（通用版）2020版高考化学一轮复习跟踪检测（十七）原电池化学电源（含解析）.doc

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1、1跟踪检测（十七） 原电池 化学电源1下列关于原电池的叙述中正确的是( )A正极和负极必须是金属B原电池是把化学能转化成电能的装置C原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应D锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有 6.5 g锌溶解，正极上就有 0.1 g氢气生成解析：选 B 一般普通原电池中负极必须是金属，正极可以是金属或非金属导体，A 错误；原电池工作时，正极上发生还原反应，负极上发生氧化反应，C 错误；锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有 6.5 g锌溶解，正极上有 0.2 g氢气生成，D 错误。2.(2019厦门模拟)将反应 2Fe3 2I 2Fe 2 I 2设计成如图所示

2、的原电池。下列说法不正确的是( )A盐桥中的 K 移向 FeCl3溶液B反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应C电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流计读数为零后，在甲中溶入 FeCl2固体，乙中石墨电极为负极解析：选 D A 项，甲池中石墨电极为正极，乙池中石墨电极为负极，盐桥中阳离子向正极移动，所以向 FeCl3溶液迁移，正确；B 项，反应开始时，乙中 I 失去电子，发生氧化反应，正确；C 项，当电流计读数为零时，说明没有电子发生转移，反应达到平衡，正确；D 项，当加入 Fe2 ，导致平衡逆向移动，则 Fe2 失去电子生成 Fe3 ，甲中石墨作为负极，而乙中石墨成为正极，错误。3某同

3、学做了如下实验，下列说法中正确的是( )装置现象 电流计指针未发生偏转 电流计指针发生偏转A.加热铁片所在烧杯，电流计指针会发生偏转B用 KSCN溶液检验铁片、附近溶液，可判断电池的正、负极C铁片、的腐蚀速率相等D “电流计指针未发生偏转”说明铁片、铁片均未被腐蚀解析：选 A 温度不同，反应速率不等，两烧杯中存在电势差，能够产生电流，电流表指针会发生偏转，故 A正确；两烧杯中溶液的浓度不同，发生离子的定向移动，产生电2流，铁失去电子发生氧化反应，生成 Fe2 ，与 KSCN溶液无明显现象，不能判断电池的正、负极，故 B错误；铁片与铁片未构成原电池，铁片与铁片构成了原电池，腐蚀速率一定不相等，故

4、 C错误；“电流计指针未发生偏转”说明铁片、铁片未构成原电池，但铁片表面均会发生吸氧腐蚀，故 D错误。4肼(N 2H4)空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是 20%30%的 KOH溶液。下列说法不正确的是( )A该电池放电时，通入肼的一极为负极B电池每释放 1 mol N2转移的电子数为 4NAC通入空气的一极的电极反应式是 O22H 2O4e =4OHD电池工作一段时间后，电解质溶液的 pH将不变解析：选 D 该电池中肼是燃料，在负极通入，A 正确；肼中氮元素的化合价是2 价，氧化产物是 N2，负极反应为 N2H44OH 4e =4H2ON 2，所以每释放 1 mol N2 转移的电

5、子数为 4NA ，B 正确；通入空气的一极为正极，正极上 O2发生还原反应，反应式是O22H 2O4e =4OH ，C 正确；电池总反应为 N2H4O 2=N22H 2O，反应生成水，溶液浓度降低，KOH 溶液的 pH将降低，D 错误。5(2017全国卷)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极 a常用掺有石墨烯的 S8材料，电池反应为 16Li xS8=8Li2Sx(2 x8)。下列说法错误的是( )A电池工作时，正极可发生反应：2Li 2S62Li 2e =3Li2S4B电池工作时，外电路中流过 0.02 mol电子，负极材料减重 0.14 gC石墨烯的作用主要是提高

6、电极 a的导电性D电池充电时间越长，电池中 Li2S2的量越多解析：选 D 原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：Li2S8Li 2S6Li 2S4Li 2S2，其中可能有 2Li2S62Li 2e =3Li2S4，A 项正确；该电池工作时，每转移 0.02 mol电子，负极有 0.02 mol Li(质量为 0.14 g)被氧化为 Li ，则负极质量减少 0.14 g，B 项正确；石墨烯能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极 a的导电性，C 项正确；充电过程中，Li 2S2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中 Li2S2的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池

7、中 Li2S2的量越多，D 项错误。36.(2019武邑模拟)如图所示为新型的甲酸/铁离子燃料电池，具有原料安全、质子电导率高、能量密度高的特点，适合应用在规模化的供电场所。电池外壳采用聚四氯乙烯板，石墨作电极，在 M端加注甲酸钠和氢氧化钠的混合液，在 N端加注氯化铁和氯化钠的混合液。下列说法错误的是( )A放电时，N 端是正极BM 端的电极反应式为 HCOO OH 2e =CO2H 2OC电池放电后，N 端的 Fe2 通氯气后转化为 Fe3 ，实现电解质溶液的循环利用D采用多孔纳米电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，有利于扩散至催化层解析：选 B A 项，正极发生还原反应，Fe 3

8、得到电子生成 Fe2 ，N 端是正极，正确；B项，M 端的电极反应式为 HCOO 3OH 2e =CO 2H 2O，错误；C 项，电池放电后，23N端的 Fe2 通氯气后，氯气具有氧化性能氧化 Fe2 转化为 Fe3 ，Fe 3 在正极得到电子发生还原反应，实现电解质溶液的循环利用，正确；D 项，反应物接触面积越大，反应速率越快，所以采用多孔电极的目的是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，从而提高反应速率，正确。7.硼化钒(VB 2)空气电池是目前储电能力最强的电池，电池结构示意图如图，该电池工作时总反应为4VB211O 2=4B2O32V 2O5，下列说法正确的是(

9、)A电极 a为电池负极，发生还原反应B每消耗 1 mol VB2转移 6 mol电子C电池工作时，OH 向电极 a移动DVB 2极发生的电极反应式为 2VB222OH 22e =V2O52B 2O311H 2O解析：选 D 由题图可知，空气通入电极 a，显然电极 a为正极，发生还原反应，A 错误；4 mol VB2发生反应时消耗 11 mol O2，同时转移 44 mol电子，故消耗 1 mol VB2时转移 11 mol电子， B错误；电池工作时，阴离子(OH )向负极 (VB2极)移动，C 错误；正极反应式为 O22H 2O4e =4OH ，用总反应式减去正极反应式的 11倍即得负极反应式

10、，故VB2在负极上发生氧化反应，电极反应式为 2VB222OH 22e =V2O52B 2O311H 2O，D4正确。8.近年来 AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂铜空气燃料电池，该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为 2LiCu 2OH 2O=2Cu2Li 2OH ，如图所示。下列说法不正确的是( )A放电时，Li 透过固体电解质向 Cu极移动B放电时，负极的电极反应式为Cu2OH 2O2e =2Cu2OH C通空气时，铜被腐蚀，表面产生 Cu2OD整个反应过程中，铜相当于催化剂解析：选 B 由题中装置图和放电时总反应可知，放电时 Li为负极，Cu 为正极，阳离

11、子向正极移动，A 项正确；放电时，负极 Li失电子转化成 Li ，B 项错误；结合题中装置图可知，通入空气铜被腐蚀，生成 Cu2O，C 项正确；铜被腐蚀生成 Cu2O，放电时 Cu2O又被还原成 Cu，所以整个反应过程中 Cu相当于催化剂，D 项正确。9.ZnZnSO4PbSO4Pb电池装置如图，下列说法错误的是( )ASO 从右向左迁移24B电池的正极反应为 Pb2 2e =PbC左边 ZnSO4浓度增大，右边 ZnSO4浓度不变D若有 6.5 g锌溶解，有 0.1 mol SO 通过离子交换膜24解析：选 B 锌是负极，SO 从右向左迁移，A 正确；电池的正极反应为24PbSO42e =P

12、bSO ，B 错误；左边锌失去电子转化为 ZnSO4，ZnSO 4浓度增大，右边24ZnSO4浓度不变，C 正确；若有 6.5 g锌即 0.1 mol锌溶解，根据电荷守恒可知有 0.1 mol SO 通过离子交换膜，D 正确。2410(2019濮阳模拟)一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的工作原理及电池中发生的主要反应如图所示。下列说法错误的是( )A电池工作时，光能转变为电能，X 为电池的负极B镀铂导电玻璃上发生氧化反应生成 IC电解质溶液中发生反应：2Ru 3 3I 2Ru 2 I 35D电池工作时，电解质溶液中 I 和 I 的浓度基本不变3解析：选 B 电池工作时，光能转变为电

13、能，由图中电子的移动方向可知，电极 X为原电池的负极，故 A正确；镀铂导电玻璃上，I 得电子被还原为 I ，故 B错误；电池工3作时，负极反应为 2Ru2 2e =2Ru3 ，正极反应为 I 2e =3I ，又 Ru2 和3Ru3 、I 和 I 相互转化，所以电解质溶液中发生 2Ru3 3I 2Ru 2 I ，故 C正3 3确；由电池中发生的反应可知，I 在正极上得电子被还原为 I ，后又被氧化为 I ，I3 3和 I 相互转化，反应的实质是光敏有机物在激发态与基态的相互转化，电解质溶液中3I 和 I 的浓度基本不变，故 D正确。311我国科研人员研制出一种室温“可呼吸”NaCO 2电池。放电

14、时该电池“吸入”CO2，充电时“呼出”CO 2。吸入 CO2时，其工作原理如图所示。吸收的全部 CO2中，有 23转化为 Na2CO3固体沉积在多壁碳纳米管(MWCNT)电极表面。下列说法正确的是( )A “吸入”CO 2时，钠箔为正极B “呼出”CO 2时，Na 向多壁碳纳米管电极移动C “吸入”CO 2时的正极反应：4Na 3CO 24e =2Na2CO3CD标准状况下，每“呼出”22.4 L CO 2，转移电子 0.75 mol解析：选 C “吸入”CO 2时是原电池，根据图示，钠变成了 Na ，被氧化，钠箔为负极，故 A项错误；“呼出”CO 2时是电解池，阳离子向阴极移动，Na 向钠箔

15、电极移动，故B项错误；放电时该电池“吸入”CO 2，吸收的 CO2有 转化为 Na2CO3固体，有 转化为23 13C，正极反应为 4Na 3CO 24e =2Na2CO3C，故 C项正确；标准状况下，22.4 L CO2的物质的量为 1 mol，根据 2Na2CO3C4e =4Na 3CO 2可知每“呼出”1 mol CO2，转移电子 mol，故 D项错误。4312.如图所示是原电池的装置图。请回答：(1)若 C为稀 H2SO4，电流表指针发生偏转，B 电极材料为 Fe且作负极，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”)。(

16、2)若需将反应：Cu2Fe 3 =Cu2 2Fe 2 设计成如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_。6(3)若 C为 CuCl2溶液，Zn 是_极，Cu 极发生_反应，电极反应式为_。反应过程溶液中 c(Cu2 )_(填“变大” “变小”或“不变”)。(4)CO与 H2反应还可制备 CH3OH，CH 3OH可作为燃料使用，用 CH3OH和 O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图：电池总反应为 2CH3OH3O 2=2CO24H 2O，则 c电极是_(填“正极”或“负极”)，c 电极的反应方程式为_。若线路中转移 2 mol电子，则上述 CH

17、3OH燃料电池消耗的 O2在标准状况下的体积为_ L。解析：(1)铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换 H2的反应，所以正极反应是H 得电子生成 H2，电极反应式为 2H 2e =H2；溶液中 H 放电，导致溶液中 H 浓度减小，pH 升高。(2)Cu2Fe 3 =Cu2 2Fe 2 设计成如题图所示的原电池装置，根据方程式中物质发生的反应类型判断，Cu 发生氧化反应，作原电池的负极，所以 A极材料是Cu，B 极材料是比 Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag 等即可。溶液 C中含有 Fe3 ，如 FeCl3溶液。(3)Zn 比较活泼，在原电池中作负极，Cu 作正极，正极发生还原反应，Cu 2

18、在正极得到电子变成 Cu，电极反应为 Cu2 2e =Cu，Cu 2 发生了反应，则 c(Cu2 )变小。(4)根据图中的电子流向知 c是负极，是甲醇发生氧化反应：CH 3OH6e H 2O=CO26H ，线路中转移 2 mol 电子时消耗氧气 0.5 mol，标准状况下体积为 11.2 L。答案：(1)2H 2e =H2 升高(2)Cu 石墨(其他合理答案也可) FeCl 3溶液(3)负 还原 Cu 2 2e =Cu 变小(4)负极 CH 3OH6e H 2O=CO26H 11.213(1)高铁酸钾(K 2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图 1所示是高铁电

19、池的模拟实验装置。7该电池放电时正极的电极反应式为_。若维持电流强度为 1 A，电池工作十分钟，理论消耗 Zn_g(已知 F96 500 Cmol1 )。盐桥中盛有饱和 KCl溶液，此盐桥中氯离子向_(填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向_(填“左”或“右”)移动。图 2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有_。(2)有人设想以 N2和 H2为反应物，以溶有 A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图 3所示，电池正极的电极反应式是_，A 是_(填名称)。(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中 CO的浓度

20、，其装置如图 4所示。该电池中O2 可以在固体介质 NASICON(固溶体)内自由移动，工作时 O2 的移动方向_(填“从 a到 b”或“从 b到 a”)，负极发生的电极反应式为_。解析：(1)放电时高铁酸钾为正极，正极发生还原反应，电极反应式为FeO 4H 2O3e =Fe(OH)35OH 。若维持电流强度为 1 A，电池工作十分钟，转移24电子的物质的量为 mol0.006 217 6 mol。理论消耗 Zn的质量为1106096 50065 gmol1 0.2 g。电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正0.006 217 6 mol2极，所以盐桥中氯离子向右移动；若用阳离子交换膜代替盐

21、桥，则钾离子向左移动。(2)该电池的本质反应是合成氨反应，电池中氢气失去电子，在负极发生氧化反应，氮气得电子在正极发生还原反应，则正极反应式为 N28H 6e =2NH ，氨气与 HCl反应生成氯化4铵，则电解质溶液为 NH4Cl、HCl 混合溶液。(3)工作时电极 b作正极，O 2 由电极 b移向电极 a；该装置是原电池，通入 CO的电极 a是负极，负极上 CO失去电子发生氧化反应，电极反应式为 COO 2 2e =CO2。8答案：(1)FeO 4H 2O3e =Fe(OH)35OH 0.2 右 左 使用时间长、24工作电压稳定(2)N28H 6e =2NH 氯化铵4(3)从 b到 a COO 2 2e =CO2