2019高考化學 難點剖析 專題41 原電池中正負極的判斷練習.doc

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專題41 原電池中正負極的判斷 1．（2018屆四川省成都市高三第二次診斷性檢測）最近浙江大學成功研制出具有較高能量密度的新型鋁一石墨烯(Cn)電池(如圖)。該電池分別以鋁、石墨烯為電極，放電時電池中導電離子的種類不變。已知能量密度=電池容量(J)負極質量(g)。下列分析正確的是 A． 放電時，Cn(石墨烯)為負極 B． 放電時，Al2Cl7-在負極轉化為AlCl4- C． 充電時，陽極反應為4 Al2Cl7-+3e-=A1+7AlCl4- D． 以輕金屬為負極有利于提高電池的能量密度 【答案】D 2．（2018屆河北省邯鄲市高三第一次模擬考試）鋰碘電池的正極材料是聚2-乙烯吡啶(簡寫為P2VP)和I2的復合物，電解質是熔融薄膜狀的碘化鋰，正極的電極反應式為P2VPnI2+2e-+2Li+=P2VP(n-1)I2+2LiI。下列說法正確的是 A． 該電池放電時，鋰電極發(fā)生還原反應 B． P2VP和I2的復合物是絕緣體，不能導電 C． 該電池發(fā)生的總反應為2Li+P2VPnI2=P2VP(n-1)I2+2LiI D． 該電池工作時，碘離子移向正極 【答案】C 【解析】該電池放電時，為原電池，鋰電極做負極，發(fā)生氧化反應，A錯誤；正極材料是聚2-乙烯吡啶（簡寫為P2VP）和I2的復合物，電極不可能是絕緣體，B錯誤；鋰碘電池的正極的電極反應式為P2VP?nI2+2Li++2e-=P2VP?（n-1）I2+2LiI，負極反應式為2Li-2e-=2Li+，總反應為2Li+P2VP?nI2═P2VP?（n-1）I2+2LiI，C正確；原電池中碘離子移向負極Li，D錯誤。 3．（2018屆山東省濟寧市高三第一次模擬考試）十九大報告中提出要“打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”，意味著對大氣污染防治比過去要求更高。二氧化硫—空氣質子交換膜燃料電池實現了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結合，原理如圖所示。下列說法正確的是 A． 該電池放電時質子從Pt2電極經過內電路流到Pt1電極 B． Pt1電極附近發(fā)生的反應為：SO2＋2H2O－2e－＝H2SO4＋2H＋ C． Pt2電極附近發(fā)生的反應為O2＋4e－＋2H2O＝4OH－ D． 相同條件下，放電過程中消耗的SO2和O2的體積比為2∶1 【答案】D 4．（2018屆廣西桂林、賀州、崇左三市高三第二次聯合調研考試）2016年，美國研究小組開發(fā)出一種以糖為能源，可循環(huán)使用的環(huán)保電池裝置。其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是 A． 葡萄糖在電池負極發(fā)生反應 B． 裝置所示原理可以在強堿性條件下進行 C． 裝置正極電極反應式為:O2+4e-+4H+=2H2O D． 裝置工作時，每消耗180g葡萄糖，將有2mol質子通過交換膜 【答案】B 5．（2018屆浙江省嘉興市高三二模）鎂一空氣電池的工作原理如圖所示，電池反應方程式為： 2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。有關該電池的說法不正確的是 A． 通入氧氣的電極為正極 B． 放電時，溶液中的OH-由正極移向負極 C． 負極的電極反應為Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2 D． 當電路中轉移0.04 mol電子時，參加反應的O2為0.02 mol 【答案】C 【解析】A. 鎂一空氣電池中，鎂為負極，氧氣為正極，A正確；B. 原電池中陽離子移向正極，陰離子移向負極，所以溶液中的OH-由正極移向負極，B正確；C. 鎂為負極，負極的電極反應為Mg-2e-=Mg2+，C錯誤；D. 氧氣為正極，電極反應為O2+2H2O +4e- =4OH-，根據電極反應可知：當電路中轉移0.04 mol電子時，參加反應的O2為0.01mol，D錯誤。 6．（2018屆吉林省實驗中學高三第八次月考）電池式氧傳感器原理構造如圖，可測定O2的含量。工作時鉛極表面會逐漸附著Pb(OH)2。下列說法不正確的是 A． Pt電極上發(fā)生還原反應 B． 隨著使用，電解液的pH逐漸減小 C． a 10-3molO2反應，理論上可使Pb電極增重68a mg D． Pb電極上的反應式為Pb＋2OH－－2e－＝Pb(OH)2 【答案】B 7．（2018屆貴州省銅仁市第一中學高三上學期第五次模擬）鋅-空氣電池（原理如下圖）適宜用作城市電動車的動力電源。該電池放電時Zn轉化為ZnO。該電池工作時下列說法正確的是（ ） A． 該電池的正極反應為Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 B． 該電池放電時電子經氫氧化鉀溶液向石墨電極移動 C． 該電池的鋅電極是負極 D． 氧氣在石墨電極上發(fā)生氧化反應 【答案】C 8．（2018屆湖北省鄂東南省級市范高中教育教學改革聯盟學校高三五月聯考）如圖所示為酸性介質中，金屬銅與氫疊氮酸(HN3) 構成的原電池，總反應方程式為: 2Cu+2Cl-+HN3+3H+=2CuCl(s)+N2↑+NH4+。下列敘述錯誤的是（ ） A． 離子交換膜為陽離子交換膜 B． 若將鹽酸換成NaCl,電池的運行效率將會下降 C． 負極的電極反應式為：Cu-e-=Cu+ D． 當外電路中流過0.1mol電子時，交換膜左側離子減少0.2mol 【答案】C 【解析】根據總反應方程式，Cu元素的化合價由0價升至+1價，Cu發(fā)生氧化反應，Cu為負極，石墨為正極。A項，負極電極反應式為Cu-e-+Cl-=CuCl（s），正極電極反應式為HN3+2e-+3H+=NH4++N2↑，根據電極反應式和平衡電荷，離子交換膜將負極室的H+遷移到正極室，離子交換膜為陽離子交換膜，A正確；B項，若將鹽酸換成NaCl，NaCl溶液呈中性，則正極HN3還原成NH3，電池的運行效率會下降，B正確；C項，負極電極反應式為Cu-e-+Cl-=CuCl（s），C錯誤；D項，當電路中流過0.1mol電子時，左側電極反應式為Cu-e-+Cl-=CuCl（s），該電極反應消耗0.1molCl-，為了平衡電荷，有0.1molH+遷移到右側，交換膜左側離子減少0.2mol，D正確。 9．（2018屆廣東省梅州市高三總復習質檢5月二模）流動電池可以在電池外部調節(jié)電解質溶液，從而維持電池內部電解質溶液濃度穩(wěn)定，原理如圖。下列說法不正確的是 A． 甲中應補充硫酸 B． 當消耗1molPbO2時需分離出1molCuSO4 C． 電子由PbO2極流出經過用電器流向Cu極 D． 電池總反應為：Cu+PbO2+2H2SO4=CuSO4+PbSO4+2H2O 【答案】C 10．（2018屆福建省泉州市高三下學期第二次（5月）質量檢查）新型Zn-GO(GO為氧化石墨烯:C2O)電池，如圖所示，GO反應過程中轉化為rGO(rGO為石墨烯:C)。下列有關說法錯誤的是 A． 電池工作時，電子由a經外電路流向b B． b極電極反應式:C2O+2e-+H2O=2C+2OH- C． 每生成0.1molZn(OH)42-，轉移電子數為0.2NA D． 放電過程中電解質溶液的pH增大 【答案】D 11．（2018屆四川省攀枝花市高三第三次統考）某新型電池，以NaBH4（B的化合價為+3價）和H2O2作原料，負極材料采用pt，正極材料采用MnO2（既作電極材料又對該極的電極反應具有催化作用），該電池可用作衛(wèi)星、深水勘探等無空氣環(huán)境電源，其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是（　?。? A． 每消耗3molH2O2，轉移6mole﹣ B． 電池工作時Na+從b極區(qū)移向a極區(qū) C． a極上的電極反應式為：BH4﹣+8OH﹣﹣8e﹣═BO2﹣+6H2O D． b極材料是MnO2，該電池總反應方程式：NaBH4+4H2O2═NaBO2+6H2O 【答案】B 【解析】由圖中信息可知，NaBH4是還原劑，其在負極上被氧化為BO2﹣，電極反應式為BH4﹣+8OH﹣﹣8e﹣═BO2﹣+6H2O，；H2O2是氧化劑，其在正極上被還原為OH﹣，電極反應式為4H2O2+8e﹣═8OH﹣，該電池總反應方程式為NaBH4 + 4H2O2===NaBO2 + 6H2O。所以電極ａ是負極、電極b是正極。A. 每消耗3mol H2O2，O元素的化合價從-1降到-2，故轉移6mol e﹣，A正確；B. 電池工作時Na+從負極區(qū)移向正極區(qū)，B不正確；C. a極上的電極反應式為BH4﹣+8OH﹣﹣8e﹣═BO2﹣+6H2O，C正確；D. b極材料是MnO2，該電池總反應方程式為NaBH4 + 4H2O2===NaBO2 + 6H2O，D正確。。 12．（2018屆河北省唐山市高三第二次模擬考試）鎂、鋅等金屬與H2O2可形成“金屬-H2O2”電池，能為潛水器提供動力，可用食鹽水作為電解質溶液，如下圖所示。下列有關Zn-H2O2電池的說法正確的是 A． 電流從Zn電極沿導線流向Pt電極 B． Pt為正極，電極反應為:H2O2+2e-=2OH- C． 每消耗6.5gZn，將反應0.05molH2O2 D． 食鹽水中Cl-向Pt電極移動 【答案】B 13．（2018屆陜西省咸陽市高三模擬考試二）“軟電池”采用一張薄層紙片作為傳導體,一面為鋅,另一面為二氧化錳,紙層中水和氧化鋅組成電解液。電池總反應為:Zn+2MnO2+H2O=2MnO(OH)+ZnO。下列說法正確的是 A． 該電池的正極為氧化鋅 B． 鋅電極附近溶液的PH不變 C． 電池正極反應式:2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH- D． 當0.1molZn完全溶解時,流經電解液的電子的物質的量為0.2mol 【答案】C 【解析】根據總反應，MnO2發(fā)生還原反應，MnO2是正極，A錯誤；鋅電極是負極，負極反應是Zn-2e-+2OH-= ZnO+H2O，溶液的PH減小，B錯誤；根據總反應，正極反應式:2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-，C正確；電解液中通過離子移動導電，沒有電子流動，D錯誤。 14．（2018屆江西省九所重點中學高三聯合考試）根據反應KMnO4＋FeSO4＋H2SO4→MnSO4＋Fe2(SO4)3＋K2SO4＋H2O（未配平）設計如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質的物質的量濃度均為1 molL－1，溶液的體積均為200 mL，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。下列說法不正確的是( ) A． 石墨b是原電池的負極，發(fā)生氧化反應 B． 甲燒杯中的電極反應式：MnO4-＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O C． 電池工作時，鹽橋中的陰陽離子分別向乙甲燒杯中移動，保持溶液中的電荷平衡 D． 忽略溶液體積變化，Fe2(SO4)3濃度變?yōu)?.5 mol/L，則反應中轉移的電子為0.1 mol 【答案】D 15．（2018年安徽省安慶市高三第二次模擬考試）某化學興趣小組能探究發(fā)現水果汁中存在電解質，可以設計成如圖所示的水果原電池。隨后又進一步思考原電池工作效率和其構成要素之間的一些關系如下表所示。 實驗次數 電極材料 水果品種 電極間距/cm 電壓/mV 1 鋅 銅 菠蘿 3 900 2 鋅 銅 蘋果 3 650 3 鋅 銅 西紅柿 3 750 4 鋅 鋁 菠蘿 3 650 5 鋅 鋁 蘋果 3 450 6 鋅 鋁 蘋果 2 550 由表中數據可知，下列說法不正確的是 A． 實驗1、4電流方向應該相反 B． 電極及其間距相同時，電壓大小只與水果種類有關，與其他因素無關 C． 如果用鋅、碳棒作電極，實驗1中電壓可能大于900mV D． 實驗中發(fā)光二極管不太亮，可用銅鋅作電極，用菠蘿作介質，并將多個此電池串聯起來 【答案】B 16．（2018屆福建省泉州市高三畢業(yè)班3月質量檢查）如圖所示為鹽酸介質中，金屬銅與氫疊氮酸（HN3）構成的原電池，總反應方程式為： 2Cu+2Cl- +HN3+3H+＝2CuCl(s)+N2↑+NH4+。下列敘述錯誤的是 A． 電子的流向為Cu→→石墨 B． 負極的電極反應式為Cu+Cl――e－＝CuCl(s) C． 反應一段時間后正極區(qū)溶液的pH減小 D． 標準狀況下，生成224mL N2時，銅轉移的電子數為0.02NA 【答案】C 17．（2018屆云南民族大學附屬中學高三上學期期末考）某課題組以納米 Fe2O3 作為電極材料制備鋰離子電池(另一極為金屬鋰和石墨的復合材料)，通過在室溫條件下對鋰離子電池進行循環(huán)充放電，成功地實現了對磁性的可逆調控(如圖)。以下說法正確的是 A． 放電時，正極的電極反應式為 Fe2O3+6Li++6e-=2Fe+3Li2O B． 該電池可以用水溶液做電解質溶液 C． 放電時，Fe 作電池的負極，Fe2O3作電池的正極 D． 充電時，Li+向納米Fe2O3這極移動 【答案】A 【解析】A由電池的示意圖可以得到，電池放電的反應物為氧化鐵和單質鋰，生成物為單質鐵和氧化鋰，所以放電的總反應為：電池的負極為單質鋰，所以負極反應為，總反應減去負極反應（注意將負極擴大6倍）得到正極反應：，A正確；B因為單質鋰可以與水反應（類似金屬鈉），所以電解質溶液不能是水溶液，B錯誤；C放電時，作電池的負極，作電池的正極， C項錯誤；D從圖中看到充電時（向左反應），電池會遠離磁鐵，實際上是因為充電時電池中的單質鐵轉化為氧化鐵，不能被磁鐵吸引，D錯誤。。 18．（2018屆福建省永春縣第一中學等校高三上學期第一次四校聯考）某些電子手表安裝的紐扣電池由鋅和氧化銀、KOH溶液構成。放電時，電極反應分別為：Zn+2OH--2e=Zn(OH)2 ；Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH- 下列說法中，正確的是 A． 鋅為正極，電極上發(fā)生了氧化反應 B． 放電過程中，電解質溶液的酸堿性基本保持不變 C． 溶液中的OH-向正極移動,K+和H+向負極移動 D． 常溫下，該電池總反應為非自發(fā)的氧化還原反應 【答案】B 19．（2018屆云南省紅河州高三復習統一檢測）某電池以Na2FeO4和Zn為電極材料，NaOH溶液為電解溶質溶液，下列說法正確的是 A． 該電池放電過程中電解質溶液濃度減小 B． 正極反應式為2FeO42?+10H++6e?=Fe2O3+5H2O C． 電池工作時OH－向負極遷移 D． Zn為電池的正極 【答案】C 【解析】A．該電池總方程式為3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4NaOH，生成NaOH，則該電池放電過程中電解質溶液濃度增大，A錯誤；B.因電解質溶液為NaOH，呈堿性，則正極電極方程式為2FeO42-+6e-+8H2O=2Fe（OH）3+10OH-，B錯誤；C.原電池在工作時陰離子OH-向負極遷移，C正確；D.根據化合價升降判斷，Zn化合價只能上升，則為負極材料，D錯誤。 20．（2018屆深圳市高三年級第二次調研理綜考試）以柏林綠Fe[Fe(CN)6]為代表的新型可充電鈉離子電池，其放電工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是 A． 放電時，正極反應為Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e－=Na2Fe[Fe(CN)6] B． 充電時，Mo(鉬)箔接電源的負極 C． 充電時，Na+通過交換膜從左室移向右室 D． 外電路中通過0.2mol電子的電量時，負極質量變化為2.4g 【答案】B 21．（2018屆山西省太原市高三模擬考試）LED系列產品是一類新型節(jié)能產品。圖甲是NaBH4/H2O2燃料電池的裝置示意圖,圖乙是LED發(fā)光二極管的裝置示意圖。下列敘述錯誤的是（ ） A． 電池應選用陽離子交換膜,Na+向A極區(qū)移動 B． 電池A極區(qū)的電極反應式為：H2O2+2e-=2OH- C． 每有1molNaBH4參加反應，轉移電子數為4NA D． 要使LED發(fā)光二極管正常發(fā)光,圖乙中的導線a應與圖甲中的B極相連 【答案】C 【解析】A.電池放電過程中, 負極發(fā)生氧化反應生成BO2?，電極反應式為BH4?+8OH??8e?= BO2?+6H2O，A電極為正極,正極電極反應式為H2O2+2e-=2OH-，為維持電荷平衡，應選用陽離子交換膜，原電池中陽離子移向正極，Na+從負極區(qū)向正極區(qū)移動，A正確； B.根據圖片知，雙氧水得電子發(fā)生還原反應,則A電極為正極,正極電極反應式為H2O2+2e-=2OH-，B正確；C.負極發(fā)生氧化反應生成BO2?,電極反應式為 BH4?+8OH??8e?= BO2?+6H2O,有1molNaBH4參加反應轉移電子數為：8NA，C錯誤；D. 要使LED發(fā)光二極管正常發(fā)光，圖乙中的導線a陰極應與圖甲中的B極負極相連，D正確。 22．（2018屆廣東省茂名市五大聯盟學校高三五月聯考）鋅-空氣電池由活性炭(空氣擴散極)、鋅、苛性堿溶液構成,其中活性炭部分浸泡在苛性堿溶液中,其工作原理如圖所示，負極產物是ZnO。下列說法正確的是（ ） A． 活性炭的作用是吸附空氣，為電池提供氧化劑 B． 原理圖中的隔離膜為質子交換膜 C． 負極反應式為Zn+H2O-2e-=ZnO+2H+ D． 電池工作時，當電路中通過0.2mol電子,消耗3.2gO2 【答案】A 23．（2018屆江西省景德鎮(zhèn)市第一中學等盟校高三第二次聯考）利用“ Na－CO2”電池將 CO2 變廢為寶。我國科研人員研制出的可充電“Na－CO2”電池，以鈉箔和多壁碳納米管(MWCNT)為電極材料，放電反應方程式為4Na＋3CO2 ＝2Na2CO3＋C。放電時該電池“吸入”CO2，其工作原理如圖所示，下列說法中錯誤的是（ ） A． 電流流向為：MWCNT→導線→鈉箔 B． 放電時，正極的電極反應式為3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C C． 原兩電極質量相等，若生成的 Na2CO3和 C 全部沉積在電極表面，當轉移 0.2 mol e－時，兩極的質量差為11.2g D． 選用高氯酸鈉-四甘醇二甲醚做電解液的優(yōu)點是導電性好，與金屬鈉不反應，難揮發(fā) 【答案】C 24．（2018屆湖南省益陽市高三4月調研考試）鋅-鈰液流電池體系作為氧化還原液流電池中的新生一代,有著諸多的優(yōu)勢，如開路電位高、污染小等。鋅-鈰液流電池放電時的工作原理如圖所示,其中，電極為惰性材料,不參與電極反應。下列有關說法正確的是 A． 放電時，電池的總反應式為2Ce4++Zn=Zn2++2Ce3+ B． 充電時，a極發(fā)生氧化反應，b極發(fā)生還原反應 C． 充電時,當電路中通過0.1mol電子時,b極增加14g D． 選擇性離子膜為陰離子交換膜，能阻止陽離子通過 【答案】A 25．（2018屆東北三省三校（哈師大附中、東北師大附中、遼寧省實驗中學）高三第二次模擬考試）Al-Ag2O電池是一種以NaOH溶液為電解質的水下動力電源，下列說法不正確的是 A． 負極反應式為：Al+4OH--3e-=A1O2-+2H2O B． 負極可能會發(fā)生副反應：2Al+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2↑ C． 當電路中轉移0 05mole-時，正極質量減少0.4g D． 電池工作時，正極附近pH變小 【答案】D 【解析】Al-Ag2O電池是一種以NaOH溶液為電解質的電池，負極Al失電子生成偏鋁酸鹽，負極反應式為：Al+4OH--3e-=A1O2-+2H2O，故A正確；根據2Al+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2↑，B正確；由電池的總反應2Al＋3Ag2O＋2NaOH=2NaAlO2＋6Ag＋H2O， 正極Ag2OAge-減少16g, 0.05 m m=16=0.4g .當電路中轉移0.05mole-時，正極質量減少0.4g,正確；D. 電池工作時，正極反應式Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-,所以pH變大，D錯。 26．（浙江省杭州市學軍中學2018年3月高三選考模擬）2016 年，《Nature》期刊報道一例CH3OH-O2在聚合物催化下的原電池，其工作示意圖如下。下列說法正確的是 A． 電極B的電極反應為：O2+2e-+H+=HO2- B． 電解質溶液中H+由電極B流向A極 C． 電極A是負極，發(fā)生還原反應 D． 外電路中通過3mol電子，生成CO211.2 L 【答案】A 27．（2018屆重慶市高三第二次診斷考試）一種可連續(xù)使用的鋰電池結構如圖所示，下列有關該電池放電時的說法正確的是 A． 電子由Li電極經Li+透過膜進入Fe2+、Fe3+的水溶液移向Ti電極 B． Ti電極上發(fā)生的電極反應為：Fe3+ + e- ＝ Fe2+ C． Li+透過膜除允許Li+通過外,還允許H2O分子通過 D． 貯罐中發(fā)生的離子反應為：S2O82- + 2Fe3+ ＝ 2Fe2+ + 2SO42- 【答案】BD