通用版 高中化学 高考一轮复习 第六章第二节 跟踪检测二原电池化学电源.docx
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通用版高中化学高考一轮复习第六章第二节跟踪检测二原电池化学电源
跟踪检测
（二）原电池化学电源
1．（2018·娄底模拟）有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：
①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C；③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应；⑤用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出。
据此，判断五种金属的活动性顺序是（ ）
A．A>B>C>D>E B．A>C>D>B>E
C．C>A>B>D>ED．B>D>C>A>E
2．（2018·厦门模拟）将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。
下列说法不正确的是（ ）
A．盐桥中的K＋移向FeCl3溶液
B．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
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
3.
通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。
一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．a为电池的正极，发生还原反应
B．b极的电极反应为HCHO＋H2O－4e－===CO2＋4H＋
C．传感器工作过程中，电解质溶液中硫酸的浓度减小
D．当电路中转移2×10－4mol电子时，传感器内参加反应的HCHO为3.0mg
4.
近年，科学家们发明了一种能够给电子设备提供动力的生物燃料电池。
该电池包括两个涂覆着酶的电极，它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中。
由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜，其工作原理如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．左边为该电池的负极
B．该电池可在高温环境下使用
C．该电池负极反应为H2－2e－===2H＋
D．该电池正极反应为O2＋4e－===2O2－
5.
（2018·兰州一中月考）硼化钒（VB2）－空气电池是目前储电能力最强的电池，电池结构示意图如图，该电池工作时总反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，下列说法正确的是（ ）
A．电极a为电池负极，发生还原反应
B．每消耗1molVB2转移6mol电子
C．电池工作时，OH－向电极a移动
D．VB2极发生的电极反应式为2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O
6．（2018·福建四地六校联考）新装修的房屋会释放出有毒的甲醛气体。
银 Ferrozine法检测甲醛（HCHO）的原理如下（在原电池中完成氧化银与甲醛的反应）：
下列说法正确的是（ ）
A．其他条件相同，甲醛浓度越小，所得有色配合物溶液的吸光度越大
B．电池正极的电极反应式为Ag2O＋2H＋＋2e－===2Ag＋H2O
C．30gHCHO被氧化时，理论上电路中通过2mol电子
D．理论上，消耗HCHO和消耗Fe3＋的物质的量之比为4∶1
7．镁及其化合物一般无毒（或低毒）、无污染，且镁原电池放电时电压高而平稳，使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点。
其中一种镁原电池的反应为xMg＋Mo3S4
MgxMo3S4，下列说法正确的是（ ）
A．电池放电时，正极反应为Mo3S4＋2xe－＋xMg2＋===MgxMo3S4
B．电池放电时，Mg2＋向负极迁移
C．电池充电时，阳极反应为xMg2＋＋2xe－===xMg
D．电池充电时，阴极发生还原反应生成Mo3S4
8．（2018·江淮十校联考）利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O设计的电池装置如图所示，该装置既能有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，下列说法不正确的是（ ）
A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B．电极A上发生氧化反应，电极B为正极
C．电极A的电极反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋
D．当有2.24L（标准状况）NO2被处理时，转移电子0.4mol
9.
我国科研人员研制出一种室温“可呼吸”Na CO2电池。
放电时该电池“吸入”CO2，充电时“呼出”CO2。
吸入CO2时，其工作原理如图所示。
吸收的全部CO2中，有
转化为Na2CO3固体沉积在多壁碳纳米管（MWCNT）电极表面。
下列说法正确的是（ ）
A．“吸入”CO2时，钠箔为正极
B．“呼出”CO2时，Na＋向多壁碳纳米管电极移动
C．“吸入”CO2时的正极反应：
4Na＋＋3CO2＋4e－===2Na2CO3＋C
D．标准状况下，每“呼出”22.4LCO2，转移电子0.75mol
10．可用于电动汽车的铝－空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，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溶液为电解质溶液时，正极反应都为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．以NaOH溶液为电解质溶液时，负极反应为Al＋3OH－－3e－===Al（OH）3↓
C．以NaOH溶液为电解质溶液时，电池在工作过程中电解质溶液的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
11．（2018·太原模拟）氨硼烷（NH3·BH3）电池可在常温下工作，装置如图所示。
该电池工作时的总反应为NH3·BH3＋3H2O2===NH4BO2＋4H2O。
下列说法正确的是（ ）
A．负极附近溶液的pH增大
B．正极的反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O
C．电池工作时，BO
通过质子交换膜向正极移动
D．消耗3.1g氨硼烷，理论上转移0.2mol电子
12．（2018·陕西一检）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠（Na2Sx）分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷（可传导Na＋）为电解质，其原理如图所示：
下列说法正确的是（ ）
A．放电时，电极A为正极
B．充电时，Na＋从电极A向电极B迁移
C．充电时，电极B反应式为S
－2e－===xS
D．该电池工作的适宜温度应控制在25℃左右
13．一种锂钒氧化物热电池装置如图所示。
其电池总反应为xLi＋LiV3O8===Li1＋xV3O8。
工作时，需先引发铁和氯酸钾
反应使共晶盐融化。
下列说法正确的是（ ）
A．Li Si合金为该热电池的正极
B．电池放电时，Cl－移向LiV3O8电极
C．LiCl KCl共晶盐可用LiCl和KCl的混合水溶液代替
D．放电时，正极反应式为LiV3O8＋xLi＋＋xe－===Li1＋xV3O8
14．直接乙醇燃料电池（DEFC）具有很多优点，引起了人们的研究兴趣。
现有以下三种乙醇燃料电池。
（1）三种乙醇燃料电池中正极反应物均为_____________________________________。
（2）碱性乙醇燃料电池中，电极a上发生的电极反应式为
________________________________________________________________________，
使用空气代替氧气，电池工作过程中碱性会不断降低，其原因是__________________。
（3）酸性乙醇燃料电池中，电极b上发生的电极反应式为
________________________________________________________________________，
通过质子交换膜的离子是________。
（4）熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，CO
向电极________（填“a”或“b”）移动，电极b上发生的电极反应式为______________________。
15．氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：
（1）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知：
①N2（g）＋2O2（g）===N2O4（l） ΔH1＝－19.5kJ·mol－1
②N2H4（l）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g） ΔH2＝－534.2kJ·mol－1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式：
___________________________________。
（2）肼－空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的电极反应式为________________________________________________________________________。
（3）科研人员开发出一种由甲醇和氧气构成，以强碱作电解质溶液的新型手机电池，充一次电可供手机连续使用一个月，则通入甲醇的是________（填“正”或“负”）极，写出该电池的负极反应式：
____________________________________________________。
（4）Zn MnO2干电池应用广泛，电解质溶液是ZnCl2 NH4Cl混合溶液。
①该电池的负极材料是________（填名称）。
电池工作时，电子流向________（填“正极”或“负极”）。
②若ZnCl2 NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，则会加速某电极的腐蚀，其主要原因是________________________________________________________________________。
③MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。
阳极的电极反应式为________________________________________________________________________。
若电路中通过4mol电子，标准状况下产生气体的物质的量为________。
参考答案及解析
跟踪检测
（二）原电池化学电源
1．（2018·娄底模拟）有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：
①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C；③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应；⑤用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出。
据此，判断五种金属的活动性顺序是（ ）
A．A>B>C>D>E B．A>C>D>B>E
C．C>A>B>D>ED．B>D>C>A>E
解析：
选B 金属与稀H2SO4溶液组成原电池，活泼金属失去电子发生氧化反应，作负极，较不活泼的金属作正极。
H＋在正极电极表面得到电子生成H2，电子运动方向由负极→正极，电流方向则由正极→负极。
在题述原电池中，A―→B原电池，A为负极；C―→D原电池，C为负极；A―→C原电池，A为负极；B―→D原电池，D为负极；E先析出，E不活泼。
综上可知，金属活动性A>C>D>B>E。
2．（2018·厦门模拟）将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。
下列说法不正确的是（ ）
A．盐桥中的K＋移向FeCl3溶液
B．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
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
解析：
选D A项，甲池中石墨电极为正极，乙池中石墨电极为负极，盐桥中阳离子向正极移动，所以向FeCl3溶液迁移，正确；B项，反应开始时，乙中I－失去电子，发生氧化反应，正确；C项，当电流计为零时，说明没有电子发生转移，反应达到平衡，正确；D项，当加入Fe2＋，导致平衡逆向移动，则Fe2＋失去电子生成Fe3＋，作为负极，而乙中石墨成为正极，错误。
3.
通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。
一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．a为电池的正极，发生还原反应
B．b极的电极反应为HCHO＋H2O－4e－===CO2＋4H＋
C．传感器工作过程中，电解质溶液中硫酸的浓度减小
D．当电路中转移2×10－4mol电子时，传感器内参加反应的HCHO为3.0mg
解析：
选D 氧气得电子，a为正极，发生还原反应，A正确；b极是负极，发生氧化反应，故电极反应为HCHO＋H2O－4e－===CO2＋4H＋，B正确；传感器工作过程中，氧化还原反应生成水，电解质溶液中硫酸的浓度变小，C正确；负极：
HCHO＋H2O－4e－===CO2＋4H＋，当电路中转移2×10－4mol电子时，反应的甲醛物质的量＝0.5×10－4mol，质量1.5mg，D错误。
4.
近年，科学家们发明了一种能够给电子设备提供动力的生物燃料电池。
该电池包括两个涂覆着酶的电极，它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中。
由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜，其工作原理如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．左边为该电池的负极
B．该电池可在高温环境下使用
C．该电池负极反应为H2－2e－===2H＋
D．该电池正极反应为O2＋4e－===2O2－
解析：
选C 由电池示意图可知，H2→H＋，是H2被氧化的过程，通入H2的一极为原电池的负极，发生反应：
H2－2e－===2H＋；O2→H2O，是O2被还原的过程，通入O2的一极为原电池的正极，发生反应：
O2＋4e－＋4H＋===2H2O，故A、D错误，C正确；该电池包括两个涂覆着酶的电极，高温下会使酶变性，不能在高温下使用，B错误。
5.
（2018·兰州一中月考）硼化钒（VB2）－空气电池是目前储电能力最强的电池，电池结构示意图如图，该电池工作时总反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，下列说法正确的是（ ）
A．电极a为电池负极，发生还原反应
B．每消耗1molVB2转移6mol电子
C．电池工作时，OH－向电极a移动
D．VB2极发生的电极反应式为2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O
解析：
选D 由题图可知，空气通入电极a，显然电极a为正极，发生还原反应，A错误；4molVB2发生反应时消耗11molO2，同时转移44mol电子，故消耗1molVB2时转移11mol电子，B错误；电池工作时，阴离子（OH－）向负极（VB2极）移动，C错误；正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，用总反应式减去正极反应式的11倍即得负极反应式，故VB2在负极上发生氧化反应，电极反应式为2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O，D正确。
6．（2018·福建四地六校联考）新装修的房屋会释放出有毒的甲醛气体。
银 Ferrozine法检测甲醛（HCHO）的原理如下（在原电池中完成氧化银与甲醛的反应）：
下列说法正确的是（ ）
A．其他条件相同，甲醛浓度越小，所得有色配合物溶液的吸光度越大
B．电池正极的电极反应式为Ag2O＋2H＋＋2e－===2Ag＋H2O
C．30gHCHO被氧化时，理论上电路中通过2mol电子
D．理论上，消耗HCHO和消耗Fe3＋的物质的量之比为4∶1
解析：
选B HCHO中C为0价。
该检测过程涉及的化学反应为2Ag2O＋HCHO===4Ag＋CO2＋H2O，Ag＋Fe3＋===Ag＋＋Fe2＋，Fe2＋与Ferrozine形成有色配合物。
吸光度与有色物质的浓度成正比，根据反应式可推出吸光度与甲醛的浓度成正比，A项错误；负极的电极反应式为HCHO－4e－＋H2O===CO2＋4H＋，正极的电极反应式为2Ag2O＋4e－＋4H＋===4Ag＋2H2O，B项正确；n（HCHO）＝
＝1mol，负极消耗1molHCHO，理论上电路中通过4mol电子，C项错误；HCHO→4Ag→4Fe2＋，1molHCHO完全反应，理论上能生成4molAg，消耗4molFe3＋，D项错误。
7．镁及其化合物一般无毒（或低毒）、无污染，且镁原电池放电时电压高而平稳，使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点。
其中一种镁原电池的反应为xMg＋Mo3S4
MgxMo3S4，下列说法正确的是（ ）
A．电池放电时，正极反应为Mo3S4＋2xe－＋xMg2＋===MgxMo3S4
B．电池放电时，Mg2＋向负极迁移
C．电池充电时，阳极反应为xMg2＋＋2xe－===xMg
D．电池充电时，阴极发生还原反应生成Mo3S4
解析：
选A A项，电池放电时，正极发生还原反应，由电池反应可知，Mo3S4为正极，被还原，电极反应为Mo3S4＋2xe－＋xMg2＋===MgxMo3S4，正确；B项，电池工作时，阳离子向正极移动，错误；C项，充电时，阳极发生氧化反应，错误；D项，电池充电时，阴极发生还原反应，Mg为阴极，生成金属镁，错误。
8．（2018·江淮十校联考）利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O设计的电池装置如图所示，该装置既能有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，下列说法不正确的是（ ）
A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B．电极A上发生氧化反应，电极B为正极
C．电极A的电极反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋
D．当有2.24L（标准状况）NO2被处理时，转移电子0.4mol
解析：
选C 由已知反应可知，反应中NO2为氧化剂，NH3为还原剂，则电极A为负极，发生氧化反应，电极B为正极，发生还原反应，电流由正极经导线流向负极，A、B项正确；电解质溶液呈碱性，则电极A的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，C项错误；当有标准状况下2.24L（0.1mol）NO2被处理时，转移电子为0.1mol×（4－0）＝0.4mol，D项正确。
9.
我国科研人员研制出一种室温“可呼吸”Na CO2电池。
放电时该电池“吸入”CO2，充电时“呼出”CO2。
吸入CO2时，其工作原理如图所示。
吸收的全部CO2中，有
转化为Na2CO3固体沉积在多壁碳纳米管（MWCNT）电极表面。
下列说法正确的是（ ）
A．“吸入”CO2时，钠箔为正极
B．“呼出”CO2时，Na＋向多壁碳纳米管电极移动
C．“吸入”CO2时的正极反应：
4Na＋＋3CO2＋4e－===2Na2CO3＋C
D．标准状况下，每“呼出”22.4LCO2，转移电子0.75mol
解析：
选C “吸入”CO2时，是原电池，根据图示，钠变成了Na＋，被氧化，钠箔为负极，故A项错误；“呼出”CO2时，是电解池，阳离子向阴极移动，Na＋向钠箔电极移动，故B项错误；放电时该电池“吸入”CO2，吸收的CO2有
转化为Na2CO3固体，有
转化为C，正极反应：
4Na＋＋3CO2＋4e－===2Na2CO3＋C，故C项正确；标准状况下，22.4LCO2的物质的量为1mol，根据2Na2CO3＋C－4e－===4Na＋＋3CO2↑，可知每“呼出”1molCO2，转移电子
mol，故D项错误。
10．可用于电动汽车的铝－空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，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溶液为电解质溶液时，正极反应都为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．以NaOH溶液为电解质溶液时，负极反应为Al＋3OH－－3e－===Al（OH）3↓
C．以NaOH溶液为电解质溶液时，电池在工作过程中电解质溶液的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：
选A 正极O2得电子，溶液显碱性或中性时，正极反应都为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A项正确；铝作负极，在碱性溶液（NaOH）中的负极反应为Al＋4OH－－3e－===AlO
＋2H2O，B项错误；在碱性电解质溶液中总的电池反应式为4Al＋3O2＋4OH－===4AlO
＋2H2O，溶液pH降低，C项错误；电池工作时，电子从负极流向正极，D项错误。
11．（2018·太原模拟）氨硼烷（NH3·BH3）电池可在常温下工作，装置如图所示。
该电池工作时的总反应为NH3·BH3＋3H2O2===NH4BO2＋4H2O。
下列说法正确的是（ ）
A．负极附近溶液的pH增大
B．正极的反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O
C．电池工作时，BO
通过质子交换膜向正极移动
D．消耗3.1g氨硼烷，理论上转移0.2mol电子
解析：
选B 根据装置图可知，电池负极反应为NH3·BH3－6e－＋2H2O===NH4BO2＋6H＋，正极反应为3H2O2＋6e－＋6H＋===6H2O。
根据负极反应，负极附近溶液的pH减小，故A错误，B正确；电池工作时，BO
不能通过质子交换膜，故C错误；消耗3.1g氨硼烷，理论上转移0.6mol电子，故D错误。
12．（2018·陕西一检）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠（Na2Sx）分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷（可传导Na＋）为电解质，其原理如图所示：
下列说法正确的是（ ）
A．放电时，电极A为正极
B．充电时，Na＋从电极A向电极B迁移
C．充电时，电极B反应式为S
－2e－===xS
D．该电池工作的适宜温度应控制在25℃左右
解析：
选C 放电时，熔融Na发生氧化反应，电极A为负极，A项错误；充电时，电极A为阴极，电极B为阳极，电解池中阳离子从阳极向阴极迁移，B项错误；充电时，阳极上S
失电子，发生氧化反应，电极反应式为S
－2e－===xS，C项正确；该电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠分别作为两个电极的反应物，因此该电池工作时应保证Na、S均为熔融状态，而25℃左右时Na、S均为固态，D项错误。
13．一种锂钒氧化物热电池装置如图所示。
其电池总反应为xLi＋LiV3O8===Li1＋xV3O8。
工作时，需先引发铁和氯酸钾
反应使共晶盐融化。
下列说法正确的是（ ）
A．Li Si合金为该热电池的正极
B．电池放电时，Cl－移向LiV3O8电极
C．LiCl KCl共晶盐可用LiCl和KCl的混合水溶液代替
D．放电时，正极反应式为LiV3O8＋xLi＋＋xe－===Li1＋xV3O8
解析：
选D 由电池总反应可知，Li被氧化生成Li＋，故Li Si合金是该热电池的负极，LiV3O8是正极，A错误；电池放电时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故Cl－移向Li Si合金电极，B错误；Li是活泼金属，可与水反应生成LiOH和H2，故不能用LiCl和KCl的混合水溶液代替LiCl KCl共晶盐，C错误；放电时，正极上LiV3O8得电子被还原，则电极反应式为LiV3O8＋xLi＋＋xe－===Li1＋xV3O8，D正确。
14．直接乙醇燃料电池（DEFC）具有很多优点，引起了人们的研究兴趣。
现有以下三种乙醇燃料电池。
（1）三种乙醇燃料电池中正极反应物均为_____________________________________。
（2）碱性乙醇燃料电池中，电极a上发生的电极反应式为
________________________________________________________________________，
使用空气代替氧气，电池工作过程中碱性会不断降低，其原因是__________________。
（3）酸性乙醇燃料电池中，电极b上发生的电极反应式为
_________________________
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