2018高考化学总复习检测:原电池化学电源(有答案)

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2018高考化学总复习检测:原电池化学电源(有答案)

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文 章
来源莲山
课件 w ww.5 y kj.Co m
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)2-4。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)2-4
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)2-4,C项正确;放电时电路中每通过4 mol电子,消耗标准状况下O2 22.4 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,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O2-;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CO2-3,故C项符合题意。
答案:C
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(  )
A.由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池,其负极反应式为Al-3e-===Al3+
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-===Cu2+
D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为Cu-2e-===Cu2+
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-===Al3+,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Al-3e-+4OH-===AlO-2+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-===Fe2+,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-===Cu2+,D项正确。
答案:C
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
B.Q电极上反应式:Mn2++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Mn2+,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
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1.204×1022个电子转移时,乙烧杯中溶液的pH约为1
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SO2-4
解析:闭合K,灯泡发光,说明形成了原电池。A项当电路中有1.204×1022个电子转移,即有0.02 mol的电子转移,乙池发生氧化反应HSO-3-2e-+H2O===SO2-4+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+=Mn2++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SO2-4,正确,故选C项。
答案:C
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LiCl­KCl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20.72 g Pb,C项错误;电池正极反应式为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-===Zn2+ ④Zn2++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  B.②和①
C.③和① D.④和①
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A<B;②中C、D稀硫酸形成的原电池,D上发生还原反应,D为正极,金属活泼性C>D;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-1,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SO2-4移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。
(3)两烧杯中的电极反应式分别为
甲________________________________,
乙________________________________。
(4)若不考虑溶液的体积变化,MnSO4浓度变为1.5 mol•L-1,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,SO2-4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+===Mn2++4H2O;乙烧杯中的电极反应式为5Fe2+-5e-===5Fe3+。(4)溶液中MnSO4浓度由1 mol•L-1变为1.5 mol•L-1,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-1-1 mol•L-1)×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
(3)MnO-4+5e-+8H+===Mn2++4H2O
5Fe2+-5e-===5Fe3+
(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:
3Zn+2K2FeO4+8H2O放电充电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
 
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 ②1
③CH3CH2OH+H2O-4e-===CH3COOH+4H+
O2+4e-+4H+===2H2O 文 章
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