2022版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時(shí)分層作業(yè)二十原電池化學(xué)電源﹙含解析﹚

1、原電池化學(xué)電源 (建議用時(shí)40分鐘)1下圖為一原電池裝置，下列敘述中正確的是()銅離子在銅片表面被還原鹽橋中的K移向ZnSO4溶液電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片銅是正極，銅片上有氣泡產(chǎn)生正極反應(yīng)為Cu22e=Cu實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作將鋅片浸入CuSO4溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同ABCD【解析】選A。該原電池中，較活潑的金屬鋅作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑的銅作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電子由負(fù)極鋅流出，經(jīng)導(dǎo)線流向銅電極(電流的方向與之相反)，負(fù)極、正極的反應(yīng)分別為負(fù)極：Zn2e=Zn2，正極：Cu22e=Cu；鹽橋中的陽(yáng)離子向正極區(qū)硫酸銅溶液中遷移，故、正確，、錯(cuò)誤；取出鹽橋后

2、不能構(gòu)成閉合回路，原電池不能繼續(xù)工作，錯(cuò)誤；無(wú)論是否為原電池，反應(yīng)實(shí)質(zhì)相同，均為氧化還原反應(yīng)，正確。2如圖所示是幾種常見的化學(xué)電源示意圖，有關(guān)說(shuō)法正確的是() A上述電池分別屬于一次電池、二次電池和燃料電池B干電池工作時(shí)，H向鋅筒移動(dòng)C鉛蓄電池工作過(guò)程中，每通過(guò)2 mol電子，負(fù)極質(zhì)量減輕207 gD氫氧燃料電池的正極反應(yīng)一定是O24e2H2O=4OH【解析】選A。干電池工作時(shí)，石墨為正極，鋅筒為負(fù)極，電子從鋅筒沿導(dǎo)線流向石墨，H在NH4Cl溶液中由鋅筒一端流向石墨一端，B錯(cuò)誤；鉛蓄電池工作過(guò)程中，硫酸鉛在負(fù)極上析出，該極質(zhì)量應(yīng)該增加而非減小，C錯(cuò)誤；若電解質(zhì)溶液為酸性溶液，則氫氧燃料電池的正

3、極反應(yīng)是O24e4H=2H2O，D錯(cuò)誤。3.(雙選)由我國(guó)科學(xué)家研發(fā)成功的鋁錳電池是一種比能量很高的新型干電池,以氯化鈉和稀氨水混合溶液為電解質(zhì),鋁和二氧化錳-石墨為兩極,其電池反應(yīng)為Al+3MnO2+3H2O3MnO(OH)+Al(OH)3。下列有關(guān)該電池放電時(shí)的說(shuō)法不正確的是 ()A.二氧化錳-石墨為電池負(fù)極B負(fù)極反應(yīng)式為Al3e3NH3H2O=Al(OH)33NHCOH不斷由正極向負(fù)極移動(dòng)D每生成1 mol MnO(OH)轉(zhuǎn)移2 mol電子【解析】選A、D。由電池反應(yīng)方程式知,鋁為電池負(fù)極,鋁失去電子轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,A錯(cuò)誤、B正確;陰離子移向負(fù)極,OH-應(yīng)不斷由正極向負(fù)極移動(dòng),C正

4、確;由反應(yīng)中錳元素價(jià)態(tài)變化知D錯(cuò)誤。4(2020聊城模擬)重鉻酸鉀是工業(yè)合成的常用氧化劑和催化劑，如圖所示的微生物電池，能利用K2Cr2O7實(shí)現(xiàn)對(duì)含苯酚(或醛類)廢水的有效處理，該電池工作一段時(shí)間后，中間室內(nèi)的NaCl溶液濃度減小，則下列敘述正確的是()A.a電極為負(fù)極，電子從a電極經(jīng)過(guò)中間室到達(dá)b電極BM為陽(yáng)離子交換膜，電解過(guò)程中中間室內(nèi)的n(NaCl)減小C處理含苯甲醛廢水時(shí)a電極反應(yīng)式為C6H5CHO32e13H2O=7CO232HD當(dāng)b電極消耗等物質(zhì)的量的K2Cr2O7時(shí)，a電極消耗的C6H5OH或C6H5CHO的物質(zhì)的量之比為78【解析】選C。根據(jù)電池裝置圖可知，a極上苯酚或苯甲醛反

5、應(yīng)生成CO2，碳元素化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)，故a極為負(fù)極，電子從a電極經(jīng)過(guò)導(dǎo)線到達(dá)b電極，A錯(cuò)誤；因陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，為保證電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的穩(wěn)定性，M應(yīng)為陰離子交換膜，中間室內(nèi)的n(NaCl)減小，B錯(cuò)誤；處理含苯甲醛廢水時(shí)，苯甲醛中碳元素失電子化合價(jià)升高生成CO2，根據(jù)元素和電荷守恒，電極反應(yīng)式為C6H5CHO32e13H2O=7CO232H，C正確； b極上，Cr2O中鉻元素化合價(jià)降低生成Cr(OH)3，每消耗1 mol K2Cr2O7轉(zhuǎn)移6 mol電子，當(dāng)轉(zhuǎn)移6 mol電子時(shí)，根據(jù)電極反應(yīng)式C6H5OH28e11H2O=6CO228H、C6H5CHO32e13H2O=7

6、CO232H可知，消耗的C6H5OH或C6H5CHO的物質(zhì)的量之比為87，D錯(cuò)誤。【加固訓(xùn)練拔高】一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意圖如下。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是()A反應(yīng)CH4H2O3H2CO，每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移12 mol電子B電極A上H2參與的電極反應(yīng)為H22OH2e=2H2OC電池工作時(shí)，CO向電極B移動(dòng)D電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為O22CO24e=2CO【解析】選D。A選項(xiàng)，甲烷中的C為4價(jià)，一氧化碳中的C為2價(jià)，每個(gè)碳原子失去6個(gè)電子，因此每消耗1 mol甲烷轉(zhuǎn)移6 mol電子，錯(cuò)誤；B選項(xiàng)，熔融鹽中沒有氫氧根離子，因此氫氧根離子不能參與電極反應(yīng)，錯(cuò)誤；C選項(xiàng)，碳酸根離子

7、應(yīng)向負(fù)極移動(dòng)，即向電極A移動(dòng)，錯(cuò)誤；D選項(xiàng)，電極B上氧氣和二氧化碳得電子生成碳酸根離子，正確。5.如圖所示，是原電池的裝置圖。請(qǐng)回答：(1)若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe且作負(fù)極，則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_；反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后溶液C的pH將_(填“升高”“降低”或“基本不變”)。(2)若需將反應(yīng)：Cu2Fe3=Cu22Fe2設(shè)計(jì)成如上圖所示的原電池裝置，則A(負(fù))極材料為_，B(正)極材料為_，溶液C為_。(3)若C為CuCl2溶液，Zn是_極，Cu極發(fā)生_反應(yīng)，電極反應(yīng)為_。反應(yīng)過(guò)程溶液中c(Cu2)_(填“變大”“變小”或“不變”)。(4)CO與H2反應(yīng)還

8、可制備CH3OH，CH3OH可作為燃料使用，用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示：電池總反應(yīng)為2CH3OH3O2=2CO24H2O，則c電極是_(填“正極”或“負(fù)極”)，c電極的反應(yīng)方程式為_。若線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子，則上述CH3OH燃料電池，消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_L?！窘馕觥?1)鐵作負(fù)極，則該原電池反應(yīng)是鐵與稀硫酸置換氫氣的反應(yīng)，所以正極反應(yīng)是氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H2e=H2；溶液中氫離子放電，導(dǎo)致溶液中氫離子濃度減小，pH升高；(2)Cu2Fe3=Cu22Fe2設(shè)計(jì)成如題圖所示的原電池裝置，根據(jù)方程式中物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)類型判斷，C

9、u發(fā)生氧化反應(yīng)，作原電池的負(fù)極，所以A極材料是Cu，B極材料是比Cu不活潑的導(dǎo)電物質(zhì)如石墨、Ag等。溶液C中含有Fe3，如FeCl3溶液；(3)Zn比較活潑，在原電池中作負(fù)極，Cu作正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，Cu2在正極得到電子變成Cu，電極反應(yīng)為Cu22e=Cu，Cu2發(fā)生了還原反應(yīng)，則c(Cu2)變?。?4)根據(jù)圖中的電子流向知c是負(fù)極，是甲醇發(fā)生氧化反應(yīng)：CH3OH6eH2O=CO26H，線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子時(shí)消耗氧氣0.5 mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為11.2 L。答案：(1)2H2e=H2升高(2)Cu石墨FeCl3溶液(3)負(fù)還原Cu22e=Cu變小(4)負(fù)極CH3OH6eH2O=C

10、O26H11.26(2021年遼寧適應(yīng)性測(cè)試)HgHg2SO4標(biāo)準(zhǔn)電極常用于測(cè)定其他電極的電勢(shì)，測(cè)知HgHg2SO4電極的電勢(shì)高于Cu電極的電勢(shì)。以下說(shuō)法正確的是()A.K2SO4溶液可用CCl4代替BHgHg2SO4電極反應(yīng)為Hg2SO42e=2HgSOC若把CuCuSO4體系換作ZnZnSO4體系，電壓表的示數(shù)變大D微孔瓷片起到阻隔離子通過(guò)的作用【解析】選C。CCl4是非電解質(zhì)，不能作電解質(zhì)溶液，A錯(cuò)誤；根據(jù)HgHg2SO4電極的電勢(shì)高，是正極，得電子的反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Hg2SO42e=2HgSO，B錯(cuò)誤；HgCu的金屬活潑性相差較近，將CuCuSO4體系換作ZnZnSO4體系時(shí)，Hg

11、Zn金屬活潑性相差較大，電壓表的示數(shù)變大，C正確；微孔瓷片是便于離子通過(guò)，若阻隔離子通過(guò)，則不能形成閉合回路，D錯(cuò)誤。7鈉硫電池以熔融金屬鈉、熔融硫和多硫化鈉(Na2Sx)分別作為兩個(gè)電極的反應(yīng)物，固體Al2O3陶瓷(可傳導(dǎo)Na)為電解質(zhì)，其原理如圖所示：下列說(shuō)法正確的是()A放電時(shí)，電極A為正極B充電時(shí)，Na從電極A向電極B遷移C充電時(shí)，電極B反應(yīng)式為S2e=xSD該電池工作的適宜溫度應(yīng)控制在25 左右【解析】選C。放電時(shí)，熔融Na發(fā)生氧化反應(yīng)，電極A為負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，電極A為陰極，電極B為陽(yáng)極，電解池中陽(yáng)離子從陽(yáng)極向陰極遷移，B項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，陽(yáng)極上S失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)

12、式為S2e=xS，C項(xiàng)正確；該電池以熔融金屬鈉、熔融硫和多硫化鈉分別作為兩個(gè)電極的反應(yīng)物，因此該電池工作時(shí)應(yīng)保證Na、S均為熔融狀態(tài)，而25 左右時(shí)Na、S均為固態(tài)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。【加固訓(xùn)練拔高】一種三室微生物燃料電池可用于污水凈化、海水淡化，其工作原理如圖所示。以下說(shuō)法不正確的是()A中間室Cl移向左室BX氣體為CO2C處理后的含硝酸根廢水pH降低D電路中每通過(guò)1 mol電子，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氮?dú)獾捏w積為2.24 L【解析】選C。右側(cè)電極產(chǎn)生氮?dú)?，說(shuō)明N元素的化合價(jià)從5價(jià)降低到0價(jià)，發(fā)生還原反應(yīng)，所以是原電池的正極，則左側(cè)為負(fù)極，所以氯離子向負(fù)極移動(dòng)，中間室Cl移向左室，A項(xiàng)正確；左側(cè)為負(fù)極，發(fā)生

13、氧化反應(yīng)，則有機(jī)廢水中的C元素的化合價(jià)升高，在厭氧菌的作用下轉(zhuǎn)化為二氧化碳?xì)怏w，B項(xiàng)正確；正極發(fā)生的反應(yīng)是2NO12H10e=N26H2O，所以處理后的廢水氫離子濃度減小，則pH升高，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)硝酸根離子反應(yīng)的電極反應(yīng)式，每通過(guò)1 mol電子，則生成0.1 mol氮?dú)猓瑯?biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是2.24 L，D項(xiàng)正確。8裝置()為鐵鎳(FeNi)可充電電池：FeNiO22H2OFe(OH)2Ni(OH)2；裝置()為電解示意圖。當(dāng)閉合開關(guān)K時(shí)，Y附近溶液先變紅。下列說(shuō)法正確的是()A.閉合K時(shí)，X極的電極反應(yīng)式為2H2e=H2B閉合K時(shí)，A極的電極反應(yīng)式為NiO22e2H=Ni(OH)2C給裝置(

14、)充電時(shí)，B極參與反應(yīng)的物質(zhì)被氧化D給裝置()充電時(shí)，OH通過(guò)陰離子交換膜移向電極A【解析】選D。閉合K時(shí)，裝置()為電解池，電極Y附近溶液先變紅，說(shuō)明電極Y附近有OH生成，則Y為陰極，X為陽(yáng)極，故A是正極，B是負(fù)極。閉合K時(shí)，X是陽(yáng)極，陽(yáng)極上Cl失去電子被氧化為Cl2，電極反應(yīng)式為2Cl2e=Cl2，A錯(cuò)誤；閉合K時(shí)，A是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，因交換膜為陰離子交換膜，故通過(guò)交換膜的離子為OH，所以A極的電極反應(yīng)式為NiO22e2H2O=Ni(OH)22OH，B錯(cuò)誤；電池充電時(shí)，原來(lái)的負(fù)極B與外加電源的負(fù)極相連作陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，C錯(cuò)誤；電池充電時(shí)，原來(lái)的正極A與外加電源的正極相連作陽(yáng)極，故O

15、H通過(guò)陰離子交換膜向電極A(即陽(yáng)極)移動(dòng)，D正確。9.(雙選)以柏林綠FeFe(CN)6為代表的新型可充電鈉離子電池,其放電工作原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.放電時(shí),Na+由左室移向右室B.放電時(shí),Mg箔為負(fù)極,該電極發(fā)生氧化反應(yīng)C.充電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)式為Na2FeFe(CN)6-2e-FeFe(CN)6+2Na+D.用鉛酸蓄電池為該電池充電時(shí),當(dāng)有0.2 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),Pb電極質(zhì)量減少20.7 g【解析】選A、D。由圖可知，右室鎂失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Mg箔為負(fù)極，則Mo箔為正極，所以放電時(shí)，Na由右室移向左室，A錯(cuò)誤、B正確；充電時(shí)，Mo箔接電源的正極，是電解池的陽(yáng)極，陽(yáng)極反應(yīng)式為

16、Na2FeFe(CN)62e=FeFe(CN)62Na，C正確；外電路中通過(guò)0.2 mol電子的電量時(shí)， Pb電極發(fā)生的反應(yīng)為Pb2eSO=PbSO4，質(zhì)量增加了9.6 g，D錯(cuò)誤。10(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(guò)程中石墨電極上生成氧化物Y，其電極反應(yīng)式為_。(2)圖2所示是一種酸性燃料電池酒精檢測(cè)儀，具有自動(dòng)吹氣流量檢測(cè)與控制的功能，非常適合進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)酒精檢測(cè)。則該電池的負(fù)極反應(yīng)為_，正極反應(yīng)為_。(3)化學(xué)家正在研究尿素動(dòng)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：

17、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(shí)，理論上每?jī)艋? mol尿素，消耗O2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)約為_L?！窘馕觥?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，負(fù)極上通入NO2，石墨為負(fù)極，電極反應(yīng)式為NO2NOe=N2O5。(2)由信息可知，電解質(zhì)溶液為酸性，正極1個(gè)O2得到4個(gè)電子生成H2O，CH3CH2OH、CH3COOH的分子式分別為C2H6O、C2H4O2，碳元素化合價(jià)分別為2、0，可得CH3CH2OH4eCH3COOH，依據(jù)電荷守恒前面減4個(gè)負(fù)電荷，后面加4個(gè)H，最后用水配平，為CH3CH2OHH2O4e=CH3COOH4H。(3)根據(jù)圖示可知，甲電極上