（天津专用）2020届高考化学一轮复习考点规范练22原电池化学电源（含解析）.docx

考点规范练22原电池化学电源(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共9个小题,每小题6分,共54分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.锌空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O2Zn(OH)42-。下列说法正确的是()A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小C.放电时,负极反应为:Zn+4OH-2e-Zn(OH)42-D.放电时,电路中通过2 mol电子,消耗氧气22.4 L(标准状况)2.人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料。科学家用氮化镓材料与铜组装如图所示的人工光合系统,成功地实现了以CO2和H2O合成CH4,下列说法错误的是()A.GaN表面发生氧化反应,有O2产生B.相同条件下,生成的O2和CH4体积比为21C.产生22.4 L O2时,电解液中H+从右向左迁移4 gD.Cu表面的电极反应式为CO2+8H+8e-CH4+2H2O3.(2018全国)一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是()A.放电时,多孔碳材料电极为负极B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移D.充电时,电池总反应为Li2O2-x2Li+(1-x2)O24.(2018天津耀华中学高三模拟)氨硼烷(NH3BH3)电池可在常温下工作,装置如图所示。该电池工作时的总反应为NH3BH3+3H2O2NH4BO2+4H2O。下列说法正确的是()A.负极附近溶液的pH增大B.正极的反应式为H2O2+2H+2e-2H2OC.电池工作时,BO2-通过质子交换膜向正极移动D.消耗3.1 g氨硼烷,理论上转移0.2 mol电子5.(2018安徽皖南八校高三联考)一种既能提供电能又能固氮的新型氢氮燃料电池的工作原理如图所示,其中电解质溶液为溶有化合物A的稀盐酸。下列有关表述错误的是()A.通入N2的电极反应式为N2+6e-+8H+2NH4+B.该装置能将化学能转化为电能,化合物A为NH4ClC.电子从通入N2的电极流出,经过用电器流向通入H2的电极D.反应过程中电解质溶液的pH会变大,故需要通入氯化氢气体6.(2018河南周口高三期末)垃圾假单胞菌株能够在分解有机物的同时分泌物质产生电能,其原理如下图所示。有机物为C6H12O6。下列说法正确的是()A.A为正极,H2PCA在该电极上发生氧化反应B.放电过程中,正极反应为2H2O-4e-4H+O2C.若1 mol O2参与电极反应,有2 mol H+通过质子交换膜进入右室D.电池总反应为:C6H12O6+6O26CO2+6H2O7.一种三室微生物电池污水处理系统原理如下图所示,图中有机废水中有机物可用C6H10O5表示。下列有关说法正确的是()A.该装置为原电池,b是原电池的负极B.中间室:Na+移向右室,Cl-移向左室,a极区溶液的pH减小C.b极反应式为2NO3-10e-+12H+N2+6H2OD.当左室有4.48 L CO2(标准状况下)生成时,右室产生N2的物质的量为0.8 mol8.一种太阳能电池的工作原理如图所示,电解质为铁氰化钾和亚铁氰化钾的混合溶液,下列说法不正确的是()A.K+移向催化剂bB.催化剂a表面发生的化学反应:Fe(CN)64-e-Fe(CN)63-C.Fe(CN)63-在催化剂b表面被氧化D.电解质溶液中的Fe(CN)64-和Fe(CN)63-的浓度基本保持不变9.(2017全国)全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16Li+xS88Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是()A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li+2e-3Li2S4B.电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重0.14 gC.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多二、非选择题(本题共3个小题,共46分)10.(14分)某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸,装置如下图所示,含有某种催化剂。电极为多孔的材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。(1)通入SO2的电极为极,其电极反应式为,此电极区pH(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)电解质溶液中的H+通过质子膜(填“向左”“向右”或“不”)移动,通入氧气的电极反应式为。(3)电池总反应式为。11.(16分)氧化还原反应与生产、生活、科技密切相关。请回答下列问题:(1)在如图甲所示的原电池装置中,负极的电极反应为,H+的移动方向为(填“从右向左”或“从左向右”);电池总反应方程式为,当电路中转移0.1 mol e-时,交换膜左侧溶液中离子减少的物质的量为。甲(2)电解NO制备NH4NO3原理如图乙所示,接电源正极的电极为(填“X”或“Y”),X电极反应式为,为使电解产物完全转化为NH4NO3,需要补充的物质A的化学式为。乙12.(16分)某研究性学习小组根据反应2KMnO4+10FeSO4+8H2SO42MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O设计如图原电池,其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 molL-1,溶液的体积均为200 mL,盐桥中装有饱和K2SO4溶液。回答下列问题:(1)此原电池的正极是石墨(填“a”或“b”),发生反应。(2)电池工作时,盐桥中的SO42-移向(填“甲”或“乙”)烧杯。(3)两烧杯中的电极反应式分别为甲:,乙:。(4)若不考虑溶液的体积变化,MnSO4浓度变为1.5 molL-1,则反应中转移的电子为 mol。考点规范练22原电池化学电源1.C充电时,阳离子移向阴极,A项错误;充电时的总反应为2Zn(OH)42-2Zn+O2+4OH-+2H2O,c(OH-)增大,B项错误;放电时每消耗1molO2转移4mol电子,D项错误。2.C根据题给装置图中电子的流向可确定GaN电极为负极,发生反应:4H2O-8e-8H+2O2,GaN表面发生氧化反应,A项正确;Cu电极的电极反应式为CO2+8H+8e-CH4+2H2O,根据得失电子守恒知,相同条件下生成O2和CH4的体积比为21,B、D项正确;没有给出气体所处的状态,不能用标准状况下的气体摩尔体积进行计算,且电解液中H+从左向右迁移,C项错误。3.D放电时,该电池中锂作负极,多孔碳材料作正极,A项错误;放电时,外电路电子由负极流向正极,即由锂电极流向多孔碳材料电极,B项错误;充电时,锂电极作阴极,多孔碳材料电极作阳极,电解质溶液中Li+应向锂电极区移动,C项错误;充电反应与放电反应相反:Li2O2-x2Li+(1-x2)O2,D项正确。4.B根据装置图可知,电池负极反应为NH3BH3-6e-+2H2ONH4BO2+6H+,正极反应为3H2O2+6e-+6H+6H2O。根据负极反应,负极附近溶液的pH减小,故A项错误,B项正确;电池工作时,BO2-不能通过质子交换膜,故C项错误;消耗3.1g氨硼烷,理论上转移0.6mol电子,故D项错误。5.C该电池的本质是合成氨反应,通入H2的电极为负极,通入N2的电极为正极,正极上N2发生还原反应,电极反应式为N2+6e-+8H+2NH4+,A是NH4Cl,A、B两项正确;该装置是原电池装置,电子由负极通过外电路流向正极,即由通入H2的电极沿外电路流向通入N2的电极,C项错误;反应过程中,H+不断消耗导致电解质溶液的pH变大,需要通入氯化氢气体,D项正确。6.D由图中信息可知,H2PCA是催化剂,A为负极,有机物在该电极上发生氧化反应,A项错误;B为正极,正极反应为O2+4H+4e-2H2O,B项错误;放电过程中,H+从负极区通过质子交换膜进入正极区,若1molO2参与电极反应,有4molH+通过质子交换膜进入右室,C项错误;电池总反应为C6H12O6+6O26CO2+6H2O,D项正确。7.B根据图示信息,装置左侧碳元素化合价升高,所以a为负极,b为正极,A项错误;阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,a极反应式为C6H10O5-24e-+7H2O6CO2+24H+,溶液的pH减小,B项正确;b极反应式为2NO3-+10e-+12H+N2+6H2O,C项错误;当左室有4.48LCO2(标准状况下)生成时,转移0.8mole-,根据得失电子守恒,右室产生N2的物质的量为0.810mol=0.08mol,D项错误。8.C由图可知,电子从负极流向正极,则a为负极,b为正极。b为正极,则K+移向催化剂b,A项正确;a为负极,发生氧化反应,则催化剂a表面发生反应:Fe(CN)64-e-Fe(CN)63-,B项正确;b上发生还原反应,电极反应为Fe(CN)63-+e-Fe(CN)64-,Fe(CN)63-在催化剂b表面被还原,C项错误;由B、C中的电极反应可知,两者以11相互转化,电解质溶液中Fe(CN)63-和Fe(CN)64-浓度基本保持不变,D项正确。9.DA项,在该电池中电极a为正极,发生的反应依次为:S8+2Li+2e-Li2S83Li2S8+2Li+2e-4Li2S62Li2S6+2Li+2e-3Li2S4Li2S4+2Li+2e-2Li2S2,故A正确;B项,原电池工作时,转移0.02mol电子时,被氧化的Li的物质的量为0.02mol,质量减少0.14g,正确;C项,石墨烯能导电,利用石墨烯作电极,可提高电极a的导电性,正确;D项,电池充电时由于Li+得到电子生成Li,则电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越少,错误。10.答案(1)负SO2+2H2O-2e-SO42-+4H+减小(2)向右O2+4H+4e-2H2O(3)2SO2+2H2O+O22H2SO4解析(1)由SO2制备硫酸,SO2被氧化,SO2为负极反应物,S的化合价升高2,即SO2-2e-SO42-,溶液显酸性,用H2O、H+配平得SO2+2H2O-2e-SO42-+4H+,依据电极反应式可知负极区酸性增强。(2)阳离子向正极区移动,O2得4个电子,溶液显酸性,用H2O、H+配平得O2+4H+4e-2H2O。(3)电池总反应式为2SO2+2H2O+O22H2SO4。11.答案(1)Ag+Cl-e-AgCl从左向右2Ag+Cl22AgCl0.2 mol(2)YNO+6H+5e-NH4+H2ONH3解析(1)该原电池中,Ag失电子作负极、通入氯气的电极作正极,负极反应式为Ag+Cl-e-AgCl;电解质溶液中H+向正极Pt电极方向移动;该原电池相当于氯气和Ag反应生成AgCl,故电池总反应为2Ag+Cl22AgCl;放电时,左侧装置中Ag失电子和Cl-反应生成AgCl沉淀,且溶液中H+向正极移动,当电路中转移0.1mol电子时,生成0.1molAg+,0.1molAg+生成AgCl需要0.1molCl-,向正极方向移动0.1molH+,所以交换膜左侧溶液中离子减少的物质的量为0.2mol。(2)根据图示知,左侧NO得电子生成NH4+,右侧NO失电子生成NO3-,最终得到NH4NO3,该电解池中失电子的电极为阳极、得电子的电极为阴极,所以X为阴极、Y为阳极,阳极接电源正极,所以Y接电源正极,X电极反应式为NO+6H+5e-NH4+H2O;生成一个NH4+得到5个电子、生成一个NO3-失去3个电子,根据转移电子相等知,生成NH4+的浓度小于生成NO3-的浓度,要使NO3-完全转化为NH4NO3,应该加入NH3,所以加入的物质A为NH3。12.答案(1)a还原(2)乙(3)MnO4-+8H+5e-Mn2+4H2O5Fe2+