2019高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第9章 電化學(xué)基礎(chǔ) 9-1 原電池 化學(xué)電源練習(xí) 新人教版.doc
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9-1 原電池 化學(xué)電源 板塊三 限時(shí)規(guī)范特訓(xùn) 時(shí)間:45分鐘 滿分:100分 一、選擇題(每題8分,共72分) 1.下列電池工作時(shí),O2在正極放電的是( ) A.鋅錳電池 B.氫燃料電池 C.鉛蓄電池 D.鎳鎘電池 答案 B 解析 氫燃料電池中,負(fù)極上H2放電,正極上O2放電,A、C、D中均不存在O2放電,故選B。 2.按如圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn),下列說法不正確的是( ) A.裝置甲的鋅片上和裝置乙的銅片上均可觀察到有氣泡產(chǎn)生 B.裝置甲、乙中的能量變化均為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 C.裝置乙中的鋅、銅之間用導(dǎo)線連接電流計(jì),可觀察到電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) D.裝置乙中負(fù)極的電極反應(yīng)式:Zn-2e-===Zn2+ 答案 B 解析 甲中發(fā)生的反應(yīng)為Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,鋅片表面產(chǎn)生氣泡;乙中銅、鋅接觸放入稀硫酸中形成原電池,Cu作正極,電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑,銅片表面產(chǎn)生氣泡,A正確。乙中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,但甲中未形成原電池,無化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化,B錯(cuò)誤。乙中鋅、銅之間用導(dǎo)線連接電流計(jì),形成原電池,Zn作負(fù)極,Cu作正極,導(dǎo)線中有電流產(chǎn)生,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),C正確。乙中Zn作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為Zn-2e-===Zn2+,D正確。 3.如圖所示是一個(gè)水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A.a(chǎn)為電池的正極 B.電池充電反應(yīng)為LiMn2O4===Li1-xMn2O4+xLi C.放電時(shí),a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化 D.放電時(shí),溶液中Li+從b向a遷移 答案 C 解析 由圖可知,b極(Li電極)為負(fù)極,a極為正極,放電時(shí),Li+從負(fù)極(b)向正極(a)遷移,A、D正確;該電池放電時(shí),負(fù)極:xLi-xe-===xLi+,正極:Li1-xMn2O4+xLi++xe-===LiMn2O4,a極Mn元素的化合價(jià)發(fā)生變化,C錯(cuò)誤;由放電反應(yīng)可得充電時(shí)的反應(yīng),B正確。 4.工業(yè)上常將鉻鍍在其他金屬表面,同鐵、鎳組成各種性質(zhì)的不銹鋼,在如圖裝置中,觀察到圖1裝置銅電極上產(chǎn)生大量的無色氣泡,而圖2裝置中銅電極上無氣體產(chǎn)生,鉻電極上產(chǎn)生大量有色氣體,則下列敘述正確的是( ) A.圖1為原電池裝置,Cu電極上產(chǎn)生的是O2 B.圖2裝置中Cu電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為Cu-2e-===Cu2+ C.由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知:金屬活動(dòng)性Cu>Cr D.兩個(gè)裝置中,電子均由Cr電極流向Cu電極 答案 B 解析 圖1為原電池裝置,銅為正極,氫離子得電子生成氫氣;圖2裝置中銅電極上無氣體產(chǎn)生,鉻電極上產(chǎn)生大量有色氣體,說明銅為負(fù)極,鉻電極為正極,負(fù)極發(fā)生Cu-2e-===Cu2+;由圖1根據(jù)原電池原理知金屬鉻的活動(dòng)性比銅強(qiáng);圖1中,電子由Cr經(jīng)導(dǎo)線流向Cu,圖2中電子由Cu極經(jīng)導(dǎo)線流向Cr。 5.通過NO傳感器可監(jiān)測汽車排放的尾氣中NO含量,其工作原理如圖所示,下列說法正確的是( ) A.O2-向正極移動(dòng) B.負(fù)極的電極反應(yīng)式為NO-2e-+O2-===NO2 C.O2的電極反應(yīng)產(chǎn)物是H2O D.反應(yīng)消耗的NO與O2的物質(zhì)的量之比為1∶2 答案 B 解析 根據(jù)工作原理圖知,Pt電極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),作正極,NiO電極上NO失電子發(fā)生氧化反應(yīng),則NiO為負(fù)極;正極上電極反應(yīng)式為O2+4e-===2O2-,負(fù)極上電極反應(yīng)式為NO-2e-+O2-===NO2。由圖可知O2-移向NiO電極,即向負(fù)極移動(dòng),故A錯(cuò)誤;NiO電極上NO失電子和O2-反應(yīng)生成二氧化氮,所以電極反應(yīng)式為NO+O2--2e-===NO2,故B正確;正極上電極反應(yīng)式為O2+4e-===2O2-,故C錯(cuò)誤;反應(yīng)消耗的NO與O2的物質(zhì)的量之比為2∶1,故D錯(cuò)誤。 6.據(jù)報(bào)道,以硼氫化合物NaBH4(B元素的化合價(jià)為+3價(jià))和H2O2作原料的燃料電池,其負(fù)極材料采用Pt/C,正極材料采用MnO2,可用作空軍通信衛(wèi)星電源,其工作原理如圖所示。下列說法正確的是( ) A.該電池的負(fù)極反應(yīng)為BH+8OH--8e-===BO+6H2O B.電池放電時(shí)Na+從b極區(qū)移向a極區(qū) C.每消耗3 mol H2O2,轉(zhuǎn)移的電子為3 mol D.電極a采用MnO2作電極材料 答案 A 解析 電池總反應(yīng)為BH+4H2O2===BO+6H2O,正極反應(yīng)為H2O2+2e-===2OH-,總反應(yīng)減去正極反應(yīng)即可得到負(fù)極反應(yīng),A正確;在電池中電極a為負(fù)極,電極b為正極,在電池放電過程中陽離子向正極移動(dòng),B錯(cuò)誤;通過正極反應(yīng)方程式可知,每消耗3 mol H2O2轉(zhuǎn)移電子6 mol,C錯(cuò)誤;電極a作負(fù)極,電極b作正極,正極用MnO2作電極,D錯(cuò)誤。 7.人工光合系統(tǒng)裝置(如圖)可實(shí)現(xiàn)以CO2和H2O合成CH4。下列說法不正確的是( ) A.該裝置為原電池,且銅為正極 B.電池工作時(shí),H+向Cu電極移動(dòng) C.GaN電極表面的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-===O2+4H+ D.反應(yīng)CO2+2H2OCH4+2O2中每消耗1 mol CO2轉(zhuǎn)移4 mol e- 答案 D 解析 該裝置中,根據(jù)電子流向知,GaN是負(fù)極、Cu是正極,負(fù)極反應(yīng)式為2H2O-4e-===4H++O2,正極反應(yīng)式為CO2+8e-+8H+===CH4+2H2O,電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動(dòng),據(jù)此分析可知:銅為原電池正極,A正確;電池工作時(shí),H+向正極,即銅電極移動(dòng),B正確;負(fù)極表面發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為2H2O-4e-===O2+4H+,C正確;反應(yīng)CO2+2H2OCH4+2O2中每消耗1 mol CO2,生成2 mol O2,轉(zhuǎn)移8 mol e-,D錯(cuò)誤。 8.NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料電池,其原理如圖所示,該電池在放電過程中石墨Ⅰ電極上生成氧化物Y,Y可循環(huán)使用。下列說法正確的是( ) A.放電時(shí),NO向石墨Ⅱ電極遷移 B.石墨Ⅱ附近發(fā)生的反應(yīng)為NO+O2+e-===NO C.電池總反應(yīng)式為4NO2+O2===2N2O5 D.當(dāng)外電路通過4 mol e-,負(fù)極上共產(chǎn)生2 mol N2O5 答案 C 解析 以NO2、O2和熔融KNO3制作的燃料電池,在使用過程中,O2通入石墨Ⅱ電極,則石墨Ⅱ電極為原電池的正極,石墨Ⅰ電極為原電池的負(fù)極,NO2被氧化,N元素化合價(jià)升高,故生成的氧化物Y為N2O5。放電時(shí),NO向負(fù)極移動(dòng),即向石墨Ⅰ電極遷移,A錯(cuò)誤;由裝置圖可知,O2和N2O5(Y)在石墨Ⅱ電極上發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O2+2N2O5+4e-===4NO,B錯(cuò)誤;電池的負(fù)極反應(yīng)式為4NO2+4NO-4e-===4N2O5,故電池總反應(yīng)式為4NO2+O2===2N2O5,C正確;當(dāng)外電路中通過4 mol e-時(shí),負(fù)極上產(chǎn)生4 mol N2O5,D錯(cuò)誤。 9.某原電池裝置如圖所示,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(shí),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)隨之改變 D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e-時(shí),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)式為Cl2+2e-===2Cl-,A錯(cuò)誤;負(fù)極上電極反應(yīng)Ag-e-+Cl-===AgCl,所以交換膜左側(cè)負(fù)極上產(chǎn)生大量白色沉淀,B錯(cuò)誤;用NaCl代替HCl,正、負(fù)極電極反應(yīng)式都不變,故電池總反應(yīng)也不變,C錯(cuò)誤;當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e-時(shí),左側(cè)產(chǎn)生0.01 mol Ag+,會(huì)消耗0.01 mol Cl-,同時(shí)H+通過交換膜轉(zhuǎn)移到右側(cè)的為0.01 mol,故左側(cè)共減少0.02 mol,D正確。 二、非選擇題(共28分) 10.(12分)(1)事實(shí)證明,能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng),下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是________(填字母,下同)。 a.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH>0 b.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH<0 c.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH<0 若以KOH溶液為電解質(zhì)溶液,依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池,其正極的電極反應(yīng)為__________________。 (2)CO與H2反應(yīng)還可制備CH3OH,CH3OH可作為燃料使用,用CH3OH和O2組成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下: 電池總反應(yīng)為2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O,則c電極是________(填“正極”或“負(fù)極”),c電極的反應(yīng)方程式為______________________________________。若線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子,則上述CH3OH燃料電池,消耗的O2在標(biāo)況下的體積為________L。 答案 (1)b O2+4e-+2H2O===4OH- (2)負(fù)極 CH3OH-6e-+H2O===CO2+6H+ 11.2 解析 (1)根據(jù)題中信息,設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng),排除a,根據(jù)已學(xué)知識,原電池反應(yīng)必是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),排除c。原電池正極發(fā)生還原反應(yīng),由于是堿性介質(zhì),則電極反應(yīng)中不應(yīng)出現(xiàn)H+,故正極的電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O===4OH-。 (2)根據(jù)圖中的電子流向知c是負(fù)極,是甲醇發(fā)生氧化反應(yīng):CH3OH-6e-+H2O===CO2+6H+,線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子時(shí)消耗氧氣0.5 mol,標(biāo)況下體積為11.2 L。 11.(16分)(1)以Al和NiOOH為電極,NaOH溶液為電解液,可以組成一種新型電池,放電時(shí)NiOOH轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2。 ①該電池的負(fù)極反應(yīng)式為_________________________ _______________________________________________, ②電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________ _______________________________________________。 (2)高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通高能電池相比,該電池能長時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。該電池的總反應(yīng)為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。 ①放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為__________________________ ______________________________________________, 正極反應(yīng)為___________________________________________ _____________________________。 ②放電時(shí)電子由________極流向________極。 ③放電時(shí)1 mol K2FeO4發(fā)生反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)是______。 答案 (1)①Al+4OH--3e-===AlO+2H2O ②Al+3NiOOH+NaOH+H2O===NaAlO2+3Ni(OH)2 (2)①Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2 2FeO+6e-+8H2O===2Fe(OH)3+10OH- ②負(fù) 正 ③1.8061024 解析 (1)①放電時(shí)Al失電子,生成的Al3+與NaOH溶液反應(yīng)生成AlO。②放電時(shí),NiOOH轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2,故電池的總反應(yīng)式為Al+3NiOOH+NaOH+H2O===NaAlO2+3Ni(OH)2 (2)放電時(shí)鋅在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),因?yàn)殡娊赓|(zhì)是堿,故負(fù)極反應(yīng)是Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2,正極反應(yīng)為2FeO+6e-+8H2O===2Fe(OH)3+10OH-。電子由負(fù)極流出,通過外電路流向正極,每1 mol K2FeO4發(fā)生反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子是3 mol,數(shù)目是1.8061024。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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