高考化學一輪復習強化訓練：化學能轉化為電能——原電池(蘇教版)

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1、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 名校名師推薦 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 化學能轉化為電能 —— 原電池 一 、選擇題 1. 分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結論正確的是 ( ) 。 A．①②中 Mg作負極，③④中 Fe 作負極 B．②中 Mg作正極，電極反應式為 6H2O＋6e － － ===6OH ＋ 3H2↑ C．③中 Fe 作負極，電極反應式

2、為 Fe－ 2e－ ===Fe2＋ D．④中 Cu作正極，電極反應式為 ＋ － 2H ＋ 2e ===H ↑ 2 解析 ②中 Mg不與 NaOH溶液反應，而 Al 能和 NaOH溶液反應失去電子，故 Al 是負極；③ 中 Fe 在濃硝酸中易鈍化， Cu 和濃 HNO3反應失去電子作負極， A 錯， C錯。②中電池總反應 為 2Al ＋ 2NaOH＋ 2H O==2NaAlO ＋ － －

3、6e － ===2AlO － ＋4H O， 3H ↑，負極電極反應式為 2Al ＋ 8OH 2 2 2 2 2 二者相減得到正極電極反應式為 － － 是正極，電極反 6H2O＋ 6e ===6OH ＋3H2↑， B 正確。④中 Cu 應式為 O2＋ 2HO＋ 4e － － ===4OH ， D 錯。 答案 B 2. 有 4 種燃料電池： A. 固體氧化物燃料電池，

4、 B. 堿性氫氧燃料電池， C. 質子交換膜燃料電池， D.熔融鹽燃料電池。下面是工作原理示意圖，其中正極反應的產(chǎn)物為水的是 ( ) 解析：燃料電池通入燃料的電極為負極，通入氧氣或空氣的電極為正極。 1 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 名校名師推薦 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

5、 答案： C 3. 某潛航器使用新型鎂 - 過氧化氫燃料電池系統(tǒng)，其工作原理如圖所示。以下說法中錯誤的是 () 。 A．當電路中有 2 mol 電子轉移時，鎂電極的質量減輕24 g B．電池工作時，正極上有 H2 生成 C．工作過程中溶液的 pH 會增大 D．電池正極的反應式為 H O＋ 2e －＋ ＋ 2H ===2HO 2 2 解析 該電池中 Mg作負極，溶解 1 mol Mg 轉

6、移 2 mol e － ， A 正確；在電池正極上，強氧化 劑 H2O2 得到電子轉化為 H2O，由此可知 C、 D 正確， B 錯誤。答案 B 4. (2013 廣東揭陽質檢， 10) 控制適當?shù)臈l件，將反應 2Fe3＋ ＋2I － 2Fe2＋ ＋ I 2 設計成如 圖所示的原電池。下列判斷不正確的是 2 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 名校名師推薦 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

7、 ( ) 。 A．反應開始時，乙中電極反應為 2I － － 2e－ ===I 2 B．反應開始時，甲中石墨電極上 Fe3＋被還原 C．電流計讀數(shù)為零時，反應達到化學平衡狀態(tài) D．平衡時甲中溶入 FeCl 2 固體后，電流計讀數(shù)為零 解析 A 項，反應開始時，乙中石墨電極為負極， I － 發(fā)生氧化反應； B 項，甲中石墨電極為 3＋ 正極， Fe 發(fā)生還原反應； C 項，電流計讀數(shù)為零時，各離子濃度不變，則該反應達到平衡 狀態(tài)； D 項，平衡時甲中溶入 FeCl 2 固體，平衡向逆反應方向移動，反應中有電子轉移，電 流計讀數(shù)不為零。

8、 答案 D 5. 將氫氣、甲烷、乙醇等物質在氧氣中燃燒時的化學能直接轉化為電能的裝置叫燃料電池。 燃料電池的基本組成為電極、電解質、燃料和氧化劑。此種電池能量利用率可高達 80%(一 般柴油發(fā)電機只有 40%左右 ) ，產(chǎn)物污染也少。下列有關燃料電池的說法錯誤的是 ( ) A．上述燃料電池的負極反應材料是氫氣、甲烷、乙醇等物質 B．氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電池的產(chǎn)物為水，經(jīng)過處理之后可供宇 航員使用 C．乙醇燃料電池的電解質常用 KOH，該電池的負極反應為： － C H OH－ 12e ===2CO↑＋ 3H O

9、 2 5 2 D．甲烷燃料電池的正極反應為 － － O2＋ 2H2O＋ 4e ===4OH 解析：選 C 燃料電池總反應實質是一個燃燒反應，形成的燃料電池中氫氣等燃料為負極反 應物， 空氣等氧化劑作正極反應物， 一般發(fā)生反應 － － O＋ 2H O＋ 4e ===4OH，電解質常用 KOH, 2 2 乙醇作負極， 反應生成的 CO與堿反應會生成 2－ － － 2－ CO ，故反應為： C H OH＋ 16OH － 12e

10、 ===2CO 2 3 2 5 3 ＋11H2O 6. (2013 全國課標Ⅰ 10) 銀質器皿日久表面會逐漸變黑，這是生成了 Ag2S 的緣故。根據(jù) 電化學原理可進行如下處理：在鋁質容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中， 一段時間后發(fā)現(xiàn)黑色會褪去。下列說法正確的是 ( ) A．處理過程中銀器一直保持恒重 B．銀器為正極， Ag2S 被還原生成單質銀 3 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 名校名師推薦 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

11、 C．該過程中總反應為 2Al ＋ 3Ag2S===6Ag＋ Al 2S3 D．黑色褪去的原因是黑色 Ag2S 轉化為白色 AgCl 解析：原電池原理及應用。鋁質容器、變黑的銀器及食鹽溶液構成原電池裝置，鋁作負極， 變質的銀器作正極。 負極反應式為 Al － 3e－ ===Al3＋，正極反應式為 Ag2S＋ 2e－===2Ag＋S2 －Al 3 ＋ 與 S2 －在溶液中不能共存，能發(fā)生水解相互促進反應 2Al 3＋ ＋ 3S2 －＋ 6H2O===2Al(OH)3↓＋ 2 2 2 3 2 3H S↑，故原電池總反應為

12、 2Al ＋ 3Ag S＋ 6HO===6Ag＋ 2Al(OH) ↓＋ 3HS↑，故 B 項正確， C 項錯誤。 A 項，原電池反應是自發(fā)進行的氧化還原反應，銀器中 2 被還原成 Ag，質量減 Ag S 輕， A 項錯誤。 D 項，黑色褪去的原因是黑色的 Ag2S 轉化為 Ag， D 項錯誤。 答案： B 點撥：知識：原電池構成、電極判斷及電極反應式書寫。試題難度：中等。 7. (2014 浙江省考試院抽校 11 月考試 ) 液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小， 無 需氣體存儲裝

13、置等優(yōu)點。一種以肼 (N2H4) 為燃料的電池裝置如圖所示。該電池用空氣中的氧 氣作為氧化劑， KOH作為電解質。下列關于該燃料電池的敘述不正確的是 () A．電流從右側電極經(jīng)過負載后流向左側電極 B．負極發(fā)生的電極反應式為： － － N2H4＋ 4OH － 4e ===N＋ 4H O 2 2 C．該燃料電池的電極材料應采用多孔導電材料， 以提高電極反應物質在電極表面的吸附量， 并使它們與電解質溶液充分接

14、觸 D．該燃料電池持續(xù)放電時， K＋ 從負極向正極遷移，因而離子交換膜需選用陽離子交換膜 答案： D 8. 電子表所用的紐扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀， 電解質溶液為 KOH溶液，其電極反應式 － － 2e － ===ZnO＋H2O；Ag2O＋ H2O＋ 2e － － ?？偡磻綖椋?Ag2O＋ Zn===2Ag 是：Zn＋ 2OH ===2Ag＋2OH ＋ZnO，下列說法正確的是 ( ) A． Zn 為正極， Ag2O為負極 B． Zn 為負極， Ag2O為正極 C．原電池工作時，正極區(qū)溶液 pH 值減小

15、D．原電池工作時，負極區(qū)溶液 pH 值增大 4 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 名校名師推薦 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 解析：選 B 從電極反應式可以看出： Zn 失電子為負極，且該區(qū)消耗 － 溶液 pH 值減??； OH Ag2 O得電子為正極，且該區(qū)產(chǎn)生 － 溶液 pH 值增大。 OH 二 、非選擇題 9. (2013 東北育才中學高三化學質檢) 金屬銅不溶于稀硫酸，可溶于鐵鹽溶液生成銅鹽與 亞鐵鹽?，F(xiàn)將一定量的銅片加入到 100 mL稀硫酸和硫酸

16、鐵的混合液中，銅片完全溶解 ( 不考 慮鹽的水解及溶液體積的變化 ) 。 (1) 寫出銅溶解于上述混合液的離子方程式：________________________________ 。 (2) 若銅完全溶解時，溶液中的 Fe3＋ 、Cu2＋ 、H＋ 三種離子的物質的量濃度相等，且測得溶液 的 pH＝ 1，則溶解銅的質量是 2 － ________g，溶液中的 c(SO4 ) ＝ ________mol/L 。 (3) 若欲在如圖所示的裝置中發(fā)生 (1) 中的反應， 請判斷圖中的正、 負極， 并選出適當?shù)奈镔|

17、作電極，寫出電極反應式，填在相應的表格中。 正、負極判斷 電極材料 電極反應式 X 極 Y 極 解析： (1)Cu 與 Fe2(SO4 ) 3 反應生成 CuSO4和 FeSO4，離子方程式為 Cu＋ 2Fe 3＋ 2＋ 2＋ 。 ===Cu ＋2Fe (2) 溶液中的 Fe3＋ 、Cu2＋ 、H＋ 三種離子的物質的量濃度相等，且測得溶液的 pH＝ 1，故 c(H ＋) ＝ c(Cu2 ＋ )

18、 ＝ 0.1mol/L ， 故 n(Cu 2 ＋ ) ＝ 0.1mol/L 0.1 L ＝ 0.01mol ， 溶 解 銅 的 質 量 為 0.01mol 64g/mol ＝ 0.64g ；反應后溶液中的陽離子為： Fe3＋、Fe2＋、 Cu2＋ 、H＋ ，而 Cu＋ 2Fe3 ＋ 2＋ 2＋ ，可見 2＋ 的物質的量濃度為 2＋ 的兩倍， 依據(jù)溶液中的電荷守恒規(guī)律， 得 ===Cu ＋ 2Fe Fe Cu 0.1mol/L 3＋0.2mol/L 2＋0.1mol/L 2＋0.1mol/L 1＝ 2－

19、2－ ) ＝ c(SO4 ) 2，解得 c(SO4 0.5mol/L 。 答案： (1)Cu ＋ 2Fe 3＋ 2＋ ＋ 2Fe 2＋ (2)0.64 0.5 ===Cu (3) 正、負極判斷 電極材料 電極反應式 5

20、 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 名校名師推薦 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,, X 極 負極 銅 Cu－ 2e －2＋ ===Cu Y 極 正極 碳 2Fe3＋ ＋ 2e－===2Fe2＋ 10. 原電池是化學對人類的一項重大貢獻。 (1) 某興趣小組為研究原電池原理，設計如圖裝置。 ①a和 b 不連接時，燒杯中發(fā)生反應的離子方程式是 ________________________ 。 ②a和 b 用導線連接， Cu 極為原電池 ________極 ( 填“正”或“負” ) ，電

21、極反應式是 ________________________ ，Zn 極發(fā)生 ________( 填“氧化”或“還原” ) 反應， 溶液中的 H ＋ 移向 ________( 填“ Cu”或“ Zn”) 極。 ③無論 a 和 b 是否連接， Zn 片均被腐蝕，若轉移了 0.2 mol 電子，則理論上 Zn 片質量減輕 ________g。 (2) 如圖是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問題： ① 電 池 的 負 極 是 ________( 填 “a” 或

22、“b”)電 極 ， 該 極 的 電 極 反 應 式 為 ： ________________________________________________________________________ 。 ②電池工作一段時間后電解質溶液的 pH________(填“增大”“減小”或“不變” ) 。 解析 分析本題裝置，若 a 和 b 不連接， 不能構成原電池； 若 a 和 b 連接，則符合構成原電 池的條件。 (1) ①若 a、 b 不連接則發(fā)生的是 Zn 與 H SO的置換反應；② a、 b 連接后，構成

23、 2 4 原電池， Cu 的活潑性弱于 Zn，Cu 為正極， Zn 為負極， Zn 極發(fā)生氧化反應； ③若轉移 0.2 mol 電子，則消耗 0.1 mol Zn ，其質量為 6.5 g 。 (2)CH 4 在反應時失去電子，故 a 電極是電池的 負極。電極反應式可由總反應式 － 2－ ＋ 3H O減去正極反應式 － CH＋ 2OH ＋ 2O===CO O＋2H O＋ 4e 4 3 2 2 2 － ，求得。由于電池工作過程中會消耗

24、 － ，故一段時間后，電解質溶液的 pH 會減小。 ===4OH OH 答案 ＋ 2＋ 2 ＋ － 2 (1) ①Zn＋ 2H ===Zn ＋ H↑ ②正 2H ＋2e ===H↑ 氧化 Cu ③6.5 － － 2－ (2) ①a CH＋10OH － 8e ===CO ＋ 7H O 4 3 2 ②減小

25、 11. (2013 南京模擬 ) 根據(jù)氧化還原反應： ＋ 2＋ ＋2Ag(s) 設計的原 2Ag (aq) ＋ Cu(s)===Cu (aq) 電池如圖所示，其中鹽橋為瓊脂—飽和 KNO3鹽橋。 6 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 名校名師推薦 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

26、 請回答下列問題： (1) 電極 X的材料是 ________；電解質溶液 Y 是________。 (2) 銀 電 極 為 電 池 的 ________ 極 ， 寫 出 兩 電 極 的 電 極 反 應 式 ： 銀 電 極 ： ________________________ ；X 電極： ________________________ 。 (3) 外電路中的電子是從 ________電極流向 ________電極。 (4) 鹽橋中向 CuSO4溶液中遷移的離子是 ________( 填序號 ) 。 ＋ － A． K B

27、 ． NO3 ＋ 2－ C． Ag D． SO4 解析：由反應方程式可知，該原電池的電極反應式為：正極： 2Ag＋ ＋ 2e－ ===2Ag，負極： Cu － 2＋ － 2e ===Cu ，所以 X 極的材料應為 Cu，電解質溶液 Y 應為 AgNO3溶液，外電路中的電子從 Cu 極流向 Ag 極。鹽橋中的 ＋ － 移向負極 (Cu 極 ) 。 K 移向正極 (Ag 極 ) ， NO 3 答案： (1)Cu AgNO3溶液 (2) 正 ＋ ＋2e － ===2A

28、g Cu－2e －2＋ 2Ag ===Cu (3)Cu Ag (4)B 7 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 名校名師推薦 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 8