2017年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第6章化學(xué)反應(yīng)與能量第2講原電池化學(xué)電源習(xí)題

1、原電池化學(xué)電源（時間：45 分鐘）一、選擇題1 原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說法中稀 H2SQ 組成的原電池，負(fù)極反應(yīng)式為NaOH 溶液組成的原電池，負(fù)極反應(yīng)式為FeCb 溶液組成的原電池，負(fù)極反應(yīng)式為濃硝酸組成的原電池，負(fù)極反應(yīng)式為Al 3e =A3Al 3e+ 40H =AlQ + 2H2OCu_ 2e =Cu一2+Cu_ 2e =CuFe,反應(yīng)式為 Fe 2e=F2. （2015 天津卷）鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分 子通過，下列有關(guān)敘述正確的是A. 銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.電池工作一段時間后，甲池的C（SO2）減小C.

2、 電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D. 陰陽離子分另通過交換膜向負(fù)極和正極移動，保持溶液中電荷平衡解析：電池的總離子方程式為 Zn+ Cu2+=Z+ Cu,其中甲中電極方程式為Zn 2e=Z+;乙中電極方程式為 Cu2+ 2e=Cu 由此判定，A 項，銅電極上發(fā)生得電子的還原 反應(yīng)；B項，陽離子交換膜只允許陽離子通過，即甲中生成的 Zn2+向乙池移動，而甲池的c（S&）不變；甲池中產(chǎn)生的 Zn2+通過陰離子交換膜進(jìn)入乙池，進(jìn)入乙池的Zn2+和乙池?fù)p失的銅離子物質(zhì)的量相等，而 Zn 的摩爾質(zhì)量大于 Cu,故乙池的質(zhì)量增加；D 項，本題中的陽離子交2亠換膜只允許陽離子，陰離子不會移

3、動，甲池中產(chǎn)生的陽離子 Zn 移向乙池后，中和了失去后CLJ+的 SO一，保持了溶液中的電荷平衡。答案：C3.（2015 四川卷）用下圖所示裝置除去含 CN、CI一廢水中的 CN 時，控制溶液 pH 為 9 10，陽極產(chǎn)生的 CIO和 CN 氧化為兩種無污染的氣體，下列說法不正確的是（）不正確的勺是()A. 由 AI、 Cu、B.由 MgAl、C. 由 Fe、Cu、D. 由 Al、 Cu、解析： 由 Fe、Cu FeCl3溶液組成的原電池，負(fù)極材料是+, C 錯。答案:2A. 用石墨作陽極，鐵作陰極B. 陽極的電極反應(yīng)式為 Cl+ 20H 2e=ClO + HOC. 陰極的電極反應(yīng)式為 2H0

4、+ 2e=Hf+2OHD. 除去 CN 的反應(yīng) 2CN + 5ClO+ 2H+=Nf + 2COf+ 5CI+ H2O解析：A 選項石墨作陽極，為惰性電極，由溶液中的Cl放電，電極反應(yīng)式：Cl+ 2OH2e=CIO+ HQ 鐵作陰極，在堿性環(huán)境下發(fā)生2H2O+ 2e=Hf+ 2OH, 故 ABC 正確；D 選項 pH= 910 的堿性溶液不可能是 J 來反應(yīng)，離子反應(yīng)為 2CN + 5CIO+ HO=Nf + 2COf+5CI+2OH。答案：D4鋰空氣電池作為新一代大容量電池而備受矚目，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)鋰 空氣電池的說法不正確的是（）固休電解質(zhì)（只允許W通過）A.隨著電極反應(yīng)的不斷

5、進(jìn)行，正極附近的電解液pH 不斷升高B.若把堿性電解液換成固體氧化物電解質(zhì)，則正極會因為生成Li2O 而引起碳孔堵塞， 不利于正極空氣的吸附C.放電時，當(dāng)有 22.4 L O2（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）被還原時，溶液中有 4 mol Li +從左槽移動到 右槽D.鋰空氣電池又稱作“鋰燃料電池”，其總反應(yīng)方程式為：4Li + Q=2Li2O 解析：電極反應(yīng)式為負(fù)極： 4Li 4e=4Li+;正極：Q+ 4e+ 2HzO=4OH。A 項，根據(jù)正極反應(yīng)可以判斷該項正確；B 項，固體氧化物能傳導(dǎo) O，然后和負(fù)極生成的 Li+反應(yīng)生成 Li2O 而造成堵塞，正確； C 項，根據(jù)兩個電極反應(yīng)式可以判斷該項正確；D項應(yīng)

6、為 4Li + O+ 2H2O=4LiOH電源廢水答案：D5. （2015 江蘇卷）一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正 確的是（）4電極AA. 正極反應(yīng)為 AgCl + e=Ag+ ClB. 放電時，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成C. 若用 NaCl 溶液代替鹽酸，則電池總反應(yīng)隨之改變D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移 0.01 mol e時，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02 mol 離子解析：根據(jù)電池總反應(yīng)可以看出Cl2得電子，Ag 失電子，所以在原電池中Cl2在正極上發(fā)生還原反應(yīng)，Ag 在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)。正極反應(yīng)為Cl2+ 2e=2Cl, A 項錯誤；因為電解質(zhì)溶液為鹽酸，所以

7、負(fù)極上 Ag 失電子生成的 Ag+隨即與附近的 Cl反應(yīng)，B 項錯誤；用 氯化鈉代替鹽酸后，電極反應(yīng)不發(fā)生改變，C 項錯誤；當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移 0.01 mol e時，負(fù)極生成 0.01 mol Ag十，由于 Ag+ Cl=AgCIJ，所以消耗 0.01 mol Cl，由于電荷守恒， 同時有 0.01mol H+通過陽離子交換膜轉(zhuǎn)移至右側(cè)溶液中，D 項正確。答案：D7.利用反應(yīng) 6NQ+ 8NH=7N+ 12H2O 構(gòu)成的電池，既能實現(xiàn)有效消除氮氧化物的排放， 減輕環(huán)電極BA.B.C.D.CO+H24催化重整CH4+H3O6co2催化劑反應(yīng)，CH4+ H2O=w=3f+ CO 每消耗 1 mol C

8、H4轉(zhuǎn)移 12 mol 電子電極 A 上 H2參與的電極反應(yīng)為 H2+ 2OH 2e=2HO電池工作時，CO向電極 B 移動電極 B 上發(fā)生的電極反應(yīng)為 C2+ 2CO+ 4e=2C（3解析：A 項根據(jù)甲烷中碳為一 4 價，轉(zhuǎn)化為一氧化碳中+2 價碳，轉(zhuǎn)移的是 6 mol 電子。B 項電解質(zhì)中沒有 OH,且應(yīng)該是 H2+ CO 2CO 4e一=3C 耐 H2QC 項電池工作時碳酸根 離子應(yīng)該向 A 極移動結(jié)合 A 極產(chǎn)生的氫離子生成二氧化碳?xì)怏w。答案：D6. （2014 福建卷）某原電池裝置如圖所示，電池總反應(yīng)為法正確的是（）D 項正確。2Ag+ Cl2=2AgCI。下列說用電器4境污染，又能

9、充分利用化學(xué)能，裝置如圖所示，下列說法不正確的是（）6離子交換膜A. 電流從右側(cè)電極經(jīng)過負(fù)載后流向左側(cè)電極B. 為使電池持續(xù)放電，離子交換膜需選用陰離子交換膜C. 電極 A 極反應(yīng)式為 2NH3 6e=N+ 6H+D. 當(dāng)有 4.48 L NO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)被處理時，轉(zhuǎn)移電子為 0.8 mol解析：在原電池工作時，NO 為氧化劑，NH 為還原劑，故 B 為正極，A 為負(fù)極，電流由 正極流向負(fù)級，A 正確；陰離子向負(fù)極移動，為使原電池持續(xù)放電，防止NO 反應(yīng)生成硝酸鹽和亞硝酸鹽因用陰離子交換膜， B 正確；C 項，應(yīng)生成 H2O,錯誤；D 項，根據(jù)正極反應(yīng)式0.2轉(zhuǎn)移電子為mo1X24= 0.8

10、mo1。答案：C二、非選擇題& (高考組合題)(1)(2013 廣東卷)能量之間可相互轉(zhuǎn)化：電解食鹽水制備 C12是將電 能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，而原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。 設(shè)計兩種類型的原電池， 探究其能量轉(zhuǎn) 化效率。限選材料：ZnSO(aq) , FeSO(aq) , CuSG(aq);銅片，鐵片，鋅片和導(dǎo)線。1完成原電池甲的裝置示意圖(見下圖)，并作相應(yīng)標(biāo)注，要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素。2以銅片為電極之一， CuSO(aq)為電解質(zhì)溶液，只在一個燒杯中組裝原電池乙，工作段時間后，可觀察到負(fù)極 _。3甲乙兩種原電池可更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是_ ,其原因是4根據(jù)

11、犧牲陽極的陰極保護(hù)法原理，為減緩電解質(zhì)溶液中鐵片的腐蝕，在上述的材料中應(yīng)選_ 作陽極。NH負(fù)載電極,2(%-30%KOHJ容液rrrrlrr- -r20%30%KOH三一一_三三-0 = =三三三三三(2)(2013 北京卷)通過 NO 傳感器可監(jiān)測 NO 的含量，其工作原理示意圖如下：8g 遷移、固體電解質(zhì)Pt電極1Pt 電極上發(fā)生的是 _反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。2寫出 NiO 電極的電極反應(yīng)式： _ 。解析：(1)根據(jù)題給條件和原電池的構(gòu)成條件可得：a.若用 Zn、 Cu CuSO(aq)、 ZnSQ(aq)組成原電池， Zn 作負(fù)極， Cu 作正極， Zn 插入到 ZnSQ(aq)

12、中，Cu 插入到 CuSQ(aq)中。b.若用 Fe、 Cu FeSQ(aq)、 CuSQ(aq)組成原電池， Fe 作負(fù)極， Cu 作正極， Fe 插入到 FeSO(aq)中，Cu 插入到 CuSQ(aq)中。c.注意， 畫圖時要注意電極名稱、電極材料、電解質(zhì)溶液名稱(或化學(xué)式)， 并形成閉 合回路。2由于金屬活動性 Zn Fe Cu,鋅片或鐵片作負(fù)極，由于 Zn 或 Fe 直接與 CuSO 溶液接觸，工作一段時間后，負(fù)極逐漸溶解，表面有紅色固體析出。3有鹽橋的甲原電池中負(fù)極沒有和化學(xué)能不會轉(zhuǎn)化為熱能，而是幾乎全部轉(zhuǎn)化為電能；而原電池乙中的負(fù)極與接觸，兩者會發(fā)生置換反應(yīng)，部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能

13、，化學(xué)能不可能全部轉(zhuǎn)化為電能。4由犧牲陽極的陰極保護(hù)法可得，所以應(yīng)選擇比鐵片更活潑的鋅作負(fù)極(2)由圖示可知原電池發(fā)生反應(yīng)為Q+4e=2O。NO 在 NiO 電極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng):2負(fù)極逐漸溶解，表面有紅色固體析出2亠2亠3甲 在甲裝置中，負(fù)極不和Cu 接觸，避免了 Cu 直接與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)而使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能4鋅片還原 NO O 2e=NONONO? NiO電極鐵片作正極(陰極)時被保護(hù)，作負(fù)極(陽極)時被腐蝕，(陽極)才能有效地保護(hù)鐵不被腐蝕。2NOF Q=2NO, NO 為還原劑，O 為氧化劑，Q 在 PtNO+ 6電極得電子發(fā)生還原反應(yīng):答案:)9.(1)鐵是用途最廣的金屬材料之一

14、，但生鐵易生銹。請討論電化學(xué)實驗中有關(guān)鐵的性 質(zhì)。10溶液稀硫酸鹽橋中裝有含瓊脂的KC1飽和溶液某原電池裝置如圖所示，如圖右側(cè)燒杯中的電極反應(yīng)式為_，左側(cè)燒杯中的c（CI）_（填“增大”“減小”或“不變”）。已知下圖甲、乙兩池的總反應(yīng)式均為Fe+ H2SQ=FeS 冊 Hf,且在同側(cè)電極（指均）產(chǎn)生 Hz。請在兩池上標(biāo)出電極材料（填“ Fe”或“C ）。（2）用高鐵（W）酸鹽設(shè)計的高鐵（W）電池是一種新型可充電電池，電解質(zhì)溶液為KQH 溶液，放電時的總反應(yīng)為 3Zn + 2KzFeQ4+ 8fQ=3Zn（QHH 2Fe（QH）s+ 4KQH寫出正極反應(yīng)式：_。用高鐵（W）電池作電源，以 Fe

15、作陽極，以 Cu 作陰極，對足量 KQH 溶液進(jìn)行電解，當(dāng) 電池中有 0.2 mol KzFeQ 反應(yīng)時，則在電解池中生成H2_L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。解析：（1）原電池反應(yīng)中 Fe 作負(fù)極，石墨棒作正極，右側(cè)燒杯中電極反應(yīng)式為2H+2e=Hf。由于平衡電荷的需要，鹽橋中的C向負(fù)極遷移，故 NaCI 溶液中c（CI）增大。裝置乙是電解裝置，陰極（右側(cè)）產(chǎn)生 H2,同時根據(jù)電池的總反應(yīng)式可知Fe 只能作陽極（左側(cè)）。由已知條件知，在裝置甲中，F(xiàn)e 作原電池的負(fù)極，在左側(cè)，C 作原電池的正極，在右側(cè)。（2）以轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為橋梁建立 K2FeC4和 H2的物質(zhì)的量的關(guān)系：2&FeQ3f,由此可知生成

16、 H20.3 mol ，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為6.72 L。答案：2H+ 2e=Hf增大甲池中：左一 Fe,右一 C,乙池中：左一 Fe,右一 C（2）Fe&+ 4fQ+ 3e-=Fe（QH+ 5QH 6.7210.某研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)反應(yīng) 2KMnQ 10FeSQ+ 8fSQ=2MnS4 5Fe2（SQ4）3+ K?SQ + 8H2Q 設(shè)計如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1 molL1,溶液在“左電極”或“右電的體積均為 200 mL,鹽橋中裝有飽和 K2SQ 溶液。12甲乙回答下列問題：此原電池的正極是石墨 _(填“a”或“ b”)，發(fā)生 _ 反應(yīng)。電池工作時，

17、鹽橋中的 SO移向_ (填“甲”或“乙”)燒杯。(3)兩燒杯中的電極反應(yīng)式分別為乙_。若不考慮溶液的體積變化，MnSO 濃度變?yōu)?1.5 mol L一1,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為_mol。解析：(1)根據(jù)題目提供的總反應(yīng)方程式可知，KMnO 乍氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)，故石墨a 是正極。(2) 電池工作時，SO向負(fù)極移動，即向乙燒杯移動。(3) 甲燒杯中的電極反應(yīng)式為MnO + 5e + 8H =Mn + 4H2Q 乙燒杯中的電極反應(yīng)式為5Fe2+ 5e一=5F+。溶液中的 MnSO 濃度由 1 molL1變?yōu)?1.5 molL1,由于溶液的體積未變，則反 應(yīng)過程中生成的MnSO 的物質(zhì)的量為 0.5

18、 molL1x0.2 L = 0.1 mol，轉(zhuǎn)移的電子為 0.1moix5=0.5 mol。答案：(1)a 還原(2) 乙一 一 +2+(3) MnO4+ 5e + 8H =Mn + 4fO5Fe2+ 5e一=5卩+(4) 0.511.全釩液流電池是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動液態(tài)的電池，目前釩電池技術(shù)已經(jīng)趨近成熟。下圖是釩電池基本工作原理示意圖：隔膜廠書 rIH負(fù)極 電解液負(fù)載請回答下列問題：(1)硫酸在電池技術(shù)和實驗室中具有廣泛的應(yīng)用，在傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，硫酸是_ ,實驗室中配制硫酸亞鐵時需要加入少量硫酸，硫酸的作用是屯極v正極電解液(2)釩電池是以溶解于一定濃度硫酸溶液中的不同價態(tài)的釩離子

19、（V2+、V3+、VO+、VQ）14MO+ V3+ H2O屮+ V& + 2H+。，充電時的陰極反應(yīng)式為_。放電過程中，電解液的 pH_ (填“升高” “降低”或“不變”)。(3) 釩電池基本工作原理示意圖中“正極電解液”可能是 _ (填字母)。a.VO、VO+混合液b .VS V2+混合液c.VO 溶液d. vO*溶液e. V3+溶液f. V2+溶液(4) 能夠通過釩電池基本工作原理示意圖中“隔膜”的離子是 _。解析：(1)傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，鋅與酸反應(yīng)生成氫氣，故硫酸為電解質(zhì)溶液；硫酸亞 鐵容易水解，且水解顯酸性，加入少量硫酸，可以抑制其水解變質(zhì)。(2) 正極反應(yīng)是還原反應(yīng)，由電池