高考化学一轮专题讲解原电池化学电源1人教版含解析正式版

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必考部分　第六章　第17讲 一、单项选择题 ‎1．(2014北京卷)下列电池工作时，O2在正极放电的是(　　)‎ ‎【答案】B ‎2．如下图是市场上常见的两种燃料电池示意图：‎ Ⅰ.固体氧化物燃料电池Ⅱ.质子交换膜燃料电池 下列有关电池电极a、b、c、d的叙述正确的是(　　)‎ A．电极a为正极，电极反应产物为H2O B．电极b为正极，电极反应产物为H2O C．电极c为正极，电极反应产物为H2O D．电极d为正极，电极反应产物为H2O ‎【答案】C ‎【解析】两种电池的总反应均为2H2＋O2===2H2O，根据该反应中元素化合价的变化可知空气中的氧气发生还原反应，在原电池的正极放电，故B、D皆错；考虑到两种燃料电池的电解质，电极a的电极反应式应为O2＋4e－===2O2－，电极c的电极反应式应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，故A错误、C正确。‎ ‎3．(2014天津卷)已知：锂离子电池的总反应为LixC＋Li1－xCoO2C＋LiCoO2‎ 锂硫电池的总反应为2Li＋SLi2S 有关上述两种电池说法正确的是(　　)‎ A．锂离子电池放电时，Li＋向负极迁移 B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应 C．理论上两种电池的比能量相同 D．下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 ‎【答案】B ‎【解析】根据两种电池的总反应方程式和电化学原理，分析离子的移动方向、电极反应的判断、比能量的比较以及充电的分析。A项，电池放电时，电解质内部Li＋向正极移动，错误；B项，锂硫电池充电时，锂电极发生得电子反应，为还原反应，正确；C项，两种电池的变价不同，所以比能量不相同，错误；D项充电时正接正，负接负，所以用锂离子电池给锂硫电池充电应该Li电极连接C电极，错误。‎ ‎4．(2014福建卷)某原电池装置如下图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。下列说法正确的是(　　)‎ A．正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－‎ B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变 D．当电路中转移0.01mole－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子 ‎【答案】D ‎【解析】正极反应为氯气得电子变成Cl－，注意左侧生成Ag＋会迅速与溶液中Cl－反应生成AgCl沉淀，Ag＋不会移到右侧。A错误；由于阳离子交换膜只允许阳离子通过，故在左侧才会出现大量沉淀，B错误；氯化钠代替盐酸，电池总反应不变，C错误；D项当电路中转移0.01mole－时，交换膜左侧产生0.01molAg＋与盐酸反应产生AgCl沉淀，同时约有0.01molH＋通过阳离子交换膜转移到右侧溶液中，故左侧溶液共有0.02mol离子减少，D正确。‎ ‎5．(2015宁波十校联考)水系锂电池具有安全、环保和价格低廉等优点成为当前电池研究领域的热点。以钒酸钠(NaV3O8)为正极材料的电极反应式为NaV3O8＋xLi＋＋xe－===NaLixV3O8，则下列说法不正确的是(　　)‎ A．放电时，负极的电极反应式：Li－e－===Li＋‎ B．充电过程中Li＋从阳极向阴极迁移 C．充电过程中阳极的电极反应式为：NaLixV3O8－xe－===NaV3O8＋xLi＋，NaLixV3O8中钒的化合价发生变化 D．该电池可以用硫酸钠溶液作电解质 ‎【答案】D ‎【解析】Li能与水发生反应，所以该电池要用无水的有机溶剂作电解质，D错误。‎ ‎6．(2015成都一模)利用如下图所示原电池可测量空气中Cl2含量，其中电解质是Ag＋可以自由移动的固体物质。下列分析不正确的是(　　)‎ A．电子经外电路流向Pt电极 B．工作时，电解质中Ag＋数目减小 C．正极反应：Cl2＋2e－＋2Ag＋===2AgCl D．空气中Cl2浓度越大，Ag极消耗速率越快 ‎【答案】B ‎【解析】由电池总反应式2Ag＋Cl2===2AgCl可知，电解质中Ag＋数目不变，B项错误。‎ ‎7．(2015渭南模拟)锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如下图所示)，电解液为溴化锌水溶液，电解液在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法正确的是(　　)‎ A．充电时电极b连接电源的正极 B．放电时正极的电极反应式为Zn－Ze－===Zn2＋‎ C．阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应 D．充电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大 ‎【答案】C ‎【解析】充电时电极b应该连电源的负极，发生还原反应，A错误；B项是放电时负极的电极反应式，错误；充电时，左侧电解质发生氧化反应，即Br－→Br2，此时离子总浓度减小，D错误。‎ ‎8．(2015温州十校联考)甲醇燃料电池具有容易携带、容易存储等优点，目前被认为将会替代传统的电池成为携带型设备的主要电源。右图是甲醇的质子交换膜型燃料电池模型，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．Y极为电池的负极 B．X极的电极反应式：CH3OH＋H2O－6e－=== CO2＋6H＋‎ C．若常温下以该电池电解100mLKCl溶液至pH＝12时，电池质子交换膜迁移的A为0.01mol D．空气以20%为氧气计算，X极每消耗1mol甲醇，Y极必消耗‎168L空气中的氧气 ‎【答案】B ‎【解析】甲醇燃料电池，甲醇进入的一极为负极，空气进入的一极为正极，A错误；甲醇失电子，根据电池图，生成质子(H＋)，B正确；由NaCl电解，可知KCl电解也生成KOH，pH＝12时c(OH－)＝0.01mol/L，n(OH－)＝0.001mol，此时转移的电子数为0.001mol，转移的质子也为0.001mol，C错误；消耗1mol甲醇，消耗1.5mol氧气，则消耗标准状况下的空气的体积为‎168L，这里没有只能标准状况下，不能用Vm＝‎22.4L/mol计算，D错误。‎ 二、非选择题 ‎9．根据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如下图所示，其中盐桥为琼脂—饱和KNO3盐桥。请回答下列问题：‎ ‎(1)电极X的材料是______；电解质溶液Y是______。‎ ‎(2)银电极为电池的______极，写出两电极的电极反应式。‎ 银电极：__________________________________________________________；‎ X电极：_______________________________________________________。‎ ‎(3)外电路中的电子是从______电极流向电极______。‎ ‎(4)盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是________(填字母)。‎ A．K＋ B．NO C．Ag＋ D．SO ‎【答案】(1)铜AgNO3溶液 ‎(2)正2Ag＋＋2e－===2AgCu－2e－===Cu2＋‎ ‎(3)铜(X)　Ag　(4)B ‎【解析】根据反应：2Ag＋＋Cu===Cu2＋＋2Ag，可知该原电池中Cu为负极，Ag为正极，AgNO3溶液为电解质溶液。即X为Cu，Y为AgNO3溶液，其中负极(Cu)电极反应式：Cu－2e－===Cu2＋，正极(Ag)电极反应式：2Ag＋＋2e－===2Ag，盐桥中的K＋向正极(Ag极)移动，NO向负极(Cu极)移动。‎ ‎10．由A、B、C、D4种金属按下表中装置图进行实验。‎ 装 置 现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生 根据实验现象回答下列问题：‎ ‎(1)装置甲中负极的电极反________________________________________。‎ ‎(2)装置乙中正极的电极反应式是________________________________________。‎ ‎(3)装置丙中溶液的pH______(填“变大”、“变小”或“不变”)。‎ ‎(4)4种金属活泼性由强到弱的顺序是__________________________________。‎ ‎【答案】(1)A－2e－===A2＋　 (2)Cu2＋＋2e－===Cu　(3)变大　(4)D>A>B>C ‎【解析】甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活泼性A>B；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活泼性B>C；丙中A上有气体产生即有H2产生，则A为正极，活泼性D>A，随着H＋的消耗，pH变大。‎ ‎11．Ⅰ.(2013北京卷节选)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：‎ ‎(1)Pt电极上发生的是________(填“氧化”或“还原”)反应。‎ ‎(2)写出NiO电极的电极反应式：______________________________________　。‎ Ⅱ.(2015湖北七市联考节选)防止污染、改善水质的主要措施是对废气、废水进行处理。‎ 含有乙酸钠和对氯苯酚()的酸性废水；可利用微生物电池法除去，其原理如下图所示。‎ ‎(3)A是电池的______极(填“正”或“负”)。‎ ‎(4)酸性条件下，B极的电极反应式为________________________________。‎ ‎(5)设电极两边溶液分别为‎1L，反应一段时间后，B极区溶液的pH从4变到1，此过程中处理的乙酸钠的质量为_______g。‎ ‎【答案】(1)还原　(2)NO＋O2－－2e－===NO2　(3)负 ‎(5)2.05‎ ‎12．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)Pt(a)电极是电池的_________极，电极反应式为_____________________________；‎ Pt(b)电极发生________(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应为__________________。‎ ‎(2)电极的总反应方程式为_____________________________________________。‎ ‎(3)如果该电池工作时电路中通过2mol电子，则消耗的CH3OH有________mol。‎ ‎【答案】(1)负CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋‎ 还原O2＋4H＋＋4e－===2H2O ‎(2)2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O　(3)1/3‎ ‎【解析】Pt(a)原料为CH3OH和水，产物为CO2、H＋，根据C化合价由－2价升到＋4价，失去6个电子，Pt(a)为负极；Pt(b)原料为O2、H＋，产物为H2O，O化合价由0价降低为－2价，发生还原反应，为正极。‎ 人品好的人，自带光芒，无论走到哪里，总会熠熠生辉。人活着，谁都会有烦恼，每天都有烦恼，最重要的是你不理会烦恼，烦恼自然就没有了！因此，朋友们，最好的活法，就只要记住这两句话：烦恼天天有，不捡自然无！当你不开心的时候，想想自己还剩下多少天可以折腾，还有多少时间够你作践。你开心，这一天过了；不开心，一天也过了。想明白了，你就再也不会生气了。当你烦恼的时候，想想人生就是减法，见一面少一面，活一天就少一天，还有什么好烦恼的呢，不忘人恩，不念人过，不思人非，不计人怨。不缺谁，不少谁，对得起良心就好。当你忧伤的时候，想想生活就是一场路过，赤条条来，赤条条去，带不来一丝尘土，带不走半片云彩。什么功名利禄，什么人情往份，啥你都带不走，想明白了，还有什么好难过的？当你不满的时候，想想和富人比，我们活着知足就是幸福。和病人比，我们活着健康就是幸福。和死人比，我们还活着就是幸福。人这辈子想活好，心要简单，人要糊涂。当你生气的时候，想想是否有必要为不值得的人生气？有必要为不值得的事闹心？好好吃饭，好好睡觉，好好养老，好好花钱就可以了。你好好的，家人好好的，一切也就好好的了！当你计较的时候，想想人在世间走，本是一场空，何必处处计较