2019届高三化学二轮复习 热点题型专练 专题6.2 原电池+化学电源（含解析）.doc

原电池+化学电源 1M、N、P、E四种金属，已知：MN2=NM2；M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出；N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E22e=E，N2e=N2。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是( )APMNE BENMPCPNME DEPMN2如图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是( )A铜片表面有气泡生成B装置中存在“化学能电能光能”的转换C如果将硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动D如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变【解析】选C 铜锌原电池中，Cu作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以Cu上有气泡生成，故A正确；原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转化为光能，故B正确；柠檬汁显酸性也能作电解质溶液，所以将硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，所以导线中有电子流动，故C错误；金属性Cu比Zn、Fe弱，Cu作正极，所以电路中的电流方向不变，仍然由Cu流向负极，故D正确。3可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是( )A以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液时，正极反应都为O22H2O4e=4OHB以NaOH溶液为电解质溶液时，负极反应为Al3OH3e=Al(OH)3C以NaOH溶液为电解质溶液时，电池在工作过程中电解质溶液的pH保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极【解析】选A 正极O2得电子，溶液显碱性或中性时，正极反应都为O22H2O4e=4OH，A项正确；铝作负极，铝失电子，碱性溶液(NaOH)中的负极反应为Al4OH3e=AlO2H2O，B项错误；在碱性时总的电池反应式为4Al3O24OH=4AlO2H2O，溶液pH降低，C项错误；电池工作时，电子从负极流向正极，D项错误。4根据右图，下列判断中正确的是( )A烧杯a中的溶液pH降低B烧杯b中发生氧化反应 C烧杯a中发生的反应为2H2e=H2 D烧杯b中发生的反应为2Cl2e=Cl2【解析】选B Zn比Fe活泼，所以Zn作负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn2e=Zn2；Fe作正极，氧气在该电极上发生还原反应，电极反应式为2H2OO24e=4OH，反应后溶液pH升高。5某小组为研究原电池原理，设计如图装置，下列叙述正确的是( )A若X为Fe，Y为Cu，铁为正极B若X为Fe，Y为Cu，电子由铜片流向铁片C若X为Fe，Y为C，碳棒上有红色固体析出D若X为Cu，Y为Zn，锌片发生还原反应6某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O设计如下原电池，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列说法正确的是( )Ab电极上发生还原反应B外电路电子的流向是从a到bC电池工作时，盐桥中的SO移向甲烧杯Da电极上发生的反应为MnO8H5e=Mn24H2O【解析】选D 根据反应方程式判断b极是FeSO4发生氧化反应，为负极，A错误；由上述分析可知，a为正极，电子由负极流向正极，即从b流向a，B错误；原电池中阴离子向负极移动，则盐桥中的SO移向乙烧杯中，C错误；甲烧杯中发生还原反应，Mn元素的化合价降低，电极反应为MnO8H5e=Mn24H2O，D正确。 7一种微生物燃料电池的结构示意图如右所示，关于该电池的叙述正确的是( )A电池工作时，电子由a流向bB微生物所在电极区放电时发生还原反应C放电过程中，H从正极区移向负极区D正极反应式为MnO24H2e=Mn22H2O【解析】选D 因为右侧产生CO2，说明微生物所在的电极区Cm(H2O)n失电子生成CO2，所以电池工作时电子由b经外电路流向a极，A项错误；微生物所在电极区放电时发生氧化反应，B项错误；放电时阳离子向正极移动，C项错误；放电时正极发生还原反应，D项正确。8电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如右。下列说法不正确的是( )AO2在电极b上发生还原反应B溶液中OH向电极a移动C反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为45D负极的电极反应式为2NH36e6OH=N26H2O9利用反应6NO28NH3=7N212H2O构成电池的装置如图所示。此方法既能实现有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化 10液流电池是一种新的蓄电池，是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。如图是一种锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液。下列说法正确的是( )A充电时阳极的电极反应式：Zn2e=Zn2B充电时电极a为外接电源的负极C放电时Br向右侧电极移动D放电时左右两侧电解质储罐中的离子总浓度均增大【解析】选D 如图是一种锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液，所以该电池的负极为锌，电极反应式为Zn2e=Zn2，溴为原电池的正极，电极反应式为Br22e=2Br，充电时阳极的电极反应式与正极的电极反应式相反，所以充电时阳极的电极反应式为2Br2e=Br2，故A错；在充电时，原电池的正极连接电源的正极，是电解池的阳极，而原电池的负极连接电源的负极，所以充电时电极a为外接电源的正极，故B错；放电时为原电池，在原电池中间隔着一个阳离子交换膜，所以Br不能向右侧电极移动，故C错；放电时左侧生成溴离子，右侧生成锌离子，所以放电时左右两侧电解质储罐中的离子总浓度均增大，故D正确。11下列有关电池的说法不正确的是( )A太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅B铜锌原电池工作时，电子沿外电路从锌电极流向铜电极C氢氧燃料电池工作时，氢气在负极被氧化D原电池中一定发生了氧化还原反应【答案】A12下列示意图中能构成原电池的是( )【解析】Cu、C与稀硫酸不反应，A装置不能构成原电池；Al与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，B装置能构成原电池；C装置中的“导线”不是盐桥，不能构成原电池；D装置中缺少盐桥。【答案】B13下列事实不能用原电池原理解释的是( )A将镁粉、铁粉和食盐一块加到水中迅速反应放热B铁被钝化处理后不易腐蚀C纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后反应速率加快D镀层破损后，镀锌铁比镀锡铁更耐用【解析】将镁粉、铁粉和食盐一块加到水中，构成原电池装置，金属镁是负极，镁和水的反应是放热反应，形成原电池可以加快化学反应速率，能用原电池原理解释，A不符合题意；铁被钝化后，在金属表面会形成一层致密的金属氧化膜，保护内部金属不易被腐蚀，不能用原电池原理解释，B符合题意；纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后，金属锌可以和硫酸铜反应置换出铜，Zn、Cu、硫酸会构成原电池装置，Zn为负极，使得Zn和硫酸的反应速率加快，能用原电池原理解释，C不符合题意；镀层破损后，镀锌铁和潮湿空气形成的原电池中，金属Zn为负极，Fe为正极，Fe被保护，镀锡铁和潮湿空气形成的原电池中，金属Fe为负极，Sn为正极，Fe被腐蚀速率加快，镀锌铁比镀锡铁更耐用，能用原电池原理解释，D不符合题意。【答案】B 14某小组进行电化学研究，甲同学设计如图的原电池装置，乙同学利用甲设计的装置及提供的药品与材料，不能完成的实验是( )A使甲同学的正极变为负极B设计一个新的原电池C在石墨电极上镀锌D使锌电极受到保护【答案】C15按如图所示装置进行实验，下列说法不正确的是( )A装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生B甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能C装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转D装置乙中负极的电极反应式：Zn2e=Zn2【解析】装置甲中锌与稀硫酸发生氧化还原反应，生成氢气，产生气泡，装置乙中形成铜锌原电池，且锌作负极，铜作正极，正极上H得电子生成氢气，A项正确；装置甲中没有形成原电池，不存在化学能与电能的转化，B项错误；装置乙形成了原电池，锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转，C项正确；装置乙中负极的电极反应式为Zn2e=Zn2，D项正确。 【答案】B16将编号为的四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从流向，相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出，相连时，的质量减少；据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( ) A BC D【答案】B17某小组为研究原电池原理，设计如图装置，下列叙述正确的是( )A若X为Fe，Y为Cu，铁为正极B若X为Fe，Y为Cu，电子由铜片流向铁片C若X为Fe，Y为C，碳棒上有红色固体析出D若X为Cu，Y为Zn，锌片发生还原反应【解析】Fe比Cu活泼，Fe作负极，电子从Fe流向Cu，故A、B两项错误；若X为Fe，Y为C，电解质溶液为硫酸铜，则正极C上析出Cu，故C正确；Zn比Cu活泼，Zn作负极发生氧化反应，故D错误。【答案】C 18如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是( )A氧化剂和还原剂必须直接接触才能发生反应B电极上发生还原反应，作原电池的正极C该原电池的总反应式为：2Fe3Cu=Cu22Fe2D盐桥中装有含氯化钾的琼脂，K移向负极区【答案】C19电化学在日常生活中用途广泛，下图是镁次氯酸钠燃料电池，电池总反应为：MgClOH2O=ClMg(OH)2，下列说法不正确的是( )A惰性电极上发生氧化反应B镁电极是该电池的负极C正极反应式为ClOH2O2e=Cl2OHD进料口加入NaClO溶液，出口流出的为NaCl溶液【解析】由总反应可知镁发生氧化反应，“负氧正还原”，镁为负极，惰性电极上发生还原反应，A项错误，B项正确；负极反应为：Mg2e2OH=Mg(OH)2，正极反应为：ClO2eH2O=Cl2OH，C、D项正确。 【答案】A20MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600700 ，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。已知该电池的总反应为2H2O2=2H2O，下列有关该电池的说法正确的是( )A该电池的正极反应式为4OH4e=O22H2OB该电池的负极反应式为H22e=2HC放电时OH向负极移动D当生成1 mol H2O时，转移2 mol电子【解析】该燃料电池的燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，总反应为2H2O2=2H2O，负极反应式为2H22CO4e=2H2O2CO2，正极反应式为O22CO24e=2CO，故A、B均错误；电解质中移动的阴离子为CO，不是OH，故C错误；根据负极反应式知，生成1 mol H2O时转移2 mol电子，故D正确。【答案】D21关于如图微生物燃料电池结构示意图的说法：微生物促进了电子的转移 微生物所在电极区放电时发生还原反应 放电过程中，H从正极区移向负极区 正极反应式为：MnO24H2e=Mn22H2O正确的是( )A BC D【答案】C22钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点，特别适合于固定式大规模储能应用的需求。一种以Na2SO4水溶液为电解液的钠离子电池的总反应为：NaTi2(PO4)32Na2NiFe(CN)6放电Na3Ti2(PO4)32NaNiFe(CN)6(注：其中P的化合价为5，Fe的上标、代表其价态)。下列说法不正确的是( )A放电时NaTi2(PO4)3在正极发生还原反应B放电时负极材料中的Na脱离电极进入溶液，同时溶液中的Na嵌入到正极材料中C该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na的浓度基本保持不变D充电过程中阳极反应式为：2NaNiFe(CN)62Na2e=2Na2NiFe(CN)6【解析】由题给反应可知放电时，Fe转化为Fe，发生氧化反应，负极的电极反应式为：2Na2NiFe(CN)62e=2NaNiFe(CN)62Na(该反应为充电时阴极的逆反应)，正极为NaTi2(PO4)3发生还原反应：NaTi2(PO4)32e2Na=Na3Ti2(PO4)3(该反应为充电时阳极的逆反应)。【答案】D23(1)分析如图所示的四个装置，回答下列问题：装置a和b中铝电极上的电极反应式分别为_、_。装置c中产生气泡的电极为_电极(填“铁”或“铜”)，装置d中铜电极上的电极反应式为_。(2)观察如图所示的两个装置，图1装置中铜电极上产生大量的无色气泡，图2装置中铜电极上无气体产生，而铬电极上产生大量的有色气体。根据上述现象试推测金属铬具有的两种重要化学性质为_。【答案】(1)2H2e=H2 Al3e4OH=AlO2H2O 铁 O22H2O4e=4OH(2)金属铬的活泼性比铜强且能和稀硫酸反应生成 H2、金属铬易被稀硝酸钝化24.如图所示，是原电池的装置图。请回答：(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且做负极，则A电极上发生的电极反应式为_；反应进行一段时间后溶液C的pH将_(填“升高”“降低”或“基本不变”)(2)若需将反应：Cu2Fe3=Cu22Fe2设计成如上图所示的原电池装置，则A(负极)极材料为_，B(正极)极材料为_，溶液C为_。(3)若C为CuCl2溶液，Zn是_极，Cu极发生_反应，电极反应为_。反应过程溶液中c(Cu2)_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：电池总反应为2CH3OH3O2=2CO24H2O，则c电极是_(填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为_。若线路中转移2 mol电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的O2在标准状况下的体积为_L。(3)Zn比较活泼，在原电池中做负极，Cu做正极，正极发生还原反应，Cu2在正极得到电子变成Cu，电极反应为Cu22e=Cu，Cu2发生了反应，则c(Cu2)变小；(4)根据图中的电子流向知c是负极，是甲醇发生氧化反应：CH3OH6eH2O=CO26H，线路中转移2 mol电子时消耗氧气0.5 mol，标况下体积为11.2 L。【答案】(1)2H2e=H2 升高(2)Cu 石墨 FeCl3溶液(3)负极 还原 Cu22e=Cu 变小(4)负极 CH3OH6eH2O=CO26H 11.225某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。(1)如图为某实验小组依据的氧化还原反应：(用离子方程式表示)_。设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过_mol电子。(2)其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为_，这是由于NH4Cl溶液显_(填“酸性”“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的原因_，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式_，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的3价铁被氧化为更高的价态。”如果3价铁被氧化为FeO，试写出该反应的离子方程式_。(3)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图所示，一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，现象是_，电极反应为_；乙装置中石墨(1)为_极(填“正”“负”“阴”或“阳”)，乙装置中与铜丝相连石墨(2)电极上发生的反应式为_，产物常用_检验，反应的离子方程式为_。【答案】(1)FeCu2=Fe2Cu 0.2(2)2H2e=H2 酸性NHH2ONH3H2OH2Fe2Cl2=2Fe32Cl2Fe33Cl28H2O=2FeO6Cl16H(3)溶液变红 O22H2O4e=4OH 阴2Cl2e=Cl2湿润的淀粉碘化钾试纸 Cl22I=2ClI226(1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_(填字母，下同)。aC(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H0b2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H0cNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l) H0若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应为_。(2)某同学用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3的U形管)设计成一个原电池，如图所示，下列判断中正确的是_。a实验过程中，左侧烧杯中NO浓度不变b实验过程中取出盐桥，原电池能继续工作c若开始时用U形铜代替盐桥，装置中无电流产生d若开始时用U形铜代替盐桥，U形铜的质量不变【解析】(1)根据题中信息，设计成原电池的反应通常是放热反应，排除a，根据已学知识，原电池反应必是自发进行的氧化还原反应，排除c。原电池正极发生还原反应，由于是碱性介质，则电极反应中不应出现H，故正极的电极反应为O24e2H2O=4OH。(2)该原电池的工作原理是Cu2Ag=2AgCu2，盐桥起形成闭合回路和平衡电荷的作用，因此当电池工作时，盐桥中的NO向负极移动，因此左侧烧杯中NO的浓度将增大，a错误。当取出盐桥，不能形成闭合回路，电池处于断路状态，不能继续工作，b错误。若开始时用U形铜代替盐桥，则左侧烧杯相当于电解装置，而右侧烧杯相当于原电池装置，电极反应从左往右依次为阳极：4OH4e=2H2OO2，阴极：Cu22e=Cu，负极：Cu2e=Cu2，正极Age=Ag，由此可知c错误、d正确。【答案】(1)b O22H2O4e=4OH (2)d