2022屆高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)配套作業(yè)：課時跟蹤檢測(十九)-原電池-化學(xué)電源2

課時跟蹤檢測(十九)原電池化學(xué)電源1．(2021·北京高考)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?．某一同學(xué)依據(jù)離子反應(yīng)方程式2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋來設(shè)計原電池。下列設(shè)計方案中可行的是()A．電極材料為鐵和鋅，電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液B．電極材料為鐵和銅，電解質(zhì)溶液為Fe(NO3)3溶液C．電極材料為鐵和石墨，電解質(zhì)溶液為FeCl2溶液D．電極材料為石墨，電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液3．(2022·蘭州模擬)有關(guān)下列四個常用電化學(xué)裝置的敘述中，正確的是()圖Ⅰ堿性鋅錳電池圖Ⅱ鉛－硫酸蓄電池圖Ⅲ電解精煉銅圖Ⅳ銀鋅紐扣電池A．圖Ⅰ所示電池中，MnO2的作用是催化劑B．圖Ⅱ所示電池放電過程中，硫酸濃度不斷增大C．圖Ⅲ所示裝置工作過程中，電解質(zhì)溶液中Cu2＋濃度始終不變D．圖Ⅳ所示電池中，Ag2O是氧化劑，電池工作過程中還原為Ag4．電子表所用的紐扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其電極反應(yīng)式是：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O；Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－?？偡磻?yīng)式為：Ag2O＋Zn=2Ag＋ZnO，下列說法正確的是()A．Zn為正極，Ag2O為負(fù)極B．Zn為負(fù)極，Ag2O為正極C．原電池工作時，正極區(qū)溶液pH值減小D．原電池工作時，負(fù)極區(qū)溶液pH值增大5．把握適合的條件，將反應(yīng)Fe3＋＋AgFe2＋＋Ag＋設(shè)計成如圖所示的原電池(鹽橋裝有瓊脂－硝酸鉀溶液；靈敏電流計的0刻度居中，左右均有刻度)。已知，接通后，觀看到電流計指針向右偏轉(zhuǎn)。下列推斷正確的是()A．在外電路中，電子從石墨電極流向銀電極B．鹽橋中的K＋移向乙燒杯C．一段時間后，電流計指針反向偏轉(zhuǎn)，越過0刻度，向左邊偏轉(zhuǎn)D．電流計指針居中后，往甲燒杯中加入確定量的鐵粉，電流計指針將向左偏轉(zhuǎn)6．把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩連接組成多個原電池，若a、b相連，a為負(fù)極；c、d相連，d上有氣泡逸出；a、c相連，a極減輕；b、d相連，b為正極。則四種金屬的活潑性挨次為()A．a(chǎn)＞b＞c＞d B．a(chǎn)＞c＞b＞dC．a(chǎn)＞c＞d＞b D．b＞d＞c＞a7．將氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)在氧氣中燃燒時的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫燃料電池。燃料電池的基本組成為電極、電解質(zhì)、燃料和氧化劑。此種電池能量利用率可高達(dá)80%(一般柴油發(fā)電機(jī)只有40%左右)，產(chǎn)物污染也少。下列有關(guān)燃料電池的說法錯誤的是()A．上述燃料電池的負(fù)極反應(yīng)材料是氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)B．氫氧燃料電池常用于航天飛行器，緣由之一是該電池的產(chǎn)物為水，經(jīng)過處理之后可供宇航員使用C．乙醇燃料電池的電解質(zhì)常用KOH，該電池的負(fù)極反應(yīng)為：C2H5OH－12e－=2CO2↑＋3H2OD．甲烷燃料電池的正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－8．(2022·沁陽一中)LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、平安、對環(huán)境友好等優(yōu)點，可用于電動汽車。電池反應(yīng)為：FePO4＋Lieq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))LiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負(fù)極材料是石墨，含U導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)LiFePO4電池說法正確的是()A．可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導(dǎo)電性B．放電時電池內(nèi)部Li向負(fù)極移動C．充電過程中，電池正極材料的質(zhì)量增多D．放電時電池正極反應(yīng)為：FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO49．(2022·蘭州期末)空氣常參與設(shè)計原電池以便利人們的生活。(1)我國首創(chuàng)以鋁—空氣—海水電池作為能源的新型的海水標(biāo)志燈，以海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流，只要把燈放入海水?dāng)?shù)分鐘，就會發(fā)出刺眼的白光。則電源的負(fù)極材料是________，負(fù)極反應(yīng)為________________________________；正極材料是__________，正極反應(yīng)為______________________________________。(2)熔鹽電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為陽極燃?xì)?，空氣與CO2的混合氣為陰極助燃?xì)?，制得?50℃下工作的燃料電池，完成有關(guān)電池反應(yīng)式。陽極反應(yīng)式：2CO＋2COeq\o\al(2－,3)－4e－=4CO2，陰極反應(yīng)式：______________，電池總反應(yīng)式：________________________________________________。10．常見鉛蓄電池是二次電池，其電極材料分別為Pb和PbO2，電解液為稀H2SO4溶液，工作時的總反應(yīng)式為Pb＋PbO2＋2H2SO4eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2PbSO4＋2H2O。請依據(jù)上述狀況推斷：(1)鉛蓄電池的負(fù)極材料是________________________________________________________。(2)請依據(jù)兩極材料和總反應(yīng)，寫出放電時正極反應(yīng)是___________________________。(3)請依據(jù)總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式，寫出放電時負(fù)極反應(yīng)是________________________。(4)放電時，電解質(zhì)溶液中陰離子移向______極；電流方向從______極流向______極。(5)放電時，電解質(zhì)溶液的酸性_________(填“增加”、“減弱”或“不變”)。(6)充電時PbO2極發(fā)生___________反應(yīng)，電極反應(yīng)式_____________________________；Pb極發(fā)生___________反應(yīng)，電極反應(yīng)式___________________________。11．某試驗小組同學(xué)對電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動。(1)如圖為某試驗小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)：(用離子方程式表示)______________________設(shè)計的原電池裝置，反應(yīng)前，電極質(zhì)量相等，一段時間后，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緣由________________，用吸管吸出鐵片四周溶液少許置于試管中，向其中滴加少量新制飽和氯水，寫動身生反應(yīng)的離子方程式________________________，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，連續(xù)滴加過量新制飽和氯水，顏色退去，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價鐵被氧化為更高的價態(tài)?！奔偃纾?價鐵被氧化為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。一段時間后，在甲裝置銅絲四周滴加酚酞試液，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，反應(yīng)的離子方程式為_______________________。12．(2022·棗莊模擬)有一種新型的鋰電池，其制作是利用了金屬鋰和石墨作電極，其電解質(zhì)溶液是四氯合鋁酸鋰(LiAlCl4)溶解在二氯亞硫酰(其化學(xué)式是SOCl2)中形成的，原電池的電極總反應(yīng)式是：8Li＋3SOCl2=6LiCl＋Li2SO3＋2S，下列關(guān)于這種新型電池的說法中錯誤的是()A．電池工作過程中，SOCl2被還原為Li2SO3B．鋰作為電池的負(fù)極，石墨作電池的正極C．該電池內(nèi)環(huán)境應(yīng)當(dāng)是無水環(huán)境，否則影響電池的壽命D．電池工作時，鋰供應(yīng)的電子的物質(zhì)的量與析出硫的物質(zhì)的量之比是4∶113.據(jù)報道，最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿做電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池，電量是現(xiàn)用鎳氫電池和鋰電池的10倍，可連續(xù)使用一個月才充電一次。假定放電過程中，甲醇完全氧化產(chǎn)生二氧化碳被充分吸取生成COeq\o\al(2－,3)。(1)該電池反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________。(2)甲醇在________極發(fā)生反應(yīng)(填“正”或“負(fù)”)，電池中放電過程中溶液pH將________(填“下降”、“上升”或“不變”)；若有16克甲醇蒸氣被完全氧化產(chǎn)生電能，并利用該過程中釋放的電能電解足量的硫酸銅溶液，假設(shè)能量利用率為80%，則將產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣________L。(3)最近，又有科學(xué)家制造出一種固體電解質(zhì)的燃料電池，其效率更高。一個電極通入空氣，另一個電極通入汽油蒸氣。其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2固體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2－離子(其中氧化反應(yīng)發(fā)生完全)。以丁烷代表汽油。該電池的正極反應(yīng)式為______________________________。(4)放電時固體電解質(zhì)里的O2－離子的移動方向是向__________極移動(填“正”或“負(fù)”)。答案1．D2.B3.D4．選B從電極反應(yīng)式可以看出：Zn失電子為負(fù)極，且該區(qū)消耗OH－溶液pH值減小；Ag2O得電子為正極，且該區(qū)產(chǎn)生OH－溶液pH值增大。5．選D由題給電池反應(yīng)可知，銀作負(fù)極，石墨作正極，在外電路中，電子從銀電極流向石墨電極，A錯誤；鹽橋中的K＋移向甲燒杯，B錯誤；一段時間后，電流計指針將居中，C錯誤。6．選C依據(jù)金屬的活潑性相對強(qiáng)弱的推斷及原電池的正、負(fù)極的推斷可知：a、b相連，a為負(fù)極，則a＞b；c、d相連，d上有氣泡逸出，則c為負(fù)極，即c＞d；a、c相連，a極減輕，a為負(fù)極，即a＞c；b、d相連，b為正極，則d＞b。7．選C燃料電池總反應(yīng)實質(zhì)是一個燃燒反應(yīng)，形成的燃料電池中氫氣等燃料為負(fù)極反應(yīng)物，空氣等氧化劑作正極反應(yīng)物，一般發(fā)生反應(yīng)O2＋2H2O＋4e－=4OH－，電解質(zhì)常用KOH,乙醇作負(fù)極，反應(yīng)生成的CO2與堿反應(yīng)會生成COeq\o\al(2－,3)，故反應(yīng)為：C2H5OH＋16OH－－12e－=2COeq\o\al(2－,3)＋11H2O8．選D放電時，負(fù)極：Li－e—=Li＋，正極：FePO4＋Li＋＋e—=LiFePO4；充電時，陽極：LiFePO4－e—=FePO4＋Li＋陰極：Li＋＋e—=Li，所以易知D正確。若加入硫酸，與Li單質(zhì)(固體)發(fā)生反應(yīng)，所以A錯；放電時，Li＋應(yīng)(正電荷)在電池內(nèi)部(電解質(zhì)中)向正極移動，故B錯；充電過程中，正極材料參與了反應(yīng)質(zhì)量削減，故C錯。9．解析：(1)由鋁—空氣—海水電池靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流可知，鋁為負(fù)極，電極反應(yīng)式為4Al－12e－=4Al3＋，正極為石墨等惰性電極，反應(yīng)為3O2＋6H2O＋12e－=12OH－。(2)本題中的電池是一種新型高能電池，電解質(zhì)是熔融物，而不是電解質(zhì)溶液，但有自由移動的離子COeq\o\al(2－,3)存在。原電池的反應(yīng)原理實質(zhì)是氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移，燃料電池總反應(yīng)實質(zhì)是一個燃燒反應(yīng)。故陽極(即負(fù)極)CO失去電子，而陰極(即正極)應(yīng)為O2得到電子，再與陰極助燃?xì)釩O2結(jié)合生成電解質(zhì)陰離子COeq\o\al(2－,3)。答案：(1)鋁4Al－12e－=4Al3＋石墨等惰性電極3O2＋6H2O＋12e－=12OH－(2)O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)2CO＋O2＝2CO210．(1)鉛(Pb)(2)PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O(3)Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4(4)負(fù)氧化鉛(PbO2)鉛(Pb)(5)減弱(6)氧化PbSO4＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)還原PbSO4＋2e－=Pb＋SOeq\o\al(2－,4)11．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)極削減28g·mol－1·x，正極增重32g·mol－1·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，發(fā)生的反應(yīng)為：2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O=2FeOeq\o\al(2－,4)＋6Cl－＋16H＋。(3)將鹽橋改為銅絲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