作业提交-原电池综合性试题201507.doc

原电池综合测试一、单项选择题：本题包括10小题，每小题2分，共计20分每小题只有一个选项符合题意1下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是()A上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 gD氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源解析：选项A正确。在干电池中，Zn作负极，被氧化，B正确。氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，D正确。C项忽略了硫酸铅在该极上析出，该极质量应该增加而非减小。答案：C2、市场上经常见到一种标记为Liion的电池称为“锂离子电池”。它的负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。这种锂离子电池的电极反应式为：Li + 2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2下列说法不正确的是：（ D ）A. 放电时，负极的电极反应式为：Lie= Li+B. 充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C该电池不能用水溶液作为电解质D放电过程中Li+ 向负极移动3、（2011浙江高考10）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是A液滴中的Cl由a区向b区迁移B液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O22H2O4e4OHC液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2由a区向b区迁移，与b区的OH形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Cu2eCu24家用炒菜铁锅用水清洗后，放置一会出现红棕色的铁锈，在此变化过程中不会发生的化学变化是 A2Fe O2 2H2O2Fe（OH）2 B4Fe（OH）2O2 2H2O4Fe（OH）3CO2 2H2O 4e 4OH DFe Fe33e5下列反应不可能是原电池反应的是（ ） AFe + 2H+ = Fe2+ + H2 B2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+C2H2 + O2 = 2H2O DH+ + OH = H2O6人造卫星用到的一种高能电池银锌电池，其电极反应为：Zn+ 2OH2e=Zn(OH)2 Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH根据反应式判断氧化银是( ) A负极 被氧化 B正极 被还原 C负极 被还原 D正极 被氧化7等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下列图表示产生H2的体积（V）与时间（t）的关系，其中正确的是 （ D ） C D8世博会中国馆、主题馆等建筑所使用的光伏电池，总功率达4兆瓦，是历届世博会之最。下列有关叙述正确的是()A光伏电池是将太阳能转变为电能B光伏电池是将化学能转变为电能C电流从a流向bD图中N型半导体为正极，P型半导体为负极解析：根据图示，光伏电池是将太阳能直接转变为电能的装置，A正确，B错误。外电路中，电流从b流向a，C错误。由于电流从P型半导体流出，因而P型半导体为正极，D错误。答案：A9下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是 ( B )A. a电极是负极 B. b电极的电极反应：4OH-4e- 2H2OO2C. 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D. 氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置10（2分）（2015江苏）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图下列有关该电池的说法正确的是（）A.反应CH4H2O3H2CO,每消耗1molCH4转移12mol电子B.电极A上H2参与的电极反应为：H22OH2e=2H2OC.电池工作时，CO32向电极B移动 D.电极B上发生的电极反应为：O22CO24e=2CO32考点：真题集萃；原电池和电解池的工作原理.专题：电化学专题分析：甲烷和水经催化重整生成CO和H2，反应中C元素化合价有4价升高到+2价，H元素化合价由+1价降低到0价，原电池工作时，CO和H2为负极反应，被氧化生成二氧化碳和水，正极为氧气得电子生成CO32，以此解答该题解答：解：A反应CH4+H2O3H2+CO，C元素化合价有4价升高到+2价，H元素化合价由+1价降低到0价，每消耗1molCH4转移6mol电子，故A错误；B电解质没有OH，负极反应为H2+CO322e=H2O+CO2，故B错误；C电池工作时，CO32向负极移动，即向电极A移动，故C错误；DB为正极，正极为氧气得电子生成CO32，电极反应为：O2+2CO2+4e=2CO32，故D正确故选D点评：本题为2015年江苏考题第10题，考查了化学电源新型电池，明确原电池中物质得失电子、电子流向、离子流向即可解答，难点是电极反应式书写，要根据电解质确定正负极产物，难度中等二、不定项选择题：本题包括5小题，每小题4分，共计20分每小题只有一个或两个选项符合题意若正确答案只包括一个选项，多选时，该小题得0分；若正确答案包括两个选项，只选一个且正确的得2分，选两个且都正确的得满分，但只要选错一个，该小题就得0分11.如图所示，装置中都盛有0.1mol/L 的NaCl 溶液，放置一定时间后，装置中的四块相同的锌片腐蚀速率由快到慢的正确顺序是 （ ） A B C D12双选题(2010广东高考)铜锌原电池(如图)工作时，下列 叙述正确的是()A正极反应为：Zn2e=Zn2B电池反应为：ZnCu2=Zn2CuC在外电路中，电子从负极流向正极D盐桥中的K移向ZnSO4溶液13一种由甲醇、氧气和强碱溶液(作电解质)组成的新型手机电池，可持续使用一个月，其电池反应为：2CH3OH3O24OH 2CO32-6H2O，则有关说法正确的是()A放电时CH3OH参与反应的电极为正极B放电时负极的电极反应为CH3OH8OH-6eCO32-6H2OC标准状况下，通入5.6 L O2并完全反应后，有0.5 mol电子转移D放电一段时间后，通入氧气的电极附近溶液的pH降低14固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的，以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2)在其间通过。该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是 （ D ）A有O2放电的a极为电池的负极 B有H2放电的b极为电池的正极Ca极对应的电极反应为：O2+2H2O+4e= 4OH D该电池的总反应方程式为：2H2+O2 = 2H2O15我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应式为：4Al + 3O2 +6H2O =4Al(OH)3下列说法不正确的是 ( B )A正极反应式为：O2 + 2H2O +4e = 4OH B电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极C以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积 D该电池通常只需更换铝板就可继续使用参考答案12345678910111213141516171819202122DBCBCDCDDBBBBBDBBDBDDBD4某原电池总反应为：Cu2Fe3=Cu22Fe2，下列能实现该反应的原电池是()ABCD电极材料Cu、ZnCu、CFe、ZnCu、Ag电解液FeCl3Fe(NO3)2CuSO4Fe2(SO4)3解析：由原电池总反应可知铜电极发生氧化反应，为原电池负极，另一电极的活泼性应该比铜弱，电解质溶液中应该含有Fe3，由此可知，符合题意的为D。答案：D16(2011安徽高考)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是()A正极反应式：AgCle=AgClB每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子CNa不断向“水”电池的负极移动DAgCl是还原产物解析：本题考查电化学，意在考查电极反应式的书写、电子转移情况和溶液中离子的移动情况。电池的正极得电子，A项错误；阳离子向正极移动，C项错误；Ag化合价升高形成AgCl，AgCl是氧化产物，D项错误。答案：B17(2011福建高考)研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()A水既是氧化剂又是溶剂B放电时正极上有氢气生成C放电时OH向正极移动D总反应为：2Li 2H2O=2LiOHH2解析：本题考查原电池工作原理及考生解决新情境中实际问题的能力。该电池的负极是锂，氧化剂水在正极上得到电子生成氢气，电解质是LiOH，故A、B、D项正确；原电池中OH向负极移动，C项错误。答案：C182011年4月19日至28日，以“创新未来”为主题的第十四届上海国际车展在浦东新国际博览中心举行。车展期间，新一代电动汽车因其“技术含量高”“节能环保”而倍受关注。液态锂离子电池是一种被采用的车载电池，该电池的电极反应如下：正极6CxLixe=LixC6，负极LiNiO2xe=Li1xNiO2xLi。则有关该电池的下列说法中正确的是()A放电时，电子从正极流向电源的负极B放电时，Li向负极移动C该电池的总反应为LiNiO26CLi1xNiO2LixC6D充电时，阳极发生的电极反应为Li1xNiO2xLixe=LiNiO2解析：放电时，电子从电池的负极流向电池的正极，A不正确；Li应向正极移动，B不正确；充电时，阳极应失去电子，D不正确。答案：C19(2010安徽高考)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H，其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2O2=2H2O，下列有关说法正确的是()A电子通过外电路从b极流向a极Bb极上的电极反应式为：O22H2O4e=4OHC每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2DH由a极通过固体酸电解质传递到b极解析：该原电池的化学原理是H2被氧化，在负极(a极)发生反应：H22e=2H，H由a极转移到b极，D项正确；O2发生还原反应，在正极(b极)发生反应：O24H4e=2H2O，则电子从a极流向b极，A、B两项不正确；C项因未指明气体所处的温度和压强，不正确。答案：D三、填空题(本题包括2小题，共50分)16(12分)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。请回答下列问题：(1)高铁电池的负极材料是_。(2)放电时，正极发生_(填“氧化”或“还原”)反应；已知负极反应为Zn2e2OH=Zn(OH)2，则正极反应为_。(3)放电时，_(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。解析：电池的负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应。由高铁电池放电时总反应方程式可知，负极材料应为作还原剂的Zn。由电池的总反应方程式负极反应式正极反应式可知，正极反应式为FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH，正极生成了OH，碱性增强。答案：(1)Zn(2)还原FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH(3)正(2)(2011山东高考，节选)如图为钠高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320左右，电池反应为2NaxS=Na2Sx，正极的电极反应式为_。M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是_。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的_倍。17.（09海南卷15）Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。请回答下列问题： (1)电池的负极材料为 ，发生的电极反应为 ； (2)电池正极发生的电极反应为 ； (3)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是 。18、电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用下列步骤：(1)写出一个能证明还原性Fe比Cu强的离子方程式_，该反应在上图步骤_中发生。请根据上述反应设计一个原电池，在方框中画出简易装置图(标出电极名称、电极材料、电解质溶液)。(2)分别写出上图步骤、相关反应的化学方程式：步骤_。步骤_。(3)上述过程回收的铜是粗铜，为了获得更纯的铜必须进行电解精炼。写出电解精炼时阳极材料及电极反应式_。四、简答题(本题包括2小题，共50分)19(13分)为节省药品和时间，甲、乙、丙三位同学用铜片、锌片、稀硫酸、CuSO4溶液、直流电源、石墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学常见的药品和仪器(用品)，通过巧妙的构思，设计了比较铜、锌金属活动性相对强弱的系列实验。试填写下列空白：(1)甲同学分别将一小片铜片、锌片置于烧杯底部(铜与锌不接触)，向烧杯中小心加入稀硫酸，观察到的现象是_。甲同学的设计思路是_。(2)乙同学接着甲的实验，向烧杯中滴加_溶液，进而观察到的现象是_。乙同学作出锌、铜金属活动性相对强弱的结论所依据的原理是_。(3)丙同学使用直流电源、石墨电极组装好电解装置，向乙同学实验后的溶液中补充了必要的试剂_ 溶液(作为电解液)。反应在调控下随即开始，实验中有关反应的化学方程式为_。实验中的明显现象是_。(4)请你再单独设计一个简单的实验(试剂、仪器自选)，探究和证实锌、铜金属活动性的相对强弱(简要说明操作和现象)_。解析：从该题的实验目的来看，是要用实验证明锌和铜的金属活动性的相对强弱；从实验方法来看，有与酸反应产生气泡的快慢，构成原电池时负极比正极活泼，置换反应，金属离子在溶液中电解时的现象等。甲同学用两种金属放到酸中是否产生气泡或产生气泡的快慢来比较。乙同学在甲的基础上，加入CuSO4溶液观察现象，锌与少量硫酸铜发生置换反应生成的铜附在锌表面形成微型原电池，加快了反应速率，产生气泡的速率加快，说明锌比铜活泼。丙同学在乙同学的基础上运用电解原理，阴极有红色的铜析出说明锌比铜活泼。最后要设计一种方案，可以从氧化还原反应的先后顺序去证明金属的活泼性，即与同种氧化剂接触时，活泼性强的金属先与氧化剂反应，活泼性弱的金属后与氧化剂反应，因此可以将锌、铜分别同时加入到少量浅绿色的氯化亚铁溶液中，加入锌的溶液褪色，说明锌比铜活泼。答案：(1)锌片上有气泡产生，铜片上无气泡锌能置换出酸中的氢，而铜不能(2)CuSO4锌片上有红色的铜析出，锌片上产生气泡的速率明显加快活泼金属可以把不活泼金属从其盐溶液中置换出来(或Zn、Cu、稀硫酸组成原电池，Zn为负极)(3)CuSO42CuSO42H2O2CuO22H2SO4阴极上有红色铜析出，阳极附近有气体产生(4)分别取一小片铜片与锌片置于两支试管中，向试管中加入少量浅绿色的FeCl2溶液，片刻后，加锌片的试管中溶液的颜色褪去，溶液近乎无色(其他可行答案也可)6市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝；启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。请回答下列问题：(1) “热敷袋”放出的热量是利用了铁 放出的热量；(2) 炭粉的主要作用是 ；(3) 加入氯化钠的主要作用是 ；(4) 试写出有关的电极反应式和化学方程式 。20、（09山东卷29）Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。（1）该电池的负极材料是。电池工作时，电子流向（填“正极”或“负极”）。（2）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是 。欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的（填代号）。a.NaOH b.Znc.Fe d.NH3H2O(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是。若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为。20铅蓄电池是典型的可充型电池， 它的正负极是惰性材料，电池总反应式为：PbPbO22H2SO4 2PbSO42H2O请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：（1）放电时：正极的电极反应式是 ；电解液中H2SO4的浓度将变_(填大或小)；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加_g.（已知O和S的相对原子质量为16、32）(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成_，B电极上生成_，此时铅蓄电池的正负极的极性将_五、实验题(50分)20某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：方案：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为_。方案：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。正极反应式：_。负极反应式：_。方案：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案、不能雷同)：_，用离子方程式表示其反应原理：_。原电池强化练习答案一、选择题12345678910111213141516BCAACCBCDADBDBDC二、填空题17、（1）锂 （2）（3）锂是活泼金属，易与、反应；18、（1）Zn（或锌） 正极 （2）锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b （3）2H+2e-H2 ,87g19. H2 O2正极O22H2O4e4OH 负极2H24OH-4e4H2O正极O24H4e2H2O 负极2H2 -4e4H20.(1)PbO24HSO42-2ePbSO42H2O小48(2)PbPbO2对换21.（1）原电池 阳极CH3OH+8OH6 eCO32+ 6H2O（2）4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3(3)280 B、D22、答案：方案：Fe2H=Fe2H2 方案：方案：将铁片置于CuSO4溶液，若铁棒表面覆盖一层铜，说明Fe比Cu活动性强FeCu2=Fe2Cu(合理即可)23、（1）正极2O24H2O8e8OH负极CH4-8e-+10OH-CO32-+7H2O（2）H2 2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2（3）4实验由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。实验实验实验实验实验实验实验实验根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应式是_。(2)装置乙中正极的电极反应式是_。(3)装置丙中溶液的pH_(填“变大”或“变小”或“不变”)。(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是_。计算题 8 称取三份锌粉，分盛三支试管里，试管甲里加入pH3的盐酸50 mL，在试管乙里加入pH3的醋酸50 mL，在试管丙里加入pH3的醋酸50 mL及少量的铜粉。塞上导管塞子，定时测定生成氢气的体积。若反应终了时，生成氢气一样多，且锌没有剩余。 (1) 请用 、 回答以下各问： 三支试管中参加反应的锌的质量为_； 反应终了时，所需反应时间的比较为_。 (2) 用文字简要说明： 反应所需时间最长的原因是_； 乙、丙反应速度同否？_(填相同或不同)，其理由是_。9根据可逆反应：2I-2HI2H2O，设计如下图所示实验装置。B烧杯中装有Na3AsO4和Na3AsO3溶液，A烧杯中装有I2和KI溶液。两烧杯中用一倒置的装有饱和KI溶液的U型管相连，该装置称为盐桥，其作用是避免两烧杯中的溶液相混合，又能使两烧杯中的溶液因相连通而导电。C1、C2棒为惰性电极。进行如下操作： (1) 向A溶液中逐滴加入浓HCl，发现电流计指针发生偏转。(2) 若改向B溶液中滴加40%的 NaOH溶液，发现电流计指针向相反方向偏转。试回答以下问题：(1) 两次操作中，电流计指针偏转方向相反，为什么？试用化学平衡原理解释之 。 （1）操作过程中，C1棒上发生的反应是 。(2) 操作过程中C2上发生的反应是 。BD B C D BE C B C A A 1. (1)使用含杂质的锌； 纯锌与稀硫酸反应极慢，而含杂质的锌与稀硫酸反应较快，因为锌、杂质和稀硫酸可以构成原电池。 (2)不会； 铜不与稀硫酸反应，可以滤去，铁虽然能与稀硫酸反应生成硫酸锌，但锌比铁活动，可以把铁从硫酸锌中置换出来，最后亦可滤去。 (3)也不会；Cu2+可被Zn置换生成Cu，可以滤去。 (4)； 锌除与稀H2SO4反应生成ZnSO4外，还要使其他杂质还原，锌过量还易于滤去。 (5) 使过量的锌与稀硫酸反应； 生成ZnSO4 过滤；除去未反应的锌和其它不溶性杂质 蒸发； 除去大部分水，使溶液浓缩 冷却结晶； 温度降低，溶解度减小，使ZnSO47H2O结晶析出 过滤； 将晶体与溶液分离 干燥晶体； 除去晶体表面的附着水。2. 负极；CH410OH8e7H2O；CH42O22KOHK2CO33H2O；变小3. O2 4H+ 4e 2H2O；Zn2e Zn2+4. DCBA 5. 铝； 石墨； 2H2OO24e-4OH-；Al3e-Al3+。6. (1) 被氧化 (2) 与铁屑、NaCl溶液构成原电池，加快铁屑的氧化作用 (3) NaCl溶于水，形成电解质溶液 (4) 负极：2Fe4e2Fe2+；正极：2H2OO24e4OH-；4Fe(OH)3O22H2O4Fe(OH)3 7. (1) 甲乙丙 (2) 丙甲乙 (3)甲乙丙 (4) 两者虽浓度相同，但丙中有无数微电池的作用，加快了锌跟酸反应的速率8. (1) 甲乙丙 甲乙丙 (2) 盐酸浓度低于HAc，反应过程中，H+减少较HAc迅速；浓度越低反应速度越慢，故盐酸(甲试管)反应时间最长。 不同；丙中有无数微电池加快了反应速度。故丙乙。9(1) 由于c(H)的变化使平衡向不同方向移动，发生不同方向的反应，电子移动方向不同 2I-2eI2 (2) H2O2e-2H C D A CD AB B AC B B AC B B C 1. (1) CuCl2 (2) H2SO4、CuSO4、CuCl2 (3) Na2SO4、H2SO4 (4) HCl、NaCl、BaCl22. (1) 阴 (2) 阳 (3) 4OH-4e2H2OO23. (1) Fe2e Fe+ 2H+2e H2 (2) 产生还原剂Fe2+ (3) 6Fe2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2O (4) 还原时消耗H+， 电解时阴极H+