2019高三化學(xué)一輪課時(shí)規(guī)范練21化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能電池

課時(shí)規(guī)范練21化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池一、選擇題(本大題包括8小題,每小題6分,共48分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.關(guān)于原電池的敘述正確的是()A.原電池工作時(shí),電極上不一定都發(fā)生氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)B.某二次電池充、放電時(shí)的反應(yīng)為L(zhǎng)i1-xNiO2+xLiLiNiO2,放電時(shí)此電池的負(fù)極材料是LiC.鉛、銀和鹽酸構(gòu)成的原電池,工作時(shí)鉛板上有5.175g鉛溶解,正極上就有1120mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體析出D.在理論上可將反應(yīng)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH<0設(shè)計(jì)成原電池2.(2017浙江嘉興模擬)下列說(shuō)法正確的是()A.構(gòu)成原電池的兩個(gè)電極必須是活潑性不同的兩種金屬B.右圖原電池中,電流由鋅棒經(jīng)外電路流向銅棒C.通過(guò)構(gòu)成原電池,能將化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能D.銀鋅電池的放電反應(yīng)為Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag,其中Ag2O作正極反應(yīng)物,發(fā)生還原反應(yīng)3.下面是4種燃料電池的工作原理示意圖,其中正極的反應(yīng)產(chǎn)物為水的是()?導(dǎo)學(xué)號(hào)36730359?4.用銅片、銀片設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是()A.電子通過(guò)鹽橋從乙池流向甲池B.用銅導(dǎo)線(xiàn)替換鹽橋,原電池可以繼續(xù)工作C.開(kāi)始時(shí),銀片上發(fā)生的反應(yīng)是AgeAg+D.將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池總反應(yīng)相同5.將鎘(Cd)浸在氯化鈷(CoCl2)溶液中,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Co2+(aq)+Cd(s)Co(s)+Cd2+(aq),若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為如圖的原電池,則下列說(shuō)法一定錯(cuò)誤的是()A.Cd作負(fù)極,Co作正極B.原電池工作時(shí),電子從負(fù)極沿導(dǎo)線(xiàn)流向正極C.原電池工作時(shí),鹽橋中的陽(yáng)離子向負(fù)極(甲池)移動(dòng)D.甲池盛放CdCl2溶液,乙池盛放CoCl2溶液6.有關(guān)下列四個(gè)常用電化學(xué)裝置的敘述,正確的是()①堿性鋅錳電池②鉛硫酸蓄電池③電解精煉銅④銀鋅紐扣電池A.①電池中,MnO2的作用是催化劑B.②電池放電過(guò)程中,硫酸濃度不斷增大C.③裝置工作過(guò)程中,電解質(zhì)溶液中Cu2+濃度始終不變D.④電池中,Ag2O是氧化劑,電池工作過(guò)程中還原為Ag7.(2014大綱卷,9)如圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種金屬氫化物鎳電池(MHNi電池)。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A.放電時(shí)正極反應(yīng)為NiOOH+H2O+eNi(OH)2+OHB.電池的電解液可為KOH溶液C.充電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為MH+OHH2O+M+eD.MH是一類(lèi)儲(chǔ)氫材料,其氫密度越大,電池的能量密度越高8.(2017安徽皖南八校聯(lián)考)右圖是利用乙烯催化氧化制備乙醛同時(shí)能獲得電能的一種裝置,其電池總反應(yīng)為2CH2CH2+O2CH3CHO;下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.該電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.每有0.1molO2反應(yīng),溶液中遷移0.4moleC.負(fù)極反應(yīng)為CH2CH22e+H2OCH3CHO+2H+D.正極區(qū)溶液的pH增大?導(dǎo)學(xué)號(hào)36730360?二、非選擇題(本大題包括3小題,共52分)9.(17分)如圖所示,是原電池的裝置圖。請(qǐng)回答:(1)若C為稀硫酸,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),B電極材料為Fe且作負(fù)極,則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為;反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后溶液C的pH將(填“升高”“降低”或“基本不變”)。

(2)若需將反應(yīng)Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+設(shè)計(jì)成如上圖所示的原電池裝置,則A(負(fù)極)極材料為,B(正極)極材料為,溶液C為。

(3)若C為CuCl2溶液,用鋅、銅作電極,則Zn是極,Cu極發(fā)生反應(yīng),電極反應(yīng)為。反應(yīng)過(guò)程中,溶液中[Cu2+](填“變大”“變小”或“不變”)。

(4)CO與H2反應(yīng)還可制備CH3OH,CH3OH可作為燃料使用,用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下:電池總反應(yīng)為2CH3OH+3O22CO2+4H2O,則c電極是(填“正極”或“負(fù)極”),c電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為。

若線(xiàn)路中轉(zhuǎn)移2mol電子,則上述CH3OH燃料電池,消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為L(zhǎng)。?導(dǎo)學(xué)號(hào)36730361?

10.(2017山東棗莊三中調(diào)查)(18分)(1)鐵在潮濕的空氣中容易發(fā)生電化腐蝕最后生成鐵銹(Fe2O3·xH2O),則發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)正極的電極反應(yīng)式為。

(2)下列裝置可防止鐵棒被腐蝕的是。

(3)在實(shí)際生產(chǎn)中,可在鐵件的表面上鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意圖如圖甲:①電鍍時(shí),鍍件與電源的極連接,A電極對(duì)應(yīng)的金屬是(寫(xiě)元素名稱(chēng)),B電極的電極反應(yīng)式是。

②圖乙是一種鈉硫高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖,M由Na2O和Al2O3制得,其作用是導(dǎo)電和隔膜,該電池反應(yīng)為2Na+xSNa2Sx。該電池正極反應(yīng)式為。用該電池作電源進(jìn)行圖甲所述鐵件鍍銅時(shí),若電鍍池中兩電極的質(zhì)量開(kāi)始相同,電鍍完成后取出洗凈、烘干、稱(chēng)量,二者質(zhì)量差為25.6g,則理論上該電池負(fù)極消耗的質(zhì)量為g。?導(dǎo)學(xué)號(hào)36730369?

11.(17分)(1)高鐵酸鉀(K2FeO4)不僅是一種理想的水處理劑,而且高鐵電池的研制也在進(jìn)行中。如圖1是高鐵電池的模擬實(shí)驗(yàn)裝置:圖1圖2①該電池放電時(shí)正極反應(yīng)為;

若維持電流強(qiáng)度為1A,電池工作十分鐘,理論消耗Zng(已知F=96500C·mol1)。

②鹽橋中盛有飽和KCl溶液,此鹽橋中氯離子向(填“左”或“右”)移動(dòng);若用陽(yáng)離子交換膜代替鹽橋,則鉀離子向(填“左”或“右”)移動(dòng)。

③圖2為高鐵電池和常用高能堿性電池的放電曲線(xiàn),由此可知高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有。

(2)有人設(shè)想以N2和H2為反應(yīng)物,以溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液,可制造出既能提供電能,又能固氮的新型燃料電池,裝置如下圖所示,電池正極的電極反應(yīng)是,A是。

(3)利用原電池工作原理測(cè)定汽車(chē)尾氣中CO的濃度,其裝置如下圖所示。該電池中O2可以在固體介質(zhì)NASICON(固溶體)內(nèi)自由移動(dòng),工作時(shí)O2的移動(dòng)方向(填“從a到b”或“從b到a”),負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為。

?導(dǎo)學(xué)號(hào)36730363?課時(shí)規(guī)范練211.D2.D3.C4.D5.C6.D7.C8.B電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置,A項(xiàng)正確;根據(jù)原電池的工作原理,電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極,溶液是通過(guò)離子的自由移動(dòng)而導(dǎo)電,B項(xiàng)錯(cuò)誤;負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng),根據(jù)裝置圖,負(fù)極反應(yīng)為CH2CH2+H2O2eCH3CHO+2H+,C項(xiàng)正確;酸性環(huán)境中,正極反應(yīng)為O2+4H++4e2H2O,消耗H+,c(H+)降低,正極區(qū)溶液pH增大,D項(xiàng)正確。9.答案(1)2H++2eH2↑升高(2)Cu石墨(或Ag等)FeCl3溶液(3)負(fù)還原Cu2++2eCu變小(4)負(fù)極CH3OH+H2O6eCO2↑+6H+11.2解析(1)鐵作負(fù)極,則該原電池反應(yīng)是鐵與稀硫酸的反應(yīng),所以正極反應(yīng)是氫離子得電子生成氫氣,電極反應(yīng)式為2H++2eH2↑;氫離子放電導(dǎo)致溶液中氫離子濃度減小,pH升高。(2)Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+設(shè)計(jì)成如題圖所示的原電池裝置,根據(jù)物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)類(lèi)型判斷,Cu發(fā)生氧化反應(yīng),作原電池的負(fù)極,所以A材料是Cu;B極材料是比Cu不活潑的可導(dǎo)電物質(zhì),如石墨、Ag等。溶液C中含有Fe3+,可以是FeCl3溶液。(3)鋅比銅活潑,在原電池中作負(fù)極,Cu作正極,正極發(fā)生還原反應(yīng),即Cu2+在正極得到電子生成Cu,電極反應(yīng)為Cu2++2eCu,Cu2+發(fā)生了反應(yīng),故[Cu2+]變小。(4)根據(jù)圖中的電子流向知c是負(fù)極,該電極上是甲醇發(fā)生氧化反應(yīng):CH3OH6e+H2OCO2↑+6H+,線(xiàn)路中轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)消耗氧氣0.5mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L。10.答案(1)O2+2H2O+4e4OH(2)BD(3)①負(fù)銅Cu2++2eCu②xS+2eSx2-9.解析(1)鐵在潮濕的環(huán)境中主要發(fā)生吸氧腐蝕。(2)A項(xiàng)裝置為原電池,鐵棒作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),加快鐵棒的腐蝕,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng)裝置為原電池,鐵棒作正極,被保護(hù),為犧牲陽(yáng)極保護(hù)法,B項(xiàng)正確;C項(xiàng)裝置不能防止鐵棒被腐蝕,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng)裝置為電解池,鐵棒作陰極,為外加電流的陰極保護(hù)法,D項(xiàng)正確。(3)①電鍍池的構(gòu)成是鍍層金屬作陽(yáng)極,鍍件作陰極,電解液為含有鍍層金屬陽(yáng)離子的鹽溶液,在鐵件的表面上鍍銅時(shí),鍍件與電源的負(fù)極連接,A電極對(duì)應(yīng)的金屬是銅,B電極的電極反應(yīng)是Cu2++2eCu。②根據(jù)電池反應(yīng)分析,硫元素的化合價(jià)降低,發(fā)生還原反應(yīng),故正極電極反應(yīng)式為xS+2eSx2-;根據(jù)電鍍時(shí)兩極的電極反應(yīng)式判斷;陽(yáng)極:Cu2eCu2+,陰極:Cu2++2eCu,及該原電池的負(fù)極反應(yīng)式:NaeNa+,利用電子守恒法計(jì)算;若電鍍池中兩電極的質(zhì)量開(kāi)始相同,電鍍完成后二者質(zhì)量差為25.6g,則轉(zhuǎn)移的電子為0.4mol,則理論上乙電池負(fù)極消耗鈉的質(zhì)量為9.2g。11.答案(1)①FeO42-+4H2O+3eFe(OH)3↓+5OH0②右左③使用時(shí)間長(zhǎng)、工作電壓穩(wěn)定(2)N2+8H++6e2NH4+(3)從b到aCO+O22eCO2解析(1)①放電時(shí)高鐵酸鉀為正極反應(yīng)物,正極發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為FeO42-+4H2O+3eFe(OH)3↓+5OH;若維持電流強(qiáng)度為1A,電池工作十分鐘,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1A×600s965000.0062176mol÷2×65g·mol1≈0.2g。②電池工作時(shí),陰離子移向負(fù)極,陽(yáng)離子移向正極,所以鹽橋中氯離子向右移動(dòng);若用陽(yáng)離子交換膜代替鹽橋,則鉀離子向左移動(dòng)。③圖2為