山東專(zhuān)用2021高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)17原電池化學(xué)電源含解析

1、課時(shí)作業(yè)17原電池化學(xué)電源時(shí)間：45分鐘一、單項(xiàng)選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1(2020廣西桂林、賀州、崇左調(diào)研)如圖所示原電池的鹽橋中裝有飽和k2so4溶液，電池工作一段時(shí)間后，甲燒杯中溶液顏色不斷變淺。下列敘述中正確的是(d)ab極是電池的正極b甲燒杯中k經(jīng)鹽橋流向乙燒杯c甲燒杯中溶液的ph逐漸減小d電池的總反應(yīng)離子方程式為mno5fe28h=mn25fe34h2o解析：本題考查原電池原理，側(cè)重考查電極判斷、離子移動(dòng)方向等。由甲燒杯中溶液顏色不斷變淺，可知kmno4中mn元素的化合價(jià)降低，得到電子，fe元素的化合價(jià)升高，失去電子，則b為負(fù)極，a為正極，所以總的電極反應(yīng)式為2kmno

2、410feso48h2so4=2mnso45fe2(so4)3k2so48h2o。由于fe2在b電極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以b極是電池的負(fù)極，a錯(cuò)誤；k向正極移動(dòng)，所以k從鹽橋流向甲燒杯，b錯(cuò)誤；甲燒杯中a電極上mno獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，mn元素的化合價(jià)降低，電極反應(yīng)為mno8h5e=mn24h2o，所以甲燒杯中溶液的ph逐漸增大，c錯(cuò)誤；由總的電極反應(yīng)式可知，反應(yīng)的離子方程式為mno5fe28h=mn25fe34h2o，d正確。2(2020福建六校聯(lián)考)常溫下，將除去表面氧化膜的al、cu片插入濃hno3中組成原電池如圖1所示，測(cè)得原電池的電流強(qiáng)度(i)隨時(shí)間(t)的變化如圖2所示。

3、反應(yīng)過(guò)程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(d)at1 s前，al片的電極反應(yīng)為：2al3h2o6e=al2o36hbt1 s時(shí)，因al在濃硝酸中鈍化，氧化膜阻礙了al繼續(xù)反應(yīng)ct1 s之后，負(fù)極cu失電子，電流方向發(fā)生改變d燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2no22oh=2noh2o解析：t1 s前，al片作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為2al3h2o6e=al2o36h，a項(xiàng)正確；t1 s時(shí)，隨著反應(yīng)進(jìn)行鋁表面鈍化形成的氧化膜阻礙了al繼續(xù)反應(yīng)，b項(xiàng)正確；t1 s后cu作負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電流方向發(fā)生改變，c項(xiàng)正確；no2溶于naoh溶液中生成nano3和nano2，即燒杯中發(fā)生反應(yīng)的

4、離子方程式為2no22oh=nonoh2o，d項(xiàng)錯(cuò)誤。3(2020云南新平一中月考)可用于電動(dòng)汽車(chē)的鋁空氣燃料電池，通常以nacl溶液或naoh溶液為電解液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說(shuō)法正確的是(a)a以nacl溶液或naoh溶液為電解液時(shí)，正極反應(yīng)都為o22h2o4e=4ohb以naoh溶液為電解液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為al3oh3e=al(oh)3c以naoh溶液為電解液時(shí)，電池在工作過(guò)程中電解液的ph保持不變d電池工作時(shí)，電子通過(guò)外電路從正極流向負(fù)極解析：本題考查鋁空氣燃料電池的工作原理，涉及電極反應(yīng)式、電子流向、電解質(zhì)溶液的變化等。電解質(zhì)溶液顯堿性或中性，該燃料電池的正極反應(yīng)均為o2

5、2h2o4e=4oh，a正確；鋁作負(fù)極，鋁失去電子變?yōu)閍l3，在naoh溶液中反應(yīng)生成alo，則負(fù)極反應(yīng)為al4oh3e=alo2h2o，b錯(cuò)誤；該電池在堿性條件下消耗了oh，生成h2o，總反應(yīng)式為4al3o24oh=4alo2h2o，溶液ph降低，c錯(cuò)誤；電池工作時(shí)，電子從負(fù)極流出經(jīng)過(guò)外電路流到正極，d錯(cuò)誤。4(2020陜西榆林第二次質(zhì)檢)聯(lián)氨(n2h4)是火箭的燃料，一種用聯(lián)氨制成的燃料電池示意圖如下，下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是(c)a該電池工作時(shí)，電子從負(fù)極經(jīng)電解質(zhì)溶液流向正極b負(fù)極的反應(yīng)式為n2h44e=n24hc電池工作一段時(shí)間后，溶液的ph減小d當(dāng)電路中通過(guò)0.1 mol電子時(shí)，

6、負(fù)極上消耗0.56 l o2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)解析：本題考查聯(lián)氨燃料電池的構(gòu)成及工作原理。電池工作時(shí)，電子從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，不進(jìn)入電解質(zhì)溶液，a錯(cuò)誤；n2h4在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成n2，電解質(zhì)溶液是koh溶液，則電極反應(yīng)式為n2h44oh4e=n24h2o，b錯(cuò)誤；正極反應(yīng)式為o22h2o4e=4oh，綜合兩電極反應(yīng)式可得燃料電池總反應(yīng)式為n2h4o2=n22h2o，反應(yīng)生成h2o，c(koh)逐漸減小，溶液的ph減小，c正確；o2參與正極反應(yīng)，電路中通過(guò)0.1 mol電子時(shí)，正極上消耗0.025 mol o2，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.025 mol22.4 lmol10.56 l，d錯(cuò)誤。5

7、(2020陜西寶雞中學(xué)月考)某傳感器工作原理如圖所示，利用該傳感器可以測(cè)定空氣中no、co、nh3、so2等有害氣體的含量。下列說(shuō)法正確的是(c)a傳感器工作中，電子由pt()極經(jīng)電流計(jì)傳到pt()極b若m為熔融koh，x為nh3，y為n2，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為2nh36e=n26hc若m是含o2的固體電解質(zhì)，x為no，則正極的電極反應(yīng)式為o24e=2o2d若x為co，m為koh溶液，則電池總反應(yīng)為2coo2=2co2解析：本題考查傳感器的工作原理，涉及電子流向、電極和電池反應(yīng)式等。o2通入pt()極，發(fā)生還原反應(yīng)，則pt()是正極，pt()是負(fù)極，故電子由pt()極經(jīng)電流計(jì)傳到pt()極，a

8、錯(cuò)誤；x為nh3，y為n2，m為熔融koh，則負(fù)極反應(yīng)為2nh36oh6e=n26h2o，b錯(cuò)誤；m是含o2的固體電解質(zhì)，則正極的電極反應(yīng)式為o24e=2o2，c正確；x為co，m為koh溶液，則電池總反應(yīng)為2coo24koh=2k2co32h2o，d錯(cuò)誤。6(2020北京海淀區(qū)模擬)全釩電池以惰性材料作電極，在電解質(zhì)溶液中發(fā)生的原電池反應(yīng)為：vo(黃色)v2(紫色)2h=vo2(藍(lán)色)h2ov3(綠色)。下列說(shuō)法不正確的是(c)a正極反應(yīng)為vo2he=vo2h2ob負(fù)極附近的溶液由紫色逐漸變?yōu)榫G色c反應(yīng)每生成1 mol h2o時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.5 mold原電池使用過(guò)程中溶液的ph逐

9、漸增大解析：由電池總反應(yīng)vo(黃色)v2(紫色)2h=vo2(藍(lán)色)h2ov3(綠色)可得，vo為正極的活性物質(zhì)，v2為負(fù)極的活性物質(zhì)，所以左室為正極室，右室為負(fù)極室。正極反應(yīng)為vo2he=vo2h2o，a項(xiàng)正確；負(fù)極反應(yīng)為v2e=v3，所以負(fù)極附近溶液的顏色由紫色逐漸變?yōu)榫G色，b項(xiàng)正確；由電極反應(yīng)vo2he=vo2h2o可知，反應(yīng)每生成1 mol h2o時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1 mol，c項(xiàng)錯(cuò)誤；由原電池總反應(yīng)可知，反應(yīng)過(guò)程中h被不斷消耗，所以溶液的ph逐漸增大，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(2020四川瀘州模擬)如圖是一種可充電鋰電池，反應(yīng)原理是4life

10、s2fe2li2s，so(ch3)2是溶劑。下列說(shuō)法正確的是(c)a放電時(shí)，a極被還原b放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中pf向b極區(qū)遷移c充電時(shí)，b極反應(yīng)式為fe2li2s4e=fes24lid充電時(shí)，a極連接電源的正極解析：本題考查可充電鋰電池的構(gòu)成及原理。放電時(shí)，該裝置是原電池，li作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為lie=li，a錯(cuò)誤；放電時(shí)，a極是負(fù)極，b極是正極，電解質(zhì)溶液中陰離子移向負(fù)極，則pf向a極區(qū)遷移，b錯(cuò)誤；充電時(shí)，該裝置是電解池，b極是陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為fe2li2s4e=fes24li，c正確；充電時(shí)，a極是陰極，連接電源的負(fù)極，d錯(cuò)誤。8一種新型可充電電池的工作原理

11、如圖所示。總反應(yīng)為al3cn(alcl4)4alcl4al2cl3cn(cn表示石墨)。下列說(shuō)法正確的是(cd)a放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為2al6e7cl=al2clb放電時(shí)alcl移向正極c充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為alclecn=cn(alcl4)d電路中每轉(zhuǎn)移1 mol電子，最多有1 mol cn(alcl4)被還原解析：放電時(shí)，鋁為負(fù)極，失去電子被氧化為al2cl，電極反應(yīng)式為：al3e7alcl=4al2cl，a錯(cuò)誤。放電時(shí)，alcl移向負(fù)極，b錯(cuò)誤。充電時(shí)，陽(yáng)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，石墨中碳元素的化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生變化，失去電子的是alcl，電極反應(yīng)式為：cnalcle=cn(alcl4)，c正確。1

12、 mol cn(alcl4)被還原僅轉(zhuǎn)移1 mol電子，d正確。9(2020甘肅武威六中一診)“鋅碘”新型安全動(dòng)力電池有望取代目前廣泛使用的“鉛蓄電池”“鋰電池”等，已知該電池的工作原理如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(c)a該電池安全性高，且對(duì)環(huán)境友好b正極反應(yīng)式為i2e=3i，電極a附近顯紅色c電子的移動(dòng)方向?yàn)椤皕n電極a電極b石墨氈”d“回流通道”可以減緩電池兩室的壓差，避免電池受損解析：本題考查“鋅碘”電池的工作原理，以及以它作電源的電解原理。該電池對(duì)環(huán)境友好，且避免使用易燃的有機(jī)電解液，安全性高，a正確；“鋅碘”電池中，zn作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，石墨氈作正極，i在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)

13、，其電極反應(yīng)式為i2e=3i，石墨電極a連接負(fù)極，為電解池陰極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2h2o2e=h22oh，a極附近溶液顯堿性，使酚酞變紅，b正確；電子不能通過(guò)溶液，其移動(dòng)方向?yàn)椤皕n電極a，電極b石墨氈”，c錯(cuò)誤；該新型電池的充放電過(guò)程會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)離子交換膜的兩邊產(chǎn)生壓差，所以“回流通道”的作用是減緩電池兩室的壓差，避免電池受損，d正確。10某課題研究小組設(shè)計(jì)如圖所示裝置(電極材料均為pt)，該裝置可將工業(yè)廢水中的乙胺(ch3ch2nh2)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害物質(zhì)。下列分析錯(cuò)誤的是(bd)a電極n為電池的負(fù)極b電池工作時(shí)，h由m極區(qū)通過(guò)交換膜移動(dòng)到n極區(qū)c電極n的電極反應(yīng)式為2ch

14、3ch2nh28h2o30e=4co2n230hd當(dāng)空氣(含氧氣20%)的進(jìn)入量為7.5 mol時(shí)，可以處理含乙胺(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%)的廢水0.1 kg解析：本題考查利用原電池原理處理工業(yè)廢水中乙胺的原理及分析。含有乙胺的廢水通入電極n，空氣通入電極m，則電極n是電池的負(fù)極，m是正極，a正確；電池工作時(shí)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，則h由n極區(qū)通過(guò)交換膜移動(dòng)到m極區(qū)，b錯(cuò)誤；電極n上ch3ch2nh2發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害物質(zhì)，應(yīng)生成n2和co2，電極反應(yīng)式為 2ch3ch2nh28h2o30e=4co2n230h，c正確；7.5 mol空氣(含氧氣20%)中含有o2的物質(zhì)的量為1.5 mol，參與正

15、極反應(yīng)：o24h4e=2h2o，電路中通過(guò)6 mol電子，據(jù)得失電子守恒可知，電極n上消耗0.4 mol ch3ch2nh2，則有m(ch3ch2nh2)0.4 mol45 gmol118 g，故處理含乙胺廢水的質(zhì)量為200 g0.2 kg，d錯(cuò)誤。三、非選擇題11(2020山西太原月考)so2、co、co2等是對(duì)環(huán)境影響較大的幾種氣體，對(duì)它們的合理控制和治理是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑。(1)利用電化學(xué)原理可將co、so2轉(zhuǎn)化為重要化工原料，裝置如圖所示：若a為co，b為h2，c為ch3oh，則通入co的一極為正極。若a為so2，b為o2，c為h2so4，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為so22h2o2

16、e=so4h。(2)碳酸鹽燃料電池，以一定比例低熔點(diǎn)li2co3和na2co3為電解質(zhì)，操作溫度為650 ，在此溫度下以鎳為催化劑，以水煤氣(co、h2的體積比為11)直接作燃料，其工作原理如圖所示。電池總反應(yīng)為coh2o2=co2h2o。以此電源電解足量的硝酸銀溶液，若陰極產(chǎn)物的質(zhì)量為21.6 g，則陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為1.12 l。電解后溶液體積為2 l，溶液的ph為1。解析：(1)燃料電池中，通入氧化劑的一側(cè)電極是正極、通入還原劑的一側(cè)電極是負(fù)極，左室中c元素化合價(jià)由2變?yōu)?，右室中h元素化合價(jià)由0變?yōu)?，所以co是氧化劑，則通入co的一側(cè)電極為正極，電極反應(yīng)式為co4e4

17、h=ch3oh。若a為so2，b為o2，c為h2so4，負(fù)極上的電極反應(yīng)式為so22h2o2e=so4h。(2)該燃料電池中，負(fù)極的氣體按物質(zhì)的量之比為11參與反應(yīng)，co、h2和o2反應(yīng)生成co2和水，電池總反應(yīng)為coh2o2=co2h2o。電解agno3溶液，陰極反應(yīng)為age=ag，陽(yáng)極反應(yīng)為2h2o4e=4ho2，由上述分析可知，陰極產(chǎn)物為ag，若陰極生成21.6 g銀，其物質(zhì)的量為21.6 g108 gmol10.2 mol，轉(zhuǎn)移電子為0.2 mol，根據(jù)得失電子守恒，陽(yáng)極產(chǎn)生0.05 mol o2，標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生o2的體積為0.05 mol22.4 lmol11.12 l，根據(jù)電極反應(yīng)

18、可知，電解后生成的h為0.2 mol，則c(h)0.2 mol/2 l0.1 moll1，故溶液的phlg0.11。12為實(shí)現(xiàn)廢舊普通干電池中鋅與mno2的同時(shí)回收，某研究小組設(shè)計(jì)了如圖1的工藝流程和如圖2的實(shí)驗(yàn)探究裝置：回答下列問(wèn)題：(1)普通鋅錳干電池放電時(shí)被還原的物質(zhì)是mno2，用離子方程式解釋其被稱(chēng)為“酸性”電池的原因nhh2onh3h2oh。(2)測(cè)得濾液中c(znso4)略大于c(mnso4)，則稀硫酸酸浸時(shí)主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為znmno22h2so4=znso4mnso42h2o，粉碎的重要作用是增大鋅粉與二氧化錳粉末的接觸面積。(3)燃料電池的優(yōu)點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)換率高、環(huán)境友好，圖2中甲烷燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)為ch48e10oh=co7h2o。(4)閉合開(kāi)關(guān)k一段時(shí)間后，陽(yáng)極附近溶液的ph減小(填“增大”“不變”或“減小”)，電解池中回收鋅與mno2的總反應(yīng)的離子方程式為zn2mn22h2oznmno24h。(5)若燃料電池中負(fù)極消耗2.24 l(標(biāo)準(zhǔn)狀況)ch4，且均完全轉(zhuǎn)化為電能，電解池中回收制得19.5 g單質(zhì)zn，計(jì)算圖2裝置的電流效率75%。(生成目標(biāo)產(chǎn)物消耗的電子數(shù)/轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)100%)。解析：(1)普通鋅錳干電池的構(gòu)造：外殼為鋅筒，中間是石墨棒，其周?chē)怯蒻