山东专用2021高考化学一轮复习课时作业17原电池化学电源含解析

1、课时作业17原电池化学电源时间：45分钟一、单项选择题(每小题只有一个选项符合题意)1(2020广西桂林、贺州、崇左调研)如图所示原电池的盐桥中装有饱和k2so4溶液，电池工作一段时间后，甲烧杯中溶液颜色不断变浅。下列叙述中正确的是(d)ab极是电池的正极b甲烧杯中k经盐桥流向乙烧杯c甲烧杯中溶液的ph逐渐减小d电池的总反应离子方程式为mno5fe28h=mn25fe34h2o解析：本题考查原电池原理，侧重考查电极判断、离子移动方向等。由甲烧杯中溶液颜色不断变浅，可知kmno4中mn元素的化合价降低，得到电子，fe元素的化合价升高，失去电子，则b为负极，a为正极，所以总的电极反应式为2kmno

2、410feso48h2so4=2mnso45fe2(so4)3k2so48h2o。由于fe2在b电极失去电子，发生氧化反应，所以b极是电池的负极，a错误；k向正极移动，所以k从盐桥流向甲烧杯，b错误；甲烧杯中a电极上mno获得电子，发生还原反应，mn元素的化合价降低，电极反应为mno8h5e=mn24h2o，所以甲烧杯中溶液的ph逐渐增大，c错误；由总的电极反应式可知，反应的离子方程式为mno5fe28h=mn25fe34h2o，d正确。2(2020福建六校联考)常温下，将除去表面氧化膜的al、cu片插入浓hno3中组成原电池如图1所示，测得原电池的电流强度(i)随时间(t)的变化如图2所示。

3、反应过程中有红棕色气体产生。下列说法错误的是(d)at1 s前，al片的电极反应为：2al3h2o6e=al2o36hbt1 s时，因al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍了al继续反应ct1 s之后，负极cu失电子，电流方向发生改变d烧杯中发生反应的离子方程式为：2no22oh=2noh2o解析：t1 s前，al片作负极，发生氧化反应，其电极反应式为2al3h2o6e=al2o36h，a项正确；t1 s时，随着反应进行铝表面钝化形成的氧化膜阻碍了al继续反应，b项正确；t1 s后cu作负极发生氧化反应，电流方向发生改变，c项正确；no2溶于naoh溶液中生成nano3和nano2，即烧杯中发生反应的

4、离子方程式为2no22oh=nonoh2o，d项错误。3(2020云南新平一中月考)可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以nacl溶液或naoh溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是(a)a以nacl溶液或naoh溶液为电解液时，正极反应都为o22h2o4e=4ohb以naoh溶液为电解液时，负极反应为al3oh3e=al(oh)3c以naoh溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的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解析：本题考查铝空气燃料电池的工作原理，涉及电极反应式、电子流向、电解质溶液的变化等。电解质溶液显碱性或中性，该燃料电池的正极反应均为o2

5、2h2o4e=4oh，a正确；铝作负极，铝失去电子变为al3，在naoh溶液中反应生成alo，则负极反应为al4oh3e=alo2h2o，b错误；该电池在碱性条件下消耗了oh，生成h2o，总反应式为4al3o24oh=4alo2h2o，溶液ph降低，c错误；电池工作时，电子从负极流出经过外电路流到正极，d错误。4(2020陕西榆林第二次质检)联氨(n2h4)是火箭的燃料，一种用联氨制成的燃料电池示意图如下，下列有关该电池的说法正确的是(c)a该电池工作时，电子从负极经电解质溶液流向正极b负极的反应式为n2h44e=n24hc电池工作一段时间后，溶液的ph减小d当电路中通过0.1 mol电子时，

6、负极上消耗0.56 l o2(标准状况)解析：本题考查联氨燃料电池的构成及工作原理。电池工作时，电子从负极经导线流向正极，不进入电解质溶液，a错误；n2h4在负极上发生氧化反应生成n2，电解质溶液是koh溶液，则电极反应式为n2h44oh4e=n24h2o，b错误；正极反应式为o22h2o4e=4oh，综合两电极反应式可得燃料电池总反应式为n2h4o2=n22h2o，反应生成h2o，c(koh)逐渐减小，溶液的ph减小，c正确；o2参与正极反应，电路中通过0.1 mol电子时，正极上消耗0.025 mol o2，在标准状况下的体积为0.025 mol22.4 lmol10.56 l，d错误。5

7、(2020陕西宝鸡中学月考)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(c)a传感器工作中，电子由pt()极经电流计传到pt()极b若m为熔融koh，x为nh3，y为n2，则负极的电极反应式为2nh36e=n26hc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=2o2d若x为co，m为koh溶液，则电池总反应为2coo2=2co2解析：本题考查传感器的工作原理，涉及电子流向、电极和电池反应式等。o2通入pt()极，发生还原反应，则pt()是正极，pt()是负极，故电子由pt()极经电流计传到pt()极，a

8、错误；x为nh3，y为n2，m为熔融koh，则负极反应为2nh36oh6e=n26h2o，b错误；m是含o2的固体电解质，则正极的电极反应式为o24e=2o2，c正确；x为co，m为koh溶液，则电池总反应为2coo24koh=2k2co32h2o，d错误。6(2020北京海淀区模拟)全钒电池以惰性材料作电极，在电解质溶液中发生的原电池反应为：vo(黄色)v2(紫色)2h=vo2(蓝色)h2ov3(绿色)。下列说法不正确的是(c)a正极反应为vo2he=vo2h2ob负极附近的溶液由紫色逐渐变为绿色c反应每生成1 mol h2o时转移电子的物质的量为0.5 mold原电池使用过程中溶液的ph逐

9、渐增大解析：由电池总反应vo(黄色)v2(紫色)2h=vo2(蓝色)h2ov3(绿色)可得，vo为正极的活性物质，v2为负极的活性物质，所以左室为正极室，右室为负极室。正极反应为vo2he=vo2h2o，a项正确；负极反应为v2e=v3，所以负极附近溶液的颜色由紫色逐渐变为绿色，b项正确；由电极反应vo2he=vo2h2o可知，反应每生成1 mol h2o时转移电子的物质的量为1 mol，c项错误；由原电池总反应可知，反应过程中h被不断消耗，所以溶液的ph逐渐增大，d项正确。二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)7(2020四川泸州模拟)如图是一种可充电锂电池，反应原理是4life

10、s2fe2li2s，so(ch3)2是溶剂。下列说法正确的是(c)a放电时，a极被还原b放电时，电解质溶液中pf向b极区迁移c充电时，b极反应式为fe2li2s4e=fes24lid充电时，a极连接电源的正极解析：本题考查可充电锂电池的构成及原理。放电时，该装置是原电池，li作负极，发生氧化反应，电极反应式为lie=li，a错误；放电时，a极是负极，b极是正极，电解质溶液中阴离子移向负极，则pf向a极区迁移，b错误；充电时，该装置是电解池，b极是阳极，发生氧化反应，电极反应式为fe2li2s4e=fes24li，c正确；充电时，a极是阴极，连接电源的负极，d错误。8一种新型可充电电池的工作原理

11、如图所示。总反应为al3cn(alcl4)4alcl4al2cl3cn(cn表示石墨)。下列说法正确的是(cd)a放电时负极反应为2al6e7cl=al2clb放电时alcl移向正极c充电时阳极反应为alclecn=cn(alcl4)d电路中每转移1 mol电子，最多有1 mol cn(alcl4)被还原解析：放电时，铝为负极，失去电子被氧化为al2cl，电极反应式为：al3e7alcl=4al2cl，a错误。放电时，alcl移向负极，b错误。充电时，阳极失去电子，发生氧化反应，石墨中碳元素的化合价没有发生变化，失去电子的是alcl，电极反应式为：cnalcle=cn(alcl4)，c正确。1

12、 mol cn(alcl4)被还原仅转移1 mol电子，d正确。9(2020甘肃武威六中一诊)“锌碘”新型安全动力电池有望取代目前广泛使用的“铅蓄电池”“锂电池”等，已知该电池的工作原理如图所示。下列有关说法错误的是(c)a该电池安全性高，且对环境友好b正极反应式为i2e=3i，电极a附近显红色c电子的移动方向为“zn电极a电极b石墨毡”d“回流通道”可以减缓电池两室的压差，避免电池受损解析：本题考查“锌碘”电池的工作原理，以及以它作电源的电解原理。该电池对环境友好，且避免使用易燃的有机电解液，安全性高，a正确；“锌碘”电池中，zn作负极，发生氧化反应，石墨毡作正极，i在正极得电子发生还原反应

13、，其电极反应式为i2e=3i，石墨电极a连接负极，为电解池阴极，发生得电子的还原反应，电极反应式为2h2o2e=h22oh，a极附近溶液显碱性，使酚酞变红，b正确；电子不能通过溶液，其移动方向为“zn电极a，电极b石墨毡”，c错误；该新型电池的充放电过程会导致电池内离子交换膜的两边产生压差，所以“回流通道”的作用是减缓电池两室的压差，避免电池受损，d正确。10某课题研究小组设计如图所示装置(电极材料均为pt)，该装置可将工业废水中的乙胺(ch3ch2nh2)转化为无毒无害物质。下列分析错误的是(bd)a电极n为电池的负极b电池工作时，h由m极区通过交换膜移动到n极区c电极n的电极反应式为2ch

14、3ch2nh28h2o30e=4co2n230hd当空气(含氧气20%)的进入量为7.5 mol时，可以处理含乙胺(质量分数为9%)的废水0.1 kg解析：本题考查利用原电池原理处理工业废水中乙胺的原理及分析。含有乙胺的废水通入电极n，空气通入电极m，则电极n是电池的负极，m是正极，a正确；电池工作时，阳离子向正极移动，则h由n极区通过交换膜移动到m极区，b错误；电极n上ch3ch2nh2发生氧化反应转化为无毒无害物质，应生成n2和co2，电极反应式为 2ch3ch2nh28h2o30e=4co2n230h，c正确；7.5 mol空气(含氧气20%)中含有o2的物质的量为1.5 mol，参与正

15、极反应：o24h4e=2h2o，电路中通过6 mol电子，据得失电子守恒可知，电极n上消耗0.4 mol ch3ch2nh2，则有m(ch3ch2nh2)0.4 mol45 gmol118 g，故处理含乙胺废水的质量为200 g0.2 kg，d错误。三、非选择题11(2020山西太原月考)so2、co、co2等是对环境影响较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。(1)利用电化学原理可将co、so2转化为重要化工原料，装置如图所示：若a为co，b为h2，c为ch3oh，则通入co的一极为正极。若a为so2，b为o2，c为h2so4，则负极的电极反应式为so22h2o2

16、e=so4h。(2)碳酸盐燃料电池，以一定比例低熔点li2co3和na2co3为电解质，操作温度为650 ，在此温度下以镍为催化剂，以水煤气(co、h2的体积比为11)直接作燃料，其工作原理如图所示。电池总反应为coh2o2=co2h2o。以此电源电解足量的硝酸银溶液，若阴极产物的质量为21.6 g，则阳极产生的气体在标准状况下的体积为1.12 l。电解后溶液体积为2 l，溶液的ph为1。解析：(1)燃料电池中，通入氧化剂的一侧电极是正极、通入还原剂的一侧电极是负极，左室中c元素化合价由2变为2，右室中h元素化合价由0变为1，所以co是氧化剂，则通入co的一侧电极为正极，电极反应式为co4e4

17、h=ch3oh。若a为so2，b为o2，c为h2so4，负极上的电极反应式为so22h2o2e=so4h。(2)该燃料电池中，负极的气体按物质的量之比为11参与反应，co、h2和o2反应生成co2和水，电池总反应为coh2o2=co2h2o。电解agno3溶液，阴极反应为age=ag，阳极反应为2h2o4e=4ho2，由上述分析可知，阴极产物为ag，若阴极生成21.6 g银，其物质的量为21.6 g108 gmol10.2 mol，转移电子为0.2 mol，根据得失电子守恒，阳极产生0.05 mol o2，标准状况下产生o2的体积为0.05 mol22.4 lmol11.12 l，根据电极反应

18、可知，电解后生成的h为0.2 mol，则c(h)0.2 mol/2 l0.1 moll1，故溶液的phlg0.11。12为实现废旧普通干电池中锌与mno2的同时回收，某研究小组设计了如图1的工艺流程和如图2的实验探究装置：回答下列问题：(1)普通锌锰干电池放电时被还原的物质是mno2，用离子方程式解释其被称为“酸性”电池的原因nhh2onh3h2oh。(2)测得滤液中c(znso4)略大于c(mnso4)，则稀硫酸酸浸时主要反应的化学方程式为znmno22h2so4=znso4mnso42h2o，粉碎的重要作用是增大锌粉与二氧化锰粉末的接触面积。(3)燃料电池的优点是能量转换率高、环境友好，图2中甲烷燃料电池负极的电极反应为ch48e10oh=co7h2o。(4)闭合开关k一段时间后，阳极附近溶液的ph减小(填“增大”“不变”或“减小”)，电解池中回收锌与mno2的总反应的离子方程式为zn2mn22h2oznmno24h。(5)若燃料电池中负极消耗2.24 l(标准状况)ch4，且均完全转化为电能，电解池中回收制得19.5 g单质zn，计算图2装置的电流效率75%。(生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数100%)。解析：(1)普通锌锰干电池的构造：外壳为锌筒，中间是石墨棒，其周围是由m