2011屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 5.2原電池化學(xué)電源隨堂演練 新人教版

1、2011屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)隨堂演練：5.2原電池化學(xué)電源1. (2010·原創(chuàng))在下圖中的8個裝置中，屬于原電池的是() A B C D解析：構(gòu)成原電池要有四個基本條件。a.電解質(zhì)溶液；b.兩個電極，其中一個相對較活潑，另一個相對較不活潑。兩個電極直接或間接地連接在一起，并插入電解質(zhì)溶液中；c.能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)；d.形成閉合電路。其中、不滿足b、d條件，不滿足b條件，不滿足a條件，不滿足d條件。答案：C2 把A、B、C、D四塊金屬片浸入稀硫酸中，分別用導(dǎo)線兩兩相連可以組成原電池。A、B相連時A為負(fù)極；C、D相連時，電流由DC；A、C相連時，C極上產(chǎn)生大量氣泡，B、D相連時，D

2、極發(fā)生氧化反應(yīng)。這四種金屬的活動性順序是()AA>B>C>D BA>C>D>B CC>A>B>D DB>D>C>A解析：在原電池中，比較活潑的金屬為負(fù)極。A、B相連時A為負(fù)極，說明A比B活潑；C、D相連時，電流由DC，由于電子流動的方向與電流方向相反，所以C為失去電子的一極，C比D活潑；A、C相連時，C上產(chǎn)生氣泡，即C上發(fā)生的反應(yīng)是2H2e=H2，是還原反應(yīng)，所以A比C活潑；B、D相連時D極發(fā)生氧化反應(yīng)，則D為負(fù)極。綜合以上結(jié)論可知，B是正確答案。答案：B3.(2009·廣東單科，14)可用于電動汽車的鋁空氣燃料

3、電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液，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溶液為電解質(zhì)溶液時，正極反應(yīng)都為： O22H2O4e=4OHB以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時，負(fù)極反應(yīng)為：Al3OH3e=Al(OH)3C以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時，電池在工作過程中電解質(zhì)溶液的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：B項，以NaOH為電解質(zhì)溶液時，不應(yīng)生成Al(OH)3沉淀，而應(yīng)生成AlO。C項，電解質(zhì)溶液的pH應(yīng)減小。D項，電子通過外電路從負(fù)極流向正極。答案：A4 (2010·改編)下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此

4、圖的提示，下列敘述不正確的是()Aa電極是負(fù)極Bb電極的電極反應(yīng)為：4OH4e=2H2OO2C氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源D氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置解析：本題主要考查原電池的電極判斷、電極反應(yīng)式的書寫及電極產(chǎn)物的確定。a電極上發(fā)生反應(yīng)：2H24e=4H，是負(fù)極，b電極上發(fā)生反應(yīng)：O22H2O4e=4OH，是正極。氫氧燃料電池的能量效率較高，而且產(chǎn)物H2O是一種無污染物質(zhì)，是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源。氫氧燃料電池通入H2、O2就能工作，無需將H2、O2儲藏在電池內(nèi)部。答案：B5(1)將Al片和Cu片用導(dǎo)線相連，插入稀H2SO4中組成原電

5、池，寫出電極名稱及電極反應(yīng)式：Al片()_，Cu片()_。(2)若將Al片和Cu片用導(dǎo)線相連，插入濃HNO3中能否組成原電池？_(填“能”或“不能”，“若不能”，則不用回答下面的問題)，若能組成原電池，寫出電極名稱及電極反應(yīng)式：Al片()_，Cu片()_。解析：(1)Al片和Cu片用導(dǎo)線相連，插入稀H2SO4中時，Al比Cu活潑，Al為負(fù)極，失電子被氧化為Al3，Cu為正極，溶液中的H得電子被還原為H2。(2)Al片和Cu片用導(dǎo)線相連，插入濃HNO3中時，由于鋁被鈍化，不能溶解，Al為正極，Cu為負(fù)極，失電子被氧化為Cu2。答案：(1)負(fù)極2Al6e=2Al3正極6H6e=3H2(2)能正極2

6、NO4H2e=2NO22H2O負(fù)極Cu2e=Cu26由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進(jìn)行實驗。裝置現(xiàn)象二價金屬A不斷溶解C的質(zhì)量增加A上有氣體產(chǎn)生根據(jù)實驗現(xiàn)象回答下列問題：(1)裝置甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式是_。(2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是_。(3)裝置丙中溶液的pH_(填“變大”、“變小”或“不變”)。(4)四種金屬活潑性由強(qiáng)到弱的順序是_。解析：甲、乙、丙均為原電池裝置。依據(jù)原電池原理，甲中A不斷溶解，則A為負(fù)極、B為正極，活潑性A>B；乙中C極增重，即析出Cu，則B為負(fù)極，活潑性B>C；丙中A上有氣體即H2產(chǎn)生，則A為正極，活潑性D>A，隨著H的消耗，pH變大。答案

7、：(1)A2e=A2(2)Cu22e=Cu(3)變大(4)D>A>B>C 一、選擇題1 (2010·原創(chuàng))關(guān)于如下圖所示裝置的敘述，正確的是() A銅是陽極，銅片上有氣泡產(chǎn)生 B銅片質(zhì)量逐漸減少C電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片 D氫離子在銅片表面被還原解析：本題考查原電池的有關(guān)知識。在原電池中，活潑性較強(qiáng)的金屬作負(fù)極，活潑性相對較弱的金屬或非金屬作正極。在題給裝置中，Zn作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)：Zn2e=Zn2，Cu作正極，正極反應(yīng)：2H2e=H2，故A、B錯；電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片，電流方向與之相反，C錯，D正確。答案：D2 如圖，在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的

8、電極X、Y，外電路中電子流向如圖所示，關(guān)于該裝置的下列說法正確的是()A外電路的電流方向為：X外電路YB若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為碳棒，Y為FeCX極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)D若兩電極都是金屬，則它們的活動性順序為X>Y解析：外電路的電子流向為X外電路Y，電流方向與其相反。X極失電子，作負(fù)極，Y極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，X極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)。若兩電極分別為Fe和碳棒，則Y為碳棒，X為Fe。答案：D3 如下圖所示裝置中，觀察到電流計指針偏轉(zhuǎn)，M棒變粗，N棒變細(xì)，由此判斷下表中所列M、N、P物質(zhì)，其中可以成立的是()選項MNPA鋅銅稀硫酸溶液B銅鐵稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液

9、D鋅鐵硝酸鐵溶液解析：該原電池中M棒變粗，N棒變細(xì)。說明原電池反應(yīng)時N棒溶解作負(fù)極，溶液中有金屬析出在M棒上。M棒作正極，A、B選項中，電解質(zhì)溶液分別為稀H2SO4和稀鹽酸，原電池工作時，不會有金屬析出且A中M棒變細(xì)，C選項正極反應(yīng)為Age=Ag。而D選項正極反應(yīng)為Fe3e=Fe2，不會有金屬析出，是M棒鋅溶解變細(xì)。答案：C4 (2010·模擬精選，江蘇徐州3月)堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)溶液，電池總反應(yīng)式為：Zn(s)2MnO2(s)H2O(l)=Zn(OH)2(s)Mn2O3(s)，則下列說法錯誤的是()A電池工作時

10、，鋅失去電子B電池正極的電極反應(yīng)式為：2MnO2(s)H2O(l)2e=Mn2O3(s)2OH(aq)C電池工作時，電子由正極通過外電路流向負(fù)極D外電路中每通過0.2 mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減少6.5 g解析：電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，結(jié)合總反應(yīng)得負(fù)極反應(yīng)式：Zn(s)2OH(aq)2e=Zn(OH)2(s)，用總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式，可得到正極反應(yīng)式：2MnO2(s)H2O(l)2e=Mn2O3(s)2OH(aq)。Zn為負(fù)極，失去電子，電子由負(fù)極通過外電路流向正極。反應(yīng)時1 mol Zn失去2 mol電子，外電路中每通過0.2 mol電子，Zn的質(zhì)量理論上減少6.5 g。答案：C5

11、. 某原電池總反應(yīng)的離子方程式是2Fe3Fe=3Fe2，不能實現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是()A正極是Cu，負(fù)極是Fe，電解質(zhì)是FeCl3溶液B正極是C，負(fù)極是Fe，電解質(zhì)是Fe(NO3)3溶液C正極是Fe，負(fù)極是Zn，電解質(zhì)是Fe2(SO4)3溶液D正極是Ag，負(fù)極是Fe，電解質(zhì)是CuSO4溶液解析：C選項的總反應(yīng)式是3Zn2Fe3=2Fe3Zn2。D選項的總反應(yīng)式是FeCu2=CuFe2。答案：CD6(2009·福建理綜，11)控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe32I2Fe2I2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F

12、e3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：由反應(yīng)2Fe32I2Fe2I2可知，反應(yīng)開始時甲中Fe3發(fā)生還原反應(yīng)，乙中I發(fā)生氧化反應(yīng)；電流計讀數(shù)為零，說明單位時間內(nèi)由甲流向乙的電子數(shù)與由乙流向甲的電子數(shù)相等，生成Fe3的物質(zhì)的量與消耗的Fe3的物質(zhì)的量相等，則反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，此時在甲中溶入FeCl2固體，則平衡向逆反應(yīng)方向移動，乙中I2發(fā)生還原反應(yīng)，則乙中石墨電極為正極；故選D。答案：D7 鋅銀蓄電池的比能量、比功率等性能均優(yōu)于鎘鎳系列電池，因此可用于導(dǎo)彈、運(yùn)載火箭等特殊要求的軍事設(shè)備上。鋅銀蓄電池，其電極反應(yīng)為

13、：Zn2OH2e=ZnOH2O，Ag2OH2O2e=2Ag2OH，下列說法正確的是()A鋅電極為電池正極，發(fā)生氧化反應(yīng) B鋅電極為電池負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)C氧化銀電極為電池負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng) D氧化銀電極為電池正極，發(fā)生還原反 應(yīng)解析：根據(jù)Zn2OH2e=ZnOH2O，說明鋅極發(fā)生了氧化反應(yīng)，即鋅極為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)；根據(jù)Ag2OH2O2e=2Ag2OH，說明氧化銀發(fā)生了還原反應(yīng)，即氧化銀電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。答案：D8 (2010·試題調(diào)研，廣東廣州)將氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)在氧氣中燃燒時的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫燃料電池。燃料電池的基本組成為電極、電解質(zhì)、燃料和氧化劑。此種

14、電池能量利用率可高達(dá)80%(一般柴油發(fā)電機(jī)只有40%左右)，產(chǎn)物污染也少。下列有關(guān)燃料電池的說法錯誤的是()A上述燃料電池的負(fù)極反應(yīng)材料是氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)B氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電池的產(chǎn)物為水，經(jīng)過處理之后可 供宇航員使用C乙醇燃料電池的電解質(zhì)常用KOH，該電池的負(fù)極反應(yīng)為C2H5OH12e=2CO2 3H2OD甲烷燃料電池的正極反應(yīng)為O22H2O4e=4OH解析：在強(qiáng)堿性條件下，CO2會和KOH反應(yīng)生成K2CO3和水，所以C錯。答案：C9 (2010·模擬精選，寧夏銀川模擬)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氣作用生成水和二氧化碳。該電池

15、負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是()ACH3OH(g)O2(g)=H2O(l)CO2(g)2H(aq)2eBO2(g)4H(aq)4e=2H2O(l)CCH3OH(g)H2O(l)=CO2(g)6H(aq)6eDO2(g)2H2O(l)4e=4OH解析：甲醇燃料電池是甲醇在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極發(fā)生還原反應(yīng)，故B、D錯誤；A項不是電極反應(yīng)式。答案：C10. (2010·模擬精選，山東濟(jì)寧質(zhì)檢)一種新型熔融鹽燃料電池具有高發(fā)電效率?，F(xiàn)用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，一極通CO氣體，另一極通O2和CO2混合氣體，其總反應(yīng)為：2COO2=2CO2。則下列說法中正確的是()A通CO

16、的一極是電池的正極B負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)是：O22CO24e=2COC負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)是：COCO2e=2CO2D正極發(fā)生氧化反應(yīng)解析：由電池反應(yīng)2COO2=2CO2可知，通CO的一極為電池的負(fù)極，通O2的一極為電池的正極。負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)。負(fù)極的電極反應(yīng)為2CO2CO4e=4CO2，正極的電極反應(yīng)為O22CO24e=2CO。答案：C二、非選擇題11 (2010·原創(chuàng))(1)今有2H2O22H2O反應(yīng)，構(gòu)成燃料電池，則負(fù)極通的應(yīng)是_，正極通的應(yīng)是_，電極反應(yīng)式為_、_。(2)如把KOH改為稀H2SO4作電解質(zhì)溶液，則電極反應(yīng)式為_、_。(1)和(2)的電

17、解液不同，反應(yīng)進(jìn)行后，其溶液的pH各有何變化？_。(3)如把H2改為甲烷、KOH作導(dǎo)電物質(zhì)，則電極反應(yīng)式為：_、_。解析：根據(jù)電池反應(yīng)式可知H2在反應(yīng)中被氧化，O2被還原，因此H2應(yīng)在負(fù)極上反應(yīng)，O2應(yīng)在正極上反應(yīng)。又因為是堿性溶液，此時應(yīng)考慮不可能有H參加或生成，故負(fù)極反應(yīng)為：2H24OH4e=4H2O，正極反應(yīng)為：O22H2O4e=4OH。若將導(dǎo)電物質(zhì)換成酸性溶液，此時應(yīng)考慮不可能有OH參加或生成，故負(fù)極：2H24e=4H，正極：O24H4e=2H2O。由于前者在堿性條件下反應(yīng)KOH量不變，但工作時H2O增多故溶液變稀堿性減弱，pH將變小。而后者為酸溶液，H2SO4的量不變，水增多，溶液酸

18、性減弱，故pH將變大。如把H2改為甲烷，用KOH作導(dǎo)電物質(zhì)，根據(jù)反應(yīng)CH42O2=CO22H2O，則負(fù)極為發(fā)生氧化反應(yīng)的CH4，正極為發(fā)生還原反應(yīng)的O2，由于有KOH存在，此時不會有CO2放出。答案：(1)H2O2負(fù)極：2H24OH4e=4H2O正極：O22H2O4e=4OH(2)負(fù)極：2H24e=4H正極：O24H4e=2H2O(1)變小，(2)變大(3)負(fù)極：CH410OH8e=CO7H2O正極：2O24H2O8e=8OH12(2009·山東理綜，29)ZnMnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)該電池的負(fù)極材料是_。電池工作時，電子流向_(填“

19、正極”或“負(fù)極”)。(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2，會加速某電極的腐蝕，其主要原因是_。欲除去Cu2，最好選用下列試劑中的_(填代號)。aNaOH bZn cFe dNH3·H2O(3)MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應(yīng)式是_。若電解電路中通過2 mol電子，MnO2的理論產(chǎn)量為_g。解析：(1)原電池的負(fù)極是發(fā)生氧化反應(yīng)的一極：Zn=Zn22e；電池工作時，電子是從負(fù)極流向正極。(2)Zn與Cu2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成的Cu附著在Zn的表面構(gòu)成銅鋅原電池，加快反應(yīng)速率，從而加快Zn的腐蝕。(3)電解池的陰極是發(fā)生還原

20、反應(yīng)的一極：2H2e=H2；每生成1 mol MnO2需轉(zhuǎn)移2 mol電子，故每通過2 mol電子，理論上生成1 mol MnO2，質(zhì)量為87 g。答案：(1)Zn(或鋅)正極(2)鋅與還原出的銅構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕b(3)2H2e=H28713. (2010·試題調(diào)研，山東濟(jì)南質(zhì)檢)(1)將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池，兩電極間 連接一個電流計。鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)：_；銀片上發(fā)生的電極反應(yīng)：_。(2)若該電池中兩電極的總質(zhì)量為60 g，工作一段時間后，取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重，總質(zhì)量為47 g，試計算：產(chǎn)生氫氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)；通過導(dǎo)線的電量。(已知NA6.02

21、×1023 mol1，電子電量為1.60×1019 C)解析：(1)由鋅片、銀片、稀H2SO4組成的原電池中很顯然鋅片為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn2e=Zn2；銀片為正極，電極反應(yīng)式為2H2e=H2。(2)兩電極的總質(zhì)量為60 g，工作一段時間后，取出洗凈干燥稱重為47 g，說明鋅片反應(yīng)掉13 g，根據(jù)總反應(yīng)式消耗的Zn和產(chǎn)生的H2的物質(zhì)的量之比為11知V(H2)×22.4 L4.48 L。通過導(dǎo)線的總電量×2×6.02×1023mol1×1.6×1019 C3.9×104 C。答案：(1)Zn2e=Zn22H2e=H2(2)鋅