2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第6章 基礎(chǔ)課時(shí)3 原電池原理及應(yīng)用限時(shí)訓(xùn)練(含解析).doc
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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第6章 基礎(chǔ)課時(shí)3 原電池原理及應(yīng)用限時(shí)訓(xùn)練(含解析) 1.下列有關(guān)電池的說(shuō)法不正確的是 ( )。 A.手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池 B.銅鋅原電池工作時(shí),電子沿外電路從銅電極流向鋅電極 C.甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 D.鋅錳干電池中,鋅電極是負(fù)極 答案 B 2.下列反應(yīng)沒(méi)有涉及原電池的是 ( )。 A.生鐵投入稀鹽酸中 B.銅片與銀片用導(dǎo)線連接后,同時(shí)插入FeCl3溶液中 C.純鋅投入硫酸銅溶液中 D.含銅的鋁片投入濃硫酸中 答案 D 3.選用下列試劑和電極:稀 H2 SO4、Fe2(SO4)3溶液、鐵棒、銅棒、鉑棒,組成如圖所示的原電池裝置(只有兩個(gè)電極),觀察到電流計(jì)?的指針均明顯偏轉(zhuǎn),則其可能的組合共有 ( )。 A.6種 B.5種 C.4種 D.3種 解析 鐵棒、銅棒作電極,H2SO4、Fe2(SO4)3作電解質(zhì)可組成兩種原電池,鐵棒、鉑棒作電極,H2SO4、Fe2(SO4)3 作電解質(zhì)可組成兩種原電池,鉑棒、銅棒作電極,F(xiàn)e2(SO4)3作電解質(zhì)可組成一種原電池,一共能形成5種原電池,均能夠觀察到電流計(jì)指針明顯偏轉(zhuǎn)。 答案 B 4.(xx成都診斷)如圖所示,杠桿AB兩端分別掛有大小相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球,調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡,然后小心地向水槽中分別滴入濃CuSO4溶液和濃FeSO4 溶液,一段時(shí)間后,下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,不考慮兩球的浮力變化) ( )。 A.杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí),均為A端高B端低 B.杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí),均為A端低B端高 C.當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí),A端低B端高 D.當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí),A端高B端低 解析 當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí),構(gòu)成原電池,F(xiàn)e球作負(fù)極,Cu球作正極,電極反應(yīng)式分別為 負(fù)極:Fe-2e-===Fe2+, 正極:Cu2++2e-===Cu, 銅球質(zhì)量增加,鐵球質(zhì)量減少,杠桿A端低B端高。 答案 C 5.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),298 K時(shí),在FeCl3酸性溶液中加少量鋅粒后,F(xiàn)e3+立即被還原成Fe2+。某夏令營(yíng)興趣小組根據(jù)該實(shí)驗(yàn)事實(shí)設(shè)計(jì)了如圖所示原電池裝置。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 ( )。 A.該原電池的正極反應(yīng)是Zn-2e-===Zn2+ B.左燒杯中溶液的血紅色逐漸褪去 C.該電池鉑電極上有氣泡出現(xiàn) D.該電池總反應(yīng)為3Zn+2Fe3+===2Fe+3Zn2+ 解析 該電池的總反應(yīng)為Zn+2Fe3+===2Fe2++Zn2+,所以左燒杯Pt為正極,電極反應(yīng)為Fe3++e-===Fe2+,右燒杯Zn為負(fù)極,電極反應(yīng)為Zn-2e-=== Zn2+。由于左燒杯中的Fe3+被還原為Fe2+,所以左燒杯中溶液的血紅色逐漸褪去。 答案 B 6.燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化率高、無(wú)污染等特點(diǎn),如圖為MgNaClO燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。下列說(shuō)法正確的是 ( )。 A.鎂作Y電極 B.電池工作時(shí),Na+向負(fù)極移動(dòng) C.廢液的pH大于 NaClO 溶液的pH D.X 電極上發(fā)生的反應(yīng)為ClO- + 2H2O - 4e-===ClO + 4H+ 解析 圖中 OH-向Y電極移動(dòng),那么Y為負(fù)極,故鎂作Y電極,A正確;電池工作時(shí),Na+向正極移動(dòng),B錯(cuò);X電極上發(fā)生的反應(yīng)為ClO- + H2O+2e-===Cl- + 2OH-,OH-移向負(fù)極與Mg2+反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀,廢液 NaCl 溶液的pH小于 NaClO 溶液的pH,故C、D錯(cuò)誤。 答案 A 7.利用人工光合作用合成甲酸的原理為2CO2+2H2O2HCOOH+O2,裝置如下圖所示,下列說(shuō)法不正確的是 ( )。 A.該裝置將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和電能 B.電極1周?chē)鷓H增大 C.電極2上發(fā)生的反應(yīng)為CO2+2H++2e-===HCOOH D.H+由電極1室經(jīng)過(guò)質(zhì)子膜流向電極2室 解析 在太陽(yáng)能作用下CO2和H2O轉(zhuǎn)化為HCOOH和O2,并且有電子流動(dòng),太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和電能,選項(xiàng)A正確;電極1流出電子,反應(yīng)式是2H2O-4e-===4H++O2↑,周?chē)鷓H減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)總反應(yīng)方程式推出電極2上發(fā)生的反應(yīng)為CO2+2H++2e-===HCOOH,選項(xiàng)C正確;電極1反應(yīng)產(chǎn)生H+,電極2反應(yīng)消耗H+,故H+由電極1室經(jīng)過(guò)質(zhì)子膜進(jìn)入電極2室,選項(xiàng)D正確。 答案 B 8.(xx呼和浩特測(cè)試)有關(guān)電化學(xué)知識(shí)的描述正確的是 ( )。 A.理論上說(shuō),任何能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計(jì)成原電池 B.某原電池反應(yīng)為Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag,裝置中的鹽橋內(nèi)可以是含瓊脂的KCl飽和溶液 C.因?yàn)殍F的活潑性強(qiáng)于銅,所以將鐵、銅用導(dǎo)線連接后放入濃硝酸中組成原電池,必是鐵作負(fù)極,銅作正極,其負(fù)極反應(yīng)式為Fe-2e-===Fe2+ D.由Al、Mg與氫氧化鈉溶液組成的原電池,其負(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e-+ 2OH-===Mg(OH)2 解析 A項(xiàng),原電池反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng);B項(xiàng),因?yàn)殡娊赓|(zhì)溶液中有Ag+,鹽橋內(nèi)不能有Cl-,因?yàn)槎叻磻?yīng)會(huì)生成AgCl沉淀;C項(xiàng),F(xiàn)e、Cu、濃硝酸組成的原電池,由于鐵遇濃硝酸鈍化,則Cu為負(fù)極,F(xiàn)e為正極,其負(fù)極反應(yīng)式為Cu-2e-===Cu2+;D項(xiàng),由Al、Mg與氫氧化鈉溶液組成的原電池,電池總反應(yīng)為2Al+2H2O+2NaOH===2NaAlO2+3H2↑,Al作負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)式為Al-3e-+4OH-===AlO+2H2O,D錯(cuò)。 答案 A 9.下圖Ⅰ、Ⅱ分別是甲、乙兩組同學(xué)將反應(yīng)“AsO+2I-+2H+AsO+I(xiàn)2+H2O”設(shè)計(jì)成的原電池裝置,其中C1、C2均為碳棒。甲組向圖Ⅰ燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸;乙組向圖ⅡB燒杯中逐滴加入適量40%NaOH溶液。 下列敘述中正確的是 ( )。 A.甲組操作時(shí),電流計(jì)(A)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) B.甲組操作時(shí),溶液顏色變淺 C.乙組操作時(shí),C2作正極 D.乙組操作時(shí),C1上發(fā)生的電極反應(yīng)為I2+2e-===2I- 解析 裝置Ⅰ中的反應(yīng),AsO+2I-+2H+AsO+I(xiàn)2+H2O,當(dāng)加入適量濃鹽酸時(shí),平衡向右移動(dòng),有電子轉(zhuǎn)移,但電子不會(huì)沿導(dǎo)線通過(guò),所以甲組操作,電流計(jì)(A)指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),但由于I2濃度增大,所以溶液顏色變深。向裝置 Ⅱ 的B燒杯中加入NaOH溶液,發(fā)生反應(yīng)AsO-2e-+H2O===AsO+2H+,電子由C2棒沿導(dǎo)線到C1棒,發(fā)生反應(yīng)I2+2e-===2I-,所以C2為負(fù)極,C1為正極。 答案 D 10.(xx北京東城區(qū)期末)用選項(xiàng)中的電極、溶液和如圖所示裝置可組成原電池。下列現(xiàn)象或結(jié)論的敘述正確的是 ( )。 選項(xiàng) 電極a 電極b A溶液 B溶液 現(xiàn)象或結(jié)論 A Cu Zn CuSO4 ZnSO4 一段時(shí)間后,a增加的質(zhì)量與b減少的質(zhì)量相等 B Cu Zn 稀 H2SO4 ZnSO4 鹽橋中陽(yáng)離子向b極移動(dòng) C Fe C NaCl FeCl3 外電路電子轉(zhuǎn)移方向:b→a D C C FeCl3 KI、淀粉 混合液 若開(kāi)始時(shí)只增大FeCl3溶液濃度,b極附近溶液變藍(lán)的速度加快 解析 對(duì)于A選項(xiàng)來(lái)說(shuō),電極b的電極反應(yīng)為Zn-2e-===Zn2+,電極a的電極反應(yīng)為Cu2++2e-===Cu,所以一段時(shí)間后,a增加的質(zhì)量小于b減少的質(zhì)量;B項(xiàng),由于b極上鋅失電子,鹽橋中陰離子向b極移動(dòng);C項(xiàng),F(xiàn)e作負(fù)極,C作正極,外電路電子轉(zhuǎn)移方向:a→b。 答案 D 11.(xx安慶一中摸底)依據(jù)氧化還原反應(yīng):2Ag+(aq)+Cu(s)===Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。 請(qǐng)回答下列問(wèn)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,發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)_________________。 (3)外電路中的電子流向?yàn)開(kāi)_________________________________________。 (4)鹽橋中的Cl-向________極移動(dòng)。 解析 設(shè)計(jì)原電池應(yīng)將氧化還原反應(yīng)2Ag+(aq)+Cu(s)===Cu2+(aq)+2Ag(s)拆分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng)(電極反應(yīng)式);根據(jù)原電池構(gòu)成的條件確定原電池的正、負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液,銅作負(fù)極,Ag作正極,AgNO3溶液作電解質(zhì)溶液。 答案 (1)銅(或Cu) AgNO3溶液 (2)正 Ag++e-===Ag (3)從負(fù)極(Cu)流向正極(Ag) (4)Cu(或負(fù)) 12.(xx石家莊模擬)為節(jié)省藥品和時(shí)間,甲、乙、丙三位同學(xué)用銅片、鋅片、稀硫酸、CuSO4 溶液、直流電源、石墨電極、導(dǎo)線、燒杯、試管等中學(xué)化學(xué)常見(jiàn)的藥品和儀器(用品),通過(guò)巧妙的構(gòu)思,設(shè)計(jì)了比較銅、鋅金屬活動(dòng)性相對(duì)強(qiáng)弱的系列實(shí)驗(yàn)。試填寫(xiě)下列空白: (1)甲同學(xué)分別將一小片銅片、鋅片置于燒杯底部(銅與鋅不接觸),向燒杯中小心加入稀硫酸,觀察到的現(xiàn)象是 ________________________________________________________________。 甲同學(xué)的設(shè)計(jì)思路是______________________________________________。 (2)乙同學(xué)接著甲的實(shí)驗(yàn),向燒杯中滴加________溶液,進(jìn)而觀察到的現(xiàn)象是______________________________________________________________。 乙同學(xué)作出鋅、銅金屬活動(dòng)性相對(duì)強(qiáng)弱的結(jié)論所依據(jù)的原理是________________________________________________________________________。 (3)丙同學(xué)使用直流電源、石墨電極組裝好電解裝置,向乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)后的溶液中補(bǔ)充了必要的試劑________溶液(作為電解液)。反應(yīng)在調(diào)控下隨即開(kāi)始,實(shí)驗(yàn)中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________。 實(shí)驗(yàn)中的明顯現(xiàn)象是______________________________________________。 (4)請(qǐng)你再單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)(試劑、儀器自選),探究和證實(shí)鋅、銅金屬活動(dòng)性的相對(duì)強(qiáng)弱(簡(jiǎn)要說(shuō)明操作和現(xiàn)象)___________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________。 解析 從該題的實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩?lái)看,是要用實(shí)驗(yàn)證明鋅和銅的金屬活動(dòng)性的相對(duì)強(qiáng)弱;從實(shí)驗(yàn)方法來(lái)看,有與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的快慢、構(gòu)成原電池時(shí)負(fù)極比正極活潑、置換反應(yīng),金屬離子在溶液中電解時(shí)的現(xiàn)象等。甲同學(xué)用兩種金屬放到酸中觀察是否產(chǎn)生氣泡或產(chǎn)生氣泡的快慢來(lái)比較。乙同學(xué)在甲同學(xué)的基礎(chǔ)上,加入CuSO4溶液觀察現(xiàn)象。鋅與少量硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成的銅附在鋅表面形成微型原電池,加快了反應(yīng)速率,產(chǎn)生氣泡的速率加快,說(shuō)明鋅比銅活潑。丙同學(xué)在乙同學(xué)的基礎(chǔ)上運(yùn)用電解原理,陰極有紅色的銅析出說(shuō)明鋅比銅活潑。最后要設(shè)計(jì)一種方案,可以從氧化還原反應(yīng)的先后順序去證明金屬的活潑性,即與同種氧化劑接觸時(shí),活潑性強(qiáng)的金屬先與氧化劑反應(yīng),活潑性弱的金屬后與氧化劑反應(yīng),因此可以將鋅、銅分別同時(shí)加入到少量淺綠色的氯化亞鐵溶液中,加入鋅的溶液褪色,說(shuō)明鋅比銅活潑。 答案 (1)鋅片上有氣泡產(chǎn)生,銅片上無(wú)氣泡 鋅能置換出酸中的氫,而銅不能 (2)CuSO4 鋅片上有紅色的銅析出,鋅片上產(chǎn)生氣泡的速率明顯加快 活潑金屬可以把不活潑金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)(或Zn、Cu、稀硫酸組成原電池,Zn為負(fù)極) (3)CuSO4 2CuSO4 + 2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 陰極上有紅色的銅析出,陽(yáng)極附近有氣體產(chǎn)生 (4)分別取一小片銅片與鋅片置于兩支試管中,向試管中加入少量淺綠色的FeCl2溶液,片刻后,加鋅片的試管中溶液的顏色褪去,溶液近乎無(wú)色(其他合理答案也可) 13.(xx麗水模擬)(1)觀察如圖所示的兩個(gè)裝置,圖1裝置中銅電極上產(chǎn)生大量的無(wú)色氣泡,圖2裝置中銅電極上無(wú)氣體產(chǎn)生,而鉻電極上產(chǎn)生大量的有色氣體。根據(jù)上述現(xiàn)象試推測(cè)金屬鉻具有的兩種重要化學(xué)性質(zhì)為 ________________________________________________________________。 (2)如圖是甲烷燃料電池原理示意圖,回答下列問(wèn)題: ①電池的負(fù)極是________(填“a”或“b”)電極,該極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________。 ②電池工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 解析 (1)由圖1可知還原性Cr>Cu,但在稀硝酸中卻出現(xiàn)了反常,結(jié)合稀硝酸的氧化性,不難推測(cè)鉻被稀硝酸鈍化,導(dǎo)致活性降低。(2)①CH4在反應(yīng)時(shí)失去電子,故a電極是電池的負(fù)極。由總反應(yīng)式 CH4+2OH-+2O2===CO+3H2O減去正極反應(yīng)式O2+2H2O+4e-===4OH-可得負(fù)極反應(yīng)式。②由于電池工作過(guò)程中會(huì)消耗OH-,故一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的 pH 會(huì)減小。 答案 (1)金屬鉻的活潑性比銅強(qiáng)且能和稀硫酸反應(yīng)生成 H2 金屬鉻易被稀硝酸鈍化 (2)①a CH4+10OH--8e-===CO + 7H2O ②減小 14.(1)第三代混合動(dòng)力車(chē),可以用電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或二者結(jié)合推動(dòng)車(chē)輛。汽車(chē)上坡或加速時(shí),電動(dòng)機(jī)提供推動(dòng)力,降低汽油的消耗;在剎車(chē)或下坡時(shí),電池處于充電狀態(tài)?;旌蟿?dòng)力車(chē)目前一般使用鎳氫電池,該電池中鎳的化合物為正極,儲(chǔ)氫金屬(以M表示)為負(fù)極,堿液(主要為KOH)為電解質(zhì)溶液。鎳氫電池充放電原理如圖1所示,其總反應(yīng)式為H2+2NiOOH2Ni(OH)2。 圖1 根據(jù)所給信息判斷,混合動(dòng)力車(chē)上坡或加速時(shí),乙電極周?chē)芤旱膒H將________(填“增大”、“減小”或“不變”),該電極的電極反應(yīng)式為_(kāi)______________________________________________________________。 (2)圖2是一種新型燃料電池,以CO為燃料,一定比例的Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物為電解質(zhì),圖3是粗銅精煉的裝置圖,現(xiàn)用燃料電池為電源進(jìn)行粗銅的精煉實(shí)驗(yàn)。 回答下列問(wèn)題: ①A極為電源________(填“正”或“負(fù)”)極,寫(xiě)出A極的電極反應(yīng)式:________________________________________________________________。 ②要用燃料電池為電源進(jìn)行粗銅的精煉實(shí)驗(yàn),則B極應(yīng)該與________極(填“C”或“D”)相連。 ③當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L CO時(shí),C電極的質(zhì)量變化為_(kāi)_______。 解析 (1)上坡或加速時(shí),電動(dòng)機(jī)工作,為原電池,乙電極中NiOOH→Ni(OH)2,Ni的化合價(jià)降低,乙電極為正極,電極反應(yīng)式為NiOOH+e-+H+===Ni(OH)2,周?chē)芤旱膒H增大。(2)①在燃料電池中可燃性氣體作負(fù)極,即A為負(fù)極,根據(jù)所給新型燃料電池的構(gòu)成原理裝置圖,結(jié)合原電池的工作原理,可直接寫(xiě)出A極的電極反應(yīng)式:CO-2e-+CO===2CO2。②根據(jù)電解精煉原理,粗銅應(yīng)與電源的正極相連,精銅應(yīng)與電源的負(fù)極相連,因B極是正極,所以B極應(yīng)與D極相連。③標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L CO失去0.2 mol e-,根據(jù)得失電子守恒,C極上增加Cu的質(zhì)量為6.4 g。 答案 (1)增大 NiOOH+e-+H+===Ni(OH)2 (2)①負(fù) CO-2e-+CO===2CO2?、贒 ③增加6.4 g- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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