2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第6章 基礎(chǔ)課時3 原電池原理及應(yīng)用限時訓(xùn)練（含解析）1下列有關(guān)電池的說法不正確的是()。A手機上用的鋰離子電池屬于二次電池B銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極C甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極答案B2下列反應(yīng)沒有涉及原電池的是()。A生鐵投入稀鹽酸中B銅片與銀片用導(dǎo)線連接后，同時插入FeCl3溶液中C純鋅投入硫酸銅溶液中D含銅的鋁片投入濃硫酸中答案D3.選用下列試劑和電極：稀 H2 SO4、Fe2(SO4)3溶液、鐵棒、銅棒、鉑棒，組成如圖所示的原電池裝置(只有兩個電極)，觀察到電流計的指針均明顯偏轉(zhuǎn)，則其可能的組合共有()。A6種B5種C4種D3種解析鐵棒、銅棒作電極，H2SO4、Fe2(SO4)3作電解質(zhì)可組成兩種原電池，鐵棒、鉑棒作電極，H2SO4、Fe2(SO4)3 作電解質(zhì)可組成兩種原電池，鉑棒、銅棒作電極，F(xiàn)e2(SO4)3作電解質(zhì)可組成一種原電池，一共能形成5種原電池，均能夠觀察到電流計指針明顯偏轉(zhuǎn)。答案B4(xx成都診斷)如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有大小相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中分別滴入濃CuSO4溶液和濃FeSO4 溶液，一段時間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實驗過程中，不考慮兩球的浮力變化)()。A杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時，均為A端高B端低B杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時，均為A端低B端高C當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時，A端低B端高D當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時，A端高B端低解析當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e球作負(fù)極，Cu球作正極，電極反應(yīng)式分別為負(fù)極：Fe2e=Fe2，正極：Cu22e=Cu，銅球質(zhì)量增加，鐵球質(zhì)量減少，杠桿A端低B端高。答案C5.實驗發(fā)現(xiàn)，298 K時，在FeCl3酸性溶液中加少量鋅粒后，F(xiàn)e3立即被還原成Fe2。某夏令營興趣小組根據(jù)該實驗事實設(shè)計了如圖所示原電池裝置。下列有關(guān)說法正確的是()。A該原電池的正極反應(yīng)是Zn2e=Zn2B左燒杯中溶液的血紅色逐漸褪去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解析該電池的總反應(yīng)為Zn2Fe3=2Fe2Zn2，所以左燒杯Pt為正極，電極反應(yīng)為Fe3e=Fe2，右燒杯Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn2e=Zn2。由于左燒杯中的Fe3被還原為Fe2，所以左燒杯中溶液的血紅色逐漸褪去。答案B6.燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化率高、無污染等特點，如圖為MgNaClO燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。下列說法正確的是()。A鎂作Y電極B電池工作時，Na向負(fù)極移動C廢液的pH大于 NaClO 溶液的pHDX 電極上發(fā)生的反應(yīng)為ClO 2H2O 4e=ClO 4H解析圖中 OH向Y電極移動，那么Y為負(fù)極，故鎂作Y電極，A正確；電池工作時，Na向正極移動，B錯；X電極上發(fā)生的反應(yīng)為ClO H2O2e=Cl 2OH，OH移向負(fù)極與Mg2反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀，廢液 NaCl 溶液的pH小于 NaClO 溶液的pH，故C、D錯誤。答案A7利用人工光合作用合成甲酸的原理為2CO22H2O2HCOOHO2，裝置如下圖所示，下列說法不正確的是()。A該裝置將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和電能B電極1周圍pH增大C電極2上發(fā)生的反應(yīng)為CO22H2e=HCOOHDH由電極1室經(jīng)過質(zhì)子膜流向電極2室解析在太陽能作用下CO2和H2O轉(zhuǎn)化為HCOOH和O2，并且有電子流動，太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和電能，選項A正確；電極1流出電子，反應(yīng)式是2H2O4e=4HO2，周圍pH減小，選項B錯誤；根據(jù)總反應(yīng)方程式推出電極2上發(fā)生的反應(yīng)為CO22H2e=HCOOH，選項C正確；電極1反應(yīng)產(chǎn)生H，電極2反應(yīng)消耗H，故H由電極1室經(jīng)過質(zhì)子膜進(jìn)入電極2室，選項D正確。答案B8(xx呼和浩特測試)有關(guān)電化學(xué)知識的描述正確的是()。A理論上說，任何能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計成原電池B某原電池反應(yīng)為Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，裝置中的鹽橋內(nèi)可以是含瓊脂的KCl飽和溶液C因為鐵的活潑性強于銅，所以將鐵、銅用導(dǎo)線連接后放入濃硝酸中組成原電池，必是鐵作負(fù)極，銅作正極，其負(fù)極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2D由Al、Mg與氫氧化鈉溶液組成的原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為Mg2e2OH=Mg(OH)2解析A項，原電池反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)；B項，因為電解質(zhì)溶液中有Ag，鹽橋內(nèi)不能有Cl，因為二者反應(yīng)會生成AgCl沉淀；C項，F(xiàn)e、Cu、濃硝酸組成的原電池，由于鐵遇濃硝酸鈍化，則Cu為負(fù)極，F(xiàn)e為正極，其負(fù)極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2；D項，由Al、Mg與氫氧化鈉溶液組成的原電池，電池總反應(yīng)為2Al2H2O2NaOH=2NaAlO23H2，Al作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Al3e4OH=AlO2H2O，D錯。答案A9下圖、分別是甲、乙兩組同學(xué)將反應(yīng)“AsO2I2HAsOI2H2O”設(shè)計成的原電池裝置，其中C1、C2均為碳棒。甲組向圖燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸；乙組向圖B燒杯中逐滴加入適量40%NaOH溶液。下列敘述中正確的是()。A甲組操作時，電流計(A)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B甲組操作時，溶液顏色變淺C乙組操作時，C2作正極D乙組操作時，C1上發(fā)生的電極反應(yīng)為I22e=2I解析裝置中的反應(yīng)，AsO2I2HAsOI2H2O，當(dāng)加入適量濃鹽酸時，平衡向右移動，有電子轉(zhuǎn)移，但電子不會沿導(dǎo)線通過，所以甲組操作，電流計(A)指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但由于I2濃度增大，所以溶液顏色變深。向裝置 的B燒杯中加入NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)AsO2eH2O=AsO2H，電子由C2棒沿導(dǎo)線到C1棒，發(fā)生反應(yīng)I22e=2I，所以C2為負(fù)極，C1為正極。答案D10(xx北京東城區(qū)期末)用選項中的電極、溶液和如圖所示裝置可組成原電池。下列現(xiàn)象或結(jié)論的敘述正確的是()。選項電極a電極bA溶液B溶液現(xiàn)象或結(jié)論ACuZnCuSO4ZnSO4一段時間后，a增加的質(zhì)量與b減少的質(zhì)量相等BCuZn稀H2SO4ZnSO4鹽橋中陽離子向b極移動CFeCNaClFeCl3外電路電子轉(zhuǎn)移方向：baDCCFeCl3KI、淀粉混合液若開始時只增大FeCl3溶液濃度，b極附近溶液變藍(lán)的速度加快解析對于A選項來說，電極b的電極反應(yīng)為Zn2e=Zn2，電極a的電極反應(yīng)為Cu22e=Cu，所以一段時間后，a增加的質(zhì)量小于b減少的質(zhì)量；B項，由于b極上鋅失電子，鹽橋中陰離子向b極移動；C項，F(xiàn)e作負(fù)極，C作正極，外電路電子轉(zhuǎn)移方向：ab。答案D11(xx安慶一中摸底)依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)計的原電池如圖所示。請回答下列問題： (1)電極X的材料是_；電解質(zhì)溶液Y是_ _。(2)銀電極為電池的_極，發(fā)生的電極反應(yīng)為_。(3)外電路中的電子流向為_。(4)鹽橋中的Cl向_極移動。解析設(shè)計原電池應(yīng)將氧化還原反應(yīng)2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)拆分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個半反應(yīng)(電極反應(yīng)式)；根據(jù)原電池構(gòu)成的條件確定原電池的正、負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液，銅作負(fù)極，Ag作正極，AgNO3溶液作電解質(zhì)溶液。答案(1)銅(或Cu)AgNO3溶液(2)正Age=Ag(3)從負(fù)極(Cu)流向正極(Ag)(4)Cu(或負(fù))12(xx石家莊模擬)為節(jié)省藥品和時間，甲、乙、丙三位同學(xué)用銅片、鋅片、稀硫酸、CuSO4 溶液、直流電源、石墨電極、導(dǎo)線、燒杯、試管等中學(xué)化學(xué)常見的藥品和儀器(用品)，通過巧妙的構(gòu)思，設(shè)計了比較銅、鋅金屬活動性相對強弱的系列實驗。試填寫下列空白：(1)甲同學(xué)分別將一小片銅片、鋅片置于燒杯底部(銅與鋅不接觸)，向燒杯中小心加入稀硫酸，觀察到的現(xiàn)象是_。甲同學(xué)的設(shè)計思路是_。(2)乙同學(xué)接著甲的實驗，向燒杯中滴加_溶液，進(jìn)而觀察到的現(xiàn)象是_。乙同學(xué)作出鋅、銅金屬活動性相對強弱的結(jié)論所依據(jù)的原理是_。(3)丙同學(xué)使用直流電源、石墨電極組裝好電解裝置，向乙同學(xué)實驗后的溶液中補充了必要的試劑_溶液(作為電解液)。反應(yīng)在調(diào)控下隨即開始，實驗中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。實驗中的明顯現(xiàn)象是_。(4)請你再單獨設(shè)計一個簡單的實驗(試劑、儀器自選)，探究和證實鋅、銅金屬活動性的相對強弱(簡要說明操作和現(xiàn)象)_。解析從該題的實驗?zāi)康膩砜?，是要用實驗證明鋅和銅的金屬活動性的相對強弱；從實驗方法來看，有與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的快慢、構(gòu)成原電池時負(fù)極比正極活潑、置換反應(yīng)，金屬離子在溶液中電解時的現(xiàn)象等。甲同學(xué)用兩種金屬放到酸中觀察是否產(chǎn)生氣泡或產(chǎn)生氣泡的快慢來比較。乙同學(xué)在甲同學(xué)的基礎(chǔ)上，加入CuSO4溶液觀察現(xiàn)象。鋅與少量硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成的銅附在鋅表面形成微型原電池，加快了反應(yīng)速率，產(chǎn)生氣泡的速率加快，說明鋅比銅活潑。丙同學(xué)在乙同學(xué)的基礎(chǔ)上運用電解原理，陰極有紅色的銅析出說明鋅比銅活潑。最后要設(shè)計一種方案，可以從氧化還原反應(yīng)的先后順序去證明金屬的活潑性，即與同種氧化劑接觸時，活潑性強的金屬先與氧化劑反應(yīng)，活潑性弱的金屬后與氧化劑反應(yīng)，因此可以將鋅、銅分別同時加入到少量淺綠色的氯化亞鐵溶液中，加入鋅的溶液褪色，說明鋅比銅活潑。答案(1)鋅片上有氣泡產(chǎn)生，銅片上無氣泡鋅能置換出酸中的氫，而銅不能(2)CuSO4鋅片上有紅色的銅析出，鋅片上產(chǎn)生氣泡的速率明顯加快活潑金屬可以把不活潑金屬從其鹽溶液中置換出來(或Zn、Cu、稀硫酸組成原電池，Zn為負(fù)極)(3)CuSO42CuSO4 2H2O2CuO22H2SO4陰極上有紅色的銅析出，陽極附近有氣體產(chǎn)生(4)分別取一小片銅片與鋅片置于兩支試管中，向試管中加入少量淺綠色的FeCl2溶液，片刻后，加鋅片的試管中溶液的顏色褪去，溶液近乎無色(其他合理答案也可)13(xx麗水模擬)(1)觀察如圖所示的兩個裝置，圖1裝置中銅電極上產(chǎn)生大量的無色氣泡，圖2裝置中銅電極上無氣體產(chǎn)生，而鉻電極上產(chǎn)生大量的有色氣體。根據(jù)上述現(xiàn)象試推測金屬鉻具有的兩種重要化學(xué)性質(zhì)為_。(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(fù)極是_(填“a”或“b”)電極，該極的電極反應(yīng)式為_。電池工作一段時間后電解質(zhì)溶液的pH_(填“增大”、“減小”或“不變”)。解析(1)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，不難推測鉻被稀硝酸鈍化，導(dǎo)致活性降低。(2)CH4在反應(yīng)時失去電子，故a電極是電池的負(fù)極。由總反應(yīng)式 CH42OH2O2=CO3H2O減去正極反應(yīng)式O22H2O4e=4OH可得負(fù)極反應(yīng)式。由于電池工作過程中會消耗OH，故一段時間后電解質(zhì)溶液的 pH 會減小。答案(1)金屬鉻的活潑性比銅強且能和稀硫酸反應(yīng)生成 H2金屬鉻易被稀硝酸鈍化(2)a CH410OH8e=CO 7H2O減小 14(1)第三代混合動力車，可以用電動機、內(nèi)燃機或二者結(jié)合推動車輛。汽車上坡或加速時，電動機提供推動力，降低汽油的消耗；在剎車或下坡時，電池處于充電狀態(tài)。混合動力車目前一般使用鎳氫電池，該電池中鎳的化合物為正極，儲氫金屬(以M表示)為負(fù)極，堿液(主要為KOH)為電解質(zhì)溶液。鎳氫電池充放電原理如圖1所示，其總反應(yīng)式為H22NiOOH2Ni(OH)2。圖1根據(jù)所給信息判斷，混合動力車上坡或加速時，乙電極周圍溶液的pH將_(填“增大”、“減小”或“不變”)，該電極的電極反應(yīng)式為_。(2)圖2是一種新型燃料電池，以CO為燃料，一定比例的Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物為電解質(zhì)，圖3是粗銅精煉的裝置圖，現(xiàn)用燃料電池為電源進(jìn)行粗銅的精煉實驗?；卮鹣铝袉栴}：A極為電源_(填“正”或“負(fù)”)極，寫出A極的電極反應(yīng)式：_。要用燃料電池為電源進(jìn)行粗銅的精煉實驗，則B極應(yīng)該與_極(填“C”或“D”)相連。當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L CO時，C電極的質(zhì)量變化為_。解析(1)上坡或加速時，電動機工作，為原電池，乙電極中NiOOHNi(OH)2，Ni的化合價降低，乙電極為正極，電極反應(yīng)式為NiOOHeH=Ni(OH)2，周圍溶液的pH增大。(2)在燃料電池中可燃性氣體作負(fù)極，即A為負(fù)極，根據(jù)所給新型燃料電池的構(gòu)成原理裝置圖，結(jié)合原電池的工作原理，可直接寫出A極的電極反應(yīng)式：CO2eCO=2CO2。根據(jù)電解精煉原理，粗銅應(yīng)與電源的正極相連，精銅應(yīng)與電源的負(fù)極相連，因B極是正極，所以B極應(yīng)與D極相連。標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L CO失去0.2 mol e，根據(jù)得失電子守恒，C極上增加Cu的質(zhì)量為6.4 g。答案(1)增大NiOOHeH=Ni(OH)2(2)負(fù)CO2eCO=2CO2D增加6.4 g