高考化學(xué)一輪綜合復(fù)習(xí) 第6章 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 課時(shí)2 原電池 化學(xué)電源練習(xí)

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1、 課時(shí)2　原電池　化學(xué)電源 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 一、選擇題 1．(2017洛陽(yáng)期末)下列有關(guān)電池的說(shuō)法不正確的是(　　) A．太陽(yáng)能電池的主要材料是高純度的二氧化硅 B．銅鋅原電池工作時(shí)，電子沿外電路從鋅電極流向銅電極 C．氫氧燃料電池工作時(shí)，氫氣在負(fù)極被氧化 D．原電池中一定發(fā)生了氧化還原反應(yīng) 解析　太陽(yáng)能電池的主要材料是高純度的晶體硅，A項(xiàng)錯(cuò)誤；銅鋅原電池工作時(shí)，電子沿外電路由負(fù)極(鋅)流向正極(銅)，B項(xiàng)正確；氫氧燃料電池工作時(shí)，氫氣在負(fù)極失去電子被氧化，C項(xiàng)正確；由原電池的工作原理可知原電池中一定發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，D項(xiàng)正確。 答案　A 2．下列示意圖中能構(gòu)成原電池的是

2、(　　) 解析　Cu、C與稀硫酸不反應(yīng)，A裝置不能構(gòu)成原電池；Al與氫氧化鈉溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，B裝置能構(gòu)成原電池；C裝置中的“導(dǎo)線”不是鹽橋，不能構(gòu)成原電池；D裝置中缺少鹽橋。 答案　B 3．下列事實(shí)不能用原電池原理解釋的是(　　) A．將鎂粉、鐵粉和食鹽一塊加到水中迅速反應(yīng)放熱 B．鐵被鈍化處理后不易腐蝕 C．純鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，滴入少量CuSO4溶液后反應(yīng)速率加快 D．鍍層破損后，鍍鋅鐵比鍍錫鐵更耐用 解析　將鎂粉、鐵粉和食鹽一塊加到水中，構(gòu)成原電池裝置，金屬鎂是負(fù)極，鎂和水的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，形成原電池可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，能用原電池原理解釋，A不符合題意；鐵被鈍化

3、后，在金屬表面會(huì)形成一層致密的金屬氧化膜，保護(hù)內(nèi)部金屬不易被腐蝕，不能用原電池原理解釋，B符合題意；純鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，滴入少量CuSO4溶液后，金屬鋅可以和硫酸銅反應(yīng)置換出銅，Zn、Cu、硫酸會(huì)構(gòu)成原電池裝置，Zn為負(fù)極，使得Zn和硫酸的反應(yīng)速率加快，能用原電池原理解釋，C不符合題意；鍍層破損后，鍍鋅鐵和潮濕空氣形成的原電池中，金屬Zn為負(fù)極，F(xiàn)e為正極，F(xiàn)e被保護(hù)，鍍錫鐵和潮濕空氣形成的原電池中，金屬Fe為負(fù)極，Sn為正極，F(xiàn)e被腐蝕速率加快，鍍鋅鐵比鍍錫鐵更耐用，能用原電池原理解釋，D不符合題意。 答案　B 4．某小組進(jìn)行電化學(xué)研究，甲同學(xué)設(shè)計(jì)如圖的原電池裝置，乙同學(xué)利用甲設(shè)計(jì)的裝置

4、及提供的藥品與材料，不能完成的實(shí)驗(yàn)是(　　) A．使甲同學(xué)的正極變?yōu)樨?fù)極 B．設(shè)計(jì)一個(gè)新的原電池 C．在石墨電極上鍍鋅 D．使鋅電極受到保護(hù) 解析　A項(xiàng)，將銅與石墨相連，以AgNO3溶液作電解質(zhì)，銅為負(fù)極，正確；B項(xiàng)，鋁－銅－AgNO3溶液、鋁－銅－CuSO4溶液等均可以組成新的原電池，正確；C項(xiàng)，鍍鋅是電解池，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，鋅、鋁作電極，鋅作正極，受到保護(hù)，正確。 答案　C 5．按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．裝置甲的鋅片上和裝置乙的銅片上均可觀察到有氣泡產(chǎn)生 B．甲、乙裝置中的能量變化均為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 C．裝置乙中的鋅、銅之間用導(dǎo)線連接

5、電流計(jì)，可觀察到電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) D．裝置乙中負(fù)極的電極反應(yīng)式：Zn－2e－===Zn2＋ 解析　裝置甲中鋅與稀硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氫氣，產(chǎn)生氣泡，裝置乙中形成銅鋅原電池，且鋅作負(fù)極，銅作正極，正極上H＋得電子生成氫氣，A項(xiàng)正確；裝置甲中沒(méi)有形成原電池，不存在化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化，B項(xiàng)錯(cuò)誤；裝置乙形成了原電池，鋅、銅之間用導(dǎo)線連接電流計(jì)，可觀察到電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，C項(xiàng)正確；裝置乙中負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，D項(xiàng)正確。 答案　B 6．(2016湖北聯(lián)考)將編號(hào)為①②③④的四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時(shí)，外電路電流從②流向①，①③相連時(shí)

6、，③為正極；②④相連時(shí)，②上有氣泡逸出，③④相連時(shí)，③的質(zhì)量減少；據(jù)此判斷這四種金屬活動(dòng)性由大到小的順序是(　　) A．①③②④　　　　　　　 B．①③④② C．③④②①　　 D．③①②④ 解析?、佗谙噙B時(shí)，外電路電流從②流向①，說(shuō)明②是正極；①比較活潑；①③相連時(shí)，③為正極，說(shuō)明①比③活潑；②④相連時(shí)，②上有氣泡逸出，說(shuō)明②是正極，④比②活潑；③④相連時(shí)，③的質(zhì)量減少，說(shuō)明③是負(fù)極，③比④活潑，所以金屬的活動(dòng)性順序?yàn)椋孩佗邰堍凇? 答案　B 7．(2017廣州模擬)某小組為研究原電池原理，設(shè)計(jì)如圖裝置，下列敘述正確的是(　　) A．若X為Fe，Y為Cu，鐵為正極 B．若X為F

7、e，Y為Cu，電子由銅片流向鐵片 C．若X為Fe，Y為C，碳棒上有紅色固體析出 D．若X為Cu，Y為Zn，鋅片發(fā)生還原反應(yīng) 解析　Fe比Cu活潑，F(xiàn)e作負(fù)極，電子從Fe流向Cu，故A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；若X為Fe，Y為C，電解質(zhì)溶液為硫酸銅，則正極C上析出Cu，故C正確；Zn比Cu活潑，Zn作負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。 答案　C 8．如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的原電池裝置，下列敘述中正確的是(　　) A．氧化劑和還原劑必須直接接觸才能發(fā)生反應(yīng) B．電極Ⅱ上發(fā)生還原反應(yīng)，作原電池的正極 C．該原電池的總反應(yīng)式為：2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ D．鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂，K

8、＋移向負(fù)極區(qū) 解析　該原電池反應(yīng)中氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在兩個(gè)不同的燒杯中進(jìn)行，因此氧化劑和還原劑沒(méi)有直接接觸，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Cu電極為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Cu－2e－===Cu2＋，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，正極發(fā)生反應(yīng)：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，正電荷數(shù)減小，K＋移向正極補(bǔ)充正電荷，錯(cuò)誤。 答案　C 9．(2016大連檢測(cè))電化學(xué)在日常生活中用途廣泛，下圖是鎂—次氯酸鈉燃料電池，電池總反應(yīng)為：Mg＋ClO－＋H2O===Cl－＋Mg(OH)2↓，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．惰性電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B．鎂電極是該電池的負(fù)極 C．正極反應(yīng)式為ClO－＋H2O

9、＋2e－===Cl－＋2OH－ D．進(jìn)料口加入NaClO溶液，出口流出的為NaCl溶液 解析　由總反應(yīng)可知鎂發(fā)生氧化反應(yīng)，“負(fù)氧正還原”，鎂為負(fù)極，惰性電極上發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；負(fù)極反應(yīng)為：Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2↓，正極反應(yīng)為：ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－，C、D項(xiàng)正確。 答案　A 10．MCFC型燃料電池可同時(shí)供應(yīng)電和水蒸氣，其工作溫度為600～700 ℃，所用燃料為H2，電解質(zhì)為熔融的K2CO3。已知該電池的總反應(yīng)為2H2＋O2===2H2O，下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是(　　) A．該電池的正極反應(yīng)式為4OH－＋4e－===O

10、2↑＋2H2O B．該電池的負(fù)極反應(yīng)式為H2－2e－===2H＋ C．放電時(shí)OH－向負(fù)極移動(dòng) D．當(dāng)生成1 mol H2O時(shí)，轉(zhuǎn)移2 mol電子 解析　該燃料電池的燃料為H2，電解質(zhì)為熔融的K2CO3，總反應(yīng)為2H2＋O2===2H2O，負(fù)極反應(yīng)式為2H2＋2CO－4e－===2H2O＋2CO2，正極反應(yīng)式為O2＋2CO2＋4e－===2CO，故A、B均錯(cuò)誤；電解質(zhì)中移動(dòng)的陰離子為CO，不是OH－，故C錯(cuò)誤；根據(jù)負(fù)極反應(yīng)式知，生成1 mol H2O時(shí)轉(zhuǎn)移2 mol電子，故D正確。 答案　D 11．(2017蘭州模擬)關(guān)于如圖微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖的說(shuō)法：①微生物促進(jìn)了電子的轉(zhuǎn)移　

11、②微生物所在電極區(qū)放電時(shí)發(fā)生還原反應(yīng)　③放電過(guò)程中，H＋從正極區(qū)移向負(fù)極區(qū)　④正極反應(yīng)式為：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O正確的是(　　) A．④　　 B．①③ C．①④　　 D．②③ 解析?、僭谖⑸镒饔孟翪m(H2O)n轉(zhuǎn)化為CO2促進(jìn)電子的轉(zhuǎn)移，正確；②微生物在右側(cè)， 右側(cè)電極為電源的負(fù)極，所以微生物所在電極區(qū)放電時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤；③根據(jù)電流的方向，放電過(guò)程中，H＋從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)，錯(cuò)誤；④電池左側(cè)為電池的正極區(qū)，MnO2在H＋條件下發(fā)生得電子反應(yīng)，所以正極反應(yīng)式為：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，④正確。 答案　C 12．鈉離子電

12、池具有資源廣泛、價(jià)格低廉、環(huán)境友好、安全可靠的特點(diǎn)，特別適合于固定式大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用的需求。一種以Na2SO4水溶液為電解液的鈉離子電池的總反應(yīng)為：NaTi2(PO4)3＋2Na2NiFeⅡ(CN)6Na3Ti2(PO4)3＋2NaNiFeⅢ(CN)6(注：其中P的化合價(jià)為＋5，F(xiàn)e的上標(biāo)Ⅱ、Ⅲ代表其價(jià)態(tài))。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．放電時(shí)NaTi2(PO4)3在正極發(fā)生還原反應(yīng) B．放電時(shí)負(fù)極材料中的Na＋脫離電極進(jìn)入溶液，同時(shí)溶液中的Na＋嵌入到正極材料中 C．該電池在較長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中電解質(zhì)溶液中Na＋的濃度基本保持不變 D．充電過(guò)程中陽(yáng)極反應(yīng)式為：2NaNiFeⅢ(CN)

13、6＋2Na＋＋2e－===2Na2NiFeⅡ(CN)6 解析　由題給反應(yīng)可知放電時(shí)，F(xiàn)eⅡ轉(zhuǎn)化為FeⅢ，發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：2Na2NiFeⅡ(CN)6－2e－===2NaNiFeⅢ(CN)6＋2Na＋(該反應(yīng)為充電時(shí)陰極的逆反應(yīng))，正極為NaTi2(PO4)3發(fā)生還原反應(yīng)：NaTi2(PO4)3＋2e－＋2Na＋===Na3Ti2(PO4)3(該反應(yīng)為充電時(shí)陽(yáng)極的逆反應(yīng))。 答案　D 二、填空題 13．(1)分析如圖所示的四個(gè)裝置，回答下列問(wèn)題： ①裝置a和b中鋁電極上的電極反應(yīng)式分別為____________________________、__________

14、_________________。 ②裝置c中產(chǎn)生氣泡的電極為________電極(填“鐵”或“銅”)，裝置d中銅電極上的電極反應(yīng)式為___________________________________。 (2)觀察如圖所示的兩個(gè)裝置，圖1裝置中銅電極上產(chǎn)生大量的無(wú)色氣泡，圖2裝置中銅電極上無(wú)氣體產(chǎn)生，而鉻電極上產(chǎn)生大量的有色氣體。根據(jù)上述現(xiàn)象試推測(cè)金屬鉻具有的兩種重要化學(xué)性質(zhì)為______________________。 解析　(1)在稀H2SO4溶液中，鎂比鋁活潑，鋁電極作正極，正極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑。在NaOH溶液中，鋁比鎂活潑，鋁電極作負(fù)極，負(fù)極的

15、電極反應(yīng)式為Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O。在濃硝酸中，鐵被鈍化，鐵電極作正極，正極上發(fā)生NO的還原反應(yīng)，產(chǎn)生氣泡。裝置d相當(dāng)于金屬鐵發(fā)生吸氧腐蝕，銅電極作正極，正極的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－。(2)由圖1可知還原性Cr＞Cu，但在稀硝酸中卻出現(xiàn)了反常，結(jié)合稀硝酸的氧化性，不難推測(cè)鉻被稀硝酸鈍化，導(dǎo)致活性降低。 答案　(1)①2H＋＋2e－===H2↑　Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O　②鐵　O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)金屬鉻的活潑性比銅強(qiáng)且能和稀硫酸反應(yīng)生成 H2、金屬鉻易被稀硝酸鈍化 14.(2016深圳模擬)如圖所示

16、，是原電池的裝置圖。請(qǐng)回答： (1)若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe且做負(fù)極，則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為________________________；反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后溶液C的pH將________(填“升高”“降低”或“基本不變”) (2)若需將反應(yīng)：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋設(shè)計(jì)成如上圖所示的原電池裝置，則A(負(fù)極)極材料為________，B(正極)極材料為________，溶液C為________。 (3)若C為CuCl2溶液，Zn是________極，Cu極發(fā)生________反應(yīng)，電極反應(yīng)為________________

17、________。反應(yīng)過(guò)程溶液中c(Cu2＋)________(填“變大”“變小”或“不變”)。 (4)CO與H2反應(yīng)還可制備CH3OH，CH3OH可作為燃料使用，用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下： 電池總反應(yīng)為2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，則c電極是________(填“正極”或“負(fù)極”)，c電極的反應(yīng)方程式為____________________________。 若線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子，則上述CH3OH燃料電池，消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________L。 解析　(1)鐵作負(fù)極，則該原電池反應(yīng)是鐵與稀硫酸置換氫氣的反應(yīng)

18、，所以正極反應(yīng)是氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑；溶液中氫離子放電，導(dǎo)致溶液中氫離子濃度減小，pH升高； (2)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋設(shè)計(jì)成如題圖所示的原電池裝置，根據(jù)方程式中物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)類型判斷，Cu發(fā)生氧化反應(yīng)，作原電池的負(fù)極，所以A材料是Cu，B極材料是比Cu不活潑的導(dǎo)電物質(zhì)如石墨、Ag等即可。溶液C中含有Fe3＋，如FeCl3溶液； (3)Zn比較活潑，在原電池中做負(fù)極，Cu做正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，Cu2＋在正極得到電子變成Cu，電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu，Cu2＋發(fā)生了反應(yīng)，則c(Cu2＋)變??； (4)根據(jù)圖中的電

19、子流向知c是負(fù)極，是甲醇發(fā)生氧化反應(yīng)：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋，線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子時(shí)消耗氧氣0.5 mol，標(biāo)況下體積為11.2 L。 答案　(1)2H＋＋2e－===H2↑　升高 (2)Cu　石墨　FeCl3溶液 (3)負(fù)極　還原　Cu2＋＋2e－===Cu　變小 (4)負(fù)極　CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋　11.2 15．(能力挑戰(zhàn)題)(2017鄭州模擬)某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對(duì)電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動(dòng)。 (1)如圖為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)的氧化還原反應(yīng)：(用離子方程式表示)___________________________________

20、___________________________。 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(guò)________mol電子。 (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”)，用離子方程式表示溶液顯此性的原因_____________________________________，用吸管吸出鐵片附近溶液少許置

21、于試管中，向其中滴加少量新制飽和氯水，寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______________________________________，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，繼續(xù)滴加過(guò)量新制飽和氯水，顏色褪去，同學(xué)們對(duì)此做了多種假設(shè)，某同學(xué)的假設(shè)是：“溶液中的＋3價(jià)鐵被氧化為更高的價(jià)態(tài)。”如果＋3價(jià)鐵被氧化為FeO，試寫出該反應(yīng)的離子方程式_______________________________________________。 (3)如圖其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，如圖所示， 一段時(shí)間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現(xiàn)象是______________

22、__，電極反應(yīng)為________；乙裝置中石墨(1)為________極(填“正”“負(fù)”“陰”或“陽(yáng)”)，乙裝置中與銅絲相連石墨(2)電極上發(fā)生的反應(yīng)式為________________________，產(chǎn)物常用________檢驗(yàn)，反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________。 解析　(1)若一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差12 g，消耗負(fù)極0.1 mol Fe，同時(shí)正極生成0.1 mol Cu，導(dǎo)線中通過(guò)0.2 mol電子。(2)其他條件不變，若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，由于NH水解

23、，NH＋H2ONH3H2O＋H＋，所以NH4Cl溶液顯酸性，石墨電極上H＋得到電子，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑；鐵電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中，向其中滴加少量新制飽和氯水，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，由于存在Fe3＋，所以溶液變紅，繼續(xù)滴加過(guò)量新制飽和氯水，顏色褪去，如果原因是＋3價(jià)鐵被氧化為FeO，則該反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋。(3)如圖其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，則甲池為原電池，鐵

24、電極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，銅電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－；乙池為電解池，石墨(2)電極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑，石墨(1)電極為陰極，電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu；所以一段時(shí)間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，溶液變紅，乙裝置中石墨(2)電極產(chǎn)物可以用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)，反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋2I－===2Cl－＋I(xiàn)2，反應(yīng)后試紙變藍(lán)。 答案　(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　0.2 (2)2H＋＋2e－===H2↑　酸性 NH＋H2ONH3H2O＋H＋ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

25、2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋ (3)溶液變紅　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　陰 2Cl－－2e－===Cl2↑ 濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙　Cl2＋2I－===2Cl－＋I(xiàn)2 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375