2014复习备考2014届高考化学《红对勾》系列一轮复习课时作业21原

课时作业21 原电池 化学电源

时间：45分钟 分值：100分

一、选择题(共48分，每小题4分) 1．下列示意图中能构成原电池的是( )

[答案]B

[解析]本题考查原电池装置，意在考查考生对原电池原理的理解。Cu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。

2．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。

3．某种氢氧燃料电池的电解质溶液为KOH溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是( )

A．正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

B．工作一段时间后，电解质溶液中的KOH的物质的量不变 C．该燃料电池的总反应方程式为：2H2＋O2===2H2O

D．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移

[答案]D

[解析]氢氧燃料电池的总反应式是：2H2＋O2===2H2O，电解质溶液为KOH溶液，故其正极的反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，负极的反应式为：2H2＋4OH－－4e－===4H2O，反应过程中生成和消耗的OH－的量相等，故KOH的物质的量不变，A、B、C均正确；D中根据电解CuCl2溶液时各离子的放电顺序，可知阳极产生的是Cl2，电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑，故产生标准状况下2.24 L氯气时转移电子应为0.2 mol。

4．(2011·安徽，12)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl。下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是( )

A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子 C．Na＋不断向“水”电池的负极移动 D．AgCl是还原产物 [答案]B

[解析]本题综合考查原电池和氧化还原反应的相关知识。正极反应应该得电子，因此A错；原电池中电解质溶液中的阳离子应该向正极移动，C错；Ag是反应的还原剂，因此AgCl是氧化产物，D错。

5．Li－Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：

2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe

有关该电池的下列说法中，正确的是( )

A．Li－Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为＋1价

B．该电池的电池反应式为：2Li＋FeS===Li2S＋Fe C．负极的电极反应式为：Al－3e－===Al3＋

D．充电时，阴极发生的电极反应式为：Li2S＋Fe－2e－===2Li＋

＋FeS

[答案]B

[解析]本题考查原电池知识，意在考查考生分析新型原电池的工作原理的能力。从组成材料看，负极应该是单质锂，电极反应为：Li－e－＝Li＋，A、C项不正确；充电时，阴极即为原电池的负极，但是反应恰好相反：Li＋＋e－＝Li，D项不正确。

6．将铜片和铝片用导线连接后插入盛有浓硝酸的烧杯中组成原电池，此原电池的负极及其电极反应是( )

A．Al，Al－3e－===Al3＋ B．Cu，Cu－2e－===Cu2＋ C．Al,2H＋＋2e－===H2↑

－

D．Cu,2H＋＋NO－3＋e===NO2↑＋H2O

[答案]B

[解析]在浓硝酸中Al可以发生钝化，Al表面的氧化膜隔绝了Al与浓硝酸的进一步接触、反应，而Cu与浓硝酸则可以发生氧化还原反应，Cu失去电子(发生氧化反应)，作负极；Al作正极；H＋发生还原反应，生成氢气。

7．可用于电动汽车的铝—空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是( )

A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2

＋2H2O＋4e－＝4OH－

B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e－＝Al(OH)3↓

C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变

D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极 [答案]A

[解析]考查燃料电池的反应原理。无论以NaCl还是以NaOH溶液作电解液，在正极上都是O2得电子被还原，A对；生成的Al(OH)3在碱性介质中不存在，B错；Al(OH)3会与NaOH反应生成NaAlO2消耗电解液中的NaOH，使pH减小，C错；原电池中，电子从负极流出通过外电路流向正极，D错。

8．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

[答案]D

[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。

9．(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

[答案]C

[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。

10．(2011·海南，6)一种充电电池放电时的电极反应为： H2＋2OH－－2e－===2H2O；NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH

－

当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是

( )

A．H2O的还原 B．NiO(OH)的还原 C．H2的氧化 [答案]D

[解析]本题考查了原电池原理的应用中化学电源正负极反应的判断。由题中所给的两个电极反应可知，NiO(OH)在正极上反应，当给电池充电时，该极应连接电源的正极，故电极反应为Ni(OH)2－e－＋OH－===NiO(OH)＋H2O，故只有D正确。

11．(2012·北京，12)人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。右图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是( ) ．．．

D．Ni(OH)2的氧化

A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B．催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生 C．催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强 D．催化剂b表面的反应是CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH [答案]C

[解析]本题考查原电池原理，旨在考查学生对原电池工作原理中的分析理解能力。从图示看，太阳光照射下，发生反应2CO2＋2H2O===2HCOOH＋O2↑有电子发生了转移，故太阳能转化成了化学能，A项正确；催化剂a失去电子，作负极，发生氧化反应，由CO2和H2O中元素化合价分析，只有O元素化合价能升高，生成O2，所以催化剂a处应有O2生成，B项正确；催化剂a处的电极反应式为：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，生成H＋，酸性增强，C项错；H＋移向催化剂b处，CO2结合H＋得电子发生反应：CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH，故生成HCOOH，D项正确。

点评：解答此类问题重点是理解原电池的基本原理，尤其是电极反应式的书写和电解质溶液的酸碱性变化知识。

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＋＋SO24

B．当电路中转移0.2 mol电子时，I中消耗的H2SO4为0.2 mol

－C．K闭合时，Ⅱ中SO24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 [答案]C

[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2 mol硫酸参与反应则转移电子2 mol，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．(16分)金属镁在目前的汽车、航天、航空、机械制造、军事等产业中得到迅猛发展。

(1)目前市场上某些品牌笔记本电脑(如神舟电脑、IBM电脑等)的外壳一改以往的有机合成材料，而使用镁铝合金、钛铝合金等材料。镁铝合金材料在电脑上代替有机合成材料的目的是________(多选)。

A．降低成本 C．利用散热 E．增加运算速度

(2)某学校研究性学习小组欲以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液设计原电池。

B．增强美观 D．增加强度

①给你一只安培表，请你画出该原电池的示意图，并标出正负极。

②一段时间后，铝片发生的电极反应式是__________________；镁条表面只有极少量的气泡产生，则镁电极产生的主要反应的电极反应式为________________________。

[答案](1)BCD (2)①如图所示

－②Al＋4OH－－3e－===AlO－＋2HO 2HO＋2e===H2↑＋2OH222

－

[解析](1)铝合金材料比有机合成材料在价格上要高，所以A错；

实际上铝合金材料在电脑外壳上的使用是从“增加强度”和“增强美观”的角度考虑的，当然铝合金作为电脑的外壳材料散热效果要比有机合成材料好的多；铝合金材料的应用与电脑的运算速度没有关系。

(2)铝能够与NaOH溶液反应，所以作为原电池的负极，而镁与NaOH溶液不反应作正极。

14．(20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。

15．(16分)(2013·济南模拟)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____________________，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量饱和氯水，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FeO24，试写出该反应的离子方程式______________。

[答案](1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu 0.2 (2)2H＋＋2e－===H2↑ 酸性 NH＋H2O＋H＋ 4＋H2ONH3·2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

－－＋

2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO2＋6Cl＋16H 4

也可与水反应。

15．(16分)(2013·济南模拟)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____________________，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量饱和氯水，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FeO24，试写出该反应的离子方程式______________。

[答案](1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu 0.2 (2)2H＋＋2e－===H2↑ 酸性 NH＋H2O＋H＋ 4＋H2ONH3·2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

－－＋

2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO2＋6Cl＋16H 4

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