2019-2020年高考化学一轮复习 6.2原电池化学电源课时作业.doc

2019-2020年高考化学一轮复习 6.2原电池化学电源课时作业1下列过程属于化学能转化为电能的是()A行人踩踏发电瓷砖(原理是利用行人踩踏地板产生的振动来发电)BiPhone5手机电池放电C汽车发电机中汽油燃烧D氢氧化钠与盐酸反应解析：A选项，动能转化为电能，错误；B选项，化学能转化为电能，正确；C选项，化学能转化为动能，错误；D选项，化学能转化为热能，错误。答案：B2下列有关电化学知识的描述正确的是()A任何氧化还原反应都可设计成原电池B某原电池反应为Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，装置中的盐桥可以装有含琼胶的KCl饱和溶液C因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极、铜作正极D理论上，任何能自发进行的且能放出能量的氧化还原反应都可设计成原电池 解析：理论上，任何能自发进行且放出能量的氧化还原反应都可设计成原电池，故A错、D正确；B项中会发生反应：KClAgNO3=AgClKNO3，生成的AgCl会使盐桥中溶液的导电性减弱，所以不能使用KCl饱和溶液，可换成KNO3饱和溶液，B错；铁遇到冷的浓硝酸会发生钝化，构成原电池时铁作正极、铜作负极，C错。答案：D3电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是()A锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅解析：锌锰干电池中碳棒并不参加反应，A错；氢氧燃料电池是将化学能直接转变为电能，B错；太阳能电池的主要材料是高纯度的单质硅，故D错。答案：C4下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是()A上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 gD氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源解析：选项A正确。在干电池中，Zn作负极，被氧化，B正确。氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，D正确。C项忽略了硫酸铅在该极上析出，该极质量应该增加而非减小。答案：C5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对，C、D错；B选项中正确的反应为O22H2O4e= 4OH。答案：A6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2Zn4e=2Zn2；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正确。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，所以C错误。答案：D7一种光化学电池的结构如图所示，电池总反应为AgCl(s)Cu(aq)=Ag(s)Cu2(aq)Cl(aq)，下列关于该电池在工作时的说法中正确的是()ACl由负极迁移到正极B负极上物质发生还原反应CCu在负极发生氧化反应D生成108 g银，转移电子个数为1 mol解析：该装置是原电池，根据电池总反应中化合价的升降可推知：AgCl在正极发生还原反应，Cu在负极发生氧化反应，Cl应从正极迁移到负极，生成108 g银，转移电子数为NA，电子个数不能用mol表示，综上所述，选C。答案：C8.如图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，已知放电时电池反应为PbO2Pb4H2SO=2PbSO42H2O。下列有关说法正确的是()AK与N连接时，能量由电能转化为化学能BK与N连接时，H向负极区迁移CK与M连接时，所用电源的a极为负极DK与M连接时，阳极附近的pH逐渐增大解析：A项错误，K与N相接时，是原电池，由化学能转化为电能；B项错误，由于形成原电池时正极消耗氢离子，所以氢离子向正极移动；C项正确，充电是二氧化铅原电池的正极连接到电源的正极，所以b是正极，a是负极；D项错误，阳极生成二氧化铅和氢离子，pH减小。 答案：C9气体的自动化检测中常常应用原电池原理。下图为该电池的示意图：气体扩散进入敏感电极，发生反应，传感器就会接收到电信号。下表列出了待测气体及敏感电极上部分反应产物。(对电极：即与敏感电极对应相反的电极)待测气体电极反应部分产物NO2NOCl2HClCOCO2H2SH2SO4 则下列说法中正确的是()A检测Cl2时，电解质溶液中的阴离子向敏感电极移动B右上表气体检测时，敏感电极均作电池正极C检测含相同物质的量的H2S和CO两份空气样本时，传感器上流过的电子物质的量之比为41D检测H2S气体时，在对电极上充入氧气，对电极上的电极反应式为：O22H2O4e=4OH解析：检测Cl2时，Cl2在敏感电极被还原，此时敏感电极作正极，阴离子应移向负极，A项错误；检测CO和H2S时，二者均在敏感电极被氧化，此时敏感电极作负极，B项错误；检测H2S时，1 mol H2S被氧化成H2SO4，转移电子8 mol，检测CO时，1 mol CO被氧化成CO2，转移电子2 mol，C项正确；检测H2S时，在对电极上通入O2，电极反应式为：O24e4H=2H2O，D项错误。答案：C10控制适合的条件，将反应Fe3AgFe2Ag设计成如图所示的原电池(盐桥中装有琼脂硝酸钾溶液；灵敏电流计的0刻度居中，左右均有刻度)。已知，接通后，观察到电流计指针向右偏转。下列判断正确的是()A在外电路中，电子从石墨电极流向银电极B盐桥中的K移向乙烧杯C一段时间后，电流计指针反向偏转，越过0刻度，向左边偏转 D电流计指针居中后，往甲烧杯中加入一定量的铁粉，电流计指针将向左偏转解析：由题意，电池反应为Fe3Ag=Fe2Ag，Ag作负极，在外电路中，电子从银电极流向石墨电极，A错；盐桥中的K移向甲烧杯，B错；一段时间后，电流计指针居中后，没有电流通过，C错；电流计指针居中后，往甲烧杯中加入一定量的铁粉，形成Ag、Fe原电池，铁作负极，电流计指针将向左偏转，D正确。 答案：D11据报道，以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为3)和H2O2作原料的燃料电池可用作空军通信卫星电源，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A电池放电时Na从b极区移向a极区B电极b采用MnO2，MnO2既作电极材料又有催化作用 C每消耗1 mol H2O2，转移的电子为1 molD该电池的正极反应为BH8OH8e=BO6H2O解析：由装置图可知，H2O2得电子化合价降低，所以b为正极，a为负极。原电池中阳离子向正极移动。负极反应为BH8OH8e=BO6H2O。每消耗1 mol H2O2，转移的电子为2 mol。答案：B12如图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图，下列说法不正确的是()A该装置将化学能转化为电能B催化剂b表面O2发生还原反应，其附近的溶液酸性增强C催化剂a表面的反应是：SO22H2O2e=SO4HD若得到的硫酸浓度仍为49%，则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为815解析：A项，该装置没有外加电源，是一个原电池，能把化学能转化为电能，正确；B项，催化剂b表面O2发生还原反应生成H2O，消耗H，其附近溶液酸性减弱，错误；C项，催化剂a表面SO2失去电子生成硫酸，电极反应式为：SO22H2O2e=SO4H，正确；D项，催化剂a处的反应为：SO22H2O2e=SO4H，催化剂b处的反应为：O22H2e=H2O，则总反应式为：SO2H2OO2=H2SO4。设加入的SO2为x g，H2O为y g。则生成硫酸的质量为： g，水的质量变化为： g，因得到硫酸的浓度为49%，故有，可得xy815，故D正确。答案：B13由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应式是_。(2)装置乙中正极的电极反应式是_。(3)装置丙中溶液的pH_(填“变大”、“变小”或“不变”)。(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是_。解析：甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活泼性AB；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活泼性BC；丙中A上有气体即H2产生，则A为正极，活泼性DA，随着H的消耗，pH变大。答案：(1)A2e=A2(2)Cu22e=Cu(3)变大(4)DABC14如图所示，在不同的电解质溶液中可以组成不同的电池。(1)当电解质溶液为稀硫酸时，Fe电极是_(填“正”或“负”)极，其电极反应式为_。当电解质溶液为NaOH溶液时，Al电极是_(填“正”或“负”)极，其电极反应式为_。(2)若把铝改为锌，电解质溶液为浓硝酸，则Fe电极是_(填“正”或“负”)极，其电极反应式为_。解析：(1)电解质溶液是稀硫酸时，Al电极是负极，Fe电极是正极，正极反应式为2H2e=H2。当电解质溶液是NaOH溶液时，铝与NaOH溶液反应，而Fe不反应，故铝作原电池的负极，电极反应式为Al3e4OH=AlO2H2O。(2)把铝改为锌，用浓硝酸作电解质溶液，铁遇浓硝酸发生钝化，则Fe电极是正极，Zn电极是负极，Fe电极上的电极反应式为NO2He=NO2H2O。答案：(1)正2H2e=H2负Al3e4OH=AlO2H2O(2)正NO2He=NO2H2O15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)H16氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：(1)氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是_，在导线中电子流动方向为_(用a、b表示)。(2)负极反应式为_。(3)电极表面镀铂粉的原因是_。(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.2LiH22LiH.LiHH2O=LiOHH2反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_。已知LiH固体密度为0.82 g/cm3，用锂吸收224 L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为_。由生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为_mol。解析：(1)氢氧燃料电池是原电池装置，将化学能转化为电能，在燃料电池中通H2的一极发生了氧化反应为负极，所以电子流向为ab。(2)书写该原电池的电极反应式时要注意溶液的酸碱性，KOH为电解质溶液时，负极反应为：H22OH2e=2H2O。(3)由题干信息可知电极表面镀铂粉目的是为了增强铂吸附气体的能力，可加快电极的反应速率。(4)中消耗H2 10 mol，则生成LiH为20 mol，则中可生成H2 20 mol,20 mol H2用作燃料电池的负极反应，则转移40 mol电子，若能量转化率为80%，则转移32 mol电子。答案：(1)由化学能转变为电能由a到b(2)2H24OH4e=4H2O或H22OH2e=2H2O(3)增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率(4)LiH2O1/1 148或8.7110432