高考化学一轮复习基础达标训练原电池的应用（二）.docx

绝密前启用2022届高考化学一轮复习基础达标训练 原电池的应用（二）【原卷】一、单选题1.氢氧燃料电池已用于航天飞机。如图为某课外小组设计的氢氧燃料电池。下列叙述正确的是( )A.电子由b极经导线流向a极B.b为正极，发生氧化反应 C.a为负极，电极反应为 D.氢氧燃料电池是一种环境友好的绿色电源2.某化学兴趣小组为研究化学能与电能的转化,设计下图装置。下列叙述错误的是（ ）A.a和b不连接时,铁片上会有气泡产生B.无论a和b是否连接,铁片均发生氧化反应C.a和b用导线连接时,溶液中H+向铁片移动D.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为3.下列装置中,能构成原电池的是( )A.只有甲B.只有乙C.只有丙D.除乙之外均可以4.关于原电池的叙述中正确的是()A原电池是把化学能转变为电能的装置 B构成原电池正极和负极的必须是两种不同金属C原电池电解质溶液中阳离子向负极移动D理论上，所有的氧化还原反应都能设计成原电池5.如图所示装置中,a为锌棒,b为碳棒。下列判断正确的是( )A.电解质溶液中的向b极移动B.导线中有电子流动,电子从b极流到a极C.a极上发生了还原反应D.b极上有无色气泡产生6.某同学建构的锌铜原电池原理模型认知图中，有一处错误是（ ）A.正负极标注 B.电子移动方向C.电极反应式 D. H+的移动方向7.锌铜原电池装置如图所示，下列说法正确的是（ ）ACu是负极B反应一段时间后，溶液显蓝色CZn棒发生反应：D该装置实现电能向化学能的转化8.最近科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是（ ）A. 吸附层b为电池的正极B. “全氢电池”的总反应为：C.的作用是传导离子并参与电极反应D. 在装置中从左侧透过阳离子交换膜向右侧移动9.下面是某同学学习原电池后整理的学习笔记，出现错误有( )图注释：电子流动方向（一定）电流方向（一定）电极反应（一定）溶液中离子移动方向（一定）拓展：负极金属活动性较强（一定）负极溶解质量减少，正极产生气体或质量增加变粗（不一定）A. 0处B. 1处C. 2处D. 4处10.尿素燃料电池可直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，其装置如图所示，下列说法不正确的是（ ）A该装置是将化学能转化为电能BA极为负极，发生还原反应C电流从B极经导线流向A极DB极反应式：11.含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠,设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去,其原理如图所示。下列叙述正确的是(   )A.氯苯被氧化生成苯B.N极为电池的负极C.M极电极反应式为:C6H5Cl +e-Cl-+ C6H6D.每生成1mol CO2,由N极区进入M极区的H+为3mol12.Al-Ag2O电池是水下大型机械常用电源，其工作原理如图所示。电池工作时，下列说法错误的是( ）A. Al是电池的负极 B.电池负极附近溶液pH升高C. Al极反应式为: D. Ag/Ag2O 电极发生还原反应13.锂空气动力电池存储的能量是目前常规电池的数倍，放电原理如题图(隔膜只允许通过)。下列关于锂空气电池的有关说法正确的是（ ）A. 放电时正极反应式B. 充电时该电池将化学能转化成电能C. 放电时的电池反应为D. 充电时，“充电专用电极”接外电源的负极14.2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池放电开发的三位科学家。一种锂离子电池的反应为，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )A.放电时A极的电极反应式为B.放电时，若转移0.3 mol电子，A极质量将减少2.1 gC.充电时，A极接外电源的负极D.放电过程中Co的化合价不变15.一种浓差电池的装置图如图所示，阴、阳离子交换膜交替放置，中间的间隔交替充入河水和海水，选择性透过和，在两电极形成电势差， 进而在外部产生电流。下列关于该电池的说法错误的是( )A.a电极为正极，电极反应式为B.A为阴离子交换膜，C为阳离子交换膜C.d室的电中性溶液通过b电极表面的氧化作用维持D.该电池的缺点是离子交换膜价格昂贵，电极产物没有经济价值二、填空题16.下面是几种常见的化学电源示意图，完成下列问题：（1）上述三种装置的能量转化原理是_。（2）干电池放电时负极发生的电极方程式为。（3）氢氧燃料电池在酸性电解质环境中放电时氢气在（填“正”或“负”）极发生反应（填“氧化”或“还原”）,电路中每转移0.4mol电子，标准状况下消耗O2的体积是L（4）铅蓄电池放电时正极发生的反应方程式为。（5）下列说法不正确的是_。A铅蓄电池放电和充电为可逆反应B干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池D铅蓄电池放电时的总反应方程式为：17.化学电源在生产生活中有着广泛的应用，电动汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状态铜的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用作电解液。放电时总反应为：（1）写出放电时负极的电极反应式：_；（2）铅蓄电池放电时，溶液的pH将_（填“增大”、“减小”或“不变”）。当外电路上有0.5 mol电子通过时，溶液中消耗的物质的量为_。（3）放电完后，对该电池进行充电，在连接电源的负极一端生成_。(填“Pb”或“”) 18.氯碱工业是最基本的化学工业之一，其产品用途广泛。（1）写出氯碱工业电解食盐水的离子方程式：_。（2）图1是氯碱工业中阳离子交换膜电解槽示意图(阳离子交换膜只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过)。图1中电极1应连接电源的_极(填“正”或“负”)；理论上讲，从f 口加入纯水即可，但实际生产中，纯水中要加入一定量的NaOH，其原因是_。图2是根据氯碱工业中离子交换膜技术原理，设计的电解溶液生产NaOH和溶液的装置。其中m、n处均设有离子交换膜，则m处为_(填“阳”或“阴”)离子交换膜。阳极的电极反应式是_。从D口流出的物质为_。（3）某同学采用如下装置对氯碱工业中电解食盐水的条件进行探究，记录如下：装置编号条件控制测定结果电极材料溶液浓度温度/电解电压/V气体阴极阳极CC1 mol/L258>1：1饱和2551：1饱和5041：1FeC饱和503.51：1电解电压：开始发生电解反应时的电压。比实验和阴、阳极气体体积比，推测实验阳极可能有其他气体生成，其他气体的化学式为_。资料显示：较低的电解电压有利于节能降耗。结合上表中和的数据，解释更有利于节能降耗的原因：_。（4）资料显示：氯碱工业中采用金属作阳极材料，可以降低电解电压，实现节能降耗。该同学用50 的饱和NaCl溶液进行实验验证，结果如下：装置编号电极材料电解电压/V现象阴极阳极VFeFe1.5阴极：产生无色气体U形管底部：有白色沉淀生成FeCu2阴极：产生无色气体阳极：有白色胶状沉淀生成且逐渐增多U形管底部：靠近阴极区白色胶状沉淀逐渐转化为淡黄色，最后变成砖红色实验V中，通过检验阴、阳极附近溶液所含离子，推断产生的白色沉淀为。该同学经查阅资料分析认为实验中白色沉淀是CuC1，淡黄色沉淀是CuOH。阳极生成CuCl的电极反应式为_。用化学用语和必要的文字解释阴极区白色胶状沉淀转化为淡黄色的原因：_。该同学通过以上探究认为，氯碱工业中不能采用Fe、Cu作阳极材料。（5）综合以上探究，你对氯碱工业中电解食盐水条件控制的建议有_ (至少写出两点)。19.化学反应与能量，是学习和研究化学原理的重要内容。（1）铁、铜、铝是生活中使用广泛的金属，氯化铁溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为 ，正极反应式为 。（2）将氢气与氧气的反应设计成燃料电池，其能量利用率更高，装置如图所示（a、b为多孔炭棒），其中 （填A或B）处电极入口通氢气，其电极反应式为 。工作一段时间后正极区溶液的pH值 （填变大、减小或不变）。当消耗标况下氢气33.6L时，假设能量转化率为90%，则导线中转移电子的物质的量为 mol。绝密前启用2022届高考化学一轮复习基础达标训练 原电池的应用（二）【解析卷】一、单选题1.氢氧燃料电池已用于航天飞机。如图为某课外小组设计的氢氧燃料电池。下列叙述正确的是( )A.电子由b极经导线流向a极B.b为正极，发生氧化反应 C.a为负极，电极反应为 D.氢氧燃料电池是一种环境友好的绿色电源1.答案：D2.某化学兴趣小组为研究化学能与电能的转化,设计下图装置。下列叙述错误的是（ ）A.a和b不连接时,铁片上会有气泡产生B.无论a和b是否连接,铁片均发生氧化反应C.a和b用导线连接时,溶液中H+向铁片移动D.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为2.答案：C3.下列装置中,能构成原电池的是( )A.只有甲B.只有乙C.只有丙D.除乙之外均可以3.答案：C解析：甲装置不能构成闭合回路，所以不能形成原电池；乙装置中电极材料相同，所以不能形成原电池;丙装置中失电子作负极， 氢离子得电子，在正极上发生还原反应，符合原电池的构成条件，所以能形成原电池;丁装置中酒精为非电解质，该装置中不能发生自发 的氧化还原反应，所以不能形成原电池：由上述分析可知，能构成原 电池的只有丙，故C正确。4.关于原电池的叙述中正确的是()A原电池是把化学能转变为电能的装置 B构成原电池正极和负极的必须是两种不同金属C原电池电解质溶液中阳离子向负极移动D理论上，所有的氧化还原反应都能设计成原电池4.答案：A解析：5.如图所示装置中,a为锌棒,b为碳棒。下列判断正确的是( )A.电解质溶液中的向b极移动B.导线中有电子流动,电子从b极流到a极C.a极上发生了还原反应D.b极上有无色气泡产生5.答案：D解析：锌棒、碳棒与稀硫酸构成原电池,a极Zn棒为负极,b极碳棒为正极，在原电池中，阴离子移向负极，A项错误；电子从负极（a极）流向正极（b极），B项错误;Zn发生氧化反应，C项错误;b极上得电子生成，D项正确。6.某同学建构的锌铜原电池原理模型认知图中，有一处错误是（ ）A.正负极标注 B.电子移动方向C.电极反应式 D. H+的移动方向6.答案：A7.锌铜原电池装置如图所示，下列说法正确的是（ ）ACu是负极B反应一段时间后，溶液显蓝色CZn棒发生反应：D该装置实现电能向化学能的转化7.答案：C8.最近科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是（ ）A. 吸附层b为电池的正极B. “全氢电池”的总反应为：C.的作用是传导离子并参与电极反应D. 在装置中从左侧透过阳离子交换膜向右侧移动8.答案：C解析：A.由装置图中电子流向可知，电子由吸附层a流出，经导线到吸附层b，吸附层a做负极，吸附层b做正极，故A正确；B.由图可知负极反应为：，正极反应式为：总反应为：，故B正确；C.的作用是传导离子，并未参加电极反应，故C错误；D.原电池中阳离子向正极移动，该电池左侧为负极，右侧为正极，故钠离子从左侧向右侧移动，故D正确；故选：C。9.下面是某同学学习原电池后整理的学习笔记，出现错误有( )图注释：电子流动方向（一定）电流方向（一定）电极反应（一定）溶液中离子移动方向（一定）拓展：负极金属活动性较强（一定）负极溶解质量减少，正极产生气体或质量增加变粗（不一定）A. 0处B. 1处C. 2处D. 4处9.答案：C解析：原电池工作时，电子从负极沿导线流向正极，电流的方向与电子方向相反，则正确，错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则正确；负极不一定为金属活动性较强的金属，如镁、铝、氢氧化钠溶液形成的原电池，金属性较弱的铝为负极，则错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，则负极质量可能减少，正极可生成气体或质量增加，则正确。错误的是，共2处，故选：C。10.尿素燃料电池可直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，其装置如图所示，下列说法不正确的是（ ）A该装置是将化学能转化为电能BA极为负极，发生还原反应C电流从B极经导线流向A极DB极反应式：10.答案：B11.含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠,设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去,其原理如图所示。下列叙述正确的是(   )A.氯苯被氧化生成苯B.N极为电池的负极C.M极电极反应式为:C6H5Cl +e-Cl-+ C6H6D.每生成1mol CO2,由N极区进入M极区的H+为3mol11.答案：B解析：A.氯苯变为苯为正极反应,电池正极得电子,化合价降低,被还原,氯苯被还原生成苯,A错误;B.根据分析可知,N极为负极,B正确;C. M极电极反应式为:C6H5Cl +H+ +2e-=Cl-+ C6H6,C错误;D.醋酸根离子变为二氧化碳,化合价由0价变为+4价,1mol醋酸根离子生而2mol二氧化碳转移8mol电子,则每生成1mol CO2,由N极区进入M极区的H+为4mol,D错误;答案为B12.Al-Ag2O电池是水下大型机械常用电源，其工作原理如图所示。电池工作时，下列说法错误的是( ）A. Al是电池的负极 B.电池负极附近溶液pH升高C. Al极反应式为: D. Ag/Ag2O 电极发生还原反应12.答案：B13.锂空气动力电池存储的能量是目前常规电池的数倍，放电原理如题图(隔膜只允许通过)。下列关于锂空气电池的有关说法正确的是（ ）A. 放电时正极反应式B. 充电时该电池将化学能转化成电能C. 放电时的电池反应为D. 充电时，“充电专用电极”接外电源的负极13.答案：C14.2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池放电开发的三位科学家。一种锂离子电池的反应为，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )A.放电时A极的电极反应式为B.放电时，若转移0.3 mol电子，A极质量将减少2.1 gC.充电时，A极接外电源的负极D.放电过程中Co的化合价不变14.答案：D解析：15.一种浓差电池的装置图如图所示，阴、阳离子交换膜交替放置，中间的间隔交替充入河水和海水，选择性透过和，在两电极形成电势差， 进而在外部产生电流。下列关于该电池的说法错误的是( )A.a电极为正极，电极反应式为B.A为阴离子交换膜，C为阳离子交换膜C.d室的电中性溶液通过b电极表面的氧化作用维持D.该电池的缺点是离子交换膜价格昂贵，电极产物没有经济价值15.答案：D解析：b电极有电子流出，即为浓差电池负极，a电极为浓差电池正极， 正极上得电子，电极反应式为，选项 A正确。钠离子向正极移动，氯离子向负极移动，所以A为阴离子交换膜，C为阳离子交换膜，选项B正确。d室中刚开始通入的是河 水，放电产生，随着通过阴离子交换膜进入d室，开始放电产生 ，发生氧化反应，保持d室溶液中的电荷守恒，选项C 正确。该电池的缺点确实是离子交换膜价格昂贵，但两电极产物 (与是很好的化工原料，并不是没有经济价值，选项D错误。二、填空题16.下面是几种常见的化学电源示意图，完成下列问题：（1）上述三种装置的能量转化原理是_。（2）干电池放电时负极发生的电极方程式为。（3）氢氧燃料电池在酸性电解质环境中放电时氢气在（填“正”或“负”）极发生反应（填“氧化”或“还原”）,电路中每转移0.4mol电子，标准状况下消耗O2的体积是L（4）铅蓄电池放电时正极发生的反应方程式为。（5）下列说法不正确的是_。A铅蓄电池放电和充电为可逆反应B干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池D铅蓄电池放电时的总反应方程式为：16.答案：（1）将化学能转化为电能（2）（3）负 ;氧化, 2.24L（4）（5）A17.化学电源在生产生活中有着广泛的应用，电动汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状态铜的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用作电解液。放电时总反应为：（1）写出放电时负极的电极反应式：_；（2）铅蓄电池放电时，溶液的pH将_（填“增大”、“减小”或“不变”）。当外电路上有0.5 mol电子通过时，溶液中消耗的物质的量为_。（3）放电完后，对该电池进行充电，在连接电源的负极一端生成_。(填“Pb”或“”) 17.答案：(1)(2)增大；0.5mol (3)Pb18.氯碱工业是最基本的化学工业之一，其产品用途广泛。（1）写出氯碱工业电解食盐水的离子方程式：_。（2）图1是氯碱工业中阳离子交换膜电解槽示意图(阳离子交换膜只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过)。图1中电极1应连接电源的_极(填“正”或“负”)；理论上讲，从f 口加入纯水即可，但实际生产中，纯水中要加入一定量的NaOH，其原因是_。图2是根据氯碱工业中离子交换膜技术原理，设计的电解溶液生产NaOH和溶液的装置。其中m、n处均设有离子交换膜，则m处为_(填“阳”或“阴”)离子交换膜。阳极的电极反应式是_。从D口流出的物质为_。（3）某同学采用如下装置对氯碱工业中电解食盐水的条件进行探究，记录如下：装置编号条件控制测定结果电极材料溶液浓度温度/电解电压/V气体阴极阳极CC1 mol/L258>1：1饱和2551：1饱和5041：1FeC饱和503.51：1电解电压：开始发生电解反应时的电压。比实验和阴、阳极气体体积比，推测实验阳极可能有其他气体生成，其他气体的化学式为_。资料显示：较低的电解电压有利于节能降耗。结合上表中和的数据，解释更有利于节能降耗的原因：_。（4）资料显示：氯碱工业中采用金属作阳极材料，可以降低电解电压，实现节能降耗。该同学用50 的饱和NaCl溶液进行实验验证，结果如下：装置编号电极材料电解电压/V现象阴极阳极VFeFe1.5阴极：产生无色气体U形管底部：有白色沉淀生成FeCu2阴极：产生无色气体阳极：有白色胶状沉淀生成且逐渐增多U形管底部：靠近阴极区白色胶状沉淀逐渐转化为淡黄色，最后变成砖红色实验V中，通过检验阴、阳极附近溶液所含离子，推断产生的白色沉淀为。该同学经查阅资料分析认为实验中白色沉淀是CuC1，淡黄色沉淀是CuOH。阳极生成CuCl的电极反应式为_。用化学用语和必要的文字解释阴极区白色胶状沉淀转化为淡黄色的原因：_。该同学通过以上探究认为，氯碱工业中不能采用Fe、Cu作阳极材料。（5）综合以上探究，你对氯碱工业中电解食盐水条件控制的建议有_ (至少写出两点)。18.答案：（1）（2）正；增强溶液的导电性，又不影响NaOH的纯度阴； NaOH 溶液 （3）中采用了Fe(金属材料)作电极(阴极)，电解电压较低，有利于节能降耗（4）阴极区产生的使CuCl沉淀转化为更难溶的 CuOH 沉淀，（5）采用饱和食盐水；溶液保持较高温度；应用不参与反应的金属电极(答出两点即可)解析：（1）根据电解原理写出电解食盐水的离子方程式：。（2）电解池中，氯离子移向阳极，与阳极相连的是电源的正极，所以电极1应连接电源的正极，加入一定量的NaOH可以增强溶液的导电性，又不影响NaOH的纯度。惰性电极电解硫酸钠溶液，相当于电解水，阳极发生反应，B为氧气，电解时硫酸根离子不断向阳极区移动，所以m为阴离子交换膜；阴极发生反应，C为氢气，D 口流出的物质为NaOH溶液。（3）实验和实验在其他条件相同时，所用食盐水的浓度不同，实验浓度小，可能是阳极先失电子生成氯气，待消耗完，氢氧根离子放电生成氧气，使阴阳两极产生的气体体积比>1：1。通过和的数据对比，的阴极采用金属材料，电解电压较低，有利于节能降耗。（4）实验中，铜作阳极，电解质溶液是氯化钠溶液，铜失电子生成一价铜离子，一价铜离子和溶液中的氯离子结合生成难溶的氯化亚铜沉淀，电极反应式为。实验中，阴极区氢离子放电，产生，使CuCl转化为更难溶的CuOH， 。（5）通过对比6组实验，在较高温度下，采用饱和食盐水，应用不参与反应的金属电极有利于节能降耗。19.化学反应与能量，是学习和研究化学原理的重要内容。（1）铁、铜、铝是生活中使用广泛的金属，氯化铁溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为 ，正极反应式为 。（2）将氢气与氧气的反应设计成燃料电池，其能量利用率更高，装置如图所示（a、b为多孔炭棒），其中 （填A或B）处电极入口通氢气，其电极反应式为 。工作一段时间后正极区溶液的pH值 （填变大、减小或不变）。当消耗标况下氢气33.6L时，假设能量转化率为90%，则导线中转移电子的物质的量为 mol。19.答案：（1）Cu；（2）A； ； 变大； 2.7