2019届高考化学一轮复习第6章化学反应与能量转化第3节化学能转化为电能——原电池课后达标检测鲁科版.pdf

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1、第第 3 3 节节 化学能转化为电能原电池化学能转化为电能原电池 课后达标检测一、选择题1下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是()A水中的钢闸门连接电源的负极B金属护栏表面涂漆C汽车底盘喷涂高分子膜D地下钢管连接镁块解析：选 A。外加电流的阴极保护法是指把要保护的金属连接在直流电源的负极上，使其作为电解池的阴极被保护，A 项符合题意；金属表面涂漆或喷涂高分子膜是防止金属与其他物质接触发生反应，B、C 选项不符合题意；钢管连接镁块利用的是原电池原理，镁为负极被氧化，钢管为正极被保护，D 项不符合题意。2(2015高考天津卷)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分

2、子通过，下列有关叙述正确的是()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的c(SO4)减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡解析：选 C。ACu 作正极，电极上发生还原反应，错误；B电池工作过程中，SO4不参加电极反应，故甲池的c(SO4)基本不变，错误；C 电池工作时，甲池反应为 Zn2e=Zn222222，乙池反应为 Cu 2e=Cu，甲池中 Zn 会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电2荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64 g Cu析出，则进入乙池的 Zn 为 65 g，溶液总质量略有增加，正确；D由题干

3、信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，错误。3(2015高考上海卷)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是()1Ad 为石墨，铁片腐蚀加快Bd 为石墨，石墨上电极反应为O22H2O4e=4OHCd 为锌块，铁片不易被腐蚀Dd 为锌块，铁片上电极反应为2H 2e=H2解析：选 D。A由于活动性：Fe石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe 为负极，失去电子被氧化变为 Fe 进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时铁片的腐蚀速率快，正确。Bd 为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为 O22H2

4、O4e=4OH，正确。C若d 为锌块，则由于金属活动性：ZnFe，Zn 为原电池的负极，Fe 为正极，首先被腐蚀的是 Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。Dd 为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O22H2O4e=4OH，错误。4(2018江南十校模拟)一种“海水”电池，其电池总反应可表示为5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，下列有关说法不正确的是()A负极反应式：AgCl e=AgClB电子从电源的正极经外电路流向负极CCl 不断向“海水”电池的负极移动D每生成 1 mol Na2Mn5O10转移 2 mol 电子解析：选 B。A 项，

5、根据电池总反应可判断出Ag 为原电池的负极，负极的电极反应式为AgCl e=AgCl，正确；B 项，电子从电源的负极经外电路流向正极，错误；C 项，在原电池中阴离子向负极移动，所以 Cl 不断向电池的负极移动，正确；D 项，根据 5MnO22e Na2Mn5O10得出，每生成 1 mol Na2Mn5O10转移 2 mol 电子，正确。5(2018邯郸模拟)用铁丝(电极 a)、铜丝(电极 b)和 CuSO4溶液可以构成原电池或电解池，如图所示。则下列说法正确的是()2A构成原电池时 b 极反应为 Cu2e=CuB构成电解池时 a 极质量一定减少C构成电解池时 b 极质量可能减少也可能增加22D

6、构成的原电池或电解池工作后均能产生大量气体解析：选 C。A 项，构成原电池时，铜作正极，电极反应式为Cu 2e=Cu，错误。B项，构成电解池时，如果a 连接电源负极，则质量增加，错误。C 项，构成电解池时，如果b为阳极，则质量减少；如果b 为阴极，则质量增加，正确。6(2018海淀一模)燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示，a、b 均为惰性电极。下列叙述不正确的是()2Aa 电极是负极，该电极上发生氧化反应Bb 极反应式是 O24OH 4e=4H2OC总反应式为 2H2O2=2H2OD使用过程中电解质溶液的pH 逐渐减小解析：选B。A 项，氢氧燃料电池工

7、作时，通入氢气的一极(a 极)为电池的负极，发生氧化反应，正确；B 项，通入氧气的一极(b 极)为电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O24e 2H2O=4OH，错误；C 项，氢氧燃料电池的总反应式为2H2O2=2H2O，正确；D 项，电池工作时生成水，c(OH)减小，则 pH 减小，正确。7(2018西安八校联考)甲醇燃料电池被认为是 21 世纪电动汽车的最佳候选动力源，其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是()A通氧气的一极为负极BH 从正极区通过交换膜移向负极区C通甲醇的一极的电极反应式为CH3OHH2O6e=CO26HD甲醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极解析：选C。燃料电池

8、中通入燃料的一极为负极，通入氧气或空气的一极为正极，A 项错误；原电池中阳离子向正极移动，B 项错误；通甲醇的一极为负极，负极反应式为CH3OH6e3H2O=CO26H，C 项正确；甲醇在负极发生反应，电子经过外电路流向正极，D 项错误。8(2015高考北京卷)在通风橱中进行下列实验：步骤现Fe 表面产生大量无色气泡，液Fe 表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止Fe、Cu 接触后，其表面均产生红棕色气泡象面上方变为红棕色下列说法中不正确的是()A中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NOO2=2NO2B中的现象说明 Fe 表面形成致密的氧化层，阻止Fe 进一步反应C对比、中现象，说明稀HNO3的氧

9、化性强于浓 HNO3D针对中现象，在 Fe、Cu 之间连接电流计，可判断Fe 是否被氧化解析：选 C。A铁放入稀 HNO3中发生反应 Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O，NO逸出，遇到O2生成 NO2，气体由无色变为红棕色。B铁放入浓HNO3中，在常温下会钝化，即在 Fe 表面形成致密的氧化膜，阻止Fe 进一步反应。C浓 HNO3的氧化性强于稀 HNO3。D在铁、铜之间加一个电流计，根据电子的流向(与电流方向相反)，可判断铁是否被氧化。若电子由铁移动到铜，则铁被氧化。9(2018河南豫北模拟)H2S 是一种剧毒气体，对 H2S 废气资源化利用的途径之一是回收能量并得到单质硫，反

10、应原理为2H2S(g)O2(g)=S2(s)2H2O(l)H632 kJmol1。如图为质子膜H2S 燃料电池的示意图。下列说法正确的是()A电池工作时，电流从电极a 经过负载流向电极 bB电极 a 上的电极反应式为 2H2S4e=S24HC当反应生成 64 g S2时，电池内部释放 632 kJ 热量D当电路中通过 4 mol 电子时，有 4 mol H 经质子膜进入负极区解析：选 B。H2S 发生氧化反应，电极 a 是负极，电子从电极 a 经过负载流向电极 b，电流方向与电子流向相反，A 错误；电极 a 上 H2S 发生氧化反应生成 S2，电极反应式为 2H2S4e=S24H，B 正确；燃

11、料电池中化学能主要转化为电能，C 错误；当电路中通过 4 mol电子时，有 4 mol H 经质子膜进入正极区，D 错误。4二、非选择题10按如图所示装置进行实验，并回答下列问题：(1)判断装置的名称：A 池为_，B 池为_。(2)锌极为_极，电极反应式为_；铜极为_极，电极反应式为_；石墨棒 C1为_极，电极反应式为_；石墨棒 C2附近的实验现象为_。(3)当 C2极析出 224 mL 气体(标准状况)时，锌的质量 _(填“增加”或“减少”)_g，CuSO4溶液的质量_(填“增加”或“减少”)_g。解析：(1)A 池中 Zn、Cu 放入 CuSO4溶液中构成原电池，B 池中两个电极均为石墨电

12、极，在以 A 为电源的情况下构成电解池，即 A 原电池为 B 电解池的电源。(2)A 池中 Zn 为负极，Cu 为正极，B 池中 C1为阳极，C2为阴极，阴极区析出H2，周围OH 富集，酚酞变红。(3)n(H2)0224 L/224 Lmol 001 mol，故电路中转移电子的物质的量为 001 mol20 02 mol，根据得失电子守恒，锌极有 001 mol Zn 溶解，即 Zn 极质量减少 001 mol65gmol 065 g，铜极上有 001 mol Cu 析出，即 CuSO4溶液增加了 001 mol65 gmol111001 mol64 gmol 001 g。答案：(1)原电池电

13、解池(2)负Zn2e=Zn正Cu2e=Cu阳2Cl2212e=Cl2有无色气体产生，附近溶液出现红色(3)减少065增加00111高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。图1 是高铁电池的模拟实验装置：(1)该电池放电时正极的电极反应式为_；若维持电流强度为 1 A，电池工作 10 分钟，理论消耗 Zn_g。(已知F96 500 C mol1)(2)盐桥中盛有饱和 KCl 溶液，此盐桥中氯离子向_(填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向_(填“左”或“右”)移动。5(3)图 2 为高铁电池和

14、常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有_。解析：(1)根据题图 1 知，该电池中 C 作正极，正极上 FeO4发生还原反应：FeO44H2O3e=Fe(OH)35OH。已知 1 A1 Cs，则电流强度为 1 A 时，总电荷QIt1600A1060 s600 C，转移电子的物质的量为 mol，1 mol Zn 失去 2 mol 电子，则m(Zn)96 50060011mol 65 gmol 02 g。(3)根据题图 2 知，高铁电池具有使用时间长、工96 5002122作电压稳定的优点。答案：(1)FeO44H2O3e=Fe(OH)35OH02(2)右左(3)使用时间长、工作电

15、压稳定12应用电化学原理，回答下列问题：2(1)甲中石墨作_(填“正”或“负”)极，当电流表指针偏移时，盐桥(装有含琼脂的 KNO3饱和溶液)中 NO3移向_(填“FeSO4”或“AgNO3”)溶液。写出电池反应的离子方程式：_。(2)乙中正极反应式为_；若将H2换成CH4，则负极反应式为_。(3)丙表示外加电源的阴极保护法示意图。图中钢闸门因连接电源的_极而被保护。6(4)检验丁中阳极产物的方法是_。解析：(1)根据 Fe Ag=AgFe，甲中石墨作负极，阴离子移向负极。(2)乙中为碱性条件的氢氧燃料电池，正极反应式为 O24e 2H2O=4OH，若换成甲烷燃料电池，正极反应式相同，总反应式

16、为CH42O22OH=CO33H2O，负极反应式(总反应式减正极反应式，消去 O2)为 CH410OH 8e=CO37H2O。(3)外加电源的阴极保护法原理即被保护的金属作阴极，应与电源的负极相连。(4)检验氯气用湿润的淀粉碘化钾试纸。答案：(1)负FeSO4Ag Fe=AgFe(2)O24e 2H2O=4OHCH410OH 8e=CO37H2O(3)负(4)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近阳极，观察湿润的淀粉碘化钾试纸是否变蓝13(2018广西调研)如图装置甲是某可充电电池的示意图，该电池放电的化学方程式为 2K2S2KI3=K2S43KI，图中的离子交换膜只允许 K 通过，C、D、F 均为石墨电

17、极，E 为铜电极。工作一段时间后，断开 K，此时 C、D 两电极产生的气体体积相同，E 电极质量减少 1 28g。2232223(1)装置甲的 A 电极为电池的_极，电解质的 K 从离子交换膜的_(填“左侧”或“右侧”，下同)向离子交换膜的_迁移；B 电极的电极反应式为_。(2)装置乙中 D 电极析出的气体是_，体积为_mL(标准状况)。(3)若将装置丙中的NaCl溶液改换成FeCl2和FeCl3的混合溶液。从反应初始至反应结束，丙装置溶液中金属阳离子物质的量浓度与转移电子的物质的量的变化关系如图所示。图中 b 表示的是_(填金属离子符号)的变化曲线。反应结束后，若用 05 molL NaOH

18、 溶液沉淀丙装置溶液中的金属阳离子(设溶液体积为 100 mL)，则至少需要 05 molL NaOH 溶液_mL。解析：(1)由 E 电极(铜)的质量减少可知 E 为阳极，则F 为阴极，A 为负极，B 为正极，C711为阳极，D 为阴极。原电池中阳离子从负极移向正极，即 K 由左侧透过离子交换膜移向右侧。根据电池放电的化学方程式知，I3在正极得电子发生还原反应，生成 I。(2)D 电极上首先发生反应：Cu 2e=Cu，当 Cu 消耗尽时，发生反应：2H 2e=H2，根据得失电子守恒，该电极析出的 H2的体积为1.28 g1120.1 L0.1 molL 264 gmol122 400 mLm

19、ol224 mL。(3)若将装2置丙中的 NaCl 溶液改换成 FeCl2和 FeCl3的混合溶液，则电解时，阳极(E 电极)发生反应：Cu2e=Cu，阴极(F 电极)发生反应：Fe e=Fe，故 a、b、c 分别表示 Fe、Fe、Cu 的变化曲线。由题图中曲线可以看出，反应后溶液中c(Cu)210mol L，c(Fe222122323222)510mol L，c(Fe)0，要使溶液中的金属阳离子完全沉淀，需要n(NaOH)n(Cu2112132)n(Fe)2(002 molL 005 molL)01 L20014 mol，V(NaOH)0.014 mol10028 L，即 28 mL。0.5 molL答案：(1)负左侧右侧I32e=3I(2)H2(或氢气)224(3)Fe2828