高考化学一轮综合复习 第6章 化学反应与能量变化 课时2 原电池 化学电源练习.doc

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1、- 1 - / 11【2019【2019 最新最新】精选高考化学一轮综合复习精选高考化学一轮综合复习 第第 6 6 章章 化学反应与化学反应与能量变化能量变化 课时课时 2 2 原电池原电池 化学电源练习化学电源练习课时跟踪训练课时跟踪训练一、选择题1(2017洛阳期末)下列有关电池的说法不正确的是( )A太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅B铜锌原电池工作时，电子沿外电路从锌电极流向铜电极C氢氧燃料电池工作时，氢气在负极被氧化D原电池中一定发生了氧化还原反应解析 太阳能电池的主要材料是高纯度的晶体硅，A 项错误；铜锌原电池工作时，电子沿外电路由负极(锌)流向正极(铜)，B 项正确；氢氧燃料

2、电池工作时，氢气在负极失去电子被氧化，C 项正确；由原电池的工作原理可知原电池中一定发生了氧化还原反应，D 项正确。答案 A2下列示意图中能构成原电池的是( )解析 Cu、C 与稀硫酸不反应，A 装置不能构成原电池；Al 与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，B 装置能构成原电池；C 装置中的“导线”不是盐桥，不能构成原电池；D 装置中缺少盐桥。答案 B3下列事实不能用原电池原理解释的是( )A将镁粉、铁粉和食盐一块加到水中迅速反应放热B铁被钝化处理后不易腐蚀C纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量 CuSO4 溶液后反应速率加快- 2 - / 11D镀层破损后，镀锌铁比镀锡铁更耐用解析 将镁粉、铁粉和食盐一

3、块加到水中，构成原电池装置，金属镁是负极，镁和水的反应是放热反应，形成原电池可以加快化学反应速率，能用原电池原理解释，A 不符合题意；铁被钝化后，在金属表面会形成一层致密的金属氧化膜，保护内部金属不易被腐蚀，不能用原电池原理解释，B 符合题意；纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量 CuSO4溶液后，金属锌可以和硫酸铜反应置换出铜，Zn、Cu、硫酸会构成原电池装置，Zn 为负极，使得 Zn 和硫酸的反应速率加快，能用原电池原理解释，C 不符合题意；镀层破损后，镀锌铁和潮湿空气形成的原电池中，金属 Zn 为负极，Fe 为正极，Fe 被保护，镀锡铁和潮湿空气形成的原电池中，金属 Fe 为负极，Sn 为正极，

4、Fe 被腐蚀速率加快，镀锌铁比镀锡铁更耐用，能用原电池原理解释，D 不符合题意。答案 B4某小组进行电化学研究，甲同学设计如图的原电池装置，乙同学利用甲设计的装置及提供的药品与材料，不能完成的实验是( )A使甲同学的正极变为负极B设计一个新的原电池C在石墨电极上镀锌D使锌电极受到保护解析 A 项，将铜与石墨相连，以 AgNO3 溶液作电解质，铜为负极，正确；B 项，铝铜AgNO3 溶液、铝铜CuSO4 溶液等均可以组成新的原电池，正确；C 项，镀锌是电解池，错误；D 项，锌、铝作电极，锌作正极，受到保护，正确。答案 C5按如图所示装置进行实验，下列说法不正确的是( )- 3 - / 11A装置

5、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 Zn2e=Zn2，D 项正确。答案 B6(2016湖北联考)将编号为的四种金

6、属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从流向，相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出，相连时，的质量减少；据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( )A BC D解析 相连时，外电路电流从流向，说明是正极；比较活泼；相连时，为正极，说明比活泼；相连时，上有气泡逸出，说明是正极，比活泼；相连时，的质量减少，说明是负极，比活泼，所以金属的活动性顺序为：。答案 B- 4 - / 117(2017广州模拟)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

7、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 C8如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是( )A氧化剂和还原剂必须直接接触才能发生反应B电极上发生还原反应，作原电池的正极C该原电池的总反应式为：2Fe3Cu=Cu22Fe2D盐桥中装有含氯化钾的琼脂，K移向负极区解析 该原电池反应中氧化反应和还原反应在两个不同的

8、烧杯中进行，因此氧化剂和还原剂没有直接接触，A 项错误；B 项，Cu 电极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为：Cu2e=Cu2，错误；D 项，正极发生反应：2Fe32e=2Fe2，正电荷数减小，K移向正极补充正电荷，错误。答案 C9(2016大连检测)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：MgClOH2O=ClMg(OH)2，下列说法不正确的是( )A惰性电极上发生氧化反应- 5 - / 11B镁电极是该电池的负极C正极反应式为 ClOH2O2e=Cl2OHD进料口加入 NaClO 溶液，出口流出的为 NaCl 溶液解析 由总反应可知镁发生氧化反应， “负

9、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：Mg2e2OH=Mg(OH)2，正极反应为：ClO2eH2O=Cl2OH，C、D 项正确。答案 A10MCFC 型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为 600700 ，所用燃料为 H2，电解质为熔融的 K2CO3。已知该电池的总反应为 2H2O2=2H2O，下列有关该电池的说法正确的是( )A该电池的正极反应式为 4OH4e=O22H2OB该电池的负极反应式为 H22e=2HC放电时 OH向负极移动D当生成 1 mol H2O 时，转移 2 mol 电子解析 该燃料电池的燃料为 H2，电解质为熔融的 K2

10、CO3，总反应为2H2O2=2H2O，负极反应式为 2H22CO4e=2H2O2CO2，正极反应式为 O22CO24e=2CO，故 A、B 均错误；电解质中移动的阴离子为 CO，不是 OH，故 C 错误；根据负极反应式知，生成 1 mol H2O 时转移 2 mol 电子，故 D 正确。答案 D11(2017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( )- 6 - / 11A BC D解析 在微生物作用下 Cm(H2O)n 转化为 CO

11、2 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 C12钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点，特别适合于固定式大规模储能应用的需求。一种以 Na2SO4 水溶液为电解液的钠离子电池的总反应为：NaTi2(PO4)32Na2NiFe(CN)6Na3Ti2(PO4)32NaNiFe(CN)6(注：其中 P 的化合价为5，Fe 的上标、代表其

12、价态)。下列说法不正确的是( )A放电时 NaTi2(PO4)3 在正极发生还原反应B放电时负极材料中的 Na脱离电极进入溶液，同时溶液中的 Na嵌入到正极材料中C该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中 Na的浓度基本保持不变D充电过程中阳极反应式为：2NaNiFe(CN)62Na2e=2Na2NiFe(CN)6解析 由题给反应可知放电时，Fe转化为 Fe，发生氧化反应，负极的电极反应式为：2Na2NiFe(CN)62e=2NaNiFe(CN)62Na(该反应为充电时阴极的逆反应)，正极为 NaTi2(PO4)3 发生还原反应：NaTi2(PO4)32e2Na=Na3Ti2(PO4)3(该反

13、应为充- 7 - / 11电时阳极的逆反应)。答案 D二、填空题13(1)分析如图所示的四个装置，回答下列问题：装置 a 和 b 中铝电极上的电极反应式分别为_、_。装置 c 中产生气泡的电极为_电极(填“铁”或“铜”)，装置 d 中铜电极上的电极反应式为_。(2)观察如图所示的两个装置，图 1 装置中铜电极上产生大量的无色气泡，图 2 装置中铜电极上无气体产生，而铬电极上产生大量的有色气体。根据上述现象试推测金属铬具有的两种重要化学性质为_。解析 (1)在稀 H2SO4 溶液中，镁比铝活泼，铝电极作正极，正极的电极反应式为 2H2e=H2。在 NaOH 溶液中，铝比镁活泼，铝电极作负极，负极

14、的电极反应式为Al3e4OH=AlO2H2O。在浓硝酸中，铁被钝化，铁电极作正极，正极上发生 NO 的还原反应，产生气泡。装置 d 相当于金属铁发生吸氧腐蚀，铜电极作正极，正极的电极反应式为O22H2O4e=4OH。(2)由图 1 可知还原性 CrCu，但在稀硝酸中却出现了反常，结合稀硝酸的氧化性，不难推测铬被稀硝酸钝化，导致活性降低。答案 (1)2H2e=H2 Al3e4OH=AlO2H2O 铁 O22H2O4e=4OH(2)金属铬的活泼性比铜强且能和稀硫酸反应生成 H2、金属铬易被稀- 8 - / 11硝酸钝化14.(2016深圳模拟)如图所示，是原电池的装置图。请回答：(1)若 C 为稀

15、 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式为_；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

16、料电池的结构示意图如下：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- 9 - / 11池的负极，所以 A 材料

17、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)负极 还原 Cu22e=Cu 变小(4)负极 CH3OH6eH

18、2O=CO26H 11.215(能力挑战题)(2017郑州模拟)某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。(1)如图为某实验小组依据的氧化还原反应：(用离子方程式表示)_。设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差 12 g，导线中通过_mol 电子。(2)其他条件不变，若将 CuCl2 溶液换为 NH4Cl 溶液，石墨电极反应式为_，这是由于 NH4Cl 溶液显_(填“酸性” “碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的原因_，用吸管吸出铁片附近溶- 10 - / 11液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式_，然后滴加几滴硫

19、氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的3 价铁被氧化为更高的价态。 ”如果3 价铁被氧化为 FeO，试写出该反应的离子方程式_。(3)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成 n 型，如图所示，一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，现象是_，电极反应为_；乙装置中石墨(1)为_极(填“正” “负” “阴”或“阳”)，乙装置中与铜丝相连石墨(2)电极上发生的反应式为_，产物常用_检验，反应的离子方程式为_。解析 (1)若一段时间后，两电极质量相差 12 g，消耗负极 0.1 mol Fe，同时正极生成 0.1 m

20、ol Cu，导线中通过 0.2 mol 电子。(2)其他条件不变，若将 CuCl2 溶液换为 NH4Cl 溶液，由于 NH 水解，NHH2ONH3H2OH，所以 NH4Cl 溶液显酸性，石墨电极上H得到电子，电极反应式为 2H2e=H2；铁电极反应式为Fe2e=Fe2，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，发生反应的离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，由于存在 Fe3，所以溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，如果原因是3 价铁被氧化为 FeO，则该反应的离子方程式为- 11 - / 112Fe33Cl28H2O=2FeO6

21、Cl16H。(3)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成 n 型，则甲池为原电池，铁电极反应为 Fe2e=Fe2，铜电极反应为O22H2O4e=4OH；乙池为电解池，石墨(2)电极为阳极，电极反应为 2Cl2e=Cl2，石墨(1)电极为阴极，电极反应为Cu22e=Cu；所以一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，溶液变红，乙装置中石墨(2)电极产物可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，反应的离子方程式为 Cl22I=2ClI2，反应后试纸变蓝。答案 (1)FeCu2=Fe2Cu 0.2(2)2H2e=H2 酸性NHH2ONH3H2OH2Fe2Cl2=2Fe32Cl2Fe33Cl28H2O=2FeO6Cl16H(3)溶液变红 O22H2O4e=4OH 阴2Cl2e=Cl2湿润的淀粉碘化钾试纸 Cl22I=2ClI2