（新課改省份專用）2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測（十九）原電池 化學(xué)電源（含解析）

（新課改省份專用）2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測（十九）原電池 化學(xué)電源（含解析） 1下列關(guān)于原電池的敘述中正確的是()A正極和負極必須是金屬B原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置C原電池工作時，正極和負極上發(fā)生的都是氧化還原反應(yīng)D鋅、銅和鹽酸構(gòu)成的原電池工作時，鋅片上有6.5 g鋅溶解，正極上就有0.1 g氫氣生成解析：選B一般普通原電池中負極必須是金屬，正極可以是金屬或非金屬導(dǎo)體，A錯誤；原電池工作時，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，負極上發(fā)生氧化反應(yīng)，C錯誤；鋅、銅和鹽酸構(gòu)成的原電池工作時，鋅片上有6.5 g鋅溶解，正極上有0.2 g氫氣生成，D錯誤。2. (2019·廈門模擬)將反應(yīng)2Fe32I2Fe2I2設(shè)計成如圖所示的原電池。下列說法不正確的是()A鹽橋中的K移向FeCl3溶液B反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)D電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中石墨電極為負極解析：選DA項，甲池中石墨電極為正極，乙池中石墨電極為負極，鹽橋中陽離子向正極移動，所以向FeCl3溶液遷移，正確；B項，反應(yīng)開始時，乙中I失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，正確；C項，當(dāng)電流計讀數(shù)為零時，說明沒有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，反應(yīng)達到平衡，正確；D項，當(dāng)加入Fe2，導(dǎo)致平衡逆向移動，則Fe2失去電子生成Fe3，甲中石墨作為負極，而乙中石墨成為正極，錯誤。3某同學(xué)做了如下實驗，下列說法中正確的是()裝置現(xiàn)象電流計指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)A.加熱鐵片所在燒杯，電流計指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)B用KSCN溶液檢驗鐵片、附近溶液，可判斷電池的正、負極C鐵片、的腐蝕速率相等D“電流計指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)”說明鐵片、鐵片均未被腐蝕解析：選A溫度不同，反應(yīng)速率不等，兩燒杯中存在電勢差，能夠產(chǎn)生電流，電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故A正確；兩燒杯中溶液的濃度不同，發(fā)生離子的定向移動，產(chǎn)生電流，鐵失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成Fe2，與KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，不能判斷電池的正、負極，故B錯誤；鐵片與鐵片未構(gòu)成原電池，鐵片與鐵片構(gòu)成了原電池，腐蝕速率一定不相等，故C錯誤；“電流計指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)”說明鐵片、鐵片未構(gòu)成原電池，但鐵片表面均會發(fā)生吸氧腐蝕，故D錯誤。4肼(N2H4)空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%30%的KOH溶液。下列說法不正確的是()A該電池放電時，通入肼的一極為負極B電池每釋放1 mol N2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4NAC通入空氣的一極的電極反應(yīng)式是O22H2O4e=4OHD電池工作一段時間后，電解質(zhì)溶液的pH將不變解析：選D該電池中肼是燃料，在負極通入，A正確；肼中氮元素的化合價是2價，氧化產(chǎn)物是N2，負極反應(yīng)為N2H44OH4e=4H2ON2，所以每釋放1 mol N2 轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4NA ，B正確；通入空氣的一極為正極，正極上O2發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式是O22H2O4e=4OH，C正確；電池總反應(yīng)為N2H4O2=N22H2O，反應(yīng)生成水，溶液濃度降低，KOH溶液的pH將降低，D錯誤。5(2017·全國卷)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列說法錯誤的是()A電池工作時，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S62Li2e=3Li2S4B電池工作時，外電路中流過0.02 mol電子，負極材料減重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D電池充電時間越長，電池中Li2S2的量越多解析：選D 原電池工作時，正極發(fā)生一系列得電子的還原反應(yīng)，即：Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2，其中可能有2Li2S62Li2e=3Li2S4，A項正確；該電池工作時，每轉(zhuǎn)移0.02 mol電子，負極有0.02 mol Li(質(zhì)量為0.14 g)被氧化為Li，則負極質(zhì)量減少0.14 g，B項正確；石墨烯能導(dǎo)電，利用石墨烯作電極，可提高電極a的導(dǎo)電性，C項正確；充電過程中，Li2S2的量逐漸減少，當(dāng)電池充滿電時，相當(dāng)于達到平衡狀態(tài)，電池中Li2S2的量趨于不變，故不是電池充電時間越長，電池中Li2S2的量越多，D項錯誤。6. (2019·武邑模擬)如圖所示為新型的甲酸/鐵離子燃料電池，具有原料安全、質(zhì)子電導(dǎo)率高、能量密度高的特點，適合應(yīng)用在規(guī)模化的供電場所。電池外殼采用聚四氯乙烯板，石墨作電極，在M端加注甲酸鈉和氫氧化鈉的混合液，在N端加注氯化鐵和氯化鈉的混合液。下列說法錯誤的是()A放電時，N端是正極BM端的電極反應(yīng)式為HCOOOH2e=CO2H2OC電池放電后，N端的Fe2通氯氣后轉(zhuǎn)化為Fe3，實現(xiàn)電解質(zhì)溶液的循環(huán)利用D采用多孔納米電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，有利于擴散至催化層解析：選BA項，正極發(fā)生還原反應(yīng)，F(xiàn)e3得到電子生成Fe2，N端是正極，正確；B項，M端的電極反應(yīng)式為HCOO3OH2e=CO2H2O，錯誤；C項，電池放電后，N端的Fe2通氯氣后，氯氣具有氧化性能氧化Fe2轉(zhuǎn)化為Fe3，F(xiàn)e3在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，實現(xiàn)電解質(zhì)溶液的循環(huán)利用，正確；D項，反應(yīng)物接觸面積越大，反應(yīng)速率越快，所以采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴散至電極表面，從而提高反應(yīng)速率，正確。7.硼化釩(VB2)空氣電池是目前儲電能力最強的電池，電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖，該電池工作時總反應(yīng)為4VB211O2=4B2O32V2O5，下列說法正確的是()A電極a為電池負極，發(fā)生還原反應(yīng)B每消耗1 mol VB2轉(zhuǎn)移6 mol電子C電池工作時，OH向電極a移動DVB2極發(fā)生的電極反應(yīng)式為2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O解析：選D由題圖可知，空氣通入電極a，顯然電極a為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯誤；4 mol VB2發(fā)生反應(yīng)時消耗11 mol O2，同時轉(zhuǎn)移44 mol電子，故消耗1 mol VB2時轉(zhuǎn)移11 mol電子，B錯誤；電池工作時，陰離子(OH)向負極(VB2極)移動，C錯誤；正極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，用總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式的11倍即得負極反應(yīng)式，故VB2在負極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O，D正確。8.近年來AIST報告正在研制一種“高容量、低成本”鋰銅空氣燃料電池，該電池通過一種復(fù)雜的銅腐蝕“現(xiàn)象”產(chǎn)生電力，其中放電過程為2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH，如圖所示。下列說法不正確的是()A放電時，Li透過固體電解質(zhì)向Cu極移動B放電時，負極的電極反應(yīng)式為Cu2OH2O2e=2Cu2OHC通空氣時，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2OD整個反應(yīng)過程中，銅相當(dāng)于催化劑解析：選B由題中裝置圖和放電時總反應(yīng)可知，放電時Li為負極，Cu為正極，陽離子向正極移動，A項正確；放電時，負極Li失電子轉(zhuǎn)化成Li，B項錯誤；結(jié)合題中裝置圖可知，通入空氣銅被腐蝕，生成Cu2O，C項正確；銅被腐蝕生成Cu2O，放電時Cu2O又被還原成Cu，所以整個反應(yīng)過程中Cu相當(dāng)于催化劑，D項正確。9. ZnZnSO4PbSO4Pb電池裝置如圖，下列說法錯誤的是()ASO從右向左遷移B電池的正極反應(yīng)為Pb22e=PbC左邊ZnSO4濃度增大，右邊ZnSO4濃度不變D若有6.5 g鋅溶解，有0.1 mol SO通過離子交換膜解析：選B鋅是負極，SO從右向左遷移，A正確；電池的正極反應(yīng)為PbSO42e=PbSO，B錯誤；左邊鋅失去電子轉(zhuǎn)化為ZnSO4，ZnSO4濃度增大，右邊ZnSO4濃度不變，C正確；若有6.5 g鋅即0.1 mol鋅溶解，根據(jù)電荷守恒可知有0.1 mol SO通過離子交換膜，D正確。10(2019·濮陽模擬)一種釕(Ru)基配合物光敏染料敏化太陽能電池的工作原理及電池中發(fā)生的主要反應(yīng)如圖所示。下列說法錯誤的是()A電池工作時，光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，X為電池的負極B鍍鉑導(dǎo)電玻璃上發(fā)生氧化反應(yīng)生成IC電解質(zhì)溶液中發(fā)生反應(yīng)：2Ru33I2Ru2ID電池工作時，電解質(zhì)溶液中I和I的濃度基本不變解析：選B電池工作時，光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，由圖中電子的移動方向可知，電極X為原電池的負極，故A正確；鍍鉑導(dǎo)電玻璃上，I得電子被還原為I，故B錯誤；電池工作時，負極反應(yīng)為2Ru22e=2Ru3，正極反應(yīng)為I2e=3I，又Ru2和Ru3、I和I相互轉(zhuǎn)化，所以電解質(zhì)溶液中發(fā)生2Ru33I2Ru2I，故C正確；由電池中發(fā)生的反應(yīng)可知，I在正極上得電子被還原為I，后又被氧化為I，I和I相互轉(zhuǎn)化，反應(yīng)的實質(zhì)是光敏有機物在激發(fā)態(tài)與基態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，電解質(zhì)溶液中I和I的濃度基本不變，故D正確。11.我國科研人員研制出一種室溫“可呼吸”NaCO2電池。放電時該電池“吸入”CO2，充電時“呼出”CO2。吸入CO2時，其工作原理如圖所示。吸收的全部CO2中，有 轉(zhuǎn)化為Na2CO3固體沉積在多壁碳納米管(MWCNT)電極表面。下列說法正確的是()A“吸入”CO2時，鈉箔為正極B“呼出”CO2時，Na向多壁碳納米管電極移動C“吸入”CO2時的正極反應(yīng)：4Na3CO24e=2Na2CO3CD標準狀況下，每“呼出”22.4 L CO2，轉(zhuǎn)移電子0.75 mol解析：選C“吸入”CO2時是原電池，根據(jù)圖示，鈉變成了Na，被氧化，鈉箔為負極，故A項錯誤；“呼出”CO2時是電解池，陽離子向陰極移動，Na向鈉箔電極移動，故B項錯誤；放電時該電池“吸入”CO2，吸收的CO2有 轉(zhuǎn)化為Na2CO3固體，有 轉(zhuǎn)化為C，正極反應(yīng)為4Na3CO24e=2Na2CO3C，故C項正確；標準狀況下，22.4 L CO2的物質(zhì)的量為1 mol，根據(jù)2Na2CO3C4e=4Na3CO2可知每“呼出”1 mol CO2，轉(zhuǎn)移電子 mol，故D項錯誤。12.如圖所示是原電池的裝置圖。請回答：(1)若C為稀H2SO4，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe且作負極，則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_；反應(yīng)進行一段時間后溶液C的pH將_(填“升高”“降低”或“基本不變”)。(2)若需將反應(yīng)：Cu2Fe3=Cu22Fe2設(shè)計成如圖所示的原電池裝置，則A(負極)極材料為_，B(正極)極材料為_，溶液C為_。(3)若C為CuCl2溶液，Zn是_極，Cu極發(fā)生_反應(yīng)，電極反應(yīng)式為_。反應(yīng)過程溶液中c(Cu2)_(填“變大”“變小”或“不變”)。(4)CO與H2反應(yīng)還可制備CH3OH，CH3OH可作為燃料使用，用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖：電池總反應(yīng)為2CH3OH3O2=2CO24H2O，則c電極是_(填“正極”或“負極”)，c電極的反應(yīng)方程式為_。若線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子，則上述CH3OH燃料電池消耗的O2在標準狀況下的體積為_ L。解析：(1)鐵作負極，則該原電池反應(yīng)是鐵與稀硫酸置換H2的反應(yīng)，所以正極反應(yīng)是H得電子生成H2，電極反應(yīng)式為2H2e=H2；溶液中H放電，導(dǎo)致溶液中H濃度減小，pH升高。(2)Cu2Fe3=Cu22Fe2設(shè)計成如題圖所示的原電池裝置，根據(jù)方程式中物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)類型判斷，Cu發(fā)生氧化反應(yīng)，作原電池的負極，所以A極材料是Cu，B極材料是比Cu不活潑的導(dǎo)電物質(zhì)如石墨、Ag等即可。溶液C中含有Fe3，如FeCl3溶液。(3)Zn比較活潑，在原電池中作負極，Cu作正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，Cu2在正極得到電子變成Cu，電極反應(yīng)為Cu22e=Cu，Cu2發(fā)生了反應(yīng)，則c(Cu2)變小。(4)根據(jù)圖中的電子流向知c是負極，是甲醇發(fā)生氧化反應(yīng)：CH3OH6eH2O=CO26H，線路中轉(zhuǎn)移 2 mol 電子時消耗氧氣0.5 mol，標準狀況下體積為11.2 L。答案：(1)2H2e=H2升高(2)Cu石墨(其他合理答案也可)FeCl3溶液(3)負還原Cu22e=Cu變小(4)負極CH3OH6eH2O=CO26H11.213(1)高鐵酸鉀(K2FeO4)不僅是一種理想的水處理劑，而且高鐵電池的研制也在進行中。如圖1所示是高鐵電池的模擬實驗裝置。該電池放電時正極的電極反應(yīng)式為_。若維持電流強度為1 A，電池工作十分鐘，理論消耗Zn_g(已知F96 500 C·mol1)。鹽橋中盛有飽和KCl溶液，此鹽橋中氯離子向_(填“左”或“右”)移動；若用陽離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向_(填“左”或“右”)移動。圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點有_。(2)有人設(shè)想以N2和H2為反應(yīng)物，以溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液，可制造出既能提供電能，又能固氮的新型燃料電池，裝置如圖3所示，電池正極的電極反應(yīng)式是_，A是_(填名稱)。(3)利用原電池工作原理測定汽車尾氣中CO的濃度，其裝置如圖4所示。該電池中O2可以在固體介質(zhì)NASICON(固溶體)內(nèi)自由移動，工作時O2的移動方向_(填“從a到b”或“從b到a”)，負極發(fā)生的電極反應(yīng)式為_。解析：(1)放電時高鐵酸鉀為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH。若維持電流強度為1 A，電池工作十分鐘，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 mol0.006 217 6 mol。理論消耗Zn的質(zhì)量為×65 g·mol10.2 g。電池工作時，陰離子移向負極，陽離子移向正極，所以鹽橋中氯離子向右移動；若用陽離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向左移動。(2)該電池的本質(zhì)反應(yīng)是合成氨反應(yīng)，電池中氫氣失去電子，在負極發(fā)生氧化反應(yīng)，氮氣得電子在正極發(fā)生還原反應(yīng)，則正極反應(yīng)式為N28H6e=2NH，氨氣與HCl反應(yīng)生成氯化銨，則電解質(zhì)溶液為NH4Cl、HCl混合溶液。(3)工作時電極b作正極，O2由電極b移向電極a；該裝置是原電池，通入CO的電極a是負極，負極上CO失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為COO22e=CO2。答案：(1)FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH0.2右左使用時間長、工作電壓穩(wěn)定(2)N28H6e=2NH氯化銨(3)從b到aCOO22e=CO2