2022《名師面對(duì)面》高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)-第6章-第17講-原電池-化學(xué)電源-優(yōu)化訓(xùn)練

必考部分第六章第17講題組一原電池正、負(fù)極推斷及電極反應(yīng)式的書寫1．(2021新課標(biāo)Ⅰ卷)銀質(zhì)器皿日久表面會(huì)漸漸變黑，這是生成了Ag2S的緣由。依據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理：在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時(shí)間后發(fā)覺黑色會(huì)褪去。下列說法正確的是()A．處理過程中銀器始終保持恒重B．銀器為正極，Ag2S被還原生成單質(zhì)銀C．該過程中總反應(yīng)為2Al＋3Ag2S=6Ag＋Al2S3D．黑色褪去的緣由是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl【答案】B【解析】負(fù)極反應(yīng)為2Al－6e－=2Al3＋；正極反應(yīng)為3Ag2S＋6e－=6Ag＋3S2－。溶液中的Al3＋與S2－進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)2Al3＋＋3S2－＋6H2O=2Al(OH)3↓＋3H2S↑，故總反應(yīng)為3Ag2S＋2Al＋6H2O=6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由總反應(yīng)式可知Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag，銀器質(zhì)量減輕，A項(xiàng)錯(cuò)誤；黑色褪去說明Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag，D項(xiàng)錯(cuò)誤；銀器為正極，Ag2S被還原為Ag，B項(xiàng)正確。2．(2022福建卷)某原電池裝置如下圖所示，電池總反應(yīng)為2Ag＋Cl2=2AgCl。下列說法正確的是()A．正極反應(yīng)為AgCl＋e－=Ag＋Cl－B．放電時(shí)，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應(yīng)隨之轉(zhuǎn)變D．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mole－時(shí)，交換膜左側(cè)溶液中約削減0.02mol離子【答案】D【解析】A項(xiàng)正確的正極反應(yīng)式為Cl2＋2e－=2Cl－，錯(cuò)誤；B項(xiàng)由于陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過，故在左側(cè)溶液中才會(huì)有大量白色沉淀生成，錯(cuò)誤；C項(xiàng)若用NaCl溶液代替鹽酸，但電池總反應(yīng)不變，錯(cuò)誤；D項(xiàng)當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mole－時(shí)，交換膜左側(cè)產(chǎn)生0.01molAg＋與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生AgCl沉淀，同時(shí)約有0.01molH＋通過陽(yáng)離子交換膜轉(zhuǎn)移到右側(cè)溶液中，故左側(cè)溶液共約0.02mol離子削減，正確。3．某同學(xué)組裝了下圖所示的電化學(xué)裝置Ⅰ和Ⅱ，下列敘述正確的是()A．裝置Ⅰ：鐵極會(huì)溶解，溶液從藍(lán)色漸漸變成淺綠色B．裝置Ⅰ：電流方向由鐵極→→銅極C．裝置Ⅱ：碳極上有無色氣體產(chǎn)生D．裝置Ⅱ：鐵極發(fā)生還原反應(yīng)【答案】A【解析】裝置Ⅰ：Cu－Fe原電池，鐵作負(fù)極，失電子發(fā)生反應(yīng)生成淺綠色的Fe2＋，銅作正極，電解質(zhì)溶液中的銅離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電流方向?yàn)檎龢O→○A→負(fù)極，故A對(duì)B錯(cuò)；裝置Ⅱ：金屬鐵發(fā)生吸氧腐蝕，碳極上是氧氣得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，鐵極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故C、D均錯(cuò)誤。4．有人設(shè)想以N2和H2為反應(yīng)物，以溶有A物質(zhì)的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液，可制造出既能供應(yīng)電能，又能固氮的新型燃料電池，裝置如下圖所示。(1)電池正極的電極反應(yīng)式是___________________________________。(2)電解質(zhì)溶液的pH________(填寫“增大”、“減小”或“不變”)。(3)A物質(zhì)是______________________(寫化學(xué)式)。【答案】(1)N2＋8H＋＋6e－=2NHeq\o\al(＋,4)(2)增大(3)NH4Cl題組二原電池工作原理的綜合分析與應(yīng)用5．(2022新課標(biāo)Ⅱ卷)2021年3月我國(guó)科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．a(chǎn)為電池的正極B．電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMn2O4=Li1－xMn2O4＋xLiC．放電時(shí)，a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化D．放電時(shí)，溶液中的Li＋從b向a遷移【答案】C【解析】依據(jù)題給裝置圖推斷，b的電極材料中含有活潑金屬Li，反應(yīng)中易失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，作原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i－e－=Li＋，電極a是原電池的正極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－=LiMn2O4，電池反應(yīng)為L(zhǎng)i1－xMn2O4＋xLi=LiMn2O4。綜上所述，a是原電池的正極，A正確；電池充電反應(yīng)為原電池反應(yīng)的逆反應(yīng)，即LiMn2O4=Li1－xMn2O4＋xLi，B正確；放電時(shí)，a極錳的化合價(jià)發(fā)生變化，Li的化合價(jià)沒有變化，C錯(cuò)誤；放電時(shí)，溶液中的Li＋從b向a遷移，D正確。6．(2021廣東卷節(jié)選)(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。①完成原電池甲的裝置示意圖(見下圖)，并作相應(yīng)標(biāo)注。甲要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素。②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，可觀看到負(fù)極________。③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______，其緣由是________________________________________________________________________。(2)依據(jù)犧牲陽(yáng)極的陰極疼惜法原理，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?！敬鸢浮?1)①裝置圖如下②電極漸漸溶解③甲可以避開活潑金屬與電解質(zhì)溶液(如Zn和CuSO4)接觸，從而供應(yīng)穩(wěn)定電流(2)Zn【解析】(1)由題給試劑，結(jié)合原電池的形成條件，可知可以組合的原電池有鋅銅、鋅鐵、鐵銅原電池。由圖示所給電子移動(dòng)方向，可知左邊為負(fù)極(活潑金屬)、右邊為正極(不活潑金屬)，則組裝的原電池可以如下：由所給的電極材料可知，當(dāng)銅片作電極時(shí)，銅片確定是正極，則負(fù)極是活潑的金屬(失電子發(fā)生氧化反應(yīng))，反應(yīng)的現(xiàn)象是電極漸漸溶解。以Zn和Cu作電極為例，假如不用鹽橋則Zn與CuSO4反應(yīng)，置換出的XCu附著在Zn表面，阻礙Zn與CuSO4的接觸，不能供應(yīng)穩(wěn)定電流。(2)依據(jù)犧牲陽(yáng)極的陰極疼惜法可知，被疼惜的金屬作陰極，即Zn作為陽(yáng)極。7．銅在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的用途。(1)配制CuSO4溶液時(shí)需加入少量稀H2SO4，其緣由是________________________________________________________________________(只寫離子方程式)。(2)某同學(xué)利用制得的CuSO4溶液，進(jìn)行以下試驗(yàn)探究。①圖甲是依據(jù)反應(yīng)Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4設(shè)計(jì)成鐵銅原電池，請(qǐng)圖甲中的橫線上完成標(biāo)注。②圖乙中，Ⅰ是甲烷燃料電池的示意圖，該同學(xué)想在Ⅱ中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍銅，則應(yīng)在a處通入______(填“CH4”或“O2”)，b處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為______________=4OH－；若把Ⅱ中電極均換為惰性電極，電解液換為含有0.1molNaCl溶液400mL，當(dāng)陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體為448mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時(shí)，溶液的pH為________(【答案】(1)Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋(2)①②CH4O2＋4e－＋2H2O13(2)②n(Cl2)＝448÷22400＝0.02mol