【鲁科版】高考化学一轮复习课时作业20化学能转化为电能__电池（含解析）

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1.根据右图，可判断出下列离子方程式中错误的是( )
A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s)
B．C2＋(aq)＋Cd(s)===C(s)＋Cd2＋(aq)
C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq)
D．2Ag＋(aq)＋C(s)===2Ag(s)＋C2＋(aq)
A [从两个原电池的电极可以判断出三种金属的活动性关系为：Cd>C>Ag，则氧化性关系为：Cd2＋N>E B．E>N>M>P
C．P>N>M>E D．E>P>M>N
A [由①知，金属活动性：M>N；M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属活动性：P>M；N、E构成的原电池中，N作负极，故金属活动性：N>E。综合可知，A正确。]
7．下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是( )
A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏
C．铅蓄电池工作过程中，每通过2 ml电子，负极质量减轻207 g
D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
C [干电池为一次电池，铅蓄电池为二次电池，氢氧燃料电池为燃料电池，选项A正确；在干电池中，Zn作负极，被氧化，B正确；氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，D正确；C项忽略了硫酸铅在该极上析出，该极质量应该增加而非减小。]
8．下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsOeq \\al(3－,4)＋2I－＋2H＋⇌AsOeq \\al(3－,3)＋I2＋H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。
下列叙述中正确的是( )
A．甲组操作时，电流表(A)指针发生偏转
B．甲组操作时，溶液颜色变浅
C．乙组操作时，C2作正极
D．乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2＋2e－===2I－
D [装置Ⅰ中的反应，AsOeq \\al(3－,4)＋2I－＋2H＋⇌AsOeq \\al(3－,3)＋I2＋H2O，当加入适量浓盐酸时，平衡向右移动，有电子转移，但电子不会沿导线通过，所以甲组操作时，电流表(A)指针不会发生偏转，但由于I2浓度增大，所以溶液颜色变深；向装置ⅡB烧杯中加入NaOH溶液中，C2上发生：AsOeq \\al(3－,3)－2e－＋2OH－===AsOeq \\al(3－,4)＋H2O，电子沿导线到C1棒，I2＋2e－===2I－，所以C2为负极，C1为正极。]
9．(2019·福建六校联考)某同学利用氧化还原反应：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计如图所示原电池，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列说法正确的是 ( )
A．b电极上发生还原反应
B．外电路电子的流向是从a电极到b电极
C．电池工作时，盐桥中的SOeq \\al(2－,4)移向甲烧杯
D．a电极上发生的反应为MnOeq \\al(－,4)＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O
D [分析化学方程式，Fe2＋变成Fe3＋，失电子，所以在负极上Fe2＋发生反应，即b电极为负极，a电极为正极。b电极为负极，发生氧化反应，A项错误；外电路电子从负极b流出，流向正极a，B项错误；电池工作时，盐桥中的SOeq \\al(2－,4)向负极移动，即移向乙烧杯，C项错误；a电极为正极，电极上发生的反应为MnOeq \\al(－,4)＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O，D项正确。]
10．(2019·四川南充适应性考试)一种物质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池称为浓差电池。如图是由Ag电极和硝酸银溶液组成的电池，工作时，b电极的质量不断增大。下列说法错误的是 ( )
A．NOeq \\al(－,3)由交换膜右侧向左侧迁移
B．a极为负极，发生氧化反应
C．交换膜左侧溶液浓度最终会大于交换膜右侧溶液浓度
D．原电池的总反应不一定是氧化还原反应
C [由于存在阴离子交换膜，所以NOeq \\al(－,3)会从交换膜右侧(浓度大)向左侧(浓度小)移动，原电池中阴离子向负极移动，则a极是负极，发生氧化反应，A、B项正确。电池工作一段时间后，两侧溶液浓度相等，电池将不再工作，C项错误。该原电池的负极反应式为：Ag－e－===Ag＋，正极反应式为：Ag＋＋e－===Ag，其总反应不是氧化还原反应，D项正确。]
11．(2019·湖北武汉部分市级示范高中联考)某化学小组拟设计微生物燃料电池将污水中的乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化成环境友好的物质，工作原理如图所示(a、b均为石墨电极)。下列分析正确的是( )
A．a电极发生反应：H2NCH2CH2NH2＋16e－＋4H2O===2CO2↑＋N2↑＋16H＋
B．质子交换膜处H＋向右向左移动
C．该电池在微生物作用下将化学能转化为电能
D．开始放电时b电极附近溶液pH不变
C [该微生物燃料电池可将污水中的乙二胺
[H2N(CH2)2NH2]氧化成环境友好的物质，则产物为CO2和N2，根据氧化还原反应原理可知，a电极发生氧化反应，为负极，b电极发生还原反应，为正极。H2N(CH2)2NH2在a电极上失电子发生氧化反应，负极的电极反应式为H2N(CH2)NH2＋4H2O－16e－===2CO2↑＋N2↑＋16H＋，A项错误；原电池中阳离子向正极移动，a电极是负极，b电极是正极，所以H＋透过质子交换膜由左向右移动，B项错误；该装置是原电池，可将化学能转化为电能，C项正确；b电极发生反应：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，所以b电极附近溶液的pH变大，D项错误。]
12．(2019·北京海淀区期中)全钒电池以惰性材料作电极，在电解质溶液中发生的原电池反应为：VOeq \\al(＋,2)(黄色)＋V2＋(紫色)＋2H＋===VO2＋(蓝色)＋H2O＋V3＋(绿色)。
下列说法不正确的是 ( )
A．正极反应为VOeq \\al(＋,2)＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O
B．负极附近的溶液由紫色逐渐变为绿色
C．反应每生成1 ml H2O时转移电子的物质的量为0.5 ml
D．原电池使用过程中溶液的pH逐渐增大
C [由电池总反应VOeq \\al(＋,2)(黄色)＋V2＋(紫色)＋2H＋===VO2＋(蓝色)＋H2O＋V3＋(绿色)可得，VOeq \\al(＋,2)为正极的活性物质，V2＋为负极的活性物质，所以左室为正极室，右室为负极室。正极反应为VOeq \\al(＋,2)＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O，A项正确；负极反应为V2＋－e－===V3＋，所以负极附近溶液的颜色由紫色逐渐变为绿色，B项正确；由电极反应VOeq \\al(＋,2)＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O可知，反应每生成1 ml H2O时转移电子的物质的量为1 ml，C项错误；由原电池总反应可知，反应过程中H＋被不断消耗，所以溶液的pH逐渐增大，D项正确。]
13．由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中负极的电极反应式是
________________________________________________________________________。
(2)装置乙中正极的电极反应式是
________________________________________________________________________。
(3)装置丙中溶液的pH
________________________________________________________________________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是
________________________________________________________________________。
解析： 甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活泼性A>B；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活泼性B>C；丙中A上有气体即H2产生，则A为正极，活泼性D>A，随着H＋的消耗，pH变大。
答案： (1)A－2e－===A2＋ (2)Cu2＋＋2e－===Cu
(3)变大 (4)D>A>B>C
14．根据下列叙述写出对应的电极反应式。
(1)LiFePO4是一种新型动力锂电池的电极材料。下图为某LiFePO4电池充、放电时正极局部放大示意图，则电池放电时正极反应式为________。
(2)以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，则该电极反应式为
________________________________________________________________________。
(3)Al－Ag2O2电池可用作水下动力电源，其原理如下图所示。该电池的负极反应式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： (1)原电池放电时，正极上FePO4得电子生成LiFePO4，电极反应式为Li＋＋FePO4＋e－===LiFePO4。
(2)因为石墨Ⅱ电极上通入的O2得电子，故在石墨Ⅰ电极上NO2失电子，与迁移过来的NOeq \\al(－,3)结合生成＋5价氮的氧化物N2O5，电极反应式为NO2＋NOeq \\al(－,3)－e－===N2O5。
(3)该电池中铝为负极，失去电子，结合溶液中的OH－，最终生成[Al(OH)4]－。
答案： (1)Li＋＋FePO4＋e－===LiFePO4
(2)NO2＋NOeq \\al(－,3)－e－===N2O5
(3)Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－
15．(2019·山西临汾八校联考)(1)利用电化学原理可将CO、SO2转化为重要化工原料，装置如图所示：
①若A为CO，B为H2，C为CH3OH，则通入CO的一极为________极。
②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，则负极的电极反应式为__________________。
(2)能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。
限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图(见下图)，并作相应标注。
要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。
②以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙。甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是__________，其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案： (1)①正 ②SO2＋2H2O－2e－===SOeq \\al(2－,4)＋4H＋
(2)①
②甲 Zn和Cu2＋不直接接触，避免两种物质直接发生反应，从而避免了化学能转化为热能，提高电池效率M
N
P
A
Zn
Cu
稀H2SO4
B
Cu
Fe
稀HCl
C
Ag
Zn
AgNO3溶液
D
Zn
Fe
Fe(NO3)3溶液
装置
现象
二价金属A不断溶解
C的质量增加
A上有气体产生