2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習 第3單元 第2節(jié) 原電池《化學(xué)電源》課時檢測.doc

2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習 第3單元 第2節(jié) 原電池化學(xué)電源課時檢測一、單項選擇題(本大題共24分，每小題4分，每小題只有一個正確選項)1(xx年全國新課標)銀質(zhì)器皿日久表面會逐漸變黑，這是生成了Ag2S的緣故。根據(jù)電化學(xué)原理可進行如下處理：在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時間后發(fā)現(xiàn)黑色會褪去。下列說法正確的是()。A處理過程中銀器一直保持恒重B銀器為正極，Ag2S被還原生成單質(zhì)銀C該過程中總反應(yīng)為：2Al3Ag2S=6AgAl2S3D黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl 2(2011年廣東高考)可用于電動汽車的鋁空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負極，空氣電極為正極。下列說法正確的是()。A以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應(yīng)都為：O22H2O4e=4OHB以NaOH溶液為電解液時，負極反應(yīng)為Al3OH3e=Al(OH)3C以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電解液的pH保持不變D電池工作時，電子通過外電路從正極流向負極3(xx年江蘇高考)MgH2O2電池可用于驅(qū)動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液，示意圖如下。該電池工作時，下列說法正確的是()。AMg電極是該電池的正極 BH2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C石墨電極附近溶液的pH增大 D溶液中Cl向正極移動4(xx年全國新課標)“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如下圖所示，電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯誤的是()。A電池反應(yīng)中有NaCl生成 B電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價鋁離子C正極反應(yīng)為：NiCl22e=Ni2ClD鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動5甲醇空氣燃料電池(DMFC)是一種高效能、輕污染的車載電池，其工作原理如下圖。下列有關(guān)敘述正確的是()。AH從正極區(qū)通過交換膜移向負極區(qū)B負極的電極反應(yīng)式為：CH3OH(l)H2O(l)6e=CO2(g)6HCd導(dǎo)出的是CO2D圖中b、c分別是O2、甲醇6一種燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。該電池負極發(fā)生的反應(yīng)是()。ACH3OH(g)O2(g)2e=H2O(l)CO2(g)2H(aq)BO2(g)4H(aq)4e=2H2O(l)CCH3OH(g)H2O(l)6e=CO2(g)6H(aq)DO2(g)2H2O(l)4e=4OH二、雙項選擇題(本大題共12分，每小題6分，每小題有二個正確選項。選對一個給3分，選錯一個不給分)7銅鋅原電池工作時，下列敘述正確的是()。A正極反應(yīng)為：Zn2e=Zn2B電池反應(yīng)為：ZnCu2=Zn2CuC在外電路中，電子從負極流向正極 D鹽橋中的K移向ZnSO4溶液8燃料電池是利用燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧氣反應(yīng)從而將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。下列關(guān)于甲烷燃料電池(NaOH溶液作電解質(zhì))的說法中正確的是()。A負極反應(yīng)為：O22H2O4e=4OHB負極反應(yīng)為：CH410OH8e=CO7H2OC放電時溶液中的陰離子向負極移動D隨著放電的進行，溶液的pH不發(fā)生改變?nèi)?、非選擇題(本大題共64分)9(16分)鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。(1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式：_。(2)若將(1)中的反應(yīng)設(shè)計成原電池，請在下面方框內(nèi)畫出原電池的裝置圖，標出正、負極，并寫出電極反應(yīng)式。正極反應(yīng)：_；負極反應(yīng)：_。(3)腐蝕銅板后的混合溶液中，若Cu2、Fe3和Fe2的濃度均為0.10 molL1。請參照下表給出的數(shù)據(jù)和藥品，簡述除去CuCl2溶液中Fe3和Fe2的實驗步驟：_ _。離子氫氧化物開始沉淀時的pH氫氧化物沉淀完全時的pHFe31.93.2Fe27.09.0Cu24.76.7提供的藥品：Cl2、濃硫酸、NaOHI溶液、CuO、Cu(4)某科研人員發(fā)現(xiàn)劣質(zhì)不銹鋼在酸中腐蝕緩慢，但在某些鹽溶液中腐蝕現(xiàn)象明顯。請從上表提供的藥品中選擇兩種(水可任選)，設(shè)計最佳實驗，驗證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_，劣質(zhì)不銹鋼腐蝕的實驗現(xiàn)象：_。10(16分)LiSOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為：4Li2SOCl2=4LiClSSO2。請回答下列問題：(1)電池的負極材料為_，發(fā)生的電極反應(yīng)為：_；(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為：_；(3)SOCl2易揮發(fā)，實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，實驗現(xiàn)象是_，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_；(4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，原因是_。11(16分)(1)以Al和NiO(OH)為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2，該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式是：_。(2)普通鋅錳電池放電時發(fā)生的主要反應(yīng)為：Zn2NH4Cl2MnO2=Zn(NH3)2Cl22MnOOH。該電池中，負極材料主要是_，與普通鋅錳電池相比，堿性鋅錳電池的優(yōu)點是_。(3)原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計兩種類型的原電池，探究其能量轉(zhuǎn)化效率。限選材料：ZnSO4(aq)、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)、銅片、鐵片、鋅片和導(dǎo)線。以銅片為電極之一，CuSO4(aq)為電解質(zhì)溶液，只在一個燒杯中組裝原電池乙，工作一段時間后，可觀察到負極_。完成原電池甲的裝置示意圖(見圖)，并作相應(yīng)標注。要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素。甲乙兩種原電池中可更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是_，其原因是_。(4)將氫氧燃料電池中的氫氣換成氨氣也可以構(gòu)成燃料電池，其電池反應(yīng)原理為：4NH33O2=2N26H2O。電解質(zhì)溶液應(yīng)該呈_(填“酸性”“堿性”或“中性”)，負極的電極反應(yīng)式：_。12(16分)(1)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池放電時正極的Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag，負極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4，寫出該電池的反應(yīng)方程式：_。(2)氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。如下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質(zhì)穩(wěn)定。氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化的主要形式是_，在導(dǎo)線中電子流動方向為_(用a、b表示)，負極反應(yīng)式為：_。電極表面鍍鉑粉的原因是：_。(3)2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)計的原電池如下圖所示。電極X的材料是_；電解質(zhì)溶液Y是_，外電路中的電子是從_電極流向_電極。(4)將兩個鉑電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH4和O2，構(gòu)成甲烷燃料電池。通入CH4的電極反應(yīng)式是：CH410OH8e=CO7H2O，通入O2的電極反應(yīng)式是：_。第2節(jié)原電池化學(xué)電源1B解析：銀器放在鋁制容器中，由于鋁的活潑性大于銀，故鋁為負極，失電子，銀為正極，銀表面的Ag2S得電子，析出單質(zhì)銀附著在銀器的表面，故銀器質(zhì)量增加，A錯誤； Al2S3在溶液中不能存在，會發(fā)生雙水解反應(yīng)生成H2S和Al(OH)3，C錯誤；黑色褪去是Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag而不是AgCl，從化合價變化也可推斷，S被氧化，Ag肯定被還原，D錯誤。2A解析：電池工作時，正極上O2得到電子被還原，電極反應(yīng)為：O22H2O4e=4OH，A正確；電解液為NaOH溶液時，在負極上產(chǎn)生的是NaAlO2而不是Al(OH)3，B錯誤；電池的總反應(yīng)為：4Al3O24NaOH=4NaAlO22H2O，消耗NaOH，pH減小，C錯誤；電池工作時，電子通過外電路由負極流向正極，D錯誤。3C解析：組成的原電池的負極被氧化，鎂為負極，而非正極，A錯誤；雙氧水作為氧化劑，在石墨上被還原變?yōu)樗?，溶液pH增大，B錯誤；溶液中Cl移動方向同外電路電子移動方向一致，應(yīng)向負極方向移動，D錯誤。 4B解析：根據(jù)此電池的構(gòu)造可知，該電池的反應(yīng)原理為：電池制備的初始原材料為Ni和NaCl(普通食鹽)，通過首次充電，Ni和NaCl反應(yīng)在負極產(chǎn)生金屬Na，在正極形成Ni和NiCl2混合物，當電池放電時，Na和NiCl2又重新反應(yīng)生成Ni和NaCl。原電池的總反應(yīng)為：2NaNiCl2=2NaClNi，綜上分析B項是錯誤的。5B解析：由H的遷移方向(從負極到正極)，可知甲為負極，乙為正極，故b、c分別通入甲醇、O2；a、d分別導(dǎo)出CO2、H2O。6C解析：A項不是電極反應(yīng)式；甲醇燃料電池是甲醇在負極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極發(fā)生還原反應(yīng)，故B項、D項錯誤。7BC解析：Zn比Cu活潑，則Zn作負極，負極反應(yīng)為：Zn2e=Zn2，A錯誤；Zn能置換出Cu，B正確；電流從正極經(jīng)過外電路流向負極，電子流向與電流相反，C正確；左燒杯中Zn是流出電子的負極，右燒杯中Cu作流入電子的正極，因此前者排斥陽離子、吸引陰離子，后者吸引陽離子、排斥陰離子，鹽橋中的K遠離負極區(qū)的ZnSO4溶液、移向正極區(qū)的CuSO4溶液，D錯誤。8BC解析：燃料電池的正極一般通入氧氣，在堿性條件下正極反應(yīng)為：O22H2O4e=4OH，A錯誤；隨著放電的進行，生成水而消耗OH，故pH會降低，D錯誤。9(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)裝置圖如下所示2Fe32e=2Fe2Cu2e=Cu2(3)通入足量氯氣將Fe2氧化成Fe3；加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH至3.24.7；過濾除去Fe(OH)3和多余的CuO(4)CuOH2SO4=CuSO4H2O，CuSO4Fe=FeSO4Cu不銹鋼表面有紅色物質(zhì)生成解析：(1)FeCl3與Cu發(fā)生反應(yīng)：2FeCl3Cu=CuCl22FeCl2。(2)依據(jù)上述氧化還原反應(yīng)，設(shè)計的原電池為：Cu作負極，C(石墨)為正極，F(xiàn)eCl3溶液作電解質(zhì)溶液。其中負極反應(yīng)：Cu2e=Cu2，正極反應(yīng)：2Fe32e=2Fe2。(3)根據(jù)沉淀Fe2、Fe3和Cu2的pH確定。首先將溶液中的Fe2氧化成Fe3，然后利用Fe3的水解：Fe33H2OFe(OH)33H，往溶液中加入CuO時，CuO與H作用從而使上述平衡右移。pH將逐漸增大，F(xiàn)e3轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀而除去。(4)不銹鋼在CuSO4中發(fā)生置換反應(yīng)：CuSO4Fe=FeSO4Cu。從而在不銹鋼的表面析出了紅色Cu，這樣構(gòu)成了CuFe原電池，加快了不銹鋼的腐蝕。驗證的方法是先使CuO與H2SO4作用生成CuSO4，然后把劣質(zhì)不銹鋼放入CuSO4溶液中，觀察表面是否有紅色物質(zhì)生成。10(1)鋰Lie=Li(2)2SOCl24e=4ClSSO2(3)出現(xiàn)白霧，有刺激性氣體生成SOCl2H2O=SO22HCl(4)因為該電池的電極Li能和氧氣、水反應(yīng)，電解液的主要成分SOCl2也與水反應(yīng)解析：(1)由電池總反應(yīng)式可分析出Li的化合價升高，被氧化，故鋰在電池反應(yīng)中失去電子，作負極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為：Lie=Li；(2)SOCl2在電池反應(yīng)中得電子，其為正極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為：2SOCl24e=4ClSSO2；(3)SOCl2遇水劇烈反應(yīng)生成二氧化硫和HCl，HCl遇水形成大量的白霧，同時有具刺激性氣味的氣體生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SOCl2H2O=2HClSO2；(4)鋰是活潑的金屬，能與水、氧氣等反應(yīng)；SOCl2也能與水反應(yīng)，所以組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行。11(1)Al3NiO(OH)NaOHH2O=NaAlO23Ni(OH)2(2)鋅在堿性條件下，金屬的性質(zhì)比較穩(wěn)定，電池的使用壽命大大增強(3)電極逐漸溶解，有紅色固體析出裝置圖如下甲電池乙的負極可與CuSO4溶液直接反應(yīng)，導(dǎo)致部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能；電池甲的負極不與所接觸的電解質(zhì)溶液反應(yīng)，化學(xué)能在轉(zhuǎn)化為電能時損耗較小或或(4)堿性2NH36e6OH=N26H2O解析：(1)根據(jù)得失電子守恒有：Al3NiO(OH)2NaOH=NaAlO23Ni(OH)2，再由元素守恒得：Al3NiO(OH)NaOHH2O=NaAlO23Ni(OH)2。(2)根據(jù)普通鋅錳電池放電時發(fā)生的主要反應(yīng)：Zn2NH4Cl2MnO2=Zn(NH3)2Cl22MnOOH，失去電子的為負極，材料為鋅；金屬易和酸發(fā)生反應(yīng)，而在堿性條件下，金屬的性質(zhì)比較穩(wěn)定，電池的使用壽命大大增強。(3)由所給的電極材料可知，當銅片做電極時，銅片一定是正極，則負極是活潑的金屬(失電子發(fā)生氧化反應(yīng))，反應(yīng)的現(xiàn)象是電極逐漸溶解。由題給試劑，結(jié)合原電池的形成條件可知可以組合的原電池可以是：鋅銅、鋅鐵、鐵銅原電池。由圖示所給電子移動方向可知左邊為負極(活潑金屬)。(4)NH3與酸反應(yīng)生成鹽，故該電池應(yīng)選用堿性電解質(zhì)溶液。12(1)Ag2O22Zn4KOH2H2O=2K2Zn(OH)42Ag(2)由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苡蒩到b2H24OH4e=4H2O(或H22OH2e=2H2O)增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率(3)銅AgNO3溶液銅銀(4)2O24H2O8e=8OH解析：(1)根據(jù)原電池反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系，初步確定氧化劑是過氧化銀，還原產(chǎn)物是銀；還原劑是金屬鋅，氧化產(chǎn)物是四羥基合鋅酸鉀；同時注意所用的介質(zhì)是氫氧化鉀溶液。(2)氫氧燃料電池中，負極通H2，正極通O2，所以導(dǎo)線中電子由a到b。(3)原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag作氧化劑，Age=Ag的反應(yīng)為正極反應(yīng)式，則Cu作負極，負極反應(yīng)式為：Cu2e=Cu2，則Y溶液為AgNO3溶液，外電路中的電子由負極流向正極。(4)在原電池中，負極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)。