高三一轮总复习讲与练课时作业23 原电池 化学电源Word下载.docx

高三一轮总复习讲与练课时作业23 原电池 化学电源Word下载.docx

《高三一轮总复习讲与练课时作业23 原电池 化学电源Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三一轮总复习讲与练课时作业23 原电池 化学电源Word下载.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

[解析]从图中可看出a电极处进入的是H2，b电极处进入的是O2，该电池的总反应是2H2＋O2===2H2O，故a电极处H2失e－被氧化，a为负极；

相对应的b极为正极，b极的电极反应是2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故选项中只有B选项不正确，符合题意。

3．下列关于实验现象的描述不正确的是（　　）

A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡

B．用铜片作阳极，铁片作阴极，电解氯化铜溶液，铁片表面出现一层铜

C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁

D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，放出气泡速率加快

[答案]C

[解析]A：

形成Cu—Zn原电池，Cu为正极，H＋在Cu片上得电子生成H2，A正确。

B：

为电镀，正确。

C：

Cu＋2Fe3＋＝Cu2＋＋2Fe2＋，错误。

D：

Zn置换出铜附在Zn粒上，形成原电池加快了反应，正确。

4．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，设计成如下图所示的原电池。

下列判断不正确的是（　　）

A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应

B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原

C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态

D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极

[解析]本题利用氧化还原反应设计成原电池，考查电池工作时两极发生的变化，A、B均正确，C项由于Fe3＋和I－反应是可逆反应，当电流为0时，说明处于平衡状态，故C正确，D项中加入FeCl2，增大了Fe2＋的浓度、平衡左移，故乙中石墨电极为正极，发生还原反应，故D错。

5．（2011·

新课标，11）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：

Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe（OH）2＋2Ni（OH）2。

下列有关该电池的说法不正确的是（　　）

A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe

B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe（OH）2

C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低

D．电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O

[解析]本题考查可充电电池的工作原理，电极反应式的书写、电极附近溶液酸碱性的变化等。

由铁镍电池放电时的产物全部是碱，可知电解液为碱性溶液，放电时负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故Fe为负极，Ni2O3为正极，A正确。

放电时Fe失电子被氧化，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe（OH）2，B正确。

充电时，阴极发生还原反应，电极反应为Fe（OH）2＋2e－===Fe＋2OH－，pH增大，C错误。

充电时，阳极发生氧化反应，电极反应为2Ni（OH）2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O，D正确。

6．有一种新燃料的电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；

电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2－。

下列对该燃料的说法不正确的是（　　）

A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极

B．电池的总反应是2C4H10＋13O2―→8CO2＋10H2O

C．通入空气的一极是正极，电极反应为O2＋4e－―→2O2－

D．通入丁烷的一极是负极，电极反应为C4H10＋13O2－―→4CO2＋5H2O＋26e－

[答案]A

[解析]在该电池中，O2－需要在负极与丁烷发生氧化反应，生成二氧化碳，所以O2－流动方向应该是由正极移向负极，A错；

这个原电池的原理就是丁烷与氧气之间的氧化还原反应，B正确；

通入空气，其中的氧气发生还原反应，生成O2－，该电极是正极，C正确；

丁烷是还原剂，失电子，D正确。

7．有一种锂电池，用金属锂和石墨作为电极材料，电解质溶液是由四氯化铝锂（LiAlCl4）溶解在亚硫酰氯（

）中形成的，电池反应方程式为

8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S，下列叙述中正确的是（　　）

A．若电解质溶液中混入水，对电池反应无影响

B．金属锂为电池的正极，石墨为电池的负极

C．电池工作过程中，亚硫酰氯（SOCl2）被氧化为Li2SO3

D．电池工作过程中，金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比为4∶1

[解析]四氯化铝锂和亚硫酰氯都能水解，所以混入水，该电池将无法工作；

该电池反应中，金属锂被氧化，为电池的负极；

亚硫酰氯（SOCl2）被还原为S，故选项A、B、C都是错误的。

8．下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图，电池的一个电极由有机光敏染料（S）涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：

TiO2/S

TiO2/S*（激发态）

TiO2/S*―→TiO2/S＋＋e－

I

＋2e－―→3I－

2TiO2/S＋＋3I－―→2TiO2/S＋I

下列关于该电池叙述错误的是（　　）

A．电池工作时，I－离子在镀铂导电玻璃电极上放电

B．电池工作时，是将太阳能转化为电能

C．电池的电解质溶液中I－和I

浓度不会减少

D．电池中镀铂导电玻璃为正极

[解析]该题为信息给予题，以太阳能电池为例考查原电池的工作原理、电极的判断和电池内部离子的移动和转化。

由题干所给电池中的反应可知，二氧化钛电极上的材料失去电子作太阳能电池的负极，则铂导电玻璃为电池的正极，电解质中的I

到铂电极上得电子转化为I－，然后I－到二氧化钛电极上将部分电子失去，再次转化为I

，故整个过程中I

、I－浓度不会减少，综合题目中的四个方程式可知，该电池的能量转化过程为有机光敏燃料吸收光能变为激发态，激发态在电池内部转化为电能后又恢复原态，如此循环。

9．一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气。

有关此电池的推断正确的是（　　）

A．负极反应为14H2O＋7O2＋28e－===28OH－

B．放电一段时间后，负极周围的pH升高

C．每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为14mol

D．放电过程中KOH的物质的量浓度不变

[解析]在原电池中负极发生氧化反应，所以负极的电极反应式：

C2H6－14e－＋18OH－===2CO

＋12H2O，在放电过程中负极区消耗OH－，所以pH减小，故A、B项叙述错误；

根据负极的电极反应式，每消耗1molC2H6，则电路中转移14mole－，所以C项正确；

放电过程中消耗KOH，所以KOH溶液的浓度减小，故D项错误。

10．我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。

电池总反应为：

4Al＋3O2＋6H2O＝4Al（OH）3，下列说法不正确的是（　　）

A．正极反应为：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－

B．电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极

C．以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积

D．该电池通常只需更换铝板就可继续使用

[解析]此电池在工作时，电子是由铝电极沿导线流向铂电极的，电流方向是电子流动的反方向，应是由铂电极沿导线流向铝电极。

11.

（双选）一种新型的乙醇电池（DEFC）是用磺酸类质子溶剂作电解质，在200℃左右时供电（如图所示），比甲醇电池效率高出32倍，且更安全。

C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O。

则有关这种乙醇电池的正确说法是（　　）

A．a极为电池的正极

B．电池正极的电极反应：

4H＋＋4e－＋O2===2H2O

C．电池工作时电子由b极沿导线经灯泡再流到a极

D．设每个电子所带电量为q库仑，则1mol乙醇被氧化产生12q×

6.02×

1023库仑的电量

[答案]BD

[解析]乙醇在a极失去电子发生氧化反应，电子沿着外电路流入b极，在b极O2得电子发生还原反应，即a、b电极分别作负极和正极；

1摩尔乙醇发生氧化反应生成二氧化碳时，共转移电子12mol，折合电量12q×

1023库仑。

12．铅蓄电池的工作原理为：

Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O研读下图，下列判断不正确的是（　　）

A．K闭合时，d电极反应式：

PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO

B．当电路中转移0.2mol电子时，I中消耗的H2SO4为0.2mol

C．K闭合时，Ⅱ中SO

向c电极迁移

D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极

[解析]本题考查了原电池原理、电极反应式的书写、离子移动方向等电化学知识。

闭合K构成电解装置，Ⅰ为原电池，Ⅱ为电解池。

铅为负极，氧化铅为正极，d为电解池阳极，c为阴极。

则阳极上硫酸铅失电子生成氧化铅附着在d电极上，A选项正确；

根据电池总反应式可知，每有2mol硫酸参与反应则转移电子2mol，B选项正确；

闭合K时，Ⅱ中硫酸根向阳极移动，即向d电极移动，C选项错误；

电解时在阴极生成铅，阳极生成氧化铅，故电解一段时间后，Ⅱ也可作原电池，D选项正确。

二、非选择题（共52分）

13．（10分）可以将氧化还原反应2H2＋O2===2H2O设计成原电池。

（1）利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池，则负极通入的气体应是________，正极通入的气体就是________，电极反应式为：

正极________________，负极________________。

（2）如把KOH改为稀硫酸作电解质，则电极反应式为：

正极________________，负极___________________。

（3）

（1）和

（2）的电解溶液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化？

___________________________________。

（4）如把H2改为甲烷，KOH溶液作电解质溶液，则电极反应式为：

正极__________，负极________________________________。

[答案]

（1）H2　O2　O2＋2H2O＋4e－===4OH－

H2＋2OH－===2H2O＋2e－

（2）O2＋4H＋＋4e－===2H2O　H2===2H＋＋2e－

（3）前者变小，后者变大

（4）2O2＋4H2O＋8e－===8OH－　CH4＋10OH－→CO

＋7H2O＋8e－

[解析]

（1）根据电池反应式可知在反应中H2被氧化，O2被还原。

H2应该在负极上反应，O2应该在正极上反应，又因为是碱性溶液，不可能有H＋参加或生成，故负极的电极反应为H2＋2OH－===2H2O＋2e－，正极的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

（2）若将导电物质换为酸性溶液，此时应考虑不可能有OH－生成，故负极的电极反应为H2===2H＋＋2e－，正极的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。

（3）由于前者在碱性条件下反应，KOH的量不变，但工作时H2O增多，故溶液变稀，pH将变小；

而后者为酸溶液，H2SO4的量不变，H2O增多，故溶液变稀，pH将变大。

（4）如把H2改为甲烷，KOH溶液作电解质，则正极为2O2＋4H2O＋8e－===8OH－，此时不会有CO2放出；

负极为CH4＋10OH－===CO

＋7H2O＋8e－。

14．（12分）Zn－MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2－NH4Cl混合溶液。

（1）该电池的负极材料是________。

电池工作时，电子流向________（填“正极”或“负极”）。

（2）若ZnCl2－NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是______________________。

欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的______（填代号）。

a．NaOH　　　　　　　　b．Zn

c．Fed．NH3·

H2O

（3）MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。

阴极的电极反应式是________。

若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为________。

[答案]

（1）Zn（或锌）　正极　

（2）锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀　b

（3）2H＋＋2e－===H2↑　87g

[解析]

（1）负极上是失电子的一极，Zn失电子由负极经外电路流向正极。

（2）锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。

除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选Zn将Cu2＋置换为单质而除去。

（3）阴极上得电子，发生还原反应，H＋得电子生成氢气。

因为MnSO4～MnO2～2e－，通过2mol电子产生1molMnO2，质量为87g。

15．（14分）Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。

该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。

电池的总反应可表示为：

4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。

请回答下列问题：

（1）电池的负极材料为_________________________________，

发生的电极反应为________________________________；

（2）电池正极发生的电极反应为________；

（3）SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。

如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是________，反应的化学方程式为________；

（4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是________________________________________________。

[答案]

（1）Li　Li－e－＝Li＋　

（2）2SOCl2＋4e－＝4Cl－＋S＋SO2　（3）出现白雾，有刺激性气体生成

SOCl2＋H2O＝SO2↑＋2HCl↑

（4）构成电池的两个主要成份Li能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应

[解析]分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂，SOCl2为氧化剂。

（1）负极材料为Li（还原剂），Li－e－＝Li＋

（2）正极反应式可由总反应减去负极反应式得到：

2SOCl2＋4e－＝4Cl－＋S＋SO2

（3）题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl，所以现象应该为出现白雾和有刺激性气体生成。

（4）因为构成电池的两个主要成份Li能和氧气、水反应，且SOCl2也可与水反应。

16．（16分）（2011·

山东，29）科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。

（1）实验室可用无水乙醇处理少量残留的金属钠，化学反应方程式为________。

要清洗附着在试管壁上的硫，可用的试剂是________。

（2）下图为钠硫高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320℃左右，电池反应为2Na＋xS＝Na2Sx，正极的电极反应式为________。

M（由Na2O和Al2O3制得）的两个作用是________。

与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的________倍。

（3）Na2S溶液中离子浓度由大到小的顺序为________，向该溶液中加入少量固体CuSO4，溶液pH________（填“增大”“减小”或“不变”），Na2S溶液长期放置有硫析出，原因为___________________________________________________________________________________________（用离子方程式表示）。

[答案]

（1）2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑　热的氢氧化钠溶液（或CS2）

（2）xS＋2e－===S

（或2Na＋＋xS＋2e－===Na2Sx）　离子导电（导电或电解质）和隔离钠和硫　4.5

（3）c（Na＋）＞c（S2－）＞c（OH－）＞c（HS－）＞c（H＋）　减小　2S2－＋O2＋2H2O===2S↓＋4OH－

[解析]本题考查了实验室常见仪器的洗涤方法、氧化还原反应原理与原电池、溶液中离子浓度大小比较以及常见溶液变质原理的分析。

（1）结合常见实验室知识，乙醇与金属钠的反应方程式为：

2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑；

可用热的烧碱溶液或CS2溶剂来清洗试管中附着的S单质。

（2）根据原电池反应原理，在负极上失电子，发生氧化反应，电极反应式为：

xS＋2e－===S

。

（3）在Na2S溶液，S2－水解显碱性，存在离子浓度大小顺序：

c（Na＋）＞c（S2－）＞c（OH－）＞c（H＋）；

向溶液中加入CuSO4固体后，生成CuS沉淀，使得溶液中H＋浓度增大，pH减小；

若溶液长期在空气中放置，S2－溶液被氧气氧化，发生2S2－＋O2＋2H2O===2S↓＋4OH－反应。