2021届一轮复习鲁科版原电池化学电源作业

2021届一轮复习鲁科版原电池化学电源作业

原电池 化学电源 ‎1.下列做法有利于金属防护的是(　　)‎ A.在钢铁零件表面涂油漆 B.将钢铁制成的闸门与直流电源正极相连 C.菜刀切菜后不洗净就放回刀架 D.埋在地下的钢管与铜块相连 解析　一般钢铁容易生锈，如果在钢铁零件的表面涂油漆，就能大大增强抗腐蚀能力，延长使用寿命，A项正确；钢铁制成的闸门与直流电源的正极相连，闸门成为电解池的阳极，能加速腐蚀，B项错误；菜刀切菜后不洗净，容易发生吸氧腐蚀，C项错误；铁比铜活泼，当埋在地下的钢管与铜块相连时，钢管成为原电池的负极，加快了腐蚀，D项错误。‎ 答案　A ‎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.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，电能转化为光能，故B正确；柠檬汁显酸性也能作电解质溶液，所以将稀硫酸换成柠檬汁，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，故D正确。‎ 答案　C ‎4.根据下图分析下列说法正确的是(　　)‎ A.装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋‎ B.装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ C.装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动 D.放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大 解析　A项，Ⅰ中负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，错误；B项，Ⅱ中正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，错误；C项，阳离子向发生还原反应的一极移动，Ⅰ中阳离子向左侧移动，Ⅱ中阳离子向右侧移动，错误；D项Ⅰ中左侧发生O2＋4e－＋2H2O===4OH－，Ⅱ中右侧发生2H＋＋2e－===H2↑，故pH均增大，正确。‎ 答案　D ‎5.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是(　　)‎ A.d为石墨，铁片腐蚀加快 B.d为石墨，石墨上电极反应为：O2＋2H2O＋4e－―→4OH－‎ C.d为锌块，铁片不易被腐蚀 D.d为锌块，铁片上电极反应为：2H＋＋2e－―→H2↑‎ 解析　A项，由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确；B项，d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－―→4OH－，正确；C项，若d为锌块，则由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确；D项，d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O2＋2H2O＋4e－―→4OH－，错误。‎ 答案　D ‎6.如图是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量监测与控制的功能，下列有关说法正确的是(　　)‎ A.电流由呼气所在的铂电极流出 B.H＋通过质子交换膜流向氧气所在的铂电极 C.电路中流过2 mol电子时，消耗11.2 L O2‎ D.该电池的负极反应为：CH3CH2OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋‎ 解析　由图知呼气端生成醋酸，通O2端生成H2O，故呼气端为负极，通O2端为正极。A项电子由呼气端流出，错误；B项，H＋‎ 由负极区移向正极区，正确；C项，2 mol e－→ mol O2，但未指明标准状况，11.2 L O2未必为 mol，错误；D项负极区CH3CH2OH转化为CH3COOH，错误。‎ 答案　B ‎7.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　由 Li＋ 的迁移方向可知，b为正极，其电极反应为：Li＋＋MnO2＋e－===LiMnO2，a为负极，其电极反应为：Li － e－===Li＋，电流由b流向a。由于锂能与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。‎ 答案　(1)b　a ‎(2)Li＋ ＋ MnO2＋e－===LiMnO2‎ ‎(3)否　锂能与水发生反应 ‎8.铅蓄电池的主要构造如图所示，它是目前使用量最大的二次电池(设工作时固体生成物附集在电极板上)。‎ ‎(1)当某一电极反应式为PbO2(s)＋2e－＋SO(aq)＋4H＋(aq)===PbSO4(s)＋2H2O(l)时，电池中的能量转化形式为________，此时另一个电极发生的反应类型为________。‎ ‎(2)充电时PbO2(s)电极应与电源的________极相连，充电时总反应方程式为________________________________________________________________。‎ ‎(3)放电生成的固体会附聚在电极表面，若工作中正极质量增重96 g时，理论上电路中转移的电子数为________NA，此过程中电池消耗________mol H2SO4。‎ 解析　(1)由电池构造图知，铅是负极，PbO2是正极，故当PbO2得到电子时，表明此时电池处于放电过程，化学能转化为电能。此过程中，负极发生氧化反应。(3)放电时正极反应为PbO2(s)＋2e－＋SO(aq)＋4H＋(aq)===PbSO4(s)＋2H2O(l)，由电极反应式知，当有1 mol PbO2发生反应生成1 mol PbSO4时，正极质量增加了64 g，同时电路中转移2 mol电子。当正极质量增加96 g时，表明有1.5 mol PbO2发生了反应，转移的电子数为3NA，由电池总反应知共消耗3 mol H2SO4。‎ 答案　(1)化学能转化为电能　氧化反应 ‎(2)正　2PbSO4(s)＋2H2O(l)===PbO2(s)＋Pb(s)＋2H2SO4(aq)‎ ‎(3)3　3‎ ‎9.浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。下列有关该电池的说法错误的是(　　)‎ A.电池工作时，Li＋通过离子导体移向b区 B.电流由X极通过外电路移向Y极 C.正极发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑‎ D.Y极每生成1 mol Cl2，a区得到2 mol LiCl 解析　由图知X极产生H2，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑为正极，Y极产生Cl2，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑为负极。A项，电池工作时Li＋由b区移向a区，错误；B项电流由X极流向Y极，正确；D项，产生1 mol Cl2～2 mol e－～2 mol Li＋～2 mol LiCl，正确。‎ 答案　A ‎10.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，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侧向右侧移动 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 解析　A项，由图可知该装置中的能量变化为太阳能转化为电能，正确；B项，由电子流向可知，Cu为正极，电极反应式为CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O，正确；C项，H＋的移动方向与电流方向相同，从左侧移向右侧，正确；D项，Cu与HNO3反应，故不应加稀硝酸，错误。‎ 答案　D ‎11.我国对“可呼吸”的钠二氧化碳电池的研究取得突破性进展。该电池的总反应式为：4Na＋3CO22Na2CO3＋C，其工作原理如图所示(放电时产生的Na2CO3固体储存于碳纳米管中)。下列说法不正确的是(　　)‎ A.放电时，钠金属片作负极，碳纳米管作正极 B.充电时，阳极反应为：2Na2CO3＋C－4e－===3CO2↑＋4Na＋‎ C.放电时，Na＋从负极区向正极区移动 D.该电池的电解质溶液也可使用NaClO4的水溶液 解析　A.放电时为原电池反应，钠金属片失去电子作负极，碳纳米管上得电子作正极，故A正确；B.充电时，阳极失去电子发生氧化反应，反应为C＋2Na2CO3－‎ ‎4e－===3CO2↑＋4Na＋，故B正确；C.放电时，阳离子向正极移动，则Na＋从负极区向正极区移动，故C正确；D.钠与水反应，不能用水溶液代替TEGDME作溶剂，故D错误。‎ 答案　D ‎12.一种新型镁储备电池的储存寿命长，电压平衡，电池的总反应为Mg＋Cu2Cl2===2Cu＋MgCl2，以该电池为电源在铜片上镀银的实验装置如图所示。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.接通电路后，电池的正极质量减少 B.若反应消耗1 mol Mg，则有1 mol Cl－通过阴离子交换膜 C.M电极材料为铜片 D.接通电路后，AgNO3溶液的浓度减小 解析　A项，由总反应式可知正极Cu2Cl2＋2e－===2Cu＋2Cl－，正极质量减小，正确；B项，消耗1 mol Mg时转移2 mol e－，通过阴离子交换膜的Cl－对应量为2 mol，错误；右图为向铜片上镀银的电镀池，故M为Ag，C错误；AgNO3溶液浓度不变，D错误。‎ 答案　A ‎13.(1)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见下图，石墨Ⅰ为电池的________极；该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，其电极反应式为________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(2)含乙酸钠和对氯酚()的废水可以利用微生物电池除去，其原理如下图所示。‎ ‎①B极是电池的________(填“正”或“负”)极；‎ ‎②A极的电极反应式为__________________________________________。‎ 解析　(1)该燃料电池中，负极上通入NO2，石墨Ⅰ为负极，电极反应式为NO2＋NO－e－===N2O5，正极上通入O2，石墨Ⅱ为正极，电极反应式为O2＋2N2O5＋4e－===4NO。‎ ‎(2)①由图示可知，阳离子H＋移向A极，说明A极为正极，B极为负极。②A极为正极，正极得电子，发生还原反应，电极反应式为。‎ 答案　(1)负　NO2－e－＋NO===N2O5　(2)①负 ‎14.(1)某研究性学习小组为探究Fe3＋与Ag反应，进行如下实验：按下图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)。‎ ‎①K闭合时，指针向左偏转，石墨作________(填“正极”或“负极”)。‎ ‎②当指针归零后，向左侧U形管中滴加几滴FeCl2浓溶液，发现指针向右偏转，写出此时银电极的反应式：______________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎③结合上述实验分析，写出Fe3＋和Ag反应的离子方程式：________________________________________________________________。‎ ‎④丙同学进一步验证其结论：当指针归零后，向右侧U形管中滴加数滴饱和NaCl溶液，可观察到的现象是___________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(2)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示：‎ ‎①HS－在硫氧化菌作用下转化为SO的反应式是__________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎②若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(3)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。‎ 解析　(1)①K闭合时，指针向左偏转，石墨作正极。②当指针归零后，向左侧U形管中滴加几滴FeCl2浓溶液，发现指针向右偏转，说明银棒作正极，此时银电极的反应式Ag＋＋e－===Ag。③结合上述实验分析，Fe3＋和Ag反应为可逆反应，离子方程式为Ag＋Fe3＋Ag＋＋Fe2＋。④丙同学进一步验证其结论：当指针归零后，向右侧U形管中滴加数滴饱和NaCl溶液，可观察到的现象是出现白色沉淀，溶液中Ag＋浓度减小，Ag＋Fe3＋Ag＋＋Fe2＋平衡正向移动，Ag发生氧化反应为负极，电流表指针向左偏转。‎ ‎(2)①酸性环境中反应物为HS－产物为SO，利用质量守恒和电荷守恒进行配平，电极反应式：HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋；②从质量守恒角度来说，HS－、SO离子浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2放出电子。‎ ‎(3)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。‎ 答案　(1)①正极　②Ag＋＋e－===Ag　③Ag＋Fe3＋Ag＋＋Fe2＋　④出现白色沉淀，电流表指针向左偏转 ‎(2)①HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋‎ ‎②HS－、SO离子浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2放出电子 ‎(3)①正极　②Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2　③20.7‎