2022版高考化学一轮复习训练：第6章 第2节 原电池　化学电源

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A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
【答案】B
【解析】锂离子电池可以充电再次使用，属于二次电池，A正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流从铜流向锌，而电子是由锌沿外电路流向铜，B错误；原电池的实质即是将化学能转化成电能，C正确；Zn失去电子生成Zn2＋，故作负极，D正确。
2．有关下图所示原电池的叙述不正确的是( )
A．电子沿导线由Cu片流向Ag片
B．正极的电极反应是Ag＋＋e－===Ag
C．Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应
D．反应时盐桥中的阳离子移向Cu(NO3)2溶液
【答案】D
【解析】原电池中，阳离子向正极移动，所以盐桥中的阳离子移向AgNO3溶液，D错误。
3．(2020·浙江诸暨中学阶段测试)把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若A、B相连A为负极；C、D相连D上有气泡逸出；A、C相连A 上发生氧化反应；B、D相连，B是电子流入的一极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为( )
A．A＞B＞C＞D B．A＞C＞B＞D
C．A＞C＞D＞B D．B＞D＞C＞A
【答案】C
4．一个原电池的总反应的离子方程式是Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，该反应的原电池组成正确的是( )
【答案】C
【解析】该装置中，Fe易失电子应作负极，铜作正极，电解质溶液应为可溶性的铜盐，C正确。
5．(2019·山西太原期末)科学家发明了“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A．右侧吸附层中发生了还原反应
B．负极的电极反应式是H2－2e－＋2OH－===2H2O
C．电极总反应式为2H2＋O2===2H2O
D．离子交换膜能够比较有效地阻隔NaOH和HClO4反应
【答案】C
【解析】由图可知，电子由左侧吸附层经导线流向右侧吸附层，左侧吸附层为负极，右侧吸附层为正极，H＋在右侧吸附层表面发生还原反应生成H2，A正确；负极上H2和OH－参与反应生成H2O，电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，B正确；正极上H＋被还原生成H2，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，负极上H2－2e－＋2OH－===2H2O，综合两极的电极反应式可知无氧气参加，C错误；离子交换膜左侧是NaOH 溶液，右侧是HClO4溶液，若无离子交换膜，NaOH和HClO4会发生反应，离子交换膜能够比较有效地阻隔NaOH和HClO4反应，D正确。
6．一种以联氨(N2H4)为燃料的环保电池工作原理如图所示，工作时产生稳定无污染的物质。下列说法不正确的是( )
A．M极生成氮气且电极附近pH降低
B．负极上每消耗1 ml N2H4，会有4 ml H＋通过质子交换膜
C．正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
D．d口流出的液体是蒸馏水
【答案】D
【解析】根据氢离子的移动方向，电极N为正极，电极M为负极，燃料电池的负极为联氨发生氧化反应，电极反应式为N2H4－4e－===N2↑＋4H＋，正极是氧气发生还原反应，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，因电解质为酸性溶液，故从d口流出的是酸性液体。
7．某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时，该电池工作原理如下图。下列说法正确的是( )
A．a为CH4，b为CO2
B．COeq \\al(2－,3)向正极移动
C．此电池常温时也能工作
D．正极电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2COeq \\al(2－,3)
【答案】D
【解析】燃料电池中通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，根据电子流向知，左边电极是负极，右边电极是正极，所以a是CH4，b为空气，A错误；原电池放电时，COeq \\al(2－,3)向负极移动，B错误；电解质为熔融碳酸盐，需要高温条件，C错误。
[B组·提高练习]
8．锂－铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀现象产生电能，其中放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列说法不正确的是( )
A．放电时，正极的电极反应式为Cu2O＋H2O＋2e－===2OH－＋2Cu
B．放电时，电子透过固体电解质向Li极移动
C．通空气时，铜电极被腐蚀，表面产生Cu2O
D．整个反应过程中，氧化剂为O2
【答案】B
【解析】放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，正极上Cu2O得电子发生还原反应生成Cu，A正确；放电时，阳离子向正极移动，则Li＋透过固体电解质向Cu极移动，但电子不能在电解质中流动，B错误；放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，可知通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，放电时Cu2O转化为Cu，则整个反应过程中铜相当于催化剂，氧化剂为O2，C、D均正确。
9．图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示( )
A．铜棒的质量 B．c(Zn2＋)
C．c(H＋) D．c(SOeq \\al(2－,4))
【答案】C
【解析】铜锌原电池正极(Cu)和负极(Zn)的电极反应式分别是2H＋＋2e－===H2↑、Zn－2e－===Zn2＋。由于铜棒上生成的氢气逸出，铜棒不参与反应，故铜棒的质量保持不变，A错误；随着放电的进行，溶液中c(Zn2＋)逐渐增大，c(H＋)逐渐减小，B错误、C正确；铜锌原电池的总反应为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，放电过程中c(SOeq \\al(2－,4))保持不变，D错误。
10．一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的原理及电池中发生的主要反应如图所示。下列说法正确的是( )
A．镀铂导电玻璃的作用是传递I－
B．电池工作时，光能转变为电能，X 为电池的正极
C．电解质溶液中发生反应：2Ru3＋＋3I－===2Ru2＋＋Ieq \\al(－,3)
D．电池的电解质溶液中I－和Ieq \\al(－,3)的浓度均不断减小
【答案】C
【解析】由图中电子的移动方向可知，电极X为原电池的负极，Y电极为原电池的正极，电解质为Ieq \\al(－,3)和I－的混合物，Ieq \\al(－,3)在正极上得电子被还原，正极反应为Ieq \\al(－,3)＋2e－===3I－。镀铂导电玻璃的作用是传递电子，A错误；电池工作时，光能转变为电能，X极为负极，B错误；由电池中发生的反应可知，Ieq \\al(－,3)在正极上得电子被还原为I－，后又被氧化为Ieq \\al(－,3)，Ieq \\al(－,3)和I－相互转化，反应的实质是光敏有机物在激发态与基态的相互转化，所有化学物质都没有被损耗，D错误。
11．某实验小组同学用电化学原理模拟湿法炼铜，进行了一系列探究活动。
(1)如左下图为某实验小组设计的原电池装置，盐桥内装载的是足量用饱和氯化钾溶液浸泡的琼脂，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差6.00 g，则导线中通过了________ml电子，若不考虑甲、乙两池电解质溶液中的离子向盐桥中移动，则甲、乙两池电解质溶液的总质量与实验开始前的电解质溶液的总质量相差________g。

(2)其他条件不变，若将盐桥换成光亮的U形弯铜丝浸入甲池与乙池，如右上图所示，电流计指针偏转方向与先前一样，但偏转角度明显减小。一段时间后，乙池石墨棒浸入液面以下部分也析出了一层紫红色固体，则甲池铜丝附近溶液的pH________(填“减小”“增大”或“不变”) ，乙池中石墨为________极(填“正”“负”或“阴”“阳”)。
(3)银锌电池是一种常见电池，电池的总反应式为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2, 电解质溶液为KOH溶液，电池工作时正极的电极式为____________________________________ _________________。
【答案】(1)0.1 0.4 (2)增大 阴
(3)Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
12．(1)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示：
①HS－在硫氧化菌作用下转化为SOeq \\al(2－,4)的反应式是_______________________________。
②若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是______________ ______________________________________。
(2)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。
①放电过程中，Li＋向________(填“负极”或“正极”)移动。
②负极反应式为__。
③电路中每转移0.2 ml电子，理论上生成______g Pb。
(3)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如下图所示。
①a电极的电极反应式是_______________________________________。
②一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因：____________________ ___________________________。
【答案】(1)①HS－＋4H2O－8e－===SOeq \\al(2－,4)＋9H＋
②HS－、SOeq \\al(2－,4)浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2放出电子
(2)①正极 ②Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2 ③20.7
(3)①2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O ②发生4NH3＋3O2===2N2＋6H2O反应，有水生成，使得溶液逐渐变稀，所以要补充KOH
【解析】(1)①酸性环境中反应物为HS－，产物为SOeq \\al(2－,4)，利用质量守恒和电荷守恒进行配平，电极反应式：HS－＋4H2O－8e－===SOeq \\al(2－,4)＋9H＋。②从质量守恒角度来说，HS－、SOeq \\al(2－,4)浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2放出电子。
(2)③根据方程式，电路中每转移0.2 ml电子，生成0.1 ml Pb，即20.7 g。
(3)①a电极是通入NH3的电极，失去电子，发生氧化反应，所以该电极做负极，电极反应式是2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O。②一段时间后，需向装置中补充KOH，原因是发生4NH3＋3O2===2N2＋6H2O反应，有水生成，使得溶液逐渐变稀，为了维持碱的浓度不变，所以要补充KOH。
选项
A
B
C
D
正极
Fe
Fe
Cu
Cu
负极
Cu
Cu
Fe
Fe
电解质溶液
FeSO4
H2SO4
CuCl2
酒精