2019高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第9章 電化學(xué)基礎(chǔ) 9-1 原電池 化學(xué)電源練習(xí) 新人教版.doc

9-1 原電池 化學(xué)電源板塊三 限時(shí)規(guī)范特訓(xùn)時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每題8分，共72分)1下列電池工作時(shí)，O2在正極放電的是()A.鋅錳電池B.氫燃料電池C.鉛蓄電池D.鎳鎘電池答案B解析氫燃料電池中，負(fù)極上H2放電，正極上O2放電，A、C、D中均不存在O2放電，故選B。2按如圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法不正確的是()A裝置甲的鋅片上和裝置乙的銅片上均可觀察到有氣泡產(chǎn)生B裝置甲、乙中的能量變化均為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能C裝置乙中的鋅、銅之間用導(dǎo)線連接電流計(jì)，可觀察到電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)D裝置乙中負(fù)極的電極反應(yīng)式：Zn2e=Zn2答案B解析甲中發(fā)生的反應(yīng)為ZnH2SO4=ZnSO4H2，鋅片表面產(chǎn)生氣泡；乙中銅、鋅接觸放入稀硫酸中形成原電池，Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H2e=H2，銅片表面產(chǎn)生氣泡，A正確。乙中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，但甲中未形成原電池，無(wú)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化，B錯(cuò)誤。乙中鋅、銅之間用導(dǎo)線連接電流計(jì)，形成原電池，Zn作負(fù)極，Cu作正極，導(dǎo)線中有電流產(chǎn)生，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，C正確。乙中Zn作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn2e=Zn2，D正確。3如圖所示是一個(gè)水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是()Aa為電池的正極B電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMn2O4=Li1xMn2O4xLiC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Li從b向a遷移答案C解析由圖可知，b極(Li電極)為負(fù)極，a極為正極，放電時(shí)，Li從負(fù)極(b)向正極(a)遷移，A、D正確；該電池放電時(shí)，負(fù)極：xLixe=xLi，正極：Li1xMn2O4xLixe=LiMn2O4，a極Mn元素的化合價(jià)發(fā)生變化，C錯(cuò)誤；由放電反應(yīng)可得充電時(shí)的反應(yīng)，B正確。4工業(yè)上常將鉻鍍?cè)谄渌饘俦砻?，同鐵、鎳組成各種性質(zhì)的不銹鋼，在如圖裝置中，觀察到圖1裝置銅電極上產(chǎn)生大量的無(wú)色氣泡，而圖2裝置中銅電極上無(wú)氣體產(chǎn)生，鉻電極上產(chǎn)生大量有色氣體，則下列敘述正確的是()A圖1為原電池裝置，Cu電極上產(chǎn)生的是O2B圖2裝置中Cu電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2C由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知：金屬活動(dòng)性Cu>CrD兩個(gè)裝置中，電子均由Cr電極流向Cu電極答案B解析圖1為原電池裝置，銅為正極，氫離子得電子生成氫氣；圖2裝置中銅電極上無(wú)氣體產(chǎn)生，鉻電極上產(chǎn)生大量有色氣體，說(shuō)明銅為負(fù)極，鉻電極為正極，負(fù)極發(fā)生Cu2e=Cu2；由圖1根據(jù)原電池原理知金屬鉻的活動(dòng)性比銅強(qiáng)；圖1中，電子由Cr經(jīng)導(dǎo)線流向Cu，圖2中電子由Cu極經(jīng)導(dǎo)線流向Cr。5通過(guò)NO傳感器可監(jiān)測(cè)汽車排放的尾氣中NO含量，其工作原理如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()AO2向正極移動(dòng)B負(fù)極的電極反應(yīng)式為NO2eO2=NO2CO2的電極反應(yīng)產(chǎn)物是H2OD反應(yīng)消耗的NO與O2的物質(zhì)的量之比為12答案B解析根據(jù)工作原理圖知，Pt電極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，作正極，NiO電極上NO失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則NiO為負(fù)極；正極上電極反應(yīng)式為O24e=2O2，負(fù)極上電極反應(yīng)式為NO2eO2=NO2。由圖可知O2移向NiO電極，即向負(fù)極移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；NiO電極上NO失電子和O2反應(yīng)生成二氧化氮，所以電極反應(yīng)式為NOO22e=NO2，故B正確；正極上電極反應(yīng)式為O24e=2O2，故C錯(cuò)誤；反應(yīng)消耗的NO與O2的物質(zhì)的量之比為21，故D錯(cuò)誤。6據(jù)報(bào)道，以硼氫化合物NaBH4(B元素的化合價(jià)為3價(jià))和H2O2作原料的燃料電池，其負(fù)極材料采用Pt/C，正極材料采用MnO2，可用作空軍通信衛(wèi)星電源，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A該電池的負(fù)極反應(yīng)為BH8OH8e=BO6H2OB電池放電時(shí)Na從b極區(qū)移向a極區(qū)C每消耗3 mol H2O2，轉(zhuǎn)移的電子為3 molD電極a采用MnO2作電極材料答案A解析電池總反應(yīng)為BH4H2O2=BO6H2O，正極反應(yīng)為H2O22e=2OH，總反應(yīng)減去正極反應(yīng)即可得到負(fù)極反應(yīng)，A正確；在電池中電極a為負(fù)極，電極b為正極，在電池放電過(guò)程中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，B錯(cuò)誤；通過(guò)正極反應(yīng)方程式可知，每消耗3 mol H2O2轉(zhuǎn)移電子6 mol，C錯(cuò)誤；電極a作負(fù)極，電極b作正極，正極用MnO2作電極，D錯(cuò)誤。7人工光合系統(tǒng)裝置(如圖)可實(shí)現(xiàn)以CO2和H2O合成CH4。下列說(shuō)法不正確的是()A該裝置為原電池，且銅為正極B電池工作時(shí)，H向Cu電極移動(dòng)CGaN電極表面的電極反應(yīng)式為2H2O4e=O24HD反應(yīng)CO22H2OCH42O2中每消耗1 mol CO2轉(zhuǎn)移4 mol e答案D解析該裝置中，根據(jù)電子流向知，GaN是負(fù)極、Cu是正極，負(fù)極反應(yīng)式為2H2O4e=4HO2，正極反應(yīng)式為CO28e8H=CH42H2O，電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，據(jù)此分析可知：銅為原電池正極，A正確；電池工作時(shí)，H向正極，即銅電極移動(dòng)，B正確；負(fù)極表面發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O4e=O24H，C正確；反應(yīng)CO22H2OCH42O2中每消耗1 mol CO2，生成2 mol O2，轉(zhuǎn)移8 mol e，D錯(cuò)誤。8NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料電池，其原理如圖所示，該電池在放電過(guò)程中石墨電極上生成氧化物Y，Y可循環(huán)使用。下列說(shuō)法正確的是()A放電時(shí)，NO向石墨電極遷移B石墨附近發(fā)生的反應(yīng)為NOO2e=NOC電池總反應(yīng)式為4NO2O2=2N2O5D當(dāng)外電路通過(guò)4 mol e，負(fù)極上共產(chǎn)生2 mol N2O5答案C解析以NO2、O2和熔融KNO3制作的燃料電池，在使用過(guò)程中，O2通入石墨電極，則石墨電極為原電池的正極，石墨電極為原電池的負(fù)極，NO2被氧化，N元素化合價(jià)升高，故生成的氧化物Y為N2O5。放電時(shí)，NO向負(fù)極移動(dòng)，即向石墨電極遷移，A錯(cuò)誤；由裝置圖可知，O2和N2O5(Y)在石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O22N2O54e=4NO，B錯(cuò)誤；電池的負(fù)極反應(yīng)式為4NO24NO4e=4N2O5，故電池總反應(yīng)式為4NO2O2=2N2O5，C正確；當(dāng)外電路中通過(guò)4 mol e時(shí)，負(fù)極上產(chǎn)生4 mol N2O5，D錯(cuò)誤。9某原電池裝置如圖所示，電池總反應(yīng)為2AgCl2=2AgCl。下列說(shuō)法正確的是()A正極反應(yīng)為AgCle=AgClB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)隨之改變D當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e時(shí)，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子答案D解析正極反應(yīng)式為Cl22e=2Cl，A錯(cuò)誤；負(fù)極上電極反應(yīng)AgeCl=AgCl，所以交換膜左側(cè)負(fù)極上產(chǎn)生大量白色沉淀，B錯(cuò)誤；用NaCl代替HCl，正、負(fù)極電極反應(yīng)式都不變，故電池總反應(yīng)也不變，C錯(cuò)誤；當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e時(shí)，左側(cè)產(chǎn)生0.01 mol Ag，會(huì)消耗0.01 mol Cl，同時(shí)H通過(guò)交換膜轉(zhuǎn)移到右側(cè)的為0.01 mol，故左側(cè)共減少0.02 mol，D正確。二、非選擇題(共28分)10(12分)(1)事實(shí)證明，能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是_(填字母，下同)。aC(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H>0b2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H<0cNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H<0若以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，其正極的電極反應(yīng)為_。(2)CO與H2反應(yīng)還可制備CH3OH，CH3OH可作為燃料使用，用CH3OH和O2組成的質(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2CH3OH3O2=2CO24H2O，則c電極是_(填“正極”或“負(fù)極”)，c電極的反應(yīng)方程式為_。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)況下的體積為_L。答案(1)bO24e2H2O=4OH(2)負(fù)極CH3OH6eH2O=CO26H11.2解析(1)根據(jù)題中信息，設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，排除a，根據(jù)已學(xué)知識(shí)，原電池反應(yīng)必是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，排除c。原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，由于是堿性介質(zhì)，則電極反應(yīng)中不應(yīng)出現(xiàn)H，故正極的電極反應(yīng)為O24e2H2O=4OH。(2)根據(jù)圖中的電子流向知c是負(fù)極，是甲醇發(fā)生氧化反應(yīng)：CH3OH6eH2O=CO26H，線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子時(shí)消耗氧氣0.5 mol，標(biāo)況下體積為11.2 L。11(16分)(1)以Al和NiOOH為電極，NaOH溶液為電解液，可以組成一種新型電池，放電時(shí)NiOOH轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2。該電池的負(fù)極反應(yīng)式為_ _，電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_ _。(2)高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。該電池的總反應(yīng)為3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為_ _，正極反應(yīng)為_ _。放電時(shí)電子由_極流向_極。放電時(shí)1 mol K2FeO4發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)是_。答案(1)Al4OH3e=AlO2H2OAl3NiOOHNaOHH2O=NaAlO23Ni(OH)2(2)Zn2e2OH=Zn(OH)22FeO6e8H2O=2Fe(OH)310OH負(fù)正1.8061024解析(1)放電時(shí)Al失電子，生成的Al3與NaOH溶液反應(yīng)生成AlO。放電時(shí)，NiOOH轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2，故電池的總反應(yīng)式為Al3NiOOHNaOHH2O=NaAlO23Ni(OH)2(2)放電時(shí)鋅在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，因?yàn)殡娊赓|(zhì)是堿，故負(fù)極反應(yīng)是Zn2e2OH=Zn(OH)2，正極反應(yīng)為2FeO6e8H2O=2Fe(OH)310OH。電子由負(fù)極流出，通過(guò)外電路流向正極，每1 mol K2FeO4發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子是3 mol，數(shù)目是1.8061024。