2020届高考化学一轮复习原电池 化学电源作业

2020届高考化学一轮复习原电池 化学电源作业

‎　　建议用时：40分钟　　　满分：100分 一、选择题(每题6分，共66分)‎ ‎1．在如图所示的8个装置中，属于原电池的是(　　)‎ A．①④ B．③④⑤ C．④⑧ D．②④⑥⑦‎ 答案　D 解析　根据原电池的构成条件可知：①中只有一个电极，③中两电极材料相同，⑤中酒精不是电解质，⑧中两电极材料相同且无闭合回路，故①③⑤⑧不能构成原电池。‎ ‎2．下列有关电池的说法不正确的是(　　)‎ A．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从锌电极流向铜电极 C．氢氧燃料电池工作时，氢气在负极被氧化 D．原电池中一定发生了氧化还原反应 答案　A 解析　太阳能电池的主要材料是高纯硅，A错误；铜锌原电池工作时电子从锌极流出，沿外电路流入铜极，B正确；燃料电池中燃料在负极被氧化，C正确；原电池中一定发生氧化还原反应，D正确。‎ ‎3．原电池中，B极逐渐变粗，A极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的(　　)‎ A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸 B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸 C．A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液 D．A是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液 答案　C 解析　该原电池中，B极逐渐变粗，A极逐渐变细，A失电子作负极，B作正极，所以A的活泼性大于B的活泼性，排除B、D；A极逐渐变粗，说明有金属析出，A中析出氢气不是金属，C中析出金属，故C正确。‎ ‎4．某电池以K2FeO4和Zn为电极材料、KOH溶液为电解质溶液。下列说法正确的是(　　)‎ A．Zn为电池的负极 B．正极反应式为2FeO＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2O C．该电池放电过程中，电子流向Zn D．电池工作时OH－向正极迁移 答案　A 解析　Zn为负极，失去电子，发生氧化反应，电子从Zn流出，A正确，C错误；KOH溶液为电解质溶液，则正极电极反应式为2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－，B错误；电池工作时阴离子向负极迁移，D错误。‎ ‎5．用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是(　　)‎ ‎①在外电路中，电流由铜电极流向银电极 ‎②正极反应：Ag＋＋e－===Ag ‎③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 ‎④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A．①② B．②③ C．②④ D．③④‎ 答案　C 解析　原电池中，较活泼的金属铜作负极，负极上金属铜失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属银作正极，正极上银离子得电子发生还原反应。①在外电路中，电流由银电极流向铜电极，错误；②正极上Ag＋得电子发生还原反应，电极反应为Ag＋＋e－===Ag，正确；③实验过程中取出盐桥，不能构成闭合回路，所以原电池不能继续工作，错误；④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应均为Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋，正确。‎ ‎6．如图是在高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MHNi电池)。下列有关说法不正确的是(　　)‎ A．放电时正极反应为NiOOH＋H2O＋e－―→Ni(OH)2＋OH－‎ B．电池的电解液可为KOH溶液 C．充电时负极反应为MH＋OH－―→H2O＋M＋e－‎ D．MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高 答案　C 解析　电池放电时，正极发生得电子的还原反应，A正确；由电池示意图及放电时正极上的电极反应知，该电池的电解液呈碱性，可为KOH溶液，B正确；充电时的负极实质上为阴极，发生还原反应，C错误；MH的氢密度越大，表明单位体积的MH所能储存的电子越多，能量密度越大，D正确。‎ ‎7．研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是(　　)‎ A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子 C．Na＋不断向“水”电池的负极移动 D．AgCl是还原产物 答案　B 解析　原电池的正极得电子，发生还原反应，A错误；阳离子向正极移动，C错误；Ag化合价升高生成AgCl，AgCl是氧化产物，D错误。‎ ‎8．氮的化合物可以通过电化学转化，如图为NO转化为NO2的工作原理示意图，下列说法正确的是(　　)‎ A．Pt电极上发生的是氧化反应 B．Pt电极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ C．每转化1 mol NO，消耗O2的体积为11.2 L D．外电路中电子由NiO电极向Pt电极移动 答案　D 解析　根据装置图可知，Pt电极上氧气得到电子转化为O2－，所以Pt电极作正极，发生还原反应，NiO电极作负极，A错误；Pt电极上氧气得到电子转化为O2－‎ ‎，B错误；不能确定氧气所处的状况，则不能计算氧气的体积，C错误；NiO是负极，NO在负极上失去电子，外电路中电子由NiO电极向Pt电极移动，D正确。‎ ‎9．某同学利用氧化还原反应：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计如图所示原电池，盐桥中装有饱和溶液。下列说法正确的是(　　)‎ A．b电极上发生还原反应 B．外电路电子的流向是从a到b C．电池工作时，盐桥中的SO移向甲烧杯 D．a电极上发生的反应为MnO＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O 答案　D 解析　根据氧化还原反应方程式可知，氧化剂是KMnO4，故a为正极，发生还原反应，A错误；a为正极，b为负极，电子沿外电路从负极流向正极，即电子从b流向a，B错误；原电池工作时，阴离子移向负极，即乙烧杯，C错误；a电极为正极，MnO得电子生成Mn2＋，D正确。‎ ‎10．(2018·长沙模拟)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。下列有关该电池的说法错误的是(　　)‎ A．电池工作时，Li＋通过离子导体移向b区 B．电流由X极通过外电路移向Y极 C．正极发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑‎ D．Y极每生成1 mol Cl2，a区得到2 mol LiCl 答案　A 解析　加入稀盐酸，在X极(正极)上生成氢气，发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，为正极反应，Y极生成Cl2，为负极反应，发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，原电池中电流从正极流向负极，阳离子向正极移动，则电池工作时，Li＋‎ 向正极a区移动，A错误；电流由正极X极通过外电路移向负极Y极，B正确；在X极(正极)上生成氢气，发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，C正确；Y极每生成1 mol Cl2，则转移2 mol电子，有2 mol Li＋向正极移动，则a区得到2 mol LiCl，D正确。‎ ‎11．(2018·汕头模拟)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．电子从b流出，经外电路流向a B．HS－在硫氧化菌作用下转化为SO的反应是HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋‎ C．如果将反应物直接燃烧，能量的利用率不会变化 D．若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移，则有0.5 mol H＋通过质子交换膜 答案　B 解析　b电极通入氧气，是正极，a电极是负极，电子从a流出，经外电路流向b，A错误；a电极是负极，发生失去电子的氧化反应，即HS－在硫氧化菌作用下转化为SO，电极反应是HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋，B正确；如果将反应物直接燃烧，会有部分化学能转化为光能，因此能量的利用率会变化，C错误；若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移，根据电荷守恒可知有0.4 mol H＋通过质子交换膜与0.1 mol氧气结合转化为水，D错误。‎ 二、非选择题(共34分)‎ ‎12．(16分)某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。‎ ‎(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应：(用离子方程式表示)________________________________________________________________________设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过________mol电子。‎ ‎(2)其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为________________，这是由于NH4Cl溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的原因______________________，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式：____________________，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态。”如果＋3价铁被氧化为FeO，试写出该反应的离子方程式：_________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　0.2‎ ‎(2)2H＋＋2e－===H2↑　酸性　NH＋H2ONH3·H2O＋H＋　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋‎ 解析　(1)负极反应Fe－2e－===Fe2＋，正极反应Cu2＋＋2e－===Cu，则原电池反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。设导线中通过电子的物质的量为x，则负极减少28 g·mol－1·x，正极增加32 g·mol－1·x,28x＋32x＝12，x＝0.2 mol。‎ ‎(2)NH4Cl水解使溶液显酸性，正极上H＋得电子，负极上Fe失电子生成Fe2＋。‎ ‎13．(18分)直接乙醇燃料电池(DEFC)具有很多优点，引起了人们的研究兴趣。现有以下三种乙醇燃料电池。‎ ‎(1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为________。‎ ‎(2)碱性乙醇燃料电池中，电极a上发生的电极反应式为____________________________________，使用空气代替氧气，电池工作过程中碱性会不断降低，其原因是____________________________________________。‎ ‎(3)酸性乙醇燃料电池中，电极b上发生的电极反应式为______________________________，通过质子交换膜的离子是________。‎ ‎(4)熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，CO向电极________(填“a”或“b”)移动，电极b上发生的电极反应式为____________________________。‎ 答案　(1)氧气　‎ ‎(2)C2H5OH＋16OH－－12e－===2CO＋11H2O　空气中的CO2会与KOH溶液反应，降低溶液的碱性，同时反应中也会消耗KOH　‎ ‎(3)O2＋4H＋＋4e－===2H2O　H＋　‎ ‎(4)a　O2＋2CO2＋4e－===2CO 解析　(1)燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气或空气的一极为正极，三种乙醇燃料电池中正极反应物均为氧气。‎ ‎(2)碱性乙醇燃料电池中，电极a为负极，电极反应式为C2H5OH＋16OH－－12e－===2CO＋11H2O，使用空气代替氧气，空气中的CO2会与KOH溶液反应，降低溶液的碱性，同时反应中也会消耗KOH，所以电池工作过程中碱性会不断降低。‎ ‎(3)酸性乙醇燃料电池中，电极b为正极，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O；质子交换膜能够使质子(H＋)通过。‎ ‎(4)根据图示可知，a为负极，原电池中阴离子由正极向负极移动，所以CO向电极a移动；电极b为正极，由图示可知，CO2也参与了正极的反应，电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO。‎