2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第6章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第21講化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-電池精練含解析

PAGE5-第21講化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池基礎(chǔ)學(xué)問訓(xùn)練一、選擇題：每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。1．(2024·西安期末)某?；顒?dòng)小組為探究金屬腐蝕的相關(guān)原理，設(shè)計(jì)了如下裝置(圖a)。圖a的鐵棒末段分別連上一塊Zn片和Cu片，并靜置于含有K3[Fe(CN)6]及酚酞的混合凝膠上，一段時(shí)間后發(fā)覺凝膠的某些區(qū)域發(fā)生了改變(圖b)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．甲區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式：Fe－2e－=Fe2＋B．乙區(qū)產(chǎn)生Zn2＋C．丙區(qū)呈現(xiàn)紅色D．丁區(qū)呈現(xiàn)藍(lán)色答案A解析圖a中為兩種狀況的吸氧腐蝕。鋅比鐵活潑，鋅為負(fù)極：Zn－2e－=Zn2＋，鐵為正極：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，A項(xiàng)錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確；鐵比銅活潑，鐵為負(fù)極，生成的Fe2＋與[Fe(CN)6]3－結(jié)合產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，銅電極產(chǎn)生OH－，丙區(qū)域酚酞變紅色，C、D項(xiàng)正確。2．用多孔石墨電極完成下列試驗(yàn)。下列說明或推理合理的是()試驗(yàn)步驟現(xiàn)象Ⅰ中，a、b兩極均產(chǎn)生氣泡Ⅱ中，a極上析出紅色固體Ⅲ中，a極上析出灰白色固體A.電解Ⅰ一段時(shí)間后，c(Na2SO4)肯定增大B．由Ⅱ中反應(yīng)H2＋Cu2＋=Cu↓＋2H＋可知用玻璃導(dǎo)管將H2通入CuSO4溶液也會(huì)產(chǎn)生紅色沉淀C．Ⅲ中，只可能發(fā)生反應(yīng)2Ag＋＋Cu=Cu2＋＋2AgD．Ⅰ中，a極上既發(fā)生了化學(xué)過程，也發(fā)生了物理過程答案D解析電解Na2SO4溶液相當(dāng)于電解水，若原Na2SO4溶液為飽和溶液，電解一段時(shí)間后消耗一部分水，電解液仍為飽和溶液，此時(shí)Na2SO4溶液的濃度不變，A說法錯(cuò)誤；Ⅱ中出現(xiàn)的現(xiàn)象是因?yàn)樾纬闪嗽姵?，但假如用玻璃?dǎo)管通入H2，無法形成原電池，故無紅色固體現(xiàn)象產(chǎn)生，B說法錯(cuò)誤；Ⅲ中假如還有氫氣存在的話，還可能發(fā)生氫氣置換銀的反應(yīng)：2Ag＋＋H2=2Ag↓＋2H＋，C說法錯(cuò)誤；Ⅰ中除電解水的化學(xué)過程外，還存在多孔石墨電極吸附氫氣和氧氣的物理過程，D項(xiàng)說法正確。3．一般鋅錳干電池的簡圖如圖所示，它是用鋅皮制成的鋅筒作電極，中心插一根碳棒，碳棒頂端加一銅帽。在石墨碳棒四周填滿二氧化錳和炭黑的混合物，并用離子可以通過的長纖維紙包袱作隔膜，隔膜外是用氯化鋅、氯化銨和淀粉等調(diào)成糊狀作電解質(zhì)溶液。該電池工作時(shí)的總反應(yīng)為Zn＋2NHeq\o\al(＋,4)＋2MnO2=[Zn(NH3)2]2＋＋Mn2O3＋H2O。下列關(guān)于鋅錳干電池的說法中正確的是()A．當(dāng)該電池電壓漸漸下降后，利用電解原理能重新充電復(fù)原B．電池負(fù)極反應(yīng)式為2MnO2＋2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=Mn2O3＋2NH3＋H2OC．原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極通過外電路流向正極D．外電路中每通過0.1mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g答案C解析一般鋅錳干電池是一次電池，不能充電復(fù)原，A項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)原電池工作原理，負(fù)極×eq\f(0.1mol,2)＝3.25g，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．如圖是鉛蓄電池構(gòu)造示意圖，下列說法不正確的是()A．鉛蓄電池是二次電池，充電時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．電池工作時(shí)，電子由Pb板通過導(dǎo)線流向PbO2板C．電池工作時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Pb－2e－＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4D．電池工作時(shí)，H＋移向Pb板答案D5．(2024·濟(jì)南質(zhì)檢)如圖為以Pt為電極的氫氧燃料電池的工作原理示意圖，稀H2SO4為電解質(zhì)溶液。下列有關(guān)說法不正確的是()A．a(chǎn)極為負(fù)極，電子由a極經(jīng)外電路流向b極B．a(chǎn)極的電極反應(yīng)式：H2－2e－=2H＋C．電池工作一段時(shí)間后，裝置中c(H2SO4)增大D．若將H2改為CH4，消耗等物質(zhì)的量的CH4時(shí)，O2的用量增多答案C解析a極通入的H2發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，電子由a極經(jīng)外電路流向b極，以稀H2SO4為電解質(zhì)溶液時(shí)，負(fù)極的H2被氧化為H＋，總反應(yīng)為2H2＋O2=2H2O，電池工作一段時(shí)間后，裝置中c(H2SO4)減小，則C項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)電池總反應(yīng)：2H2＋O2=2H2O，CH4＋2O2=CO2＋2H2O，可知消耗等物質(zhì)的量的H2和CH4，CH4消耗O2較多。6．(2024·山東淄博試驗(yàn)中學(xué)高考模擬)某探討小組進(jìn)行如下表所示的原電池試驗(yàn)：試驗(yàn)編號(hào)①②試驗(yàn)裝置試驗(yàn)現(xiàn)象連接好裝置5分鐘后，檢流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)，兩側(cè)銅片表面均無明顯現(xiàn)象連接好裝置，起先時(shí)左側(cè)鐵片表面持續(xù)產(chǎn)生氣泡，5分鐘后，檢流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，右側(cè)鐵片表面無明顯現(xiàn)象下列關(guān)于該試驗(yàn)的敘述中，正確的是()A．兩裝置的鹽橋中，陽離子均向右側(cè)移動(dòng)B．試驗(yàn)①中，左側(cè)的銅被腐蝕C．試驗(yàn)②中，連接裝置5分鐘后，左側(cè)電極的電極反應(yīng)式為：2H＋＋2e－=H2↑D．試驗(yàn)①和試驗(yàn)②中，均有O2得電子的反應(yīng)發(fā)生答案D解析①電子移動(dòng)的方向從負(fù)極流向正極，即左側(cè)銅為正極，右側(cè)銅為負(fù)極，依據(jù)原電池工作原理，陽離子向正極移動(dòng)，即向左側(cè)移動(dòng)，②5min后，檢流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，說明左側(cè)鐵作負(fù)極，右側(cè)鐵作正極，依據(jù)原電池的工作原理，陽離子向正極移動(dòng)，即向右側(cè)移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)A選項(xiàng)分析，試驗(yàn)①中左側(cè)銅沒有被腐蝕，右側(cè)銅被腐蝕，B項(xiàng)錯(cuò)誤；試驗(yàn)②中連接好裝置，5min后，檢流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，說明左側(cè)鐵作負(fù)極，右側(cè)鐵作正極，即左側(cè)電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤；試驗(yàn)①左側(cè)電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O，試驗(yàn)②5min后，右側(cè)鐵片電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，均是吸氧腐蝕，D項(xiàng)正確。7．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(cuò)誤的是()A．負(fù)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(shí)Cl－由正極向負(fù)極遷移D．負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑答案B解析依據(jù)題意，Mg－海水－AgCl電池總反應(yīng)式為Mg＋2AgCl=MgCl2＋2Ag。A項(xiàng)，負(fù)極反應(yīng)式為Mg－2e－=Mg2＋，正確；B項(xiàng)，正極反應(yīng)式為2AgCl＋2e－=2Cl－＋2Ag，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，對(duì)原電池來說，陰離子由正極移向負(fù)極，正確；D項(xiàng)，由于鎂是活潑金屬，則負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑，正確。8．肼(N2H4)暴露在空氣中簡單爆炸，但是以其為燃料的燃料電池是一種志向的電池，具有容量大、能量轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)物無污染等特點(diǎn)，其工作原理如圖所示，下列敘述正確的是()A．電池工作時(shí)，正極旁邊的pH降低B．當(dāng)消耗1molO2時(shí)，有2molNa＋由甲槽向乙槽遷移C．負(fù)極反應(yīng)式為4OH－＋N2H4－4e－=N2↑＋4H2OD．若去掉陽離子交換膜，電池也能正常工作答案C解析電池工作時(shí)，O2在正極發(fā)生還原反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，由于生成OH－，溶液的pH增大，A錯(cuò)誤；當(dāng)消耗1molO2時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移4mol電子，生成4molOH－，為保持溶液呈電中性，應(yīng)有4molNa＋由甲槽向乙槽遷移，B錯(cuò)誤；N2H4在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則負(fù)極反應(yīng)式為4OH－＋N2H4－4e－=N2↑＋4H2O，C正確。二、非選擇題9．(1)鋰錳電池的體積小，性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池的反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li＋通過電解質(zhì)遷移進(jìn)入MnO2晶格中，生成LiMnO2?；卮鹣铝袉栴}：①外電路的電流方向是由________(填“a”或“b”，下同)極流向________極。②電池的正極反應(yīng)式為______________________________________________________。(2)微生物燃料電池是一種利用微生物將化學(xué)能干脆轉(zhuǎn)化成電能的裝置。已知某種甲醇微生物燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，示意圖如下：①該電池中外電路電子的流淌方向?yàn)開_____________(填“從A到B”或“從B到A”)。②工作結(jié)束后，B電極室溶液的pH與工作前相比將________(填“增大”“減小”或“不變”，溶液體積改變忽視不計(jì))。③A電極旁邊甲醇發(fā)生的電極反應(yīng)為__________________________________________。答案(1)①ba②MnO2＋e－＋Li＋=LiMnO2(2)①從A到B②不變③CH3OH＋H2O－6e－=6H＋＋CO2↑解析(1)①結(jié)合所給裝置圖以及原電池反應(yīng)原理，可知Li作負(fù)極，MnO2作正極，所以電子流向是a→b，電流方向則是b→a。②依據(jù)題給信息“電解質(zhì)LiClO