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    2019版高中化学一轮复习练习:第6章 第2课时《原电池 化学电源》 Word版含解析
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    2019版高中化学一轮复习练习:第6章 第2课时《原电池 化学电源》 Word版含解析

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    课时2 原电池 化学电源

    一、选择题

    1(2017·洛阳期末)下列有关电池的说法不正确的是(  )

    A.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅

    B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从锌电极流向铜电极

    C.氢氧燃料电池工作时,氢气在负极被氧化

    D.原电池中一定发生了氧化还原反应

    解析 太阳能电池的主要材料是高纯度的晶体硅,A项错误;铜锌原电池工作时,电子沿外电路由负极()流向正极()B项正确;氢氧燃料电池工作时,氢气在负极失去电子被氧化,C项正确;由原电池的工作原理可知原电池中一定发生了氧化还原反应,D项正确。

    答案 A

    2.下列示意图中能构成原电池的是(  )

    解析 CuC与稀硫酸不反应,A装置不能构成原电池;Al与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应,B装置能构成原电池;C装置中的导线不是盐桥,不能构成原电池;D装置中缺少盐桥。

    答案 B

    3.下列事实不能用原电池原理解释的是(  )

    A.将镁粉、铁粉和食盐一块加到水中迅速反应放热

    B.铁被钝化处理后不易腐蚀

    C.纯锌与稀硫酸反应时,滴入少量CuSO4溶液后反应速率加快

    D.镀层破损后,镀锌铁比镀锡铁更耐用

    解析 将镁粉、铁粉和食盐一块加到水中,构成原电池装置,金属镁是负极,镁和水的反应是放热反应,形成原电池可以加快化学反应速率,能用原电池原理解释,A不符合题意;铁被钝化后,在金属表面会形成一层致密的金属氧化膜,保护内部金属不易被腐蚀,不能用原电池原理解释,B符合题意;纯锌与稀硫酸反应时,滴入少量CuSO4溶液后,金属锌可以和硫酸铜反应置换出铜,ZnCu、硫酸会构成原电池装置,Zn为负极,使得Zn和硫酸的反应速率加快,能用原电池原理解释,C不符合题意;镀层破损后,镀锌铁和潮湿空气形成的原电池中,金属Zn为负极,Fe为正极,Fe被保护,镀锡铁和潮湿空气形成的原电池中,金属Fe为负极,Sn为正极,Fe被腐蚀速率加快,镀锌铁比镀锡铁更耐用,能用原电池原理解释,D不符合题意。

    答案 B

    4.某小组进行电化学研究,甲同学设计如图的原电池装置,乙同学利用甲设计的装置及提供的药品与材料,不能完成的实验是(  )

    A.使甲同学的正极变为负极

    B.设计一个新的原电池

    C.在石墨电极上镀锌

    D.使锌电极受到保护

    解析 A项,将铜与石墨相连,以AgNO3溶液作电解质,铜为负极,正确;B项,铝-铜-AgNO3溶液、铝-铜-CuSO4溶液等均可以组成新的原电池,正确;C项,镀锌是电解池,错误;D项,锌、铝作电极,锌作正极,受到保护,正确。

    答案 C

    5.按如图所示装置进行实验,下列说法不正确的是(  )

    A.装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生

    B.甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能

    C.装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转

    D.装置乙中负极的电极反应式:Zn2e===Zn2

    解析 装置甲中锌与稀硫酸发生氧化还原反应,生成氢气,产生气泡,装置乙中形成铜锌原电池,且锌作负极,铜作正极,正极上H得电子生成氢气,A项正确;装置甲中没有形成原电池,不存在化学能与电能的转化,B项错误;装置乙形成了原电池,锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转,C项正确;装置乙中负极的电极反应式为Zn2e===Zn2D项正确。

    答案 B

    6(2016·湖北联考)将编号为①②③④的四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时,外电路电流从流向①③相连时,为正极;②④相连时,上有气泡逸出,③④相连时,的质量减少;据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是(  )

    A①③②④        B①③④②

    C③④②①   D③①②④

    解析 ①②相连时,外电路电流从流向,说明是正极;比较活泼;①③相连时,为正极,说明活泼;②④相连时,上有气泡逸出,说明是正极,活泼;③④相连时,的质量减少,说明是负极,活泼,所以金属的活动性顺序为:①③④②

    答案 B

    7(2017·广州模拟)某小组为研究原电池原理,设计如图装置,下列叙述正确的是(  )

    A.若XFeYCu,铁为正极

    B.若XFeYCu,电子由铜片流向铁片

    C.若XFeYC,碳棒上有红色固体析出

    D.若XCuYZn,锌片发生还原反应

    解析 FeCu活泼,Fe作负极,电子从Fe流向Cu,故AB两项错误;若XFeYC,电解质溶液为硫酸铜,则正极C上析出Cu,故C正确;ZnCu活泼,Zn作负极发生氧化反应,故D错误。

    答案 C

    8.如图是某同学设计的原电池装置,下列叙述中正确的是(  )

    A.氧化剂和还原剂必须直接接触才能发生反应

    B.电极上发生还原反应,作原电池的正极

    C.该原电池的总反应式为:2Fe3Cu===Cu22Fe2

    D.盐桥中装有含氯化钾的琼脂,K移向负极区

    解析 该原电池反应中氧化反应和还原反应在两个不同的烧杯中进行,因此氧化剂和还原剂没有直接接触,A项错误;B项,Cu电极为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为:Cu2e===Cu2,错误;D项,正极发生反应:2Fe32e===2Fe2,正电荷数减小,K移向正极补充正电荷,错误。

    答案 C

    9(2016·大连检测)电化学在日常生活中用途广泛,下图是镁次氯酸钠燃料电池,电池总反应为:MgClOH2O===ClMg(OH)2,下列说法不正确的是(  )

    A.惰性电极上发生氧化反应

    B.镁电极是该电池的负极

    C.正极反应式为ClOH2O2e===Cl2OH

    D.进料口加入NaClO溶液,出口流出的为NaCl溶液

    解析 由总反应可知镁发生氧化反应,负氧正还原,镁为负极,惰性电极上发生还原反应,A项错误,B项正确;负极反应为:Mg2e2OH===Mg(OH)2,正极反应为:ClO2eH2O===Cl2OHCD项正确。

    答案 A

    10MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气,其工作温度为600700 ,所用燃料为H2,电解质为熔融的K2CO3。已知该电池的总反应为2H2O2===2H2O,下列有关该电池的说法正确的是(  )

    A.该电池的正极反应式为4OH4e===O22H2O

    B.该电池的负极反应式为H22e===2H

    C.放电时OH向负极移动

    D.当生成1 mol H2O时,转移2 mol电子

    解析 该燃料电池的燃料为H2,电解质为熔融的K2CO3,总反应为2H2O2===2H2O,负极反应式为2H22CO4e===2H2O2CO2,正极反应式为O22CO24e===2CO,故AB均错误;电解质中移动的阴离子为CO,不是OH,故C错误;根据负极反应式知,生成1 mol H2O时转移2 mol电子,故D正确。

    答案 D

    11(2017·兰州模拟)关于如图微生物燃料电池结构示意图的说法:微生物促进了电子的转移 微生物所在电极区放电时发生还原反应 放电过程中,H从正极区移向负极区 正极反应式为:MnO24H2e===Mn22H2O正确的是(  )

    A   B①③

    C①④   D②③

    解析 在微生物作用下Cm(H2O)n转化为CO2促进电子的转移,正确;微生物在右侧, 右侧电极为电源的负极,所以微生物所在电极区放电时发生氧化反应,错误;根据电流的方向,放电过程中,H从负极区移向正极区,错误;电池左侧为电池的正极区,MnO2H条件下发生得电子反应,所以正极反应式为:MnO24H2e===Mn22H2O正确。

    答案 C

    12.钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点,特别适合于固定式大规模储能应用的需求。一种以Na2SO4水溶液为电解液的钠离子电池的总反应为:NaTi2(PO4)32Na2NiFe(CN)6Na3Ti2(PO4)32NaNiFe(CN)6(注:其中P的化合价为+5Fe的上标代表其价态)。下列说法不正确的是(  )

    A.放电时NaTi2(PO4)3在正极发生还原反应

    B.放电时负极材料中的Na脱离电极进入溶液,同时溶液中的Na嵌入到正极材料中

    C.该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na的浓度基本保持不变

    D.充电过程中阳极反应式为:2NaNiFe(CN)62Na2e===2Na2NiFe(CN)6

    解析 由题给反应可知放电时,Fe转化为Fe,发生氧化反应,负极的电极反应式为:2Na2NiFe(CN)62e===2NaNiFe(CN)62Na(该反应为充电时阴极的逆反应),正极为NaTi2(PO4)3发生还原反应:NaTi2(PO4)32e2Na===Na3Ti2(PO4)3(该反应为充电时阳极的逆反应)

    答案 D

    二、填空题

    13(1)分析如图所示的四个装置,回答下列问题:

    装置ab中铝电极上的电极反应式分别为_______________________________________________________

    装置c中产生气泡的电极为________电极(),装置d中铜电极上的电极反应式为___________________________________

    (2)观察如图所示的两个装置,图1装置中铜电极上产生大量的无色气泡,图2装置中铜电极上无气体产生,而铬电极上产生大量的有色气体。根据上述现象试推测金属铬具有的两种重要化学性质为______________________

    解析 (1)在稀H2SO4溶液中,镁比铝活泼,铝电极作正极,正极的电极反应式为2H2e===H2。在NaOH溶液中,铝比镁活泼,铝电极作负极,负极的电极反应式为Al3e4OH===AlO2H2O。在浓硝酸中,铁被钝化,铁电极作正极,正极上发生NO的还原反应,产生气泡。装置d相当于金属铁发生吸氧腐蚀,铜电极作正极,正极的电极反应式为O22H2O4e===4OH(2)由图1可知还原性CrCu,但在稀硝酸中却出现了反常,结合稀硝酸的氧化性,不难推测铬被稀硝酸钝化,导致活性降低。

    答案 (1)2H2e===H2 Al3e4OH===AlO2H2O 铁 O22H2O4e===4OH

    (2)金属铬的活泼性比铜强且能和稀硫酸反应生成 H2、金属铬易被稀硝酸钝化

    14.(2016·深圳模拟)如图所示,是原电池的装置图。请回答:

    (1)C为稀H2SO4溶液,电流表指针发生偏转,B电极材料为Fe且做负极,则A电极上发生的电极反应式为________________________;反应进行一段时间后溶液CpH________(升高”“降低基本不变)

    (2)若需将反应:Cu2Fe3===Cu22Fe2设计成如上图所示的原电池装置,则A(负极)极材料为________B(正极)极材料为________,溶液C________

    (3)CCuCl2溶液,Zn________极,Cu极发生________反应,电极反应为________________________。反应过程溶液中c(Cu2)________(变大”“变小不变)

    (4)COH2反应还可制备CH3OHCH3OH可作为燃料使用,用CH3OHO2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下:

    电池总反应为2CH3OH3O2===2CO24H2O,则c电极是________(正极负极)c电极的反应方程式为____________________________

    若线路中转移2 mol电子,则上述CH3OH燃料电池,消耗的O2在标准状况下的体积为________L

    解析 (1)铁作负极,则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应,所以正极反应是氢离子得电子生成氢气,电极反应式为2H2e===H2;溶液中氢离子放电,导致溶液中氢离子浓度减小,pH升高;

    (2)Cu2Fe3===Cu22Fe2设计成如题图所示的原电池装置,根据方程式中物质发生的反应类型判断,Cu发生氧化反应,作原电池的负极,所以A材料是CuB极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可。溶液C中含有Fe3,如FeCl3溶液;

    (3)Zn比较活泼,在原电池中做负极,Cu做正极,正极发生还原反应,Cu2在正极得到电子变成Cu,电极反应为Cu22e===CuCu2发生了反应,则c(Cu2)变小;

    (4)根据图中的电子流向知c是负极,是甲醇发生氧化反应:CH3OH6eH2O===CO26H,线路中转移2 mol电子时消耗氧气0.5 mol,标况下体积为11.2 L

    答案 (1)2H2e===H2 升高

    (2)Cu 石墨 FeCl3溶液

    (3)负极 还原 Cu22e===Cu 变小

    (4)负极 CH3OH6eH2O===CO26H 11.2

    15(能力挑战题)(2017·郑州模拟)某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。

    (1)如图为某实验小组依据的氧化还原反应:(用离子方程式表示)______________________________________________________________

    设计的原电池装置,反应前,电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差12 g,导线中通过________mol电子。

    (2)其他条件不变,若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液,石墨电极反应式为__________________________________________________________________,这是由于NH4Cl溶液显________(酸性”“碱性中性),用离子方程式表示溶液显此性的原因_____________________________________,用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中,向其中滴加少量新制饱和氯水,写出发生反应的离子方程式______________________________________,然后滴加几滴硫氰化钾溶液,溶液变红,继续滴加过量新制饱和氯水,颜色褪去,同学们对此做了多种假设,某同学的假设是:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。如果+3价铁被氧化为FeO,试写出该反应的离子方程式_______________________________________________

    (3)如图其他条件不变,若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型,如图所示,

    一段时间后,在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液,现象是________________,电极反应为________;乙装置中石墨(1)________(”“”“),乙装置中与铜丝相连石墨(2)电极上发生的反应式为________________________,产物常用________检验,反应的离子方程式为________________________________________________________________

    解析 (1)若一段时间后,两电极质量相差12 g,消耗负极0.1 mol Fe,同时正极生成0.1 mol Cu,导线中通过0.2 mol电子。(2)其他条件不变,若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液,由于NH水解,NHH2ONH3·H2OH,所以NH4Cl溶液显酸性,石墨电极上H得到电子,电极反应式为2H2e===H2;铁电极反应式为Fe2e===Fe2,用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中,向其中滴加少量新制饱和氯水,发生反应的离子方程式为2Fe2Cl2===2Fe32Cl,然后滴加几滴硫氰化钾溶液,由于存在Fe3,所以溶液变红,继续滴加过量新制饱和氯水,颜色褪去,如果原因是+3价铁被氧化为FeO,则该反应的离子方程式为2Fe33Cl28H2O===2FeO6Cl16H(3)如图其他条件不变,若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型,则甲池为原电池,铁电极反应为Fe2e===Fe2,铜电极反应为O22H2O4e===4OH;乙池为电解池,石墨(2)电极为阳极,电极反应为2Cl2e===Cl2,石墨(1)电极为阴极,电极反应为Cu22e===Cu;所以一段时间后,在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液,溶液变红,乙装置中石墨(2)电极产物可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验,反应的离子方程式为Cl22I===2ClI2,反应后试纸变蓝。

    答案 (1)FeCu2===Fe2Cu 0.2

    (2)2H2e===H2 酸性

    NHH2ONH3·H2OH

    2Fe2Cl2===2Fe32Cl

    2Fe33Cl28H2O===2FeO6Cl16H

    (3)溶液变红 O22H2O4e===4OH 阴

    2Cl2e===Cl2

    湿润的淀粉碘化钾试纸 Cl22I===2ClI2

     

     

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