2019-2020年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 6.2原電池 化學(xué)電源課時(shí)作業(yè).doc

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2019-2020年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 6.2原電池 化學(xué)電源課時(shí)作業(yè) 一、選擇題 1．各式各樣電池的迅速發(fā)展是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。下列有關(guān)電池的敘述正確的是(　　) A．手機(jī)上用的鋰離子電池屬于一次電池 B．鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極 C．氫氧燃料電池工作時(shí)氫氣在負(fù)極被還原 D．太陽(yáng)能電池的主要材料為二氧化硅 答案：B 2.如圖，在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的電極X、Y，外電路中電子流向如圖所示，關(guān)于該裝置的下列說(shuō)法正確的是(　　) A．外電路的電流方向?yàn)閄→外電路→Y B．若兩電極分別為鐵和碳棒，則X為碳棒，Y為鐵 C．X極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng) D．若兩電極都是金屬，則它們的活動(dòng)性順序?yàn)閄>Y 答案：D 3.選用下列試劑和電極：稀硫酸、Fe2(SO4)3溶液、Fe、Cu、Zn，組成如圖所示的原電池裝置(只有兩個(gè)電極)，觀察到電流計(jì)?的指針均明顯偏轉(zhuǎn)，則其可能的組合共有(　　) A．3種　　　　　　　 B．4種 C．5種 D．6種 答案：D 4．(xx年高考海南卷)MgAgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池反應(yīng)方程式為2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是(　　) A．Mg為電池的正極 B．負(fù)極反應(yīng)為AgCl＋e－===Ag＋Cl－ C．不能被KCl溶液激活 D．可用于海上應(yīng)急照明供電 答案：D 5．控制適合的條件，將反應(yīng)Fe3＋＋AgFe2＋＋Ag＋設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池(鹽橋裝有瓊脂—硝酸鉀溶液；靈敏電流計(jì)的0刻度居中，左右均有刻度)。已知接通后觀察到電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。下列判斷正確的是(　　) A．在外電路中，電子從石墨電極流向銀電極 B．鹽橋中的K＋移向乙燒杯 C．一段時(shí)間后，電流計(jì)指針反向偏轉(zhuǎn)，越過(guò)0刻度，向左邊偏轉(zhuǎn) D．電流計(jì)指針居中后，往甲燒杯中加入一定量的鐵粉，電流計(jì)指針將向左偏轉(zhuǎn) 答案：D 6．新型LiFePO4可充電鋰離子動(dòng)力電池以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)成為綠色能源的新寵。已知該電池放電時(shí)的電極反應(yīng)為正極：FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4，負(fù)極：Li－e－===Li＋。下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．充電時(shí)動(dòng)力電池上標(biāo)注“＋”的電極應(yīng)與外接電源的正極相連 B．放電時(shí)電池反應(yīng)為FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4 C．放電時(shí)電池內(nèi)部Li＋向負(fù)極移動(dòng) D．放電時(shí)，在正極上Li＋得電子被還原 答案：A 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)下能傳導(dǎo)O2－。下列對(duì)該燃料電池說(shuō)法正確的是(　　) A．在熔融電解質(zhì)中，O2－由負(fù)極移向正極 B．通入空氣的一極是正極，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．通入丁烷的一極是負(fù)極，電極反應(yīng)為C4H10＋26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O D．在電池反應(yīng)中，每消耗1 mol氧氣，理論上能生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2氣體 L 解析：原電池中陰離子移向負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；正極反應(yīng)為O2＋4e－===2O2－，B項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極反應(yīng)為C4H10－26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)得失電子數(shù)相等，標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成CO2：4 mol22.4 L/mol＝ L，D項(xiàng)正確。 答案：D 8．(xx年高考江蘇卷)MgH2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無(wú)人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液，示意圖如下。該電池工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．Mg電極是該電池的正極 B．H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng) C．石墨電極附近溶液的pH增大 D．溶液中Cl－向正極移動(dòng) 解析：MgH2O2電池中Mg電極作負(fù)極，石墨電極作正極，正極反應(yīng)為H2O2＋2e－===2OH－，H2O2在該極發(fā)生還原反應(yīng)，石墨電極附近的pH增大，溶液中的Cl－向負(fù)極移動(dòng)。 答案：C 9．(xx年高考新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)銀質(zhì)器皿日久表面會(huì)逐漸變黑，這是生成了Ag2S的緣故。根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理：在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)黑色會(huì)褪去。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．處理過(guò)程中銀器一直保持恒重 B．銀器為正極，Ag2S被還原生成單質(zhì)銀 C．該過(guò)程中總反應(yīng)為2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3 D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl 解析：原電池原理及應(yīng)用。鋁質(zhì)容器、變黑的銀器及食鹽溶液構(gòu)成原電池裝置，鋁作負(fù)極，變質(zhì)的銀器作正極。負(fù)極反應(yīng)式為Al－3e－===Al3＋，正極反應(yīng)式為Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－。Al3＋與S2－在溶液中不能共存，能發(fā)生水解相互促進(jìn)反應(yīng)2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，故原電池總反應(yīng)為2Al＋3Ag2S＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑，故B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤。A項(xiàng)，原電池反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，銀器中Ag2S被還原成Ag，質(zhì)量減輕，A項(xiàng)錯(cuò)誤。D項(xiàng)，黑色褪去的原因是黑色的Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：B 10.(xx年高考新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)xx年3月我國(guó)科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．a(chǎn)為電池的正極 B．電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi C．放電時(shí)，a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化 D．放電時(shí)，溶液中Li＋從b向a遷移 解析：由圖知，b極反應(yīng)式為L(zhǎng)i－e－===Li＋，所以b極為負(fù)極，a為正極，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)正確；C項(xiàng)放電時(shí)，負(fù)極Li價(jià)態(tài)發(fā)生變化，a為正極，Li＋價(jià)態(tài)不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)放電時(shí)陽(yáng)離子移向正極，D項(xiàng)正確。 答案：C 二、非選擇題 11．(1)肼空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時(shí)，負(fù)極的反應(yīng)式為_______________________________________________________________________。 (2)鋁電池性能優(yōu)越，AlAgO電池可用作水下動(dòng)力電源，其原理如圖所示。該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________________。 (3)以Al和NiO(OH)為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時(shí)NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2，該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O (2)2Al＋3AgO＋2OH－===2AlO＋3Ag＋H2O (3)Al＋3NiO(OH)＋OH－＋H2O===AlO＋3Ni(OH)2 或Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋3Ni(OH)2 12．(1)二甲醚(CH3OCH3)是無(wú)色氣體，可作為一種新型能源。二甲醚直接燃料電池具有啟動(dòng)快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其能量密度高于甲醇直接燃料電池(5.93 kWh/kg)。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為__________________________________________ ________________________________________________________________________， 一個(gè)二甲醚分子經(jīng)過(guò)電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生________個(gè)電子的電量；該電池的理論輸出電壓為1.20 V，能量密度E＝__________________________________________________ ________________________________________________________________________(列式計(jì)算。能量密度 ＝電池輸出電能/燃料質(zhì)量，1 kWh＝3.6106 J)。 (2)在直接以甲醇為燃料的燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為________、正極的反應(yīng)式為________。 (3)如圖為鈉硫高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。該電池的工作溫度為320 ℃左右，電池反應(yīng)為2Na＋xS===Na2Sx，正極的電極反應(yīng)式為_________________________________________ ________________________________________________________________________。M(由Na2O和Al2O3制得) 的兩個(gè)作用是________。與鉛蓄電池相比，當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時(shí)，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的________倍。 解析：(3)消耗相同質(zhì)量的Na和Pb時(shí)，鈉硫電池理論放電量(轉(zhuǎn)移電子數(shù))是鉛蓄電池的倍數(shù)為＝4.5。 答案：(1)CH3OCH3－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋ 12　[(3.6106)J/(kWh)]≈8.39 kWh/kg (2)CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋ O2＋6e－＋6H＋===3H2O (3)xS＋2e－===S(或2Na＋＋xS＋2e－===Na2Sx)　離子導(dǎo)電(導(dǎo)電或電解質(zhì))和隔離鈉與硫　4.5 13．(1)工業(yè)上用CO合成甲醇的反應(yīng)式為：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。甲醇可用作燃料電池，其電池的工作原理如圖所示。 ①請(qǐng)寫出X電極的電極反應(yīng)式__________________________________________。 ②當(dāng)電路中有3 mol e－轉(zhuǎn)移時(shí)，電池負(fù)極區(qū)中n(H＋)的變化量為________。 (2)熔融狀態(tài)下，Z(Na)的單質(zhì)和FeG2(G為Cl)能組成可充電電池(裝置示意圖如圖)，反應(yīng)原理為： 2Z＋FeG2Fe＋2ZG 放電時(shí)，電池的正極反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________； 充電時(shí)，________(寫物質(zhì)名稱)電極接電源的負(fù)極；該電池的電解質(zhì)為________________________________________________________________________。 (3)有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，分別以N2、H2為電極反應(yīng)物，以HClNH4Cl溶液為電解質(zhì)溶液制造新型燃料電池，試寫出該電池的正極電極反應(yīng)______________________________________。 解析：(1)從圖中電子轉(zhuǎn)移方向可知，X為負(fù)極、Y為正極，故X極通的a是甲醇，故該電極的反應(yīng)方程式為：CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋。 (2)正極氧氣放電，消耗溶液中的H＋，因溶液中只有H＋通過(guò)，故電池負(fù)極區(qū)H＋不變化。 (2)Na與FeCl2形成的可充電電池在放電時(shí)為原電池，正極發(fā)生的反應(yīng)為Fe2＋＋2e－===Fe。根據(jù)可充電電池裝置可知，放電時(shí)熔融Na電極作負(fù)極，熔融FeCl2電極作正極；充電時(shí)，原電池的負(fù)極接電源負(fù)極作電解池陰極，原電池的正極接電源正極作電解池陽(yáng)極，故充電時(shí)鈉接電源的負(fù)極。因?yàn)樵撾姵刂须姌O材料為熔融Na電極和熔融FeCl2電極，所以電解質(zhì)為βAl2O3。 (3)正極N2得6個(gè)電子，由電解質(zhì)HClNH4Cl溶液顯酸性，所以生成NH，最后用H＋配平即可。 答案：(1)①CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ ②0 (2)Fe2＋＋2e－===Fe　鈉　βAl2O3 (3)N2＋6e－＋8H＋===2NH