2020届高考化学小题专题狂练11：原电池附解析

1、2020届高考化学小题专题狂练11:原电池（附解析）考点说明主要考查原电池机构、原电池工作原理、正负极的判断、电极反应式的书写、原电池原理的应用、金属的电化学腐蚀及新型化学电源。考点透视1.【2019年上海卷】关于下列装置，叙述错误的是（）A.石墨电极反应Q+4H+4e-2HOB.鼓入少量空气，会加快Fe的腐蚀C.加入少量NaCl,会加快Fe的腐蚀D.加入HCl,石墨电极反应式：2H+2e-H22.【2019年天津卷】我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘澳液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是（）贮油器忙酒器A.放电时，a电极反应为I

2、2Br+2e-2|一+Br-B.放电时，溶液中离子的数目增大C.充电时，b电极每增重0.65g,溶液中有0.02molI-被氧化D.充电时，a电极接外电源负极3.【2019年全国卷1】利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是()A.相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B.阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2M2+=2H+2M?C.正极区，固氮酶为催化剂，降发生还原反应生成NHD.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动4.【2019年全国卷3】为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔

3、海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOOH放电二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)(充电、ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。以下说法不正确的是()尼龙保护纸卜导电线圈NiOOHm3tJ-ZnA.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高B.充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-=NiOOH(s)+HO(l)C.放电时负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-=ZnO(s)+H2O(l)D.放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区考点突破1 .某学生欲通过实验

4、判断X,Y,Z,W四块金属白活泼性，做了如下实验并得结论:当X,Y与稀硫酸组成原电池时，Y为负极；Z可以从水中置换出Ha,W不能从水中置换出H;Wf昌将Y从其盐溶液中置换出来，据此可知它们的活泼性顺序是（）A.Z>X>W>YB,Z>W>Y>XC,X>Y>W>ZD,X>Y>Z>W2 .研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnN2Ag+2NaCl=NaMnOo+2AgCl,下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是（）A.正极反应式：Ag+Cl&#

5、39;-e'-=AgClB.每生成1molNaaMnOo转移2mol电子C.Na+不断向“水”电池的负极移动D.AgCl是还原产物3.最近，科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是A.右边吸附层中发生了还原反应B.负极的电极反应是H2e+20H=2HOC.电池的总'反应是2H+O=2hbOD.电解质溶液中Na+向右移动，ClO1向左移动4.十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,原理如图所示。下列说法正确的是（）质予交换摸A.该电池放电时H+从Pt2

6、电极经过内电路流到Pt1电极B. Pt1电极附近发生的反应：SC2+2H2O-2e=H2S（O+2H+C. Pt2电极附近发生的反应为：O2+2HO+4e=4OHD.放电过程中若消耗的22.4LO2（标准状况），Pt1电极区增加4molH+5.如图所示，装置在常温下工作（溶液体积变化忽略不计）。闭合K,灯泡发光卜列叙述中不正确的是（）A.当电路中有1.204X1022个电子转移时，乙烧杯中溶液的c（H+）约为O.lmolL-1B,电池工作时，盐桥中的K'移向甲烧杯C.电池工作时，外电路的电子方向是从a到bD.乙池中的氧化产物为SO-6,现在污水治理越来越引起人们重视，可以通过膜电池除去

7、废水中的乙酸钠和对氯苯酚（）,其原理如下图所示，下列说法正确的是（）A.该装置为电解装置，B为阳极8. A极的电极反应式为u-，yrH+e-=Cl+：>口出C.当外电路中有0.1mole-转移时，A极区增加的H+的个数为0.1NAD.电子从B极沿导线经小灯泡流向A极7 .锂空气电池是一种用锂作负极，以空气中的氧气作为正极反应物的电池。其工作原理如图，下列说法中错误的是（）考照无电电业0H团修电解囊催化制A.多孔电极可以提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B,正极的电极反应：O2+4e-+2H2O=4OHC.有机电解液可以是乙醇等无水有机物D.充电时专用充电电极可防止

8、空气极腐蚀和劣化8 .钠离子电池成本低、安全性好，有望在未来取代锂离子电池，某新型可充电钠离子电池放电的工作原理如图所示。下列分析错误的是（用电器含的有机电解炭A.出于环保考虑，应尽量避免使用重金属（如Pb）作为钠的合金化元素9 .放电时，Na+由右室移向左室C.放电时，正极反应式为：Na.44MnO0.56e-+0.56Na+=NaMnOD.充电时，阴极质量变化4.6g时，外电路中通过0.1mole-10 某种锂电池用金属锂和石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯铝锂（LiAlCl4）溶解在亚硫酰氯中形成的，电池总反应方程式为：4Li+2SOCl2=4LiCl+SO2T+S,xi下列叙述中正确的

9、是（）A.电解质溶液中混入水，对电池反应无影响B.金属锂被还原作电池的负极C.电池工作过程中，C向石墨电极移动D.电池工作过程中，金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比为4：111 .我国科学家研制了一种新型的高比能量锌一碘澳液流电池，其工作原理如图所示。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是（A.放电时，a电极反应为I2BL+2葭=2/+Br-B.充电时，b电极每增重0.65g,溶液中有0.01molI-被氧化C.放电时，溶液中离子的数目增大D.充电时，a电极接外电源正极12 .钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年国家损失大量资金。请回答钢

10、铁腐蚀与防护过程中的有关问题。(1)钢铁的电化学腐蚀原理如图所示：、.山露治写出石墨电极的电极反应式;将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在如图虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向。写出修改后石墨电极的电极反应式。(2)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式。(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图：d»lhA电极对应的金属是_（写元素名称），B电极的电极反应式是。若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二者质量差为5.12g,则电镀

11、时电路中通过的电子为mol。镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因。答案一、考点透视1 .【答案】A【解析】A.石墨电极为正极，溶液为中性，空气中的氧气得到电子，电极反应为Q+2HO+4C=4OH,故A错误；B.鼓入少量空气，增加氧气的浓度，加快反应速率，故B正确；C.加入少量氯化钠，溶液导电能力增强，能加快铁的腐蚀，故C正确；D.加入氯化氢，发生析氢腐蚀，石墨电极上氢离子得到电子生成氢气，电极反应式为：2H+2e一H2,故D正确。【点拨】该装置为原电池，铁为负极，石墨为正极2 .【答案】D【解析】放电时，Zn是负极，负极反应式为Zn-2e=Zn2+,正极反应式为12Br+2e

12、=2I+Br,充电时，阳极反应式为Br+2I-2e=I2Br阴极反应式为Zn2+2e=Zn,只有阳离子能穿过交换膜，阴离子不能穿过交换膜，据此分析解答。A.放电时，a电极为正极，碘得电子变成碘离子，正极反应式为I2BL+2e-=21一+Br-,故A正确；B.放电时，正极反应式为I2B1+2e-=2I一+BG,溶液中离子数目增大，故B正确；C.充电时，b电极反应式为Zn2+2e=Zn,每增力口0.65g,转移0.02mol电子，阳极反应式为Br+2I-2e一二I2B一，有0.02molI一失电子被氧化，故C正确；D.充电时，a是阳极，应与外电源的正极相连，故D错误；故选Do【点拨】本题考查化学电

13、源新型电池，会根据电极上发生的反应判断正负极是解本题关键，会正确书写电极反应式，易错选项是B,正极反应式为I2Br+2e=2I+Br,溶液中离子数目增大。3 .【答案】B【解析】由生物燃料电池的示意图可知，左室电极为燃料电池的负极，MVS负极失电子发生氧化反应生成mV+,电极反应式为MV-e-=MZ,放电生成的MV+在氢化酶的作用下与代反应生成H和mV,反应的方程式为h+2mV=2H+2mV；右室电极为燃料电池的正极，MV+在正极得电子发生还原反应生成MV,电极反应式为MV+e=MV,放电生成的MVtN2在固氮酶的作用下反应生成NH和MV+,反应的方程式为N2+6H+6M&6MV+NH

14、,电池工作时，氢离子通过交换膜由负极向正极移动。A项、相比现有工业合成氨，该方法选用酶作催化剂，条件温和，同时利用MVF口MV+的相互转化，化学能转化为电能，故可提供电能，故A正确；B项、左室为负极区，mV在负极失电子发生氧化反应生成mV,电极反应式为MV-e-=MV2+，放电生成的mV+在氢化酶的作用下与代反应生成h+和MV,反应的方程式为H2+2MV=2H+2MV,故B错误；C项、右室为正极区，MV+在正极得电子发生还原反应生成mV，电极反应式为MV+e-=mV,放电生成的MVtM在固氮酶的作用下反应生成NH和MV+,故C正确；D项、电池工作时，氢离子（即质子）通过交换膜由负极向正极移动，

15、故D正确。故选Bo【点拨】本题考查原池原理的应用，注意原电池反应的原理和离子流动的方向，明确酶的作用是解题的关键。4 .【答案】D【解析】A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，吸附能力强，所沉积的ZnO分散度高，A正确；B.充电相当于是电解池，阳极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知阳极是Ni(OH)2失去电子转化为NiOOH电极反应式为Ni(OH)2(s)+OH(aq)-e=NiOOH(s)+H2O(l),B正确；C.放电时相当于是原电池，负极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知负极反应式为Zn(s)+2OH(aq)-2e=ZnO(s)+H2O(l),C正确；D.原电池中阳离子向正

16、极移动，阴离子向负极移动，则放电过程中OHT通过隔膜从正极区移向负极区，D错误。【点拨】本题考查二次电池的应用，注意放电即是原电池反应的原理充电即是电解池反应原理，明确离子移动方向、正负极反应是解题的关键。二、考点突破5 .【答案】B【解析】一般来说，作原电池负极的金属活动性较强；金属越活泼，越容易和酸或水发生置换反应生成氢气；较活泼的金属能从盐溶液中置换出较不活泼的金属，所以当X,丫与稀硫酸组成原电池时，丫为负极，金属活动性：丫>X;Z可以从水中置换出也W不能从水中置换出H2,金属活动性：Z>WWf昌将Y从其盐溶液中置换出来，金属活动性：WY,通过以上分析知，金属活动性顺序是Z&

17、gt;WY>X,故选Bo【点拨】可以利用原电池判断金属的金属性强弱。一般来说，作原电池负极的金属活动性较强。2 .【答案】B【解析】A.根据总反应：5Mn02Ag+2NaCl=NaMnOo+2AgCl,可知，Ag的化合价升高，被氧化，为原电池的负极，错误；B.式中5MnO#电子生成NaMnOo,化合价共降低了2价，所以每生成1molNazMnOo转移2mol电子，正确；C.在原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，错误；D.Ag的化合价升高，被氧化，AgCl是氧化产物，错误。【点拨】考查原电池的工作原理，氧化还原反应中电子的转移、电解质溶液中离子的移动方向等问题。【解析】由电子的流动

18、方向可以得知左边为负极，发生氧化反应；右边为正极，发生还原反应，故选项A、B正确；电池的总反应没有O参与，总反应方程式不存在氧气，故C选项不正确；在原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故D选项正确。答案选CoA.右边吸附层中发生了还原反应，A正确；B.氢气在负极上发生氧化反应，电解质中有强碱，故负极的电极反应是H2-2e+2OW=2HO,B正确；C,没有氧气参与反应，C不正确；D.电解质溶液中Na+向右边的正极移动，ClO1向左边的负极移动，D正确。综上所述，本题选不正确的，故选Co【点拨】由电子的流动方向可以得知左边为负极，发生氧化反应；右边为正极，发生还原反应。4 .【答案】D【

19、解析】由图可知，Pt1电极上SO转化为HSO,S元素化合价升高被氧化，为燃料电池的负极，电极反应式为SO+2HO-2e=sO+4H：Pt2电极为燃料电池的正极，Q在正极上得电子被还原生成水，电极反应式为Q+4H+4e=2HO,电池的总反应方程式为2SO+Q+2HO=2HSO。A项、放电时，阳离子移向正极，Pt1电极为负极，Pt2电极为正极，则该电池放电时氢离子从Pt1电极经过内电路流到Pt2电极，故A错误；B项、Pt1电极通入SO,SO在负极失电子发生氧化反应生成HSO,电极反应为SO+2HO-2e三Sd+4H,故B错误；C项、Pt2电极为燃料电池的正极，酸性条件下，O在正极上得电子被还原生成

20、水，电极反应式为Q+4H+4e-=2HO,故C错误；D项、标准状况下22.4LO2的物质的量为1mol,放电过程中若消耗1molQ,转移电子数目为4mol,由负极反应式可知，负极区放电生成8molH+有4mol经过质子交换膜进入正极区，所以Pt1电极区增加的H为4mol,故D正确。【点拨】根据原电池反应中，负极发生氧化反应，元素化合价升高，正极发生还原反应，元素化合价降低来判断Pt1电极为负极，Pt2电极为正极是解题关键。5 .【答案】C【解析】图中装置为双液原电池，反应中高镒酸钾被还原，在酸性条件下生成M吊，甲中电极为原电池的正极，乙中亚氢硫酸钠被氧化，为原电池的负极，被氧化生成Sd结合电极

21、方程式解答该题；A乙中电极反应为HS®2e-+HO=SO+3hf,则当电路中有1.204x1022个电子转移时，即0.02mol电子转移时，乙中生成0.03molH+,c(H+)=0.03mol/0.3L=0.1mol/L,故不选A;B.甲为正极，电池工作时，阳离子移向正极，故不选B；C.电池工作时，外电路的电子方向应该从负极到正极，即从b至Ua,故选C;D.乙中电极反应为HS®2e-+hbO=SO+3H,氧化产物为SO-,故不选D;答案：C【点拨】双液原电池的理解是关键，负极：HSO-2e-+H2O=sO+3H;正极：MnG+8H+5e-=Min+4H>Oo6.【答

22、案】D【解析】该装置中没有电源，为原电池。原电池中阳离子移向正极，根据原电池中氢离子的移动方向可知A为正极，正极有氢离子参与反应,+H+=Cl+电极反应式为却+2e也结合原电池原理分析解答。A.该装置中没有电源，为原电池，根据氢离子的移动方向可知,A为正极，B为负极，故A错误；B.口一+e-=Cl+H质量不守恒，A为正极，正极有氢离子参与反应，电极反应式为-+H+=Cl+%故B错误；C.根据电荷守恒，当外电路中有0.2mole-转移时,通过质子交换膜的H+的个数为0.2NA,而发生M则A加+2e+hf=Cl极区增加的H+的个数为0.1N,故C错误；D.原电池中电子从负极B沿导线经小灯泡流向正极

23、A,故D正确；故选D【点拨】本题的易错点和难点为B,要注意仃O金+e=Cl+；）反应前后的H原子不守恒。7 .【答案】C【解析】在锂空气电池中，锂作负极，以空气中的氧气作为正极反应物，在水性电解液中氧气得电子生成氢氧根离子，据此解答。A多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积，有利于氧气扩散至电极表面，A正确；B.因为该电池正极为水性电解液，正极上是氧气得电子的还原反应，反应为Q+2HO+4e=4OH,B正确；C.乙醇可以和金属锂反应，所以不能含有乙醇，C错误；D.充电时，阳极生成氧气，可以和碳反应，结合电池的构造和原理，采用专用充电电极可以有效防止空气极腐蚀，D正确。【点拨】本题考查电化学

24、基础知识，涉及电极判断、反应式的书写等相关知识，C项为易错点，注意锂的活泼性较强，可以和乙醇发生置换反应，试题难度不大。【解析】A.Pb是重金属元素有毒，易造成环境污染，A正确；B.根据图示原电池放电时，左室Mn的化合价降低，得电子，发生还原反应，因此层状晶体做正极，钠合金做负极，Na+向正极移动，即Ns+由右室移向左室，B正确；C.原电池放电时放电时，层状晶体做正极，根据图示，正极反应式为：NaL44MnO0.56e-+0.56Na+=NaMnQC正确；D.充电时，阴极质量变化4.6g时，即有4.6g的钠元素质量发生变化，为0.2mol的钠离子变成钠单质，外电路中通过0.2mole-,D错误

25、。【点拨】电化学原理中涉及计算时，要特别注意转移电子数的计算，钠离子变成钠单质时转移1mol电子。9 .【答案】D【解析】A项Li可与水反应，A项错误；B项金属锂做负极，被氧化，B项错误；C项阴离子向负极区移动，石墨为正极，C项错误；D项由反应方程式4Li+2SOCl2=4LiCl+SO2?+S可知，金属锂失去4mol电子，反应生成1mol硫，故D项正确。【点拨】掌握原电池中负极失去电子被氧化，正极得到电子被还原，电解质中的阴离子向负极移动。10 .【答案】B【解析】A.放电属于原电池，根据装置图，a电极上I2BL得到电子，转化成I和B1,即该电极反应式为I2Br+2e=2I+Br,故A说法正确；B.充电属于电解池，b电极反应式为Zn2+2e=Zn,b电极增重0.65g,即电路中转移电子物质的量为0.02mol,根据A选项中的电极反应式，有0.02molI一被氧化，故B说法错误；C根据装置图，放电时，a电极反应式为12Br+2e=2I+Br,b电极反应式为Zn-2e=Zn2+,溶液中离子的数目增大，故C说法