(廣東版)2014屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專講專練第18講原電池原理(含詳解)

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1、 第 18 講 原電池原理 基礎(chǔ)熱身 1．下列為原電池裝置的是 ( ) 圖 K18－ 1 2．圖 K18－ 2 為銅鋅原電池的示意圖，下列說法正確的是 ( ) 圖 K18－ 2 A．銅片為負(fù)極 B．銅片逐漸溶解 C．鋅片發(fā)生還原反應(yīng) D．該裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 3． ( 雙選 ) 在銅鋅原電池中，鋅電極上發(fā)生的反應(yīng)為 Zn－ 2e － 2＋ ，則 ( ) ===Zn A

2、．鋅電極為負(fù)極 B．鋅電極為正極 C．反應(yīng)中 Zn 被氧化 D．反應(yīng)中 Zn 被還原 4．圖 K18－ 3 表示的是鋼鐵在海水中的銹蝕過程，以下有關(guān)說法正確的是 ( ) 圖 K18－ 3 A．該金屬腐蝕過程為吸氫腐蝕 B．正極為 C，發(fā)生的反應(yīng)為氧化反應(yīng) C．在酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕 － － D．正極反應(yīng)為： O2＋ 2H2O＋ 4e ===4OH 5．用銅片、銀片、 Cu(NO3) 2 溶液、

3、 AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋 ( 裝有瓊脂— KNO3的 U 形管 ) 構(gòu) 成一個原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是 ( ) ①在外電路中，電流由銅電極流向銀電極 ＋ － ②正極反應(yīng)為： Ag ＋ e ===Ag 1 ③實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作 ④將銅片浸入 AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同 A．①② B．②③ C．②④ D ．③④ 6．圖 K18－ 4 實驗為研究金屬腐蝕的實驗。下列相關(guān)說法正確的是 ( ) 圖 K18－ 4 A．該實驗研究的是金屬的

4、吸氧腐蝕 － 3 ＋ B．鐵表面的反應(yīng)為 Fe－3e ===Fe C．紅色首先在食鹽水滴的中心出現(xiàn) D．食鹽水中有氣泡逸出 能力提升 7． [ 2013廣東六校聯(lián)考 ] ( 雙選 ) 燃料電池是利用燃料 ( 如 H2、 CO、 CH4 等 ) 跟氧氣反應(yīng)從 而將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。下列關(guān)于甲烷燃料電池 (NaOH溶液作電解質(zhì) ) 的說法中正確的 是( ) － － A．負(fù)極反應(yīng)為 O2＋2H2O＋ 4e ===4OH － － 2 － B．負(fù)極反應(yīng)為 CH4＋ 10OH － 8e ===CO3 ＋ 7H2O C．放電

5、時溶液中的陰離子向負(fù)極移動 D．隨著放電的進(jìn)行，溶液的 pH 不發(fā)生改變 8．原電池的電極名稱不僅與電極材料性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列不正確的是 () Al －3e－ ===Al3＋ A．由 Al 、 Cu、稀硫酸組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為： B．由 Mg、 Al 、NaOH溶液組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為： Al － 3e － － － ＋2H2O ＋ 4OH ===AlO2 C．由 Fe、 Cu、FeCl 3 溶液組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為： Cu－ 2e － 2＋

6、 ===Cu D．由 Al 、 Cu、濃硝酸組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為： Cu－2e － 2＋ ===Cu 9． [ 2012肇慶二模 ] “固體離子導(dǎo)體”是因為離子能在固體中遷移傳遞電荷。如圖 K18 －5，空氣中的 O2 與 AlI 3 在聚四氟乙烯膜中反應(yīng)生成 I 2，I 2 與 Ag 形成原電池，在 RbAg4I 5 晶體 中遷移的離子全是 Ag＋ 。下列說法中錯誤 的是 ( ) ．．

7、 2 圖 K18－ 5 A．電流從銀電極流向石墨電極 ＋ B． Ag 從下往上移動 － ＋ D．銀電極的電極反應(yīng)式： Ag－ e ===Ag 10．圖 K18－ 6 表示利用碳納米管能夠吸附氫氣的原理設(shè)計的一種新型二次電池。下列敘 述正確的是 ( ) 圖 K18－ 6 A．電池放電時

8、K＋ 移向負(fù)極 － － B．電池放電時負(fù)極反應(yīng)為： H2－ 2e ＋2OH ===2HO C．電池充電時鎳電極 NiO(OH)轉(zhuǎn)化為 Ni(OH) 2 D．電池充電時碳納米管電極與電源的正極相連 挑戰(zhàn)自我 11． (1) 在以甲醇為燃料的電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________ ， 正極的反應(yīng)式為

9、 ________________________________________________________________________ 。 已知 CH3OH(l) 的燃燒熱 H＝－ 726.5 kJ mol － 1，理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗 1 mol 甲 醇所能產(chǎn)生的最大電能為 702.1 kJ ，則該燃料電池的理論效率為 ____________( 燃料電池的理 論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比 ) 。 (2) 用吸收 H2 后的稀土儲氫合金作為電池負(fù)極材料 ( 用

10、MH表示 ) ， NiO(OH)作為電池正極材 料， KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量，長壽命的鎳氫電池。電池充放電時的總反應(yīng) 為： 放電 NiO(OH)＋ MH 充電 Ni(OH) 2＋ M ①電池放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________ 。 ②充電完成時， Ni(OH) 2 全部轉(zhuǎn)化為 Ni

11、O(OH)。若繼續(xù)充電將在一個電極產(chǎn)生 O， O 擴散到 2 2 另一個電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸，此時，陰極的電極反應(yīng) 式為 ________________________________________________________________________ 。 12．某實驗小組同學(xué)對電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動。 3 (1) 如圖 K18－ 7 為某實驗小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)： ( 用離子方程式表 示 )___________________

12、_____________________________________________________ 設(shè)計的原電池裝置，反應(yīng)前，電極質(zhì)量相等，一段時間后，兩電極質(zhì)量相差 12 g ，導(dǎo)線 中通過 ________mol 電子。 圖 K18－ 7 (2) 其他條件不變，若將 CuCl2 溶液換為 NH4Cl 溶液，石墨電極反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________ ， 這是由于 N

13、H4Cl 溶液顯 ________( 填“酸性”、“堿性”或“中性” ) 。用吸管吸出鐵片附 近溶液少許置于試管中，向其中滴加少量的氯水，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，繼續(xù)滴加過量新制飽和氯水，顏色褪去，同學(xué)們對此做了多種假設(shè)，某同學(xué)的假設(shè)是：“溶液中 的＋ 3 價鐵被氧化為更高價態(tài)?！比绻? 3 價鐵被氧化為 2－ FeO ，試寫出反應(yīng)的離子方程式 4 ________________________________________________________________________ 。 (3) 如圖 K18－ 8 所示，

14、其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨連成 n 形，一段時間 后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現(xiàn)象是 ________________________________________________________________________ ， 電極反應(yīng)為 ________________________________________________________________________ ； 乙裝置中石墨 (1) 為 ________( 填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽” ) 。

15、 圖 K18－ 8 4 1． A [ 解析 ] B ，乙醇是非 解 ，不能形成 合回路； C ， Zn、Cu 之 沒有用 相 或接觸，也不能形成 合回路； D ， Cu、Cu 的性 相同，外 路中沒有 子得失。 2． D [ 解析 ] 裝置 原 池，將化學(xué)能 化 能； 片上流出 子， 生氧化反 H＋ 移 ，逐 溶解， 片 極； 片上流入 子，

16、片 正極，本身不反 ，但溶液中 向正極并在正極上得到 子， 生 原反 ，放出 氣。 3． AC [ 解析 ] Zn 極 子流出 極， 生氧化反 ，反 中 Zn 被氧化； Cu 極 子流入 正極 生 原反 。 4． D [ 解析 ] 在海水中 生的吸氧腐 ， A ； 在酸性條件下 生析 腐 ， C ； 腐 的本 就是 失去 子被氧化，作 極，而氧氣在正極

17、( 中的碳 ) 生 原反 ， D 正確。 － 2＋ 5． C [ 解析 ] 原 池中 Cu 作 極， Ag 作正極， 極反 式 Cu － 2e ===Cu ，正極反 式 Ag＋ ＋ e－ ===Ag，因此② ；在外 路中， 子由 Cu 極流向 Ag 極，而 流方向與 子流向相反，所以① ；沒有 ，原 池不能 工作，所以③ ；無 是否 原 池，反 相同，均 氧化 原反 ，所以④ 。

18、 6． A [ 解析 ] NaCl 溶液呈中性， 生吸氧腐 ， A 正確； 極， 生反 Fe－ － 2＋ ， B ； 板中的碳作正極， 極反 2 － － 2e ===Fe O＋ 4e ＋ 2HO===4OH，因正極反 需 要氧氣參加，故溶液周 接觸空氣 堿性，首先 ， C ；反 整個 程中沒有氣體 生成，因此 D 。

19、7． BC [ 解析 ] 極 生氧化反 ，而非 原反 ，故 A ；放 生成水，消耗 氧化 ， 溶液的堿性減弱， pH 減小，故 D 。 8． C [ 解析 ] Al 比 Cu 活 ，在由 Al 、 Cu、稀硫酸 成原 池中， Al 作 極，其 極反 應(yīng)為 Al － 3e－ ===Al3＋ ， A 正確； 然 Mg比 Al 活 ，但由于 Mg不與 NaOH溶液反 ，而 Al 能 與 NaOH溶液反 ，所以由 Mg、 Al 、 NaOH溶液 成的原 池， Al

20、 極，其 極反 Al － － － － 溶液 成的原 池， Fe 為 2 2 3 3e ＋4OH ===AlO ＋ 2H O， B 正確； Fe 比 Cu 活 ，由 Fe、 Cu、 FeCl 極， 極反 Fe－ 2e － 2＋ ， C ； Al 在 硝酸中被 化，因此 Al 、 Cu、 硝酸 成 ===Fe 原 池， Cu

21、 極， D 正確。 9． A 10． B [ 解析 ] 原 池的 極 生失 子氧化反 ，即 生陽離子或消耗陰離子，而溶液 是呈 中性的，故陽離子會移向正極，而陰離子會移向 極， A ； 池充 的 程 上就是 解的 程，但要注意 池的正 極分 與 源的正 極 接，此 極做陽極， 生氧化反 ， C、 D 。

22、 11． (1)CH 3OH＋ H2O－6e － 2 ＋ 3 2 ＋ － 2 96.6% ===CO＋ 6H O＋ 6H ＋6e ===3HO 2 － － ===M＋ H2 O (2) ①MH＋ OH

23、－ e ② 2H2O＋O2＋ 4e － － ===4OH [ 解析 ] (1) 酸性條件下甲醇燃料 池的 反 式 ： 3 3 2 2 2 CHOH＋ 2O===CO＋ 2H O??①，酸性 條件下 燃料 池的正極反 式

24、3 2 ＋ － 2 2O＋ 6H ＋ 6e ===3HO??②，①－②得 池 極反 式 － ＋ 702.1 kJ ： CH3OH＋ H2O－ 6e ===CO2＋ 6H ； 燃料 池的理 效率 726.5 kJ 100%＝ 96.6%。 (2) ①蓄 池放 是原 池、充 是 解池。根據(jù)原 池中“ 氧化、正 原”， 解池中“陽氧化、陰 原”的 律，在分清楚是原 池

25、是 解池的基 上并 合 解 溶液 堿性，可寫出 蓄 池放 極的 極反 式 － － ===M＋ HO。 MH＋ OH －e 2 ②中陰極的 極反 有兩個，第一 段是充 的反 式，由①中的方法不 確定 M＋ － － H O＋e ===MH＋ OH ，第二 段 吸收氧氣的 解反 式，由 意氧氣在陰極上被 原， 合 2 5 該蓄電池中電解質(zhì)溶液堿性可知氧氣被還原為 － － OH

26、，所以其電解反應(yīng)式為 2H O＋ O＋4e ===4OH 2 2 －。 12． (1)Fe ＋ Cu2＋ ===Fe2＋ ＋ Cu 0.2 (2)2H ＋ － ===H↑ 酸性 3＋ 2－ － ＋ 16 H ＋ ＋ 2e 2Fe ＋3Cl ＋ 8H O===2FeO ＋6Cl 2 2 2 4 (

27、3) 溶液變紅 － － 陰 O2＋2H2O＋ 4e ===4OH Fe＋ Cu2＋===Fe2＋ ＋ Cu。 [ 解析 ] (1) 根據(jù)電池示意圖可知該原電池總反應(yīng)為 Fe＋ Cu2＋ ===Fe2＋ ＋ Cu 兩極質(zhì)量之差 1 mol 120 g 0． 1 mol 12 g 0． 1 mol Fe 參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 0.1 mol 2＝ 0.2 mol 。

28、 (2) ＋ 水解而顯酸性，溶液中的 ＋ 在石墨 若將 CuCl2 溶液換為 NH4Cl 溶液， NH4Cl 溶液因 NH4 H 電極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為 2H＋ ＋2e－ ===H2↑。 (3) 甲裝置是原電池，發(fā)生的是鐵的吸氧腐蝕，銅絲作原電池的正極，電極反應(yīng)式為 O2＋ 2HO＋ 4e － － ===4OH，故在銅絲附近滴加酚酞試液，溶液變紅。乙裝置構(gòu)成電解池，與鐵相連的 石墨 (1) 是電解池的陰極，與銅絲相連的石墨是陽極，電解 CuCl2 溶液，陽極的電極反應(yīng)式為 2Cl － －2e － ===Cl ↑。 2 6