2022-23學(xué)年人教版高二上學(xué)期化學(xué)考點(diǎn)解讀與綜合訓(xùn)練課題-原電池分層解讀

4.1原電池分層解讀考點(diǎn)一原電池工作原理i.將銅片和鋅片用導(dǎo)線和電流計(jì)連接后，浸入一定濃度的稀硫酸中，如圖所示，下面有關(guān)說法正確的是錮片鋅片A.Zn是正極，Cu是負(fù)極監(jiān)稀硫被B.電子從Cu片經(jīng)導(dǎo)線流向Zn片Zn極有銅析出Cu極上有氣泡產(chǎn)生【答案】D【解析】A.將銅片和鋅片用導(dǎo)線和電流計(jì)連接后，浸入一定濃度的稀硫酸中構(gòu)成原電池，由于金屬性Zn>Cu,則Zn是負(fù)極，Cu是正極，A錯(cuò)誤；Zn是負(fù)極，Cu是正極，電子從Zn片經(jīng)導(dǎo)線流向Cu片，B錯(cuò)誤；Zn是負(fù)極，Zn溶解，沒有銅析出，C錯(cuò)誤；Cu是正極，正極上氫離子放電，則Cu極上有氣泡產(chǎn)生，D正確；答案選D。2.在盛有稀H2s04的燒杯中放入用導(dǎo)線連接鋅片和銅片，下列敘述正確的是A.SO：向銅片移動(dòng)B.電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片C.正極有02逸出D.銅片上有H2逸出【答案】D【解析】Zn、Cu、硫酸構(gòu)成的原電池金屬鋅做負(fù)極，金屬銅做正極。A.原電池中陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，溶液中的SO：移向負(fù)極，即向鋅片移動(dòng)，故A錯(cuò)誤;B.電子通過導(dǎo)線由鋅片流向銅片，故B錯(cuò)誤；C.正極上放電的是氫離子，正極有氫氣逸出，故C錯(cuò)誤;D.金屬銅做正極，正極上放電的是氫離子，有氫氣逸出，故D正確。故選D。.下列變化中屬于原電池反應(yīng)的是A.鐵銹可用稀鹽酸洗去B.在空氣中金屬鋁表面迅速被氧化形成保護(hù)膜C.紅熱的鐵絲與水接觸表面形成藍(lán)黑色保護(hù)層D.在Fe與稀H2s04反應(yīng)時(shí)，加幾滴CuSCk溶液，可加快H2的產(chǎn)生【答案】D【解析】A.鐵銹可用稀鹽酸洗去是因?yàn)殍F銹能與HC1反應(yīng)生成FeCh和水，沒有形成原電池，故A錯(cuò)誤:B.金屬鋁是比較活潑的金屬，在空氣中放置的時(shí)候能與氧氣反應(yīng)，表面迅速被氧化形成致密的保護(hù)膜，與原電池?zé)o關(guān)，故B錯(cuò)誤；C.紅熱的鐵絲和水直接反應(yīng)生成黑色的四氧化三鐵和氧氣，不符合原電池構(gòu)成條件，故C錯(cuò)誤；D.加幾滴CuSCh溶液后，鐵與CuSC>4反應(yīng)生成單質(zhì)Cu,然后鐵和銅在稀H2sCh溶液中形成原電池，加快了鐵與稀H2sCU的反應(yīng)速率，故D正確：故選Do.下列裝置中，能構(gòu)成原電池的是D.除（乙）均可以【答案】C【解析】A.沒有用導(dǎo)線連接形成閉合回路，所以不能構(gòu)成原電池，故A錯(cuò)誤：B.兩電極材料相同，所以不能構(gòu)成原電池，故B錯(cuò)誤；C.有兩個(gè)活潑性不同的電極，且兩電極插入電解質(zhì)溶液中，兩電極間構(gòu)成閉合回路，能自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，所以該裝置能構(gòu)成原電池，故c正確；D.乙醇是非電解質(zhì)，且電極和乙醇不能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以不能構(gòu)成原電池，故D錯(cuò)誤；故選Co.如圖所示是Zn和Cu形成的原電池，某實(shí)驗(yàn)興趣小組做完實(shí)驗(yàn)后，在讀書卡上的記錄如下。則卡片上的描述合理的是CuI~IZn三7H1332021.6.18,實(shí)驗(yàn)后的記錄:稀h：so,①Cu為正極，Zn為負(fù)極②Cu極上有氣泡產(chǎn)生，發(fā)生還原反應(yīng)③SOj向Cu極移動(dòng)④若有0.5mol電子流經(jīng)導(dǎo)線，則可產(chǎn)生0.25mol氣體⑤電子的流向是：Cu——>Zn⑥正極反應(yīng)式：Cu+2e=Cu2+,發(fā)生氧化反應(yīng)A.①②④ B.②④ C.②③? D.③?⑤【答案】A【解析】①根據(jù)分析可知，Zn為負(fù)極，Cu為正極，故①正確；②根據(jù)分析，Cu電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：2H++2e=H2t，所以Cu極上有氣泡產(chǎn)生，發(fā)生還原反應(yīng)，故②正確；③原電池中，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，Zn為負(fù)極，則SOj向Zn極移動(dòng)，故③錯(cuò)誤；④由2H++2e=H2t可知，有0.5mol電子流向?qū)Ь€，產(chǎn)生氫氣O.25mol,故④正確；⑤原電池外電路，電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，電流與電子運(yùn)動(dòng)方向相反，電流由正極流向負(fù)極，Zn為負(fù)極，Cu為正極，則電流的流向是：Cu—>Zn,故⑤錯(cuò)誤；⑥根據(jù)分析，負(fù)極反應(yīng)式:Zn-2e=Zn%發(fā)生氧化反應(yīng)，正極反應(yīng)式：2H++2e=H",發(fā)生還原反應(yīng)，故⑥錯(cuò)誤；綜上所述①②④正確，故選A。.南京工業(yè)大學(xué)IAM團(tuán)隊(duì)將蠶繭炭化形成氮摻雜的高導(dǎo)電炭材料，該材料作為微生物燃料電池的電極具

有較好的生物相容性，提升了電子傳遞效率。利用該材料制備的微生物電池可降解污水中的有機(jī)物（CH3CHO為例），其裝置原理如圖所示。下列判斷錯(cuò)誤的是b電極電極.友化三（CH3CHO為例），其裝置原理如圖所示。下列判斷錯(cuò)誤的是b電極電極.友化三JIA.該微生物電池在處理廢水時(shí)還能輸出電能B.該微生物電池工作時(shí)，電流由b極經(jīng)負(fù)載流到a極C.該微生物電池原理圖中的離子交換膜為陰離子交換膜D.該微生物電池的負(fù)極反應(yīng)為CH￡HO+3H2（M0e=2CO?T+10H【答案】C【解析】A.該微生物電池在處理廢水時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，能輸出電能，故A正確；B.根據(jù)裝置圖分析，a電極為原電池的負(fù)極，b電極為正極，該微生物電池工作時(shí)，電子由負(fù)極a極經(jīng)負(fù)載流到正極b極，電流的流向與電子的流向相反，電流由b極經(jīng)負(fù)載流到a極，故B正確；C.由裝置圖可知，負(fù)極上乙醛放電生成的氫離子經(jīng)離子交換膜流向正極，離子交換膜為質(zhì)子交換膜，故C錯(cuò)誤；D.微生物電池中，a電極為電池的負(fù)極，酸性條件下乙醛在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，電極反應(yīng)式為CH，CHO+3Hq-10e=2CC>21+10H+,故D正確。故答案：Co.按要求完成下列各題。（1）氯氣是制備系列含氯化合物的主要原料，可采用如圖甲所示的裝置來制取。裝置中的離子膜只允許ab離子通過，氯氣的逸出口是（填標(biāo)號(hào)）。ab（2）HCOOH燃料電池。研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖乙所示，兩精藤嘉溶液甲電極區(qū)間用允許K+、H，通過的半透膜隔開。

半透膜①電池負(fù)極電極反應(yīng)式為乙;放電過程中需補(bǔ)充的半透膜①電池負(fù)極電極反應(yīng)式為乙;放電過程中需補(bǔ)充的物質(zhì)A為（填化學(xué)式）。②如圖乙所示HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過HCOOH與0?的反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其反應(yīng)的離了方程式為o【答案】（I）Na，a(2)HCOO+20H-2e=HCO3+H2OH2SO42HCOOH+2OH-+O2=2HCC)3+2HQ或2HCOO+O2=2HCO,【解析】（1）工業(yè)上常采川電解飽和食鹽水的方法制備ci”該過程中，陽極的電極反應(yīng)式為2C1--2e-=ChT,陰極的電極反應(yīng)式為2HQ+2e-=H:T+2OH-,為防止生成的Cl?和。田發(fā)生反應(yīng)，通常采用陽離子交換膜，則該裝置中的離子膜只允許Na，通過；氯氣在陽極產(chǎn)生，逸出口為a。故答案為：Na，；a；（2）①原電池工作時(shí)，負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)圖示中各電極上物質(zhì)變化，負(fù)極上HCOO被氧化為HCO；,電極反應(yīng)式為HCOO+2OH-2e=HCO,+H;O,根據(jù)圖示，加入A發(fā)生的離子反應(yīng)為4Fe2++4H++O2=4Fe,*+2H2O,消耗H*，K2sO,從裝置中流出，故放電過程中加入的物質(zhì)A為HA。,。故答案為：HCOO+2OH-2e=HCO,+H2O；H2SO4；②該燃料電池的正極Fe?+和Fe3+存在著循環(huán)，正極上本質(zhì)是0?得到電子，故燃料電池本屆是HCOOH和。2反應(yīng)生成HCO；,結(jié)合原子守恒和電荷守恒，其反應(yīng)的離了方程式為2HCOOH+2OH+O2=2HCO3+2HQ或2HCOO+O2=2HCO3,,故答案為：2HCOOH+2OH-+OL2HCO3+2H2O或2HCOCr+O2=2HCO3。8.應(yīng)用原電池反應(yīng)可以探究氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向和程度?，F(xiàn)連接如圖裝置并加入藥品（鹽橋中的物質(zhì)不參與反

應(yīng))，進(jìn)行實(shí)驗(yàn):鹽橋i.K閉合時(shí)，指針偏移。放置一段時(shí)間后，指針偏移減小。應(yīng))，進(jìn)行實(shí)驗(yàn):鹽橋ii.隨后向U形管左側(cè)逐滴加入濃Fe^SOj溶液，發(fā)現(xiàn)電流表指針的變化依次為偏移減小一回到0刻度一逆向偏移。(1)實(shí)驗(yàn)i中銀作極。(2)綜合實(shí)驗(yàn)i、ii的現(xiàn)象，得出Ag+和Fe"反應(yīng)的離子方程式是【答案】(1)正(2)Fe"+Ag+^^Fe3++Ag【解析】實(shí)驗(yàn)i,K閉合時(shí)，指針偏移，說明形成了原電池，放置一段時(shí)間后，指針偏移減?。簩?shí)驗(yàn)ii,向U形管左側(cè)逐滴加入濃Fe2(SO4)3溶液，電流表指針的變化依次為偏移減小一＞回到0刻度一＞逆向偏移，實(shí)驗(yàn)ii左側(cè)的電極反應(yīng)為Fe3++e=Fe2+；則實(shí)驗(yàn)i左側(cè)的電極反應(yīng)為Fe2+-e=Fe3+.根據(jù)分析，實(shí)驗(yàn)i左側(cè)Fe2+失電子被氧化成Fe3+,則石墨電極為負(fù)極，銀作正極；答案為：正。實(shí)驗(yàn)i中，石墨電極電極反應(yīng)為Fe2+-e=Fe3+,銀為正極，電極反應(yīng)為Ag++e=Ag；而實(shí)驗(yàn)ii向U形管左側(cè)加入濃硫酸鐵溶液，指針先回到0刻度，最終指針的偏移方向與實(shí)驗(yàn)i相反，可知發(fā)生的反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為Fe2++Ag+UFe"+Ag；答案為：Fe2++Ag+^Fe3++Ago9.回答下列問題(1)N02、02和熔融NaNCh可制作燃料電池，其原理見圖1,石墨I(xiàn)為電池的極；該電池在圖I又能發(fā)電，尿素燃料電池結(jié)構(gòu)如圖2所示:多孔碳電極回答下列問題:圖I又能發(fā)電，尿素燃料電池結(jié)構(gòu)如圖2所示:多孔碳電極回答下列問題:圖2使用過程中石墨I(xiàn)電極上生成氧化物Y,其電極反應(yīng)式為(2)化學(xué)家正在研究尿素動(dòng)力燃料電池。用這種電池直接去除城市廢水中的尿素，既能產(chǎn)生凈化的水,電池中的負(fù)極為(填“甲''或"乙")，甲的電極反應(yīng)式為,電池工作時(shí)，理論上每?jī)艋?mol尿素，消耗02的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)約為Lo【答案】負(fù) NO2+NO3-LN2O5甲 CO(NH2)2+H2O-6e-CO2T+N21+6H* 33.6【解析】(1)該燃料電池中，正極上通入O”石墨I(xiàn)I為正極，電極反應(yīng)式為O2+2N2O5+4e=4NO3，負(fù)極上通入NO2.石墨I(xiàn)為負(fù)極，電極反應(yīng)式為NCh+NO；-e=N2O5。(2)根據(jù)圖示可知，甲電極上CO(NH2)2反應(yīng)生成二氧化碳和氮?dú)?，N元素化合價(jià)升高，失電子，為電源的負(fù)極，電解質(zhì)溶液為酸性，則其電極反應(yīng)式為CO(NH2)2+H2O-6e=CO2f+N2T+6H"該反應(yīng)的總方程式為2co(NH2)2+3Ch=2CO2+2N2+4H2O,根據(jù)關(guān)系式2co(NH2”?3Ch可知，電池工作時(shí)，理論上每?jī)艋?mol尿素，消耗02的體積為1.5molx22.4Lmol'=33.6L?？键c(diǎn)二化學(xué)電源10.直接碳燃料電池(DCFC)是一種以固體碳(煤、石墨、活性炭等)為原料的燃料電池，是一種具有現(xiàn)實(shí)意

義的節(jié)能減排新技術(shù)，如圖是一種DCFC的結(jié)構(gòu)示意圖。下列有關(guān)法不正確的是

負(fù)我負(fù)我A.負(fù)極的電極反應(yīng)為：C-4e+2COr=3CO2B.若電子由電極a沿導(dǎo)線經(jīng)負(fù)載流向電極b,則入口A加入的物質(zhì)為固體碳C.DCFC與煤直接燃燒發(fā)電能量的利用率相同D.放電過程中放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO211.2L時(shí)轉(zhuǎn)移2moi電子【答案】C【解析】A.直接碳燃料電池(DCFC)是一種以固體碳(煤、石墨、活性炭等)為原料的燃料電池，碳為還原劑，在負(fù)極反應(yīng)，因此負(fù)極的電極反應(yīng)為：C-4e+2CO^=3CO2,故A正確；B.若電子由電極a沿導(dǎo)線經(jīng)負(fù)載流向電極b,電極a為負(fù)極，根據(jù)A分析得到入口A加入的物質(zhì)為固體碳，故B正確：C.DCFC與煤直接燃燒發(fā)電能量的利用率不相同，DCFC是化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，煤直接燃燒發(fā)電，有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了熱能，其能量利用率比DCFC能量利用率低，故C錯(cuò)誤；D.負(fù)極的電極反應(yīng)為：C-4e+2CO*-=3CO2,正極電極反應(yīng)式為O2+4e+2CO2=2COf,放電過程中放出1molCOz轉(zhuǎn)移4moi電子，因此標(biāo)準(zhǔn)狀況下CCM1.2L即物質(zhì)的量0.5mol時(shí)，轉(zhuǎn)移2moi電子，故D正確。綜上所述，答案為C。11.微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如下圖所示，下列說法正確的是A.電子從下圖所示，下列說法正確的是A.電子從b流出，經(jīng)外電路流向aB.HS-在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SOj的反應(yīng)是：HS-+4H2O—8e=S0f+9H+C.該電池在高溫下進(jìn)行效率更同D.若該電池有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則有0.45molH+通過質(zhì)子交換膜【答案】B【解析】A.由分析可知，電極b是電池的正極，a是負(fù)極，則電子從a流出，經(jīng)外電路流向b,故A錯(cuò)誤;B.由分析可知，電極a為微生物燃料電池的負(fù)極，在硫氧化菌作用下，硫氫根離子在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸根離子，電極反應(yīng)式為HS+4H2O—8e=S01+9H\故B正確：C.微生物的主要成分是蛋白質(zhì)，若電池在高溫下進(jìn)行，蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生變性，微生物的催化能力降低，電池的工作效率降低，故c錯(cuò)誤；D.由分析可知，正極的電極反應(yīng)式為Ch+4e—+4H+=2氏0,則當(dāng)電池有0.4mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，負(fù)極區(qū)有0.4mol氫離子通過質(zhì)子交換膜加入正極區(qū)，故D錯(cuò)誤；故選Bo一種三室微生物燃料電池污水凈化系統(tǒng)原理如圖所示，圖中含酚廢水中有機(jī)物可用C6H，OH表示，左、中、右室間分別以離子交換膜分隔。已知Ce&OH具有弱酸性和還原性，下列說法錯(cuò)誤的是負(fù)載淡鹽水7離子交換膜A低濃度含酚廢水高濃度含酚廢水淡鹽水7離子交換膜A低濃度含酚廢水高濃度含酚廢水tL反硝落低濃度NO版水L高濃度廣NO諼水、aCl溶液離廣交換膜BA.左室中的電極反應(yīng)為C6H5OH-28e-+11H2O=6co?T+28H+B.右室中的電板反應(yīng)為2NO；+KV+6H2。=N2T+12OH-C.電池中每通過lmole\相同條件下產(chǎn)生CO?與N?的體積比為2：ID.A為陰離子交換膜，B為陽離子交換膜【答案】C【解析】A.由分析可知，左側(cè)電極為負(fù)極，在厭氧菌作用"QH^OH在負(fù)極上失去電子發(fā)生&I化反應(yīng)生成二氧化碳，電極反應(yīng)式為C6H5OH-28e-+UHQ=6CO2f+28H*,故A正確；B.山分析可知，右側(cè)電極為正極，在反厭氧菌作用卜，NO；在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成N?,電極反應(yīng)式為2NO；+lOe-+6Hq=N2T+12OH，故B正確：C.由得失電子數(shù)目守恒可知，電池中每通過

Imole--產(chǎn)生相同條件下CO?與N?的體積比為94=15：7,故C錯(cuò)誤；2810D.由分析可知，電池放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中Na，離;通過陽離子交換膜B移向正極，CP離子通過陰離子交換膜移向負(fù)極，氯化鈉溶液變?yōu)榈}水，故D正確：故選Co一種新型Na—CaFeCh可充電電池，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是Na電極/Na.—有Na電極/Na.—有機(jī)電解質(zhì)'Na'/CaFcO、X有機(jī)電解偵CiiluO,電極M N鈉離子交換腹A.放電時(shí)N為正極,電極反應(yīng)為:2CaFeO3+2e=2CaFeO25+O2B.充電時(shí)，M應(yīng)與電源的正極相連接C.放電時(shí)，Na+向M電極移動(dòng)D.電極材料中，單位質(zhì)量放出的電能大?。篘a>Li【答案】A【解析】A.據(jù)分析可知，放電時(shí)N為正極，電極反應(yīng)為：2CaFeO3+2e=2CaFeO25+O2,A正確：B.由分析可知，M極為原電池的負(fù)極，故充電時(shí)，M應(yīng)與電源的負(fù)極相連接，B錯(cuò)誤：C.放電時(shí)，M電極為負(fù)極帶正電，Na+向N極移動(dòng)，C錯(cuò)誤；D.電極材料中，Na的單位質(zhì)量放出的電能為《，Li的單位質(zhì)量放出的電能為故Na<Li,D錯(cuò)誤;答案選A。Na-CO?電池是一種二次電池。將NaC104溶于有機(jī)溶劑作為電解液，Na和負(fù)載碳納米管的Ni網(wǎng)分別作電極材料，結(jié)構(gòu)如圖所示。電池的總反應(yīng)：3CO2+4Na=2Na2CO3+C,下列說法正確的是A.放電時(shí)，CIOA.放電時(shí)，CIO；向正極移動(dòng)B.放電時(shí)，Na作電池的負(fù)極C.放電時(shí)，電子從負(fù)極經(jīng)電解液回到正極D.充電時(shí)，陽極反應(yīng)為：2CO^+C+4e=3CO2【答案】B【解析】A.放電時(shí)，Na失電子作負(fù)極、Ni作正極，電解質(zhì)溶液中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以CIO4向負(fù)極移動(dòng)，A錯(cuò)誤；B.放電時(shí)，Na失電子作負(fù)極、Ni作正極，B正確；C.放電時(shí)，電子從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線回到正極，不能流經(jīng)電解液，C錯(cuò)誤；D.充電時(shí)，原來的正極Ni作電解池的陽極，Na作電解池陰極，則陽極發(fā)生的反應(yīng)為原來正極反應(yīng)式的逆反應(yīng)：2CO；+C-4e=3CO2,D錯(cuò)誤；答案選B。15.鎂一次