高优指导高三化学一轮复习 第6单元 化学反应与能量转化 第3节 化学能转化为电能电池考点规范练 鲁科版.docVIP

化学能转化为电能电池(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()a.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重b.图b中,开关由m改置于n时,cu-zn合金的腐蚀速率减小c.图c中,接通开关时zn腐蚀速率增大,zn上放出气体的速率也增大d.图d中,zn-mno2干电池自放电腐蚀主要是由mno2的氧化作用引起的答案:b解析:a项,因液面处氧气的浓度大且与海水接触,故在液面处铁棒腐蚀最严重;c项,接通开关后形成原电池,zn的腐蚀速率增大,h+在pt电极上放电产生h2;d项,干电池自放电腐蚀是nh4cl产生的h+的氧化作用引起的。2.(2015全国)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()a.正极反应中有co2生成b.微生物促进了反应中电子的转移c.质子通过交换膜从负极区移向正极区d.电池总反应为c6h12o6+6o26co2+6h2o导学号95380249答案:a解析:c6h12o6中c的平均化合价为0价,二氧化碳中c的化合价为+4价,所以生成二氧化碳的反应为氧化反应,故co2在负极生成,a选项错误;在微生物的作用下,该装置为原电池装置,反应速率加快,所以微生物促进了反应的发生,b项正确;质子交换膜只允许质子(即h+)通过,原电池中阳离子向正极移动,c项正确;电池的总反应实质是c6h12o6的氧化反应,d项正确。3.(2014全国)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迁移答案:c解析:由题给图可知:该电池的b极电极反应为li-e-li+,所以b极为负极,a极为正极,a项正确;b项正确;c项放电时,负极li价态发生变化,a为正极,li+价态不变,c项错误;d项放电时阳离子移向正极,d项正确。4.(2014北京理综)下列电池工作时,o2在正极放电的是()答案:b解析:选项中只有氢燃料电池中o2参与正极反应并放电。5.(2014天津理综)已知:锂离子电池的总反应为lixc+li1-xcoo2c+licoo2锂硫电池的总反应为2li+sli2s有关上述两种电池说法正确的是()a.锂离子电池放电时,li+向负极迁移b.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应c.理论上两种电池的比能量相同d.右图表示用锂离子电池给锂硫电池充电导学号95380250答案:b解析:放电时为原电池,阳离子向正极迁移,a项错误;充电时,锂电极作阴极,发生还原反应,b正确;同质量产生的电量不相同,c项错误;锂离子电池为电解池,锂硫电池为原电池,d项错误。6.控制适合的条件,将反应fe3+agfe2+ag+设计成如图所示的原电池(盐桥装有琼脂-硝酸钾溶液;灵敏电流计的0刻度居中,左右均有刻度)。已知接通后,观察到电流计指针向右偏转。下列判断正确的是()a.在外电路中,电子从石墨电极流向银电极b.盐桥中的k+移向乙烧杯c.一段时间后,电流计指针反向偏转,越过0刻度,向左边偏转d.电流计指针居中后,往甲烧杯中加入一定量的铁粉,电流计指针将向左偏转答案:d解析:fe3+发生得电子的还原反应,所以石墨电极为正极,电子从负极流向正极,阳离子从负极移向正极,a、b选项错误;达到化学平衡后,电流计指针指向0刻度,不会越过,c选项错误;d选项,铁粉与fe3+反应生成fe2+,溶液中fe2+浓度增大,反应fe3+agfe2+ag+平衡左移,ag+发生得电子的反应,ag为正极,正确。7.(2013全国)银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了ag2s的缘故。根据电化学原理可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间后发现黑色会退去。下列说法正确的是()a.处理过程中银器一直保持恒重b.银器为正极,ag2s被还原生成单质银c.该过程中总反应为2al+3ag2s6ag+al2s3d.黑色退去的原因是黑色ag2s转化为白色agcl答案:b解析:由“电化学原理”可知正极反应为ag2s+2e-2ag+s2-,负极反应为al-3e-al3+;电解质溶液中发生反应al3+3h2oal(oh)3+3h+,s2-与h+结合生成h2s,使al3+3h2oal(oh)3+3h+的平衡右移,最终生成al(oh)3沉淀,只有b选项正确。8.(2015广东联考)一种新型的乙醇电池,它用磺酸类质子溶剂。电池总反应为c2h5oh+3o22co2+3h2o,电池示意如图,下列说法中正确的是()a.a极为电池的正极b.电池工作时电流由a极沿导线经灯泡再到b极c.电池负极的电极反应:4h+o2+4e-2h2od.电池工作时,1 mol乙醇被氧化时有12 mol电子转移答案:d解析:燃料电池中,燃料在负极失电子,所以通入乙醇的电极即a极是负极,a项错误;电池工作时电子由ab极,而电流由ba极,b项错误;正极氧气得到电子被还原,电极反应式为4h+o2+4e-2h2o,c项错误;负极反应为ch3ch2oh+3h2o-12e-2co2+12h+,显然1 mol乙醇被氧化时,有12 mol电子转移,d项正确。9.(2014福建理综)某原电池装置如图所示,电池总反应为2ag+cl22agcl。下列说法正确的是()a.正极反应为agcl+e-ag+cl-b.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成c.若用nacl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变d.当电路中转移0.01 mol e-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子导学号95380251答案:d解析:原电池的正极发生得电子的还原反应:cl2+2e-2cl-,负极发生失电子的氧化反应:ag-e-+cl-agcl,阳离子交换膜右侧无白色沉淀生成;若用nacl溶液代替盐酸,电池总反应不会改变;当电路中转移0.01 mol电子时,负极消耗0.01 mol cl-,右侧正极生成0.01 mol cl-,左侧溶液中应有0.01 mol h+移向右侧,约减少0.02 mol离子。10.根据下图,下列判断中正确的是()烧杯a中溶液的ph升高烧杯b中发生氧化反应烧杯a中发生的反应为2h+2e-h2烧杯b中发生的反应为2cl-2e-cl2a.b.c.d.答案:a解析:题中给出的物质表明,该电池的总反应是2zn+o2+2h2o2zn(oh)2,烧杯a中电极反应为o2+2h2o+4e-4oh-,b中电极反应为zn-2e-zn2+,所以正确选项为a。二、非选择题(本题共4小题,共50分)11.(2015遵义模拟)(12分)某校化学兴趣小组进行探究性活动:将氧化还原反应:2fe3+2i-2fe2+i2,设计成带盐桥的原电池。提供的试剂:fecl3溶液,ki溶液;其他用品任选。请回答下列问题:(1)请画出设计的原电池装置图,并标出电极材料,电极名称及电解质溶液。(2)发生氧化反应的电极反应式为。(3)反应达到平衡时,外电路导线中(填“有”或“无”)电流通过。(4)平衡后向fecl3溶液中加入少量fecl2固体,当固体全部溶解后,则此时该溶液中电极变为(填“正”或“负”)极。答案:(1)如图(2)2i-2e-i2(3)无(4)负解析:(1)先分析氧化还原反应,找出正、负极反应,即可确定正负极区的电解质溶液。(2)发生氧化反应的电极是负极,i-失电子。(3)反应达到平衡时,无电子流动,故无电流产生。(4)平衡后向fecl3溶液中加入少量fecl2固体,平衡逆向移动,此时fe2+失电子,电极变成负极。12.(12分)依据氧化还原反应:2ag+(aq)+cu(s)cu2+(aq)+2ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题:(1)电极x的材料是;电解质溶液y是。(2)银电极为电池的极,发生的电极反应为;x电极上发生的电极反应为。(3)外电路中的电子是从电极流向电极。答案:(1)铜agno3溶液(2)正ag+e-ag(或2ag+2e-2ag)cu-2e-c(3)铜银解析:根据所给反应的设计要求并结合所给装置可看出:x极是cu,y极电解质溶液必须是agno3溶液,因为cu比ag活泼,所以cu为负极,ag为正极,负极电极反应式:cu-2e-c,正极电极反应式:ag+e-ag,在外电路,电子由负极cu流向正极ag。13.(2014海南化学)(12分)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(填字母,下同)极流向极。(2)电池正极反应为。(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)(2014湖南十三校二次联考)有学者想以如图所示装置用原电池原理将so2转化为重要的化工原料。其负极反应为,当有0.25 mol so2被吸收,则通过质子(h+)交换膜的h+的物质的量为 mol。导学号95380252答案:(1)ba(2)mno2+li+e-limno2(3)否电极li是活泼金属,能与水反应(4)so2+2h2o-2e-s+4h+0.5解析:由电极材料可知a为负极、b为正极,外电路电流由正极流向负极;正极中mno2得一个电子生成limno2,配平即可。(4)so2失2个电子生成s,0.25 mol so2则转移0.5 mol电子,依据守恒可知通过交换膜的h+的物质的量为0.5 mol。14.(2015全国)(14分)酸性锌锰干电池是一种一次性电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是由碳粉、mno2、zncl2和nh4cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生mnooh。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示:溶解度/g温度/化合物020406080100nh4cl29.337.245.855.365.677.3zncl2343395452488541614化合物zn(oh)2fe(oh)2fe(oh)3ksp近似值10-1710-1710-39回答下列问题:(1)该电池的正极反应式为,电池反应的离子方程式为。(2)维持电流为0.5 a,电池工作5分钟,理论上消耗锌 g。(已知f=96 500 cmol-1)(3)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有zncl2和nh4cl,二者可通过分离回收;滤渣的主要成分是mno2、和,欲从中得到较纯的mno2,最简便的方法为,其原理是。(4)用废电池的锌皮制备znso47h2o的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是:加稀硫酸和h2o2溶解,铁变为,加碱调节至ph为时,铁刚好沉淀完全(离子浓度小于110-5 moll-1时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱至ph为时,锌开始沉淀(假定zn2+浓度为0.1 moll-1)。若上述过程不加h2o2后果是,原因是。答案:(1)mno2+h+e-mnooh2mno2+zn+2h+2mnooh+zn2+注:式中zn2+可写为zn(nh3、zn(nh3)2cl2等,h+可写为n(2)0.05(3)加热浓缩、冷却结晶碳粉mnooh空气中加热碳粉转变为co2,mnooh氧化为mno2(4)fe3+2.76zn2+和fe2+分离不开fe(oh)2和zn(oh)2的ksp相近解析:(1)电池正极发生还原反应,所以正极反应式为mno2+h+e-mnooh,负极反应式为zn-2e-zn2+,所以电池反应为zn+2mno2+2h+zn2+2mnooh。(2)因电流i=,所以q=it=0.5 a5 min60 smin-1=150 c所以通过电子物质的量为=所以消耗zn的质量为:65 gmol-1=0.05 g。(3)根据表中数据知zncl2和nh4cl在水中溶解度差异较大,且受温度影响较大,所以可通过加热浓缩、冷却结晶分离回收;滤渣主要成分是mno2、碳粉、mnooh,要从中得到较纯mno2,最简便方法为在空气中加热,因为加