2013年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第二節(jié) 原電池和化學(xué)電源（含解析） 新人教版

【高考總復(fù)習(xí)】2013高考化學(xué)專題復(fù)習(xí)：第二節(jié) 原電池和化學(xué)電源（人教版）1(2011年北京理綜)結(jié)合下圖判斷，下列敘述正確的是()A和中正極均被保護B和中負(fù)極反應(yīng)均是Fe2e=Fe2C和中正極反應(yīng)均是O22H2O4e=4OHD和中分別加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有藍色沉淀解析：A項，電子從負(fù)極流向正極，抑制正極失電子，所以正極均被保護。B項，I中的負(fù)極反應(yīng)為Zn2e=Zn2。C項，中的正極反應(yīng)為2H2e=H2。D項，由于中負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)生Zn2，不會與K3Fe(CN)6溶液作用產(chǎn)生藍色沉淀。答案：A2(2011年浙江理綜)將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如下圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣處少。下列說法正確的是()A液滴中的Cl由a區(qū)向b區(qū)遷移B液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為：O22H2O4e=4OHC液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕，生成的Fe2由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH形成Fe(OH)2，進一步氧化、脫水形成鐵銹D若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為：Cu2e=Cu2解析：本題考查原電池、鋼鐵的吸氧腐蝕等知識。依題意，可判斷中心區(qū)a為原電池的負(fù)極，液滴邊緣O2含量較大，是原電池的正極，A中Cl在電池工作時向負(fù)極(a)移動，A選項錯誤；B項顯然正確；C中Fe失電子被氧化而被腐蝕，故C項錯誤，D中因Fe比Cu活潑，充當(dāng)負(fù)極的是Fe，負(fù)極反應(yīng)為Fe2e=Fe2，故D錯誤。答案：B3(2012年四川卷)一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計的酒精檢測儀，負(fù)極上的反應(yīng)為：CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H。下列有關(guān)說法正確的是()A檢測時，電解質(zhì)溶液中的H向負(fù)極移動B若有0.4 mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48 L氧氣C電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD正極上發(fā)生的反應(yīng)為：O24e2H2O=4OH解析：原電池中，陽離子向正極移動，A錯誤。因為電解質(zhì)溶液為酸性，故正極反應(yīng)為：O24e4H=2H2O，轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時，消耗標(biāo)況下2.24 L O2，B、D都錯。答案：C4(2012年大綱全國卷)四種金屬片兩兩相連連浸入稀硫酸中都可組成原電池。相連時，外電路電流從流向；相連時，為正極；相連時，上有氣泡逸出；相連時，的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是()A BC D解析：相連，外電路電流從流向，可知活潑性；相連，為正極，可知活潑性；相連，上有氣泡逸出，上發(fā)生2H2eH2，為正極，可知活潑性；相連，質(zhì)量減小，因此為負(fù)極，可知活潑性，綜上分析，活潑性應(yīng)為，B正確。答案：B5分析下圖所示的四個原電池裝置，結(jié)論正確的是() A(1)(2)中Mg作負(fù)極，(3)(4)中Fe作負(fù)極B(2)中Mg作正極，電極反應(yīng)式為：6H2O6e=6OH3H2C(3)中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Fe2e=Fe2D(4)中Cu作正極，電極反應(yīng)式為：2H2e=H2解析：(1)中Mg作負(fù)極；(2)中Al作負(fù)極，發(fā)生的反應(yīng)為2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，Mg不與NaOH反應(yīng)；(3)中鐵遇濃HNO3鈍化，Cu與濃HNO3反應(yīng)，Cu4HNO3=Cu(NO3)22NO22H2O；(4)中鐵作負(fù)極。答案：B6(2012年山東省鄆城一中高三4月檢測)據(jù)報道，以硼氫化合物NaBH4(B元素的化合價為3價)和H2O2作原料的燃料電池，負(fù)極材料采用Pt/C，正極材料采用MnO2，用作空軍通信衛(wèi)星電源，其工作原理如下圖所示。下列說法錯誤的是()A電池放電時Na從a極區(qū)移向b極區(qū)B電極b采用MnO2，MnO2既作電極材料又有催化作用C該電池的負(fù)極反應(yīng)為：BH48OH8e=BO26H2OD每消耗3 mol H2O2，轉(zhuǎn)移的電子為3 mol答案：D7控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe32I2Fe2I2設(shè)計成如圖所示的原電池。下列判斷不正確的是()A反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3被還原C電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)D電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極解析：(1)裝置乙中I失去電子放電，故乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，選項A正確；由總反應(yīng)化學(xué)方程式知，F(xiàn)e3被還原成Fe2，選項B正確；當(dāng)電流計讀數(shù)為零時，則說明電路中沒有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，可證明反應(yīng)達到平衡，選項C正確；加入FeCl2，電離產(chǎn)生Fe2，該離子的存在導(dǎo)致平衡逆向移動，則Fe2失去電子生成Fe3，裝置甲中石墨作為負(fù)極，選項D錯。答案：D8下列現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是()A黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠B生鐵比純鐵容易生銹C鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生銹D銀制獎牌久置后表面變暗解析：A項，銅鋅合金構(gòu)成原電池被腐蝕的是鋅，而不是銅；B項，生鐵中含較多的碳，與鐵構(gòu)成原電池后促使鐵被腐蝕而生銹；C項，鐵銅兩器件在接觸處易構(gòu)成原電池，使鐵生銹；D項，銀制獎牌久置后表面變暗是由于生成了Ag2S，與電化學(xué)腐蝕無關(guān)。答案：D9鎂­H2O2酸性電池采用海水作電解質(zhì)溶液(加入一定量的酸)，下列說法正確的是()A電池總反應(yīng)的離子方程式為：MgH2O22H=Mg22H2OB負(fù)極的電極反應(yīng)為：H2O22H2e=2H2OC工作時，正極周圍海水的pH減小D電池工作時，溶液中的H向負(fù)極移動解析：該電池中負(fù)極：Mg2e=Mg2；正極：H2O22H2e=2H2O。故該電池總反應(yīng)的離子方程式為：MgH2O22H=Mg22H2O，故A正確，B錯誤。工作時，由于正極消耗H，而使c(H)減小，c(OH)增大，故正極附近的pH應(yīng)增大，且溶液中的H會不斷的向正極移動，故C、D亦錯。答案：A10(2012年南京模擬)堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，故得到廣泛應(yīng)用。鋅錳堿性電池以KOH溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為Zn(s)2MnO2(s)H2O(l)=Zn(OH)2(s)Mn2O3(s)，下列說法錯誤的是()A電池工作時，鋅失去電子B電池正極的電極反應(yīng)式為2MnO2(s)H2O(l)2e=Mn2O3(s)2OH(aq)C電池工作時，電子由正極通過外電路流向負(fù)極D外電路中每通過0.2 mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5 g解析：根據(jù)題意，該電池的負(fù)極材料是鋅，電池工作時，鋅本身失去電子而發(fā)生氧化反應(yīng)，失去的電子通過外電路移向另一極(正極)，在該電極上，MnO2獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Mn2O3：2MnO22e=Mn2O3，從元素守恒的角度來看，左側(cè)還多1個O。一般規(guī)律是：在酸性條件下H結(jié)合氧變?yōu)镠2O，在堿性或者中性條件下H2O結(jié)合氧變?yōu)?OH。正極反應(yīng)為2MnO2H2O2e=Mn2O32OH。反應(yīng)中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，消耗掉0.1 mol鋅，質(zhì)量為6.5 g。答案：C11(2011年山東)右圖為鈉硫高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。該電池的工作溫度為320左右，電池反應(yīng)為2NaxS=Na2Sx，正極的電極反應(yīng)式為_。M(由Na2O和Al2O3制得)的兩個作用是_。與鉛蓄電池相比，當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的_倍。解析：正極上硫得電子被還原：xS2e=S；M的兩個作用：作固體電解質(zhì)和隔膜(隔離鈉與硫)；鈉硫電池和鉛蓄電池的負(fù)極分別為Na和Pb，則消耗等質(zhì)量的Na和Pb時，鈉硫電池的放電量(轉(zhuǎn)移電子數(shù))是鉛蓄電池的4.5倍。答案：xS2e=S(或2NaxS2e=Na2Sx)離子導(dǎo)電(導(dǎo)電或電解質(zhì))和隔離鈉與硫4.512有甲、乙兩位同學(xué)均想利用原電池反應(yīng)檢測金屬的活動性順序，兩人均使用鎂片與鋁片作電極，但甲同學(xué)將電極放入6 mol/L H2SO4溶液中，乙同學(xué)將電極放入6 mol/L NaOH溶液中，如圖所示： 請回答：(1)寫出甲池中正極的電極反應(yīng)式： _。(2)寫出乙池中負(fù)極的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)的離子方程式。負(fù)極反應(yīng)式：_；總反應(yīng)的離子方程式：_。(3)如果甲、乙同學(xué)均認(rèn)為“構(gòu)成原電池的電極材料如果都是金屬，則構(gòu)成負(fù)極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”，則甲會判斷出_活動性更強，而乙會判斷出_活動性更強。(填寫元素符號)(4)由此實驗，可得到如下哪些正確結(jié)論是_(填寫數(shù)字序號)。利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動性順序時應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì)鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強該實驗說明金屬活動性順序表已過時，已沒有應(yīng)用價值該實驗說明化學(xué)研究對象復(fù)雜，反應(yīng)受條件的影響較大，因此應(yīng)具體問題具體分析(5)上述實驗也反過來證明了“直接利用金屬活動性順序表判斷電池的正負(fù)極”的這種說法_(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，請你提出另一個判斷原電池正負(fù)極的可行實驗方案_。(如可靠，此空不填)解析：(1)甲中電解質(zhì)溶液為稀H2SO4溶液，由于金屬活潑性Mg>Al，故負(fù)極為Mg，正極為Al，正極的電極反應(yīng)式：2H2e=H2。(2)乙中電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，該溶液不能與Mg反應(yīng)，故Mg作正極，Al作負(fù)極，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Al4OH3e=AlO2H2O，總反應(yīng)的離子方程式為：2Al2OH2H2O=2AlO3H2。(3)一般情況下，構(gòu)成原電池的兩極(都是金屬)，負(fù)極比正極活潑，所以甲會判斷出Mg的活動性更強，這是正確的，乙會判斷出Al的更強，這是錯誤的。(4)兩種相同的金屬在電解質(zhì)溶液不同時，得出兩種不同的結(jié)果，說明反應(yīng)條件對反應(yīng)結(jié)果的影響較大，故應(yīng)選a、d。(5)很明顯，這種方法不可靠；可以在兩極之間連一個電流計，測電流的方向，根據(jù)電流由正極流向負(fù)極來判斷。如圖所示：答案：(1)2H2e=H2(2)Al4OH3e=AlO2H2O2Al2OH2H2O=2AlO3H2(3)MgAl(4)(5)不可靠在兩電極之間連上一個電流計，測電流的方向，根據(jù)“電流由正極流向負(fù)極”來判斷13科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將是21世紀(jì)獲得電能的重要途徑。近幾年開發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉑作電極催化劑，電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過。其工作原理的示意圖如下： 請回答下列問題：(1)Pt(a)電極是電池的_極，電極反應(yīng)式為_；Pt(b)電極發(fā)生_反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)，電極反應(yīng)式為_。(2)電池的總反應(yīng)方程式為_。(3)如果該電池工作時電路中通過2 mol電子，則消耗的CH3OH有_mol。解析：Pt(a)原料為CH3OH和水，產(chǎn)物為CO2、H，根據(jù)C化合價由2價升到4價，失去6個電子，Pt(a)為負(fù)極；Pt(b)原料為O2、H，產(chǎn)物為H2O，O化合價由0價降低為2價，發(fā)生還原反應(yīng)，為正極。答案：(1)負(fù)CH3OHH2O6e=CO26H還原O24H4e=2H2O(2)2CH3OH3O2=2CO24H2O(3)14現(xiàn)有如下兩個反應(yīng)：(A)NaOHHCl=NaClH2O(B)Cu2Ag=2AgCu2(1)根據(jù)兩反應(yīng)本質(zhì)，判斷能否設(shè)計成原電池_。(2)如果不能，說明其原因_。(3)如果可以，則寫出正、負(fù)極材料、其電極反應(yīng)式及反應(yīng)類型(氧化或還原)，電解質(zhì)溶液名稱：負(fù)極：_，_，_；正極：_，_，_；若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子1 mol，則正極質(zhì)量增加_g，電解質(zhì)溶液為：_。解析：(3)根據(jù)電池反應(yīng)式Cu2Ag=2AgCu2可知，Cu失電子作負(fù)極，負(fù)極材料是Cu，正極材料應(yīng)是比銅還不活潑的物質(zhì)；Ag得電子，所以此電解質(zhì)溶液只能為AgNO3溶液(因為Ag只能與NO大量共存)。答案：(1)(A)不能，(B)可以(2)(A)的反應(yīng)非氧化還原反應(yīng)，沒有電子轉(zhuǎn)移(3)CuCu2e=Cu2氧化反應(yīng)碳棒、Ag、鉑、金(任選一種)2Ag2e=2Ag還原反應(yīng)108AgNO3溶液