【寒假作业】假期培优解决方案 寒假专题突破练 高二化学(鲁科版)专题3 原电池原理及其应用 Word

1专题3原电池原理及其应用题组1原电池工作原理1．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑2．已知①②③④金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是()A．①③②④B．①③④②C．③④②①D．③①②④3．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是()A．由Al、Cu、稀H2SO4组成的原电池，负极反应式为Al－3e－===Al3＋B．由Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为Al－3e－＋4OH－===Al(OH)4]－C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋D．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋4．根据下列事实：①X＋Y2＋===X2＋＋Y②Z＋2H2O(冷)===Z(OH)2＋H2↑③Z2＋的氧化性比X2＋的弱④由Y、W电极组成的原电池，电极反应分别为W2＋＋2e－===W、Y－2e－===Y2＋，由此可判断X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序是()A．XZYWB．ZWXYC．ZYXWD．ZXYW题组2常见的化学电源25．有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是()①在标准状况下，每消耗5.6LCH4可以向外电路提供2mole－②通过甲烷电极的电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O③通过甲烷的电极为电池的正极，通过氧气的电极为负极④电池放电后，溶液pH不断升高A．①②B．①③C．①④D．③④6．纽扣电池可作为计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池，其电极的组成分别为Zn和Ag2O，以KOH溶液为电解质溶液，电池的总反应为Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。下列关于该电池的叙述不正确的是()A．电池工作时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，Zn是负极B．电池工作时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极，Ag2O是负极C．正极的电极反应为Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－D．Zn极发生氧化反应，Ag2O极发生还原反应7．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是()A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O8．某固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物作为电解质，其中O2－可以在其内部自由通过，其工作原理如图所示。下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是()A．电极b为电池负极，电极反应式为O2＋4e－===2O2－B．固体氧化物的作用是让电子在电池内通过C．若H2作为燃料气，则接触面上发生的反应为H2＋2OH－－4e－===2H＋＋H2OD．若C2H4作为燃料气，则接触面上发生的反应为C2H4＋6O2－－12e－===2CO2＋2H2O题组3陌生电池剖析39．研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl。下列有关“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是()A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgClB．每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子C．Na＋不断向“水”电池的负极移动D．AgCl是还原产物10．最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnO(OH)。下列说法正确的是()A．该电池Zn为负极，ZnO为正极，MnO2为催化剂B．该电池的负极反应为MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－C．导电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向ZnD．电池工作时水分子和OH－都能通过薄层纸片11．人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是()A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程B．催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生C．催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强D．催化剂b表面的反应是CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH12．研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()A．水既是氧化剂又是溶剂B．放电时正极上有氢气生成C．放电时OH－向正极移动D．总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑题组4综合应用413．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO2－4)减小C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡14．某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定CO的浓度，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇—氧化钠，其中O2－可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法正确的是()A．负极的电极反应式为CO＋O2－－2e－===CO2B．工作时电子由电极b通过传感器流向电极aC．工作时电极b作正极，O2－由电极a流向电极bD．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越低15．Zn－MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2－NH4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是________。电池工作时，电子流向________(填“正极”或“负极”)。(2)若ZnCl2－NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是________________________________________________________________________。欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的________(填代号)。a．NaOHb．Znc．Fed．NH3·H2O(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是________________________。5若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为________________。16．锂—空气电池能够提供相当于普通锂离子电池10倍的能量，因此它是最有前途的电池技术。下图是锂—空气电池放电和充电时的工作示意图。(1)图Ⅰ中电极a是________极。(2)用锂—空气电池电解100mL0.5mol·L－1CuSO4溶液，当电池中消耗1.4gLi时，在阴极会析出________g铜。(3)电池中间的固体电解质(含阳离子交换膜)还能阻止H2O、N2、O2等物质通过，防止Li和这些物质反应。Li和水在常温下发生反应的化学方程式为______________________。(4)当给图Ⅱ中的锂—空气电池充电时，d极应接电源的________极，该电极的电极反应式为____________________________________。6答案精析1．B②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；③中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C错；②中电池总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，负极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlO－2＋4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正确；④中Cu是正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错。]2．B3.C4．D由题意知：①中发生置换反应，说明还原性：XY，②中Z与H2O(冷)反应，说明Z的还原性很强，③中Z2＋的氧化性比X2＋的弱，说明还原性：ZX，④中Y、W构成的原电池中，Y发生氧化反应，Y为负极，说明还原性：YW，故X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序为ZXYW。]5．A①5.6L为0.25mol，故转移电子的物质的量为0.25mol×8＝2mol，正确；②电极反应式正确；③通过甲烷的一极为负极，氧气一极是正极，错误；④CH4＋2O2===CO2＋2H2O，产生的二氧化碳被碱液吸收，消耗碱，pH降低，错误。]6．B由电池总反应可以看出，Zn为负极，Ag2O为正极，电池工作时电子由负极Zn经外电路流向正极Ag2O，A项正确，B项错误；负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，C、D项正确。]7．C电池放电时，Fe为负极，电极反应式为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2，Ni2O3为正极，电极反应式为Ni2O3＋3H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－，故A、B正确；电池充电时，阴极反应为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，阴极附近OH－]增大，pH升高，故C错；阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O，D项正确。]8．DA项电极b上通入的空气或氧气，是得电子的物质，故b应为电池的正极；B项，电子无法通过电解质溶液(即电子只能通过外电路)；C项，由于该固体氧化物燃料电池中没有H2O，更没有H＋和OH－，H2失电子后，与O2－结合起来生成H2O，电极反应式应为H2＋O2－－2e－===H2O；D项，C2H4作为燃料气，失去电子后，再与O2－结合，会生成CO2和H2O两种物质。即：C2H4＋6O2－－12e－===2CO2＋2H2O。]9．B本题综合考查原电池和氧化还原反应的相关知识。正极应该得电子，因此A错；原电池中电解质溶液中的阳离子应该向正极移动，C错；Ag是反应的还原剂，因此AgCl是氧化产物，D错。]710．D根据反应，从化合价升降分析，Zn是负极，MnO2应为正极，A错；正极的电极反应为MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－，B错；原电池内部是因为自由移动的离子导电，C错；根据电池反应及电极反应的特点，D正确。]11．C题中没有外加电源，应是原电池装置，由给出的反应物和生成物得出电池反应为2CO2＋2H2O===2HCOOH＋O2，再根据电子从a流向b，a为负极，电极反应式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于产生H＋，其附近酸性增强；b是正极，电极反应式：CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH，由于消耗H＋，其附近酸性减弱。]12．C本题考查了原电池中的电极反应、溶液中离子的移动方向等原理问题，旨在考查学生对原电池原理的理解能力。根据题给信息锂水电池的反应方程式为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，D正确；在反应中氢元素化合价降低，因此H2O作氧化剂，同时又起到溶剂的作用，A项正确；放电时正极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，B项正确；溶液中的Li＋向正极移动，OH－向负极移动，C项错误。]13．CA项，由锌的活泼性大于铜，可知铜电极为正极，在正极上Cu2＋得电子发生还原反应生成Cu，错误；B项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的c(SO2－4)不变，错误；C项，在乙池中Cu2＋＋2e－===Cu，同时甲池中的Zn2＋通过阳离子交换膜进入乙