2024高考化學一輪復習專練32原電池原理及應用二含解析新人教版

PAGE8-專練32原電池原理及應用二1．[2024·黑龍江青岡一中開學考試]有a、b、c、d四個金屬電極，有關的反應裝置及部分反應現(xiàn)象如下：試驗裝置部分試驗現(xiàn)象a極質量減小b極質量增加b極有氣體產(chǎn)生c極無變更d極溶解c極有氣體產(chǎn)生電流計指示在導線中電流從a極流向d極由此可推斷這四種金屬的活動性依次是()A．a(chǎn)＞b＞c＞dB．d＞a＞b＞cC．b＞c＞d＞aD．a(chǎn)＞b＞d＞c2．[2024·全國卷Ⅲ]為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性，科學家近期利用三維多孔海綿狀Zn(3D－Zn)可以高效沉積ZnO的特點，設計了采納強堿性電解質的3D－Zn—NiOOH二次電池，結構如右圖所示。電池反應為Zn(s)＋2NiOOH(s)＋H2O(l)eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))ZnO(s)＋2Ni(OH)2(s)。下列說法錯誤的是()A．三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積，所沉積的ZnO分散度高B．充電時陽極反應為Ni(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－=NiOOH(s)＋H2O(l)C．放電時負極反應為Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－=ZnO(s)＋H2O(l)D．放電過程中OH－通過隔膜從負極區(qū)移向正極區(qū)3．鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關敘述正確的是()A．銅電極上發(fā)生氧化反應B．電池工作一段時間后，甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))減小C．電池工作一段時間后，乙池溶液的總質量增加D．陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡4．某原電池裝置如圖所示，電池總反應為2Ag＋Cl2=2AgCl。下列說法正確的是()A．正極反應為AgCl＋e－=Ag＋Cl－B．放電時，交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應隨之變更D．當電路中轉移0.01mole－時，交換膜左側溶液中約削減0.02mol離子5．[2024·貴州航天中學月考]據(jù)報道，鋅電池可能取代目前廣泛運用的鉛蓄電池，因為鋅電池容量更大，而且沒有鉛污染，其電池反應為2Zn＋O2=2ZnO，原料為鋅粒、KOH電解液和空氣，則下列敘述正確的是()A．鋅為正極，空氣進入負極反應B．負極反應為Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2OC．正極發(fā)生氧化反應D．放電時電子在溶液中從正極向負極移動6．Mg—AgCl電池是一種以海水為電解質溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是()A．負極反應式為Mg－2e－=Mg2＋B．正極反應式為Ag＋＋e－=AgC．電池放電時Cl－由正極向負極遷移D．負極會發(fā)生副反應Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑7．微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是()A．正極反應中有CO2生成B．微生物促進了反應中電子的轉移C．質子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)D．電池總反應為C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O8．[情境創(chuàng)新]一種新型錳氫二次電池原理如圖如示。該電池以MnSO4溶液為電解液，碳纖維與Pt/C分別為電極材料，電池的總反應為Mn2＋＋2H2Oeq\o(,\s\up7(充電),\s\do5(放電))MnO2＋2H＋＋H2↑。下列說法錯誤的是()A．充電時，碳纖維電極作陽極B．放電時，電子由Pt/C電極經(jīng)導線流向碳纖維電極C．充電時，碳纖維電極旁邊溶液的pH增大D．放電時，正極反應式為MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O9．[2024·平桂中學高三摸底考試]利用反應6NO2＋8NH3=7N2＋12H2O構成電池的裝置如圖所示。下列說法正確的是()A．電子從右側B電極經(jīng)過負載后流向左側A電極B．當有2.24LNO2被處理時，轉移電子數(shù)為0.4NAC．電極A極反應式為2NH3－6e－=N2＋6H＋D．為使電池持續(xù)放電，離子交換膜需選用陰離子交換膜10．[2024·江西南康中學月考]美國一個海軍航空站曾安裝了一臺250kW的MCFC型燃料電池，該電池可同時供應電和水蒸氣，其工作溫度為600℃～700℃，所用燃料為H2，電解質為熔融的K2CO3，已知該電池的總反應為：2H2＋O2=2H2O，負極反應為：2H2＋2COeq\o\al(2－,3)－4e－=2H2O＋2CO2，則下列推斷中正確的是()A．正極反應為4OH－－4e－=O2↑＋2H2OB．該電池的電極沒有參與反應C．電池供應1mol水蒸氣，轉移的電子數(shù)為4molD．O2從正極通入，發(fā)生氧化反應11．一種可充電鋰－空氣電池如圖所示。當電池放電時，O2與Li＋在多孔碳材料電極處生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列說法正確的是()A．放電時，多孔碳材料電極為負極B．放電時，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C．充電時，電解質溶液中Li＋向多孔碳材料區(qū)遷移D．充電時，電池總反應為Li2O2－x=2Li＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(x,2)))O212．我國科學家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na—CO2二次電池。將NaClO4溶于有機溶劑作為電解液，鈉和負載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應為：3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列說法錯誤的是()A．放電時，ClOeq\o\al(－,4)向負極移動B．充電時釋放CO2，放電時汲取CO2C．放電時，正極反應為：3CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)＋CD．充電時，正極反應為：Na＋＋e－=Na13．[2024·遼寧六校考試]鋰-銅空氣燃料電池容量高、成本低，具有廣袤的發(fā)展前景。該電池通過一種困難的銅腐蝕現(xiàn)象產(chǎn)生電力，其中放電過程為2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列說法不正確的是()A．放電時，正極的電極反應式為Cu2O＋H2O＋2e－=2Cu＋2OH－B．放電時，電子通過固體電解質向Li極移動C．通空氣時，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2OD．整個反應過程中，氧化劑為O214．[2024·貴州航天中學月考](1)如圖所示，是原電池的裝置圖。請回答：若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉，B電極材料為Fe且作負極，則A電極上發(fā)生的電極反應式為________；電子的移動方向是________；反應進行一段時間后溶液C的氫離子濃度將________(填“上升”、“降低”或“基本不變”)。(2)下圖是一個雙液原電池裝置圖，下列說法正確的是________。A．鹽橋中的陰離子向CuSO4溶液中移動B．鹽橋的作用之一是平衡電荷C．銅片作電池的負極D．該電池比單液原電池的電流更穩(wěn)定(3)甲醇是重要的化工原料，又可作為燃料運用，用CH3OH和O2組合形成的質子交換膜燃料電池的結構示意圖如下：電池總反應為2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O，則c電極是________(填“正極”或“負極”)，c電極的反應方程式為________________；若線路中轉移3mol電子，則上述CH3OH燃料電池，消耗的CH3OH的質量為________g。15．某化學活動小組利用圖1所示裝置對原電池進行探究(其中鹽橋為含有瓊脂的飽和KCl溶液)。請回答下列問題：(1)在圖1裝置中，當電流計中指針發(fā)生偏轉時，鹽橋中的Cl－移向________(填“A”或“B”)燒杯，裝置中電子的移動方向為________________。(2)該小組同學提出設想：假如將試驗中的鹽橋換為銅導線，電流計是否也發(fā)生偏轉呢？帶著疑問，該小組利用圖2所示裝置進行了試驗，發(fā)覺電流計指針同樣發(fā)生偏轉。對于試驗中產(chǎn)生電流的緣由，起初認為該裝置仍舊為原電池，但老師提示留意運用的是銅導線，經(jīng)深化探討后認為A燒杯實際為原電池，在此問題上，該小組成員的看法發(fā)生了很大分歧。①一部分同學認為是由于A燒杯中ZnSO4溶液水解顯酸性，此時原電池實際是由Zn、Cu作電極，稀硫酸作電解質溶液構成的原電池。假如這個觀點正確，那么B燒杯中銅片上發(fā)生反應的電極反應式為________________________。②另一部分同學認為A燒杯的溶液酸性較弱，由于溶解在溶液中氧氣的作用，使得Zn、Cu之間形成原電池。假如這個觀點正確，那么原電池的正極反應式為________________________。(3)若第(2)小題中觀點②正確，則可以利用此原理設計電池為在偏遠海島工作的燈塔供電。若裝置以金屬鋁和石墨為電極，以海水為電解質溶液，請寫出該電池工作時總反應的化學方程式：________________________________________________________________________。專練32原電池原理及應用二1．B由第一個圖知金屬的活動性依次a＞b，其次個圖中不能構成原電池，b極有氣體產(chǎn)生，c極無變更，所以金屬的活動性依次b＞c，由第三個圖知金屬的活動性依次d＞c，第四個圖電流從a極流向d極，a極為正極，d極為負極，所以金屬的活動性依次d＞a；因此這四種金屬的活動性依次d＞a＞b＞c，答案選B。2．D本題涉及二次電池學問，以新型三維多孔海綿狀Zn的信息為切入點，考查了學生接受、汲取、整合化學信息的實力，運用電化學原理解決實際問題，體現(xiàn)了變更觀念與平衡思想的學科核心素養(yǎng)。A項，依題干信息可知正確；B項，充電時陽極發(fā)生氧化反應，正確；C項，放電時Zn作負極失去電子，發(fā)生氧化反應，正確；D項，放電時，OH－由正極區(qū)向負極區(qū)遷移。3．C4．D依據(jù)電池總反應可以看出，Cl2得電子，Ag失電子，所以在原電池中Cl2在正極上發(fā)生還原反應，Ag在負極上發(fā)生氧化反應。正極反應式為Cl2＋2e－=2Cl－，A項錯誤。因為電解質溶液為鹽酸，所以負極上Ag失電子生成的Ag＋隨即與旁邊的Cl－反應，交換膜左側溶液中有大量白色沉淀生成，B項錯誤。用氯化鈉代替鹽酸后，電極反應不發(fā)生變更，C項錯誤。當電路中轉移0.01mole－時，負極生成0.01molAg＋，由于Ag＋＋Cl－=AgCl↓，所以消耗了0.01molCl－，由于電荷守恒，因此同時有0.01molH＋通過陽離子交換膜轉移至右側，D項正確。5．B在電池反應2Zn＋O2=2ZnO中，Zn發(fā)生失電子的氧化反應，Zn為負極，O2在正極發(fā)生還原反應，空氣進入正極反應，A項錯誤；Zn為負極，KOH溶液為電解質溶液，負極電極反應式為Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O，B項正確；正極發(fā)生得電子的還原反應，C項錯誤；放電時電子從負極經(jīng)導線流向正極，電子不能在溶液中移動，D項錯誤。6．B該電池中還原性較強的Mg為負極，失去電子發(fā)生氧化反應，A項正確；AgCl為正極，發(fā)生還原反應，反應式為AgCl＋e－=Ag＋Cl－，B項錯誤；由于Mg失去電子形成Mg2＋，使負極區(qū)域帶正電，AgCl得到電子生成Ag和Cl－，使正極區(qū)域帶負電，因此Cl－由正極向負極遷移，使電解質溶液保持電中性，C項正確；氧化還原反應為放熱反應，鎂與熱水能發(fā)生置換反應生成Mg(OH)2和H2，D項正確。7．AC6H12O6反應生成CO2時，C元素的化合價上升，發(fā)生氧化反應，因此C6H12O6→CO2是原電池的負極反應，A項錯誤；在微生物的作用下，反應速率加快，促進了反應中電子的轉移，B項正確；原電池工作時，陽離子(H＋)移向電池的正極，C項正確；依據(jù)電池裝置圖知電池總反應為葡萄糖的氧化反應C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O，D項正確。8．C9.D10.B11.D12．D放電時是原電池，陰離子ClOeq\o\al(－,4)向負極移動，A正確；依據(jù)電池總反應知B正確；放電時是原電池，正極是二氧化碳得到電子轉化為碳，反應為：3CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)＋C，C正確；充電時是電解，正極與電源的正極相連，作陽極，發(fā)生失去電子的氧化反應，反應為2COeq\o\al(2－,3)＋C－4e－=3CO2↑，D錯誤。13．B14．(1)2H＋＋2e－=H2↑由Fe電極沿導線流向A極降低(2)BD(3)負極CH3OH－6e－＋H2O=CO2↑＋6H＋16解析：(2)依據(jù)裝置圖，Zn片為負極，Cu片為正極。A項，原電池中，陰離子向負極移動，鹽橋中的陰離子向ZnSO4溶液中移動，A項錯誤；B項，鹽橋中的陰離子向ZnSO4溶液中移動，陽離子向CuSO4溶液中移動，鹽橋的作用是形成閉合回路并平衡電荷使兩邊溶液保持電中性，B項正確；C項，依據(jù)上述分析，銅片作電池的正極，C項錯誤；D項，在雙液原電池中Zn與CuSO4溶液不干脆接觸，運用鹽橋使兩邊的溶液保持電中性，保障了電子通過導線從鋅片到銅片的不斷轉移，使Zn的溶解和Cu的析出過程得以接著進行，形成持續(xù)穩(wěn)定的電流；在單液原電池中，Zn與CuSO4溶液干脆接觸，Zn可與CuSO4溶液干脆發(fā)生置換反應使部分化學能轉化為熱能，Cu在Zn片表面析出，阻礙Zn與溶液