2022屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)規(guī)范練17原電池化學(xué)電源（含解析）

原電池化學(xué)電源

（時(shí)間:45分鐘滿分：100分）

一、選擇題（本題共8小題,每小題6分，共48分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求）

1.電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH：,的含量,其工作原理如圖所示,其中NL被氧化為常見無毒物質(zhì)。

下列說法錯(cuò)誤的是（）。

A.溶液中0H向電極a移動(dòng)

B.電極b上發(fā)生還原反應(yīng)

C.負(fù)極的電極反應(yīng)式為2NH3+60H-6e=^'2+6H20

D.理論上反應(yīng)消耗的NL與的物質(zhì)的量之比為3:4

答案:|D

甌］電極a上NH,發(fā)生氧化反應(yīng)生成N2,則電極a為負(fù)極，電極b為正極,原電池中，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，故

A項(xiàng)正確；電極b為正極,正極上發(fā)生還原反應(yīng),B項(xiàng)正確；負(fù)極上NH3失電子生成N,和H。電極反應(yīng)式為

2NHa+60H-6e^^^2+6H-0,C項(xiàng)正確;由電池反應(yīng)4加3+3。2=22+640可知,理論上反應(yīng)消耗的NH,與02的物

質(zhì)的量之比為4：3,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.人工光合作用能夠借助太陽能,用C0?和IL0制備化學(xué)原料。科學(xué)家用氮化錢材料與銅組裝如圖所示的人

工光合系統(tǒng),成功地實(shí)現(xiàn)了以C02與HzO合成CH.,下列說法錯(cuò)誤的是（）。

01CH,

太

陽

光

H

質(zhì)子交換膜

A.GaN表面發(fā)生氧化反應(yīng),有Oz產(chǎn)生

B.相同條件下,生成的02和CH,體積比為2:1

C.產(chǎn)生22.4L0?時(shí)，電解液中H'從右向左遷移4g

D.Cu表面的電極反應(yīng)式為C02+8H1+8e=CH1+2HQ

答案:|c

薜而根據(jù)題給裝置圖中電子的流向可確定GaN電極為負(fù)極,發(fā)生反應(yīng):4HQ-8e=8H*+20zt,GaN表面發(fā)生

氧化反應(yīng),A項(xiàng)正確;Cu電極的電極反應(yīng)式為C02+8H+8e=CH,+2H20,根據(jù)得失電子守恒知,相同條件下生

成烏和CH,的體積比為2：1,B、D項(xiàng)正確;沒有給出氣體所處的狀態(tài)，不能用標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積進(jìn)

行計(jì)算,且電解液中H,從左向右遷移,C項(xiàng)錯(cuò)誤。

3.科學(xué)家最新開發(fā)的一種新原理二次電池的能量密度是現(xiàn)行鋰電池的7倍,該電池結(jié)構(gòu)如圖所示,下列有關(guān)

說法正確的是()。

A.電池放電時(shí),Li'向負(fù)極移動(dòng)

B.電池放電時(shí),正極的電極反應(yīng)式為2Li+Li202+2e

C.電池充電時(shí),Li電極應(yīng)與外電源的正極相連

D.電池系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)入二氧化碳和水對電池性能不會產(chǎn)生影響

答案:|B

解析原電池中LV向正極移動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;正極得電子,故電極反應(yīng)式為2L1+Li2O2+2e=2Li。B項(xiàng)正

確;Li是活潑金屬,放電時(shí)作負(fù)極，充電時(shí)作陰極,接外電源的負(fù)極,C項(xiàng)錯(cuò)誤;CO2或進(jìn)入電池后會直接與

Li、SO2或Li20反應(yīng),故對電池有影響,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

4.一種太陽能電池的工作原理如圖所示，電解質(zhì)為鐵氨化鉀和亞鐵氟化鉀的混合溶液，下列說法不正確的

是()。

催

催

太

化

化

陽

3

劑

劑

光a[Fe(CN)J*-[Fe(CN)J-b

A.不移向催化劑b

4

B.催化劑a表面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：[Fe(CN)6]-e=[Fe(CN)6r-

C.[Fe(CN”『在催化劑b表面被氧化

D.電解質(zhì)溶液中的[Fe(CN)J和[Fe(CN)6r的濃度基本保持不變

答案:|c

甌]由題圖可知，電子從負(fù)極流向正極,則a為負(fù)極,b為正極。b為正極,則K，移向催化劑b,A項(xiàng)正確;a

為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),則催化劑a表面發(fā)生反應(yīng)：[Fe(CN)J'-e-[FeGN")B項(xiàng)正確;b上發(fā)生還原反

應(yīng)，電極反應(yīng)為[Fe(CN)6]?+e-[Fe(CN)6]",[Fe(CN”『-在催化劑b表面被還原,C項(xiàng)錯(cuò)誤；由B、C中的電

極反應(yīng)可知,二者以1：1相互轉(zhuǎn)化，電解質(zhì)溶液中[Fe(CN)6『和[Fe(CN”『濃度基本保持不變,D項(xiàng)正確。

02/8

5.某電動(dòng)汽車配載一種可充放電的鋰離子電池,放電時(shí)電池總反應(yīng)為Li-CoOz+LiQ-LiCo02+C6（水1）。下

列關(guān)于該電池的說法不正確的是（）0

A.放電時(shí),Li'在電解質(zhì)中由負(fù)極向正極遷移

B.放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為Lii+Ce

C.充電時(shí)，若轉(zhuǎn)移1mole,石墨（Ce）電極將增重7xg

D.充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為LiCoO「xe^=LiiXOOS+AIJ

答案:|c

解析:|A項(xiàng),原電池中，陽離子移向正極,正確;B項(xiàng),放電時(shí)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),LLC失電子生成Li.和C6,正

確;C項(xiàng),充電時(shí),Ce電極反應(yīng)式為Ce+ALi'+xe==LiA,每轉(zhuǎn)移Imole,生成LnolLiC,增重E-7戶7g,錯(cuò)

誤;D項(xiàng),充電時(shí)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng),LiCoOz失電子生成Li-CoOz和Li',正確。

6.下面4種燃料電池的工作原理示意圖,其中正極的反應(yīng)產(chǎn)物為水的是（）。

C.質(zhì)子交換膜燃料電池D.熔融鹽燃料電池

答案:|c

解析:卜項(xiàng),通入空氣的電極作正極,正極反應(yīng)式:0z+4e-20,,不符合題意;B項(xiàng),通入氧氣的一極作正極，

電解質(zhì)溶液是堿性溶液,正極反應(yīng)式：0z+2Ha+4e-40田,不符合題意;C項(xiàng),通入空氣的一極作正極，電解

質(zhì)傳遞比正極反應(yīng)式:02+4H++4e-2H20,符合題意;D項(xiàng),通入氧氣的一極作正極，依據(jù)電池內(nèi)部傳遞C0『,

正極反應(yīng)式:02+2C02+4e=2603,不符合題意。

7.某原電池裝置如圖所示，電池總反應(yīng)為2Ag+Cl2^AgCE下列說法正確的是（）o

A.正極反應(yīng)為AgCl+e=Ag+Cl

B.放電時(shí)，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(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mole時(shí),交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02mol離子

答案:|D

解析4項(xiàng),Pt為正極發(fā)生還原反應(yīng):Ck+2e==2C1,錯(cuò)誤;B項(xiàng),放電時(shí),左側(cè)的電極反應(yīng)式

Ag+Cr-e=AgClI,有大量白色沉淀生成，錯(cuò)誤;C項(xiàng)，由于H\Na'均不參與電極反應(yīng)，則用NaCl溶液代替

鹽酸,電池總反應(yīng)不變,錯(cuò)誤;D項(xiàng)，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.Olmole時(shí),左側(cè)產(chǎn)生0.OlmolAg'與C1結(jié)合為AgCl沉淀,

右側(cè)產(chǎn)生0.Olmoicr,為保持溶液的電中性,左側(cè)約有0.OlmolH-通過陽離子交換膜轉(zhuǎn)移到右側(cè),故左側(cè)溶液

中約減少0.02mol離子,正確。

8.一種三室微生物電池污水處理系統(tǒng)原理如下圖所示，圖中有機(jī)廢水中有機(jī)物可用C孫oOs表示。下列有關(guān)

說法正確的是（）。

A.該裝置為原電池,b是原電池的負(fù)極

B.中間室:Na'移向右室,C1移向左室,a極區(qū)溶液的pH減小

C.b極反應(yīng)式為2N0g-10e+12FT^^2t+6HQ

D.當(dāng)左室有4.48LCO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）生成時(shí)，右室產(chǎn)生總的物質(zhì)的量為0.8mol

答案:|B

薜而根據(jù)圖示信息,裝置左側(cè)碳元素化合價(jià)升高,所以a為負(fù)極,b為正極,A錯(cuò)誤;陽離子向正極移動(dòng)，陰離

子向負(fù)極移動(dòng),a極反應(yīng)式為C6H,oO5-24e+7H20=6C02t+24H；溶液的pH減小,B正確;b極反應(yīng)式為

2N0s+10e+12H'=N2t+6HQ,C錯(cuò)誤；當(dāng)左室有4.48LC0式標(biāo)準(zhǔn)狀況下）生成時(shí),轉(zhuǎn)移0.81noie,根據(jù)得失電子

守恒,右室產(chǎn)生N?的物質(zhì)的量為篝mol=0.08mol,D錯(cuò)誤。

二、非選擇題（本題共3個(gè)小題，共52分）

電流計(jì)

Mg0^Al

<-----

9.（12分）根據(jù)右圖回答下列問題:

04/8

I.(1)若燒杯中溶液為稀硫酸,則觀察到的現(xiàn)象是,負(fù)極的電

極反應(yīng)式為??

⑵若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液,則負(fù)極為(填“Mg”或“A1”)，總反應(yīng)的化學(xué)方程式

為。?

II.中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式

電堆。甲醇燃料電池的工作原理如圖所示。

(2)該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為。?

(3)工作一段時(shí)間后，當(dāng)12.8g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),有此個(gè)電子轉(zhuǎn)移。(設(shè)兒代表阿伏加德羅

常數(shù)的值)？

奉］I.(DMg逐漸溶解,A1片上有氣泡冒出，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)

Mg-2e「^=Mg"

(2)Al2A1+2Na0H+2H20=2NaA102+3H2t

H.⑴CH30HO2或空氣

(2)CIl30H+H20-6e==C021+6H1

(3)2.4

髭園I.(D若燒杯中溶液為稀硫酸，因Mg的活潑性比Al強(qiáng)，故Mg作負(fù)極,負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)Mg-2e-Mg：

鎂片溶解;Al作正極,正極上發(fā)生反應(yīng)2H*+2e-,故Al片上有氣泡冒出；電路中產(chǎn)生電流,故電流計(jì)指

針偏轉(zhuǎn)。

(2)若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液,因?yàn)镸g不與NaOH溶液反應(yīng),所以A1是負(fù)極,Mg是正極，總反應(yīng)為

2A1+2NaOH+2H..O=2NaAl02+3H2t。

H.由H，移動(dòng)方向可知，左側(cè)為負(fù)極，右側(cè)為正極，故b口通入CH：QH,c口通入Oz或空氣。負(fù)極反應(yīng)式為

CILOH+ILO-ee=C02t+6H*。當(dāng)12.8g甲醇(即0.4m。1)完全反應(yīng)生成CO2時(shí),轉(zhuǎn)移2.4mol電子，即轉(zhuǎn)移2.4M

個(gè)電子。

10.(20分)酸性鋅錦干電池和堿性鋅錦干電池的構(gòu)造簡圖如圖所示，比較二者的異同，回答下列問題：

酸性鋅錢電池的構(gòu)造堿性鋅鈕電池的構(gòu)造

根合物

Zn(0H)2Fe(OH)2Fe(0H)3

「近似值

1017101710-39

(1)酸性鋅錦干電池的負(fù)極反應(yīng)為。?

(2)堿性鋅鎰干電池在放電過程中產(chǎn)生MnOOH,寫出正極反應(yīng)式:

(3)維持電流為0.6A,電池工作10分鐘。理論消耗Zng。(結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位，已知1mole

的電量為965000?

(4)用回收分離出的鋅皮制作七水合硫酸鋅,需去除少量雜質(zhì)鐵,除雜步驟如下(已知當(dāng)離子濃度小于

1X10'mol?L'時(shí),可認(rèn)為該離子沉淀完全)：

①加入足量稀硫酸和溶液將鋅皮溶解,此時(shí)鋅離子濃度為0.1mol-L1;?

②調(diào)節(jié)溶液的pH為到之間(結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后一位)，過濾除去含鐵元素的沉淀。？

答案：(l)Zn-2e-^=Zrr"

(2)Mn02+H20+e=MnOOH+OH

(3)0.12

⑷①皿②2.76

解析:|(1)酸性鋅鐳干電池的負(fù)極是鋅,正極為石墨棒，電解質(zhì)為二氧化鎰和氯化鏤,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電

極反應(yīng)式為Zn-2e=^Zn',0

(2)在反應(yīng)中鋅元素化合價(jià)升高，被氧化,Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn+20H-2e==Zn(0H)2；鎰元素化合價(jià)降

低，被還原,MnOz為正極，電極反應(yīng)式為MnO2+H2O+e=MnOOH+OHo

(3)維持電流為0.6A,電池工作10分鐘，則通過的電量是0.6AX600s=360C,因此通過電子的物質(zhì)的量是

73X103mol，鋅在反應(yīng)中失去2個(gè)電子,則理論上消耗Zn的質(zhì)量是

3.73xl0~3moli】?八io

---------X65g?mol^0.12go

(4)IM)2具有強(qiáng)氧化性,能把Fe?'氧化為Fe3；因此加入足量稀硫酸和過氧化氫溶液,鐵轉(zhuǎn)化為硫酸鐵。根據(jù)

311

Fe(0H)的溶度積知，當(dāng)鐵離子完全沉淀時(shí)溶液中c(0H)=J^-ymol?Lg0.5X10"mol?L1,因此加堿調(diào)節(jié)

pH=2.7時(shí)Fe"剛好完全沉淀。鋅離子濃度為0.Imol?L根據(jù)氫氧化鋅的溶度積,開始沉淀時(shí)的

(0H)=10smol,L所以c(H)=10"mol,L1,止匕時(shí)pH=6。

06/8

11.(20分)(1)甲醇是重要的可再生燃料。已知在常溫常壓下：

2cH30H(1)+302(g)=^C02(g)+4H20(g)

△片-1275.6kJ?mol-1

-1

2C0(g)+02(g)=2C02(g)A比-566.0kJ?mol

1

H20(g)=I120(l)△/jt-44.0kJ?moF

則甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為，

⑵氧化還原反應(yīng)與生產(chǎn)、生活、科技密切相關(guān)。請回答下列問題：

①銀制器皿日久表面變黑是因?yàn)楸砻嫔闪薃g2s的緣故,該現(xiàn)象屬于腐蝕。如果加入一定濃

度硝酸將發(fā)生反應(yīng)：3Ag2s+8HN03=6AgN03+3SJ+2N0fMILO,同時(shí)Ag與硝酸反應(yīng)生成AgNOs、NO、H?0,當(dāng)生

成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4rnL的氣體時(shí),參加反應(yīng)的HNOs的物質(zhì)的量為。

②在如圖甲所示的原電池裝置中，負(fù)極的電極反應(yīng)為,H，的移動(dòng)方向

為(填“從右向左”或“從左向右”)；電池總反應(yīng)式為,當(dāng)電

路中轉(zhuǎn)移0.1mole時(shí),交換膜左側(cè)溶液中離子減少的物質(zhì)的量為。?

③電解N0制備NH,NQ,原理如圖乙所示,接電源正極的電極為(填“X”或"Y”)，X電極反應(yīng)式

為,為使電解產(chǎn)物完全轉(zhuǎn)化為NH,NO?需要補(bǔ)充的物質(zhì)A的化學(xué)

式為。

乙

答案⑴CW1⑴+02(g)=C0(g)+2H2。⑴△年-442.8kJ-mol

(2)①化學(xué)0.004mol

②Ag+C1-e=AgCl從左向右2Ag+CL=2AgC10.2moi

+

③YN0+6H+5e=NHt+H20NH3

解析:|(1)已知:①2cH30H⑴+30z(g)=2cO2(g)+4HzO(g)△年-1275.6kJ?mol②

2C0(g)+02(g)=2C02(g)△/A-566.OkJ?mol',@H2O(g)=1I2O(1)△代-44.Ok