2022高考化学一轮复习训练：第6章 第3讲 原电池和常见化学电源

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 训练(二十九)　原电池和常见化学电源1．(2021·河南平顶山质检)下图是盐桥中吸附有饱和KCl溶液的原电池示意图。下列说法错误的是(　　)A．该原电池的负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋B．电子流向：Cu棒→盐桥→Pt棒→电流表→Cu棒C．甲烧杯中的c(NO)逐渐减小D．盐桥中的K＋移向甲烧杯B　[Cu比Pt活泼，则Cu作原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，A项正确；电子只能在电极和导线中移动，不能进入电解质溶液，故电子流向为Cu棒→电流表→Pt棒，B项错误；Pt电极是正极，电极反应式为NO＋4H＋＋3e－===NO↑＋2H2O，反应消耗NO，则甲烧杯中c(NO)逐渐减小，C项正确；盐桥中阳离子向正极移动，则K＋移向甲烧杯，D项正确。]2．(2021·重庆南川中学检测)有关下列四个常用电化学装置的叙述中正确的是(　　)Ⅰ.碱性锌锰电池Ⅱ.铅蓄电池Ⅲ.铜锌原电池Ⅳ.银锌电池A．Ⅰ所示电池工作中，MnO2的作用是催化剂B．Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大C．Ⅲ所示电池工作过程中，盐桥中K＋移向硫酸锌溶液D．Ⅳ所示电池放电过程中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中被还原为AgD　[碱性锌锰电池中二氧化锰为氧化剂，A项错误；铅蓄电池放电时电池反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，H2SO4浓度减小，B项错误；原电池中阳离子向正极移动，故盐桥中K＋移向硫酸铜溶液，C项错误；该原电池中，正极上氧化银得电子生成银，所以Ag2O作氧化剂，D项正确。]3．(2021·广东广州六区联考)某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，设计了如图所示的装置，下列说法正确的是(　　)A．Zn为负极，发生还原反应B．石墨电极上发生的反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋C．电子流动方向为石墨电极→电流表→锌电极D．盐桥中K＋向ZnCl2溶液移动，Cl－向FeCl3溶液移动B　[由电池总反应可知，Zn发生氧化反应生成ZnCl2，则Zn为负极，A项错误；石墨电极是正极，Fe3＋发生还原反应生成Fe2＋，电极反应式为Fe3＋＋e—===Fe2＋，B项正确；原电池中电子由负极流出经导线流向正极，则电子流动方向为锌电极→电流表→石墨电极，C项错误；电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故盐桥中K＋向FeCl3溶液移动，Cl－向ZnCl2溶液移动，D项错误。]4．(2021·山东青岛期初调研)我国某科研机构研究表明，利用K2Cr2O7可实现含苯酚废水的有效处理，其工作原理如下图所示。下列说法正确的是(　　)A．N为该电池的负极B．该电池可以在高温下使用 C．一段时间后，中间室中NaCl溶液的浓度减小D．M的电极反应式为C6H5OH＋28e－＋11H2O===6CO2＋28H＋C　[由图中信息可知，N电极上Cr2O被还原生成Cr(OH)3，则N电极是正极，A项错误；该电池内部有微生物参与，不能在高温下使用，B项错误；左室产生H＋由阳离子交换膜进入中间室，右室产生OH－由阴离子交换膜进入中间室，H＋＋OH－===H2O，中间室中NaCl溶液的浓度减小，C项正确；M极是负极，发生氧化反应生成CO2，电极反应式应为C6H5OH＋11H2O－28e－===6CO2↑＋28H＋，D项错误。]5．(2020·天津卷)熔融钠­硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na＋xSNa2Sx(x＝5～3，难溶于熔融硫)。下列说法错误的是(　　)A．Na2S4的电子式为B．放电时正极反应为xS＋2Na＋＋2e－===Na2SxC．Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极D．该电池是以Na­β­Al2O3为隔膜的二次电池C　[A对，四硫化二钠属于离子化合物，其中硫达到8电子稳定结构，其电子式为；B对， 根据总反应可知，S在正极发生反应，电极反应为xS＋2Na＋＋2e－===Na2Sx；C错，电池正极是含碳粉的熔融硫；D对，因为该电池可以充电，所以为二次电池，其中Na­β­Al2O3是隔膜，防止钠与硫直接反应。]6．(2021·天津滨海联考)某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性：Cr2O＞Fe3＋，设计了盐桥式的原电池，如图所示。盐桥中装有琼脂与饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是(　　)A．甲烧杯的溶液中发生还原反应B．乙烧杯中发生的电极反应为2Cr3＋＋7H2O－6e－===Cr2O＋14H＋C．外电路的电流方向为从b到aD．电池工作时，盐桥中的SO移向乙烧杯C　[甲烧杯中发生的反应为Fe2＋－e－===Fe3＋，为氧化反应，A项错误；乙烧杯中发生还原反应，得到电子，B项错误； a极为负极，b极为正极，外电路的电流由b→a，C项正确； SO向负极移动，即移向甲烧杯，D项错误。]7．(2021·广东深圳质检)John B． Goodenough是锂离子电池正极材料钴酸锂的发明人。某种钴酸锂电池的电解质为LiPF6, 放电过程反应式为xLi＋Li1—xCoO2===LiCoO2，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)A．放电时，电子由R极流出，经电解质流向Q极B．放电时，正极反应式为xLi＋＋Li1—xCoO2＋xe－===LiCoO2C．充电时，Q极与外加电源的负极相连D．充电时，R极电极反应为Li＋－e－===LiB　[放电时，Li/石墨是负极，则电子由R极流出经负载流向Q极，不能进入电解质，A项错误；放电时，LiCoO2是正极，发生还原反应，电极反应式为xLi＋＋Li1—xCoO2＋xe－===LiCoO2，B项正确；充电时，Q极是阳极，与外加电源的正极相连，C项错误；充电时，R极是阴极，Li＋得电子发生还原反应，电极反应式为Li＋＋e－===Li，D项错误。]8．(2021·河南南阳一中检测)如图所示装置中，可观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是(　　)选项MNPA锌铜稀硫酸B铜锌稀盐酸C锌铁硝酸铁溶液D银锌硝酸银溶液D　[据“电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细”判断，M棒作正极，N棒作负极，且金属的活泼性：N>M，电解质溶液应为不活泼金属盐溶液，只有D项符合题意。]9．(2020·全国卷Ⅰ，27题节选)为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。(1)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择________作为电解质。 阳离子u∞×108/(m2·s－1·V－1)阴离子u∞×108/(m2·s－1·V－1)Li＋4.07HCO4.61Na＋5.19NO7.40Ca2＋6.59Cl－7.91K＋7.62SO8.27(2)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。 (3)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol·L－1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝________________。 (4)根据(2)、(3)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为________________________，铁电极的电极反应式为________________________。因此，验证了Fe2＋氧化性小于__________，还原性小于________。 解析　(1)盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，两烧杯溶液中含有Fe2＋、Fe3＋和SO，Ca2＋与SO生成微溶于水的CaSO4，Fe2＋、Fe3＋均与HCO反应，酸性条件下NO与Fe2＋发生反应，故盐桥中不能含有Ca2＋、HCO和NO。盐桥中阴、阳离子的电迁移率(u∞)应尽可能相近，根据表中数据可知K＋与Cl－的电迁移率较接近且与两端电解质溶液均不发生反应，故盐桥中应选择KCl为电解质。(2)电子由铁电极经外电路流向石墨电极，则石墨电极为正极，发生还原反应，为达到电荷平衡，盐桥中的K＋进入石墨电极附近的溶液中。(3)铁电极上发生氧化反应Fe－2e－===Fe2＋，石墨电极上未见Fe析出，说明仅发生还原反应2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，铁电极附近溶液中Fe2＋的物质的量浓度增加0.02 mol·L－1，则石墨电极溶液中Fe2＋的物质的量浓度增加0.04 mol·L－1，因此石墨电极溶液中最终得到Fe2＋的物质的量浓度为0.05 mol·L－1＋0.04 mol·L－1＝0.09 mol·L－1。(4)根据(2)、(3)的实验结果易知石墨电极的电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，证明Fe2＋的氧化性小于Fe3＋；铁电极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，证明Fe2＋的还原性小于Fe。答案　(1)KCl　　(2)石墨　(3)0.09 mol·L－1(4)Fe3＋＋e－===Fe2＋　Fe－2e－===Fe2＋　Fe3＋　 Fe