（湘教考苑）（新课标）高考化学一轮复习 6.2原电池与化学电源 金属的腐蚀及其防护课时作业 新人教版.doc

6.2原电池与化学电源 金属的腐蚀及其防护一、选择题1.有关电化学知识的描述正确的是（ ）a.cao+h2oca(oh)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能b.某原电池反应为cu+2agno3cu(no3)2+2ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的kcl饱和溶液c.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成d.理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池解析：只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池，所以a选项错,d选项对。盐桥中的氯离子可以与银离子反应，所以应该用硝酸钾溶液做盐桥；燃料电池中，两极材料可以相同，如氢氧原料电池两极都用金属pt 做电极。答案：d2.(2014北京卷) 下列电池工作时，o2在正极放电的是( )解析：锌锰干电池的正极为二氧化锰得电子，a错误；氢燃料电池正极为氧气得电子，b正确；铅蓄电池正极为二氧化铅得电子，c错误；镍镉电池的正极为氢氧化镍得电子，d错误。答案：b3.下图实验为研究金属腐蚀的实验。下列相关说法正确的是()a.食盐水中有气泡逸出b.铁表面的反应为fe-3e-fe3+c.红色首先在食盐水滴的中心出现d.该实验研究的是金属的吸氧腐蚀解析：由于电解质溶液为中性，因此属于吸氧腐蚀，d项正确；图中铁为负极，发生的反应为fe-2e-fe2+，b项错误；铁板中的碳作正极，电极反应为o2+4e-+ 2h2o4oh-，因正极反应需要氧气参加，故溶液周边接触空气处首先变红，c项错误；反应整个过程中没有气体生成，因此a项错误。答案：d4.下图是某空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用koh为电解液。下列有关说法中不正确的是( )a.该能量转化系统中的水可以循环使用b.燃料电池系统产生的能量实际上来自于水c.水电解系统中的阳极反应为：4oh-4e-2h2o+o2d.燃料电池放电时的负极反应为：h2-2e-+2oh-2h2o解析：a选项，由转化系统可知，水分解后还可再生成，则水是循环使用的，故a正确；b选项，燃料电池系统产生的能量来源于化学反应产生的化学能，属于化学能转变为电能，不是来源于水，故b错误；c选项，水电解时，阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气，电极反应式为4oh-4e-2h2o+o2，故c正确；d选项，该燃料电池放电时的负极发生氧化反应，在碱性环境下，2oh-+h2-2e-2h2o，故d正确。答案：b5.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溶液为电解液时，正极反应都为o2+2h2o+4e-4oh-b.以naoh溶液为电解液时，负极反应为al+3oh-3e-al(oh)3c.以naoh溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的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：无论是naoh还是nacl，在正极上都是o2得到电子被还原，a项正确；生成的al(oh)3是两性氢氧化物，在碱溶液中发生反应生成，b项错误；生成的al(oh)3与naoh反应生成naalo2，消耗电解质中的naoh，使ph减小，c项错误；原电池中，电子由外电路的负极流向正极，d项错误。答案：a6.(2014广东卷) 某同学组装了如图所示的电化学装置，电极为al，其他电极均为cu，则( )a.电流方向：电极 电极b.电极发生还原反应c.电极逐渐溶解d.电极的电极反应：cu2+2e-cu解析：根据原电池的构成原理，可知电极为负极，电极为正极，电极为阳极，电极为阴极。电子流向为电极电极，故电流方向为电极电极，a项正确；电极为负极，发生氧化反应，b项错误；电极为正极，cu2+在此被还原，c项错误；电极为阳极，活性阳极cu在此被氧化，d项错误。答案：a7.(2015临川质检)控制适合的条件，将反应2fe3+2i-2fe2+i2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是( )a.反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应b.反应开始时，甲中石墨电极上fe3+被还原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，乙中的石墨电极为负极解析：可逆反应设计成的原电池，可以控制条件改变电子流动方向，达到平衡时，就没有电流产生。答案：d8.右图装置中，在u形管底部盛有ccl4，分别在u形管两端小心倒入饱和食盐水和稀硫酸，并使a、b两处液面相平，然后分别塞上插有生铁丝的塞子，密封好，放置一段时间后，下列有关叙述错误的是()a.铁丝在两处的腐蚀速率：abb.a、b两处相同的电极反应为fe-2e-fe2+c.一段时间后，a处液面高于b处液面d.生铁丝中的碳在a、b两处分别作原电池的负极和正极解析：左端发生吸氧腐蚀，右端发生析氢腐蚀，故c项正确；两端铁均作负极，失电子发生氧化反应而受到腐蚀，其电极反应均为fe-2e-fe2+，而铁中的碳均作原电池的正极，故b项正确，而d项错误。答案：d9.(2014湖北武汉)如图装置可用来监测空气中no的含量，下列说法不正确的是()a.电子由pt电极流出，经外电路流向nio电极b.pt电极上发生的是还原反应c.nio电极的电极反应式为no+o2-2e-no2d.每转移2 mol电子，有1 mol o2-迁移到负极解析：no在负极(nio)发生失电子反应，o2在正极(pt)发生得电子的还原反应，电子由nio电极经外电路流向pt电极，a项错误，b项正确；每转移2 mol电子，生成1 mol o2-，迁移到负极，d项正确。答案：a10.(2014山西沂州一中等四校联考)下图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是()a.电流由o2所在的铂电极经外电路流向另一电极b.o2所在的铂电极处发生还原反应c.该电池的负极反应式为：ch3ch2oh+3h2o-12e-2co2+12h+d.微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量解析：呼出的气体携带酒精，在负极发生氧化反应被氧化成醋酸，故c项错误。答案：c11.实验发现，在fecl3酸性溶液中加入少量锌粉后，fe3+立即被还原成fe2+。某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如下图所示的原电池装置。下列有关说法中正确的是()a.该原电池的正极反应是zn-2e-zn2+b.pt电极表面生成大量气泡c.生成的fe2+通过盐桥可以和锌直接反应生成fed.左烧杯中溶液的红色逐渐褪去解析：正极发生还原反应，2fe3+2e-2fe2+，故a、b两项错误，d项正确；盐桥中的阴离子移向负极区，fe2+不能通过盐桥，c项错误。答案：d12.（2014全国新课标卷) 2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是( )a.a为电池的正极b.电池充电反应为limn2o4li1-xmn2o4+xlic.放电时，a极锂的化合价发生变化d.放电时，溶液中li+从b向a迁移解析：图示所给出的是原电池装置。a.由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即b为负极，a为正极，故正确。b.电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，故正确。c.放电时，a极为原电池的正极，发生还原反应的是mn元素，锂元素的化合价没有变化，故不正确。d.放电时为原电池，锂离子为阳离子，应向正极（a极）迁移，故正确。答案：c二、非选择题13.(2013广东卷，节选)能量之间可相互转化：电解食盐水制备cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：znso4(aq)，feso4(aq)，cuso4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。(1)完成原电池甲的装置示意图(上图)，并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。(2) 铜片为电极之一，cuso4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极_。(3)甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是_，其原因是_。解析：(1)由题给材料及用品，结合原电池的形成条件可知可以组合的原电池是：锌铜、锌铁、铁铜原电池。由图示所给电子移动方向可知左边为负极(相对活泼金属)、右边为正极(相对不活泼金属)，则组装的原电池可以如图所示：(2)由所给的电极材料可知，当铜片作电极时，铜片一定是正极，则负极是比铜活泼的金属(失电子发生氧化反应)，反应的现象是电极逐渐溶解。(3)以zn和cu作电极为例，如果不用盐桥则zn与cuso4反应，置换出的cu附着在zn表面，阻碍了zn与cuso4的接触，不能提供稳定的电流。答案：(1) (2)电极逐渐溶解，表面有红色固体析出(3)甲负极不和铜离子接触，避免了铜离子直接与负极发生反应而使化学能转化为热能14.(2014安徽卷，节选)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。(1) 请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：(2)编号实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了_ 腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了_(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是_。(3)该小组对图2中0t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；假设二：_；解析：(1)为得出影响规律，两个对比实验只能保留一个变量不同，实验为探究醋酸浓度的影响，则所取碳粉质量、铁粉质量需要和实验相同；对比实验、实验，二者所取碳粉质量不同，实验的实验目的是探究碳粉含量对实验的影响。(2)容器内气体压强变小，则容器内气体物质的量减少，说明发生了吸氧腐蚀；发生腐蚀时形成原电池，因此电子由负极(fe)流向正极(c)；在碳粉(正极)表面发生的反应是溶解的o2得电子还原为oh-(起始时，滴入醋酸，则电解质溶液酸性强，o2得电子发生还原反应，与h+结合成h2o，因此正极电极反应也可写成4h+o2+4e-2h2o)。(3)锥形瓶内压强开始时变大的原因有两个：一是发生析氢腐蚀，二是反应放热，瓶内温度升高。 答案：(1) (2)吸氧 还原 2h2o+o2+4e-4oh-(或4h+o2+4e-2h2o)(3)反应放热，温度升高15.某锂离子电池正极材料有钴酸锂(licoo2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6c+xli+xe-lixc6。回答下列问题：(1)充放电过程中，发生licoo2与li1-xcoo2之间的转化，写出放电时电池反应方程式：。(2)在回收正极材料中的某些金属资源的工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是。(3)二甲醚(ch3och3)直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kwhkg-1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 v，能量密度e=(列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量，1 kwh=3.6106j)。解析：(1)正极发生得电子的反应，co的化合价降低，由li1-xcoo2生成licoo2化合价由+(3+x)降低到+3，降低了x，故正极反应式为li1-xcoo2+xe-+xli+ licoo2，由充电时电池负极反应式可知放电时负极反应式为lixc6-xe-6c+ xli+，两电极反应式相加可得电池反应式。(2)注意信息“有利于锂在正极的回收”结合原电池的工作原理，阳离子向正极移动即可分析。(3)燃料电池中，燃料在负极发生失电子的反应，二甲醚的分子式为c2h6o，在酸性条件下生成co2，碳的化合价从-2价升至+4价，一个二甲醚失去12个e-，书写过程：第一步ch3och3-12e-co2，第二步配平除“h、o”之外的其他原子ch3och3-12e- 2co2，第三步用“h+”配平电荷ch3och3-12e-co2+12h+，第四步补水配氢ch3och3-12e-+3h2o2co2+12h+，第五步用“o”检查是否配平；1 kg二甲醚可以产生12电子，1 mol电子可以提供96 500 c的电量，电压电量=功，故可求出能量密度。答案：(1) li1-xcoo2+lixc6licoo2+6c(2)li+从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中(3)ch3och3+3h2o-12e-2co2+12h+12(3.6106 j/kw/h)=8.39 kwh/kg16.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，石墨电极反应为，这是由于nh4cl溶液显(填“酸性”“碱性”或“中性”)。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