（廣東專(zhuān)用）2014屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)精練 第18講 原電池原理（含解析） 新人教版

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1、第18講　原電池原理 1．下列為原電池裝置的是(　　) 圖K18－1 2．圖K18－2為銅鋅原電池的示意圖，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖K18－2 A．銅片為負(fù)極 B．銅片逐漸溶解 C．鋅片發(fā)生還原反應(yīng) D．該裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 3．(雙選)在銅鋅原電池中，鋅電極上發(fā)生的反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋，則(　　) A．鋅電極為負(fù)極 B．鋅電極為正極 C．反應(yīng)中Zn被氧化 D．反應(yīng)中Zn被還原 4．圖K18－3表示的是鋼鐵在海水中的銹蝕過(guò)程，以下有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) 圖K18－3 A．該金屬腐蝕過(guò)程為吸氫腐蝕 B．正極為C，發(fā)生的

2、反應(yīng)為氧化反應(yīng) C．在酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕 D．正極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 5．用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋(裝有瓊脂—KNO3的U形管)構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是(　　) ①在外電路中，電流由銅電極流向銀電極 ②正極反應(yīng)為：Ag＋＋e－===Ag ③實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作 ④將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同 A．①②　　　　　　　B．②③ C．②④ D．③④ 6．圖K18－4實(shí)驗(yàn)為研究金屬腐蝕的實(shí)驗(yàn)。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) 圖K18－4

3、 A．該實(shí)驗(yàn)研究的是金屬的吸氧腐蝕 B．鐵表面的反應(yīng)為Fe－3e－===Fe3＋ C．紅色首先在食鹽水滴的中心出現(xiàn) D．食鹽水中有氣泡逸出 7．[2013·廣東六校聯(lián)考] (雙選)燃料電池是利用燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧氣反應(yīng)從而將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。下列關(guān)于甲烷燃料電池(NaOH溶液作電解質(zhì))的說(shuō)法中正確的是(　　) A．負(fù)極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．負(fù)極反應(yīng)為CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O C．放電時(shí)溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng) D．隨著放電的進(jìn)行，溶液的pH不發(fā)生改變 8．原電池的電極名稱(chēng)不僅與電極材料性質(zhì)有

4、關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列不正確的是(　　) A．由Al、Cu、稀硫酸組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Al－3e－===Al3＋ B．由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O C．由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Cu－2e－===Cu2＋ D．由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Cu－2e－===Cu2＋ 9．[2012·肇慶二模] “固體離子導(dǎo)體”是因?yàn)殡x子能在固體中遷移傳遞電荷。如圖K18－5，空氣中的O2與AlI3在聚四氟乙烯膜中反應(yīng)生成I2，I2與Ag形成原電池，在RbAg4I5晶體中遷移的離

5、子全是Ag＋。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　) 圖K18－5 A．電流從銀電極流向石墨電極 B．Ag＋從下往上移動(dòng) C．石墨電極為正極，銀電極為負(fù)極 D．銀電極的電極反應(yīng)式：Ag－e－===Ag＋ 10．圖K18－6表示利用碳納米管能夠吸附氫氣的原理設(shè)計(jì)的一種新型二次電池。下列敘述正確的是(　　) 圖K18－6 A．電池放電時(shí)K＋移向負(fù)極 B．電池放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：H2－2e－＋2OH－===2H2O C．電池充電時(shí)鎳電極NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2 D．電池充電時(shí)碳納米管電極與電源的正極相連 11．(1)在以甲醇為燃料的電池中，電解質(zhì)溶液

6、為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________， 正極的反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。 已知CH3OH(l)的燃燒熱ΔH＝－726.5 kJ·mol－1，理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1 kJ，則該燃料電池的理論效率為_(kāi)___________(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部

7、能量之比)。 (2)用吸收H2后的稀土儲(chǔ)氫合金作為電池負(fù)極材料(用MH表示)，NiO(OH)作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量，長(zhǎng)壽命的鎳氫電池。電池充放電時(shí)的總反應(yīng)為： NiO(OH)＋MHNi(OH)2＋M ①電池放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。 ②充電完成時(shí)，Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個(gè)電極產(chǎn)生O2，O2擴(kuò)散到另一個(gè)電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸，此時(shí)，陰極的電極

8、反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。 12．某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對(duì)電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動(dòng)。 (1)如圖K18－7為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)：(用離子方程式表示)________________________________________________________________________ 設(shè)計(jì)的原電池裝置，反應(yīng)前，電極質(zhì)量相等，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差12 g，導(dǎo)線中通過(guò)________mol電子。 圖K18－7 (2)其他條件不變，若將Cu

9、Cl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________， 這是由于NH4Cl溶液顯________(填“酸性”、“堿性”或“中性”)。用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中，向其中滴加少量的氯水，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，繼續(xù)滴加過(guò)量新制飽和氯水，顏色褪去，同學(xué)們對(duì)此做了多種假設(shè)，某同學(xué)的假設(shè)是：“溶液中的＋3價(jià)鐵被氧化為更高價(jià)態(tài)?！比绻?價(jià)鐵被氧化為FeO，試寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式__________________________________

10、______________________________________。 (3)如圖K18－8所示，其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨連成n形，一段時(shí)間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現(xiàn)象是________________________________________________________________________， 電極反應(yīng)為_(kāi)_______________________________________________________________________； 乙裝置中石墨(1)為_(kāi)_______(填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽(yáng)”)。 圖

11、K18－8 1．A　[解析] B項(xiàng)，乙醇是非電解質(zhì)，不能形成閉合回路；C項(xiàng)，Zn、Cu之間沒(méi)有用導(dǎo)線相連或接觸，也不能形成閉合回路；D項(xiàng)，Cu、Cu的性質(zhì)相同，外電路中沒(méi)有電子得失。 2．D　[解析] 該裝置為原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；鋅片上流出電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，逐漸溶解，則鋅片為負(fù)極；銅片上流入電子，銅片為正極，本身不反應(yīng)，但溶液中H＋移向正極并在正極上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，放出氫氣。 3．AC　[解析] Zn極電子流出為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)中Zn被氧化；Cu極電子流入為正極發(fā)生還原反應(yīng)。 4．D　[解析] 鋼鐵在海水中發(fā)生的吸氧腐蝕，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼鐵在酸性條件下發(fā)生析氫

12、腐蝕， C項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼鐵腐蝕的本質(zhì)就是鐵失去電子被氧化，作負(fù)極，而氧氣在正極(鋼鐵中的碳)發(fā)生還原反應(yīng)，D項(xiàng)正確。 5．C　[解析] 該原電池中Cu作負(fù)極，Ag作正極，負(fù)極反應(yīng)式 Cu－2e－===Cu2＋，正極反應(yīng)式Ag＋＋e－===Ag，因此②對(duì)；在外電路中，電子由Cu電極流向Ag電極，而電流方向與電子流向相反，所以①錯(cuò)；沒(méi)有鹽橋，原電池不能繼續(xù)工作，所以③錯(cuò)；無(wú)論是否為原電池，反應(yīng)實(shí)質(zhì)相同，均為氧化還原反應(yīng)，所以④對(duì)。 6．A　[解析] NaCl溶液呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕，A項(xiàng)正確；鐵為負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵板中的碳作正極，電極反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2

13、O===4OH－，因正極反應(yīng)需要氧氣參加，故溶液周邊接觸空氣處顯堿性，首先變紅，C項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)整個(gè)過(guò)程中沒(méi)有氣體生成，因此D項(xiàng)錯(cuò)誤。 7．BC　[解析] 負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，而非還原反應(yīng)，故A錯(cuò)；放電時(shí)生成水，消耗氫氧化鈉，則溶液的堿性減弱，pH減小，故D錯(cuò)。 8．C　[解析] Al比Cu活潑，在由Al、Cu、稀硫酸組成原電池中，Al作負(fù)極，其電極反應(yīng)為Al－3e－===Al3＋，A正確；雖然Mg比Al活潑，但由于Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，而Al能與NaOH溶液反應(yīng)，所以由Mg、Al、NaOH溶液組成的原電池，Al為負(fù)極，其電極反應(yīng)為Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O，B正確；Fe

14、比Cu活潑，由Fe、Cu、FeCl3溶液組成的原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，電極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，C錯(cuò)；Al在濃硝酸中被鈍化，因此Al、Cu、濃硝酸組成原電池，Cu為負(fù)極，D項(xiàng)正確。 9．A 10．B　[解析] 原電池的負(fù)極發(fā)生失電子氧化反應(yīng)，即產(chǎn)生陽(yáng)離子或消耗陰離子，而溶液是呈電中性的，故陽(yáng)離子會(huì)移向正極，而陰離子會(huì)移向負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電池充電的過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是電解的過(guò)程，但要注意電池的正負(fù)極分別與電源的正負(fù)極連接，此時(shí)鎳電極做陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 11．(1)CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋　O2＋6H＋＋6e－===3H2O　96.6% (2)①

15、MH＋OH－－e－===M＋H2O ②2H2O＋O2＋4e－===4OH－ [解析] (1)酸性條件下甲醇燃料電池的總反應(yīng)式為：CH3OH＋O2===CO2＋2H2O……①，酸性條件下該燃料電池的正極反應(yīng)式為O2＋6H＋＋6e－===3H2O……②，①－②得電池負(fù)極反應(yīng)式為：CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋；該燃料電池的理論效率為×100%＝96.6%。 (2)①蓄電池放電時(shí)是原電池、充電時(shí)是電解池。根據(jù)原電池中“負(fù)氧化、正還原”，電解池中“陽(yáng)氧化、陰還原”的規(guī)律，在分清楚是原電池還是電解池的基礎(chǔ)上并結(jié)合電解質(zhì)溶液顯堿性，可寫(xiě)出該蓄電池放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為MH＋OH－－

16、e－===M＋H2O。 ②中陰極的電極反應(yīng)有兩個(gè)，第一階段是充電時(shí)的反應(yīng)式，由①中的方法不難確定為M＋H2O＋e－===MH＋OH－，第二階段為吸收氧氣的電解反應(yīng)式，由題意氧氣在陰極上被還原，結(jié)合該蓄電池中電解質(zhì)溶液堿性可知氧氣被還原為OH－，所以其電解反應(yīng)式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－。 12．(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　0.2 (2)2H＋＋2e－===H2↑　酸性　2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16 H＋ (3)溶液變紅　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　陰 [解析] (1)根據(jù)電池示意圖可知該原電池總反應(yīng)為Fe＋Cu2＋=

17、==Fe2＋＋Cu。 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　兩極質(zhì)量之差 1 mol 120 g 0．1 mol 12 g 0．1 mol Fe參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1 mol×2＝0.2 mol。 (2)若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，NH4Cl溶液因NH水解而顯酸性，溶液中的H＋在石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑。 (3)甲裝置是原電池，發(fā)生的是鐵的吸氧腐蝕，銅絲作原電池的正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故在銅絲附近滴加酚酞試液，溶液變紅。乙裝置構(gòu)成電解池，與鐵相連的石墨(1)是電解池的陰極，與銅絲相連的石墨是陽(yáng)極，電解CuCl2溶液，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑。