2019高三化學一輪課時規(guī)范練21化學能轉化為電能電池

課時規(guī)范練21化學能轉化為電能——電池一、選擇題(本大題包括8小題,每小題6分,共48分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.關于原電池的敘述正確的是()A.原電池工作時,電極上不一定都發(fā)生氧化反應或還原反應B.某二次電池充、放電時的反應為Li1-xNiO2+xLiLiNiO2,放電時此電池的負極材料是LiC.鉛、銀和鹽酸構成的原電池,工作時鉛板上有5.175g鉛溶解,正極上就有1120mL(標準狀況)氣體析出D.在理論上可將反應CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH<0設計成原電池2.(2017浙江嘉興模擬)下列說法正確的是()A.構成原電池的兩個電極必須是活潑性不同的兩種金屬B.右圖原電池中,電流由鋅棒經(jīng)外電路流向銅棒C.通過構成原電池,能將化學能全部轉化為電能D.銀鋅電池的放電反應為Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag,其中Ag2O作正極反應物,發(fā)生還原反應3.下面是4種燃料電池的工作原理示意圖,其中正極的反應產(chǎn)物為水的是()?導學號36730359?4.用銅片、銀片設計成如圖所示的原電池。以下有關該原電池的敘述正確的是()A.電子通過鹽橋從乙池流向甲池B.用銅導線替換鹽橋,原電池可以繼續(xù)工作C.開始時,銀片上發(fā)生的反應是AgeAg+D.將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學反應與該原電池總反應相同5.將鎘(Cd)浸在氯化鈷(CoCl2)溶液中,發(fā)生反應的離子方程式為Co2+(aq)+Cd(s)Co(s)+Cd2+(aq),若將該反應設計為如圖的原電池,則下列說法一定錯誤的是()A.Cd作負極,Co作正極B.原電池工作時,電子從負極沿導線流向正極C.原電池工作時,鹽橋中的陽離子向負極(甲池)移動D.甲池盛放CdCl2溶液,乙池盛放CoCl2溶液6.有關下列四個常用電化學裝置的敘述,正確的是()①堿性鋅錳電池②鉛硫酸蓄電池③電解精煉銅④銀鋅紐扣電池A.①電池中,MnO2的作用是催化劑B.②電池放電過程中,硫酸濃度不斷增大C.③裝置工作過程中,電解質(zhì)溶液中Cu2+濃度始終不變D.④電池中,Ag2O是氧化劑,電池工作過程中還原為Ag7.(2014大綱卷,9)如圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池(MHNi電池)。下列有關說法不正確的是()A.放電時正極反應為NiOOH+H2O+eNi(OH)2+OHB.電池的電解液可為KOH溶液C.充電時負極反應為MH+OHH2O+M+eD.MH是一類儲氫材料,其氫密度越大,電池的能量密度越高8.(2017安徽皖南八校聯(lián)考)右圖是利用乙烯催化氧化制備乙醛同時能獲得電能的一種裝置,其電池總反應為2CH2CH2+O2CH3CHO;下列說法錯誤的是()A.該電池可將化學能轉化為電能B.每有0.1molO2反應,溶液中遷移0.4moleC.負極反應為CH2CH22e+H2OCH3CHO+2H+D.正極區(qū)溶液的pH增大?導學號36730360?二、非選擇題(本大題包括3小題,共52分)9.(17分)如圖所示,是原電池的裝置圖。請回答:(1)若C為稀硫酸,電流表指針發(fā)生偏轉,B電極材料為Fe且作負極,則A電極上發(fā)生的電極反應為;反應進行一段時間后溶液C的pH將(填“升高”“降低”或“基本不變”)。

(2)若需將反應Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+設計成如上圖所示的原電池裝置,則A(負極)極材料為,B(正極)極材料為,溶液C為。

(3)若C為CuCl2溶液,用鋅、銅作電極,則Zn是極,Cu極發(fā)生反應,電極反應為。反應過程中,溶液中[Cu2+](填“變大”“變小”或“不變”)。

(4)CO與H2反應還可制備CH3OH,CH3OH可作為燃料使用,用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結構示意圖如下:電池總反應為2CH3OH+3O22CO2+4H2O,則c電極是(填“正極”或“負極”),c電極上發(fā)生的電極反應為。

若線路中轉移2mol電子,則上述CH3OH燃料電池,消耗的O2在標準狀況下的體積為L。?導學號36730361?

10.(2017山東棗莊三中調(diào)查)(18分)(1)鐵在潮濕的空氣中容易發(fā)生電化腐蝕最后生成鐵銹(Fe2O3·xH2O),則發(fā)生電化學腐蝕時正極的電極反應式為。

(2)下列裝置可防止鐵棒被腐蝕的是。

(3)在實際生產(chǎn)中,可在鐵件的表面上鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意圖如圖甲:①電鍍時,鍍件與電源的極連接,A電極對應的金屬是(寫元素名稱),B電極的電極反應式是。

②圖乙是一種鈉硫高能電池的結構示意圖,M由Na2O和Al2O3制得,其作用是導電和隔膜,該電池反應為2Na+xSNa2Sx。該電池正極反應式為。用該電池作電源進行圖甲所述鐵件鍍銅時,若電鍍池中兩電極的質(zhì)量開始相同,電鍍完成后取出洗凈、烘干、稱量,二者質(zhì)量差為25.6g,則理論上該電池負極消耗的質(zhì)量為g。?導學號36730369?

11.(17分)(1)高鐵酸鉀(K2FeO4)不僅是一種理想的水處理劑,而且高鐵電池的研制也在進行中。如圖1是高鐵電池的模擬實驗裝置:圖1圖2①該電池放電時正極反應為;

若維持電流強度為1A,電池工作十分鐘,理論消耗Zng(已知F=96500C·mol1)。

②鹽橋中盛有飽和KCl溶液,此鹽橋中氯離子向(填“左”或“右”)移動;若用陽離子交換膜代替鹽橋,則鉀離子向(填“左”或“右”)移動。

③圖2為高鐵電池和常用高能堿性電池的放電曲線,由此可知高鐵電池的優(yōu)點有。

(2)有人設想以N2和H2為反應物,以溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液,可制造出既能提供電能,又能固氮的新型燃料電池,裝置如下圖所示,電池正極的電極反應是,A是。

(3)利用原電池工作原理測定汽車尾氣中CO的濃度,其裝置如下圖所示。該電池中O2可以在固體介質(zhì)NASICON(固溶體)內(nèi)自由移動,工作時O2的移動方向(填“從a到b”或“從b到a”),負極發(fā)生的電極反應為。

?導學號36730363?課時規(guī)范練211.D2.D3.C4.D5.C6.D7.C8.B電池是化學能轉化成電能的裝置,A項正確;根據(jù)原電池的工作原理,電子從負極經(jīng)外電路流向正極,溶液是通過離子的自由移動而導電,B項錯誤;負極上發(fā)生氧化反應,根據(jù)裝置圖,負極反應為CH2CH2+H2O2eCH3CHO+2H+,C項正確;酸性環(huán)境中,正極反應為O2+4H++4e2H2O,消耗H+,c(H+)降低,正極區(qū)溶液pH增大,D項正確。9.答案(1)2H++2eH2↑升高(2)Cu石墨(或Ag等)FeCl3溶液(3)負還原Cu2++2eCu變小(4)負極CH3OH+H2O6eCO2↑+6H+11.2解析(1)鐵作負極,則該原電池反應是鐵與稀硫酸的反應,所以正極反應是氫離子得電子生成氫氣,電極反應式為2H++2eH2↑;氫離子放電導致溶液中氫離子濃度減小,pH升高。(2)Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+設計成如題圖所示的原電池裝置,根據(jù)物質(zhì)發(fā)生的反應類型判斷,Cu發(fā)生氧化反應,作原電池的負極,所以A材料是Cu;B極材料是比Cu不活潑的可導電物質(zhì),如石墨、Ag等。溶液C中含有Fe3+,可以是FeCl3溶液。(3)鋅比銅活潑,在原電池中作負極,Cu作正極,正極發(fā)生還原反應,即Cu2+在正極得到電子生成Cu,電極反應為Cu2++2eCu,Cu2+發(fā)生了反應,故[Cu2+]變小。(4)根據(jù)圖中的電子流向知c是負極,該電極上是甲醇發(fā)生氧化反應:CH3OH6e+H2OCO2↑+6H+,線路中轉移2mol電子時消耗氧氣0.5mol,標準狀況下的體積為11.2L。10.答案(1)O2+2H2O+4e4OH(2)BD(3)①負銅Cu2++2eCu②xS+2eSx2-9.解析(1)鐵在潮濕的環(huán)境中主要發(fā)生吸氧腐蝕。(2)A項裝置為原電池,鐵棒作負極,發(fā)生氧化反應,加快鐵棒的腐蝕,A項錯誤;B項裝置為原電池,鐵棒作正極,被保護,為犧牲陽極保護法,B項正確;C項裝置不能防止鐵棒被腐蝕,C項錯誤;D項裝置為電解池,鐵棒作陰極,為外加電流的陰極保護法,D項正確。(3)①電鍍池的構成是鍍層金屬作陽極,鍍件作陰極,電解液為含有鍍層金屬陽離子的鹽溶液,在鐵件的表面上鍍銅時,鍍件與電源的負極連接,A電極對應的金屬是銅,B電極的電極反應是Cu2++2eCu。②根據(jù)電池反應分析,硫元素的化合價降低,發(fā)生還原反應,故正極電極反應式為xS+2eSx2-;根據(jù)電鍍時兩極的電極反應式判斷;陽極:Cu2eCu2+,陰極:Cu2++2eCu,及該原電池的負極反應式:NaeNa+,利用電子守恒法計算;若電鍍池中兩電極的質(zhì)量開始相同,電鍍完成后二者質(zhì)量差為25.6g,則轉移的電子為0.4mol,則理論上乙電池負極消耗鈉的質(zhì)量為9.2g。11.答案(1)①FeO42-+4H2O+3eFe(OH)3↓+5OH0②右左③使用時間長、工作電壓穩(wěn)定(2)N2+8H++6e2NH4+(3)從b到aCO+O22eCO2解析(1)①放電時高鐵酸鉀為正極反應物,正極發(fā)生還原反應,電極反應為FeO42-+4H2O+3eFe(OH)3↓+5OH;若維持電流強度為1A,電池工作十分鐘,轉移電子的物質(zhì)的量為1A×600s965000.0062176mol÷2×65g·mol1≈0.2g。②電池工作時,陰離子移向負極,陽離子移向正極,所以鹽橋中氯離子向右移動;若用陽離子交換膜代替鹽橋,則鉀離子向左移動。③圖2為