高考能力测试步步高化学基础训练30：原电池原理及其应用

高考能力测试步步高化学基础训练30基础训练30原电池原理及其应用（时间60分钟赋分100分）●训练指要本训练点的内容是历年高考的重中之重，考查的主要内容有：原电池的电极名称及电极反应式，对几种化学电源的电极反应式的认识和书写，原电池原理的应用。其中原电池原理及有关计算是高考的命题热点。一、选择题(每小题5分，共45分）1.（2022年春季高考理综题）家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2↓＋O2＋4e－===4OH－－3e－===Fe3＋2.(2000年上海高考题）随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是A.利用电池外壳的金属材料B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子污染土壤和水源C.不使电池中渗出的电解液腐蚀其他物品D.回收其中的石墨电极3.铁棒与石墨棒用导线连接后浸入mol·L－1的食盐溶液中，可能出现的现象是A.铁棒附近产生OH－ B.铁棒被腐蚀C.石墨棒上放出Cl2 D.石墨棒上放出O24.某原电池总反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不能实现该反应的原电池组成是A.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液B.正极为碳，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液C.正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液D.正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液5.生物体中细胞膜内的葡萄糖，细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池，下列有关判断正确的是A.负极发生的电极反应可能是：O2－4e－＋2H2O===4OH－B.正极发生的电极反应可能是：O2－4e－===2O2－C.负极反应主要是C6H12O6生成CO2或HCOD.正极反应主要是C6H12O6生成CO2或CO6.以下现象与电化腐蚀无关的是A.黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿B.生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈C.铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D.银制奖牌久置后表面变暗7.锂电池是新一代的高能电池，它以质轻、能高而受到普遍重视，目前已经研制成功了多种锂电池。某种锂电池的总反应可表示为：Li＋MnO2===LiMnO2。若该电池提供5库仑（C）电量（其他损耗忽略不计），则消耗的正极材料的质量约为（式量Li:7;MnO2:87,电子电量取×10－19C）g ×10－4gg g8.据报道，美国正在研究的新电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，它具有容量大等优点，其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述正确的是A.锌为正极，空气进入负极反应B.负极反应为Zn－2e－===Zn2＋C.正极发生氧化反应D.电解液肯定不是强酸9.将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，即构成CH4燃料电池。已知通入CH4的一极，其电极反应式是：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O;通入O2的另一极，其电极反应是：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，下列叙述不正确的是A.通入CH4的电极为负极B.正极发生氧化反应C.燃料电池工作时溶液中的阴离子向负极移动D.该电池使用一段时间后应补充KOH二、非选择题（共55分）10.（10分）如右图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液。（1）片刻后可观察到的现象是（指悬吊的金属圈）。A.铁圈和银圈左右摇摆不定B.保持平衡状态不变C.铁圈向下倾斜D.银圈向下倾斜（2）产生上述现象的原因是。11.（10分）（2000年全国高考理综卷）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：阳极反应式：2CO＋2CO4CO2＋4e－阴极反应式：总电池反应式：12.（10分）（1）今有反应2H2＋O22H2O构成了燃料电池，则负极通的应是，正极通的应是。电极反应式为：负极，正极：。（2）如把KOH改为稀H2SO4做电解质，则电极反应式为：负极，正极。两电极附近溶液的pH各有何变化？（3）如把H2改为CH4、KOH做导电物质，则电极反应式为：负极，正极。13.（12分）下表数据是在某高温下，金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时，在金属表面生成氧化薄膜的实验记录：反应时间t/h1491625MgO层厚y/nmNiO层厚y′/nmB2b3b4b5b注：a和b均为与温度有关的常数。请填空回答：（1）金属高温氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生长速率来表示，其理由是。（2）金属氧化膜的膜厚y跟时间t所呈现的关系是（填“直线”“抛物线”“对数”或“双曲线”）：MgO氧化膜厚y属型，NiO氧化膜厚y′属型。（3）Mg与Ni比较，哪一种金属更具有耐腐蚀性，其理由是。14.（8分）电池在人们的日常生活、工农业生产、教学科研等各个方面具有广泛的应用。电池按不同的划分标准可以划分为不同的种类，应用最广泛的是电化学电池。（1）电化学电池能够把能转化为能。电化学电池的工作原理是的迁移扩散和电化学反应。下列属于电化学电池的有。①蓄电池②锌锰电池③充电电池④一次性电池（2）电化学电池的组成可以表示为：（－）负极材料‖A‖正极材料（＋）。A表示，离子在A中的电阻比电子在金属中的电阻。对于不漏电的电池电子在A中的电阻为。（3）1991年Sony公司首次推出商品化的锂离子电池，此后锂离子电池的厂家如雨后春笋般在全世界出现，锂离子电池的品种和数量也在逐年增加。锂离子电池的电压高，单个电池的电压是V，锂离子电池的正极材料是锂的过渡金属氧化物（例如LiCoO2)混以一定量的导电添加物（例如C）构成的混合导体，负极材料是可插入锂的碳材料。①锂在元素周期表中位于第周期，第主族。②锂离子电池所用的正负极材料都是不污染环境的无毒无害物质，属于绿色能源。而镉镍在生产过程中污染环境。（作为密封电池无毒无害可以放心使用）镉镍电池的有毒物质是，它作为电池的极。15.（5分）关于“电解氯化铜溶液时的pH变化”问题，化学界有以下两种不同的观点：pH与时间关系图观点一是：“理论派”认为电解氯化铜溶液后溶液的pH升高。观点二是：“实验派”经过反复、多次、精确的实验测定，证明电解氯化铜溶液时pH的变化如图曲线的关系。请回答下列问题：（1）电解前氯化铜溶液的pH处在A点位置的原因是（用离子方程式说明）。（2）“理论派”所持观点的理论依据是。（3）“实验派”的实验结论是。他们所述“精确实验”是通过确定的。（4）你持何种观点？你所持观点的理由是（从化学原理加以简述）。高考能力测试步步高化学基础训练30答案一、3.解析：本题结合原电池原理考查实验现象。Fe作负极：Fe－2e－===Fe2＋,C作正极：2H2O＋O2+4e－===4OH－。答案：B4.解析：本题要设计成原电池必须满足：①Fe作负极；②C、Pt或活动性比Fe弱的金属作正极；③电解质溶液中必须含Fe3+。答案：CD7.解析：正极反应MnO2+e－===MnO。则n(MnO2)=n(e－)=5C/×10－19C××1023mol－1),m(MnO2)=×10－3g。答案：C二、10.（1）D（2）加CuSO4溶液后，构成Fe—Ag原电池，Fe溶解，质量减小；Cu2＋在银圈上得电子，沉积在Ag上，质量增加+O2+4e－2CO2CO+O22CO212.(1)H2O22H2+4OH－－4e－===4H2OO2+2H2O+4e－===4OH－(2)2H2－4e－===4H+O2+4H++4e－===2H2O前者的pH变小，后者的pH变大。（3）CH4+10OH－－8e－===CO+7H2O4H2O+2O2+8e－===8OH－13.（1）反应速率可以用反应的消耗速率，也可以用产物的生成速率来表示（2）直线（y=）抛物线(y′=bt)（3）Ni它的