高考化學一輪復習 第18講 原電池 化學電源作業(yè)-人教版高三化學試題

第18講原電池化學電源

A組基礎題組

L（2017北京昌平二模,6）下列電池工作時能量轉(zhuǎn)化形式與其他三個不同的是（）

陸.

A.鋅鎰堿性電池B.硅太陽能電池C.氫燃料電池D.銀鋅紐扣電池

2.（2017北京房山期末,16）如圖是利用微生物燃料電池處理工業(yè)含酚廢水的原理示意圖，下列說法不正

確的是（）

質(zhì)

子

交

換

膜

A.該裝置可將化學能轉(zhuǎn)化為電能

B.溶液中I由a極移向b極

C.電極b附近的pH降低

D.電極a附近發(fā)生的反應是C6H60-28/+11H206co2+28H*

3.（2017北京海淀零模,12）我國科研人員以Zn和ZnMnC為電極材料,研制出一種水系鋅離子電池。該電

池的總反應為xZn+Zm-xMnzCbtZnMnzOKOVxVl）。下列說法正確的是（）

A.ZnMnD是負極材料

B.充電時,Zn”向ZnMn204電極遷移

C.充電時，陽極反應：ZnMn204-xZn2*-2xe「ZnirMn2（）4

D.充、放電過程中，只有Zn元素的化合價發(fā)生變化

4.（2018北京海淀期末）下圖所示為鋅銅原電池。下列敘述中，正確的是（）

A.鹽橋的作用是傳導離子

B.外電路電子由銅片流向鋅片

C.鋅片上的電極反應式為Zn2++2e-Zn

D.外電路中有0.2mol電子通過時,銅片表面增重約3.2g

5.（2017北京西城期末,8）利用下圖所示裝置可以將溫室氣體CO?轉(zhuǎn)化為燃料氣體CO。下列說法中，正確

的是（）

質(zhì)子交換膜

A.該過程是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能的過程

B.電極a表面發(fā)生還原反應

C.該裝置工作時,H，從b極區(qū)向a極區(qū)移動

D.該裝置中每生成1molCO,同時生成1mol02

6.（2016北京理綜,26）用零價鐵（Fe）去除水體中的硝酸鹽（N°!）已成為環(huán)境修復研究的熱點之一。

（l）Fe還原水體中N°3的反應原理如下圖所示。

Fe,O,（疏松、能導電）

①作負極的物質(zhì)是.

②正極的電極反應式是.

⑵將足量鐵粉投入水體中，經(jīng)24小時測定N°g的去除率和pH,結果如下:

初始pHpH=2.5pH=4.5

N°3的去除率接近100%<50%

24小時pH接近中性接近中性

鐵的最終物質(zhì)

形態(tài)

pH=4.5時,N°g的去除率低。其原因是。

⑶實驗發(fā)現(xiàn):在初始pH=4.5的水體中投入足量鐵粉的同時,補充一定量的Fe"可以明顯提高N°!的去除

率。對Fe?+的作用提出兩種假設：

I.Fe"直接還原N°：;

II.Fe"破壞FeO(OH)氧化層。

①做對比實驗,結果如下圖所示。可得到的結論是。

用

、

春

健

-HO4

Z

pH=4.5(其他條件相同)

②同位素示蹤法證實Fe"能與FeO(OH)反應生成Fe304o結合該反應的離子方程式,解釋加入Fe"提高N°3

去除率的原因:

⑷其他條件與(2)相同，經(jīng)1小時測定N°：的去除率和pH,結果如下:

初始pHpH=2.5pH=4.5

N0!的去除率約10%約3%

1小時pH接近中性接近中性

與(2)中數(shù)據(jù)對比,解釋(2)中初始pH不同時,N°!去除率和鐵的最終物質(zhì)形態(tài)不同的原

因:

B組提升題組

7.(2017北京豐臺二模,11)混合動力汽車(HEV)中使用了饃氫電池，其工作原理如圖所示:

電動機

NiOOH

Ni(OH)2

其中M為儲氫合金,MH為吸附了氫原子的儲氫合金,KOH溶液作電解液。關于鑲氫電池,下列說法不正確

的是（）

A.充電時，陰極附近pH降低

B.電動機工作時溶液中Off向甲移動

C.放電時正極反應式為NiOOH+H2O+eNi（0H）2+0H

D.電極總反應式為MH+NiOOHM+Ni（OH）z

8.（2018北京朝陽期末）微生物燃料電池在凈化廢水的同時能獲得能源或得到有價值的化學產(chǎn)品，圖1為

其工作原理，圖2為廢水中舊02,濃度與去除率的關系。下列說法不正確的是（）

A.M為電源負極,有機物被氧化

B.電池工作時,N極附近溶液pH增大

八

u2■

C.處理1molCr27時有6molH*從交換膜左側向右側遷移

2

D.Cr2°7濃度較大時,可能會造成還原菌失活

9.(2018北京海淀期末)實驗小組探究鋁片作電極材料時的原電池反應,設計下表中裝置進行實驗并記

錄。

【實驗1】

裝置實驗現(xiàn)象

r?7L

1,Al左側裝置電流計指針向右偏轉(zhuǎn),燈泡亮

干電池燈泡

右側裝置電流計指針向右偏轉(zhuǎn),鎂條、鋁條表面產(chǎn)生無色氣泡

mol?唱k酸

⑴實驗1中，電解質(zhì)溶液為鹽酸,鎂條作原電池的極。

【實驗2】

將實驗1中的電解質(zhì)溶液換為NaOH溶液進行實驗2o

(2)該小組同學認為,此時原電池的總反應為2Al+2Na0H+2H202NaA102+3H2f,據(jù)此推測應該出現(xiàn)的實驗現(xiàn)

象為o

實驗2實際獲得的現(xiàn)象如下：

裝置實驗現(xiàn)象

i.電流計指針迅速向右偏轉(zhuǎn),鎂條表面無氣泡,鋁條表面有氣泡

AM

ii.電流計指針逐漸向零刻度恢復,經(jīng)零刻度后繼續(xù)向左偏轉(zhuǎn)。鎂條表面開始時無明顯現(xiàn)

Il-

1mL-'NaOH溶液象,一段時間后有少量氣泡逸出,鋁條表面持續(xù)有氣泡逸出

(3)i中鋁條表面放電的物質(zhì)是溶解在溶液中的O2,則該電極反應式為

(4)ii中“電流計指針逐漸向零刻度恢復”的原因

是o

【實驗3和實驗4】

為了排除Mg條的干擾，同學們重新設計裝置并進行實驗3和實驗4,獲得的實驗現(xiàn)象如下：

編號裝置實驗現(xiàn)象

實驗電流計指針向左偏轉(zhuǎn)。鋁條表面有氣泡逸出，銅片沒有明顯現(xiàn)象;約10分鐘后,銅片

3表面有少量氣泡產(chǎn)生,鋁條表面氣泡略有減少

1mol-L-'NaOH溶液

實驗電流計指針向左偏轉(zhuǎn)。鋁條表面有氣泡逸出,銅片沒有明顯現(xiàn)象;約3分鐘后,銅片

4表面有少量氣泡產(chǎn)生,鋁條表面氣泡略有減少

⑸根據(jù)實驗3和實驗4可獲得的正確推論是(填字母序號)-

A.上述兩裝置中,開始時銅片表面得電子的物質(zhì)是02

B.銅片表面開始產(chǎn)生氣泡的時間長短與溶液中溶解氧的多少有關

C.銅片表面產(chǎn)生的氣泡為出

D.由“鋁條表面氣泡略有減少”能推測在銅片表面得電子

(6)由實驗廠實驗4可推知,鋁片作電極材料時的原電池反應與

等因素有關。

答案精解精析

A組基礎題組

1.BA項,鋅錦堿性電池可將化學能轉(zhuǎn)化成電能;B項,硅太陽能電池可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能;C項,氫燃料

電池可將化學能轉(zhuǎn)化成電能;D項,銀鋅紐扣電池可將化學能轉(zhuǎn)化成電能。

2.CA項，該裝置是原電池，可將化學能轉(zhuǎn)化為電能;B項，放電時，電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動，根據(jù)

電子流向知,a是負極、b是正極,所以溶液中H*由a極移向b極;C項,b電極上氧氣得電子和氫離子反應

生成水,導致溶液中氫離子濃度降低,溶液的pH升高;D項，電極a上苯酚失電子和水反應生成二氧化碳和

+

氫離子，電極反應式為C6H60-28e-+llH206C02+28Ho

3.CA項，鋅失電子發(fā)生氧化反應,所以鋅是負極材料;B項，電解池內(nèi)部陽離子向陰極移動，而可充電電

池充電時，陰極是原電池的負極，所以Zr?+向鋅電極遷移;C項，電解池中陽極發(fā)生氧化反應，所以陽極的電

2+-

極反應為ZnMn204-xZn-2xeZni-xMn204;D項,充、放電過程中鋅元素與鎰元素的化合價均發(fā)生變化。

4.AA項,鹽橋的作用是傳導離子,形成閉合回路;B項,鋅片作負極,銅片作正極,外電路的電子由鋅片流

向銅片;C項,鋅片作負極，電極反應式是Zn-2e「Zn2+；D項,銅片作正極，電極反應式是Cu"+2e-Cu,電路中通

過0.2mol電子,正極生成0.1mol銅，即銅片表面增重6.4go

5.AA項,根據(jù)圖示可知,該過程是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能的過程;B項,在電極a表面水轉(zhuǎn)化為氧氣,氧

元素的化合價升高,發(fā)生氧化反應；C項,a為負極,b為正極,4從a極區(qū)向b極區(qū)移動;D項，根據(jù)得失電子

1

守恒可知，該裝置中每生成1molCO,同時生成2moi02o

6.答案(1)①Fe

H

②N03+8e-+10H，N4+3H20

(2)FeO(OH)不導電，阻礙電子轉(zhuǎn)移

(3)①本實驗條件下,Fe"不能直接還原N°g;在Fe和Fe?+共同作用下能提高N°!去除率

+

②Fe"+2FeO(OH)Fe304+2H,Fe”將不導電的FeO(0H)轉(zhuǎn)化為可導電的FesOa,利于電子轉(zhuǎn)移

(4)初始pH低時,產(chǎn)生的Fe"充足;初始pH高時,產(chǎn)生的Fe?+不足

解析(1)由圖示可知,Fe失去電子作負極,N°3在正極發(fā)生反應轉(zhuǎn)化為NH；：N°3+8e-+10H+NH；+3HZO。

(4)初始pH低時,產(chǎn)生的Fe”充足,能有效防止FeO(OH)的生成。

B組提升題組

7.AA項,充電時陰極發(fā)生還原反應，電極反應式為M+HeO+elffl+Oir,pH升高;B項，電動機工作時是原電池,

溶液中氫氧根離子向負極即甲電極遷移;C項,正極得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為

--

Ni00H+H20+eNi(0H)2+0H?D項,放電過程的正極反應式為Ni00H+H20+eNi(0H)2+0H；負極反應式為

-

MH-e+OHM+H2O,則電池總反應為MH+NiOOHM+Ni(0H%。

-+3+

8.CC項,正極的電極反應式為Cr2°7+6e+14H2Cr+7H20,即處理1molCr2°7需要14molH*從交換

膜左側向右側遷移。

9.答案(1)負

⑵指針向左偏轉(zhuǎn),鎂條表面產(chǎn)生無色氣泡

--

⑶02+2H20+4e40H

(4)Mg放電后生成Mg(OH)2附著在鎂條表面，使Mg的放電反應難以發(fā)生,導致指針歸零或隨著反應的進行,

鋁條周圍溶液中溶解的Oz逐