2011届高考化学一轮复习 5.2原电池化学电源随堂演练 新人教版

用心 爱心 专心1 20112011 届高考化学一轮复习随堂演练 届高考化学一轮复习随堂演练 5 25 2 原电池化学电源原电池化学电源 1 2010 原创 在下图中的 8 个装置中 属于原电池的是 A B C D 解析 构成原电池要有四个基本条件 a 电解质溶液 b 两个电极 其中一个相对较活 泼 另一个相对较不活泼 两个电极直接或间接地连接在一起 并插入电解质溶液中 c 能自发地发生氧化还原反应 d 形成闭合电路 其中 不满足 b d 条件 不 满足 b 条件 不满足 a 条件 不满足 d 条件 答案 C 2 把 A B C D 四块金属片浸入稀硫酸中 分别用导线两两相连可以组成原电池 A B 相连时 A 为负极 C D 相连时 电流由 D C A C 相连时 C 极上产生大 量气泡 B D 相连时 D 极发生氧化反应 这四种金属的活动性顺序是 A A B C D B A C D B C C A B D D B D C A 解析 在原电池中 比较活泼的金属为负极 A B 相连时 A 为负极 说明 A 比 B 活 泼 C D 相连时 电流由 D C 由于电子流动的方向与电流方向相反 所以 C 为失 去电子的一极 C 比 D 活泼 A C 相连时 C 上产生气泡 即 C 上发生的反应是 2H 2e H2 是还原反应 所以 A 比 C 活泼 B D 相连时 D 极发生氧化反应 则 D 为负极 综合以上结论可知 B 是正确答案 答案 B 3 2009 广东单科 14 可用于电动汽车的铝 空气燃料电池 通常以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解质溶液 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 溶液为电解质溶液时 正极反应都为 O2 2H2O 4e 4OH B 以 NaOH 溶液为电解质溶液时 负极反应为 Al 3OH 3e Al OH 3 C 以 NaOH 溶液为电解质溶液时 电池在工作过程中电解质溶液的 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 用心 爱心 专心2 解析 B 项 以 NaOH 为电解质溶液时 不应生成 Al OH 3沉淀 而应生成 AlO 2 C 项 电解质溶液的 pH 应减小 D 项 电子通过外电路从负极流向正极 答案 A 4 2010 改编 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 A a 电极是负极 B b 电极的电极反应为 4OH 4e 2H2O O2 C 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 解析 本题主要考查原电池的电极判断 电极反应式的书写及电极产物的确定 a 电 极上发生反应 2H2 4e 4H 是负极 b 电极上发生反应 O2 2H2O 4e 4OH 是正极 氢氧燃料电池的能量效率较高 而且产物 H2O 是 一种无污染物质 是一种具有应用前景的绿色电源 氢氧燃料电池通入 H2 O2就能工 作 无需将 H2 O2储藏在电池内部 答案 B 5 1 将 Al 片和 Cu 片用导线相连 插入稀 H2SO4中组成原电池 写出电极名称及电极反 应式 Al 片 Cu 片 2 若将 Al 片和 Cu 片用导线相连 插入浓 HNO3中能否组成原电池 填 能 或 不能 若不能 则不用回答下面的问题 若能组成原电池 写出电极 名称及电极反应式 Al 片 Cu 片 解析 1 Al 片和 Cu 片用导线相连 插入稀 H2SO4中时 Al 比 Cu 活泼 Al 为负极 失电子被氧化为 Al3 Cu 为正极 溶液中的 H 得电子被还原为 H2 2 Al 片和 Cu 片用导线相连 插入浓 HNO3中时 由于铝被钝化 不能溶解 Al 为正 用心 爱心 专心3 极 Cu 为负极 失电子被氧化为 Cu2 答案 1 负极 2Al 6e 2Al3 正极 6H 6e 3H2 2 能 正极 2NO 4H 2e 2NO2 2H2O 负极 Cu 2e Cu2 3 6 由 A B C D 四种金属按下表中装置进行实验 装置 现象二价金属 A 不断溶解C 的质量增加A 上有气体产生 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 变小 或 不变 4 四种金属活泼性由强到弱的顺序是 解析 甲 乙 丙均为原电池装置 依据原电池原理 甲中 A 不断溶解 则 A 为负极 B 为正极 活泼性 A B 乙中 C 极增重 即析出 Cu 则 B 为负极 活泼性 B C 丙 中 A 上有气体即 H2产生 则 A 为正极 活泼性 D A 随着 H 的消耗 pH 变大 答案 1 A 2e A2 2 Cu2 2e Cu 3 变大 4 D A B C 一 选择题 1 2010 原创 关于如下图所示装置的叙述 正确的是 A 铜是阳极 铜片上有气泡产生 B 铜片质量逐渐减少 C 电流从锌片经导线流向铜片 D 氢离子在铜片表面被还原 解析 本题考查原电池的有关知识 在原电池中 活泼性较强的金属作负极 活泼性 相对较弱的金属或非金属作正极 在题给装置中 Zn 作负极 负极反应 用心 爱心 专心4 Zn 2e Zn2 Cu 作正极 正极反应 2H 2e H2 故 A B 错 电子由 锌片经导线流向铜片 电流方向与之相反 C 错 D 正确 答案 D 2 如图 在盛有稀 H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极 X Y 外电路中电子流向如 图所示 关于该装置的下列说法正确的是 A 外电路的电流方向为 X 外电路 Y B 若两电极分别为 Fe 和碳棒 则 X 为碳棒 Y 为 Fe C X 极上发生的是还原反应 Y 极上发生的是氧化反应 D 若两电极都是金属 则它们的活动性顺序为 X Y 解析 外电路的电子流向为 X 外电路 Y 电流方向与其相反 X 极失电子 作负 极 Y 极上发生的是还原反应 X 极上发生的是氧化反应 若两电极分别为 Fe 和碳棒 则 Y 为碳棒 X 为 Fe 答案 D 3 如下图所示装置中 观察到电流计指针偏转 M 棒变粗 N 棒变细 由此判断下表中 所列 M N P 物质 其中可以成立的是 解析 该原电池中 M 棒变粗 N 棒变细 说明原电池反应时 N 棒溶解作负极 溶液 中有金属析出在 M 棒上 M 棒作正极 A B 选项中 电解质溶液分别为稀 H2SO4和 稀盐酸 原电池工作时 不会有金属析出且 A 中 M 棒变细 C 选项正极反应为 Ag e Ag 而 D 选项正极反应为 Fe3 e Fe2 不会有金属析出 是 M 棒 锌溶解变细 答案 C 4 2010 模拟精选 江苏徐州 3 月 碱性电池具有容量大 放电电流大的特点 因而得到 广泛应用 锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液 电池总反应式为 Zn s 2MnO2 s H2O l Zn OH 2 s Mn2O3 s 则下列说法错误的是 A 电池工作时 锌失去电子 选项MNP A锌铜稀硫酸溶液 B铜铁稀盐酸 C银锌硝酸银溶液 D锌铁硝酸铁溶液 用心 爱心 专心5 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 锌的质量理论上减少 6 5 g 解析 电池的电解质溶液为 KOH 溶液 结合总反应得负极反应式 Zn s 2OH aq 2e Zn OH 2 s 用总反应式减去负极反应式 可得到正极反应式 2MnO2 s H2O l 2e Mn2O3 s 2OH aq Zn 为负极 失去电子 电子由负极通过外电 路流向正极 反应时 1 mol Zn 失去 2 mol 电子 外电路中每通过 0 2 mol 电子 Zn 的 质量理论上减少 6 5 g 答案 C 5 某原电池总反应的离子方程式是 2Fe3 Fe 3Fe2 不能实现该反应的原电池是 A 正极是 Cu 负极是 Fe 电解质是 FeCl3溶液 B 正极是 C 负极是 Fe 电解质是 Fe NO3 3溶液 C 正极是 Fe 负极是 Zn 电解质是 Fe2 SO4 3溶液 D 正极是 Ag 负极是 Fe 电解质是 CuSO4溶液 解析 C 选项的总反应式是 3Zn 2Fe3 2Fe 3Zn2 D 选项的总反应式是 Fe Cu2 Cu Fe2 答案 CD 6 2009 福建理综 11 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 由反应 2Fe3 2I 2Fe2 I2可知 反应开始时甲中 Fe3 发生还原反应 乙中 I 发生氧化反应 电流计读数为零 说明单位时间内由甲流向乙的电子数与由乙 流向甲的电子数相等 生成 Fe3 的物质的量与消耗的 Fe3 的物质的量相等 则反应达 到了平衡状态 此时在甲中溶入 FeCl2固体 则平衡向逆反应方向移动 乙中 I2发生 还原反应 则乙中石墨电极为正极 故选 D 答案 D 7 锌银蓄电池的比能量 比功率等性能均优于镉镍系列电池 因此可用于导弹 运载火 箭等特殊要求的军事设备上 锌银蓄电池 其电极反应为 Zn 2OH 2e ZnO H2O Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH 下列说法正确的 用心 爱心 专心6 是 A 锌电极为电池正极 发生氧化反应 B 锌电极为电池负极 发生还原反应 C 氧化银电极为电池负极 发生氧化反应 D 氧化银电极为电池正极 发生还原反 应 解析 根据 Zn 2OH 2e ZnO H2O 说明锌极发生了氧化反应 即锌极为负 极发生氧化反应 根据 Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH 说明氧化银发生了还原反 应 即氧化银电极为正极 发生还原反应 答案 D 8 2010 试题调研 广东广州 将氢气 甲烷 乙醇等物质在氧气中燃烧时的化学能直接 转化为电能的装置叫燃料电池 燃料电池的基本组成为电极 电解质 燃料和氧化剂 此种电池能量利用率可高达 80 一般柴油发电机只有 40 左右 产物污染也少 下 列有关燃料电池的说法错误的是 A 上述燃料电池的负极反应材料是氢气 甲烷 乙醇等物质 B 氢氧燃料电池常用于航天飞行器 原因之一是该电池的产物为水 经过处理之后 可 供宇航员使用 C 乙醇燃料电池的电解质常用 KOH 该电池的负极反应为 C2H5OH 12e 2CO2 3H2O D 甲烷燃料电池的正极反应为 O2 2H2O 4e 4OH 解析 在强碱性条件下 CO2会和 KOH 反应生成 K2CO3和水 所以 C 错 答案 C 9 2010 模拟精选 宁夏银川模拟 一种燃料电池中发生的化学反应为 在酸性溶液中甲 醇与氧气作用生成水和二氧化碳 该电池负极发生的反应是 A CH3OH g O2 g H2O l CO2 g 2H aq 2e B O2 g 4H aq 4e 2H2O l C CH3OH g H2O l CO2 g 6H aq 6e D O2 g 2H2O l 4e 4OH 解析 甲醇燃料电池是甲醇在负极发生氧化反应 氧气在正极发生还原反应 故 B D 错误 A 项不是电极反应式 答案 C 10 2010 模拟精选 山东济宁质检 一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率 现用 Li2CO3和 Na2CO3的熔融盐混合物作电解质 一极通 CO 气体 另一极通 O2和 CO2混 合气体 其总反应为 2CO O2 2CO2 则下列说法中正确的是 A 通 CO 的一极是电池的正极 B 负极发生的电极反应是 O2 2CO2 4e 2CO2 3 用心 爱心 专心7 C 负极发生的电极反应是 CO CO 2e 2CO2 2 3 D 正极发生氧化反应 解析 由电池反应 2CO O2 2CO2可知 通 CO 的一极为电池的负极 通 O2的一极 为电池的正极 负极失电子发生氧化反应 正极得电子发生还原反应 负极的电极反 应为 2CO 2CO 4e 4CO2 正极的电极反应为 O2 2CO2 4e 2CO 2 3 2 3 答案 C 二 非选择题 11 2010 原创 1 今有 2H2 O22H2O 反应 构成燃料电池 则负极通的应是 KOH 正极通的应是 电极反应式为 2 如把 KOH 改为稀 H2SO4作电解质溶液 则电极反应式为 1 和 2 的电解液不同 反应进行后 其溶液的 pH 各有何变化 3 如把 H2改为甲烷 KOH 作导电物质 则电极反应式为 解析 根据电池反应式可知 H2在反应中被氧化 O2被还原 因此 H2应在负极上反应 O2应在正极上反应 又因为是碱性溶液 此时应考虑不可能有 H 参加或生成 故负 极反应为 2H2 4OH 4e 4H2O 正极反应为 O2 2H2O 4e 4OH 若 将导电物质换成酸性溶液 此时应考虑不可能有 OH 参加或生成 故负极 2H2 4e 4H 正极 O2 4H 4e 2H2O 由于前者在碱性条件下反应 KOH 量不变 但工作时 H2O 增多故溶液变稀碱性减弱 pH 将变小 而后者为酸溶液 H2SO4的量不变 水增多 溶液酸性减弱 故 pH 将变大 如把 H2改为甲烷 用 KOH 作导电物质 根据反应 CH4 2O2 CO2 2H2O 则负极为发生氧化反应的 CH4 正 极为发生还原反应的 O2 由于有 KOH 存在 此时不会有 CO2放出 答案 1 H2 O2 负极 2H2 4OH 4e 4H2O 正极 O2 2H2O 4e 4OH 2 负极 2H2 4e 4H 正极 O2 4H 4e 2H2O 1 变小 2 变大 3 负极 CH4 10OH 8e CO 7H2O 2 3 正极 2O2 4H2O 8e 8OH 12 2009 山东理综 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 Zn c Fe d NH3 H2O 用心 爱心 专心8 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 2 mol 电子 MnO2的理论产量为 g 解析 1 原电池的负极是发生氧化反应的一极 Zn Zn2 2e 电池工作时 电子 是从负极流向正极 2 Zn 与 Cu2 发生氧化还原反应 生成的 Cu 附着在 Zn 的表面构成铜锌原电池 加快 反应速率 从而加快 Zn 的腐蚀 3 电解池的阴极是发生还原反应的一极 2H 2e H2 每生成 1 mol MnO2需 转移 2 mol 电子 故每通过 2 mol 电子 理论上生成 1 mol MnO2 质量为 87 g 答案 1 Zn 或锌 正极 2 锌与还原出的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b 3 2H 2e H2 87 13 2010 试题调研 山东济南质检 1 将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池 两电极间 连接一个电流计 锌片上发生的电极反应 银片上发生的电极反应 2 若该电池中两电极的总质量为 60 g 工作一段时间后 取出锌片和银片洗净干燥后 称重 总质量为 47 g 试计算 产生氢气的体积 标准状况 通过导线的电量 已知 NA 6 02 1023 mol 1 电子电量为 1 60 10 19 C 解析 1 由锌片 银片 稀 H2SO4组成的原电池中很显然锌片为负极 电极反应式为 Zn 2e Zn2 银片为正极 电极反应式为 2H 2e H2 2 两电极的总质量为 60 g 工作一段时间后 取出洗净干燥称重为 47 g 说明锌片反 应掉 13 g 根据总反应式消耗的 Zn 和产生的 H2的物质的量之比为 1 1 知 V H2 22 4 L 4 48 L 13 g 65 g 通过导线的总电量 2 6 02 1023mol 1 1 6 10 19 C 3 9 10