2022高考化學一輪專題復習32原電池原理及應用二含解析

PAGE專練32原電池原理及應用二一、單項選擇題1．[2021·黑龍江青岡一中開學考試]有a、b、c、d四個金屬電極，有關的反應裝置及部分反應現象如下：實驗裝置部分實驗現象a極質量減小b極質量增加b極有氣體產生c極無變化d極溶解c極有氣體產生電流計指示在導線中電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動性順序是()A．a＞b＞c＞dB．d＞a＞b＞cC．b＞c＞d＞aD．a＞b＞d＞c2．Mg—AgCl電池是一種以海水為電解質溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是()A．負極反應式為Mg－2e－=Mg2＋B．正極反應式為Ag＋＋e－=AgC．電池放電時Cl－由正極向負極遷移D．負極會發(fā)生副反應Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑3．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，下列有關敘述正確的是()A．銅電極上發(fā)生氧化反應B．電池工作一段時間后，甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))減小C．電池工作一段時間后，乙池溶液的總質量增加D．陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡4．某原電池裝置如圖所示，電池總反應為2Ag＋Cl2=2AgCl。下列說法正確的是()A．正極反應為AgCl＋e－=Ag＋Cl－B．放電時，交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應隨之改變D．當電路中轉移0.01mole－時，交換膜左側溶液中約減少0.02mol離子5．[2021·貴州航天中學月考]據報道，鋅電池可能取代目前廣泛使用的鉛蓄電池，因為鋅電池容量更大，而且沒有鉛污染，其電池反應為2Zn＋O2=2ZnO，原料為鋅粒、KOH電解液和空氣，則下列敘述正確的是()A．鋅為正極，空氣進入負極反應B．負極反應為Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2OC．正極發(fā)生氧化反應D．放電時電子在溶液中從正極向負極移動6．[2021·湖南卷]鋅/溴液流電池是一種先進的水溶液電解質電池，廣泛應用于再生能源儲能和智能電網的備用電源等。三單體串聯鋅/溴液流電池工作原理如圖所示：下列說法錯誤的是()A．放電時，N極為正極B．放電時，左側貯液器中ZnBr2的濃度不斷減小C．充電時，M極的電極反應式為Zn2＋＋2e－=ZnD．隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過7．微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是()A．正極反應中有CO2生成B．微生物促進了反應中電子的轉移C．質子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)D．電池總反應為C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O8．[情境創(chuàng)新]一種新型錳氫二次電池原理如圖如示。該電池以MnSO4溶液為電解液，碳纖維與Pt/C分別為電極材料，電池的總反應為Mn2＋＋2H2Oeq\o(,\s\up7(充電),\s\do5(放電))MnO2＋2H＋＋H2↑。下列說法錯誤的是()A．充電時，碳纖維電極作陽極B．放電時，電子由Pt/C電極經導線流向碳纖維電極C．充電時，碳纖維電極附近溶液的pH增大D．放電時，正極反應式為MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O二、不定項選擇題9．[2021·平桂中學高三摸底考試]利用反應6NO2＋8NH3=7N2＋12H2O構成電池的裝置如圖所示。下列說法正確的是()A．電子從左側A電極經過負載后流向右側B電極B．當有2.24LNO2被處理時，轉移電子數為0.4NAC．電極A極反應式為2NH3－6e－=N2＋6H＋D．為使電池持續(xù)放電，離子交換膜需選用陰離子交換膜10．[2021·江西南康中學月考]美國一個海軍航空站曾安裝了一臺250kW的MCFC型燃料電池，該電池可同時供應電和水蒸氣，其工作溫度為600℃～700℃，所用燃料為H2，電解質為熔融的K2CO3，已知該電池的總反應為：2H2＋O2=2H2O，負極反應為：2H2＋2COeq\o\al(2－,3)－4e－=2H2O＋2CO2，則下列推斷中正確的是()A．正極反應為4OH－－4e－=O2↑＋2H2OB．該電池的電極沒有參加反應C．電池供應1mol水蒸氣，轉移的電子數為2molD．O2從正極通入，發(fā)生氧化反應11．一種可充電鋰－空氣電池如圖所示。當電池放電時，O2與Li＋在多孔碳材料電極處生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列說法正確的是()A．放電時，多孔碳材料電極為負極B．放電時，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C．充電時，電解質溶液中Li＋向多孔碳材料區(qū)遷移D．充電時，電池總反應為Li2O2－x=2Li＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(x,2)))O212．我國科學家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na—CO2二次電池。將NaClO4溶于有機溶劑作為電解液，鈉和負載碳納米管的鎳網分別作為電極材料，電池的總反應為：3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列說法錯誤的是()A．放電時，ClOeq\o\al(－,4)向負極移動B．充電時釋放CO2，放電時吸收CO2C．放電時，正極反應為：3CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)＋CD．充電時，正極反應為：Na＋＋e－=Na13．[2021·遼寧六?？荚嘳鋰-銅空氣燃料電池容量高、成本低，具有廣闊的發(fā)展前景。該電池通過一種復雜的銅腐蝕現象產生電力，其中放電過程為2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列說法不正確的是()A．放電時，正極的電極反應式為Cu2O＋H2O＋2e－=2Cu＋2OH－B．放電時，電子通過固體電解質向Li極移動C．通空氣時，銅被腐蝕，表面產生Cu2OD．整個反應過程中，氧化劑為O2三、非選擇題14．[2021·貴州航天中學月考](1)如圖所示，是原電池的裝置圖。請回答：若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉，B電極材料為Fe且作負極，則A電極上發(fā)生的電極反應式為________；電子的移動方向是________；反應進行一段時間后溶液C的氫離子濃度將________(填“升高”“降低”或“基本不變”)。(2)下圖是一個雙液原電池裝置圖，下列說法正確的是________。A．鹽橋中的陰離子向CuSO4溶液中移動B．鹽橋的作用之一是平衡電荷C．銅片作電池的負極D．該電池比單液原電池的電流更穩(wěn)定(3)甲醇是重要的化工原料，又可作為燃料使用，用CH3OH和O2組合形成的質子交換膜燃料電池的結構示意圖如下：電池總反應為2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O，則c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3mol電子，則上述CH3OH燃料電池，消耗的CH3OH的質量為________g。15．某化學活動小組利用圖1所示裝置對原電池進行探究(其中鹽橋為含有瓊脂的飽和KCl溶液)。請回答下列問題：(1)在圖1裝置中，當電流計中指針發(fā)生偏轉時，鹽橋中的Cl－移向________(填“A”或“B”)燒杯，裝置中電子的移動方向為_____________________________________________。(2)該小組同學提出設想：如果將實驗中的鹽橋換為銅導線，電流計是否也發(fā)生偏轉呢？帶著疑問，該小組利用圖2所示裝置進行了實驗，發(fā)現電流計指針同樣發(fā)生偏轉。對于實驗中產生電流的原因，起初認為該裝置仍然為原電池，但老師提醒注意使用的是銅導線，經深入探討后認為A燒杯實際為原電池，在此問題上，該小組成員的意見發(fā)生了很大分歧。①一部分同學認為是由于A燒杯中ZnSO4溶液水解顯酸性，此時原電池實際是由Zn、Cu作電極，稀硫酸作電解質溶液構成的原電池。如果這個觀點正確，那么B燒杯中銅片上發(fā)生反應的電極反應式為________________________。②另一部分同學認為A燒杯的溶液酸性較弱，由于溶解在溶液中氧氣的作用，使得Zn、Cu之間形成原電池。如果這個觀點正確，那么原電池的正極反應式為________________________。(3)若第(2)小題中觀點②正確，則可以利用此原理設計電池為在偏遠海島工作的燈塔供電。若裝置以金屬鋁和石墨為電極，以海水為電解質溶液，請寫出該電池工作時總反應的化學方程式：___________________________________________________________________。專練32原電池原理及應用二1．B由第一個圖知金屬的活動性順序a＞b，第二個圖中不能構成原電池，b極有氣體產生，c極無變化，所以金屬的活動性順序b＞c，由第三個圖知金屬的活動性順序d＞c，第四個圖電流從a極流向d極，a極為正極，d極為負極，所以金屬的活動性順序d＞a；因此這四種金屬的活動性順序d＞a＞b＞c，答案選B。2．B該電池中還原性較強的Mg為負極，失去電子發(fā)生氧化反應，A項正確；AgCl為正極，發(fā)生還原反應，反應式為AgCl＋e－=Ag＋Cl－，B項錯誤；由于Mg失去電子形成Mg2＋，使負極區(qū)域帶正電，AgCl得到電子生成Ag和Cl－，使正極區(qū)域帶負電，因此Cl－由正極向負極遷移，使電解質溶液保持電中性，C項正確；氧化還原反應為放熱反應，鎂與熱水能發(fā)生置換反應生成Mg(OH)2和H2，D項正確。3．CCu作正極，電極上發(fā)生還原反應，A項錯誤；電池工作過程中，SOeq\o\al(2－,4)不參加電極反應，故甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))基本不變，B項錯誤；電池工作時，甲池的電極反應式為Zn－2e－=Zn2＋，乙池的電極反應式為Cu2＋＋2e－=Cu，甲池中Zn2＋會通過陽離子交換膜進入乙池，以維持溶液中電荷平衡，由電極反應式可知，乙池中每有64gCu析出，則進入乙池的Zn2＋為65g，溶液總質量略有增加，C項正確；由題干信息可知，陰離子不能通過陽離子交換膜，D項錯誤。4．D根據電池總反應可以看出，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，Ag在負極上發(fā)生氧化反應。正極反應式為Cl2＋2e－=2Cl－，A項錯誤。因為電解質溶液為鹽酸，所以負極上Ag失電子生成的Ag＋隨即與附近的Cl－反應，交換膜左側溶液中有大量白色沉淀生成，B項錯誤。用氯化鈉代替鹽酸后，電極反應不發(fā)生改變，C項錯誤。當電路中轉移0.01mole－時，負極生成0.01molAg＋，由于Ag＋＋Cl－=AgCl↓，所以消耗了0.01molCl－，由于電荷守恒，因此同時有0.01molH＋通過陽離子交換膜轉移至右側，D項正確。5．B在電池反應2Zn＋O2=2ZnO中，Zn發(fā)生失電子的氧化反應，Zn為負極，O2在正極發(fā)生還原反應，空氣進入正極反應，A項錯誤；Zn為負極，KOH溶液為電解質溶液，負極電極反應式為Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O，B項正確；正極發(fā)生得電子的還原反應，C項錯誤；放電時電子從負極經導線流向正極，電子不能在溶液中移動，D項錯誤。6．B在該原電池中，活潑金屬鋅做負極，則N極為正極，A說法正確；放電時，左側鋅放電產生Zn2＋，貯液器中ZnBr2濃度不斷增大，B說法錯誤；充電時，M極為陰極，電極反應式為Zn2＋＋2e－=Zn，C說法正確；放電時Br－通過隔膜進入溶液中與Zn2＋結合，充電時Zn2＋通過隔膜在雙極性碳和塑料電極上沉積，D說法正確。7．AC6H12O6反應生成CO2時，C元素的化合價升高，發(fā)生氧化反應，因此C6H12O6→CO2是原電池的負極反應，A項錯誤；在微生物的作用下，反應速率加快，促進了反應中電子的轉移，B項正確；原電池工作時，陽離子(H＋)移向電池的正極，C項正確；根據電池裝置圖知電池總反應為葡萄糖的氧化反應C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O，D項正確。8．C由題圖知，充電時，碳纖維電極表面Mn2＋發(fā)生氧化反應生成MnO2，則碳纖維電極作陽極，A項正確；放電時，碳纖維電極為正極，Pt/C電極為負極，則電子由Pt/C電極經導線流向碳纖維電極，B項正確；結合電池總反應知，充電時，碳纖維電極發(fā)生的反應為Mn2＋＋2H2O－2e－=MnO2＋4H＋，附近溶液的pH減小，C項錯誤；放電時，碳纖維電極表面MnO2發(fā)生還原反應生成Mn2＋，電極反應式為MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，D項正確。9．AD在原電池中，負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應，根據6NO2＋8NH3=7N2＋12H2O可知，通入氨氣的電極為負極，通入二氧化氮的為正極。電子從負極流出，正極流入，則電子從左側電極經過負載后流向右側電極，故A正確；未說明是否為標準狀況，無法計算2.24LNO2的物質的量，因此無法計算轉移的電子數，故B錯誤；電極A為負極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O，故C錯誤；原電池工作時，陰離子向負極移動，為使電池持續(xù)放電，離子交換膜需選用陰離子交換膜，防止二氧化氮反應生成硝酸鹽和亞硝酸鹽，故D正確。10．BC該原電池的電解質為熔融的K2CO3，沒有水作為溶劑，故不含有OH－，正極反應為2CO2＋O2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)，A錯誤；該原電池為燃料電池，燃料電池的電極一般不會參與反應，B正確；由總反應式2H2＋O2=2H2O可知轉移4mol電子可產生2mol水，因此供應1mol水蒸氣需要轉移2mol電子，故C正確；由正極反應可知氧的化合價從0價變?yōu)椋?價，化合價降低，發(fā)生的是還原反應，D錯誤。11．D放電時，多孔碳材料的電極上的氧氣得電子，發(fā)生還原反應，所以多孔碳材料為正極，A錯誤；放電時，鋰作為負極，多孔碳材料一極為正極，由于外電路電子由負極流向正極，即由鋰電極流向多孔碳材料電極，B錯誤；充電時，鋰連電源負極作陰極，由于陽離子向陰極移動，所以Li＋向鋰電極移動，C錯誤；充電是放電的逆反應，得到Li和O2，所以電極反應式書寫正確，D正確。12．D放電時是原電池，陰離子ClOeq\o\al(－,4)向負極移動，A正確；根據電池總反應知B正確；放電時是原電池，正極是二氧化碳得到電子轉化為碳，反應為：3CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)＋C，C正確；充電時是電解，正極與電源的正極相連，作陽極，發(fā)生失去電子的氧化反應，反應為2COeq\o\al(2－,3)＋C－4e－=3CO2↑，D錯誤。13．B由放電過程的反應方程式可進行如下分析：電極電極反應原電池正極(Cu)Cu2O＋H2O＋2e－=2Cu＋2OH－負極(Li)Li－e－=Li＋由分析可知，A項正確；放電時，Li極上失去的電子通過負載向Cu極移動，B項錯誤；根據2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－，可知通空氣時，銅被腐蝕，表面產生Cu2O，C項正確；通空氣時，銅被氧化產生Cu2O，放電時Cu2O被還原為Cu，故整個反應過程中，銅相當于催化劑，氧化劑為O2，D項正確。14．(1)2H＋＋2e－=H2↑由Fe電極沿導線流向A極降低(2)BD(3)負極CH3OH－6e－＋H2O=CO2↑＋6H＋16解析：(2)根據裝置圖，Zn片為負極，Cu片為正極。A項，原電池中，陰離子向負極移動，鹽橋中的陰離子向ZnSO4溶液中移動，A項錯誤；B項，鹽橋中的陰離子向ZnSO4溶液中移動，陽離子向CuSO4溶液中移動，鹽橋的作用是形成閉合回路并平衡電荷使兩邊溶液保持電中性，B項正