高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 原電池 化學(xué)電源2含解析

1、原電池 化學(xué)電源李仕才（考試時(shí)間：45分鐘 滿(mǎn)分：100分）一、單項(xiàng)選擇題：本題包括10小題，每小題5分，共50分。1下列反應(yīng)沒(méi)有涉及原電池的是()a生鐵投入稀鹽酸中b銅片與銀片用導(dǎo)線(xiàn)連接后，同時(shí)插入fecl3溶液中c純鋅投入硫酸銅溶液中d含銅的鋁片投入濃硫酸中答案：d解析：a項(xiàng)生鐵中含碳，投入稀鹽酸中時(shí)構(gòu)成原電池；b項(xiàng)構(gòu)成原電池；c項(xiàng)鋅置換出銅片，構(gòu)成鋅銅原電池；d項(xiàng)濃硫酸不導(dǎo)電，不能構(gòu)成原電池。2以鋅片和銅片為兩極，以稀硫酸為電解質(zhì)溶液組成原電池，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)2 mol電子時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()a鋅片溶解了1 mol，銅片上析出1 mol h2b兩極上溶解和析出的物質(zhì)的質(zhì)量相等c鋅片溶解

2、了31 g，銅片上析出了1 g h2d鋅片溶解了1 mol，硫酸消耗了0.5 mol答案：a解析：在涉及原電池的有關(guān)計(jì)算中，關(guān)鍵是要把握住一點(diǎn)即兩極得、失電子數(shù)相等。利用這一特點(diǎn)，我們從電極反應(yīng)式看：負(fù)極：zn2e=zn2；正極：2h2e=h2。當(dāng)溶解1 mol鋅時(shí)失去2 mol電子，銅片上析出1 mol氫氣得到 2 mol電子，得失電子守恒，這樣即可推出a正確。3為研究金屬腐蝕的條件和速率，某課外小組學(xué)生用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在圖示的三個(gè)裝置中，再放置于玻璃鐘罩里保存相同的一段時(shí)間。下列對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)現(xiàn)象的描述不正確的是()a裝置左側(cè)的液面一定會(huì)下降 b左側(cè)液面裝置比裝置的低c裝

3、置中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)重 d裝置中的鐵釘幾乎沒(méi)被腐蝕答案：b解析：裝置中鐵釘處于鹽酸的蒸氣中，被侵蝕而釋放出h2，使左側(cè)液面下降，右側(cè)液面上升；裝置中鐵釘同樣處于鹽酸的蒸氣中，不同的是懸掛鐵的金屬絲由鐵絲換成了銅絲，由于fe比cu活潑，在這種氛圍中構(gòu)成的原電池會(huì)加速鐵釘?shù)那治g而放出更多的h2，使左側(cè)液面下降得更多，右側(cè)液面上升得更多；裝置中雖然懸掛鐵釘?shù)倪€是銅絲，但由于濃硫酸有吸水性而無(wú)揮發(fā)性，使鐵釘處于一種較為干燥的空氣中，因而在短時(shí)間內(nèi)幾乎沒(méi)有被侵蝕。4以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。關(guān)于該電池的敘述正確的是()a該電池能夠在高溫下工作b電池的負(fù)極反應(yīng)式為c6h12o66h2

4、o24e=6co224hc放電過(guò)程中，h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 mol氧氣，理論上能生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下co2氣體 l 答案：b解析：由葡萄糖微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖可知，此燃料電池是以葡萄糖為燃料，以氧氣為氧化劑，以質(zhì)子交換膜為隔膜，以惰性材料為電極的一種燃料電池。由于是微生物電池，而微生物的生存溫度有一定的范圍，所以高溫下微生物不一定能夠生存，a錯(cuò)誤；放電時(shí)，負(fù)極：c6h12o6被微生物分解成co2、h和電子，電極反應(yīng)式：c6h12o66h2o24e=6co224h，b正確；負(fù)極產(chǎn)生的h透過(guò)質(zhì)子交換膜進(jìn)入正極室，c錯(cuò)誤；負(fù)極產(chǎn)生的電子沿外電路從負(fù)極流向正極，在正極室與h和氧

5、氣發(fā)生反應(yīng)生成水?？偡磻?yīng)方程式為c6h12o66o2=6co26h2o，由總反應(yīng)方程式可知：每消耗1 mol氧氣，理論上可以生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下co2氣體22.4 l，d錯(cuò)誤。5堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。堿性鋅錳電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為znmno2h2o=znomn(oh)2下列說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是()a電池工作時(shí)，鋅失去電子b電池正極的電極反應(yīng)式為mno22h2o2e=mn(oh)22ohc電池工作時(shí)，電子由正極通過(guò)外電路流向負(fù)極d外電路中每通過(guò)0.2 mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減少6.5 g答案：c解析：本題要求利用原電池的原理，分析堿性鋅錳電池：鋅為

6、負(fù)極，在反應(yīng)中失去電子，故a正確；電池工作時(shí)，電流由正極通過(guò)外電路流向負(fù)極，而電子定向移動(dòng)方向與電流方向相反，故c錯(cuò)誤；由電子守恒知d項(xiàng)正確；由該電池反應(yīng)的總反應(yīng)式和原電池的原理寫(xiě)出正極反應(yīng)式知b正確。6下圖是某空間站能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的局部示意圖，其中燃料電池采用koh為電解液。下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是()a該能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中的水可以循環(huán)使用b燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的能量實(shí)際上來(lái)自于水c水電解系統(tǒng)中的陽(yáng)極反應(yīng)為：4oh4e=2h2oo2d燃料電池放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)為：h22e2oh=2h2o答案：b解析：a選項(xiàng)，由轉(zhuǎn)化系統(tǒng)可知，水分解后還可再生成，則水是循環(huán)使用的，故a正確；b選項(xiàng)，燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的能量來(lái)

7、源于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)能，屬于化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，不是?lái)源于水，故b錯(cuò)誤；c選項(xiàng)，水電解時(shí)，陽(yáng)極上氫氧根離子失電子生成水和氧氣，電極反應(yīng)式為4oh4e=2h2oo2，故c正確；d選項(xiàng)，該燃料電池放電時(shí)的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，2ohh22e=2h2o，故d正確。7有人設(shè)計(jì)出利用ch4和o2的反應(yīng)，用鉑電極在koh溶液中構(gòu)成原電池。電池的總反應(yīng)類(lèi)似于ch4在o2中燃燒，則下列說(shuō)法正確的是()每消耗1 mol ch4可以向外電路提供8 mol e負(fù)極上ch4失去電子，電極反應(yīng)式為ch410oh8e=co7h2o負(fù)極上是o2獲得電子，電極反應(yīng)式為o22h2o4e=4oh電池放電后，溶液的ph不

8、斷升高a b c d答案：a解析：ch4在鉑電極上發(fā)生類(lèi)似于ch4在o2中燃燒的反應(yīng)，即ch4co2，嚴(yán)格地講生成的co2還與koh反應(yīng)生成k2co3，化合價(jià)升高，失去電子，是電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為ch48e10oh=co7h2o,1 mol ch4參加反應(yīng)有8 mol e發(fā)生轉(zhuǎn)移，o2在正極上發(fā)生反應(yīng)，獲得電子，電極反應(yīng)式為o22h2o4e=4oh。雖然正極產(chǎn)生oh，負(fù)極消耗oh，但從總反應(yīng)式ch42o22koh=k2co33h2o可看出是消耗了koh，所以電池放電時(shí)溶液的ph值不斷下降，故正確，錯(cuò)誤。8某蓄電池反應(yīng)式為feni2o33h2ofe(oh)22ni(oh)2。下列推斷中正確的

9、是()放電時(shí)，fe為正極，ni2o3為負(fù)極充電時(shí)，陰極上的電極反應(yīng)式是fe(oh)22e=fe2oh充電時(shí)，ni(oh)2為陽(yáng)極蓄電池的電極必須是浸在某堿性溶液中a bc d答案：d9生產(chǎn)鉛蓄電池時(shí)，在兩極板上的鉛、銻合金棚架上均勻涂上膏狀的pbso4，干燥后再安裝，充電后即可使用，發(fā)生的反應(yīng)是2pbso42h2opbo2pb2h2so4下列對(duì)鉛蓄電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()a需要定期補(bǔ)充硫酸b工作時(shí)鉛是負(fù)極，pbo2是正極c工作時(shí)負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)是pb2eso=pbso4d工作時(shí)電解質(zhì)的密度減小答案：a解析：鉛蓄電池放電時(shí)相當(dāng)于原電池，pb是負(fù)極，pbo2是正極，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是pb失去電子生成p

10、b2，pb2與溶液中的so生成pbso4沉淀，放電時(shí)消耗的硫酸與充電時(shí)生成的硫酸相等，在電池制備時(shí)，pbso4的量是一定的，制成膏狀，干燥后再安裝，說(shuō)明h2so4不用補(bǔ)充；放電時(shí)，h2so4被消耗，溶液中的h2so4的物質(zhì)的量濃度減小，所以溶液的密度也隨之減小。10鋅錳干電池在放電時(shí)，電池總反應(yīng)方程式可以表示為zn2mno22nh=zn2mn2o32nh3h2o，此電池放電時(shí)，在正極(碳棒)上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是() azn b碳 cmno2和nh dzn2和nh3答案：c解析：根據(jù)原電池原理，鋅為負(fù)極，碳棒為正極，鋅應(yīng)參加負(fù)極反應(yīng)，而mno2在反應(yīng)中得到電子，應(yīng)當(dāng)在正極區(qū)發(fā)生反應(yīng)，又由于nh移向

11、正極，在正極發(fā)生反應(yīng)生成nh3。本題考查原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，陽(yáng)離子移動(dòng)的方向。二、非選擇題：本題包括4個(gè)小題，共50分.11（除標(biāo)注外，每空2分，共10分）分析如圖所示的四個(gè)裝置，回答下列問(wèn)題：裝置a和b中鋁電極上的電極反應(yīng)式分別為_(kāi)、_。裝置c中產(chǎn)生氣泡的電極為_(kāi)電極(填“鐵”或“銅”)，裝置d中銅電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)。(2)觀察如圖所示的兩個(gè)裝置，圖1裝置中銅電極上產(chǎn)生大量的無(wú)色氣泡，圖2裝置中銅電極上無(wú)氣體產(chǎn)生，而鉻電極上產(chǎn)生大量的有色氣體。根據(jù)上述現(xiàn)象試推測(cè)金屬鉻具有的兩種重要化學(xué)性質(zhì)為_(kāi)、_。答案：(1)2h2e=h2al3e4oh=alo2h2o鐵（1分） o22h2o4e=

12、4oh(2)金屬鉻的活動(dòng)性比銅的強(qiáng)且能和稀硫酸反應(yīng)生成h2金屬鉻易被稀硝酸鈍化（1分）解析：(1)在稀h2so4溶液中，鎂比鋁活潑，鋁電極作正極，正極的反應(yīng)式為2h2e=h2。在naoh溶液中，鋁比鎂活潑，鋁電極作負(fù)極，負(fù)極的反應(yīng)式為al3e4oh=alo2h2o。在濃硝酸中，鐵被鈍化，鐵電極作正極，正極上發(fā)生no的還原反應(yīng)，產(chǎn)生氣泡。裝置d相當(dāng)于金屬鐵發(fā)生吸氧腐蝕，銅電極作正極，正極的電極反應(yīng)式為o22h2o4e=4oh。(2)由圖1可知還原性cr>cu，但在稀硝酸中卻出現(xiàn)了反常，結(jié)合稀硝酸的氧化性，不難推測(cè)鉻被稀硝酸鈍化，導(dǎo)致活動(dòng)性降低。12（除標(biāo)注外，每空2分，共10分）科學(xué)家預(yù)言

13、，燃料電池將是21世紀(jì)獲得電力的重要途徑，美國(guó)已計(jì)劃將甲醇燃料電池用于軍事。一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑，在稀硫酸電解質(zhì)中直接加入純化后的甲醇，同時(shí)向一個(gè)電極通入空氣。回答下列問(wèn)題：(1)這種電池放電時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式：_。(1) 此電池的正極發(fā)生的電極反應(yīng)：_，負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)：_。(3)電解液中h向_極移動(dòng)，向外電路釋放電子的電極是_。(4)使用該燃料電池的另一個(gè)好處是_。答案：(1)2ch3oh3o2=2co24h2o(2)3o212h12e=6h2o2ch3oh2h2o12e=2co212h(3)正（1分）負(fù)極（1分） (4)對(duì)環(huán)境無(wú)污染（1分）解析：(1)燃料

14、電池的電池反應(yīng)為燃料的氧化反應(yīng)，在酸性條件下生成的co2不與h2so4反應(yīng)，故電池總反應(yīng)式為2ch3oh3o2=2co24h2o。(2)電池的正極o2得電子，由于是酸性環(huán)境，所以會(huì)生成h2o，用電池總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式即可得出負(fù)極的電極反應(yīng)式。(3)h移向正極，在正極生成水。(4)產(chǎn)物是co2和h2o，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。12（16分）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且做負(fù)極，則a電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)；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=cu22fe

15、2設(shè)計(jì)成如上圖所示的原電池裝置，則a(負(fù)極)極材料為_(kāi)，b(正極)極材料為_(kāi)，溶液c為_(kāi)。(3)若c為cucl2溶液，zn是_極，cu極發(fā)生_反應(yīng)，電極反應(yīng)為_(kāi)。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)示意圖如下：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_(kāi)。若線(xiàn)路中轉(zhuǎn)移2 mol電子，則上述ch3oh燃料電池，消耗的o2在標(biāo)況下的體積為_(kāi) l。答案：(1)2h2e=h2 （2分） 升高 （

16、1分） (2)cu（1分） 石墨（1分） fecl3溶液（1分）(3)負(fù)極（1分） 還原 （1分） cu22e=cu（2分） 變?。?分）(4)負(fù) （1分） ch3oh6eh2o=co26h （2分） 11.2（2分）14（除標(biāo)注外，每空2分，共14分）高鐵酸鹽在能源、環(huán)保等方面有著廣泛的用途。.高鐵酸鉀(k2feo4)不僅是一種理想的水處理劑，而且高鐵電池的研制也在進(jìn)行中，如圖1是高鐵電池的模擬實(shí)驗(yàn)裝置：(1)該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)；若維持電流強(qiáng)度為1 a，電池工作10 min，理論消耗zn_ g(已知f96 500 c·mol1)。(2)鹽橋中盛有飽和kcl溶液，此鹽橋

17、中氯離子向_移動(dòng)(填“左”或“右”)；若用陽(yáng)離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向_移動(dòng)(填“左”或“右”)。(3)圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線(xiàn)，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有_。.工業(yè)上濕法制備k2feo4的工藝流程如圖3。 (4)完成“氧化”過(guò)程中反應(yīng)的化學(xué)方程式：fecl3_naoh_naclo=_na2feo4_nacl_h2o其中氧化劑是_(填化學(xué)式)。(5)加入飽和koh溶液的目的是_。(6)已知25 時(shí)kspfe(oh)34.0×1038，此溫度下若在實(shí)驗(yàn)室中配制5 mol·l1 100 ml fecl3溶液，為使配制過(guò)程中不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，則至少需要加入_ ml 2 mol·l1的鹽酸(忽略加入鹽酸體積)。答案：(1)feo4h2o3e=fe(oh)35oh0.2 (2)右（1分）左（1分）(3)使用時(shí)間長(zhǎng)、工作電壓穩(wěn)