高三化學(xué)通用版一輪復(fù)習(xí)強(qiáng)化訓(xùn)練原電池化學(xué)電源

復(fù)習(xí)：原電池化學(xué)電源1.下列設(shè)備工作時,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的是()ABCD硅太陽能電池鋰離子電池太陽能集熱器燃?xì)庠?.答案D硅太陽能電池是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,A項錯誤;鋰離子電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,B項錯誤;太陽能集熱器是將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能的裝置,C項錯誤;燃?xì)馔ㄟ^燃?xì)庠畎l(fā)生燃燒反應(yīng),如CH4+2O2CO2+2H2O,實現(xiàn)了化學(xué)能到熱能的轉(zhuǎn)化,D項正確。2.分析下圖所示的四個原電池裝置,其中結(jié)論正確的是()A.①②中Mg作負(fù)極,③④中Fe作負(fù)極B.②中Mg作正極,電極反應(yīng)式為6H2O+6e6OH+3H2↑C.③中Fe作負(fù)極,電極反應(yīng)式為Fe2eFe2+D.④中Cu作正極,電極反應(yīng)式為2H++2eH2↑2.答案B②中Mg不與NaOH溶液反應(yīng),而Al能和NaOH溶液反應(yīng)失去電子,故Al是負(fù)極;③中Fe在濃硝酸中鈍化,Cu和濃硝酸反應(yīng)失去電子,作負(fù)極,A、C錯誤。②中電池總反應(yīng)為2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,負(fù)極反應(yīng)式為2Al+8OH6e2AlO2-+4H2O,則正極反應(yīng)式為6H2O+6e6OH+3H2↑,B正確。④中Cu作正極,電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e4OH,D錯誤。3.沉積物微生物燃料電池可處理含硫廢水,其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A.碳棒b的電極反應(yīng)式為O2+4e+4H+2H2OB.光照強(qiáng)度對電池的輸出功率有影響C.外電路的電流方向:碳棒a→碳棒bD.酸性增強(qiáng)不利于菌落存活,故工作一段時間后,電池效率降低3.答案C由題圖可知,碳棒a作負(fù)極,碳棒b作正極。A項,正極O2得電子生成水,電極反應(yīng)式為O2+4e+4H+2H2O,故A正確;B項,CO2在光照和光合菌的作用下反應(yīng)生成氧氣,光照強(qiáng)度對電池的輸出功率有影響,故B正確;C項,外電路電流由正極流向負(fù)極,即由碳棒b→碳棒a,故C錯誤;D項,酸性增強(qiáng)會使菌落失活,工作一段時間后,電池效率降低,故D正確。4.把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中,用導(dǎo)線兩兩相連可以組成幾個原電池。若a、b相連時a為負(fù)極;c、d相連時電流由d到c;a、c相連時c極上產(chǎn)生大量氣泡;b、d相連時d極質(zhì)量減少,則四種金屬的活動性順序由強(qiáng)到弱為()A.a>b>c>d B.a>c>d>bC.c>a>b>d D.b>d>c>a4.答案Ba、b相連時a為負(fù)極,則活動性順序a>b;c、d相連時電流由d→c,說明c是負(fù)極,則活動性順序c>d;a、c相連時c極上產(chǎn)生大量氣泡,說明c是正極,則活動性順序a>c;b、d相連時d極質(zhì)量減少,說明d是負(fù)極,b是正極,則活動性順序d>b,故活動性順序是a>c>d>b。5.鋅—空氣燃料電池可用作電動車動力電源,電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,反應(yīng)為2Zn+O2+4OH+2H2O2Zn(OH)42A.充電時,電解質(zhì)溶液中K+向陽極移動B.充電時,電解質(zhì)溶液中c(OH)逐漸減小C.放電時,負(fù)極反應(yīng)為:Zn+4OH2eZn(OH)4D.放電時,電路中通過2mol電子,消耗氧氣22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)5.答案C充電時為電解池,溶液中的陽離子向陰極移動,發(fā)生的反應(yīng)為2Zn(OH)42-2Zn+O2↑+4OH+2H2O,電解質(zhì)溶液中c(OH)增大,故A項、B項均錯誤;放電時負(fù)極反應(yīng)為Zn+4OH2eZn(OH)42-6.H2S廢氣資源化利用途徑之一是回收能量并得到單質(zhì)硫。反應(yīng)原理為:2H2S(g)+O2(g)S2(s)+2H2O(l)ΔH=632kJ·mol1。下圖為質(zhì)子膜H2S燃料電池的示意圖。下列說法不正確的是()A.電路中每通過2mol電子,電池內(nèi)部釋放316kJ熱能B.每34gH2S參與反應(yīng),有2molH+經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū)C.電極a為電池的負(fù)極D.電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4e+4H+2H2O6.答案A原電池的能量轉(zhuǎn)化形式主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,A錯誤;34gH2S的物質(zhì)的量為1mol,根據(jù)電極反應(yīng)式可知有2molH+經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū),與氧氣結(jié)合生成水,B正確;題給電池屬于燃料電池,通入燃料的一極為負(fù)極,通入氧氣的一極為正極,電極a為電池的負(fù)極,C正確;根據(jù)圖示,電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4H++4e2H2O,D正確。7.如圖是新型鎂—鋰雙離子二次電池。下列關(guān)于該電池的說法不正確的是()A.放電時,Li+由左向右移動B.放電時,正極的電極反應(yīng)式為Li1xFePO4+xLi++xeLiFePO4C.充電時,外加電源的正極與Y相連D.充電時,導(dǎo)線上每通過1mole,左室溶液質(zhì)量減輕12g7.答案DA項,放電時,陽離子移向正極,所以Li+由左向右移動,故A正確;B項,放電時,右邊為正極,得電子發(fā)生還原反應(yīng),反應(yīng)式為Li1xFePO4+xLi++xeLiFePO4,故B正確;C項,充電時,外加電源的正極與原電池正極相連,故C正確;D項,充電時,左室得電子發(fā)生還原反應(yīng),反應(yīng)式為Mg2++2eMg,導(dǎo)線上每通過1mole,右側(cè)將有1molLi+移向左室,所以左室溶液質(zhì)量減輕12g7g=5g,故D錯誤。8.一種新型的鋁離子可充電電池的示意圖如下,已知放電時電池反應(yīng)為xAl+VO2AlxVO2。下列說法正確的是()A.放電時,Al3+向鋁極移動B.放電時,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C.充電時,陽極發(fā)生的反應(yīng)為AlxVO23xexAl3++VO2D.充電時,離子液體中Al3+的濃度不斷變小8.答案C根據(jù)放電時電池反應(yīng)可知,鋁為負(fù)極,放電時,陽離子向正極遷移,A項錯誤;放電時,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,B項錯誤;充電時,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),AlxVO2在生成VO2的同時釋放出Al3+,C項正確;陽極釋放的Al3+與陰極上還原的Al3+的數(shù)目相等,離子液體中Al3+的濃度不變,D項錯誤。9.某汽車尾氣分析儀利用燃料電池的工作原理測定CO的濃度,其裝置如圖所示,該電池中電解質(zhì)為氧化釔—氧化鈉,其中O2可以在固體介質(zhì)NASICON中自由移動。(1)負(fù)極反應(yīng)式為;

正極反應(yīng)式為。

電池總反應(yīng)為。

(2)如果將上述電池中的電解質(zhì)改為熔融的K2CO3,b極通入的氣體為氧氣和CO2,寫出相關(guān)的電極反應(yīng)式。負(fù)極:;

正極:。

電池總反應(yīng):。

9.答案(1)CO+O22eCO2O2+4e2O22CO+O22CO2(2)2CO4e+2CO32-4CO2O2+4e+2CO22CO32-2CO+O解析(1)該裝置是原電池,通入一氧化碳的電極a是負(fù)極,負(fù)極上一氧化碳失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為CO+O22eCO2,b為正極,電極反應(yīng)式為O2+4e2O2,電池總反應(yīng)式為2CO+O22CO2。(2)該電池的總反應(yīng)式為2CO+O22CO2,正極反應(yīng)式為O2+4e+2CO22CO32-,負(fù)極反應(yīng)式=總反應(yīng)式正極反應(yīng)式,得出負(fù)極反應(yīng)式為2CO4e+2CO32-10.某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組針對原電池形成條件,設(shè)計了實驗方案,進(jìn)行如下探究。(1)請?zhí)顚懹嘘P(guān)實驗現(xiàn)象并得出相關(guān)結(jié)論。編號實驗裝置實驗現(xiàn)象1鋅棒逐漸溶解,表面有氣體生成;銅棒表面無現(xiàn)象2兩鋅棒逐漸溶解,表面均有氣體生成;電流計指針不偏轉(zhuǎn)3銅棒表面的現(xiàn)象是,

電流計指針。

①通過實驗2和3,可得出原電池的形成條件是。

②通過實驗1和3,可得出原電池的形成條件是。

③若將實驗3中硫酸溶液換成乙醇,電流計指針將不發(fā)生偏轉(zhuǎn),從而可得出原電池形成條件是。

(2)分別寫出實驗3中Zn棒和Cu棒上發(fā)生的電極反應(yīng):Zn棒:。

Cu棒:。

(3)實驗3的電流是從棒流出(填“Zn”或“Cu”),反應(yīng)過程中若有0.4mol電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移,則Zn電極質(zhì)量減輕g。

10.答案(1)有氣體生成發(fā)生偏轉(zhuǎn)①活潑性不同的兩個電極②形成閉合回路③有電解質(zhì)溶液(2)Zn2eZn2+2H++2eH2↑(3)Cu13.0解析(1)實驗3中構(gòu)成原電池,鋅是負(fù)極,銅是正極,溶液中的氫離子在銅棒上放電,則銅棒表面的現(xiàn)象是有氣體生成,電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。①實驗2和3相比電極不一樣,因此可得出原電池的形成條件是有活潑性不同的兩個電極。②實驗1和3相比實驗3中構(gòu)成閉合回路,由此可得出原電池的形成條件是形成閉合回路。③若將實驗3中硫酸溶液換成乙醇,電流計指針將不發(fā)生偏轉(zhuǎn),乙醇是非電解質(zhì),硫酸溶液是電解質(zhì)溶液,因此可得出原電池形成條件是有電解質(zhì)溶液。(2)鋅是負(fù)極,發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng),則Zn棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為Zn2eZn2+。銅是正極,溶液中的氫離子放電,則Cu棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為2H++2eH2↑。(3)實驗3中鋅是負(fù)極,銅是正極,則電流是從Cu棒流出,反應(yīng)過程中若有0.4mol電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移,根據(jù)Zn2eZn2+可知消耗0.2mol鋅,則Zn電極質(zhì)量減輕0.2mol×65g/mol=13.0g。11.O2輔助的AlCO2電池工作原理如圖所示。該電池電容量大,能有效利用CO2,電池反應(yīng)產(chǎn)物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。電池的負(fù)極反應(yīng)式:。

電池的正極反應(yīng)式:6O2+6e6O26CO2+6O2-3C2O4反應(yīng)過程中O2的作用是。

該電池的總反應(yīng)式:。

11.答案Al3eAl3+(或2Al6e2Al3+)催化劑2Al+6CO2Al2(C2O4)3解析觀察原電池工作原理圖知,鋁電極作負(fù)極,多孔碳電極作正極,故負(fù)極反應(yīng)式為Al3eAl3+;正極反應(yīng)式為6O2+6e6O2-、6CO2+6O2-3C2O42-+6O2,由此可知反應(yīng)過程中O2的作用是催化劑;電池總反應(yīng)式為2Al+6CO2Al2(C2O4)12.肼(N2H4)是一種高能燃料,在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛。(1)0.5mol肼中含有mol極性共價鍵。

(2)工業(yè)上可用肼(N2H4)與新制Cu(OH)2反應(yīng)制備納米級Cu2O,同時放出N2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(3)發(fā)射火箭時,肼為燃料,過氧化氫為氧化劑,兩者反應(yīng)生成氮?dú)馀c水蒸氣。已知1.6g液態(tài)肼在上述反應(yīng)中放出64.22kJ的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:。

(4)肼—過氧化氫燃料電池由于其較高的能量密度而備受關(guān)注,其工作原理如圖所示。該電池正極反應(yīng)式為,電池工作過程中,A極區(qū)溶液的pH(填“增大”“減小”或“不變”)。

12.答案(1)2(2)N2H4+4Cu(OH)22Cu2O↓+N2↑+6H2O(3)N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g)ΔH=1284.4kJ/mol(4)H2O2+2e2OH減小解析(1)肼的結(jié)構(gòu)式為,0.5mol肼中含有極性共價鍵的物質(zhì)的量為2mol。(2)工業(yè)上可用肼(N2H4)與新制Cu(OH)2反應(yīng)制備納米級Cu2O,同時放出N2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2H4+4Cu(OH)22Cu2O↓+N2↑+6H2O。(3)肼