2022届高考化学一轮复习规范练17原电池化学电源（含解析）

原电池化学电源

（时间:45分钟满分：100分）

一、选择题（本题共8小题,每小题6分，共48分。每小题只有一个选项符合题目要求）

1.电化学气敏传感器可用于监测环境中NH：,的含量,其工作原理如图所示,其中NL被氧化为常见无毒物质。

下列说法错误的是（）。

A.溶液中0H向电极a移动

B.电极b上发生还原反应

C.负极的电极反应式为2NH3+60H-6e=^'2+6H20

D.理论上反应消耗的NL与的物质的量之比为3:4

答案:|D

瓯］电极a上NH,发生氧化反应生成N2,则电极a为负极，电极b为正极,原电池中，阴离子向负极移动，故

A项正确；电极b为正极,正极上发生还原反应,B项正确；负极上NH3失电子生成N,和H。电极反应式为

2NHa+60H-6e^^^2+6H-0,C项正确;由电池反应4加3+3。2=22+640可知,理论上反应消耗的NH,与02的物

质的量之比为4：3,D项错误。

2.人工光合作用能够借助太阳能,用C0?和IL0制备化学原料。科学家用氮化钱材料与铜组装如图所示的人

工光合系统,成功地实现了以C02与HzO合成CH.,下列说法错误的是（）。

01CH,

太

阳

光

H

质子交换膜

A.GaN表面发生氧化反应,有Oz产生

B.相同条件下,生成的02和CH,体积比为2:1

C.产生22.4L0?时，电解液中H'从右向左迁移4g

D.Cu表面的电极反应式为C02+8H1+8e=CH1+2HQ

答案:|c

薜而根据题给装置图中电子的流向可确定GaN电极为负极,发生反应:4HQ-8e=8H*+20zt,GaN表面发生

氧化反应,A项正确;Cu电极的电极反应式为C02+8H+8e=CH,+2H20,根据得失电子守恒知,相同条件下生

成乌和CH,的体积比为2：1,B、D项正确;没有给出气体所处的状态，不能用标准状况下的气体摩尔体积进

行计算,且电解液中H,从左向右迁移,C项错误。

3.科学家最新开发的一种新原理二次电池的能量密度是现行锂电池的7倍,该电池结构如图所示,下列有关

说法正确的是()。

A.电池放电时,Li'向负极移动

B.电池放电时,正极的电极反应式为2Li+Li202+2e

C.电池充电时,Li电极应与外电源的正极相连

D.电池系统内进入二氧化碳和水对电池性能不会产生影响

答案:|B

解析原电池中LV向正极移动,A项错误;正极得电子,故电极反应式为2L1+Li2O2+2e=2Li。B项正

确;Li是活泼金属,放电时作负极，充电时作阴极,接外电源的负极,C项错误;CO2或进入电池后会直接与

Li、SO2或Li20反应,故对电池有影响,D项错误。

4.一种太阳能电池的工作原理如图所示，电解质为铁氨化钾和亚铁氟化钾的混合溶液，下列说法不正确的

是()。

催

催

太

化

化

阳

3

剂

剂

光a[Fe(CN)J*-[Fe(CN)J-b

A.不移向催化剂b

4

B.催化剂a表面发生的化学反应：[Fe(CN)6]-e=[Fe(CN)6r-

C.[Fe(CN”『在催化剂b表面被氧化

D.电解质溶液中的[Fe(CN)J和[Fe(CN)6r的浓度基本保持不变

答案:|c

瓯]由题图可知，电子从负极流向正极,则a为负极,b为正极。b为正极,则K，移向催化剂b,A项正确;a

为负极,发生氧化反应,则催化剂a表面发生反应：[Fe(CN)J'-e-[FeGN")B项正确;b上发生还原反

应，电极反应为[Fe(CN)6]»+e-[Fe(CN)6]",[Fe(CN”『-在催化剂b表面被还原,C项错误；由B、C中的电

极反应可知,二者以1：1相互转化，电解质溶液中[Fe(CN)6『和[Fe(CN”『浓度基本保持不变,D项正确。

02/8

5.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为Li-CoOz+LiQ-LiCo02+C6（水1）。下

列关于该电池的说法不正确的是（）0

A.放电时,Li'在电解质中由负极向正极迁移

B.放电时，负极的电极反应式为Lii+Ce

C.充电时，若转移1mole,石墨（Ce）电极将增重7xg

D.充电时，阳极的电极反应式为LiCoO「xe^=LiiXOOS+AIJ

答案:|c

解析:|A项,原电池中，阳离子移向正极,正确;B项,放电时负极发生氧化反应,LLC失电子生成Li.和C6,正

确;C项,充电时,Ce电极反应式为Ce+ALi'+xe==LiA,每转移Imole,生成LnolLiC,增重E-7户7g,错

误;D项,充电时，阳极发生氧化反应,LiCoOz失电子生成Li-CoOz和Li',正确。

6.下面4种燃料电池的工作原理示意图,其中正极的反应产物为水的是（）。

C.质子交换膜燃料电池D.熔融盐燃料电池

答案:|c

解析:卜项,通入空气的电极作正极,正极反应式:0z+4e-20,,不符合题意;B项,通入氧气的一极作正极，

电解质溶液是碱性溶液,正极反应式：0z+2Ha+4e-40田,不符合题意;C项,通入空气的一极作正极，电解

质传递比正极反应式:02+4H++4e-2H20,符合题意;D项,通入氧气的一极作正极，依据电池内部传递C0『,

正极反应式:02+2C02+4e=2603,不符合题意。

7.某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag+Cl2^AgCE下列说法正确的是（）o

A.正极反应为AgCl+e=Ag+Cl

B.放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成

C.若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变

D.当电路中转移0.01mole时,交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子

答案:|D

解析4项,Pt为正极发生还原反应:Ck+2e==2C1,错误;B项,放电时,左侧的电极反应式

Ag+Cr-e=AgClI,有大量白色沉淀生成，错误;C项，由于H\Na'均不参与电极反应，则用NaCl溶液代替

盐酸,电池总反应不变,错误;D项，当电路中转移0.Olmole时,左侧产生0.OlmolAg'与C1结合为AgCl沉淀,

右侧产生0.Olmoicr,为保持溶液的电中性,左侧约有0.OlmolH-通过阳离子交换膜转移到右侧,故左侧溶液

中约减少0.02mol离子,正确。

8.一种三室微生物电池污水处理系统原理如下图所示，图中有机废水中有机物可用C孙oOs表示。下列有关

说法正确的是（）。

A.该装置为原电池,b是原电池的负极

B.中间室:Na'移向右室,C1移向左室,a极区溶液的pH减小

C.b极反应式为2N0g-10e+12FT^^2t+6HQ

D.当左室有4.48LCO2（标准状况下）生成时，右室产生总的物质的量为0.8mol

答案:|B

薜而根据图示信息,装置左侧碳元素化合价升高,所以a为负极,b为正极,A错误;阳离子向正极移动，阴离

子向负极移动,a极反应式为C6H,oO5-24e+7H20=6C02t+24H；溶液的pH减小,B正确;b极反应式为

2N0s+10e+12H'=N2t+6HQ,C错误；当左室有4.48LC0式标准状况下）生成时,转移0.81noie,根据得失电子

守恒,右室产生N?的物质的量为篝mol=0.08mol,D错误。

二、非选择题（本题共3个小题，共52分）

电流计

Mg0^Al

<-----

9.（12分）根据右图回答下列问题:

04/8

I.(1)若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到的现象是,负极的电

极反应式为•?

⑵若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,则负极为(填“Mg”或“A1”)，总反应的化学方程式

为。?

II.中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式

电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。

(2)该电池负极的电极反应式为。?

(3)工作一段时间后，当12.8g甲醇完全反应生成CO2时,有此个电子转移。(设儿代表阿伏加德罗

常数的值)？

奉］I.(DMg逐渐溶解,A1片上有气泡冒出，电流计指针偏转

Mg-2e「^=Mg"

(2)Al2A1+2Na0H+2H20=2NaA102+3H2t

H.⑴CH30HO2或空气

(2)CIl30H+H20-6e==C021+6H1

(3)2.4

髭园I.(D若烧杯中溶液为稀硫酸，因Mg的活泼性比Al强，故Mg作负极,负极上发生反应Mg-2e-Mg：

镁片溶解;Al作正极,正极上发生反应2H*+2e-,故Al片上有气泡冒出；电路中产生电流,故电流计指

针偏转。

(2)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,因为Mg不与NaOH溶液反应,所以A1是负极,Mg是正极，总反应为

2A1+2NaOH+2H..O=2NaAl02+3H2t。

H.由H，移动方向可知，左侧为负极，右侧为正极，故b口通入CH：QH,c口通入Oz或空气。负极反应式为

CILOH+ILO-ee=C02t+6H*。当12.8g甲醇(即0.4m。1)完全反应生成CO2时,转移2.4mol电子，即转移2.4M

个电子。

10.(20分)酸性锌锦干电池和碱性锌锦干电池的构造简图如图所示，比较二者的异同，回答下列问题：

酸性锌钱电池的构造碱性锌钮电池的构造

根合物

Zn(0H)2Fe(OH)2Fe(0H)3

「近似值

1017101710-39

(1)酸性锌锦干电池的负极反应为。?

(2)碱性锌镒干电池在放电过程中产生MnOOH,写出正极反应式:

(3)维持电流为0.6A,电池工作10分钟。理论消耗Zng。(结果保留到小数点后两位，已知1mole

的电量为965000?

(4)用回收分离出的锌皮制作七水合硫酸锌,需去除少量杂质铁,除杂步骤如下(已知当离子浓度小于

1X10'mol•L'时,可认为该离子沉淀完全)：

①加入足量稀硫酸和溶液将锌皮溶解,此时锌离子浓度为0.1mol-L1;?

②调节溶液的pH为到之间(结果保留到小数点后一位)，过滤除去含铁元素的沉淀。？

答案：(l)Zn-2e-^=Zrr"

(2)Mn02+H20+e=MnOOH+OH

(3)0.12

⑷①皿②2.76

解析:|(1)酸性锌镭干电池的负极是锌,正极为石墨棒，电解质为二氧化镒和氯化镂,负极发生氧化反应，电

极反应式为Zn-2e=^Zn',0

(2)在反应中锌元素化合价升高，被氧化,Zn为负极，电极反应式为Zn+20H-2e==Zn(0H)2；镒元素化合价降

低，被还原,MnOz为正极，电极反应式为MnO2+H2O+e=MnOOH+OHo

(3)维持电流为0.6A,电池工作10分钟，则通过的电量是0.6AX600s=360C,因此通过电子的物质的量是

73X103mol，锌在反应中失去2个电子,则理论上消耗Zn的质量是

3.73xl0~3moli】〜八io

---------X65g•mol^0.12go

(4)IM)2具有强氧化性,能把Fe?'氧化为Fe3；因此加入足量稀硫酸和过氧化氢溶液,铁转化为硫酸铁。根据

311

Fe(0H)的溶度积知，当铁离子完全沉淀时溶液中c(0H)=J^-ymol•Lg0.5X10"mol•L1,因此加碱调节

pH=2.7时Fe"刚好完全沉淀。锌离子浓度为0.Imol•L根据氢氧化锌的溶度积,开始沉淀时的

(0H)=10smol,L所以c(H)=10"mol,L1,止匕时pH=6。

06/8

11.(20分)(1)甲醇是重要的可再生燃料。已知在常温常压下：

2cH30H(1)+302(g)=^C02(g)+4H20(g)

△片-1275.6kJ•mol-1

-1

2C0(g)+02(g)=2C02(g)A比-566.0kJ•mol

1

H20(g)=I120(l)△/jt-44.0kJ•moF

则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为，

⑵氧化还原反应与生产、生活、科技密切相关。请回答下列问题：

①银制器皿日久表面变黑是因为表面生成了Ag2s的缘故,该现象属于腐蚀。如果加入一定浓

度硝酸将发生反应：3Ag2s+8HN03=6AgN03+3SJ+2N0fMILO,同时Ag与硝酸反应生成AgNOs、NO、H?0,当生

成标准状况下22.4rnL的气体时,参加反应的HNOs的物质的量为。

②在如图甲所示的原电池装置中，负极的电极反应为,H，的移动方向

为(填“从右向左”或“从左向右”)；电池总反应式为,当电

路中转移0.1mole时,交换膜左侧溶液中离子减少的物质的量为。?

③电解N0制备NH,NQ,原理如图乙所示,接电源正极的电极为(填“X”或"Y”)，X电极反应式

为,为使电解产物完全转化为NH,NO»需要补充的物质A的化学

式为。

乙

答案⑴CW1⑴+02(g)=C0(g)+2H2。⑴△年-442.8kJ-mol

(2)①化学0.004mol

②Ag+C1-e=AgCl从左向右2Ag+CL=2AgC10.2moi

+

③YN0+6H+5e=NHt+H20NH3

解析:|(1)已知:①2cH30H⑴+30z(g)=2cO2(g)+4HzO(g)△年-1275.6kJ•mol②

2C0(g)+02(g)=2C02(g)△/A-566.OkJ•mol',@H2O(g)=1I2O(1)△代-44.Ok