高考化學(xué) 小題精練系列 專題26 原電池的基本原理（含解析）1

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專題26 原電池的基本原理 （滿分42分 時(shí)間20分鐘） 姓名： 班級(jí)： 得分： 1．電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測(cè)環(huán)境中NH3的含量，其工作原理示意圖如下。下列說(shuō)法不正確的是（ ） A．O2在電極b上發(fā)生還原反應(yīng) B．溶液中OH－向電極a移動(dòng) C．反應(yīng)消耗的NH3與O2的物質(zhì)的量之比為4∶5 D．負(fù)極的電極反應(yīng)式為2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O 【答案】C 考點(diǎn)：考查原電池的工作原理等知識(shí)。 2．普通水泥在固化過(guò)程中自由水分子減少并產(chǎn)生Ca(OH)2，溶液呈堿性．根據(jù)這一特點(diǎn)科學(xué)家發(fā)明了電動(dòng)勢(shì)(E)法測(cè)水泥初凝時(shí)間，此法的原理如圖所示，反應(yīng)的總方程式為：2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag．下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( ) A．工業(yè)上制備普通水泥的主要原料是黏土和石灰石 B．測(cè)量原理裝置圖中，Ag2O/Ag極發(fā)生氧化反應(yīng) C．負(fù)極的電極反應(yīng)式為：2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O D．在水泥固化過(guò)程中，由于自由水分子的減少，溶液中各離子濃度的變化導(dǎo)致電動(dòng)勢(shì)變化 【答案】B 【解析】 試題分析：玻璃、水泥都屬于硅酸鹽工業(yè)，工業(yè)上制備普通水泥的主要原料是含有石灰石和硅酸鹽的粘土，故A正確．根據(jù)電池反應(yīng)式2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag知，Ag2O/Ag極作正極，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故B錯(cuò)誤．根據(jù)電池反應(yīng)式2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag知，銅失電子作負(fù)極，負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O，故B正確；水泥固化過(guò)程中，自由水分子減少，溶劑的量減少導(dǎo)致溶液中各離子濃度的變化，從而引起電動(dòng)勢(shì)變化，故D正確。 考點(diǎn)：本題考查化學(xué)電源。 3．原電池的應(yīng)用極為廣泛。利用如下圖所示原電池可測(cè)量空氣中Cl2的含量，其中電解質(zhì)是Ag+可以自由移動(dòng)的固體物質(zhì)，下列分析正確的是 A．電流經(jīng)外電路從Ag流向Pt電極 B．電池工作時(shí)，電解質(zhì)中Ag+數(shù)目增多 C．正極反應(yīng)：Cl2+2e－=2Cl－ D．空氣中c(Cl2)越大，Ag極消耗速率越快 【答案】D 考點(diǎn)：考查原電池反應(yīng)原理的知識(shí)。 4．我國(guó)科學(xué)家在天然氣脫硫研究方面取得了新進(jìn)展，利用如圖裝置可發(fā)生反應(yīng)H2S+O2=H2O2+S。己知甲池中發(fā)生的反應(yīng)為 下列說(shuō)法正確的是（ ） A．該裝置中電能轉(zhuǎn)化為光能 B．H+從甲池移向乙池 C．甲池中碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為AQ+2H+-2e-=H2AQ D．乙池溶液中發(fā)生的反應(yīng)為H2S+I3-=3I-+S+2H+ 【答案】D 【考點(diǎn)定位】考查原電池的工作原理以及電極反應(yīng)式的書寫 【名師點(diǎn)晴】本題考查學(xué)生原電池的工作原理以及電極反應(yīng)式的書寫知識(shí)，注意知識(shí)的歸納和梳理是關(guān)鍵。掌握原電池中電極反應(yīng)式的書寫方法：①先確定原電池的正負(fù)極，列出正負(fù)極上的反應(yīng)物質(zhì)，并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失；②注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽(yáng)離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存；③若正極上的反應(yīng)物質(zhì)是O2，且電解質(zhì)溶液為中性或堿性，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)H+，且水必須寫入正極反應(yīng)式中，與O2結(jié)合生成OH-，若電解質(zhì)溶液為酸性，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH－，且H+必須寫入正極反應(yīng)式中，與O2結(jié)合生成水；④正負(fù)極反應(yīng)式相加（電子守恒）得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)式。若已知電池反應(yīng)的總反應(yīng)式，可先寫出較易書寫的電極反應(yīng)式，然后在電子守恒的基礎(chǔ)上，總反應(yīng)式減去較易寫出的電極反應(yīng)式，即得到較難寫出的電極反應(yīng)式。 5．利用反應(yīng)6NO2+8NH3=7N2+12H2O構(gòu)成電池的方法，既能實(shí)現(xiàn)有效消除氮氧化物的排放，減輕環(huán)境污染，又能充分利用化學(xué)能，裝置如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是 A．電流從右側(cè)電極經(jīng)過(guò)負(fù)載后流向左側(cè)電極 B．為使電池持續(xù)放電，離子交換膜需選用陰離子交換膜 C．電極A極反應(yīng)式為2NH3－6e－=N2+6H+ D．當(dāng)有4.48LNO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）被處理時(shí)，轉(zhuǎn)移電子為0.8mol 【答案】C 【考點(diǎn)定位】考查電解原理的應(yīng)用 【名師點(diǎn)晴】該題為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，明確電解的原理，注意把握離子移動(dòng)方向和電極方程式的書寫，為解答該類題目的關(guān)鍵，由反應(yīng)6NO2+8NH3═7N2+12H2O可知，反應(yīng)中NO2為氧化劑，NH3為還原劑，則A為負(fù)極，B為正極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合電解質(zhì)溶液呈堿性解答該題。 6．在日常生活中，我們經(jīng)?？吹借F制品生銹、鋁制品表面出現(xiàn)白斑等眾多的金屬腐蝕現(xiàn)象?？梢酝ㄟ^(guò)下列裝置所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。下列說(shuō)法正確的是 A．按圖Ⅰ裝置實(shí)驗(yàn)，為了更快更清晰地觀察到液柱上升，可采用下列方法：用酒精燈加熱具支試管 B．圖Ⅱ是圖Ⅰ所示裝置的原理示意圖，圖Ⅱ的正極材料是鐵 C．鋁制品表面出現(xiàn)白斑可以通過(guò)圖Ⅲ裝置進(jìn)行探究，Cl－由活性炭區(qū)向鋁箔表面區(qū)遷移，并發(fā)生電極反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑ D．圖Ⅲ裝置的總反應(yīng)為4Al＋3O2＋6H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3進(jìn)一步脫水形成白斑 【答案】D 考點(diǎn)：考查了原電池和電解池的工作原理的相關(guān)知識(shí)。 7．為解決淀粉廠廢水中BOD嚴(yán)重超標(biāo)的問(wèn)題，有人設(shè)計(jì)了電化學(xué)降解法．如圖是利用一種微生物將有機(jī)物將廢水中有機(jī)物主要成分是(C6H10O5)n]的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A．N極是負(fù)極 B．該裝置工作時(shí)，H+從右側(cè)經(jīng)陽(yáng)離子交換膜移向左側(cè) C．負(fù)極的電極反應(yīng)為：(C6H10O5)n+7H2O﹣24ne﹣═6nCO2↑+24nH+ D．物質(zhì)X是OH﹣ 【答案】C 【解析】 試題分析：由題意利用一種微生物將廢水中有機(jī)物主要成分是（C6H10O5）n]的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，即為原電池，由圖N極通O2，M極為有機(jī)物，則N極為正極發(fā)生還原反應(yīng)，M極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極的電極反應(yīng)為（C6H10O5）n]+7nH2O﹣24ne﹣═6nCO2↑+24nH+，原電池中陽(yáng)離子移向正極，A．由圖N極通O2，則N極為正極，A錯(cuò)誤；B．原電池中陽(yáng)離子移向正極，該裝置工作時(shí)，H+從左側(cè)經(jīng)陽(yáng)離子交換膜轉(zhuǎn)向右側(cè)，B錯(cuò)誤；C．M極為有機(jī)物，M極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極的電極反應(yīng)為（C6H10O5）n]+7nH2O﹣24ne﹣═6nCO2↑+24nH+，C正確；D．由圖N極通O2，則N極為正極，O2得電子結(jié)合H+生成水，物質(zhì)X為水，D錯(cuò)誤，答案選C。 考點(diǎn)：考查原電池的原理的應(yīng)用 8．某固體酸燃料電池以CaHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H+，其基本結(jié)構(gòu)見(jiàn)右圖，電池總反應(yīng)可表示為：2H2 + O2 == 2H2O，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是（ ） A．電子通過(guò)外電路從a極流向b極 B．b極上的電極反應(yīng)式為：O2+4H++4e-==2H2O C．每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗1.12L的H2 D．H+由a極通過(guò)固體酸電解質(zhì)傳遞到b極 【答案】C 考點(diǎn)：考查原電池的工作原理等知識(shí)。 9．全釩電池以惰性材料作電極，在電解質(zhì)溶液中發(fā)生的電池總反應(yīng)為：VO2＋（藍(lán)色）＋H2O＋V3＋（紫色）VO2＋（黃色）＋V2＋（綠色）＋2H＋ 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的（ ） A.充電時(shí)，反應(yīng)每生成2molH＋時(shí)電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量為2mol B.放電過(guò)程中，正極附近溶液的酸性減弱 C.放電時(shí)，正極反應(yīng)為VO2++2H＋＋e－＝VO2＋＋H2O D.充電時(shí)，陽(yáng)極附近溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)辄S色 【答案】A 【解析】 試題分析：A、陽(yáng)極上電極反應(yīng)式為：VO2＋＋H2O－e－=VO2＋＋2H＋，因此每生成2molH＋時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol，故說(shuō)法錯(cuò)誤；B、放電時(shí)正極反應(yīng)式為：VO2＋＋2H＋＋e－=H2O＋VO2＋，消耗H＋，酸性減弱，故說(shuō)法正確；C、根據(jù)選項(xiàng)B的分析，故說(shuō)法正確；D、根據(jù)A選項(xiàng)的分析，顏色藍(lán)色變?yōu)辄S色，故說(shuō)法正確。 考點(diǎn)：考查電極反應(yīng)式的書寫等知識(shí)。 10．在如右圖所示的裝置中，a的金屬活潑性比氫要強(qiáng)，b為碳棒，關(guān)于此裝置的各種敘述不正確的是 A．碳棒上有氣體放出，溶液pH變大 B．a(chǎn)是正極，b是負(fù)極 C．稀硫酸中有電子流動(dòng)，方向是從b極到a極 D．a(chǎn)極上發(fā)生了氧化反應(yīng) 【答案】B 考點(diǎn)：考查原電池 11．3課堂學(xué)習(xí)中，同學(xué)們利用鋁條、鋅片、銅片、導(dǎo)線、電流計(jì)、橙汁、燒杯等用品探究原電池的組成。下列結(jié)論錯(cuò)誤的是 A．原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置 B．原電池由電極、電解質(zhì)溶液和導(dǎo)線等組成 C．圖中a極為鋁條、b極為鋅片時(shí)，導(dǎo)線中會(huì)產(chǎn)生電流 D．圖中a極為鋅片、b極為銅片時(shí)，電子由銅片通過(guò)導(dǎo)線流向鋅片 【答案】D 【解析】 試題分析：A、原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，A正確；B、原電池由電解質(zhì)溶液、電極、導(dǎo)線組成閉合回路，B正確；C、因?yàn)槌戎瓰樗嵝?，所以圖中a極為鋁條、b極為鋅片時(shí)，則Al作原電池的負(fù)極，Zn作原電池的正極，導(dǎo)線中會(huì)產(chǎn)生電流，C正確；D、圖中a極為鋅片、b極為銅片時(shí)，則Zn為負(fù)極，Cu為正極，電子從負(fù)極流向正極，所以電子從Zn片流向Cu片，D錯(cuò)誤，答案選D。 考點(diǎn)：考查原電池的構(gòu)成、正負(fù)極的判斷、電子流向的判斷 12．X、Y兩根金屬棒插入Z溶液中構(gòu)成如下圖的裝置，實(shí)驗(yàn)中電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)X棒變粗，Y棒變細(xì)，則X、Y、Z可能是下列中的( ) 編號(hào) X Y Z A Zn Cu 稀硫酸 B Cu Zn 稀硫酸 C Cu Ag 硫酸銅溶液 D Ag Cu 硝酸銀溶液 【答案】D 【考點(diǎn)定位】考查原電池原理 【名師點(diǎn)晴】本題考查了原電池原理，根據(jù)電極上發(fā)生的反應(yīng)確定正負(fù)極，再結(jié)合題目分析解答。要掌握原電池中正負(fù)極的判斷方法：1由組成原電池的兩極材料判斷：一般來(lái)說(shuō)，較活潑的或能和電解質(zhì)溶液反應(yīng)的金屬為負(fù)極，較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極．但具體情況還要看電解質(zhì)溶液，如鎂、鋁電極在稀硫酸在中構(gòu)成原電池，鎂為負(fù)極，鋁為正極；但鎂、鋁電極在氫氧化鈉溶液中形成原電池時(shí)，由于是鋁和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)，失去電子，因此鋁為負(fù)極，鎂為正極；2根據(jù)外電路電流的方向或電子的流向判斷：在原電池的外電路，電流由正極流向負(fù)極，電子由負(fù)極流向正極；3根據(jù)內(nèi)電路離子的移動(dòng)方向判斷：在原電池電解質(zhì)溶液中，陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。 13、Mg﹣AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池．下列敘述錯(cuò)誤的是 A．負(fù)極反應(yīng)式為Mg﹣2e﹣=Mg2+ B．正極反應(yīng)式為Ag++e﹣=Ag C．電池放電時(shí)Cl﹣由正極向負(fù)極遷移 D．負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ 【答案】B 【解析】 試題分析：根據(jù)題意，電池總反應(yīng)式為：Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag，正極反應(yīng)為：2AgCl+2e－= 2Cl－+ 2Ag，負(fù)極反應(yīng)為：Mg－2e－=Mg2+，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)原電池來(lái)說(shuō)，陰離子由正極移向負(fù)極，C項(xiàng)正確；由于鎂是活潑金屬，則負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑，D項(xiàng)正確；答案選B。 考點(diǎn)：原電池的工作原理 14．原電池的電極反應(yīng)不僅與電極的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)，下列說(shuō)法中不正確的是（） A．由Al、Cu、稀H2SO4組成的原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：A1-3e-=A13+ B．由Mg、Al、NaOH溶液組成的原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：A1-3e-=A13+ C．由Fe、Cu、FeCl3溶液組成的原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：Fe-2e-=Fe2+ D．由Al、 Cu、濃硝酸組成的原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：Cu-2e-=Cu2+ 【答案】B 考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理 【名師點(diǎn)睛】本題考查原電池的正負(fù)極的判斷及電極反應(yīng)式，注意不能根據(jù)金屬的活潑性判斷原電池的正負(fù)極，要根據(jù)得失電子判斷正負(fù)極，為易錯(cuò)點(diǎn)，題目難度不大。