【全程復(fù)習(xí)方略】（安徽專用）高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第9章 第1節(jié) 原電池 化學(xué)電源課時提升作業(yè)（含解析）新人教版(1).doc

第9章 第1節(jié) 原電池 化學(xué)電源課時提升作業(yè)（含解析） (45分鐘100分)一、選擇題(本題包括10小題,每小題6分,共60分)1.下面是幾種常見的化學(xué)電源示意圖,有關(guān)說法不正確的是()a.上述電池分別屬于一次電池、二次電池和燃料電池b.干電池在長時間使用后,鋅筒被破壞c.鉛蓄電池工作過程中,每通過2 mol電子,負極質(zhì)量減輕207 gd.氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源2.(2013銅陵模擬)據(jù)報道，我國擁有完全自主產(chǎn)權(quán)的氫氧燃料電池車已經(jīng)在奧運會期間為運動員提供服務(wù)。某種氫氧燃料電池的電解液為koh溶液。下列有關(guān)電池的敘述不正確的是( )a.負極反應(yīng)式為2h2+4oh-4e-=4h2ob.工作一段時間后，電解液中的koh的物質(zhì)的量不變c.該燃料電池的總反應(yīng)方程式為：2h2+o2=2h2od.用該電池電解cucl2溶液，產(chǎn)生2.24 l cl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時，有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移3.分析如圖所示的四個原電池裝置,結(jié)論正確的是()a.(1)(2)中mg作負極,(3)(4)中fe作負極b.(2)中mg作正極,電極反應(yīng)式為6h2o+6e-=6oh-+3h2c.(3)中fe作負極,電極反應(yīng)式為fe-2e-=fe2+d.(4)中cu作正極,電極反應(yīng)式為2h+2e-=h24.如圖是鉛蓄電池充、放電時的工作示意圖,已知放電時電池反應(yīng)為pbo2+pb+4h+2so42-=2pbso4+2h2o。下列有關(guān)說法正確的是()a.k與n相接時,能量由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b.k與n相接時,h+向負極區(qū)遷移c.k與m相接時,所用電源的a極為負極d.k與m相接時,陽極附近的ph逐漸增大5.依據(jù)氧化還原反應(yīng):2ag+(aq)+cu(s)cu2+(aq)+2ag(s),設(shè)計的原電池如圖所示。下列有關(guān)說法中錯誤的是()a.電解質(zhì)溶液y是cuso4溶液b.電極x的材料是cuc.銀電極為電池的正極,其電極反應(yīng)為ag+e-=agd.外電路中的電子是從x電極流向ag電極6.(2013廈門模擬)普通水泥在固化過程中自由水分子減少并產(chǎn)生ca(oh)2,溶液呈堿性。根據(jù)這一特點科學(xué)家發(fā)明了電動勢(e)法測水泥初凝時間,此法的原理如圖所示。反應(yīng)的總方程式為2cu+ag2o=cu2o+2ag。下列有關(guān)說法不正確的是()a.工業(yè)上制備普通水泥的主要原料是黏土和石灰石b.測量原理裝置圖中,ag2o/ag極發(fā)生氧化反應(yīng)c.負極的電極反應(yīng)式為2cu+2oh-2e-=cu2o+h2od.在水泥固化過程中,由于自由水分子的減少,溶液中各離子濃度的變化導(dǎo)致電動勢變化7.(2013滁州模擬)瓦斯分析儀(如圖甲)工作原理類似燃料電池的工作原理,其裝置如圖乙所示,其中的固體電解質(zhì)是y2o3-na2o,o2-可以在其中自由移動。下列有關(guān)敘述中正確的是()a.瓦斯分析儀工作時,電池內(nèi)電路中電子由電極b流向電極ab.電極b是正極,o2-由電極a流向電極bc.電極a的反應(yīng)式為ch4+4o2-8e-=co2+2h2od.當(dāng)固體電解質(zhì)中有1 mol o2-通過時,電子轉(zhuǎn)移4 mol8.有如下3個實驗:實驗1將金屬x與金屬y用導(dǎo)線連接,浸入電解質(zhì)溶液中,y不易腐蝕實驗2將片狀的金屬x、w分別投入等濃度鹽酸中都有氣體產(chǎn)生,w比x反應(yīng)劇烈實驗3用惰性電極電解等物質(zhì)的量濃度的y和金屬z的硝酸鹽混合溶液,在陰極上首先析出單質(zhì)z依據(jù)上述實驗現(xiàn)象,下列推測中正確的是()a.金屬的活動性順序:yzxwb.實驗1中,y作正極c.z放入cuso4溶液中一定有cu析出d.用x、z和稀硫酸可構(gòu)成原電池,x作正極9.(2013安陽模擬)一種光化學(xué)電池的結(jié)構(gòu)如圖所示,電池總反應(yīng)為agcl(s)+cu+(aq)=ag(s)+cu2+(aq)+cl-(aq),下列關(guān)于該電池在工作時的說法中正確的是()a.cl-由負極遷移到正極b.負極上物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)c.cu+在負極發(fā)生氧化反應(yīng)d.生成108 g銀,轉(zhuǎn)移電子個數(shù)為1 mol10.(能力挑戰(zhàn)題)(2013合肥模擬)如圖所示,裝置()是一種可充電電池的示意圖,裝置()為電解池的示意圖;裝置()的離子交換膜只允許na+通過。電池充、放電的化學(xué)方程式為2na2s2+nabr3na2s4+3nabr當(dāng)閉合k時,x極附近溶液先變紅色。下列說法中正確的是()a.裝置()中na+從右到左通過離子交換膜b.a電極的電極反應(yīng)式為nabr3+2na+2e-=3nabrc.x電極的電極反應(yīng)式為2cl-2e-=cl2d.每有0.1 mol na+通過離子交換膜,x電極上就放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體1.12 l二、非選擇題(本題包括3小題,共40分)11.(12分)(2013宿州模擬)熔融碳酸鹽燃料電池(mcfs)，發(fā)明于1889年?，F(xiàn)有一個碳酸鹽燃料電池，以一定比例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)直接作燃料，其工作原理如圖所示。請回答下列問題：(1)b極為_極，發(fā)生_(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。(2)電池總反應(yīng)式為_。(3)以此電源電解足量的cuso4溶液，陽極產(chǎn)生氣體0.56 l(已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則陰極產(chǎn)物的質(zhì)量為_g。電解后溶液體積為1 l，溶液的ph約為_。(4)電池中的電解質(zhì)碳酸鈉形成的水溶液體系不能用帶玻璃塞的試劑瓶保存，其原因是_(用離子方程式表示)。12.(14分)(2013蕪湖模擬)為節(jié)省藥品和時間,甲、乙、丙三位同學(xué)用銅片、鋅片、稀硫酸、cuso4溶液、直流電源、石墨電極、導(dǎo)線、燒杯、試管等中學(xué)化學(xué)常見的藥品和儀器(用品),通過巧妙的構(gòu)思,設(shè)計了比較銅、鋅金屬活動性相對強弱的系列實驗。試填寫下列空白:(1)甲同學(xué)分別將一小片銅片、鋅片置于燒杯底部(銅與鋅不接觸),向燒杯中小心加入稀硫酸,觀察到的現(xiàn)象是 。甲同學(xué)的設(shè)計思路是 。(2)乙同學(xué)接著甲的實驗,向燒杯中滴加溶液,進而觀察到的現(xiàn)象是 。乙同學(xué)作出鋅、銅金屬活動性相對強弱的結(jié)論所依據(jù)的原理是 。(3)丙同學(xué)使用直流電源、石墨電極組裝好電解裝置,向乙同學(xué)實驗后的溶液中補充了必要的試劑 溶液(作為電解液)。反應(yīng)在調(diào)控下隨即開始,實驗中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。實驗中的明顯現(xiàn)象是 。(4)請你再單獨設(shè)計一個簡單的實驗(試劑、儀器自選),探究和證實鋅、銅金屬活動性的相對強弱(簡要說明操作和現(xiàn)象) 。13.(14分)(能力挑戰(zhàn)題)(1)ag2o2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì),其電解質(zhì)溶液為koh溶液,電池放電時正極的ag2o2轉(zhuǎn)化為ag,負極的zn轉(zhuǎn)化為k2zn(oh)4,寫出該電池反應(yīng)方程式: 。(2)如圖為鈉高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖,該電池的工作溫度為320左右,電池反應(yīng)為2na+xs=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)量的負極活性物質(zhì)時,鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的倍。(3)以甲醇為燃料的電池中,電解質(zhì)溶液為酸性,負極的反應(yīng)式為,正極的反應(yīng)式為。理想狀態(tài)下,該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1 kj,則該燃料電池的理論效率為(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比,甲醇的燃燒熱為h=-726.5 kjmol-1)。答案解析1.【解析】選c。選項a正確;在干電池中,zn作負極,被氧化,b正確;氫氧燃料電池不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi),且工作的最終產(chǎn)物是水,故氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源,d正確;c項忽略了硫酸鉛在該極上析出,該極質(zhì)量應(yīng)該增加而非減少。2.【解析】選d。氫氧燃料電池負極反應(yīng)物為h2，電解液為koh，所以負極產(chǎn)物為h2o；氫氧燃料電池的總反應(yīng)為2h2+o2=2h2o，koh的物質(zhì)的量不變；2.24 l cl2的物質(zhì)的量為0.1 mol，有0.2 mol電子轉(zhuǎn)移。3.【解析】選b。(1)中mg作負極;(2)中al作負極,發(fā)生的反應(yīng)為2al+2naoh+2h2o=2naalo2+3h2,mg不與naoh反應(yīng);(3)中鐵遇濃硝酸鈍化,cu與濃硝酸反應(yīng),cu+4hno3(濃)=cu(no3)2+2no2+2h2o;(4)中fe作負極,為中性環(huán)境,發(fā)生吸氧腐蝕?！菊`區(qū)警示】本題易忽視鎂與堿不反應(yīng),常溫下fe遇濃硝酸鈍化,而單純地認為原電池負極較為活潑進行判斷,最終導(dǎo)致不選b而錯選c。4.【解析】選c。k與n相接時,構(gòu)成原電池,能量由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,h+向正極區(qū)遷移,a、b錯;k與m相接時,構(gòu)成電解池,電源a極為負極,連接陰極pb,陽極為pbo2,電解槽中的反應(yīng)為2pbso4+2h2o=pbo2+pb+4h+2so42-,陽極附近的h+濃度逐漸增大,ph減小,故c對,d錯?！痉椒记伞靠沙潆婋姵氐姆磻?yīng)規(guī)律(1)可充電電池有充電和放電兩個過程,放電時是原電池,充電時是電解池。(2)放電時的負極反應(yīng)和充電時的陰極反應(yīng)、放電時的正極反應(yīng)和充電時的陽極反應(yīng)在形式上可逆。即將正(負)極反應(yīng)改變方向即得陽(陰)極反應(yīng)式。(3)原電池充電時,負極作電解池的陰極,跟外接電源負極相連,正極作電解池的陽極,跟外接電源正極相連。(4)放電總反應(yīng)和充電總反應(yīng)在形式上互逆,但不是可逆反應(yīng)。5.【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下2點:(1)由氧化還原反應(yīng)拆成兩個半反應(yīng)可知,cu作原電池負極。(2)根據(jù)得電子的離子選取電解質(zhì)溶液?！窘馕觥窟xa。由電池反應(yīng)可知,電解質(zhì)溶液須為agno3溶液而不是cuso4溶液。6.【解析】選b。負極的電極反應(yīng)式為2cu+2oh-2e-=cu2o+h2o,發(fā)生氧化反應(yīng);正極的電極反應(yīng)式為ag2o+h2o+2e-=2ag+2oh-,發(fā)生還原反應(yīng)。在水泥固化過程中,由于自由水分子的減少,溶液中各離子濃度的變化導(dǎo)致電動勢變化。7.【解析】選c。電子不能在電池內(nèi)電路流動,只能在外電路中流動,a錯;電極b氧氣得電子,生成o2-,而電極a需要o2-作為反應(yīng)物,故o2-由正極(電極b)流向負極(電極a),b錯;甲烷所在電極a為負極,電極反應(yīng)為ch4+4o2-8e-=co2+2h2o,c正確;1 mol o2得4 mol電子生成2 mol o2-,故當(dāng)固體電解質(zhì)中有1 mol o2-通過時,電子轉(zhuǎn)移2 mol,d錯。8.【解題指南】解答本題需要掌握以下幾個關(guān)鍵的知識點:(1)如何通過電化學(xué)現(xiàn)象判斷金屬活動性。(2)電解時陽離子得電子順序情況?！窘馕觥窟xb。由實驗1、2、3分別得到金屬的活動性為xy,wx,yz,綜合可得金屬活動性:wxyz,故選項a錯誤;實驗1中,y作正極,故選項b正確;用x、z和稀硫酸可構(gòu)成原電池,x作負極,故選項d錯誤;z和cu的活潑性無法比較,選項c錯誤。9.【解析】選c。該裝置是原電池,根據(jù)電池總反應(yīng)中化合價的升降可推知:agcl在正極發(fā)生還原反應(yīng),cu+在負極發(fā)生氧化反應(yīng),cl-應(yīng)從正極遷移到負極,生成108 g銀,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為na,電子個數(shù)不能用mol表示,綜上所述,選c。10.【解析】選d。原電池工作過程中,電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動,負極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),a、b不正確;x極附近溶液先變紅色,說明溶液顯堿性,h+放電,c不正確;每有0.1 mol na+通過交換膜,則有0.1 mol e-轉(zhuǎn)移,產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的h20.05 mol,即1.12 l,d正確。11.【解析】(1)燃料電池中o2得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，故通入o2的一極為正極。(2)co+h2+o2=co2+h2o。(3)電解cuso4溶液，陽極生成o2，陰極生成cu，其質(zhì)量為m=0.56 l/22.4 lmol-1264 gmol-1=3.2 g，c(h+)=0.56 l/22.4 lmol-141 l=0.1 moll-1。(4)碳酸鈉水溶液中，發(fā)生水解，使溶液顯堿性。答案：(1)正極還原(2)co+h2+o2=co2+h2o(3)3.21(4)12.【解析】從該題的實驗?zāi)康膩砜?是要用實驗證明鋅和銅的金屬活動性的相對強弱;從實驗方法來看,有與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的快慢、構(gòu)成原電池時負極比正極活潑、置換反應(yīng)、金屬離子在溶液中電解時的現(xiàn)象等。甲同學(xué)用兩種金屬放到酸中觀察是否產(chǎn)生氣泡或產(chǎn)生氣泡的快慢來比較。乙同學(xué)在甲的基礎(chǔ)上,加入cuso4溶液觀察現(xiàn)象。鋅與少量硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成的銅附在鋅表面形成微型原電池,加快了反應(yīng)速率,產(chǎn)生氣泡的速率加快,說明鋅比銅活潑。丙同學(xué)在乙同學(xué)的基礎(chǔ)上運用電解原理,陰極有紅色的銅析出說明鋅比銅活潑。最后要設(shè)計一種方案,可以從氧化還原反應(yīng)的先后順序去證明金屬的活潑性,即與同種氧化劑接觸時,活潑性強的金屬先與氧化劑反應(yīng),活潑性弱的金屬后與氧化劑反應(yīng),因此可以將鋅、銅分別同時加入到少量淺綠色的氯化亞鐵溶液中,加入鋅的溶液褪色,說明鋅比銅活潑。答案:(1)鋅片上有氣泡產(chǎn)生,銅片上無氣泡鋅能置換出酸中的氫,而銅不能(2)cuso4鋅片上有紅色的銅析出,鋅片上產(chǎn)生氣泡的速率明顯加快活潑金屬可以把不活潑金屬從其鹽溶液中置換出來(或zn、cu、稀硫酸組成原電池,zn為負極)(3)cuso42cuso4+2h2o2cu+o2+2h2so4陰極上有紅色的銅析出,陽極附近有氣體產(chǎn)生(4)分別取一小片銅片與鋅片置于兩支試管中,向試管中加入少量淺綠色的fecl2溶液,片刻后,加鋅片的試管中溶液的顏色褪去,溶液近乎無色(其他合理答案也可)13.【解析】(1)根據(jù)電池正、負極反應(yīng)的物質(zhì)和電解質(zhì)溶液,分析反應(yīng)物和生成物,根據(jù)電子守恒進行配平。(2)正極的電極反應(yīng)式為xs+2e-=sx2-,m的作用一是導(dǎo)電,二是因鈉與硫易反應(yīng),故它起到隔離作用;鈉高能電池中負極為鈉,有23 g鈉消耗釋放1 mol e-,