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2019-2020年高考化學總復習 專題十九 原電池 新型化學電源專題演練 1.(xx課標全國Ⅰ，11)微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)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(zhuǎn)移 C．質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū) D．電池總反應為C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O 2．(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(guān)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(zhì)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(guān)該電池的說法正確的是(　　) A．反應CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移12 mol電子 B．電極A上H2參與的電極反應為：H2＋2OH－－2e－===2H2O C．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：O2＋2CO2＋4e－===2CO 4．(xx北京理綜，8)下列電池工作時，O2在正極放電的是(　　) 5．(xx福建理綜，11)某原電池裝置如圖所示，電池總反應為2Ag＋Cl2===2AgCl。 下列說法正確的是 (　　) A．正極反應為AgCl＋e－===Ag＋Cl－ B．放電時，交換膜右側(cè)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(zhuǎn)移0.01 mol e－時，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子 6．(xx天津理綜，6)已知： 鋰離子電池的總反應為：LixC＋Li1－xCoO2C＋LiCoO2 鋰硫電池的總反應為：2Li＋SLi2S 有關(guān)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 7．(xx課標全國Ⅱ，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(　　) A．a(chǎn)為電池的正極 B．電池充電反應為LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi C．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 考點專練19　原電池　新型化學電源 一年模擬試題精練 1.(xx廣東揭陽調(diào)研，6)分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結(jié)論正確的是(　　) A．①②中Mg作負極，③④中Fe作負極 B．②中Mg作正極，電極反應式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Fe作負極，電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu作正極，電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑ 2．(xx陜西安康二次調(diào)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： ①Cu為負極，Zn為正極 ②Cu極上有氣泡產(chǎn)生，發(fā)生還原反應 ③SO向Cu極移動 ④若有0.5 mol電子流經(jīng)導線，則可收集到5.6 L氣體 ⑤電流的方向是：Cu→Zn ⑥該反應中的化學能沒有全部轉(zhuǎn)化為電能 A．①②③ B．②③④ C．②⑤⑥ D．③④⑥ 3．(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(zhì)溶液。下列關(guān)于該電池的敘述正確的是(　　) A．b極發(fā)生氧化反應 B．a(chǎn)極的反應式：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O C．放電時，電流從a極經(jīng)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 4．(xx河南八市三次聯(lián)考，16)某實驗小組依據(jù)反應AsO＋2H＋＋2I－AsO＋I2＋H2O設(shè)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(guān)系如圖。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．調(diào)節(jié)pH可以改變反應的方向 B．pH＝0.68時，反應處于平衡狀態(tài) C．pH＝5時，負極電極反應式為2I－－2e－===I2 D．pH>0.68時，氧化性I2>AsO 5．(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(zhì)的量濃度的稀硫酸。 ①B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”)。 ②C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： ①電池的負極是________(填“a”或“b”)電極，該極的電極反應是________________________________________________________________________。 ②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”)。 參考答案 考點專練19　原電池　新型化學電源 【兩年高考真題演練】 1．A　[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(zhuǎn)化為電能，B正確；氧氣在正極反應，由于質(zhì)子交換膜只允許H＋通過，則正極反應為：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，沒有CO2生成，A項錯誤；負極發(fā)生反應：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，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：C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，D項正確。] 2．C　[A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Cu2＋＋2e－===Cu，同時甲池中的Zn2＋通過陽離子交換膜進入乙池中，則有Cu2＋→Zn2＋，由于M(Zn2＋)>M(Cu2＋)，故乙池溶液的總質(zhì)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。] 3．D　[A項，H4→O，則該反應中每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移6 mol電子，錯誤；該電池的傳導介質(zhì)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：H2－2e－＋CO===CO2＋H2O，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：O2＋4e－＋CO2===2CO，正確。] 4．B　[A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。] 5．D　[A項，Pt為正極發(fā)生還原反應：Cl2＋2e－===2Cl－，錯誤；B項，放電時，左側(cè)的電極反應式Ag＋Cl－－e－===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(zhuǎn)移0.01 mol e－時，左側(cè)產(chǎn)生0.01 mol Ag＋與Cl－結(jié)合為AgCl沉淀，右側(cè)產(chǎn)生0.01 mol Cl－，為保持溶液的電中性，左側(cè)約有0.01 mol H＋通過陽離子交換膜轉(zhuǎn)移到右側(cè)，故左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子，正確。] 6．B　[A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Li2S―→Li，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(zhì)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(chǎn)物，而鋰硫電池的電極材料為Li和S，應為充電所得產(chǎn)物，故此時應為鋰硫電池給鋰離子電池充電的過程，錯誤。] 7．C　[由題給裝置圖中的電極材料判斷，b為負極，電極反應式為Li－e－===Li＋，a為正極，電極反應式為Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－===LiMn2O4，原電池總反應為Li1－xMn2O4＋xLi===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===Li1－xMn2O4＋xLi，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。] 【一年模擬試題精練】 1．B　[②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，③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；②中電池總反應為2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，負極電極反應式為2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O，二者相減得到正極電極反應式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B項正確；④中Cu作正極，電極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D項錯誤。] 2．C　[①對于銅鋅原電池，Zn活潑應為負極，Cu為正極，錯誤；②Cu極上H＋得電子生成H2，發(fā)生還原反應，正確；③陰離子應當向負極移動，則SO應向Zn極移動，錯誤；④若有0.5 mol電子流經(jīng)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；⑤電流的方向，由正極流向負極，正確；⑥該原電池把化學能轉(zhuǎn)化為電能的同時還有其他形式的能量的轉(zhuǎn)化，正確。] 3．B　[燃料電池燃料(N2H4)在負極(a極)發(fā)生氧化反應N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O，O2在正極發(fā)生還原反應：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，總反應為N2H4＋O2===N2＋2H2O，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。] 4．C　[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(diào)節(jié)pH可以改變反應進行的方向，A項正確；當pH＝0.68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(chǎn)物，負極上是AsO失去電子，C項錯誤，D項正確。] 5．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CH4＋2OH－＋2O2===CO＋3H2O減去正極反應式O2＋2H2O＋4e－===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(zhì)溶液的pH會減小。 答案　(1)①2H＋＋2e－===H2↑　增大 ②Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑　B>A>C (2)①a　CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O?、跍p小