2023屆高考化學(xué)人教版一輪復(fù)習(xí)課時作業(yè)-6.2　原電池　化學(xué)電源

課時作業(yè)19原電池化學(xué)電源一、選擇題1．在超市里經(jīng)常會看到一種外殼為紙層包裝的電池，印有如圖所示的文字。下列有關(guān)說法錯誤的是()A．該電池是一次電池B．該電池工作時，電子由負(fù)極通過外電路流入正極C．該電池含有的金屬元素中毒性最大的是HgD．該電池工作時，外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減少3.25g2．控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－?2Fe2＋＋I(xiàn)2設(shè)計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是()A.反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3＋被還原C．電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D．電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極3．普通鋅錳干電池的簡圖如圖所示。該電池工作時的總反應(yīng)為Zn＋2NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋2MnO2=[Zn(NH3)2]2＋＋Mn2O3＋H2O。下列關(guān)于鋅錳干電池的說法中正確的是()A．當(dāng)該電池電壓逐漸下降后，利用電解原理能重新充電復(fù)原B．電池負(fù)極反應(yīng)式為2MnO2＋2NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋2e－=Mn2O3＋2NH3＋H2OC．原電池工作時，電子從負(fù)極通過外電路流向正極D．外電路中每通過0.1mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g4．電化學(xué)在日常生活中用途廣泛，下圖是鎂—次氯酸鈉燃料電池，電池總反應(yīng)為：Mg＋ClO－＋H2O=Cl－＋Mg(OH)2↓，下列說法不正確的是()A.惰性電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．鎂電極是該電池的負(fù)極C．正極反應(yīng)式為ClO－＋H2O＋2e－=Cl－＋2OH－D．進(jìn)料口加入NaClO溶液，出口為NaCl溶液5．液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點。一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料的電池裝置如圖所示，該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液。下列關(guān)于該電池的敘述正確的是()A.b電極發(fā)生氧化反應(yīng)B．a(chǎn)電極的電極反應(yīng)式為N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2OC．放電時，電流從a電極經(jīng)過負(fù)載流向b電極D．其中的離子交換膜需選用陽離子交換膜6．利用碳納米管能夠吸附氫氣，設(shè)計一種新型二次電池，其裝置如圖所示。關(guān)于該電池的敘述不正確的是()A．電池放電時K＋移向正極B．電池放電時負(fù)極反應(yīng)為：H2－2e－＋2OH－=2H2OC．電池充電時鎳電極上NiOOH轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2D．電池充電時碳納米管電極與電源的負(fù)極相連7．電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量，其工作原理示意圖如圖。下列說法不正確的是()A．O2在電極b上發(fā)生還原反應(yīng)B．溶液中OH－向電極a移動C．反應(yīng)消耗的NH3與O2的物質(zhì)的量之比為4∶5D.負(fù)極的電極反應(yīng)式為2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O8．已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為：LixC＋Li1－xCoO2eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))C＋LiCoO2；鋰硫電池的總反應(yīng)為：2Li＋Seq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Li2S。有關(guān)上述兩種電池說法正確的是()A．鋰離子電池放電時，Li＋向負(fù)極遷移B．鋰硫電池充電時，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)C．理論上兩種電池的比能量相同D．如圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電9．如圖為利用電化學(xué)方法處理有機(jī)廢水的原理示意圖。下列說法正確的是()A．a(chǎn)、b極不能使用同種電極材料B．工作時，a極的電勢低于b極的電勢C．工作一段時間之后，a極區(qū)溶液的pH增大D．b極的電極反應(yīng)式為：CH3COO－＋4H2O－8e－=2HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋9H＋10．某柔性屏手機(jī)的柔性電池以碳納米管做電極材料，以吸收ZnSO4溶液的有機(jī)高聚物做固態(tài)電解質(zhì)，其電池結(jié)構(gòu)如圖所示。電池總反應(yīng)為：MnO2＋eq\f(1,2)Zn＋(1＋eq\f(x,6))H2O＋eq\f(1,6)ZnSO4eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))MnOOH＋eq\f(1,6)ZnSO4[Zn(OH)2]3·xH2O下列說法中，正確的是()A．充電時，Zn2＋移向Zn膜B．充電時，含有MnO2膜的碳納米管纖維一端連接有機(jī)高聚物電源負(fù)極C．放電時，電子由鋅膜表面經(jīng)有機(jī)高聚物至MnO2膜表面D．放電時，電池的負(fù)極反應(yīng)為：MnO2＋e－＋H2O=MnOOH＋OH－11.2016年評出的十大創(chuàng)新技術(shù)之一是碳呼吸電池，電池原理如圖所示，則下列有關(guān)說法正確的是()A．該裝置將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能B．正極的電極反應(yīng)為C2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))－2e－=2CO2C．每生成1molAl2(C2O4)3，有6mol電子流過負(fù)載D．隨著反應(yīng)進(jìn)行，草酸鹽濃度不斷變小12．金屬鋰燃料電池是一種新型電池，比鋰離子電池具有更高的能量密度。它無電時也無需充電，只需更換其中的某些材料即可，其工作示意圖如圖，下列說法正確的是()A．放電時，空氣極為負(fù)極B．放電時，電池反應(yīng)為4Li＋O2=2Li2OC．有機(jī)電解液可以是乙醇等無水有機(jī)物D．在更換鋰電極的同時，要更換水性電解液13．一種微生物燃料電池如圖所示，下列關(guān)于該電池說法正確的是()A．a(chǎn)電極發(fā)生還原反應(yīng)B．H＋由右室通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入左室C．b電極上的電極反應(yīng)式為2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋10e－＋12H＋=N2↑＋6H2OD．電池工作時，電流由a電極沿導(dǎo)線流向b電極二、非選擇題14．(1)鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li＋通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2?；卮鹣铝袉栴}：①外電路的電流方向是由________極流向________極(填字母)。②電池正極反應(yīng)式為_____________________________________________________。③是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑？______(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)氨氧燃料電池具有很大的發(fā)展?jié)摿Α０毖跞剂想姵毓ぷ髟砣鐖D所示。①a電極的電極反應(yīng)式是_____________________________________________。②一段時間后，需向裝置中補(bǔ)充KOH，請依據(jù)反應(yīng)原理解釋原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。課時作業(yè)19原電池化學(xué)電源1．解析：電池工作時，鋅失去電子，電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋所以外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上應(yīng)減少6.5g，所以D項錯誤。答案：D2．解析：由圖示結(jié)合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3＋得電子變成Fe2＋被還原，I－失去電子變成I2被氧化，所以A、B正確；電流計讀數(shù)為零時Fe3＋得電子速率等于Fe2＋失電子速率，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C正確；D項在甲中溶入FeCl2固體，平衡2Fe3＋＋2I－?2Fe2＋＋I(xiàn)2向左移動，I2被還原為I－，乙中石墨為正極，D不正確。答案：D3．解析：普通鋅錳干電池是一次電池，不能充電復(fù)原，A項錯誤；根據(jù)原電池工作原理，負(fù)極失電子，B項錯誤；由負(fù)極的電極反應(yīng)式可知，每通過0.1mol電子，消耗鋅的質(zhì)量是65g·mol－1×eq\f(0.1mol,2)＝3.25g，D項錯誤。答案：C4．解析：由總反應(yīng)可知鎂發(fā)生氧化反應(yīng)，“負(fù)氧正還原”，鎂為負(fù)極，惰性電極上發(fā)生還原反應(yīng)，A項錯誤，B項正確；負(fù)極反應(yīng)為：Mg－2e－＋2OH－=Mg（OH）2↓，正極反應(yīng)為：ClO－＋2e－＋H2O=Cl－＋2OH－，C、D項正確。答案：A5．解析：燃料電池燃料（N2H4）在負(fù)極（a電極）發(fā)生氧化反應(yīng)：N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2O，O2在正極發(fā)生還原反應(yīng)：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，總反應(yīng)為N2H4＋O2=N2＋2H2O，A項錯誤，B項正確；放電時電流由正極流向負(fù)極，C項錯誤；OH－在正極生成，移向負(fù)極，所以離子交換膜應(yīng)讓OH－通過，故選用陰離子交換膜，D項錯誤。答案：B6．解析：原電池放電時，陽離子向正極移動，A項正確；該電池中H2在負(fù)極上失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，因電解質(zhì)溶液為堿性溶液，故OH－參與反應(yīng)，B項正確；放電時，正極（鎳電極）上發(fā)生化合價降低的還原反應(yīng)，即由NiOOH轉(zhuǎn)化為Ni（OH）2，充電時正好相反，由Ni（OH）2轉(zhuǎn)化為NiOOH，C項錯誤；充電時，該新型二次電池在外加電流的作用下，碳納米管電極上發(fā)生還原反應(yīng)，故碳鈉米管電極作陰極，與電源負(fù)極相連，D項正確。答案：C7．解析：構(gòu)成的原電池中，通入氧氣的電極是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；溶液中陰離子氫氧根離子移向負(fù)極a極，B正確；1molNH3反應(yīng)生成氮氣轉(zhuǎn)移3mol電子，1molO2反應(yīng)轉(zhuǎn)移4mol電子，根據(jù)電子守恒，消耗的NH3與O2的物質(zhì)的量之比為4∶3，C錯誤；負(fù)極的電極反應(yīng)式為2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O，D正確。答案：C8．解析：鋰離子電池放電時Li＋（陽離子）向正極遷移，A項錯誤；鋰硫電池放電時負(fù)極反應(yīng)為鋰失去電子變?yōu)殇囯x子，發(fā)生氧化反應(yīng)，則充電時，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)，B項正確；比能量是指參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小，二者的比能量不同，C項錯誤；充電時原電池的負(fù)極與電解池的陰極相連，故應(yīng)為C與Li相連，D項錯誤。答案：B9．解析：根據(jù)圖示：工作時，b極上CH3COO－→HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，碳原子從0價升至＋4價，b極是原電池的負(fù)極，則a極是電池的正極。a、b極上發(fā)生的反應(yīng)為電解質(zhì)溶液的變化，電極材料可同可異，A項錯誤；a極（正極）的電勢高于b極（負(fù)極）的電勢，B項錯誤；a極（正極）電極反應(yīng)式為，正極每得到2mol電子時，為使溶液保持電中性，必須有2molH＋通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入a極溶液，同時電極反應(yīng)消耗1molH＋，故工作一段時間之后，a極區(qū)溶液中H＋濃度增大，pH減小，C項錯誤；據(jù)圖中物質(zhì)轉(zhuǎn)化，考慮到質(zhì)量守恒和電荷守恒關(guān)系，b極（負(fù)極）反應(yīng)為CH3COO－＋4H2O－8e－=2HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋9H＋，D項正確。答案：D10．解析：充電時，陽離子移向陰極，此時含有鋅膜的碳納米管纖維一端作為陰極，因此Zn2＋應(yīng)移向Zn膜，選項A正確；充電時，MnOOH在MnO2膜表面失電子生成MnO2，因此含有MnO2膜的碳納米管纖維一端作為陽極連接電源正極，選項B錯誤；電子從鋅膜失去后通過外電路到MnO2膜表面，不會進(jìn)入電解質(zhì)溶液中，選項C錯誤；電池的負(fù)極反應(yīng)是鋅失去電子的反應(yīng)，電極反應(yīng)為Zn－2e－＋2OH－=Zn（OH）2，選項D錯誤。答案：A11．解析：A項，該裝置屬于原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，錯誤；B項，原電池正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，結(jié)合電池原理圖可得正極反應(yīng)式為：2CO2＋2e－=C2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，錯誤；C項，每生成1molAl2（C2O4）3，負(fù)極有2molAl失去電子，共失去6mol電子，所以有6mol電子流過負(fù)載，正確；D項，根據(jù)正負(fù)極反應(yīng)情況可得電池總反應(yīng)為2Al＋6CO2=Al2（C2O4）3，所以反應(yīng)過程中不消耗草酸鹽，錯誤。答案：C12．解析：A.放電時，Li極為負(fù)極，錯誤；B.放電時，電池反應(yīng)為4Li＋O2＋2H2O=4LiOH，錯誤；C.因為有鋰存在，就不能用乙醇，鋰和乙醇反應(yīng)，錯誤；D.水性電解液中有沉淀生成，所以在更換鋰電極的同時，要更換水性電解液，正確，所以選D。答案：D13．解析：在a電極苯酚生成CO2，被氧化，A項錯誤；陽離子向正極移動，即H＋向b電極移動，B項錯誤；b電極為正極，NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))得到電子生成N2，電極反應(yīng)式為2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋10e－＋12H＋=N2↑＋6H2O，C項正確；a電極是負(fù)極，b電極是正極，電池工作時，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極，D項錯誤。答案：C14．解析：（1）①結(jié)合所給裝置圖以及原電池反應(yīng)原理，可知Li作負(fù)極材料，MnO2作正極材料，所以電子流向是從a→b，那么電流方向則是b→a。②根據(jù)題目中的信息“電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li＋通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2”，所以正極的電極反應(yīng)式為MnO2＋e－＋Li＋=LiMnO2。③因為負(fù)極的電極材料Li是活潑的金屬