2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 第17講 原電池 化學(xué)電源課時作業(yè)

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1、2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 第17講 原電池 化學(xué)電源課時作業(yè) 一、單項選擇題 1.(xx北京卷)下列電池工作時,O2在正極放電的是(  ) 【答案】B 2.如下圖是市場上常見的兩種燃料電池示意圖: Ⅰ.固體氧化物燃料電池  Ⅱ.質(zhì)子交換膜燃料電池 下列有關(guān)電池電極a、b、c、d的敘述正確的是(  ) A.電極a為正極,電極反應(yīng)產(chǎn)物為H2O B.電極b為正極,電極反應(yīng)產(chǎn)物為H2O C.電極c為正極,電極反應(yīng)產(chǎn)物為H2O D.電極d為正極,電極反應(yīng)產(chǎn)物為H2O 【答案】C 【解析】兩種電池的總反應(yīng)均為2H2+O2===2H2O,根據(jù)該反應(yīng)中元素化合價的變

2、化可知空氣中的氧氣發(fā)生還原反應(yīng),在原電池的正極放電,故B、D皆錯;考慮到兩種燃料電池的電解質(zhì),電極a的電極反應(yīng)式應(yīng)為O2+4e-===2O2-,電極c的電極反應(yīng)式應(yīng)為O2+4H++4e-===2H2O,故A錯誤、C正確。 3.(xx天津卷)已知:鋰離子電池的總反應(yīng)為LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2 鋰硫電池的總反應(yīng)為2Li+SLi2S 有關(guān)上述兩種電池說法正確的是(  ) A.鋰離子電池放電時,Li+向負極遷移 B.鋰硫電池充電時,鋰電極發(fā)生還原反應(yīng) C.理論上兩種電池的比能量相同 D.下圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電 【答案】B 【解析】根據(jù)兩種電池的總反

3、應(yīng)方程式和電化學(xué)原理,分析離子的移動方向、電極反應(yīng)的判斷、比能量的比較以及充電的分析。A項,電池放電時,電解質(zhì)內(nèi)部Li+向正極移動,錯誤;B項,鋰硫電池充電時,鋰電極發(fā)生得電子反應(yīng),為還原反應(yīng),正確;C項,兩種電池的變價不同,所以比能量不相同,錯誤;D項充電時正接正,負接負,所以用鋰離子電池給鋰硫電池充電應(yīng)該Li電極連接C電極,錯誤。 4.(xx福建卷)某原電池裝置如下圖所示,電池總反應(yīng)為2Ag+Cl2===2AgCl。下列說法正確的是(  ) A.正極反應(yīng)為AgCl+e-===Ag+Cl- B.放電時,交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成 C.若用NaCl溶液代替鹽酸,則電池總反應(yīng)

4、隨之改變 D.當電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e-時,交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子 【答案】D 【解析】正極反應(yīng)為氯氣得電子變成Cl-,注意左側(cè)生成Ag+會迅速與溶液中Cl-反應(yīng)生成AgCl沉淀,Ag+不會移到右側(cè)。A錯誤;由于陽離子交換膜只允許陽離子通過,故在左側(cè)才會出現(xiàn)大量沉淀,B錯誤;氯化鈉代替鹽酸,電池總反應(yīng)不變,C錯誤;D項當電路中轉(zhuǎn)移0.01 mole-時,交換膜左側(cè)產(chǎn)生0.01 mol Ag+與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生AgCl沉淀,同時約有0.01 mol H+通過陽離子交換膜轉(zhuǎn)移到右側(cè)溶液中,故左側(cè)溶液共有0.02 mol離子減少,D正確。 5.(xx寧波十校聯(lián)考)水系

5、鋰電池具有安全、環(huán)保和價格低廉等優(yōu)點成為當前電池研究領(lǐng)域的熱點。以釩酸鈉(NaV3O8)為正極材料的電極反應(yīng)式為NaV3O8+xLi++xe-===NaLixV3O8,則下列說法不正確的是(  ) A.放電時,負極的電極反應(yīng)式:Li-e-===Li+ B.充電過程中Li+從陽極向陰極遷移 C.充電過程中陽極的電極反應(yīng)式為:NaLixV3O8-xe-===NaV3O8+xLi+,NaLixV3O8中釩的化合價發(fā)生變化 D.該電池可以用硫酸鈉溶液作電解質(zhì) 【答案】D 【解析】Li能與水發(fā)生反應(yīng),所以該電池要用無水的有機溶劑作電解質(zhì),D錯誤。 6.(xx成都一模)利用如下圖所示原電

6、池可測量空氣中Cl2含量,其中電解質(zhì)是Ag+可以自由移動的固體物質(zhì)。下列分析不正確的是(  ) A.電子經(jīng)外電路流向Pt電極 B.工作時,電解質(zhì)中Ag+數(shù)目減小 C.正極反應(yīng):Cl2+2e-+2Ag+===2AgCl D.空氣中Cl2濃度越大,Ag極消耗速率越快 【答案】B 【解析】由電池總反應(yīng)式2Ag+Cl2===2AgCl可知,電解質(zhì)中Ag+數(shù)目不變,B項錯誤。 7.(xx渭南模擬)鋅溴液流電池是一種新型電化學(xué)儲能裝置(如下圖所示),電解液為溴化鋅水溶液,電解液在電解質(zhì)儲罐和電池間不斷循環(huán)。下列說法正確的是(  ) A.充電時電極b連接電源的正極 B.放電時正極的

7、電極反應(yīng)式為Zn-Ze-===Zn2+ C.陽離子交換膜可阻止Br2與Zn直接發(fā)生反應(yīng) D.充電時左側(cè)電解質(zhì)儲罐中的離子總濃度增大 【答案】C 【解析】充電時電極b應(yīng)該連電源的負極,發(fā)生還原反應(yīng),A錯誤;B項是放電時負極的電極反應(yīng)式,錯誤;充電時,左側(cè)電解質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng),即Br-→Br2,此時離子總濃度減小,D錯誤。 8.(xx溫州十校聯(lián)考)甲醇燃料電池具有容易攜帶、容易存儲等優(yōu)點,目前被認為將會替代傳統(tǒng)的電池成為攜帶型設(shè)備的主要電源。右圖是甲醇的質(zhì)子交換膜型燃料電池模型,下列有關(guān)說法正確的是(  ) A.Y極為電池的負極 B.X極的電極反應(yīng)式:CH3OH+H2O-6e-===

8、CO2+6H+ C.若常溫下以該電池電解100 mL KCl溶液至pH=12時,電池質(zhì)子交換膜遷移的A為0.01 mol D.空氣以20%為氧氣計算,X極每消耗1 mol甲醇,Y極必消耗168 L空氣中的氧氣 【答案】B 【解析】甲醇燃料電池,甲醇進入的一極為負極,空氣進入的一極為正極,A錯誤;甲醇失電子,根據(jù)電池圖,生成質(zhì)子(H+),B正確;由NaCl電解,可知KCl電解也生成KOH,pH=12時c(OH-)=0.01 mol/L,n(OH-)=0.001 mol,此時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.001 mol,轉(zhuǎn)移的質(zhì)子也為0.001 mol,C錯誤;消耗1 mol 甲醇,消耗1.5 mol

9、 氧氣,則消耗標準狀況下的空氣的體積為168 L,這里沒有只能標準狀況下,不能用Vm=22.4 L/mol計算,D錯誤。 二、非選擇題 9.根據(jù)氧化還原反應(yīng):2Ag+(aq)+Cu(s)===Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計的原電池如下圖所示,其中鹽橋為瓊脂—飽和KNO3鹽橋。請回答下列問題: (1)電極X的材料是______;電解質(zhì)溶液Y是______。 (2)銀電極為電池的______極,寫出兩電極的電極反應(yīng)式。 銀電極:__________________________________________________________; X電極:____________

10、___________________________________________。 (3)外電路中的電子是從______電極流向電極______。 (4)鹽橋中向CuSO4溶液中遷移的離子是________(填字母)。 A.K+ B.NO C.Ag+ D.SO 【答案】(1)銅 AgNO3溶液 (2)正 2Ag++2e-===2Ag Cu-2e-===Cu2+ (3)銅(X) Ag (4)B 【解析】根據(jù)反應(yīng):2Ag++Cu===Cu2++2Ag,可知該原電池中Cu為負極,Ag為正極,AgNO3溶液為電解質(zhì)溶液。即X為Cu,Y為AgNO3溶液,其中負極(Cu)電極

11、反應(yīng)式:Cu-2e-===Cu2+,正極(Ag)電極反應(yīng)式:2Ag++2e-===2Ag,鹽橋中的K+向正極(Ag極)移動,NO向負極(Cu極)移動。 10.由A、B、C、D 4種金屬按下表中裝置圖進行實驗。 裝 置 現(xiàn)象 二價金屬A不斷溶解    C的質(zhì)量增加 A上有氣體產(chǎn)生 根據(jù)實驗現(xiàn)象回答下列問題: (1)裝置甲中負極的電極反________________________________________。 (2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是________________________________________。 (3)裝置丙中溶液的pH____

12、__(填“變大”、“變小”或“不變”)。 (4)4種金屬活潑性由強到弱的順序是__________________________________。 【答案】(1)A-2e-===A2+  (2)Cu2++2e-===Cu (3)變大 (4)D>A>B>C 【解析】甲、乙、丙均為原電池裝置。依據(jù)原電池原理,甲中A不斷溶解,則A為負極、B為正極,活潑性A>B;乙中C極增重,即析出Cu,則B為負極,活潑性B>C;丙中A上有氣體產(chǎn)生即有H2產(chǎn)生,則A為正極,活潑性D>A,隨著H+的消耗,pH變大。 11.Ⅰ.(xx北京卷節(jié)選)通過NOx傳感器可監(jiān)測NOx的含量,其工作原理示意圖如下:

13、(1)Pt電極上發(fā)生的是________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。 (2)寫出NiO電極的電極反應(yīng)式:______________________________________ 。 Ⅱ.(xx湖北七市聯(lián)考節(jié)選)防止污染、改善水質(zhì)的主要措施是對廢氣、廢水進行處理。 含有乙酸鈉和對氯苯酚()的酸性廢水;可利用微生物電池法除去,其原理如下圖所示。 (3)A是電池的______極(填“正”或“負”)。 (4)酸性條件下,B極的電極反應(yīng)式為________________________________。 (5)設(shè)電極兩邊溶液分別為1 L,反應(yīng)一段時間后,B極區(qū)溶液的pH從4變到1

14、,此過程中處理的乙酸鈉的質(zhì)量為_______g。 【答案】(1)還原 (2)NO+O2--2e-===NO2 (3)負 (5)2.05 12.科學(xué)家預(yù)言,燃料電池將是21世紀獲得電能的重要途徑。近幾年開發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉑作電極催化劑,電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過。其工作原理的示意圖如下: 請回答下列問題: (1)Pt(a)電極是電池的_________極,電極反應(yīng)式為_____________________________; Pt(b)電極發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng),電極反應(yīng)為__________________。 (2)電極

15、的總反應(yīng)方程式為_____________________________________________。 (3)如果該電池工作時電路中通過2 mol電子,則消耗的CH3OH有________mol。 【答案】(1)負 CH3OH+H2O-6e-===CO2+6H+ 還原 O2+4H++4e-===2H2O (2)2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O (3)1/3 【解析】Pt(a)原料為CH3OH和水,產(chǎn)物為CO2、H+,根據(jù)C化合價由-2價升到+4價,失去6個電子,Pt(a)為負極;Pt(b)原料為O2、H+,產(chǎn)物為H2O,O化合價由0價降低為-2價,發(fā)生還原反應(yīng),為正極。

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