2023屆高考化學(xué)魯科版一輪復(fù)習(xí)檢測(cè)-第六章第2課時(shí)　原電池、化學(xué)電源

第2課時(shí)原電池、化學(xué)電源題號(hào)知識(shí)易中難原電池原理及裝置分析13,6原電池原理的基本應(yīng)用24化學(xué)電源57,8綜合應(yīng)用9一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.(2022·山東濟(jì)南檢測(cè))鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò),下列有關(guān)敘述正確的是(C)A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.電池工作一段時(shí)間后,甲池的c(SO4C.電池工作一段時(shí)間后,乙池溶液的總質(zhì)量增加D.陰、陽(yáng)離子分別通過(guò)交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng),保持溶液中電荷平衡解析:A.Cu作正極,電極上發(fā)生還原反應(yīng),錯(cuò)誤;B.電池工作過(guò)程中,SO42-不參加電極反應(yīng),故甲池的c(SO42-)基本不變,錯(cuò)誤;C.電池工作時(shí),甲池反應(yīng)為Zn-2e-Zn2+,乙池反應(yīng)為Cu2++2e-Cu,甲池中Zn2.化學(xué)電源在日常生活和高科技領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。下列說(shuō)法不正確的是(A)A.甲:Zn2+向Cu電極方向移動(dòng),Cu電極附近溶液中H+濃度增加B.乙:正極的電極反應(yīng)式為Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-C.丙:鋅筒作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),鋅筒會(huì)變薄D.丁:使用一段時(shí)間后,電解質(zhì)溶液的酸性減弱,導(dǎo)電能力下降解析:Zn較Cu活潑,作負(fù)極,Zn失電子變成Zn2+,電子經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)轉(zhuǎn)移到銅電極,銅電極負(fù)電荷變多,吸引了溶液中的陽(yáng)離子,因而Zn2+和H+遷移至銅電極,H+氧化性較強(qiáng),得電子變成H2,因而c(H+)減小,A項(xiàng)不正確;Ag2O作正極,得到來(lái)自Zn失去的電子,被還原成Ag,結(jié)合KOH溶液作電解液,故電極反應(yīng)式為Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-,B項(xiàng)正確;Zn為較活潑電極,作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為Zn-2e-Zn2+,鋅溶解,因而鋅筒會(huì)變薄,C項(xiàng)正確;鉛蓄電池總反應(yīng)式為PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l),可知放電一段時(shí)間后,H2SO4不斷被消耗,因而電解質(zhì)溶液的酸性減弱,導(dǎo)電能力下降,D項(xiàng)正確。3.如圖是課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的用化學(xué)電源使LED燈發(fā)光的裝置。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(C)A.銅片表面有氣泡生成B.裝置中存在“化學(xué)能→電能→光能”的轉(zhuǎn)換C.如果將稀硫酸換成檸檬汁,導(dǎo)線(xiàn)中不會(huì)有電子流動(dòng)D.如果將鋅片換成鐵片,電路中的電流方向不變解析:檸檬汁顯酸性,也能作電解質(zhì)溶液,所以將稀硫酸換成檸檬汁,仍然構(gòu)成原電池,所以導(dǎo)線(xiàn)中有電子流動(dòng),C錯(cuò)誤;金屬性Cu比Zn、Fe弱,Cu作正極,所以電路中的電流方向不變,D正確。4.如圖中四種電池裝置是依據(jù)原電池原理設(shè)計(jì)的,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(C)A.①中鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng)B.②中電子由a電極經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向b電極C.③中外電路中電流由A電極流向B電極D.④中LixC6作負(fù)極解析:在原電池中陰離子移向負(fù)極,所以③中A電極為負(fù)極,則外電路中電流應(yīng)由B電極流向A電極。5.(2021·重慶育才中學(xué)入學(xué)考試)2020年6月,清華大學(xué)發(fā)現(xiàn)了一種新型的鉀離子電池正極材料,比過(guò)去使用的任何材料都更加穩(wěn)定。電池示意圖如圖,總反應(yīng)為FeC2O4F+KC6C6+KFeC2O4F。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(D)A.放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為KC6-e-K++C6B.充電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)為KFeC2O4F-e-FeC2O4F+K+C.充電時(shí),當(dāng)電路中通過(guò)的電子為0.02mol時(shí),碳電極增加的質(zhì)量為0.78gD.用該電池電解飽和食鹽水,陰極產(chǎn)生4.48L氣體時(shí),通過(guò)隔膜的K+為0.2mol解析:由總反應(yīng)知,放電時(shí),負(fù)極KC6失去電子生成C6,負(fù)極反應(yīng)為KC6-e-K++C6,A正確;由總反應(yīng)知,充電時(shí),C6得電子在陰極反應(yīng),則KFeC2O4F在陽(yáng)極反應(yīng),陽(yáng)極反應(yīng)為KFeC2O4F-e-FeC2O4F+K+,B正確;充電時(shí),碳電極為陰極,電極反應(yīng)式為C6+e-+K+KC6,碳電極增加的質(zhì)量即K+的質(zhì)量,當(dāng)電路中通過(guò)的電子為0.02mol時(shí),K+的物質(zhì)的量也為0.02mol,質(zhì)量為0.02mol×39g/mol=0.78g,C正確;未提到標(biāo)準(zhǔn)狀況下,無(wú)法用n=V22.4二、選擇題(每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意)6.一定條件下,實(shí)驗(yàn)室利用如圖所示裝置,通過(guò)測(cè)電壓求算Ksp(AgCl)。工作一段時(shí)間后,兩電極質(zhì)量均增大。下列說(shuō)法正確的是(C)A.右池中的銀電極作負(fù)極B.正極反應(yīng)為Ag-e-Ag+C.總反應(yīng)為Ag++Cl-AgCl↓D.鹽橋中的NO3解析:若右池中的銀電極作負(fù)極,Ag失去電子被氧化為Ag+,Ag-e-Ag+,電極質(zhì)量減輕,不符合題干中的信息“兩電極質(zhì)量均增大”,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)“兩電極質(zhì)量均增大”判斷,若左池Ag失去電子被氧化為Ag+,Ag+再結(jié)合溶液中的Cl-生成AgCl,Ag-e-+Cl-AgCl,沉淀附著在電極上,即左池的銀失去電子作負(fù)極,此時(shí)右池電解質(zhì)溶液中的Ag+在銀電極表面得到電子被還原為Ag,Ag++e-Ag,即右池的銀電極為正極,兩個(gè)電極反應(yīng)式相加得到總反應(yīng)Ag++Cl-AgCl↓,綜上所述,B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;根據(jù)“陰、陽(yáng)相吸”可判斷鹽橋中的NO3-向負(fù)極方向(即左池)移動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.(2021·廣東中山大學(xué)附屬中學(xué)月考)利用生物電化學(xué)系統(tǒng)處理廢水的原理如圖,雙極膜內(nèi)的H2O解離成H+和OH-。下列對(duì)系統(tǒng)工作時(shí)的說(shuō)法正確的是(AD)A.b電極為正極,發(fā)生還原反應(yīng)B.雙極膜內(nèi)的水解離成的H+向a電極移動(dòng)C.有機(jī)廢水發(fā)生的反應(yīng)之一為CH3COO-+7OH--8e-2CO2↑+5H2OD.該系統(tǒng)可處理廢水、回收銅等金屬,還可提供電能解析:a電極上廢水中有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳,b電極上銅離子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅單質(zhì),則a電極為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),b電極為正極,發(fā)生還原反應(yīng),故A正確;原電池工作時(shí),陽(yáng)離子移向正極,陰離子移向負(fù)極,雙極膜內(nèi)的水解離出的H+應(yīng)該移向正極(b電極),故B錯(cuò)誤;負(fù)極a上廢水中有機(jī)物失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2,溶液顯酸性,發(fā)生的反應(yīng)為CH3COO-+2H2O-8e-2CO2↑+7H+,故C錯(cuò)誤;該裝置是原電池,可對(duì)外提供電能,并且可以處理廢水中的有機(jī)物和重金屬離子(如Cu2+發(fā)生還原反應(yīng)生成Cu),故D正確。8.有機(jī)物液流電池因其電化學(xué)性能可調(diào)控等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。南京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種水系分散的聚合物微?！澳酀{”電池(圖1)。該電池在充電過(guò)程中,聚對(duì)苯二酚被氧化,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(AB)A.放電時(shí),電子由a電極流向b電極B.充電時(shí),a電極附近的pH增大C.電池中間的隔膜為特殊尺寸半透膜,目的是阻止正、負(fù)極物質(zhì)的交叉污染D.放電時(shí),b電極的電極反應(yīng)方程式為-4ne-+4nH+解析:充電過(guò)程中,聚對(duì)苯二酚被氧化,則充電時(shí),a電極為陽(yáng)極,故放電時(shí)b電極為電池的負(fù)極,a電極為電池的正極,放電時(shí),電子由b電極流向a電極,A錯(cuò)誤;充電時(shí),聚對(duì)苯二酚在a電極被氧化,釋放出氫離子,酸性增強(qiáng),a電極附近的pH減小,B錯(cuò)誤;結(jié)合題圖可知,a電極附近和b電極附近反應(yīng)的物質(zhì)不同,則電池中間的隔膜為特殊尺寸半透膜,目的是阻止正、負(fù)極物質(zhì)的交叉污染,C正確;放電時(shí),b電極為電池的負(fù)極,失電子,電極反應(yīng)方程式為-4ne-+4nH+,D正確。三、非選擇題9.能源是現(xiàn)代文明的原動(dòng)力,通過(guò)化學(xué)方法可以使能量按人們所期望的形式轉(zhuǎn)化,從而開(kāi)辟新能源和提高能源的利用率。(1)通過(guò)氫氣的燃燒反應(yīng),可以把氫氣中蘊(yùn)含的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,如果將該氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池裝置,就可以把氫氣中蘊(yùn)含的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,如圖就是能夠?qū)崿F(xiàn)該轉(zhuǎn)化的裝置,被稱(chēng)為氫氧燃料電池。該電池的正極是(填“a電極”或“b電極”),在負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)是。

(2)能源是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的三大支柱之一。有專(zhuān)家指出:如果對(duì)燃燒產(chǎn)物如CO2、H2O、N2等能夠?qū)崿F(xiàn)利用太陽(yáng)能讓它們重新組合(如圖),可以節(jié)約燃料,緩解能源危機(jī)。在此構(gòu)想的物質(zhì)循環(huán)中太陽(yáng)能最終轉(zhuǎn)化為(填字母)。

A.熱能 B.電能C.化學(xué)能 D.生物質(zhì)能(3)鋰硒電池具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。①正極材料Se可由SO2通入亞硒酸(H2SeO3)溶液反應(yīng)制得,則該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為。

②一種鋰硒電池放電時(shí)的工作原理如圖1所示,正極的電極反應(yīng)式為。③Li2Sex與正極碳基體結(jié)合時(shí)的能量變化如圖2所示,圖中3種Li2Sex與碳基體的結(jié)合能力由大到小的順序是。解析:(1)氫氧燃料電池中氫氣在負(fù)極放電,氧氣在正極放電,則該電池的正極是b電極,在負(fù)極氫氣失去電子,發(fā)生的電極反應(yīng)是H2-2e-2H+。(2)由圖可知,太陽(yáng)能首先轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,然后燃料燃燒,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,故選A。(3)①正極材料Se可由SO2通入亞硒酸(H2SeO3)溶液反應(yīng)制得,反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2SeO3+2SO2+H2OSe+2H2SO4,其中H2SeO3是氧化劑,SO2是還原劑,兩者物質(zhì)的量之比為1∶2。②由圖可知,Se發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)生成Li2Sex,作正極,正極反應(yīng)