2018版高考化学二轮复习第六章化学反应与能量6.2原电池化学电源跟踪检测.docx

跟踪检测（二十一） 原电池 化学电源1(2017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H2SO4溶液中，A极为负极；C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D导线C；A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；B、D相连后，同时浸入稀H2SO4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 DBDCAE解析：选B金属与稀H2SO4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。2(2017吉林模拟)原电池中，B极逐渐变粗，A极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的()AA是Zn，B是Cu，C为稀硫酸BA是Cu，B是Zn，C为稀硫酸CA是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液DA是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液解析：选C在原电池中，一般活泼金属作负极，失去电子发生氧化反应(金属被氧化)而逐渐溶解(或质量减轻)；不活泼金属(或导电的非金属)作正极，发生还原反应有金属析出(质量增加)或有气体放出；依据题意可知A为负极、B为正极，即活泼性A大于B，且A能从电解质溶液中置换出金属单质。所以，只有C选项符合题意。3(2017厦门模拟)将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如图所示的原电池。下列说法不正确的是()A盐桥中的K移向FeCl3溶液B反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应C电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极解析：选DA项，甲池中石墨电极为正极，乙池中石墨电极为负极，盐桥中阳离子向正极移动，所以向FeCl3溶液迁移，正确；B项，反应开始时，乙中I失去电子，发生氧化反应，正确；C项，当电流计为零时，说明没有电子发生转移，反应达到平衡，正确；D项，当加入Fe2，导致平衡逆向移动，则Fe2失去电子生成Fe3，作为负极，而乙中石墨成为正极，错误。4(2017长春模拟)镁次氯酸盐燃料电池，具有比能量高、安全方便等优点。该电池的正极反应式为ClOH2O2e=Cl2OH，关于该电池的叙述正确的是()A该电池中镁为负极，发生还原反应B电池工作时，OH向正极移动C该电池的总反应为MgClOH2O=Mg(OH)2ClD电池工作时，正极周围溶液的pH将不断变小解析：选C次氯酸盐在正极发生反应，则Mg为负极，发生氧化反应，A项错误；电池工作时，阴离子向负极移动，B项错误；负极反应式为Mg2e2OH=Mg(OH)2，将正、负极反应式相加可得总反应，C项正确；根据正极反应式可知，电池工作时，正极周围溶液的c(OH)增大，pH将增大，D项错误。5(2017沧州模拟)某蓄电池反应式为FeNi2O33H2OFe(OH)22Ni(OH)2。下列推断中正确的是()放电时，Fe为正极，Ni2O3为负极充电时，阴极上的电极反应式是Fe(OH)22e=Fe2OH充电时，Ni(OH)2为阳极蓄电池的电极必须是浸在某碱性溶液中A BC D解析：选D由放电时的反应可知，Fe发生氧化反应，Ni2O3发生还原反应，即正极为Ni2O3，负极为Fe，错误；充电可以看作是放电的逆过程，即阴极为原来的负极，放电时负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2，充电过程中阴极反应为Fe(OH)22e=Fe2OH，正确；充电是放电的逆过程，即阴极为原来的负极，阳极为原来的正极，因此充电时，Ni(OH)2为阳极，正确；Fe(OH)2、2Ni(OH)2只能存在于碱性溶液中，在酸性条件下与H反应，正确。6可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是()A以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液时，正极反应都为O22H2O4e=4OHB以NaOH溶液为电解质溶液时，负极反应为Al3OH3e=Al(OH)3C以NaOH溶液为电解质溶液时，电池在工作过程中电解质溶液的pH保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极解析：选A正极O2得电子，溶液显碱性或中性时，正极反应都为O22H2O4e=4OH，A项正确；铝作负极，在碱性溶液(NaOH)中的负极反应为Al4OH3e=AlO2H2O，B项错误；在碱性电解质溶液中总的电池反应式为4Al3O24OH=4AlO2H2O，溶液pH降低，C项错误；电池工作时，电子从负极流向正极，D项错误。7(2017盐城模拟)一种新型钠硫电池结构示意图如图，下列有关该电池的说法正确的是()AB极中填充多孔的炭或石墨毡，目的是为了增加导电性B电池放电时，A极电极反应为2NaxS2e=Na2SxC电池放电时，Na向电极A极移动D电池放电的总反应为2NaxS=Na2Sx，每消耗1 mol Na 转移2 mol电子解析：选A根据图可知，放电时，Na发生氧化反应，所以A作负极，B作正极，负极反应式为2Na2e=2Na，正极反应式为xS2e=S，充电时A为阴极，B为阳极，阴极、阳极电极反应式与负极、正极反应式正好相反，放电时，电解质中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；B极中填充多孔的炭或石墨毡，目的是为了增加导电性，A正确；放电时，A为负极，电极反应为2Na2e=2Na，B错误；放电时，Na向正极移动，即由A向B移动，C错误；由电池放电的总反应知，每消耗1 mol Na转移1 mol电子，D错误。8(2017襄阳模拟)瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪(图甲)能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时，可以通过传感器显示。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是Y2O3Na2O，O2可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的是()A瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极aB电极b是正极，O2由电极a流向电极bC电极a的反应式为CH44O28e=CO22H2OD当固体电解质中有1 mol O2通过时，电子转移4 mol解析：选C电子不能在电池内电路流动，只能在外电路中流动，A错误；O2是阴离子，应向负极移动，即O2由正极(电极b)流向负极(电极a)，B错误；甲烷所在电极a为负极，电极反应为CH44O28e=CO22H2O，C正确；1 mol O2得4 mol 电子生成2 mol O2，故当固体电解质中有1 mol O2通过时，电子转移2 mol，D错误。9.(2017绍兴模拟)利用反应6NO28NH3=7N212H2O构成电池的装置如图所示。此方法既能实现有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能。下列说法正确的是()A电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极B为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜C电极A极反应式为2NH36e=N26HD当有4.48 L NO2被处理时，转移电子数为0.8NA解析：选B该反应中，NO2发生还原反应，NH3发生氧化反应，通入NO2的电极是正极，通入NH3的电极是负极，放电时，电流从正极沿导线流向负极，所以电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极，A错误；电池工作时，阴离子向负极移动，为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜，防止NO2反应生成硝酸盐和亚硝酸盐，导致电池不能正常工作，B正确；电解质溶液呈碱性，负极电极反应式为2NH36e6OH=N26H2O，C错误；温度和压强未知导致气体摩尔体积未知，所以无法计算，D错误。10(2017厦门模拟)一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是()Aa电极发生还原反应，作电池的正极Bb电极反应式为2NO10e12H=N26H2OCH由右室通过质子交换膜进入左室D标准状况下，电路中产生6 mol CO2同时产生22.4 L的N2解析：选BA项，在该燃料电池中通入燃料的电极为负极，故电极a为负极，电极b为正极，a电极发生氧化反应，错误；B项，b电极为正极，发生还原反应，反应式为2NO10e12H=N26H2O，正确；C项，溶液中H由负极移向正极，即由左室通过质子交换膜进入右室，错误；D项，不能确定有机物中碳元素的化合价，则不能计算转移的电子数，也不能通过二氧化碳计算氮气的体积，错误。11(2014海南高考)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_极流向_极。(填字母)(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_。(4)MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为_。解析：(1)结合所给装置图以及原电池反应原理，可知Li作负极材料，MnO2作正极材料，电子流向是从ab，电流方向则是ba。(2)根据题目中的信息“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”，所以正极的电极反应式MnO2eLi=LiMnO2。(3)因为负极的电极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。(4)由题目中的信息“MnO2可与KOH和KClO3在高温条件下反应，生成K2MnO4”，可知该反应属于氧化还原反应，Mn元素化合价升高(MM )，则Cl元素的化合价降低(CC)，所以化学方程式为3MnO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O；根据“K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4(K2O4)和MnO2(K2O4O2)”，结合电子得失守恒可得，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为 21。答案：(1)ba(2)MnO2eLi=LiMnO2(3)否电极Li是活泼金属，能与水反应(4)3MnO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O2112某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应：(用离子方程式表示)_设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过_mol电子。(2)其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为_，这是由于NH4Cl溶液显_(填“酸性”“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的原因_，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式：_，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的3价铁被氧化为更高的价态。”如果3价铁被氧化为FeO，试写出该反应的离子方程式：_。(3)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图所示。一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞溶液，现象是_，电极反应为_；乙装置中石墨(1)为_极(填“正”“负”“阴”或“阳”)，乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为_，产物常用_检验，反应的离子方程式为_。解析：(1)负极反应Fe2e=Fe2，正极反应Cu22e=Cu，则原电池反应为FeCu2=Fe2Cu。设导线中通过电子的物质的量为x，则负极减少28 gmol1x，正极增加32 gmol1x，28x32x12，x0.2 mol。(2)NH4Cl水解溶液显酸性，正极上H得电子，负极上Fe失电子生成Fe2。Cl2将Fe2氧化为 Fe3，Cl2过量时，发生的反应为2Fe33Cl28H2O=2FeO6Cl16H。(3)将盐桥改为铜丝和石墨后，甲装置为原电池，乙装置为电解池。甲中Fe为负极，Cu为正极，正极电极反应式为O22H2O4e=4OH，滴加酚酞后变红色。乙中石墨(1)为阴极，与铜丝相连的电极为阳极，电极反应式为2Cl2e=Cl2，Cl2可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验。答案：(1)FeCu2=Fe2Cu0.2(2)2H2e=H2酸性NHH2ONH3H2OH2Fe2Cl2=2Fe32Cl2Fe33Cl28H2O=2FeO6Cl16H(3)溶液变红O22H2O4e=4OH阴2Cl2e=Cl2湿润淀粉KI试纸Cl22I=2ClI213高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。.高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中，如图1是高铁电池的模拟实验装置：(1)该电池放电时正极的电极反应式为_；若维持电流强度为1 A，电池工作10 min，理论消耗Zn_ g(已知F96 500 Cmol1)。(2)盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向_移动(填“左”或“右”)；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向_移动(填“左”或“右”)。(3)图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有_。.工业上湿法制备K2FeO4的工艺流程如图3。(4)完成“氧化”过程中反应的化学方程式：FeCl3_NaOH_NaClO=_Na2FeO4_NaCl_H2O其中氧化剂是_(填化学式)。(5)加入饱和KOH溶液的目的是_。(6)已知25 时KspFe(OH)34.01038，此温度下若在实验室中配制5 molL1 100 mL FeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入_ mL 2 molL1的盐酸(忽略加入盐酸体积)。解析：.(1)根据电池装置，Zn为负极，C为正极，正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe(OH)3，正极电极反应式为FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH，若维持电流强度为1 A，电池工作十分钟，通过电子为，则理论消耗Zn为65 gmol10.2 g。(2)盐桥中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，即Cl向右移动，K向左移动。(3)由图可知高铁电池的优点有：使用时间长、工作电压稳定。.向FeCl