2022年高考化學(xué) 備考百?gòu)?qiáng)校小題精練系列 專(zhuān)題26 原電池的基本原理

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1、2022年高考化學(xué) 備考百?gòu)?qiáng)校小題精練系列 專(zhuān)題26 原電池的基本原理 1．最近，科學(xué)家研發(fā)了“全氫電池”，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是 A． 右邊吸附層中發(fā)生了還原反應(yīng) B． 負(fù)極的電極反應(yīng)是H2－2e－＋2OH－ ==== 2H2O C． 電池的總反應(yīng)是2H2＋O2 ==== 2H2O D． 電解質(zhì)溶液中Na＋向右移動(dòng)，ClO向左移動(dòng) 【答案】C 【解析】 【詳解】 2．鎂—銻液態(tài)金屬儲(chǔ)能電池工作原理如下圖所示，該電池所用液體密度不同，在重力作用下分為三層，工作時(shí)中間層熔融鹽的組成及濃度不變。下列說(shuō)法不正確的是 A． 放電時(shí)，Mg(液)層的質(zhì)量減小

2、 B． 放電時(shí)．正極反應(yīng)為：Mg2++2e-Mg C． 該電池充電時(shí)，Mg—Sb(液)層的質(zhì)量增大 D． 該電池充電時(shí)，C1-向下層方向移動(dòng) 【答案】C 【解析】 A.放電時(shí)，Mg(液)層發(fā)生反應(yīng)Mg -2e-=Mg2+?，Mg(液)層的質(zhì)量減小，A項(xiàng)正確；放電時(shí)Mg—Sb(液)層是正極，正極反應(yīng)為：Mg2++2e-=Mg，B項(xiàng)正確；該電池充電時(shí)，Mg—Sb(液)層是陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該電池充電時(shí)，上層是陰極、下層是陽(yáng)極，C1-向陽(yáng)極移動(dòng)，D項(xiàng)正確。答案選C。 3．H2S轉(zhuǎn)化是環(huán)保和資源利用的研究課題。將燒堿吸收H2S后的溶液加人如圖裝置，可以回收單質(zhì)硫，甲為二甲醚(

3、CH3OCH3)一空氣燃料電池。 下列推斷正確的是 A． Y極充入二甲醚 B． 電子由XW溶液ZY C． Z極反應(yīng)式為S2+-2e-=S D． 電解后，乙裝置右池中c(NaOH)減小 【答案】C 【解析】 點(diǎn)睛：運(yùn)用電化學(xué)原理解答。電子流動(dòng)方向的判別，原電池由負(fù)極經(jīng)外電路回到正極，在內(nèi)電路是通過(guò)陰陽(yáng)離子定向移動(dòng)來(lái)完成的。 4．研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如下圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 A． d為石墨，鐵片不易被腐蝕 B． d為石墨，石墨上電極反應(yīng)為：O2?+?2H2O?+?4e→?4OH- C． d為鋅塊，鐵片腐蝕加快 D． d為鋅塊，鐵片上

4、電極反應(yīng)為：2H+?+?2e →?H2↑ 【答案】B 【解析】 5．鋰(Li)—空氣電池的工作原理如圖所示下列說(shuō)法不正確的是 A． 金屬鋰作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng) B． Li+通過(guò)有機(jī)電解質(zhì)向水溶液處移動(dòng) C． 正極的電極反應(yīng)：O2+4e—==2O2— D． 電池總反應(yīng)：4Li+O2+2H2O==4LiOH 【答案】C 【解析】 【詳解】 A項(xiàng)，在鋰空氣電池中，金屬鋰失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，故A項(xiàng)正確； B項(xiàng)，Li在負(fù)極失去電子變成了Li+，會(huì)通過(guò)有機(jī)電解質(zhì)向水溶液處（正極）移動(dòng)，故B項(xiàng)正確； C項(xiàng)，正極氧氣得到了電子后與氫結(jié)合形成氫氧根，電極方程式為O2

5、+4e-+2H2O=4OH-，故C項(xiàng)錯(cuò)誤； D項(xiàng)，負(fù)極的反應(yīng)式為L(zhǎng)i-e-= Li+，正極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-，電池的總反應(yīng)則為4Li+O2+2H2O==4LiOH，故D項(xiàng)正確。 綜上所述，本題的正確答案為C。 6．電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測(cè)環(huán)境中NH3的含量，其工作原理如圖所示，NH3被氧化為常見(jiàn)無(wú)毒物質(zhì)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ） A． 溶液中OH－向電極a移動(dòng) B． 反應(yīng)消耗的NH3與O2的物質(zhì)的量之比為4︰5 C． O2在電極b上發(fā)生還原反應(yīng) D． 負(fù)極的電極反應(yīng)式為：2NH3－6e－+ 6OH－===N2↑+ 6H2O 【答案】B 【解析】

6、 【分析】 NH3被氧化為常見(jiàn)無(wú)毒物質(zhì)，應(yīng)生成氮?dú)?，Pt電極通入氨氣生成氮?dú)猓瑸樵姵刎?fù)極，則b為正極，氧氣得電子被還原，結(jié)合電極方程式分析解答。 【詳解】 【點(diǎn)睛】 本題考查了原電池原理，根據(jù)O、N元素化合價(jià)變化判斷出正負(fù)極是解題的關(guān)鍵。本題的易錯(cuò)點(diǎn)為D，注意書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí)要結(jié)合電解質(zhì)特點(diǎn)。 7．下列反應(yīng)中，在原理上可以設(shè)計(jì)成原電池的是（ ） A． Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng) B． 氧化鋁與硫酸的反應(yīng) C． 甲烷與氧氣的反應(yīng) D． 石灰石的分解反應(yīng) 【答案】C 【解析】 【詳解】 原電池為將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，所涉及反應(yīng)為自

7、發(fā)進(jìn)行的氧化反應(yīng)，題中只有C為氧化還原反應(yīng)，可設(shè)計(jì)成原電池反應(yīng)，其中通入甲烷的電極為負(fù)極，通入氧氣的電極為正極，而A、B、D都不是氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)成原電池，故選C。 8．某同學(xué)利用氧化還原反應(yīng)：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O設(shè)計(jì)如圖所示原電池，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。下列說(shuō)法正確的是 A． b電極上發(fā)生還原反應(yīng) B． 外電路電子的流向是從a到b C． 電池工作時(shí)，鹽橋中的SO42-移向甲燒杯 D． a電極上發(fā)生的反應(yīng)為MnO4-＋8H＋＋5e－=Mn2＋＋4H2O 【答案】D 【解析】 【

8、分析】 從方程式分析，亞鐵離子變成鐵離子，所以亞鐵離子在負(fù)極反應(yīng)，所以b為負(fù)極，a為正極。 【詳解】 【點(diǎn)睛】 原電池中負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)，外電路中電子從負(fù)極流出，流向正極。 9．可用于電動(dòng)汽車(chē)的鋁—空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說(shuō)法正確的是 A． 電池工作時(shí)，電子通過(guò)外電路從正極流向負(fù)極 B． 以NaOH溶液為電解質(zhì)時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Al＋3OH－－3e－==Al(OH)3↓ C． 以NaOH溶液為電解質(zhì)時(shí)，電池在工作過(guò)程中電解質(zhì)溶液的pH保持不變 D

9、． 以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)時(shí)，正極反應(yīng)都為O2＋2H2O＋4e－== 4OH－ 【答案】D 【解析】 【分析】 鋁為活潑金屬，既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)，鋁空氣燃料電池中負(fù)極反應(yīng)為Al+4OH--3e-═AlO2-+2H2O，正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-=4OH-，總反應(yīng)為4Al+4OH-+3O2═4AlO2-+2H2O。 【詳解】 【點(diǎn)睛】 本題考查化學(xué)電源，解答時(shí)注意正負(fù)極的判斷、依據(jù)溶液酸堿性書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式是解答的關(guān)鍵。 10．2017年5月18日，我國(guó)海域天然氣水合物試采成功，下列分析儀工作原理類(lèi)似燃料電池的工作原理，其裝置如下圖所示，其中的固體電

10、解質(zhì)是 Y2O3－Na2O，O2－可以在其中自由移動(dòng)。下列有關(guān)敘述正確的是 （ ） A． 該分析儀可用于分析空氣中的天然氣的含量 B． 該分析儀工作時(shí)，電極a為正極 C． 電極a的反應(yīng)式為：CH4+10OH－－8e－=CO32－+7H2O D． 當(dāng)固體電解質(zhì)中有1 mol O2－通過(guò)時(shí)，電子轉(zhuǎn)移4mol 【答案】A 【解析】 【分析】 該分析儀工作原理類(lèi)似燃料電池的工作原理，O2-可以在其中自由移動(dòng)，電子在外電路轉(zhuǎn)移，通甲烷氣體的為負(fù)極，通空氣一端為正極，電池總反應(yīng)為CH4+2O2=CO2+2H2O ，正極反應(yīng)為：O2+4e-=2O2-,負(fù)極反應(yīng)為：CH4+4O2－

11、－8e－=CO2+2H2O ，結(jié)合原電池的原理和電極反應(yīng)回答問(wèn)題。 【詳解】 11．某興趣小組設(shè)計(jì)如圖所示的原電池裝置，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 (????) A． 鋅板是原電池的負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng) B． 電子流向：鋅板燈泡銀板濕布鋅板 C． 銀板上的電極反應(yīng)： D． 電池總反應(yīng)： 【答案】D 【解析】 【詳解】 【點(diǎn)睛】 本題考查原電池的設(shè)計(jì)，正確判斷原電池的正負(fù)極及電極反應(yīng)方程式是解決本題的關(guān)鍵。 12．下圖是采用新能源儲(chǔ)能器件將CO2轉(zhuǎn)化為固體產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)CO2的固定和儲(chǔ)能靈活應(yīng)用的裝置。儲(chǔ)能器件使用Li-CO2電池，組成為：釕電極/CO2飽和的LiClO

12、4-DMSO電解液/鋰片。下列說(shuō)法不正確的是 A． Li-CO2電池的電解液由LiClO4和DMSO溶于水得到 B． CO2的固定中，每轉(zhuǎn)移8 mol e-，生成6 mol氣體 C． 過(guò)程Ⅱ中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 D． 過(guò)程Ⅰ的釕電極的電極反應(yīng)式為2Li2CO3+C-4e-═4Li++3CO2↑ 【答案】A 【解析】 【詳解】 13．一種釕(Ru)基配合物光敏染料敏化太陽(yáng)能電池的原理及電池中發(fā)生的主要反應(yīng)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 A． 鍍鉑導(dǎo)電玻璃的作用是傳遞I- B． 電池工作時(shí)，光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽琗為電池的正極 C． 電池的電解質(zhì)溶液中I-和I3-的濃度均不

13、斷減小 D． 電解質(zhì)溶液中發(fā)生反應(yīng)2Ru3++3I-═2Ru2++I3- 【答案】D 【解析】 【詳解】 14．一種新型的電池，總反應(yīng)為: 3Zn+2FeO42－+8H2O=2Fe(OH)3↓+3Zn(OH)2↓+4OH—，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是 A． Zn極是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng) B． 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液的pH增大 C． 電子由Zn極流出到石墨電極，再經(jīng)過(guò)溶液回到Zn極，形成回路 D． 石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為：FeO42—+3e—+4H2O=Fe(OH)3↓+5OH— 【答案】C 【解析】 【詳解】 A、根據(jù)電池總反應(yīng)，Zn的化合價(jià)升高，根據(jù)原電池的工作原理，即鋅作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A說(shuō)法正確；B、根據(jù)電池總反應(yīng)方程式，生成OH－，溶液的pH增大，故B說(shuō)法正確；C、根據(jù)原電池的工作原理，電子從Zn電極流出經(jīng)外電路流向石墨，電解質(zhì)溶液應(yīng)是陰陽(yáng)離子定向移動(dòng)，沒(méi)有電子通過(guò)，故C說(shuō)法錯(cuò)誤；D、負(fù)極電極反應(yīng)式為Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2↓，正極反應(yīng)式為FeO42－＋4H2O＋3e－=Fe(OH)3↓＋5OH－，故D說(shuō)法正確。