2021版高考化学大一轮复习课时达标作业19原电池化学电源.doc

1、课时达标作业课时达标作业 1919 原电池原电池 化学电源化学电源 基础题 1. 如图是课外活动小组设计的用化学电源使 LED 灯发光的装置。 下列说法错误的是( ) A铜片表面有气泡生成 B装置中存在“化学能电能光能”的转换 C如果将硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动 D如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变 解析：铜锌原电池中，Cu 作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以 Cu 上有气泡生成，故 A 正确；原电池中化学能转化为电能，LED 灯发光时，电能转换为光能， 故 B 正确；柠檬汁显酸性也能作电解质溶液，所以将硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，所 以导线中有电子流动，故

2、 C 错误；金属性 Cu 比 Zn、Fe 弱，Cu 作正极，所以电路中的电流 方向不变，仍然由 Cu 流向负极，故 D 正确。 答案：C 2按如图所示装置进行实验，下列说法不正确的是( ) A装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生 B甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能 C装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转 D装置乙中负极的电极反应式：Zn2e =Zn2 解析：装置甲中锌与稀硫酸发生氧化还原反应，生成氢气，产生气泡，装置乙中形成铜 锌原电池，且锌作负极，铜作正极，正极上 H 得电子生成氢气，A 项正确；装置甲中没有形 成原电池，不存在化学能与电能

3、的转化，B 项错误；装置乙形成了原电池，锌、铜之间用导 线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转，C 项正确；装置乙中负极的电极反应式为 Zn 2e =Zn2，D 项正确。 答案：B 3某小组为研究原电池原理，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

4、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：C 4控制适合的条件，将反应 2Fe 32I2I 2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 Fe 3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，乙中的石墨电极为负极 解析：由图示结合原电池原理分析可知，Fe 3得电子变成 Fe2被还原，I失去电子变成 I2被氧化，所以 A、B 正确；电流计读数为零时 Fe 3得电子速率等于 Fe2失电子速率，反应 达到平

5、衡状态，C 正确；D 项在甲中溶入 FeCl2固体，平衡 2Fe 32I2I 2向左移 动，I2被还原为 I ，乙中石墨为正极，D 不正确。 答案：D 5电化学在日常生活中用途广泛，下图是镁次氯酸钠燃料电池，电池总反应为：Mg ClO H 2O=Cl Mg(OH) 2，下列说法不正确的是( ) A惰性电极上发生氧化反应 B镁电极是该电池的负极 C正极反应式为 ClO H 2O2e =Cl2OH D进料口加入 NaClO 溶液，出口为 NaCl 溶液 解析：由总反应可知镁发生氧化反应，“负氧正还原”，镁为负极，惰性电极上发生还 原反应，A 项错误，B 项正确；负极反应为：Mg2e 2OH=Mg(

6、OH) 2，正极反应为：ClO 2eH 2O=Cl 2OH，C、D 项正确。 答案：A 6普通水泥在固化过程中自由水分子减少，并产生 Ca(OH)2，溶液呈碱性。根据这一特 点，科学家发明了电动势(E)法测水泥初凝时间，此法原理如图所示。反应总方程式为：2Cu Ag2O=Cu2O2Ag。 下列有关说法不正确的是( ) A工业上制备水泥的原料有黏土、石灰石、石膏 B测量原理装置图中 Ag2O/Ag 极发生还原反应 C负极的电极反应式为 2CuH2O2e =Cu 2O2H D在水泥固化过程中，自由水分子减少，溶液中各离子浓度的变化导致电动势变化 解析：工业上制备普通水泥的原料有石灰石、黏土、石膏，

7、故 A 项正确；根据电池反应 式 2CuAg2O=Cu2O2Ag 知，Ag2O/Ag 极作正极，正极上 Ag2O 得电子，发生还原反应，故 B 项正确；根据电池反应式 2CuAg2O=Cu2O2Ag 知，铜失电子作负极，负极上的电极反应 式为：2Cu2OH 2e=Cu 2OH2O，C 项错误；水泥固化过程中，自由水分子减少，导致 溶液中各离子浓度发生变化，从而引起电动势变化，故 D 项正确。 答案：C 7电化学气敏传感器可用于监测环境中 NH3的含量，其工作原理示意图如图。下列说 法不正确的是( ) AO2在电极 b 上发生还原反应 B溶液中 OH 向电极 a 移动 C反应消耗的 NH3与 O

8、2的物质的量之比为：5 D负极的电极反应式为 2NH36e 6OH=N 26H2O 解析：构成的原电池中，通入氧气的电极是正极，发生还原反应，A 正确；溶液中阴离 子氢氧根离子移向负极 a 极，B 正确；1 mol NH3反应生成氮气转移 3 mol 电子，1 mol O2 反应转移 4 mol 电子，根据电子守恒，消耗的 NH3与 O2的物质的量之比为：3，C 错误； 负极的电极反应式为 2NH36e 6OH=N 26H2O，D 正确。 答案：C 8表面介导电池(SMCS)是一种新型充电电池，可使电动汽车的充电时间仅需几分钟， 该电池的电极材料为金属锂和氧化石墨烯。下列有关说法中不正确的是(

9、 ) A放电时，氧化石墨烯作正极 B放电时，负极电极反应式为 Lie =Li C充电时，该电池是将电能转化为化学能 D充电时，电解质溶液中的 Li 从阴极迁移到阳极 解析： 放电时相当于原电池， 锂是活泼金属， 因此放电时锂作负极， 氧化石墨烯作正极， A 正确；放电时，Li 是负极，负极电极反应式为 Lie =Li，B 正确；充电时相当于电解 池，因此充电时，该电池是将电能转化为化学能，C 正确；电解池中阳离子向阴极移动，所 以充电时，电解质溶液中的 Li 从阳极迁移到阴极，D 错误。 答案：D 9已知：锂离子电池的总反应为：LixCLi1xCoO2 放电 充电 CLiCoO2；锂硫电池的总

10、 反应为：2LiS 放电 充电 Li2S。 有关上述两种电池说法正确的是( ) A锂离子电池放电时，Li 向负极迁移 B锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应 C理论上两种电池的比能量相同 D如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 解析：锂离子电池放电时 Li (阳离子)向正极迁移，A 项错误；锂硫电池放电时负极反 应为锂失去电子变为锂离子，发生氧化反应，则充电时，锂电极发生还原反应，B 项正确； 比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小，二者的比能量不同，C 项 错误；充电时原电池的负极与电解池的阴极相连，故应为 C 与 Li 相连，D 项错误。 答案：B 10锌空气燃料电池可用作电

11、动车动力电源，电池的电解质溶液为 KOH 溶液，反应为 2ZnO24OH 2H 2O=2Zn(OH) 2 4。下列说法正确的是( ) A充电时，电解质溶液中 K 向阳极移动 B充电时，电解质溶液中c(OH )逐渐减小 C放电时，负极反应为：Zn4OH 2e=Zn(OH)2 4 D放电时，电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气 22.4 L(标准状况) 解析：A 项，充电时，电解质溶液中 K 向阴极移动，错误；B 项，充电时，总反应方程 式为 2Zn(OH) 2 4= 通电2ZnO 24OH 2H 2O， 所以电解质溶液中c(OH )逐渐增大， 错误； C 项， 在碱性环境中负极 Zn 失电子生

12、成的 Zn 2将与 OH结合生成 Zn(OH)2 4，正确；D 项，O24e ， 故电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气 0.5 mol，在标准状况体积为 11.2 L，错误。 答案：C 11微生物燃料电池因具有原料广泛、操作条件温和、资源利用率高、对环境无污染等 特点而被人们重视，以用葡萄糖作底物的燃料电池为例，其正、负极反应式如下： 正极 6O224H 24e = 催化剂12H 2O 负极 C6H12O66H2O24e = 催化剂6CO 224H 则下列有关该电池的说法正确的是( ) A该电池的工作环境是高温条件 B葡萄糖(C6H12O6)在变化中失去电子，被还原 C该电池的电解质溶液是

13、强酸性溶液，如浓硫酸等 D该电池的总反应式为 C6H12O66O2= 催化剂6CO 26H2O 解析：题目中指出“条件温和”，A 错误；葡萄糖(C6H12O6)在变化中失去电子，被氧化， B 错误；选项 C 中浓硫酸会使有机物炭化，C 错误；把正极和负极的反应式相加可以得出该 电池的总反应式为 C6H12O66O2= 催化剂6CO 26H2O，D 正确。 答案：D 12金属锂燃料电池是一种新型电池，比锂离子电池具有更高的能量密度。它无电时也 无需充电，只需更换其中的某些材料即可，其工作示意图如图，下列说法正确的是( ) A放电时，空气极为负极 B放电时，电池反应为 4LiO2=2Li2O C有

14、机电解液可以是乙醇等无水有机物 D在更换锂电极的同时，要更换水性电解液 解析：A.放电时，Li 极为负极，错误；B.放电时，电池反应为 4LiO22H2O= 4LiOH， 错误；C.因为有锂存在，就不能用乙醇，锂和乙醇反应，错误；D.水性电解液中有沉淀生成， 所以在更换锂电极的同时，要更换水性电解液，正确，所以选 D。 答案：D 13一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是( ) Aa 电极发生还原反应 BH 由右室通过质子交换膜进入左室 Cb 电极上的电极反应式为 2NO 310e 12H=N 26H2O D电池工作时，电流由 a 电极沿导线流向 b 电极 解析：在 a 电极苯

15、酚生成 CO2，被氧化，A 项错误；阳离子向正极移动，即 H 向 b 电极 移动， B 项错误； b 电极为正极， NO 3得到电子生成 N2， 电极反应式为 2NO 310e 12H=N 2 6H2O，C 项正确；a 电极是负极，b 电极是正极，电池工作时，电流由 b 电极沿导线流向 a 电极，D 项错误。 答案：C 能力题 14.锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其 中电解质 LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li 通过电解质迁移入 MnO 2晶格中，生成 LiMnO2。回 答下列问题： (1)外电路的电流方向是由_极流向_极(填字母)。 (2)电池正极反

16、应式为_。 (3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_(填“是”或“否”)，原因是 _。 解析： (1)结合所给装置图以及原电池反应原理， 可知 Li 作负极材料， MnO2作正极材料， 所以电子流向是从 ab，那么电流方向则是 ba。(2)根据题目中的信息“电解质 LiClO4 溶于混合有机溶剂中，Li 通过电解质迁移入 MnO 2晶格中，生成 LiMnO2”，所以正极的电极 反应式为 MnO2e Li=LiMnO 2。(3)因为负极的电极材料 Li 是活泼的金属，能够与水发 生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。 答案：(1)b a (2)MnO2e Li=LiMnO 2 (3)否

17、 电极 Li 是活泼金属，能与水反应 15(1)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 PbSO4 2LiClCa=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。 (2)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 理 解 释

18、 原 因 是 _。 解析：(1)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。 (2)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 2NH36e 6OH=N 26H2O；一段时间后，需向装置中补充 KOH，是由于发生 4NH3 3O2=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 Ca2Cl 2e=CaCl 2 20.7 (2)2NH36e 6OH=N 26H2O 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