2020年高考化学总复习课时跟踪检测十九原电池化学电源

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课时跟踪检测十九 原电池 化学电源

(时间：45分钟 满分：100分)

一、选择题(每小题6分，共60分)

1．各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献，下列有关电池的叙述正确的是( )

A．手机上用的锂离子电池属于一次性电池

B．锌锰干电池中，锌电极是负极

C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被还原

D．太阳能电池的主要材料为二氧化硅

解析：手机上用的锂离子电池属于二次电池，A项错误；干电池中锌是负极，石墨是正极，B项正确；

氢氧燃料电池中，氢气在负极被氧化，C项错误；太阳能电池的主要材料是硅，D项错误。

答案：B

2．(2017届浙江金华市十校模拟)如图所示装置中，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒。

关于此装置的下列叙述中，不正确的是( )

A．N上有气体放出

B．M为负极，N为正极

C．导线中有电流通过，电流方向是由M到N

D．该装置是化学能转变为电能的装置

解析：由题知M、N、稀硫酸构成原电池，M为活泼性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒，在原电池中，M为负极，N为正极，N上H得电子产生H2，A、B项正确；导线中电流方向由N到M，C项错误；该装置为

原电池，将化学能转变为电能，D项正确。

答案：C

＋

3．(2016年课标卷Ⅲ)锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应

为2Zn＋O2＋4OH＋2H2O===2Zn(OH)24－。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：Zn＋4OH－2e===Zn(OH)24－

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：充电时阳离子向阴极移动，A项错误；放电时总反应为2Zn＋O2＋4KOH＋2H2O===2K2Zn(OH)4，则充电时生成KOH，溶液中c(OH)增大，B项错误；放电时Zn在负极失去电子，电极反应式为Zn－2e＋4OH

－

－

－

===Zn(OH)24－，C项正确；放电时电路中每通过4 mol电子，消耗标准状况下O222.4 L，D项错误。

答案：C

4．(2017届贵阳凯里一中月考)原电池的应用极为广泛。利用如图所示原电池可测量空气中Cl2的含量，最新教育教学资料精选

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其中电解质是Ag可以自由移动的固体物质，下列分析正确的是( )

＋

A．电流经外电路从Ag流向Pt电极

＋

B．电池工作时，电解质中Ag数目增多

C．正极反应：Cl2＋2e===2Cl

－

－

D．空气中c(Cl2)越大，Ag极消耗速率越快

解析：在原电池中电子从负极Ag流向正极Pt，电流则从Pt经外电路流向Ag，A项错误；电池工作时，负极Ag失电子变为Ag，正极Cl2得电子变为Cl，Cl与溶液中的Ag结合生成AgCl，根据同一闭合回路中电子转移数目相等，可知电解质中Ag数目不变，B项错误；正极Cl2得电子生成Cl，Ag与Cl反应生成AgCl沉淀，正极反应式为Cl2＋2e＋2Ag===2AgCl↓，C项错误；该电池的反应原理是Ag与Cl2反应，

空气中c(Cl2)越大，Ag极消耗Ag的速率越快，D项正确。

答案：D

－

＋

＋

－

＋

－

＋

－

－

＋

5．有4种燃料电池：A.固体氧化物燃料电池 B．碱性氢氧燃料电池 C．质子交换膜燃料电池 D．熔

融盐燃料电池。

下面是工作原理示意图，其中正极反应的产物为水的是( )

解析：A项固体氧化物燃料电池中，正极为空气中的O2得电子转化为O；B项碱性氢氧燃料电池中，正极O2得电子转化为OH；C项质子交换膜燃料电池中，正极反应式为O2＋4e＋4H===2H2O；D项熔融盐燃

料电池中，正极O2得电子转化为CO23－，故C项符合题意。

答案：C

－

－

＋

2－

6．(2017届江西铜鼓中学月考)原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。

下列说法中不正确的是( )

－

3＋

A．由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为Al－3e===Al

－

－

B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为Al－3e＋4OH===AlO－2＋2H2O

C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为Cu－2e===Cu

D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为Cu－2e===Cu

－－

2＋

2＋

解析：由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，铝和稀硫酸反应而失电子，铜和稀硫酸不反应，所以铝作负极，铜作正极，其负极反应式为Al－3e===Al，A项正确；Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，铝和氢氧化钠溶液反应而失去电子发生氧化反应，镁和氢氧化钠溶液不反应，所以铝是负极，镁是正极，其负极反应式为最新教育教学资料精选

－

3＋

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－－

Al－3e＋4OH===AlO2－＋2H2O，B项正确；由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，铁和铜都与氯化铁反应，但铁的金属性比铜强，所以铁作负极，铜作正极，其负极反应式为Fe－2e===Fe，C项错误；Al、Cu、浓硝酸组成原电池，铝和浓硝酸发生钝化现象，铜和浓硝酸能自发的进行反应，所以铜作负极，铝作正极，其

负极反应式为Cu－2e===Cu，D项正确。

答案：C

－

2＋

－

2＋

7．(2017届河北省、河南省、山西省百校联盟联考)如图为一种微生物燃料电池结构示意图，关于该电

池叙述正确的是( )

A．P电极上发生还原反应

2＋

－

＋

B．Q电极上反应式：Mn＋2H2O－2e===MnO2＋4H

＋

＋

C．H由右向左运动，P电极区有H生成

D．有OH参与电极反应

－

解析：由图可知P电极上Cm(H2O)n被氧化生成CO2，故P电极上发生氧化反应，A项错误；Q电极上MnO2被还原生成Mn，B项错误；电解质溶液中阳离子移向正极，H由右向左移动，P电极区有H生成，C项正

确；由图知P极有CO2生成，电解质溶液不可能是碱，故OH不参与电极反应，D项错误。

答案：C

－

2＋

＋

＋

8．(2017届江苏宜宾高中月考)如图所示，装置在常温下工作(溶液体积变化忽略不计)。闭合K，灯泡

发光。下列叙述中不正确的是( )

A．当电路中有1.204×10个电子转移时，乙烧杯中溶液的pH约为1

＋22

B．电池工作时，盐桥中的K移向甲烧杯，外电路的电子方向是从b到a

C．电池工作时，甲烧杯中由水电离出的c(H)逐渐减小

D．乙池中的氧化产物为SO24－

22

＋

解析：闭合K，灯泡发光，说明形成了原电池。A项当电路中有1.204×10个电子转移，即有0.02 mol的电子转移，乙池发生氧化反应HSO3－－2e＋H2O===SO24－＋3H，则乙池300 mL溶液产生0.03 mol H，H浓度为0.1 mol/L，pH＝1，正确；B项乙池是原电池的负极，甲池是原电池的正极，根据原电池中离子的移动方向，则盐桥中的K移向甲烧杯，外电路的电子方向是从负极流向正极，即由b到a，正确；C项电池工作时，甲烧杯中发生MnO－4＋5e＋8H＝Mn＋4H2O，溶液中的氢离子浓度降低，氢氧根离子浓度增大，

则由水电离出的c(H)逐渐增大，错误；D项由A得乙池中的氧化产物为SO24－，正确，故选C项。

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答案：C

＋

－

＋

2＋

＋

＋

－

＋

＋

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9．(2017届山西省忻州一中等四校联考)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。该电池以Ca为负极，熔融无水LiCl-KCl混合物作电解质，结构如图所示。正极反应式为PbSO4＋2Li＋2e===Li2SO4＋Pb。下列说法不正确的是( )

A．放电过程中，Li向正极移动

B．常温下电解质是不导电的固体，电池不工作 C．每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g Pb

D．该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb

解析：放电时，阳离子移向正极，A项正确；常温下，电解质不能熔化，没有自由移动的离子，电解20.7

质不导电，电池不能工作，B项正确；每转移0.1 mol电子，理论上生成 g Pb，C项错误；电池正极

2反应式为PbSO4＋2Li＋2e===Li2SO4＋Pb，负极反应为Ca－2e＋2Cl===CaCl2，总反应式为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb，D项正确。

答案：C

10．可以将反应Zn＋Br2===ZnBr2设计成蓄电池，下列4个电极反应：

①Br2＋2e===2Br ②2Br－2e===Br2 ③Zn－2e===Zn ④Zn＋2e===Zn 其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的分别是( ) A．②和③ C．③和①

B．②和① D．④和①

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2＋

2＋

－

＋

－

－

－

＋

＋

－

解析：根据反应Zn＋Br2===ZnBr2可知，蓄电池放电时负极反应为③，正极反应为①；蓄电池充电时阴极反应为④，阳极反应为②，故A项符合题意。

答案：A

二、非选择题(共40分)

11．(12分)现有A、B、C、D四种金属片，①把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，A上有气泡产生 ②把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，D上发生还原反应 ③把A、C用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，电子流动方向为A―→导线―→C。根据上述情况，回答下列问题：

(1)在①中，金属片________发生氧化反应。 (2)在②中，金属片________作负极。

(3)如果把B、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液，则金属片________上有气泡产生。 (4)上述四种金属的活动顺序是_____________________________________________。

解析：本题利用原电池反应可判断金属的活泼性。①中A、B、稀硫酸形成的原电池，A中有气泡产生，A为正极，B为负极，金属活泼性AD；③中根据电子流动方向可判断A为负极，C为正极，活泼性A>C，由以上现象可推导出金属活动顺序为B>A>C>D。

答案：(1)B(2)C(3)D(4)B>A>C>D

12．(14分)某研究性学习小组根据反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O最新教育教学资料精选

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－1

设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L，溶液的体积均为200 mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。

回答下列问题：

(1)此原电池的正极是石墨________(填“a”或“b”)，发生________反应。

(2)电池工作时，盐桥中的SO24－移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。

(3)两烧杯中的电极反应式分别为

甲________________________________，乙________________________________。

－1

(4)若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5 mol·L，则反应中转移的电子为________mol。解析：(1)根据题中总反应可知，KMnO4得电子，作氧化剂，发生还原反应，故石墨a是正极。(2)电池工作时，SO24－向负极移动，即向乙烧杯移动。(3)甲烧杯中的电极反应式为MnO－4＋5e＋8H===Mn＋4H2O；乙烧杯中的电极反应式为5Fe－5e===5Fe。(4)溶液中MnSO4浓度由1 mol·L变为1.5 mol·L，由于溶液体积未变，则反应过程中生成的MnSO4的物质的量为(1.5 mol·L－1 mol·L)×0.2 L＝0.1 mol，

则转移电子的物质的量为0.1 mol×5＝0.5 mol。

答案：(1)a 还原 (2)乙

－

＋

2＋

－1

－1

2＋

－

3＋

－1

－1

－

＋

2＋

(3)MnO－4＋5e＋8H===Mn＋4H2O

5Fe－5e===5Fe

2＋

－

3＋

(4)0.5

13．(14分)化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。

(1)下列相关说法正确的是________(填序号)。

A．通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少，可以判断该电池的优劣

B．二次电池又称充电电池或蓄电池，这类电池可无限次重复使用

C．除氢气外，甲醇、汽油、氧气等都可用作燃料电池的燃料

D．近年来，废电池必须进行集中处理的问题被提上日程，其首要原因是电池外壳的金属材料需要回收

(2)纯电动车采用了高效耐用的一种新型可充电电池，该电池的总反应式为：

放电

3Zn＋2K2FeO4＋8H2O充电3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH

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

②放电时每转移3 mol电子，正极有________mol K2FeO4被还原。

③下图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现

场酒场检测。则该电池的负极反应为__________________，正极反应为__________________。

解析：(1)二次电池可以多次使用，但不可能无限次重复使用，B项错误；O2可用作燃料电池的氧化剂，而不是燃料，C项错误；废旧电池进行集中处理的主要原因是电池中含有汞、镉、铅等金属离子，它们会对土壤、水源造成污染，D项错误。(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，2 mol K2FeO4被还原时有6 mol电子转移，故放电时每转移3 mol电子，有1 mol K2FeO4被还原。③由信息可知电解质溶液为酸性，正极1个O2得到4个电子生成H2O，由CH3CH2OH、CH3COOH的分子式分别为C2H6O、C2H4O2，碳元素的平均化合价分别为－2、0，可得CH3CH2OH－4e―→CH3COOH，依据电荷守恒前面减4个负电荷，后面加4个H，最后配平可得负极反应式为CH3CH2OH＋H2O－4e===CH3COOH＋

4H。在酸性条件下，正极反应式为O2＋4e＋4H===2H2O。

－

－

＋

－

＋

＋

－

－－

－

答案：(1)A

(2)①Zn－2e＋2OH===Zn(OH)2 ②1③CH3CH2OH＋H2O－4e===CH3COOH＋4H

－

＋

－

＋

O2＋4e＋4H===2H2O

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