高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 原電池 化學(xué)電源限時(shí)集訓(xùn)卷

【創(chuàng)新方案】高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)原電池化學(xué)電源限時(shí)集訓(xùn)卷[對應(yīng)學(xué)生用書課下限時(shí)集訓(xùn)(十九)]一、選擇題1．下列有關(guān)電池的說法不正確的是()A．手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池B．銅鋅原電池工作時(shí)，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極C．甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極解析：選B鋰離子電池可以充電后再次使用，屬于二次電池，A正確；銅鋅原電池中銅為正極，故外電路中電流由銅流向鋅，而電子是由鋅流向銅，B錯(cuò)誤；電池的實(shí)質(zhì)是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，C正確；Zn失去電子生成Zn2＋，故作為負(fù)極，D正確。2．X、Y、Z都是金屬，把X投入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時(shí)，Y為電池的負(fù)極，X、Y、Z三種金屬的活潑性順序?yàn)?)A．X>Y>ZB．X>Z>YC．Y>X>ZD．Y>Z>X解析：選CX投入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，說明活潑性X>Z；X與Y組成原電池時(shí)，Y為電池的負(fù)極，說明Y>X，因此X、Y、Z三種金屬的活潑性順序?yàn)閅>X>Z。3．如圖所示是幾種常見的化學(xué)電源示意圖，有關(guān)說法不正確的是()A．上述電池分別屬于一次電池、二次電池和燃料電池B．干電池在長時(shí)間使用后，鋅筒被破壞C．鉛蓄電池工作過程中，每通過2mol電子，負(fù)極質(zhì)量減輕207gD．氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源解析：選C在干電池中，Zn作負(fù)極，被氧化，B正確；氫氧燃料電池不需要將還原劑和氧化劑全部儲(chǔ)藏在電池內(nèi)，且工作的最終產(chǎn)物是水，故氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源，D正確；C項(xiàng)忽略了硫酸鉛在負(fù)極上析出，負(fù)極質(zhì)量應(yīng)該增加而非減小，C錯(cuò)誤。4．如圖，在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的電極X、Y，外電路中電子流向如圖所示，關(guān)于該裝置的下列說法中正確的是()A．外電路的電流方向?yàn)閄→外電路→YB．若兩電極分別為鐵和碳棒，則X為碳棒，Y為鐵C．X極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)D．若兩電極都是金屬，則它們的活動(dòng)性順序?yàn)閄>Y解析：選D外電路電子流向?yàn)閄→外電路→Y，電流方向與其相反；X極失電子，作負(fù)極，發(fā)生的是氧化反應(yīng)，Y極發(fā)生的是還原反應(yīng)；若兩電極分別為鐵和碳棒，則Y為碳棒，X為鐵。5．(·南通一模)如圖是鉛蓄電池充、放電時(shí)的工作示意圖，已知放電時(shí)電池反應(yīng)為PbO2＋Pb＋4H＋＋2SOeq\o\al(2－,4)=2PbSO4＋2H2O。下列有關(guān)說法正確的是()A．K與N連接時(shí)，能量由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．K與N連接時(shí)，H＋向負(fù)極區(qū)遷移C．K與M連接時(shí)，所用電源的a極為負(fù)極D．K與M連接時(shí)，陽極附近的pH逐漸增大解析：選CA項(xiàng)，K與N相接時(shí)，是原電池，由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由于形成原電池時(shí)正極消耗氫離子，所以氫離子向正極移動(dòng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，充電是二氧化鉛原電池的正極連接到電源的正極，所以b是正極，a是負(fù)極，正確；D項(xiàng)，a極生成二氧化鉛和氫離子，pH減小，錯(cuò)誤。6．綜合如圖判斷，下列說法正確的是()A．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中負(fù)極反應(yīng)均是Fe－2e－=Fe2＋B．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中鹽橋中的陽離子均向右側(cè)燒杯移動(dòng)D．放電過程中，裝置Ⅰ左側(cè)燒杯和裝置Ⅱ右側(cè)燒杯中溶液的pH均增大解析：選D裝置Ⅰ中，由于Zn比Fe活潑，所以Zn作原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋；Fe作正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，由于正極有OH－生成，因此溶液的pH增大。裝置Ⅱ中，F(xiàn)e作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋；Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑。正極由于不斷消耗H＋，所以溶液的pH逐漸增大，A、B錯(cuò)誤，D正確；在原電池的電解質(zhì)溶液中，陽離子移向正極，C錯(cuò)誤。7．一種新型環(huán)保電池是采用低毒的鋁合金(丟棄的易拉罐)，家庭常用的漂白水，食鹽，氫氧化鈉(化學(xué)藥品店常見試劑)等原料制作的。電池的總反應(yīng)方程式為2Al＋3ClO－＋2OH－=3Cl－＋2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O。下列說法不正確的是()A．該電池的優(yōu)點(diǎn)是電極材料和電解質(zhì)用完后可以更換B．該電池發(fā)生氧化反應(yīng)的是金屬鋁C．電極的正極反應(yīng)式為3ClO－＋3H2O＋6e－=3Cl－＋6OH－D．當(dāng)有0.1molAl完全溶解時(shí)，流經(jīng)電解液的電子個(gè)數(shù)為1.806×1023解析：選D該電池所用材料都是生活中常見的，電極材料和電解質(zhì)用完后可以更換，A正確；金屬鋁是原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B正確；在正極上，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：3ClO－＋3H2O＋6e－=3Cl－＋6OH－，C正確；電子只能流經(jīng)導(dǎo)線，不能流經(jīng)電解液，D錯(cuò)誤。8．甲醇燃料電池是目前開發(fā)最成功的燃料電池之一，這種燃料電池由甲醇、空氣(氧氣)、KOH(電解質(zhì)溶液)構(gòu)成。電池的總反應(yīng)式為2CH3OH＋3O2＋4OH－=2COeq\o\al(2－,3)＋6H2O。則下列說法正確的是()A．電池放電時(shí)通入空氣的電極為負(fù)極B．電池放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋H2O=CO2↑＋6H＋C．由于COeq\o\al(2－,3)水解顯堿性，電池放電時(shí)，電解質(zhì)溶液的pH逐漸增大D．電池放電時(shí)每消耗1molCH3OH轉(zhuǎn)移6mol電子解析：選D該燃料電池為原電池，從化合價(jià)判斷，氧氣在正極參與反應(yīng)，A錯(cuò)誤；甲醇在電池的負(fù)極參與反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O，B錯(cuò)誤；從電池的總反應(yīng)式可知，反應(yīng)過程中OH－濃度降低，溶液的pH減小，C錯(cuò)誤；從電極反應(yīng)來看，每消耗1molCH3OH轉(zhuǎn)移6mol電子，D正確。9．(·鄭州模擬)CO無色無味有毒，世界各國每年均有不少人因CO中毒而失去生命。一種CO分析儀的工作原理如圖所示，該裝置中電解質(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(dòng)。下列說法中錯(cuò)誤的是()A．負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CO＋O2－－2e－=CO2B．工作時(shí)電極b作正極，O2－由電極a向電極b移動(dòng)C．工作時(shí)電子由電極a通過傳感器流向電極bD．傳感器中通過的電流越大，尾氣中CO的含量越高解析：選B根據(jù)題意可知，a電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為：CO＋O2－－2e－=CO2，b電極為正極，電極反應(yīng)式為：O2＋4e－=O2－，總反應(yīng)為2CO＋O2=2CO2。工作時(shí)電子由電極a通過傳感器流向電極b，O2－由電極b向電極a移動(dòng)。傳感器中通過的電流越大，說明單位時(shí)間內(nèi)通過的電子越多，尾氣中CO的含量越高。二、非選擇題10．某研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)反應(yīng)2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O設(shè)計(jì)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1mol/L，溶液的體積均為200mL，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。回答下列問題：(1)此原電池的正極是石墨________(填“a”或“b”)，發(fā)生________反應(yīng)。(2)電池工作時(shí)，鹽橋中的SOeq\o\al(2－,4)移向________(填“甲”或“乙”)燒杯。(3)兩燒杯中的電極反應(yīng)式分別為甲________________________________________________________________________，乙________________________________________________________________________。(4)若不考慮溶液的體積變化，MnSO4濃度變?yōu)?.5mol/L，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，KMnO4作氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)，故石墨a是正極。(2)電池工作時(shí)，SOeq\o\al(2－,4)向負(fù)極移動(dòng)，即向乙燒杯移動(dòng)。(3)甲燒杯中的電極反應(yīng)式為MnOeq\o\al(－,4)＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2O；乙燒杯中的電極反應(yīng)式為5Fe2＋－5e－=5Fe3＋。(4)溶液中的MnSO4濃度由1mol/L變?yōu)?.5mol/L，由于溶液的體積未變，則反應(yīng)過程中生成的MnSO4的物質(zhì)的量為0.5mol/L×0.2L＝0.1mol，轉(zhuǎn)移的電子為0.1mol×5＝0.5mol。答案：(1)a還原(2)乙(3)MnOeq\o\al(－,4)＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2O5Fe2＋－5e－=5Fe3＋(4)0.511.最新研究發(fā)現(xiàn)，用隔膜電解法處理高濃度乙醛廢水具有工藝流程簡單、電耗較低等優(yōu)點(diǎn)，其原理是使乙醛分別在陰、陽極發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為乙醇和乙酸，總反應(yīng)為2CH3CHO＋H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))CH3CH2OH＋CH3COOH實(shí)驗(yàn)室中，以一定濃度的乙醛－Na2SO4溶液為電解質(zhì)溶液，模擬乙醛廢水的處理過程，其裝置示意圖如圖所示。(1)若以甲烷燃料電池為直流電源，則燃料電池中b極應(yīng)通入________(填化學(xué)式)氣體。(2)電解過程中，兩極除分別生成乙酸和乙醇外，均產(chǎn)生無色氣體。電極反應(yīng)如下：陽極：①4OH－－4e－=O2↑＋2H2O②________________________________________________________________________陰極：①_________________________________________________________②CH3CHO＋2e－＋2H2O=CH3CH2OH＋2OH－(3)電解過程中，陰極區(qū)Na2SO4的物質(zhì)的量________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(4)已知：乙醛、乙醇的沸點(diǎn)分別為20.8℃、78.4℃。從電解后陰極區(qū)的溶液中分離出乙醇粗品的方法是________。(5)在實(shí)際工藝處理中，陰極區(qū)乙醛的去除率可達(dá)60%。若在兩極區(qū)分別注入1m3解析：(3)電解過程中，Na＋，SOeq\o\al(2－,4)均沒有損耗，所以Na2SO4的物質(zhì)的量不變。(4)分離兩種沸點(diǎn)相差較大，互溶的液體，用蒸餾的方法。(5)廢水中CH3CHO的質(zhì)量3g/L×1000L＝3kg由關(guān)系CH3CHO～CH3CH2OH60623kg×60%mm＝1.9kg。答案：(1)CH4(2)CH3CHO－2e－＋H2O=CH3COOH＋2H＋4H＋＋4e－=2H2↑或4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－(寫成“2H＋＋2e－=H2↑”也可)(3)不變(4)蒸餾(5)1.912.某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動(dòng)。(1)如圖為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)：___________________________________(用離子方程式表示)。設(shè)計(jì)的原電池裝置，反應(yīng)前，電極質(zhì)量相等，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差12g，導(dǎo)線中通過________mol電子。(2)其他條件不變，若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨電極反應(yīng)式為________________________，這是由于NH4Cl溶液顯________(填“酸性”、“堿性”或“中性”)，用離子方程式表示溶液顯此性的原因________________________________，用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中，向其中滴加少量新制飽和氯水，寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________________________________，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，繼續(xù)滴加過量新制飽和氯水，顏色褪去，同學(xué)們對此做了多種假設(shè)，某同學(xué)的假設(shè)是：“溶液中的＋3價(jià)鐵被氧化為更高的價(jià)態(tài)?！比绻?價(jià)鐵被氧化為FeOeq\o\al(2－,4)，試寫出該反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。(3)如圖其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，如圖所示。一段時(shí)間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現(xiàn)象是__________，電極反應(yīng)為____________________；乙裝置中石墨(1)為________極(填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽”)，乙裝置中與銅絲相連石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)式為_________________________________，產(chǎn)物常用__________________檢驗(yàn)，反應(yīng)的離子方程式為。解析：(1)設(shè)導(dǎo)線中通過的電子的物質(zhì)的量為x，則負(fù)極減少28g/mol·x，正極增重32g/mol·x,28x＋32x＝12，x＝0.2mol。(2)NH4Cl水解溶液顯酸性，正極上H＋得電子，負(fù)極上Fe失電子生成Fe2＋。Cl2將Fe2＋氧化為Fe3＋，Cl2過量時(shí)，發(fā)生的反應(yīng)為：2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O=2FeOeq\o\al(2－,4)＋6Cl－＋16H＋。(3)將鹽橋改為銅導(dǎo)線和石墨后，甲裝置成為原電池，乙裝置成為電解池。甲中Fe為負(fù)極，Cu為正極，正極電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，滴加酚酞后變紅色。乙中石墨(1)為陰極，與銅導(dǎo)線相連的電極為陽極，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，Cl2可用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)。答案：(1)Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu0.2(2)2H＋＋2e－=H2↑酸性NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O=2FeOeq\o\al(2－,4)＋6Cl－＋16H＋(3)溶液變紅O2＋2H2O＋4e－=4OH－陰2Cl－－2e－=Cl2↑濕潤的淀粉碘化鉀試紙Cl2＋2I－=2Cl－＋I(xiàn)21．一種新型燃料電池，以鎳板為電極插入KOH溶液中，分別向兩極通入乙烷(C2H6)和氧氣，其中某一電極反應(yīng)式為C2H6＋18OH－－14e－=2COeq\o\al(2－,3)＋12H2O。有關(guān)此電池的推斷不正確的是()A．通入氧氣的電極為正極B．參加反應(yīng)的O2與C2H6的物質(zhì)的量之比為7∶2C．放電一段時(shí)間后，KOH的物質(zhì)的量濃度將下降D．放電一段時(shí)間后，正極區(qū)附近溶液的pH減小解析：選DA項(xiàng)，通入乙烷的一極為負(fù)極，通入氧氣的一極為正極，正確；B項(xiàng)，1mol乙烷參與反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移14mol電子，則參與反應(yīng)的氧氣的量為eq\f(14mol,4)＝eq\f(7,2)mol，正確；C項(xiàng)，根據(jù)電極反應(yīng)式或總反應(yīng)方程式可知，氫氧化鉀被消耗，正確；D項(xiàng)，放電時(shí)正極產(chǎn)生OH－，則pH增大，錯(cuò)誤。2．如圖所示為某原電池的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法不正確的是(鹽橋中裝滿用飽和KCl溶液和瓊膠做成的凍膠)()A．該原電池的總反應(yīng)式為2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋B．該電池工作時(shí)，Cu2＋在電極上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)C．若用此電池電解飽和氯化鈉溶液制取Cl2，當(dāng)銅電極的質(zhì)量減少6.4g時(shí)，產(chǎn)生氯氣的體積為2.24L(折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)D．電池工作過程中，電子由銅電極經(jīng)過電流表流向石墨電極解析：選B由原電池的結(jié)構(gòu)示意圖可知總反應(yīng)式為2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋。其電極反應(yīng)式分別為負(fù)極(銅電極)：Cu－2e－=Cu2＋(氧化反應(yīng))，正極(石墨電極)：2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋(還原反應(yīng))。電池工作過程中，電子由負(fù)極(銅電極)經(jīng)過電流表流向正極(石墨電極)。根據(jù)電子守恒知消耗的銅、生成的氯氣與轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之間的關(guān)系為Cu～2e－～Cl2，當(dāng)銅電極的質(zhì)量減少6.4g時(shí)，產(chǎn)生氯氣的體積為2.24L(折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)。3．將兩個(gè)鉑電極放置在KOH溶液中，然后分別向兩極通入CH4和O2，即可產(chǎn)生電流，稱為燃料電池，下列敘述正確的是()①通入CH4的電極為正極②正極的電極反應(yīng)式是O2＋2H2O＋4e－=4OH－③通入CH4的電極反應(yīng)式是CH4＋2O2＋4e－=CO2＋2H2O④負(fù)極的電極反應(yīng)式是CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O⑤放電時(shí)溶液中的陽離子向負(fù)極移動(dòng)⑥放電時(shí)溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)A．①③⑤B．②④⑥C．④⑤⑥D(zhuǎn)．①②③解析：選B據(jù)題意知，發(fā)生的反應(yīng)為CH4＋2O2=CO2＋2H2O，反應(yīng)產(chǎn)生的CO2處于KOH溶液中，又會(huì)轉(zhuǎn)化為COeq\o\al(2－,3)，④正確；O2得e－被還原，作正極，①錯(cuò)誤，②正確；溶液中離子移動(dòng)情況受溶液(原電池內(nèi)電路)中電流方向影響，內(nèi)電路電流方向是由負(fù)極流向正極，陽離子的移動(dòng)方向與電流方向相同，故在溶液(原電池內(nèi)電路)中陽離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，⑤錯(cuò)誤，⑥正確。4．如圖所示，電流表G發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極逐漸變粗，B極逐漸變細(xì)，C為電解質(zhì)溶液。則A、B、C分別為()A．A是Zn，B是Cu，C是稀H2SO4B．A是Cu，B是Zn，C是稀H2SO4C．A是Fe，B是Ag，C是稀AgNO3溶液D．A是Ag，B是Fe，C是稀AgNO3溶液解析：選D由題意知，A為原電池正極，B為負(fù)極，故B金屬性強(qiáng)于A，且電解質(zhì)溶液中金屬陽離子對應(yīng)的單質(zhì)的活潑性弱于B，則符合條件的是D。5．LiFePO4新型鋰離子動(dòng)力電池以其獨(dú)特的優(yōu)勢成為深圳大運(yùn)會(huì)綠色能源的新寵。已知該電池放電時(shí)的電極反應(yīng)式，正極：FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4，負(fù)極：Li－e－=Li＋。下列說法中正確的是()A．充電時(shí)電池反應(yīng)為FePO4＋Li=LiFePO4B．充電時(shí)動(dòng)力電池上標(biāo)注“＋”的電極應(yīng)與外接電源的正極相連C．放電時(shí)電池內(nèi)部Li＋向負(fù)極移動(dòng)D．放電時(shí)，在正極上是Li＋得到電子被還原解析：選B放電時(shí)的總反應(yīng)式為FePO4＋Li=LiFePO4，充電時(shí)總反應(yīng)式為放電時(shí)的逆反應(yīng)，A錯(cuò)誤；放電時(shí)，Li＋向正極移動(dòng)，C錯(cuò)誤；由放電時(shí)正極反應(yīng)式可知Li＋價(jià)態(tài)不變，D錯(cuò)誤。6．如圖為某原電池的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法中不正確的是()A．原電池工作時(shí)的總反應(yīng)為Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，該反應(yīng)一定為放熱反應(yīng)B．原電池工作時(shí)，Zn電極流出電子，發(fā)生氧化反應(yīng)C．原電池工作時(shí)，銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，CuSO4溶液藍(lán)色變深D．如果將Cu電極改為Fe電極，Zn電極依然作負(fù)極解析：選C由圖可知：原電池總反應(yīng)為Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，自發(fā)進(jìn)行且放熱的反應(yīng)才能設(shè)計(jì)成原電池，A正確，Zn比Cu活潑，故作負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，B正確，C錯(cuò)誤；Fe也不如Zn活潑，故Zn電極依然作負(fù)極，D正確。7．研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲(chǔ)備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時(shí)加入水