2020届高考化学一轮复习原电池化学电源作业

2020届高考化学一轮复习原电池化学电源作业

课时达标作业19　原电池　化学电源 基础题 ‎1.‎ 如图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是(　　)‎ A．铜片表面有气泡生成 B．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换 C．如果将硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动 D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变 解析：铜锌原电池中，Cu作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以Cu上有气泡生成，故A正确；原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转换为光能，故B正确；柠檬汁显酸性也能作电解质溶液，所以将硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，所以导线中有电子流动，故C错误；金属性Cu比Zn、Fe弱，Cu作正极，所以电路中的电流方向不变，仍然由Cu流向负极，故D正确。‎ 答案：C ‎2．按如图所示装置进行实验，下列说法不正确的是(　　)‎ A．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生 B．甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能 C．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转 D．装置乙中负极的电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋‎ 解析：装置甲中锌与稀硫酸发生氧化还原反应，生成氢气，产生气泡，装置乙中形成铜锌原电池，且锌作负极，铜作正极，正极上H＋‎ 得电子生成氢气，A项正确；装置甲中没有形成原电池，不存在化学能与电能的转化，B项错误；装置乙形成了原电池，锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转，C项正确；装置乙中负极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，D项正确。‎ 答案：B ‎3．某小组为研究原电池原理，设计如图装置，下列叙述正确的是(　　)‎ A．若X为Fe，Y为Cu，铁为正极 B．若X为Fe，Y为Cu，电子由铜片流向铁片 C．若X为Fe，Y为C，碳棒上有红色固体析出 D．若X为Cu，Y为Zn，锌片发生还原反应 解析：Fe比Cu活泼，Fe作负极，电子从Fe流向Cu，故A、B两项错误；若X为Fe，Y为C，电解质溶液为硫酸铜，则正极C上析出Cu，故C正确；Zn比Cu活泼，Zn作负极发生氧化反应，故D错误。‎ 答案：C ‎4．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是(　　)‎ A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原 C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极 解析：由图示结合原电池原理分析可知，Fe3＋得电子变成Fe2＋被还原，I－失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确；电流计读数为零时Fe3＋得电子速率等于Fe2＋失电子速率，反应达到平衡状态，C正确；D项在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向左移动，I2被还原为I－，乙中石墨为正极，D不正确。‎ 答案：D ‎5．电化学在日常生活中用途广泛，下图是镁—次氯酸钠燃料电池，电池总反应为：Mg＋ClO－＋H2O===Cl－＋Mg(OH)2↓，下列说法不正确的是(　　)‎ A．惰性电极上发生氧化反应 B．镁电极是该电池的负极 C．正极反应式为ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋2OH－‎ D．进料口加入NaClO溶液，出口为NaCl溶液 解析：由总反应可知镁发生氧化反应，“负氧正还原”，镁为负极，惰性电极上发生还原反应，A项错误，B项正确；负极反应为：Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2↓，正极反应为：ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－，C、D项正确。‎ 答案：A ‎6．普通水泥在固化过程中自由水分子减少，并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性。根据这一特点，科学家发明了电动势(E)法测水泥初凝时间，此法原理如图所示。反应总方程式为：2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag。‎ 下列有关说法不正确的是(　　)‎ A．工业上制备水泥的原料有黏土、石灰石、石膏 B．测量原理装置图中Ag2O/Ag极发生还原反应 C．负极的电极反应式为2Cu＋H2O－2e－===Cu2O＋2H＋‎ D．在水泥固化过程中，自由水分子减少，溶液中各离子浓度的变化导致电动势变化 解析：工业上制备普通水泥的原料有石灰石、黏土、石膏，故A项正确；根据电池反应式2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag知，Ag2O/Ag极作正极，正极上Ag2O得电子，发生还原反应，故B项正确；根据电池反应式2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag知，铜失电子作负极，负极上的电极反应式为：2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2‎ O，C项错误；水泥固化过程中，自由水分子减少，导致溶液中各离子浓度发生变化，从而引起电动势变化，故D项正确。‎ 答案：C ‎7．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如图。下列说法不正确的是(　　)‎ A．O2在电极b上发生还原反应 B．溶液中OH－向电极a移动 C．反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4：5‎ D．负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O 解析：构成的原电池中，通入氧气的电极是正极，发生还原反应，A正确；溶液中阴离子氢氧根离子移向负极a极，B正确；1 mol NH3反应生成氮气转移3 mol电子，1 mol O2反应转移4 mol电子，根据电子守恒，消耗的NH3与O2的物质的量之比为4：3，C错误；负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，D正确。‎ 答案：C ‎8．表面介导电池(SMCS)是一种新型充电电池，可使电动汽车的充电时间仅需几分钟，该电池的电极材料为金属锂和氧化石墨烯。下列有关说法中不正确的是(　　)‎ A．放电时，氧化石墨烯作正极 B．放电时，负极电极反应式为Li－e－===Li＋‎ C．充电时，该电池是将电能转化为化学能 D．充电时，电解质溶液中的Li＋从阴极迁移到阳极 解析：放电时相当于原电池，锂是活泼金属，因此放电时锂作负极，氧化石墨烯作正极，A正确；放电时，Li是负极，负极电极反应式为Li－e－===Li＋，B正确；充电时相当于电解池，因此充电时，该电池是将电能转化为化学能，C正确；电解池中阳离子向阴极移动，所以充电时，电解质溶液中的Li＋从阳极迁移到阴极，D错误。‎ 答案：D ‎9．已知：锂离子电池的总反应为：LixC＋Li1－xCoO2C＋LiCoO2；锂硫电池的总反应为：2Li＋SLi2S。‎ 有关上述两种电池说法正确的是(　　)‎ A．锂离子电池放电时，Li＋向负极迁移 B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应 C．理论上两种电池的比能量相同 D．如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 解析：锂离子电池放电时Li＋(阳离子)向正极迁移，A项错误；锂硫电池放电时负极反应为锂失去电子变为锂离子，发生氧化反应，则充电时，锂电极发生还原反应，B项正确；比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小，二者的比能量不同，C项错误；充电时原电池的负极与电解池的阴极相连，故应为C与Li相连，D项错误。‎ 答案：B ‎10．锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是(　　)‎ A．充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动 B．充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐减小 C．放电时，负极反应为：Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH) D．放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气‎22.4 L(标准状况)‎ 解析：A项，充电时，电解质溶液中K＋向阴极移动，错误；B项，充电时，总反应方程式为2Zn(OH)2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O，所以电解质溶液中c(OH－)逐渐增大，错误；C项，在碱性环境中负极Zn失电子生成的Zn2＋将与OH－结合生成Zn(OH)，正确；D项，O2～4e－，故电路中通过2 mol电子，消耗氧气0.5 mol，在标准状况体积为‎11.2 L，错误。‎ 答案：C ‎11．微生物燃料电池因具有原料广泛、操作条件温和、资源利用率高、对环境无污染等特点而被人们重视，以用葡萄糖作底物的燃料电池为例，其正、负极反应式如下：‎ 正极　6O2＋24H＋＋24e－12H2O 负极　C6H12O6＋6H2O－24e－6CO2↑＋24H＋‎ 则下列有关该电池的说法正确的是(　　)‎ A．该电池的工作环境是高温条件 B．葡萄糖(C6H12O6)在变化中失去电子，被还原 C．该电池的电解质溶液是强酸性溶液，如浓硫酸等 D．该电池的总反应式为C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O 解析：题目中指出“条件温和”，A错误；葡萄糖(C6H12O6)在变化中失去电子，被氧化，B错误；选项C中浓硫酸会使有机物炭化，C错误；把正极和负极的反应式相加可以得出该电池的总反应式为C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O，D正确。‎ 答案：D ‎12．金属锂燃料电池是一种新型电池，比锂离子电池具有更高的能量密度。它无电时也无需充电，只需更换其中的某些材料即可，其工作示意图如图，下列说法正确的是(　　)‎ A．放电时，空气极为负极 B．放电时，电池反应为4Li＋O2===2Li2O C．有机电解液可以是乙醇等无水有机物 D．在更换锂电极的同时，要更换水性电解液 解析：A.放电时，Li极为负极，错误；B.放电时，电池反应为4Li＋O2＋2H2O=== 4LiOH，错误；C.因为有锂存在，就不能用乙醇，锂和乙醇反应，错误；D.水性电解液中有沉淀生成，所以在更换锂电极的同时，要更换水性电解液，正确，所以选D。‎ 答案：D ‎13．一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是(　　)‎ A．a电极发生还原反应 B．H＋由右室通过质子交换膜进入左室 C．b电极上的电极反应式为2NO＋10e－＋12H＋===N2↑‎ ‎＋6H2O D．电池工作时，电流由a电极沿导线流向b电极 解析：在a电极苯酚生成CO2，被氧化，A项错误；阳离子向正极移动，即H＋向b电极移动，B项错误；b电极为正极，NO得到电子生成N2，电极反应式为2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，C项正确；a电极是负极，b电极是正极，电池工作时，电流由b电极沿导线流向a电极，D项错误。‎ 答案：C 能力题 ‎14.锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：‎ ‎(1)外电路的电流方向是由________极流向________极(填字母)。‎ ‎(2)电池正极反应式为__________________________。‎ ‎(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？______(填“是”或“否”)，原因是____________________________。‎ 解析：(1)结合所给装置图以及原电池反应原理，可知Li作负极材料，MnO2作正极材料，所以电子流向是从a→b，那么电流方向则是b→a。(2)根据题目中的信息“电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO‎2”‎，所以正极的电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。(3)因为负极的电极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。‎ 答案：(1)b　a ‎(2)MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2‎ ‎(3)否　电极Li是活泼金属，能与水反应 ‎15．(1)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。‎ ‎①放电过程中，Li＋向________填(“负极”或“正极”)移动。‎ ‎②负极反应式为_______________________________________________。‎ ‎③电路中每转移0.2 mol电子，理论上生成______g Pb。‎ ‎(2)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如下图所示。‎ ‎①a电极的电极反应式是________________________。‎ ‎②一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因是__________________________。‎ 解析：(1)根据方程式，电路中每转移0.2 mol电子，生成0.1 mol Pb，即‎20.7 g。‎ ‎(2)①a电极是通入NH3的电极，失去电子，发生氧化反应，所以该电极作负极，电极反应式是2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O；一段时间后，需向装置中补充KOH，是由于发生4NH3＋3O2===2N2＋6H2O反应，有水生成，使得溶液逐渐变稀，为了维持碱的浓度不变，所以要补充KOH。‎ 答案：(1)①正极　②Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2　③20.7‎ ‎(2)①2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O ‎②由于发生4NH3＋3O2===2N2＋6H2O反应，有水生成，使得溶液逐渐变稀，所以要补充KOH