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1、2022高考化學一輪復習 基礎課時練19 原電池 化學電源
1.(2018·長春五縣聯(lián)考)下列電池工作時,負極上有H2參與反應的是( )
A.氫燃料
電池
B.鋅錳堿
性電池
C.鉛蓄電池
D.銀鋅紐
扣電池
答案:A
2.(2018·上海青浦區(qū)模擬)按如圖所示進行實驗,下列說法不正確的是( )
A.裝置甲的鋅片上和裝置乙的銅片上均可觀察到有氣泡產(chǎn)生
B.裝置甲、乙中的能量變化均為化學能轉(zhuǎn)化為電能
C.裝置乙中的鋅、銅之間用導線連接電流計,可觀察到電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)
D.裝置乙中負極的電極反應式:Zn-2e-===Zn2+
答案:B
2、3.(2016·上海卷,8)圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中,x軸表示實驗時流入正極的電子的物質(zhì)的量,y軸表示( )
A.銅棒的質(zhì)量 B.c(Zn2+)
C.c(H+) D.c(SO)
解析:選C 該裝置構成原電池,Zn是負極,Cu是正極。A.在正極Cu上溶液中的H+獲得電子變?yōu)闅錃猓珻u棒的質(zhì)量不變,錯誤;B.由于Zn是負極,不斷發(fā)生反應Zn-2e-===Zn2+,所以溶液中c(Zn2+)增大,錯誤;C.由于反應不斷消耗H+,所以溶液中的c(H+)逐漸降低,正確;D.SO不參加反應,其濃度不變,錯誤。
4.課堂學習中,同學們利用鋁條、鋅片、銅片、導線、電流計、橙汁、燒杯等用品探
3、究原電池的組成。下列結論錯誤的是( )
A.原電池是將化學能轉(zhuǎn)化成電能的裝置
B.原電池由電極、電解質(zhì)溶液和導線等組成
C.圖中電極a為鋁條、電極b為鋅片時,導線中會產(chǎn)生電流
D.圖中電極a為鋅片、電極b為銅片時,電子由銅片通過導線流向鋅片
答案:D
5.(2018·韶關模擬)某原電池裝置如圖所示。下列有關敘述中,正確的是( )
A.Fe作正極,發(fā)生氧化反應
B.負極反應:2H++2e-===H2↑
C.工作一段時間后,兩燒杯中溶液pH均不變
D.工作一段時間后,NaCl溶液中c(Cl-)增大
答案:D
6.(2018·溫州模擬)利用如圖所示裝置可以將溫室氣
4、體CO2轉(zhuǎn)化為燃料氣體CO。下列說法正確的是( )
A.該過程是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能的過程
B.電極a表面發(fā)生還原反應
C.該裝置工作時,H+從b極區(qū)向a極區(qū)移動
D.該裝置中每生成1 mol CO,同時生成1 mol O2
解析:選A 根據(jù)圖示,該過程是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能的過程,故A正確;根據(jù)圖示,在電極a表面水轉(zhuǎn)化為氧氣,反應中O元素的化合價升高,被氧化,發(fā)生氧化反應,故B錯誤;根據(jù)圖示,a為負極,b為正極,H+從a極區(qū)向b極區(qū)移動,故C錯誤;根據(jù)得失電子守恒,該裝置中每生成1 mol CO,同時生成 mol O2,故D錯誤。
7.用單質(zhì)鐵去除酸性水體中NO的原理如圖所
5、示,下列說法錯誤的是( )
A.能量轉(zhuǎn)化形式主要為化學能轉(zhuǎn)化為電能
B.電極材料分別為Fe和Fe3O4
C.負極反應為NO+8e-+10H+===NH+3H2O
D.該原理的總反應可表示為NO+3Fe+2H++H2O===NH+Fe3O4
解析:選C 此為原電池,其能量轉(zhuǎn)化形式主要為化學能轉(zhuǎn)化為電能,故A正確;由圖示可知負極為Fe,正極材料為Fe3O4,故B正確;負極發(fā)生失電子的氧化反應,故C錯誤;該原電池的總反應可表示為NO+3Fe+2H++H2O===NH+Fe3O4,故D正確。
8.(2018·廈門質(zhì)檢)鐵碳微電解技術是利用原電池原理處理酸性污水的一種工藝,裝置如圖。若
6、上端開口關閉,可得到強還原性的H·(氫原子);若上端開口打開,并鼓入空氣,可得到強氧化性的·OH(羥基自由基)。下列說法錯誤的是( )
A.無論是否鼓入空氣,負極的電極反應式均為Fe-2e-===Fe2+
B.不鼓入空氣時,正極的電極反應式為H++e-===H·
C.鼓入空氣時,每生成1 mol ·OH有2 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移
D.處理含有草酸(H2C2O4)的污水時,上端開口應打開并鼓入空氣
解析:選C 根據(jù)鐵碳微電解裝置示意圖可知,F(xiàn)e為原電池負極,發(fā)生氧化反應:Fe-2e-===Fe2+,故A正確;由題意可知上端開口關閉,可得到強還原性的H·,則不鼓入空氣時,正極的電極反
7、應式為H++e-===H·,故B正確;鼓入空氣時,正極的電極反應式為O2+2H++2e-===2·OH,每生成1 mol·OH有1 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,故C錯誤;處理含有草酸(H2C2O4)的污水時,因C2O具有很強的還原性,與氧化劑作用易被氧化為CO2和H2O,則上端開口應打開并鼓入空氣生成強氧化性的·OH,以氧化H2C2O4,處理污水,故D正確。
9.(2018·長春質(zhì)檢)甲醇—空氣燃料電池(DMFC)是一種高效能、輕污染的車載電池,其工作原理如圖所示。下列有關敘述正確的是( )
A.該裝置能將電能轉(zhuǎn)化為化學能
B.電流由乙電極經(jīng)導線流向甲電極
C.負極的電極反應式為CH3O
8、H+8OH--6e-===CO+6H2O
D.b口通入空氣,c口通入甲醇
解析:選B 甲醇—空氣燃料電池是一種新型化學電源,可將化學能轉(zhuǎn)化為電能,A錯誤。圖中H+向乙電極遷移,則乙電極為正極,甲電極為負極,電流由正極經(jīng)導線流向負極,即由乙電極經(jīng)導線流向甲電極,B正確。由原理圖可知甲電極生成了H+,故負極反應式為CH3OH+H2O-6e-===CO2↑+6H+,C錯誤。b口通入CH3OH,CH3OH在負極發(fā)生氧化反應,c口通入空氣,其中O2在正極發(fā)生還原反應,D錯誤。
10.(2018·鄭州模擬)我國科學家最近發(fā)明“可充電Na—CO2電池”,示意圖如圖。該電池的工作原理為4Na+3CO22
9、Na2CO3+C。下列說法錯誤的是( )
A.放電時,Na+由鈉箔端向多壁碳納米管端移動
B.放電時,正極的電極反應式為3CO2+4Na++4e-===2Na2CO3+C
C.該電池不宜在高溫下使用
D.充電時,鈉箔與外接電源的正極相連
解析:選D 放電時為原電池,鈉箔上Na失電子生成Na+,故鈉箔為負極,多壁碳納米管為正極,原電池中陽離子向正極移動,即Na+由鈉箔端向多壁碳納米管端移動,故A正確;放電時正極發(fā)生還原反應,二氧化碳得電子生成單質(zhì)碳,電極反應式為4Na++3CO2+4e-===2Na2CO3+C,故B正確;鈉箔在高溫下易熔化,所以溫度不能過高,故C正確;充電時,鈉
10、箔端將Na+轉(zhuǎn)化為單質(zhì)鈉,發(fā)生還原反應,作電解池的陰極,所以與外接電源的負極相連,故D錯誤。
11.(2018·河北名校聯(lián)考)世界某著名學術刊物近期介紹了一種新型中溫全瓷鐵—空氣電池,其結構如圖所示。下列有關該電池放電時的說法正確的是( )
A.a(chǎn)極發(fā)生氧化反應
B.正極的電極反應式為FeOx+2xe-===Fe+xO2-
C.若有22.4 L(標準狀況)空氣參與反應,則電路中有4 mol電子轉(zhuǎn)移
D.鐵表面發(fā)生的反應為xH2O(g)+Fe===FeOx+xH2
解析:選D a極通入空氣,O2在該電極發(fā)生得電子的還原反應,A錯誤;O2在正極發(fā)生反應,電極反應式為O2+4e-=
11、==2O2-,B錯誤;由B項分析可知,電路中有4 mol電子轉(zhuǎn)移時正極上消耗1 mol O2,在標準狀況下的體積為22.4 L,則通入空氣的體積約為22.4 L×5=112 L,C錯誤;由圖可知,鐵表面H2O(g)參與反應生成H2,則發(fā)生的反應為xH2O(g)+Fe===FeOx+xH2,D正確。
12.用FeS2納米材料制成的高容量鋰電池,電極分別是二硫化亞鐵和金屬鋰,電解液中含鋰鹽和有機溶劑。下列說法錯誤的是( )
A.金屬鋰作電池的負極
B.電池正極反應為FeS2+4Li++4e-===Fe+2Li2S
C.放電時,Li+向負極遷移
D.電池總反應為FeS2+4Li===Fe
12、+2Li2S
解析:選C 金屬鋰是活潑金屬,作電池的負極,A正確;電池正極是二硫化亞鐵得到電子,發(fā)生還原反應,電極反應為FeS2+4Li++4e-===Fe+2Li2S,B正確;放電時,Li+向正極遷移,C錯誤;根據(jù)以上分析可知電池總反應為FeS2+4Li===Fe+2Li2S,D正確。
13.(2017·北京豐臺區(qū)期末)直接乙醇燃料電池(DEFC)具有很多優(yōu)點,引起了人們的研究興趣?,F(xiàn)有以下三種乙醇燃料電池。
(1)三種乙醇燃料電池中正極反應物均為____________。
(2)堿性乙醇燃料電池中,電極a上發(fā)生的電極反應式為
_______________________
13、_________________________________________________,
使用空氣代替氧氣,電池工作過程中堿性會不斷降低,其原因是__________________。
(3)酸性乙醇燃料電池中,電極b上發(fā)生的電極反應式為
________________________________________________________________________,
通過質(zhì)子交換膜的離子是____________。
(4)熔融鹽乙醇燃料電池中若選擇熔融碳酸鉀為介質(zhì),電池工作時,CO向電極_______ (填“a”或“b”)移動,電極b上發(fā)生的電極反應式為
14、________________________。
解析:(1)燃料電池中通入燃料的一極為負極,通入氧氣或空氣的一極為正極,三種乙醇燃料電池中正極反應物均為氧氣。(2)堿性乙醇燃料電池中,電極a為負極,電極反應式為C2H5OH+16OH--12e-===2CO+11H2O,使用空氣代替氧氣,空氣中的CO2會與KOH溶液反應,降低溶液的堿性,同時反應中也會消耗KOH,所以電池工作過程中堿性會不斷降低。(3)酸性乙醇燃料電池中,電極b為正極,電極反應式為O2+4H++4e-===2H2O;質(zhì)子交換膜能夠使質(zhì)子(H+)通過。(4)根據(jù)圖示可知,a為負極,原電池中陰離子由正極向負極移動,所以CO向電極a移動;電極b為正極,由圖示可知,CO2也參與了正極的反應,電極反應式為O2+2CO2+4e-===2CO。
答案:(1)氧氣
(2)C2H5OH+16OH--12e-===2CO+11H2O 空氣中的CO2會與KOH溶液反應,降低溶液的堿性,同時反應中也會消耗KOH
(3)O2+4H++4e-===2H2O H+
(4)a O2+2CO2+4e-===2CO