（四川專用）2014屆高考化學總復(fù)習 第6章 第2講《原電池　化學電源》解析訓練

第二講原電池化學電源一、選擇題(本題共7個小題，每題6分，共42分，每個小題只有一個選項符合題意)1下列裝置中，都伴隨有能量變化，其中是由化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿氖?)。解析A項是將電能轉(zhuǎn)化成化學能；B項是將水的勢能轉(zhuǎn)化成電能；C項是將太陽能轉(zhuǎn)化成熱能。答案D2.(2012·北京理綜，12)人工光合作用能夠借助太陽能，用CO2和H2O制備化學原料。如圖是通過人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖，下列說法不正確的是 ()。A該過程是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能的過程B催化劑a表面發(fā)生氧化反應(yīng)，有O2產(chǎn)生C催化劑a附近酸性減弱，催化劑b附近酸性增強D催化劑b表面的反應(yīng)是CO22H2e=HCOOH解析電池總反應(yīng)式為：2CO22H2O2HCOOHO2。負極：2H2O4e=O24H，正極：CO22H2e=HCOOH。A項，能量轉(zhuǎn)換過程是太陽能先轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為化學能；C項，催化劑a附近生成H，酸性增強，催化劑b附近消耗H，酸性減弱，故C項錯誤。答案C3(2013·惠州模擬)鎂/H2O2酸性燃料電池采用海水作電解質(zhì)(加入一定量的酸)，下列說法正確的是 ()。A電池總反應(yīng)為MgH2O2=Mg(OH)2B正極發(fā)生的電極反應(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向負極移動解析根據(jù)鎂與H2O2兩種物質(zhì)的性質(zhì)，容易知道負極發(fā)生鎂失電子的反應(yīng)，正極發(fā)生H2O2得電子的反應(yīng)，電解質(zhì)呈酸性，故電池總反應(yīng)為MgH2O22H=Mg22H2O；正極消耗H，pH增大；原電池中陽離子向正極移動，故溶液中的H向正極移動。答案B4(2013·資陽模擬)如圖甲是Zn和Cu形成的原電池，某實驗興趣小組做完實驗后，在讀書卡上的記錄如圖乙所示，則卡片上的描述合理的是 ()。 實驗后的記錄：Cu為陽極，Zn為陰極Cu極上有氣泡產(chǎn)生SOoal(2,4)向Cu極移動若有0.5 mol電子流經(jīng)導(dǎo)線，則可產(chǎn)生0.25 mol氣體電子的流向是：Cu導(dǎo)線Zn正極反應(yīng)式：Cu2e=Cu2圖乙A BC D解析中Cu為正極，Zn為負極，中SO向負極移動，中電子的流向是：Zn導(dǎo)線Cu，中正極反應(yīng)式：2H2e=H2，故錯。答案B5(2012·瀘州模擬)某航空站安裝了一臺燃料電池，該電池可同時提供電和水蒸氣。所用燃料為氫氣，電解質(zhì)為熔融的碳酸鉀。已知該電池的總反應(yīng)為2H2O2=2H2O，正極反應(yīng)為O22CO24e=2CO，則下列推斷正確的是 ()。A負極反應(yīng)為H22OH2e=2H2OB該電池可在常溫或高溫時進行工作，對環(huán)境具有較強的適應(yīng)性C該電池供應(yīng)2 mol水蒸氣，同時轉(zhuǎn)移2 mol電子D放電時負極有CO2生成解析由總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式得到負極反應(yīng)式：2H22CO4e=2H2O2CO2，則可判斷負極有CO2生成，A項錯誤，D項正確。該電池使用的電解質(zhì)是熔融的碳酸鉀，在常溫下無法工作，B錯誤。該電池供應(yīng)2 mol水蒸氣時，轉(zhuǎn)移的電子為4 mol，C錯誤。答案D6(2013·石家莊調(diào)研)某新型電池，以NaBH4(B的化合價為3價)和H2O2作原料，該電池可用作深水勘探等無空氣環(huán)境電源，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是 ()。A電池工作時Na從b極區(qū)移向a極區(qū)B每消耗3 mol H2O2，轉(zhuǎn)移3 mol eCb極上的電極反應(yīng)式為：H2O22e2H=2H2ODa極上的電極反應(yīng)式為：BH8OH8e=BO6H2O解析該電池工作時，a電極反應(yīng)式為BH8OH8e=BO6H2O；b電極反應(yīng)式為4H2O28e=8OH；隨著不斷放電，a極負電荷減少，b極負電荷增多，故Na從a極區(qū)移向b極區(qū)；每消耗3 mol H2O2轉(zhuǎn)移6 mol e，故A、B、C錯誤，D正確。答案D7(2013·天津六校聯(lián)考)如圖裝置是一種可充電電池，裝置為電解池。裝置的離子交換膜只允許Na通過，已知電池充放電的化學方程式為：2Na2S2NaBr3Na2S43NaBr，當閉合開關(guān)K時，X電極附近溶液變紅。下列說法正確的是 ()。A閉合開關(guān)K時，鈉離子從右到左通過離子交換膜B閉合開關(guān)K時，負極反應(yīng)式為：3NaBr2e=NaBr32NaC閉合開關(guān)K時，X電極反應(yīng)式為：2Cl2e=Cl2D閉合開關(guān)K時，當有0.1 mol Na通過離子交換膜時，X電極上放出標準狀況下氣體1.12 L解析“當閉合開關(guān)K時，X電極附近溶液變紅”說明X是陰極，Y為陽極，則電池的左側(cè)是負極。在原電池中陽離子向正極移動，故A錯；NaBr33NaBr，溴元素的化合價降低，是得到電子而不是失去，故B錯；X極是陰極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為：2H2e=H2，故C錯；“當有0.1 mol Na通過離子交換膜時”說明轉(zhuǎn)移了0.1 mol電子，則X電極生成0.05 mol H2，在標準狀況下體積為1.12 L，故D正確。答案D二、非選擇題(本題共4個小題，共58分)8(10分)某研究性學習小組欲探究原電池的形成條件，按如圖所示裝置進行實驗并得到下表實驗結(jié)果：實驗序號AB燒杯中的液體靈敏電流計指針是否偏轉(zhuǎn)1ZnZn乙醇無2ZnCu稀硫酸有3ZnZn稀硫酸無4ZnCu苯無5CuC氯化鈉溶液有6MgAl氫氧化鈉溶液有分析上述實驗，回答下列問題：(1)實驗2中電流由_極流向_極(填“A”或“B”)。(2)實驗6中電子由B極流向A極，表明負極是_(填“鎂”或“鋁”)電極。(3)實驗5表明_。A銅在潮濕空氣中不會被腐蝕B銅的腐蝕是自發(fā)進行的(4)分析上表有關(guān)信息，下列說法不正確的是_。A相對活潑的金屬一定作負極B失去電子的電極是負極C燒杯中的液體必須是電解質(zhì)溶液D原電池中，浸入同一電解質(zhì)溶液中的兩個電極，是活潑性不同的兩種金屬(或其中一種非金屬)解析(1)電流是由正極流向負極，實驗2中，Cu為正極，Zn為負極；(2)電子由負極流向正極，實驗6中電子由B極流向A極，表明負極是B(Al)；(3)實驗5是銅的吸氧腐蝕，說明銅的腐蝕是自發(fā)進行的；(4)判斷原電池負極時，不能簡單地比較金屬的活動性，要看反應(yīng)的具體情況，如Al在強堿性溶液中比Mg更易失電子，Al作負極，Mg作正極；在原電池中負極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；必須有電解質(zhì)溶液，形成閉合回路；活潑性不同的兩種金屬，或一種金屬和一種能導(dǎo)電的非金屬都可以作電極。答案(1)BA(2)鋁(3)B(4)A9(16分) (2012·綿陽一模)如圖是一個化學過程的示意圖。已知甲池的總反應(yīng)式為2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O請回答：(1)甲池是_池，通入O2的電極作為_極，電極反應(yīng)式為_。(2)乙池是_池，A電極名稱為_極，電極反應(yīng)式為_。乙池中的總反應(yīng)離子方程式為_，溶液的pH_(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)當乙池中B(Ag)極的質(zhì)量增加5.40 g時，甲池中理論上消耗O2_mL(標準狀況下)。解析(3)利用電子守恒找出關(guān)系式：4AgO2，V(O2)n(Ag)×22.4 L·mol1××22.4 L·mol10.28 L，即280 mL。答案(1)原電正O22H2O4e=4OH(2)電解陽4OH4e=O22H2O4Ag2H2O4AgO24H減小(3)28010(16分)(2012·長春高中畢業(yè)班調(diào)研)碘被稱為“智力元素”，科學合理地補充碘可防止碘缺乏病。碘酸鉀(KIO3)是國家規(guī)定的食鹽加碘劑，它的晶體為白色，可溶于水。碘酸鉀在酸性介質(zhì)中與過氧化氫或碘化物作用均生成單質(zhì)碘。以碘為原料，通過電解制備碘酸鉀的實驗裝置如圖所示。(1)碘是_(填顏色)固體物質(zhì)，實驗室常用_的方法來分離提純含有少量雜質(zhì)的固體碘。(2)電解前，先將一定量的精制碘溶于過量氫氧化鉀溶液，溶解時發(fā)生反應(yīng)：3I26KOH=5KIKIO33H2O，將該溶液加入陽極區(qū)。另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū)，電解槽用水冷卻。電解時，陽極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為_；每生成1 mol KIO3，電路中通過的電子的物質(zhì)的量為_。(3)電解過程中，為確定電解是否完成，需檢驗電解液中是否有I。請設(shè)計一個檢驗電解液中是否有I的實驗方案，并按要求填寫下表。要求：所需藥品只能從下列試劑中選擇，實驗儀器及相關(guān)用品自選。試劑：淀粉溶液、淀粉­KI試紙、過氧化氫溶液、稀硫酸。實驗方法實驗現(xiàn)象及結(jié)論(4)電解完畢，從電解液中得到碘酸鉀晶體的實驗過程如下：步驟的操作名稱是_，步驟的操作名稱是_。步驟洗滌晶體的目的是_。解析(1)碘是紫黑色固體，實驗室常利用碘易升華的特性來分離提純含有少量雜質(zhì)的固體碘。(2)電解時，溶液中的陰離子(I、IO、OH)向陽極移動，因為I的還原性最強，所以I在陽極失電子被氧化為單質(zhì)碘：2I2e=I2。生成的I2再與KOH溶液反應(yīng)生成KIO3：3I26KOH=5KIKIO33H2O，如此循環(huán)，最終I都轉(zhuǎn)化為KIO3。1 mol I轉(zhuǎn)化成1 mol IO時，轉(zhuǎn)移6 mol電子。(3)陽極區(qū)溶液中會含有IO，如果其中含有I，在酸性條件下，IO和I會反應(yīng)生成單質(zhì)碘：IO5I6H=3I23H2O。據(jù)此可設(shè)計實驗：取少量陽極區(qū)溶液于試管中，加入幾滴稀硫酸和淀粉溶液，如果溶液變藍，則說明其中含有I，否則沒有I。(4)陽極電解液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶后可得到碘酸鉀晶體，過濾得到的碘酸鉀晶體中含有KOH等雜質(zhì)，需要進行洗滌除雜；洗滌后的晶體經(jīng)干燥即得到純凈干燥的碘酸鉀晶體。答案(1)紫黑色升華(2)2I2e=I2(或I6OH6e=IO3H2O)6 mol(3)實驗方法實驗現(xiàn)象及結(jié)論取少量陽極區(qū)電解液于試管中，加稀硫酸酸化后加入幾滴淀粉試液，觀察是否變藍如果不變藍，說明無I(如果變藍，說明有I)(4)冷卻結(jié)晶干燥洗去吸附在碘酸鉀晶體上的氫氧化鉀等雜質(zhì)11(16分)(2013·日照二診)第三代混合動力車，可以用電動機、內(nèi)燃機或二者結(jié)合推動車輛。汽車上坡或加速時，電動機提供推動力，降低汽油的消耗；在剎車或下坡時，電池處于充電狀態(tài)。(1)混合動力車的內(nèi)燃機以汽油為燃料，汽油(以辛烷C8H18計)和氧氣充分反應(yīng)，生成1 mol水蒸氣放熱569.1 kJ。則該反應(yīng)的熱化學方程式為_。(2)混合動力車目前一般使用鎳氫電池，該電池中鎳的化合物為正極，儲氫金屬(以M表示)為負極，堿液(主要為KOH)為電解質(zhì)溶液。鎳氫電池充放電原理示意如圖，其總反應(yīng)式為H22NiOOH2Ni(OH)2。根據(jù)所給信息判斷，混合動力車上坡或加速時，乙電極周圍溶液的pH_(填“增大”、“減小”或“不變”)，該電極的電極反應(yīng)式為_。(3)Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，可通過如圖所示的電解裝置制取，電解總反應(yīng)式為2CuH2OCu2OH2，陰極的電極反應(yīng)式是_。用鎳氫電池作為電源進行電解，當電池中有1 mol H2被消耗時，Cu2O的理論產(chǎn)量為_g。(4)遠洋輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生電化學腐蝕中的_腐蝕。為防止這種腐蝕，通常把船體與浸在海水里的Zn塊相連，或與像鉛酸蓄電池這樣的直流電源的_(填“正”或“負”)極相連。解析(2)混合動力車上坡或加速時需要動力，故反應(yīng)為原電池放電反應(yīng)，即乙電極為正極，發(fā)生反應(yīng)NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，故乙電極周圍溶液的pH增大。(3)電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng)，即2H2e=H2。當電池中有1 mol H2被消耗時有2 mol電子轉(zhuǎn)移，根據(jù)電子守恒可知Cu2O的理論產(chǎn)量為144 g。(4)鋼鐵船體在海水中發(fā)生吸氧腐蝕，可利用犧牲陽極保護法或外加電源陰極保護法防止其被腐蝕。答案(1)C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H5 121.9 kJ·mol1(2)增大NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH(3)2H2e=H2144(4)吸氧負