21 原电池 化学电源.doc

年级： 科类： 姓名： 班级： 准考证号（或学号）： 密封线密封线内请勿答题密封线内请勿答题 座号 礼县实验中学2014级新课标化学选修5课时检测卷J21 原电池 化学电源命卷：牟鹏洲1X、Y、Z、M、N代表五种金属，有以下反应：Y与M用导线连接放入稀硫酸中，M上冒气泡；M、N为电极，与N的盐溶液组成原电池，电子从M极流出，经过外电路，流入N极；Z2H2O(冷水)=Z(OH)2H2；水溶液中，XY2=X2Y。则这五种金属的活动性由强到弱的顺序为()AZXYMN BZYXMNCZXYNM DXYMNZ2某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池：2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO4 5Fe2(SO4)3K2SO48H2O，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是()A乙烧杯中发生还原反应 B甲烧杯中溶液的pH逐渐减小C电池工作时，盐桥中的SO移向甲烧杯 D外电路的电流方向是从a到b3将反应IO5I6H3I23H2O设计成如下图所示的原电池。开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸，电流表指针发生偏转，一段时间后，电流表指针回到零，再向甲烧杯中滴入几滴浓NaOH溶液，电流表指针再次发生偏转。下列判断不正确的是()A开始加入少量浓硫酸时，乙中石墨电极上发生氧化反应B开始加入少量浓硫酸时，同时在甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液，只有乙烧杯中溶液变蓝C电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态D两次电流表指针偏转方向相反4甲醇、氧气和强碱溶液作电解质的手机电池中的反应为2CH3OH3O24OH2CO6H2O。有关说法正确的是()A放电时，CH3OH参与反应的电极为正极B放电时，负极电极反应：CH3OH8OH6e =CO6H2OC标况下，通入11.2 L O2完全反应有1 mol电子转移D充电时电解质溶液的pH逐渐减小5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6一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2。下列说法不正确的是()A在熔融电解质中，O2向负极定向移动 B电池的总反应为2C4H1013O2=8CO210H2OC通入空气的一极是正极，电极反应为O24e=2O2D通入丁烷的一极是负极，电极反应为C4H10 26e13O2=4CO25H2O7人工光合作用能够借助太阳能用CO2和水制备化学原料，如图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法中正确的是()A催化剂a处通CO2气体，催化剂b处加水B催化剂a处发生的反应为2H2O4e=O24HC该电池的电解质溶液可采用HCOOH溶液D在合成HCOOH的过程中，电池内部的H的物质的量浓度不发生改变8瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时，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a B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 mol9钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点，特别适合于固定式大规模储能应用的需求。一种以Na2SO4水溶液为电解液的钠离子电池总反应为NaTi2(PO4)3 2Na2NiFe (CN)6Na3Ti2(PO4)3 2NaNiFe(CN)6(注：其中P的化合价为5，Fe的上标、代表其价态)。下列说法不正确的是()A放电时，NaTi2(PO4)3在正极发生还原反应B放电时，负极材料中的Na脱离电极进入溶液，同时溶液中的Na嵌入到正极材料中C充电过程中阳极反应式为2NaNiFe(CN)62Na2e=2Na2NiFe (CN)6D该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na的浓度基本保持不变10寻找新能源是解决温室效应的一条重要思路。磷酸亚铁锂LiFePO4是一种新型汽车锂离子电池，总反应为FePO4LiLiFePO4，电池中的固体电解质可传导离子，下列说法错误的是()A放电时，正极材料是磷酸亚铁锂(LiFePO4)B放电时，正极反应为FePO4Lie=LiFePO4C充电时，Li 和Fe2向阴极移动，PO向阳极移动D充电时，阴极反应为Li e=Li11随着各地“限牌”政策的推出，电动汽车成为汽车届的“新宠”。特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池，其工作原理如图，A 极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li的高分子材料，隔膜只允许 Li通过，电池反应式为LixC6Li1xCoO2C6LiCoO2。下列说法不正确的是()A充电时Li从右边流向左边 B放电时，正极锂的化合价未发生改变C充电时B作阳极，该电极放电时的电极反应式为Li1x CoO2xLixe=LiCoO2D废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行“放电处理”让Li进入石墨中而有利于回收12 MgAgCl电池是一种用海水激活的一次电池，在军事上用作电动鱼雷的电池，电池的总反应可表示为Mg2AgCl=MgCl22Ag。下列关于该电池的说法错误的是()A该电池工作时，正极反应为2AgCl2e=2Cl2AgB该电池的负极材料可以用金属铝代替C有24 g Mg被氧化时，可还原得到108 g AgD装有该电池的鱼雷在水中进行时，海水作为电解质溶液13(2014海南，16)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_。14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_。21 原电池 化学电源1、答案A解析Y与M用导线连接放入稀硫酸中，M上冒气泡，证明M为原电池的正极，所以活动性：YM；在原电池反应中，电子流出的电极为负极，电子流入的电极为正极，由于电子从M极流出，经过外电路，流入N极，所以活动性：MN；Z2H2O(冷水)=Z(OH)2H2，证明Z的活动性很强，是题目提供的所有的元素中最强的；水溶液中，XY2=X2Y，则证明活动性：XY。所以这五种金属的活动性由强到弱的顺序为ZXYMN 。2、答案D解析由2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O可知，Mn元素的化合价降低，得到电子，Fe元素的化合价升高，失去电子，则b为负极，a为正极。A项，b为负极，则乙烧杯中发生氧化反应，故A错误；B项，甲烧杯中发生还原反应，Mn元素的化合价降低，电极反应为MnO8H5e=Mn24H2O，则pH逐渐增大，故B错误；C项，阴离子向负极移动，则盐桥中的SO移向乙烧杯中，故C错误；D项，由上述分析可知，a为正极，外电路中电流由正极流向负极，即从a流向b，故D正确。3、答案B解析加入少量浓H2SO4时，电极反应式：负极：10I10e=5I2正极：2IO10e12H=I26H2O加入几滴浓NaOH溶液时，电极反应式：负极：5I210e=10I正极：I210e12OH=2IO6H2OB项，根据电极反应可以看出，甲、乙烧杯中均有I2生成，所以甲、乙烧杯中溶液均变蓝。4、答案B解析A项放电时，CH3OH发生氧化反应，所以CH3OH参与反应的电极为负极，错误；B项放电时，负极为甲醇的氧化反应，结合电解质溶液，反应式为CH3OH8OH6e =CO6H2O，正确；C项标况下，11.2 L O2的物质的量为0.5 mol，所以11.2 L O2完全反应有0.5 mol42 mol电子转移，错误；D项充电时，反应从右向左进行，OH离子浓度增大，溶液pH逐渐升高，错误。5、答案B解析根据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 L103 mol，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。6、答案D解析A项，原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，所以在熔融电解质中，O2移向负极，故A正确； B项，电池的总反应与丁烷燃烧的化学方程式相同，为2C4H1013O2=8CO210H2O，故B正确； C项，通入空气的一极是正极，在该极上是氧气发生得电子的还原反应，电极反应为O24e=2O2，故C正确； D项，通入丁烷一极是负极，该极上发生失电子的氧化反应，正确的电极反应式为C4H1013O226e=4CO25H2O，故D错误。7、答案C解析根据电子流向，左边为负极，右边为正极，电极反应式为负极：2H2O4e=4HO2；正极：2CO24e4H=2HCOOH。A项，a处加入H2O，b处通CO2，错误；D项，电池总反应式为2CO22H2O=2HCOOHO2，HCOOH电离出H，所以H浓度应增大。8、答案C解析A项，电子不能在电池内电路流动，只能在外电路中流动，故A错误；B项，氧气在正极(电极b)得电子发生还原反应，生成的O2流向负极(电极a)与甲烷发生反应，故B错误；C项，甲烷失去电子，在负极发生氧化反应，电极反应为CH44O28e=CO22H2O，故C正确；D项，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，转移2 mol电子，故D错误。9、答案C解析A项，放电时，NaTi2(PO4)3Na3Ti2(PO4)3，Ti的化合价由43价，发生还原反应；C项，阳极反应式为Na3Ti2(PO4)32e=NaTi2(PO4)32Na，阴极反应式为2NaNiFe(CN)62e2Na=2Na2NiFe(CN)6。10、答案C解析放电时，电极反应式为负极：Lie=Li，正极：FePO4eLi=LiFePO4；充电时，电极反应式为阴极：Lie=Li，阳极：LiFePO4e=LiFePO4。C项，充电时，Li在阳极生成，移向阴极得e生成Li，Fe2失去电子生成Fe3和PO结合生成FePO4。11、答案D解析根据电池反应式知，负极反应式为LixC6xe=C6xLi，正极反应式为Li1xCoO2xLixe=LiCoO2，充电时，阴极、阳极反应式与负极、正极反应式正好相反，所以放电时A是负极、B是正极，充电时，A是阴极、B是阳极，锂离子向阴极移动，则Li从右边流向左边，故A正确；无论放电还是充电，Li元素化合价都是1价，所以化合价不变，故B正确；充电时，B电极是阳极，放电时是正极，正极上得电子发生还原反应，电极反应式为Li1x CoO2xLixe=LiCoO2，故C正确；根据电池反应式知，充电时锂离子进入石墨中，故D错误。12、答案C解析A项，由电池反应方程式看出，Mg是还原剂、AgCl是氧化剂，故金属Mg作负极，正极反应为2AgCl2e=2Cl2Ag，故A正确；B项，该电池的负极材料可以用金属铝代替，故B正确；C项，电极反应式：Mg2e=Mg2，24 g Mg即1 mol被氧化时，转移电子是2 mol，正极反应为2AgCl2e=2Cl2Ag，可还原得到216 g Ag，故C错误；D项，因为该电池能被海水激活，海水可以作为电解质溶液，故D正确。故答案选C。13、答案(1)ba(2)MnO2eLi=LiMnO2(3)否电极Li是活泼金属，能与水反应(4)3MnO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O21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，所以电子流向是从ab，那么电流方向则是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为MnO2e