2019届高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量转化 第2讲 原电池 化学电源练习 新人教版.doc

第六章 第2讲 原电池 化学电源1下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是()解析：DA项是将电能转化成化学能；B项是将水的势能转化成电能；C项是将太阳能转化成热能。2(2018北京朝阳一模)如图为锌铜原电池装置图，下列说法不正确的是()锌铜原电池装置A电子经导线由Zn极流向Cu极B该装置的总反应ZnCu2=Zn2CuC一段时间后，A池带正电荷，B池带负电荷D取出盐桥，电流计指针不再偏转解析：C盐桥中阳离子移向B池，阴离子移向A池，起到平衡电荷的作用，故A池和B池中溶液仍然保持电中性。3某原电池总反应的离子方程式是2Fe3Fe=3Fe2，不能实现该反应的原电池是()A正极是Cu，负极是Fe，电解质是FeCl3溶液B正极是C，负极是Fe，电解质是Fe(NO3)3溶液C正极是Fe，负极是Zn，电解质是Fe2(SO4)3溶液D正极是Ag，负极是Fe，电解质是FeCl3溶液解析：C C项的总反应式为3Zn2Fe3=2Fe3Zn2，故选C项。4用氟硼酸(HBF4，属于强酸)代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，总反应方程式为：PbPbO24HBF42Pb(BF4)22H2O，Pb(BF4)2为可溶于水的强电解质。下列说法正确的是()A放电时，负极反应为：PbO24H2e=Pb22H2OB充电时，当阳极质量增加23.9 g时转移0.4 mol电子C放电时，正极区电解质溶液的pH增大D充电时，Pb电极与电源的正极相连解析：C放电时，负极上应该是金属铅失电子发生氧化反应，A错误；充电时阳极发生氧化反应：Pb22H2O2e=PbO24H，产生1 mol PbO2，增重1 mol239 g/mol239 g，转移电子2 mol，当阳极质量增加23.9 g时转移0.2 mol电子，B错误；放电时正极上发生还原反应：PbO24H2e=Pb22H2O，氢离子浓度减小，所以pH增大，C正确；充电时，Pb电极和电源的负极相连，D错误。5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：C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。6一种燃料电池中发生的化学反应为在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是()ACH3OH(g)O2(g)2e=H2O(l)CO2(g)2H(aq)BO2(g)4H(aq)4e=2H2O(l)CCH3OH(g)H2O(l)6e=CO2(g)6H(aq)DO2(g)2H2O(l)4e=4OH解析：C甲醇燃料电池是甲醇在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，故B、D错误；A项不是电极反应式。7研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是()A正极反应式：AgCle=AgClB每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子CNa不断向“水”电池的负极移动DAgCl是还原产物解析：BAg作负极，负极反应式为AgCle=AgCl，A项错误；每生成1 mol Na2Mn5O10有2 mol AgCl生成，故转移2 mol电子，B项正确；溶液中阳离子向正极移动，C项错误；AgCl是氧化产物，D项错误。8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：D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。9(导学号27346680)流动电池是一种新型电池。其主要特点是可以通过电解质溶液的循环流动，在电池外部调节电解质溶液，以保持电池内部电极周围溶液浓度的稳定。北京化工大学新开发的一种流动电池如图所示，电池总反应为CuPbO22H2SO4=CuSO4PbSO42H2O。下列说法不正确的是()Aa为负极，b为正极B该电池工作时PbO2电极附近溶液的pH增大Ca极的电极反应为Cu2e=Cu2D调节电解质溶液的方法是补充CuSO4解析：DA项，根据电池总反应可知铜作负极，PbO2作正极，正确；B项，该电池工作时PbO2电极发生的反应为PbO24HSO2e=PbSO42H2O，消耗了溶液中的H，故溶液的pH增大，正确；C项，铜电极的电极反应为Cu2e=Cu2， 正确；D项，通过总反应可以看到H2SO4参加了反应，故应补充H2SO4，错误。10(导学号27346681)(2018辽宁朝阳区三校联考)新型NaBH4/H2O2燃料电池的结构如图所示(已知硼氢化钠中氢为1价)，有关该电池的说法正确的是()A电极B材料中含MnO2层，MnO2可增强导电性B电池负极区的电极反应：BH8OH8e=BO6H2OC放电过程中，Na从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗1 L 6 mol/L H2O2溶液，理论上流过电路中的电子为6 NA个解析：B电极B采用MnO2，为正极，H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH，MnO2既作电极材料又有催化作用，A错误；放电时，钠离子向正极移动，C错误；在电池反应中，每消耗1 L 6 mol/L H2O2溶液，理论上流过电路中的电子数6 mol/L1 L2NA/mol12 NA，D错误。11(导学号27346682)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=NO2H2O12(导学号27346683)2017年12月中央经济工作会议上高度重视新产品，新产业的发展，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。下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，在传统的锌铜原电池中，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的，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_(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_(填字母)。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a、c、d。(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(导学号27346684)SO2、CO、CO2、NOx是对环境影响较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。(1)利用电化学原理将CO、SO2转化为重要化工原料，装置如图所示：若A为CO，B为H2，C为CH3OH，则通入CO的一极为_极。若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，则负极的电极反应式为_。若A为NO2，B为O2，C为HNO3，则正极的电极反应式为_。(2)碳酸盐燃料电池，以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质，操作温度为650 ，在此温度下以镍为催化剂，以煤气(CO、H2的体积比为11)直接作燃料，其工作原理如图所示。电池总反应为_。以此电源电解足量的硝酸银溶液，若阴极产物的质量为21.6 g，则阳极产生的气体在标准状况下的体积为_L。电解后溶液体积为2 L，溶液的pH约为_。(3)某研究小组利用下列装置用N2O4生产新型硝化剂N2O5。现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池，采用电解法制备N2O5，装置如图所示，其中Y为CO2。在该电极上同时还引入CO2的目的是_。电解过程中，生成N2O5的电极反应式为_。解析：(1)一氧化碳和氢气反应转化为甲醇的过程中氢元素的化合价升高，碳元素的化合价降低，因此氢气被氧化，通H2的一极为负极，一氧化碳被还原，通CO的一极为正极。二氧化硫、氧气和水反应生成硫酸的过程中，硫元素化合价升高，二氧化硫被氧化，通SO2的一极为负极。二氧化氮、氧气和水反应生成硝酸的过程中，氧元素的化合价降低，氧气被还原，通O2的一极为正极。(2)一氧化碳和氢气按物质的量之比11混合，再与氧气反应生成二氧化碳和水。电解硝酸银溶液阴极反应式为Age=Ag，阳极反应式为4OH4e=2H2OO2，生成21.6 g银时转移0.2 mol电子，根据得失电子守恒可知，阳极生成氧气0.05 mol，其在标准状况下的体积为1.12 L。生成氢离子0.2 mol，c(H)0.1 molL1，溶液的pH1。(3)燃料电池工作时燃料失电子，作负极，因此氢气作负极，失去电子被氧化，转化为氢离子，氢离子和碳酸根离子结合，最终转化为二氧化碳和水，氧气作正极，得到电子被还原，转化为氧负离子，氧负离子和二氧化碳结合，最终转化为碳酸根离子，进而保证熔融盐的成分不变。四氧化二氮转化为五氧化二氮，氮元素化合价升高，发生氧化反应。答案：(1)正SO22e2H2O=SO4HO24e4H=2H2O(2)COH2O2=CO2H2O1.121(3)在电极上与O2共同转化为CO，保持熔融盐成分不变N2O42HNO32e=2N2O52H