高三化学一轮复习讲义第6章 第2节 课时分层训练19

这是一份高三化学一轮复习讲义第6章 第2节 课时分层训练19，共9页。
1. (2017·泉州模拟)课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是( )
A．原电池是将化学能转化成电能的装置
B．原电池由电极、电解质溶液和导线等组成
C．图中a极为铝条、b极为锌片时，导线中会产生电流
D．图中a极为锌片、b极为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片
D [D项，a极为负极，电子由负极(锌片)流出。]
2．根据下图判断，下列说法正确的是( )
【导学号：95812150】
A．装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋
B．装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动
D．放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大
D [A项，装置Ⅰ中的负极为Zn；B项，装置Ⅱ中的正极反应为2H＋＋2e－===H2↑；C项，阳离子向正极移动，装置Ⅰ中向左侧移动。]
3．(2013·全国卷Ⅱ)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是( )
A．电池反应中有NaCl生成
B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子
C．正极反应为：NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－
D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
B [A项，在负极Na失电子生成Na＋，正极反应为NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，故电池反应中有NaCl生成；B项，电池的总反应是金属钠还原二价镍离子；C项，正极上NiCl2发生还原反应，电极反应为NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－；D项，钠在负极失电子，被氧化生成Na＋，Na＋通过钠离子导体在两电极间移动。]
4．①②③④四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②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由强到弱的顺序是( )
A．①③②④ B．①③④②
C．③④②① D．③①②④
B [利用原电池的形成和工作原理解决问题。在外电路中，电流从正极流向负极，则①作原电池的负极，②作正极，故活动性①>②；活动性相对较差的金属作原电池的正极，故金属的活动性①>③；有气泡产生的电极发生的还原反应，为原电池的正极，故活动性④>②；质量减少的电极发生氧化反应生成金属离子而溶解，为原电池负极，故活动性③>④，由此可得金属活动性：①>③>④>②。]
5．Li­FeS2电池是目前电池中综合性能最好的一种电池，其结构如图所示。已知电池放电时的反应为4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S。下列说法正确的是( )
【导学号：95812151】
A．Li为电池的正极
B．电池工作时，Li＋向负极移动
C．正极的电极反应式为FeS2＋4e－===Fe＋2S2－
D．将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，电池性能更好
C [A项，由eq \(Li,\s\up6(0))→eq \(Li2,\s\up6(＋1))S发生氧化反应，可知Li为电池负极；B项，电池工作时，阳离子(Li＋)移向正极；D项，由于2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，故不能用LiCl的水溶液作为电解质溶液。]
6．(2017·安阳模拟)甲醇(CH3OH)是一种有毒物质，检测甲醇含量的测试仪工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．该装置将电能转化为化学能
B．a电极发生的电极反应为CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋
C．当电路中有1 ml电子转移时，正极区n(H＋)增加1 ml
D．将酸性电解质溶液改为碱性电解质溶液，该测试仪不可能产生电流
B [A项，该装置为燃料电池，将化学能转化为电能；C项，正极区H＋生成H2O；D项，碱性条件仍可以构成原电池。]
7．(2017·昆明模拟)糖生物电池是一种酶催化燃料电池(EFC)，它使用便宜的酶代替贵金属催化剂，利用空气氧化糖类产生电流。下列有关判断不合理的是( )
A．该电池不宜在高温下工作
B．若该电池为酸性介质，正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O
C．放电过程中，电池内阳离子向正极迁移
D．若该电池为碱性介质，以葡萄糖为原料并完全氧化，负极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋
D [酶在高温下会失去生理活性，A项合理；若该电池为酸性介质，则H＋会在正极与O2发生反应，正极反应式为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B项合理；根据原电池反应原理可知，放电过程中阳离子移向正极，C项合理；若该电池为碱性介质，则负极反应式为C6H12O6＋36OH－－24e－===6COeq \\al(2－,3)＋24H2O，D项不合理。]
8．利用碳纳米管能够吸附氢气，设计一种新型二次电池，其装置如图所示。关于该电池的叙述不正确的是( )
A．电池放电时K＋移向正极
B．电池放电时负极反应为：H2－2e－＋2OH－===2H2O
C．电池充电时镍电极上NiOOH转化为Ni(OH)2
D．电池充电时碳纳米管电极与电源的负极相连
C [原电池放电时，阳离子向正极移动，A项正确；该电池中H2在负极上失电子，发生氧化反应，因电解质溶液为碱性溶液，故OH－参与反应，B项正确；放电时，正极(镍电极)上发生化合价降低的还原反应，即由NiOOH转化为Ni(OH)2，充电时正好相反，由Ni(OH)2转化为NiOOH，C项错误；充电时，该新型二次电池在外加电流的作用下，碳纳米管电极上发生还原反应，故碳纳米管电极作阴极，与电源负极相连，D项正确。 ]
9．锂­空气电池能够提供相当于普通锂离子电池10倍的能量，因此它是最有前途的电池技术之一。如图是锂­空气电池放电和充电时的工作示意图。下列说法正确的是( )
【导学号：95812152】
A．a极为原电池的正极
B．电池充电时，b极发生的反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．放电时，a极锂的化合价未发生变化
D．充电时，溶液中Li＋由b极向a极迁移
D [根据题给装置图判断，a电极为原电池的负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，A、C项错误；电池充电时，b极发生的反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，B项错误；充电时，阳离子移向电解池的阴极，D项正确。]
10．已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、NaOH溶液、盐酸，按要求回答下列问题。
(1)电工经常说的一句口头禅：“铜接铝，瞎糊弄”，所以电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，说明原因：______________________。
(2)通常说的燃料电池都以铂为电极，将燃烧反应的化学能转化为电能，在燃料电池中，可燃物在________极反应，________在另一极反应。
(3)请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Fe3＋氧化性的强弱。请写出电极反应，负极：____________________________，
正极：____________________________，
并在方框内画出实验装置图。
[解析] (2)可燃物被氧化失电子，在电源负极发生反应。
[答案] (1)铜铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，易造成电路断路
(2)负 助燃物 (3)Cu－2e－===Cu2＋ 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
11．(2017·贵阳市模拟)由于锂密度小，活动性强，是制造电池的理想物质。锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。
(1)外电路的电流方向是由________极流向________极(填字母)。
(2)电池负极反应式为____________________________，
正极反应式为____________________________。
(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？________(填“是”或“否”)，原因是________________________________。
(4)MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应生成K2MnO4，反应的化学方程式为___________________________________________；
K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为________。
[解析] (1)根据题给信息“Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中”及阳离子向正极迁移，可知b为正极，a为负极，外电路的电流方向是由正极流向负极，即由b极流向a极。(2)负极上Li失电子生成Li＋：Li－e－===Li＋，正极上反应为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。(3)不能用水代替混合有机溶剂，因为Li是活泼金属，能与水反应。(4)根据锰元素的化合价变化，可推出氯元素化合价降低，发生反应的化学方程式为：3MnO2＋KClO3＋6KOHeq \(=====,\s\up15(高温))3K2MnO4＋KCl＋3H2O；根据得失电子守恒可知生成的KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1。
[答案] (1)b a
(2)Li－e－===Li＋ MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2
(3)否 Li是活泼金属，能与水反应
(4)3MnO2＋KClO3＋6KOHeq \(=====,\s\up15(高温))3K2MnO4＋KCl＋3H2O 2∶1
B组 专项能力提升
(建议用时：15分钟)
12．随着各地“限牌”政策的推出，电动汽车成为汽车族的“新宠”。某电动汽车使用的是钴酸锂(LiCO2)电池，其工作原理如图所示，且电解质为一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜只允许Li＋通过，电池反应式为LixC6＋Li1－xCO2eq \(,\s\up15(放电),\s\d15(充电))C6＋LiCO2。下列说法不正确的是( )
A．放电时，正极锂的化合价未发生改变
B．充电时Li＋移动方向：右室→左室
C．放电时负极的电极反应式：LixC6－xe－===C6＋xLi＋
D．充电时阳极的电极反应式：Li1－xCO2＋xLi＋＋xe－===LiCO2
D [放电时，负极的电极反应式为LixC6－xe－===C6＋xLi＋，正极的电极反应式为Li1－xCO2＋xLi＋＋xe－===LiCO2，放电时正极上钴的化合价降低、锂的化合价不变，A、C项正确；充电时左侧为阴极，右侧为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，阳离子由阳极移向阴极，B项正确，D项错误。]
13．全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池，目前钒电池技术已经趋近成熟。下图是钒电池基本工作原理示意图：
【导学号：95812153】
请回答下列问题：
(1)硫酸在电池技术和实验室中具有广泛的应用，在传统的锌铜原电池中，硫酸是________，实验室中配制硫酸亚铁时需要加入少量硫酸，硫酸的作用是___________________________________。
(2)钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子(V2＋、V3＋、VO2＋、VOeq \\al(＋,2))为正极和负极，电池总反应为VO2＋＋V3＋＋H2Oeq \(,\s\up15(充电),\s\d15(放电))V2＋＋VOeq \\al(＋,2)＋2H＋。放电时的正极反应式为________________，充电时的阴极反应式为_______________________。
放电过程中，电解液的pH________(填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是________(填字母序号)。
a．VOeq \\al(＋,2)、VO2＋混合液b．V3＋、V2＋混合液
c．VOeq \\al(＋,2)溶液d．VO2＋溶液
e．V3＋溶液 f．V2＋溶液
(4)能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是________。
[解析] (1)传统的铜锌原电池中，锌与酸反应生成氢气，故稀硫酸为电解质溶液；硫酸亚铁容易水解，且水解显酸性，加入少量硫酸，可抑制其水解反应。
(2)正极反应是还原反应，由电池总反应可知放电时的正极反应为VOeq \\al(＋,2)＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O；充电时，阴极反应为还原反应，故为V3＋得电子生成V2＋的反应。(3)充电时阳极反应式为VO2＋＋H2O－e－===VOeq \\al(＋,2)＋2H＋，故充电完毕的正极电解液为VOeq \\al(＋,2)溶液，而放电完毕的正极电解液为VO2＋溶液，故正极电解液可能是选项a、c、d。(4)充电和放电过程中，正极电解液与负极电解液不能混合，起平衡电荷作用的是加入的酸，故H＋可以通过隔膜。
[答案] (1)电解质溶液 抑制硫酸亚铁的水解
(2)VOeq \\al(＋,2)＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O V3＋＋e－===V2＋ 升高 (3)acd (4)H＋