高考化学一轮复习 第18讲 原电池 化学电源作业-人教版高三化学试题

第18讲原电池化学电源

A组基础题组

L（2017北京昌平二模,6）下列电池工作时能量转化形式与其他三个不同的是（）

陆.

A.锌镒碱性电池B.硅太阳能电池C.氢燃料电池D.银锌纽扣电池

2.（2017北京房山期末,16）如图是利用微生物燃料电池处理工业含酚废水的原理示意图，下列说法不正

确的是（）

质

子

交

换

膜

A.该装置可将化学能转化为电能

B.溶液中I由a极移向b极

C.电极b附近的pH降低

D.电极a附近发生的反应是C6H60-28/+11H206co2+28H*

3.（2017北京海淀零模,12）我国科研人员以Zn和ZnMnC为电极材料,研制出一种水系锌离子电池。该电

池的总反应为xZn+Zm-xMnzCbtZnMnzOKOVxVl）。下列说法正确的是（）

A.ZnMnD是负极材料

B.充电时,Zn”向ZnMn204电极迁移

C.充电时，阳极反应：ZnMn204-xZn2*-2xe「ZnirMn2（）4

D.充、放电过程中，只有Zn元素的化合价发生变化

4.（2018北京海淀期末）下图所示为锌铜原电池。下列叙述中，正确的是（）

A.盐桥的作用是传导离子

B.外电路电子由铜片流向锌片

C.锌片上的电极反应式为Zn2++2e-Zn

D.外电路中有0.2mol电子通过时,铜片表面增重约3.2g

5.（2017北京西城期末,8）利用下图所示装置可以将温室气体CO?转化为燃料气体CO。下列说法中，正确

的是（）

质子交换膜

A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程

B.电极a表面发生还原反应

C.该装置工作时,H，从b极区向a极区移动

D.该装置中每生成1molCO,同时生成1mol02

6.（2016北京理综,26）用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（N°!）已成为环境修复研究的热点之一。

（l）Fe还原水体中N°3的反应原理如下图所示。

Fe,O,（疏松、能导电）

①作负极的物质是.

②正极的电极反应式是.

⑵将足量铁粉投入水体中，经24小时测定N°g的去除率和pH,结果如下:

初始pHpH=2.5pH=4.5

N°3的去除率接近100%<50%

24小时pH接近中性接近中性

铁的最终物质

形态

pH=4.5时,N°g的去除率低。其原因是。

⑶实验发现:在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时,补充一定量的Fe"可以明显提高N°!的去除

率。对Fe?+的作用提出两种假设：

I.Fe"直接还原N°：;

II.Fe"破坏FeO(OH)氧化层。

①做对比实验,结果如下图所示。可得到的结论是。

用

、

春

健

-HO4

Z

pH=4.5(其他条件相同)

②同位素示踪法证实Fe"能与FeO(OH)反应生成Fe304o结合该反应的离子方程式,解释加入Fe"提高N°3

去除率的原因:

⑷其他条件与(2)相同，经1小时测定N°：的去除率和pH,结果如下:

初始pHpH=2.5pH=4.5

N0!的去除率约10%约3%

1小时pH接近中性接近中性

与(2)中数据对比,解释(2)中初始pH不同时,N°!去除率和铁的最终物质形态不同的原

因:

B组提升题组

7.(2017北京丰台二模,11)混合动力汽车(HEV)中使用了馍氢电池，其工作原理如图所示:

电动机

NiOOH

Ni(OH)2

其中M为储氢合金,MH为吸附了氢原子的储氢合金,KOH溶液作电解液。关于镶氢电池,下列说法不正确

的是（）

A.充电时，阴极附近pH降低

B.电动机工作时溶液中Off向甲移动

C.放电时正极反应式为NiOOH+H2O+eNi（0H）2+0H

D.电极总反应式为MH+NiOOHM+Ni（OH）z

8.（2018北京朝阳期末）微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品，图1为

其工作原理，图2为废水中旧02,浓度与去除率的关系。下列说法不正确的是（）

A.M为电源负极,有机物被氧化

B.电池工作时,N极附近溶液pH增大

八

u2■

C.处理1molCr27时有6molH*从交换膜左侧向右侧迁移

2

D.Cr2°7浓度较大时,可能会造成还原菌失活

9.(2018北京海淀期末)实验小组探究铝片作电极材料时的原电池反应,设计下表中装置进行实验并记

录。

【实验1】

装置实验现象

r©7L

1,Al左侧装置电流计指针向右偏转,灯泡亮

干电池灯泡

右侧装置电流计指针向右偏转,镁条、铝条表面产生无色气泡

mol•唱k酸

⑴实验1中，电解质溶液为盐酸,镁条作原电池的极。

【实验2】

将实验1中的电解质溶液换为NaOH溶液进行实验2o

(2)该小组同学认为,此时原电池的总反应为2Al+2Na0H+2H202NaA102+3H2f,据此推测应该出现的实验现

象为o

实验2实际获得的现象如下：

装置实验现象

i.电流计指针迅速向右偏转,镁条表面无气泡,铝条表面有气泡

AM

ii.电流计指针逐渐向零刻度恢复,经零刻度后继续向左偏转。镁条表面开始时无明显现

Il-

1mL-'NaOH溶液象,一段时间后有少量气泡逸出,铝条表面持续有气泡逸出

(3)i中铝条表面放电的物质是溶解在溶液中的O2,则该电极反应式为

(4)ii中“电流计指针逐渐向零刻度恢复”的原因

是o

【实验3和实验4】

为了排除Mg条的干扰，同学们重新设计装置并进行实验3和实验4,获得的实验现象如下：

编号装置实验现象

实验电流计指针向左偏转。铝条表面有气泡逸出，铜片没有明显现象;约10分钟后,铜片

3表面有少量气泡产生,铝条表面气泡略有减少

1mol-L-'NaOH溶液

实验电流计指针向左偏转。铝条表面有气泡逸出,铜片没有明显现象;约3分钟后,铜片

4表面有少量气泡产生,铝条表面气泡略有减少

⑸根据实验3和实验4可获得的正确推论是(填字母序号)-

A.上述两装置中,开始时铜片表面得电子的物质是02

B.铜片表面开始产生气泡的时间长短与溶液中溶解氧的多少有关

C.铜片表面产生的气泡为出

D.由“铝条表面气泡略有减少”能推测在铜片表面得电子

(6)由实验厂实验4可推知,铝片作电极材料时的原电池反应与

等因素有关。

答案精解精析

A组基础题组

1.BA项,锌锦碱性电池可将化学能转化成电能;B项,硅太阳能电池可将太阳能转化为电能;C项,氢燃料

电池可将化学能转化成电能;D项,银锌纽扣电池可将化学能转化成电能。

2.CA项，该装置是原电池，可将化学能转化为电能;B项，放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，根据

电子流向知,a是负极、b是正极,所以溶液中H*由a极移向b极;C项,b电极上氧气得电子和氢离子反应

生成水,导致溶液中氢离子浓度降低,溶液的pH升高;D项，电极a上苯酚失电子和水反应生成二氧化碳和

+

氢离子，电极反应式为C6H60-28e-+llH206C02+28Ho

3.CA项，锌失电子发生氧化反应,所以锌是负极材料;B项，电解池内部阳离子向阴极移动，而可充电电

池充电时，阴极是原电池的负极，所以Zr?+向锌电极迁移;C项，电解池中阳极发生氧化反应，所以阳极的电

2+-

极反应为ZnMn204-xZn-2xeZni-xMn204;D项,充、放电过程中锌元素与镒元素的化合价均发生变化。

4.AA项,盐桥的作用是传导离子,形成闭合回路;B项,锌片作负极,铜片作正极,外电路的电子由锌片流

向铜片;C项,锌片作负极，电极反应式是Zn-2e「Zn2+；D项,铜片作正极，电极反应式是Cu"+2e-Cu,电路中通

过0.2mol电子,正极生成0.1mol铜，即铜片表面增重6.4go

5.AA项,根据图示可知,该过程是将太阳能转化为化学能的过程;B项,在电极a表面水转化为氧气,氧

元素的化合价升高,发生氧化反应；C项,a为负极,b为正极,4从a极区向b极区移动;D项，根据得失电子

1

守恒可知，该装置中每生成1molCO,同时生成2moi02o

6.答案(1)①Fe

H

②N03+8e-+10H，N4+3H20

(2)FeO(OH)不导电，阻碍电子转移

(3)①本实验条件下,Fe"不能直接还原N°g;在Fe和Fe?+共同作用下能提高N°!去除率

+

②Fe"+2FeO(OH)Fe304+2H,Fe”将不导电的FeO(0H)转化为可导电的FesOa,利于电子转移

(4)初始pH低时,产生的Fe"充足;初始pH高时,产生的Fe?+不足

解析(1)由图示可知,Fe失去电子作负极,N°3在正极发生反应转化为NH；：N°3+8e-+10H+NH；+3HZO。

(4)初始pH低时,产生的Fe”充足,能有效防止FeO(OH)的生成。

B组提升题组

7.AA项,充电时阴极发生还原反应，电极反应式为M+HeO+elffl+Oir,pH升高;B项，电动机工作时是原电池,

溶液中氢氧根离子向负极即甲电极迁移;C项,正极得电子发生还原反应，电极反应式为

--

Ni00H+H20+eNi(0H)2+0H?D项,放电过程的正极反应式为Ni00H+H20+eNi(0H)2+0H；负极反应式为

-

MH-e+OHM+H2O,则电池总反应为MH+NiOOHM+Ni(0H%。

-+3+

8.CC项,正极的电极反应式为Cr2°7+6e+14H2Cr+7H20,即处理1molCr2°7需要14molH*从交换

膜左侧向右侧迁移。

9.答案(1)负

⑵指针向左偏转,镁条表面产生无色气泡

--

⑶02+2H20+4e40H

(4)Mg放电后生成Mg(OH)2附着在镁条表面，使Mg的放电反应难以发生,导致指针归零或随着反应的进行,

铝条周围溶液中溶解的Oz逐