2019高考化学一轮复习检测：第9章 电化学基础9-1a (含解析)

板块三  限时规范特训

　　时间：45分钟　　　满分：100分

一、选择题(每题8分，共72分)

1．下列电池工作时，O2在正极放电的是(　　)

答案　B

解析　氢燃料电池中，负极上H2放电，正极上O2放电，A、C、D中均不存在O2放电，故选B。

2．按如图所示进行实验，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．装置甲、乙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：Zn－2e－===Zn2＋

答案　B

解析　甲中发生的反应为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，锌片表面产生气泡；乙中铜、锌接触放入稀硫酸中形成原电池，Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，铜片表面产生气泡，A正确。乙中化学能转化为电能，但甲中未形成原电池，无化学能与电能的转化，B错误。乙中锌、铜之间用导线连接电流计，形成原电池，Zn作负极，Cu作正极，导线中有电流产生，电流计指针发生偏转，C正确。乙中Zn作负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，D正确。

3．如图所示是一个水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是(　　)

A．a为电池的正极

B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi

C．放电时，a极锂的化合价发生变化

D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移

答案　C

解析　由图可知，b极(Li电极)为负极，a极为正极，放电时，Li＋从负极(b)向正极(a)迁移，A、D正确；该电池放电时，负极：xLi－xe－===xLi＋，正极：Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－===LiMn2O4，a极Mn元素的化合价发生变化，C错误；由放电反应可得充电时的反应，B正确。

4．工业上常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各种性质的不锈钢，在如图装置中，观察到图1装置铜电极上产生大量的无色气泡，而图2装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体，则下列叙述正确的是(　　)

A．图1为原电池装置，Cu电极上产生的是O2

B．图2装置中Cu电极上发生的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋

C．由实验现象可知：金属活动性Cu>Cr

D．两个装置中，电子均由Cr电极流向Cu电极

答案　B

解析　图1为原电池装置，铜为正极，氢离子得电子生成氢气；图2装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体，说明铜为负极，铬电极为正极，负极发生Cu－2e－===Cu2＋；由图1根据原电池原理知金属铬的活动性比铜强；图1中，电子由Cr经导线流向Cu，图2中电子由Cu极经导线流向Cr。

5．通过NO传感器可监测汽车排放的尾气中NO含量，其工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．O2－向正极移动

B．负极的电极反应式为NO－2e－＋O2－===NO2

C．O2的电极反应产物是H2O

D．反应消耗的NO与O2的物质的量之比为1∶2

答案　B

解析　根据工作原理图知，Pt电极上氧气得电子发生还原反应，作正极，NiO电极上NO失电子发生氧化反应，则NiO为负极；正极上电极反应式为O2＋4e－===2O2－，负极上电极反应式为NO－2e－＋O2－===NO2。由图可知O2－移向NiO电极，即向负极移动，故A错误；NiO电极上NO失电子和O2－反应生成二氧化氮，所以电极反应式为NO＋O2－－2e－===NO2，故B正确；正极上电极反应式为O2＋4e－===2O2－，故C错误；反应消耗的NO与O2的物质的量之比为2∶1，故D错误。

6．据报道，以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为＋3价)和H2O2作原料的燃料电池，其负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，可用作空军通信卫星电源，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．该电池的负极反应为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O

B．电池放电时Na＋从b极区移向a极区

C．每消耗3 mol H2O2，转移的电子为3 mol

D．电极a采用MnO2作电极材料

答案　A

解析　电池总反应为BH＋4H2O2===BO＋6H2O，正极反应为H2O2＋2e－===2OH－，总反应减去正极反应即可得到负极反应，A正确；在电池中电极a为负极，电极b为正极，在电池放电过程中阳离子向正极移动，B错误；通过正极反应方程式可知，每消耗3 mol H2O2转移电子6 mol，C错误；电极a作负极，电极b作正极，正极用MnO2作电极，D错误。

7．人工光合系统装置(如图)可实现以CO2和H2O合成CH4。下列说法不正确的是(　　)

A．该装置为原电池，且铜为正极

B．电池工作时，H＋向Cu电极移动

C．GaN电极表面的电极反应式为2H2O－4e－===O2＋4H＋

D．反应CO2＋2H2OCH4＋2O2中每消耗1 mol CO2转移4 mol e－

答案　D

解析　该装置中，根据电子流向知，GaN是负极、Cu是正极，负极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2，正极反应式为CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O，电解质溶液中阳离子向正极移动，据此分析可知：铜为原电池正极，A正确；电池工作时，H＋向正极，即铜电极移动，B正确；负极表面发生氧化反应，电极反应式为2H2O－4e－===O2＋4H＋，C正确；反应CO2＋2H2OCH4＋2O2中每消耗1 mol CO2，生成2 mol O2，转移8 mol e－，D错误。

8．NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图所示，该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，Y可循环使用。下列说法正确的是(　　)

A．放电时，NO向石墨Ⅱ电极迁移

B．石墨Ⅱ附近发生的反应为NO＋O2＋e－===NO

C．电池总反应式为4NO2＋O2===2N2O5

D．当外电路通过4 mol e－，负极上共产生2 mol N2O5

答案　C

解析　以NO2、O2和熔融KNO3制作的燃料电池，在使用过程中，O2通入石墨Ⅱ电极，则石墨Ⅱ电极为原电池的正极，石墨Ⅰ电极为原电池的负极，NO2被氧化，N元素化合价升高，故生成的氧化物Y为N2O5。放电时，NO向负极移动，即向石墨Ⅰ电极迁移，A错误；由装置图可知，O2和N2O5(Y)在石墨Ⅱ电极上发生还原反应，电极反应式为O2＋2N2O5＋4e－===4NO，B错误；电池的负极反应式为4NO2＋4NO－4e－===4N2O5，故电池总反应式为4NO2＋O2===2N2O5，C正确；当外电路中通过4 mol e－时，负极上产生4 mol N2O5，D错误。

9．某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。下列说法正确的是(　　)

A．正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－

B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成

C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变

D．当电路中转移0.01 mol e－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子

答案　D

解析　正极反应式为Cl2＋2e－===2Cl－，A错误；负极上电极反应Ag－e－＋Cl－===AgCl，所以交换膜左侧负极上产生大量白色沉淀，B错误；用NaCl代替HCl，正、负极电极反应式都不变，故电池总反应也不变，C错误；当电路中转移0.01 mol e－时，左侧产生0.01 mol Ag＋，会消耗0.01 mol Cl－，同时H＋通过交换膜转移到右侧的为0.01 mol，故左侧共减少0.02 mol，D正确。

二、非选择题(共28分)

10．(12分)(1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________(填字母，下同)。

a．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH>0

b．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH<0

c．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH<0

若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应为__________________。

(2)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组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2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，则c电极是________(填“正极”或“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在标况下的体积为________L。

答案　(1)b　O2＋4e－＋2H2O===4OH－

(2)负极　CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋　11.2

解析　(1)根据题中信息，设计成原电池的反应通常是放热反应，排除a，根据已学知识，原电池反应必是自发进行的氧化还原反应，排除c。原电池正极发生还原反应，由于是碱性介质，则电极反应中不应出现H＋，故正极的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。

(2)根据图中的电子流向知c是负极，是甲醇发生氧化反应：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋，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。

11．(16分)(1)以Al和NiOOH为电极，NaOH溶液为电解液，可以组成一种新型电池，放电时NiOOH转化为Ni(OH)2。

①该电池的负极反应式为_________________________ _______________________________________________，

②电池总反应的化学方程式为_________________________ _______________________________________________。

(2)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。该电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。

①放电时负极反应为__________________________ ______________________________________________，

正极反应为___________________________________________ _____________________________。

②放电时电子由________极流向________极。

③放电时1 mol K2FeO4发生反应，转移电子数是______。

答案　(1)①Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O

②Al＋3NiOOH＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋3Ni(OH)2

(2)①Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2

2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－

②负　正

③1.806×1024

解析　(1)①放电时Al失电子，生成的Al3＋与NaOH溶液反应生成AlO。②放电时，NiOOH转化为Ni(OH)2，故电池的总反应式为Al＋3NiOOH＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋3Ni(OH)2

(2)放电时锌在负极发生氧化反应，因为电解质是碱，故负极反应是Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，正极反应为2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－。电子由负极流出，通过外电路流向正极，每1 mol K2FeO4发生反应，转移电子是3 mol，数目是1.806×1024。