2019高考化学总复习第六章化学反应与能量课时作业18原电池化学电源新人教版

1、课时作业 18 原电池化学电源电流表右图为一原电池装置，下列叙述中正确的是铜离子在铜片表面被还原盐桥中的 Q 移向 ZnSQ 溶液 电流从锌片经导线流向铜片铜是正极，铜片上有气泡产生 正极反应为 Cu2+ 2e=Cu实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将锌片浸入 CuSQ 溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同解析：该原电池中，较活泼的金属锌作负极，发生氧化反应，较不活泼的铜作正极，发生还原反应，电子由负极锌流出，经导线流向铜电极(电流的方向与之相反)，负极、正极的反应分别为负极：Zn 2e_=Zri+，正极：Cu2+ 2e_=Cu 盐桥中的阳离子向正极区硫酸铜溶液中迁移，故、正确，、错误；取

2、出盐桥后不能构成闭合回路，原电池不 能继续工作，错误；无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，正确。1.、选择题时间：45分钟ZnSOq溶液CuSQ溶液A.B.C.D.答案：A2.有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是碱性锌猛电池铅一硫酸蓄电池电解精炼铜银锌钮扣电池A.图I所示电池中，MnO 的作用是催化剂B.图n所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大c.图川所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2+浓度始终不变D.图W所示电池中，Ag20 是氧化剂， 电池工作过程中被还原为Ag解析：MnO 的作用是氧化剂， A 错误；Pb+ PbQ+ 2“SQ=2PbS(4H2H0, HzSQ

3、被消耗， 浓度减小，B 错误；粗铜含杂质，溶解的铜的量小于析出的铜，Cu+浓度减小，C 错误；负极 Zn Zn2+发生氧化反应，是还原剂；正极 Ag20HAg 发生还原反应，AO 是氧化剂，D 正 确。答案：D+2 +3.已知反应 Cu(s) + 2Ag (aq)=Cu (aq) + 2Ag(s)为自发进行的氧化还原反应，将其设计成如图所示的原电池。下列说法中正确的是()ABA.铜电极是正极，其电极反应为Cu 2e_=Cu+金風外壳氧化银正极图II图111图IYCuSO4溶液1 4 ;丿 r I|2三 -J锌粉和-MnOa金属临7盐桥耳B. 银电极上发生还原反应，电极质量增加C.当铜电极质量减

4、少 0.64 g 时，电解质溶液中有 0.02 mol 电子通过D. 外电路中电子由银电极流向铜电极解析：在该原电池中，Cu 电极为负极，A 错误；银电极为正极，发生还原反应，电极反应为 Ag+ e_=Ag 电极质量增加，B 正确；电解质溶液中没有电子通过，C 错误；外电路中电子由负极流向正极，即由铜电极流向银电极，D 错误。答案：B4.根据下图判断，下列说法正确的是（）FESOA 溶液NaCl和HC1的混合溶液H、. 、. 2 +A.装置I和装置n中负极反应均是Fe 2e =FeB.装置I和装置n中正极反应均是O+ 2f0+ 4e=4OC. 装置I和装置n中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D.

5、放电过程中，装置I左侧烧杯和装置n右侧烧杯中溶液的pH 均增大解析：装置I中，由于 Zn 比 Fe 活泼，所以 Zn 作原电池的负极，电极反应式为Zn 2e=Z+; Fe 作正极，电极反应式为02+ 2H2O+ 4e=40H,由于正极有 0H 生成，因此溶液的 pH 增大。装置n中，Fe 作负极，电极反应式为 Fe 2e=F+; Cu 作正极，电极反应 式为2H+ 2e=Hf，正极由于不断消耗 1,所以溶液的 pH 逐渐增大，据此可知 A、B 皆 错，D 正确。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，所以C 错误。答案：DCONaCl溶液ZnSCX溶液检测样品-阳离子交换膜Pt酸性电酸性电质溶

6、液if-微处理器液晶显示屏5.甲醇（CHOH 是一种有毒物质，检测甲醇含量的测试仪工作原理示意图如右。下列说法正确的是（）A. 该装置将电能转化为化学能B. a 电极发生的电极反应为 CHOHk6e+ H2O=C0 + 6H+C.当电路中有 1 mol 电子转移时，正极区n（H+）增加 1 molD. 将酸性电解质溶液改为碱性电解质溶液，该测试仪不可能产生电流解析：该装置为原电池，是将化学能转化为电能的装置，故A 错误；a 电极是负极，发生的电极反应为 CHO 出 HkO- 6e=COf + 6，故 B 正确；正极的电极反应是 Q + 4H+ 4e-=2HO,当电路中有 1 mol 电子转移时

7、，正极区n（H+）减少 1 mol，故 C 错误；将酸性电 解质溶液改为碱性电解质溶液，该测试仪还是原电池，同样可以产生电流，故D 错误。答案：B6.乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在 200C左右时供电，电池总反应为C2H5OH+ 3Q=2C 決 3H2O,电池示意图如右所示。下列说法中正确的是（）A. 电池工作时，质子向电池的负极迁移B.电池工作时，电子由 b 极沿导线流向 a 极C.a 极上发生的电极反应是：C2H5OH 3H.O+ 12e-=2C（212H+D.b 极上发生的电极反应是：4+ Q + 4e-=2HO解析：原电池中，阳离子向正极移动，所以质子向电池的正极迁移，故A 错误

8、；电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，在该电池中由a 极沿导线流向 b 极，故 B 错误；a 极上是乙醇失电子发生氧化反应，乙醇被氧化生成 CQ 和 屮，电极反应式为 C2H5OH+ 3HO-12e-=2C決12，故 C 错误；b 极氧气得到电子被还原，电极反应式为 4+ Q+ 4e-=2HO,故 D 正确。答案：D7. 2016 年 8 月，联合国开发计划署在中国首个“氢经济示范城市”江苏如皋落户。用吸附了 H2的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示。下列说法正确的是（）充电器充电A.电池总反应式为 H2+ 2Ni0(0H)2Ni(OH)2放电B.放电时，甲电极为负极，0H 移向乙

9、电极C.放电时，乙电极反应为NiO(OH) + H2O+ =Ni(OH)2+ OHD. 充电时，甲电极与直流电源的正极相连解析：放电时，H2在甲电极放电，负极的电极反应式为H2+ 2OH- 2e=2HO,正极的电极反应式为2NiO(OH) + 2fO+ 2e-=2Ni(OH)2+ 2OH，则两式相加得总反应式：H2+放电2NiO(OH)2Ni(OH)2，故 A 错误；放电时，该电池为原电池，甲电极为负极，电解质充电溶液中阴离子向负极移动， 所以 OH 向负极甲电极移动， 故 B 错误；放电时，乙电极为正极，得电子发生还原反应，电极反应式为NiO(OH) + H2O+e-=Ni(OH)2+ OH

10、,故 C 正确；放电时，氢气在甲电极发生氧化反应，甲电极作负极，充电时，甲电极发生还原反应，作阴极， 应与电源的负极相连，故D 错误。答案：C&用氟硼酸(HBF4，属于强酸)代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低放电温下工作时的性能更优良，其反应方程式为Pb+ PbO+ 4HBF2Pb(BF4)2+ 2fO,充电Pb(BF4)2为可溶于水的强电解质，下列说法正确的是()A. 放电时的负极反应为 PbQ+ 4H+ 2e-=Pb+ 2fOB.充电时，当阳极质量增加23.9 g 时， 溶液中有 0.2 mol 电子通过C. 放电时，正极区 pH 增大oD. 充电时，Pb 电极与电源

11、的正极相连解析：放电时的负极反应为 Pb- 2e-=Pb+, A 错误；电子不通过溶液，B 错误；放电_L2+时，正极区发生的反应为 PbO+ 4H + 2e =Pb + 2fO,消耗氢离子，pH 增大，C 正确；充 电时，Pb电极与电源的负极相连，D 错误。答案：C9一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图所示。以下说法不正确的是（）A. 中间室 Cl 移向左室B. X 气体为 COC. 处理后的含硝酸根废水 pH 降低D.电路中每通过 1 mol 电子，产生标准状况下氮气的体积为2.24 L解析：右侧电极产生氮气，说明N 元素的化合价从+ 5 价降低到 0 价，发生还

12、原反应，所以是原电池的正极，则左侧为负极，所以氯离子向负极移动，中间室C移向左室，A 项正确；左侧为负极，发生氧化反应，则有机废水中的 C 元素的化合价升高， 在厌氧菌的作用 下转化为二氧化碳气体，B 项正确；正极发生的反应是 2NO + 12H+ 10e=Nf+ 6H2O,所以处理后的废水氢离子浓度减小，则pH 升高，C 项错误；根据硝酸根离子反应的电极反应式，每通过 1 mol 电子，则生成 0.1 mol 氮气，标准状况下的体积是2.24 L , D 项正确。答案：C10.利用反应 6NO+ 8NH=7N+ 12fO 构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分

13、利用化学能，装置如图所示，下列说法不正确的是淡水翳僅水N2低硝酸根离子高驟根离子交换膜A. 电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极B. 为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜C. 电极 A 极反应式为 2NH 6e=N+ 6H+D.当有 4.48 L NO2（标准状况）被处理时，转移电子为0.8 mol解析：电极反应式为：负极：8NH 24e+ 24OH =4N+ 24HO,正极：6NO+ 24e+12HzO=3N+ 24OH ,因为为碱性介质，所以应选用阴离子交换膜；C 项，应生成 HbO,错误;答案：C二、非选择题11.某兴趣小组做如下探究实验：图I为依据氧化还原反应设计的原电池装置

14、，该反应的离子方程式为反应前，两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差 12 g,则导线中通过 _ mol电子。（2）如图I,其他条件不变，若将CuCl2溶液换为 NHCI 溶液，石墨电极的反应式为用离子方程式表示溶液显此性的原因:NH3电极A=一20%30%KOH溶液*负载NQ电极B20%30%KOH溶液D 项，根据正极反应式转移电子为0.2X 24= 0.8 mol。，这是由于 NHCI 溶液显_（填“酸性” “碱性”或“中性”）,1_,1有xmolx2x56 gmol+xmolx64 gmol中NM发生水解反应：N+Nil3H2O+ H+,发生的反应为 2H+ 2e-=Hf。（3）其他

15、条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成形，则甲装置为原电池，Fe 作负极，Cu 作正极；乙装置为电解池，则石墨（1）为阴极，石墨为阳极，溶液中 Cl_在阳极放电生成 Cl2，电极反应式为 2Cl_ 2e_=Cl2To（4）若将乙、. 2 + 一装置中电解质溶液改为加入400 mLCuSO 溶液，则阴极反应式为 Cu + 2e =Cu 当电极质量增重 1.28 g（即析出 0.02 mol Cu）时，电路中转移 0.04 mol 电子。电解 CuSO 溶液的总通电反应方程式为 2CuSO + 2HO=2HSQ+ 2Cu+ Qf,则转移 0.04 mol 电子时生成 0.02 molH2SQ，

16、则有c(H+) =0.02mOl= 0.1 molL_1, pH=_ lg0.1 = 1,故此时溶液的 pH 为 1。 0.4L答案：(1)Fe +CLT =FCT+Cu 0.2(2) 2H+ 2e_=Hf 酸性NHl + HbONII3HICH+(3) 阴 2Cl_2e_=Cl2T(4)112.某研究性学习小组根据反应 2KMnO 10FeSO+ 8fSQ=2MnS45Fe2（SO4）3+KISQ+8HIO设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 molL_1,溶液NaCl落液 P（3）如图n,其他条件不变，将图i中盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n 形，则乙装置中石墨 （1

17、） 为（填“正”“负”“阴”或“阳”）极，乙装置中与铜线相连的石墨 电极上发生反应的反应式为将图n乙装置中 CuCl2溶液改为加入 400 mL CuSO4溶液，一段时间后，若电极质量（不考虑反应中溶液体积的变化）o解析：（1）Fe 是活性电极，失电子被氧化生成Fe2+，石墨是惰性电极，溶液中Cu2+在石墨电极得电子被还原生成Cu,故该原电池的反应为 Fe+CLI+=F+ Cu。工作过程中，作负极，电极反应式为 Fe 2e_=FcT，铁电极质量减少；石墨作正极，电极反应式为+ 2e =Cu石墨电极质量增加；设两电极质量相差增重 1.28 g，则此时溶液的 pH 为FeCu212 g 时电路中转

18、移电子为xmol，则_ 1=12 g，解得x= 0.2。(2)NH4CI 溶液使溶液呈酸性，故石墨电极（即正极）上石舉的体积均为 200 mL,盐桥中装有饱和KISQ溶液。甲乙回答下列问题：此原电池的正极是石墨 _ (填“a”或“ b”)，发生 _反应。(2) 电池工作时，盐桥中的 SO移向_ (填“甲”或“乙”)烧杯。(3) 两烧杯中的电极反应式分别为甲 _;乙_。若不考虑溶液的体积变化，MnSO 浓度变为 1.5mol LT,则反应中转移的电子为_ mol。解析：(1)根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO 乍氧化剂，发生还原反应，故石墨a 是正极。(2)电池工作时，SOT向负极移动，即

19、向乙烧杯移动。(3)甲烧杯中的电极反应式为 MnO+ 5e+ 8H+=Mn+ 4fO;乙烧杯中的电极反应式为5Fe2+- 5eT=5F(e+o溶液中的 MnSO 浓度由 1 molL-1变为 1.5 molL-1，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成的 MnSO 的物质的量为 0.5 molLx0.2 L= 0.1 mol,转移的电子为 0. 1 molx5= 0.5 mol。答案：(1)a 还原(2)乙 +2+(3) MnO4+ 5e + 8H =Mn + 4fO5Fe2+ 5e=5Fe+(4)0.513如图所示，是原电池的装置图。请回答:(1)若 C 为稀 H2SQ 溶液， 电流表指针发生偏转，B 电极材料为 Fe 且做负极，则 A 电极上发生的电极反应式为 _ ;反应进行一段时间后溶液C 的 pH 将_ (填“升高”“降低”或“基本不变”)。(2) 若需将反应：Cu+ 2Fe3+=C+ 2Fe2+设计成如上图所示的原电池装置，则 A(负极)极材料为 _ ，B(正极)极材料为_，溶液 C 为_。(3) 若 C 为 CuCl2溶液，Zn 是_ 极，Cu 极发生 _反应，电极反应为反应过程溶液中c(Cu2+)_ (填“变大” “变小”或“不变”)。(4)C0 与反应还可制备 CHOH CHOH