高考化学一轮复习课后限时集训22化学能转化为电能——电池（含解析）鲁科版.docx

化学能转化为电能电池(建议用时：35分钟)A级基础达标1(2019泉州模拟)课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是()A原电池是将化学能转化成电能的装置B原电池由电极、电解质溶液和导线等组成C图中a极为铝条、b极为锌片时，导线中会产生电流D图中a极为锌片、b极为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片DD项，a极为负极，电子由负极(锌片)流出。2(2019云南七校联考)铝空气电池以高纯度铝(含铝99.99%)为负极，铂铁合金为正极，海水为电解质溶液，工作原理如图所示。下列说法正确的是()A铝空气电池要及时回收处理，以免造成重金属污染B正极制成鱼鳃状的目的是增大铂铁合金与海水中溶解氧的接触面积C每消耗1 mol Al，电解质溶液中会有3 mol电子通过D该电池工作时，铂铁合金比高纯铝更容易被腐蚀B选项A，铝不属于重金属，错误；选项B，正极制成鱼鳃状的目的是增大铂铁合金与海水中溶解氧的接触面积，从而加快反应速率，正确；选项C，电子只能沿导线转移，电解质溶液中移动的是离子，错误；选项D，该电池工作时铂铁合金是正极被保护，不易被腐蚀，错误。3锌空气电池由活性炭(空气扩散极)、锌、苛性碱溶液构成，其中活性炭部分浸泡在苛性碱溶液中，其工作原理如图所示，负极产物是ZnO。下列有关锌空气电池的说法正确的是()A活性炭的作用是吸附空气，为电池提供氧化剂B原理图中的隔离膜为质子交换膜C负极反应式为Zn2eH2O=ZnO2HD电池工作时，外电路中流过0.2 mol电子，消耗3.2 g O2AA项，活性炭具有多孔结构，可有效地吸附空气，正确；B项，该电池的电解质溶液为苛性碱溶液，且负极消耗OH，故隔离膜是阴离子交换膜，错误；C项，因该电池的电解质溶液为碱性溶液，故不可能生成H，正确的负极反应式为Zn2e2OH=ZnOH2O，错误；D项，外电路流过0.2 mol电子时，消耗0.05 mol O2，错误。4(2019唐山模拟)环境监察局常用“定电位”NOx传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A“对电极”是负极B“工作电极”上发生的电极反应为NO22e2H=NOH2OC传感器工作时H由“工作电极”移向“对电极”D“对电极”的材料可能为活泼金属锌C题图“工作电极”上通入NO2放出NO，说明NO2被还原，则“工作电极”为原电池的正极，“对电极”为原电池的负极，A项正确；在酸性条件下，“工作电极”上发生还原反应的电极反应式为NO22e2H=NOH2O，B项正确；原电池工作时阳离子向正极移动，即传感器工作时H由“对电极”移向“工作电极”，C项错误；“对电极”是负极，则“对电极”的材料可能为活泼金属锌，D项正确。5(2019郑州模拟)一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下表：pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2Fe3O4Fe2O3FeO下列说法错误的是()A当pH6时，碳钢主要发生吸氧腐蚀C当pH14时，正极反应为O24H4e=2H2OD在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓CpH14时，发生吸氧腐蚀，反应式为O24e2H2O=4OH。6(2019娄底模拟)有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A极为负极；C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D导线C；A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡；B、D相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应；用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出。据此，判断五种金属的活动性顺序是 ()AABCDEBACDBECCABDE DBDCAEB金属与稀硫酸溶液组成原电池，活泼金属失去电子发生氧化反应，作负极，较不活泼的金属作正极。H在正极电极表面得到电子生成H2，电子运动方向由负极正极，电流方向则由正极负极。在题述原电池中，AB原电池，A为负极；CD原电池，C为负极；AC原电池，A为负极；BD原电池，D为负极；E先析出，E不活泼。综上可知，金属活动性ACDBE。7(2019绵阳模拟)利用微生物可将废水中苯酚的化学能直接转化为电能，装置如图所示。电池工作时，下列说法正确的是()Aa极为正极，发生氧化反应Bb极的电极反应式为2NO12H10e=N26H2OC中间室的Cl向左室移动D左室消耗苯酚(C6H5OH)9.4 g时，用电器流过2.4 mol电子C由题图可知，在b极上NO转化为N2，发生得电子的还原反应，故b极为正极，a极为负极，A项错误；b极的电极反应式为2NO12H10e=N26H2O，B项错误；原电池中阴离子向负极移动，故C项正确；左室消耗苯酚的电极反应式为C6H5OH28e11H2O=6CO228H，9.4 g苯酚的物质的量为0.1 mol，故用电器应流过2.8 mol电子，D项错误。8(2018北京高考，T12)验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3% NaCl溶液)。在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是()A对比，可以判定Zn保护了FeB对比，K3Fe(CN)6可能将Fe氧化C验证Zn保护Fe时不能用的方法D将Zn换成Cu，用的方法可判断Fe比Cu活泼D中Zn作负极，发生氧化反应生成Zn2，Fe作正极被保护，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，试管内无明显变化。但中没有Zn保护Fe，Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀，Fe作负极被氧化生成Fe2，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比可知Zn保护了Fe，A项正确；与的区别在于：前者是将铁氰化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氰化钾溶液，中出现了蓝色沉淀，说明有Fe2生成。对比分析可知，可能是铁氰化钾氧化Fe生成了Fe2，B项正确；通过上述分析可知，验证Zn保护Fe时不能用的方法，C项正确；若将Zn换成Cu，铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe2，在铁的表面同样会生成蓝色沉淀，所以无法判断Fe2是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错误。9某传感器工作原理如图所示。利用该传感器可以测定空气中NO、CO、NH3、SO2等有害气体的含量。下列说法正确的是()A若M为熔融KOH，X为NH3，Y为N2，则负极的电极反应式为2NH36e=N26HB若M是含O2的固体电解质，X为NO，则正极的电极反应式为O24e=2O2C传感器工作中，电子由Pt()极经电流仪传到Pt()极D若X为CO，M为KOH溶液，则电池总反应为2COO2=2CO2B由于M是熔融的KOH，即使放电生成H也会与OH反应生成水，所以负极的电极反应式为2NH36e6OH=N26H2O，A错误。若M是含O2的固体电解质，则负极的电极反应式为2NO4e2O2=2NO2，正极的电极反应式为O24e=2O2，B正确。题述装置属于原电池，Pt()极为正极，Pt()极为负极，电子由负极经外电路流向正极，C错误。若X为CO，M为KOH溶液，则负极的电极反应式为CO2e4OH=CO2H2O，电池总反应为2CO4KOHO2=2K2CO32H2O，D错误。10用氟硼酸(HBF4，属于强酸)代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，反应方程式为PbPbO24HBF42Pb(BF4)22H2O。Pb(BF4)2为可溶于水的强电解质，下列说法正确的是()A放电时的负极反应为PbO24H2e=Pb22H2OB充电时，当阳极质量增加23.9 g时，溶液中有0.2 mol电子通过C放电时，正极区pH增大D充电时，Pb电极与电源的正极相连C放电时，负极上应该是金属铅发生失电子的氧化反应，A错误；电子只能经过导线，不能经过电解质溶液，B错误；放电时正极上发生还原反应，PbO24H2e=Pb22H2O，氢离子浓度减小，所以pH增大，C正确；充电时，Pb电极和电源的负极相连，D错误。11全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动状态的电池，目前钒电池技术已经趋近成熟。下图是钒电池基本工作原理示意图：请回答下列问题：(1)钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子(V2、V3、VO2、VO)为正极和负极，电池总反应式为VO2V3H2OV2VO2H。放电时的正极反应式为_，充电时的阴极反应式为_。放电过程中，电解液的pH_(填“升高”“降低”或“不变”)。(2)钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是_(填字母)。aVO、VO2混合液bV3、V2混合液cVO溶液dVO2溶液eV3溶液fV2溶液(3)能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是_。解析：(1)正极反应是还原反应，由电池总反应可知放电时的正极反应式为VO2He=VO2H2O；充电时，阴极反应为还原反应，故为V3得电子生成V2的反应。(2)充电时阳极反应式为VO2H2Oe=VO2H，故充电完毕的正极电解液为VO溶液，而放电完毕的正极电解液为VO2溶液，故正极电解液可能是选项a、c、d。(3)充电和放电过程中，正极电解液与负极电解液不能混合，起平衡电荷作用的是加入的酸，故H可以通过隔膜。答案：(1)VO2He=VO2H2OV3e=V2升高(2)acd(3)HB级能力提升12(1)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。X为_极，Y电极反应式为_。Y极生成1 mol Cl2时，_ mol Li移向_极(填“X”或“Y”)。(2)一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，KOH作电解质。负极反应式为_，正极反应式为_。解析：(1)根据装置可知生成H2的电极为正极，生成Cl2的电极为负极。(2)根据装置可知N2H4N2为氧化反应，在负极上反应。答案：(1)正2Cl2e=Cl22X(2)N2H44e4OH=N24H2OO24e2H2O=4OH13某氢氧燃料电池用固体金属化合物陶瓷作电解质(可电离出金属离子和O2)，两极上发生的反应为A极：2H22O24e=2H2O；B极：_。电子流动的方向是_；假设该燃料电池工作时，每生成1 mol H2O(l)时产生的最大电能为240 kJ，则该电池的能量转化效率为_(H2的燃烧热为285 kJmol1 ，最大电能与所能释放出的全部热量之比)。解析：该燃料电池中，因A极上发生的是失去电子的反应，故B极上是氧气得到电子变成O2的反应，工作过程中A极失去电子而B极得到电子。能量转化效率为100%84.2%。答案：O24e=2O2由A极流向B极84.2%备选习题(2019陕西名校联考)常温下，将除去表面氧化膜的Al片、Cu片插入浓硝酸中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示。反应过程中有红棕色气体产生。下列说法错误的是()图1图2At1时刻前，Al片的电极反应为2Al6e3H2O=A