2025版新教材高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時(shí)評(píng)價(jià)16化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-電池含解析魯科版

PAGE6-課時(shí)評(píng)價(jià)16化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池(建議用時(shí)：40分鐘)一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．分析如圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是()A．①②中Mg做負(fù)極，③④中Fe做負(fù)極B．②中Mg做正極，電極反應(yīng)式為6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑C．③中Fe做負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋D．④中Cu做正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑B解析：②中Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，而Al能和NaOH溶液反應(yīng)失去電子，故Al是負(fù)極；③中Fe在濃硝酸中鈍化，Cu和濃硝酸反應(yīng)失去電子做負(fù)極，A、C錯(cuò)誤；②中電池總反應(yīng)為2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，負(fù)極反應(yīng)式為2Al＋8OH－－6e－=2[Al(OH)4]－，二者相減得到正極反應(yīng)式為6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑，B正確；④中Cu是正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，D錯(cuò)誤。2．按如圖裝置進(jìn)行試驗(yàn)(a、b電極均為Cu電極)，試驗(yàn)起先視察到靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．b極電極反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋B．溶液中Cu2＋穿過(guò)交換膜發(fā)生遷移C．電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)幅度將保持不變D．外電路轉(zhuǎn)移的電子最多為0.02molD解析：該裝置為濃度差電池，濃度增大，還原性或氧化性增加，右側(cè)CuSO4溶液濃度大，氧化性增加，因此b電極為正極，a電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋，故A錯(cuò)誤；溶液中離子從高濃度的右室經(jīng)過(guò)離子交換膜遷往低濃度的左室才是自發(fā)過(guò)程，假如溶液中遷移Cu2＋，由于負(fù)極與正極產(chǎn)生和消耗的Cu2＋相等，則左、右兩室溶液濃度不變，但負(fù)極Cu削減，正極Cu增加，須要消耗能量而不行能供應(yīng)電能，所以溶液中遷移的離子不行能是Cu2＋，而是SOeq\o\al(2－,4)，從右室向左室遷移，故B錯(cuò)誤；隨著電流的產(chǎn)生，左、右兩室SOeq\o\al(2－,4)濃度的差值漸漸減小，SOeq\o\al(2－,4)從右室向左室遷移的速率漸漸減小，則外電路的電流強(qiáng)度將漸漸減小，靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的幅度也會(huì)漸漸減小，故C錯(cuò)誤；當(dāng)左右兩室SOeq\o\al(2－,4)濃度相等，即均為(0.3mol·L－1＋0.1mol·L－1)/2時(shí)，電池將停止工作，不再有電流產(chǎn)生，溶液中遷移的n(SOeq\o\al(2－,4))＝0.1L×[0.3mol·L－1－(0.3mol·L－1＋0.1mol·L－1)/2]＝0.01mol，因此外電路轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量最多為0.02mol，故D正確。3．一種光化學(xué)電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，電池總反應(yīng)為AgCl(s)＋Cu＋(aq)=Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－(aq)，下列關(guān)于該電池在工作時(shí)的說(shuō)法中正確的是()A．生成108gAg，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2molB．Cu＋在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)C．Ag電極活潑，Ag失電子發(fā)生氧化反應(yīng)D．Cl－由負(fù)極遷移到正極B解析：由題給反應(yīng)可知，生成1molAg，轉(zhuǎn)移1mole－，即生成108gAg，轉(zhuǎn)移電子個(gè)數(shù)為NA，A項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極Cu＋失電子生成Cu2＋，銅元素化合價(jià)上升，發(fā)生氧化反應(yīng)，B項(xiàng)正確；Ag電極為正極，AgCl得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Ag和Cl－，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Cl－由正極向負(fù)極遷移，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．有關(guān)下列四個(gè)常用電化學(xué)裝置的敘述正確的是()A．圖Ⅰ所示電池中，MnO2的作用是催化劑B．圖Ⅱ所示電池放電過(guò)程中，硫酸濃度不斷增大C．圖Ⅲ所示裝置工作過(guò)程中，電解質(zhì)溶液中Cu2＋濃度始終不變D．圖Ⅳ所示電池中，Ag2O是氧化劑，電池工作過(guò)程中被還原為AgD解析：該電池反應(yīng)中二氧化錳得到電子被還原，為原電池的正極，A錯(cuò)誤；鉛蓄電池放電時(shí)電池反應(yīng)為Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，該反應(yīng)中硫酸參與反應(yīng)，所以濃度降低，B錯(cuò)誤；粗銅中不僅含有銅，還含有其他金屬，電解時(shí)，粗銅中有銅和其他活潑金屬失電子，純銅上只有銅離子得電子，陰極上析出的銅大于陽(yáng)極上削減的銅，所以溶液中銅離子濃度降低，C錯(cuò)誤；該原電池中，正極上氧化銀得電子生成銀，所以氧化銀是氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)，D正確。5．如圖1、圖2分別是甲、乙兩組同學(xué)將反應(yīng)“AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋AsOeq\o\al(3－,3)＋I(xiàn)2＋H2O”設(shè)計(jì)成的原電池裝置，其中C1、C2均為碳棒。甲組向圖1燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸；乙組向圖2的B燒杯中逐滴加入適量40%NaOH溶液。下列敘述中正確的是()A．甲組操作時(shí)，電流計(jì)(G)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B．甲組操作時(shí)，溶液顏色變淺C．乙組操作時(shí)，C2做正極D．乙組操作時(shí)，C1上發(fā)生的電極反應(yīng)為I2＋2e－=2I－D解析：兩裝置中發(fā)生反應(yīng)：AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋AsOeq\o\al(3－,3)＋I(xiàn)2＋H2O。當(dāng)加入適量濃鹽酸時(shí)，平衡向右移動(dòng)，有電子轉(zhuǎn)移，但電子不會(huì)沿導(dǎo)線通過(guò)，所以甲組操作時(shí)，電流計(jì)(G)指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)；由于I2濃度增大，所以溶液顏色變深；向圖2的B燒杯中加入NaOH溶液，消耗H＋，平衡向左移動(dòng)，B燒杯中AsOeq\o\al(3－,3)在C2極失電子生成AsOeq\o\al(3－,4)，電子沿導(dǎo)線流向C1棒，發(fā)生反應(yīng)：I2＋2e－=2I－，所以C2為負(fù)極，C1為正極。6．(2024·攀枝花模擬)水系鈉離子電池的平安性能好、價(jià)格低廉、對(duì)環(huán)境友好，有著巨大的市場(chǎng)前景。某鈉離子電池的工作原理如圖所示，電池總反應(yīng)為2NaFePO4F＋Na3Ti2(PO4)32Na2FePO4F＋NaTi2(PO4)3。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．充電時(shí)，a接電源正極B．放電時(shí)，溶液中的Na＋在NaFePO4F電極上得電子被還原C．充電時(shí)，陰極上的電極反應(yīng)為NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－=Na3Ti2(PO4)3D．理論上，該電池在充電或放電過(guò)程溶液中的c(Na＋)不變B解析：依據(jù)電池總反應(yīng)：2NaFePO4F＋Na3Ti2(PO4)32Na2FePO4F＋NaTi2(PO4)3可知，放電時(shí)，NaFePO4F變?yōu)镹a2FePO4F，F(xiàn)e元素化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，NaFePO4F做原電池的正極，Na3Ti2(PO4)3變?yōu)镹aTi2(PO4)3，Ti元素化合價(jià)上升，發(fā)生氧化反應(yīng)，Na3Ti2(PO4)3做原電池的負(fù)極。放電時(shí)a接原電池正極，因此充電時(shí)，a接電源正極，Na2FePO4F做陽(yáng)極，A項(xiàng)正確；放電時(shí)，正極NaFePO4F得電子并結(jié)合溶液中的Na＋生成Na2FePO4F，電極反應(yīng)式為NaFePO4F＋Na＋＋e－=Na2FePO4F，B項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，陰極上NaTi2(PO4)3得到電子，因此陰極上的電極反應(yīng)為NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－=Na3Ti2(PO4)3，C項(xiàng)正確；依據(jù)溶液呈電中性，結(jié)合電池總反應(yīng)，理論上，該電池在充電或放電過(guò)程溶液中的c(Na＋)不變，D項(xiàng)正確。二、不定項(xiàng)選擇題(每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意)7．在混合導(dǎo)體透氧膜反應(yīng)器中一步同時(shí)制備氨合成氣(N2、H2)和液體燃料合成氣(CO、H2)，其工作原理如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．膜Ⅰ側(cè)反應(yīng)為H2O＋2e－=H2＋O2－、O2＋4e－=2O2－B．膜Ⅱ側(cè)相當(dāng)于原電池的負(fù)極C．膜Ⅱ側(cè)發(fā)生的反應(yīng)為CH4＋O2－－2e－=2H2＋COD．膜Ⅱ側(cè)每消耗1molCH4，膜Ⅰ側(cè)肯定生成1molH2D解析：膜Ⅰ側(cè)，H2O和O2在正極均發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合題圖可寫出其電極反應(yīng)式為H2O＋2e－=H2＋O2－、O2＋4e－=2O2－，故A正確；原電池中陰離子從正極向負(fù)極移動(dòng)，結(jié)合題圖O2－的移動(dòng)方向可知，膜Ⅰ側(cè)相當(dāng)于原電池的正極，膜Ⅱ側(cè)相當(dāng)于原電池的負(fù)極，故B正確；膜Ⅱ側(cè)CH4發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為CH4＋O2－－2e－=2H2＋CO，故C正確；膜Ⅰ側(cè)發(fā)生的反應(yīng)為H2O＋2e－=H2＋O2－、O2＋4e－=2O2－，膜Ⅱ側(cè)發(fā)生的反應(yīng)為CH4＋O2－－2e－=2H2＋CO，膜Ⅱ側(cè)每消耗1molCH4，轉(zhuǎn)移2mol電子，而膜Ⅰ側(cè)參與反應(yīng)的H2O、O2的量未知，無(wú)法得誕生成H2的量，故D錯(cuò)誤。8．鋰—空氣充電電池有望成為電動(dòng)汽車的好用儲(chǔ)能設(shè)備。工作原理示意圖如下，下列敘述正確的是()A．該電池工作時(shí)Li＋向負(fù)極移動(dòng)B．Li2SO4溶液可做該電池的電解質(zhì)溶液C．電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，電池中Li2O含量越少D．電池工作時(shí)，正極可發(fā)生：2Li＋＋O2＋2e－=Li2O2CD解析：原電池中，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；單質(zhì)鋰與水反應(yīng)生成氫氧化鋰和氫氣，電解質(zhì)溶液不能運(yùn)用任何水溶液，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電池充電時(shí)應(yīng)當(dāng)將放電的反應(yīng)倒過(guò)來(lái)，將正極反應(yīng)逆向進(jìn)行，電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，Li2O含量越少，C項(xiàng)正確；當(dāng)x＝2時(shí)，正極反應(yīng)為2Li＋＋O2＋2e－=Li2O2，D項(xiàng)正確。9．(2024·濰坊模擬)我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)勝利探討出高比能量、低成本的鈉離子二次電池，其工作原理示意圖如下。已知電池反應(yīng)：Na1－xMnO2＋NaxCnNaMnO2＋nC。下列說(shuō)法正確的是()A．電池放電過(guò)程中，NaMnO2/Al上的電勢(shì)低于石墨烯/Al上的電勢(shì)B．電池放電時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)Na1－xMnO2＋xNa＋＋xe－=NaMnO2C．電池充電時(shí)，外接電源的負(fù)極連接NaMnO2/Al電極D．電池充電時(shí)，Na＋由NaMnO2/Al電極移向石墨烯/Al電極BD解析：放電時(shí)，NaMnO2/Al為正極，石墨烯/Al為負(fù)極，正極電勢(shì)高于負(fù)極電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；放電時(shí)，正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，依據(jù)總反應(yīng)可知正極反應(yīng)式為Na1－xMnO2＋xNa＋＋xe－=NaMnO2，故B正確；充電時(shí)NaMnO2/Al極發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽(yáng)極，與外接電源的正極相連，故C錯(cuò)誤；充電時(shí)為電解池，電解池中陽(yáng)離子流向陰極，即Na＋由NaMnO2/Al電極移向石墨烯/Al電極，故D正確。三、非選擇題10．(1)鋰錳電池的體積小，性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池的反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li＋通過(guò)電解質(zhì)遷移進(jìn)入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列問(wèn)題：①外電路的電流方向是由________(填“a”或“b”，下同)極流向________極。②電池的正極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________。(2)微生物燃料電池是一種利用微生物將化學(xué)能干脆轉(zhuǎn)化成電能的裝置。已知某種甲醇微生物燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，示意圖如下：①該電池中外電路電子的流淌方向?yàn)開(kāi)_______(填“從A到B”或“從B到A”)。②工作結(jié)束后，B電極室溶液的pH與工作前相比將________(填“增大”“減小”或“不變”)。③A電極旁邊甲醇發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)___________________。解析：(1)①結(jié)合所給裝置圖以及原電池反應(yīng)原理，可知Li做負(fù)極，MnO2做正極，所以電子流向是a→b，電流方向則是b→a。②依據(jù)題給信息“電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li＋通過(guò)電解質(zhì)遷移進(jìn)入MnO2晶格中，生成LiMnO2”，所以正極的電極反應(yīng)式為MnO2＋Li＋＋e－=LiMnO2。(2)①甲醇失去電子，作為電池的負(fù)極