高考化学一轮复习 课时22 原电池及其应用检测与评估.docx
《高考化学一轮复习 课时22 原电池及其应用检测与评估.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮复习 课时22 原电池及其应用检测与评估.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高考化学一轮复习课时22原电池及其应用检测与评估
2019-2020年高考化学一轮复习课时22原电池及其应用检测与评估
一、单项选择题
1.（xx·北京卷）下列设备工作时，将化学能转化为热能的是（ ）
A
B
C
D
硅太阳能电池
锂离子电池
太阳能集热器
燃气灶
2.某小组为研究电化学原理，设计如右图装置。
下列叙述不正确的是（ ）
A.a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B.a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2++2e-Cu
C.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
D.a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2+向铜电极移动
3.如图为一原电池的结构示意图，下列说法中不正确的是（ ）
A.原电池工作时的总反应为Zn+Cu2+Zn2++Cu
B.原电池工作时，Zn电极流出电子，发生氧化反应
C.如将Cu电极改为Fe电极，CuSO4溶液改为FeSO4溶液，则Zn电极依然作负极
D.盐桥中装有琼脂—饱和氯化钾溶液，则盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
4.如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH=4久置的雨水和生铁片。
实验时观察到:
开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管内液面。
下列说法正确的是（ ）
A.生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应
B.雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀
C.墨水回升时，碳电极反应式为:
O2+2H2O+4e-4OH-
D.具支试管中溶液pH逐渐减小
5.（xx·海南卷）Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为2AgCl+MgMg2++2Ag+2Cl-。
有关该电池的说法正确的是（ ）
A.Mg为电池的正极
B.负极反应为AgCl+e-Ag+Cl-
C.不能被KCl溶液激活
D.可用于海上应急照明供电
6.（xx·新课标全国卷）“ZEBRA”蓄电池的结构如下图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。
下列关于该电池的叙述错误的是（ ）
A.电池反应中有NaCl生成
B.电池的总反应是金属钠还原三价铝离子
C.正极反应为NiCl2+2e-Ni+2Cl-
D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
7.燃料电池是利用燃料（如H2、CO、CH4等）跟氧气反应从而将化学能转化成电能的装置。
下列关于甲烷燃料电池（NaOH溶液作电解质）的说法正确的是（ ）
A.负极反应为O2+2H2O+4e-4OH-
B.负极反应为CH4+10OH--8e-C+7H2O
C.放电时溶液中的阴离子向正极移动
D.随着放电的进行，溶液的pH不发生改变
8.市场上经常见到的标记为Li-ion的电池。
它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li+的高分子材料。
这种锂离子电池的电池反应式为Li+2Li0.35NiO22Li0.85NiO2，下列说法正确的是（ ）
A.放电时，负极的电极反应式:
Li-e-Li+
B.充电时，LNiO2发生氧化反应
C.该电池既能用酸溶液又能用碱溶液作电解质溶液
D.放电过程中Li+向负极移动
二、非选择题
9.
（1）甲醇和氧气完全燃烧的反应可以设计为燃料电池，装置如右图，该电池通过K2CO3溶液吸收反应生成的CO2。
则负极的电极反应为 。
（2）环境友好型铝-碘电池已研制成功，已知电池总反应为2Al（s）+3I2（s）2AlI3（s）。
含I-传导有机晶体合成物作为电解质，该电池负极的电极反应为 ，充电时Al连接电源的 极。
（3）在电化学中，常用碳作电极:
①在酸性锌锰干电池中，碳棒作 极。
②若用碳棒和铁棒作电极电解饱和食盐水生产烧碱时，碳棒作 极，反应的离子方程式为 。
10.
（1）已知甲烷燃料电池的工作原理如右图所示。
该电池工作时，a口放出的物质为 ，该电池正极的电极反应式为 ，工作一段时间后，当3.2g甲烷完全反应生成CO2时，有 mol电子发生转移。
（2）潮湿环境中，镀锡铜即使锡层破损也能防止形成铜绿，请结合有关的原理解释其原因:
。
（3）直接供氨式燃料电池是以NaOH溶液为电解质的。
电池反应为4NH3+3O22N2+6H2O，则负极电极反应式为 。
11.甲醇是一种可再生燃料，它的沸点为64.7℃。
有科学家提出:
把含有过量CO2的空气吹入碳酸钾溶液中，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后得到甲醇，其构想流程如下:
试回答下列问题:
（1）写出吸收池中主要反应的化学方程式:
。
（2）在2×105Pa、300℃合成塔中，若有440gCO2与H2恰好完全反应生成甲醇和水，放出495kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式:
。
（3）甲醇的一个重要作用是可以制燃料电池，常用KOH作电解质溶液，负极的电极反应式为 。
12.（xx·安徽卷）某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图1）。
从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）:
编号
实验目的
碳粉/g
铁粉/g
醋酸/%
①
为以下实验作参照
0.5
2.0
90.0
②
醋酸浓度的影响
0.5
36.0
③
0.2
2.0
90.0
（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。
t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了 腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时，碳粉表面发生了 （填“氧化”或“还原”）反应，其电极反应式是 。
图1图2图3
（3）该小组对图2中0t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二:
假设一:
发生析氢腐蚀产生了气体;
假设二:
。
（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。
请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论:
。
课时22 原电池及其应用
1.D 【解析】 硅太阳能电池将太阳能直接转化为电能,A项错误;锂离子电池将化学能转化为电能,B项错误;太阳能集热器将太阳能转化为热能,C项错误;燃气灶将化学能转化为热能,D项正确。
2.D 【解析】 A项发生置换反应,正确;B项形成原电池,铜片作正极,溶液中Cu2+先放电,正确;铁片作负极失去电子形成Fe2+,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色,所以C项正确;D项a和b分别连接直流电源正、负极,a作阳极,铜片失去电子形成为Cu2+,Cu2+向铁电极移动,错误。
3.D 【解析】 盐桥中的K+向正极区溶液移动。
4.C 【解析】 生铁片中的碳是原电池的正极,A项错误;雨水酸性较强,开始时铁片发生化学腐蚀和析氢腐蚀,产生氢气,导管内液面下降,一段时间后铁片发生吸氧腐蚀,吸收氧气,导管内液面回升,B项错误;墨水回升时,铁片发生吸氧腐蚀,碳极为正极,电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,C项正确;铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,具支试管内溶液pH均增大,D项错误。
5.D 【解析】 根据电池反应方程式:
2AgCl+MgMg2++2Ag+2Cl-可知设计成原电池时Mg为负极,发生氧化反应,故A项、B项错误;可用KCl溶液激活是指电解质溶液可用KCl溶液代替,C项错误。
6.B 【解析】 结合蓄电池装置图,利用原电池原理分析相关问题。
A项,负极反应为Na-e-Na+,正极反应为NiCl2+2e-Ni+2Cl-,故电池反应中有NaCl生成;B项,电池的总反应是金属钠还原二价镍离子;C项,正极上NiCl2发生还原反应,电极反应为NiCl2+2e-Ni+2Cl-;D项,钠在负极失电子,被氧化生成Na+,Na+通过钠离子导体在两电极间移动。
7.B 【解析】 这题是对原电池基本概念的考查。
负极应该是失去电子的,所以A项错误,B项正确;放电时,阴离子移向负极,C项错误;随着放电的进行,溶液中的OH-不断被消耗,溶液pH将会变小。
8.A 【解析】 放电时负极锂失去电子;充电时Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应;该电池只能用传导Li+的高分子材料作电解质溶液;放电过程中Li+向正极移动。
9.
（1）CH3OH-6e-+7C+2H2O8HC
（2）Al-3e-+3I-AlI3 负极
（3）①正 ②阳 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
10.
（1）CO2 O2+4e-+4H+2H2O 1.6
（2）潮湿环境中,Sn与Cu构成原电池,Sn作为负极,保护正极Cu不被氧化
（3）2NH3+6OH--6e-N2+6H2O
11.
（1）K2CO3+CO2+H2O2KHCO3
（2）CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）
ΔH=-49.5kJ·mol-1
（3）CH3OH+8OH--6e-C+6H2O
【解析】
（2）440gCO2为10mol,放热495kJ,1molCO2为44g,放热为49.5kJ。
12.
（1）
②
2.0
③
碳粉质量的影响
（2）吸氧
还原 O2+2H2O+4e-4OH-
（3）反应放热使锥形瓶内温度升高
（4）①将锥形瓶中反应后的溶液过滤,②向滤液中滴加几滴KSCN溶液,再滴入几滴新制氯水,若加KSCN溶液不变红,滴入氯水后溶液变红,则证明假设一正确,若加KSCN溶液不变红,滴入氯水后溶液也不变红,则证明假设一错误
【解析】
（1）分析①③可知,其他条件没变,就碳粉的质量发生了变化,所以本实验是为了探究碳粉质量的影响;
（2）钢铁发生析氢腐蚀,压强会增大,若发生吸氧腐蚀,压强会减小;t2时,容器中压强明显小于起始压强,因而发生吸氧腐蚀,此时碳上的反应为O2+2H2O+4e-4OH-,钢铁发生腐蚀时,铁是负极,碳是正极,电子由负极流向正极;（3）因为该容器是恒容容器,因而压强增大的原因有两个,一是气体的量增大,二是温度升高;（4）检验方案一,除了可以检验H2以外,还可以检验Fe2+。
2019-2020年高考化学一轮复习课时40化学工艺流程考点过关
常见的化工术语
【基础梳理】
关键词
释义
研磨、雾化
将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分
灼烧（煅烧）
使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。
如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿
浸取
向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等
浸出率
固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少
酸浸
在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程
水浸
与水接触反应或溶解
过滤
固体与液体的分离
滴定
定量测定，可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定
蒸发结晶
蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出
蒸发浓缩
蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度
水洗
用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等
酸作用
溶解、去氧化物（膜）、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等
碱作用
去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解（沉淀）
常见的操作与答题
常见的操作
答题要考虑的角度
加过量试剂
使反应完全进行（或增大转化率、产率）等
加氧化剂
氧化某物质，生成目标产物或除去某些离子
判断能否加
其他物质
要考虑是否引入杂质（或影响产物的纯度）等
分离、提纯
过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作
提高原子利用率
绿色化学（经济性或环保性）
在空气中或在
其他气体中进
行的反应或操作
要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或能否达到隔绝空气，防氧化、水解、潮解等目的
判断沉淀是
否洗涤干净
取最后一次洗涤液少量，检验其中是否还有某种离子存在等
控制溶液的pH
①调节溶液的酸碱性，抑制水解（或使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀）;②“酸作用”还可除去氧化物（膜）;③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等;④特定的氧化还原反应需要的酸性条件（或碱性条件）
控制温度（常用水浴、冰浴或油浴）
①防止副反应的发生;②使化学平衡移动，控制化学反应的方向;③控制固体的溶解与结晶（如趁热过滤能防止某物质降温时析出）;④控制反应速率;使催化剂达到最大活性;⑤升温:
促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发;⑥加热煮沸:
促进水解，聚沉后利于过滤分离;⑦趁热过滤:
减少因降温而析出的溶质的量;⑧降温:
防止物质高温分解或挥发，降温（或减压）可以减少能源成本，降低对设备的要求
洗涤晶体
①水洗:
通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质;②“冰水洗涤”:
能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗;③用特定有机试剂清洗晶体:
洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度、有利于析出，减少损耗等
表面处理
用水洗除去表面可溶性杂质，金属晶体可用机械法（打磨）或化学法除去表面氧化物、提高光洁度等
微课1 物质制备的化学工艺流程的解题过程
（1）审题:
①阅读题目的背景材料;②提供的原料、生产目标;③操作流程和条件;④提供的图表或介质;⑤化工流程图的类型;⑥重要操作和专业术语。
（2）析题:
①弄清原理，设问;②弄清各步骤的目的;③如何运用条件;④问题的突破口与隐含条件;⑤解题思路与方法。
（3）答题:
①从目的和反应原理切入;②从原料和产品切入;③从生产要求和条件切入;④从产品分离提纯切入;⑤从绿色化工思想切入;⑥规范答题。
无机化工流程题在背景材料上呈现新（或陌生）内容。
但本质上还是落在双基上，内在要求或者核心知识考查不变。
如运用化学反应原理、化学平衡和水解理论、物质制备和分离的知识、晶体知识、绿色化学的观点分析实际生产中的各种问题，我们千万不能被新包装所迷惑、所吓倒。
从题干中获取有用信息，明确生产的目的。
牢牢抓住一点:
一切反应或操作的目的都是围绕获得高质量、高产量的目标产品;平时要重视基本的实验操作、陌生的氧化还原反应方程式、离子方程式的书写训练。
【典型例题】
卤块的主要成分是MgCl2，此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。
以卤块为原料可制得轻质氧化镁，工艺流程图如下:
已知:
Fe2+的氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化为Fe3+，生成Fe（OH）3沉淀除去。
若要求产品尽量不含杂质，请根据表1和表2提供的资料，填写空白:
表1 生成氢氧化物沉淀的pH
物质
开始沉淀
沉淀完全
Fe（OH）3
2.7
3.7
Fe（OH）2
7.6
9.6
Mn（OH）2
8.3
9.8
Mg（OH）2
9.6
11.1
表2 化学试剂价格表
试剂
价格（元/吨）
漂液（含NaClO，25.2%）
450
双氧水（含H2O2，30%）
2400
烧碱（含98%NaOH）
2100
纯碱（含99.5%Na2CO3）
600
（1）在步骤②中加入漂液而不是双氧水的原因是 。
写出加入NaClO发生反应的离子方程式:
。
（2）在步骤③中控制pH=9.8，其目的是 。
（3）沉淀物A的成分为 ，试剂Z应该是 。
（4）在步骤⑤中发生反应的化学方程式是 。
（5）若在实验室中完成步骤⑥，则沉淀物C必须在 （填仪器名称）中灼烧。
[答案]
（1）漂液比H2O2的价格低得多 2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O
（2）使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便过滤除去
（3）Fe（OH）3、Mn（OH）2、Mg（OH）2 纯碱
（4）MgCO3+H2OMg（OH）2+CO2↑
（5）坩埚
[解析]:
（1）漂液与H2O2都具有强氧化性，都能把亚铁离子氧化成铁离子。
加入漂液不会引入新的杂质，且漂液比H2O2的价格低得多。
2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O。
（2）通过调节溶液的pH，使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便过滤除去。
（3）Fe3+和Mn2+完全以氢氧化物的形式存在于沉淀物A中，当pH=9.6时，Mg（OH）2也开始出现，所以沉淀物A中还含有少量的Mg（OH）2。
③中滤液中主要含有镁离子，把其转化为Mg（OH）2沉淀，可以加入NaOH，也可以加入纯碱，纯碱的价格比较低，生产成本较低，所以在这里选用纯碱。
（4）在步骤⑤中，产物为Mg（OH）2，发生的反应为MgCO3+H2OMg（OH）2+CO2↑。
（5）灼烧固体物质须在坩埚中进行。
碲（Te）为ⅥA族元素，是当今高新技术新材料的主要成分之一。
工业上可从电解精炼铜的阳极泥中提取碲。
（1）粗铜中含有Cu和少量Zn、Ag、Au、TeO2及其他化合物，电解精炼后，阳极泥中主要含有TeO2、少量金属单质及其他化合物。
电解精炼粗铜时，阳极电极反应式为 。
（2）TeO2是两性氧化物，微溶于水，可溶于强酸或强碱。
从上述阳极泥中提取碲的一种工艺流程如下:
①“碱浸”时TeO2发生反应的化学方程式为 。
②“沉碲”时控制溶液的pH为4.55.0，生成TeO2沉淀。
如果H2SO4过量，溶液酸度过大，将导致碲的沉淀不完全，原因是 ;防止局部酸度过大的操作方法是 。
③“酸溶”后，将SO2通入TeCl4溶液中进行“还原”得到碲，该反应的化学方程式是 。
[答案]
（1）Zn-2e-Zn2+、Cu-2e-Cu2+
（2）①TeO2+2NaOHNa2TeO3+H2O
②TeO2是两性氧化物，H2SO4过量会导致TeO2继续与H2SO4反应导致损失 缓慢加入H2SO4，并不断搅拌
③TeCl4+2SO2+4H2OTe+4HCl+2H2SO4
[解析]:
（1）电解精炼粗铜时，粗铜作阳极材料，铜和金属性比铜强的金属锌都会失去电子，生成对应的离子，电极反应式为Zn-2e-Zn2+、Cu-2e-Cu2+。
（2）①根据“TeO2是两性氧化物”，仿照氧化铝的性质，可知“碱浸”时TeO2发生反应的化学方程式为TeO2+2NaOHNa2TeO3+H2O。
②根据“TeO2是微溶于水，可溶于强酸或强碱”可知，TeO2是两性氧化物，H2SO4过量会导致TeO2继续与H2SO4反应导致损失。
防止局部酸度过大的操作方法是缓慢加入H2SO4，并不断搅拌。
③反应物有SO2、TeCl4，产物有Te，酸性条件下发生氧化还原反应，TeCl4溶液中进行“还原”得到碲，化合价降低，SO2被氧化为SO，该反应的化学方程式为TeCl4+2SO2+4H2OTe+4HCl+2H2SO4。
将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO4·2H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。
以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图:
（1）本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、CaCO3、H2O外，还需要 等原料。
（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式:
。
（3）过滤Ⅰ操作所得滤液是（NH4）2SO4溶液。
检验滤液中含有C的操作方法是 。
（4）若过滤Ⅰ的滤液中的Ca2+浓度低于1.0×10-5mol·L-1时可认为被沉淀完全。
若要使Ca2+沉淀完全，则滤液中C的物质的量浓度不得低于 。
[已知:
Ksp（CaCO3）=5.0×10-9]
（5）写出蒸氨过程中的化学方程式:
。
（6）氯化钙结晶水合物（CaCl2·6H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是 （填字母）。
a.熔点较低（29℃熔化） b.能导电
c.能制冷d.无毒
[答案]
（1）KCl、NH3
（2）CaSO4+CCaCO3+S
（3）用滴管取少量滤液于试管中，滴加盐酸，若产生气泡，证明滤液中含有C
（4）5.0×10-4mol·L-1
（5）CaO+2NH4Cl+5H2OCaCl2·6H2O+2NH3↑
（6）ad
[解析]:
（1）从流程图中可以看出还需要的原料是KCl、NH3。
（2）CaSO4电离出来的Ca2+和碳酸铵电离出来的C结合生成CaCO3沉淀，促使平衡右移，CaSO4+CCaCO3+S。
（3）检验滤液中含有C用盐酸，滴加盐酸，若产生气泡，证明滤液中含有C。
（4）Ksp（CaCO3）=c（C）·c（Ca2+）=5.0×10-9，c（C）>5.0×10-4mol·L-1。
（5）蒸氨中反应物是CaO、NH4Cl、H2O，生成物是CaCl2·6H2O、NH3，根据质量守恒定律写出:
CaO+2NH4Cl+5H2OCaCl2·6H2O+2NH3↑。
（6）无机储热材料，选择的依据是熔点低、无毒。
我国目前制备多晶硅主要采用三氯氢硅氢还原法、硅烷热解法和四氯化硅氢还原法。
由于三氯氢硅氢还原法具有一定优点，被广泛应用。
其简化的工艺流程如下图所示:
（1）制备三氯氢硅的反应为Si（s）+3HCl（g）SiHCl3（g）+H2（g） ΔH=-210kJ·mol-1。
伴随的副反应有:
Si（s）+4HCl（g）SiCl4（g）+2H2（g）
ΔH=-241kJ·mol-1。
SiCl4在一定条件下与H2反应可转化为SiHCl3，反应的热化学方程式为SiCl4（g）+H2（g）SiHCl3（g）+HCl（g） ΔH= 。
（2）由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式为 。
该生产工艺中可以循环使用的物质是 （至少写出两种）。
（3）由于SiH4具有易提纯的特点，因此硅烷热分解法是制备高纯硅很有发展潜力的方法。
工业上广泛采用的合成硅烷方法是让硅化镁和固体氯化铵在液氨介质中反应得到硅烷，化学方程式是 ;整个制备过程必须严格控制无水，否则反应将不能生成硅烷，而是生成硅酸和氢气等，其化学方程式为 ;整个系统还必须与氧隔绝，其原因是 。
[答案]
（1）+31kJ·mol-1
（2）SiHCl3+H2Si+3HCl HCl、H2、SiHCl3、SiCl4等
（3）Mg2Si+4NH4ClSiH4↑+2MgCl2+4NH3↑
Mg2Si+4N
升级会员 