2017版高三化學一輪復習考點規(guī)范練21化學能轉(zhuǎn)化為電能 練習含解析

1、考點規(guī)范練21化學能轉(zhuǎn)化為電能電池(時間:45分鐘滿分:100分)考點規(guī)范練第42頁一、選擇題(本題共10小題,每小題5分,共50分,每小題只有一個選項符合題目要求)1.下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是()A.圖a中,插入海水中的鐵棒,越靠近底端腐蝕越嚴重B.圖b中,開關(guān)由M改置于N時,Cu-Zn合金的腐蝕速率減小C.圖c中,接通開關(guān)時Zn腐蝕速率增大,Zn上放出氣體的速率也增大D.圖d中,Zn-MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的答案:B解析:A項,因液面處氧氣的濃度大且與海水接觸,故在液面處鐵棒腐蝕最嚴重;C項,接通開關(guān)后形成原電池,Zn的腐蝕速率增大,H+在Pt電極上

2、放電產(chǎn)生H;D項,干電池自放電腐蝕是NHCl產(chǎn)生的H+的氧化作用引起的。242.(2015全國)微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯誤的是()A.正極反應(yīng)中有CO2生成B.微生物促進了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C.質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)D.電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O26CO2+6H2O導學號95380249答案:A解析:CHO中C的平均化合價為0價,二氧化碳中C的化合價為+4價,所以生成二氧化碳的反應(yīng)為氧化反應(yīng),故6126CO2在負極生成,A選項錯誤;在微生物的作用下,該裝置為原電池裝置,反應(yīng)速率加快,所以微生物促進了反應(yīng)

3、的發(fā)生,B項正確;質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子(即H+)通過,原電池中陽離子向正極移動,C項正確;電池的總反應(yīng)實質(zhì)是C6H12O6的氧化反應(yīng),D項正確。3.(2014全國)2013年3月我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是()A.a為電池的正極B.電池充電反應(yīng)為LiMn2O4Li1-xMn2O4+xLiC.放電時,a極鋰的化合價發(fā)生變化D.放電時,溶液中Li+從b向a遷移答案:C解析:由題給圖可知:該電池的b極電極反應(yīng)為Li-e-Li+,所以b極為負極,a極為正極,A項正確;B項正確;C項放電時,負極Li價態(tài)發(fā)生變化,a為正極,Li+價態(tài)不變,C項錯誤;D項放電時陽離子移向

4、正極,D項正確。4.(2014北京理綜)下列電池工作時,O2在正極放電的是()答案:B解析:選項中只有氫燃料電池中O參與正極反應(yīng)并放電。25.(2014天津理綜)已知:鋰離子電池的總反應(yīng)為LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2鋰硫電池的總反應(yīng)為2Li+SLiS2有關(guān)上述兩種電池說法正確的是()A.鋰離子電池放電時,Li+向負極遷移B.鋰硫電池充電時,鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)C.理論上兩種電池的比能量相同D.右圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電導學號95380250答案:B解析:放電時為原電池,陽離子向正極遷移,A項錯誤;充電時,鋰電極作陰極,發(fā)生還原反應(yīng),B正確;同質(zhì)量產(chǎn)生的電量不相同,C項錯誤

5、;鋰離子電池為電解池,鋰硫電池為原電池,D項錯誤。6.控制適合的條件,將反應(yīng)Fe3+AgFe2+Ag+設(shè)計成如圖所示的原電池(鹽橋裝有瓊脂-硝酸鉀溶液;靈敏電流計的0刻度居中,左右均有刻度)。已知接通后,觀察到電流計指針向右偏轉(zhuǎn)。下列判斷正確的是()A.在外電路中,電子從石墨電極流向銀電極B.鹽橋中的K+移向乙燒杯C.一段時間后,電流計指針反向偏轉(zhuǎn),越過0刻度,向左邊偏轉(zhuǎn)D.電流計指針居中后,往甲燒杯中加入一定量的鐵粉,電流計指針將向左偏轉(zhuǎn)答案:D解析:Fe3+發(fā)生得電子的還原反應(yīng),所以石墨電極為正極,電子從負極流向正極,陽離子從負極移向正極,A、B選項錯誤;達到化學平衡后,電流計指針指向0刻

6、度,不會越過,C選項錯誤;D選項,鐵粉與Fe3+反應(yīng)生成Fe2+,溶液中Fe2+濃度增大,反應(yīng)Fe3+AgFe2+Ag+平衡左移,Ag+發(fā)生得電子的反應(yīng),Ag為正極,正確。7.(2013全國)銀質(zhì)器皿日久表面會逐漸變黑,這是生成了Ag2S的緣故。根據(jù)電化學原理可進行如下處理:在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液,再將變黑的銀器浸入該溶液中,一段時間后發(fā)現(xiàn)黑色會退去。下列說法正確的是()A.處理過程中銀器一直保持恒重B.銀器為正極,Ag2S被還原生成單質(zhì)銀C.該過程中總反應(yīng)為2Al+3Ag2S6Ag+Al2S3D.黑色退去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl答案:B解析:由“電化學原理”可知正極反應(yīng)為Ag

7、S+2e-22Ag+S2-,負極反應(yīng)為Al-3e-Al3+;電解質(zhì)溶液中發(fā)生反應(yīng)Al3+3HO2Al(OH)3+3H+,S2-與H+結(jié)合生成H2S,使Al3+3H2OAl(OH)3+3H+的平衡右移,最終生成Al(OH)3沉淀,只有B選項正確。8.(2015廣東聯(lián)考)一種新型的乙醇電池,它用磺酸類質(zhì)子溶劑。電池總反應(yīng)為C2H5OH+3O2意如圖,下列說法中正確的是()A.a極為電池的正極B.電池工作時電流由a極沿導線經(jīng)燈泡再到b極2CO2+3H2O,電池示C.電池負極的電極反應(yīng):4H+O2+4e-2H2OD.電池工作時,1mol乙醇被氧化時有12mol電子轉(zhuǎn)移答案:D解析:燃料電池中,燃料在負

8、極失電子,所以通入乙醇的電極即a極是負極,A項錯誤;電池工作時電子由ab極,而電流由ba極,B項錯誤;正極氧氣得到電子被還原,電極反應(yīng)式為4H+O2+4e-2H2O,C項錯誤;負極反應(yīng)為CH3CH2OH+3H2O-12e-2CO2+12H+,顯然1mol乙醇被氧化時,有12mol電子轉(zhuǎn)移,D項正確。9.(2014福建理綜)某原電池裝置如圖所示,電池總反應(yīng)為2Ag+Cl22AgCl。下列說法正確的是()A.正極反應(yīng)為AgCl+e-Ag+Cl-B.放電時,交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替鹽酸,則電池總反應(yīng)隨之改變D.當電路中轉(zhuǎn)移0.01mole-時,交換膜左側(cè)溶液中約減少

9、0.02mol離子導學號95380251答案:D解析:原電池的正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng):Cl2+2e-2Cl-,負極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng):Ag-e-+Cl-AgCl,陽離子交換膜右側(cè)無白色沉淀生成;若用NaCl溶液代替鹽酸,電池總反應(yīng)不會改變;當電路中轉(zhuǎn)移0.01mol電子時,負極消耗0.01molCl-,右側(cè)正極生成0.01molCl-,左側(cè)溶液中應(yīng)有0.01molH+移向右側(cè),約減少0.02mol離子。10.根據(jù)下圖,下列判斷中正確的是()燒杯a中溶液的pH升高燒杯b中發(fā)生氧化反應(yīng)燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為2H+2e-燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl-2e-H2Cl2A.B.C.D.答案:A解析:題中

10、給出的物質(zhì)表明,該電池的總反應(yīng)是2Zn+O+2HO222Zn(OH),燒杯a中電極反應(yīng)為O+2HO+4e-2224OH-,b中電極反應(yīng)為Zn-2e-Zn2+,所以正確選項為A。二、非選擇題(本題共4小題,共50分)11.(2015遵義模擬)(12分)某?；瘜W興趣小組進行探究性活動:將氧化還原反應(yīng):2Fe3+2I-鹽橋的原電池。提供的試劑:FeCl溶液,KI溶液;其他用品任選。請回答下列問題:3(1)請畫出設(shè)計的原電池裝置圖,并標出電極材料,電極名稱及電解質(zhì)溶液。2Fe2+I2,設(shè)計成帶(2)發(fā)生氧化反應(yīng)的電極反應(yīng)式為。(3)反應(yīng)達到平衡時,外電路導線中(填“有”或“無”)電流通過。(4)平衡后

11、向FeCl溶液中加入少量FeCl固體,當固體全部溶解后,則此時該溶液中電極變?yōu)?填“正”32或“負”)極。答案:(1)如圖(2)2I-2e-I2(3)無(4)負解析:(1)先分析氧化還原反應(yīng),找出正、負極反應(yīng),即可確定正負極區(qū)的電解質(zhì)溶液。(2)發(fā)生氧化反應(yīng)的電極是負極,I-失電子。(3)反應(yīng)達到平衡時,無電子流動,故無電流產(chǎn)生。(4)平衡后向FeCl溶液中加入少量FeCl固體,32平衡逆向移動,此時Fe2+失電子,電極變成負極。12.(12分)依據(jù)氧化還原反應(yīng):2Ag+(aq)+Cu(s)Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計的原電池如圖所示。請回答下列問題:(1)電極X的材料是;電解質(zhì)溶液Y是

12、。(2)銀電極為電池的極,發(fā)生的電極反應(yīng)為;X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為。(3)外電路中的電子是從電極流向電極。答案:(1)銅AgNO3溶液(2)正Ag+e-Ag(或2Ag+2e-2Ag)Cu-2e-C(3)銅銀解析:根據(jù)所給反應(yīng)的設(shè)計要求并結(jié)合所給裝置可看出:X極是Cu,Y極電解質(zhì)溶液必須是AgNO溶液,因為Cu比3Ag活潑,所以Cu為負極,Ag為正極,負極電極反應(yīng)式:Cu-2e-C,正極電極反應(yīng)式:Ag+e-Ag,在外電路,電子由負極Cu流向正極Ag。13.(2014海南化學)(12分)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)LiClO溶于混合有機溶劑中

13、,Li+通過電解質(zhì)遷移入MnO晶格中,生成LiMnO?；卮鹣铝袉栴}:422(1)外電路的電流方向是由(填字母,下同)極流向極。(2)電池正極反應(yīng)為。(3)是否可用水代替電池中的混合有機溶劑?(填“是”或“否”),原因是。(4)(2014湖南十三校二次聯(lián)考)有學者想以如圖所示裝置用原電池原理將SO轉(zhuǎn)化為重要的化工原料。其負極2反應(yīng)為,當有0.25molSO被吸收,則通過質(zhì)子(H+)交換膜的H+的物質(zhì)的量為2mol。導學號95380252答案:(1)ba(2)MnO2+Li+e-LiMnO2(3)否電極Li是活潑金屬,能與水反應(yīng)(4)SO+2HO-2e-22S+4H+0.5解析:由電極材料可知a為

14、負極、b為正極,外電路電流由正極流向負極;正極中MnO得一個電子生成LiMnO,配22平即可。(4)SO失2個電子生成S,0.25molSO則轉(zhuǎn)移0.5mol電子,依據(jù)守恒可知通過交換膜的H+的物質(zhì)的22量為0.5mol。14.(2015全國)(14分)酸性鋅錳干電池是一種一次性電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產(chǎn)生MnOOH?；厥仗幚碓搹U電池可得到多種化工原料。有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示:溶解度/g溫度/020406080100化合物NH4Cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl23433954524

15、88541614化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10-1710-1710-39回答下列問題:(1)該電池的正極反應(yīng)式為,電池反應(yīng)的離子方程式為。(2)維持電流為0.5A,電池工作5分鐘,理論上消耗鋅g。(已知F=96500Cmol-1)(3)廢電池糊狀填充物加水處理后,過濾,濾液中主要有ZnCl和NHCl,二者可通過分離回24收;濾渣的主要成分是MnO、和,欲從中得到較純的MnO,最簡便的方法22為,其原理是。(4)用廢電池的鋅皮制備ZnSO7HO的過程中,需除去鋅皮中的少量雜質(zhì)鐵,其方法是:加稀硫酸和HO溶解,鐵4222變?yōu)?加堿調(diào)節(jié)至pH為時,鐵剛好沉淀完全(離

16、子濃度小于110-5molL-1時,即可認為該離子沉淀完全);繼續(xù)加堿至pH為時,鋅開始沉淀(假定Zn2+濃度為0.1molL-1)。若上述過程不加H2O2后果是,原因是。答案:(1)MnO2+H+e-MnOOH2MnO2+Zn+2H+2MnOOH+Zn2+注:式中Zn2+可寫為Zn(NH3、Zn(NH3)2Cl2等,H+可寫為N(2)0.05(3)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶碳粉MnOOH空氣中加熱碳粉轉(zhuǎn)變?yōu)镃O,MnOOH氧化為MnO22(4)Fe3+2.76Zn2+和Fe2+分離不開Fe(OH)和Zn(OH)的K相近22sp解析:(1)電池正極發(fā)生還原反應(yīng),所以正極反應(yīng)式為MnO2+H+e-MnOOH,負極反應(yīng)式為Zn-2e-Zn2+,所以電池反應(yīng)為Zn+2MnO2+2H+Zn2+2MnOOH。(2)因電流I=,所以Q=It=0.5A5min60smin-1=150C所以通過電子物質(zhì)的量為=所以消耗Zn的質(zhì)量為:65gmol-1=0.05g。(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)知ZnCl和NHCl在水中溶解度差異較大,且受溫度影響較大,所以可通過加熱濃縮、冷卻24結(jié)晶分離回收;濾渣主要成分是MnO、碳粉、MnOOH,要從中得到較純MnO,最簡便方法為在空氣中加熱,因為加熱