2023高考化学一轮复习原电池化学电源1(含解析).pdf

原 电 池 化 学 电 源 李 仕 才（考 试 时 间：45分 钟 总 分 值：100分）一、单 项 选 择 题：此 题 包 括 11小 题，每 题 5 分，共 55分。1.食 品 保 鲜 所 用 的“双 吸 剂”，是 由 复 原 铁 粉、生 石 灰、氯 化 钠、炭 粉 等 按 一 定 比 例 组 成 的 混 合 物，可 吸 收 氧 气 和 水。以 下 分 析 不 正 确 的 选 项 是（）A.“双 吸 剂”中 的 生 石 灰 有 吸 水 作 用 B.“双 吸 剂”吸 收 氧 气 时，发 生 了 原 电 池 反 响 C.吸 收 氧 气 的 过 程 中，铁 作 原 电 池 的 负 极 D.炭 粉 上 发 生 的 反 响 为：02+4e-+4H+=2 H20答 案：D解 析：铁 粉、炭 粉、Oz与 电 解 质 氯 化 钠 构 成 原 电 池，B、C 选 项 正 确；中 性 溶 液 中 反 响 物 中 不 能 含 有*或 0H,但 生 成 物 中 可 含 有 酎 或 OH I）选 项 错 误。2.如 图 装 置 中，U 形 管 内 为 红 墨 水，a、b 试 管 内 分 别 盛 有 食 盐 和 氯 化 镂 溶 液，各 参 加 生 铁 块，放 置 一 段 时 间。以 下 有 关 描 述 错 误 选 项 是（）A.生 铁 块 中 的 碳 是 原 电 池 的 正 极 B.红 墨 水 柱 两 边 的 液 面 变 为 左 低 右 高 C.两 试 管 中 相 同 的 电 极 反 响 式 是 Fe2e-=Fe”D.a 试 管 中 发 生 了 吸 氧 腐 蚀，b 试 管 中 发 生 了 析 氢 腐 蚀 答 案：B解 析：Fe与 C 及 电 解 质 溶 液 形 成 原 电 池，Fe是 负 极：Fe-2e-=F e2+,C 是 正 极，在 a中 发 生 吸 氧 腐 蚀，a 中 压 强 减 小，b 中 发 生 析 氢 腐 蚀，b 中 压 强 增 大，红 墨 水 柱 液 面 是 左 高 右 低，应 选 B。此 题 考 查 钢 铁 的 吸 氧 腐 蚀 和 析 氢 腐 蚀。3.如 下 列 图 是 几 种 常 见 的 化 学 电 源 示 意 图，有 关 说 法 不 正 确 的 选 项 是（)封 蜡 f=H,SO,注 入 口 负 极 犀 酶 氢 氧 燃 料 电 池 示 意 图 NH4CI.溶 液 MnOj+C干 电 池 示 意 图 铅 蓄 电 池 示 意 图 A.上 述 电 池 分 别 属 于 一 次 电 池、二 次 电 池 和 燃 料 电 池 B.干 电 池 在 长 时 间 使 用 后，锌 筒 被 破 坏 C.铅 蓄 电 池 工 作 过 程 中，每 通 过 2 mol电 子，负 极 质 量 减 轻 207 gD.氢 氧 燃 料 电 池 是 一 种 具 有 应 用 前 景 的 绿 色 电 源 答 案：C解 析：铅 蓄 电 池 负 极 反 响 为 Pb2e-+S0r=PbS0i,通 过 2 mol电 子 时，质 量 增 加 96 g。4.一 种 新 型 燃 料 电 池，它 以 多 孔 锲 板 为 电 极 插 入 KOH溶 液 中，然 后 分 别 向 两 极 通 入 乙 烷 和 氧 气，那 么 有 关 此 电 池 推 断 正 确 的 选 项 是（）A.通 入 乙 烷 的 电 极 为 正 极 B.参 加 反 响 的 乙 烷 与 氧 气 的 物 质 的 量 之 比 为 7：2C.放 电 一 段 时 间 后，KOH的 物 质 的 量 浓 度 减 少 D.负 极 反 响 式 为 CA+6H2O-14e-=2C0r+18H+答 案：C解 析：乙 烷 燃 烧 的 化 学 方 程 式 为 2c2H6+70?-40）2+640,在 该 反 响 中 氧 气 得 电 子，乙 烷 失 电 子，因 此 通 入 氧 气 的 电 极 为 正 极，而 通 入 乙 烷 的 电 极 为 负 极，故 A 答 案 错 误；反 响 中 参 加 反 响 的 乙 烷 与 氧 气 的 物 质 的 量 之 比 应 为 2：7,故 B 答 案 错 误；考 虑 到 该 电 池 是 以 K0H为 电 解 质 溶 液 的，生 成 的 C02会 和 K0H反 响 转 化 成 K0”反 响 中 消 耗 KOH,KOH的 物 质 的 量 浓 度 减 少，故 C 答 案 正 确；由 于 该 电 池 是 以 KOH溶 液 为 电 解 液 的，D 答 案 中 负 极 生 成 的 H+显 然 在 溶 液 中 是 不 能 存 在 的，故 D 答 案 错 误。考 虑 到 电 解 质 溶 液 的 影 响，此 时 该 电 池 的 总 反 响 式 应 为 2C2H6+8K0H+702-4K2COs+10H，0,正 极 反 响 式 为 14HQ+702+28e-=280H（正 极 氧 气 得 电 子，理 论 上 形 成。2一，但 该 粒 子 在 水 中 不 稳 定，必 须 以 形 式 存 在），负 极 反 响 式 可 用 总 反 响 式 减 去 正 极 反 响 式 得 到：2GH6+360H 28e.=4C0厂+24HQ。5.可 用 于 电 动 汽 车 的 铝 一 空 气 燃 料 电 池,通 常 以 NaCl溶 液 或 NaOH溶 液 为 电 解 质 溶 液,铝 合 金 为 负 极，空 气 电 极 为 正 极。以 下 说 法 正 确 的 选 项 是（）A.以 NaCl溶 液 或 NaOH溶 液 为 电 解 质 溶 液 时，正 极 反 响 都 为。2+240+4“=40/B.以 NaOH溶 液 为 电 解 质 溶 液 时，负 极 反 响 为 A1+30K 3e-=Al（0H）3 1C.以 NaOH溶 液 为 电 解 质 溶 液 时，电 池 在 工 作 过 程 中 电 解 质 溶 液 的 pH保 持 不 变 D.电 池 工 作 时，电 子 通 过 外 电 路 从 正 极 流 向 负 极 答 案：A解 析：正 极&得 电 子，溶 液 显 碱 性 或 中 性 时，正 极 反 响 都 为 0；+2压 0+4屋=401，A项 正 确；铝 作 负 极，在 碱 性 溶 液（NaOH）中 的 负 极 反 响 为 Al+40/-3e-=A10F+2HO B 项 错 误：在 碱 性 电 解 质 溶 液 中 总 的 电 池 反 响 式 为 4Al+302+40H-=4A10；+2H，0,溶 液 pH降 低，C 项 错 误；电 池 工 作 时，电 子 从 负 极 流 向 正 极，D 项 错 误。6.氢 氧 燃 料 电 池 用 于 航 天 飞 机，电 极 反 响 产 生 的 水 经 冷 凝 后 可 作 为 航 天 员 的 饮 用 水，其 电 极 反 响 式 如 下：负 极：2H?+40H 4 1=4 4 0正 极：02+2H20+4e-=4 0 H-当 得 到 1.8 L 饮 用 水 时，电 池 内 转 移 的 电 子 数 约 为（）A.1.8 mol B.3.6 mol C.100 mol D.200 mol答 案：D解 析：?7（IbO）=-告=100 mol18 g mol2H2+04e_2=2H20即 每 生 成 1 mol4 0 那 么 转 移 2 mol e 当 生 成 100 m o l 时，转 移 200 mol e7.微 型 纽 扣 电 池 在 现 代 生 活 中 有 广 泛 应 用，有 一 种 银 锌 电 池，其 电 极 分 别 是 Ag20 和 Zn,电 解 质 溶 液 为 KOH溶 液，电 极 反 响 式 为 Zn+20I-F-2e=ZnO+H20Ag20+H20+2e-=2Ag+20ir总 反 响 式 为 AgaO+Zn=ZnO+2Ag根 据 上 述 反 响 式，判 断 以 下 表 达 中 正 确 的 选 项 是（）A.在 使 用 过 程 中，电 池 负 极 区 溶 液 的 pH增 大 B.在 使 用 过 程 中，电 子 由 AgQ经 外 电 路 流 向 Zn极 C.Zn是 负 极，AgQ是 正 极 D.Zn极 发 生 复 原 反 响，AgQ极 发 生 氧 化 反 响 答 案：C解 析：（1）根 据 电 极 反 响 式 可 知 Zn失 电 子 被 氧 化 而 溶 解，Ag?O得 电 子 被 复 原，故 Zn是 负 极，AgQ是 正 极，所 以 C 正 确；（2）负 极（即 Zn极）在 反 响 时 消 耗 0H，那 么 负 极 区 溶 液 的 pH应 减 小，故 A 错 误；（3）发 生 原 电 池 反 响 时，电 子 由 负 极 经 外 电 路 到 正 极，即 电 子 从 Zn极 经 外 电 路 到 AgQ极，故 B 错 误：（4）在 原 电 池 中，负 极 发 生 氧 化 反 响，正 极 发 生 复 原 反 响，故 D 错 误。8.铅 蓄 电 池 的 示 意 图 如 下 列 图。以 下 说 法 正 确 的 选 项 是（）A.放 电 时，N 为 负 极，其 电 极 反 响 式 为：Pb02+SO?-+4H+2e-=PbSOi+2H20B.放 电 时，cOizSO）不 变，两 极 的 质 量 增 加 3 C.充 电 时，阳 极 反 响 式 为：PbS0l+2e-=P b+S 0 r Pbj|-zbOD.充 电 时，假 设 N 连 电 源 正 极，那 么 该 极 生 成 PbO?答 案：D 匕 士 十 解 析：充 电 时，假 设 N 连 电 源 正 极，那 么 该 极 为 阳 极，电 极 反 响 产 物 为 PbO”1）正 确。9.据 报 道，我 国 拥 有 的 完 全 自 主 产 权 的 氢 氧 燃 料 电 池 车 已 在 北 京 奥 运 会 期 间 为 运 发 动 提 供 了 效 劳。某 种 氢 氧 燃 料 电 池 的 电 解 液 为 KOH溶 液，以 下 有 关 该 电 池 的 表 达 不 正 确 的 选 项 是（）A.正 极 反 响 式 为 02+2乩 0+4屋=40日 B.工 作 一 段 时 间 后，电 解 液 中 KOH的 物 质 的 量 不 变 C.该 燃 料 电 池 的 总 反 响 方 程 式 为 2H2+02=2 H20D.用 该 电 池 电 解 CuCk溶 液，产 生 2.24 L C k（标 准 状 况）时，有 0.1 mol电 子 转 移 答 案：D解 析：此 题 考 查 燃 料 电 池 的 工 作 原 理。氧 气 在 正 极 发 生 复 原 反 响，A 正 确；该 燃 料 电 池 中 氢 气 与 氧 气 反 响 生 成 水，KOH没 有 消 耗，也 没 有 生 成，故 KOH的 物 质 的 量 不 变，但 其 溶 液 浓 度 变 小，B 正 确；压 和 6 反 响 生 成 水 是 该 电 池 发 生 的 反 响，C 正 确；CuCl2-C u+C L t,2C1 2e-C12 t,/?（C12）2.24 L/22.4 L,mol-1=0.1 moL n（e）=0.2 mol,D 错 误。10.利 用 反 响 6N02+8NH3=7N2+12H20 构 成 电 池 的 装 置 如 下 列 图。此 方 法 既 能 实 现 有 效 去 除 氮 氧 化 物 的 排 放，减 轻 环 境 污 染，又 能 充 分 利 用 化 学 能。以 下 说 法 正 确 的 选 项 是（）A.电 流 从 左 侧 电 极 经 过 负 载 后 流 向 右 侧 电 极 B.为 使 电 池 持 续 放 电，离 子 交 换 膜 需 选 用 阴 离 子 交 换 膜 离 子 交 换 膜C.电 极 A 极 反 响 式 为 2NH36e-=Nz+6H+D.当 有 4.48 L NO?被 处 理 时，转 移 电 子 数 为 0.8儿 答 案：B11.有 位 科 学 家 说：“甲 烷 是 21世 纪 的 新 燃 料。“甲 烷 作 为 燃 料 的 用 途 之 一 就 是 用 于 制 作 燃 料 电 池。有 科 技 工 作 者 制 造 了 一 种 甲 烷 燃 料 电 池，一 个 电 极 通 入 空 气，另 一 个 电 极 通 入 甲 烷，电 解 质 是 掺 杂 了 Y2O3的 ZrOz晶 体，它 在 高 温 下 能 传 导 02 以 下 判 断 错 误 的 选 项 是（）A.电 池 正 极 发 生 的 反 响：0z+4e-=20”B.电 池 负 极 发 生 的 反 响：CH+4O-8e-=C02+2HQC.固 体 电 解 质 里 的 02的 移 动 方 向：由 正 极 流 向 负 极 D.向 外 电 路 释 放 电 子 的 电 极：正 极（即 电 子 由 正 极 流 向 负 极）答 案：D解 析：因 为 放 电 时，电 池 正 极 发 生 复 原 反 响（元 素 化 合 价 降 低），负 极 发 生 氧 化 反 响（元 素 化 合 价 升 高）。所 以 正 极 反 响 式 是 0z+4e-=2（r,负 极 反 响 式 是 CH,+40-8e-=C02+2H2。由 上 述 电 池 的 正、负 极 反 响 式 可 以 看 出：正 极 反 响“源 源 不 断”地 产 生 0好，负 极 反 响 要 持 续 进 行，那 么 需 要“持 续 不 断”的 0供 应，故 电 池 内 O-的 移 动 方 向 是 由 正 极 流 向 负 极。电 池 的 负 极 发 生 氧 化 反 响，失 去 电 子，故 外 电 路 电 子 从 负 极 流 出，所 以 D 错 误。二、非 选 择 题：此 题 包 括 4 个 小 题，共 45分.11.（8 分）关 于 铁 生 锈 的 机 理 有 人 提 出 如 下 步 骤：Fe2e=F e2+；H+e-=H；4H+02=2H Z0；（4）4Fe2+02+（4+2H20=2Fe203 AH20+8H+根 据 以 上 过 程，答 复 以 下 问 题：（1）根 据 以 上 机 理，判 断 以 下 说 法 正 确 的 选 项 是（）A.以 上 锈 蚀 过 程 发 生 的 是 化 学 腐 蚀 B.从 锈 蚀 反 响 的 最 终 结 果 看，水 既 是 氧 化 剂，又 是 复 原 剂 C.反 响 的 实 质 是 氧 气 被 复 原，金 属 铁 被 氧 化 D.从 反 响 机 理 看，锈 蚀 过 程 发 生 的 是 析 氢 腐 蚀（2）某 铁 件 需 长 期 浸 于 水 下，为 了 减 少 腐 蚀，想 采 取 以 下 措 施，其 中 正 确 的 有（）A.给 铁 件 钾 上 一 些 锌 板 B.给 铁 件 通 入 直 流 电，把 铁 件 与 电 源 正 极 连 接 C.在 制 造 铁 件 时，在 铁 中 掺 入 一 定 比 例 的 铜 制 成 合 金 D.在 铁 件 外 表 涂 上 一 层 较 厚 的 沥 青（3）现 有 质 量 为 1 000 g 的 某 铁 件 已 在 水 下 生 锈，假 设 测 知 整 个 锈 蚀 过 程 中 有 6 mol电 子 发 生 转 移，那 么 参 加 反 响 的 曳 在 标 准 状 况 下 的 体 积 为 一 L,反 响 后 铁 件 的 质 量 为 晨 铁 锈 Fe2O3 册 0 中 x 值 为 1）.答 案：（DC（2 分）（2）AD（2 分）33.6 2 分）1 066 12 分）解 析：（1）根 据 反 响 机 理，将 方 程 式 叠 加：X 4+X 8+X 2+可 得：4Fe+30,+2AH20=2（Fe2O3 册 0）可 知 为 吸 氧 腐 蚀。(2)保 护 铁 不 被 腐 蚀，可 隔 绝 或 采 取 牺 牲 阳 极 的 阴 极 保 护 法。(3)4Fe+302+2H20=2(F e203 H20)转 移 电 子 3X 22.4 L 12 molr(02)6 mol3 M 22.4 LX 6 molHO2)-12 mol=3 3.6 L由 差 值 法 得 A k 1辱 W=6 6 g,故 反 响 后 铁 件 质 量 为 1 066 g。Iz mol1 2.(除 标 注 外，每 空 2 分，共 12分)稀 滨 水 和 氯 化 铁 溶 液 都 呈 黄 色，现 在 足 量 的 稀 的 氯 化 亚 铁 溶 液 中，参 加 1 2 滴 液 漠，振 荡 后 溶 液 呈 黄 色，现 对 溶 液 呈 黄 色 的 原 因 进 行 探 究。(1)仅 限 选 用 的 仪 器 和 试 剂 有 烧 杯、试 管、玻 璃 棒、量 筒、滴 管、药 匙；酸 性 高 锦 酸 钾 溶 液、氢 氧 化 钠 溶 液、四 氯 化 碳、硫 氟 化 钾 溶 液、硝 酸 银 溶 液、淀 粉 碘 化 钾 溶 液。完 成 以 下 实 验 探 究 过 程：【提 出 假 设】假 设 1：溶 液 呈 黄 色 不 是 发 生 化 学 反 响 所 致，是 由 溶 液 中 的 引 起 的(填 微 粒 的 化 学 式，下 同)。假 设 2：溶 液 呈 黄 色 是 发 生 化 学 反 响 所 致，是 由 溶 液 中 的 引 起 的。【设 计 实 验 方 案】为 了 验 证 上 述 假 设 1和 假 设 2 的 推 断，请 用 简 要 的 文 字 描 述 你 的 实 验 方 案 及 实 验 中 出 现 的 现 象。假 设 1：。假 设 2：(2)根 据 高 中 所 学 的 知 识 判 断，你 认 为(填“假 设 1”或 假 设 2)的 推 断 是 正 确 的；假 设 选 用 淀 粉 碘 化 钾 溶 液 验 证 你 的 假 设 是 否 可 行？(填“可 行”或 不 可 行“)。(3)写 出 铁 离 子 与 碘 离 子 反 响 的 离 子 方 程 式：，并 依 据 该 反 响 原 理 设 计 一 种 原 电 池，将 原 电 池 的 装 置 示 意 图 画 在 方 框 中。r-1答 案：(l)Bm F e 向 黄 色 溶 液 中 参 加 适 量 C C L,振 荡，静 置，下 层 溶 液 呈 橙 红 色 向 黄 色 溶 液 中 滴 加 儿 滴 KSCN溶 液，溶 液 变 为 红 色(1分)(2)假 设 2 不 可 行(1分)(3)2 r+2 F e3+=2 F e2+L13.（9 分）（1）常 温 下，将 除 去 外 表 氧 化 膜 的 Al、C u 片 插 入 浓 HN03中 组 成 原 电 池（图 1）,测 得 原 电 池 的 电 流 强 度（I）随 时 间（t）的 变 化 如 图 2 所 示，反 响 过 程 中 有 红 棕 色 气 体 产 生。0 力 时，原 电 池 的 负 极 是 A 1 片，此 时，正 极 的 电 极 反 响 式 是 溶 液 中 的 H+向 极 移 动，匕 时，原 电 池 中 电 子 流 动 方 向 发 生 改 变，其 原 因 是 o（2）FeS0,在 一 定 条 件 下 可 制 得 FeSz（二 硫 化 亚 铁）纳 米 材 料。该 材 料 可 用 于 制 造 高 容 量 锂 电 池，电 解 质 为 熔 融 的 K2S,电 池 放 电 时 的 总 反 响 为 4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正 极 反 响 式 是 O答 案：（l）2H+N0；+e-=N02 t+H Q 3 分）正（1分 A1在 浓 硝 酸 中 发 生 钝 化,氧 化 膜 阻 止 了 A1进 一 步 反 响（2 分）（2）FeSz+4e-=Fe+2S2-（3 分）解 析：（1）常 温 下 铝 可 以 被 浓 硝 酸 钝 化；（2）正 极 得 电 子，化 合 价 降 低，从 总 方 程 式 可 以 看 出，正 极 的 反 响 物 应 为 FeS”产 物 为 Fe和 S-14.（每 空 2 分，共 16分）氢 氧 燃 料 电 池 是 符 合 绿 色 化 学 理 念 的 新 型 发 电 装 置。以 下 列 图 为 电 池 示 意 图，该 电 池 电 极 外 表 镀 了 一 层 细 小 的 伯 粉，销 吸 附 气 体 的 能 力 强，性 质 稳 定。请 答 复：（1）氢 氧 燃 料 电 池 的 能 量 转 化 主 要 形 式 是,在 导 线 中 电 子 流 动 方 向 为 _（用 a、b 表 示）。（2）负 极 反 响 式 为。（3）电 极 外 表 镀 伯 粉 的 原 因 为.（4）该 电 池 工 作 时，压 和“连 续 由 外 部 供 应，电 池 可 连 续 不 断 地 提 供 电 能。因 此，大 量 平 安 储 氢 是 关 键 技 术 之 一。金 属 锂 是 一 种 重 要 的 储 氢 材 料，吸 氢 和 放 氢 原 理 如 下：I.2Li+H2A 2 L i HII.LiH+H20=Li0H+H2 t 反 响 I 中 的 复 原 剂 是,反 响 H 中 的 氧 化 剂 是 o LiH固 体 密 度 为 0.82 g cm-,用 锂 吸 收 224 L(标 准 状 况)H”生 成 的 LiH体 积 与 被 吸 收 的 体 积 比 为。由 生 成 的 LiH与 H Q 作 用，放 出 的 地 用 作 电 池 燃 料，假 设 能 量 转 化 率 为 80%,那 么 导 线 中 通 过 电 子 的 物 质 的 量 为 mol。答 案：(1)化 学 能 转 变 为 电 能 a 到 b(2)2H2+40H-4=4 乩 0 或 H?+20H 2=2乩 0(3)增 大 电 极 单 位 面 积 吸 附 压、0?的 分 子 数，加 快 电 极 反 响 速 率(4)Li H20 1/1 148 或 8.71X10T 32解 析：(1)电 池 是 把 化 学 能 转 变 为 电 能 的 装 置；在 电 池 中，电 子 从 负 极 经 导 线 流 向 正 极,而 氢 氧 燃 料 电 池 中 通 入 H2的 一 极 是 负 极，故 电 子 由 a 流 动 到 b。(2)也 在 负 极 失 电 子，因 为 电 解 质 溶 液 是 KOH溶 液，故 负 极 反 响 式 为 2H2+40k-4e-=4 H20O(3)电 极 外 表 镀 伯 粉 可 以 增 大 电 极 单 位 面 积 吸 附 上、0z的 分 子 数，从 而 增 大 反 响 速 率。(4)LiH中 Li为+1 价，H 为 一 1价，故 反 响 I 中 复 原 剂 是 Li,反 响 II中 氧 化 剂 是 HQ。由 反 响 I可 知 吸 收 标 准 状 况 下 224 L H2时 生 成 160 g LiH,那 么 生 成 的 LiH的 体 积 是 森 墨:,那 么 生 成 的 LiH的 体 积 与 被 吸 收 的 力 的 体 积 之 比 为 o.82,；Z x。尸 土。由 生 成 的 20 mol LiH与 压 0 反 响，由 反 响 H 可 知 生 成 20 mol H2,上 2 e 能 量 转 化 率 为 80%,那 么 通 过 的 电 子 的 物 质 的 量 为 20 mol X 2X80%=32 mol。