高三化學知識點仿真模擬題專練11

專題七原電池類選擇題解題方法策略考試方向電化學類試題是高考的必考點，在多數(shù)省市的選擇題中考查，少數(shù)以化學反應原理在大題中考查。通查考查電極反應方程式的書寫、電子電流以及離子的流動方向的判斷、有關電子轉(zhuǎn)移數(shù)目、產(chǎn)物的量和電極增減量等的相關計算。原電池的考查是近幾年考查的熱點，通常考查可充電電池中充電和放電兩個過程的分析，新型燃料電池等。在復習過程中學會分析幾種典型模型，重點訓練電極反應方程式的書寫，結(jié)合近幾年的高考題訓練，靈活運用。經(jīng)典題例析【例題1】【2015新課標Ⅰ卷】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。下列有關微生物電池的說法錯誤的是（）A．正極反應中有CO2生成B．微生物促進了反應中電子的轉(zhuǎn)移C．質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)D．電池總反應為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O【答案】A【考點定位】原電池原理；難度為一般等級【名師點晴】本題是關于能量轉(zhuǎn)化的題目，電化學包括原電池和電解池。原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，組成有正負極、電解質(zhì)溶液、形成閉合回路，活動性強的電極為負極，發(fā)生氧化反應，活動性弱的電極為正極，正極上發(fā)生還原反應。電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置。與外加電源正極連接的為陽極，與電源負極連接的為陰極。陽極發(fā)生氧化反應，陰極發(fā)生還原反應。若陽極是活性電極，則是電極本身失去電子，若電極是惰性電極，則電解質(zhì)溶液（或熔融狀態(tài)）陰離子發(fā)生還原反應。掌握好陰離子、陽離子的放電順序、清楚在閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等是本題的關鍵?！纠}2】【2015天津卷】鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關敘述正確的是（）A．銅電極上發(fā)生氧化反應B．電池工作一段時間后，甲池的c(SO42－)減小C．電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D．陰陽離子離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡【答案】C【考點定位】本題主要考查了原電池的反應原理，涉及反應類型、離子濃度的變化、電極的判斷、離子的移動方向的判斷等【名師點睛】電化學反應原理是選修4中的重要內(nèi)容，也是難點之一。原電池的反應原理的應用，抓住化學反應的本質(zhì)、正負極的判斷、正負極反應類型的判斷、電極反應式的書寫、總反應方程式的書寫、電子的流向、電流的流向、溶液中離子的流向、電極是否參加反應、電子的轉(zhuǎn)移、有關氧化還原反應的計算、溶液質(zhì)量的變化、離子交換膜的判斷、溶液的pH的計算或變化、溶液顏色的變化是解題的關鍵。綜合性較強，針對每個知識點進行詳細剖析，使學生真正理解原電池的反應中所涉及的知識。解題方法與策略電化學類試題具有很強的規(guī)律性和策略性，在解題過程中需要不斷總結(jié)，歸納。1、池型判斷（1）根據(jù)概念：原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能，電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學能。（2）根據(jù)是否有外接電源判斷：有的為電解池。（3）根據(jù)可充電電池判斷：放電為原電池，充電為電解池。2、原電池反應式的書寫①一般電極反應式的書寫列物質(zhì)列物質(zhì)標得失看環(huán)境配守恒兩式加驗總式按照負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應，判斷出電解反應產(chǎn)物，找出得失電子的數(shù)量電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中，應能穩(wěn)定存在，如堿性介質(zhì)中生成的H+應讓其結(jié)合OH-生成水。電極反應式要遵守電荷守恒和質(zhì)量守恒、電子得失守恒等加以配平。兩電極反應式相加，與總反應離子方程式對照驗證。②復雜電極反應式的書寫復雜電極反應式=總反應式—較簡單一極的電極反應式如CH4酸性燃料電池中CH4＋2O2CO2＋2H2O……總反應式2O2＋8H＋＋8e－4H2O……正極反應式CH4＋2H2O－8e－CO2＋8H＋……負極反應式這類試題的一般解題方法為：根據(jù)原電池的形成條件進行判斷根據(jù)原電池的形成條件進行判斷審題析題解題①活性不同的兩極，②電解質(zhì)溶液，③形成閉合回路，④自發(fā)的氧化還原反應原電池的工作原理活潑的材料做負極，失電子，經(jīng)過外電路流向正極。電流從正極流向負極，陰離子流向負極，陽離子流向正極。寫電極反應式，進行相關的判斷結(jié)合上面兩步，注意電解質(zhì)溶液的酸堿性及pH的變化，正確書寫出電極反應方程式。跟蹤訓練1．鎳氫電池(NiMH)目前已經(jīng)成為混合動力汽車的一種主要電池類型。NiMH中的M表示儲氫金屬或合金。該電池在充電過程中的總反應方程式是：Ni(OH)2+M＝NiOOH+MH，已知：6NiOOH+NH3+H2O+OH－=6Ni(OH)2+NO2－，下列說法正確的是A．NiMH電池放電過程中，正極的電極反應式為：NiOOH+H2O+e－=Ni(OH)2+OH－B．充電過程中OH－離子從陽極向陰極遷移C．充電過程中陰極的電極反應式：H2O+M+e－=MH+OH－，H2O中的H被M還原D．NiMH電池中可以用KOH溶液、氨水等作為電解質(zhì)溶液【答案】A【考點定位】本題主要是考查了原電池和電解池原理的應用與有關判斷，涉及電極反應式的書寫、離子的移動方向，電解質(zhì)溶液判斷以及氧化還原反應的判斷等【名師點晴】電化學是歷年高考的重要考點之一，考查的內(nèi)容為：提供電極材料和電解質(zhì)溶液判斷能否形成原電池，原電池電極名稱判斷及電極反應式的書寫，提供反應方程式設計原電池、電解池（包括電鍍池、精煉池），根據(jù)電解時電極質(zhì)量或溶液pH的變化判斷電極材料或電解質(zhì)種類，電解產(chǎn)物的判斷和計算，結(jié)合圖像考查電極質(zhì)量或電解質(zhì)溶液質(zhì)量分數(shù)的變化。解答電解池相關題目時，應從幾步入手：①看電極（材料），判斷電極本身是否參與反應。②看溶液，判斷電解液中的陽離子、陰離子種類，從而判斷在陰極、陽極發(fā)生反應的微粒。③看隔膜，判斷兩極反應發(fā)生后陰離子、陽離子的濃度變化，從而判斷溶液中微粒穿過陰（陽）離子隔膜的方向和產(chǎn)物。2．人工光合作用能夠借助太陽能，用CO2和H2O制備化學原料。下圖是通過人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖，下列說法不正確的是（）A．該過程是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能的過程B．催化劑a表面發(fā)生氧化反應，有O2產(chǎn)生C．催化劑a附近酸性減弱，催化劑b附近酸性增強D．催化劑b表面的反應是CO2+2H++2e一=HCOOH【答案】C【考點定位】本題主要是考查原電池的原理【名師點睛】原電池是化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，負極失去電子，發(fā)生氧化反應；正極得到電子，發(fā)生還原反應。電子從負極流出，經(jīng)過導線，流向正極。溶液中的陽離子移向正極，陰離子移向負極。3．下列與金屬腐蝕有關的說法正確的是海水圖海水圖aZnCuCu－Zn合金NM圖b稀鹽酸稀鹽酸PtZn圖c圖dZnMnO2NH4Cl糊狀物碳棒 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干電池放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的【答案】B考點：本題考查金屬的腐蝕與防護。4．【2014新課標Ⅱ卷】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(chǎn)為電池的正極B．電池充電反應為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】新型化學電源的分析首先要根據(jù)原電池原理結(jié)合題給信息準確判斷電源的正、負極，可從反應類型、電極材料的活潑性、外電路中電流方向及電子流向、電解質(zhì)溶液中離子的移動方向及相關電極反應的實驗現(xiàn)象進行判斷；然后理清兩極上的電極反應式及電池反應；其次要認真審題，審清“錯誤”、“b的電極材料中含有活潑金屬Li”等關鍵信息，結(jié)合選項進行作答。根據(jù)題給裝置圖判斷，b電極的電極材料中含有活潑金屬鋰，反應中易失電子，發(fā)生氧化反應，作原電池的負極，電極反應式為Li—e－Li＋，a電極為原電池的正極，電極反應式為Li1-xMn2O4+xLi＋+xe－LiMn2O4，電池反應為Li1-xMn2O4+xLiLiMn2O4。A、根據(jù)上述分析知，a為電池的正極，正確；B、電池充電反應為電池反應的逆反應，充電反應為LiMn2O4Li1-xMn2O4+xLi，正確；C、放電時，a極錳的化合價降低，而鋰的化合價不發(fā)生變化，錯誤；D、放電時，溶液中Li＋由負極向正極遷移，即從b向a遷移，正確?！究键c定位】本題主要是考查原電池和電解池的工作原理?！久麕燑c晴】本題以水溶液鋰離子電池體系為載體考查了原電池原理、化學電源等知識?？疾榱藢W生閱讀材料接受、整合信息的能力，運用所學化學知識分析、解決化學實際問題的能力。熟練掌握原電池原理，準確判斷正、負極，明確兩極的電極反應及電池反應是解題的關鍵。該類試題的難點在于是電極反應式的書寫。5．獲得“863”計劃和中科院“百人計劃”支持的環(huán)境友好型鋁碘電池已研制成功，電解質(zhì)為AlI3溶液，已知電池的總方程式為2Al＋3I2=2AlI3。下列說法不正確的是()A．該電池負極的電極方程式為Al－3e－=Al3＋B．電池工作時，溶液中鋁離子向正極移動C．消耗相同質(zhì)量金屬時，用鋰作負極時，產(chǎn)生電子的物質(zhì)的量比鋁多D．該電池可能是一種可充電的二次電池【答案】D【解析】試題分析：A、鋁做原電池的負極，失去電子生成鋁離子，正確，不選A；B、原電池中陽離子向正極移動，正確，不選B；C、7克鋰失去1摩爾電子，27克鋁失去3摩爾電子，所以等質(zhì)量的金屬，鋰產(chǎn)生的電子比鋁多，正確，不選C；D、反應不是可逆反應，是一次電池，錯誤，選D。考點：原電池的原理6．食品保鮮所用的“雙吸劑”，是由還原劑、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。下列分析不正確的是（）A．“雙吸劑”中的生石灰有吸水作用B．“雙吸劑”吸收氧氣時，發(fā)生了原電池反應C．吸收氧氣的過程中，鐵作原電池的負極D．炭粉上發(fā)生的反應為：O2+4e-+4H+=2H2O【答案】D考點：考查原電池原理7．【2014年高考海南卷】鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiCIO4。溶于混合有機溶劑中，Li+通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2?；卮鹣铝袉栴}：（1）外電路的電流方向是由____極流向____極。（填字母）（2）電池正極反應式為____。（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）MnO2可與KOH和KClO3，在高溫下反應，生成K2MnO4，反應的化學方程式為________K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為___________?！敬鸢浮?1)ba(2)MnO2+e-+Li+=LiMnO2;(3)否電極Li是活潑金屬，能與水反應；（4）3MnO2+KClO3+6KOH=3K2MnO4+KCl+3H2O;2:1.【考點定位】本題以鋰錳電池為線索，從考查了原電池電極的判斷、電極反應式的書寫、反應條件的選擇、化學方程式的書寫及氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量的關系；從能力上考查了考生對原電池反應原理的了解和掌握情況，考查了考生對氧化還原反應的概念、實質(zhì)、特征的關系及靈活應用能力；考查了學生應用所學知識來解決具體問題的能力。它充分體現(xiàn)了“源于教材又不拘泥于教材”的指導思想，在一定程度上考查了學生的知識的靈活運用能力和分析問題解決問題的能力?！久麕燑c睛】解答本題的思路是：首先應該掌握原電池的過程條件、電極名稱、電極判斷、電極反應、溶液中離子的移動方向、外電路中電子的移動方向、氧化還原反應的實質(zhì)、特征、氧化劑與還原劑等概念。還要清楚加入的物質(zhì)是否還會發(fā)生其它的反應，判斷加入物質(zhì)的可行性。最后按要求進行解答。8．【2015北京卷】為探討化學平衡移動原理與氧化還原反應規(guī)律的聯(lián)系，某同學通過改變濃度研究“2Fe3+＋2I-2Fe2+＋I2”反應中Fe3+和Fe2+的相互轉(zhuǎn)化。實驗如下：（1）待實驗=1\*ROMANI溶液顏色不再改變時，再進行實驗=2\*ROMANII，目的是使實驗=1\*ROMANI的反應達到。（2）=3\*romaniii是=2\*romanii的對比試驗，目的是排除有=2\*romanii中造成的影響。（3）=1\*romani和=2\*romanii的顏色變化表明平衡逆向移動，F(xiàn)e2+向Fe3+轉(zhuǎn)化。用化學平衡移動原理解釋原因：。（4）根據(jù)氧化還原反應的規(guī)律，該同學推測=1\*romani中Fe2+向Fe3+轉(zhuǎn)化的原因：外加Ag+使c(I-)降低，導致I-的還原性弱于Fe2+，用右圖裝置（a、b均為石墨電極）進行實驗驗證。=1\*GB3①K閉合時，指針向右偏轉(zhuǎn)，b作極。=2\*GB3②當指針歸零（反應達到平衡）后，向U型管左管滴加0.01mol/LAgNO3溶液，產(chǎn)生的現(xiàn)象證實了其推測，該現(xiàn)象是。（5）按照（4）的原理，該同學用上圖裝置進行實驗，證實了=2\*romanii中Fe2+向Fe3+轉(zhuǎn)化的原因，=1\*GB3①轉(zhuǎn)化原因是。=2\*GB3②與（4）實驗對比，不同的操作是。（6）實驗=1\*ROMANI中，還原性：I->Fe2+；而實驗=2\*ROMANII中，還原性：Fe2+>I-，將（3）和（4）、（5）作對比，得出的結(jié)論是?！敬鸢浮?/p>

（1）化學平衡狀態(tài)（2）