2020版高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)達(dá)標(biāo)作業(yè)19 原電池 化學(xué)電源.doc

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課時(shí)達(dá)標(biāo)作業(yè)19　原電池　化學(xué)電源 基礎(chǔ)題 1. 如圖是課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的用化學(xué)電源使LED燈發(fā)光的裝置。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．銅片表面有氣泡生成 B．裝置中存在“化學(xué)能→電能→光能”的轉(zhuǎn)換 C．如果將硫酸換成檸檬汁，導(dǎo)線中不會(huì)有電子流動(dòng) D．如果將鋅片換成鐵片，電路中的電流方向不變 解析：銅鋅原電池中，Cu作正極，溶液中的氫離子在正極上得電子生成氫氣，所以Cu上有氣泡生成，故A正確；原電池中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，LED燈發(fā)光時(shí)，電能轉(zhuǎn)換為光能，故B正確；檸檬汁顯酸性也能作電解質(zhì)溶液，所以將硫酸換成檸檬汁，仍然構(gòu)成原電池，所以導(dǎo)線中有電子流動(dòng)，故C錯(cuò)誤；金屬性Cu比Zn、Fe弱，Cu作正極，所以電路中的電流方向不變，仍然由Cu流向負(fù)極，故D正確。 答案：C 2．按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．裝置甲的鋅片上和裝置乙的銅片上均可觀察到有氣泡產(chǎn)生 B．甲、乙裝置中的能量變化均為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 C．裝置乙中的鋅、銅之間用導(dǎo)線連接電流計(jì)，可觀察到電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) D．裝置乙中負(fù)極的電極反應(yīng)式：Zn－2e－===Zn2＋ 解析：裝置甲中鋅與稀硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氫氣，產(chǎn)生氣泡，裝置乙中形成銅鋅原電池，且鋅作負(fù)極，銅作正極，正極上H＋得電子生成氫氣，A項(xiàng)正確；裝置甲中沒有形成原電池，不存在化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化，B項(xiàng)錯(cuò)誤；裝置乙形成了原電池，鋅、銅之間用導(dǎo)線連接電流計(jì)，可觀察到電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，C項(xiàng)正確；裝置乙中負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，D項(xiàng)正確。 答案：B 3．某小組為研究原電池原理，設(shè)計(jì)如圖裝置，下列敘述正確的是(　　) A．若X為Fe，Y為Cu，鐵為正極 B．若X為Fe，Y為Cu，電子由銅片流向鐵片 C．若X為Fe，Y為C，碳棒上有紅色固體析出 D．若X為Cu，Y為Zn，鋅片發(fā)生還原反應(yīng) 解析：Fe比Cu活潑，F(xiàn)e作負(fù)極，電子從Fe流向Cu，故A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；若X為Fe，Y為C，電解質(zhì)溶液為硫酸銅，則正極C上析出Cu，故C正確；Zn比Cu活潑，Zn作負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。 答案：C 4．控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2設(shè)計(jì)成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是(　　) A．反應(yīng)開始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B．反應(yīng)開始時(shí)，甲中石墨電極上Fe3＋被還原 C．電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) D．電流計(jì)讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極 解析：由圖示結(jié)合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3＋得電子變成Fe2＋被還原，I－失去電子變成I2被氧化，所以A、B正確；電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)Fe3＋得電子速率等于Fe2＋失電子速率，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C正確；D項(xiàng)在甲中溶入FeCl2固體，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2向左移動(dòng)，I2被還原為I－，乙中石墨為正極，D不正確。 答案：D 5．電化學(xué)在日常生活中用途廣泛，下圖是鎂—次氯酸鈉燃料電池，電池總反應(yīng)為：Mg＋ClO－＋H2O===Cl－＋Mg(OH)2↓，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．惰性電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B．鎂電極是該電池的負(fù)極 C．正極反應(yīng)式為ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋2OH－ D．進(jìn)料口加入NaClO溶液，出口為NaCl溶液 解析：由總反應(yīng)可知鎂發(fā)生氧化反應(yīng)，“負(fù)氧正還原”，鎂為負(fù)極，惰性電極上發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；負(fù)極反應(yīng)為：Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2↓，正極反應(yīng)為：ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－，C、D項(xiàng)正確。 答案：A 6．普通水泥在固化過(guò)程中自由水分子減少，并產(chǎn)生Ca(OH)2，溶液呈堿性。根據(jù)這一特點(diǎn)，科學(xué)家發(fā)明了電動(dòng)勢(shì)(E)法測(cè)水泥初凝時(shí)間，此法原理如圖所示。反應(yīng)總方程式為：2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag。 下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(　　) A．工業(yè)上制備水泥的原料有黏土、石灰石、石膏 B．測(cè)量原理裝置圖中Ag2O/Ag極發(fā)生還原反應(yīng) C．負(fù)極的電極反應(yīng)式為2Cu＋H2O－2e－===Cu2O＋2H＋ D．在水泥固化過(guò)程中，自由水分子減少，溶液中各離子濃度的變化導(dǎo)致電動(dòng)勢(shì)變化 解析：工業(yè)上制備普通水泥的原料有石灰石、黏土、石膏，故A項(xiàng)正確；根據(jù)電池反應(yīng)式2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag知，Ag2O/Ag極作正極，正極上Ag2O得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，故B項(xiàng)正確；根據(jù)電池反應(yīng)式2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag知，銅失電子作負(fù)極，負(fù)極上的電極反應(yīng)式為：2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，C項(xiàng)錯(cuò)誤；水泥固化過(guò)程中，自由水分子減少，導(dǎo)致溶液中各離子濃度發(fā)生變化，從而引起電動(dòng)勢(shì)變化，故D項(xiàng)正確。 答案：C 7．電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測(cè)環(huán)境中NH3的含量，其工作原理示意圖如圖。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．O2在電極b上發(fā)生還原反應(yīng) B．溶液中OH－向電極a移動(dòng) C．反應(yīng)消耗的NH3與O2的物質(zhì)的量之比為4：5 D．負(fù)極的電極反應(yīng)式為2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O 解析：構(gòu)成的原電池中，通入氧氣的電極是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；溶液中陰離子氫氧根離子移向負(fù)極a極，B正確；1 mol NH3反應(yīng)生成氮?dú)廪D(zhuǎn)移3 mol電子，1 mol O2反應(yīng)轉(zhuǎn)移4 mol電子，根據(jù)電子守恒，消耗的NH3與O2的物質(zhì)的量之比為4：3，C錯(cuò)誤；負(fù)極的電極反應(yīng)式為2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，D正確。 答案：C 8．表面介導(dǎo)電池(SMCS)是一種新型充電電池，可使電動(dòng)汽車的充電時(shí)間僅需幾分鐘，該電池的電極材料為金屬鋰和氧化石墨烯。下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是(　　) A．放電時(shí)，氧化石墨烯作正極 B．放電時(shí)，負(fù)極電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i－e－===Li＋ C．充電時(shí)，該電池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 D．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中的Li＋從陰極遷移到陽(yáng)極 解析：放電時(shí)相當(dāng)于原電池，鋰是活潑金屬，因此放電時(shí)鋰作負(fù)極，氧化石墨烯作正極，A正確；放電時(shí)，Li是負(fù)極，負(fù)極電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i－e－===Li＋，B正確；充電時(shí)相當(dāng)于電解池，因此充電時(shí)，該電池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，C正確；電解池中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，所以充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中的Li＋從陽(yáng)極遷移到陰極，D錯(cuò)誤。 答案：D 9．已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為：LixC＋Li1－xCoO2C＋LiCoO2；鋰硫電池的總反應(yīng)為：2Li＋SLi2S。 有關(guān)上述兩種電池說(shuō)法正確的是(　　) A．鋰離子電池放電時(shí)，Li＋向負(fù)極遷移 B．鋰硫電池充電時(shí)，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng) C．理論上兩種電池的比能量相同 D．如圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電 解析：鋰離子電池放電時(shí)Li＋(陽(yáng)離子)向正極遷移，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋰硫電池放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為鋰失去電子變?yōu)殇囯x子，發(fā)生氧化反應(yīng)，則充電時(shí)，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)正確；比能量是指參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小，二者的比能量不同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)原電池的負(fù)極與電解池的陰極相連，故應(yīng)為C與Li相連，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：B 10．鋅—空氣燃料電池可用作電動(dòng)車動(dòng)力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)為2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K＋向陽(yáng)極移動(dòng) B．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(OH－)逐漸減小 C．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH) D．放電時(shí)，電路中通過(guò)2 mol電子，消耗氧氣22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況) 解析：A項(xiàng)，充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K＋向陰極移動(dòng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，充電時(shí)，總反應(yīng)方程式為2Zn(OH)2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O，所以電解質(zhì)溶液中c(OH－)逐漸增大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，在堿性環(huán)境中負(fù)極Zn失電子生成的Zn2＋將與OH－結(jié)合生成Zn(OH)，正確；D項(xiàng)，O2～4e－，故電路中通過(guò)2 mol電子，消耗氧氣0.5 mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況體積為11.2 L，錯(cuò)誤。 答案：C 11．微生物燃料電池因具有原料廣泛、操作條件溫和、資源利用率高、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等特點(diǎn)而被人們重視，以用葡萄糖作底物的燃料電池為例，其正、負(fù)極反應(yīng)式如下： 正極　6O2＋24H＋＋24e－12H2O 負(fù)極　C6H12O6＋6H2O－24e－6CO2↑＋24H＋ 則下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是(　　) A．該電池的工作環(huán)境是高溫條件 B．葡萄糖(C6H12O6)在變化中失去電子，被還原 C．該電池的電解質(zhì)溶液是強(qiáng)酸性溶液，如濃硫酸等 D．該電池的總反應(yīng)式為C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O 解析：題目中指出“條件溫和”，A錯(cuò)誤；葡萄糖(C6H12O6)在變化中失去電子，被氧化，B錯(cuò)誤；選項(xiàng)C中濃硫酸會(huì)使有機(jī)物炭化，C錯(cuò)誤；把正極和負(fù)極的反應(yīng)式相加可以得出該電池的總反應(yīng)式為C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O，D正確。 答案：D 12．金屬鋰燃料電池是一種新型電池，比鋰離子電池具有更高的能量密度。它無(wú)電時(shí)也無(wú)需充電，只需更換其中的某些材料即可，其工作示意圖如圖，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．放電時(shí)，空氣極為負(fù)極 B．放電時(shí)，電池反應(yīng)為4Li＋O2===2Li2O C．有機(jī)電解液可以是乙醇等無(wú)水有機(jī)物 D．在更換鋰電極的同時(shí)，要更換水性電解液 解析：A.放電時(shí)，Li極為負(fù)極，錯(cuò)誤；B.放電時(shí)，電池反應(yīng)為4Li＋O2＋2H2O=== 4LiOH，錯(cuò)誤；C.因?yàn)橛袖嚧嬖?，就不能用乙醇，鋰和乙醇反?yīng)，錯(cuò)誤；D.水性電解液中有沉淀生成，所以在更換鋰電極的同時(shí)，要更換水性電解液，正確，所以選D。 答案：D 13．一種微生物燃料電池如圖所示，下列關(guān)于該電池說(shuō)法正確的是(　　) A．a(chǎn)電極發(fā)生還原反應(yīng) B．H＋由右室通過(guò)質(zhì)子交換膜進(jìn)入左室 C．b電極上的電極反應(yīng)式為2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O D．電池工作時(shí)，電流由a電極沿導(dǎo)線流向b電極 解析：在a電極苯酚生成CO2，被氧化，A項(xiàng)錯(cuò)誤；陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，即H＋向b電極移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；b電極為正極，NO得到電子生成N2，電極反應(yīng)式為2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，C項(xiàng)正確；a電極是負(fù)極，b電極是正極，電池工作時(shí)，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：C 能力題 14.鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li＋通過(guò)電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)外電路的電流方向是由________極流向________極(填字母)。 (2)電池正極反應(yīng)式為__________________________。 (3)是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑？______(填“是”或“否”)，原因是____________________________。 解析：(1)結(jié)合所給裝置圖以及原電池反應(yīng)原理，可知Li作負(fù)極材料，MnO2作正極材料，所以電子流向是從a→b，那么電流方向則是b→a。(2)根據(jù)題目中的信息“電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li＋通過(guò)電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2”，所以正極的電極反應(yīng)式為MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。(3)因?yàn)樨?fù)極的電極材料Li是活潑的金屬，能夠與水發(fā)生反應(yīng)，故不能用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑。 答案：(1)b　a (2)MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2 (3)否　電極Li是活潑金屬，能與水反應(yīng) 15．(1)PbSO4熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源?；窘Y(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無(wú)水LiCl－KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。 ①放電過(guò)程中，Li＋向________填(“負(fù)極”或“正極”)移動(dòng)。 ②負(fù)極反應(yīng)式為_______________________________________________。 ③電路中每轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，理論上生成______g Pb。 (2)氨氧燃料電池具有很大的發(fā)展?jié)摿?。氨氧燃料電池工作原理如下圖所示。 ①a電極的電極反應(yīng)式是________________________。 ②一段時(shí)間后，需向裝置中補(bǔ)充KOH，請(qǐng)依據(jù)反應(yīng)原理解釋原因是__________________________。 解析：(1)根據(jù)方程式，電路中每轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，生成0.1 mol Pb，即20.7 g。 (2)①a電極是通入NH3的電極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以該電極作負(fù)極，電極反應(yīng)式是2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O；一段時(shí)間后，需向裝置中補(bǔ)充KOH，是由于發(fā)生4NH3＋3O2===2N2＋6H2O反應(yīng)，有水生成，使得溶液逐漸變稀，為了維持堿的濃度不變，所以要補(bǔ)充KOH。 答案：(1)①正極　②Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2?、?0.7 (2)①2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O ②由于發(fā)生4NH3＋3O2===2N2＋6H2O反應(yīng)，有水生成，使得溶液逐漸變稀，所以要補(bǔ)充KOH