新高考地區(qū)選考化學（人教版）一輪復習課后達標檢測課題21原電池化學電源

一、選擇題：每小題只有一個選項符合題意。1．(2020·廣州模擬)某小組為研究原電池原理，設計如圖裝置，下列敘述正確的是()A．若X為Fe，Y為Cu，則鐵為正極B．若X為Fe，Y為Cu，則電子由銅片流向鐵片C．若X為Fe，Y為C，則碳棒上有紅色固體析出D．若X為Cu，Y為Zn，則鋅片發(fā)生還原反應解析：選C。Fe比Cu活潑，F(xiàn)e做負極，電子從Fe流向Cu，故A、B錯誤；若X為Fe，Y為C，電解質(zhì)為硫酸銅，則正極碳棒上析出Cu，故C正確；Zn比Cu活潑，Zn做負極，發(fā)生氧化反應，故D錯誤。2．(新題預測)在超市里經(jīng)常會看到一種外殼為紙層包裝的電池，印有如圖所示的文字。下列有關說法錯誤的是()A．該電池是一次電池B．該電池工作時，電子由負極通過外電路流入正極C．該電池含有的金屬元素中毒性最大的是HgD．該電池工作時，外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減少3.25g解析：選D。電池工作時，鋅失去電子，電極反應式為Zn－2e－=Zn2＋，所以外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上應減少6.5g，所以D項錯誤。3．根據(jù)下圖判斷，下列說法正確的是()A．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中負極反應均是Fe－2e－=Fe2＋B．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中正極反應均是O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中鹽橋中的陽離子均向右側(cè)燒杯移動D．放電過程中，裝置Ⅰ左側(cè)燒杯和裝置Ⅱ右側(cè)燒杯中溶液的pH均增大解析：選D。裝置Ⅰ中的負極為Zn，A項錯誤；裝置Ⅱ中的正極反應為2H＋＋2e－=H2↑，B項錯誤；陽離子向正極移動，裝置Ⅰ中陽離子向左側(cè)燒杯移動，C項錯誤。4．某學習小組的同學查閱相關資料知氧化性：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＞Fe3＋，設計了鹽橋式的原電池，如圖所示。鹽橋中裝有瓊脂與飽和K2SO4溶液。下列敘述中正確的是()A．甲燒杯的溶液中發(fā)生還原反應B．乙燒杯中發(fā)生的電極反應為2Cr3＋＋7H2O－6e－=Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋C．外電路的電流方向為從b到aD．電池工作時，鹽橋中的SOeq\o\al(2－,4)移向乙燒杯解析：選C。A項，甲燒杯中發(fā)生的反應為Fe2＋－e－=Fe3＋，為氧化反應，錯誤；B項，乙燒杯中Cr2Oeq\o\al(2－,7)發(fā)生還原反應，得到電子，錯誤；C項，a極為負極，b極為正極，外電路的電流方向為從b到a，正確；D項，SOeq\o\al(2－,4)向負極移動，即移向甲燒杯，錯誤。5．(2020·濟南質(zhì)檢)如圖為以Pt為電極的氫氧燃料電池的工作原理示意圖，稀H2SO4為電解質(zhì)溶液。下列有關說法不正確的是()A．a(chǎn)極為負極，電子由a極經(jīng)外電路流向b極B．a(chǎn)極的電極反應式：H2－2e－=2H＋C．電池工作一段時間后，裝置中c(H2SO4)增大D．若將H2改為CH4，消耗等物質(zhì)的量的CH4時，O2的用量增多解析：選C。a極通入的H2發(fā)生氧化反應，為負極，電子由a極經(jīng)外電路流向b極；以稀H2SO4為電解質(zhì)溶液時，負極的H2被氧化為H＋；電池總反應為2H2＋O2=2H2O，電池工作一段時間后，裝置中c(H2SO4)減??；根據(jù)電池總反應2H2＋O2=2H2O，CH4＋2O2=CO2＋2H2O可知，等物質(zhì)的量的CH4比H2消耗O2多。6．可充電氟鎂動力電池比鋰電池具有更高的能量密度和安全性，其電池反應為Mg＋2MnF3=2MnF2＋MgF2。下列有關說法不正確的是()A．鎂為負極材料B．正極的電極反應式為MnF3＋e－=MnF2＋F－C．電子從鎂極流出，經(jīng)電解質(zhì)流向正極D．每生成1molMnF2時轉(zhuǎn)移1mol電子解析：選C。由電池反應可知，鎂失去電子，發(fā)生氧化反應，為負極，A項正確；電池反應中，三氟化錳發(fā)生還原反應，為正極，B項正確；電子由負極(鎂極)流出經(jīng)外電路流向正極，C項不正確；錳元素由＋3價降至＋2價，每生成1molMnF2轉(zhuǎn)移1mol電子，D項正確。7．(2020·雅安模擬)某種熔融碳酸鹽燃料電池以Li2CO3、K2CO3為電解質(zhì)，以CH4為燃料時，該電池工作原理如圖所示，下列說法正確的是()A．a(chǎn)為空氣，b為CH4B．COeq\o\al(2－,3)向正極移動C．此電池在常溫時也能工作D．正極電極反應式為2CO2＋O2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)解析：選D。燃料電池中通入燃料的一極是負極，通入氧化劑的一極是正極，根據(jù)電子流向可知，左邊電極是負極、右邊電極是正極，所以a為CH4，b為空氣，故A錯誤；原電池放電時，陰離子向負極移動，則COeq\o\al(2－,3)向負極移動，故B錯誤；電解質(zhì)為熔融碳酸鹽，需要高溫條件，故C錯誤；正極上O2得到電子和CO2反應生成COeq\o\al(2－,3)，電極反應式為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)，故D正確。二、選擇題：每小題有一個或兩個選項符合題意。8．(原創(chuàng)題)三元電池成為我國電動汽車的新能源，其正極材料可表示為Lieq\o(Ni,\s\up6(＋2))xeq\o(Co,\s\up6(＋3))yeq\o(Mn,\s\up6(＋4))zO2，且x＋y＋z＝1。充電時電池總反應為LiNixCoyMnzO2＋6C(石墨)=Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6，其電池工作原理如圖所示，兩極之間有一個允許特定的離子X通過的隔膜。下列說法正確的是()A．允許離子X通過的隔膜屬于陽離子交換膜B．充電時，A為陰極，發(fā)生氧化反應C．放電時，B為負極，發(fā)生氧化反應D．放電時，正極反應式為Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－=LiNixCoyMnzO2解析：選AD。根據(jù)充電時電池總反應可知，放電時負極反應式為LiaC6－ae－=6C(石墨)＋aLi＋，正極反應式為Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－=LiNixCoyMnzO2，將放電時負極、正極反應式左右顛倒，即分別得到充電時陰極、陽極反應式，D項正確；放電時，A是負極、B是正極，Li＋向正極移動，則X是Li＋，允許陽離子通過的隔膜為陽離子交換膜，A項正確，C項錯誤；充電時，A是陰極，發(fā)生還原反應，B項錯誤。9．鎂及其化合物一般無毒(或低毒)、無污染，且鎂原電池放電時電壓高且平穩(wěn)，使鎂原電池成為人們研制綠色原電池的關注焦點。其中一種鎂原電池的反應為xMg＋Mo3S4eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))MgxMo3S4，下列說法正確的是()A．電池放電時，正極反應為Mo3S4＋2xe－＋xMg2＋=MgxMo3S4B．電池放電時，Mg2＋向負極遷移C．電池充電時，陽極反應為xMg2＋＋2xe－=xMgD．電池充電時，陰極發(fā)生還原反應生成Mo3S4解析：選A。電池放電時，正極發(fā)生還原反應，由電池反應可知，Mo3S4為正極，被還原，電極反應為Mo3S4＋2xe－＋xMg2＋=MgxMo3S4，A項正確；電池放電時，陽離子向正極移動，B項錯誤；電池充電時，陽極發(fā)生氧化反應，C項錯誤；電池充電時，陰極發(fā)生還原反應生成金屬鎂，D項錯誤。10．(改編題)十九大報告中提出要“打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”，這意味著對大氣污染防治的要求比過去更高。二氧化硫-空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合，原理如圖所示。下列說法正確的是()A．該電池放電時質(zhì)子從Pt2電極經(jīng)過內(nèi)電路流到Pt1電極B．Pt1電極附近發(fā)生的反應為SO2＋2H2O－2e－=H2SO4＋2H＋C．Pt2電極附近發(fā)生的反應為O2＋4e－＋4H＋=2H2OD．相同條件下，放電過程中消耗的SO2和O2的體積比為2∶1解析：選CD。放電時為原電池，質(zhì)子向正極移動，Pt1電極為負極，則該電池放電時質(zhì)子從Pt1電極經(jīng)過內(nèi)電路流到Pt2電極，A錯誤；Pt1電極為負極，發(fā)生氧化反應，SO2被氧化為硫酸，電極反應為SO2＋2H2O－2e－=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，硫酸應當拆為離子形式，B錯誤；Pt2電極為正極，在酸性條件下，氧氣在正極上得電子生成水，C正確；相同條件下，放電過程中負極發(fā)生氧化反應2SO2＋4H2O－4e－=2SOeq\o\al(2－,4)＋8H＋，正極發(fā)生還原反應O2＋4e－＋4H＋=2H2O，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等可知，相同條件下，放電過程中消耗的SO2和O2的體積比為2∶1，D正確。11．我國最近在太陽能光電催化-化學耦合分解硫化氫研究中獲得新進展，相關裝置如圖所示。下列說法中正確的是()A．該制氫工藝中光能最終轉(zhuǎn)化為化學能B．該裝置工作時，H＋由b極區(qū)移向a極區(qū)C．a(chǎn)極上發(fā)生的電極反應為Fe3＋＋e－=Fe2＋D．a(chǎn)極區(qū)需不斷補充含F(xiàn)e3＋和Fe2＋的溶液解析：選A。該制氫工藝中光能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為化學能，A項正確；該裝置工作時，H＋由a極區(qū)移向b極區(qū)，B項錯誤；a極上發(fā)生氧化反應，失電子，所以a極上發(fā)生的電極反應為Fe2＋－e－=Fe3＋，C項錯誤；由題圖可知，a極區(qū)Fe2＋和Fe3＋可相互轉(zhuǎn)化，故不需補充含F(xiàn)e3＋和Fe2＋的溶液，D項錯誤。三、非選擇題12．某興趣小組做如下探究實驗：(1)圖Ⅰ為依據(jù)氧化還原反應設計的原電池裝置，該反應的離子方程式為___________。反應前，兩電極質(zhì)量相等，一段時間后，兩電極質(zhì)量相差12g，則導線中通過________mol電子。(2)如圖Ⅰ，其他條件不變，若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨電極的反應式為________________________________________________________________________，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：_________________________________________________________。(3)如圖Ⅱ，其他條件不變，將圖Ⅰ中的鹽橋換成銅絲與石墨(2)相連成n形，則乙裝置中石墨(1)為________(填“正”“負”“陰”或“陽”)極，乙裝置中與銅絲相連的石墨(2)電極上的電極反應式為__________________________________________。(4)將圖Ⅱ乙裝置中的CuCl2溶液改為400mLCuSO4溶液，一段時間后，若電極質(zhì)量增重1.28g，則此時溶液的pH為________(不考慮反應中溶液體積的變化)。解析：(1)Fe是活性電極，失電子被氧化生成Fe2＋，石墨是惰性電極，溶液中Cu2＋在石墨電極得電子被還原生成Cu，故該原電池反應為Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。工作過程中，F(xiàn)e做負極，電極反應式為Fe－2e－=Fe2＋，鐵電極質(zhì)量減少；石墨做正極，電極反應式為Cu2＋＋2e－=Cu，石墨電極質(zhì)量增加；設兩電極質(zhì)量相差12g時電路中轉(zhuǎn)移電子為xmol，則有xmol×eq\f(1,2)×56g·mol－1＋xmol×eq\f(1,2)×64g·mol－1＝12g，解得x＝0.2。(2)NH4Cl溶液中NHeq\o\al(＋,4)發(fā)生水解反應：NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋，使溶液呈酸性，故石墨電極(即正極)上發(fā)生的反應為2H＋＋2e－=H2↑。(3)其他條件不變，若將鹽橋換成銅絲與(2)石墨相連成n形，則甲裝置為原電池，F(xiàn)e做負極，Cu做正極；乙裝置為電解池，則石墨(1)為陰極，石墨(2)為陽極，溶液中Cl－在陽極放電生成Cl2，電極反應式為2Cl－－2e－=Cl2↑。(4)若將乙裝置中的CuCl2溶液改為400mLCuSO4溶液，電解CuSO4溶液的總反應方程式為2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2SO4＋2Cu＋O2↑，當電極質(zhì)量增重1.28g(即析出0.02molCu)時，生成0.02molH2SO4，則c(H＋)＝eq\f(0.02mol×2,0.4L)＝0.1mol·L－1，pH＝－lg0.1＝1，故此時溶液的pH為1。答案：(1)Fe＋Cu2＋=Fe2＋(2)2H＋＋2e－=H2↑酸性NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋(3)陰2Cl－－2e－=Cl2↑(4)113．(新題預測)(1)微生物燃料電池指在微生物的作用下將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如圖所示：①HS－在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)的反應式是___________________________。②若維持該微生物電池中兩種細菌的存在，則電池可以持續(xù)供電，原因是_________。(2)PbSO4熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源，基本結(jié)構如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應為PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。①放電過程中，Li＋向________(填“負極”或“正極”)移動。②負極反應式為___________________________________________。③電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，理論上生成_____________gPb。(3)氨氧燃料電池具有很大的發(fā)展?jié)摿?。氨氧燃料電池工作原理如圖所示。①a電極的電極反應式是____________________________________________