中，电解液的pH_(选填“升高”、“降低”或“不变”)。(3)钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是_。aVO、VO2混合液bV3、V2混合液cVO溶液dVO2溶液eV3溶液fV2溶液(4)能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是_。解析：(1)传统的铜锌原电池中，锌与酸反应生成氢气，故硫酸为电解质溶液；硫酸亚铁容易水解，且水解显酸性，加入少量硫酸，可以抑制其水解变质。(2)正极反应是还原反应，由电池总反应可知放电时的正极反应为VO2He=VO2H2O；充电时，阴极反应为还原反应，故为V3得电子生成V2的反应。(3)充电时阳极反应式为VO2H2Oe=VO2H，故充电完毕的正极电解液为VO溶液，而放电完毕的正极电解液为VO2溶液，故正极电解液可能是选项acd。(4)充电和放电过程中，正极电解液与负极电解液不能混合，起平衡电荷作用的是加入的酸，故H可以通过隔膜。答案：(1)电解质溶液抑制硫酸亚铁的水解(2)VO2He=VO2H2OV3e=V2升高(3)acd(4)H13(1)在以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为_ _，正极的反应式为_ _。已知CH3OH(l)的燃料热H726.5 kJmol1，理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能为702.1 kJ，则该燃料电池的理论效率为_(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。(2)用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示)，NiO(OH)作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：NiO(OH)MHNi(OH)2M电池放电时，负极的电极反应式为_ _。充电完成时，Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O2，O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为_。解析：(1)酸性条件下甲醇燃料电池的总反应式为：CH3OHO2=CO22H2O，酸性条件下该燃料电池的正极反应式为O26H6e=3H2O，得电池负极反应式为：CH3OHH2O6e=CO26H；该燃料电池的理论效率为100%96.6%。(2)蓄电池放电时是原电池、充电时是电解池。根据原电池中“负氧化、正还原”，电解池中“阳氧化、阴还原”的规律，在分清楚是原电池还是电解池的基础上并结合电解质溶液显碱性，可写出该蓄电池放电时负极的电极反应式为MHOHe=MH2O。中阴极的电极反应有两个，第一个阶段是充电时的反应式，由中的方法不难确定为MH2Oe=MHOH，第二阶段为吸收氧气的电解反应式，由题意氧气在阴极上被还原，结合该蓄电池中电解质溶液碱性可知氧气被还原为OH，所以其电解反应式为2H2OO24e=4OH。答案：(1)CH3OHH2O6e=CO26HO26H6e=3H2O96.6%(2)MHOHe=MH2O2H2OO24e=4OH创新试题教师备选教学积累资源共享原电池的设计在例题中涉及但在课时作业中没有涉及，在此供老师们选用。1利用反应Zn2Fe3=Zn22Fe2设计一个带盐桥的原电池。并在下面方框内画出实验装置图。并指出正极为_，电极反应式为_，负极为_，电极反应式为_ _。此装置中盐桥的作用是_。解析：本题解题流程如下：答案：Pt2Fe32e=2Fe2ZnZn2e=Zn2使两个半电池连成一个通路；使两溶液保持电中性此题属于中挡偏难试题，作为课时作业难度较大，供教师选用。2被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。纸内的离子“流过”水与氯化锌组成的电解液。电池总反应为：Zn2MnO2H2O=ZnO2MnO(OH)。下列说法正确的是()A该电池的正极为锌B该电池反应中二氧化锰起催化剂作用C当0.1 mol Zn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.2041023D电池正极反应式为2MnO22e2H2O=2MnO(OH)2OH解析：由总反应式可知，二氧化锰为氧化剂而不是催化剂，锌为还原剂，应为原电池的负极，A、B项错误；电子只能经外电路流动，电解液内电流的形成是阴、阳离子的定向移动，C项错误；电池负极反应式为ZnH2O2e=ZnO2H，用总反应式减去负极反应式得正极反应式为2MnO22e2H2O=2MnO(OH)2OH。答案：D