2020届高考化学总复习专题六原电池化学电源课时作业（含解析）苏教版.docx

原电池 化学电源1原电池中，B极逐渐变粗，A极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的()AA是Zn，B是Cu，C为稀硫酸BA是Cu，B是Zn，C为稀硫酸CA是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液DA是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液解析：选C在原电池中，一般活泼金属作负极，失去电子发生氧化反应(金属被氧化)而逐渐溶解(或质量减轻)；不活泼金属(或导电的非金属)作正极，发生还原反应有金属析出(质量增加)或有气体放出；依据题意可知A为负极、B为正极，即活泼性A大于B，且A能从电解质溶液中置换出金属单质。所以，只有C选项符合题意。2镁次氯酸盐燃料电池，具有比能量高、安全方便等优点。该电池的正极反应式为ClOH2O2e=Cl2OH，关于该电池的叙述正确的是()A该电池中镁为负极，发生还原反应B电池工作时，OH向正极移动C该电池的总反应为MgClOH2O=Mg(OH)2ClD电池工作时，正极周围溶液的pH将不断变小解析：选C次氯酸盐在正极发生反应，则Mg为负极，发生氧化反应，A项错误；电池工作时，阴离子向负极移动，B项错误；负极反应式为Mg2e2OH=Mg(OH)2，将正、负极反应式相加可得总反应，C项正确；根据正极反应式可知，电池工作时，正极周围溶液的c(OH)增大，pH将增大，D项错误。3由于具有超低耗电量、寿命长的特点，LED产品越来越受人欢迎。下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置。下列有关叙述正确的是()Aa处通入氧气，b处通入氢气B该装置中只涉及两种形式的能量转化C电池正极电极反应式为O22H2O4e=4OHDP型半导体连接的是电池负极解析：选C根据电子移向，a处应通H2，b处应通O2，A错误；在该装置中化学能转化为电能，电能转化为光能、热能等，B错误；P型半导体连接的是电池正极，D错误。4一种新型钠硫电池结构示意图如图，下列有关该电池的说法正确的是()AB极中填充多孔的炭或石墨毡，目的是为了增加导电性B电池放电时，A极电极反应为2NaxS2e=Na2SxC电池放电时，Na向电极A极移动D电池放电的总反应为2NaxS=Na2Sx，每消耗1 mol Na 转移2 mol电子解析：选A根据图可知，放电时，Na发生氧化反应，所以A作负极，B作正极，负极反应式为2Na2e=2Na，正极反应式为xS2e=S，充电时A为阴极，B为阳极，阴极、阳极电极反应式与负极、正极反应式正好相反，放电时，电解质中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；B极中填充多孔的炭或石墨毡，目的是为了增加导电性，A正确；放电时，A为负极，电极反应为2Na2e=2Na，B错误；放电时，Na向正极移动，即由A向B移动，C错误；由电池放电的总反应知，每消耗1 mol Na转移1 mol电子，D错误。5肼(N2H4)空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%30%的KOH溶液。下列说法中，不正确的是()A该电池放电时，通入肼的一极为负极B电池每释放1 mol N2转移的电子数为4NAC通入空气的一极的电极反应式是O22H2O4e=4OHD电池工作一段时间后，电解质溶液的pH将不变解析：选D该电池中肼是燃料，在负极通入，A正确；肼中氮元素的化合价是2价，氧化产物是N2，负极反应为N2H44OH4e=4H2ON2，所以每释放1 mol N2 转移的电子数为4NA ，B正确；通入空气的一极为正极，正极上O2发生还原反应，反应式是O22H2O4e=4OH，C正确；电池总反应为N2H4O2=N22H2O，反应生成水，溶液浓度降低，电解质溶液的pH将降低，D错误。6某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O设计如下原电池，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列说法正确的是()Ab电极上发生还原反应B外电路电子的流向是从a到bC电池工作时，盐桥中的SO移向甲烧杯Da电极上发生的反应为MnO8H5e=Mn24H2O解析：选D根据化学方程式和图示判断，b极是FeSO4发生氧化反应，为负极，A错误；b为负极，a为正极，电子从b流向a，B错误；盐桥中的SO移向乙烧杯，C错误；a极上发生还原反应，Mn元素的化合价降低，电极反应为MnO8H5e=Mn24H2O，D正确。7下图、分别是甲、乙两组同学将反应“AsO2I2HAsOI2H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图B烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。下列叙述中正确的是()A甲组操作时，电流表(A)指针发生偏转B甲组操作时，溶液颜色变浅C乙组操作时，C2作正极D乙组操作时，C1上发生的电极反应为I22e=2I解析：选D装置中的反应，AsO2I2HAsOI2H2O，当加入适量浓盐酸时，平衡向右移动，有电子转移，但电子不会沿导线通过，所以甲组操作时，电流表(A)指针不会发生偏转，但由于I2浓度增大，所以溶液颜色变深；向装置B烧杯中加入NaOH溶液中，AsO2eH2O=AsO2H，电子沿导线到C1棒，I22e=2I，所以C2为负极，C1为正极。8.近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂铜空气燃料电池，该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH，如图所示。下列说法不正确的是()A放电时，Li透过固体电解质向Cu极移动B放电时，负极的电极反应式为Cu2OH2O2e=2Cu2OHC通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2OD整个反应过程中，铜相当于催化剂解析：选B由题中装置图和放电时总反应可知，放电时Li为负极，Cu为正极，阳离子向正极移动，A项正确；放电时，负极Li失电子转化成Li，B项错误；结合题中装置图可知，通入空气铜被腐蚀，生成Cu2O，C项正确；铜被腐蚀生成Cu2O，放电时Cu2O又被还原成Cu，所以整个反应过程中Cu相当于催化剂，D项正确。9.某传感器工作原理如图所示。利用该传感器可以测定空气中NO、CO、NH3、SO2等有害气体的含量。下列说法正确的是()A若M为熔融KOH，X为NH3，Y为N2，则负极的电极反应式为2NH36e=N26HB若M是含O2的固体电解质，X为NO，则正极的电极反应式为O24e=2O2C传感器工作中，电子由Pt()极经电流仪传到Pt()极D若X为CO，M为KOH溶液，则电池总反应为2COO2=2CO2解析：选B由于M是熔融的KOH，即使放电生成H也会与OH反应生成水，所以负极的电极反应式为2NH36e6OH=N26H2O，A项错误；若M是含O2的固体电解质，则负极的电极反应式为2NO4e2O2=2NO2，正极的电极反应式为O24e=2O2，B项正确；题述装置属于原电池，Pt()极为正极，Pt()极为负极，电子由负极经外电路流向正极，C项错误；若X为CO，M为KOH溶液，则负极的电极反应式为CO2e4OH=CO2H2O，电池总反应为2CO4KOHO2=2K2CO32H2O，D项错误。10热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。下列有关说法正确的是()A正极反应式：Ca2Cl2e=CaCl2B放电过程中，Li向负极移动C常温时，在正、负极间接上电流表或检流计，指针发生偏转D每转移0.1 mol电子，理论上生成10.35 g Pb解析：选D正极发生还原反应，电极反应式为PbSO42e2Li=Li2SO4Pb，故A项错误；放电过程中阳离子向正极移动，即Li向正极移动，故B项错误；常温下，电解质不是熔融态，离子不能移动，不能产生电流，因此在正、负极间连接电流表或检流计，指针不偏转，故C项错误；根据电极反应式PbSO42e2Li=Li2SO4Pb，可知每转移0.1 mol电子，理论上生成0.05 mol Pb，质量为10.35 g，故D项正确。11.如图所示，是原电池的装置图。请回答：(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，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设计成如图所示的原电池装置，则A(负极)极材料为_，B(正极)极材料为_，溶液C为_。(3)若C为CuCl2溶液，Zn是_极，Cu极发生_反应，电极反应式为_。反应过程溶液中c(Cu2)_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：电池总反应为2CH3OH3O2=2CO24H2O，则c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CH3OH燃料电池消耗的O2在标准状况下的体积为_ L。解析：(1)铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换H2的反应，所以正极反应是H得电子生成H2，电极反应式为2H2e=H2；溶液中H放电，导致溶液中H浓度减小，pH升高。(2)Cu2Fe3=Cu22Fe2设计成如题图所示的原电池装置，根据方程式中物质发生的反应类型判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可。溶液C中含有Fe3，如FeCl3溶液。(3)Zn比较活泼，在原电池中作负极，Cu作正极，正极发生还原反应，Cu2在正极得到电子变成Cu，电极反应为Cu22e=Cu，Cu2发生了反应，则c(Cu2)变小。(4)根据图中的电子流向知c是负极，是甲醇发生氧化反应：CH3OH6eH2O=CO26H，线路中转移2 mol 电子时消耗氧气0.5 mol，标准状况下体积为11.2 L。答案：(1)2H2e=H2升高(2)Cu石墨(其他合理答案也可)FeCl3溶液(3)负还原Cu22e=Cu变小(4)负极CH3OH6eH2O=CO26H11.212某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应：(用离子方程式表示)_；设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过_mol电子。(2)其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为_，这是由于NH4Cl溶液显_(填“酸性”“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的原因_，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式：_，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的3价铁被氧化为更高的价态。”如果3价铁被氧化为FeO，试写出该反应的离子方程式：_。(3)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图所示。一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞溶液，现象是_，电极反应式为_；乙装置中石墨()为_极(填“正”“负”“阴”或“阳”)，乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为_，产物常用_检验，反应的离子方程式为_。解析：(1)负极反应Fe2e=Fe2，正极反应Cu22e=Cu，则原电池反应为FeCu2=Fe2Cu。设导线中通过电子的物质的量为x，则负极减少28 gmol1x，正极增加32 gmol1x,28x32x12，x0.2 mol。(2)NH4Cl水解溶液显酸性，正极上H得电子，负极上Fe失电子生成Fe2。Cl2将 Fe2氧化为 Fe3，Cl2过量时，发生的反应为2Fe33Cl28H2O=2FeO6Cl16H。(3)将盐桥改为铜丝和石墨后，甲装置为原电池，乙装置为电解池。甲中Fe为负极，Cu为正极，正极电极反应式为O22H2O4e=4OH，滴加酚酞后变红色。乙中石墨()为阴极，与铜丝相连的电极为阳极，电极反应式为2Cl2e=Cl2，Cl2可用湿润的淀粉KI试纸检验。答案：(1)FeCu2=Fe2Cu0.2(2)2H2e=H2酸性NHH2ONH3H2OH2Fe2Cl2=2Fe32Cl2Fe33Cl28H2O=2FeO6Cl16H(3)溶液变红O22H2O4e=4OH阴2Cl2e=Cl2湿润淀粉KI试纸Cl22I=2ClI213(1)Fe和KClO4反应放出的热量，能为熔融盐电池提供550660 的温度，使低熔点盐熔化导电，从而激活电池，这类电池称为热电池。Li/FeS2热电池工作时，Li转变为硫化锂，FeS2转变为铁，该电池工作时，电池总反应式为_。(2)铁是用途最广的金属材料之一，但生铁易生锈。请讨论电化学实验中有关铁的性质。某原电池装置如图所示，右侧烧杯中的电极反应式为_。已知图中甲、乙两池的总反应式均为FeH2SO4=FeSO4H2，且在同侧电极(指均在“左电极”或“右电极”)产生H2。请在两池上标出电极材料(填“Fe”或“C”)。(3)用铅蓄电池电解苦卤水(含Cl、Br、Na、Mg2)的装置如图所示(a、b为石墨电极)。下列说法中正确的是_(填字母)。A铅蓄电池负极的反应式为Pb2e=Pb2B铅蓄电池放电时，B极质量减轻，A极质量增加C铅蓄电池充电时，A极应与外电源负极相连D电解苦卤水时，a电极首先放电的是Br解析：(1)依据题意可知，反应物为FeS2、Li，生成物为Fe、Li2S，反应的化学方程式为Fe