（江蘇專用）2020高考化學一輪復習 課時規(guī)范練17 原電池化學電源.docx

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課時規(guī)范練17原電池化學電源一、選擇題(本題共8小題,每小題7分,共56分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.關于原電池的敘述正確的是()A.原電池工作時,電極上不一定都發(fā)生氧化或還原反應B.某可充電電池充、放電時的總反應式為Li1-xNiO2+xLiLiNiO2,放電時此電池的負極材料是Li1-xNiO2C.鉛、銀和鹽酸構成的原電池工作時,鉛板上有5.175 g鉛溶解,正極上就有1 120 mL(標準狀況)氣體析出D.在理論上可將反應CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H0設計成原電池2.有關下列四個常用電化學裝置的敘述中,正確的是().堿性鋅錳電池.鉛硫酸蓄電池.銅鋅原電池.銀鋅紐扣電池A.所示電池工作中,MnO2的作用是催化劑B.所示電池放電過程中,硫酸濃度不斷增大C.所示電池工作過程中,鹽橋中K+移向硫酸鋅溶液D.所示電池放電過程中,Ag2O是氧化劑,在電池工作過程中Ag2O被還原為Ag3.用銅片、銀片設計成如圖所示的原電池。以下有關該原電池的敘述正確的是()A.電子通過鹽橋從乙池流向甲池B.用銅導線替換鹽橋,原電池將能繼續(xù)工作C.開始時,銀片上發(fā)生的反應是Ag-e-Ag+D.將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學反應與該原電池總反應相同4.下面是4種燃料電池的工作原理示意圖,其中正極的反應產(chǎn)物為水的是()5.將鎘(Cd)浸在氯化鈷(CoCl2)溶液中,發(fā)生反應的離子方程式為Co2+(aq)+Cd(s)Co(s)+Cd2+(aq)(aq表示溶液),若將該反應設計為如圖的原電池,則下列說法一定錯誤的是()A.Cd作負極,Co作正極B.原電池工作時,電子從負極沿導線流向正極C.根據(jù)陰陽相吸原理,鹽橋中的陽離子向負極(甲池)移動D.甲池中盛放的是CdCl2溶液,乙池中盛放的是CoCl2溶液6.某電池以K2FeO4和Zn為電極材料,KOH溶液為電解質(zhì)溶液。下列說法正確的是()A.Zn為電池的負極B.正極反應式為2FeO42-+10H+6e-Fe2O3+5H2OC.該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度不變D.電池工作時OH-向正極遷移7.(2018廣東汕頭模擬)微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如圖所示,下列說法正確的是()A.電子從b流出,經(jīng)外電路流向aB.HS-在硫氧化菌作用下轉化為SO42-的反應是HS-+4H2O-8e-SO42-+9H+C.如果將反應物直接燃燒,能量的利用率不會變化D.若該電池電路中有0.4 mol電子發(fā)生轉移,則有0.5 mol H+通過質(zhì)子交換膜8.(2017課標全國,11)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低,其工作原理如圖所示,其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料,電池反應為:16Li+xS88Li2Sx(2x8)。下列說法錯誤的是()A.電池工作時,正極可發(fā)生反應:2Li2S6+2Li+2e-3Li2S4B.電池工作時,外電路中流過0.02 mol電子,負極材料減重0.14 gC.石墨烯的作用主要是提高電極a的導電性D.電池充電時間越長,電池中Li2S2的量越多二、非選擇題(本題共3小題,共44分)9.(14分)(1)如圖所示,若溶液C為濃硝酸,電流表指針發(fā)生偏轉,B電極材料為Fe,A電極材料為Cu,則B電極的電極反應式為,A電極的電極反應式為;反應進行一段時間后溶液C的pH會(填“升高”“降低”或“基本不變”)。(2)我國首創(chuàng)以鋁空氣海水電池作為能源的新型海水標志燈,以海水為電解質(zhì)溶液,靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流,只要把燈放入海水數(shù)分鐘,就會發(fā)出耀眼的白光。則電源的負極材料是(填化學名稱),負極反應為;正極反應為。(3)熔融鹽電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視?？捎肔i2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為負極燃氣,空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣,制得在650 下工作的燃料電池,其負極反應式為2CO+2CO32-4e-4CO2,則正極反應式為,電池總反應式為。10.(15分)氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產(chǎn)和國防建設中都有廣泛應用,回答下列問題:(1)肼可作為火箭發(fā)動機的燃料,與氧化劑N2O4反應生成N2和水蒸氣。已知:N2(g)+2O2(g)N2O4(l)H1=-19.5 kJmol-1N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H2=-534.2 kJmol-1寫出肼和N2O4反應的熱化學方程式:。(2)肼空氣燃料電池是一種堿性電池,該電池放電時,負極的電極反應式為。(3)科研人員開發(fā)出一種由甲醇和氧氣構成,以強堿溶液作電解質(zhì)溶液的新型手機電池,充一次電可供手機連續(xù)使用一個月,則通入甲醇的是(填“正”或“負”)極,寫出該電池的負極反應式:。(4)Zn-MnO2干電池應用廣泛,電解質(zhì)溶液是ZnCl2和NH4Cl的混合溶液。該電池的負極材料是(填名稱)。電池工作時,電子流向(填“正極”或“負極”)。若ZnCl2和NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2+,則會加速某電極的腐蝕,其主要原因是。MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極,電解酸化的MnSO4溶液。陽極的電極反應式為。若電路中通過4 mol電子,標準狀況下產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為。11.(15分)SO2、CO、CO2、NOx是對環(huán)境影響較大的幾種氣體,對它們的合理控制和治理是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑。(1)利用電化學原理將CO、SO2轉化為重要的化工原料,裝置如圖所示:若A為CO,B為H2,C為CH3OH,則通入CO的一極為極。若A為SO2,B為O2,C為H2SO4,則負極的電極反應式為。若A為NO2,B為O2,C為HNO3,則正極的電極反應式為。(2)某碳酸鹽燃料電池,以一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔混合物為電解質(zhì),操作溫度為650 ,在此溫度下以鎳為催化劑,以煤氣(CO、H2的體積比為11)直接做燃料,其工作原理如圖所示。電池總反應為。以此電源電解足量的硝酸銀溶液,若陰極產(chǎn)物的質(zhì)量為21.6 g,則陽極產(chǎn)生氣體標準狀況下體積為L。若電解后溶液體積為2 L,溶液的pH約為。(3)某研究小組利用下列裝置用N2O4生產(chǎn)新型硝化劑N2O5?，F(xiàn)以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成燃料電池,采用電解法制備N2O5,裝置如圖所示,其中Y為CO2。在該電極上同時還引入CO2的目的是。電解過程中,生成N2O5的電極反應方程式為。課時規(guī)范練17原電池化學電源1.DA中原電池工作時電極上一定都發(fā)生氧化反應或還原反應;B中電池放電時,負極材料是Li;C中通過計算知正極上生成的氣體在標準狀況下的體積應為560mL。2.D堿性鋅錳電池中二氧化錳為氧化劑,A項錯誤;鉛蓄電池放電時電池反應為Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,H2SO4濃度減小,B項錯誤;原電池中陽離子向正極移動,故鹽橋中K+移向硫酸銅溶液,C項錯誤;該原電池中,正極上氧化銀得電子生成銀,所以Ag2O作氧化劑,D項正確。3.D題給原電池負極銅失電子,正極上Ag+得電子,電子從負極沿導線流向正極,電解質(zhì)溶液通過離子的定向移動形成電流,所以電子不會經(jīng)過電解質(zhì)溶液,故A項錯誤;用銅線代替鹽橋,乙池是原電池,甲池是電解池發(fā)生電鍍,所以不是原來的原電池反應原理,故B項錯誤;銀片是原電池的正極,溶液中的銀離子得到電子發(fā)生還原反應,電極反應為Ag+e-Ag,故C項錯誤;銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學反應與該原電池總反應都是Cu+2Ag+2Ag+Cu2+,故D項正確。4.CA項,通空氣的電極作正極,正極反應式為O2+4e-2O2-,不符合題意;B項,通入氧氣的一極作正極,電解質(zhì)溶液是堿性溶液,電極反應式為O2+2H2O+4e-4OH-,不符合題意;C項,通入空氣的一極作正極,電解質(zhì)傳遞H+,正極反應式為O2+4H+4e-2H2O,符合題意;D項,通入氧氣的一極作正極,依據(jù)電池內(nèi)部傳遞CO32-,正極反應式為O2+2CO2+4e-2CO32-,不符合題意。5.C在電池反應中,Co2+得電子發(fā)生還原反應,則Co作正極、Cd作負極;放電時,電子從負極Cd沿導線流向正極Co;鹽橋中陽離子向正極區(qū)域乙移動、陰離子向負極區(qū)域甲移動;甲中電極失電子發(fā)生氧化反應,電解質(zhì)溶液為CdCl2溶液,乙池中盛放的是CoCl2溶液。6.A根據(jù)化合價升降判斷,Zn化合價只能上升,故為負極材料,K2FeO4為正極材料,A項正確;KOH溶液為電解質(zhì)溶液,則正極電極反應式為2FeO42-+6e-+8H2O2Fe(OH)3+10OH-,B項錯誤;由電池總反應式3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH可得,放電過程中電解質(zhì)溶液濃度發(fā)生變化,C項錯誤;電池工作時陰離子OH-向負極遷移,D項錯誤。7.Bb電極通入氧氣,是正極,a電極是負極,電子從a電極流出,經(jīng)外電路流向b電極,A錯誤;a電極是負極,發(fā)生失去電子的氧化反應,即HS-在硫氧化菌作用下轉化為SO42-,電極反應為HS-+4H2O-8e-SO42-+9H+,B正確;如果將反應物直接燃燒,會有部分化學能轉化為光能,因此能量的利用率會變化,C錯誤;若該電池電路中有0.4mol電子發(fā)生轉移,根據(jù)電荷守恒可知有0.4molH+通過質(zhì)子交換膜與0.1mol氧氣結合轉化為水,D錯誤。8.DA項,在該電池中電極a為正極,發(fā)生的反應依次為:S8+2Li+2e-Li2S83Li2S8+2Li+2e-4Li2S62Li2S6+2Li+2e-3Li2S4Li2S4+2Li+2e-2Li2S2,故A正確;B項,原電池工作時,轉移0.02mol電子時,被氧化的Li的物質(zhì)的量為0.02mol,質(zhì)量減少0.14g,正確;C項,石墨烯能導電,利用石墨烯作電極,可提高電極a的導電性,正確;D項,電池充電時由于Li+得到電子生成Li,則電池充電時間越長,電池中Li2S2的量越少,錯誤。9.答案(1)4H+2NO3-+2e-2NO2+2H2OCu-2e-Cu2+升高(2)鋁4Al-12e-4Al3+3O2+6H2O+12e-12OH-(3)O2+2CO2+4e-2CO32-2CO+O22CO2解析(1)Fe在濃硝酸中發(fā)生鈍化,作正極,B電極的電極反應式為4H+2NO3-+2e-2NO2+2H2O,A電極的電極反應式為Cu-2e-Cu2+;反應消耗H+,反應進行一段時間后溶液C的pH會升高。(2)電源的負極材料是鋁,負極反應為4Al-12e-4Al3+;正極反應為3O2+6H2O+12e-12OH-。(3)正極反應式為O2+2CO2+4e-2CO32-,電池總反應式為2CO+O22CO2。10.答案(1)2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)H=-1 048.9 kJmol-1(2)N2H4-4e-+4OH-N2+4H2O(3)負CH3OH-6e-+8OH-CO32-+6H2O(4)鋅正極Zn與Cu2+反應生成Cu,Zn、Cu形成原電池而加快Zn的腐蝕Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+2 mol解析(1)根據(jù)蓋斯定律,由2-得肼與N2O4反應的熱化學方程式:2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)H=2H2-H1=-1048.9kJmol-1。(2)肼在負極上參加反應,根據(jù)反應以及環(huán)境是堿性,可知電極反應式為N2H4+4OH-4e-N2+4H2O。(3)根據(jù)燃料電池的原理可知,通入甲醇的一極為負極,其電極反應式為CH3OH-6e-+8OH-CO32-+6H2O。(4)鋅是活潑金屬,因此鋅為負極,根據(jù)原電池的工作原理,電子從負極經(jīng)外電路流向正極;鋅比銅活潑,能把銅置換出來,鋅、銅與電解質(zhì)溶液構成原電池,可加快鋅的腐蝕;陽極失電子發(fā)生氧化反應,因此陽極的電極反應式為Mn2+2H2O-2e-MnO2+4H+,陰極的電極反應式為2H+2e-H2,因此電路中通過4mole-,生成氫氣的物質(zhì)的量為2mol。11.答案(1)正SO2-2e-+2H2OSO42-+4H+O2+4e-+4H+2H2O(2)CO+H2+O2CO2+H2O1.121(3)在電極上與O2共同轉化為CO32-,保持熔融鹽成分不變N2O4+2HNO3-2e-2N2O5+2H+解析(1)一氧化碳和氫氣反應轉化為甲醇的過程中氫元素的化合價升高,碳元素的化合價降低,因此氫氣被氧化在負極反應,一氧化碳被還原在正極反應。二氧化硫、氧氣和水反應生成硫酸過程中,硫元素化合價升高,二氧化硫被氧化在負極反應。二氧化氮、氧氣和水反應生成硝酸過程中,氧元素的化合價降低,氧氣被還原在正極反應。(2)一氧化碳和氫氣按物質(zhì)的量11混合,再與氧氣反應生成二氧化碳和水。電解硝酸銀溶液時陰極反應為Ag+e-Ag,陽極反應為4OH-4e-2H2O+O2,生成21.6g銀時轉移0.2mol電子,根據(jù)電子守恒可知,陽極生成氧氣0.05mol,其在標準狀況下的體積為1.12L。生成氫離子0.2mol,則氫離子的濃度為0.2mol2L=0.1molL-1,因此溶液的pH=1。(3)燃料電池工作時燃料失電子,在負極反應,因此氫氣在負極失去電子被氧化,轉化為氫離子,氫離子和碳酸根離子結合,最終轉化為二氧化碳和水。氧氣在正極反應,得到電子被還原,轉化為氧負離子,氧負離子和二氧化碳結合,最終轉化為碳酸根離子,進而保證了電解質(zhì)熔融鹽成分不變。二氧化氮轉化為五氧化二氮,氮元素化合價升高,發(fā)生失電子的氧化反應。