【创新设计】（四川专用）2014高考化学一轮复习 第6章 第2讲 原电池 化学电源

1 第二讲第二讲 原电池原电池 化学电源化学电源 时间 45 分钟 满分 100 分 考 点题 号 原电池原理1 4 8 9 原电池原理的应用2 3 5 6 7 10 11 一 选择题 本题共 7 个小题 每题 6 分 共 42 分 每个小题只有一个选项符合题意 1 下列装置中 都伴随有能量变化 其中是由化学能转变为电能的是 解析 A 项是将电能转化成化学能 B 项是将水的势能转化成电能 C 项是将太阳能转 化成热能 答案 D 2 2012 北京理综 12 人工光合作用能够借助太阳能 用 CO2和 H2O 制备化学原料 如图是通过人工光合作 用制备 HCOOH 的原理示意图 下列说法不正确的是 A 该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B 催化剂 a 表面发生氧化反应 有 O2产生 C 催化剂 a 附近酸性减弱 催化剂 b 附近酸性增强 D 催化剂 b 表面的反应是 CO2 2H 2e HCOOH 解析 电池总反应式为 2CO2 2H2O2HCOOH O2 光能 催化剂 负极 2H2O 4e O2 4H 正极 CO2 2H 2e HCOOH A 项 能量转换过程 是太阳能先转化为电能 再转化为化学能 C 项 催化剂 a 附近生成 H 酸性增强 催化剂 b 附近消耗 H 酸性减弱 故 C 项错误 答案 C 3 2013 惠州模拟 镁 H2O2酸性燃料电池采用海水作电解质 加入一定量的酸 下列说 法正确的是 A 电池总反应为 Mg H2O2 Mg OH 2 2 B 正极发生的电极反应为 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 根据镁与 H2O2两种物质的性质 容易知道负极发生镁失电子的反应 正极发生 H2O2得电子的反应 电解质呈酸性 故电池总反应为 Mg H2O2 2H Mg2 2H2O 正 极消耗 H pH 增大 原电池中阳离子向正极移动 故溶液中的 H 向正极移动 答案 B 4 2013 资阳模拟 如图甲是 Zn 和 Cu 形成的原电池 某实验兴趣小组做完实验后 在读 书卡上的记录如图乙所示 则卡片上的描述合理的是 卡片号 2 2012 8 15 实验后的记录 Cu 为阳极 Zn 为阴极 Cu 极上有气泡产生 SO o al 2 4 向 Cu 极移动 若有 0 5 mol 电子流经导线 则可产生 0 25 mol 气体 电子的流向是 Cu 导线 Zn 正极反应式 Cu 2e Cu2 图乙 A B C D 解析 中 Cu 为正极 Zn 为负极 中 SO向负极移动 中电子的流向是 Zn 2 4 导线 Cu 中正极反应式 2H 2e H2 故 错 答案 B 5 2012 泸州模拟 某航空站安装了一台燃料电池 该电池可同时提供电和水蒸气 所用 燃料为氢气 电解质为熔融的碳酸钾 已知该电池的总反应为 2H2 O2 2H2O 正极反 3 应为 O2 2CO2 4e 2CO 则下列推断正确的是 2 3 A 负极反应为 H2 2OH 2e 2H2O B 该电池可在常温或高温时进行工作 对环境具有较强的适应性 C 该电池供应 2 mol 水蒸气 同时转移 2 mol 电子 D 放电时负极有 CO2生成 解析 由总反应式减去正极反应式得到负极反应式 2H2 2CO 4e 2H2O 2CO2 2 3 则可判断负极有 CO2生成 A 项错误 D 项正确 该电池使用的电解质是熔融的碳酸钾 在常温下无法工作 B 错误 该电池供应 2 mol 水蒸气时 转移的电子为 4 mol C 错 误 答案 D 6 2013 石家庄调研 某新型电池 以 NaBH4 B 的化合价为 3 价 和 H2O2作原料 该电 池可用作深水勘探等无空气环境电源 其工作原理如图所示 下列说法正确的是 A 电池工作时 Na 从 b 极区移向 a 极区 B 每消耗 3 mol H2O2 转移 3 mol e C b 极上的电极反应式为 H2O2 2e 2H 2H2O D a 极上的电极反应式为 BH 8OH 8e BO 6H2O 4 2 解析 该电池工作时 a 电极反应式为 BH 8OH 8e BO 6H2O b 电极反应式 4 2 为 4H2O2 8e 8OH 随着不断放电 a 极负电荷减少 b 极负电荷增多 故 Na 从 a 极区移向 b 极区 每消耗 3 mol H2O2转移 6 mol e 故 A B C 错误 D 正确 答案 D 7 2013 天津六校联考 如图装置 是一种可充电电池 装置 为电解池 装置 的离子 交换膜只允许 Na 通过 已知电池充放电的化学方程式为 2Na2S2 NaBr3Na2S4 3NaBr 当闭合开关 K 时 X 电极附近溶液变红 下列说 放电 充电 法正确的是 4 A 闭合开关 K 时 钠离子从右到左通过离子交换膜 B 闭合开关 K 时 负极反应式为 3NaBr 2e NaBr3 2Na C 闭合开关 K 时 X 电极反应式为 2Cl 2e Cl2 D 闭合开关 K 时 当有 0 1 mol Na 通过离子交换膜时 X 电极上放出标准 状况下气体 1 12 L 解析 当闭合开关 K 时 X 电极附近溶液变红 说明 X 是阴极 Y 为阳极 则电池的 左侧是负极 在原电池中阳离子向正极移动 故 A 错 NaBr3 3NaBr 溴元素的化合 价降低 是得到电子而不是失去 故 B 错 X 极是阴极 发生的电极反应式为 2H 2e H2 故 C 错 当有 0 1 mol Na 通过离子交换膜时 说明转移了 0 1 mol 电子 则 X 电极生成 0 05 mol H2 在标准状况下体积为 1 12 L 故 D 正确 答案 D 二 非选择题 本题共 4 个小题 共 58 分 8 10 分 某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件 按如图所示装置进行实验并得到 下表实验结果 实验序号 AB 烧杯中的液体 灵敏电流计指针是否 偏转 1ZnZn 乙醇无 2ZnCu 稀硫酸有 3ZnZn 稀硫酸无 4ZnCu 苯无 5CuC 氯化钠溶液有 6MgAl 氢氧化钠溶液有 5 分析上述实验 回答下列问题 1 实验 2 中电流由 极流向 极 填 A 或 B 2 实验 6 中电子由 B 极流向 A 极 表明负极是 填 镁 或 铝 电极 3 实验 5 表明 A 铜在潮湿空气中不会被腐蚀 B 铜的腐蚀是自发进行的 4 分析上表有关信息 下列说法不正确的是 A 相对活泼的金属一定作负极 B 失去电子的电极是负极 C 烧杯中的液体必须是电解质溶液 D 原电池中 浸入同一电解质溶液中的两个电极 是活泼性不同的两种金属 或其中一 种非金属 解析 1 电流是由正极流向负极 实验 2 中 Cu 为正极 Zn 为负极 2 电子由负极 流向正极 实验 6 中电子由 B 极流向 A 极 表明负极是 B Al 3 实验 5 是铜的吸氧 腐蚀 说明铜的腐蚀是自发进行的 4 判断原电池负极时 不能简单地比较金属的活 动性 要看反应的具体情况 如 Al 在强碱性溶液中比 Mg 更易失电子 Al 作负极 Mg 作正极 在原电池中负极失去电子 发生氧化反应 必须有电解质溶液 形成闭合回路 活泼性不同的两种金属 或一种金属和一种能导电的非金属都可以作电极 答案 1 B A 2 铝 3 B 4 A 9 16 分 2012 绵阳一模 如图是一个化学过程的示意图 已知甲池的总反应式为 2CH3OH 3O2 4KOH 2K2CO3 6H2O 请回答 6 1 甲池是 池 通入 O2的电极作为 极 电极反应式为 2 乙池是 池 A 电极名称为 极 电极反应式为 乙池中的总反应离子方程式为 溶液的 pH 填 增大 减小 或 不变 3 当乙池中 B Ag 极的质量增加 5 40 g 时 甲池中理论上消耗 O2 mL 标准状 况下 解析 3 利用电子守恒找出关系式 4Ag O2 V O2 n Ag 22 4 L mol 1 1 4 1 4 22 4 L mol 1 0 28 L 即 280 mL 5 40 g 108 g mol 1 答案 1 原电 正 O2 2H2O 4e 4OH 2 电解 阳 4OH 4e O2 2H2O 4Ag 2H2O4Ag O2 4H 减小 3 280 电解 10 16 分 2012 长春高中毕业班调研 碘被称为 智力元素 科学合理地补充碘可防 止碘缺乏病 碘酸钾 KIO3 是国家规定的食盐加碘剂 它的晶体为白色 可溶于水 碘 酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘 以碘为原料 通过电解制备 碘酸钾的实验装置如图所示 1 惰性电极 2 直流电源 3 离子交换膜 4 冷却水 1 碘是 填颜色 固体物质 实验室常用 的方法来分离提纯含有少量 杂质的固体碘 2 电解前 先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液 溶解时发生反应 3I2 6KOH 5KI KIO3 3H2O 将该溶液加入阳极区 另将氢氧化钾溶液加入阴极区 电解槽用水冷却 电解时 阳极上发生反应的电极反应式为 7 每生成 1 mol KIO3 电路中通过的电子的物质的量为 3 电解过程中 为确定电解是否完成 需检验电解液中是否有 I 请设计一个检验电 解液中是否有 I 的实验方案 并按要求填写下表 要求 所需药品只能从下列试剂中选择 实验仪器及相关用品自选 试剂 淀粉溶液 淀粉 KI 试纸 过氧化氢溶液 稀硫酸 实验方法实验现象及结论 4 电解完毕 从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下 阳 极 电解液 蒸发浓缩 过滤 洗涤 碘酸钾 晶 体 步骤 的操作名称是 步骤 的操作名称是 步骤 洗涤晶体的目的 是 解析 1 碘是紫黑色固体 实验室常利用碘易升华的特性来分离提纯含有少量杂质的 固体碘 2 电解时 溶液中的阴离子 I IO OH 向阳极移动 因为 I 的还原性 3 最强 所以 I 在阳极失电子被氧化为单质碘 2I 2e I2 生成的 I2再与 KOH 溶 液反应生成 KIO3 3I2 6KOH 5KI KIO3 3H2O 如此循环 最终 I 都转化为 KIO3 1 mol I 转化成 1 mol IO时 转移 6 mol 电子 3 阳极区溶液中会含有 IO 如果 3 3 其中含有 I 在酸性条件下 IO和 I 会反应生成单质碘 3 IO 5I 6H 3I2 3H2O 据此可设计实验 取少量阳极区溶液于试管中 加入几 3 滴稀硫酸和淀粉溶液 如果溶液变蓝 则说明其中含有 I 否则没有 I 4 阳极电 解液经过蒸发浓缩 冷却结晶后可得到碘酸钾晶体 过滤得到的碘酸钾晶体中含有 KOH 等杂质 需要进行洗涤除杂 洗涤后的晶体经干燥即得到纯净干燥的碘酸钾晶体 答案 1 紫黑色 升华 2 2I 2e I2 或 I 6OH 6e IO 3H2O 6 mol 3 3 实验方法实验现象及结论 取少量阳极区电解液于试管中 加稀硫酸酸 化后加入几滴淀粉试液 观察是否变蓝 如果不变蓝 说明无 I 如果变蓝 说明有 I 4 冷却结晶 干燥 洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质 8 11 16 分 2013 日照二诊 第三代混合动力车 可以用电动机 内燃机或二者结合推动 车辆 汽车上坡或加速时 电动机提供推动力 降低汽油的消耗 在刹车或下坡时 电 池处于充电状态 1 混合动力车的内燃机以汽油为燃料 汽油 以辛烷 C8H18计 和氧气充分反应 生成 1 mol 水蒸气放热 569 1 kJ 则该反应的热化学方程式为 2 混合动力车目前一般使用镍氢电池 该电池中镍的化合物为正极 储氢金属 以 M 表 示 为负极 碱液 主要为 KOH 为电解质溶液 镍氢电池充放电原理示意如图 其总反 应式为 H2 2NiOOH2Ni OH 2 根据所给信息判断 混合动力车上坡或加速时 放电 充电 乙电极周围溶液的 pH 填 增大 减小 或 不变 该电极的电极反应 式为 3 Cu2O 是一种半导体材料 可通过如图所示的电解装置制取 电解总反应式为 2Cu H2OCu2O H2 阴极的电极反应式是 通电 用镍氢电池作为电源进行电解 当电池中有 1 mol H2被消耗时 Cu2O 的理论产量为 g 4 远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的 腐蚀 为防止这种腐 蚀 通常把船体与浸在海水里的 Zn 块相连 或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的 填 正 或 负 极相连 解析 2 混合动力车上坡或加速时需要动力 故反应为原电池放电反应 即乙电极为 正极 发生反应 Ni