（全國通用）2014屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)方案 課時作業(yè)(十八) 第18講 原電池原理（含解析） 新人教版

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1、課時作業(yè)(十八)第18講原電池原理1下列電極反應(yīng)式與出現(xiàn)的環(huán)境相匹配的是()選項電極反應(yīng)式出現(xiàn)的環(huán)境AO2 2H2O4e=4OH堿性環(huán)境下氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)B4OH4e=O22H2O酸性環(huán)境下鋼鐵的吸氧腐蝕C2H2e=H2用銅做電極電解NaOH溶液的陰極反應(yīng)DH22e=2H用惰性電極電解H2SO4溶液的陽極反應(yīng)2.下列裝置中發(fā)生的總反應(yīng)為2Al6H=2Al33H2的是(鋁條表面的氧化膜均已除去)()圖K1813圖K182表示的是鋼鐵在海水中的銹蝕過程，以下有關(guān)說法正確的是()圖K182A該金屬腐蝕過程為吸氫腐蝕B正極為C，發(fā)生的反應(yīng)為氧化反應(yīng)C在酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕D正極反應(yīng)為：O2

2、2H2O4e=4OH4實驗發(fā)現(xiàn)，298 K時，在FeCl3酸性溶液中加入少量鋅粒后，F(xiàn)e3立即被還原成Fe2。某化學(xué)興趣小組根據(jù)該實驗事實設(shè)計了如圖K183所示的原電池裝置。下列有關(guān)說法中正確的是()A該原電池的正極反應(yīng)是：Zn2e=Zn2B左燒杯中溶液的紅色逐漸褪去C該電池鉑電極上有氣泡出現(xiàn)D該電池總反應(yīng)為：3Zn2Fe3=2Fe3Zn2圖K1835用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋(裝有瓊脂KNO3的U形管)構(gòu)成一個原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是()在外電路中，電流由銅電極流向銀電極正極反應(yīng)為：Age=Ag實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入A

3、gNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同ABCD圖K1846圖K184實驗為研究金屬腐蝕的實驗。下列相關(guān)說法正確的是()A該實驗研究的是金屬的吸氧腐蝕B鐵表面的反應(yīng)為Fe3e=Fe3C紅色首先在食鹽水滴的中心出現(xiàn)D食鹽水中有氣泡逸出圖K1857如圖K185所示的原電池裝置，X、Y為兩個電極，電解質(zhì)溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如圖所示，對此裝置的下列敘述正確的是()A外電路中的電流方向為：X外電路YB若兩個電極分別為Zn和碳棒，則X為碳棒，Y為ZnC若兩個電極都是金屬，則它們的活動性為XYDX極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)8原電池的電極名稱不僅與電極材料性質(zhì)有關(guān)，也與電解

4、質(zhì)溶液有關(guān)。下列不正確的是()A由Al、Cu、稀硫酸組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Al3e=Al3B由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Al3e4OH=AlO2H2OC由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Cu2e=Cu2D由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Cu2e=Cu2圖K18692012安徽淮南二模 圖K186是鋰空氣電池的放電原理圖(隔膜只允許鋰離子通過)。電池放電時的反應(yīng)可表示為：4LiO22H2O=4LiOH。下列鋰空氣電池放電時的有關(guān)說法正確的是()A正極反應(yīng)式：Lie=LiB每轉(zhuǎn)移2 mol電子，消耗11.2 L的O2CLi不斷向電池的正

5、極移動D可以去掉隔膜和有機電解液，讓金屬鋰與水性電解液直接接觸10圖K187表示利用碳納米管能夠吸附氫氣的原理設(shè)計的一種新型二次電池。下列敘述正確的是()圖K187A電池放電時K移向負(fù)極B電池放電時負(fù)極反應(yīng)為：H22e2OH=2H2OC電池充電時鎳電極NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2D電池充電時碳納米管電極與電源的正極相連11在一電解槽的中間加一鎂片將其分成隔開的兩部分，左側(cè)加適量的NaOH溶液，圖K188并插入一根鋁棒，右側(cè)加適量的濃鹽酸，并插入一根鋁棒。如圖K188所示，下列有關(guān)說法中不正確的是()A當(dāng)閉合S1打開S2時，鋁做負(fù)極B當(dāng)閉合S2打開S1時，鎂做負(fù)極C當(dāng)S1、S2都閉合時，鎂

6、片上產(chǎn)生的氣泡速率比只閉合一個開關(guān)時更快D當(dāng)S1、S2都打開時，仍存在金屬的腐蝕12(1)在以甲醇為燃料的電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為_，正極的反應(yīng)式為_。已知CH3OH(l)的燃燒熱H726.5 kJmol1，理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1 kJ，則該燃料電池的理論效率為_(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比)。(2)用吸收H2后的稀土儲氫合金作為電池負(fù)極材料(用MH表示)，NiO(OH)作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量，長壽命的鎳氫電池。電池充放電時的總反應(yīng)為：NiO(O

7、H)MHNi(OH)2M電池放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為_。充電完成時，Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個電極產(chǎn)生O2，O2擴散到另一個電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸，此時，陰極的電極反應(yīng)式為_。13某實驗小組同學(xué)對電化學(xué)原理進行了一系列探究活動。(1)如圖K189為某實驗小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)：(用離子方程式表示)_設(shè)計的原電池裝置，反應(yīng)前，電極質(zhì)量相等，一段時間后，兩電極質(zhì)量相差12 g，導(dǎo)線中通過_mol電子。圖K189(2)其他條件不變，若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨電極反應(yīng)式為_，這是由于NH4Cl溶液顯_(填“酸性”、“堿性”

8、或“中性”)。用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中，向其中滴加少量的氯水，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，繼續(xù)滴加過量新制飽和氯水，顏色褪去，同學(xué)們對此做了多種假設(shè)，某同學(xué)的假設(shè)是：“溶液中的3價鐵被氧化為更高價態(tài)?！比绻?價鐵被氧化為FeO，試寫出反應(yīng)的離子方程式_。圖K1810(3)如圖K1810所示，其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨連成n形，一段時間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現(xiàn)象是_，電極反應(yīng)為_；乙裝置中石墨(1)為_(填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽”)。課時作業(yè)(十八)1C解析 A項為氫氧燃料電池的正極反應(yīng)式，錯誤；在酸性環(huán)境下，鋼鐵主要發(fā)生析氫腐蝕，B項錯誤；用

9、惰性電極電解H2SO4溶液的陽極反應(yīng)為4OH4e=O22H2O，D項錯誤。2B解析 A、B、C均為原電池，A中總反應(yīng)為：2Al2OH2H2O=2AlO3H2；B中總反應(yīng)為2Al6H=2Al33H2；C中總反應(yīng)為：Al4HNO=Al3NO2H2O；D項為電解池，其實質(zhì)是電解水，總反應(yīng)為：2H2O2H2O2。3D解析 鋼鐵在海水中發(fā)生的吸氧腐蝕，A項錯誤；鋼鐵在酸性條件下發(fā)生析氫腐蝕， C項錯誤；鋼鐵腐蝕的本質(zhì)就是鐵失去電子被氧化，作負(fù)極，而氧氣在正極(鋼鐵中的碳)發(fā)生還原反應(yīng)，D項正確。4B解析 Zn失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極反應(yīng)，A項錯誤；Fe3在正極得電子被還原為Fe2，得不到單質(zhì)鐵，溶液

10、紅色褪去，B項正確，C、D項錯誤。5C解析 該原電池中Cu作負(fù)極，Ag作正極，負(fù)極反應(yīng)式 Cu2e=Cu2，正極反應(yīng)式Age=Ag，因此對；在外電路中，電子由Cu電極流向Ag電極，而電流方向與電子流向相反，所以錯；沒有鹽橋，原電池不能繼續(xù)工作，所以錯；無論是否為原電池，反應(yīng)實質(zhì)相同，均為氧化還原反應(yīng)，所以對。6A解析 NaCl溶液呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕，A項正確；鐵為負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)為Fe2e=Fe2，B項錯誤；鐵板中的碳作正極，電極反應(yīng)為O24e2H2O=4OH，因正極反應(yīng)需要氧氣參加，故溶液周邊接觸空氣處顯堿性，首先變紅，C項錯誤；反應(yīng)整個過程中沒有氣體生成，因此D項錯誤。7C解析 由圖可知電

11、子的流動方向是X外電路Y，則電流的方向應(yīng)該為Y外電路X；X為原電池的負(fù)極，Y為正極，X的活動性比Y強；X極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是還原反應(yīng)。8C解析 Al比Cu活潑，在由Al、Cu、稀硫酸組成原電池中，Al作負(fù)極，其電極反應(yīng)為Al3e=Al3，A正確；雖然Mg比Al活潑，但由于Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，而Al能與NaOH溶液反應(yīng)，所以由Mg、Al、NaOH溶液組成的原電池，Al為負(fù)極，其電極反應(yīng)為Al3e4OH=AlO2H2O，B正確；Fe比Cu活潑，由Fe、Cu、FeCl3溶液組成的原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，電極反應(yīng)為Fe2e=Fe2，C錯；Al在濃硝酸中被鈍化，因此Al、Cu、濃硝酸組

12、成原電池，Cu為負(fù)極，D項正確。9C解析 分析總反應(yīng)方程式看出Li化合價升高，被氧化，在負(fù)極失去電子，生成的Li移向正極，A項錯誤，C項正確；B項11.2 L氧氣不一定是0.5 mol，錯誤；金屬鋰能與水反應(yīng)，故D項錯誤。10B解析 原電池的負(fù)極發(fā)生失電子氧化反應(yīng)，即產(chǎn)生陽離子或消耗陰離子，而溶液是呈電中性的，故陽離子會移向正極，而陰離子會移向負(fù)極，A項錯誤；電池充電的過程實質(zhì)上就是電解的過程，但要注意電池的正負(fù)極分別與電源的正負(fù)極連接，此時鎳電極做陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，C、D項錯誤。11C解析 A項當(dāng)閉合S1打開S2時，左邊形成原電池，自發(fā)進行鋁與NaOH溶液的反應(yīng)，故鋁作負(fù)極。B項當(dāng)閉合S2

13、打開S1時，右邊形成原電池，自發(fā)進行鎂與濃鹽酸的反應(yīng)，鎂作負(fù)極。D項當(dāng)S1、S2都打開時，左邊鋁插入NaOH溶液會溶解而腐蝕，右邊鎂鋁插入濃鹽酸都會溶解而腐蝕。12(1)CH3OHH2O6e=CO26HO26H6e=3H2O96.6% (2)MHOHe=MH2O2H2OO24e=4OH解析 (1)酸性條件下甲醇燃料電池的總反應(yīng)式為：CH3OHO2=CO22H2O，酸性條件下該燃料電池的正極反應(yīng)式為O26H6e=3H2O，得電池負(fù)極反應(yīng)式為：CH3OHH2O6e=CO26H；該燃料電池的理論效率為100%96.6%。(2)蓄電池放電時是原電池、充電時是電解池。根據(jù)原電池中“負(fù)氧化、正還原”，電解

14、池中“陽氧化、陰還原”的規(guī)律，在分清楚是原電池還是電解池的基礎(chǔ)上并結(jié)合電解質(zhì)溶液顯堿性，可寫出該蓄電池放電時負(fù)極的電極反應(yīng)式為MHOHe=MH2O。中陰極的電極反應(yīng)有兩個，第一階段是充電時的反應(yīng)式，由中的方法不難確定為MH2Oe=MHOH，第二階段為吸收氧氣的電解反應(yīng)式，由題意氧氣在陰極上被還原，結(jié)合該蓄電池中電解質(zhì)溶液堿性可知氧氣被還原為OH，所以其電解反應(yīng)式為2H2OO24e=4OH。13(1)FeCu2=Fe2Cu0.2(2)2H2e=H2酸性2Fe33Cl28H2O=2FeO6Cl16 H(3)溶液變紅O22H2O4e=4OH陰解析 (1)根據(jù)電池示意圖可知該原電池總反應(yīng)為FeCu2=Fe2Cu。FeCu2=Fe2Cu兩極質(zhì)量之差1 mol 120 g01 mol 12 g01 mol Fe參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1 mol20.2 mol。(2)若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，NH4Cl溶液因NH水解而顯酸性，溶液中的H在石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2e=H2。(3)甲裝置是原電池，發(fā)生的是鐵的吸氧腐蝕，銅絲作原電池的正極，電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，故在銅絲附近滴加酚酞試液，溶液變紅。乙裝置構(gòu)成電解池，與鐵相連的石墨(1)是電解池的陰極，與銅絲相連的石墨是陽極，電解CuCl2溶液，陽極的電極反應(yīng)式為2Cl2e=Cl2。