2013年高考化學總復習 第二節(jié) 原電池和化學電源（含解析） 新人教版

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1、【高考總復習】2013高考化學專題復習：第二節(jié) 原電池和化學電源（人教版） 1．(2011年北京理綜)結合下圖判斷，下列敘述正確的是(　　) A．Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護 B．Ⅰ和Ⅱ中負極反應均是Fe－2e－===Fe2＋ C．Ⅰ和Ⅱ中正極反應均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．Ⅰ和Ⅱ中分別加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有藍色沉淀 解析：A項，電子從負極流向正極，抑制正極失電子，所以正極均被保護。B項，I中的負極反應為Zn－2e－===Zn2＋。C項，Ⅱ中的正極反應為2H＋＋2e－===H2↑。D項，由于Ⅰ中負極反應產生Zn2＋，不會與K3[Fe(

2、CN)6]溶液作用產生藍色沉淀。 答案：A 2．(2011年浙江理綜)將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如下圖所示。導致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣處少。下列說法正確的是(　　) A．液滴中的Cl－由a區(qū)向b區(qū)遷移 B．液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應為： O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．液滴下的Fe因發(fā)生還原反應而被腐蝕，生成的Fe2＋由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH－形成Fe(OH)2，進一步氧化、脫水形成鐵銹 D．若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加

3、NaCl溶液，則負極發(fā)生的電極反應為：Cu－2e－===Cu2＋ 解析：本題考查原電池、鋼鐵的吸氧腐蝕等知識。依題意，可判斷中心區(qū)a為原電池的負極，液滴邊緣O2含量較大，是原電池的正極，A中Cl－在電池工作時向負極(a)移動，A選項錯誤；B項顯然正確；C中Fe失電子被氧化而被腐蝕，故C項錯誤，D中因Fe比Cu活潑，充當負極的是Fe，負極反應為Fe－2e－===Fe2＋，故D錯誤。 答案：B 3．(2012年四川卷)一種基于酸性燃料電池原理設計的酒精檢測儀，負極上的反應為：CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有關說法正確的是(　　) A．檢測時，電解質溶液中

4、的H＋向負極移動 B．若有0.4 mol電子轉移，則在標準狀況下消耗4.48 L氧氣 C．電池反應的化學方程式為：CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O D．正極上發(fā)生的反應為：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 解析：原電池中，陽離子向正極移動，A錯誤。因為電解質溶液為酸性，故正極反應為：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，轉移0.4 mol電子時，消耗標況下2.24 L O2，B、D都錯。 答案：C 4．(2012年大綱全國卷)①②③④四種金屬片兩兩相連連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時，外電路電流從②流向①；①③相連時，③為正極；②④相連時，②上有氣泡逸出

5、；③④相連時，③的質量減少。據此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是 (　　) A．①③②④ B．①③④② C．③④②① D．③①②④ 解析：①②相連，外電路電流從②流向①，可知活潑性①＞②；①③相連，③為正極，可知活潑性①＞③；②④相連，②上有氣泡逸出，②上發(fā)生2H＋＋2e－＝H2↑，②為正極，可知活潑性④＞②；③④相連，③質量減小，因此③為負極，可知活潑性③＞④，綜上分析，活潑性應為①③④②，B正確。 答案：B 5．分析下圖所示的四個原電池裝置，結論正確的是(　　) A．(1)(2)中Mg作

6、負極，(3)(4)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，電極反應式為：Fe－2e－===Fe2＋ D．(4)中Cu作正極，電極反應式為：2H＋＋2e－===H2↑ 解析：(1)中Mg作負極；(2)中Al作負極，發(fā)生的反應為2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，Mg不與NaOH反應；(3)中鐵遇濃HNO3鈍化，Cu與濃HNO3反應，Cu＋4HNO3===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；(4)中鐵作負極。 答案：B 6．(2012年山東省鄆城一中高三4月檢測)據報道，以硼氫化合

7、物NaBH4(B元素的化合價為＋3價)和H2O2作原料的燃料電池，負極材料采用Pt/C，正極材料采用MnO2，用作空軍通信衛(wèi)星電源，其工作原理如下圖所示。下列說法錯誤的是(　　) A．電池放電時Na＋從a極區(qū)移向b極區(qū) B．電極b采用MnO2，MnO2既作電極材料又有催化作用 C．該電池的負極反應為： BH4－＋8OH－－8e－===BO2－＋6H2O D．每消耗3 mol H2O2，轉移的電子為3 mol 答案：D 7．控制適合的條件，將反應2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2設計成如圖所示的原電池。下列判斷不正確的是(　　) A．反應開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應

8、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．電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負極 解析：(1)裝置乙中I－失去電子放電，故乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應，選項A正確；由總反應化學方程式知，F(xiàn)e3＋被還原成Fe2＋，選項B正確；當電流計讀數(shù)為零時，則說明電路中沒有電子發(fā)生轉移，可證明反應達到平衡，選項C正確；加入FeCl2，電離產生Fe2＋，該離子的存在導致平衡逆向移動，則Fe2＋失去電子生成Fe3＋，裝置甲中石墨作為負極，選項D錯。 答案：D 8．下列現(xiàn)象與電化學腐蝕無關的是(　　) A．黃銅(銅鋅合金)制作

9、的銅鑼不易產生銅綠 B．生鐵比純鐵容易生銹 C．鐵質器件附有銅質配件，在接觸處易生銹 D．銀制獎牌久置后表面變暗 解析：A項，銅鋅合金構成原電池被腐蝕的是鋅，而不是銅；B項，生鐵中含較多的碳，與鐵構成原電池后促使鐵被腐蝕而生銹；C項，鐵銅兩器件在接觸處易構成原電池，使鐵生銹；D項，銀制獎牌久置后表面變暗是由于生成了Ag2S，與電化學腐蝕無關。 答案：D 9．鎂-H2O2酸性電池采用海水作電解質溶液(加入一定量的酸)，下列說法正確的是(　　) A．電池總反應的離子方程式為： Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O B．負極的電極反應為：H2O2＋2H＋＋2e－===2H

10、2O C．工作時，正極周圍海水的pH減小 D．電池工作時，溶液中的H＋向負極移動 解析：該電池中負極：Mg－2e－===Mg2＋；正極：H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O。故該電池總反應的離子方程式為：Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O，故A正確，B錯誤。工作時，由于正極消耗H＋，而使c(H＋)減小，c(OH－)增大，故正極附近的pH應增大，且溶液中的H＋會不斷的向正極移動，故C、D亦錯。 答案：A 10．(2012年南京模擬)堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，故得到廣泛應用。鋅錳堿性電池以KOH溶液為電解液，電池總反應式為Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l

11、)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)，下列說法錯誤的是(　　) A．電池工作時，鋅失去電子 B．電池正極的電極反應式為2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－===Mn2O3(s)＋2OH－(aq) C．電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極 D．外電路中每通過0.2 mol電子，鋅的質量理論上減小6.5 g 解析：根據題意，該電池的負極材料是鋅，電池工作時，鋅本身失去電子而發(fā)生氧化反應，失去的電子通過外電路移向另一極(正極)，在該電極上，MnO2獲得電子發(fā)生還原反應生成Mn2O3：2MnO2＋2e－===Mn2O3，從元素守恒的角度來看，左側還多1個O。一般規(guī)律是：在酸性

12、條件下H＋結合氧變?yōu)镠2O，在堿性或者中性條件下H2O結合氧變?yōu)?OH－。正極反應為2MnO2＋H2O＋2e－===Mn2O3＋2OH－。反應中轉移0.2 mol電子，消耗掉0.1 mol鋅，質量為6.5 g。 答案：C 11．(2011年山東)右圖為鈉硫高能電池的結構示意圖。該電池的工作溫度為320℃左右，電池反應為2Na＋xS===Na2Sx，正極的電極反應式為________。M(由Na2O和Al2O3制得)的兩個作用是________。與鉛蓄電池相比，當消耗相同質量的負極活性物質時，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的________倍。 解析：正極上硫得電子被還原：xS＋2e－==

13、=S；M的兩個作用：作固體電解質和隔膜(隔離鈉與硫)；鈉硫電池和鉛蓄電池的負極分別為Na和Pb，則消耗等質量的Na和Pb時，鈉硫電池的放電量(轉移電子數(shù))是鉛蓄電池的＝4.5倍。 答案：xS＋2e－===S(或2Na＋＋xS＋2e－===Na2Sx) 離子導電(導電或電解質)和隔離鈉與硫　4.5 12．有甲、乙兩位同學均想利用原電池反應檢測金屬的活動性順序，兩人均使用鎂片與鋁片作電極，但甲同學將電極放入6 mol/L H2SO4溶液中，乙同學將電極放入6 mol/L NaOH溶液中，如圖所示： 請回答： (1)寫出甲池

14、中正極的電極反應式： ______________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)寫出乙池中負極的電極反應式和總反應的離子方程式。 負極反應式：_________________________________________________________； 總反應的離子方程式：____________________________________________________。 (3)如果甲、乙同學均認為“

15、構成原電池的電極材料如果都是金屬，則構成負極材料的金屬應比構成正極材料的金屬活潑”，則甲會判斷出________活動性更強，而乙會判斷出________活動性更強。(填寫元素符號) (4)由此實驗，可得到如下哪些正確結論是________(填寫數(shù)字序號)。 ①利用原電池反應判斷金屬活動性順序時應注意選擇合適的介質 ②鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強 ③該實驗說明金屬活動性順序表已過時，已沒有應用價值 ④該實驗說明化學研究對象復雜，反應受條件的影響較大，因此應具體問題具體分析 (5)上述實驗也反過來證明了“直接利用金屬活動性順序表判斷電池的正負極”的這種說法________(填“可靠”

16、或“不可靠”)。如不可靠，請你提出另一個判斷原電池正負極的可行實驗方案___________________________________________。 (如可靠，此空不填) 解析：(1)甲中電解質溶液為稀H2SO4溶液，由于金屬活潑性Mg>Al，故負極為Mg，正極為Al，正極的電極反應式：2H＋＋2e－===H2↑。(2)乙中電解質溶液為NaOH溶液，該溶液不能與Mg反應，故Mg作正極，Al作負極，負極的電極反應式：Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O，總反應的離子方程式為：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。(3)一般情況下，構成原電池的兩極(都是金屬)，

17、負極比正極活潑，所以甲會判斷出Mg的活動性更強，這是正確的，乙會判斷出Al的更強，這是錯誤的。(4)兩種相同的金屬在電解質溶液不同時，得出兩種不同的結果，說明反應條件對反應結果的影響較大，故應選a、d。(5)很明顯，這種方法不可靠；可以在兩極之間連一個電流計，測電流的方向，根據電流由正極流向負極來判斷。 如圖所示： 答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑ (2)Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ (3)Mg　Al　(4)①④ (5)不可靠　在兩電極之間連上一個電流計，測電流的方向，根據“電流由正極流向負極”來判斷

18、13．科學家預言，燃料電池將是21世紀獲得電能的重要途徑。近幾年開發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉑作電極催化劑，電池中的質子交換膜只允許質子和水分子通過。其工作原理的示意圖如下： 請回答下列問題： (1)Pt(a)電極是電池的________極，電極反應式為_________________________________ ________________________________________________________________________； Pt(b)電極發(fā)生________反應(填“氧化”或“還原”)，電極

19、反應式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)電池的總反應方程式為_______________________________________________。 (3)如果該電池工作時電路中通過2 mol電子，則消耗的CH3OH有________mol。 解析：Pt(a)原料為CH3OH和水，產物為CO2、H＋，根據C化合價由

20、－2價升到＋4價，失去6個電子，Pt(a)為負極；Pt(b)原料為O2、H＋，產物為H2O，O化合價由0價降低為－2價，發(fā)生還原反應，為正極。 答案：(1)負　CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋　還原　O2＋4H＋＋4e－===2H2O (2)2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O　(3) 14．現(xiàn)有如下兩個反應： (A)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O (B)Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋ (1)根據兩反應本質，判斷能否設計成原電池________。 (2)如果不能，說明其原因____________________。 (3)如果可以，則寫出正、

21、負極材料、其電極反應式及反應類型(氧化或還原)，電解質溶液名稱： ①負極：________，____________________，________； ②正極：________，______________________，________； 若導線上轉移電子1 mol，則正極質量增加________g，電解質溶液為：________。 解析：(3)根據電池反應式Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋可知，Cu失電子作負極，負極材料是Cu，正極材料應是比銅還不活潑的物質；Ag＋得電子，所以此電解質溶液只能為AgNO3溶液(因為Ag＋只能與NO大量共存)。 答案：(1)(A)不能，(B)可以 (2)(A)的反應非氧化還原反應，沒有電子轉移 (3)①Cu　Cu－2e－===Cu2＋　氧化反應?、谔及?、Ag、鉑、金(任選一種)　2Ag＋＋2e－===2Ag　還原反應　108　AgNO3溶液