原電池部分強化組卷

一．選擇題（共 7小題）1．2013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(chǎn)為電池的正極B．電池充電反應(yīng)為 LiMn2O4═Li1﹣xMn2O4+xLiC．放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化D．放電時，溶液中 Li+從b向a遷移2．銀制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 2Al+3Ag2S═6Ag+Al2S3D．黑色褪去的原因是黑色 Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl3．Mg﹣AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是（ ）A．負極反應(yīng)式為 Mg﹣2e﹣=Mg2+B．正極反應(yīng)式為 Ag++e﹣=AgC．電池放電時Cl﹣由正極向負極遷移D．負極會發(fā)生副反應(yīng) Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2↑4．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：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）．下列說法錯誤的是（ ）A．電池工作時，正極可發(fā)生反應(yīng)： 2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4B．電池工作時，外電路中流過 0.02mol 電子，負極材料減重 0.14gC．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，電池中的 Li2S2量越多5．為了減少大氣污染，許多城市推廣汽車使用清潔燃料。目前使用的清潔燃料主要有兩類，一類是壓縮天然氣（ CNG），另一類是液化石油氣（LPG）．這兩類燃料的主要成份都是（ ）A．碳水化合物B．碳氫化合物C．氫氣 D．醇類6．下列關(guān)于實驗現(xiàn)象的描述不正確的是（ ）A．把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡B．用鋅片做陽極，鐵片做陰極，電解氯化鋅溶液，鐵片表面出現(xiàn)一層鋅C．把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵D．把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快7．科學(xué)家最新開發(fā)的一種新原理二次電池的能量密度是現(xiàn)行鋰電池的 7倍，該電池結(jié)構(gòu)如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是（ ）A．電池放電時Li+向負極移動B．電池放電時，正極的電極反應(yīng)式為： 2Li++Li2O2+2e﹣═2Li2OC．電池充電時，Li極應(yīng)與外電源的正極相連D．電池系統(tǒng)內(nèi)進入二氧化碳及水對電池性能不會產(chǎn)生影響二．解答題（共 3小題）8．高錳酸鉀廣泛用作氧化劑．現(xiàn)有一個氧化還原反應(yīng)的體系中共有 KMnO4、MnSO4、H2O、Fe2（SO4）3、FeSO4、H2SO4、K2SO4七種物質(zhì)．Ⅰ．寫出一個包含上述七種物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)方程式（需要配平）：．Ⅱ．某研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)上述反應(yīng)設(shè)計如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1mol/L，溶液的體積均為200mL，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液．回答下列問題：（1）此原電池的正極是石墨

（填“

a”或“

b，”發(fā)）生

反應(yīng)．（2）電池工作時，鹽橋中的

SO42﹣移向

（填“甲”或“乙”）燒杯．（3）乙燒杯中的電極反應(yīng)式分別為 ．（4）若不考慮溶液的體積變化， MnSO4濃度變?yōu)?.5mol?L﹣1，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為 mol．9．燃料電池在工業(yè)生產(chǎn)中有重要用途， 肼燃料電池產(chǎn)物對環(huán)境無污染，能量高，有廣泛的應(yīng)用前景，其工作原理如圖所示．回答下列問題（1）該燃料電池中，負極通入的氣體是 ，正極通入的氣體是 ．（2）電池工作時，OH﹣向 極移動，負極的電極反應(yīng)式為 ．（3）肼在工業(yè)上常以氨和次氯酸鈉為原料制得，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3+NaClO═N2H4+NaCl+H2O，該反應(yīng)中每生成1molN2H4時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 ．10．〔化學(xué)﹣﹣選修2：化學(xué)與技術(shù)〕鋅錳電池（俗稱干電池）在生活中的用量很大．兩種鋅錳電池的構(gòu)造如圖（ a）所示．回答下列問題：（1）普通鋅錳電池放電時發(fā)生的主要反應(yīng)為： Zn+2NH4Cl+2MnO2═Zn（NH3）Cl2+2MnOOH①該電池中，負極材料主要是 ，電解質(zhì)的主要成分是 ，正極發(fā)生的主要反應(yīng)是 ．②與普通鋅錳電池相比，堿性鋅錳電池的優(yōu)點及其理由是 ．（2）圖（b）表示回收利用廢舊普通鋅錳電池工藝（不考慮廢舊電池中實際存在的少量其他金屬）．①圖（b）中產(chǎn)物的化學(xué)式分別為 A ，B ．②操作a中得到熔塊的主要成分是 K2MnO4．操作b中，綠色的K2MnO4溶液反應(yīng)生成紫色溶液和一種黑褐色固體，該反應(yīng)的離子方程式為 ．③采用惰性電極電解 K2MnO4溶液也能得到化合物 D，則陰極處得到的主要物質(zhì)是 （填化學(xué)式）．2018 年04月28日化學(xué)的高中化學(xué)組卷參考答案與試題解析一．選擇題（共 7小題）1．2013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(chǎn)為電池的正極B．電池充電反應(yīng)為 LiMn2O4═Li1﹣xMn2O4+xLiC．放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化D．放電時，溶液中 Li+從b向a遷移【解答】解：A、鋰離子電池中，b電極為Li，放電時，Li失電子為負極，LiMn2O4得電子為正極，所以 a為電池的正極，故 A正確；B、充電時， Li+在陰極得電子， LiMn2O4在陽極失電子，電池充電反應(yīng)為LiMn2O4=Li1﹣xMn2O4+xLi，故B正確；C、放電時，a為正極，正極上LiMn2O4中Mn元素得電子，所以鋰的化合價不變，故C錯誤；D、放電時，溶液中陽離子向正極移動，即溶液中Li+從b向a遷移，故D正確；故選：C。2．銀制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 2Al+3Ag2S═6Ag+Al2S3D．黑色褪去的原因是黑色 Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl【解答】解：A．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，電極反應(yīng)式為 Al﹣3e﹣=Al3+，銀為正極，銀表面的 Ag2S得電子，析出單質(zhì)銀，電極反應(yīng)式為 Ag2S+2e﹣+2H2O=2Ag+2OH﹣+H2S↑，所以銀器質(zhì)量減小，故 A錯誤；B．銀作正極，正極上 Ag2S得電子作氧化劑，在反應(yīng)中被還原生成單質(zhì)銀，故正確；C．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，Al2S3+6H2O=2Al（OH）3↓+3H2S↑故C錯誤；D．黑色褪去是 Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag而不是AgCl，故D錯誤；故選：B。3．Mg﹣AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是（ ）A．負極反應(yīng)式為 Mg﹣2e﹣=Mg2+B．正極反應(yīng)式為 Ag++e﹣=AgC．電池放電時Cl﹣由正極向負極遷移D．負極會發(fā)生副反應(yīng) Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2↑【解答】解：A．活潑金屬鎂作負極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式為： Mg﹣2e﹣=Mg2+，故A正確；B．AgCl是難溶物，其電極反應(yīng)式為： 2AgCl+2e﹣═2C1﹣+2Ag，故B錯誤；C．原電池放電時，陰離子向負極移動，則 Cl﹣在正極產(chǎn)生由正極向負極遷移，故C正確；D．鎂是活潑金屬與水反應(yīng)，即 Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2↑，故D正確；故選：B。4．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：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）．下列說法錯誤的是（ ）A．電池工作時，正極可發(fā)生反應(yīng)： 2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4B．電池工作時，外電路中流過 0.02mol 電子，負極材料減重 0.14gC．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，電池中的 Li2S2量越多【解答】解：A．據(jù)分析可知正極可發(fā)生反應(yīng)： 2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4，故A正確；B．負極反應(yīng)為：Li﹣e﹣=Li+，當(dāng)外電路流過0.02mol 電子時，消耗的鋰為0.02mol，負極減重的質(zhì)量為 0.02mol×7g/mol=0.14g ，故B正確；C．硫作為不導(dǎo)電的物質(zhì)，導(dǎo)電性非常差，而石墨烯的特性是室溫下導(dǎo)電最好的材料，則石墨烯的作用主要是提高電極 a的導(dǎo)電性，故C正確；D．充電時a為陽極，與放電時的電極反應(yīng)相反，則充電時間越長，電池中的Li2S2量就會越少，故 D錯誤；故選：D。5．為了減少大氣污染，許多城市推廣汽車使用清潔燃料。目前使用的清潔燃料主要有兩類，一類是壓縮天然氣（ CNG），另一類是液化石油氣（LPG）．這兩類燃料的主要成份都是（ ）A．碳水化合物B．碳氫化合物C．氫氣 D．醇類【解答】解：A、天然氣和液化石油氣都屬于烴類物質(zhì)，只含碳和氫兩種元素，故A錯誤；B、烴類物質(zhì)屬于碳氫化合物，故 B正確；C、天然氣和液化石油氣中不含氫氣，故 C錯誤；D、天然氣和液化石油氣都屬于烴類物質(zhì)，不含氧元素，而醇類物質(zhì)一定含有氧元素，故D錯誤；故選：B。6．下列關(guān)于實驗現(xiàn)象的描述不正確的是（ ）A．把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡B．用鋅片做陽極，鐵片做陰極，電解氯化鋅溶液，鐵片表面出現(xiàn)一層鋅C．把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵D．把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快【解答】解：A．把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，形成銅、鐵、稀硫酸原電池，正極是金屬銅，該極上電子和溶液中的氫離子結(jié)合產(chǎn)生氫氣，故 A正確；B．用鋅片做陽極，鐵片做做陰極，電解氯化鋅溶液，這是一個電鍍池，鍍層金屬鋅作陽極，待鍍件鐵作陰極，鍍層金屬鹽氯化鋅溶液作電解質(zhì)，發(fā)生反應(yīng)：陽極：Zn﹣2e﹣=Zn2+；陰極：Zn2++2e﹣=Zn，故B正確；C．把銅片插入三氯化鐵溶液中，銅和氯化鐵反應(yīng)生成氯化銅和氯化亞鐵，銅的金屬活動性不及鐵，銅不能置換出鐵，故 C錯誤；D．把鋅片放入盛鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，鋅置換出銅，所以形成了銅、鋅、稀鹽酸原電池，原電池反應(yīng)可以加速反應(yīng)的速率，故 D正確；故選：C。7．科學(xué)家最新開發(fā)的一種新原理二次電池的能量密度是現(xiàn)行鋰電池的 7倍，該電池結(jié)構(gòu)如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是（ ）A．電池放電時Li+向負極移動B．電池放電時，正極的電極反應(yīng)式為： 2Li++Li2O2+2e﹣═2Li2OC．電池充電時，Li極應(yīng)與外電源的正極相連D．電池系統(tǒng)內(nèi)進入二氧化碳及水對電池性能不會產(chǎn)生影響【解答】解：A、電池放電時，是原電池的工作原理，原電池中，電解質(zhì)中的陽離子移向正極，故 A錯誤；B、電池放電時，正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)， 即2Li++Li2O2+2e﹣═2Li2O，故B正確；C、電池充電時，Li極應(yīng)與外電源的負極相連，故 C錯誤；D、鋰易于水發(fā)生反應(yīng)，所以電池系統(tǒng)內(nèi)進入水對電池性能會產(chǎn)生影響， 故D錯誤。故選：B。二．解答題（共 3小題）8．高錳酸鉀廣泛用作氧化劑．現(xiàn)有一個氧化還原反應(yīng)的體系中共有 KMnO4、MnSO4、H2O、Fe2（SO4）3、FeSO4、H2SO4、K2SO4七種物質(zhì)．Ⅰ．寫出一個包含上述七種物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)方程式（需要配平）：2KMnO4+10FeSO4+8H2OS4=2MnSO4+5Fe2（SO4）3+K2SO4+8H2O ．Ⅱ．某研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)上述反應(yīng)設(shè)計如下原電池， 其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為 1mol/L，溶液的體積均為 200mL，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液．回答下列問題：（1）此原電池的正極是石墨 a （填“ a”或“ b，”發(fā)）生 還原 反應(yīng)．（2）電池工作時，鹽橋中的 SO42﹣移向 乙 （填“甲”或“乙”）燒杯．（3）乙燒杯中的電極反應(yīng)式分別為2+﹣3+．Fe﹣e=Fe4）若不考慮溶液的體積變化，MnSO4濃度變?yōu)?.5mol?L﹣1，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為0.5mol．【解答】解：Ⅰ．KMnO4變化為MnSO4發(fā)生還原反應(yīng)做氧化劑，F(xiàn)eSO4溶液在HSO溶液中被氧化為Fe（SO）、同時生成水，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為10e﹣，24243結(jié)合電 子守恒和原子守恒配平 書寫化學(xué)方程式為：2KMnO4+10FeSO4+8H2OS4=2MnSO4+5Fe2（SO4）3+K2SO4+8H2O，故答案為：2KMnO4+10FeSO4+8H2OS4=2MnSO4+5Fe（2SO4）3+K2SO4+8H2O；Ⅱ．：（1）根據(jù)題目提供的總反應(yīng)方程式可知， KMnO4作氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)，故石墨a是正極，故答案為：a；還原；2）電池工作時，SO42﹣向負極移動，即向乙燒杯移動，故答案為：乙；（3）甲燒杯中的電極反應(yīng)式為 MnO4﹣+5e﹣+8H+═Mn2++4H2O；乙燒杯中的電極反應(yīng)式為5Fe2+﹣5e﹣═5Fe3+，乙燒杯中的電極反應(yīng)式為： Fe2+﹣e﹣=Fe3+，故答案為：Fe2+﹣e﹣═Fe3+；（4）溶液中的MnSO4濃度由1mol?L﹣1變?yōu)?.5mol?L﹣1，由于溶液的體積未變，則反應(yīng)過程中生成的 MnSO4的物質(zhì)的量為 0.5mol?L﹣1×0.2L=0.1mol ，轉(zhuǎn)移的電子為0.1mol×5=0.5mol．故答案為：0.5．9．燃料電池在工業(yè)生產(chǎn)中有重要用途， 肼燃料電池產(chǎn)物對環(huán)境無污染，能量高，有廣泛的應(yīng)用前景，其工作原理如圖所示．回答下列問題（1）該燃料電池中，負極通入的氣體是

N2H4

，正極通入的氣體是

O2

．（2）電池工作時，

OH﹣向

負

極移動，負極的電極反應(yīng)式為

N2H4﹣4e﹣+4OH﹣=N

2+4H2O

．（3）肼在工業(yè)上常以氨和次氯酸鈉為原料制得，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3+NaClO═N2H4+NaCl+H2O，該反應(yīng)中每生成1molN2H4時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 2mol ．【解答】解：（1）在肼（N2H4）燃料電池中，通入燃料氣體 N2H4為負極，通入O2的一極為正極，故答案為：N2H4；O2；（2）在原電池中，陰離子向負極移動，在堿性電解質(zhì)中失去電子生成氮氣和水，電極反應(yīng)為N2H4﹣4e﹣+4OH﹣=N2+4H2O，故答案為：負；N2H4﹣4e﹣+4OH﹣=N2+4H2O；（3）根據(jù)化學(xué)方程式為2NH3+NaClO═N2H4+NaCl+H2O，NaClO中Cl得電子發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)中每生成1molN2H4時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol，故答案為：2mol．10．〔化學(xué)﹣﹣選修2：化學(xué)與技術(shù)〕鋅錳電池（俗稱干電池）在生活中的用量很大．兩種鋅錳電池的構(gòu)造如圖（ a）所示．回答下列問題：（1）普通鋅錳電池放電時發(fā)生的主要反應(yīng)為： Zn+2NH4Cl+2MnO2═Zn（NH3）2Cl2+2MnOOH①該電池中，負極材料主要是

鋅 ，電解質(zhì)的主要成分是

NH4Cl

，正極發(fā)生的主要反應(yīng)是

MnO

2+NH4

++e﹣=MnOOH +NH3

．②與普通鋅錳電池相比，堿性鋅錳電池的優(yōu)點及其理由是 堿性電池不易發(fā)生電解質(zhì)的泄露，因為消耗的負極改裝在電池的內(nèi)部， 堿性電池的使用壽命較長，因為金屬材料在堿性電解質(zhì)中比在酸性電解質(zhì)中的穩(wěn)定性提高 ．2）圖（b）表示回收利用廢舊普通鋅錳電池工藝（不考慮廢舊電池中實際存在的少量其他金屬）．①圖（b）中產(chǎn)物的化學(xué)式分別為AZnCl2，BNH4Cl．②操作a中得到熔塊的主要成分是K2MnO4．操作b中，綠