高考化學(xué)時練原電池化學(xué)電源二

1、第22講原電池化學(xué)電源二一、單項選擇題1(2010年高考全國理綜)下圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖。電池的一個電極由有機(jī)光敏染料(S)涂覆在TiO2納米晶體表面制成，另一電極由導(dǎo)電玻璃鍍鉑構(gòu)成，電池中發(fā)生的反應(yīng)為：TiO2/STiO2/S*(激發(fā)態(tài))TiO2/S*TiO2/SeI2e3I2TiO2/S3I2TiO2/SI下列關(guān)于該電池敘述錯誤的是()A電池工作時，I離子在鍍鉑導(dǎo)電玻璃電極上放電B電池工作時，是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能C電池的電解質(zhì)溶液中I和I的濃度不會減少D電池中鍍鉑導(dǎo)電玻璃為正極解析：太陽能電池是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，電極材料和電解質(zhì)溶液只起到導(dǎo)電的作用。答案：A2(201

2、1年茂名高考模擬)可以將反應(yīng)ZnBr2=ZnBr2設(shè)計成可充電電池，下列4個電極反應(yīng)：Br22e=2Br2Br2e=Br2Zn2e=Zn2Zn22e=Zn其中表示充電時的陽極反應(yīng)和放電時的負(fù)極反應(yīng)的分別是()A和B和C和D和解析：充電時的陽極和放電時的負(fù)極均發(fā)生氧化反應(yīng)。答案：A3分析下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(fù)極，(3)(4)中Fe作負(fù)極B(2)中Mg作正極，電極反應(yīng)式為：6H2O6e=6OH3H2C(3)中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Fe2e=Fe2D(4)中Cu作正極，電極反應(yīng)式為：2H2e=H2解析：(1)中Mg作負(fù)極；(2)中Al作負(fù)極，發(fā)生的反應(yīng)

3、為2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，Mg不與NaOH反應(yīng)；(3)中鐵遇濃HNO3鈍化，Cu與濃HNO3反應(yīng)，Cu4HNO3=Cu(NO3)22NO22H2O；(4)中鐵作負(fù)極，為中性環(huán)境，發(fā)生吸氧腐蝕。答案：B4(2010年廣州調(diào)研)下列說法正確的是()A鉛蓄電池放電時鉛電極發(fā)生還原反應(yīng)B電解飽和食鹽水在陽極得到氯氣，陰極得到金屬鈉C給鐵釘鍍銅可采用CuSO4作電鍍液D生鐵浸泡在食鹽水中發(fā)生析氫腐蝕解析：放電時，鉛電極PbSO2e=PbSO4發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯；電解飽和食鹽水，陰極2H2e=H2，B錯；生鐵在中性或弱酸性環(huán)境中發(fā)生吸氧腐蝕，D錯。答案：C5(2011年武漢模擬)下

4、圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是()Aa電極是負(fù)極Bb電極的電極反應(yīng)為：4OH4e=2H2OO2C氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源D氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置解析：a極通入H2應(yīng)為負(fù)極，A正確；b極通入O2為正極，電極反應(yīng)為O24e2H2O=4OH，故B不正確；C、D均正確。答案：B6用下列裝置能達(dá)到預(yù)期目的的是()A甲圖裝置可用于電解精煉鋁B乙圖裝置可得到持續(xù)、穩(wěn)定的電流C丙圖裝置可達(dá)到保護(hù)鋼閘門的目的D丁圖裝置可達(dá)到保護(hù)鋼閘門的目的解析：AlCl3溶液中存在Al3、H，通電時后者先得電子，故陰極得到的不是鋁，

5、而是氫氣，A不能達(dá)到目的；B中的這種原電池中，電流會迅速衰減，乙裝置不能達(dá)到目的；丙裝置是犧牲陽極的陰極保護(hù)法，其中陽極材料要為活潑的金屬，故不能達(dá)到預(yù)期目的。答案：D7鎂H2O2酸性電池采用海水作電解質(zhì)溶液(加入一定量的酸)，下列說法正確的是()A電池總反應(yīng)的離子方程式為：MgH2O22H=Mg22H2OB負(fù)極的電極反應(yīng)為：H2O22H2e=2H2OC工作時，正極周圍海水的pH減小D電池工作時，溶液中的H向負(fù)極移動解析：如果總反應(yīng)式為MgH2O2=Mg(OH)2，則產(chǎn)物為難溶的氫氧化鎂，勢必導(dǎo)致電池反應(yīng)不能長久，正確的總反應(yīng)式為MgH2O22H=Mg22H2O，故A正確；正極反應(yīng)消耗H，故電

6、池工作時，正極周圍海水的pH增大，且溶液中的H向正極移動，故B、C、D錯誤。答案：A8(2009年高考廣東化學(xué))可用于電動汽車的鋁空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說法正確的是()A以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應(yīng)都為：O22H2O4e=4OHB以NaOH溶液為電解液時，負(fù)極反應(yīng)為：Al3OH3e=Al(OH)3C以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電解液的pH保持不變D電池工作時，電子通過外電路從正極流向負(fù)極解析：以NaOH溶液作為電解質(zhì)溶液時，由于NaOH過量，因此產(chǎn)物為AlO或Al(OH)4，且消耗了OH，因此

7、pH減小，故B、C都不正確；在原電池中電子都是由負(fù)極流向正極的，故D也不正確。答案：A二、雙項選擇題9(2010年高考浙江理綜改編)LiAl/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應(yīng)式為：2LiFeS2e=Li2SFe有關(guān)該電池的下列說法中，正確的是()ALiAl在電池中作為負(fù)極材料，該材料中Li的化合價為1價B該電池的電池反應(yīng)式為：2LiFeS=Li2SFeC負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Al3e=Al3D充電時，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：Li2SFe2e=2LiFeS解析：在該電池中LiAl是負(fù)極材料，該材料中Li的化合價為0價，負(fù)極電極反應(yīng)式為：Lie=Li，結(jié)合題給的正極電極的反

8、應(yīng)式可推出總反應(yīng)式為：2LiFeS=Li2SFe；故B正確，A、C錯誤。D項，充電時，陽極上發(fā)生反應(yīng)為放電時正極反應(yīng)的逆反應(yīng)，故D正確。答案：BD10(2010年高考廣東理綜)銅鋅原電池(如圖)工作時，下列敘述正確的是()A正極反應(yīng)為Zn2e=Zn2B電池反應(yīng)為ZnCu2=Zn2CuC在外電路中，電子從負(fù)極流向正極D鹽橋中的K移向ZnSO4溶液解析：本題考查原電池。電池的正極得電子，A選項錯誤；結(jié)合該電池的裝置圖可知，該過程中的氧化還原反應(yīng)為ZnCu2=Zn2Cu，B選項正確；外電路中，電子從負(fù)極流向正極，C選項正確；左燒杯中由于Zn失去電子形成Zn2，使得該燒杯中正電荷的離子增加，為維持電中

9、性，K應(yīng)該通過鹽橋流向CuSO4所在的右燒杯，D選項錯誤。答案：BC三、非選擇題11(2009年高考海南卷)LiSOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為：4Li2SOCl2=4LiClSSO2。請回答下列問題：(1)電池的負(fù)極材料為_，發(fā)生的電極反應(yīng)為_。(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_。(3)SOCl2易揮發(fā)，實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，實驗現(xiàn)象是_，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進(jìn)行，原因是_。解析：該題以電池在

10、醫(yī)療中的應(yīng)用為載體，考查了原電池原理，其中包括電極反應(yīng)的判斷，電極反應(yīng)式的書寫。(1)從電池的總反應(yīng)式可知，化合價升高的元素是Li，故金屬Li為原電池的負(fù)極，失去1個電子而成為Li。(2)用原電池總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式，即(4Li2SOCl2)4(Lie)=(4LiClSSO2)4Li，化簡即得2SOCl24e=4ClSSO2。(3)由SOCl2與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SO3和NaCl可知，SOCl2與水反應(yīng)的產(chǎn)物是H2SO3(SO2)和HCl。由于題目提供的條件是少量水，故HCl與二氧化硫揮發(fā)，與空氣中的水蒸氣結(jié)合，出現(xiàn)白霧現(xiàn)象。(4)鋰為堿金屬元素的單質(zhì)，極易與水、氧氣反應(yīng)，而且由第(

11、3)問可知SOCl2在水中極易水解，所以組裝這種電池必須在無水、無氧的環(huán)境中進(jìn)行。答案：(1)鋰Lie=Li(2)2SOCl24e=4ClSSO2(3)出現(xiàn)白霧，有刺激性氣體生成SOCl2H2O=SO22HCl(4)鋰是活潑金屬，易與H2O、O2反應(yīng)；SOCl2也可與水反應(yīng)12目前移動設(shè)備迅猛發(fā)展的最大障礙恐怕就是電池的問題，不論手機(jī)、MP3還是筆記本電腦，如何延長電池續(xù)航時間都是人們最頭疼的問題。當(dāng)前，大部分移動設(shè)備都使用鋰離子充電電池，但鋰電池的安全問題已經(jīng)越來越受人關(guān)注。而銀鋅材料電池在安全和能量密度上都比鋰離子電池有優(yōu)勢，據(jù)稱，銀鋅材料電池的容量比同體積的鋰電池高30%，甚至可以在不危

12、及安全的情況下過充以實現(xiàn)更高的容量。因此，未來的銀鋅電池可能替代現(xiàn)有鋰離子電池。下面是一種銀鋅電池的充電、放電過程的表示式：2AgZn(OH)2Ag2OZnH2O。根據(jù)上述反應(yīng)原理回答下列問題：(1)這種電池屬于_性電池(填“酸”、“堿”或“中”)。(2)電池在放電時，作負(fù)極的是_；正極反應(yīng)式為_。(3)充電時，電池的正極應(yīng)接電源的_極。(4)寫出充電時的陽極和陰極電極反應(yīng)式：陽極：_；陰極：_。答案：(1)堿性(2)ZnAg2O2eH2O=2Ag2OH(3)正(4)2Ag2e2OH=Ag2OH2OZn(OH)22e=Zn2OH13(2009年高考山東理綜)ZnMnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)

13、溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)該電池的負(fù)極材料是_。電池工作時，電子流向_(填“正極”或“負(fù)極”)。(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2，會加速某電極的腐蝕，其主要原因是_。欲除去Cu2，最好選用下列試劑中的_(填代號)。aNaOHbZncFedNH3H2O(3)MnO2 的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應(yīng)式是_。若電解電路中通過2 mol電子，MnO2的理論產(chǎn)量為_g。解析：(1)原電池的負(fù)極是發(fā)生氧化反應(yīng)的一極：Zn2e=Zn2；電池工作時，電子是從負(fù)極流向正極。(2)Zn與Cu2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成的Cu附著在Zn的表面構(gòu)

14、成銅鋅原電池，加快反應(yīng)速率，從而加快Zn的腐蝕。(3)電解池的陰極是發(fā)生還原反應(yīng)的一極：2H2e=H2；每生成1 mol MnO2需轉(zhuǎn)移2 mol電子，故每通過2 mol電子，理論上生成1 mol MnO2，質(zhì)量為87 g。答案：(1)Zn(或鋅)正極(2)鋅與還原出的銅構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕b(3)2H2e=H28714.(2009年高考天津理綜)氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。如圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定。請回答：(1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化的主要形式是_，在導(dǎo)線中電子流動方向為_(用a、b表示)。(2)負(fù)極反應(yīng)式為_。

15、(3)電極表面鍍鉑粉的原因是_。(4)該電池工作時，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可持續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：.2LiH22LiH.LiHH2O=LiOHH2反應(yīng)中的還原劑是_，反應(yīng)中的氧化劑是_。已知LiH固體密度為0.82 g/cm3，用鋰吸收224 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為_。由生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為_mol。解析：(1)氫氧燃料電池是原電池裝置，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，在燃料電池中通H2的一極發(fā)生了氧化反應(yīng)為負(fù)極，所以電子流向為ab。(2)書寫該原電池的電極反應(yīng)式時要注意溶液的酸堿性，KOH為電解質(zhì)溶液時，負(fù)極反應(yīng)為：H22OH2e=2H2O。(3)由題