全国通用2021高考化学一轮复习第六章化学反应与能量变化微考点48原电池原理及基于“桥和膜”的双液原电池练习含解析

全国通用2021高考化学一轮复习第六章化学反应与能量变化微考点48原电池原理及基于“桥和膜”的双液原电池练习含解析

微考点48 原电池原理及基于“桥和膜”的双液原电池 ‎1.一种光化学电池的结构如图所示，电池总反应式为AgCl(s)＋Cu＋(aq)===Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－(aq)，下列关于该电池在工作时的说法中正确的是(　　)‎ A．生成108g银，转移电子个数为2NA B．Cu＋在负极发生氧化反应 C．Ag电极活泼，Ag失电子发生氧化反应 D．Cl－由负极迁移到正极 ‎2．(2019·深圳调研)如图是一种正投入生产的大型蓄电系统，放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3，放电后分别变为Na2S4和NaBr。下列叙述正确的是(　　)‎ A．放电时，负极反应为3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋‎ B．充电时，阳极反应为2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋‎ C．放电时，Na＋经过离子交换膜，由b池移向a池 D．用该电池电解饱和食盐水，产生2.24LH2时，b池生成17.40gNa2S4‎ ‎3.Zn—ZnSO4—PbSO4—Pb电池装置如图，下列说法错误的是(　　)‎ 4‎ A．SO从右向左迁移 B．电池的正极反应为Pb2＋＋2e－===Pb C．左边ZnSO4浓度增大，右边ZnSO4浓度不变 D．若有6.5g锌溶解，有0.1molSO通过离子交换膜 ‎4．(2020·杭州质检)科学家用氮化镓材料与铜组装成如图所示的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4。下列关于该电池叙述错误的是(　　)‎ A．电池工作时，整个过程是将太阳能转化为电能 B．铜电极为正极，电极反应式为CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O C．电池内部H＋透过质子交换膜从左向右移动 D．为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量硝酸溶液 ‎5．(2019·咸阳质检)利用如图所示电池装置可以将温室气体CO2转化为可燃气体CO，其中含有的固体电解质能传导质子(H＋)。下列说法正确的是(　　)‎ A．该过程中有两种形式的能量转化 B．a电极表面的反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ C．该装置工作时，H＋从b电极区向a电极区移动 D．该装置中每生成2molCO，同时生成1molO2‎ 4‎ ‎6．某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。‎ ‎(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应：(用离子方程式表示)__________________________，设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12g，导线中通过______mol电子。‎ ‎(2)其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为________________________________，这是由于NH4Cl溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的原因_________________________________‎ ‎________________________________________________________________________，‎ 用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式：______________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________，‎ 然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态。”如果＋3价铁被氧化为FeO，试写出该反应的离子方程式：________________________________。‎ ‎(3)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH 放电时正极附近溶液的碱性________(填“增强”“减小”或“不变”)；放电时每转移3mol电子，有________molK2FeO4被________(填“氧化”或“还原”)。‎ ‎‎ 4‎ 答案精析 ‎1．B ‎2．C　[结合图像和题给信息分析，放电时，负极反应为2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋，正极反应为NaBr3＋2Na＋＋2e－===3NaBr，A项错误；充电时，阳极反应和放电时原电池的正极反应互为逆过程，即充电时的阳极反应为3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋，B项错误；放电时，原电池中阳离子移向正极，故Na＋经过离子交换膜由b池移向a池，C项正确；用该电池电解饱和食盐水，整个过程得、失电子数目相等，但未指明是否在标准状况下，无法根据生成氢气的体积计算转移的电子数，D项错误。]‎ ‎3．B ‎4．D　[A项，根据图示可知，该装置将太阳能转化为电能，正确；B项，根据电子流向知，Cu是正极，正极上CO2得电子和H＋反应生成甲烷，电极反应式为CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O，正确；C项，放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，所以装置中的H＋由左向右移动，正确；D项，由于硝酸易挥发，生成的甲烷中会混有HNO3气体，而且铜电极会溶于硝酸，应加入硫酸，错误。]‎ ‎5．D ‎6．(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　0.2‎ ‎(2)2H＋＋2e－===H2↑　酸性 NH＋H2ONH3·H2O＋H＋‎ ‎2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－‎ ‎2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋‎ ‎(3)增强　1　还原 解析　(1)负极反应：Fe－2e－===Fe2＋，正极反应：Cu2＋＋2e－===Cu，则原电池反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。设导线中通过电子的物质的量为x mol，则负极减少28 g·mol－1·x mol，正极增加32 g·mol－1·x mol,28x＋32x＝12，解得x＝0.2。‎ ‎(2)NH4Cl水解，溶液显酸性，正极上H＋得电子，负极上Fe失电子生成Fe2＋。Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋，Cl2过量时，发生的反应为2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋。‎ ‎(3)放电时，锌作负极，高铁酸钾在正极反应，生成OH－，溶液的碱性增强，铁元素的化合价从＋6价变化到＋3价，所以当转移3 mol电子时，有1 mol高铁酸钾被还原。‎ 4‎ 4‎