(廣西專用)2014屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)題庫 6-2 原電池 化學(xué)電源(含解析)

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1、第二講 原電池 化學(xué)電源 一、選擇題 1.鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池,放電時(shí)的總反應(yīng)為: Fe+Ni2O3+3H2O===Fe(OH)2+2Ni(OH)2 下列有關(guān)該電池的說法不正確的是 (  ) A.電池的電解液為堿性溶液,正極為Ni2O3、負(fù)極為Fe B.電池放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2 C.電池充電過程中,陰極附近溶液的pH降低 D.電池充電時(shí),陽極反應(yīng)為2Ni(OH)2+2OH--2e-===Ni2O3+3H2O 解析 A項(xiàng),由電池反應(yīng)可知,Ni2O3→Ni(OH)2,Ni的化合價(jià)由+3價(jià)→+2價(jià),化合 價(jià)降低,發(fā)

2、生還原反應(yīng),故Ni2O3為正極,F(xiàn)e→Fe(OH)2,F(xiàn)e的化合價(jià)由0價(jià)→+2價(jià), 化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng),故Fe為負(fù)極,正確;B項(xiàng),負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),F(xiàn)e+ 2OH--2e-===Fe(OH)2,正確;C項(xiàng),陰極發(fā)生還原反應(yīng),F(xiàn)e(OH)2+2e-===Fe+2OH-, c(OH-)增大,溶液的pH增大,故錯(cuò)誤;D項(xiàng),陽極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為2Ni(OH)2 +2OH--2e-===Ni2O3+3H2O,D正確。 答案 C 2.下列化學(xué)電池不易造成環(huán)境污染的是 (  ) A.氫氧燃料電池 B.鋅錳電池 C.鎳鎘電池 D.鉛蓄

3、電池 解析 重金屬離子都會(huì)造成污染。 答案 A 3.結(jié)合下圖判斷,下列敘述正確的是 (  ) A.Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護(hù) B.Ⅰ和Ⅱ中負(fù)極反應(yīng)均是Fe-2e-===Fe2+ C.Ⅰ和Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2+2H2O+4e-===4OH- D.Ⅰ和Ⅱ中分別加入少量K3[Fe(CN)6]溶液,均有藍(lán)色沉淀 解析 形成原電池活潑金屬作負(fù)極,正極均被保護(hù),A正確;Ⅰ中負(fù)極為活潑金屬Zn,B 錯(cuò)誤;Ⅱ中是酸性溶液,電極反應(yīng)式中不能有OH-生成,C錯(cuò)誤;Ⅰ中無Fe2+生成,所 以無藍(lán)色沉淀生成,D錯(cuò)誤。 答案 A 4.根據(jù)下圖,下列判斷中正確的是(雙選)

4、 (  ) A.燒杯a中的溶液pH升高 B.燒杯b中發(fā)生氧化反應(yīng) C.燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為2H++2e-===H2 D.燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl--2e-===Cl2 解析 由圖知,燒杯b中的Zn棒失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),電子轉(zhuǎn)移到Fe棒上,燒杯 a中通入的氧氣在Fe棒表面得電子生成氫氧根離子,使a中溶液的pH升高。所以正確 的選項(xiàng)為A、B。 答案 AB 5.關(guān)于鉛蓄電池的說法正確的是 (  ) A.在放電時(shí),正極發(fā)生的反應(yīng)是Pb(s)+SO(aq)-2e-===PbSO4(s) B.在放電時(shí),該電池的負(fù)極材料是鉛板 C.在充電時(shí),電

5、池中硫酸的濃度不斷變小 D.在充電時(shí),陽極發(fā)生的反應(yīng)是PbSO4(s)+2e-===Pb(s)+SO(aq) 解析 A項(xiàng)中電池放電時(shí)正極應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為:PbO2+4H++SO+2e- ===PbSO4+2H2O;C項(xiàng)中電池充電時(shí)硫酸的濃度應(yīng)不斷增大;D項(xiàng)中電池充電時(shí)陽極應(yīng) 發(fā)生PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO。 答案 B 6.某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H+,其基本結(jié)構(gòu)見下圖,電池總反應(yīng)可表示為:2H2+O2===2H2O,下列有關(guān)說法正確的是 (  )           A.電子通過外電路從b極流向a極 B

6、.b極上的電極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e-===4OH- C.每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子,消耗1.12 L的H2 D.H+由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極 解析 由電池總反應(yīng)方程式及原電池原理可知,充入H2的一極即a極是負(fù)極,充入O2 的一極即b極是正極;電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極;電池內(nèi)部陽離子即H+移向正極, 正極即b極的電極反應(yīng)式為:O2+4H++4e-===2H2O,故A項(xiàng)、B項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。 C項(xiàng)沒有指明標(biāo)準(zhǔn)狀況,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案 D 7.一種新型燃料電池,一極通入空氣,另一極通入丁烷氣體;電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體,在熔融狀態(tài)下能傳

7、導(dǎo)O2-。下列對(duì)該燃料電池說法不正確的是 (  ) A.在熔融電解質(zhì)中,O2-移向負(fù)極 B.電池的總反應(yīng)是:2C4H10+13O2===8CO2+10H2O C.通入空氣的一極是正極,電極反應(yīng)為:O2+4e-===2O2- D.通入丁烷的一極是正極,電極反應(yīng)為:C4H10+26e-+13O2-===4CO2↑+5H2O 解析 由原電池原理知陰離子移向負(fù)極,A正確;原電池反應(yīng)就是一個(gè)氧化還原反應(yīng), 只是氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行,由丁烷的燃燒反應(yīng)知,該電池的總反應(yīng)為: 2C4H10+13O2===8CO2+10H2O,且丁烷失電子,O2得電子,故選D

8、。 答案 D 8.固體氧化物燃料電池是由美國西屋(Westinghouse)公司研制開發(fā)的。它以固體氧化鋯—氧化釔為電解質(zhì),這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子(O2-)在其間通過。該電池的工作原理如圖所示,其中多孔電極a、b均不參與電極反應(yīng)。下列判斷正確的是 (  ) A.有O2放電的a極為電池的負(fù)極 B.有H2放電的b極為電池的正極 C.a(chǎn)極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e-===4OH- D.該電池的總反應(yīng)方程式為:2H2+O2===2H2O 解析 H2在O2中燃燒的方程式為2H2+O22H2O,所以氫氧燃料電池的總方程式為 2H2+O2===2H2O,D對(duì);而O

9、2為氧化劑,在正極反應(yīng),所以a極為正極,A錯(cuò);因反 應(yīng)介質(zhì)中沒有水,所以正極反應(yīng)式為O2+4e-===2O2-,C錯(cuò);根據(jù)總反應(yīng)寫出負(fù)極反應(yīng) 式為2H2+2O2--4e-===2H2O;H2為負(fù)極反應(yīng)物,B錯(cuò)。 答案 D 二、非選擇題 9.Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì),可通過下列方法制備:在KOH溶液中加入適量AgNO3溶液,生成Ag2O沉淀,保持反應(yīng)溫度為80 ℃,邊攪拌邊將一定量K2S2O8溶液緩慢加到上述混合物中,反應(yīng)完全后,過濾、洗滌、真空干燥得固體樣品。反應(yīng)方程式為2AgNO3+4KOH+K2S2O8Ag2O2↓+2KNO3+2K2SO4+2H2O 回答下列問題

10、: (1)上述制備過程中,檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是__________________________________ ___________________________________________________________________________。 (2)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,電池放電時(shí)正極的Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag,負(fù)極 的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4,寫出該電池反應(yīng)方程式:________________________________。 (3)準(zhǔn)確稱取上述制備的樣品(設(shè)僅含Ag2O2和Ag2O)2.588 g,在一定的條件下完全分解為 Ag

11、和O2,得到224.0 mL O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。計(jì)算樣品中Ag2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(計(jì)算結(jié)果精確 到小數(shù)點(diǎn)后兩位)。 解析 (1)反應(yīng)的產(chǎn)物中有K2SO4,只要洗滌液中不存在SO,即可證明沉淀已經(jīng)洗滌完 全(反應(yīng)后溶液中有KOH,只要洗滌液中不存在OH-,即可證明沉淀已洗滌完全)。 答案 (1)取少許最后一次洗滌濾液,滴入1~2滴Ba(NO3)2溶液,若不出現(xiàn)白色渾濁, 表示已洗滌完全(或取少許最后一次洗滌濾液,滴入1~2滴酚酞溶液,若溶液不顯紅色, 表示已洗滌完全) (2)Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O===2K2Zn(OH)4+2Ag (3)n(O2)==1.000×

12、10-2mol 設(shè)樣品中Ag2O2的物質(zhì)的量為x,Ag2O的物質(zhì)的量為y。 解得 w(Ag2O2)===0.91。 10.Zn-MnO2干電池應(yīng)用廣泛,其電解質(zhì)溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。 (1)該電池的負(fù)極材料是________。電池工作時(shí),電子流向 ________(填“正極”或“負(fù)極”)。 (2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2+,會(huì)加速某電極的腐蝕,其主要原因是 ____________________。欲除去Cu2+,最好選用下列試劑中的________(填代號(hào))。 a.NaOH b.Zn c.Fe

13、 d.NH3·H2O (3)MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極,電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應(yīng)式 是________。若電解電路中通過2 mol電子,MnO2的理論產(chǎn)量為________g。 解析 (1)原電池的負(fù)極是發(fā)生氧化反應(yīng)的一極:Zn-2e-===Zn2+;電池工作時(shí),電子是 從負(fù)極流向正極。 (2)Zn與Cu2+發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成的Cu附著在Zn的表面構(gòu)成銅 鋅原電池,加快反應(yīng)速率,從而加快Zn的腐蝕。(3)電解池的陰極是發(fā)生還原反應(yīng)的一 極:2H++2e-===H2↑;每生成1 mol MnO2需轉(zhuǎn)移2 mol電子,故每通過2 mol電子, 理

14、論上生成1 mol MnO2,質(zhì)量為87 g。 答案 (1)Zn(或鋅) 正極 (2)鋅與還原出的銅構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕 b (3)2H++2e-===H2↑ 87 11.由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 裝置 現(xiàn)象 二價(jià)金屬A不斷溶解 C的質(zhì)量增加 A上有氣體產(chǎn)生 根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題: (1)裝置甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式是________________________________________________________________________。 (2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是_________________

15、_______________________________________________________。 (3)裝置丙中溶液的pH________(填“變大”、“變小”或“不變”)。 (4)四種金屬活潑性由強(qiáng)到弱的順序是___________________________。 解析 甲、乙、丙均為原電池裝置。依據(jù)原電池原理,甲中A不斷溶解,則A為負(fù)極、B 為正極,活潑性A>B;乙中C極增重,即析出Cu,則B為負(fù)極,活潑性B>C;丙中A上 有氣體即H2產(chǎn)生,則A為正極,活潑性D>A,隨著H+的消耗,pH變大。 答案 (1)A-2e-===A2+ (2)Cu2++2e-===C

16、u (3)變大 (4)D>A>B>C 12.Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳,電解質(zhì)溶液是LiAlCl4—SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為:4Li+2SOCl2===4LiCl+S+SO2。 請(qǐng)回答下列問題: (1)電池的負(fù)極材料為________________,發(fā)生的電極反應(yīng)式為________________; (2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)式為______________________________________________; (3)SOCl2易揮發(fā),實(shí)驗(yàn)室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。如果 把少

17、量水滴到SOCl2中,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________; (4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進(jìn)行,原因是________________。 解析 (1)、(2)電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng)。(3)由NaOH與SOCl2反應(yīng) 的產(chǎn)物為Na2SO3、NaCl可知,SOCl2與水反應(yīng)生成SO2和HCl。(4)由于電池材料易與 水、O2反應(yīng)。 答案 (1)鋰 Li-e-===Li+ (2)2SOCl2+4e-===4Cl-+S+SO2↑ (3)出現(xiàn)白霧,有刺激性氣味的氣體生成 SOCl2+H2O===2HCl↑+SO2↑ (4)鋰是活潑 金屬,易與H2O、O2反應(yīng);SOCl2也可與水反應(yīng)

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