高三一轮复习第六章原电池与化学电源6-2

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双基限时练

一、选择题

1.(2012·宁夏模拟)在理论上不能用于设计成原电池的化学反应

是( )

A.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH<0

B.CH3CH2OH(l)+3O2(g)―→2CO2(g)+3H2O(l) ΔH<0

C.Al(OH)3(s)+NaOH(aq)===NaAlO2(aq)+2H2O(l)

ΔH<0

D.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH<0

答案 C

2.(2012·西安八校联考)以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料制

成海水电池。下列关于这种电池的说法:①铝合金是阳极、②铝合金是负极、③海水是电解液、④铝合金电极发生还原反应,其中正确的是( )

A.②③ B.②④

C.①② D.①④

解析 电池电极名称一般称为正、负极,故①错;其中活泼的一

极为负极,即为铝合金,②对;海水电池用海水作电解质溶液,③对;铝合金为负极,发生氧化反应,④错。故选项A项正确。

答案 A

3.(2012·北京模拟)某原电池装置如图所示。下列有关叙述中,正

确的是( )

A.Fe作正极,发生氧化反应

B.负极反应:2H++2e-===H2↑

C.工作一段时间后,两烧杯中溶液pH均不变

D.工作一段时间后,NaCl溶液中c(Cl-)增大

解析 A项,Fe作负极,发生氧化反应,不正确;B项,负极

反应为:Fe-2e-===Fe2+,不正确;C项,因为正极反应为:2H++2e-===H2↑,故右侧烧杯中溶液的pH增大,不正确;D项,因为在原电池中阴离子向负极移动,故NaCl溶液中c(Cl-)增大,正确。

答案 D

4.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

解析 B项,负极反应为Al-3e-+4OH-===[Al(OH)4]-,总反

应4Al+3O2+4NaOH+6H2O===4Na[Al(OH)4],从总反应看,电池工作过程中电解液的pH减小,B、C不正确;D项,电池工作时,电子通过外电路由负极到正极,D不正确。

答案 A

5.分析如图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是(

)

A.①②中Mg作为负极,③④中Fe作为负极

B.②中Mg作为正极,电极反应式为6H2O+6e-===6OH-+

3H2↑

C.③中Fe作为负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+

D.④中Cu作为正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑

解析 Mg比Al活泼,在①中Mg做负极,但在NaOH溶液中,

Mg不反应,而Al可以反应,故②中Al是负极。在浓HNO3中铁会钝化,故Cu为负极,Fe为正极。在④中由于不断向Cu极附近通入空气,而O2比溶液中的H+得e-能力强,故Fe失去的电子在Cu极被O2得到。电极反应式应为:O2+2H2O+4e-===4OH-。

答案 B

6.(2012·保定质检)原电池正、负电极的极性不仅与电极材料的

性质有关,也与电解质溶液有关。下列由不同材料组成的原电池,电极反应正确的是( )

A.由Fe、Cu与稀硫酸组成的原电池,其负极反应式为Fe-3e

===Fe3+

B.由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成的原电池,其负极反应式为

Mg-2e-+2OH-===Mg(OH)2

C.由Pb、Cu与氯化铁溶液组成的原电池,其正极反应式为

Cu-2e-===Cu2+

D.由Al、Cu与浓硝酸组成的原电池,其负极反应式为Cu-2e

-===Cu2+

解析 Fe、Cu与稀硫酸组成的原电池,Fe作负极,电极反应式

为Fe-2e-===Fe2+,A项错;由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成的原电池,电池总反应为2Al+2H2O+2NaOH===2NaAlO2+3H2↑,Al作负极,电极反应式为Al-3e-+4OH-===AlO-

2+2H2O,B项错;

由Pb、Cu与氯化铁溶液组成的原电池,正极为Pb,电极反应式为Fe3++e-===Fe2+,C项错,由Al、Cu与浓硝酸组成的原电池,Al遇浓硝酸钝化,Cu作负极,电极反应式为Cu-2e-===Cu2+,D项对。

答案 D

7.(2012·济南期末)有一种新型燃料电池使用两块吸附气体的海

绵状金属作电极插入KOH溶液中,然后向两极分别通入CH4和O2,

-其电极反应为X极:CH4+10OH--8e-===CO2Y极:2H2O3+7H2O;

+O2+4e-===4OH-。下列说法中,错误的是( )

A.通入甲烷的一极为电池的负极

B.放电一段时间后,电解质溶液中KOH的物质的量浓度不变

C.在标况下,通入5.6L氧气,完全反应后,有1mol电子发生

转移

D.放电时,1mol甲烷在X极反应时有2mol氧气在Y极反应

-解析 由题意知电池总反应为CH4+2O2+2OH-===CO23+

3H2O,反应过程中消耗OH-,故KOH的物质的量浓度减小,选B。

答案 B

8.(2012·惠州模拟)镁/H2O2酸性燃料电池采用海水作电解质(加

入一定量的酸),下列说法正确的是( )

A.电池总反应为Mg+H2O2===Mg(OH)2

B.正极发生的电极反应为H2O2+2H++2e-===2H2O

C.工作时,正极周围海水的pH减小

D.电池工作时,溶液中的H+向负极移动

解析 根据镁与H2O2两种物质的性质,容易知道负极发生镁失

电子的反应,正极发生H2O2得电子的反应,电解质呈酸性,故电池总反应为Mg+H2O2+2H+===Mg2++2H2O;正极消耗H+,pH增大;原电池中阳离子向正极移动,故溶液中的H+向正极移动。

答案 B

9.(2012·沈阳六校联考)综合如图判断,下列说法正确的是( )

A.装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe-2e-===Fe2+

B.装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2+2H2O+4e-===4OH-

C.装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动

D.放电过程中,装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH

均增大

解析 装置Ⅰ中,由于Zn比Fe活泼,所以Zn作原电池的负极,

电极反应式为Zn-2e-===Zn2+;Fe作正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-。由于正极有OH-生成,因此溶液的pH增大。装置Ⅱ中,Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+;Cu作正极,电极反应式为2H++2e-===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皆错,D项正确。在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,所以C项错误。

答案 D

10.(2012·银川质检)控制适当的条件,将反应2Fe3++2I-2Fe2

++I2设计成如图所示的原电池。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.电流计读数为零后,在甲中加入FeCl2固体,乙中石墨电极

为负极

C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态

D.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原

解析 利用题干中给出的方程式可知,反应开始时,乙中I-在

石墨电极上发生氧化反应生成I2,甲中Fe3+在石墨电极上发生还原反应;电流计读数为零时,说明反应2Fe3++2I-I2+2Fe2+已达到平衡状态,若再向甲中加入FeCl2固体,则平衡逆向移动,乙中I2被还原为I-,则乙中石墨电极为正极。

答案 B

二、填空题

11.

(2012·无锡模拟)根据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)===Cu2+

(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示,其中盐桥为琼脂-饱和KNO3盐桥。

请回答下列问题:

(1)电极X的材料是

_______________________________________

___________________________;

电解质溶液Y是_________________________________________

___________________________。

(2)银电极为电池的________极,写出两电极的电极反应式:

银电极:_______________________________________________

______________________;

X电极:_______________________________________________

______________________。

(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。

(4)盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是________(填序号)。

+2-A.K+ B.NO- C.Ag D.SO34

解析 由反应方程式可知,该原电池的电极反应式为:正极:2Ag

+2e-===2Ag;负极:Cu-2e-===Cu2+。所以X极的材料应为Cu,电解质溶液Y应为AgNO3溶液,外电路中的电子从Cu极流向Ag极。盐桥中的K+移向正极(Ag极);NO-

3移向负极(Cu极)。

答案 (1)Cu AgNO3溶液

(2)正 2Ag++2e-===2Ag Cu-2e-===Cu2+

(3)Cu Ag

(4)B

12.(1)氢氧燃料电池汽车作为上海世博园中的交通工具之一,

下列有关说法不正确的是________。

A.太阳光催化分解水制氢气比电解水制氢气更为科学

B.氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境

C.以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应

式相同

D.以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的总反应式相同

(2)纯电动车采用了高效耐用的一种新型可充电电池,该电池的

放电

总反应式为:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3充电

+4KOH。

①该电池放电时负极反应式为_____________________________

__________________________________________。

②放电时每转移3mol 电子,正极有__________mol K2FeO4被

还原。

(3)锰酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主

放电

导地位。电池反应式为:Li1-xMnO4+LixLiMnO4,下列有

充电

关说法不正确的是

________。

A.放电时电池的正极反应式为:Li1-xMnO4+xLi++xe-

===LiMnO4

B.放电过程中,石墨没有得失电子

C.该电池也能在KOH溶液的环境中正常工作

D.充电时电池上标有“-”的电极应与外接电源的负极相连

解析 (1)选项A,电解获得H2消耗较多的能量,而在催化剂作

用下利用太阳能来分解H2O获得H2更为科学;选项B,氢氧燃料电池中生成物为H2O,对环境无污染;选项C,以稀H2SO4为介质的电池负极反应式为:H2-2e-===2H+,以KOH为介质的电池负极反应式为H2+2OH--2e-===2H2O;选项D,氢氧燃料电池的总反应式均为:2H2+O2===2H2O。

(2)①放电时,在碱性条件下,负极反应式为:Zn-2e-+2OH-

===Zn(OH)2。

②根据电池总反应式可知,2mol K2FeO4被还原时有6mol 电子

转移,所以放电时每转移3mol 电子,有1mol K2FeO4被还原。

(3)选项A,根据总反应式可知Li失去电子,电池负极反应式为:

xLi-xe-===xLi+,由总反应式减去负极反应式可得放电时的正极反应式为Li1-xMnO4+xLi++xe-===LiMnO4;选项B,根据总反应式可判断石墨没有得失电子;选项C,Li能与KOH溶液中的H2O反应,导致电池无法正常工作;选项D,充电过程是放电的逆向过程,外接电源的负极提供的电子使原电池负极获得电子发生还原反应,所以标有“-”的电极应与外接电源的负极相连。

答案 (1)C

(2)①Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2 ②1

(3)C

13.

(2012·合肥质检)

(1)碱性锌锰干电池的剖面图如图所示,已知电池放电后的产物

是Zn(OH)2和MnOOH,则其总反应式为_______________________ _,正极反应式为________________________。电池中的锌粉能和KOH发生反应,该反应类似于铝粉与KOH的反应,其化学方程式是________________________,因此电池长时间不用会发生体积的膨胀和漏液。

(2)用高铁(Ⅵ)酸盐设计的高铁(Ⅵ)电池是一种新型可充电电池,

电解质溶液为KOH溶液,放电时的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O===3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。

①写出正极反应式:_____________________________________

________________________。

②用高铁(Ⅵ)电池作电源,以Fe作阳极,以Cu作阴极,对足量

KOH溶液进行电解,当电池中有0.2mol K2FeO4反应时,则在电解池中生成H2________L(标准状况)。

解析 (1)根据图示可知碱性锌锰干电池两极材料分别是Zn和

MnO2,放电后的产物为Zn(OH)2和MnOOH,因此易得总反应式和正极反应式。

(2)以转移的电子数为桥梁建立K2FeO4和H2的物质的量的关系:

2K2FeO4~3H2,由此可知生成H2 0.3mol,在标准状况下的体积为

6.72L。

答案 (1)Zn+2MnO2+2H2O===Zn(OH)2+2MnOOH MnO2

+e-+H2O===MnOOH+OH- Zn+2KOH===K2ZnO2+H2↑

---(2)①FeO24+4H2O+3e===Fe(OH)3+5OH ②6.72

14.(2012·南昌调研)全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液

态的电池,目前钒电池技术已经趋近成熟。

如图是钒电池基本工作原理示意图:

请回答下列问题:

(1)硫酸在电池技术和实验室中具有广泛的应用,在传统的铜锌

原电池中,硫酸是________,实验室中配制硫酸亚铁时需要加入少量硫酸,硫酸的作用是____________________________________。

(2)钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子

(V2+、V3+、VO2+、VO+

2)为正极和负极电极反应的活性物质,电池总

充电

+反应为VO+V+H2OV2++VO++2H。放电时的正极2放电2+3+

反应式为________________________,充电时的阴极反应式为________________。放电过程中,电解液的pH________(选填“升高”、“降低”或“不变”)。

(3)钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是

________。

2+a.VO+、VO混合液 2b.V3+、V2+混合液

d.VO2+溶液

f.V2+溶液 c.VO+2溶液 e.V3+溶液

(4)能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是

________。

解析 (1)传统的铜锌原电池中,锌与酸反应生成氢气,故硫酸

为电解质溶液;硫酸亚铁容易水解,且水解显酸性,加入少量硫酸,可以抑制其水解变质。

(2)正极反应是还原反应,由电池总反应可知放电时的正极反应

+-2+为VO++2H+e===VO+H2O;充电时,阴极反应为还原反应,2

故为V3+得电子生成V2+的反应。

+(3)充电时阳极反应式为VO2++H2O-e-===VO+故充电2+2H,

完毕的正极电解液为VO+而放电完毕的正极电解液为VO2+溶2溶液,

液,故正极电解液可能是选项acd。

(4)充电和放电过程中,正极电解液与负极电解液不能混合,起

平衡电荷作用的是加入的酸,故H+可以通过隔膜。

答案 (1)电解质溶液 抑制硫酸亚铁的水解

+--2+3+2+(2)VO+

2+2H+e===VO+H2O V+e===V

升高

(3)acd

(4)H+

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/u95i.html

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