（全國通用）2014屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)方案 課時(shí)作業(yè)(十八) 第18講 原電池原理（含解析） 新人教版

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1、課時(shí)作業(yè)(十八)　[第18講　原電池原理] 1．下列電極反應(yīng)式與出現(xiàn)的環(huán)境相匹配的是(　　) 選項(xiàng) 電極反應(yīng)式 出現(xiàn)的環(huán)境 A O2 ＋2H2O＋4e－===4OH－ 堿性環(huán)境下氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng) B 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 酸性環(huán)境下鋼鐵的吸氧腐蝕 C 2H＋＋2e－===H2↑ 用銅做電極電解NaOH溶液的陰極反應(yīng) D H2－2e－===2H＋ 用惰性電極電解H2SO4溶液的陽極反應(yīng) 2.下列裝置中發(fā)生的總反應(yīng)為2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的是(鋁條表面的氧化膜均已除去)(　　) 圖K18－1 3．圖K18－

2、2表示的是鋼鐵在海水中的銹蝕過程，以下有關(guān)說法正確的是(　　) 圖K18－2 A．該金屬腐蝕過程為吸氫腐蝕 B．正極為C，發(fā)生的反應(yīng)為氧化反應(yīng) C．在酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕 D．正極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 4．實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，298 K時(shí)，在FeCl3酸性溶液中加入少量鋅粒后，F(xiàn)e3＋立即被還原成Fe2＋。某化學(xué)興趣小組根據(jù)該實(shí)驗(yàn)事實(shí)設(shè)計(jì)了如圖K18－3所示的原電池裝置。下列有關(guān)說法中正確的是(　　) A．該原電池的正極反應(yīng)是：Zn－2e－===Zn2＋ B．左燒杯中溶液的紅色逐漸褪去 C．該電池鉑電極上有氣泡出現(xiàn) D．該電池總反應(yīng)為：3Zn＋2Fe

3、3＋===2Fe＋3Zn2＋ 圖K18－3 5．用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋(裝有瓊脂—KNO3的U形管)構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是(　　) ①在外電路中，電流由銅電極流向銀電極 ②正極反應(yīng)為：Ag＋＋e－===Ag ③實(shí)驗(yàn)過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作 ④將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同 A．①②　B．②③　C．②④　D．③④ 圖K18－4 6．圖K18－4實(shí)驗(yàn)為研究金屬腐蝕的實(shí)驗(yàn)。下列相關(guān)說法正確的是(　　) A．該實(shí)驗(yàn)研究的是金屬的吸氧腐蝕 B．鐵表面的反應(yīng)為Fe－3e－===

4、Fe3＋ C．紅色首先在食鹽水滴的中心出現(xiàn) D．食鹽水中有氣泡逸出 圖K18－5 7．如圖K18－5所示的原電池裝置，X、Y為兩個(gè)電極，電解質(zhì)溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如圖所示，對此裝置的下列敘述正確的是(　　) A．外電路中的電流方向?yàn)椋篨→外電路→Y B．若兩個(gè)電極分別為Zn和碳棒，則X為碳棒，Y為Zn C．若兩個(gè)電極都是金屬，則它們的活動(dòng)性為X＞Y D．X極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng) 8．原電池的電極名稱不僅與電極材料性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列不正確的是(　　) A．由Al、Cu、稀硫酸組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Al－3e－===

5、Al3＋ B．由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O C．由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Cu－2e－===Cu2＋ D．由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Cu－2e－===Cu2＋ 圖K18－6 9．[2012·安徽淮南二模] 圖K18－6是鋰—空氣電池的放電原理圖(隔膜只允許鋰離子通過)。電池放電時(shí)的反應(yīng)可表示為：4Li＋O2＋2H2O===4LiOH。下列鋰—空氣電池放電時(shí)的有關(guān)說法正確的是(　　) A．正極反應(yīng)式：Li－e－===Li＋ B．每轉(zhuǎn)移2 mol電子，消耗11.2

6、L的O2 C．Li＋不斷向電池的正極移動(dòng) D．可以去掉隔膜和有機(jī)電解液，讓金屬鋰與水性電解液直接接觸 10．圖K18－7表示利用碳納米管能夠吸附氫氣的原理設(shè)計(jì)的一種新型二次電池。下列敘述正確的是(　　) 圖K18－7 A．電池放電時(shí)K＋移向負(fù)極 B．電池放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：H2－2e－＋2OH－===2H2O C．電池充電時(shí)鎳電極NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2 D．電池充電時(shí)碳納米管電極與電源的正極相連 11．在一電解槽的中間加一鎂片將其分成隔開的兩部分，左側(cè)加適量的NaOH溶液， 圖K18－8 并插入一根鋁棒，右側(cè)加適量的濃鹽酸，并插入一根鋁棒。如圖K18－8

7、所示，下列有關(guān)說法中不正確的是(　　) A．當(dāng)閉合S1打開S2時(shí)，鋁做負(fù)極 B．當(dāng)閉合S2打開S1時(shí)，鎂做負(fù)極 C．當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，鎂片上產(chǎn)生的氣泡速率比只閉合一個(gè)開關(guān)時(shí)更快 D．當(dāng)S1、S2都打開時(shí)，仍存在金屬的腐蝕 12．(1)在以甲醇為燃料的電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為________________________________________________________________________， 正極的反應(yīng)式為__________________________________________________________

8、______________。 已知CH3OH(l)的燃燒熱ΔH＝－726.5 kJ·mol－1，理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1 kJ，則該燃料電池的理論效率為____________(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比)。 (2)用吸收H2后的稀土儲(chǔ)氫合金作為電池負(fù)極材料(用MH表示)，NiO(OH)作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量，長壽命的鎳氫電池。電池充放電時(shí)的總反應(yīng)為： NiO(OH)＋MHNi(OH)2＋M ①電池放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為_______________

9、_________________________________________________________。 ②充電完成時(shí)，Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個(gè)電極產(chǎn)生O2，O2擴(kuò)散到另一個(gè)電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸，此時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。 13．某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動(dòng)。 (1)如圖K18－9為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)：(用離子方程式表示)__________

10、______________________________________________________________ 設(shè)計(jì)的原電池裝置，反應(yīng)前，電極質(zhì)量相等，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差12 g，導(dǎo)線中通過________mol電子。 圖K18－9 (2)其他條件不變，若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________， 這是由于NH4Cl溶液顯________(填“酸性”、“堿性”或“中性”)。用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管

11、中，向其中滴加少量的氯水，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，繼續(xù)滴加過量新制飽和氯水，顏色褪去，同學(xué)們對此做了多種假設(shè)，某同學(xué)的假設(shè)是：“溶液中的＋3價(jià)鐵被氧化為更高價(jià)態(tài)?！比绻?價(jià)鐵被氧化為FeO，試寫出反應(yīng)的離子方程式________________________________________________________________________。 圖K18－10 (3)如圖K18－10所示，其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨連成n形，一段時(shí)間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現(xiàn)象是______________________________________

12、__________________________________， 電極反應(yīng)為________________________________________________________________________； 乙裝置中石墨(1)為________(填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽”)。 課時(shí)作業(yè)(十八) 1．C　[解析] A項(xiàng)為氫氧燃料電池的正極反應(yīng)式，錯(cuò)誤；在酸性環(huán)境下，鋼鐵主要發(fā)生析氫腐蝕，B項(xiàng)錯(cuò)誤；用惰性電極電解H2SO4溶液的陽極反應(yīng)為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2．B　[解析] A、B、C均為原電池，A中總反應(yīng)為：2Al＋2OH－＋

13、2H2O===2AlO＋3H2↑；B中總反應(yīng)為2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑；C中總反應(yīng)為：Al＋4H＋＋NO===Al3＋＋NO↑＋2H2O；D項(xiàng)為電解池，其實(shí)質(zhì)是電解水，總反應(yīng)為：2H2O2H2↑＋O2↑。 3．D　[解析] 鋼鐵在海水中發(fā)生的吸氧腐蝕，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼鐵在酸性條件下發(fā)生析氫腐蝕， C項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼鐵腐蝕的本質(zhì)就是鐵失去電子被氧化，作負(fù)極，而氧氣在正極(鋼鐵中的碳)發(fā)生還原反應(yīng)，D項(xiàng)正確。 4．B　[解析] Zn失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe3＋在正極得電子被還原為Fe2＋，得不到單質(zhì)鐵，溶液紅色褪去，B項(xiàng)正確，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5．C　[解析] 該

14、原電池中Cu作負(fù)極，Ag作正極，負(fù)極反應(yīng)式 Cu－2e－===Cu2＋，正極反應(yīng)式Ag＋＋e－===Ag，因此②對；在外電路中，電子由Cu電極流向Ag電極，而電流方向與電子流向相反，所以①錯(cuò)；沒有鹽橋，原電池不能繼續(xù)工作，所以③錯(cuò)；無論是否為原電池，反應(yīng)實(shí)質(zhì)相同，均為氧化還原反應(yīng)，所以④對。 6．A　[解析] NaCl溶液呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕，A項(xiàng)正確；鐵為負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵板中的碳作正極，電極反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，因正極反應(yīng)需要氧氣參加，故溶液周邊接觸空氣處顯堿性，首先變紅，C項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)整個(gè)過程中沒有氣體生成，因此D項(xiàng)錯(cuò)誤。

15、7．C　[解析] 由圖可知電子的流動(dòng)方向是X→外電路→Y，則電流的方向應(yīng)該為Y→外電路→X；X為原電池的負(fù)極，Y為正極，X的活動(dòng)性比Y強(qiáng)；X極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是還原反應(yīng)。 8．C　[解析] Al比Cu活潑，在由Al、Cu、稀硫酸組成原電池中，Al作負(fù)極，其電極反應(yīng)為Al－3e－===Al3＋，A正確；雖然Mg比Al活潑，但由于Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，而Al能與NaOH溶液反應(yīng)，所以由Mg、Al、NaOH溶液組成的原電池，Al為負(fù)極，其電極反應(yīng)為Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O，B正確；Fe比Cu活潑，由Fe、Cu、FeCl3溶液組成的原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，電極反應(yīng)

16、為Fe－2e－===Fe2＋，C錯(cuò)；Al在濃硝酸中被鈍化，因此Al、Cu、濃硝酸組成原電池，Cu為負(fù)極，D項(xiàng)正確。 9．C　[解析] 分析總反應(yīng)方程式看出Li化合價(jià)升高，被氧化，在負(fù)極失去電子，生成的Li＋移向正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；B項(xiàng)11.2 L氧氣不一定是0.5 mol，錯(cuò)誤；金屬鋰能與水反應(yīng)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 10．B　[解析] 原電池的負(fù)極發(fā)生失電子氧化反應(yīng)，即產(chǎn)生陽離子或消耗陰離子，而溶液是呈電中性的，故陽離子會(huì)移向正極，而陰離子會(huì)移向負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電池充電的過程實(shí)質(zhì)上就是電解的過程，但要注意電池的正負(fù)極分別與電源的正負(fù)極連接，此時(shí)鎳電極做陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。

17、11．C　[解析] A項(xiàng)當(dāng)閉合S1打開S2時(shí)，左邊形成原電池，自發(fā)進(jìn)行鋁與NaOH溶液的反應(yīng)，故鋁作負(fù)極。B項(xiàng)當(dāng)閉合S2打開S1時(shí)，右邊形成原電池，自發(fā)進(jìn)行鎂與濃鹽酸的反應(yīng)，鎂作負(fù)極。D項(xiàng)當(dāng)S1、S2都打開時(shí)，左邊鋁插入NaOH溶液會(huì)溶解而腐蝕，右邊鎂鋁插入濃鹽酸都會(huì)溶解而腐蝕。 12．(1)CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋　O2＋6H＋＋6e－===3H2O　96.6% (2)①M(fèi)H＋OH－－e－===M＋H2O ②2H2O＋O2＋4e－===4OH－ [解析] (1)酸性條件下甲醇燃料電池的總反應(yīng)式為：CH3OH＋O2===CO2＋2H2O……①，酸性條件下該燃料電

18、池的正極反應(yīng)式為O2＋6H＋＋6e－===3H2O……②，①－②得電池負(fù)極反應(yīng)式為：CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋；該燃料電池的理論效率為×100%＝96.6%。 (2)①蓄電池放電時(shí)是原電池、充電時(shí)是電解池。根據(jù)原電池中“負(fù)氧化、正還原”，電解池中“陽氧化、陰還原”的規(guī)律，在分清楚是原電池還是電解池的基礎(chǔ)上并結(jié)合電解質(zhì)溶液顯堿性，可寫出該蓄電池放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為MH＋OH－－e－===M＋H2O。 ②中陰極的電極反應(yīng)有兩個(gè)，第一階段是充電時(shí)的反應(yīng)式，由①中的方法不難確定為M＋H2O＋e－===MH＋OH－，第二階段為吸收氧氣的電解反應(yīng)式，由題意氧氣在陰極上被還原，結(jié)

19、合該蓄電池中電解質(zhì)溶液堿性可知氧氣被還原為OH－，所以其電解反應(yīng)式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－。 13．(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　0.2 (2)2H＋＋2e－===H2↑　酸性　2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16 H＋ (3)溶液變紅　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　陰 [解析] (1)根據(jù)電池示意圖可知該原電池總反應(yīng)為Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　兩極質(zhì)量之差 1 mol 120 g 0．1 mol 12 g 0．1 mol Fe參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1 mol×2＝0.2 mol。 (2)若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，NH4Cl溶液因NH水解而顯酸性，溶液中的H＋在石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑。 (3)甲裝置是原電池，發(fā)生的是鐵的吸氧腐蝕，銅絲作原電池的正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故在銅絲附近滴加酚酞試液，溶液變紅。乙裝置構(gòu)成電解池，與鐵相連的石墨(1)是電解池的陰極，與銅絲相連的石墨是陽極，電解CuCl2溶液，陽極的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑。