高考化學一輪復習 第六章 化學反應與能量 第2節(jié) 原電池化學電源課時跟蹤練

1、第2節(jié) 原電池 化學電源課時跟蹤練一、選擇題1.課堂學習中，同學們利用鋁條、鋅片、銅片、導線、電流計、橙汁、燒杯等用品探究原電池的組成。下列結論錯誤的是()a原電池是將化學能轉化成電能的裝置b原電池由電極、電解質溶液和導線等組成c圖中a極為鋁條、b極為鋅片時，導線中會產(chǎn)生電流d圖中a極為鋅片、b極為銅片時，電子由銅片通過導線流向鋅片解析：原電池是將化學能轉化成電能的裝置，a正確；原電池由電極、電解質溶液和導線等組成，b正確；圖中a極為鋁條、b極為鋅片時，構成原電池，導線中會產(chǎn)生電流，c正確；圖中a極為鋅片、b極為銅片時鋅片作負極，電子由鋅片通過導線流向銅片，d錯誤。答案：d2(2016

2、3;上海卷)圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中，x軸表示實驗時流入正極的電子的物質的量，y軸表示()圖1圖2a銅棒的質量bc(zn2)cc(h) dc(so)解析：該裝置構成原電池，zn是負極，cu是正極。a項，在正極cu上溶液中的h獲得電子變?yōu)闅錃猓琧u棒的質量不變，錯誤；b項，由于zn是負極，不斷發(fā)生反應zn2e=zn2，所以溶液中c(zn2)增大，錯誤；c項，由于反應不斷消耗h，所以溶液的c(h)逐漸降低，正確；d項，so不參加反應，其濃度不變，錯誤。答案：c3如圖，在盛有稀h2so4的燒杯中放入用導線連接的電極x、y，外電路中電子流向如圖所示，關于該裝置的下列說法正確的是()a外電路的電流

3、方向為x外電路yb若兩電極分別為鐵和碳棒，則x為碳棒，y為鐵cx極上發(fā)生的是還原反應，y極上發(fā)生的是氧化反應d若兩電極都是金屬，則它們的活動性強弱為xy解析：外電路電子流向為x外電路y，電流方向與其相反；x極失電子，作負極，y極發(fā)生的是還原反應，x極發(fā)生的是氧化反應；若兩電極分別為鐵和碳棒，則y為碳棒，x為鐵。答案：d4(2016·全國卷)鋅空氣燃料電池可用作電動車動力電源，電池的電解質溶液為koh溶液，反應為2zno24oh2h2o=2zn(oh)。下列說法正確的是()a充電時，電解質溶液中k向陽極移動b充電時，電解質溶液中c(oh)逐漸減小c放電時，負極反應為zn4oh2e=zn

4、(oh)d放電時，電路中通過2 mol電子，消耗氧氣22.4 l(標準狀況)解析：a項，充電時裝置為電解池，溶液中的陽離子向陰極移動；b項，充電時的總反應為放電時的逆反應：2zn(oh)=2zno24oh2h2o，c(oh)逐漸增大；c項，放電時負極失電子發(fā)生氧化反應，由放電時的總反應可知，負極反應式為zn4oh2e=zn(oh)；d項，由放電時的總反應可知，電路中通過2 mol電子時，消耗0.5 mol o2，其體積為11.2 l(標準狀況)。答案：c5根據(jù)下圖判斷，下列說法正確的是()a裝置和裝置中負極反應均是fe2e=fe2b裝置和裝置中正極反應均是o22h2o4e=4ohc裝置和裝置中

5、鹽橋中的陽離子均向右側燒杯移動d放電過程中，裝置左側燒杯和裝置右側燒杯中溶液的ph均增大解析：裝置中，由于zn比fe活潑，所以zn作原電池的負極，電極反應式為zn2e=zn2；fe作正極，電極反應式為o22h2o4e=4oh，由于正極有oh生成，因此溶液的ph增大。裝置中，fe作負極，電極反應式為fe2e=fe2；cu作正極，電極反應式為2h2e=h2，正極由于不斷消耗h，所以溶液的ph逐漸增大，據(jù)此可知a、b錯誤，d正確；在原電池的電解質溶液中，陽離子移向正極，所以c錯誤。答案：d6鋰電池的構造如圖所示，電池內(nèi)部“”表示放電時li的遷移方向，電池總反應可表示為li1xcoo2lixc6lic

6、oo26c，下列說法錯誤的是()a該電池的負極為licoo2b電池中的固體電解質可以是熔融的氯化鈉、干冰等c充電時的陰極反應：li1xcoo2xlixe=licoo2d外電路上的“”表示放電時的電子流向解析：根據(jù)鋰離子的移動方向，確定licoo2是負極，碳電極是正極，電子從負極經(jīng)外電路移向正極，充電時為電解池，陰極發(fā)生得電子的還原反應，故a、c、d正確；干冰是固體二氧化碳，屬于非電解質，故b錯誤。答案：b7乙烯催化氧化成乙醛可設計成如下圖所示的燃料電池，能在制備乙醛的同時獲得電能，其總反應：2ch2=ch2o22ch3cho。下列有關說法正確的是()a該電池為可充電電池b每有0.1 mol o

7、2反應，則遷移h0.4 molc正極反應式：ch2=ch22e2oh=ch3choh2od電子移動方向：電極a磷酸溶液電極b解析：a項，充電時，不能生成乙烯和氧氣，不是充電電池，錯誤；b項，通入氧氣的一極是正極，發(fā)生的反應是o24h4e=2h2o，所以每有0.1 mol o2反應，則遷移h 0.4 mol，正確；c項，正極發(fā)生還原反應，電極反應是o24h4e=2h2o，錯誤；d項，a極通入乙烯，是電池的負極，b極通入氧氣，是電池的正極，電子從負極經(jīng)外電路流向正極，不會通過磷酸溶液，錯誤。答案：b8一種用于驅動潛艇的液氨液氧燃料電池原理示意如圖，下列有關該電池說法正確的是()a該電池工作時，每消

8、耗22.4 l nh3轉移3 mol電子b電子由電極a經(jīng)外電路流向電極bc電池工作時，oh向電極b移動d電極b上發(fā)生的電極反應為o2 4h 4e=2h2o解析：溫度、壓強未知，不能計算22.4 l nh3的物質的量，a錯誤；該電池中通入氧氣的電極b為正極，電極a為負極，電子由電極a經(jīng)外電路流向電極b，b正確；電池工作時，oh向負極移動，c錯誤；該電池電解質溶液為naoh溶液，電極b上發(fā)生的電極反應為o22h2o4e=4oh，d錯誤。答案：b9下圖是一種燃料型電池檢測儀的工作原理示意圖。下列說法不正確的是()a該儀器工作時酒精濃度越大，則電流強度越大b工作時外電路電子流向為xyc檢測結束后，x極

9、區(qū)的ph增大d電池總反應為2ch3ch2oho2=2ch3cho2h2o解析：該圖為酒精燃料電池，該儀器工作時酒精濃度越大，則單位時間內(nèi)轉移電子數(shù)越多，電流強度越大，a正確；燃料電池中通入燃料的一極發(fā)生氧化反應作原電池的負極，所以x是負極，y是正極，電子從外電路的負極流向正極，b正確；酒精發(fā)生氧化反應生成乙醛和氫離子，所以x極區(qū)的氫離子濃度增大，ph減小，c錯誤；燃料電池反應的實質就是乙醇與氧氣反應生成乙醛和水，所以電池總反應為2ch3ch2oho2=2ch3cho2h2o，d正確。答案：c二、非選擇題10根據(jù)下列原電池的裝置圖，回答問題：(1)若c為稀h2so4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉，b電

10、極材料為fe且做負極，則a電極上發(fā)生的電極反應式為_；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：cu2fe3=cu22fe2設計成如上圖所示的原電池裝置，則負極a極材料為_，正極b極材料為_，溶液c為_。(3)用ch4和o2組合形成的質子交換膜燃料電池的結構示意圖如下：則d電極是_(填“正極”或“負極”)，c電極的反應方程式為_。若線路中轉移2 mol電子，則上述燃料電池，消耗的o2在標準狀況下的體積為_l。解析：(1)若c為稀h2so4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉，b電極材料為fe且做負極，電極反應為fe2e=fe2，a為正極，溶液中氫離子得到電子

11、生成氫氣，電極反應為2h2e=h2；氫離子濃度減小，氫氧根離子濃度增大，溶液ph升高；(2)將反應cu2fe3=cu22fe2設計成上圖所示的原電池裝置，cu元素的化合價由0價升高到2價，失電子作原電池的負極，則負極a極材料為cu，正極b極材料為石墨，fe3在正極得電子發(fā)生還原反應，溶液c用可溶性鐵鹽，即含fe3的溶液。(3)根據(jù)甲烷燃料電池的結構示意圖可知，電子流出的電極為負極，c為負極，d為正極，在燃料電池中，氧氣在正極得電子發(fā)生還原反應，甲烷在負極失電子發(fā)生氧化反應，所以c電極的反應方程式為ch48e2h2o=co28h。根據(jù)正極電極反應式：o24e4h=2h2o，則線路中轉移2 mol

12、電子時，消耗的o2為0.5 mol，在標準狀況下的體積為0.5 mol×22.4 l/mol11.2 l。答案：(1) 2h2e=h2 升高(2)cu石墨(或比銅活潑性弱的金屬)含fe3的溶液(3)正極ch48e2h2o=co28h11.211化學在能源開發(fā)與利用中起著十分關鍵的作用。氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料。.氫氧燃料電池能量轉化率高，具有廣闊的發(fā)展前景?，F(xiàn)用氫氧燃料電池進行如圖所示的實驗(圖中所用電極均為惰性電極)：(1)對于氫氧燃料電池，下列敘述不正確的是_。aa電極是負極，oh移向負極bb電極的電極反應為：o22h2o4e=4ohc電池總反應式為2h2

13、o22h2od電解質溶液的ph保持不變e氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置(2)上圖右邊裝置中盛有100 ml 0.1 mol·l1 agno3溶液，當氫氧燃料電池中消耗氫氣112 ml(標準狀況下)時，此時agno3溶液的ph_(溶液體積變化忽略不計)。.已知甲醇的燃燒熱h726.5 kj/mol，在直接以甲醇為燃料的電池中，電解質溶液為酸性，負極的反應式為_，正極的反應式為_。理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1 kj，則該燃料電池的理論效率為_(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應所能釋放

14、的全部能量之比)。解析：.(1)反應條件不是點燃，c錯誤；隨著燃料電池的不斷反應，水越來越多，koh溶液濃度逐漸減小，ph逐漸降低，d錯誤。(2)右池為電解池，其電極反應為陽極：4oh4e=o22h2o，陰極：4ag4e=4ag，當氫氧燃料電池中消耗氫氣112 ml(標準狀況下)時，轉移電子數(shù)為0.01 mol，右池中共消耗0.01 mol oh，故生成0.01 mol h，c(h)0.1 mol·l1，ph1。.該燃料電池的理論效率×100%96.6%。答案：.(1)cd(2)1.ch3ohh2o6e=co26ho24h4e=2h2o96.6%12(1)高鐵酸鉀(k2fe

15、o4)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：該電池放電時正極的電極反應式為_；若維持電流強度為1 a，電池工作十分鐘，理論消耗zn_g(已知f96 500 c·mol1)。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。圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(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式為_，a是

16、_。(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)生的電極反應式為_。解析：(1)放電時高鐵酸鉀為正極，正極發(fā)生還原反應，電極反應式為feo4h2o3e=fe(oh)35oh；若維持電流強度為1 a，電池工作十分鐘，轉移電子的物質的量為1×10×60÷96 5000.006 217 6 mol。理論消耗zn的質量0.006 217 6 mol÷2×650.2 g(已知f96 500 c·mol1)。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。圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點有使用時間長、工作電壓穩(wěn)定。(2)該電池的本質反應是合成氨反應，電池中氫氣失去電子，在負極發(fā)生氧化反應，氮氣得電子在正極發(fā)生還原反應，則正極反應式為n28h6e=2nh，氨氣與hcl反應生成氯化銨，則電解質溶液為氯化銨溶液。(3)工作時電極b作正極，o2由電極b移向電極a；該裝置是原電池，通入一氧化碳的電極a是負極，負極上一氧化碳失去電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為coo22e=co2。答