2019年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 6.2 原電池 化學(xué)電源實(shí)效精練（含解析）一、選擇題：本大題共10小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1xx江蘇化學(xué)卷MgH2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無(wú)人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液。示意圖如圖。該電池工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()AMg電極是該電池的正極BH2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C石墨電極附近溶液的pH增大D溶液中Cl向正極移動(dòng)解析：MgH2O2電池中Mg電極作負(fù)極，石墨電極作正極，正極反應(yīng)為H2O2e=2OH，H2O2在該極發(fā)生還原反應(yīng)，石墨電極附近的pH增大，溶液中的Cl向負(fù)極移動(dòng)。答案：C2xx新課標(biāo)全國(guó)卷銀質(zhì)器皿日久表面會(huì)逐漸變黑，這是生成了Ag2S的緣故。根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理：在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)黑色會(huì)褪去。下列說(shuō)法正確的是()A處理過(guò)程中銀器一直保持恒重B銀器為正極，Ag2S被還原生成單質(zhì)銀C該過(guò)程中總反應(yīng)為2Al3Ag2S=6AgAl2S3D黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl解析：由“電化學(xué)原理”可知正極反應(yīng)式為Ag2S2e=2AgS2，負(fù)極反應(yīng)式為Al3e=Al3；電解質(zhì)溶液中發(fā)生反應(yīng)Al33H2OAl(OH)33H，S2與H結(jié)合生成H2S，使Al33H2OAl(OH)33H的平衡右移，最終生成Al(OH)3沉淀，只有B選項(xiàng)正確。答案：B3xx天津理綜卷為增強(qiáng)鋁的耐腐蝕性，現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源，以Al作陽(yáng)極、Pb作陰極，電解稀硫酸，使鋁表面的氧化膜增厚。反應(yīng)原理如下：電池：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)電解池：2Al3H2OAl2O33H2電解過(guò)程中，以下判斷正確的是()選項(xiàng)電池電解池AH移向Pb電極H移向Pb電極B每消耗3 mol Pb生成2 mol Al2O3C正極：PbO24H2e=Pb22H2O陽(yáng)極：2Al3H2O6e=Al2O36HD解析：電池中H移向正極即PbO2電極，電解池中H移向陰極即Pb電極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；每消耗3 mol Pb轉(zhuǎn)移6 mol e，生成1 mol Al2O3，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電池正極反應(yīng)式為PbO24HSO2e=PbSO42H2O，電解池中陽(yáng)極反應(yīng)為2Al3H2O6e=Al2O36H，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D中電池中負(fù)極上Pb生成PbSO4使其質(zhì)量增大，電解池中陰極上H生成H2，Pb電極質(zhì)量無(wú)變化，D正確。答案：D4xx上?；瘜W(xué)卷糕點(diǎn)包裝中常用的脫氧劑組成為還原性鐵粉、氯化鈉、炭粉等，其脫氧原理與鋼鐵的吸氧腐蝕相同。下列分析正確的是()A脫氧過(guò)程是吸熱反應(yīng)，可降低溫度，延長(zhǎng)糕點(diǎn)保質(zhì)期B脫氧過(guò)程是鐵作原電池正極，電極反應(yīng)為Fe3eFe3C脫氧過(guò)程中碳作原電池負(fù)極，電極反應(yīng)為2H2OO24e4OHD含有1.12 g鐵粉的脫氧劑，理論上最多能吸收氧氣336 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)解析：鋼鐵腐蝕中鐵作負(fù)極、碳作正極，B、C錯(cuò)誤； n(Fe)0.02 mol，負(fù)極電極反應(yīng)式Fe2e=Fe2，生成Fe2與正極生成的OH結(jié)合生成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2被空氣中的氧氣氧化生成Fe(OH)3，所以0.02 mol Fe最終失去0.06 mol電子，消耗n(O2)0.015 mol，D選項(xiàng)正確。答案：D5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)了如下圖所示的原電池裝置。下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是()A該原電池的正極反應(yīng)是Zn2e=Zn2B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3Zn2Fe3=2Fe3Zn2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。答案：B6利用生活中常見的材料可以進(jìn)行很多科學(xué)實(shí)驗(yàn)，甚至制作出一些有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的裝置來(lái)，下圖就是一個(gè)用廢舊材料制作的可用于驅(qū)動(dòng)玩具的電池的示意圖。該電池工作時(shí)，有關(guān)說(shuō)法正確的是()A鋁罐將逐漸被腐蝕B炭粒和炭棒上發(fā)生的反應(yīng)為O24e=2O2C炭棒應(yīng)與玩具電機(jī)的負(fù)極相連D該電池工作一段時(shí)間后炭棒和炭粒的質(zhì)量會(huì)減輕解析：該電池的反應(yīng)原理是：4Al3O2=2Al2O3，所以Al作電源負(fù)極，與玩具的負(fù)極相連，逐漸被腐蝕，A正確，C、D錯(cuò)誤；B選項(xiàng)中正確的反應(yīng)式為：O22H2O4e=4OH。答案：A7一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測(cè)儀，負(fù)極上的反應(yīng)為CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A檢測(cè)時(shí)，電解質(zhì)溶液中的H向負(fù)極移動(dòng)B若有0.4 mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48 L氧氣C電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD正極上發(fā)生的反應(yīng)為：O24e2H2O=4OH解析：電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子應(yīng)向正極移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；酸性溶液中，正極電極反應(yīng)式為O24e4H=2H2O，D項(xiàng)錯(cuò)誤；結(jié)合正極反應(yīng)式，轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí)，消耗O2 0.1 mol，其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24 L，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)符合題目要求，正確。答案：C8xx湖北省武漢市部分學(xué)校高三調(diào)研考試下列燒杯中盛放的都是稀硫酸，在銅上能產(chǎn)生氣泡的是()ABCD解析：A選項(xiàng)是鋅銅原電池，銅作正極，銅上氫離子放電生成氫氣，有氣泡產(chǎn)生，正確；B、C選項(xiàng)均能形成銅銀原電池，銅比銀活潑，銅作負(fù)極，銅上沒有氣泡產(chǎn)生，錯(cuò)誤；D選項(xiàng)中沒有形成閉合電路，錯(cuò)誤。答案：A9xx沈陽(yáng)六校聯(lián)考綜合如圖判斷，下列說(shuō)法正確的是()A裝置和裝置中負(fù)極反應(yīng)均是Fe2e=Fe2B裝置和裝置中正極反應(yīng)均是O22H2O4e=4OHC裝置和裝置中鹽橋中的陽(yáng)離子均向右側(cè)燒杯移動(dòng)D放電過(guò)程中，裝置左側(cè)燒杯和裝置右側(cè)燒杯中溶液的pH均增大解析：裝置中，由于Zn比Fe活潑，所以Zn作原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn2e=Zn2；Fe作正極，電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH。由于正極有OH生成，因此溶液的pH增大。裝置中，F(xiàn)e作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2；Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H2e=H2。正極由于不斷消耗H，所以溶液的pH逐漸增大。據(jù)此可知A、B皆錯(cuò)，D項(xiàng)正確。在原電池的電解質(zhì)溶液中，陽(yáng)離子移向正極，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D10xx濟(jì)南期末有一種新型燃料電池使用兩塊吸附氣體的海綿狀金屬作電極插入KOH溶液中，然后向兩極分別通入CH4和O2，其電極反應(yīng)為X極：CH410OH8e=CO7H2O；Y極：2H2OO24e=4OH。下列說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是()A通入甲烷的一極為電池的負(fù)極B放電一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量濃度不變C在標(biāo)況下，通入5.6 L氧氣，完全反應(yīng)后，有1 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移D放電時(shí)，1 mol甲烷在X極反應(yīng)時(shí)有2 mol氧氣在Y極反應(yīng)解析：由題意知電池總反應(yīng)為CH42O22OH=CO3H2O，反應(yīng)過(guò)程中消耗OH，故KOH的物質(zhì)的量濃度減小，選B。答案：B二、非選擇題：本大題共3小題，將答案填在題中橫線上。11(1)氫氧燃料電池汽車作為上海世博園中的交通工具之一，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A太陽(yáng)光催化分解水制氫氣比電解水制氫氣更為科學(xué)B氫氧燃料電池作為汽車動(dòng)力更能保護(hù)環(huán)境C以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式相同D以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的總反應(yīng)式相同(2)純電動(dòng)車采用了高效耐用的一種新型可充電電池，該電池的總反應(yīng)式為：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH該電池放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為_。放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3 mol電子，正極有_ molK2FeO4被還原。(3)錳酸鋰離子電池在混合動(dòng)力車等大型蓄電池應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。電池反應(yīng)式為L(zhǎng)i1xMnO4LixLiMnO4，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是_。A放電時(shí)電池的正極反應(yīng)式為：Li1xMnO4xLixe=LiMnO4B放電過(guò)程中，石墨沒有得失電子C該電池也能在KOH溶液的環(huán)境中正常工作D充電時(shí)電池上標(biāo)有“”的電極應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連解析：(1)選項(xiàng)A，電解獲得H2消耗較多的能量，而在催化劑作用下利用太陽(yáng)能來(lái)分解H2O獲得H2更為科學(xué)；選項(xiàng)B，氫氧燃料電池中生成物為H2O，對(duì)環(huán)境無(wú)污染；選項(xiàng)C，以稀H2SO4為介質(zhì)的電池負(fù)極反應(yīng)式為：H22e=2H，以KOH為介質(zhì)的電池負(fù)極反應(yīng)式為：H22OH2e=2H2O；選項(xiàng)D，氫氧燃料電池的總反應(yīng)式均為：2H2O2=2H2O。(2)放電時(shí)，在堿性條件下，負(fù)極反應(yīng)式為：Zn2e2OH=Zn(OH)2。根據(jù)電池總反應(yīng)式可知，2 mol K2FeO4被還原時(shí)有6 mol電子轉(zhuǎn)移，所以放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3 mol電子，有1 mol K2FeO4被還原。(3)選項(xiàng)A，根據(jù)總反應(yīng)式可知Li失去電子，電池負(fù)極反應(yīng)式為：xLixe=xLi，由總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式可得放電時(shí)電池的正極反應(yīng)式為：Li1xMnO4xLixe=LiMnO4；選項(xiàng)B，根據(jù)總反應(yīng)式可判斷石墨沒有得失電子；選項(xiàng)C，Li能與KOH溶液中的H2O反應(yīng)，導(dǎo)致電池?zé)o法正常工作；選項(xiàng)D，充電過(guò)程是放電的逆向過(guò)程，外界電源的負(fù)極提供的電子使原電池負(fù)極獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以標(biāo)有“”的電極應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連。答案：(1)C(2)Zn2e2OH=Zn(OH)21(3)C12xx南昌調(diào)研全釩液流電池是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動(dòng)液態(tài)的電池，目前釩電池技術(shù)已經(jīng)趨近成熟。如圖是釩電池基本工作原理示意圖：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)硫酸在電池技術(shù)和實(shí)驗(yàn)室中具有廣泛的應(yīng)用，在傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，硫酸是_，實(shí)驗(yàn)室中配制硫酸亞鐵時(shí)需要加入少量硫酸，硫酸的作用是_。(2)釩電池是以溶解于一定濃度硫酸溶液中的不同價(jià)態(tài)的釩離子(V2、V3、VO2、VO)為正極和負(fù)極電極反應(yīng)的活性物質(zhì)，電池總反應(yīng)為VO2V3H2OV2VO2H。放電時(shí)的正極反應(yīng)式為_，充電時(shí)的陰極反應(yīng)式為_。放電過(guò)程中，電解液的pH_(選填“升高”、“降低”或“不變”)。(3)釩電池基本工作原理示意圖中“正極電解液”可能是_。aVO、VO2混合液bV3、V2混合液cVO溶液dVO2溶液eV3溶液fV2溶液(4)能夠通過(guò)釩電池基本工作原理示意圖中“隔膜”的離子是_。解析：(1)傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，鋅與酸反應(yīng)生成氫氣，故硫酸為電解質(zhì)溶液；硫酸亞鐵容易水解，且水解顯酸性，加入少量硫酸，可以抑制其水解變質(zhì)。(2)正極反應(yīng)是還原反應(yīng)，由電池總反應(yīng)可知放電時(shí)的正極反應(yīng)為VO2He=VO2H2O；充電時(shí)，陰極反應(yīng)為還原反應(yīng)，故為V3得電子生成V2的反應(yīng)。(3)充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)式為VO2H2Oe=VO2H，故充電完畢的正極電解液為VO溶液，而放電完畢的正極電解液為VO2溶液，故正極電解液可能是選項(xiàng)acd。(4)充電和放電過(guò)程中，正極電解液與負(fù)極電解液不能混合，起平衡電荷作用的是加入的酸，故H可以通過(guò)隔膜。答案：(1)電解質(zhì)溶液抑制硫酸亞鐵的水解(2)VO2He=VO2H2OV3e=V2升高(3)acd(4)H13(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_ _。已知CH3OH(l)的燃料熱H726.5 kJmol1，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(zhǎng)壽命的鎳氫電池。電池充放電時(shí)的總反應(yīng)為：NiO(OH)MHNi(OH)2M電池放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為_ _。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_。解析：(1)酸性條件下甲醇燃料電池的總反應(yīng)式為：CH3OHO2=CO22H2O，酸性條件下該燃料電池的正極反應(yīng)式為O26H6e=3H2O，得電池負(fù)極反應(yīng)式為：CH3OHH2O6e=CO26H；該燃料電池的理論效率為100%96.6%。(2)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(yáng)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MHOHe=MH2O。中陰極的電極反應(yīng)有兩個(gè)，第一個(gè)階段是充電時(shí)的反應(yīng)式，由中的方法不難確定為MH2Oe=MHOH，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)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2H2OO24e=4OH。答案：(1)CH3OHH2O6e=CO26HO26H6e=3H2O96.6%(2)MHOHe=MH2O2H2OO24e=4OH創(chuàng)新試題教師備選教學(xué)積累資源共享原電池的設(shè)計(jì)在例題中涉及但在課時(shí)作業(yè)中沒有涉及，在此供老師們選用。1利用反應(yīng)Zn2Fe3=Zn22Fe2設(shè)計(jì)一個(gè)帶鹽橋的原電池。并在下面方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖。并指出正極為_，電極反應(yīng)式為_，負(fù)極為_，電極反應(yīng)式為_ _。此裝置中鹽橋的作用是_。解析：本題解題流程如下：答案：Pt2Fe32e=2Fe2ZnZn2e=Zn2使兩個(gè)半電池連成一個(gè)通路；使兩溶液保持電中性此題屬于中擋偏難試題，作為課時(shí)作業(yè)難度較大，供教師選用。2被稱之為“軟電池”的紙質(zhì)電池，采用一個(gè)薄層紙片作為傳導(dǎo)體，在其一邊鍍鋅，而在其另一邊鍍二氧化錳。紙內(nèi)的離子“流過(guò)”水與氯化鋅組成的電解液。電池總反應(yīng)為：Zn2MnO2H2O=ZnO2MnO(OH)。下列說(shuō)法正確的是()A該電池的正極為鋅B該電池反應(yīng)中二氧化錳起催化劑作用C當(dāng)0.1 mol Zn完全溶解時(shí)，流經(jīng)電解液的電子個(gè)數(shù)為1.2041023D電池正極反應(yīng)式為2MnO22e2H2O=2MnO(OH)2OH解析：由總反應(yīng)式可知，二氧化錳為氧化劑而不是催化劑，鋅為還原劑，應(yīng)為原電池的負(fù)極，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；電子只能經(jīng)外電路流動(dòng)，電解液內(nèi)電流的形成是陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電池負(fù)極反應(yīng)式為ZnH2O2e=ZnO2H，用總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式得正極反應(yīng)式為2MnO22e2H2O=2MnO(OH)2OH。答案：D