2019-2020年高考化學復習 考點19 原電池新型化學電源練習1(xx課標全國，11)微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是()A正極反應中有CO2生成B微生物促進了反應中電子的轉移C質子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)D電池總反應為C6H12O66O2=6CO26H2O2(xx天津理綜，4)鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關敘述正確的是()A銅電極上發(fā)生氧化反應B電池工作一段時間后，甲池的c(SO)減小C電池工作一段時間后，乙池溶液的總質量增加D陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡3(xx江蘇化學，10)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關該電池的說法正確的是()A反應CH4H2O3H2CO，每消耗1 mol CH4轉移12 mol電子B電極A上H2參與的電極反應為：H22OH2e=2H2OC電池工作時，CO向電極B移動D電極B上發(fā)生的電極反應為：O22CO24e=2CO4(1)xx四川理綜，11(5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應為4LiFeS2=Fe2Li2S，正極反應式是_(2)xx海南化學，15(4)下圖所示原電池正極的反應式為_。(3)xx安徽理綜，25(4)常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池(圖1)，測得原電池的電流強度(I)隨時間(t)的變化如圖2所示，反應過程中有紅棕色氣體產生。圖1圖20t1時，原電池的負極是Al片，此時，正極的電極反應式是_，溶液中的H向_極移動，t1時，原電池中電子流動方向發(fā)生改變，其原因是_。1(xx北京理綜，8)下列電池工作時，O2在正極放電的是()2(xx福建理綜，11)某原電池裝置如圖所示，電池總反應為2AgCl2=2AgCl。 下列說法正確的是 ()A正極反應為AgCle=AgCl B放電時，交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成 C若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應隨之改變 D當電路中轉移0.01 mol e時，交換膜左側溶液中約減少0.02 mol離子 3(xx浙江理綜，11)鎳氫電池(NiMH)目前已經成為混合動力汽車的一種主要電池類型。NiMH中的M表示儲氫金屬或合金。該電池在充電過程中的總反應方程式是：Ni(OH)2M=NiOOHMH已知：6NiOOHNH3H2OOH=6Ni(OH)2NO下列說法正確的是 ()ANiMH電池放電過程中，正極的電極反應式為：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OHB充電過程中OH 離子從陽極向陰極遷移 C充電過程中陰極的電極反應式：H2OMe=MHOH ，H2O中的H被M還原DNiMH電池中可以用KOH溶液、氨水等作為電解質溶液4(xx天津理綜，6)已知：鋰離子電池的總反應為：LixCLi1xCoO2CLiCoO2鋰硫電池的總反應為：2LiSLi2S有關上述兩種電池說法正確的是()A鋰離子電池放電時，Li向負極遷移 B鋰硫電池充電時，鋰電極發(fā)生還原反應 C理論上兩種電池的比能量相同 D右圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電5(xx課標全國，12)xx年3月我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是()Aa為電池的正極B電池充電反應為LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化D放電時，溶液中Li從b向a遷移6(xx課標全國，10)銀質器皿日久表面會逐漸變黑，這是生成了Ag2S的緣故，根據電化學原理可進行如下處理，在鋁質容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時間后發(fā)現黑色會褪去，下列說法正確的是()A處理過程中銀器一直保持恒重B銀器為正極，Ag2S被還原生成單質銀C該過程中總反應為2Al3Ag2S=6AgAl2S3D黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉化為白色AgCl7(xx課標全國，11)“ZEBRA”蓄電池的結構如圖所示，電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導體制作的陶瓷管相隔。下列關于該電池的敘述錯誤的是()A電池反應中有NaCl生成B電池的總反應是金屬鈉還原三價鋁離子C正極反應為NiCl22e=Ni2ClD鈉離子通過鈉離子導體在兩電極間移動8(1)xx四川理綜，11(5)MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料。堿性鋅錳電池放電時，正極的電極反應式是_。(2)xx四川理綜，11(4)以Al和NiO(OH)為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時NiO(OH)轉化為Ni(OH)2該電池反應的化學方程式是_。9xx課標全國，28(5)二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點，其能量密度高于甲醇直接燃料電池(5.93 kWhkg1)。若電解質為酸性，二甲醚直接燃料電池的負極反應為_，一個二甲醚分子經過電化學氧化，可以產生_個電子的電量：該電池的理論輸出電壓為1.20 V，能量密度E_(列式計算。能量密度電池輸出電能/燃料質量，1 kWh3.6106 J)。10(xx海南化學，16)鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應原理如圖所示，其中電解質LiClO4溶于混合有機溶劑中，Li 通過電解質遷移入MnO2晶格中，生成 LiMnO2。回答下列問題：(1)外電路的電流方向是由_極流向_極。(填字母)(2)電池正極反應式為_。(3)是否可用水代替電池中的混合有機溶劑？_(填“是”或“否”)，原因是_。(4)MnO2 可與KOH和KClO3在高溫下反應，生成K2MnO4，反應的化學方程式為_。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物質的量之比為_。1(xx廣東揭陽調研，6)分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結論正確的是()A中Mg作負極，中Fe作負極B中Mg作正極，電極反應式為6H2O6e=6OH3H2C中Fe作負極，電極反應式為Fe2e=Fe2D中Cu作正極，電極反應式為2H2e=H22(xx北京海淀區(qū)期末，9)鉛蓄電池反應原理為：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)2PbSO4(s)2H2O(l)，下列說法正確的是()A放電時，負極的電極反應式為：Pb2e=Pb2B放電時，正極得電子的物質是PbO2C充電時，電解質溶液中硫酸濃度減小D充電時，陰極的電極反應式為：PbSO42e2H2O=PbO24HSO3(xx武漢武昌區(qū)調研，11)研究發(fā)現，可以用石墨作陽極、鈦網作陰極、熔融CaF2CaO作電解質，利用圖示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑還原二氧化鈦制備金屬鈦。下列說法中正確的是()A將熔融CaF2CaO換成Ca(NO3)2溶液也可以達到相同目的B陽極的電極反應式為C2O24e=CO2C在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量減少D若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源，“”接線柱應連接Pb電極4(xx陜西安康二次調研，8)在常溫常壓下，某實驗小組按下圖做完實驗后，實驗報告記錄如下。其中描述合理的是()實驗報告：Cu為負極，Zn為正極Cu極上有氣泡產生，發(fā)生還原反應SO向Cu極移動若有0.5 mol電子流經導線，則可收集到5.6 L氣體電流的方向是：CuZn該反應中的化學能沒有全部轉化為電能A B C D5(xx河北保定期末，20)液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點。一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料的電池裝置如下圖所示，該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH溶液作為電解質溶液。下列關于該電池的敘述正確的是()Ab極發(fā)生氧化反應Ba極的反應式：N2H44OH4e=N24H2OC放電時，電流從a極經過負載流向b極D其中的離子交換膜需選用陽離子交換膜6(xx江西南昌調研，10)普通水泥在固化過程中自由水分子減少，并產生Ca(OH)2，溶液呈堿性。根據這一特點，科學家發(fā)明了電動勢(E)法測水泥初凝時間，此法原理如圖所示。反應總方程式為：2CuAg2O=Cu2O2Ag。下列有關說法不正確的是()A工業(yè)上制備水泥的原料有黏土、石灰石、石膏B測量原理裝置圖中Ag2O/Ag極發(fā)生還原反應C負極的電極反應式為2CuH2O2e=Cu2O2HD在水泥固化過程中，自由水分子減少，溶液中各離子濃度的變化導致電動勢變化7(xx湖北孝感統(tǒng)考，13)氣體的自動化檢測中常常應用原電池原理的傳感器。下圖為電池的工作示意圖：氣體擴散進入傳感器，在敏感電極上發(fā)生反應，傳感器就會接收到電信號。下表列出了待測氣體及敏感電極上部分反應產物。待測氣體部分電極反應產物NO2NOCl2HClCOCO2H2SH2SO4則下列說法中正確的是()A，上述氣體檢測時，敏感電極均作電池正極B檢測Cl2氣體時，敏感電極的電極反應式為Cl22e=2ClC檢測H2S氣體時，對電極充入空氣，對電極上的電極反應式為O22H2O4e=4OHD檢測H2S和CO體積分數相同的兩份空氣樣本時，傳感器上產生的電流大小相同8(xx河南八市三次聯(lián)考，16)某實驗小組依據反應AsO2H2IAsOI2H2O設計如圖原電池，探究pH對AsO氧化性的影響。測得電壓與pH的關系如圖。下列有關敘述錯誤的是()A調節(jié)pH可以改變反應的方向BpH0.68時，反應處于平衡狀態(tài)CpH5時，負極電極反應式為2I2e=I2DpH>0.68時，氧化性I2>AsO9(xx河南洛陽期末，17)(1)A、B、C三個燒杯中分別盛有相同物質的量濃度的稀硫酸。B中Sn極的電極反應式為_，Sn極附近溶液的pH_(填“增大”、“減小”或“不變”)。C中總反應離子方程式為_。比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是_。(2)如圖是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問題：電池的負極是_(填“a”或“b”)電極，該極的電極反應是_。電池工作一段時間后電解質溶液的pH_(填“增大”、“減小”或“不變”)。10(xx鄭州市高三第一次模擬)氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。如圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質穩(wěn)定。請回答：(1)氫氧燃料電池的能量轉化的主要形式是_，在導線中電子流動方向為_(用a、b表示)。(2)負極反應式為_。(3)電極表面鍍鉑粉的原因是_。(4)該電池工作時，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲氫是關鍵技術之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：.2LiH22LiH.LiHH2O=LiOHH2反應中的還原劑是_，反應中的氧化劑是_。已知LiH固體密度為0.82 g/cm3，用鋰吸收224 L(標準狀況)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為_。由生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉化率為80%，則導線中通過電子的物質的量為_mol?？键c專練19原電池新型化學電源【三年高考真題演練】xx年高考真題1A由題意可知，微生物電池的原理是在微生物作用下O2與C6H12O6發(fā)生氧化還原反應，將化學能轉化為電能，B正確；氧氣在正極反應，由于質子交換膜只允許H通過，則正極反應為：O24e4H=2H2O，沒有CO2生成，A項錯誤；負極發(fā)生反應：C6H12O624e6H2O=6CO224H，H在負極區(qū)生成，移向正極區(qū)，在正極被消耗，C項正確；總反應為：C6H12O66O2=6CO26H2O，D項正確。2CA項，由鋅的活潑性大于銅，可知銅電極為正極，在正極上Cu2得電子發(fā)生還原反應生成Cu，錯誤；B項，由于陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，故甲池的c(SO)不變，錯誤；C項，在乙池中Cu22e=Cu，同時甲池中的Zn2通過陽離子交換膜進入乙池中，則有Cu2Zn2，由于M(Zn2)>M(Cu2)，故乙池溶液的總質量增加，正確；D項，陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，電解過程中Zn2通過交換膜移向正極保持溶液中電荷平衡，陰離子是不能通過交換膜的，錯誤。3DA項，H4O，則該反應中每消耗1 mol CH4轉移6 mol電子，錯誤；該電池的傳導介質為熔融的碳酸鹽，所以A電極即負極上H2參與的電極反應為：H22eCO=CO2H2O，錯誤；C項，原電池工作時，陰離子移向負極，而B極是正極，錯誤；D項，B電極即正極上O2參與的電極反應為：O24eCO2=2CO，正確。4解析(1)根據正極發(fā)生還原反應，由電池放電時的總反應方程式，可得正極的電極反應式為FeS24Li4e=Fe2Li2S或FeS24e=Fe2S2。(2)該原電池的實質是Cu與銀離子發(fā)生置換反應生成Ag單質，所以正極是Ag放電，生成Ag單質，反應式為Age=Ag。(3)Ot1時，Al表面被氧化發(fā)生鈍化，Al作負極，Cu作正極，正極反應為：2HNOe=NO2 H2O；原電池工作時，陽離子向正極做定向移動；t1時鋁表面在濃HNO3中全部鈍化后，氧化膜阻止了鋁的進一步氧化，然后銅作負極，電流方向發(fā)生變化。答案(1)FeS24Li4e=Fe2Li2S或FeS24e=Fe2S2(2)Age=Ag(3)2HNOe=NO2 H2O正常溫下鋁在濃HNO3中發(fā)生鈍化，氧化物薄膜阻止了鋁的進一步反應兩年經典高考真題1BA項，鋅錳電池正極上是MnO2得電子，錯誤；B項，氫燃料電池正極上是O2放電，正確；C項，鉛蓄電池正極上是PbO2放電，錯誤；D項，鎳鎘電池正極上是NiOOH得電子，錯誤。2DA項，Pt為正極發(fā)生還原反應：Cl22e=2Cl，錯誤；B項，放電時，左側的電極反應式AgCle=AgCl，有大量白色沉淀生成，錯誤；C項，由于H、Na均不參與電極反應，則用NaCl代替鹽酸，電池總反應不變，錯誤；D項，當電路中轉移0.01 mol e時，左側產生0.01 mol Ag與Cl結合為AgCl沉淀，右側產生0.01 mol Cl，為保持溶液的電中性，左側約有0.01 mol H通過陽離子交換膜轉移到右側，故左側溶液中約減少0.02 mol離子，正確。3AA項，由NiMH充電的總反應方程式知，其逆反應為放電時的總反應，正極發(fā)生還原反應：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，正確；B項，充電時相當于電解池，陰離子(OH)向陽極移動，錯誤；C項，由于MH中M與H均為0價，反應前后M的化合價沒有變化，故H2O中的H是由于電解而被還原，并不是被M還原，錯誤；D項，由信息可知NiOOH與KOH溶液、氨水反應，故電解質溶液不能用KOH溶液、氨水，錯誤。4BA項，鋰離子電池放電時是原電池，陽離子向正極移動，錯誤；B項鋰硫電池充電時是電解池，鋰電極由Li2SLi，發(fā)生還原反應，正確；C項，電池的比能量是參與電極反應的單位質量的電極材料放出電能的大小，鋰離子電池比能量為，鋰硫電池的比能量為，理論上兩種電池的比能量不同，錯誤；D項，由圖可知，鋰離子電池的電極材料為C和LiCoO2，應為該電池放電所得產物，而鋰硫電池的電極材料為Li和S，應為充電所得產物，故此時應為鋰硫電池給鋰離子電池充電的過程，錯誤。5C由題給裝置圖中的電極材料判斷，b為負極，電極反應式為Lie=Li，a為正極，電極反應式為Li1xMn2O4xLixe=LiMn2O4，原電池總反應為Li1xMn2O4xLi=LiMn2O4。A項，由以上分析，a為電池的正極，正確；B項，原電池充電時為電解池，其充電反應與放電反應相反，故充電反應為LiMn2O4=Li1xMn2O4xLi，正確；C項，放電時，a極Mn的化合價降低，發(fā)生還原反應，而鋰的化合價不變化，錯誤；D項，放電時，溶液中Li由負極移向正極(a極)，正確。6B本題要注意運用“電化學原理”這個關鍵詞，由題干信息中Ag、Al、食鹽溶液構成原電池的條件，Ag2S 是氧化劑，作正極，發(fā)生還原反應，B項正確。C項忽視了Al2S3在水溶液中發(fā)生水解相互促進反應，正確的化學方程式應為2Al3Ag2S6H2O=6Ag2Al(OH)33H2S。D項中黑色褪去的原因是Ag2S被還原成了Ag。7B該電池總反應為：2NaNiCl2=2NaClNi，因此有NaCl生成，A項正確；電池總反應為Na還原Ni2，B項錯誤；正極為NiCl2發(fā)生還原反應：NiCl22e=Ni2Cl，C項正確；鈉離子通過鈉離子導體由負極移向正極，D項正確。8解析(1)堿性鋅錳干電池中，MnO2作為正極，發(fā)生還原反應，其電極反應式MnO2H2Oe=MnO(OH)OH。(2)該新型電池放電時，關鍵判斷Al的氧化產物。由于NaOH溶液的存在，Al被氧化生成NaAlO2而不是Al(OH)3，故電池反應的化學方程式為：Al3NiO(OH)NaOHH2O=NaAlO23Ni(OH)2。答案(1)MnO2H2Oe=MnO(OH)OH(2)Al3NiO(OH)NaOHH2O=NaAlO23Ni(OH)29解析寫電極反應時應注意：酸性條件；CH3OCH3中碳元素的化合價為2價；氧化產物為CO2；用H平衡電荷。從能量密度的單位上看，可以假設燃料的質量為1 kg，計算提供電子的物質的量，再轉化為電量，利用EqU換算出燃料提供的總能量，即可順利計算出能量密度(3.6106 JkW1h1)8.39 kWhkg1。答案CH3OCH312e3H2O=2CO212H12(3.6106 JkW1h1)8.39 kWhkg110解析由 Li 的遷移方向可知，b為正極，其電極反應為：LiMnO2e=LiMnO2，a為負極，其電極反應為：Li e=Li，電流由b流向a。由于鋰能與水發(fā)生反應，故不能用水代替電池中的混合有機溶劑。答案(1)ba(2)Li MnO2e=LiMnO2(3)否鋰能與水發(fā)生反應(4)3MnO26KOHKClO33K2MnO4KCl3H2O21【兩年模擬試題精練】1B中Mg不與NaOH溶液反應，而Al能和NaOH溶液反應，失去電子，故Al作負極，中Fe在濃硝酸中易鈍化，Cu和濃HNO3反應失去電子，故Cu作負極，A、C項錯誤；中電池總反應為2Al2OH2H2O=2AlO3H2，負極電極反應式為2Al8OH6e=2AlO4H2O，二者相減得到正極電極反應式為6H2O6e=6OH3H2，B項正確；中Cu作正極，電極反應式為O22H2O4e=4OH，D項錯誤。2BA項，放電是原電池，Pb做負極，發(fā)生氧化反應，電極反應式：Pb2eSO=PbSO4，錯誤；B項，正極是PbO2，發(fā)生還原反應，電極反應式：PbO22e4HSO=PbSO42H2O，正確；C項，充電是電解池，由總反應式知硫酸濃度增大，錯誤；D項，充電時，陰極發(fā)生還原反應，電極反應式：PbSO42e=PbSO，錯誤。3B鈣能與水發(fā)生反應，因此不能用Ca(NO3)2溶液作電解質，A錯誤。電解池的陽極發(fā)生氧化反應，根據圖示可知B正確。CaO中Ca2在電極槽中得電子生成鈣，鈣與二氧化鈦反應重新生成CaO，所以在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量不變，C錯誤。鉛蓄電池中Pb電極是負極，應與“”接線柱連接，D錯誤。4C對于銅鋅原電池，Zn活潑應為負極，Cu為正極，錯誤；Cu極上H得電子生成H2，發(fā)生還原反應，正確；陰離子應當向負極移動，則SO應向Zn極移動，錯誤；若有0.5 mol電子流經導線，則生成0.25 mol的H2，在常溫常壓下的體積不是5.6 L，錯誤；電流的方向，由正極流向負極，正確；該原電池把化學能轉化為電能的同時還有其他形式的能量的轉化，正確。5B燃料電池燃料(N2H4)在負極(a極)發(fā)生氧化反應N2H44OH4e=N24H2O，O2在正極發(fā)生還原反應：O24e2H2O=4OH，總反應為N2H4O2=N22H2O，A項錯誤，B項正確；放電時電流由正極流向負極，C項錯誤；OH在正極生成，移向負極消耗，所以離子交換膜應讓OH通過，故選用陰離子交換膜，D項錯誤。6C工業(yè)上制備普通水泥的原料有石灰石、黏土、石膏，故A項正確；根據電池反應式2CuAg2O=Cu2O2Ag知，Ag2O/Ag極作正極，正極上Ag2O得電子，發(fā)生還原反應，故B項正確；根據電池反應式2CuAg2O=Cu2O2Ag知，銅失電子作負極，負極上的電極反應式為：2Cu2OH2e=Cu2OH2O，C項錯誤；水泥固化過程中，自由水分子減少，導致溶液中各離子濃度發(fā)生變化，從而引起電動勢變化，故D項正確。7B由待測氣體及產物的化合價可知NO2、Cl2作正極，CO、H2S作負極，A選項錯誤；由H2S氧化后產物為H2SO4可知，電解質溶液為酸性，電極反應中不能有OH，C選項錯誤；D選項，H2S中1個S的化合價升高8、而CO中1個C的化合價只升高2，錯誤。8C由總反應方程式知，c(H)大時，有利于反應向右進行，c(H)小時有利于反應向左進行，故調節(jié)pH可以改變反應進行的方向，A項正確；當pH0.68時電壓為0，說明反應處于平衡狀態(tài)，B項正確；當pH>0.68時反應向左進行，此時I2是氧化劑，AsO是氧化產物，負極上是AsO失去電子，C項錯誤，D項正確。9解析(1)B、C中均形成了原電池，在B中Fe作負極，腐蝕速率加快，在C中Zn作負極，而Fe被保護了起來，故被腐蝕的速率最慢。(2)CH4在反應時失去電子，故a電極是電池的負極。負極反應式可用總反應式CH42OH2O2=CO3H2O減去正極反應式O22H2O4e=4OH而得。由于電池工作過程中會消耗OH，故一段時間后，電解質溶液的pH會減小。答案(1)2H2e=H2增大Zn2H=Zn2H2B>A>C(2)aCH410OH8e=CO7H2O減小10解析(2)負極H2被氧化，寫電極反應式時要注意電解質溶液的組成。吸收標準狀況下224 L H2時，生成的LiH的質量為160 g，LiH體積與被吸收的H2體積比為：224 L11 148。160 g LiH與H2O作用生成20 mol H2，H2完全被氧化失40 mol電子，若能量轉化率為80%，則導線中通過的電子的物質的量為40 mol80%32 mol。答案(1)由化學能轉變?yōu)殡娔苡蒩到b(2)2H24OH4e=4H2O(或H22OH2e=2H2O)(3)增大電極單位面積吸附H2、O2分子數，加快電極反應速率(4)LiH2O11 148或8.7110432