课时分层训练19 原电池 化学电源.doc

课时分层训练(十九)原电池化学电源(建议用时：45分钟)(对应学生用书第292页)A级基础达标1(2018泉州模拟)课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是()A原电池是将化学能转化成电能的装置B原电池由电极、电解质溶液和导线等组成C图中a极为铝条、b极为锌片时，导线中会产生电流D图中a极为锌片、b极为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片DD项，a极为负极，电子由负极(锌片)流出。2根据下图判断，下列说法正确的是()A装置和装置中负极反应均是Fe2e=Fe2B装置和装置中正极反应均是O22H2O4e=4OHC装置和装置中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D放电过程中，装置左侧烧杯和装置右侧烧杯中溶液的pH均增大DA项，装置中的负极为Zn；B项，装置中的正极反应为2H2e=H2；C项，阳离子向正极移动，装置中向左侧移动。3如图所示是一位同学在测试水果电池，下列有关说法错误的是() 【导学号：97500110】A若金属片A是正极，则该金属片上会产生H2B水果电池的化学能转化为电能C当A、B分别为Zn、Fe金属片时，Zn作正极D金属片A、B可以一个是铜片，另一个是铁片C当A、B分别为Zn、Fe金属片时，Zn比Fe活泼，Zn作负极。4(2018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 DBDCAEB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。5一种光化学电池的结构如图所示，电池总反应式为AgCl(s)Cu(aq)=Ag(s)Cu2(aq)Cl(aq)，下列关于该电池在工作时的说法中正确的是()A生成108 g银，转移电子个数为2 molBCu在负极发生氧化反应CAg电极活泼，Ag失电子发生氧化反应DCl由负极迁移到正极B由题给反应可知，生成1 mol Ag，转移1 mol e，即生成108 g Ag，转移电子个数为NA，A项错误；负极Cu失电子生成Cu2，化合价升高，发生氧化反应，B项正确；Ag电极为正极，AgCl得电子生成Ag和Cl，C项错误；Cl由正极向负极迁移，D项错误。6科学家设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，下列说法不正确的是 ()A通入N2的电极的电极反应式为N26e8H=2NHB反应过程中溶液的pH会变大，故需要加入盐酸C该电池外电路电流从通入H2的电极流向通入N2的电极D通入H2的电极为负极，A为NH4ClCN2与H2反应生成NH3，由于以稀盐酸为电解质，所以总反应式为N23H22HCl=2NH4Cl。由“负氧正还”可知N2在正极反应，电极反应式为N26e8H=2NH，H2在负极反应，电极反应式为3H26e=6H，A、B、D正确，C项错误。7(2018安阳模拟)甲醇(CH3OH)是一种有毒物质，检测甲醇含量的测试仪工作原理如图所示。下列说法正确的是() 【导学号：97500111】A该装置将电能转化为化学能Ba电极发生的电极反应为CH3OH6eH2O=CO26HC当电路中有1 mol电子转移时，正极区n(H)增加1 molD将酸性电解质溶液改为碱性电解质溶液，该测试仪不可能产生电流BA项，该装置为燃料电池，将化学能转化为电能；C项，正极区H生成H2O；D项，碱性条件仍可以构成原电池。8酶生物电池通常以葡萄糖作为反应原料，葡萄糖在葡萄糖氧化酶(GOX)和辅酶的作用下被氧化成葡萄糖酸(C6H12O7)，其工作原理如图所示。下列有关说法中正确的是()A该电池可以在高温条件下使用BH通过交换膜从b极区移向a极区C电极a是正极D电池负极的电极反应式为C6H12O6H2O2e=C6H12O72HD酶的主要成分为蛋白质，在高温条件下变性，丧失催化作用，A项错误；由图示电子的移动方向可知a为电池的负极，发生氧化反应：C6H12O6H2O2e=C6H12O72H，b为电池的正极，发生还原反应：H2O22e2H=2H2O，H通过交换膜从a极移向b极，D项正确，B、C项错误。9近年来，AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂铜空气燃料电池。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH，下列说法不正确的是()A放电时，Li透过固体电解质向Cu极移动B放电时，负极的电极反应式为Cu2OH2O2e=2Cu2OHC通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2OD整个反应过程中，铜相当于催化剂B放电时，负极反应为Li e=Li，Li透过固体电解质向Cu极移动，A项正确；正极反应为Cu2O2eH2O=2Cu2OH，B项错误；通空气时，铜被氧化为Cu2O：4CuO2=2Cu2O，总反应为4LiO22H2O=4LiOH，铜相当于催化剂，C、D项正确。B级能力提升10(2018烟台一模)LED系列产品是一类新型节能产品，图甲是NaBH4/H2O2燃料电池，图乙是LED发光二极管的装置示意图。下列叙述错误的是()A电池A极区的电极反应式为H2O22e=2OHB电池放电过程中，Na从负极区向正极区移动C每有1 mol NaBH4参加反应转移电子数为4NAD要使LED发光二极管正常发光，图乙中的导线a应与图甲中的B极相连CA项，根据图甲知，双氧水得电子发生还原反应，则A电极为正极，正极电极反应式为H2O22e=2OH，故A正确；B项，电池放电过程中，阳离子移向正极，Na从负极区向正极区移动，故B正确；C项，负极发生氧化反应生成BO，电极反应式为BH8OH8e=BO6H2O，有1 mol NaBH4参加反应转移电子数为8NA，故C错误；D项，要使LED发光二极管正常发光，图乙中的导线a阴极应与图甲中的B极负极相连，故D正确。11(2018昆明模拟)糖生物电池是一种酶催化燃料电池(EFC)，它使用便宜的酶代替贵金属催化剂，利用空气氧化糖类产生电流。下列有关判断不合理的是()A该电池不宜在高温下工作 B若该电池为酸性介质，正极反应式为O24e4H=2H2OC放电过程中，电池内阳离子向正极迁移D若该电池为碱性介质，以葡萄糖为原料并完全氧化，负极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224HD酶在高温下会失去生理活性，A项合理；若该电池为酸性介质，则H会在正极与O2发生反应，正极反应式为O24e4H=2H2O，B项合理；根据原电池反应原理可知，放电过程中阳离子移向正极，C项合理；若该电池为碱性介质，则负极反应式为C6H12O636OH24e=6CO24H2O，D项不合理。12(2018合肥高三调研检测)利用如图所示电池装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO，其中含有的固体电解质能传导质子(H)。下列说法正确的是()A该过程中有两种形式的能量转化Ba电极表面的反应为4OH4e=2H2OO2C该装置工作时，H从b电极区向a电极区移动D该装置中每生成2 mol CO，同时生成1 mol O2D该过程中的能量转化形式有太阳能转化为化学能、化学能转化为电能、化学能转化为热能，A项错误。根据题图可知，a电极表面H2O被氧化为O2，a电极表面的反应为2H2O4e=4HO2，B项错误。该原电池中，a电极为负极，b电极为正极，H从a电极区向b电极区移动，C项错误。该装置中每生成2 mol CO，转移4 mol电子，根据a电极表面的反应可知，每转移4 mol电子，同时生成1 mol O2，D项正确。13(2018安徽师大附中模拟)近几年科学家发明的一种新型可控电池锂水电池，工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是 ()A碳极发生的反应是2H2O2e=H22OHB有机电解质和水溶液不可以互换区域C标准状况下产生22.4 L的氢气时，正极消耗锂的质量为14 gD该装置不仅可提供电能，还可得到清洁的氢气C根据图示信息可知，碳电极上产生氢气，应该是正极，该电极上发生得电子的还原反应：2H2O2e=H22OH，A正确；由于金属Li可以和水反应生成氢氧化锂和氢气，但是和有机电解质不反应，所以有机电解质和水溶液不可以互换区域，B正确；总反应式为2Li2H2O=2LiOHH2，标准状况下产生22.4 L的氢气时，金属锂是负极，负极消耗锂的质量为14 g，C错误；该装置是将化学能转化为电能的装置，装置不仅可提供电能，并且反应产物是氢气，能提供能源，D正确。14某传感器工作原理如图所示。利用该传感器可以测定空气中NO、CO、NH3、SO2等有害气体的含量。下列说法正确的是()A若M为熔融KOH，X为NH3，Y为N2，则负极的电极反应式为 2NH36e=N26HB若M是含O2的固体电解质，X为NO，则正极的电极反应式为O24e=2O2C传感器工作中，电子由Pt()极经电流仪传到Pt()极D若X为CO，M为KOH溶液，则电池总反应为2COO2=2CO2B由于M是熔融的KOH，即使放电生成H也会与OH反应生成水，所以负极的电极反应式为2NH36e6OH=N26H2O，A错误。若M是含O2的固体电解质，则负极的电极反应式为2NO4e2O2=2NO2，正极的电极反应式为O24e=2O2，B正确。题述装置属于原电池，Pt()极为正极，Pt()极为负极，电子由负极经外电路流向正极，C错误。若X为CO，M为KOH溶液，则负极的电极反应式为CO2e4OH=CO2H2O，电池总反应为2CO4KOHO2=2K2CO32H2O，D错误。15(1)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。X为_极，Y电极反应式为_。Y极生成1 mol Cl2时，_ mol Li移向_极(填X或Y)。(2)一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，KOH作电解质。负极反应式为_，正极反应式为_。【解析】(1)根据装置可知生成H2的电极为正极，生成Cl2的电极为负极。(2)根据装置可知N2H4N2为氧化反应，在负极上反应。【答案】(1)正2Cl2e=Cl22X(2)N2H44e4OH=N24H2OO24e2H2O=4OH随着各地“限牌”政策的推出，电动汽车成为汽车族的“新宠”。某电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池，其工作原理如图所示，且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放电时，正极锂的化合价未发生改变B充电时Li移动方向：右室左室C放电时负极的电极反应式：LixC6xe=C6xLiD充电时阳极的电极反应式：Li1xCoO2xLixe=LiCoO2D放电时，负极的电极反应式为LixC6xe=C6xLi，正极的电极反应式为Li1xCoO2xLixe=LiCoO2，放电时正极上钴的化合价降低、锂的化合价不变，A、C项正确；充电时左侧为阴极，右侧为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，阳离子由阳极移向阴极，B项正确，D项错误。C级能力提升16NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理如图。该电池在使用过程中石墨电极上生成氧化物Y。下列说法正确的是()A若将该电池中的熔融NaNO3换成NaOH溶液，则不可能产生电流B电子从石墨电极流向石墨电极C石墨电极的电极反应式为NO2NOe=N2O5DNO2只有还原性没有氧化性CNO2能与NaOH发生氧化还原反应，反应过程中有电子转移，故可产生电流，A项错误；根据电池工作示意图，石墨电极上O2得电子发生还原反应，为电池正极，石墨电极为电池负极，电子从石墨电极流向石墨电极，B项错误；石墨电极上，NO2失去电子与NO结合转化为N2O5，C项正确；NO2既有氧化性又有还原性，D项错误。17全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动状态的电池，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： 【导学号：97500112】(1)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，电池总反应式为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”)。(2)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(3)能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是_。【解析】(1)正极反应是还原反应，由电池总反应可知放电时的正极反应式为VO2He=VO2H2O；充电时，阴极反应为还原反应，故为V3得电子生成V2的反应。(2)充电时阳极反应式为VO2H2Oe=VO2H，故充电完毕的正极电解液为VO溶液，而放电完毕的正极电解液为VO2溶液，故正极电解液可能是选项a、c、d。(3)充电和放电过程中，正极电解液与负极电解液不能混合，起平衡电荷作用的是加入的酸，故H可以通过隔膜。【答案】(1)VO2He=VO2H2OV3e=V2升高(2)acd(3)H1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：图1图2(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_。【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。【答案】(1)FeO4H2O3e=Fe(