2020版高三化学一轮复习第六章第二节原电池新型化学电源课时训练新人教版.docx

原电池 新型化学电源一、选择题1下列有关原电池的说法中正确的是()A在内电路中，电子由正极流向负极B在原电池中，相对较活泼的金属作负极，不活泼的金属作正极C原电池工作时，正极表面一定有气泡产生D原电池工作时，可能会伴随着热能变化解析：选D。A项，内电路中不存在电子的移动；B项，若是由铝、镁、氢氧化钠溶液构成的原电池，则负极是铝；C项，若是由锌、铜、硫酸铜溶液构成的原电池，则正极表面析出铜，没有气泡产生。2某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是()A放电时，Li在电解质中由负极向正极迁移B放电时，负极的电极反应式为LixC6xe=xLiC6C充电时，若转移1 mol e，石墨(C6)电极将增重7x gD充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi解析：A.原电池中阳离子由负极向正极迁移，A项正确；B放电时，负极发生氧化反应，电极反应式为LixC6xe=xLiC6，B项正确；C.充电时，若转移1 mol电子，石墨电极质量将增重7 g，C项错误；D.充电时阳极发生氧化反应，电极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi，D项正确。答案：C3某化学小组构想将汽车尾气(NO、NO2)转化为重要的化工原料HNO3，其原理如图所示，其中A、B为多孔导电材料。下列说法一定正确的是()A该电池工作时，电子的流向外电路由A到B，内电路由B到A形成闭合回路B电极B附近的HNO3浓度增大CA电极的反应为：NO2eH2O=NO2HNO3e2H2O=NO4HD该电池工作时，每消耗11.2 L O2(标准状况下)，可以除去含1 mol NO和NO2的混合尾气解析：A.电解质溶液中是通过阴阳离子的定性移动形成电流，选项A错误；B.B电极上电极反应式为O24e4H=2H2O，有水生成，硝酸根离子不参加反应，所以硝酸根离子的物质的量不变，但氢离子消耗减少，溶液体积增大，所以硝酸浓度减小，选项B错误；C.A电极氮的气化物失电子转化为硝酸根离子，电极反应式为：NO2eH2O=NO2H、NO3e2H2O=NO4H，选项C正确；D.1 mol NO和NO2的混合尾气中气体含量未知，则无法确定得失电子数目，则无法知道消耗氧气的量，选项D错误。答案选C。答案：C4(2017江苏南通高三调研)一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气，其中某一电极反应式为C2H618OH14e=2CO12H2O。有关此电池的推断不正确的是()A通入氧气的电极为正极B参加反应的O2与C2H6的物质的量之比为72C放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降D放电一段时间后，正极区附近溶液的pH减小解析：选D。A项，通入乙烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，故正确；B项，1 mol乙烷参与反应时转移14 mol电子，则参与反应的氧气的量为mol，故正确；C项，根据电极反应式或总反应方程式可知，氢氧化钾被消耗，故正确；D项，放电时正极产生OH，则pH增大，故错误。5据报导，我国已研制出“可充室温钠二氧化碳电池”，电极材料为钠金属片和碳钠蜜管，电解液为高氯酸钠四甘醇二甲醚，电池总反应为：4Na3CO22Na2CO3C，生成固体Na2CO3沉积在碳钠米管上。下列叙述不正确的是()A放电时钠金属片发生氧化反应B充电时碳钠米管接直流电源的正极C充电时的阳极反应为C2Na2CO34e3CO24NaD放电时每消耗3molCO2，转移12mol电子解析：A.放电时钠金属片，作负极，失去电子发生氧化反应，故A正确；B原电池中正极上C得到电子，则充电时碳纳米管接直流电源的正极，故B正确；C.充电为电解池，阳极与正极相连，阳极失去电子发生氧化反应，则阳极反应为C2Na2CO34e=3CO24Na，故C正确，D放电时每消耗3molCO2,4molNa失去电子，转移4md电子，故D错误，故选D。答案：D6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。下列有关该电池的说法错误的是()A电池工作时，Li通过离子电子导体移向b区B电流由X极通过外电路移向Y极C正极发生的反应为：2H2e=H2DY极每生成1 mol Cl2，a区得到2 mol LiCl解析：加入稀盐酸，在X极(正极)上生成氢气，发生还原反应，电极方程式为2H2e=H2，为正极反应，Y极生成Cl2，为负极反应，发生2Cl2e=Cl2，原电池中电流从正极流向负极，阳离子向正极移动，则A.电池工作时，Li向正极a上移动，A错误；B.电流由正极X极通过外电路移向负极Y极，B正确；C.在X极(正极)上生成氢气，发生还原反应，电极方程式为2H2e=H2，C正确；D.Y极每生成1 mol Cl2，则转移2 mol电子，有2 mol Li向正极移动，则a区得到2 mol LiCl，D正确，答案选A。答案：A7甲醇燃料电池容易携带、容易存储等优点，目前被认为将会替代传统的电池成为携带型设备的主要电源。如图是甲醇的质子交换膜型燃料电池模型，下列有关说法正确的是()AY极为电池的负极BX极的电极反应式：CH3OHH2O6e=CO26HC若常温下用该电池电解100 mL KCl溶液至pH12时，电池质子交换膜迁移的A为0.01 molD空气以20%为氧气计算，X极每消耗1 mol甲醇，Y极必消耗168 L空气中的氧气解析：选B。根据X极、Y极所通入的物质，可以判断，X极为负极，Y极为正极，其电极反应式为X极(负极)：CH3OHH2O6e=CO26H；Y极(正极)：O26e6H=3H2O。C项，2KCl2H2O2KOHH2Cl2，n(OH)0.01 molL10.1 L103mol，所以电池质子交换膜迁移的A(H)应为0.001 mol；D项，没有给出氧气所处的条件，不能求出氧气的体积。8(2018河南鹤壁高三调研)某新型电池，以NaBH4(B的化合价为3价)和H2O2作原料，该电池可用作深水勘探等无空气环境电源，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A电池工作时Na从b极区移向a极区B每消耗3 mol H2O2，转移3 mol eCb极上的电极反应式为H2O22e2H=2H2ODa极上的电极反应式为BH8OH8e=BO6H2O解析：选D。该电池工作时，a电极反应式为BH8OH8e=BO6H2O；b电极反应式为4H2O28e=8OH；随着不断放电，a极负电荷减少，b极负电荷增多，故Na从a极区移向b极区；每消耗3 mol H2O2转移6 mol e，故A、B、C错误，D正确。9原电池反应是释放能量的氧化还原反应，下列可设计成原电池的化学反应是()AH2O(l)CaO(s)=Ca(OH)2(s)BBa(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH3H2O8H2OC2KClO32KCl3O2DCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)解析：原电池反应必须是氧化还原反应，若不是氧化还原反应，则不能设计成原电池，通过对反应分析可知只有D可以设计为原电池，故选项是D。答案：D10AlAg2O电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。电池工作时，下列说法错误的是()A电子由Al电极通过外电路流向电极B电池负极附近溶液pH升高C正极反应式为Ag2O2eH2O=2Ag2OHD负极会发生副反应2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2解析：A.铝为负极，被氧化，为正极，原电池工作时，电子由Al电极通过外电路流向电极，故A正确；B.负极发生Al3e4OH=AlO2H2O，则pH减小，故B错误；C.正极发生还原反应，电极方程式为Ag2O2eH2O=2Ag2OH，故C正确；D.由于电解质呈碱性，铝可与氢氧化钠溶液反应2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，故D正确；故选B。答案：B二、非选择题11(2017山西省临汾一中等五校高三第三次联考)氨和联氨(N2H4)既是一种工业原料，又是一种重要的工业产品。(1) 等物质的量的氨和联氨分别与足量二氧化氮反应，产物为氮气和水。则转移的电子数之比为_。(2) 联氨在一定条件下可按下式分解：3N2H4(g)=N2(g)4NH3(g)，已知断裂NH、NN及NN各1 mol需吸收的能量依次为390.8 kJ、193 kJ、946 kJ。若生成1 mol N2，则反应_(填“放出”或“吸收”)_kJ的能量。(3)NH3O2燃料电池的结构如图所示。 a极为电池的_(填“正”或“负”)极。当生成1 mol N2时，电路中流过电子的物质的量为_。(4)联氨可以高效地脱除烟道气中的NO从而生成 N2，该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为_。解析：(1)等物质的量的氨和联氨分别与足量二氧化氨反应，产物为氯气和水，氨气十N的化合价由3价变成O价，N3H4N的化合价由2价变成O价，则转移的电子数之比为1312234，故答案为：34；(2)3N2H4(g)N2(g)4NH3(g)H3(39084193)(94643390.8)367kJ/mol，则生成1molN2，需要放出367kJ的能量，故答案为：367。答案：(1)34(2)放出367(3)负6 mol(4)11(3) a极通入氨气，是负极，b极通入氧气，是正极，故答案为：负极；氨气中N的化合价由3价变成0价，当生成1 mol N2时，转移电子的物质的量为6mol，故答案为：6mol；(4)联氨可以高效地脱除烟道气中的NO从而生成 N2，反应的方程式为N2H42NO=2N22H2O，该反应中氧化产物为N2，还原产物为N2，物质的量之比为11，故答案为：11。12(2018天津联考)金属镁在目前的汽车、航天、航空、机械制造、军事等产业中得到迅猛发展。(1)目前市场上某些品牌笔记本电脑(如神舟电脑、联想电脑等)的外壳一改以往的有机合成材料，而使用镁铝合金、钛铝合金等材料。镁铝合金材料在电脑上代替有机合成材料的目的是_(多选)。A降低成本B增强美观C利于散热D增加强度E增加运算速度(2)某学校研究性学习小组欲以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液设计原电池。给你一只电流表，请你画出该原电池的示意图，并标出正负极。一段时间后，铝片发生的电极反应式是_；镁条表面只有极少量的气泡产生，则镁电极发生的主要反应的电极反应式为_。答案：(1)BCD(2)如图所示Al4OH3e=AlO2H2O2H2O2e=H22OH13全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池，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)硫酸在电池技术和实验室中具有广泛的应用，在传统的锌铜原电池中，硫酸是_，实验室中配制硫酸亚铁时需要加入少量硫酸，硫酸的作用是_。(2)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)为正极和负极电极反应的活性物质的，电池总反应为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”)。(3)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(4)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)传统的铜锌原电池中，锌与酸反应生成氢气，故硫酸为电解质溶液；硫酸亚铁容易水解，且水解显酸性，加入少量硫酸，可以抑制其水解变质。