新教材高考化学一轮复习课时作业19原电池化学电源含答案

这是一份新教材高考化学一轮复习课时作业19原电池化学电源含答案，共9页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（本题包括6个小题，每小题只有1个选项符合题意）
1．中科院科学家设计出一套利用SO2和太阳能综合制氢的方案，其基本工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．该电化学装置中，Pt电极的电势高于BiVO4电极的电势
B．该装置中的能量转化形式为光能→化学能→电能
C．电子流向：BiVO4电极→外电路→Pt电极
D．BiVO4电极上的反应式为SO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(3)) －2e－＋2OH－===SO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(4)) ＋H2O
2．直接煤—空气燃料电池原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．随着反应的进行，氧化物电解质的量不会减少
B．负极的电极反应式为C＋2CO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(3)) －4e－===3CO2↑
C．电极X为正极，O2－向X极迁移
D．直接煤—空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高
3．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（ ）
A．铜电极上发生氧化反应
B．电池工作一段时间后，甲池中c（SO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(4)) ）减小
C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
4．王浩天教授团队发明的制取H2O2 的绿色方法，原理如图所示（已知：H2O2⇌H＋＋HO eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(2)) ，Ka＝2.4×10－12）下列说法不正确的是（ ）
A．b极上的电极反应为O2＋H2O＋2e－===HO eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(2)) ＋OH－
B．X膜为选择性阳离子交换膜
C．催化剂可促进反应中电子的转移，加快反应速率
D．每生成1 ml H2O2，电极上流过4 ml e－
5．锂—液态多硫电池具有能量密度高、储能成本低等优点，以熔融金属锂、熔融硫和多硫化锂[Li2Sx（2≤x≤8）]分别作两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷（可传导Li＋）为电解质，其反应原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.该电池比钠—液态多硫电池的比能量高
B．放电时，内电路中Li＋的移动方向为从a到b
C．Al2O3的作用是导电、隔离电极反应物
D．充电时，外电路中通过0.2 ml电子，阳极区单质硫的质量增加3.2 g
6．锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解液，并在电池间不断循环。下列有关说法正确的是（ ）
A．充电时n接电源的负极，Zn2＋通过阳离子交换膜由左侧流向右侧
B．放电时每转移1 ml电子，负极区溶液质量减少65 g
C．充电时阴极的电极反应式为Br2＋2e－===2Br－
D．若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，放电时正、负极也随之改变
二、不定项选择题（本题包括4个小题，每小题有1个或2个选项符合题意）
7．如图所示原电池的有关叙述不正确的是（ ）
A．电子沿导线由Ag片流向Cu片
B．正极的电极反应式是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
8．雌黄（As2S3）在我国古代常用作书写涂改修正胶。浓硝酸氧化雌黄可制得硫黄，并生成砷酸和一种红棕色气体，利用此反应原理设计成原电池，下列有关叙述正确的是（ ）
A．砷酸生成的电极为负极
B．红棕色气体在该原电池的负极区生成并逸出
C．该反应的氧化剂和还原剂物质的量之比为12∶1
D．该原电池的正极反应式为
NO eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(3)) ＋e－＋2H＋===NO2↑＋H2O
9．为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3D­Zn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D ­ZnNiOOH二次电池，结构如图所示。电池反应为Zn（s）＋2NiOOH（s）＋H2O（l） eq \(,\s\up11(放电),\s\d4(充电)) ZnO（s）＋2Ni（OH）2（s）。以下说法不正确的是（ ）
A．充电时，3D­Zn电极外接电源的正极
B．充电时阳极反应为Ni（OH）2（s）＋OH－（aq）－e－===NiOOH（s）＋H2O（l）
C．放电时负极反应为Zn（s）＋2OH－（aq）－2e－===ZnO（s）＋H2O（l）
D．放电过程中OH－通过隔膜从负极区移向正极区
10．Mg­AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是（ ）
A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋
B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移
D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg（OH）2＋H2↑
三、非选择题
11．应用电化学原理，回答下列问题。
（1）上述三个装置中，负极反应物化学性质上的共同特点是
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（2）甲中电流计指针偏移时，盐桥（装有含琼脂的KCl饱和溶液）中离子移动的方向是________________________________________________________________________
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（3）乙中正极反应式为 ；若将H2换成CH4，则负极反应式为
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________________________________________________________________________。
（4）丙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，要将外接电源的负极与铅蓄电池 极相连接。
（5）应用原电池反应可以探究氧化还原反应进行的方向和程度。现连接如图装置并加入药品（盐桥中的物质不参与反应），进行实验：
ⅰ.K闭合时，指针偏移。放置一段时间后，指针偏移减小。
ⅱ.随后向U形管左侧逐渐加入浓Fe2（SO4）3溶液，发现电流表指针的变化依次为偏移减小→回到零点→逆向偏移。
①实验ⅰ中银作 极。
②综合实验ⅰ、ⅱ的现象，得出Ag＋和Fe2＋反应的离子方程式是 。
12.如图所示，是原电池的装置图。请回答：
（1）若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，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C的pH将 （填“升高”“降低”或“基本不变”）。
（2）若需将反应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋设计成如上图所示的原电池装置，则A（负）极材料为 ，B（正）极材料为 ，溶液C为 。
（3）若C为CuCl2溶液，Zn是 极，Cu极发生 反应，电极反应式为
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________________________________________________________________________。
反应过程溶液中c（Cu2＋） （填“变大”“变小”或“不变”）。
（4）CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图所示：
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 ml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。
课时作业19 原电池 化学电源
1．答案：B
2．解析：该燃料电池，Y为正极，反应为O2＋4e－===2O2－；X是负极，反应为C＋2CO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(3)) －4e－===3CO2↑，CO2＋O2－===CO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(3)) 。A项，由题图可知，电极X反应消耗O2－，电极Y上O2得电子生成O2－不断补充，氧化物电解质的量不会减少，正确；B项，由原理图分析可知，其负极反应式为C＋2CO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(3)) －4e－===3CO2↑，正确；C项，X为负极，原电池内部的阴离子向负极移动，错误；D项，该燃料电池是把化学能直接转化为电能，而煤燃烧发电是把化学能转化为热能，再转化为电能，正确。
答案：C
3．解析：A项，由锌的活泼性大于铜可知，铜电极为正极，在正极上Cu2＋得电子发生还原反应生成Cu，错误；B项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池中c（SO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(4)) ）不变，错误；C项，在乙池中发生反应Cu2＋＋2e－===Cu，同时甲池中的Zn2＋通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M（Zn）>M（Cu），故乙池溶液的总质量增加，正确；D项，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn2＋通过阳离子交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过阳离子交换膜的，错误。
答案：C
4．解析：b为正极，氧气得电子，b极上的电极反应为O2＋H2O＋2e－===HO eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(2)) ＋OH－，选项A正确；a极发生H2－2e－===2H＋，X膜为选择性阳离子交换膜，让H＋进入中间，选项B正确；催化剂可促进反应中电子的转移，加快反应速率，选项C正确；氧元素由0价变成－1价，每生成1 ml H2O2，电极上流过2 ml e－，选项D错误。
答案：D
5．解析：电池提供2 ml e－时，该电池对应Li2Sx质量为（14＋32x） g，而钠—液态多硫电池对应质量为（46＋32x） g，故该电池比能量高，A正确；由图分析知a为负极，b为正极，Li＋从a移向b，B正确；Al2O3为固体电解质，能导电，同时将两极反应物隔开，C正确；当外电路中通过0.2 ml e－时，阳极区生成0.1x ml硫，故阳极区生成硫的质量为3.2x g，D错误。
答案：D
6．解析：充电时n接电源的负极，Zn2＋通过阳离子交换膜向阴极定向迁移，故由左侧流向右侧，A正确；放电时，负极Zn溶解生成Zn2＋，Zn2＋通过阳离子交换膜向正极定向迁移，故负极区溶液质量不变，B错误；充电时阴极的电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn，C错误；若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，放电时正、负极不会改变，Zn仍是负极，D错误。
答案：A
7．解析：A项，该装置是原电池，铜作负极，银作正极，电子从铜片沿导线流向银片，错误； B项，正极电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，正确； C项，铜片上失电子发生氧化反应，银片上得电子发生还原反应，正确； D项，原电池工作时，电解质溶液以及盐桥中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以反应时盐桥中的阳离子移向AgNO3溶液，错误。
答案：AD
8．解析：B项，NO2是还原产物，在正极区生成，错误；C项，根据电子守恒：n（氧）×1＝n（还）×10，故n（氧）∶n（还）＝10∶1，错误。
答案：AD
9．解析：充电时，原电池的负极外接电源的负极，A错误；放电时，OH－移向负极区，D错误。
答案：AD
10．解析：根据题意，Mg­海水­AgCl电池总反应式为Mg＋2AgCl===MgCl2＋2Ag。A项，负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，正确；B项，正极反应式为2AgCl＋2e－===2Cl－＋2Ag，错误；C项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg（OH）2＋H2↑，正确。
答案：B
11．解析：（1）负极反应物中有元素化合价升高，发生氧化反应，相应物质本身具有还原性，即负极反应物化学性质上的共同特点是易失电子被氧化，具有还原性。（2）原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则盐桥中的钾离子会移向硫酸铜溶液，氯离子移向硫酸锌溶液。（3）乙中装置为碱性氢氧燃料电池，正极上氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－；若将H2换成CH4，则负极反应式为CH4－8e－＋10OH－===CO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(3)) ＋7H2O。（4）丙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，要将负极中的硫酸铅变成单质铅，发生还原反应，所以应作电解池的阴极，则与电源的负极相连。（5）①亚铁离子失电子发生氧化反应，所以石墨电极作负极，银作正极；②综合实验ⅰ、ⅱ的现象，可知Ag＋和Fe2＋的反应可逆，故得出Ag＋和Fe2＋反应的离子方程式：Fe2＋＋Ag＋⇌Fe3＋＋Ag。
答案：（1）易失电子被氧化，具有还原性
（2）钾离子移向硫酸铜溶液、氯离子移向硫酸锌溶液
（3）O2＋4e－＋2H2O===4OH－ CH4－8e－＋10OH－===CO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(3)) ＋7H2O
（4）负 （5）①正 ②Fe2＋＋Ag＋⇌Fe3＋＋Ag
12．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2H＋＋2e－===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）Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋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极材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等。溶液C中含有Fe3＋，如FeCl3溶液；（3）Zn比较活泼，在原电池中作负极，Cu作正极，正极发生还原反应，Cu2＋在正极得到电子变成Cu，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，Cu2＋发生了还原反应，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：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋，线路中转移2 ml电子时消耗氧气0.5 ml，标准状况下体积为11.2 L。
答案：（1）2H＋＋2e－===H2↑ 升高
（2）Cu 石墨 FeCl3溶液
（3）负 还原 Cu2＋＋2e－===Cu 变小
（4）负极 CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋ 11.2