2023届新高考一轮复习(多选)鲁科版第六章第2课时　原电池、化学电源作业.docx

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1、第六章 第2课时原电池、化学电源题号知识易中难原电池原理及装置分析13,6原电池原理的基本应用24化学电源57,8综合应用9一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1.(2022山东济南检测)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是(C)A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO42-)减小C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D.阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡解析:A.Cu作正极,电极上发生还原反应,错误;B.电池工作过程中,SO42-不参加电极反应,故甲池的c(SO42-)基本不变,错误;

2、C.电池工作时,甲池反应为Zn-2e-Zn2+,乙池反应为Cu2+2e-Cu,甲池中Zn2+会通过阳离子交换膜进入乙池,以维持溶液中电荷平衡,由电极反应式可知,乙池中每有64 g Cu析出,则进入乙池的Zn2+为65 g,溶液总质量略有增加,正确;D.由题干信息可知,阴离子不能通过阳离子交换膜,错误。2.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛的应用。下列说法不正确的是(A)A.甲:Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加B.乙:正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-C.丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄D.丁:使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,

3、导电能力下降解析:Zn较Cu活泼,作负极,Zn失电子变成Zn2+,电子经导线转移到铜电极,铜电极负电荷变多,吸引了溶液中的阳离子,因而Zn2+和H+迁移至铜电极,H+氧化性较强,得电子变成H2,因而c(H+)减小,A项不正确;Ag2O作正极,得到来自Zn失去的电子,被还原成Ag,结合KOH溶液作电解液,故电极反应式为Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-,B项正确;Zn为较活泼电极,作负极,发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-Zn2+,锌溶解,因而锌筒会变薄,C项正确;铅蓄电池总反应式为PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l),可知放电一段时间后,

4、H2SO4不断被消耗,因而电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降,D项正确。3.如图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是(C)A.铜片表面有气泡生成B.装置中存在“化学能电能光能”的转换C.如果将稀硫酸换成柠檬汁,导线中不会有电子流动D.如果将锌片换成铁片,电路中的电流方向不变解析:柠檬汁显酸性,也能作电解质溶液,所以将稀硫酸换成柠檬汁,仍然构成原电池,所以导线中有电子流动,C错误;金属性Cu比Zn、Fe弱,Cu作正极,所以电路中的电流方向不变,D正确。4.如图中四种电池装置是依据原电池原理设计的,下列有关叙述错误的是(C)A.中锌电极发生氧化反应B.中电子由a电极

5、经导线流向b电极C.中外电路中电流由A电极流向B电极D.中LixC6作负极解析:在原电池中阴离子移向负极,所以中A电极为负极,则外电路中电流应由B电极流向A电极。5.(2021重庆育才中学入学考试)2020年6月,清华大学发现了一种新型的钾离子电池正极材料,比过去使用的任何材料都更加稳定。电池示意图如图,总反应为FeC2O4F+KC6C6+KFeC2O4F。下列有关说法错误的是(D)A.放电时,负极反应为KC6-e-K+C6B.充电时,阳极反应为KFeC2O4F-e-FeC2O4F+K+C.充电时,当电路中通过的电子为0.02 mol时,碳电极增加的质量为0.78 gD.用该电池电解饱和食盐水

6、,阴极产生4.48 L气体时,通过隔膜的K+为0.2 mol解析:由总反应知,放电时,负极KC6失去电子生成C6,负极反应为KC6-e-K+C6,A正确;由总反应知,充电时,C6得电子在阴极反应,则KFeC2O4F在阳极反应,阳极反应为KFeC2O4F-e-FeC2O4F+K+,B正确;充电时,碳电极为阴极,电极反应式为C6+e-+K+KC6,碳电极增加的质量即K+的质量,当电路中通过的电子为0.02 mol时,K+的物质的量也为0.02 mol,质量为0.02 mol39 g/mol=0.78 g,C正确;未提到标准状况下,无法用n=V22.4 L/mol计算,D错误。二、选择题(每小题有一

7、个或两个选项符合题意)6.一定条件下,实验室利用如图所示装置,通过测电压求算Ksp(AgCl)。工作一段时间后,两电极质量均增大。下列说法正确的是(C)A.右池中的银电极作负极B.正极反应为Ag-e-Ag+C.总反应为Ag+Cl-AgClD.盐桥中的NO3-向右池方向移动解析:若右池中的银电极作负极,Ag失去电子被氧化为Ag+,Ag-e-Ag+,电极质量减轻,不符合题干中的信息“两电极质量均增大”,A项错误;根据“两电极质量均增大”判断,若左池Ag失去电子被氧化为Ag+,Ag+再结合溶液中的Cl-生成AgCl,Ag-e-+Cl-AgCl,沉淀附着在电极上,即左池的银失去电子作负极,此时右池电解

8、质溶液中的Ag+在银电极表面得到电子被还原为Ag,Ag+e-Ag,即右池的银电极为正极,两个电极反应式相加得到总反应Ag+Cl-AgCl,综上所述,B项错误,C项正确;根据“阴、阳相吸”可判断盐桥中的NO3-向负极方向(即左池)移动,D项错误。7.(2021广东中山大学附属中学月考)利用生物电化学系统处理废水的原理如图,双极膜内的H2O解离成H+和OH-。下列对系统工作时的说法正确的是(AD)A.b电极为正极,发生还原反应B.双极膜内的水解离成的H+向a电极移动C.有机废水发生的反应之一为CH3COO-+7OH-8e-2CO2+5H2OD.该系统可处理废水、回收铜等金属,还可提供电能解析:a电

9、极上废水中有机物发生氧化反应生成二氧化碳,b电极上铜离子发生还原反应生成铜单质,则a电极为负极,发生氧化反应,b电极为正极,发生还原反应,故A正确;原电池工作时,阳离子移向正极,阴离子移向负极,双极膜内的水解离出的H+应该移向正极(b电极),故B错误;负极a上废水中有机物失去电子发生氧化反应生成CO2,溶液显酸性,发生的反应为CH3COO-+2H2O-8e-2CO2+7H+,故C错误;该装置是原电池,可对外提供电能,并且可以处理废水中的有机物和重金属离子(如Cu2+发生还原反应生成Cu),故D正确。8.有机物液流电池因其电化学性能可调控等优点而备受关注。南京大学研究团队设计了一种水系分散的聚合

10、物微粒“泥浆”电池(图1)。该电池在充电过程中,聚对苯二酚被氧化,下列说法错误的是(AB)A.放电时,电子由a电极流向b电极B.充电时,a电极附近的pH增大C.电池中间的隔膜为特殊尺寸半透膜,目的是阻止正、负极物质的交叉污染D.放电时,b电极的电极反应方程式为-4ne-+4nH+解析:充电过程中,聚对苯二酚被氧化,则充电时,a电极为阳极,故放电时b电极为电池的负极,a电极为电池的正极,放电时,电子由b电极流向a电极,A错误;充电时,聚对苯二酚在a电极被氧化,释放出氢离子,酸性增强,a电极附近的pH减小,B错误;结合题图可知,a电极附近和b电极附近反应的物质不同,则电池中间的隔膜为特殊尺寸半透膜

11、,目的是阻止正、负极物质的交叉污染,C正确;放电时,b电极为电池的负极,失电子,电极反应方程式为-4ne-+4nH+,D正确。三、非选择题9.能源是现代文明的原动力,通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能源的利用率。(1)通过氢气的燃烧反应,可以把氢气中蕴含的化学能转化为热能,如果将该氧化还原反应设计成原电池装置,就可以把氢气中蕴含的化学能转化为电能,如图就是能够实现该转化的装置,被称为氢氧燃料电池。该电池的正极是(填“a电极”或“b电极”),在负极发生的电极反应是。(2)能源是当今社会发展的三大支柱之一。有专家指出:如果对燃烧产物如CO2、H2O、N2等能够实现

12、利用太阳能让它们重新组合(如图),可以节约燃料,缓解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为(填字母)。A.热能B.电能C.化学能D.生物质能(3)锂硒电池具有优异的循环稳定性。正极材料Se可由SO2通入亚硒酸(H2SeO3)溶液反应制得,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。一种锂硒电池放电时的工作原理如图1所示,正极的电极反应式为 。Li2Sex与正极碳基体结合时的能量变化如图2所示,图中3种Li2Sex与碳基体的结合能力由大到小的顺序是 。解析:(1)氢氧燃料电池中氢气在负极放电,氧气在正极放电,则该电池的正极是b电极,在负极氢气失去电子,发生的电极反应是H2-2e-2H+。(

13、2)由图可知,太阳能首先转化为化学能,然后燃料燃烧,化学能转化为热能,故选A。(3)正极材料Se可由SO2通入亚硒酸(H2SeO3)溶液反应制得,反应的化学方程式为H2SeO3+2SO2+H2OSe+2H2SO4,其中H2SeO3是氧化剂,SO2是还原剂,两者物质的量之比为12。由图可知,Se发生得到电子的还原反应生成Li2Sex,作正极,正极反应式为2Li+xSe+2e-Li2Sex。由Li2Sex与正极碳基体结合时的能量变化分析可知,结合碳基体过程中放出的能量越多,形成的物质越稳定,越易形成,则3种Li2Sex与碳基体的结合能力由大到小的顺序是Li2Se6Li2Se4Li2Se。答案:(1)b电极H2-2e-2H+(2)A (3)122Li+xSe+2e-Li2SexLi2Se6Li2Se4Li2Se