2020届高考化学一轮总复习第六章第21讲原电池化学电源练习（含解析）.docx

原电池 化学电源1下列电池工作时，O2在正极放电的是()A.锌锰电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.镍镉电池答案：B2某原电池总反应为Cu2Fe3=Cu22Fe2，下列能实现该反应的原电池是()ABCD电极材料Cu、ZnCu、CFe、ZnCu、Ag电解液FeCl3Fe(NO3)2CuSO4Fe2(SO4)3解析：由题意知，Cu为负极材料，正极材料的金属活动性必须弱于Cu，其中B、D项符合该条件；由Fe3得电子生成Fe2知，电解质溶液中必须含有Fe3，同时符合上述两条件的只有D项。答案：D3.如图是用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是()A铜片表面有气泡生成B装置中存在“化学能电能光能”的转换C如果将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动D如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变解析：铜锌原电池中，Cu做正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以Cu上有气泡生成，故A正确；原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转化为光能，故B正确；柠檬汁显酸性也能做电解质溶液，所以将稀硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，所以导线中有电子流动，故C错误；金属性Cu比Zn、Fe弱，Cu做正极，所以电路中的电流方向不变，仍然由Cu流向负极，故D正确。答案：C4铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()A正极反应为Zn2e=Zn2B电池反应为ZnCu2=Zn2CuC在外电路中，电子从Cu极流向Zn极D盐桥中的K移向ZnSO4溶液答案：B5用a、b、c、d四种金属按表中所示的装置进行实验，下列叙述正确的是()甲乙丙实验装置现象a不断溶解c的质量增加a上有气泡产生A.装置甲中的b金属是原电池的负极B装置乙中的c金属是原电池的阴极C装置丙中的d金属是原电池的正极D四种金属的活动性顺序：dabc解析：甲中a不断溶解说明a是负极，活动性：ab，A错误；原电池用正极或负极命名电极，B错误；由乙中现象知活动性：bc；丙中d是负极，活动性：da，C错误；综上可知D正确。答案：D6研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()A放电时金属锂做负极B放电时OH向正极移动C水既是氧化剂又是溶剂D总反应为2Li2H2O=2LiOHH2解析：原电池中活泼金属做负极，锂比铁活泼，故锂做负极，A正确；原电池中，放电时阴离子向负极移动，B错误；金属锂和水反应生成氢氧化锂和氢气，该反应中，水是氧化剂，水在电池中还是溶剂，C正确；锂水电池中，金属锂和水反应生成氢氧化锂和氢气，总反应为2Li2H2O=2LiOHH2，故D正确。答案：B7分析如图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()A中Mg做负极，中Fe做负极B中Mg做正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C中Fe做负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D中Cu做正极，电极反应式为2H2e=H2解析：中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al做负极；中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子做负极，A、C错；中电池总反应为2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，负极反应式为2Al8OH6e=2AlO4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O6e=6OH3H2，B正确；中Cu是正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，D错。答案：B8(2018湖南H11教育联盟联考)我国最近在太阳能光电催化化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法中正确的是()A该制氢工艺中光能最终转化为化学能B该装置工作时，H由b极区流向a极区Ca极上发生的电极反应为Fe3e=Fe2Da极区需不断补充含Fe3和Fe2的溶液解析：该制氢工艺中光能转化为电能，最终转化为化学能，A项正确；该装置工作时，H由a极区流向b极区，B项错误；a极上发生氧化反应，失电子，所以a极上发生的电极反应为Fe2e=Fe3，C项错误；由题图可知a极区Fe2和Fe3可相互转化，故不需补充含Fe3和Fe2的溶液，D项错误。答案：A9(2018福建百所重点校联合考试)交通运输部在南海华阳礁举行华阳灯塔和赤瓜灯塔竣工发光仪式，宣布两座大型多功能灯塔正式发光并投入使用。镁海水电池可为灯塔提供能源，其装置如图所示。下列有关镁海水电池的说法正确的是 ()AMg电极上发生还原反应 B该电池工作一段时间后，左侧溶液质量减轻C正极的电极反应式为H2O22e2H=2H2OD若电池工作时转移2 mol电子，则有2 mol H由质子交换膜左侧向右侧迁移解析：Mg电极作负极，发生氧化反应，A项错误；该电池工作一段时间后，由于H从右到左通过质子交换膜，所以左侧溶液质量增加，B项错误；正极发生还原反应，正极的电极反应式为H2O22e2H=2H2O，C项正确；若电池工作时转移2 mol电子，则有2 mol H由质子交换膜右侧向左侧迁移，D项错误。答案：C10(2018广东珠海质量检测)最近科学家利用下图装置成功地实现了CO2和H2O合成CH4，下列叙述错误的是 ()A电池工作时，实现了将太阳能转化为电能B铜电极为正极，电极反应式为CO28e8H=CH42H2OC电池内H透过质子交换膜从右向左移动D为提高该系统的工作效率，可向装置中加入少量稀硫酸解析：由电池装置图可知电池工作时，实现了将太阳能转化为电能，A项正确；电子流入的极是正极，所以Cu是正极，Cu上二氧化碳得电子生成甲烷，即CO28e8H=CH42H2O，B项正确；电池内H透过质子交换膜向正极移动，Cu是正极，则电池内H透过质子交换膜从左向右移动，C项错误；向装置中加入少量强电解质溶液稀硫酸可以增强导电能力，提高该系统的工作效率，D项正确。答案：C11(1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_(填字母，下同)。aC(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H0b2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H0cNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H0若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应为_。(2)某同学用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3的U形管)设计成一个原电池，如图所示，下列判断中正确的是_。(填字母序号)a实验过程中，左侧烧杯中NO浓度不变b实验过程中取出盐桥，原电池能继续工作c若开始时用U形铜代替盐桥，装置中无电流产生d若开始时用U形铜代替盐桥，U形铜的质量不变解析：(1)根据题中信息，设计成原电池的反应通常是放热反应，排除a，根据已学知识，原电池反应必是自发进行的氧化还原反应，排除c。原电池正极发生还原反应，由于是碱性介质，则电极反应中不应出现H，故正极的电极反应为O24e2H2O=4OH。(2)该原电池的工作原理是Cu2Ag=2AgCu2，盐桥起形成闭合回路和平衡电荷的作用，因此当电池工作时，盐桥中的NO向负极移动，因此左侧烧杯中NO的浓度将增大，a错误。当取出盐桥，不能形成闭合回路，电池处于断路状态，不能继续工作，b错误。若开始时用U形铜代替盐桥，则左侧烧杯相当于电解装置，而右侧烧杯相当于原电池装置，电极反应从左往右依次为阳极：4OH4e=2H2OO2，阴极：Cu22e=Cu，负极：Cu2e=Cu2，正极：Age=Ag，由此可知c错误、d正确。答案：(1)bO22H2O4e=4OH(2)d12某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：方案：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为_。方案：有人利用Fe、Cu做电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。正极反应式：_。负极反应式：_。方案：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案：_(与方案、不能雷同)，用离子方程式表示其反应原理：_。解析：方案：铁与酸反应产生气泡，Fe2H=Fe2H2，而铜与酸不反应。方案：设计原电池时以铁、铜为电极，电解质溶液为稀硫酸或盐酸等溶液。实验现象是铁溶解，而铜极上有无色气泡产生。在负极：Fe失去电子变为Fe2，Fe2e=Fe2；在正极，溶液中的H获得电子变为H2,2H2e=H2。方案：设计简单实验时注意原理与方案及方案的原理不同，且现象明显，操作简单。将铁片置于CuSO4溶液中，若铁片表面覆盖一层铜，说明Fe比Cu活动性强，离子方程式为FeCu2=Fe2Cu。(合理即可)答案：方案：Fe2H=Fe2H2方案：装置如图所示2H2e=H2Fe2e=Fe2方案：将铁片置于CuSO4溶液中，若铁片表面覆盖一层铜，说明Fe比Cu活动性强FeCu2=Fe2Cu13.锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：(1)外电路的电流方向是由_(填字母，下同)极流向_极。(2)电池正极反应式为_。(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_(填“是”或“否”)，原因是_。答案：(1)ba(2)MnO2eLi=LiMnO2(3)否电极Li是活泼金属，能与水反应14.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：(1)氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是_，在导线中电子流动方向为_(用a、b表示)。(2)负极反应式为_。(3)电极表面镀铂粉的原因是_。(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.2LiH22LiH.LiHH2O=LiOHH2反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_。已