適用于新高考新教材浙江專版2025屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第6章化學(xué)反應(yīng)與能量作業(yè)23原電池化學(xué)電源新人教版

作業(yè)23原電池化學(xué)電源

A組基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1.(2024·廣東卷)負(fù)載有Pt和Ag的活性炭,可選擇性去除Cl-實現(xiàn)廢酸的純化,其工作原理如圖。下列說法正確的是()A.Ag作原電池正極B.電子由Ag經(jīng)活性炭流向PtC.Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng):O2+2H2O+4e-4OH-D.每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的O2,最多去除1molCl-2.(2024·浙江新鰲中學(xué)段考)以甲烷燃料電池為電源電解NaB(OH)4溶液制備H3BO3的工作原理如圖所示,下列敘述錯誤的是()A.燃料電池通入氧氣的電極接電解池的Y電極B.N室中:a%<b%C.Ⅰ、Ⅲ膜為陽離子交換膜,Ⅱ膜為陰離子交換膜D.理論上每生成1mol產(chǎn)品,需消耗甲烷的體積為2.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)3.(2024·浙江溫嶺溫中雙語學(xué)校檢測)某種氫燃料電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖,下列說法正確的是()A.左側(cè)電極是負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)B.右側(cè)電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-C.當(dāng)有0.1mol電子通過導(dǎo)線時,左側(cè)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12L氣體D.電子由a極流出經(jīng)用電器達(dá)到b極,再由b極經(jīng)電解質(zhì)溶液流回a極形成閉合回路4.(2024·浙江元濟(jì)中學(xué)段考)磷酸鐵鋰電池在充放電過程中表現(xiàn)出了良好的循環(huán)穩(wěn)定性,具有較長的循環(huán)壽命,放電時的反應(yīng)為LixC6+Li1-xFePO46C+LiFePO4,某磷酸鐵鋰電池的切面如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是()A.放電時,Li+脫離石墨,經(jīng)電解質(zhì)嵌入正極B.充電時的陽極反應(yīng)為LiFePO4-xe-Li1-xFePO4+xLi+C.充電時電子從電源經(jīng)鋁箔流入正極材料D.若初始兩電極質(zhì)量相等,放電過程中當(dāng)轉(zhuǎn)移NA個電子時,兩電極的質(zhì)量差為28g5.(2024·浙江瑞安中學(xué)段考)某公司推出一款鐵—空氣燃料電池,其裝置放電時的工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A.放電時,M為正極B.放電一段時間,KOH溶液濃度不變C.充電時,N極的電極反應(yīng)式中包括:Fe2O3+H2O+2e-2FeO+2OH-D.放電時,K+從M移向N6.(2024·浙江甌海一中段考)如圖所示是一種可實現(xiàn)氫氣循環(huán)利用的新型電池的放電工作原理。下列說法正確的是()A.放電時,M電極的電勢低于N電極B.充電過程中Na+由右池通過交換膜向左池移動C.放電時,N極電極反應(yīng)式為H2+2OH--2e-2H2OD.若用鉛酸蓄電池作為電源充電,M電極連接鉛酸蓄電池的鉛電極7.(2024·浙江衢州、麗水、湖州高三一模)一種檢測空氣中甲醛含量的電化學(xué)傳感器的工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A.工作時,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.工作時,工作電極電勢低,發(fā)生還原反應(yīng)C.工作時,電子由工作電極通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到對電極,再經(jīng)過電解質(zhì)溶液回到工作電極D.工作時,對電極區(qū)的電極反應(yīng)為O2+4e-+4H+2H2OB組綜合提升8.(2024·浙江海亮中學(xué)檢測)我國科學(xué)家正在探討一種可充電Na—Zn雙離子電池體系(如圖)。下列說法不正確的是()A.閉合K1時,鋅電極為電池負(fù)極B.閉合K2時,裝置中的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C.放電時,每轉(zhuǎn)移0.2mol電子,負(fù)極區(qū)電解質(zhì)溶液質(zhì)量增加6.5gD.充電時,陽極反應(yīng)式為Na0.6MnO2-xe-Na0.6-xMnO2+xNa+9.(2024·浙江杭州高三一模)難溶電解質(zhì)的溶度積Ksp難以被干脆測量,依據(jù)溶液中相關(guān)離子濃度會對電池的電動勢產(chǎn)生影響,可通過設(shè)計原電池將Ksp測出。某探討小組設(shè)計了下圖所示的電池裝置,已知該電池的電動勢E=0.0592×lgc(Ag+)正極c(Ag下列說法不正確的是()A.電流方向是B→AB.該離子交換膜是陰離子交換膜C.Ksp(AgCl)≈1.82×10-9D.增大AgNO3溶液濃度會增大電池的電動勢10.(教材選擇性必修1第四章第一節(jié)教材內(nèi)容改編)甲醇燃料電池可使甲醇作燃料時的能量轉(zhuǎn)化更高效,某種甲醇燃料電池的工作原理如圖所示,其電極反應(yīng)如下:2CH3OH+2H2O-12e-12H++2CO2,3O2+12H++12e-6H2O。(1)電極A的名稱是(填“正極”或“負(fù)極”);甲醇從(填“b”或“c”)處通入。

(2)甲醇燃料電池供電時的總反應(yīng)方程式為。

(3)當(dāng)該裝置消耗64g甲醇時,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為;若這部分電子全部用于電解水,理論上可產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣L。

作業(yè)23原電池化學(xué)電源1.BO2在Pt極得電子發(fā)生還原反應(yīng),Pt為正極,Ag失電子發(fā)生氧化反應(yīng),Ag為負(fù)極,A錯誤;電子由負(fù)極Ag經(jīng)活性炭流向正極Pt,B正確;溶液為酸性,故Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4H++4e-2H2O,C錯誤;每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的O2,轉(zhuǎn)移電子2mol,Ag-e-+Cl-AgCl,故最多去除2molCl-,D錯誤。2.A由題圖知,原料室中的[B(OH)4]-通過Ⅱ膜進(jìn)入產(chǎn)品室,M室中氫離子通入Ⅰ膜進(jìn)入產(chǎn)品室,H+與[B(OH)4]-結(jié)合得到H3BO3;原料室中的Na+通過Ⅲ膜進(jìn)入N室;N室中石墨為陰極,電解時陰極上水得電子生成H2和OH-,溶液中c(NaOH)增大。燃料電池通入氧氣的電極為正極,接電解池的陽極,而N室中石墨為陰極,即Y電極為陰極,A錯誤;N室中石墨為陰極,電解時陰極上水得電子生成H2和OH-,原料室中的鈉離子通過Ⅲ膜進(jìn)入N室,溶液中c(NaOH)增大,所以N室:a%<b%,B正確;原料室中的[B(OH)4]-通過Ⅱ膜進(jìn)入產(chǎn)品室,M室中氫離子通入Ⅰ膜進(jìn)入產(chǎn)品室,原料室中Na+通過Ⅲ膜進(jìn)入N室,則Ⅰ、Ⅲ膜為陽離子交換膜,Ⅱ膜為陰離子交換膜,C正確;理論上每生成1molH3BO3,則M室中就有1mol氫離子通過Ⅰ膜進(jìn)入產(chǎn)品室即轉(zhuǎn)移1mol電子,消耗1molCH4轉(zhuǎn)移8mol電子,則轉(zhuǎn)移1mol電子應(yīng)當(dāng)消耗18molCH4,標(biāo)準(zhǔn)狀況下為2.3.C由電子流淌方向,可確定a電極為負(fù)極,b電極為正極。左側(cè)電極是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),A不正確;右側(cè)電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-2H2O,B不正確;當(dāng)有0.1mol電子通過導(dǎo)線時,左側(cè)消耗H20.05mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為1.12L,C正確;電子只能沿導(dǎo)線流淌,不能經(jīng)過電解質(zhì)溶液,所以電子不能由b極經(jīng)電解質(zhì)溶液流回a極,D不正確。4.C原電池放電時,電解質(zhì)中陽離子移向正極,即Li+脫離石墨,經(jīng)電解質(zhì)嵌入正極,A正確;放電時,正極反應(yīng)式為Li1-xFePO4+xLi++xe-LiFePO4,充電時,原電池的正極與外加電源正極相接是陽極,反應(yīng)為LiFePO4-xe-Li1-xFePO4+xLi+,B正確;充電時電子從外電源負(fù)極→陰極、陽極→電源正極,即充電時電子從電源經(jīng)銅箔流入負(fù)極材料,C錯誤;依據(jù)電子守恒可知,放電過程中當(dāng)轉(zhuǎn)移2NA個電子時,每個電極Li+的物質(zhì)的量的變更為2mol,若初始兩電極質(zhì)量相等,則兩電極的質(zhì)量差為2mol×7g·mol-1×2=28g,D正確。5.D由圖可知,放電時,N極Fe失電子為負(fù)極,則M極為正極,充電時,N極為陰極,M極為陽極。Fe為活潑金屬,放電時被氧化,所以N為負(fù)極,O2被還原,所以M為正極,A正確;放電過程中的總反應(yīng)為Fe與O2反應(yīng)得到Fe的氧化物,所以KOH溶液的濃度不變,B正確;充電時,N極為陰極,鐵的氧化物被還原,包括Fe2O3+H2O+2e-2FeO+2OH-,C正確;原電池中陽離子移向正極,則放電時,K+從N移向M,D錯誤。6.C由圖可知,放電時N極是負(fù)極,氫氣失電子,M極是正極,所以M極的電勢高于N極,A項錯誤;充電時M電極為陽極,所以Na+由左池通過交換膜向右池移動,B項錯誤;放電時N極是負(fù)極,氫氣失電子,堿性溶液中電極反應(yīng)式為H2+2OH--2e-2H2O,C項正確;充電時,M極為陽極,與電源正極相連,即與鉛酸蓄電池的二氧化鉛電極相連接,D項錯誤。7.D該裝置為化學(xué)電源,通氧氣一極為正極,通甲醛一極為負(fù)極。該裝置為原電池,電源工作時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,A錯誤;工作電極為負(fù)極,對電極為正極,工作電極發(fā)生氧化反應(yīng),B錯誤;電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極,即工作時,電子從工作電極經(jīng)導(dǎo)線流向?qū)﹄姌O,但電子不經(jīng)過電解質(zhì)溶液,C錯誤;工作時,工作電極生成的H+通過質(zhì)子交換膜到達(dá)對電極旁邊,對電極區(qū)氧氣得電子生成水,電極反應(yīng)為O2+4e-+4H+2H2O,D正確。8.C閉合K1時,該裝置為原電池,鋅電極為負(fù)極,A正確;閉合K2時,該裝置為電解池,電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,B正確;放電時,裝置為原電池,負(fù)極發(fā)生反應(yīng):Zn-2e-+4OH-[Zn(OH)4]2-,每轉(zhuǎn)移0.2mol電子,負(fù)極區(qū)由Zn失去電子生成0.1mol[Zn(OH)4]2-,同時有0.2molNa+通過陽離子交換膜到正極,故負(fù)極區(qū)電解質(zhì)溶液質(zhì)量增重0.1mol×65g·mol-1-0.2mol×23g·mol-1=1.9g,C錯誤;充電時,陽極失電子,Mn的化合價上升,反應(yīng)式為Na0.6MnO2-xe-Na0.6-xMnO2+xNa+,D正確。9.C依據(jù)原電池裝置可知,A極為原電池負(fù)極,發(fā)生電極反應(yīng):Ag-e-+Cl-AgCl↓;B極為原電池正極,發(fā)生電極反應(yīng):Ag++e-Ag。依據(jù)分析可知A為原電池負(fù)極,B為原電池正極,電流方向:B→A,A正確;依據(jù)電荷守恒可知,電子沿著導(dǎo)線由A→B,則帶負(fù)電荷的NO3-透過離子交換膜向A極移動,即該離子交換膜是陰離子交換膜,B正確;lgc(Ag+)正極c(Ag+)負(fù)極=0.340.0592≈5.74,c(Ag+)正極c(Ag+)負(fù)極≈105.74,c(Ag+)正極=10-2mol·L-1,則c(Ag+)負(fù)極≈10-7.74mol·L-1,Ksp(AgCl)=c(Ag+)負(fù)極·10.答案(1)正極c(2)2CH3OH+3O22CO2+4H2O(3)12NA或7.224×1024134.4解析(1)由原電池的工作原理圖可知,電子由電極B流向電極A,則電極A作正極,電極B為負(fù)極;c處通入CH3OH