高三化学通用版一轮复习强化训练原电池化学电源

复习：原电池化学电源1.下列设备工作时,将化学能转化为热能的是()ABCD硅太阳能电池锂离子电池太阳能集热器燃气灶1.答案D硅太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置,A项错误;锂离子电池是将化学能转化为电能的装置,B项错误;太阳能集热器是将太阳能转化为热能的装置,C项错误;燃气通过燃气灶发生燃烧反应,如CH4+2O2CO2+2H2O,实现了化学能到热能的转化,D项正确。2.分析下图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是()A.①②中Mg作负极,③④中Fe作负极B.②中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e6OH+3H2↑C.③中Fe作负极,电极反应式为Fe2eFe2+D.④中Cu作正极,电极反应式为2H++2eH2↑2.答案B②中Mg不与NaOH溶液反应,而Al能和NaOH溶液反应失去电子,故Al是负极;③中Fe在浓硝酸中钝化,Cu和浓硝酸反应失去电子,作负极,A、C错误。②中电池总反应为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,负极反应式为2Al+8OH6e2AlO2-+4H2O,则正极反应式为6H2O+6e6OH+3H2↑,B正确。④中Cu作正极,电极反应式为O2+2H2O+4e4OH,D错误。3.沉积物微生物燃料电池可处理含硫废水,其工作原理如图所示。下列说法错误的是()A.碳棒b的电极反应式为O2+4e+4H+2H2OB.光照强度对电池的输出功率有影响C.外电路的电流方向:碳棒a→碳棒bD.酸性增强不利于菌落存活,故工作一段时间后,电池效率降低3.答案C由题图可知,碳棒a作负极,碳棒b作正极。A项,正极O2得电子生成水,电极反应式为O2+4e+4H+2H2O,故A正确;B项,CO2在光照和光合菌的作用下反应生成氧气,光照强度对电池的输出功率有影响,故B正确;C项,外电路电流由正极流向负极,即由碳棒b→碳棒a,故C错误;D项,酸性增强会使菌落失活,工作一段时间后,电池效率降低,故D正确。4.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、b相连时a为负极;c、d相连时电流由d到c;a、c相连时c极上产生大量气泡;b、d相连时d极质量减少,则四种金属的活动性顺序由强到弱为()A.a>b>c>d B.a>c>d>bC.c>a>b>d D.b>d>c>a4.答案Ba、b相连时a为负极,则活动性顺序a>b;c、d相连时电流由d→c,说明c是负极,则活动性顺序c>d;a、c相连时c极上产生大量气泡,说明c是正极,则活动性顺序a>c;b、d相连时d极质量减少,说明d是负极,b是正极,则活动性顺序d>b,故活动性顺序是a>c>d>b。5.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)42A.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+4OH2eZn(OH)4D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)5.答案C充电时为电解池,溶液中的阳离子向阴极移动,发生的反应为2Zn(OH)42-2Zn+O2↑+4OH+2H2O,电解质溶液中c(OH)增大,故A项、B项均错误;放电时负极反应为Zn+4OH2eZn(OH)42-6.H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。反应原理为:2H2S(g)+O2(g)S2(s)+2H2O(l)ΔH=632kJ·mol1。下图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法不正确的是()A.电路中每通过2mol电子,电池内部释放316kJ热能B.每34gH2S参与反应,有2molH+经质子膜进入正极区C.电极a为电池的负极D.电极b上发生的电极反应为O2+4e+4H+2H2O6.答案A原电池的能量转化形式主要是化学能转化为电能,A错误;34gH2S的物质的量为1mol,根据电极反应式可知有2molH+经质子膜进入正极区,与氧气结合生成水,B正确;题给电池属于燃料电池,通入燃料的一极为负极,通入氧气的一极为正极,电极a为电池的负极,C正确;根据图示,电极b上发生的电极反应为O2+4H++4e2H2O,D正确。7.如图是新型镁—锂双离子二次电池。下列关于该电池的说法不正确的是()A.放电时,Li+由左向右移动B.放电时,正极的电极反应式为Li1xFePO4+xLi++xeLiFePO4C.充电时,外加电源的正极与Y相连D.充电时,导线上每通过1mole,左室溶液质量减轻12g7.答案DA项,放电时,阳离子移向正极,所以Li+由左向右移动,故A正确;B项,放电时,右边为正极,得电子发生还原反应,反应式为Li1xFePO4+xLi++xeLiFePO4,故B正确;C项,充电时,外加电源的正极与原电池正极相连,故C正确;D项,充电时,左室得电子发生还原反应,反应式为Mg2++2eMg,导线上每通过1mole,右侧将有1molLi+移向左室,所以左室溶液质量减轻12g7g=5g,故D错误。8.一种新型的铝离子可充电电池的示意图如下,已知放电时电池反应为xAl+VO2AlxVO2。下列说法正确的是()A.放电时,Al3+向铝极移动B.放电时,电能转化为化学能C.充电时,阳极发生的反应为AlxVO23xexAl3++VO2D.充电时,离子液体中Al3+的浓度不断变小8.答案C根据放电时电池反应可知,铝为负极,放电时,阳离子向正极迁移,A项错误;放电时,化学能转化为电能,B项错误;充电时,阳极发生氧化反应,AlxVO2在生成VO2的同时释放出Al3+,C项正确;阳极释放的Al3+与阴极上还原的Al3+的数目相等,离子液体中Al3+的浓度不变,D项错误。9.某汽车尾气分析仪利用燃料电池的工作原理测定CO的浓度,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇—氧化钠,其中O2可以在固体介质NASICON中自由移动。(1)负极反应式为;

正极反应式为。

电池总反应为。

(2)如果将上述电池中的电解质改为熔融的K2CO3,b极通入的气体为氧气和CO2,写出相关的电极反应式。负极:;

正极:。

电池总反应:。

9.答案(1)CO+O22eCO2O2+4e2O22CO+O22CO2(2)2CO4e+2CO32-4CO2O2+4e+2CO22CO32-2CO+O解析(1)该装置是原电池,通入一氧化碳的电极a是负极,负极上一氧化碳失电子发生氧化反应,电极反应式为CO+O22eCO2,b为正极,电极反应式为O2+4e2O2,电池总反应式为2CO+O22CO2。(2)该电池的总反应式为2CO+O22CO2,正极反应式为O2+4e+2CO22CO32-,负极反应式=总反应式正极反应式,得出负极反应式为2CO4e+2CO32-10.某化学研究性学习小组针对原电池形成条件,设计了实验方案,进行如下探究。(1)请填写有关实验现象并得出相关结论。编号实验装置实验现象1锌棒逐渐溶解,表面有气体生成;铜棒表面无现象2两锌棒逐渐溶解,表面均有气体生成;电流计指针不偏转3铜棒表面的现象是,

电流计指针。

①通过实验2和3,可得出原电池的形成条件是。

②通过实验1和3,可得出原电池的形成条件是。

③若将实验3中硫酸溶液换成乙醇,电流计指针将不发生偏转,从而可得出原电池形成条件是。

(2)分别写出实验3中Zn棒和Cu棒上发生的电极反应:Zn棒:。

Cu棒:。

(3)实验3的电流是从棒流出(填“Zn”或“Cu”),反应过程中若有0.4mol电子发生了转移,则Zn电极质量减轻g。

10.答案(1)有气体生成发生偏转①活泼性不同的两个电极②形成闭合回路③有电解质溶液(2)Zn2eZn2+2H++2eH2↑(3)Cu13.0解析(1)实验3中构成原电池,锌是负极,铜是正极,溶液中的氢离子在铜棒上放电,则铜棒表面的现象是有气体生成,电流计指针发生偏转。①实验2和3相比电极不一样,因此可得出原电池的形成条件是有活泼性不同的两个电极。②实验1和3相比实验3中构成闭合回路,由此可得出原电池的形成条件是形成闭合回路。③若将实验3中硫酸溶液换成乙醇,电流计指针将不发生偏转,乙醇是非电解质,硫酸溶液是电解质溶液,因此可得出原电池形成条件是有电解质溶液。(2)锌是负极,发生失去电子的氧化反应,则Zn棒上发生的电极反应为Zn2eZn2+。铜是正极,溶液中的氢离子放电,则Cu棒上发生的电极反应为2H++2eH2↑。(3)实验3中锌是负极,铜是正极,则电流是从Cu棒流出,反应过程中若有0.4mol电子发生了转移,根据Zn2eZn2+可知消耗0.2mol锌,则Zn电极质量减轻0.2mol×65g/mol=13.0g。11.O2辅助的AlCO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。电池的负极反应式:。

电池的正极反应式:6O2+6e6O26CO2+6O2-3C2O4反应过程中O2的作用是。

该电池的总反应式:。

11.答案Al3eAl3+(或2Al6e2Al3+)催化剂2Al+6CO2Al2(C2O4)3解析观察原电池工作原理图知,铝电极作负极,多孔碳电极作正极,故负极反应式为Al3eAl3+;正极反应式为6O2+6e6O2-、6CO2+6O2-3C2O42-+6O2,由此可知反应过程中O2的作用是催化剂;电池总反应式为2Al+6CO2Al2(C2O4)12.肼(N2H4)是一种高能燃料,在工业生产中用途广泛。(1)0.5mol肼中含有mol极性共价键。

(2)工业上可用肼(N2H4)与新制Cu(OH)2反应制备纳米级Cu2O,同时放出N2,该反应的化学方程式为。

(3)发射火箭时,肼为燃料,过氧化氢为氧化剂,两者反应生成氮气与水蒸气。已知1.6g液态肼在上述反应中放出64.22kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:。

(4)肼—过氧化氢燃料电池由于其较高的能量密度而备受关注,其工作原理如图所示。该电池正极反应式为,电池工作过程中,A极区溶液的pH(填“增大”“减小”或“不变”)。

12.答案(1)2(2)N2H4+4Cu(OH)22Cu2O↓+N2↑+6H2O(3)N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g)ΔH=1284.4kJ/mol(4)H2O2+2e2OH减小解析(1)肼的结构式为,0.5mol肼中含有极性共价键的物质的量为2mol。(2)工业上可用肼(N2H4)与新制Cu(OH)2反应制备纳米级Cu2O,同时放出N2,该反应的化学方程式为N2H4+4Cu(OH)22Cu2O↓+N2↑+6H2O。(3)肼