2023高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)原電池化學(xué)電源1(含解析)

原電池化學(xué)電源

李仕才

（考試時(shí)間：45分鐘總分值：100分）

一、單項(xiàng)選擇題：此題包括11小題，每題5分，共55分。

1.食品保鮮所用的“雙吸劑”，是由復(fù)原鐵粉、生石灰、氯化鈉、炭粉等按一定比例

組成的混合物，可吸收氧氣和水。以下分析不正確的選項(xiàng)是（）

A.“雙吸劑”中的生石灰有吸水作用

B.“雙吸劑”吸收氧氣時(shí)，發(fā)生了原電池反響

C.吸收氧氣的過(guò)程中，鐵作原電池的負(fù)極

-+

D.炭粉上發(fā)生的反響為：02+4e+4H=2H20

答案：D

解析：鐵粉、炭粉、Oz與電解質(zhì)氯化鈉構(gòu)成原電池，B、C選項(xiàng)正確；中性溶液中反響

物中不能含有*或0H,但生成物中可含有酎或OH\I）選項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.如圖裝置中，U形管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽

和氯化鏤溶液，各參加生鐵塊，放置一段時(shí)間。以下有關(guān)描述錯(cuò)誤

選項(xiàng)是（）

A.生鐵塊中的碳是原電池的正極

B.紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋?/p>

C.兩試管中相同的電極反響式是Fe—2e-=Fe”

D.a試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕

答案：B

解析：Fe與C及電解質(zhì)溶液形成原電池，F(xiàn)e是負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+,C是正極，在a

中發(fā)生吸氧腐蝕，a中壓強(qiáng)減小，b中發(fā)生析氫腐蝕，b中壓強(qiáng)增大，紅墨水柱液面是左高

右低，應(yīng)選B。此題考查鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕。

3.如下列圖是幾種常見(jiàn)的化學(xué)電源示意圖，有關(guān)說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是（)

f=^H,SO,注入口負(fù)極

封蠟

NH4CI.

溶液

MnOj+C犀酶

干電池示意圖鉛蓄電池示意圖氫氧燃料電池示意圖

A.上述電池分別屬于一次電池、二次電池和燃料電池

B.干電池在長(zhǎng)時(shí)間使用后，鋅筒被破壞

C.鉛蓄電池工作過(guò)程中，每通過(guò)2mol電子，負(fù)極質(zhì)量減輕207g

D.氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源

答案：C

解析：鉛蓄電池負(fù)極反響為Pb—2e-+S0r=PbS0i,通過(guò)2mol電子時(shí)，，質(zhì)量增加96g。

4.一種新型燃料電池，它以多孔鍥板為電極插入KOH溶液中，然后分別向兩極通入乙

烷和氧氣，那么有關(guān)此電池推斷正確的選項(xiàng)是（）

A.通入乙烷的電極為正極

B.參加反響的乙烷與氧氣的物質(zhì)的量之比為7：2

C.放電一段時(shí)間后，KOH的物質(zhì)的量濃度減少

D.負(fù)極反響式為CA+6H2O-14e-=2C0r+18H+

答案：C

解析：乙烷燃燒的化學(xué)方程式為2c2H6+70?-40）2+640,在該反響中氧氣得電子，乙

烷失電子，因此通入氧氣的電極為正極，而通入乙烷的電極為負(fù)極，故A答案錯(cuò)誤；反響中

參加反響的乙烷與氧氣的物質(zhì)的量之比應(yīng)為2：7,故B答案錯(cuò)誤；考慮到該電池是以K0H

為電解質(zhì)溶液的，生成的C02會(huì)和K0H反響轉(zhuǎn)化成K￡0”反響中消耗KOH,KOH的物質(zhì)的量

濃度減少，故C答案正確；由于該電池是以KOH溶液為電解液的，D答案中負(fù)極生成的H+

顯然在溶液中是不能存在的，故D答案錯(cuò)誤。考慮到電解質(zhì)溶液的影響，此時(shí)該電池的總反

響式應(yīng)為2C2H6+8K0H+702-4K2COs+10H，0,正極反響式為14HQ+702+28e-=280H（正

極氧氣得電子，理論上形成。2一，但該粒子在水中不穩(wěn)定，必須以形式存在），負(fù)極反響

式可用總反響式減去正極反響式得到：2GH6+360H—28e.=4C0廠+24HQ。

5.可用于電動(dòng)汽車(chē)的鋁一空氣燃料電池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液,

鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是（）

A.以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，正極反響都為。2+240+4“===40/

B.以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，負(fù)極反響為A1+30K—3e-===Al（0H）31

C.以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，電池在工作過(guò)程中電解質(zhì)溶液的pH保持不變

D.電池工作時(shí)，電子通過(guò)外電路從正極流向負(fù)極

答案：A

解析：正極&得電子，溶液顯堿性或中性時(shí)，正極反響都為0；+2壓0+4屋===401，A

項(xiàng)正確；鋁作負(fù)極，在堿性溶液（NaOH）中的負(fù)極反響為Al+40/-3e-===A10F+2HOB項(xiàng)

錯(cuò)誤：在堿性電解質(zhì)溶液中總的電池反響式為4Al+302+40H-=4A10；+2H，0,溶液pH降

低，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電池工作時(shí)，電子從負(fù)極流向正極，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

6.氫氧燃料電池用于航天飛機(jī)，電極反響產(chǎn)生的水經(jīng)冷凝后可作為航天員的飲用水，

其電極反響式如下：

負(fù)極：2H?+40H—41=440

--

正極：02+2H20+4e=40H

當(dāng)?shù)玫?.8L飲用水時(shí)，電池內(nèi)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為（）

A.1.8molB.3.6molC.100molD.200mol

答案：D

解析：?7（IbO）=------告=100mol

18g?mol

_

2H2+04e2=2H20

即每生成1mol40那么轉(zhuǎn)移2mole\當(dāng)生成100mol時(shí)，轉(zhuǎn)移200mole\

7.微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag20和Zn,

電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極反響式為

Zn+20I-F-2e"=ZnO+H20

-

Ag20+H20+2e=2Ag+20ir

總反響式為AgaO+Zn=ZnO+2Ag

根據(jù)上述反響式，判斷以下表達(dá)中正確的選項(xiàng)是（）

A.在使用過(guò)程中，電池負(fù)極區(qū)溶液的pH增大

B.在使用過(guò)程中，電子由AgQ經(jīng)外電路流向Zn極

C.Zn是負(fù)極，AgQ是正極

D.Zn極發(fā)生復(fù)原反響，AgQ極發(fā)生氧化反響

答案：C

解析：（1）根據(jù)電極反響式可知Zn失電子被氧化而溶解，Ag?O得電子被復(fù)原，故Zn是

負(fù)極，AgQ是正極，所以C正確；（2）負(fù)極（即Zn極）在反響時(shí)消耗0H，那么負(fù)極區(qū)溶液的

pH應(yīng)減小，故A錯(cuò)誤；（3）發(fā)生原電池反響時(shí)，電子由負(fù)極經(jīng)外電路到正極，即電子從Zn

極經(jīng)外電路到AgQ極，故B錯(cuò)誤：（4）在原電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反響，正極發(fā)生復(fù)原反響，

故D錯(cuò)誤。

8.鉛蓄電池的示意圖如下列圖。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是（）

-+-

A.放電時(shí)，N為負(fù)極，其電極反響式為：Pb02+SO?+4H+2e=PbSOi+2H20

B.放電時(shí)，cOizSO"）不變，兩極的質(zhì)量增加3￡

-PbbO]

C.充電時(shí)，陽(yáng)極反響式為：PbS0l+2e=Pb+S0rj~|[-z

D.充電時(shí)，假設(shè)N連電源正極，那么該極生成PbO?

答案：D匕士十

解析：充電時(shí)，假設(shè)N連電源正極，那么該極為陽(yáng)極，電極反響產(chǎn)物為PbO”1）正確。

9.據(jù)報(bào)道，我國(guó)擁有的完全自主產(chǎn)權(quán)的氫氧燃料電池車(chē)已在北京奧運(yùn)會(huì)期間為運(yùn)發(fā)動(dòng)

提供了效勞。某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液，以下有關(guān)該電池的表達(dá)不正確的選項(xiàng)

是（）

A.正極反響式為02+2乩0+4屋=40日

B.工作一段時(shí)間后，電解液中KOH的物質(zhì)的量不變

C.該燃料電池的總反響方程式為2H2+02=2H20

D.用該電池電解CuCk溶液，產(chǎn)生2.24LCk（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，有0.1mol電子轉(zhuǎn)移

答案：D

解析：此題考查燃料電池的工作原理。氧氣在正極發(fā)生復(fù)原反響，A正確；該燃料電池

中氫氣與氧氣反響生成水，KOH沒(méi)有消耗，也沒(méi)有生成，故KOH的物質(zhì)的量不變，但其溶液

濃度變小，B正確；壓和6反響生成水是該電池發(fā)生的反響，C正確；CuCl2-Cu+CLt,

--1

2C1—2e^C12t,/?（C12）—2.24L/22.4L,mol=0.1moLn（e~）=0.2mol,D錯(cuò)

誤。

10.利用反響6N02+8NH3===7N2+12H20構(gòu)成電池的裝置如

下列圖。此方法既能實(shí)現(xiàn)有效去除氮氧化物的排放，減輕環(huán)境

污染，又能充分利用化學(xué)能。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是（）

A.電流從左側(cè)電極經(jīng)過(guò)負(fù)載后流向右側(cè)電極

離子交換膜

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極反響式為2NH3—6e-===Nz+6H+

D.當(dāng)有4.48LNO?被處理時(shí)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.8兒

答案：B

11.有位科學(xué)家說(shuō)：“甲烷是21世紀(jì)的新燃料?！凹淄樽鳛槿剂系挠猛局痪褪怯糜谥?/p>

作燃料電池。有科技工作者制造了一種甲烷燃料電池，一個(gè)電極通入空氣，另一個(gè)電極通入

甲烷，電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrOz晶體，它在高溫下能傳導(dǎo)02\以下判斷錯(cuò)誤的選項(xiàng)是

（）

A.電池正極發(fā)生的反響：0z+4e-=20”

B.電池負(fù)極發(fā)生的反響：CH」+4O"-8e-=C02+2HQ

C.固體電解質(zhì)里的02的移動(dòng)方向：由正極流向負(fù)極

D.向外電路釋放電子的電極：正極（即電子由正極流向負(fù)極）

答案：D

解析：因?yàn)榉烹姇r(shí)，電池正極發(fā)生復(fù)原反響（元素化合價(jià)降低），負(fù)極發(fā)生氧化反響（元

素化合價(jià)升高）。所以正極反響式是0z+4e-=2（r,負(fù)極反響式是CH,+40"-8e-=C02+

2H2。由上述電池的正、負(fù)極反響式可以看出：正極反響“源源不斷”地產(chǎn)生0好，負(fù)極反

響要持續(xù)進(jìn)行，那么需要“持續(xù)不斷”的0"供應(yīng)，故電池內(nèi)O'-的移動(dòng)方向是由正極流向

負(fù)極。電池的負(fù)極發(fā)生氧化反響，失去電子，故外電路電子從負(fù)極流出，所以D錯(cuò)誤。

二、非選擇題：此題包括4個(gè)小題，共45分.

11.（8分）關(guān)于鐵生銹的機(jī)理有人提出如下步驟：

?Fe—2e=Fe2+；②H++e-=H；

2++

③4H+02=2HZ0；（4）4Fe+02+（4+2^H20=2Fe203?AH20+8H

根據(jù)以上過(guò)程，答復(fù)以下問(wèn)題：

（1）根據(jù)以上機(jī)理，判斷以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是（）

A.以上銹蝕過(guò)程發(fā)生的是化學(xué)腐蝕

B.從銹蝕反響的最終結(jié)果看，水既是氧化劑，又是復(fù)原劑

C.反響的實(shí)質(zhì)是氧氣被復(fù)原，金屬鐵被氧化

D.從反響機(jī)理看，銹蝕過(guò)程發(fā)生的是析氫腐蝕

（2）某鐵件需長(zhǎng)期浸于水下，為了減少腐蝕，想采取以下措施，其中正確的有（）

A.給鐵件鉀上一些鋅板

B.給鐵件通入直流電，把鐵件與電源正極連接

C.在制造鐵件時(shí)，在鐵中摻入一定比例的銅制成合金

D.在鐵件外表涂上一層較厚的瀝青

（3）現(xiàn)有質(zhì)量為1000g的某鐵件已在水下生銹，假設(shè)測(cè)知整個(gè)銹蝕過(guò)程中有6mol電

子發(fā)生轉(zhuǎn)移，那么參加反響的曳在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為一L,反響后鐵件的質(zhì)量為—晨鐵

銹Fe2O3?冊(cè)0中x值為1）.

答案：（DC（2分）（2）AD（2分）⑶33.6〔2分）106612分）

解析：（1）根據(jù)反響機(jī)理，將方程式疊加：①X4+②X8+③X2+④可得：

4Fe+30,+2AH20=2（Fe2O3?冊(cè)0）

可知為吸氧腐蝕。

(2)保護(hù)鐵不被腐蝕，可隔絕或采取犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。

(3)4Fe+302+2H20=2(Fe203?H20)轉(zhuǎn)移電子

3X22.4L12mol

r(02)6mol

3M22.4LX6mol

HO2)-12mol=33.6L

由差值法得Ak"1辱W"=66g,故反響后鐵件質(zhì)量為1066g。

Izmol

12.(除標(biāo)注外，每空2分，共12分)稀濱水和氯化鐵溶液都呈黃色，現(xiàn)在足量的稀的

氯化亞鐵溶液中，參加1?2滴液漠，振蕩后溶液呈黃色，現(xiàn)對(duì)溶液呈黃色的原因進(jìn)行探究。

(1)僅限選用的儀器和試劑有燒杯、試管、玻璃棒、量筒、滴管、藥匙；酸性高錦酸鉀

溶液、氫氧化鈉溶液、四氯化碳、硫氟化鉀溶液、硝酸銀溶液、淀粉碘化鉀溶液。完成以下

實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程：

【提出假設(shè)】

假設(shè)1：溶液呈黃色不是發(fā)生化學(xué)反響所致，是由溶液中的引起的(填微粒的

化學(xué)式，下同)。

假設(shè)2：溶液呈黃色是發(fā)生化學(xué)反響所致，是由溶液中的引起的。

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案】

為了驗(yàn)證上述假設(shè)1和假設(shè)2的推斷，請(qǐng)用簡(jiǎn)要的文字描述你的實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)

的現(xiàn)象。

假設(shè)1：。

假設(shè)2：?

(2)根據(jù)高中所學(xué)的知識(shí)判斷，你認(rèn)為(填“假設(shè)1”或"假設(shè)2")的推斷是正

確的；假設(shè)選用淀粉碘化鉀溶液驗(yàn)證你的假設(shè)是否可行？(填“可行”或"不可

行“)。

(3)寫(xiě)出鐵離子與碘離子反響的離子方程式：，并依據(jù)

該反響原理設(shè)計(jì)一種原電池，將原電池的裝置示意圖畫(huà)在方框中。

r--------------------------------------------1

答案：(l)BmFe"向黃色溶液中參加適量CCL,振蕩，靜置，下層溶液呈橙紅色向

黃色溶液中滴加兒滴KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色(1分)

(2)假設(shè)2不可行(1分)

(3)2r+2Fe3+=2Fe2++L

13.（9分）（1）常溫下，將除去外表氧化膜的Al、Cu片插入濃HN03中組成原電池（圖

1）,測(cè)得原電池的電流強(qiáng)度（I）隨時(shí)間（t）的變化如圖2所示，反響過(guò)程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。

0—力時(shí)，原電池的負(fù)極是A1片，此時(shí)，正極的電極反響式是

溶液中的H+向—極移動(dòng)，匕時(shí)，原電池中電子流動(dòng)方向

發(fā)生改變，其原因是o

（2）FeS0,在一定條件下可制得FeSz（二硫化亞鐵）納米材料。該材料可用于制造高容量鋰

電池，電解質(zhì)為熔融的K2S,電池放電時(shí)的總反響為4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正極反響式

是O

答案：（l）2H++N0；+e-=N02t+HQ〔3分）正（1分〕A1在濃硝酸中發(fā)生鈍化,

氧化膜阻止了A1進(jìn)一步反響（2分）

-2-

（2）FeSz+4e=Fe+2S（3分）

解析：（1）常溫下鋁可以被濃硝酸鈍化；（2）正極得電子，化合價(jià)降低，從總方程式可

以看出，正極的反響物應(yīng)為FeS”產(chǎn)物為Fe和S'-

14.（每空2分，共16分）氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。以下列

圖為電池示意圖，該電池電極外表鍍了一層細(xì)小的伯粉，銷(xiāo)吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定。

請(qǐng)答復(fù)：

（1）氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是,在導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向?yàn)?/p>

________（用a、b表示）。

（2）負(fù)極反響式為。

（3）電極外表鍍伯粉的原因?yàn)?

（4）該電池工作時(shí)，壓和“連續(xù)由外部供應(yīng)，電池可連續(xù)不斷地提供電能。因此，大量

平安儲(chǔ)氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。

金屬鋰是一種重要的儲(chǔ)氫材料，吸氫和放氫原理如下：

I.2L