2013年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題6 第二單元 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能課時(shí)闖關(guān)（含解析） 蘇教版

【高考總復(fù)習(xí)】2013年高三化學(xué)專題6：第二單元 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 課時(shí)闖關(guān)（含解析）（蘇教版）一、單項(xiàng)選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1(2012·黃岡中學(xué)高三期末)高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。下列敘述不正確的是()A放電時(shí)鋅作負(fù)極B充電時(shí)氫氧化鐵被氧化C放電時(shí)溶液的堿性增強(qiáng)D放電時(shí)轉(zhuǎn)移3 mol e，有2 mol FeO被還原解析：選D。由電池反應(yīng)知，Zn從0價(jià)變?yōu)?價(jià)，失去電子，Zn作原電池的負(fù)極，A項(xiàng)正確；充電時(shí)，F(xiàn)e(OH)3中的3價(jià)的鐵被氧化為K2FeO4中的6價(jià)的鐵，B項(xiàng)正確；放電時(shí)，生成OH，對(duì)應(yīng)的溶液堿性增強(qiáng)，C項(xiàng)正確；放電時(shí)，此反應(yīng)轉(zhuǎn)移6 mol e，對(duì)應(yīng)有2 mol FeO被還原，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2(2011·高考福建卷)研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲(chǔ)備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時(shí)加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說(shuō)法不正確的是()A水既是氧化劑又是溶劑B放電時(shí)正極上有氫氣生成C放電時(shí)OH向正極移動(dòng)D總反應(yīng)為：2Li2H2O=2LiOHH2解析：選C。C項(xiàng)是錯(cuò)誤的，因?yàn)樵姵胤烹姇r(shí)OH是向負(fù)極移動(dòng)的。這種電池名稱叫鋰水電池，可推測(cè)其總反應(yīng)為：2Li2H2O=2LiOHH2。再寫出其電極反應(yīng)如下：負(fù)極：2Li2e=2Li正極：2H2O2e=2OHH2結(jié)合選項(xiàng)分析A、B、D項(xiàng)都是正確的。3.電池總反應(yīng)式為C2H5OH3O2=2CO23H2O，電池示意圖如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()Aa為電池的負(fù)極Bb電極發(fā)生氧化反應(yīng)C電池工作時(shí)電流由b極沿導(dǎo)線經(jīng)燈泡再到a極D電池正極的電極反應(yīng)為：4HO24e=2H2O解析：選B。由電池總反應(yīng)C2H5OH3O2=2CO23H2O可知，乙醇在反應(yīng)中失電子，作還原劑，因此加乙醇一端的電極為負(fù)極，即a為電池的負(fù)極，A項(xiàng)正確；b電極上O2得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電池工作時(shí)電流由正極流向負(fù)極，即電流由b極流向a極，C項(xiàng)正確；正極上O2得電子，電極反應(yīng)為O24H4e=2H2O，D項(xiàng)正確。4(2010·高考江蘇卷)如圖是一種航天器能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)原理示意圖。下列說(shuō)法正確的是()A該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化B裝置Y中負(fù)極的電極反應(yīng)式為：O22H2O4e=4OHC裝置X能實(shí)現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生D裝置X、Y形成的子系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的零排放，并能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能間的完全轉(zhuǎn)化解析：選C。A項(xiàng)，該系統(tǒng)中存在太陽(yáng)能與電能、電能與機(jī)械能、化學(xué)能與電能、電能與化學(xué)能等4種形式的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，不正確；B項(xiàng)，裝置Y是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的燃料電池裝置，負(fù)極應(yīng)該是H2發(fā)生氧化反應(yīng)，故不正確；C項(xiàng)，裝置X為電解水產(chǎn)生氫氣和氧氣，故正確；D項(xiàng)，裝置X、Y形成的子系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的零排放，但不可能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能間的完全轉(zhuǎn)化，能量總是有損失的，故不正確。5被稱為“軟電池”的紙質(zhì)電池，采用一個(gè)薄層紙片(在其一邊鍍鋅，在其另一邊鍍二氧化錳)作為傳導(dǎo)體，在紙內(nèi)的離子“流過(guò)”水和氧化鋅組成的電解液。電池總反應(yīng)為Zn2MnO2H2O=ZnO2MnOOH，下列說(shuō)法正確的是()A該電池的正極為鋅B該電池反應(yīng)中二氧化錳起催化劑作用C當(dāng)0.1 mol Zn完全溶解時(shí)，流經(jīng)電解液的電子個(gè)數(shù)為1.204×1023D電池正極反應(yīng)式為MnO2eH2O=MnOOHOH解析：選D。該電池的負(fù)極反應(yīng)式為Zn2e2OH=ZnOH2O，故A錯(cuò)誤；用電池總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式可得正極反應(yīng)式：2MnO22e2H2O=2MnOOH2OH，故B錯(cuò)誤，D正確；電子不能流經(jīng)電解液，只能在外電路中流動(dòng)，C錯(cuò)誤。6.如右圖所示，將鎂條和銅片隔一定距離插入一個(gè)半熟的橘子中，用導(dǎo)線將二者與蜂鳴器連接，即構(gòu)成一個(gè)水果原電池，可以聽(tīng)到蜂鳴器發(fā)出音樂(lè)聲，則下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是()A該原電池的負(fù)極反應(yīng)為：Mg2e=Mg2B電流方向：Mg蜂鳴器CuC電路上流過(guò)1 mol電子時(shí)，在銅電極上產(chǎn)生的氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為11.2 LD若將蜂鳴器換成電源，則陽(yáng)極反應(yīng)為：Cu2e=Cu2解析：選B。在該裝置中Mg作負(fù)極，電子流向?yàn)镸g蜂鳴器Cu，電流方向與電子流向相反。二、不定項(xiàng)選擇題(每小題只有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意)7關(guān)于如圖所示的原電池，下列說(shuō)法正確的是()A電子從鋅電極通過(guò)檢流計(jì)流向銅電極B鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移C鋅電極發(fā)生還原反應(yīng)，銅電極發(fā)生氧化反應(yīng)D銅電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是Cu22e=Cu解析：選AD。由于鋅比銅活潑，因此鋅作負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，銅片上Cu2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，Cu22e=Cu。在原電池中陰離子向著負(fù)極移動(dòng)，而陽(yáng)離子向著正極移動(dòng)，故只有A、D正確。8(2012·湛江高三第一次模擬)一種光化學(xué)電池的結(jié)構(gòu)如圖，當(dāng)光照在表面涂有氯化銀的銀片上時(shí)，AgCl(s)Ag(s)Cl(AgCl)，Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化銀表面，接著Cl(AgCl)eCl(aq)，若將光源移除，電池會(huì)立即恢復(fù)至初始狀態(tài)。下列說(shuō)法不正確的是()A光照時(shí)，電流由X流向YB光照時(shí)，Pt電極發(fā)生的反應(yīng)為：2Cl2e=Cl2C光照時(shí)，Cl向Ag電極移動(dòng)D光照時(shí)，電池總反應(yīng)為：AgCl(s)Cu(aq)Ag(s)Cu2(aq)Cl解析：選BC。光照時(shí)，Cu失電子，B錯(cuò)誤；Y極為負(fù)極，X極為正極，電流由X流向Y，A正確；Cl(AgCl)得電子形成Cl(aq)，Cl向Pt電極移動(dòng)，C錯(cuò)誤；根據(jù)兩極反應(yīng)可知總反應(yīng)為AgCl(s)Cu(aq)Ag(s)Cu2(aq)Cl，D正確。9利用生活中常見(jiàn)的材料可以進(jìn)行很多科學(xué)實(shí)驗(yàn)，甚至制作出一些有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的裝置來(lái)，下圖就是一個(gè)用廢舊材料制作的可用于驅(qū)動(dòng)玩具的電池的示意圖。該電池工作時(shí)，有關(guān)說(shuō)法正確的是()A鋁罐將逐漸被腐蝕B炭粒和炭棒上發(fā)生的反應(yīng)為：O22H2O4e=4OHC炭棒應(yīng)與玩具電機(jī)的負(fù)極相連D該電池工作一段時(shí)間后炭棒和炭粒的質(zhì)量會(huì)減輕解析：選AB。該電池的反應(yīng)原理是：4Al3O2=2Al2O3，所以Al作電源負(fù)極，與玩具電機(jī)的負(fù)極相連，逐漸被腐蝕，A正確；B選項(xiàng)中反應(yīng)式為：O22H2O4e=4OH，B正確。10高功率Ni/MH(M表示儲(chǔ)氫合金)電池已經(jīng)用于混合動(dòng)力汽車?？偡磻?yīng)方程式如下：Ni(OH)2MNiOOHMH，下列敘述正確的是()A放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)B放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：MH2Oe=MHOHC充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為：Ni(OH)2OHe=NiOOHH2OD放電時(shí)每轉(zhuǎn)移1 mol電子，正極有1 mol NiOOH被氧化解析：選AC。放電時(shí)正極反應(yīng)為：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，正極附近c(diǎn)(OH)增大，溶液堿性增強(qiáng)，A正確；放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為MHOHe=MH2O，B錯(cuò)誤；充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為Ni(OH)2OHe=NiOOHH2O，C正確；放電時(shí)正極發(fā)生還原反應(yīng)，放電時(shí)每轉(zhuǎn)移1 mol電子，正極上有1 mol NiOOH被還原，D錯(cuò)誤。三、非選擇題11ZPower電池使用鋅聚合物作為負(fù)極和銀納米顆粒作為正極，其安全性類似于傳統(tǒng)的堿性電池，并且其材料95%可回收，該電池的容量比同體積的鋰電池高30%。銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它的充、放電過(guò)程可表示為2AgZn(OH)2Ag2OZnH2O。根據(jù)上述信息回答下列問(wèn)題：(1)電池在放電時(shí)，作為負(fù)極的是_，正極反應(yīng)式為_(kāi)。(2)該電池屬于_性電池(填“酸”、“堿”或“中”)。(3)寫出充電時(shí)的反應(yīng)式：陽(yáng)極(負(fù)極)：_；陰極(正極)：_。解析：(1)明確電池放電的過(guò)程即發(fā)生原電池反應(yīng)的過(guò)程，其電池反應(yīng)方程式為：ZnAg2OH2O=2AgZn(OH)2，被氧化的Zn為負(fù)極，則Ag2O為正極。(2)從產(chǎn)物分別為金屬氧化物和金屬氫氧化物的實(shí)際來(lái)看，該電池的電解質(zhì)溶液應(yīng)為堿性。(3)充電時(shí)發(fā)生電解池反應(yīng)，Ag為陽(yáng)極，Zn(OH)2為陰極，分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。答案：(1)ZnAg2OH2O2e=2Ag2OH(2)堿(3)2Ag2e2OH=Ag2OH2OZn(OH)22e=Zn2OH12(1)A、B、C三個(gè)燒杯中分別盛有相同物質(zhì)的量濃度的稀硫酸。B中Sn極的電極反應(yīng)式為_(kāi)，Sn極附近溶液的pH(填“增大”、“減小”或“不變”)_。C中總反應(yīng)離子方程式為_(kāi)。比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是_。(2)如圖是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問(wèn)題：電池的負(fù)極是_(填“a”或“b”)電極，該極的電極反應(yīng)是：_。電池工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的pH_(填“增大”、“減小”或“不變”)。解析：(1)B、C中均形成了原電池，在B中Fe作負(fù)極，腐蝕速率加快，在C中Zn作負(fù)極，而Fe被保護(hù)了起來(lái)，故被腐蝕的速率最慢。(2)CH4在反應(yīng)時(shí)失去電子，故a電極是電池的負(fù)極。電極反應(yīng)式可用總反應(yīng)式CH42OH2O2=CO3H2O和正極反應(yīng)式：O22H2O4e=4OH，做差而得。由于電池工作過(guò)程中會(huì)消耗OH，故一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的pH會(huì)減小。答案：(1)2H2e=H2增大Zn2H=Zn2H2B>A>C(2)aCH410OH8e=CO7H2O減小13.氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型電池。電池裝置如圖所示，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是_，在導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向?yàn)開(kāi)(用a、b表示)。(2)負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)。(3)電極表面鍍鉑粉的原因?yàn)開(kāi)。(4)該電池工作時(shí)，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷地提供電能。因此大量安全儲(chǔ)氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲(chǔ)氫材料，吸氫和放氫原理如下：.2LiH22LiH.LiHH2O=LiOHH2反應(yīng)中的還原劑是_，反應(yīng)中的氧化劑是_。已知LiH固體密度為0.82 g/cm3。用鋰吸收224 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積之比為_(kāi)。由生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中通過(guò)電子的物質(zhì)的量為_(kāi) mol。解析：本題考查電化學(xué)知識(shí)。(1)原電池的實(shí)質(zhì)為化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。總反應(yīng)為2H2O2=2H2O，其中H元素從0價(jià)升至1價(jià)，失去電子，即電子從a流向b。(2)負(fù)極為失去電子的一極，即H2失電子生成H，由于溶液呈堿性，故電極反應(yīng)式左邊應(yīng)加上OH，右邊生成H2O。(3)鉑粉吸附氣體的能力強(qiáng)，可以加快反應(yīng)速率。(4).Li元素從0價(jià)升至1價(jià)，作還原劑。.H2O中的H元素的化合價(jià)從1價(jià)降至H2中的0價(jià)，作氧化劑。由反應(yīng)，當(dāng)吸收10 mol H2時(shí)，則生成20 mol LiH，Vm/×103192.68×103L。V(LiH)/V(H2)192.68×103L/224 L8.6×104。20 mol LiH可生成20 mol H2，實(shí)際參加反應(yīng)的H2為20×80%16 mol,1 mol H2轉(zhuǎn)化成1 mol H2O，轉(zhuǎn)移2 mol電子，所以16 mol H2可轉(zhuǎn)移32 mol電子。答案：(1)由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苡蒩到b(2)2H24OH4e=4H2O(或H22OH2e=2H2O)(3)增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率(4)LiH2O8.6×10432