2023高考化学一轮复习原电池化学电源1(含解析)

原电池化学电源

李仕才

（考试时间：45分钟总分值：100分）

一、单项选择题：此题包括11小题，每题5分，共55分。

1.食品保鲜所用的“双吸剂”，是由复原铁粉、生石灰、氯化钠、炭粉等按一定比例

组成的混合物，可吸收氧气和水。以下分析不正确的选项是（）

A.“双吸剂”中的生石灰有吸水作用

B.“双吸剂”吸收氧气时，发生了原电池反响

C.吸收氧气的过程中，铁作原电池的负极

-+

D.炭粉上发生的反响为：02+4e+4H=2H20

答案：D

解析：铁粉、炭粉、Oz与电解质氯化钠构成原电池，B、C选项正确；中性溶液中反响

物中不能含有*或0H,但生成物中可含有酎或OH\I）选项错误。

2.如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐

和氯化镂溶液，各参加生铁块，放置一段时间。以下有关描述错误

选项是（）

A.生铁块中的碳是原电池的正极

B.红墨水柱两边的液面变为左低右高

C.两试管中相同的电极反响式是Fe—2e-=Fe”

D.a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀

答案：B

解析：Fe与C及电解质溶液形成原电池，Fe是负极：Fe-2e-=Fe2+,C是正极，在a

中发生吸氧腐蚀，a中压强减小，b中发生析氢腐蚀，b中压强增大，红墨水柱液面是左高

右低，应选B。此题考查钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀。

3.如下列图是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的选项是（)

f=^H,SO,注入口负极

封蜡

NH4CI.

溶液

MnOj+C犀酶

干电池示意图铅蓄电池示意图氢氧燃料电池示意图

A.上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池

B.干电池在长时间使用后，锌筒被破坏

C.铅蓄电池工作过程中，每通过2mol电子，负极质量减轻207g

D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

答案：C

解析：铅蓄电池负极反响为Pb—2e-+S0r=PbS0i,通过2mol电子时，，质量增加96g。

4.一种新型燃料电池，它以多孔锲板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙

烷和氧气，那么有关此电池推断正确的选项是（）

A.通入乙烷的电极为正极

B.参加反响的乙烷与氧气的物质的量之比为7：2

C.放电一段时间后，KOH的物质的量浓度减少

D.负极反响式为CA+6H2O-14e-=2C0r+18H+

答案：C

解析：乙烷燃烧的化学方程式为2c2H6+70?-40）2+640,在该反响中氧气得电子，乙

烷失电子，因此通入氧气的电极为正极，而通入乙烷的电极为负极，故A答案错误；反响中

参加反响的乙烷与氧气的物质的量之比应为2：7,故B答案错误；考虑到该电池是以K0H

为电解质溶液的，生成的C02会和K0H反响转化成K£0”反响中消耗KOH,KOH的物质的量

浓度减少，故C答案正确；由于该电池是以KOH溶液为电解液的，D答案中负极生成的H+

显然在溶液中是不能存在的，故D答案错误。考虑到电解质溶液的影响，此时该电池的总反

响式应为2C2H6+8K0H+702-4K2COs+10H，0,正极反响式为14HQ+702+28e-=280H（正

极氧气得电子，理论上形成。2一，但该粒子在水中不稳定，必须以形式存在），负极反响

式可用总反响式减去正极反响式得到：2GH6+360H—28e.=4C0厂+24HQ。

5.可用于电动汽车的铝一空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液,

铝合金为负极，空气电极为正极。以下说法正确的选项是（）

A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液时，正极反响都为。2+240+4“===40/

B.以NaOH溶液为电解质溶液时，负极反响为A1+30K—3e-===Al（0H）31

C.以NaOH溶液为电解质溶液时，电池在工作过程中电解质溶液的pH保持不变

D.电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极

答案：A

解析：正极&得电子，溶液显碱性或中性时，正极反响都为0；+2压0+4屋===401，A

项正确；铝作负极，在碱性溶液（NaOH）中的负极反响为Al+40/-3e-===A10F+2HOB项

错误：在碱性电解质溶液中总的电池反响式为4Al+302+40H-=4A10；+2H，0,溶液pH降

低，C项错误；电池工作时，电子从负极流向正极，D项错误。

6.氢氧燃料电池用于航天飞机，电极反响产生的水经冷凝后可作为航天员的饮用水，

其电极反响式如下：

负极：2H?+40H—41=440

--

正极：02+2H20+4e=40H

当得到1.8L饮用水时，电池内转移的电子数约为（）

A.1.8molB.3.6molC.100molD.200mol

答案：D

解析：?7（IbO）=------告=100mol

18g•mol

_

2H2+04e2=2H20

即每生成1mol40那么转移2mole\当生成100mol时，转移200mole\

7.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag20和Zn,

电解质溶液为KOH溶液，电极反响式为

Zn+20I-F-2e"=ZnO+H20

-

Ag20+H20+2e=2Ag+20ir

总反响式为AgaO+Zn=ZnO+2Ag

根据上述反响式，判断以下表达中正确的选项是（）

A.在使用过程中，电池负极区溶液的pH增大

B.在使用过程中，电子由AgQ经外电路流向Zn极

C.Zn是负极，AgQ是正极

D.Zn极发生复原反响，AgQ极发生氧化反响

答案：C

解析：（1）根据电极反响式可知Zn失电子被氧化而溶解，Ag?O得电子被复原，故Zn是

负极，AgQ是正极，所以C正确；（2）负极（即Zn极）在反响时消耗0H，那么负极区溶液的

pH应减小，故A错误；（3）发生原电池反响时，电子由负极经外电路到正极，即电子从Zn

极经外电路到AgQ极，故B错误：（4）在原电池中，负极发生氧化反响，正极发生复原反响，

故D错误。

8.铅蓄电池的示意图如下列图。以下说法正确的选项是（）

-+-

A.放电时，N为负极，其电极反响式为：Pb02+SO?+4H+2e=PbSOi+2H20

B.放电时，cOizSO"）不变，两极的质量增加3£

-PbbO]

C.充电时，阳极反响式为：PbS0l+2e=Pb+S0rj~|[-z

D.充电时，假设N连电源正极，那么该极生成PbO?

答案：D匕士十

解析：充电时，假设N连电源正极，那么该极为阳极，电极反响产物为PbO”1）正确。

9.据报道，我国拥有的完全自主产权的氢氧燃料电池车已在北京奥运会期间为运发动

提供了效劳。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，以下有关该电池的表达不正确的选项

是（）

A.正极反响式为02+2乩0+4屋=40日

B.工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变

C.该燃料电池的总反响方程式为2H2+02=2H20

D.用该电池电解CuCk溶液，产生2.24LCk（标准状况）时，有0.1mol电子转移

答案：D

解析：此题考查燃料电池的工作原理。氧气在正极发生复原反响，A正确；该燃料电池

中氢气与氧气反响生成水，KOH没有消耗，也没有生成，故KOH的物质的量不变，但其溶液

浓度变小，B正确；压和6反响生成水是该电池发生的反响，C正确；CuCl2-Cu+CLt,

--1

2C1—2e^C12t,/?（C12）—2.24L/22.4L,mol=0.1moLn（e~）=0.2mol,D错

误。

10.利用反响6N02+8NH3===7N2+12H20构成电池的装置如

下列图。此方法既能实现有效去除氮氧化物的排放，减轻环境

污染，又能充分利用化学能。以下说法正确的选项是（）

A.电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极

离子交换膜

B.为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜

C.电极A极反响式为2NH3—6e-===Nz+6H+

D.当有4.48LNO?被处理时，转移电子数为0.8儿

答案：B

11.有位科学家说：“甲烷是21世纪的新燃料。“甲烷作为燃料的用途之一就是用于制

作燃料电池。有科技工作者制造了一种甲烷燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入

甲烷，电解质是掺杂了Y2O3的ZrOz晶体，它在高温下能传导02\以下判断错误的选项是

（）

A.电池正极发生的反响：0z+4e-=20”

B.电池负极发生的反响：CH」+4O"-8e-=C02+2HQ

C.固体电解质里的02的移动方向：由正极流向负极

D.向外电路释放电子的电极：正极（即电子由正极流向负极）

答案：D

解析：因为放电时，电池正极发生复原反响（元素化合价降低），负极发生氧化反响（元

素化合价升高）。所以正极反响式是0z+4e-=2（r,负极反响式是CH,+40"-8e-=C02+

2H2。由上述电池的正、负极反响式可以看出：正极反响“源源不断”地产生0好，负极反

响要持续进行，那么需要“持续不断”的0"供应，故电池内O'-的移动方向是由正极流向

负极。电池的负极发生氧化反响，失去电子，故外电路电子从负极流出，所以D错误。

二、非选择题：此题包括4个小题，共45分.

11.（8分）关于铁生锈的机理有人提出如下步骤：

®Fe—2e=Fe2+；②H++e-=H；

2++

③4H+02=2HZ0；（4）4Fe+02+（4+2^H20=2Fe203•AH20+8H

根据以上过程，答复以下问题：

（1）根据以上机理，判断以下说法正确的选项是（）

A.以上锈蚀过程发生的是化学腐蚀

B.从锈蚀反响的最终结果看，水既是氧化剂，又是复原剂

C.反响的实质是氧气被复原，金属铁被氧化

D.从反响机理看，锈蚀过程发生的是析氢腐蚀

（2）某铁件需长期浸于水下，为了减少腐蚀，想采取以下措施，其中正确的有（）

A.给铁件钾上一些锌板

B.给铁件通入直流电，把铁件与电源正极连接

C.在制造铁件时，在铁中掺入一定比例的铜制成合金

D.在铁件外表涂上一层较厚的沥青

（3）现有质量为1000g的某铁件已在水下生锈，假设测知整个锈蚀过程中有6mol电

子发生转移，那么参加反响的曳在标准状况下的体积为一L,反响后铁件的质量为—晨铁

锈Fe2O3•册0中x值为1）.

答案：（DC（2分）（2）AD（2分）⑶33.6〔2分）106612分）

解析：（1）根据反响机理，将方程式叠加：①X4+②X8+③X2+④可得：

4Fe+30,+2AH20=2（Fe2O3•册0）

可知为吸氧腐蚀。

(2)保护铁不被腐蚀，可隔绝或采取牺牲阳极的阴极保护法。

(3)4Fe+302+2H20=2(Fe203•H20)转移电子

3X22.4L12mol

r(02)6mol

3M22.4LX6mol

HO2)-12mol=33.6L

由差值法得Ak"1辱W"=66g,故反响后铁件质量为1066g。

Izmol

12.(除标注外，每空2分，共12分)稀滨水和氯化铁溶液都呈黄色，现在足量的稀的

氯化亚铁溶液中，参加1〜2滴液漠，振荡后溶液呈黄色，现对溶液呈黄色的原因进行探究。

(1)仅限选用的仪器和试剂有烧杯、试管、玻璃棒、量筒、滴管、药匙；酸性高锦酸钾

溶液、氢氧化钠溶液、四氯化碳、硫氟化钾溶液、硝酸银溶液、淀粉碘化钾溶液。完成以下

实验探究过程：

【提出假设】

假设1：溶液呈黄色不是发生化学反响所致，是由溶液中的引起的(填微粒的

化学式，下同)。

假设2：溶液呈黄色是发生化学反响所致，是由溶液中的引起的。

【设计实验方案】

为了验证上述假设1和假设2的推断，请用简要的文字描述你的实验方案及实验中出现

的现象。

假设1：。

假设2：»

(2)根据高中所学的知识判断，你认为(填“假设1”或"假设2")的推断是正

确的；假设选用淀粉碘化钾溶液验证你的假设是否可行？(填“可行”或"不可

行“)。

(3)写出铁离子与碘离子反响的离子方程式：，并依据

该反响原理设计一种原电池，将原电池的装置示意图画在方框中。

r--------------------------------------------1

答案：(l)BmFe"向黄色溶液中参加适量CCL,振荡，静置，下层溶液呈橙红色向

黄色溶液中滴加儿滴KSCN溶液，溶液变为红色(1分)

(2)假设2不可行(1分)

(3)2r+2Fe3+=2Fe2++L

13.（9分）（1）常温下，将除去外表氧化膜的Al、Cu片插入浓HN03中组成原电池（图

1）,测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图2所示，反响过程中有红棕色气体产生。

0—力时，原电池的负极是A1片，此时，正极的电极反响式是

溶液中的H+向—极移动，匕时，原电池中电子流动方向

发生改变，其原因是o

（2）FeS0,在一定条件下可制得FeSz（二硫化亚铁）纳米材料。该材料可用于制造高容量锂

电池，电解质为熔融的K2S,电池放电时的总反响为4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正极反响式

是O

答案：（l）2H++N0；+e-=N02t+HQ〔3分）正（1分〕A1在浓硝酸中发生钝化,

氧化膜阻止了A1进一步反响（2分）

-2-

（2）FeSz+4e=Fe+2S（3分）

解析：（1）常温下铝可以被浓硝酸钝化；（2）正极得电子，化合价降低，从总方程式可

以看出，正极的反响物应为FeS”产物为Fe和S'-

14.（每空2分，共16分）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。以下列

图为电池示意图，该电池电极外表镀了一层细小的伯粉，销吸附气体的能力强，性质稳定。

请答复：

（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是,在导线中电子流动方向为

________（用a、b表示）。

（2）负极反响式为。

（3）电极外表镀伯粉的原因为.

（4）该电池工作时，压和“连续由外部供应，电池可连续不断地提供电能。因此，大量

平安储氢是关键技术之一。

金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：

I.2L