2019版高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量 第2节 原电池化学电源课时跟踪练.doc

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1、1第第 2 2 节节 原电池原电池 化学电源化学电源课时跟踪练一、选择题1.课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是( )A原电池是将化学能转化成电能的装置B原电池由电极、电解质溶液和导线等组成C图中 a 极为铝条、b 极为锌片时，导线中会产生电流D图中 a 极为锌片、b 极为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片解析：原电池是将化学能转化成电能的装置，A 正确；原电池由电极、电解质溶液和导线等组成，B 正确；图中 a 极为铝条、b 极为锌片时，构成原电池，导线中会产生电流，C 正确；图中 a 极为锌片、b 极为铜片时锌片作负极，电子

2、由锌片通过导线流向铜片，D 错误。答案：D2(2016上海卷)图 1 是铜锌原电池示意图。图 2 中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示( )图 1 图 2A铜棒的质量 Bc(Zn2)Cc(H) Dc(SO)24解析：该装置构成原电池，Zn 是负极，Cu 是正极。A 项，在正极 Cu 上溶液中的 H获得电子变为氢气，Cu 棒的质量不变，错误；B 项，由于 Zn 是负极，不断发生反应Zn2e=Zn2，所以溶液中c(Zn2)增大，错误；C 项，由于反应不断消耗 H，所以溶液的c(H)逐渐降低，正确；D 项，SO不参加反应，其浓度不变，错误。24答案：C3如图，在盛有稀 H2SO4的烧

3、杯中放入用导线连接的电极 X、Y，外电路中电子流向如2图所示，关于该装置的下列说法正确的是( )A外电路的电流方向为 X外电路YB若两电极分别为铁和碳棒，则 X 为碳棒，Y 为铁CX 极上发生的是还原反应，Y 极上发生的是氧化反应D若两电极都是金属，则它们的活动性强弱为 XY解析：外电路电子流向为 X外电路Y，电流方向与其相反；X 极失电子，作负极，Y 极发生的是还原反应，X 极发生的是氧化反应；若两电极分别为铁和碳棒，则 Y 为碳棒，X 为铁。答案：D4(2016全国卷)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH 溶液，反应为 2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)。24

4、下列说法正确的是( )A充电时，电解质溶液中 K向阳极移动B充电时，电解质溶液中c(OH)逐渐减小C放电时，负极反应为 Zn4OH2e=Zn(OH)24D放电时，电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气 22.4 L(标准状况)解析：A 项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动；B 项，充电时的总反应为放电时的逆反应：2Zn(OH)=2ZnO24OH2H2O，c(OH)逐渐增大；C 项，放24电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为Zn4OH2e=Zn(OH)；D 项，由放电时的总反应可知，电路中通过 2 mol 电子时，24消耗 0.5 mol O2，其体积为 1

5、1.2 L(标准状况)。答案：C5根据下图判断，下列说法正确的是( )A装置和装置中负极反应均是 Fe2e=Fe2B装置和装置中正极反应均是 O22H2O4e=4OH3C装置和装置中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D放电过程中，装置左侧烧杯和装置右侧烧杯中溶液的 pH 均增大解析：装置中，由于 Zn 比 Fe 活泼，所以 Zn 作原电池的负极，电极反应式为Zn2e=Zn2；Fe 作正极，电极反应式为 O22H2O4e=4OH，由于正极有 OH生成，因此溶液的 pH 增大。装置中，Fe 作负极，电极反应式为 Fe2e=Fe2；Cu 作正极，电极反应式为 2H2e=H2，正极由于不断消耗 H，所以溶

6、液的 pH 逐渐增大，据此可知 A、B 错误，D 正确；在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，所以 C 错误。答案：D6锂电池的构造如图所示，电池内部“”表示放电时 Li的迁移方向，电池总反应可表示为 Li1xCoO2LixC6LiCoO26C，下列说法错误的是( )充电放电A该电池的负极为 LiCoO2B电池中的固体电解质可以是熔融的氯化钠、干冰等C充电时的阴极反应：Li1xCoO2xLixe=LiCoO2D外电路上的“”表示放电时的电子流向解析：根据锂离子的移动方向，确定 LiCoO2是负极，碳电极是正极，电子从负极经外电路移向正极，充电时为电解池，阴极发生得电子的还原反应，故 A、C、

7、D 正确；干冰是固体二氧化碳，属于非电解质，故 B 错误。答案：B7乙烯催化氧化成乙醛可设计成如下图所示的燃料电池，能在制备乙醛的同时获得电能，其总反应：2CH2=CH2O22CH3CHO。下列有关说法正确的是( )A该电池为可充电电池B每有 0.1 mol O2反应，则迁移 H0.4 molC正极反应式：CH2=CH22e2OH=CH3CHOH2OD电子移动方向：电极 a磷酸溶液电极 b解析：A 项，充电时，不能生成乙烯和氧气，不是充电电池，错误；B 项，通入氧气的4一极是正极，发生的反应是 O24H4e=2H2O，所以每有 0.1 mol O2反应，则迁移 H 0.4 mol，正确；C 项

8、，正极发生还原反应，电极反应是 O24H4e=2H2O，错误；D项，a 极通入乙烯，是电池的负极，b 极通入氧气，是电池的正极，电子从负极经外电路流向正极，不会通过磷酸溶液，错误。答案：B8一种用于驱动潜艇的液氨液氧燃料电池原理示意如图，下列有关该电池说法正确的是( )A该电池工作时，每消耗 22.4 L NH3转移 3 mol 电子B电子由电极 A 经外电路流向电极 BC电池工作时，OH向电极 B 移动D电极 B 上发生的电极反应为 O2 4H 4e=2H2O解析：温度、压强未知，不能计算 22.4 L NH3的物质的量，A 错误；该电池中通入氧气的电极 B 为正极，电极 A 为负极，电子由

9、电极 A 经外电路流向电极 B，B 正确；电池工作时，OH向负极移动，C 错误；该电池电解质溶液为 NaOH 溶液，电极 B 上发生的电极反应为 O22H2O4e=4OH，D 错误。答案：B9下图是一种燃料型电池检测仪的工作原理示意图。下列说法不正确的是( )A该仪器工作时酒精浓度越大，则电流强度越大B工作时外电路电子流向为 XYC检测结束后，X 极区的 pH 增大D电池总反应为 2CH3CH2OHO2=2CH3CHO2H2O解析：该图为酒精燃料电池，该仪器工作时酒精浓度越大，则单位时间内转移电子数越多，电流强度越大，A 正确；燃料电池中通入燃料的一极发生氧化反应作原电池的负极，所以 X 是负

10、极，Y 是正极，电子从外电路的负极流向正极，B 正确；酒精发生氧化反应生成乙醛和氢离子，所以 X 极区的氢离子浓度增大，pH 减小，C 错误；燃料电池反应的实质就5是乙醇与氧气反应生成乙醛和水，所以电池总反应为 2CH3CH2OHO2=2CH3CHO2H2O，D 正确。答案：C二、非选择题10根据下列原电池的装置图，回答问题：(1)若 C 为稀 H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B 电极材料为 Fe 且做负极，则 A 电极上发生的电极反应式为_；反应进行一段时间后溶液 C 的 pH 将_(填“升高” “降低”或“基本不变”)。(2)若需将反应：Cu2Fe3=Cu22Fe2设计成如上图所示的原

11、电池装置，则负极A 极材料为_，正极 B 极材料为_，溶液 C 为_。(3)用 CH4和 O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：则 d 电极是_(填“正极”或“负极”)，c 电极的反应方程式为_。若线路中转移 2 mol 电子，则上述燃料电池，消耗的 O2在标准状况下的体积为_L。解析：(1)若 C 为稀 H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B 电极材料为 Fe 且做负极，电极反应为 Fe2e=Fe2，A 为正极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应为2H2e=H2；氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，溶液 pH 升高；(2)将反应 Cu2Fe3=Cu22Fe2设计成上图所示的原

12、电池装置，Cu 元素的化合价由 0 价升高到2 价，失电子作原电池的负极，则负极 A 极材料为 Cu，正极 B 极材料为石墨，Fe3在正极得电子发生还原反应，溶液 C 用可溶性铁盐，即含 Fe3的溶液。(3)根据甲烷燃料电池的结构示意图可知，电子流出的电极为负极，c 为负极，d 为正极，在燃料电池中，氧气在正极得电子发生还原反应，甲烷在负极失电子发生氧化反应，所以 c 电极的反应方程式为 CH48e2H2O=CO28H。根据正极电极反应式：O24e4H=2H2O，则线路中转移 2 mol 电子时，消耗的O2为 0.5 mol，在标准状况下的体积为 0.5 mol22.4 L/mol11.2 L

13、。6答案：(1) 2H2e=H2 升高(2)Cu 石墨(或比铜活泼性弱的金属) 含 Fe3的溶液(3)正极 CH48e2H2O=CO28H 11.211化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。.氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图所示的实验(图中所用电极均为惰性电极)：(1)对于氢氧燃料电池，下列叙述不正确的是_。Aa 电极是负极，OH移向负极Bb 电极的电极反应为：O22H2O4e=4OHC电池总反应式为 2H2O22H2O=点燃D电解质溶液的 pH 保持不变E氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储

14、藏在电池内的新型发电装置(2)上图右边装置中盛有 100 mL 0.1 molL1 AgNO3溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气 112 mL(标准状况下)时，此时 AgNO3溶液的 pH_(溶液体积变化忽略不计)。.已知甲醇的燃烧热 H726.5 kJ/mol，在直接以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为_，正极的反应式为_。理想状态下，该燃料电池消耗 1 mol 甲醇所能产生的最大电能为 702.1 kJ，则该燃料电池的理论效率为_(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。解析：.(1)反应条件不是点燃，C 错误；随着燃料电池的不断反应

15、，水越来越多，KOH 溶液浓度逐渐减小，pH 逐渐降低，D 错误。(2)右池为电解池，其电极反应为阳极：4OH4e=O22H2O，阴极：4Ag4e=4Ag，当氢氧燃料电池中消耗氢气 112 mL(标准状况下)时，转移电子数为0.01 mol，右池中共消耗 0.01 mol OH，故生成 0.01 mol H，c(H)0.1 0.01 mol 0.1 LmolL1，pH1。.该燃料电池的理论效率100%96.6%。702.1 kJ 726.5 kJ答案：.(1)CD (2)1 .CH3OHH2O6e=CO26H O24H4e=2H2O 96.6%712(1)高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想

16、的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图 1 是高铁电池的模拟实验装置：该电池放电时正极的电极反应式为_；若维持电流强度为 1 A，电池工作十分钟，理论消耗 Zn_g(已知 F96 500 Cmol1)。盐桥中盛有饱和 KCl 溶液，此盐桥中氯离子向_(填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向_(填“左”或“右”)移动。图 2 为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有_。(2)有人设想以 N2和 H2为反应物，以溶有 A 的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如下图所示，电池正极的电极反应式为_，A 是_。

17、(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中 CO 的浓度，其装置如下图所示。该电池中O2可以在固体介质 NASICON(固溶体)内自由移动，工作时 O2的移动方向_(填“从 a 到 b”或“从 b 到 a”)，负极发生的电极反应式为_。解析：(1)放电时高铁酸钾为正极，正极发生还原反应，电极反应式为FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH；若维持电流强度为 1 A，电池工作十分钟，转移24电子的物质的量为 1106096 5000.006 217 6 mol。理论消耗 Zn 的质量 0.006 217 6 mol2650.2 g(已知 F96 500 Cmol1)。电池工作时，阴离子移向负极，阳离

18、子移向正极，所以盐桥中氯离子向右移动；若8用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向左移动。图 2 为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定。(2)该电池的本质反应是合成氨反应，电池中氢气失去电子，在负极发生氧化反应，氮气得电子在正极发生还原反应，则正极反应式为 N28H6e=2NH，氨气与 HCl 反应 4生成氯化铵，则电解质溶液为氯化铵溶液。(3)工作时电极 b 作正极，O2由电极 b 移向电极 a；该装置是原电池，通入一氧化碳的电极 a 是负极，负极上一氧化碳失去电子发生氧化反应，电极反应式为COO22e=CO2。答案：(1)FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH 0.2 右 左 使用时间长、24工作电压稳定(2)N28H6e=2NH 氯化铵 (3)从 b 到 a COO22e=CO2 4