2022高中化學 主題16 原電池原理及應用補差試題 新人教版選修4

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1、2022高中化學 主題16 原電池原理及應用補差試題 新人教版選修41下列反應不可用于設計成原電池的是()ACaCO3+2HClCaCl2+CO2+H2O B2CH3OH+3O22CO2+4H2OCZn+2HClZnCl2+H2 D4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3【答案】A【解析】【點睛】構成原電池的條件是：有兩個活潑性不同的電極，將電極插入電解質溶液中，兩電極間構成閉合回路，能自發(fā)的進行氧化還原反應。2關于原電池的敘述中正確的是()A原電池是把化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置B構成原電池正極和負極的必須是兩種不同金屬C原電池電解質溶液中陽離子向負極移動D理論上，所有的氧化還原反應都能設計成原電

2、池【答案】A【解析】【分析】A.原電池是將化學能轉化為電能的裝置； B.構成原電池的正負極可能都是非金屬或金屬和非金屬；C.原電池放電時,電解質溶液中陽離子向正極移動；D.自發(fā)進行的氧化還原反應可以設計成原電池；【詳解】A.原電池是將化學能轉化為電能的裝置,電解池是將電能轉化為化學能的裝置,故A正確；B.構成原電池的正負極可能都是非金屬或金屬和非金屬,如Zn、石墨和稀硫酸構成的原電池,以石墨為電極的氫氧燃料電池,故B錯誤；C.原電池放電時,負極上電子沿導線流向正極,根據(jù)異性相吸原理,電解質溶液中陽離子向正極移動,陰離子向負極移動,故C錯誤；D.理論上，自發(fā)進行的氧化還原反應都能設計成原電池，故

3、D錯誤；綜上所述，本題選A。3Mg-AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池的總反應方程式如下：2AgCl + Mg = Mg2+ 2Ag +2Cl。有關該電池的說法正確的是A該電池可用于海上應急照明供電B負極反應式為：AgCl + e = Ag + ClC該電池不能被KCl 溶液激活D電池工作時，每消耗1.2 g Mg，溶液中的Cl-增多0.2 mol【答案】A【解析】4某小組為研究電化學原理，設計如下圖裝置。下列敘述不正確的是（ ）Aa和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出Ba和b用導線連接時，溶液中的SO42-向鐵電極移動，銅片上發(fā)生的反應為：Cu22e=CuC無論a和b是否連接

4、，鐵片均會溶解，溶液從藍色逐漸變成淺綠色Da和b分別連接直流電源正、負極時，溶液中的Cu2向銅電極移動【答案】D5某太陽能電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是A光照時，毎轉移2mol電子，有2mol H+由a極區(qū)經(jīng)質子交換膜向b極區(qū)遷移B光照時，b極的電極反應式為VO2+-e-+H2O=VO2+2H+C夜間，a極的電極反應式為V3+e-=V2+D該電池供電原理與硅太陽能電池相同【答案】B【解析】A光照時，b極VO2+H2O-e-=VO2+2H+，產(chǎn)生氫離子，而氫離子由b極室透過質子膜進入a極室，故A錯誤；B光照時，b極發(fā)生氧化反應，電極反應式為VO2+H2O-e-=VO2+2H+，故B正確

5、；C夜間無光照時，相當于蓄電池放電，a極的電極反應式為：V2+-e-=V3+，發(fā)生氧化反應，是負極，故C錯誤；D硅太陽能電池是用半導體原理將光能轉化為電能，是物理變化，而該電池是化學能轉化為電能，兩者原理不同，故D錯誤；故選B。6鎳鎘（NiCd）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛的應用。已知鎳鎘電池的電解質溶液是KOH溶液，放電時的電池反應是： Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，下列說法正確的是A放電時電解質溶液的密度減小 B放電時K+向Cd極區(qū)移動C充電時陽極Cd元素被氧化 D充電時陰極附近的pH增大【答案】D考點：考查鎳鎘（NiCd）可充電電池的有關判斷7新型/燃

6、料電池（DBFC）的結構如圖所示，已知硼氫化鈉中H為1價，有關該電池的說法正確的是 （ ）A電極B材料中含層，可增強導電性B電池負極區(qū)的電極反應：C放電過程中，Na+從正極區(qū)向負極區(qū)遷移D在電池反應中，每消耗1L 6mol/L 溶液，理論上流過電路中的電子為6個【答案】B【解析】【分析】新型/燃料電池，中氫元素化合價由-1價升為+1價，失去電子，在負極上發(fā)生氧化反應；過氧化氫中氧元素化合價由-1價降為-2價，得到電子，在正極上發(fā)生還原反應，據(jù)此解題?！军c睛】本題考查的知識點為原電池。在原電池中，失去電子發(fā)生氧化反應的一極作為負極，得到電子發(fā)生還原反應的一極作為正極。電子由負極流出，經(jīng)外導線流向

7、正極。電解質溶液中，通常陽離子向正極移動、陰離子向負極移動。8已知新型中溫全瓷鐵-空氣電池，其結構如圖所示。下列說法正確的是 A鐵表面發(fā)生的反應為xH2O（g）+FeFeOx+xH2Ba極發(fā)生氧化反應C正極的電極反應為FeOx+2xe-Fe+xO2-D若有22.4L（標準狀況）空氣參與反應，則電路中有4mol電子轉移【答案】A【解析】【分析】由新型中溫全瓷鐵-空氣電池的裝置圖可知，a極空氣中氧氣得電子發(fā)生還原反應為正極，鐵與水反應生成氫氣，氫氣在b極失電子發(fā)生氧化反應為負極，據(jù)此分析解答?！军c睛】本題考查新型化學電源，把握原電池的工作原理和電極反應的判斷是解答本題的關鍵，易錯選項是D，注意題中

8、所給的體積是空氣的體積而不是氧氣的體積。9鎂-次氯酸鹽電池的工作原理如圖所示，該電池反應為Mg+ClO+H2OMg(OH)2+Cl。下列有關說法正確的是 A電池工作時，正極a附近的pH增大B電池工作時，C溶液中的溶質是MgCl2C負極反應式：ClO+2e+H2OCl+2OHDb電極發(fā)生還原反應，每轉移0.2mol電子，理論上生成0.1mol Cl【答案】A【解析】【分析】該電池中，鎂易失電子作負極，據(jù)圖可知，負極為b，電極反應式為Mg-2e+2OH= Mg(OH)2，次氯酸根離子得電子發(fā)生還原反應，正極a的電極反應式為：ClO+H2O+2e=Cl+2OH，據(jù)此分析解答。10CH3OH-O2在聚

9、合物催化下的原電池的工作示意圖如圖所示，下列說法正確的是A電極A是負極，發(fā)生還原反應B電解質溶液中H+由電極B流向A極C電極B的電極反應為O2+2e+HHO2D外電路中通過3mol電子時，生成11.2LCO2【答案】C【解析】【詳解】A該燃料電池中，通入燃料甲醇的A極為原電池的負極，通入氧氣的B極為原電池的正極，甲醇在負極上失電子發(fā)生氧化反應，故A錯誤；B在原電池中，陽離子向正極區(qū)遷移，所以氫離子從A極流向B極，故B錯誤；C通入氧氣的B極為正極，發(fā)生的電極反應為O2+2e+HHO2，故C正確；D根據(jù)C元素的化合價變化可知，每生成1 mol CO2轉移6mol電子，所以外電路中通過3mol電子時

10、生成0.5mol CO2，因未說明是否處于標準狀況，所以二氧化碳的體積不一定為11.2L，故D錯誤，答案選C。【點睛】本題考查原電池原理，可根據(jù)元素化合價變化判斷正負極，再結合反應物、生成物及得失電子書寫電極反應式，解題時要特別注意書寫電極反應式時要結合電解質特點，為易錯點，試題難度不大。11利用反應2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制備CuSO4，若將該反應設計為原電池。（1）負極材料是_(寫名稱)，電極反應為_。（2）正極電極反應式為_。（3）溶液中SO42向_極移動。【答案】（1）銅Cu2e=Cu2（2）O24e4H=2H2O（3）負12SO2、CO、CO2、NOx是對環(huán)境影

11、響較大的幾種氣體，對它們的合理控制和治理是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑。（1）利用電化學原理將CO、SO2轉化為重要化工原料，裝置如圖所示。若A為CO，B為H2，C為CH3OH，則通入CO一極的電極反應式為_。A為SO2，B為O2，C為H2SO4，則負極反應式為_。若A為NO2，B為O2，C為HNO3，則負極的電極反應式為_。（2）碳酸鹽燃料電池以一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔混合物為電解質，操作溫度為650，在此溫度下以鎳為催化劑，以煤氣（CO、H2的體積比為1:1）直接作燃料，其工作原理如圖所示。則電池負極反應式為_.【答案】CO+4e+4H=CH3OH SO2+2H2O2e=SO

12、42+4H NO2e+H2O=NO3+2H CO+H24e+2CO32=3CO2+H2O 【解析】【分析】（1）原電池中，通入氧化劑的電極是正極、通入還原劑的電極是負極，該電池中C元素化合價由+2價變?yōu)?2價、H元素化合價由0價變?yōu)?1價，所以CO是氧化劑；若A為SO2，B為O2，C為H2SO4，負極上二氧化硫失電子和水反應生成硫酸根離子和氫離子；若A為NO2，B為O2，C為HNO3，則NO2在負極上失電子發(fā)生氧化反應；（2）該燃料電池中，負極上一氧化碳、氫氣失電子和碳酸根離子反應生成二氧化碳和水，由此書寫電極反應式。.若A為NO2，B為O2，C為HNO3，負極上NO2失電子發(fā)生氧化反應生成硝

13、酸，電極反應式為NO2e+H2O=NO3+2H，故答案為：NO2e+H2O=NO3+2H；（2）該燃料電池中，負極上一氧化碳、氫氣失電子和碳酸根離子反應生成二氧化碳和水，電極反應式為：CO+H24e+2CO32=3CO2+H2O，故答案為：CO+H24e+2CO32=3CO2+H2O。132014年我國的冶金行業(yè)深受經(jīng)濟危機的沖擊，尤其是Al、Fe的價格下滑幅度很大。請完成下面問題：（1）冶煉后的鋁渣中含有大量的硅酸鋁鈣（Al2Ca2Si5O15），可作耐火纖維的原料。硅酸鋁鈣用氧化物形式表示為_。（2） 由下列物質冶煉相應金屬時采用電解法的是 。a.Fe2O3 b.NaCl c.Cu2S d

14、.Al2O3（3）高鐵電池具有容量高、安全性能好和價格低廉等特點，如圖是高鐵電池的實驗裝置。已知：放電后兩極得到相同價態(tài)鐵的化合物。電池放電時正極發(fā)生的電極反應式是_。若該電池屬于二次電池，則充電時陰極的電極反應式為_。已知鹽橋中含有飽和KCl溶液，放電時，鹽橋的作用是_。【答案】（1）2CaOAl2O35SiO2；（2）bd；（3）FeO42+3e+4H2OFe（OH）3+5OH；Fe（OH）3+3eFe+3OH；形成閉合回路，并保持兩邊溶液呈電中性。考點：考查復雜硅酸鹽寫成氧化物、金屬冶煉、電極反應式的書寫、鹽橋的作用等知識。14依據(jù)原電池原理，回答下列問題：（1）圖1是依據(jù)氧化還原反應：

15、Cu（s）2Fe3（aq）Cu2（aq）2Fe2（aq）設計的原電池裝置。電極X的材料是_（填化學名稱）；電極Y的材料是_（填化學名稱）。 Y電極發(fā)生的電極反應式為：_。 （2）圖2是使用固體電解質的燃料電池，裝置中，以稀土金屬材料作惰性電極，在兩極上分別通入CH4和空氣，其中固體電解質是摻雜了Y2O3的ZrO2固體，它在高溫下能傳導正極生成的O2離子(O24e2O2)。c電極為_極。（填“正”或“負”） d電極上的電極反應式為_。 如果消耗甲烷160g，假設化學能完全轉化為電能，則轉移電子的數(shù)目為_（用NA表示），需要消耗標準狀況下氧氣的體積為_L?！敬鸢浮裤~ 碳（石墨、金、鉑、銀） 2Fe32e2Fe2 正 CH44O28e=CO22H2O 80NA 448 【解析】【詳解】（1）由Cu（s）2Fe3（aq）Cu2（aq）2Fe2（aq）可知：Cu失去電子，化合價升高，是電子流出的一極，為原電池的負極，故電極X的材料是銅，電極Y是原電池的正極，發(fā)生Fe3+得電子的還原反應，可選擇惰性電極碳或比銅活波性弱的材料做電極，如碳（石墨、金、鉑、銀）做正極，原電池正極的電極反應式為：2Fe32e2Fe2；本題答案為：銅，碳（石墨、金、鉑、銀）；2Fe32e2Fe2（或Fe3eFe2）。