2018_2019学年高中化学主题16原电池原理及应用补差试题新人教版选修4.doc

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1、- 1 -主题 16 原电池原理及应用1下列反应不可用于设计成原电池的是( )ACaCO 3+2HClCaCl 2+CO2+H 2O B2CH 3OH+3O22CO 2+4H2OCZn+2HClZnCl 2+H2 D4Al+3O 2+6H2O4Al(OH) 3【答案】A【解析】【点睛】构成原电池的条件是：有两个活泼性不同的电极，将电极插入电解质溶液中，两电极间构成闭合回路，能自发的进行氧化还原反应。2关于原电池的叙述中正确的是( )A原电池是把化学能转变为电能的装置B构成原电池正极和负极的必须是两种不同金属C原电池电解质溶液中阳离子向负极移动D理论上，所有的氧化还原反应都能设计成原电池【答案】

2、A【解析】【分析】A.原电池是将化学能转化为电能的装置； B.构成原电池的正负极可能都是非金属或金属和非金属；C.原电池放电时,电解质溶液中阳离子向正极移动；D.自发进行的氧化还原反应可以设计成原电池；【详解】- 2 -A.原电池是将化学能转化为电能的装置,电解池是将电能转化为化学能的装置,故 A正确；B.构成原电池的正负极可能都是非金属或金属和非金属,如 Zn、石墨和稀硫酸构成的原电池,以石墨为电极的氢氧燃料电池,故 B错误；C.原电池放电时,负极上电子沿导线流向正极,根据异性相吸原理,电解质溶液中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,故 C错误；D.理论上，自发进行的氧化还原反应都能设计成原

3、电池，故 D错误；综上所述，本题选 A。3Mg-AgCl 电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池的总反应方程式如下：2AgCl + Mg = Mg2+ 2Ag +2Cl。有关该电池的说法正确的是A该电池可用于海上应急照明供电B负极反应式为：AgCl + e = Ag + ClC该电池不能被 KCl 溶液激活D电池工作时，每消耗 1.2 g Mg，溶液中的 Cl-增多 0.2 mol【答案】A【解析】4某小组为研究电化学原理，设计如下图装置。下列叙述不正确的是（ ）Aa 和 b不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba 和 b用导线连接时，溶液中的 SO42-向铁电极移动，铜片上发生的反应为：Cu

4、2 2e =Cu- 3 -C无论 a和 b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色Da 和 b分别连接直流电源正、负极时，溶液中的 Cu2 向铜电极移动【答案】D5某太阳能电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是A光照时，毎转移 2mol电子，有 2mol H+由 a极区经质子交换膜向 b极区迁移B光照时，b 极的电极反应式为 VO2+-e-+H2O=VO2+2H+C夜间，a 极的电极反应式为 V3+e-=V2+D该电池供电原理与硅太阳能电池相同【答案】B【解析】A光照时，b 极 VO2+H2O-e-=VO2+2H+，产生氢离子，而氢离子由 b极室透过质子膜进入 a极室，故 A错误；B

5、光照时，b 极发生氧化反应，电极反应式为 VO2+H2O-e-=VO2+2H+，故 B正确；C夜间无光照时，相当于蓄电池放电，a 极的电极反应式为：V2+-e-=V3+，发生氧化反应，是负极，故 C错误；D硅太阳能电池是用半导体原理将光能转化为电能，是物理变化，而该电池是化学能转化为电能，两者原理不同，故 D错误；故选 B。6镍镉（NiCd）可充电电池在现代生活中有广泛的应用。已知镍镉电池的电解质溶液是- 4 -KOH溶液，放电时的电池反应是： Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH) 2+2Ni(OH)2，下列说法正确的是A放电时电解质溶液的密度减小 B放电时 K+向 Cd极区移动C充电

6、时阳极 Cd元素被氧化 D充电时阴极附近的 pH增大【答案】D考点：考查镍镉（NiCd）可充电电池的有关判断7新型 / 燃料电池（DBFC）的结构如图所示，已知硼氢化钠中 H为1 价，有关该电池的说法正确的是 （ ）A电极 B材料中含 层， 可增强导电性B电池负极区的电极反应：C放电过程中，Na +从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗 1L 6mol/L 溶液，理论上流过电路中的电子为 6 个【答案】B【解析】【分析】新型 / 燃料电池， 中氢元素化合价由-1 价升为+1 价，失去电子，在负- 5 -极上发生氧化反应；过氧化氢中氧元素化合价由-1 价降为-2 价，得到电子，在正极上发生还

7、原反应，据此解题。【点睛】本题考查的知识点为原电池。在原电池中，失去电子发生氧化反应的一极作为负极，得到电子发生还原反应的一极作为正极。电子由负极流出，经外导线流向正极。电解质溶液中，通常阳离子向正极移动、阴离子向负极移动。8已知新型中温全瓷铁-空气电池，其结构如图所示。下列说法正确的是 A铁表面发生的反应为 xH2O（g）+FeFeO x+xH2Ba 极发生氧化反应C正极的电极反应为 FeOx+2xe-Fe+xO 2-D若有 22.4L（标准状况）空气参与反应，则电路中有 4mol电子转移【答案】A【解析】【分析】- 6 -由新型中温全瓷铁-空气电池的装置图可知，a 极空气中氧气得电子发生还

8、原反应为正极，铁与水反应生成氢气，氢气在 b极失电子发生氧化反应为负极，据此分析解答。【点睛】本题考查新型化学电源，把握原电池的工作原理和电极反应的判断是解答本题的关键，易错选项是 D，注意题中所给的体积是空气的体积而不是氧气的体积。9镁-次氯酸盐电池的工作原理如图所示，该电池反应为 Mg+ClO +H2OMg(OH) 2+Cl 。下列有关说法正确的是 A电池工作时，正极 a附近的 pH增大B电池工作时，C 溶液中的溶质是 MgCl2C负极反应式：ClO +2e +H2OCl +2OHDb 电极发生还原反应，每转移 0.2mol电子，理论上生成 0.1mol Cl【答案】A【解析】【分析】该电

9、池中，镁易失电子作负极，据图可知，负极为 b，电极反应式为 Mg-2e +2OH = Mg(OH)2，次氯酸根离子得电子发生还原反应，正极 a的电极反应式为：- 7 -ClO +H2O+2e =Cl +2OH ，据此分析解答。10CH 3OH-O2在聚合物催化下的原电池的工作示意图如图所示，下列说法正确的是A电极 A是负极，发生还原反应B电解质溶液中 H+由电极 B流向 A极C电极 B的电极反应为 O2+2e +H HO 2D外电路中通过 3mol电子时，生成 11.2LCO2【答案】C【解析】【详解】A该燃料电池中，通入燃料甲醇的 A极为原电池的负极，通入氧气的 B极为原电池的正极，甲醇在负

10、极上失电子发生氧化反应，故 A错误；B在原电池中，阳离子向正极区迁移，所以氢离子从 A极流向 B极，故 B错误；C通入氧气的 B极为正极，发生的电极反应为 O2+2e +H HO 2 ，故 C正确；D根据 C元素的化合价变化可知，每生成 1 mol CO2转移 6mol电子，所以外电路中通过 3mol电子时生成 0.5mol CO2，因未说明是否处于标准状况，所以二氧化碳的体积不一定为 11.2L，故 D错误，答案选 C。【点睛】本题考查原电池原理，可根据元素化合价变化判断正负极，再结合反应物、生成物及得- 8 -失电子书写电极反应式，解题时要特别注意书写电极反应式时要结合电解质特点，为易错点

11、，试题难度不大。11利用反应 2CuO 22H 2SO4=2CuSO42H 2O可制备 CuSO4，若将该反应设计为原电池。（1）负极材料是_(写名称)，电极反应为_。（2）正极电极反应式为_。（3）溶液中 SO42向_极移动。【答案】 （1）铜 Cu2e =Cu2 （2）O 24e 4H =2H2O （3）负12SO 2、CO、CO 2、NO x是对环境影响较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。（1）利用电化学原理将 CO、SO 2转化为重要化工原料，装置如图所示。若 A为 CO，B 为 H2，C 为 CH3OH，则通入 CO一极的电极反应式为_。A 为 SO2

12、，B 为 O2，C 为 H2SO4，则负极反应式为_。若 A为 NO2，B 为 O2，C 为 HNO3，则负极的电极反应式为_。（2）碳酸盐燃料电池以一定比例的 Li2CO3和 Na2CO3低熔混合物为电解质，操作温度为650，在此温度下以镍为催化剂，以煤气（CO、H 2的体积比为 1:1）直接作燃料，其工作原理如图所示。- 9 -则电池负极反应式为_.【答案】CO+4e +4H =CH3OH SO2+2H2O2e =SO42 +4H NO2e +H2O=NO3 +2H CO+H24e +2CO32 =3CO2+H2O 【解析】【分析】（1） 原电池中，通入氧化剂的电极是正极、通入还原剂的电极

13、是负极，该电池中C元素化合价由+2 价变为-2 价、H 元素化合价由 0价变为+1 价，所以 CO是氧化剂；若 A为 SO2，B 为 O2，C 为 H2SO4，负极上二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子；若 A为 NO2，B 为 O2，C 为 HNO3，则 NO2在负极上失电子发生氧化反应；（2） 该燃料电池中，负极上一氧化碳、氢气失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，由此书写电极反应式。.若 A为 NO2，B 为 O2，C 为 HNO3，负极上 NO2失电子发生氧化反应生成硝酸，电极反应式为NO2e +H2O=NO3 +2H ，故答案为：NO 2e +H2O=NO3 +2H ；-

14、10 -（2） 该燃料电池中，负极上一氧化碳、氢气失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，电极反应式为：CO+H 24e +2CO32 =3CO2+H2O，故答案为：CO+H24e +2CO32 =3CO2+H2O。132014 年我国的冶金行业深受经济危机的冲击，尤其是 Al、Fe 的价格下滑幅度很大。请完成下面问题：（1）冶炼后的铝渣中含有大量的硅酸铝钙（Al 2Ca2Si5O15） ，可作耐火纤维的原料。硅酸铝钙用氧化物形式表示为_。（2） 由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是 。a.Fe2O3 b.NaCl c.Cu2S d.Al2O3（3）高铁电池具有容量高、安全性能好和价格低廉等

15、特点，如图是高铁电池的实验装置。已知：放电后两极得到相同价态铁的化合物。电池放电时正极发生的电极反应式是_。若该电池属于二次电池，则充电时阴极的电极反应式为_。已知盐桥中含有饱和 KCl溶液，放电时，盐桥的作用是_。【答案】 （1）2CaOAl 2O35SiO2；（2）bd；（3）FeO 42 +3e +4H2OFe（OH） 3+5OH ；Fe（OH） 3+3e Fe+3OH ；形成闭合回路，并保持两边溶液呈电中性。- 11 -考点：考查复杂硅酸盐写成氧化物、金属冶炼、电极反应式的书写、盐桥的作用等知识。14依据原电池原理，回答下列问题：（1）图 1是依据氧化还原反应：Cu（s）2Fe 3 （

16、aq）Cu 2 （aq）2Fe 2 （aq）设计的原电池装置。电极 X的材料是_（填化学名称） ；电极 Y的材料是_（填化学名称） 。Y 电极发生的电极反应式为：_。 （2）图 2是使用固体电解质的燃料电池，装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入 CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了 Y2O3的 ZrO2固体，它在高温下能传导正极生成的 O2 离子(O 24e 2O 2 )。c 电极为_极。 （填“正”或“负” ） d 电极上的电极反应式为_。 如果消耗甲烷 160g，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为_（用 NA表示） ，需要消耗标准状况下氧气的体积为_L。【答案】铜

17、碳（石墨、金、铂、银） 2Fe3 2e 2Fe 2 正 - 12 -CH44O 2 8e =CO22H 2O 80NA 448 【解析】【详解】（1）由 Cu（s）2Fe 3 （aq）Cu 2 （aq）2Fe 2 （aq）可知：Cu 失去电子，化合价升高，是电子流出的一极，为原电池的负极，故电极 X的材料是铜，电极 Y是原电池的正极，发生 Fe3+得电子的还原反应，可选择惰性电极碳或比铜活波性弱的材料做电极，如碳（石墨、金、铂、银）做正极，原电池正极的电极反应式为：2Fe3 2e 2Fe 2 ；本题答案为：铜，碳（石墨、金、铂、银） ；2Fe 3 2e 2Fe 2 （或 Fe3 e Fe 2 ） 。