2020屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題3第17講原電池及其應(yīng)用練習(xí)（含解析）蘇教版.docx

第17講原電池及其應(yīng)用一、 單項(xiàng)選擇題1. 用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋(裝有瓊脂 -KNO3的U形管)構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是()在外電路中,電流由銅電極流向銀電極 正極反應(yīng)為Ag+e-Ag實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取出鹽橋,原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同A. B. C. D. 2. (2018湖北沙市中學(xué))普通水泥在固化過(guò)程中自由水分子減少并產(chǎn)生Ca(OH)2,溶液呈堿性。根據(jù)這一物理化學(xué)特點(diǎn),科學(xué)家發(fā)明了電動(dòng)勢(shì)法測(cè)水泥初凝時(shí)間。此法的原理如下圖所示,反應(yīng)的總方程式為2Cu+Ag2OCu2O+2Ag,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A. 裝置中電流方向由Cu經(jīng)導(dǎo)線到Ag2OB. 測(cè)量原理示意圖中,Ag2O為負(fù)極C. 負(fù)極的電極反應(yīng)式:2Cu+2OH-2e-Cu2O+H2OD. 電池工作時(shí),OH-向正極移動(dòng)3. (2017廣州一模)Al-Ag2O電池用作水下動(dòng)力電源,其原理如下圖所示。電池工作時(shí),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A. 電子由Al電極通過(guò)外電路流向Ag2O/Ag電極B. 電池負(fù)極附近溶液pH升高C. 正極反應(yīng)式:Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-D. 負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng):2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H24. (2016全國(guó)卷)Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯(cuò)誤的是()A. 負(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e-Mg2+B. 正極反應(yīng)式為Ag+e-AgC. 電池放電時(shí)Cl-由正極向負(fù)極遷移D. 負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2OMg(OH)2+H25. (2018河南濮陽(yáng)二模)氫氧熔融碳酸鹽燃料電池的工作原理如下圖所示。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是()A. 電池工作時(shí),熔融碳酸鹽只起到導(dǎo)電的作用B. 負(fù)極反應(yīng)式為H2-2e-+CO32-CO2+H2OC. 該電池可利用工廠中排出的CO2,減少溫室氣體的排放D. 電池工作時(shí),外電路中流過(guò)0.2 mol電子,消耗3.2 g O26. (2018河北邢臺(tái)模擬)通過(guò)加入適量乙酸鈉,設(shè)計(jì)成微生物電池可以將廢水中的氯苯轉(zhuǎn)化為苯而除去,其原理如下圖所示。下列敘述正確的是()A. b極為正極,發(fā)生還原反應(yīng)B. 一段時(shí)間后b極區(qū)電解液的pH減小C. H+由a極穿過(guò)質(zhì)子交換膜到達(dá)b極D. a極的電極反應(yīng)式為-e-Cl-+7. (2018廣東六校三模)鋰空氣電池放電時(shí)的工作原理如下圖所示。下列敘述正確的是()A. 放電時(shí)Li+由B極向A極移動(dòng)B. 電池放電時(shí)總反應(yīng)式為4Li+O2+2H2O4LiOHC. 電解液a、b之間可采用陰離子交換膜D. 電解液a可能為L(zhǎng)iCl水溶液8. (2018皖江名校聯(lián)盟12月)Li-Cu- 空氣燃料電池的原理示意如下圖,電池通入空氣腐蝕銅電極而產(chǎn)生正極反應(yīng)物Cu2O。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A. 電池工作時(shí),正極上有金屬鋰析出B. 電池工作時(shí),負(fù)極區(qū)溶液中c(OH-)增大C. 電池放電過(guò)程中的總反應(yīng):2Cu+2Li+2OH-2Li+Cu2O+H2OD. 停止通入空氣一段時(shí)間,電池將停止放電9. (2018江蘇連云港模擬)一種石墨烯鋰硫電池(2Li+S8Li2S8)工作原理示意如下圖。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是()A. B電極發(fā)生還原反應(yīng)B. A電極上發(fā)生的一個(gè)電極反應(yīng):2Li+S8+2e-Li2S8C. 每生成1 mol Li2S8轉(zhuǎn)移0.25 mol電子D. 電子從B電極經(jīng)過(guò)外電路流向A電極,再經(jīng)過(guò)電解質(zhì)流回B電極10. (2018開(kāi)封一模)我國(guó)古代青銅器工藝精湛,有很高的藝術(shù)價(jià)值和歷史價(jià)值,但出土的青銅器大多受到環(huán)境腐蝕,故對(duì)其進(jìn)行修復(fù)和防護(hù)具有重要意義。研究發(fā)現(xiàn),青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理示意圖如下圖,下列說(shuō)法正確的是()A. 腐蝕過(guò)程中,青銅基體是正極B. CuCl在腐蝕過(guò)程中降低了反應(yīng)的焓變C. 若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl,則理論上耗氧氣體積為0.448 LD. 將糊狀A(yù)g2O涂在被腐蝕部位,可以防止青銅器進(jìn)一步被腐蝕,Ag2O與催化層發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)二、 非選擇題11. (2019各地?？碱}組合)(1) 甲醇可用于制燃料電池,常用KOH作電解質(zhì)溶液,負(fù)極的電極反應(yīng)式為。(2) 分離高爐煤氣得到的CO與空氣可設(shè)計(jì)成燃料電池(以KOH溶液為電解液),該電池的負(fù)極反應(yīng)式為。(3) 氨氣用途廣泛,可以直接用于燃料電池,下圖是用氨水作原料的燃料電池的工作原理。氨氣燃料電池的電解質(zhì)溶液最好選擇(填“酸性”“堿性”或“中性”)溶液。氨氣燃料電池的反應(yīng)是氨氣與氧氣生成一種常見(jiàn)的無(wú)毒氣體和水,該電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式是,負(fù)極的電極反應(yīng)式是。12. (1) CO與H2反應(yīng)可制備CH3OH,CH3OH可作為燃料使用,用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下:電池總反應(yīng)為2CH3OH+3O22CO2+4H2O,則c電極是(填“正極”或“負(fù)極”),c電極的電極反應(yīng)式為。若線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子,則上述CH3OH燃料電池消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為L(zhǎng)。(2) (2018天津卷)O2輔助的Al-CO2電池工作原理如下圖所示。該電池電容量大,能有效利用CO2,電池反應(yīng)產(chǎn)物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。電池的負(fù)極反應(yīng)式: 。電池的正極反應(yīng)式:6O2+6e-6O2-、6CO2+6O2-3C2O42-+6O2反應(yīng)過(guò)程中O2的作用是 。該電池的總反應(yīng)式: 。13. (2013廣東卷改編)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于理解化學(xué)知識(shí),形成化學(xué)觀念,提高探究與創(chuàng)新能力,提升科學(xué)素養(yǎng)。(1) 能量之間可以相互轉(zhuǎn)化:電解食鹽水制備Cl2是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,而原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計(jì)兩種類型的原電池,探究其能量轉(zhuǎn)化效率。限選材料:ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq);銅片,鐵片,鋅片和導(dǎo)線。完成原電池的甲裝置示意圖(見(jiàn)下圖),并作相應(yīng)標(biāo)注。要求:在同一燒杯中,電極與溶液含相同的金屬元素。以銅片為電極之一,CuSO4(aq)為電解質(zhì)溶液,只在一個(gè)燒杯中組裝原電池乙,工作一段時(shí)間后,可觀察到負(fù)極。甲、乙兩種原電池中可更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是,其原因是 。(2) 根據(jù)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法原理,為減緩電解質(zhì)溶液中鐵片的腐蝕,在(1)的材料中應(yīng)選作陽(yáng)極。14. 某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕類型的影響因素,將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部,塞上瓶塞(如圖1)。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液,同時(shí)測(cè)量容器中的壓強(qiáng)變化。圖1 (1) 請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格):編號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶挤?g鐵粉/g醋酸/%為以下實(shí)驗(yàn)作參照0.52.090.0醋酸濃度的影響0.536.00.22.090.0(2) 編號(hào)實(shí)驗(yàn)測(cè)得容器中壓強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖2。t2時(shí),容器中壓強(qiáng)明顯小于起始?jí)簭?qiáng),其原因是鐵發(fā)生了腐蝕,請(qǐng)?jiān)趫D3中用箭頭標(biāo)出發(fā)生該腐蝕時(shí)電子流動(dòng)方向;此時(shí),碳粉表面發(fā)生了(填“氧化”或“還原”)反應(yīng),其電極反應(yīng)式是。 圖2 圖3(3) 該小組對(duì)圖2中0t1時(shí)壓強(qiáng)變大的原因提出了如下假設(shè),請(qǐng)你完成假設(shè)二:假設(shè)一:發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生了氣體;假設(shè)二: 。第17講原電池及其應(yīng)用1. C解析原電池中,較活潑的金屬銅作負(fù)極,負(fù)極上金屬銅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),較不活潑的金屬銀作正極,正極上銀離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),外電路中,電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極。在外電路中,電流由銀電極流向銅電極,錯(cuò)誤;正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以反應(yīng)為Ag+e-Ag,正確;實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取出鹽橋,不能構(gòu)成閉合回路,所以原電池不能繼續(xù)工作,錯(cuò)誤;將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同,正確。2. C解析裝置中Cu作負(fù)極,Ag2O作正極,電流方向由Ag2O經(jīng)導(dǎo)線到Cu,故A、B錯(cuò)誤;負(fù)極的電極反應(yīng)式為2Cu+2OH-2e-Cu2O+H2O,故C正確;電池工作時(shí),OH-向負(fù)極移動(dòng),故D錯(cuò)誤。3. B解析鋁轉(zhuǎn)化成偏鋁酸鈉,鋁失去電子,鋁作負(fù)極,Ag2O/Ag電極作正極,負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al-3e-+4OH-AlO2-+2H2O,負(fù)極消耗氫氧根離子,pH減小,B錯(cuò)誤。4. B解析Mg作負(fù)極,電極反應(yīng)為Mg-2e-Mg2+,故A正確;AgCl作正極,電極反應(yīng)為AgCl+e-Ag+Cl-,故B錯(cuò)誤;原電池中,陰離子移向負(fù)極,故C正確;負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng) Mg+2H2OMg(OH)2+H2,故D正確。5. B解析根據(jù)圖示,通入氫氣的電極為負(fù)極,電極反應(yīng)式為H2-2e-+CO32-CO2+H2O,通入氧氣的電極為正極,電極反應(yīng)式為O2+2CO2+4e-2CO32-,總反應(yīng)為2H2+O22H2O。根據(jù)上述分析,電池工作時(shí),熔融碳酸鹽參與了電極反應(yīng),故A錯(cuò)誤;根據(jù)總反應(yīng),該電池工作時(shí)沒(méi)有消耗二氧化碳,不能減少溫室氣體的排放,故C錯(cuò)誤;電池工作時(shí),外電路中流過(guò)0.2 mol電子,消耗0.05 mol氧氣,質(zhì)量為1.6 g,故D錯(cuò)誤。6. B解析原電池工作時(shí),正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)H+2e-Cl-+,負(fù)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)CH3COO-8e-+2H2O2CO2+7H+,則a為正極,b為負(fù)極,故A錯(cuò)誤;b極生成H+,電解液的pH減小,故B正確;質(zhì)子從負(fù)極(b極)移向正極(a極),故C錯(cuò)誤;a極的電極反應(yīng)式為H+2e-Cl-+,故D錯(cuò)誤。7. B解析在原電池中,A是負(fù)極,B是正極,陽(yáng)離子由負(fù)極向正極移動(dòng),即Li+由A極向B極移動(dòng),故A錯(cuò)誤;B正確;根據(jù)圖示,LiOH由正極區(qū)流出,說(shuō)明電解液a、b之間可采用陽(yáng)離子交換膜,故C錯(cuò)誤;金屬鋰可以和水發(fā)生反應(yīng),電解液中不能含有水,故D錯(cuò)誤。8. D解析電池工作時(shí),正極發(fā)生反應(yīng)為Cu2O+H2O+2e-2OH-+2Cu,沒(méi)有金屬鋰析出,A錯(cuò)誤;負(fù)極為鋰失電子生成Li+,負(fù)極區(qū)無(wú)水溶液,B錯(cuò)誤;電池放電過(guò)程中的總反應(yīng)為2Li+Cu2O+H2O2Cu+2Li+2OH-,C錯(cuò)誤;停止通入空氣一段時(shí)間,銅電極不再被氧化生成Cu2O,當(dāng)正極的Cu2O全部轉(zhuǎn)化為Cu后,電池將停止放電,D正確。9. B解析在原電池中,陽(yáng)離子移向正極,所以A電極是正極,發(fā)生還原反應(yīng),B電極是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),A錯(cuò)誤;A電極是正極,發(fā)生得電子的還原反應(yīng),2Li+S8+2e-Li2S8,每生成1 mol Li2S8轉(zhuǎn)移2 mol電子,B正確,C錯(cuò)誤;電子不會(huì)經(jīng)過(guò)電解質(zhì)溶液,D錯(cuò)誤。10. D解析青銅基體作負(fù)極,電極反應(yīng)為Cu-2e-Cu2+,故A錯(cuò)誤;催化劑降低反應(yīng)的活化能,但不能降低反應(yīng)的焓變,故B錯(cuò)誤;沒(méi)有指明條件,所以無(wú)法計(jì)算耗氧體積,故C錯(cuò)誤;Ag2O與CuCl發(fā)生反應(yīng)Ag2O+2CuCl2AgCl+Cu2O,生成紅色致密的氧化膜Cu2O覆蓋在被腐蝕部位,故D正確。11. (1) CH3OH+8OH-6e-CO32-+6H2O(2) CO+4OH-2e-CO32-+2H2O(3) 堿性4NH3+3O22N2+6H2O2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O12. (1) 負(fù)極CH3OH-6e-+H2OCO2+6H+11.2(2) Al-3e-Al3+催化劑2Al+6CO2Al2(C2O4)3解析(1) 根據(jù)圖中的電子流向知,c是負(fù)極,c電極上甲醇失電子生成CO2;線路中轉(zhuǎn)移2 mol 電子時(shí)消耗O2 0.5 mol,0.5 mol O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為11.2 L。(2) 根據(jù)電池的正極反應(yīng)可知,O2在第一步被消耗,又在第二步生成,所以O(shè)2為正極反應(yīng)的催化劑;根據(jù)得失電子守恒,將負(fù)極反應(yīng)與正極反應(yīng)相加得總反應(yīng)為2Al+6CO2Al2(C2O4)3。13. (1) 電極逐漸溶解甲甲可以保持電流穩(wěn)定,可以避免Zn與Cu2+的接觸,提高電池效率,提供穩(wěn)定電流;而乙中的活潑金屬還可以與CuSO4溶液發(fā)生置換反應(yīng),部分能量轉(zhuǎn)化為熱能(2) Zn解析(1) 帶鹽橋的原電池甲可以設(shè)計(jì)鋅銅原電池(或鐵銅原電池、鋅鐵原電池),由于外電路中電子從左移向右,說(shuō)明左邊燒杯中電極的金屬性較強(qiáng),則左、右兩邊燒杯中電極材料及電解質(zhì)溶液可以為鋅片和硫酸鋅溶液、銅片和硫酸銅溶液(或者鐵片和硫酸亞鐵溶液、銅片和硫酸銅溶液,鋅片和硫酸鋅溶液、鐵片和硫酸亞鐵溶液)。金屬活動(dòng)性ZnFeCu,則原電池乙中銅片作正極,鋅片或鐵片作負(fù)極,工作一段時(shí)間后,負(fù)極金屬鋅或鐵被氧化,逐漸溶解。甲、乙兩種原電池都能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,其中帶有鹽橋的原電池甲中的負(fù)極金屬鋅(或鐵)和硫酸銅沒(méi)有直接接觸,二者不會(huì)直接發(fā)生置換反應(yīng)