高考化學總復習 配餐作業(yè)19 原電池 化學電源

原電池 化學電源A組全員必做題1.各式各樣電池的迅速發(fā)展是化學對人類的一項重大貢獻。下列有關(guān)電池的敘述正確的是()A手機上用的鋰離子電池屬于一次電池B鋅錳干電池中，鋅電極是負極C氫氧燃料電池工作時氫氣在負極上被還原D太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅解析：手機上的電池可以充電，屬于二次電池；鋅錳干電池中鋅失去電子生成Zn2，故作為負極；氫氧燃料電池工作時氫氣在負極被氧化；太陽能電池的主要材料為硅。故A、C、D項錯誤，B項正確。答案：B2如圖，在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導線連接的電極X、Y，外電路中電子流向如圖所示，關(guān)于該裝置的下列說法正確的是()A外電路的電流方向為X外電路YB若兩電極分別為鐵和碳棒，則X為碳棒，Y為鐵CX極上發(fā)生的是還原反應，Y極上發(fā)生的是氧化反應D若兩電極都是金屬，則它們的活動性順序為X>Y解析：外電路電子流向為X外電路Y，電流方向與其相反，A項錯誤；X極失電子，作負極，X極發(fā)生的是氧化反應，Y極發(fā)生的是還原反應，C項錯誤；若兩電極分別為鐵和碳棒，則Y為碳棒，X為鐵，B項錯誤。答案：D3(2016河北三市聯(lián)考)乙烷燃料電池的原理如圖所示，下列說法正確的是()Aa為負極，電極反應式為CH3CH314e18OH=2CO12H2OB電子從a極經(jīng)導線移向b極，再經(jīng)溶液移向a極C電池工作一段時間后電解質(zhì)溶液的pH增大D用該電池電解硫酸銅溶液(電解池的電極為惰性電極)，消耗氧氣的物質(zhì)的量與析出銅的物質(zhì)的量之比為21解析：通入乙烷的a極為負極，乙烷失電子，A項正確；原電池中電子從負極經(jīng)導線流向正極，但電子不進入溶液，B項錯誤；該電池的總反應為2CH3CH37O28OH=4CO10H2O，因為反應中消耗OH，所以電池工作一段時間后，電解質(zhì)溶液的pH減小，C項錯誤；1mol O2參與反應轉(zhuǎn)移4 mol電子，而1mol Cu2放電需要2 mol電子，所以消耗氧氣的物質(zhì)的量與析出銅的物質(zhì)的量之比為12，D項錯誤。答案：A4有一種一面鍍鋅、一面鍍二氧化錳的超薄紙質(zhì)電池，在使用印刷與壓層技術(shù)后，變成一張可任意裁剪大小的“電紙”，紙內(nèi)的離子“流過”水和氧化鋅組成的電解質(zhì)溶液，電池總反應式為Zn2MnO2H2O=ZnO2MnOOH。下列說法不正確的是()A該電池的負極材料為鋅B該電池反應中二氧化錳發(fā)生了還原反應C電池的正極反應式為MnO2H2Oe=MnOOHOHD當有0.1 mol鋅溶解時，流經(jīng)電解質(zhì)溶液的電子數(shù)為1.2041023解析：鋅為活潑金屬，失去電子作負極，A項正確；二氧化錳得到了電子，發(fā)生還原反應，B項正確；因電池的負極反應式為Zn2OH2e=ZnOH2O，用總反應式減去負極反應式得出正極反應式為MnO2H2Oe=MnOOHOH，C項正確；電子只能經(jīng)外電路流動，而不能在電解質(zhì)溶液中流動，電解質(zhì)溶液中應為陰、陽離子的定向移動，D項錯誤。答案：D5(2016山東濟南)下列關(guān)于反應4Li2SOCl2=4LiClSSO2的敘述中，不正確的是()ASOCl2是氧化劑，Li是還原劑B2 mol SOCl2參加反應，共轉(zhuǎn)移4 mol電子C將該反應設(shè)計成電池，SOCl2在正極發(fā)生反應D若將該反應設(shè)計成電池，可用稀硫酸作電解質(zhì)溶液解析：SOCl2中S的化合價由4降低為0，Li的化合價升高1，A選項正確；由方程式可知2 mol SOCl2參加反應，一定有4 mol Li失4 mol電子，B選項正確；稀硫酸與Li會發(fā)生反應，D選項錯誤。答案：D6(2016北京延慶一模)LED產(chǎn)品的使用為城市增添色彩。下圖是氫氧燃料電池驅(qū)動LED發(fā)光的一種裝置示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是()Ab處通入H2B該裝置將化學能最終轉(zhuǎn)化為電能C通入H2的電極發(fā)生反應：2H24e=4HDa處為電池負極，發(fā)生氧化反應解析：由電子流向可知a為負極通入H2，發(fā)生氧化反應，b為正極通入O2，發(fā)生還原反應，A錯誤、D正確；該裝置將化學能最終轉(zhuǎn)化為光能，B錯誤；電解質(zhì)為KOH溶液，所以電極反應式中不能含有H，C錯誤。答案：D7(2016石家莊高三調(diào)研檢測)某鋰離子二次電池裝置如圖所示，其放電時的總反應為Li1xCoO2LixC6=6CLiCoO2。下列說法正確的是()A石墨為正極B充電時，陽極質(zhì)量不變C充電時，陰極反應式為xLixe=xLiD放電時，正極反應為xLiLi1xCoO2xe=LiCoO2解析：根據(jù)Li移動的方向，石墨作負極，A錯誤；充電時陽極LiCoO2失去電子質(zhì)量發(fā)生變化，B錯誤；充電時，陰極要得電子，C錯誤。答案：D8(2016武漢高三調(diào)研)下列燒杯中盛放的都是稀硫酸，在銅上能產(chǎn)生氣泡的是()A B C D解析：A選項是鋅銅原電池，銅作正極，銅上氫離子放電生成氫氣，有氣泡產(chǎn)生，正確；B、C選項均能形成銅銀原電池，銅比銀活潑，銅作負極，銅上沒有氣泡產(chǎn)生，錯誤；D選項中沒有形成閉合電路，錯誤。答案：A9(2016沈陽六校聯(lián)考)綜合如圖判斷，下列說法正確的是()A裝置和裝置中負極反應均是Fe2e=Fe2B裝置和裝置中正極反應均是O22H2O4e=4OHC裝置和裝置中鹽橋中的陽離子均向右側(cè)燒杯移動D放電過程中，裝置左側(cè)燒杯和裝置右側(cè)燒杯中溶液的pH均增大解析：裝置中，由于Zn比Fe活潑，所以Zn作原電池的負極，電極反應式為Zn2e=Zn2；Fe作正極，電極反應式為O22H2O4e=4OH。由于正極有OH生成，因此溶液的pH增大。裝置中，F(xiàn)e作負極，電極反應式為Fe2e=Fe2；Cu作正極，電極反應式為2H2e=H2。正極由于不斷消耗H，所以溶液的pH逐漸增大。據(jù)此可知A、B皆錯，D項正確。在原電池的電解質(zhì)溶液中，陽離子移向正極，所以C項錯誤。答案：D10(2016江西重點中學聯(lián)考)以熔融Li2CO3和K2CO3為電解質(zhì)，天然氣經(jīng)重整催化作用提供反應氣的燃料電池如下圖。下列說法正確的是()內(nèi)重整碳酸鹽燃料電池的原理圖A以此電池為電源電解精煉銅，當有0.1 mol e轉(zhuǎn)移時，有3.2 g銅溶解B若以甲烷為燃料氣時負極反應式：CH45O28e=CO2H2OC該電池使用過程中需補充Li2CO3和K2CO3D空氣極發(fā)生的電極反應式為O24e2CO2=2CO解析：因為電解精煉銅時，粗銅作陽極，粗銅中的Zn、Fe等活潑金屬均失電子，所以溶解的銅小于0.05 mol，質(zhì)量小于3.2 g，A錯誤；因為電解質(zhì)中無O2，應以CO配平電荷，正確的負極反應式為CH44CO8e=5CO22H2O、正極反應式為O24e2CO2=2CO，電池反應式：CH42O2=CO22H2O，不需要補充Li2CO3和K2CO3，B、C錯誤，D正確。答案：D11(1)氫氧燃料電池汽車作為上海世博園中的交通工具之一，下列有關(guān)說法不正確的是_。A太陽光催化分解水制氫氣比電解水制氫氣更為科學B氫氧燃料電池作為汽車動力更能保護環(huán)境C以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的負極電極反應式相同D以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的總反應式相同(2)純電動車采用了高效耐用的一種新型可充電電池，該電池的總反應式為：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH該電池放電時負極反應式為_。放電時每轉(zhuǎn)移3 mol電子，正極有_ mol K2FeO4被還原。(3)錳酸鋰離子電池在混合動力車等大型蓄電池應用領(lǐng)域占據(jù)主導地位。電池反應式為Li1xMnO4LixLiMnO4，下列有關(guān)說法不正確的是_。A放電時電池的正極反應式為：Li1xMnO4xLixe=LiMnO4B放電過程中，石墨沒有得失電子C該電池也能在KOH溶液的環(huán)境中正常工作D充電時電池上標有“”的電極應與外接電源的負極相連解析：(1)選項A，電解獲得H2消耗較多的能量，而在催化劑作用下利用太陽能來分解H2O獲得H2更為科學；選項B，氫氧燃料電池中生成物為H2O，對環(huán)境無污染；選項C，以稀H2SO4為介質(zhì)的電池負極反應式為：H22e=2H，以KOH為介質(zhì)的電池負極反應式為：H22OH2e=2H2O；選項D，氫氧燃料電池的總反應式均為：2H2O2=2H2O。(2)放電時，在堿性條件下，負極反應式為：Zn2e2OH=Zn(OH)2。根據(jù)電池總反應式可知，2 mol K2FeO4被還原時有6 mol電子轉(zhuǎn)移，所以放電時每轉(zhuǎn)移3 mol電子，有1 mol K2FeO4被還原。(3)選項A，根據(jù)總反應式可知Li失去電子，電池負極反應式為：xLixe=xLi，由總反應式減去負極反應式可得放電時電池的正極反應式為：Li1xMnO4xLixe=LiMnO4；選項B，根據(jù)總反應式可判斷石墨沒有得失電子；選項C，Li能與KOH溶液中的H2O反應，導致電池無法正常工作；選項D，充電過程是放電的逆向過程，外接電源的負極提供的電子使原電池負極獲得電子發(fā)生還原反應，所以標有“”的電極應與外接電源的負極相連。答案：(1)C(2)Zn2e2OH=Zn(OH)21(3)C12全釩液流電池是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動液態(tài)的電池，目前釩電池技術(shù)已經(jīng)趨近成熟。如圖是釩電池基本工作原理示意圖請回答下列問題：(1)硫酸在電池技術(shù)和實驗室中具有廣泛的應用，在傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，硫酸是_，實驗室中配制硫酸亞鐵時需要加入少量硫酸，硫酸的作用是_。(2)釩電池是以溶解于一定濃度硫酸溶液中的不同價態(tài)的釩離子(V2、V3、VO2、VO)為正極和負極電極反應的活性物質(zhì)，電池總反應為VO2V3H2OV2VO2H。放電時的正極反應式為_，充電時的陰極反應式為_。放電過程中，電解液的pH_(選填“升高”“降低”或“不變”)。(3)釩電池基本工作原理示意圖中“正極電解液”可能是_(填選項字母)。aVO、VO2混合液BV3、V2混合液cVO溶液 DVO2溶液eV3溶液 f. V2溶液(4)能夠通過釩電池基本工作原理示意圖中“隔膜”的離子是_。解析：(1)傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，鋅與酸反應生成氫氣，故硫酸為電解質(zhì)溶液；硫酸亞鐵容易水解，且水解顯酸性，加入少量硫酸，可以抑制其水解變質(zhì)。(2)正極反應是還原反應，由電池總反應可知放電時的正極反應為VO2He=VO2H2O；充電時，陰極反應為還原反應，故為V3得電子生成V2的反應。(3)充電時陽極反應式為VO2H2Oe=VO2H，故充電完畢的正極電解液為VO溶液，而放電完畢的正極電解液為VO2溶液，故正極電解液可能是選項acd。(4)充電和放電過程中，正極電解液與負極電解液不能混合，起平衡電荷作用的是加入的酸，故H可以通過隔膜。答案：(1)電解質(zhì)溶液抑制硫酸亞鐵的水解(2)VO2He=VO2H2OV3e=V2升高(3)acd(4)HB組重點選做題13.(2015浙江五校聯(lián)考)金屬鉻和氫氣在工業(yè)上都有重要的用途。已知：鉻能與稀硫酸反應，生成氫氣和硫酸亞鉻(CrSO4)。甲乙(1)銅、鉻構(gòu)成的原電池如圖甲，其中盛稀硫酸的燒杯中的現(xiàn)象為_。鹽橋中裝的是飽和KCl瓊脂溶液，下列關(guān)于此電池的說法正確的是_(填選項字母)。A鹽橋的作用是使整個裝置構(gòu)成通路、保持溶液呈電中性，凡是有鹽橋的原電池，鹽橋中均可以用飽和KCl瓊脂溶液B理論上1 mol Cr溶解，鹽橋中將有2 mol Cl進入左池，2 mol K進入右池C此過程中H得電子，發(fā)生氧化反應D電子從鉻極通過導線到銅極，又通過鹽橋轉(zhuǎn)移到左燒杯中(2)如果構(gòu)成圖乙電池，發(fā)現(xiàn)銅電極上不再有圖甲的現(xiàn)象，鉻電池上產(chǎn)生大量氣泡，遇空氣呈紅棕色。寫出正極的電極反應式：_。(3)某同學把已去掉氧化膜的鉻片直接投入氯化銅溶液時，觀察到了預料之外的現(xiàn)象：鉻片表面上的銅沒有緊密吸附在鉻片的表面而是呈蓬松的海綿狀；反應一段時間后有大量氣泡逸出，且在一段時間內(nèi)氣泡越來越多，經(jīng)點燃能發(fā)出爆鳴聲，證明是氫氣。請解釋這兩種現(xiàn)象的原因：_。解析：(1)銅由于鉻能與稀硫酸反應，生成氫氣和硫酸亞鉻(CrSO4)，說明鉻電極是負極，銅電極是正極，氫離子在正極放電，所以盛稀硫酸的燒杯中的現(xiàn)象為銅電極上有氣泡產(chǎn)生。A項，鹽橋的作用是使整個裝置構(gòu)成通路、保持溶液呈電中性，若電解質(zhì)溶液中有與KCl發(fā)生反應的離子，如當電解質(zhì)溶液是AgNO3溶液時，鹽橋中的電解質(zhì)溶液就不能用KCl瓊脂溶液，錯誤；B項，理論上1 mol Cr溶解，Cr2e=Cr2，轉(zhuǎn)移2 mol 電子，同時正極消耗2 mol H，2H2e=H2，根據(jù)溶液呈電中性可知，鹽橋中將有2 mol Cl進入左池，2 mol K進入右池，正確；C項，此過程中H得電子，發(fā)生還原反應，錯誤；D項，電子不能在溶液中傳遞，溶液導電是通過離子的定向移動形成電流的，錯誤。(2)稀硝酸作電解液時，鉻電極上產(chǎn)生大量氣泡，遇空氣呈紅棕色，說明溶液中的硝酸根離子得到電子，產(chǎn)生NO，NO被氧化生成NO2，因此銅是負極，鉻是正極，則正極的電極反應式為4HNO3e=NO2H2O。(3)Cr比銅活潑，既能與銅鹽發(fā)生置換反應生成Cu，又能與酸反應生成氫氣，由于Cu2水解使溶液呈酸性，鉻與酸性溶液反應生成氫氣，氣泡使生成的銅疏松；生成的銅和鉻形成原電池，因此使產(chǎn)生氫氣的速率加快。答案：(1)銅電極上有氣泡產(chǎn)生B(2)4HNO3e=NO2H2O(3)Cu2水解使溶液呈酸性，鉻既能與Cu2發(fā)生置換反應生成Cu，又能與酸性溶液反應生成氫氣，氣泡使生成的銅疏松；生成的銅和鉻形成原電池，使產(chǎn)生氫氣的速率加快