高考复习#衡中作业621第21讲原电池 化学电源.docx

1、高考复习#衡中作业621第21讲 原电池 化学电源衡中作业(二十一)1(2018课标)一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li在多孔碳材料电极处生成Li2O2x(x0或1)。下列说法正确的是()A放电时，多孔碳材料电极为负极B放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C充电时，电解质溶液中Li向多孔碳材料区迁移D充电时，电池总反应为Li2O2x=2Li(1)O2解析A项，依据题意和可充电电池装置图判断出，放电时锂电极作负极，多孔碳材料电极作正极，错误；B项，在原电池中，外电路电子由负极流向正极，即放电时，外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极，错误；C项，充电时，电解质溶液中的阳

2、离子向阴极区迁移，即Li向锂电极区迁移，错误；D项，充电时，Li在阴极区得到电子生成Li，阳极区生成O2，即电池总反应为2Li2O2x=2LiO2，正确。答案D2(2019广东粤西四校联考)铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()A一段时间后，铜棒上有红色物质析出B正极反应为：Zn2e=Zn2C在外电路中，电流从负极流向正极D盐桥中的K移向ZnSO4溶液解析Cu为正极，电极反应为Cu22e=Cu，铜棒上有红色物质析出，A项正确，B项错误；在外电路中，电流从正极流向负极，C项错误；CuSO4溶液中c(Cu2)降低，故盐桥中的K移向CuSO4溶液，D项错误。答案A3(2019广州模拟)某小组

3、为研究原电池原理，设计如图装置，下列叙述正确的是()A若X为Fe，Y为Cu，铁为正极B若X为Fe，Y为Cu，电子由铜片流向铁片C若X为Fe，Y为C，碳棒上有红色固体析出D若X为Cu，Y为Zn，锌片发生还原反应解析Fe比Cu活泼，Fe作负极，电子从Fe流向Cu，故A、B两项错误；若X为Fe，Y为C，电解质溶液为硫酸铜，则正极C上析出Cu，故C正确；Zn比Cu活泼，Zn作负极发生氧化反应，故D错误。答案C4(2019信阳模拟)化学家正在研究尿素动力燃料电池，尿液也能发电。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图所示，下列关于描述正确的是()A电池工作时H

4、移向负极B该电池用的电解质溶液是KOH溶液C甲电极反应式：CO(NH2)2H2O6e=CO2N26HD电池工作时，理论每净化1 mol CO(NH2)2，消耗33.6 L O2解析A项，原电池中阳离子向正极移动，则电池工作时H移向正极，错误；B项，该原电池是酸性电解质，质子交换膜只允许氢离子通过，错误；C项，负极上是CO(NH2)2失电子生成二氧化碳和氮气，则负极反应式：CO(NH2)2H2O6e=CO2N26H，正确；D项，电池的总反应式：2CO(NH2)23O2=2CO22N24H2O，每净化1 mol CO(NH2)2，消耗1.5 mol O2，则在标准状况下氧气为33.6 L，由于没说

5、明是标准状况，所以氧气的体积不能求算，错误。答案C5(2019兰州模拟)关于如图微生物燃料电池结构示意图的说法：微生物促进了电子的转移微生物所在电极区放电时发生还原反应放电过程中，H从正极区移向负极区正极反应式为：MnO24H2e=Mn22H2O正确的是()A BC D解析在微生物作用下Cm(H2O)n转化为CO2促进电子的转移，正确；微生物在右侧， 右侧电极为电源的负极，所以微生物所在电极区放电时发生氧化反应，错误；根据电流的方向，放电过程中，H从负极区移向正极区，错误；电池左侧为电池的正极区，MnO2在H条件下发生得电子反应，所以正极反应式为：MnO24H2e=Mn22H2O，正确。答案C

6、6甲烷燃料电池采用铂作电极，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过，其基本结构如右图，电池总反应为：CH42O2=CO22H2O。下列有关说法正确的是()A电子由a极流出经过负载流向b极B电解质溶液中H移向a极C每转移1 mol e，消耗1.6 g CH4Db极上的电极反应式为：O22H2O4e=4OH解析甲烷在负极通入，发生氧化反应，电子由a极流出经过负载流向b极，A项正确；电解质溶液中阳离子H移向正极b极，B项错误；甲烷中碳元素是4价，反应中转化为4价CO2,1 mol甲烷失去8 mol电子，每转移1 mol e，消耗2 g CH4，C项错误；氢离子移向正极，则b极上的电极反应式为：O2

7、4H4e=2H2O，D项错误。答案A7. (2019贵州高三质检)铁镍蓄电池充放电时的总反应：FeNi2O33H2OFe(OH)22Ni(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FeB电池放电时，负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2C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)22OH2e=Ni2O33H2O解析A项，根据方程式可知，生成物是氢氧化亚铁和氢氧化镍，则电池的电解液为碱性溶液，原电池中正极得到电子，则根据方程式可知正极为Ni2O3、负极为Fe，正确；B项，电池放电时，负极铁失去电子转化为氢氧化

8、亚铁，电极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2，正确；C项，电池充电过程中，阴极是氢氧化亚铁得到电子转化为铁和氢氧根离子，因此阴极附近溶液的pH升高，错误；D项，电池充电时，阳极失去电子，根据方程式可知该极是氢氧化镍失去电子转化为Ni2O3，即电极反应式为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O，正确。答案C8中国科学院成功开发出一种新型铝石墨双离子电池，大幅提升了电池的能量密度。该电池充电时的总反应为：AlxCLiPF=AlLiCxPF6，有关该电池说法正确的是()A放电时，电子由石墨沿导线流向铝B放电时，正极反应式为：AlLie=AlLiC充电时，铝电极质量增加D充电时，PF向阴极移

9、动解析新型铝石墨双离子电池，充电时的总反应为：AlxCLiPF=AlLiCxPF6，阳极发生氧化反应：xCPFe=CxPF6，所以充电时 PF向阳极移动，D项错误；充电时阴极发生还原反应：AlLie=AlLi，所以铝电极质量会增加，C项正确；放电时，正极得电子发生还原反应：CxPF6e=xCPF，B项错误；负极失电子发生氧化反应：AlLie=AlLi，电子由铝电极沿导线流向石墨电极，A项错误。答案C9(2019河北石家庄高三模拟)综合如图判断，下列说法正确的是()A装置和装置中负极反应均是Fe2e=Fe2B装置和装置中正极反应均是O22H2O4e=4OHC装置和装置中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯

10、移动D放电过程中，装置左侧烧杯和装置右侧烧杯中溶液的pH均增大解析装置中，由于Zn比Fe活泼，所以Zn作原电池的负极，电极反应式为Zn2e=Zn2；Fe作正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH。由于正极有OH生成，因此溶液的pH增大。装置中，Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2；Cu作正极，电极反应式为2H2e=H2。正极由于不断消耗H，所以溶液的pH逐渐增大。据此可知A、B错，D正确。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，所以C错误。答案D10常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示。反应过程中

11、有红棕色气体产生。下列说法错误的是()At1时刻前，Al片的电极反应为：2Al6e3H2O=Al2O36HBt1时，因Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍了Al继续反应Ct1之后，负极Cu失电子，电流方向发生改变D烧杯中发生的离子反应为：2NO22OH=2NOH2O解析t1时刻前，铝片做负极反应，Al发生氧化反应，负极发生2Al6e3H2O=Al2O36H，A项正确；随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，铜做负极反应，电流方向相反，故B、C项正确；NO2溶解于NaOH溶液生成NaNO3和NaNO2，烧杯中发生的离子反应为：2NO22OH=NONOH2O，D项错误。答案D11(2019深圳模拟

12、)如图所示，是原电池的装置图。请回答：(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且做负极，则A电极上发生的电极反应为_；反应进行一段时间后溶液C的pH将_(填“升高”“降低”或“基本不变”)(2)若需将反应：Cu2Fe3=Cu22Fe2设计成如上图所示的原电池装置，则A(负极)极材料为_，B(正极)极材料为_，溶液C为_。(3)若C为CuCl2溶液，Zn是_极，Cu极发生_反应，电极反应为_。反应过程溶液中c(Cu2)_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构

13、示意图如下：电池总反应为2CH3OH3O2=2CO24H2O，则c电极是_(填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为_。若线路中转移2 mol电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的O2在标准状况下的体积为_L。解析(1)铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应，所以正极反应是氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H2e=H2；溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小，pH升高；(2)Cu2Fe3=Cu22Fe2设计成如题图所示的原电池装置，根据方程式中物质发生的反应类型判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可。溶

14、液C中含有Fe3，如FeCl3溶液；(3)Zn比较活泼，在原电池中做负极，Cu做正极，正极发生还原反应，Cu2在正极得到电子变成Cu，电极反应为Cu22e=Cu，Cu2发生了反应，则c(Cu2)变小；(4)根据图中的电子流向知c是负极，是甲醇发生氧化反应：CH3OH6eH2O=CO26H，线路中转移2 mol电子时消耗氧气0.5 mol，标况下体积为11.2 L。答案(1)2H2e=H2升高(2)Cu石墨FeCl3溶液(3)负还原Cu22e=Cu变小(4)负极CH3OH6eH2O=CO26H11.212(1)某研究性学习小组为探究Fe3与Ag反应，进行如下实验：按下图连接装置并加入药品(盐桥中

15、的物质不参与反应)。K闭合时，指针向左偏转，石墨作_(填“正极”或“负极”)。当指针归零后，向左侧U形管中滴加几滴FeCl2浓溶液，发现指针向右偏转，写出此时银电极的反应式：_。结合上述实验分析，写出Fe3和Ag反应的离子方程式：_。丙同学进一步验证其结论：当指针归零后，向右侧U形管中滴加数滴饱和NaCl溶液，可观察到的现象是_。(2)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示：HS在硫氧化菌作用下转化为SO的反应式是_。若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是_。(3)钴酸锂电池的正极采用钴酸锂(LiCoO2)，负极

16、采用金属锂和碳的复合材料，该电池充放电时的总反应式：LiCoO26CLi1xCoO2LixC6，写出放电时负极的电极反应。_。(4)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。放电过程中，Li向_(填“负极”或“正极”)移动。负极反应式为_。电路中每转移0.2 mol电子，理论上生成_g Pb。(5)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如下图所示。a电极的电极反应式是_；一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原

17、理解释原因是_。解析(1)K闭合时，指针向左偏转，石墨作正极。当指针归零后，向左侧U形管中滴加几滴FeCl2浓溶液，发现指针向右偏转，说明银棒作正极，此时银电极的反应式Age=Ag。结合上述实验分析，Fe3和Ag反应为可逆反应，离子方程式为AgFe3 AgFe2。丙同学进一步验证其结论：当指针归零后，向右侧U形管中滴加数滴饱和NaCl溶液，可观察到的现象是出现白色沉淀，溶液中Ag浓度减小，AgFe3 AgFe2平衡正向移动，Ag发生氧化反应为负极，电流表指针向左偏转。(2)酸性环境中反应物为HS产物为SO，利用质量守恒和电荷守恒进行配平，电极反应式：HS4H2O8e=SO9H；从质量守恒角度来

18、说，HS、SO离子浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2放出电子。(3)放电时，负极上发生氧化反应，碳单质可以看作是盛放锂单质的容器，结合电池充放电时的总反应式：LiCoO26CLi1xCoO2LixC6可知放电时Li元素化合价升高，得到放电时负极的电极反应为LixC6xe=C6xLi。(4)根据方程式，电路中每转移0.2 mol电子，生成0.1 mol Pb，即20.7 g。(5)a电极是通入NH3的电极，失去电子，发生氧化反应，所以该电极作负极，电极反应式是2NH36e6OH=N26H2O；一段时间后，需向装置中补充KOH，是由于发生4NH33O2=2N26H2O反应，有水生成，使得溶液逐渐变稀，为了维持碱的浓度不变，所以要补充KOH。答案(1)正极Age=AgAgFe3 AgFe2出现白色沉淀，电流表指针向左偏转(2)HS4H2O8e=SO9HHS、SO离子浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2放出电子(3)LixC6xe=C6xLi(4)正极Ca2Cl2e=CaCl220.7(5)2NH36e6OH=N26H2O由于发生4NH33O2=2N26H2O反应，有水生成，使得溶液逐渐变稀，所以要补充KOH