2019年高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第二節(jié) 原電池化學(xué)電源課時(shí)檢測.doc
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2019年高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第二節(jié) 原電池化學(xué)電源課時(shí)檢測 1.(xx北京高考)下列設(shè)備工作時(shí),將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的是( ) A B C D 硅太陽能電池 鋰離子電池 太陽能集熱器 燃?xì)庠? 解析:選D 硅太陽能電池工作時(shí)將光能轉(zhuǎn)化為電能,A項(xiàng)錯(cuò)誤;鋰離子電池是化學(xué)電池,工作時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,B項(xiàng)錯(cuò)誤;太陽能集熱器工作時(shí)將光能轉(zhuǎn)化為熱能,C項(xiàng)錯(cuò)誤;燃?xì)庠罟ぷ鲿r(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,D項(xiàng)正確。 2.某一同學(xué)根據(jù)離子反應(yīng)方程式2Fe3++Fe===3Fe2+來設(shè)計(jì)原電池。下列設(shè)計(jì)方案中可行的是( ) A.電極材料為鐵和鋅,電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液 B.電極材料為鐵和銅,電解質(zhì)溶液為Fe(NO3)3溶液 C.電極材料為鐵和石墨,電解質(zhì)溶液為FeCl2溶液 D.電極材料為石墨,電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液 解析:選B 氧化還原反應(yīng)中的還原劑作原電池的負(fù)極,氧化劑(Fe3+)存在于電解質(zhì)溶液中,故符合題意的選項(xiàng)為B。 3.(xx蘭州模擬)有關(guān)下列四個(gè)常用電化學(xué)裝置的敘述中,正確的是( ) 圖Ⅰ 堿性鋅錳電池 圖Ⅱ 鉛-硫酸蓄電池 圖Ⅲ 電解精煉銅 圖Ⅳ 銀鋅紐扣電池 A.圖Ⅰ所示電池中,MnO2的作用是催化劑 B.圖Ⅱ所示電池放電過程中,硫酸濃度不斷增大 C.圖Ⅲ所示裝置工作過程中,電解質(zhì)溶液中Cu2+濃度始終不變 D.圖Ⅳ所示電池中,Ag2O是氧化劑,電池工作過程中還原為Ag 解析:選D A、MnO2的作用是氧化劑,錯(cuò)誤;B、Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2 H2O,H2SO4被消耗,濃度減小,錯(cuò)誤;C、粗銅含雜質(zhì),溶解的銅小于析出的銅,Cu2+濃度減??;D、負(fù)極Zn——Zn2+ 氧化反應(yīng),做還原劑;正極Ag2O-Ag 還原反應(yīng),Ag2O是氧化劑,正確。 4.電子表所用的紐扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,其電極反應(yīng)式是:Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O;Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-。總反應(yīng)式為:Ag2O+Zn===2Ag+ZnO,下列說法正確的是( ) A.Zn為正極,Ag2O為負(fù)極 B.Zn為負(fù)極,Ag2O為正極 C.原電池工作時(shí),正極區(qū)溶液pH值減小 D.原電池工作時(shí),負(fù)極區(qū)溶液pH值增大 解析:選B 從電極反應(yīng)式可以看出:Zn失電子為負(fù)極,且該區(qū)消耗OH-溶液pH值減??;Ag2O得電子為正極,且該區(qū)產(chǎn)生OH-溶液pH值增大。 5.控制適合的條件,將反應(yīng)Fe3++AgFe2++Ag+設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池(鹽橋裝有瓊脂-硝酸鉀溶液;靈敏電流計(jì)的0刻度居中,左右均有刻度)。已知,接通后,觀察到電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。下列判斷正確的是( ) A.在外電路中,電子從石墨電極流向銀電極 B.鹽橋中的K+移向乙燒杯 C.一段時(shí)間后,電流計(jì)指針反向偏轉(zhuǎn),越過0刻度,向左邊偏轉(zhuǎn) D.電流計(jì)指針居中后,往甲燒杯中加入一定量的鐵粉,電流計(jì)指針將向左偏轉(zhuǎn) 解析:選D 由題給電池反應(yīng)可知,銀作負(fù)極,石墨作正極,在外電路中,電子從銀電極流向石墨電極,A錯(cuò)誤;鹽橋中的K+移向甲燒杯,B錯(cuò)誤;一段時(shí)間后,電流計(jì)指針將居中,C錯(cuò)誤。 6.把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬浸入稀硫酸中,用導(dǎo)線兩兩連接組成多個(gè)原電池,若a、b相連, a為負(fù)極;c、d相連,d上有氣泡逸出;a、c相連,a極減輕;b、d相連,b為正極。則四種金屬的活潑性順序?yàn)? ) A.a(chǎn)>b>c>d B.a(chǎn)>c>b>d C.a(chǎn)>c>d>b D.b>d>c>a 解析:選C 依據(jù)金屬的活潑性相對強(qiáng)弱的判斷及原電池的正、負(fù)極的判斷可知:a、b相連, a為負(fù)極,則a>b;c、d相連,d上有氣泡逸出,則c為負(fù)極,即c>d;a、c相連,a極減輕,a為負(fù)極,即a>c;b、d相連,b為正極,則d>b。 7.將氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)在氧氣中燃燒時(shí)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫燃料電池。燃料電池的基本組成為電極、電解質(zhì)、燃料和氧化劑。此種電池能量利用率可高達(dá)80%(一般柴油發(fā)電機(jī)只有40%左右),產(chǎn)物污染也少。下列有關(guān)燃料電池的說法錯(cuò)誤的是( ) A.上述燃料電池的負(fù)極反應(yīng)材料是氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì) B.氫氧燃料電池常用于航天飛行器,原因之一是該電池的產(chǎn)物為水,經(jīng)過處理之后可供宇航員使用 C.乙醇燃料電池的電解質(zhì)常用KOH,該電池的負(fù)極反應(yīng)為:C2H5OH-12e-===2CO2↑+3H2O D.甲烷燃料電池的正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-===4OH- 解析:選C 燃料電池總反應(yīng)實(shí)質(zhì)是一個(gè)燃燒反應(yīng),形成的燃料電池中氫氣等燃料為負(fù)極反應(yīng)物,空氣等氧化劑作正極反應(yīng)物,一般發(fā)生反應(yīng)O2+2H2O+4e-===4OH-,電解質(zhì)常用KOH, 乙醇作負(fù)極,反應(yīng)生成的CO2與堿反應(yīng)會生成CO,故反應(yīng)為:C2H5OH+16OH--12e-===2CO+11H2O 8.(xx沁陽一中)LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),可用于電動汽車。電池反應(yīng)為:FePO4+LiLiFePO4,電池的正極材料是LiFePO4,負(fù)極材料是石墨,含U導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)LiFePO4電池說法正確的是( ) A.可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導(dǎo)電性 B.放電時(shí)電池內(nèi)部Li向負(fù)極移動 C.充電過程中,電池正極材料的質(zhì)量增多 D.放電時(shí)電池正極反應(yīng)為:FePO4+Li++e-===LiFePO4 解析:選D 放電時(shí),負(fù)極:Li - e— ===Li+,正極:FePO4+Li++e—=== LiFePO4;充電時(shí),陽極:LiFePO4-e—=== FePO4+Li+ 陰極:Li++e—=== Li,所以易知D正確。若加入硫酸,與Li單質(zhì)(固體)發(fā)生反應(yīng),所以A錯(cuò);放電時(shí),Li+應(yīng)(正電荷)在電池內(nèi)部(電解質(zhì)中)向正極移動,故B錯(cuò);充電過程中,正極材料參加了反應(yīng)質(zhì)量減少,故C錯(cuò)。 9.(xx蘭州期末)空氣常參與設(shè)計(jì)原電池以方便人們的生活。 (1)我國首創(chuàng)以鋁—空氣—海水電池作為能源的新型的海水標(biāo)志燈,以海水為電解質(zhì)溶液,靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流,只要把燈放入海水?dāng)?shù)分鐘,就會發(fā)出耀眼的白光。則電源的負(fù)極材料是________,負(fù)極反應(yīng)為________________________________;正極材料是__________,正極反應(yīng)為______________________________________。 (2)熔鹽電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視, 可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為陽極燃?xì)猓諝馀cCO2的混合氣為陰極助燃?xì)?,制得?50℃下工作的燃料電池,完成有關(guān)電池反應(yīng)式。陽極反應(yīng)式:2CO+2CO-4e-===4CO2,陰極反應(yīng)式:______________,電池總反應(yīng)式:_____________________________ 。 解析:(1)由鋁—空氣—海水電池靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流可知,鋁為負(fù)極,電極反應(yīng)式為4Al-12e-===4Al3+,正極為石墨等惰性電極,反應(yīng)為3O2+6H2O+12e-===12OH-。 (2)本題中的電池是一種新型高能電池,電解質(zhì)是熔融物,而不是電解質(zhì)溶液,但有自由移動的離子CO存在。原電池的反應(yīng)原理實(shí)質(zhì)是氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移,燃料電池總反應(yīng)實(shí)質(zhì)是一個(gè)燃燒反應(yīng)。故陽極(即負(fù)極)CO失去電子,而陰極(即正極)應(yīng)為O2得到電子,再與陰極助燃?xì)釩O2結(jié)合生成電解質(zhì)陰離子CO。 答案:(1)鋁 4Al-12e-===4Al3+ 石墨等惰性電極 3O2+6H2O+12e-===12OH- (2)O2+2CO2+4e-===2CO 2CO+O2=2CO2 10.常見鉛蓄電池是二次電池,其電極材料分別為Pb和PbO2,電解液為稀H2SO4溶液,工作時(shí)的總反應(yīng)式為Pb +PbO2 + 2H2SO42PbSO4+2H2O。請依據(jù)上述情況判斷:(1)鉛蓄電池的負(fù)極材料是________________。 (2)請依據(jù)兩極材料和總反應(yīng),寫出放電時(shí)正極反應(yīng)是___________________________。 (3)請依據(jù)總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式,寫出放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)是________________________。 (4)放電時(shí),電解質(zhì)溶液中陰離子移向______極;電流方向從______極流向______極。 (5)放電時(shí),電解質(zhì)溶液的酸性_________(填“增強(qiáng)”、“減弱”或“不變”)。 (6)充電時(shí)PbO2極發(fā)生_________反應(yīng),電極反應(yīng)式____________________________;Pb極發(fā)生___________反應(yīng),電極反應(yīng)式_________________________________。 解析:此題考查幾種常見電池的工作原理,結(jié)合各電極反應(yīng)式及其總反應(yīng)式解答。依據(jù)原電池的反應(yīng)原理、鉛蓄電池的工作原理及其總反應(yīng)式可得答案。 答案:(1)鉛(Pb) (2)PbO2+4H++SO +2e-===PbSO4+2H2O (3)Pb +SO-2e-===PbSO4 (4)負(fù) 氧化鉛(PbO2) 鉛(Pb) (5)減弱 (6)氧化 PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO 還原 PbSO4 + 2e-===Pb +SO 11.某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動。 (1)如圖為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng):(用離子方程式表示)_____________________ 設(shè)計(jì)的原電池裝置,反應(yīng)前,電極質(zhì)量相等,一段時(shí)間后,兩電極質(zhì)量相差12 g,導(dǎo)線中通過________ mol電子。 (2)其他條件不變,若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液,石墨電極反應(yīng)式為________________________,這是由于NH4Cl溶液顯________(填“酸性”、“堿性”或“中性”),用離子方程式表示溶液顯此性的原因________________,用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中,向其中滴加少量新制飽和氯水,寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________________________,然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液,溶液變紅,繼續(xù)滴加過量新制飽和氯水,顏色退去,同學(xué)們對此做了多種假設(shè),某同學(xué)的假設(shè)是:“溶液中的+3價(jià)鐵被氧化為更高的價(jià)態(tài)?!比绻?價(jià)鐵被氧化為FeO,試寫出該反應(yīng)的離子方程式________________________________________________________________________。 (3)如圖其他條件不變,若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型,如圖所示。 一段時(shí)間后,在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液,現(xiàn)象是________________,電極反應(yīng)為__________________;乙裝置中石墨(1)為____________極(填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽”),乙裝置中與銅絲相連石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)式為____________________________________________________________, 產(chǎn)物常用__________________檢驗(yàn),反應(yīng)的離子方程式為_______________________。 解析:(1)設(shè)導(dǎo)線中通過的電子的物質(zhì)的量為x,則負(fù)極減少28 gmol-1x,正極增重32 gmol-1x, 28x+32x=12,x=0.2 mol。 (2)NH4Cl水解溶液顯酸性,正極上H+得電子,負(fù)極上Fe失電子生成Fe2+。Cl2將Fe2+氧化為 Fe3+,Cl2過量時(shí),發(fā)生的反應(yīng)為:2Fe3++3Cl2+8H2O===2FeO+6Cl-+16H+。 (3)將鹽橋改為銅絲和石墨后甲裝置成為原電池,乙裝置成為電解池。甲中Fe為負(fù)極,Cu為正極,正極電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-===4OH-,滴加酚酞后變紅色。乙中石墨(1)為陰極,與銅絲相連的電極為陽極,電極反應(yīng)式為2Cl--2e-===Cl2↑,Cl2可用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)。 答案:(1)Fe+Cu2+===Fe2++Cu 0.2 (2)2H++2e-===H2↑ 酸性 NH+H2ONH3H2O+H+ 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- 2Fe3++3Cl2+8H2O===2FeO+6Cl-+16H+ (3)溶液變紅 O2+2H2O+4e-===4OH- 陰 2Cl--2e-===Cl2↑ 濕潤淀粉碘化鉀試紙 Cl2+2I-===2Cl-+I(xiàn)2 12.(xx棗莊模擬)有一種新型的鋰電池,其制作是利用了金屬鋰和石墨作電極,其電解質(zhì)溶液是四氯合鋁酸鋰(LiAlCl4)溶解在二氯亞硫酰(其化學(xué)式是SOCl2)中形成的,原電池的電極總反應(yīng)式是:8Li+3SOCl2===6LiCl+Li2SO3+2S,下列關(guān)于這種新型電池的說法中錯(cuò)誤的是( ) A.電池工作過程中,SOCl2被還原為Li2SO3 B.鋰作為電池的負(fù)極,石墨作電池的正極 C.該電池內(nèi)環(huán)境應(yīng)該是無水環(huán)境,否則影響電池的壽命 D.電池工作時(shí),鋰提供的電子的物質(zhì)的量與析出硫的物質(zhì)的量之比是4∶1 解析:選A A中SOCl2變?yōu)長i2SO3化合價(jià)不變,沒有被還原,A錯(cuò)誤;鋰較石墨活潑,應(yīng)作為電池的負(fù)極,B正確;鋰為活潑金屬,電池中不應(yīng)有水,C正確;根據(jù)電子得失,D正確。 13. 據(jù)報(bào)道,最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿做電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池,電量是現(xiàn)用鎳氫電池和鋰電池的10倍,可連續(xù)使用一個(gè)月才充電一次。假定放電過程中,甲醇完全氧化產(chǎn)生二氧化碳被充分吸收生成CO。 (1)該電池反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________。 (2)甲醇在________極發(fā)生反應(yīng)(填“正”或“負(fù)”),電池中放電過程中溶液pH將_____(填“下降”、“上升”或“不變”);若有16克甲醇蒸氣被完全氧化產(chǎn)生電能,并利用該過程中釋放的電能電解足量的硫酸銅溶液,假設(shè)能量利用率為80%,則將產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣________L。 (3)最近,又有科學(xué)家制造出一種固體電解質(zhì)的燃料電池,其效率更高。一個(gè)電極通入空氣,另一個(gè)電極通入汽油蒸氣。其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2固體,它在高溫下能傳導(dǎo)O2-離子(其中氧化反應(yīng)發(fā)生完全)。以丁烷代表汽油。該電池的正極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。 (4)放電時(shí)固體電解質(zhì)里的O2-離子的移動方向是向______極移動(填“正”或“負(fù)”)。 解析:(1)該電池的總反應(yīng)式可由下列二式合并得到:2CH3OH+3O2―→2CO2+4H2O,CO2+2OH-===CO+H2O。 (2)燃料電池中可燃物被氧化作負(fù)極,根據(jù)得失電子守恒建立關(guān)系式: 2CH3OH~ 3O2 64 g 67.2 L 16 g80% x解得x=13.44 L 答案:(1)2CH3OH+3O2+4OH-―→2CO+6H2O (2)負(fù) 下降 13.44 L (3)O2+4e-===2O2- (4)負(fù)- 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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