适用于新高考新教材浙江专版2025届高考化学一轮总复习第6章化学反应与能量作业23原电池化学电源新人教版

作业23原电池化学电源

A组基础达标1.(2024·广东卷)负载有Pt和Ag的活性炭,可选择性去除Cl-实现废酸的纯化,其工作原理如图。下列说法正确的是()A.Ag作原电池正极B.电子由Ag经活性炭流向PtC.Pt表面发生的电极反应:O2+2H2O+4e-4OH-D.每消耗标准状况下11.2L的O2,最多去除1molCl-2.(2024·浙江新鳌中学段考)以甲烷燃料电池为电源电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的工作原理如图所示,下列叙述错误的是()A.燃料电池通入氧气的电极接电解池的Y电极B.N室中:a%<b%C.Ⅰ、Ⅲ膜为阳离子交换膜,Ⅱ膜为阴离子交换膜D.理论上每生成1mol产品,需消耗甲烷的体积为2.8L(标准状况)3.(2024·浙江温岭温中双语学校检测)某种氢燃料电池的内部结构如图,下列说法正确的是()A.左侧电极是负极,发生还原反应B.右侧电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-C.当有0.1mol电子通过导线时,左侧消耗标准状况下1.12L气体D.电子由a极流出经用电器达到b极,再由b极经电解质溶液流回a极形成闭合回路4.(2024·浙江元济中学段考)磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性,具有较长的循环寿命,放电时的反应为LixC6+Li1-xFePO46C+LiFePO4,某磷酸铁锂电池的切面如图所示。下列有关说法错误的是()A.放电时,Li+脱离石墨,经电解质嵌入正极B.充电时的阳极反应为LiFePO4-xe-Li1-xFePO4+xLi+C.充电时电子从电源经铝箔流入正极材料D.若初始两电极质量相等,放电过程中当转移NA个电子时,两电极的质量差为28g5.(2024·浙江瑞安中学段考)某公司推出一款铁—空气燃料电池,其装置放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是()A.放电时,M为正极B.放电一段时间,KOH溶液浓度不变C.充电时,N极的电极反应式中包括:Fe2O3+H2O+2e-2FeO+2OH-D.放电时,K+从M移向N6.(2024·浙江瓯海一中段考)如图所示是一种可实现氢气循环利用的新型电池的放电工作原理。下列说法正确的是()A.放电时,M电极的电势低于N电极B.充电过程中Na+由右池通过交换膜向左池移动C.放电时,N极电极反应式为H2+2OH--2e-2H2OD.若用铅酸蓄电池作为电源充电,M电极连接铅酸蓄电池的铅电极7.(2024·浙江衢州、丽水、湖州高三一模)一种检测空气中甲醛含量的电化学传感器的工作原理如图所示。下列说法正确的是()A.工作时,电能转化为化学能B.工作时,工作电极电势低,发生还原反应C.工作时,电子由工作电极通过导线转移到对电极,再经过电解质溶液回到工作电极D.工作时,对电极区的电极反应为O2+4e-+4H+2H2OB组综合提升8.(2024·浙江海亮中学检测)我国科学家正在探讨一种可充电Na—Zn双离子电池体系(如图)。下列说法不正确的是()A.闭合K1时,锌电极为电池负极B.闭合K2时,装置中的电能转化为化学能C.放电时,每转移0.2mol电子,负极区电解质溶液质量增加6.5gD.充电时,阳极反应式为Na0.6MnO2-xe-Na0.6-xMnO2+xNa+9.(2024·浙江杭州高三一模)难溶电解质的溶度积Ksp难以被干脆测量,依据溶液中相关离子浓度会对电池的电动势产生影响,可通过设计原电池将Ksp测出。某探讨小组设计了下图所示的电池装置,已知该电池的电动势E=0.0592×lgc(Ag+)正极c(Ag下列说法不正确的是()A.电流方向是B→AB.该离子交换膜是阴离子交换膜C.Ksp(AgCl)≈1.82×10-9D.增大AgNO3溶液浓度会增大电池的电动势10.(教材选择性必修1第四章第一节教材内容改编)甲醇燃料电池可使甲醇作燃料时的能量转化更高效,某种甲醇燃料电池的工作原理如图所示,其电极反应如下:2CH3OH+2H2O-12e-12H++2CO2,3O2+12H++12e-6H2O。(1)电极A的名称是(填“正极”或“负极”);甲醇从(填“b”或“c”)处通入。

(2)甲醇燃料电池供电时的总反应方程式为。

(3)当该装置消耗64g甲醇时,转移电子的数目为;若这部分电子全部用于电解水,理论上可产生标准状况下氢气L。

作业23原电池化学电源1.BO2在Pt极得电子发生还原反应,Pt为正极,Ag失电子发生氧化反应,Ag为负极,A错误;电子由负极Ag经活性炭流向正极Pt,B正确;溶液为酸性,故Pt表面发生的电极反应为O2+4H++4e-2H2O,C错误;每消耗标准状况下11.2L的O2,转移电子2mol,Ag-e-+Cl-AgCl,故最多去除2molCl-,D错误。2.A由题图知,原料室中的[B(OH)4]-通过Ⅱ膜进入产品室,M室中氢离子通入Ⅰ膜进入产品室,H+与[B(OH)4]-结合得到H3BO3;原料室中的Na+通过Ⅲ膜进入N室;N室中石墨为阴极,电解时阴极上水得电子生成H2和OH-,溶液中c(NaOH)增大。燃料电池通入氧气的电极为正极,接电解池的阳极,而N室中石墨为阴极,即Y电极为阴极,A错误;N室中石墨为阴极,电解时阴极上水得电子生成H2和OH-,原料室中的钠离子通过Ⅲ膜进入N室,溶液中c(NaOH)增大,所以N室:a%<b%,B正确;原料室中的[B(OH)4]-通过Ⅱ膜进入产品室,M室中氢离子通入Ⅰ膜进入产品室,原料室中Na+通过Ⅲ膜进入N室,则Ⅰ、Ⅲ膜为阳离子交换膜,Ⅱ膜为阴离子交换膜,C正确;理论上每生成1molH3BO3,则M室中就有1mol氢离子通过Ⅰ膜进入产品室即转移1mol电子,消耗1molCH4转移8mol电子,则转移1mol电子应当消耗18molCH4,标准状况下为2.3.C由电子流淌方向,可确定a电极为负极,b电极为正极。左侧电极是负极,发生氧化反应,A不正确;右侧电极反应式为O2+4H++4e-2H2O,B不正确;当有0.1mol电子通过导线时,左侧消耗H20.05mol,标准状况下体积为1.12L,C正确;电子只能沿导线流淌,不能经过电解质溶液,所以电子不能由b极经电解质溶液流回a极,D不正确。4.C原电池放电时,电解质中阳离子移向正极,即Li+脱离石墨,经电解质嵌入正极,A正确;放电时,正极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-LiFePO4,充电时,原电池的正极与外加电源正极相接是阳极,反应为LiFePO4-xe-Li1-xFePO4+xLi+,B正确;充电时电子从外电源负极→阴极、阳极→电源正极,即充电时电子从电源经铜箔流入负极材料,C错误;依据电子守恒可知,放电过程中当转移2NA个电子时,每个电极Li+的物质的量的变更为2mol,若初始两电极质量相等,则两电极的质量差为2mol×7g·mol-1×2=28g,D正确。5.D由图可知,放电时,N极Fe失电子为负极,则M极为正极,充电时,N极为阴极,M极为阳极。Fe为活泼金属,放电时被氧化,所以N为负极,O2被还原,所以M为正极,A正确;放电过程中的总反应为Fe与O2反应得到Fe的氧化物,所以KOH溶液的浓度不变,B正确;充电时,N极为阴极,铁的氧化物被还原,包括Fe2O3+H2O+2e-2FeO+2OH-,C正确;原电池中阳离子移向正极,则放电时,K+从N移向M,D错误。6.C由图可知,放电时N极是负极,氢气失电子,M极是正极,所以M极的电势高于N极,A项错误;充电时M电极为阳极,所以Na+由左池通过交换膜向右池移动,B项错误;放电时N极是负极,氢气失电子,碱性溶液中电极反应式为H2+2OH--2e-2H2O,C项正确;充电时,M极为阳极,与电源正极相连,即与铅酸蓄电池的二氧化铅电极相连接,D项错误。7.D该装置为化学电源,通氧气一极为正极,通甲醛一极为负极。该装置为原电池,电源工作时将化学能转化为电能,A错误;工作电极为负极,对电极为正极,工作电极发生氧化反应,B错误;电子从负极经外电路流向正极,即工作时,电子从工作电极经导线流向对电极,但电子不经过电解质溶液,C错误;工作时,工作电极生成的H+通过质子交换膜到达对电极旁边,对电极区氧气得电子生成水,电极反应为O2+4e-+4H+2H2O,D正确。8.C闭合K1时,该装置为原电池,锌电极为负极,A正确;闭合K2时,该装置为电解池,电解池是将电能转化为化学能,B正确;放电时,装置为原电池,负极发生反应:Zn-2e-+4OH-[Zn(OH)4]2-,每转移0.2mol电子,负极区由Zn失去电子生成0.1mol[Zn(OH)4]2-,同时有0.2molNa+通过阳离子交换膜到正极,故负极区电解质溶液质量增重0.1mol×65g·mol-1-0.2mol×23g·mol-1=1.9g,C错误;充电时,阳极失电子,Mn的化合价上升,反应式为Na0.6MnO2-xe-Na0.6-xMnO2+xNa+,D正确。9.C依据原电池装置可知,A极为原电池负极,发生电极反应:Ag-e-+Cl-AgCl↓;B极为原电池正极,发生电极反应:Ag++e-Ag。依据分析可知A为原电池负极,B为原电池正极,电流方向:B→A,A正确;依据电荷守恒可知,电子沿着导线由A→B,则带负电荷的NO3-透过离子交换膜向A极移动,即该离子交换膜是阴离子交换膜,B正确;lgc(Ag+)正极c(Ag+)负极=0.340.0592≈5.74,c(Ag+)正极c(Ag+)负极≈105.74,c(Ag+)正极=10-2mol·L-1,则c(Ag+)负极≈10-7.74mol·L-1,Ksp(AgCl)=c(Ag+)负极·10.答案(1)正极c(2)2CH3OH+3O22CO2+4H2O(3)12NA或7.224×1024134.4解析(1)由原电池的工作原理图可知,电子由电极B流向电极A,则电极A作正极,电极B为负极;c处通入CH3OH