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.doc

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fecl3