高中化学原电池化学电源单元测试

1、名校名 推荐原电池化学电源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 ()a a 是 zn ， b 是 cu ， c 为稀硫酸ba 是 cu ， b 是 zn ， c 为稀硫酸c a 是 fe， b 是 ag， c 为稀 agno 3 溶液d a 是 ag ， b 是 fe， c 为稀 agno 3 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，

2、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 2oh，关于该电池的叙述正确的是 ()clo h 2o 2e =cla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 mg clo h 2o=mg(oh) 2 cld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mg 2e 2oh =mg(oh) 2 ，将正、负极反

3、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()a a 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 o2 2h2o 4e =4ohd p-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 h 2 ，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、。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()1名校名 推荐a b 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2na xs 2e =na2sxc电池放电时，na向电极 a 极移动d电池放电的总反应为2na xs=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 2na 2e =2na ，正极反应式为 xs 2e =s2x ，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

5、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2na 2e =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 (n 2h 4)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o2 2h 2o 4e =4ohd电池工作一段时间后，电解质溶

6、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n 2h 4 4oh 4e =4h2 o n2 ，所以每释放 1 mol n 2 转移的电子数为 4n a ，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o2 2h，c正确；电池总反应为 n2h 4 o 2=n 2 2h 2o，反应生成水，2o 4e=4oh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：2kmno 4 10feso4 8h 2so4=2mnso 4 5fe2(so 4)3 k 2so

7、4 8h 2o 设计如下原电池，盐桥中装有饱和k 2so4 溶液。下列说法正确的是 ()2名校名 推荐a b 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so24 移向甲烧杯d a 电极上发生的反应为mno 4 8h 5e=mn 2 4h 2o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so42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mno 4 8h 5e =mn 2 4h 2o， d 正确。7下图、分别是

8、甲、 乙两组同学将反应“aso43 2i 2h aso33 i 2 h 2o”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， c 2 作正极d乙组操作时， c 1 上发生的电极反应为i 2 2e =2i 解析： 选 d 装置 中的反应， aso43 2i 2h aso 33 i 2 h2 o，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

9、偏转，但由于i 2 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， aso332e h2o=aso 43 2h ，电子沿导线到 c1棒， i 2 2e =2i，所以 c 2 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2li cu 2o h 2o=2cu 2li 2oh ，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cu2 o h 2o 2e =2cu 2ohc通空气时，铜被腐蚀，表面产生cu2od

10、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3名校名 推荐子向正极移动， a 项正确；放电时，负极li 失电子转化成， b 项错误；结合题中装置li图可知，通入空气铜被腐蚀，生成cu2o， c 项正确；铜被腐蚀生成cu 2o，放电时 cu2 o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 、 nh 3、 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 nh 3，y 为 n 2，则负极的电极反

11、应式为 2nh 3 6e=n 2 6h b若 m 是含 o2 的固体电解质， x 为 no ，则正极的电极反应式为o2 4e=2o 2c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2co o2=2co 2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2nh 3 6e 6oh =n2 6h 2 o，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2no 4e 2o 2 =2no 2，正极的电极反应式为o2 4e=2o 2 ，b 项正确；题

12、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co 2e 4oh =co 32 2h 2o，电池总反应为 2co 4koh o 2=2k2 co3 2h 2 o，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licl- kcl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pbso4 2licl ca=cacl 2 li 2so4 pb。下列有关说法正确的是()a正极反应式：ca 2cl 2e=cacl 2b放

13、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pbso 4 2e 2li =li 2so 4 pb，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pbso4 2e 2li =li2 so4 pb，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

14、 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4名校名 推荐“基本不变” )。(2) 若需将反应： cu 2fe3=cu2 2fe2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 cucl 2 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(cu 2 )_( 填“变大”“变小”或“不

15、变”)。(4)co 与 h2 反应还可制备 ch 3oh ， ch 3oh 可作为燃料使用，用ch 3oh 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 2ch 3oh 3o 2=2co 2 4h 2o，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ch 3oh 燃料电池消耗的o 2 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h 2 的反应，所以正极反应是h=h 2 ；溶液中 h得电子生成h 2，电极反应式为 2h 2e放电，导致溶液中 h 浓度减小， ph 升高

16、。 (2)cu 2fe3 =cu 2 2fe2 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cu 2 2e =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： h 2o=co 2 6h，ch 3oh 6e线路中转移2 mol电子时消

17、耗氧气0.5 mol，标准状况下体积为11.2 l。答案： (1)2h 2e =h 2升高(2)cu石墨 (其他合理答案也可 )fecl 3 溶液(3) 负还原cu2 2e =cu 变小(4) 负极ch 3oh 6e h 2 o=co 2 6h 11.212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 )_5名校名 推荐_ ；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 cucl 2

18、 溶 液 换 为 nh 4 cl 溶 液 ， 石 墨 电 极 反 应 式 为_ ，这是由于nh 4cl 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 24，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

19、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 fe 2e=fe2 ，正极反应 cu 2 2e =cu，则原电池反应为fecu 2 =fe2 cu 。设导线中通过电子的物质的量为x，则负极减少 28 gmol 1x，正极增加 32 g mol 1x,28x 32x 12， x 0.2 mol。(2)nh 4cl水解溶液显酸性，正极上h 得电子，负极上fe 失电子生成fe2。 cl 2将2氧化为 fe3，cl

20、2 过量时，发生的反应为2fe3 3cl 22 6cl 16h。fe8h 2o=2feo 4(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 o2 2h，滴加酚酞后变红色。 乙中石墨 ( )2o 4e =4oh为阴极，与铜丝相连的电极为阳极，电极反应式为2cl 2e=cl 2 ， cl2可用湿润的淀粉 -ki 试纸检验。答案： (1)fe cu 2=fe2 cu0.26名校名 推荐=h 2 酸性(2)2h 2e h 2onh 4nh 3h 2o h2fe2 cl 2=2fe3 2cl2fe3 3cl 2 8h 2o=2feo 24 6cl 16h (3) 溶液变红o2阴2h 2o 4e =4oh2cl 2e =cl 2湿润淀粉 -ki 试纸cl 2 2i =2cl i 213 (1)fe 和 kclo4 反应放出的热量，能为熔融盐电池提供550 660 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/fes 2 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