2013年高考化学总复习 第二节 原电池和化学电源（含解析） 新人教版

1 高考总复习高考总复习 2013 2013 高考化学专题复习 第二节高考化学专题复习 第二节 原电池和化学电源原电池和化学电源 人教版 人教版 1 2011 年北京理综 结合下图判断 下列叙述正确的是 A 和 中正极均被保护 B 和 中负极反应均是 Fe 2e Fe2 C 和 中正极反应均是 O2 2H2O 4e 4OH D 和 中分别加入少量 K3 Fe CN 6 溶液 均有蓝色沉淀 解析 A 项 电子从负极流向正极 抑制正极失电子 所以正极均被保护 B 项 I 中的 负极反应为 Zn 2e Zn2 C 项 中的正极反应为 2H 2e H2 D 项 由于 中负极反应产生 Zn2 不会与 K3 Fe CN 6 溶液作用产生蓝色沉淀 答案 A 2 2011 年浙江理综 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圈中心区 a 已被腐蚀而变暗 在液 滴外沿形成棕色铁锈环 b 如下图所示 导致该现象的主要原因 是液滴之下氧气含量比边缘处少 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 O2 2H2O 4e 4OH C 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 Cu 2e Cu2 解析 本题考查原电池 钢铁的吸氧腐蚀等知识 依题意 可判断中心区 a 为原电池的 负极 液滴边缘 O2含量较大 是原电池的正极 A 中 Cl 在电池工作时向负极 a 移动 A 选项错误 B 项显然正确 C 中 Fe 失电子被氧化而被腐蚀 故 C 项错误 D 中因 Fe 比 Cu 活泼 充当负极的是 Fe 负极反应为 Fe 2e Fe2 故 D 错误 答案 B 2 3 2012 年四川卷 一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪 负极上的反应为 CH3CH2OH 4e H2O CH3COOH 4H 下列有关说法正确的是 A 检测时 电解质溶液中的 H 向负极移动 B 若有 0 4 mol 电子转移 则在标准状况下消耗 4 48 L 氧气 C 电池反应的化学方程式为 CH3CH2OH O2 CH3COOH H2O D 正极上发生的反应为 O2 4e 2H2O 4OH 解析 原电池中 阳离子向正极移动 A 错误 因为电解质溶液为酸性 故正极反应为 O2 4e 4H 2H2O 转移 0 4 mol 电子时 消耗标况下 2 24 L O2 B D 都错 答案 C 4 2012 年大纲全国卷 四种金属片两两相连连浸入稀硫酸中都可组成原电池 相连时 外电路电流从 流向 相连时 为正极 相连时 上有气 泡逸出 相连时 的质量减少 据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是 A B C D 解析 相连 外电路电流从 流向 可知活泼性 相连 为正极 可知活泼性 相连 上有气泡逸出 上发生 2H 2e H2 为正极 可知活泼性 相连 质量减小 因此 为负极 可知活泼性 综上 分析 活泼性应为 B 正确 答案 B 5 分析下图所示的四个原电池装置 结论正确的是 A 1 2 中 Mg 作负极 3 4 中 Fe 作负极 B 2 中 Mg 作正极 电极反应式为 6H2O 6e 6OH 3H2 C 3 中 Fe 作负极 电极反应式为 Fe 2e Fe2 D 4 中 Cu 作正极 电极反应式为 2H 2e H2 解析 1 中 Mg 作负极 2 中 Al 作负极 发生的反应为 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 Mg 不与 NaOH 反应 3 中铁遇浓 HNO3钝化 Cu 与浓 HNO3反应 Cu 4HNO3 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 4 中铁作负极 3 答案 B 6 2012 年山东省郓城一中高三 4 月检测 据报道 以硼氢化合物 NaBH4 B 元素的化合价为 3 价 和 H2O2作原料的燃料电池 负极材料采用 Pt C 正极材料采用 MnO2 用作空军通 信卫星电源 其工作原理如下图所示 下列说法错误的是 A 电池放电时 Na 从 a 极区移向 b 极区 B 电极 b 采用 MnO2 MnO2既作电极材料又有催化作用 C 该电池的负极反应为 BH4 8OH 8e BO2 6H2O D 每消耗 3 mol H2O2 转移的电子为 3 mol 答案 D 7 控制适合的条件 将反应 2Fe3 2I 2Fe2 I2设计成 如图所示的原电池 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 1 装置乙中 I 失去电子放电 故乙中石墨电极上发生氧化反应 选项 A 正确 由总反应化学方程式知 Fe3 被还原成 Fe2 选项 B 正确 当电流计读数为零时 则说 明电路中没有电子发生转移 可证明反应达到平衡 选项 C 正确 加入 FeCl2 电离产 生 Fe2 该离子的存在导致平衡逆向移动 则 Fe2 失去电子生成 Fe3 装置甲中石墨 作为负极 选项 D 错 答案 D 8 下列现象与电化学腐蚀无关的是 A 黄铜 铜锌合金 制作的铜锣不易产生铜绿 B 生铁比纯铁容易生锈 C 铁质器件附有铜质配件 在接触处易生锈 D 银制奖牌久置后表面变暗 解析 A 项 铜锌合金构成原电池被腐蚀的是锌 而不是铜 B 项 生铁中含较多的碳 与铁构成原电池后促使铁被腐蚀而生锈 C 项 铁铜两器件在接触处易构成原电池 使 4 铁生锈 D 项 银制奖牌久置后表面变暗是由于生成了 Ag2S 与电化学腐蚀无关 答案 D 9 镁 H2O2酸性电池采用海水作电解质溶液 加入一定量的酸 下列说法正确的是 A 电池总反应的离子方程式为 Mg H2O2 2H Mg2 2H2O B 负极的电极反应为 H2O2 2H 2e 2H2O C 工作时 正极周围海水的 pH 减小 D 电池工作时 溶液中的 H 向负极移动 解析 该电池中负极 Mg 2e Mg2 正极 H2O2 2H 2e 2H2O 故该电池总反 应的离子方程式为 Mg H2O2 2H Mg2 2H2O 故 A 正确 B 错误 工作时 由于正 极消耗 H 而使c H 减小 c OH 增大 故正极附近的 pH 应增大 且溶液中的 H 会 不断的向正极移动 故 C D 亦错 答案 A 10 2012 年南京模拟 碱性电池具有容量大 放电电流大的特点 故得到广泛应用 锌锰碱 性电池以 KOH 溶液为电解液 电池总反应式为 Zn s 2MnO2 s H2O l Zn OH 2 s Mn2O3 s 下列说法错误的是 A 电池工作时 锌失去电子 B 电池正极的电极反应式为 2MnO2 s H2O l 2e Mn2O3 s 2OH aq C 电池工作时 电子由正极通过外电路流向负极 D 外电路中每通过 0 2 mol 电子 锌的质量理论上减小 6 5 g 解析 根据题意 该电池的负极材料是锌 电池工作时 锌本身失去电子而发生氧化反 应 失去的电子通过外电路移向另一极 正极 在该电极上 MnO2获得电子发生还原反 应生成 Mn2O3 2MnO2 2e Mn2O3 从元素守恒的角度来看 左侧还多 1 个 O 一般规 律是 在酸性条件下 H 结合氧变为 H2O 在碱性或者中性条件下 H2O 结合氧变为 2OH 正极反应为 2MnO2 H2O 2e Mn2O3 2OH 反应中转移 0 2 mol 电子 消耗掉 0 1 mol 锌 质量为 6 5 g 答案 C 11 2011 年山东 右图为钠硫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 2Na xS 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 解析 正极上硫得电子被还原 xS 2e S M 的两个作用 作固体电解质和隔膜 2 x 隔离钠与硫 钠硫电池和铅蓄电池的负极分别为 Na 和 Pb 则消耗等质量的 Na 和 Pb 5 时 钠硫电池的放电量 转移电子数 是铅蓄电池的 4 5 倍 1 23 1 1 207 2 答案 xS 2e S 或 2Na xS 2e Na2Sx 2 x 离子导电 导电或电解质 和隔离钠与硫 4 5 12 有甲 乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序 两人均使用镁片与铝片 作电极 但甲同学将电极放入 6 mol L H2SO4溶液中 乙同学将电极放入 6 mol L NaOH 溶液中 如图所示 请回答 1 写出甲池中正极的电极反应式 2 写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式 负极反应式 总反应的离子方程式 3 如果甲 乙同学均认为 构成原电池的电极材料如果都是金属 则构成负极材料的 金属应比构成正极材料的金属活泼 则甲会判断出 活动性更强 而乙会判断 出 活动性更强 填写元素符号 4 由此实验 可得到如下哪些正确结论是 填写数字序号 利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质 镁的金属性不一定比铝的金属性强 该实验说明金属活动性顺序表已过时 已没有应用价值 该实验说明化学研究对象复杂 反应受条件的影响较大 因此应具体问题具体分析 5 上述实验也反过来证明了 直接利用金属活动性顺序表判断电池的正负极 的这种 说法 填 可靠 或 不可靠 如不可靠 请你提出另一个判断原电池正负 极的可行实验方案 如可靠 此空不填 解析 1 甲中电解质溶液为稀 H2SO4溶液 由于金属活泼性 Mg Al 故负极为 Mg 正极 为 Al 正极的电极反应式 2H 2e H2 2 乙中电解质溶液为 NaOH 溶液 该溶 液不能与 Mg 反应 故 Mg 作正极 Al 作负极 负极的电极反应式 6 Al 4OH 3e AlO 2H2O 总反应的离子方程式为 2 2Al 2OH 2H2O 2AlO 3H2 3 一般情况下 构成原电池的两极 都是金属 2 负极比正极活泼 所以甲会判断出 Mg 的活动性更强 这是正确的 乙会判断出 Al 的更 强 这是错误的 4 两种相同的金属在电解质溶液不同时 得出两种不同的结果 说 明反应条件对反应结果的影响较大 故应选 a d 5 很明显 这种方法不可靠 可以 在两极之间连一个电流计 测电流的方向 根据电流由正极流向负极来判断 如图所示 答案 1 2H 2e H2 2 Al 4OH 3e AlO 2H2O 2 2Al 2OH 2H2O 2AlO 3H2 2 3 Mg Al 4 5 不可靠 在两电极之间连上一个电流计 测电流的方向 根据 电流由正极流向负 极 来判断 13 科学家预言 燃料电池将是 21 世纪获得电能的重要途径 近几年开发的甲醇燃料电池 是采用铂作电极催化剂 电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过 其工作原理的 示意图如下 请回答下列问题 1 Pt a 电极是电池的 极 电极反应式为 Pt b 电极发生 反应 填 氧化 或 还原 电极反应式为 7 2 电池的总反应方程式为 3 如果该电池工作时电路中通过 2 mol 电子 则消耗的 CH3OH 有 mol 解析 Pt a 原料为 CH3OH 和水 产物为 CO2 H 根据 C 化合价由 2 价升到 4 价 失去 6 个电子 Pt a 为负极 Pt b 原料为 O2 H 产物为 H2O O 化合价由 0 价降低 为 2 价 发生还原反应 为正极 答案 1 负 CH3OH H2O 6e CO2 6H 还原 O2 4H 4e 2H2O 2 2CH3OH 3O2 2CO2 4H2O 3 1 3 14 现有如下两个反应 A NaOH HCl NaCl H2O B Cu 2Ag 2Ag Cu2 1 根据两反应本质 判断能否设计成原电池 2 如果不能 说明其原因 3 如果可以 则写出正 负极材料 其电极反应式及反应类型