（湘教考苑）（新課標(biāo)）高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 6.2原電池與化學(xué)電源 金屬的腐蝕及其防護(hù)課時作業(yè) 新人教版.doc

6.2原電池與化學(xué)電源 金屬的腐蝕及其防護(hù)一、選擇題1.有關(guān)電化學(xué)知識的描述正確的是（ ）a.cao+h2oca(oh)2，可以放出大量的熱，故可把該反應(yīng)設(shè)計成原電池，把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能b.某原電池反應(yīng)為cu+2agno3cu(no3)2+2ag，裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的kcl飽和溶液c.原電池的兩極一定是由活動性不同的兩種金屬組成d.理論上說，任何能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計成原電池解析：只有放熱的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計成原電池，所以a選項(xiàng)錯,d選項(xiàng)對。鹽橋中的氯離子可以與銀離子反應(yīng)，所以應(yīng)該用硝酸鉀溶液做鹽橋；燃料電池中，兩極材料可以相同，如氫氧原料電池兩極都用金屬pt 做電極。答案：d2.(2014北京卷) 下列電池工作時，o2在正極放電的是( )解析：鋅錳干電池的正極為二氧化錳得電子，a錯誤；氫燃料電池正極為氧氣得電子，b正確；鉛蓄電池正極為二氧化鉛得電子，c錯誤；鎳鎘電池的正極為氫氧化鎳得電子，d錯誤。答案：b3.下圖實(shí)驗(yàn)為研究金屬腐蝕的實(shí)驗(yàn)。下列相關(guān)說法正確的是()a.食鹽水中有氣泡逸出b.鐵表面的反應(yīng)為fe-3e-fe3+c.紅色首先在食鹽水滴的中心出現(xiàn)d.該實(shí)驗(yàn)研究的是金屬的吸氧腐蝕解析：由于電解質(zhì)溶液為中性，因此屬于吸氧腐蝕，d項(xiàng)正確；圖中鐵為負(fù)極，發(fā)生的反應(yīng)為fe-2e-fe2+，b項(xiàng)錯誤；鐵板中的碳作正極，電極反應(yīng)為o2+4e-+ 2h2o4oh-，因正極反應(yīng)需要氧氣參加，故溶液周邊接觸空氣處首先變紅，c項(xiàng)錯誤；反應(yīng)整個過程中沒有氣體生成，因此a項(xiàng)錯誤。答案：d4.下圖是某空間站能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的局部示意圖，其中燃料電池采用koh為電解液。下列有關(guān)說法中不正確的是( )a.該能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中的水可以循環(huán)使用b.燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的能量實(shí)際上來自于水c.水電解系統(tǒng)中的陽極反應(yīng)為：4oh-4e-2h2o+o2d.燃料電池放電時的負(fù)極反應(yīng)為：h2-2e-+2oh-2h2o解析：a選項(xiàng)，由轉(zhuǎn)化系統(tǒng)可知，水分解后還可再生成，則水是循環(huán)使用的，故a正確；b選項(xiàng)，燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的能量來源于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)能，屬于化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，不是來源于水，故b錯誤；c選項(xiàng)，水電解時，陽極上氫氧根離子失電子生成水和氧氣，電極反應(yīng)式為4oh-4e-2h2o+o2，故c正確；d選項(xiàng)，該燃料電池放電時的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，2oh-+h2-2e-2h2o，故d正確。答案：b5.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(fù)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o2+2h2o+4e-4oh-b.以naoh溶液為電解液時，負(fù)極反應(yīng)為al+3oh-3e-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(fù)極解析：無論是naoh還是nacl，在正極上都是o2得到電子被還原，a項(xiàng)正確；生成的al(oh)3是兩性氫氧化物，在堿溶液中發(fā)生反應(yīng)生成，b項(xiàng)錯誤；生成的al(oh)3與naoh反應(yīng)生成naalo2，消耗電解質(zhì)中的naoh，使ph減小，c項(xiàng)錯誤；原電池中，電子由外電路的負(fù)極流向正極，d項(xiàng)錯誤。答案：a6.(2014廣東卷) 某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，電極為al，其他電極均為cu，則( )a.電流方向：電極 電極b.電極發(fā)生還原反應(yīng)c.電極逐漸溶解d.電極的電極反應(yīng)：cu2+2e-cu解析：根據(jù)原電池的構(gòu)成原理，可知電極為負(fù)極，電極為正極，電極為陽極，電極為陰極。電子流向?yàn)殡姌O電極，故電流方向?yàn)殡姌O電極，a項(xiàng)正確；電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，b項(xiàng)錯誤；電極為正極，cu2+在此被還原，c項(xiàng)錯誤；電極為陽極，活性陽極cu在此被氧化，d項(xiàng)錯誤。答案：a7.(2015臨川質(zhì)檢)控制適合的條件，將反應(yīng)2fe3+2i-2fe2+i2設(shè)計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是( )a.反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)b.反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上fe3+被還原c.電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達(dá)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，乙中的石墨電極為負(fù)極解析：可逆反應(yīng)設(shè)計成的原電池，可以控制條件改變電子流動方向，達(dá)到平衡時，就沒有電流產(chǎn)生。答案：d8.右圖裝置中，在u形管底部盛有ccl4，分別在u形管兩端小心倒入飽和食鹽水和稀硫酸，并使a、b兩處液面相平，然后分別塞上插有生鐵絲的塞子，密封好，放置一段時間后，下列有關(guān)敘述錯誤的是()a.鐵絲在兩處的腐蝕速率：abb.a、b兩處相同的電極反應(yīng)為fe-2e-fe2+c.一段時間后，a處液面高于b處液面d.生鐵絲中的碳在a、b兩處分別作原電池的負(fù)極和正極解析：左端發(fā)生吸氧腐蝕，右端發(fā)生析氫腐蝕，故c項(xiàng)正確；兩端鐵均作負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而受到腐蝕，其電極反應(yīng)均為fe-2e-fe2+，而鐵中的碳均作原電池的正極，故b項(xiàng)正確，而d項(xiàng)錯誤。答案：d9.(2014湖北武漢)如圖裝置可用來監(jiān)測空氣中no的含量，下列說法不正確的是()a.電子由pt電極流出，經(jīng)外電路流向nio電極b.pt電極上發(fā)生的是還原反應(yīng)c.nio電極的電極反應(yīng)式為no+o2-2e-no2d.每轉(zhuǎn)移2 mol電子，有1 mol o2-遷移到負(fù)極解析：no在負(fù)極(nio)發(fā)生失電子反應(yīng)，o2在正極(pt)發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電子由nio電極經(jīng)外電路流向pt電極，a項(xiàng)錯誤，b項(xiàng)正確；每轉(zhuǎn)移2 mol電子，生成1 mol o2-，遷移到負(fù)極，d項(xiàng)正確。答案：a10.(2014山西沂州一中等四校聯(lián)考)下圖所示是一種酸性燃料電池酒精檢測儀，具有自動吹氣流量偵測與控制的功能，非常適合進(jìn)行現(xiàn)場酒精檢測。下列說法不正確的是()a.電流由o2所在的鉑電極經(jīng)外電路流向另一電極b.o2所在的鉑電極處發(fā)生還原反應(yīng)c.該電池的負(fù)極反應(yīng)式為：ch3ch2oh+3h2o-12e-2co2+12h+d.微處理器通過檢測電流大小而計算出被測氣體中酒精的含量解析：呼出的氣體攜帶酒精，在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)被氧化成醋酸，故c項(xiàng)錯誤。答案：c11.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在fecl3酸性溶液中加入少量鋅粉后，fe3+立即被還原成fe2+。某化學(xué)興趣小組根據(jù)該實(shí)驗(yàn)事實(shí)設(shè)計了如下圖所示的原電池裝置。下列有關(guān)說法中正確的是()a.該原電池的正極反應(yīng)是zn-2e-zn2+b.pt電極表面生成大量氣泡c.生成的fe2+通過鹽橋可以和鋅直接反應(yīng)生成fed.左燒杯中溶液的紅色逐漸褪去解析：正極發(fā)生還原反應(yīng)，2fe3+2e-2fe2+，故a、b兩項(xiàng)錯誤，d項(xiàng)正確；鹽橋中的陰離子移向負(fù)極區(qū)，fe2+不能通過鹽橋，c項(xiàng)錯誤。答案：d12.（2014全國新課標(biāo)卷) 2013年3月我國科學(xué)家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是( )a.a為電池的正極b.電池充電反應(yīng)為limn2o4li1-xmn2o4+xlic.放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化d.放電時，溶液中l(wèi)i+從b向a遷移解析：圖示所給出的是原電池裝置。a.由圖示分析，金屬鋰易失電子，由原電池原理可知，含有鋰的一端為原電池的負(fù)極，即b為負(fù)極，a為正極，故正確。b.電池充電時為電解池，反應(yīng)式為原電池反應(yīng)的逆反應(yīng)，故正確。c.放電時，a極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)的是mn元素，鋰元素的化合價沒有變化，故不正確。d.放電時為原電池，鋰離子為陽離子，應(yīng)向正極（a極）遷移，故正確。答案：c二、非選擇題13.(2013廣東卷，節(jié)選)能量之間可相互轉(zhuǎn)化：電解食鹽水制備cl2是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，而原電池可將化學(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。(1)完成原電池甲的裝置示意圖(上圖)，并作相應(yīng)標(biāo)注。要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素。(2) 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(fù)極_。(3)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_。解析：(1)由題給材料及用品，結(jié)合原電池的形成條件可知可以組合的原電池是：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(fù)極(相對活潑金屬)、右邊為正極(相對不活潑金屬)，則組裝的原電池可以如圖所示：(2)由所給的電極材料可知，當(dāng)銅片作電極時，銅片一定是正極，則負(fù)極是比銅活潑的金屬(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。(3)以zn和cu作電極為例，如果不用鹽橋則zn與cuso4反應(yīng)，置換出的cu附著在zn表面，阻礙了zn與cuso4的接觸，不能提供穩(wěn)定的電流。答案：(1) (2)電極逐漸溶解，表面有紅色固體析出(3)甲負(fù)極不和銅離子接觸，避免了銅離子直接與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)而使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能14.(2014安徽卷，節(jié)選)某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕類型的影響因素，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞(如圖1)。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時測量容器中的壓強(qiáng)變化。(1) 請完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計表(表中不要留空格)：(2)編號實(shí)驗(yàn)測得容器中壓強(qiáng)隨時間變化如圖2。t2時，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始壓強(qiáng)，其原因是鐵發(fā)生了_ 腐蝕，請?jiān)趫D3中用箭頭標(biāo)出發(fā)生該腐蝕時電子流動方向；此時，碳粉表面發(fā)生了_(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，其電極反應(yīng)式是_。(3)該小組對圖2中0t1時壓強(qiáng)變大的原因提出了如下假設(shè)，請你完成假設(shè)二：假設(shè)一：發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生了氣體；假設(shè)二：_；解析：(1)為得出影響規(guī)律，兩個對比實(shí)驗(yàn)只能保留一個變量不同，實(shí)驗(yàn)為探究醋酸濃度的影響，則所取碳粉質(zhì)量、鐵粉質(zhì)量需要和實(shí)驗(yàn)相同；對比實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)，二者所取碳粉質(zhì)量不同，實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄刻挤酆繉?shí)驗(yàn)的影響。(2)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)變小，則容器內(nèi)氣體物質(zhì)的量減少，說明發(fā)生了吸氧腐蝕；發(fā)生腐蝕時形成原電池，因此電子由負(fù)極(fe)流向正極(c)；在碳粉(正極)表面發(fā)生的反應(yīng)是溶解的o2得電子還原為oh-(起始時，滴入醋酸，則電解質(zhì)溶液酸性強(qiáng)，o2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，與h+結(jié)合成h2o，因此正極電極反應(yīng)也可寫成4h+o2+4e-2h2o)。(3)錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)開始時變大的原因有兩個：一是發(fā)生析氫腐蝕，二是反應(yīng)放熱，瓶內(nèi)溫度升高。 答案：(1) (2)吸氧 還原 2h2o+o2+4e-4oh-(或4h+o2+4e-2h2o)(3)反應(yīng)放熱，溫度升高15.某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(licoo2)、導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為6c+xli+xe-lixc6?；卮鹣铝袉栴}：(1)充放電過程中，發(fā)生licoo2與li1-xcoo2之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時電池反應(yīng)方程式：。(2)在回收正極材料中的某些金屬資源的工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是。(3)二甲醚(ch3och3)直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其能量密度高于甲醇直接燃料電池(5.93 kwhkg-1)。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為，一個二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生個電子的電量；該電池的理論輸出電壓為1.20 v，能量密度e=(列式計算。能量密度=電池輸出電能/燃料質(zhì)量，1 kwh=3.6106j)。解析：(1)正極發(fā)生得電子的反應(yīng)，co的化合價降低，由li1-xcoo2生成licoo2化合價由+(3+x)降低到+3，降低了x，故正極反應(yīng)式為li1-xcoo2+xe-+xli+ licoo2，由充電時電池負(fù)極反應(yīng)式可知放電時負(fù)極反應(yīng)式為lixc6-xe-6c+ xli+，兩電極反應(yīng)式相加可得電池反應(yīng)式。(2)注意信息“有利于鋰在正極的回收”結(jié)合原電池的工作原理，陽離子向正極移動即可分析。(3)燃料電池中，燃料在負(fù)極發(fā)生失電子的反應(yīng)，二甲醚的分子式為c2h6o，在酸性條件下生成co2，碳的化合價從-2價升至+4價，一個二甲醚失去12個e-，書寫過程：第一步ch3och3-12e-co2，第二步配平除“h、o”之外的其他原子ch3och3-12e- 2co2，第三步用“h+”配平電荷ch3och3-12e-co2+12h+，第四步補(bǔ)水配氫ch3och3-12e-+3h2o2co2+12h+，第五步用“o”檢查是否配平；1 kg二甲醚可以產(chǎn)生12電子，1 mol電子可以提供96 500 c的電量，電壓電量=功，故可求出能量密度。答案：(1) li1-xcoo2+lixc6licoo2+6c(2)li+從負(fù)極中脫出，經(jīng)由電解質(zhì)向正極移動并進(jìn)入正極材料中(3)ch3och3+3h2o-12e-2co2+12h+12(3.6106 j/kw/h)=8.39 kwh/kg16.某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動。(1)如圖為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)(用離子方程式表示)設(shè)計的原電池裝置，反應(yīng)前，電極質(zhì)量相等，一段時間后，兩電極質(zhì)量相差12 g，導(dǎo)線中通過 mol電子。(2)其他條件不變，若將cucl2溶液換為nh4cl溶液，石墨電極反應(yīng)為，這是由于nh4cl溶液顯(填“酸性”“堿性”或“中性”)。用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中，向其中滴加少量