2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測(二十四)　原電池原理及應(yīng)用(基礎(chǔ)課)

1、第 9 頁 共 9 頁課時跟蹤檢測(二十四)原電池原理及應(yīng)用(基礎(chǔ)課)1某原電池裝置如圖所示。下列有關(guān)敘述中正確的是()A電池工作時，鹽橋中的Cl向負(fù)極移動B負(fù)極反應(yīng)式：2H2e=H2C工作一段時間后，兩燒杯中溶液pH均不變DFe作正極，發(fā)生氧化反應(yīng)解析：選A根據(jù)原電池工作原理，陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動，鹽橋的作用是構(gòu)成閉合回路和平衡兩燒杯中的電荷，所以Cl向負(fù)極移動，故A正確；鐵作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2，正極反應(yīng)式為2H2e=H2，故B錯誤；左燒杯中pH基本不變，右燒杯中消耗H，c(H)減小，pH增大，故C錯誤；電池總反應(yīng)式為Fe2H=Fe2H2，鐵作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)

2、，故D錯誤。2鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關(guān)敘述中正確的是()A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B電池工作一段時間后，甲池中的c(SO)減小C電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D陰、陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動，保持溶液中電荷平衡解析：選C活潑金屬鋅作負(fù)極，銅作正極，銅電極上發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯誤；電池工作一段時間后，甲池中的c(SO)不變，故B錯誤；銅電極上發(fā)生電極反應(yīng)：Cu22e=Cu，同時Zn2通過陽離子交換膜從甲池移向乙池，由電荷守恒可知，乙池中每析出1 mol Cu，則有1 mol Zn2從甲池移向乙池，因為M(Zn)M(Cu)，所以乙

3、池溶液的總質(zhì)量增加，故C正確；陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，陰離子不能通過陽離子交換膜，故D錯誤。3將一張濾紙剪成四等份，用銅片、鋅片、發(fā)光二極管、導(dǎo)線在玻璃片上連接成如圖所示的裝置，在四張濾紙上滴加稀硫酸直至全部潤濕。下列敘述中正確的是()A鋅片上有氣泡，銅片溶解BZn片發(fā)生還原反應(yīng)C電子都是從銅片經(jīng)外電路流向鋅片D該裝置至少有兩種形式的能量轉(zhuǎn)換解析：選D鋅、銅、稀硫酸構(gòu)成原電池，鋅為負(fù)極，銅為正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，故A錯誤；鋅為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故B錯誤；電子從鋅極經(jīng)外電路流向銅極，故C錯誤；該裝置存在電能與化學(xué)能、電能與光能的轉(zhuǎn)化，故D正確。4某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)查閱相

4、關(guān)資料得到氧化性：Cr2OFe3，設(shè)計了如圖所示的鹽橋原電池。鹽橋中裝有含瓊脂的飽和K2SO4溶液。下列敘述中正確的是()A甲燒杯的溶液中發(fā)生還原反應(yīng)B外電路的電流方向是從b極到a極C電池工作時，鹽橋中的SO移向乙燒杯D乙燒杯中的電極反應(yīng)式為2Cr37H2O6e=Cr2O14H解析：選B由于氧化性：Cr2OFe3，即Cr2O可以將Fe2氧化為Fe3，故在原電池中，F(xiàn)e2失電子被氧化，則a極為負(fù)極；Cr2O得電子被還原，則b極為正極。Fe2失電子被氧化，即甲燒杯的溶液中發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯誤；外電路中電流由正極流向負(fù)極，即由b極流向a極，B正確；原電池中，陰離子移向負(fù)極，則SO移向甲燒杯，C錯誤；

5、乙燒杯中Cr2O得電子被還原，則電極反應(yīng)式為Cr2O6e14H=2Cr37H2O，D錯誤。5一種新型的電池，總反應(yīng)式為3Zn2FeO8H2O=2Fe(OH)33Zn(OH)24OH，其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是()AZn極是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液的pH增大C電子由Zn極流出到石墨電極，再經(jīng)過溶液回到Zn極，形成回路D石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH解析：選C根據(jù)電池總反應(yīng)式，結(jié)合原電池的工作原理可知，鋅作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；根據(jù)電池總反應(yīng)式可知，反應(yīng)生成OH、消耗H2O，溶液的pH增大，B正確；根據(jù)原電池的工作原理，電子從Zn電

6、極流出，經(jīng)外電路流向石墨，電子不能通過電解質(zhì)溶液，C錯誤；負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn2OH2e=Zn(OH)2，正極的電極反應(yīng)式為FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH，D正確。6某原電池以銀、鉑為電極，用含Ag的固體作電解質(zhì)，Ag可在固體電解質(zhì)中自由移動。電池總反應(yīng)式為2AgCl2=2AgCl。利用該電池可以測定空氣中Cl2的含量。下列說法中錯誤的是()A空氣中c(Cl2)越大，消耗Ag的速率越快B鉑極的電極反應(yīng)式為Cl22e2Ag=2AgClC電池工作時電解質(zhì)中Ag總數(shù)保持不變D電子移動方向：銀固體電解質(zhì)鉑解析：選Dc(Cl2)越大，反應(yīng)速率越快，則消耗銀的速率也越快，A正確；銀比鉑活潑，鉑

7、作正極，Cl2在鉑上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Cl，再與電解質(zhì)中的Ag結(jié)合，電極反應(yīng)式為Cl22e2Ag=2AgCl，B正確；根據(jù)電池總反應(yīng)式可知，電解質(zhì)中Ag總數(shù)保持不變，C正確；原電池中，電子從負(fù)極經(jīng)過外電路的導(dǎo)線流向正極，電子不能通過電解質(zhì)，故電子移動方向應(yīng)是銀外電路導(dǎo)線鉑，D錯誤。7最近科學(xué)家研制的一種新型“微生物電池”可以將污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為H2O和CO2，同時產(chǎn)生電能，其原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法中正確的是()A氧化銀電極上的反應(yīng)為Ag2O2e=2AgO2B石墨電極上的反應(yīng)為C6H12O66H2O24e=6CO224HC每轉(zhuǎn)移4 mol電子，氧化銀電極產(chǎn)生22.4 L CO

8、2氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)D每30 g C6H12O6參與反應(yīng)，有4 mol H經(jīng)質(zhì)子交換膜進(jìn)入正極區(qū)解析：選DC6H12O6在微生物作用下轉(zhuǎn)化為CO2和H2O，C6H12O6被氧化，即石墨電極為負(fù)極，氧化銀電極為正極，Ag2O發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Ag2O2H2e=2AgH2O，故A錯誤；石墨電極為負(fù)極，C6H12O6在負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)：C6H12O66H2O24e=6CO224H，故B錯誤；根據(jù)負(fù)極的電極反應(yīng)式可知，每轉(zhuǎn)移4 mol電子，石墨電極產(chǎn)生22.4 L CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，故C錯誤；30 g C6H12O6的物質(zhì)的量為 mol，根據(jù)B項負(fù)極的電極反應(yīng)式可知，每30 g

9、 C6H12O6參與反應(yīng)，有4 mol H經(jīng)質(zhì)子交換膜進(jìn)入正極區(qū)，故D正確。8新型NaBH4/H2O2燃料電池(DBFC)的結(jié)構(gòu)如圖，該電池總反應(yīng)方程式為NaBH44H2O2=NaBO26H2O。下列有關(guān)說法中正確的是()A電池正極區(qū)的電極反應(yīng)為BH8OH8e=BO6H2OB電極B為負(fù)極，納米MnO2層的作用是提高原電池的工作效率C放電過程中，Na從正極區(qū)向負(fù)極區(qū)遷移D在電池反應(yīng)中，每消耗1 L 6 molL1 H2O2溶液，理論上流過電路中的電子數(shù)為12NA解析：選D根據(jù)圖示知，B電極上H2O2得電子生成OH，所以B電極是正極，發(fā)生的電極反應(yīng)為H2O22e=2OH，故A、B錯誤；根據(jù)同種電荷

10、相互排斥、異種電荷相互吸引的原則，放電時，陽離子向負(fù)電荷較多的正極移動，陰離子向正電荷較多的負(fù)極移動，所以Na從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)遷移，故C錯誤；在電池反應(yīng)中，每消耗1 L 6 molL1 H2O2溶液，消耗H2O2的物質(zhì)的量為6 mol，根據(jù)H2O22e=2OH知，理論上流過電路中的電子數(shù)為6 mol2NA mol112NA，故D正確。9自然界中金屬硫化物之間存在原電池反應(yīng)。如圖所示裝置中電極為方鉛礦(PbS)，電極為含有方鉛礦的硫鐵礦，當(dāng)有電解質(zhì)溶液按如圖所示方向流經(jīng)該裝置時，電流表指針偏轉(zhuǎn)。若電極質(zhì)量不斷減少，a處溶液中加入KSCN溶液未出現(xiàn)紅色，加入CuSO4溶液未出現(xiàn)黑色沉淀。下列有關(guān)說

11、法中正確的是()A工業(yè)上利用該原理富集鐵B電極作正極C溶液流經(jīng)該裝置后pH增大D該裝置負(fù)極的電極反應(yīng)式為FeS215e8H2O=Fe32SO16H解析：選A電極質(zhì)量不斷減少，說明電極為負(fù)極，a處溶液中加入KSCN溶液未出現(xiàn)紅色，說明溶液中不存在Fe3，加入CuSO4溶液未出現(xiàn)黑色沉淀，說明溶液中不存在S2，則在該原電池中硫鐵礦溶解生成Fe2和SO。根據(jù)上述分析，通過該裝置，硫鐵礦溶解生成Fe2，可以富集鐵，故A正確；根據(jù)上述分析，電極作負(fù)極，故B錯誤；該裝置負(fù)極的電極反應(yīng)式為FeS214e8H2O=Fe22SO16H，反應(yīng)生成H，則溶液流經(jīng)該裝置后pH減小，故C、D錯誤。10應(yīng)用電化學(xué)原理，回

12、答下列問題。(1)上述三個裝置中，負(fù)極反應(yīng)物化學(xué)性質(zhì)上的共同特點是_。(2)甲中電流計指針偏移時，鹽橋(裝有含瓊脂的KCl飽和溶液)中離子移動的方向是_。(3)乙中正極反應(yīng)式為_；若將H2換成CH4，則負(fù)極反應(yīng)式為_。(4)丙中鉛蓄電池放電一段時間后，進(jìn)行充電時，要將外接電源的負(fù)極與鉛蓄電池_極相連接。(5)應(yīng)用原電池反應(yīng)可以探究氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向和程度?，F(xiàn)連接如圖裝置并加入藥品(鹽橋中的物質(zhì)不參與反應(yīng))，進(jìn)行實驗：.K閉合時，指針偏移。放置一段時間后，指針偏移減小。.隨后向U形管左側(cè)逐漸加入濃Fe2(SO4)3溶液，發(fā)現(xiàn)電流表指針的變化依次為偏移減小回到零點逆向偏移。實驗中銀作_極。綜合

13、實驗、的現(xiàn)象，得出Ag和Fe2反應(yīng)的離子方程式是_。解析：(1)負(fù)極反應(yīng)物中有元素化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，相應(yīng)物質(zhì)本身具有還原性，即負(fù)極反應(yīng)物化學(xué)性質(zhì)上的共同特點是易失電子被氧化，具有還原性。(2)原電池中陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動，則鹽橋中的鉀離子會移向硫酸銅溶液，氯離子移向硫酸鋅溶液。(3)乙中裝置為堿性氫氧燃料電池，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O24e2H2O=4OH；若將H2換成CH4，則負(fù)極反應(yīng)式為CH48e10OH=CO7H2O。(4)丙中鉛蓄電池放電一段時間后，進(jìn)行充電時，要將負(fù)極中的硫酸鉛變成單質(zhì)鉛，發(fā)生還原反應(yīng)，所以應(yīng)作電解池的陰極，則與

14、電源的負(fù)極相連。(5)亞鐵離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以石墨電極作負(fù)極，銀作正極；綜合實驗、的現(xiàn)象，可知Ag和Fe2的反應(yīng)可逆，故得出Ag和Fe2反應(yīng)的離子方程式：Fe2AgFe3Ag。答案：(1)易失電子被氧化，具有還原性(2)鉀離子移向硫酸銅溶液、氯離子移向硫酸鋅溶液(3)O24e2H2O=4OHCH48e10OH=CO7H2O(4)負(fù)(5)正Fe2AgFe3Ag11某興趣小組做如下探究實驗：(1)圖為依據(jù)氧化還原反應(yīng)設(shè)計的原電池裝置，該反應(yīng)的離子方程式為_。反應(yīng)前，兩電極質(zhì)量相等，一段時間后，兩電極質(zhì)量相差12 g，則導(dǎo)線中通過_ mol電子。(2)如圖，其他條件不變，若將CuCl2溶液換

15、為NH4Cl溶液，石墨電極的反應(yīng)式為_，這是由于NH4Cl溶液顯_(填“酸性”“堿性”或“中性”)，用離子方程式表示溶液顯此性的原因：_。(3)如圖，其他條件不變，將圖中的鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n形，則乙裝置中石墨(1)為_(填“正”“負(fù)”“陰”或“陽”)極，乙裝置中與銅絲相連的石墨(2)電極上的電極反應(yīng)式為_。(4)將圖乙裝置中的CuCl2溶液改為400 mL CuSO4溶液，一段時間后，若電極質(zhì)量增重1.28 g，則此時溶液的pH為_(不考慮反應(yīng)中溶液體積的變化)。解析：(1)Fe是活性電極，失電子被氧化生成Fe2，石墨是惰性電極，溶液中的Cu2在石墨電極得電子被還原生成Cu，故該原

16、電池反應(yīng)為FeCu2=Fe2Cu。工作過程中，F(xiàn)e作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2，鐵電極質(zhì)量減少；石墨作正極，電極反應(yīng)式為Cu22e=Cu，石墨電極質(zhì)量增加；設(shè)兩電極質(zhì)量相差12 g時電路中轉(zhuǎn)移電子為x mol，則有x mol56 gmol1x mol64 gmol112 g，解得x0.2。(2)NH4Cl溶液中NH會發(fā)生水解反應(yīng)：NHH2ONH3H2OH，使溶液呈酸性，故石墨電極(即正極)上發(fā)生的反應(yīng)為2H2e=H2。(3)其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n形，則甲裝置為原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，Cu作正極；乙裝置為電解池，則石墨(1)為陰極，石墨(2)為陽極，溶液中的Cl在陽

17、極放電生成Cl2，電極反應(yīng)式為2Cl2e=Cl2。(4)若將乙裝置中的CuCl2溶液改為400 mL CuSO4溶液，電解CuSO4溶液的總反應(yīng)方程式為2CuSO42H2O2H2SO42CuO2，當(dāng)電極質(zhì)量增加1.28 g(即析出0.02 mol Cu)時，生成0.02 mol H2SO4，則c(H)0.1 molL1，pHlg 0.11，故此時溶液的pH為1。答案：(1)FeCu2=Fe2Cu0.2(2)2H2e=H2酸性NHH2ONH3H2OH(3)陰2Cl2e=Cl2(4)112(1)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理見圖1，石墨為電池的_極；該電池在使用過程中石墨電極上生成氧化物Y，其電極反應(yīng)式為_。(2)化學(xué)家正在研究尿素動力燃料電池。用這種電池直接去除城市廢水中的尿素，既能產(chǎn)生凈化的水，又能發(fā)電，尿素燃料電池結(jié)構(gòu)如圖3所示：回答下列問題：電池中的負(fù)極為_(填“甲”或“乙”)，甲的電極反應(yīng)式為_，電池工作時，理論上每凈化1 mol尿素，消耗O2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)約為_L。解析：(1)該燃料電池中，正極上通入O2，石墨為正極，電極反應(yīng)式為O22N2O54e=4NO，