2020年高考化学名校考试试题专题汇编-原电池化学电源详细解析、内容全面、解题技巧

1、2020年高考化学名校考试试题专题汇编原电池 化学电源（详细解析、内容全面、解题 技巧）原电池化学电源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.锌镒干电池中，锌电极是负极C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极上被还原D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅解析 手机上的电池可以充电，属于二次电池；锌镒干电池中锌 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。答案 B TOC o 1-5 h z 2.如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用

2、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.若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为XY1 / 162020年高考化学名校考试试题专题汇编 -原电池 化学电源（详细解析、内容全面、解题 技巧）解析 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。答案 D3.乙烷燃料电池的原理如

3、图所示，下列说法正确的是（）A. a 为负极，电极反应式为 CH3CH3 14e +18OH =2CO3一 + 12H2OB.电子从a极经导线移向b极，再经溶液移向a极C.电池工作一段时间后电解质溶液的 pH增大D.用该电池电解硫酸铜溶液（电解池的电极为惰性电极），消耗 氧气的物质的量与析出铜的物质的量之比为 2 ： 1解析 通入乙烷的a极为负极，乙烷失电子，A项正确；原电池中电子从负极经导线流向正极，但电子不进入溶液， B项错误；该电 池的总反应为2CH3CH 3+ 702+ 8OH =4CO2- + 10H2O ,因为反应 中消耗0H-,所以电池工作一段时间后，电解质溶液的 pH减小，C

4、项错误；1mol O2参与反应转移4 mol电子，而1 mol Cu2+放电需要2 / 162020年高考化学名校考试试题专题汇编-原电池 化学电源（详细解析、内容全面、解题技巧）2 mol电子，所以消耗氧气的物质的量与析出铜的物质的量之比为: 2, D项错误。答案 A有一种一面镀锌、一面镀二氧化镒的超薄纸质电池，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 + 2MnO 2+ 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镒发生了还原反应C.电池的正极

5、反应式为 MnO2+H2O + e =MnOOH +OHD.当有0.1 mol锌溶解时，流经电解质溶液的电子数为 1.204X 1023解析 锌为活泼金属，失去电子作负极，A项正确；二氧化镒得 到了电子，发生还原反应，B项正确；因电池的负极反应式为 Zn + 2OH - - 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。答案 DMgAgCl电池是一种用海水激活的一次电池，在军事上用 作电动鱼雷的电池，电池

6、的总反应可表示为Mg + 2AgCl=MgCl 2+ 2Ag。下列关于该电池的说法错误的是（）A.该电池工作时，正极反应为 2AgCl + 2e =2Cl +2AgB.该电池的负极材料可以用金属铝代替C.有24 g Mg被氧化时，可还原得到108 g AgD.装有该电池的鱼雷在水中进行时，海水作为电解质溶液3 / 162020年高考化学名校考试试题专题汇编 -原电池 化学电源（详细解析、内容全面、解题 技巧）解析 A项，由电池反应方程式看出，Mg是还原剂、AgCl是氧 化剂，故金属Mg作负极，正极反应为2AgCl+2er=2CL+ 2Ag, 故A正确；B项，该电池的负极材料可以用金属铝代替，故

7、 B正确; C项，电极反应式：Mg -2e- =Mg2+ , 24 g Mg即1 mol被氧化时， 转移电子是2 mol,正极反应为2AgCl+2e- =2Cl +2Ag,可还原 得到216 g Ag,故C错误；D项，因为该电池能被海水激活，海水可 以作为电解质溶液，故D正确。答案 CLED产品的使用为城市增添色彩。下图是氢氧燃料电池驱动 LED发光的一种装置示意图。下列有关叙述正确的是 （）A. b处通入H2B.该装置将化学能最终转化为电能C.通入H2的电极发生反应：2H2-4e =4H+D. a处为电池负极，发生氧化反应解析 由电子流向可知a为负极通入H2,发生氧化反应，b为 正极通入。2

8、,发生还原反应，A错误、D正确；该装置将化学能最 终转化为光能，B错误；电解质为KOH溶液，所以电极反应式中不4 / 162020年高考化学名校考试试题专题汇编-原电池 化学电源(详细解析、内容全面、解题技巧)能含有H C错误答案 D电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示，其中 NH3被氧化为常见无毒物质。下列说法错误的是 ()A.溶液中OH一向电极a移动B.电极b上发生还原反应C,负极的电极反应式为 2NH3-6e + 6OH =N2+ 6H2OD.理论上反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为3： 4解析 电极a上NH 3发生氧化反应生成N2,则电极a为负极， 电极

9、b为正极，原电池中，阴离子向负极移动，故 A项正确；电极b 为正极，发生还原反应，B项正确；负极上NH3失电子生成N2和H2O, 电极反应式为2NH36e-+ 6OH-=N2+6H2O, C项正确；由电池 反应4NH3+3O2=2N2+ 6H2O可知，理论上反应消耗的 NH3与。2 的物质的量之比为4： 3, D项错误。答案 D8.甲醇燃料电池被认为是 21世纪电动汽车的最佳候选动力源，5 / 162020年高考化学名校考试试题专题汇编-原电池 化学电源（详细解析、内容全面、解题技巧）其工作原理如图所示，下列有关叙述正确的是 （）A.通氧气的一极为负极. H +从正极区通过交换膜移向负极区C

10、.通甲醇的一极的电极反应式为：CH3OH+H2O 6e =CO2 T + 6HD.甲醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极解析 燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气或空气的一极为正极，A项错误；原电池中阳离子向正极移动，B项错误；通甲 醇的一极为负极，负极反应式为 CH3OH-6e +H2O=CO2f +6H + , C项正确；甲醇在负极发生反应，电子经过外电路流向正极，D项错误。答案 C.综合如图判断，下列说法正确的是（）6 / 162020年高考化学名校考试试题专题汇编-原电池 化学电源（详细解析、内容全面、解题技巧）A.装置I和装置H中负极反应均是 Fe 2eT=Fe2+B,装置I

11、和装置II中正极反应均是 O2+2H2O + 4e=4OHC.装置i和装置n中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D.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-=Zn2+；Fe作正极，电极反应式为O2 + 2H2O + 4e =4OH o由于正极有OH-生成，因此溶液的pH增大。装置 II中，Fe作负极，电极反应式为 Fe- 2e- =Fe2+； Cu作正极，电 极反应式为2H + + 2e- =H2正极由于不断消耗H+,所以溶液的 pH逐渐增大。据此可知 A、B皆错，D项正确。在原电池的电解质

12、溶液中，阳离子移向正极，所以 C项错误。答案 D.以熔融U2CO3和K2CO3为电解质，天然气经重整催化作用 提供反应气的燃料电池如下图。下列说法正确的是（）7 / 162020年高考化学名校考试试题专题汇编-原电池 化学电源（详细解析、内容全面、解题技巧）内重整碳酸盐燃料电池的原理图A.以此电池为电源电解精炼铜，当有 0.1 mol葭转移时，有3.2 g铜溶解B.若以甲烷为燃料气时负极反应式：CH4+5O2 -8e =CO3 + 2H2OC.该电池使用过程中需补充 Li2CO3和K2CO3D.空气极发生的电极反应式为 O2+ 4e + 2CO2=2CO3解析 因为电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗

13、铜中的 Zn、Fe等活 泼金属均失电子，所以溶解白铜小于0.05 mol,质量小于3.2 g, A错 误；因为电解质中无O2-,应以CO2-配平电荷，正确的负极反应式 为 CH4+ 4CO2- 8e-=5CO2 + 2H2O、正极反应式为 O2+ 4e-+ 2CO2=2CO2-,电池反应式：CH4 + 2O2=CO2+2H2O,不需要补 充U2CO3和K2CO3, B、C错误，D正确。答案 D11. （1）氢氧燃料电池汽车作为上海世博园中的交通工具之一， 下列有关说法不正确的是 旗选项字母）。A.太阳光催化分解水制氢气比电解水制氢气更为科学B.氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境8 / 162

14、020年高考化学名校考试试题专题汇编-原电池 化学电源(详细解析、内容全面、解题技巧)C.以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应 式相同D.以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的总反应式相同(2)纯电动车采用了高效耐用的一种新型可充电电池，该电池的 总反应式为：放电3Zn +2K2FeO4+8H2O3Zn(OH) 2+2Fe(OH)s + 4KOH充电该电池放电时负极反应式为 放电时每转移3 mol电子，正极有 mol K2FeO4被还原。(3)镒酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主 放电导地位。电池反应式为Li1xMnO4+LixLiMnO 4,下列有关

15、充电说法不正确的是(填选项字母)。A.放电时电池的正极反应式为：Li 1 xMnO 4+ xLi +xe =LiMnO 4B.放电过程中，石墨没有得失电子C.该电池也能在KOH溶液的环境中正常工作D.充电时电池上标有“一”的电极应与外接电源的负极相连9 / 162020年高考化学名校考试试题专题汇编 -原电池 化学电源(详细解析、内容全面、解题 技巧)解析(1)选项A,电解获得H2消耗较多的能量，而在催化剂作 用下利用太阳能来分解H2O获得H2更为科学；选项B,氢氧燃料电 池中生成物为H2O,对环境无污染；选项 C,以稀H2SO4为介质的 电池负极反应式为：H22e- =2H以KOH为介质的电

16、池负极反 应式为：H2+2OH -2e- =2WO;选项D,氢氧燃料电池的总反 应式均为：2H2+ O2=2H2O。(2)放电时，在碱性条件下，负极反应式为：Zn 2e-+ 2OH-=Zn(OH) 2。根据电池总反应式可知，2 mol K2FeO4被还原时有6 mol电子 转移，所以放电时每转移 3 mol电子，有1 mol K2FeO4被还原。(3)选项A,根据总反应式可知Li失去电子，电池负极反应式为： xLi xe- =xLi + ,由总反应式减去负极反应式可得放电时电池的正 极反应式为：Li 1-xMnO 4 + xLi + +xe-=LiMnO 4；选项 B,根据总 反应式可判断石墨

17、没有得失电子；选项 C, Li能与KOH溶液中的 H2O反应，导致电池无法正常工作；选项D,充电过程是放电的逆向 过程，外接电源的负极提供的电子使原电池负极获得电子发生还原反 应，所以标有“一”的电极应与外接电源的负极相连。答案 (1)C (2)Zn 2e + 20H =Zn(OH) 2 1 (3)C12.全钮液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池， 目前 钮电池技术已经趋近成熟。如图是斜电池基本工作原理示意图。 请回 答下列问题：10 / 162020年高考化学名校考试试题专题汇编原电池 化学电源(详细解析、内容全面、解题 技巧)(1)硫酸在电池技术和实验室中具有广泛的应用，在传统的铜锌

18、 原电池中，硫酸是,实验室中配制硫酸亚铁时需要加入少量 硫酸，硫酸的作用是(2)斜电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钮离子(V2+ V3 VO2 VO2)为正极和负极电极反应的活性物质，电池总 充电反应为VO2+ + V3+ + H2OV2 +VO2+2H o放电时的正极放电反应式为, 充电时的阴极反应式为 O放电过程中，电解液的pH(填“升高” “降低”或“不变”)。(3)钮电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是 (填选项字母)。a. VO2、VO2+混合液b. V3*、V2+混合液c. VO2溶液d. VO2+溶液e. V3+溶液f. V2+溶液(4)能够通过钮电池基本工作

19、原理示意图中“隔膜”的离子是O解析(1)传统的铜锌原电池中，锌与酸反应生成氢气，故硫酸为电解质溶液；硫酸亚铁容易水解，且水解显酸性，加入少量硫酸，11 / 162020年高考化学名校考试试题专题汇编 -原电池 化学电源（详细解析、内容全面、解题 技巧）可以抑制其水解变质。（2）正极反应是还原反应，由电池总反应可知 放电时的正极反应为 VO2 + 2H + + er =VO2+ + H2O;充电时，阴 极反应为还原反应，故为V3+得电子生成V2+的反应。（3）充电时阳极 反应式为 VO2+ + H2O e- =VO2 + 2H 故充电完毕的正极电解 液为VO2溶液，而放电完毕的正极电解液为 VO

20、2+溶液，故正极电解 液可能是选项acd。（4）充电和放电过程中，正极电解液与负极电解液 不能混合，起平衡电荷作用的是加入的酸，故H +可以通过隔膜。答案（1）电解质溶液 抑制硫酸亚铁的水解（2）VO 2+2H+ e =VO2+ +H2O V3+ + e =V2+ 升高 （3）acd （4）H +13.金属铭和氢气在工业上都有重要的用途。已知：铭能与稀硫 酸反应，生成氢气和硫酸亚铭（CrSO 4） o12 / 162020年高考化学名校考试试题专题汇编-原电池 化学电源(详细解析、内容全面、解题技巧)乙(1)铜、铭构成的原电池如图甲，其中盛稀硫酸的烧杯中的现象为 盐桥中装的是饱和 KCl琼脂溶

21、 液，下列关于此电池的说法正确的是 旗选项字母)。A.盐桥的作用是使整个装置构成通路、保持溶液呈电中性，凡是有盐桥的原电池，盐桥中均可以用饱和 KCl琼脂溶液B.理论上1 mol Cr溶解，盐桥中将有2 mol C进入左池，2 molK卡进入右池C.此过程中h +得电子，发生氧化反应D.电子从铭极通过导线到铜极，又通过盐桥转移到左烧杯中(2)如果构成图乙电池，发现铜电极上不再有图甲的现象，铭电池上产生大量气泡，遇空气呈红棕色。写出正极的电极反应式：(3)某同学把已去掉氧化膜的铭片直接投入氯化铜溶液时，观察到了预料之外的现象：铭片表面上的铜没有紧密吸附在铭片的表面而是呈蓬松的海绵状；反应一段时间

22、后有大量气泡逸出，且在一段 时间内气泡越来越多，经点燃能发出爆鸣声，证明是氢气。请解释这 两种现象的原因：解析 (1)由于铭能与稀硫酸反应，生成氢气和硫酸亚铭13 / 162020年高考化学名校考试试题专题汇编 -原电池 化学电源(详细解析、内容全面、解题 技巧)(CrSO 4),说明铭电极是负极，铜电极是正极，氢离子在正极放电， 所以盛稀硫酸的烧杯中的现象为铜电极上有气泡产生。A项，盐桥的作用是使整个装置构成通路、保持溶液呈电中性，若电解质溶液中有 与KCl发生反应的离子，如当电解质溶液是 AgNO3溶液时，盐桥中 的电解质溶液就不能用KCl琼脂溶液，错误；B项，理论上1 mol Cr 溶解

23、，Cr 2er =Cr2+,转移2 mol电子，同时正极消耗2 mol H- 2H+ + 2e- =H2 T ,根据溶液呈电中性可知，盐桥中将有 2 mol Cl - 进入左池，2 mol K+进入右池，正确；C项，此过程中H+得电子， 发生还原反应，错误；D项，电子不能在溶液中传递，溶液导电是通 过离子的定向移动形成电流的，错误。(2)稀硝酸作电解液时，铭电极上产生大量气泡，遇空气呈红棕 色，说明溶液中的硝酸根离子得到电子，产生 NO, NO被氧化生成 NO2,因此铜是负极，铭是正极，则正极的电极反应式为4H+NO3 + 3e- =NO T + 2H 2。(3)Cr比铜活泼，既能与铜盐发生置

24、换反应生成Cu,又能与酸反 应生成氢气，由于 Cu2+水解使溶液呈酸性，铭与酸性溶液反应生成 氢气，气泡使生成的铜疏松；生成的铜和铭形成原电池，因此使产生 氢气的速率加快。答案(1)铜电极上有气泡产生B(2)4H +NO3+ 3e =NO T +2H2OCu2+水解使溶液呈酸性，铭既能与Cu2+发生置换反应生成Cu,又能与酸性溶液反应生成氢气，气泡使生成的铜疏松；生成的 铜和铭形成原电池，使产生氢气的速率加快14 / 162020年高考化学名校考试试题专题汇编-原电池 化学电源(详细解析、内容全面、解题技巧)14.锂镒电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池 反应原理如图所示，其中电解质LiClO 4溶于混合有机溶剂中，Li通过电解质迁移入 MnO2晶格中，生成LiM