高三一轮复习第六章原电池与化学电源62.docx

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高三一轮复习第六章原电池与化学电源62

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．②③B．②④

C．①②D．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

＋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－===CO

＋7H2O；Y极：

2H2O＋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－===CO

＋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）。

A．K＋　　B．NO

　　C．Ag＋　　D．SO

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

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，该电池的总反应式为：

3Zn＋2K2FeO4＋8H2O

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3mol电子，正极有__________molK2FeO4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导地位。

电池反应式为：

Li1－xMnO4＋Lix

LiMnO4，下列有关说法不正确的是________。

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，2molK2FeO4被还原时有6mol电子转移，所以放电时每转移3mol电子，有1molK2FeO4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0.2molK2FeO4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H20.3mol，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）①FeO

＋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

）为正极和负极电极反应的活性物质，电池总反应为VO2＋＋V3＋＋H2O

V2＋＋VO

＋2H＋。

放电时的正极反应式为________________________，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________。

a．VO

、VO2＋混合液b．V3＋、V2＋混合液

c．VO

溶液d．VO2＋溶液

e．V3＋溶液f．V2＋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为VO

＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O；充电时，阴极反应为还原反应，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

＋2H＋，故充电完毕的正极电解液为VO

溶液，而放电完毕的正极电解液为VO2＋溶液，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）VO

＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O　V3＋＋e－===V2＋

升高

（3）acd

（4）H＋