2017屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第2節(jié) 原電池 化學(xué)電源課下限時(shí)集訓(xùn)

1、原電池 化學(xué)電源(限時(shí)：45分鐘)一、選擇題1如圖為某原電池的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說(shuō)法中不正確的是()A原電池工作時(shí)的總反應(yīng)為ZnCu2=Zn2Cu，該反應(yīng)一定為放熱反應(yīng)B原電池工作時(shí)，Zn電極流出電子，發(fā)生氧化反應(yīng)C原電池工作時(shí)，銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，CuSO4溶液藍(lán)色變深D如果將Cu電極改為Fe電極，Zn電極依然作負(fù)極2. 依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法中錯(cuò)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Age=AgD外電路中的電子是從X電極流向Ag電極3氫氧燃料電池的突出優(yōu)

2、點(diǎn)是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，而不?jīng)過(guò)熱能這一中間形式，已用于宇宙飛船及潛艇中，其電極反應(yīng)為：負(fù)極：2H24OH4e=4H2O；正極：O22H2O4e=4OH。所產(chǎn)生的水還可作為飲用水，今欲得常溫下1 L水，則電池內(nèi)電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量約為()A8.9103 molB4.5102 molC1.1102 mol D5.610 mol4根據(jù)如圖，下列判斷中正確的是()A燒杯a中的溶液pH降低B燒杯b中發(fā)生氧化反應(yīng)C燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為2H2e=H2D燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl2e=Cl25研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電，在海水中電池總反應(yīng)可表示為5Mn

3、O22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl。下列“水”電池在海水中放電時(shí)的有關(guān)說(shuō)法正確的是()A正極反應(yīng)式：AgCle=AgClB每生成1 mol Na2Mn5O10 轉(zhuǎn)移2 mol電子CNa不斷向“水”電池的負(fù)極移動(dòng)DAgCl是還原產(chǎn)物6. 如圖是鉛蓄電池充、放電時(shí)的工作示意圖，已知放電時(shí)電池反應(yīng)為PbO2Pb4H2SO=2PbSO42H2O。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()AK與N連接時(shí)，能量由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能BK與N連接時(shí)，H向負(fù)極區(qū)遷移CK與M連接時(shí)，所用電源的a極為負(fù)極DK與M連接時(shí)，陽(yáng)極附近的pH逐漸增大7利用反應(yīng)6NO28NH3=7N212H2O構(gòu)成電池的方法，既能實(shí)現(xiàn)有效消除氮

4、氧化物的排放，減輕環(huán)境污染，又能充分利用化學(xué)能，裝置如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是() A電流從右側(cè)電極經(jīng)過(guò)負(fù)載后流向左側(cè)電極B為使電池持續(xù)放電，離子交換膜需選用陰離子交換膜C電極A極反應(yīng)式為2NH36e=N26HD當(dāng)有4.48 L NO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)被處理時(shí)，轉(zhuǎn)移電子為 0.8 mol8液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點(diǎn)。一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料的電池裝置如圖所示，該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液。下列關(guān)于該電池的敘述正確的是()Ab電極上發(fā)生氧化反應(yīng)Ba電極反應(yīng)式：N2H44OH4e=N24H2OC放電時(shí)，電流從a電極經(jīng)過(guò)負(fù)載流向b電極D其中的離子交

5、換膜需選用陽(yáng)離子交換膜9CO無(wú)色無(wú)味有毒，世界各國(guó)每年均有不少人因CO中毒而失去生命。一種CO分析儀的工作原理如圖所示，該裝置中電解質(zhì)為氧化釔氧化鈉，其中O2可以在固體介質(zhì) NASICON 中自由移動(dòng)。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A負(fù)極的電極反應(yīng)式為COO22e=CO2B工作時(shí)電極b作正極，O2由電極a向電極b移動(dòng)C工作時(shí)電子由電極a通過(guò)傳感器流向電極bD傳感器中通過(guò)的電流越大，尾氣中CO的含量越高10市場(chǎng)上經(jīng)常見(jiàn)到的標(biāo)記為L(zhǎng)iion的電池稱(chēng)為“鋰離子電池”。它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料(碳作為金屬鋰的載體)，電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)式為L(zhǎng)i2Li0.35N

6、iO2 2Li0.85NiO2下列說(shuō)法不正確的是()A放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Lie=LiB充電時(shí)，Li0.85NiO2既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)C該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)D放電過(guò)程中Li向負(fù)極移動(dòng)二、非選擇題11某研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)反應(yīng)2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O設(shè)計(jì)如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1 molL1，溶液的體積均為200 mL，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。 回答下列問(wèn)題：(1)此原電池的正極是石墨_(填“a”或“b”)，發(fā)生_反應(yīng)。(2)電池工作時(shí)，鹽橋中的SO移向_(填“甲”或“乙”

7、)燒杯。(3)兩燒杯中的電極反應(yīng)式分別為甲_；乙_。(4)若不考慮溶液的體積變化，MnSO4濃度變?yōu)?.5 molL1，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為_(kāi)mol。12(2014海南高考)鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li通過(guò)電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)外電路的電流方向是由_極流向_極。(填字母)(2)電池正極反應(yīng)式為_(kāi)。(3)是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑？_(填“是”或“否”)，原因是_。(4)MnO2可與KOH和KClO3在高溫下反應(yīng)，生成K2MnO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。K2

8、MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為_(kāi)。13某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對(duì)電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動(dòng)。(1)如圖為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)：(用離子方程式表示)_設(shè)計(jì)的原電池裝置，反應(yīng)前，電極質(zhì)量相等，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差12 g，導(dǎo)線中通過(guò)_mol電子。(2)其他條件不變，若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨電極反應(yīng)式為_(kāi)，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_，用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中，向其中滴加少量新制飽和氯水，寫(xiě)出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，繼續(xù)滴加過(guò)

9、量新制飽和氯水，顏色褪去，同學(xué)們對(duì)此做了多種假設(shè)，某同學(xué)的假設(shè)是：“溶液中的3價(jià)鐵被氧化為更高的價(jià)態(tài)?！比绻?價(jià)鐵被氧化為FeO，試寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式_。(3)如圖其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，如圖所示。一段時(shí)間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現(xiàn)象是_，電極反應(yīng)式為_(kāi)；乙裝置中石墨(1)為_(kāi)極(填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽(yáng)”)，乙裝置中與銅絲相連石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)式為_(kāi)，產(chǎn)物常用_檢驗(yàn)，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。參考答案與詳解1.解析：選C由圖可知：原電池總反應(yīng)式為ZnCu2=Zn2Cu，自發(fā)進(jìn)行且放熱的反應(yīng)才能設(shè)計(jì)成原電池，A正確；Zn比Cu活潑，故作負(fù)極，失電子

10、發(fā)生氧化反應(yīng)，B正確、C不正確；Fe不如Zn活潑，故Zn電極依然作負(fù)極，D正確。2.解析：選A由電極反應(yīng)可知，電解質(zhì)溶液應(yīng)為AgNO3溶液。3.解析：選C正負(fù)極反應(yīng)合并得：2H2O2=2H2O，若轉(zhuǎn)移4 mol電子，則生成2 mol H2O，欲生成1 L水即 mol，轉(zhuǎn)移電子為2 mol1.1102 mol。4.解析：選BZn比Fe活潑，所以Zn作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn2e=Zn2；Fe作正極，O2在該電極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2OO24e=4OH，反應(yīng)后溶液pH升高。5.解析：選B電池的正極得電子，A錯(cuò)誤；陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，C錯(cuò)誤；Ag化合價(jià)升高形成AgCl，AgCl

11、是氧化產(chǎn)物，D錯(cuò)誤。6.解析：選CA項(xiàng)錯(cuò)誤，K與N相接時(shí)，是原電池，由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；B項(xiàng)錯(cuò)誤，由于形成原電池時(shí)正極消耗H，所以H向正極移動(dòng)；C項(xiàng)正確，充電時(shí)，二氧化鉛作為原電池的正極連接到電源的正極，所以b是正極，a是負(fù)極；D項(xiàng)錯(cuò)誤，a極生成二氧化鉛和H，pH減小。7.解析：選C電極反應(yīng)式為：負(fù)極：8NH324e24OH=4N224H2O，正極：6NO224e12H2O=3N224OH，因?yàn)闉閴A性介質(zhì)，所以應(yīng)選用陰離子交換膜；C項(xiàng)，應(yīng)生成H2O，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)正極反應(yīng)式轉(zhuǎn)移電子為 240.8 mol。8.解析：選BA項(xiàng)，b電極上發(fā)生還原反應(yīng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，放電時(shí)，電子從a電極經(jīng)過(guò)負(fù)載流向b

12、電極，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，其中的離子交換膜需選用陰離子交換膜，錯(cuò)誤。9.解析：選B根據(jù)題意可知，a電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為COO22e=CO2，b電極為正極，電極反應(yīng)式為 O24e=2O2，總反應(yīng)為2COO2=2CO2。工作時(shí)電子由電極a通過(guò)傳感器流向電極b，O2由電極b向電極a移動(dòng)。傳感器中通過(guò)的電流越大，說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電子越多，尾氣中CO的含量越高。10.解析：選DA項(xiàng)，Li從0價(jià)升至正價(jià)，失去電子，作負(fù)極，正確；B項(xiàng)，反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)物只有一種，故化合價(jià)既有升，又有降，所以既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)，正確；C項(xiàng)，由于Li可以與水反應(yīng)，故該電池的電解質(zhì)應(yīng)為非水材料，正確；D項(xiàng)，原電池中

13、陽(yáng)離子應(yīng)遷移至正極，錯(cuò)誤。11.解析：(1)根據(jù)題目提供的總反應(yīng)方程式可知，KMnO4作氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)，故石墨a是正極。(2)電池工作時(shí)，SO向負(fù)極移動(dòng)，即向乙燒杯移動(dòng)。(3)甲燒杯中的電極反應(yīng)式為MnO5e8H=Mn24H2O；乙燒杯中的電極反應(yīng)式為5Fe25e=5Fe3。(4)溶液中的MnSO4濃度由1 molL1變?yōu)?.5 molL1，由于溶液的體積未變，則反應(yīng)過(guò)程中生成的MnSO4的物質(zhì)的量為0.5 molL10.2 L0.1 mol，轉(zhuǎn)移的電子為0.1 mol50.5 mol。答案：(1)a還原(2)乙(3)MnO5e8H=Mn24H2O5Fe25e=5Fe3(4)0.512.

14、解析：(1)結(jié)合所給裝置圖以及原電池反應(yīng)原理，可知Li作負(fù)極材料，MnO2作正極材料，所以電子流向是從ab，那么電流方向則是ba。(2)根據(jù)題目中的信息“電解質(zhì) LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li 通過(guò)電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成 LiMnO2”，所以正極的電極反應(yīng)式MnO2eLi=LiMnO2。(3)因?yàn)樨?fù)極的電極材料Li是活潑的金屬，能夠與水發(fā)生反應(yīng)，故不能用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑。(4)由題目中的信息“MnO2可與KOH和KClO3在高溫條件下反應(yīng)，生成K2MnO4”，可知該反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，Mn元素化合價(jià)升高(MM )，則Cl元素的化合價(jià)降低(CC)，所以化學(xué)方程式為3M

15、nO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O；根據(jù)“K2MnO4在酸性溶液中發(fā)生歧化反應(yīng)，生成KMnO4(K2O4K O4)和MnO2(K2O4O2)”，由電子得失守恒可知，生成的KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為 21。答案：(1)ba(2)MnO2eLi=LiMnO2(3)否電極Li是活潑金屬，能與水反應(yīng)(4)3MnO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O2113.解析：(1)設(shè)導(dǎo)線中通過(guò)的電子的物質(zhì)的量為x，則負(fù)極減少28 gmol1x，正極增重32 gmol1x,28x32x12，x0.2 mol。(2)NH4Cl水解溶液顯酸性，正極上H得電子，負(fù)極上Fe失電子生成Fe2。Cl2將Fe2氧化為 Fe3，Cl2過(guò)量時(shí)，發(fā)生的反應(yīng)為：2Fe33Cl28H2O=2FeO6Cl16H。(3)將鹽橋改為銅絲和石墨后甲裝置成為原電池，