梯级演练·强技提能 9.1

1、河北省衡水市景县梁集中学2015年度高三复习梯级演练·强技提能30【双基题组】1.各式各样电池的迅速发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是()A.手机上用的锂离子电池属于一次电池B.锌锰干电池中,锌电极是负极C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被还原D.太阳能电池的主要材料为二氧化硅2.(2014·西宁模拟)如图,在盛有稀硫酸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YB.若两电极分别为铁和碳棒,则X为碳棒,Y为铁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

2、是金属,则它们的活动性顺序为X>Y3.(2014·台州模拟)为探究原电池的形成条件和反应原理,某同学设计了如下实验,并记录了实验现象:向一定浓度的稀硫酸中插入锌片,看到有气泡生成;向上述浓度的稀硫酸中插入铜片,没有气泡生成;将锌片与铜片上端接触并捏住,一起插入上述浓度的稀硫酸中,看到铜片上有气泡生成,且生成气泡的速率比实验中快;在锌片和铜片中间接上电流计,再将锌片和铜片插入上述浓度的稀硫酸中,发现电流计指针偏转。下列关于以上实验设计及现象的分析,不正确的是()A.实验、说明锌能与稀硫酸反应而铜不能B.实验说明发生原电池反应时会加快化学反应速率C.实验说明在该条件下铜可以与稀硫酸

3、反应生成氢气D.实验、说明该原电池中铜为正极、锌为负极4.(2014·张家口模拟)有一种一面镀锌、一面镀二氧化锰的超薄纸质电池,在使用印刷与压层技术后,变成一张可任意裁剪大小的“电纸”,纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解质溶液,电池总反应式为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH。下列说法不正确的是()A.该电池的负极材料为锌B.该电池反应中二氧化锰发生了还原反应C.电池的正极反应式为MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-D.当有0.1 mol锌溶解时,流经电解质溶液的电子数为1.204×10235.金属铜不溶于稀硫酸,可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。现将一

4、定量的铜片加入到100 mL稀硫酸和硫酸铁的混合液中,铜片完全溶解(不考虑盐的水解及溶液体积的变化)。(1)写出铜溶解于上述混合液的离子方程式 。(2)若铜完全溶解时,溶液中的Fe3+、Cu2+、H+三种离子的物质的量浓度相等,且测得溶液的pH=1,则溶解铜的质量是g,溶液中的c(S)=mol·L-1。(3)若欲在如图所示的装置中发生(1)中的反应,请判断图中的正、负极,并选出适当的物质作电极,写出电极反应式,填在相应的表格中。正、负极判断电极材料电极反应式X极Y极【高考题组】1.(2013·海南高考)Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应

5、方程式为2AgCl+Mg=Mg2+2Ag+2Cl-。有关该电池的说法正确的是()A.Mg为电池的正极B.负极反应为AgCl+e-=Ag+Cl-C.不能被KCl溶液激活D.可用于海上应急照明供电2.(2013·江苏高考)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。该电池工作时,下列说法正确的是()A.Mg电极是该电池的正极B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应C.石墨电极附近溶液的pH增大D.溶液中Cl-向正极移动3.(2013·新课标全国卷)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶

6、瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是()A.电池反应中有NaCl生成B.电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C.正极反应为NiCl2+2e-=Ni+2Cl-D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动4.(2013·安徽高考)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是()A.正极反应式:Ca+2Cl-2e-=CaCl2B.放电过程中,Li+向负极移动C.每转移0.1 mol电子,理论上生成2

7、0.7 g PbD.常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转5.(2012·北京高考)人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图,下列说法中不正确的是()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【真题拓展】1.(2012·上海高考)如下图装置中发生反应的离子方程式为Zn+2H+Zn2+H2,下列说法错误的是()A.a、b不可能是同种材料的电极B.该装置可能是电解池,

8、电解质溶液为稀盐酸C.该装置可能是原电池,电解质溶液为稀盐酸D.该装置可看作是铜-锌原电池,电解质溶液是稀硫酸2.(2012·四川高考)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: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+H2OD.正极上发生的反应为O2+4e-+2H2O=4OH-3.(2011·福建高考)研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储

9、备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法中不正确的是()A.水既是氧化剂又是溶剂B.放电时正极上有氢气生成C.放电时OH-向正极移动D.总反应为2Li+2H2O=2LiOH+H24.(1)(2012·海南高考节选)肼(N2H4)-空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为 。(2)(2012·江苏高考节选)铝电池性能优越,Al-AgO电池可用作水下动力电源,其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为 。答案解析【双基题组】1.【解析】选B。手机上的电池可以充电,属于二次电池;锌锰干

10、电池中锌失去电子生成Zn2+,故作为负极;氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化;太阳能电池的主要材料为硅。故A、C、D项错误,B项正确。2.【解析】选D。外电路电子流向为X外电路Y,电流方向与其相反,A项错误;X极失电子,作负极,X极发生的是氧化反应,Y极发生的是还原反应,C项错误;若两电极分别为铁和碳棒,则Y为碳棒,X为铁,B项错误。【方法技巧】原电池原理的应用应用一:比较金属的活动性强弱原电池中,一般活动性强的金属作负极,而活动性弱的金属(或非金属)作正极。如有两种金属A和B,用导线将A和B连接后,插入到稀硫酸中,一段时间后,若观察到A极溶解,而B极上有气体放出,则说明A作负极,B作正极,则

11、可以断定金属活动性A>B。应用二:加快化学反应速率由于形成了原电池,导致反应速率加快。如Zn与稀硫酸反应制氢气时,可向溶液中滴加少量CuSO4溶液,形成Cu-Zn原电池,加快反应进行。应用三:用于金属的防护使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁,可用导线将其与一块锌块相连,使锌作原电池的负极。3.【解析】选C。中看到铜片上有气泡生成,实质上是Zn失去的电子传到了铜片上,由H+得到电子生成了H2,而铜并没有参加反应。4.【解析】选D。锌为活泼金属,失去电子作负极,A项正确;二氧化锰得到电子,发生还原反应,B项正确;因电池的负极反应式为Zn+2OH

12、-2e-=ZnO+H2O,用总反应式减去负极反应式得出正极反应式为MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-,C项正确;电子只能经外电路流动,而不能在电解质溶液中流动,电解质溶液中应为阴、阳离子的定向移动,D项错误。【加固训练】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,正极反应为O2+2CO2+4e-=2C,则下列推断正确的是()A.负极反应为H2+2OH-2e-=2H2OB.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

13、CO2生成【解析】选D。由总反应式减去正极反应式得到负极反应式:2H2+2C-4e-=2H2O+2CO2,则可判断负极有CO2生成,A错误,D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4 mol电子,故C错误。5.【解析】(1)Cu与Fe2(SO4)3反应生成CuSO4和FeSO4,可知离子方程式为Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+。(2)溶液中的Fe3+、Cu2+、H+三种离子的物质的量浓度相等,且测得溶液的pH=1,故c(H+)=c(Cu2+)=0.1 mol·L-1,故n(Cu2+)=0.1 mol·L-1&

14、#215;0.1 L=0.01 mol,溶解铜的质量为0.01 mol×64 g·mol-1=0.64 g;反应后溶液中的阳离子为Fe3+、Fe2+、Cu2+、H+,而Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+,可见Fe2+的物质的量浓度为Cu2+的两倍,依据溶液中的电荷守恒规律,故0.1 mol·L-1×3+0.2 mol·L-1×2+0.1 mol·L-1×2+0.1 mol·L-1×1=c(S)×2,解得c(S)=0.5 mol·L-1。答案:(1)Cu+2Fe3+=Cu2+

15、2Fe2+(2)0.640.5(3)正、负极判断电极材料电极反应式X极负极铜Cu-2e-=Cu2+Y极正极碳2Fe3+2e-=2Fe2+【高考题组】1.【解析】选D。Mg失去电子发生氧化反应,是电池的负极,A项错误;负极反应为Mg-2e-=Mg2+,B项错误;Mg-AgCl电池能够被海水激活,改用KCl作电解质溶液也能够激活该电池,C项错误;Mg-AgCl电池可将化学能转化为电能用于海上应急照明供电,D项正确。2.【解析】选C。在原电池中活泼金属作负极,即Mg为负极,A错误;通入H2O2的一极为正极,故在反应过程中得电子发生还原反应,B错误;石墨电极处的电极反应式为H2O2+2e-=2OH-,

16、溶液pH增大,C正确;原电池中,电解质溶液中的阴离子向负极移动,D错误。3.【解析】选B。金属钠失电子变为钠离子,NiCl2中的Ni2+被还原,剩余Cl-,故有氯化钠生成,A项正确;电池的总反应应该是金属钠还原Ni2+,B项错误;正极反应为Ni2+得电子生成金属镍,C项正确;钠离子导体可以传导钠离子,故钠离子可以在两极间移动,D项正确。4.【解析】选D。正极应是得电子发生还原反应,故为PbSO4+2e-=Pb+S,A错误;放电过程为原电池,阳离子向正极移动,B错误;每转移0.1 mol电子,生成0.05 mol Pb,为10.35 g,C错误;由题意“热激活”表明该电池应在加热的条件下工作,故

17、常温下电解质不能熔化,不能形成原电池,指针不偏转,D正确。5.【解析】选C。题中没有外加电源,应是原电池装置,由给出的反应物和生成物得出电池反应为2CO2+2H2O=2HCOOH+O2,再根据电子从a流向b,a为负极,电极反应式是2H2O-4e-=O2+4H+,由于产生H+,其附近酸性增强;b是正极,电极反应式是CO2+2H+2e-=HCOOH,由于消耗H+,其附近酸性减弱。【真题拓展】1.【解析】选A。在反应方程式中金属锌发生氧化反应,它可能是原电池的负极,也可能是电解池的阳极,电解质溶液为酸溶液。2.【解析】选C。正极反应为O2+4H+4e-=2H2O,负极反应生成氢离子,正极上消耗氢离子,因此氢离子应该向正极移动;由正极反应式中的比例关系可知,每转移0.4 mol电子,反应掉氧气0.1 mol即2.24 L;将电池的正负极反应式相加即可得C项。3.【解析】选C。金属锂比铁活泼,作原电池的负极,电极反应式为Li-e-=Li+,LiOH溶液中的阳离子有Li+和H+,由于氧化性H+>Li+,所以正极反应是2H+2e-=H2,由于H+来自