2022年高考化学一轮复习 课时跟踪检测(二十四)　原电池原理及应用(基础课)

1、第 9 页 共 9 页课时跟踪检测(二十四)原电池原理及应用(基础课)1某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是()A电池工作时，盐桥中的Cl向负极移动B负极反应式：2H2e=H2C工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变DFe作正极，发生氧化反应解析：选A根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，盐桥的作用是构成闭合回路和平衡两烧杯中的电荷，所以Cl向负极移动，故A正确；铁作负极，负极反应式为Fe2e=Fe2，正极反应式为2H2e=H2，故B错误；左烧杯中pH基本不变，右烧杯中消耗H，c(H)减小，pH增大，故C错误；电池总反应式为Fe2H=Fe2H2，铁作负极，发生氧化反应

2、，故D错误。2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。下列有关叙述中正确的是()A.铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池中的c(SO)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：选C活泼金属锌作负极，铜作正极，铜电极上发生还原反应，故A错误；电池工作一段时间后，甲池中的c(SO)不变，故B错误；铜电极上发生电极反应：Cu22e=Cu，同时Zn2通过阳离子交换膜从甲池移向乙池，由电荷守恒可知，乙池中每析出1 mol Cu，则有1 mol Zn2从甲池移向乙池，因为M(Zn)M(Cu)，所以乙

3、池溶液的总质量增加，故C正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，阴离子不能通过阳离子交换膜，故D错误。3将一张滤纸剪成四等份，用铜片、锌片、发光二极管、导线在玻璃片上连接成如图所示的装置，在四张滤纸上滴加稀硫酸直至全部润湿。下列叙述中正确的是()A锌片上有气泡，铜片溶解BZn片发生还原反应C电子都是从铜片经外电路流向锌片D该装置至少有两种形式的能量转换解析：选D锌、铜、稀硫酸构成原电池，锌为负极，铜为正极，正极上发生还原反应生成氢气，故A错误；锌为负极，发生氧化反应，故B错误；电子从锌极经外电路流向铜极，故C错误；该装置存在电能与化学能、电能与光能的转化，故D正确。4某学习小组的同学查阅相

4、关资料得到氧化性：Cr2OFe3，设计了如图所示的盐桥原电池。盐桥中装有含琼脂的饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是()A甲烧杯的溶液中发生还原反应B外电路的电流方向是从b极到a极C电池工作时，盐桥中的SO移向乙烧杯D乙烧杯中的电极反应式为2Cr37H2O6e=Cr2O14H解析：选B由于氧化性：Cr2OFe3，即Cr2O可以将Fe2氧化为Fe3，故在原电池中，Fe2失电子被氧化，则a极为负极；Cr2O得电子被还原，则b极为正极。Fe2失电子被氧化，即甲烧杯的溶液中发生氧化反应，A错误；外电路中电流由正极流向负极，即由b极流向a极，B正确；原电池中，阴离子移向负极，则SO移向甲烧杯，C错误；

5、乙烧杯中Cr2O得电子被还原，则电极反应式为Cr2O6e14H=2Cr37H2O，D错误。5一种新型的电池，总反应式为3Zn2FeO8H2O=2Fe(OH)33Zn(OH)24OH，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是()AZn极是负极，发生氧化反应B随着反应的进行，溶液的pH增大C电子由Zn极流出到石墨电极，再经过溶液回到Zn极，形成回路D石墨电极上发生的反应为FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH解析：选C根据电池总反应式，结合原电池的工作原理可知，锌作负极，发生氧化反应，A正确；根据电池总反应式可知，反应生成OH、消耗H2O，溶液的pH增大，B正确；根据原电池的工作原理，电子从Zn电

6、极流出，经外电路流向石墨，电子不能通过电解质溶液，C错误；负极的电极反应式为Zn2OH2e=Zn(OH)2，正极的电极反应式为FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH，D正确。6某原电池以银、铂为电极，用含Ag的固体作电解质，Ag可在固体电解质中自由移动。电池总反应式为2AgCl2=2AgCl。利用该电池可以测定空气中Cl2的含量。下列说法中错误的是()A空气中c(Cl2)越大，消耗Ag的速率越快B铂极的电极反应式为Cl22e2Ag=2AgClC电池工作时电解质中Ag总数保持不变D电子移动方向：银固体电解质铂解析：选Dc(Cl2)越大，反应速率越快，则消耗银的速率也越快，A正确；银比铂活泼，铂

7、作正极，Cl2在铂上得到电子发生还原反应生成Cl，再与电解质中的Ag结合，电极反应式为Cl22e2Ag=2AgCl，B正确；根据电池总反应式可知，电解质中Ag总数保持不变，C正确；原电池中，电子从负极经过外电路的导线流向正极，电子不能通过电解质，故电子移动方向应是银外电路导线铂，D错误。7最近科学家研制的一种新型“微生物电池”可以将污水中的有机物转化为H2O和CO2，同时产生电能，其原理示意如图。下列有关该电池的说法中正确的是()A氧化银电极上的反应为Ag2O2e=2AgO2B石墨电极上的反应为C6H12O66H2O24e=6CO224HC每转移4 mol电子，氧化银电极产生22.4 L CO

8、2气体(标准状况)D每30 g C6H12O6参与反应，有4 mol H经质子交换膜进入正极区解析：选DC6H12O6在微生物作用下转化为CO2和H2O，C6H12O6被氧化，即石墨电极为负极，氧化银电极为正极，Ag2O发生得电子的还原反应，电极反应式为Ag2O2H2e=2AgH2O，故A错误；石墨电极为负极，C6H12O6在负极发生失电子的氧化反应：C6H12O66H2O24e=6CO224H，故B错误；根据负极的电极反应式可知，每转移4 mol电子，石墨电极产生22.4 L CO2(标准状况)，故C错误；30 g C6H12O6的物质的量为 mol，根据B项负极的电极反应式可知，每30 g

9、 C6H12O6参与反应，有4 mol H经质子交换膜进入正极区，故D正确。8新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图，该电池总反应方程式为NaBH44H2O2=NaBO26H2O。下列有关说法中正确的是()A电池正极区的电极反应为BH8OH8e=BO6H2OB电极B为负极，纳米MnO2层的作用是提高原电池的工作效率C放电过程中，Na从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗1 L 6 molL1 H2O2溶液，理论上流过电路中的电子数为12NA解析：选D根据图示知，B电极上H2O2得电子生成OH，所以B电极是正极，发生的电极反应为H2O22e=2OH，故A、B错误；根据同种电荷

10、相互排斥、异种电荷相互吸引的原则，放电时，阳离子向负电荷较多的正极移动，阴离子向正电荷较多的负极移动，所以Na从负极区向正极区迁移，故C错误；在电池反应中，每消耗1 L 6 molL1 H2O2溶液，消耗H2O2的物质的量为6 mol，根据H2O22e=2OH知，理论上流过电路中的电子数为6 mol2NA mol112NA，故D正确。9自然界中金属硫化物之间存在原电池反应。如图所示装置中电极为方铅矿(PbS)，电极为含有方铅矿的硫铁矿，当有电解质溶液按如图所示方向流经该装置时，电流表指针偏转。若电极质量不断减少，a处溶液中加入KSCN溶液未出现红色，加入CuSO4溶液未出现黑色沉淀。下列有关说

11、法中正确的是()A工业上利用该原理富集铁B电极作正极C溶液流经该装置后pH增大D该装置负极的电极反应式为FeS215e8H2O=Fe32SO16H解析：选A电极质量不断减少，说明电极为负极，a处溶液中加入KSCN溶液未出现红色，说明溶液中不存在Fe3，加入CuSO4溶液未出现黑色沉淀，说明溶液中不存在S2，则在该原电池中硫铁矿溶解生成Fe2和SO。根据上述分析，通过该装置，硫铁矿溶解生成Fe2，可以富集铁，故A正确；根据上述分析，电极作负极，故B错误；该装置负极的电极反应式为FeS214e8H2O=Fe22SO16H，反应生成H，则溶液流经该装置后pH减小，故C、D错误。10应用电化学原理，回

12、答下列问题。(1)上述三个装置中，负极反应物化学性质上的共同特点是_。(2)甲中电流计指针偏移时，盐桥(装有含琼脂的KCl饱和溶液)中离子移动的方向是_。(3)乙中正极反应式为_；若将H2换成CH4，则负极反应式为_。(4)丙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，要将外接电源的负极与铅蓄电池_极相连接。(5)应用原电池反应可以探究氧化还原反应进行的方向和程度。现连接如图装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)，进行实验：.K闭合时，指针偏移。放置一段时间后，指针偏移减小。.随后向U形管左侧逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液，发现电流表指针的变化依次为偏移减小回到零点逆向偏移。实验中银作_极。综合

13、实验、的现象，得出Ag和Fe2反应的离子方程式是_。解析：(1)负极反应物中有元素化合价升高，发生氧化反应，相应物质本身具有还原性，即负极反应物化学性质上的共同特点是易失电子被氧化，具有还原性。(2)原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则盐桥中的钾离子会移向硫酸铜溶液，氯离子移向硫酸锌溶液。(3)乙中装置为碱性氢氧燃料电池，正极上氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O24e2H2O=4OH；若将H2换成CH4，则负极反应式为CH48e10OH=CO7H2O。(4)丙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，要将负极中的硫酸铅变成单质铅，发生还原反应，所以应作电解池的阴极，则与

14、电源的负极相连。(5)亚铁离子失电子发生氧化反应，所以石墨电极作负极，银作正极；综合实验、的现象，可知Ag和Fe2的反应可逆，故得出Ag和Fe2反应的离子方程式：Fe2AgFe3Ag。答案：(1)易失电子被氧化，具有还原性(2)钾离子移向硫酸铜溶液、氯离子移向硫酸锌溶液(3)O24e2H2O=4OHCH48e10OH=CO7H2O(4)负(5)正Fe2AgFe3Ag11某兴趣小组做如下探究实验：(1)图为依据氧化还原反应设计的原电池装置，该反应的离子方程式为_。反应前，两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，则导线中通过_ mol电子。(2)如图，其他条件不变，若将CuCl2溶液换

15、为NH4Cl溶液，石墨电极的反应式为_，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：_。(3)如图，其他条件不变，将图中的盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n形，则乙装置中石墨(1)为_(填“正”“负”“阴”或“阳”)极，乙装置中与铜丝相连的石墨(2)电极上的电极反应式为_。(4)将图乙装置中的CuCl2溶液改为400 mL CuSO4溶液，一段时间后，若电极质量增重1.28 g，则此时溶液的pH为_(不考虑反应中溶液体积的变化)。解析：(1)Fe是活性电极，失电子被氧化生成Fe2，石墨是惰性电极，溶液中的Cu2在石墨电极得电子被还原生成Cu，故该原

16、电池反应为FeCu2=Fe2Cu。工作过程中，Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2，铁电极质量减少；石墨作正极，电极反应式为Cu22e=Cu，石墨电极质量增加；设两电极质量相差12 g时电路中转移电子为x mol，则有x mol56 gmol1x mol64 gmol112 g，解得x0.2。(2)NH4Cl溶液中NH会发生水解反应：NHH2ONH3H2OH，使溶液呈酸性，故石墨电极(即正极)上发生的反应为2H2e=H2。(3)其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n形，则甲装置为原电池，Fe作负极，Cu作正极；乙装置为电解池，则石墨(1)为阴极，石墨(2)为阳极，溶液中的Cl在阳

17、极放电生成Cl2，电极反应式为2Cl2e=Cl2。(4)若将乙装置中的CuCl2溶液改为400 mL CuSO4溶液，电解CuSO4溶液的总反应方程式为2CuSO42H2O2H2SO42CuO2，当电极质量增加1.28 g(即析出0.02 mol Cu)时，生成0.02 mol H2SO4，则c(H)0.1 molL1，pHlg 0.11，故此时溶液的pH为1。答案：(1)FeCu2=Fe2Cu0.2(2)2H2e=H2酸性NHH2ONH3H2OH(3)阴2Cl2e=Cl2(4)112(1)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图1，石墨为电池的_极；该电池在使用过程中石墨电极上生成氧化物Y，其电极反应式为_。(2)化学家正在研究尿素动力燃料电池。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图3所示：回答下列问题：电池中的负极为_(填“甲”或“乙”)，甲的电极反应式为_，电池工作时，理论上每净化1 mol尿素，消耗O2的体积(标准状况下)约为_L。解析：(1)该燃料电池中，正极上通入O2，石墨为正极，电极反应式为O22N2O54e=4NO，