2019高三化学一轮课时规范练21化学能转化为电能电池

课时规范练21化学能转化为电能——电池一、选择题(本大题包括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.关于原电池的叙述正确的是()A.原电池工作时,电极上不一定都发生氧化反应或还原反应B.某二次电池充、放电时的反应为Li1-xNiO2+xLiLiNiO2,放电时此电池的负极材料是LiC.铅、银和盐酸构成的原电池,工作时铅板上有5.175g铅溶解,正极上就有1120mL(标准状况)气体析出D.在理论上可将反应CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH<0设计成原电池2.(2017浙江嘉兴模拟)下列说法正确的是()A.构成原电池的两个电极必须是活泼性不同的两种金属B.右图原电池中,电流由锌棒经外电路流向铜棒C.通过构成原电池,能将化学能全部转化为电能D.银锌电池的放电反应为Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag,其中Ag2O作正极反应物,发生还原反应3.下面是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()〚导学号36730359〛4.用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是()A.电子通过盐桥从乙池流向甲池B.用铜导线替换盐桥,原电池可以继续工作C.开始时,银片上发生的反应是AgeAg+D.将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同5.将镉(Cd)浸在氯化钴(CoCl2)溶液中,发生反应的离子方程式为Co2+(aq)+Cd(s)Co(s)+Cd2+(aq),若将该反应设计为如图的原电池,则下列说法一定错误的是()A.Cd作负极,Co作正极B.原电池工作时,电子从负极沿导线流向正极C.原电池工作时,盐桥中的阳离子向负极(甲池)移动D.甲池盛放CdCl2溶液,乙池盛放CoCl2溶液6.有关下列四个常用电化学装置的叙述,正确的是()①碱性锌锰电池②铅硫酸蓄电池③电解精炼铜④银锌纽扣电池A.①电池中,MnO2的作用是催化剂B.②电池放电过程中,硫酸浓度不断增大C.③装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变D.④电池中,Ag2O是氧化剂,电池工作过程中还原为Ag7.(2014大纲卷,9)如图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MHNi电池)。下列有关说法不正确的是()A.放电时正极反应为NiOOH+H2O+eNi(OH)2+OHB.电池的电解液可为KOH溶液C.充电时负极反应为MH+OHH2O+M+eD.MH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高8.(2017安徽皖南八校联考)右图是利用乙烯催化氧化制备乙醛同时能获得电能的一种装置,其电池总反应为2CH2CH2+O2CH3CHO;下列说法错误的是()A.该电池可将化学能转化为电能B.每有0.1molO2反应,溶液中迁移0.4moleC.负极反应为CH2CH22e+H2OCH3CHO+2H+D.正极区溶液的pH增大〚导学号36730360〛二、非选择题(本大题包括3小题,共52分)9.(17分)如图所示,是原电池的装置图。请回答:(1)若C为稀硫酸,电流表指针发生偏转,B电极材料为Fe且作负极,则A电极上发生的电极反应为;反应进行一段时间后溶液C的pH将(填“升高”“降低”或“基本不变”)。

(2)若需将反应Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+设计成如上图所示的原电池装置,则A(负极)极材料为,B(正极)极材料为,溶液C为。

(3)若C为CuCl2溶液,用锌、铜作电极,则Zn是极,Cu极发生反应,电极反应为。反应过程中,溶液中[Cu2+](填“变大”“变小”或“不变”)。

(4)CO与H2反应还可制备CH3OH,CH3OH可作为燃料使用,用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下:电池总反应为2CH3OH+3O22CO2+4H2O,则c电极是(填“正极”或“负极”),c电极上发生的电极反应为。

若线路中转移2mol电子,则上述CH3OH燃料电池,消耗的O2在标准状况下的体积为L。〚导学号36730361〛

10.(2017山东枣庄三中调查)(18分)(1)铁在潮湿的空气中容易发生电化腐蚀最后生成铁锈(Fe2O3·xH2O),则发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为。

(2)下列装置可防止铁棒被腐蚀的是。

(3)在实际生产中,可在铁件的表面上镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图甲:①电镀时,镀件与电源的极连接,A电极对应的金属是(写元素名称),B电极的电极反应式是。

②图乙是一种钠硫高能电池的结构示意图,M由Na2O和Al2O3制得,其作用是导电和隔膜,该电池反应为2Na+xSNa2Sx。该电池正极反应式为。用该电池作电源进行图甲所述铁件镀铜时,若电镀池中两电极的质量开始相同,电镀完成后取出洗净、烘干、称量,二者质量差为25.6g,则理论上该电池负极消耗的质量为g。〚导学号36730369〛

11.(17分)(1)高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂,而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置:图1图2①该电池放电时正极反应为;

若维持电流强度为1A,电池工作十分钟,理论消耗Zng(已知F=96500C·mol1)。

②盐桥中盛有饱和KCl溶液,此盐桥中氯离子向(填“左”或“右”)移动;若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向(填“左”或“右”)移动。

③图2为高铁电池和常用高能碱性电池的放电曲线,由此可知高铁电池的优点有。

(2)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如下图所示,电池正极的电极反应是,A是。

(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度,其装置如下图所示。该电池中O2可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动,工作时O2的移动方向(填“从a到b”或“从b到a”),负极发生的电极反应为。

〚导学号36730363〛课时规范练211.D2.D3.C4.D5.C6.D7.C8.B电池是化学能转化成电能的装置,A项正确;根据原电池的工作原理,电子从负极经外电路流向正极,溶液是通过离子的自由移动而导电,B项错误;负极上发生氧化反应,根据装置图,负极反应为CH2CH2+H2O2eCH3CHO+2H+,C项正确;酸性环境中,正极反应为O2+4H++4e2H2O,消耗H+,c(H+)降低,正极区溶液pH增大,D项正确。9.答案(1)2H++2eH2↑升高(2)Cu石墨(或Ag等)FeCl3溶液(3)负还原Cu2++2eCu变小(4)负极CH3OH+H2O6eCO2↑+6H+11.2解析(1)铁作负极,则该原电池反应是铁与稀硫酸的反应,所以正极反应是氢离子得电子生成氢气,电极反应式为2H++2eH2↑;氢离子放电导致溶液中氢离子浓度减小,pH升高。(2)Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+设计成如题图所示的原电池装置,根据物质发生的反应类型判断,Cu发生氧化反应,作原电池的负极,所以A材料是Cu;B极材料是比Cu不活泼的可导电物质,如石墨、Ag等。溶液C中含有Fe3+,可以是FeCl3溶液。(3)锌比铜活泼,在原电池中作负极,Cu作正极,正极发生还原反应,即Cu2+在正极得到电子生成Cu,电极反应为Cu2++2eCu,Cu2+发生了反应,故[Cu2+]变小。(4)根据图中的电子流向知c是负极,该电极上是甲醇发生氧化反应:CH3OH6e+H2OCO2↑+6H+,线路中转移2mol电子时消耗氧气0.5mol,标准状况下的体积为11.2L。10.答案(1)O2+2H2O+4e4OH(2)BD(3)①负铜Cu2++2eCu②xS+2eSx2-9.解析(1)铁在潮湿的环境中主要发生吸氧腐蚀。(2)A项装置为原电池,铁棒作负极,发生氧化反应,加快铁棒的腐蚀,A项错误;B项装置为原电池,铁棒作正极,被保护,为牺牲阳极保护法,B项正确;C项装置不能防止铁棒被腐蚀,C项错误;D项装置为电解池,铁棒作阴极,为外加电流的阴极保护法,D项正确。(3)①电镀池的构成是镀层金属作阳极,镀件作阴极,电解液为含有镀层金属阳离子的盐溶液,在铁件的表面上镀铜时,镀件与电源的负极连接,A电极对应的金属是铜,B电极的电极反应是Cu2++2eCu。②根据电池反应分析,硫元素的化合价降低,发生还原反应,故正极电极反应式为xS+2eSx2-;根据电镀时两极的电极反应式判断;阳极:Cu2eCu2+,阴极:Cu2++2eCu,及该原电池的负极反应式:NaeNa+,利用电子守恒法计算;若电镀池中两电极的质量开始相同,电镀完成后二者质量差为25.6g,则转移的电子为0.4mol,则理论上乙电池负极消耗钠的质量为9.2g。11.答案(1)①FeO42-+4H2O+3eFe(OH)3↓+5OH0②右左③使用时间长、工作电压稳定(2)N2+8H++6e2NH4+(3)从b到aCO+O22eCO2解析(1)①放电时高铁酸钾为正极反应物,正极发生还原反应,电极反应为FeO42-+4H2O+3eFe(OH)3↓+5OH;若维持电流强度为1A,电池工作十分钟,转移电子的物质的量为1A×600s965000.0062176mol÷2×65g·mol1≈0.2g。②电池工作时,阴离子移向负极,阳离子移向正极,所以盐桥中氯离子向右移动;若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向左移动。③图2为