2014届高三化学一轮练出高分：6.2原电池-化学电源

1．关于原电池的叙述正确的是()A．原电池工作时，电极上不一定都发生氧化还原反应B．某可逆电流充、放电时的反应式为Li1－xNiO2＋xLi放电充电LiNiO2，放电时此电池的负极材料是Li1－xNiO2C．铅、银和盐酸构成的原电池工作时，铅板上有5.175g铅溶解，正极上就有1120mL(标准状况)气体析出D．在理论上可将反应CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH0设计成原电池答案D解析A中原电池工作时电极上一定都发生氧化还原反应；B中电池放电时，负极材料是Li；C中通过计算知正极上生成的气体在标准状况下应为560mL。2．将两金属A、B分别用导线相连接，并同时插入电解质溶液中，发现A极的质量增加，则下列说法正确的是()A．金属活动性：ABB．A极是正极，电解质溶液可以是盐酸C．B极是负极D．要判断A极与B极是正极还是负极，还需考虑电解质溶液答案C解析A极质量增加，故A极是正极，B极是负极；若电解质溶液是盐酸，则A极的表面有氢气产生，没有金属析出。3．一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气，其中某一电极反应式为C2H6＋18OH－－14e－===2CO2－3＋12H2O。有关此电池的推断不正确的是()A．通入氧气的电极为正极B．参加反应的O2与C2H6的物质的量之比为7∶2C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降D．放电一段时间后，正极区附近溶液的pH减小答案D解析A项，通入乙烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，正确；B项，1mol乙烷参与反应时转移14mol电子，则参与反应的氧气的量为14mol4＝72mol，故正确；C项，根据电极反应式或总反应方程式可知，氢氧化钾被消耗，故正确；D项，放电时正极产生OH－，则pH增大，D错。4．由NO2、O2、熔融盐NaNO3组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，下列有关说法正确的是()A．石墨Ⅰ极为正极，石墨Ⅱ极为负极B．Y的化学式可能为NOC．石墨Ⅰ极的电极反应式为NO2＋NO－3－e－===N2O5D．石墨Ⅱ极上发生氧化反应答案C解析A项，氧气在反应中被还原，所以石墨Ⅱ是正极，石墨Ⅰ是负极，故不正确；B项，Y是NO2被氧化后的产物，则为N2O5，故不正确；D项，石墨Ⅱ极上发生的是还原反应。5．如图所示为某原电池的结构示意图，下列说法不正确的是(盐桥中装满用饱和KCl溶液和琼胶做成的冻胶)()A．该原电池的总反应式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋B．该电池工作时，Cu2＋在电极上得到电子，发生还原反应C．若用此电池电解饱和氯化钠溶液制取Cl2，当铜电极的质量减少6.4g时，产生氯气的体积为2.24L(折算为标准状况)D．电池工作过程中，电子由铜电极经过电流表流向石墨电极答案B解析由原电池的结构示意图可知总反应式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。其电极反应式分别为负极(铜电极)：Cu－2e－===Cu2＋(氧化反应)正极(石墨电极)：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋(还原反应)电池工作过程中，电子由负极(铜电极)经过电流表流向正极(石墨电极)。根据电子守恒知消耗的铜、生成的氯气与转移的电子数之间的关系为Cu～2e－～Cl2，当铜电极的质量减少6.4g时，产生氯气的体积为2.24L(折算为标准状况)。6．综合如图判断，下列说法正确的是()A．装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋B．装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D．放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大答案D解析装置Ⅰ中，由于Zn比Fe活泼，所以Zn作原电池的负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋；Fe作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。由于正极有OH－生成，因此溶液的pH增大。装置Ⅱ中，Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋；Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。正极由于不断消耗H＋，所以溶液的pH逐渐增大。据此可知A、B皆错，D正确。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，所以C错误。7．实验发现，298K时，在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是()A．该原电池的正极反应是Zn－2e－===Zn2＋B．左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去C．该电池铂电极上有气泡出现D．该电池总反应为3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋答案B解析该电池的总反应为Zn＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Zn2＋，所以左烧杯Pt为正极，电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，右烧杯Zn为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋。由于左烧杯中的Fe3＋被还原为Fe2＋，所以左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去。8．甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。电池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO2－3＋6H2O。则下列说法正确的是()A．电池放电时通入空气的电极为负极B．电池放电时负极的电极反应式为CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋C．由于CO2－3水解显碱性，电池放电时，电解质溶液的pH逐渐增大D．电池放电时每消耗1molCH3OH转移6mol电子答案D解析该燃料电池为原电池，从化合价判断，氧气在正极参与反应，A错；甲醇在电池的负极参与反应，电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO2－3＋6H2O，B错；从电池的总反应式可知，反应过程中OH－浓度降低，溶液的pH减小，C错；从电极反应来看，每消耗1molCH3OH转移6mol电子，D正确。9．可用于电动汽车的铝­空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，通入空气的一极为正极。下列说法正确的是()A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3↓C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极答案A解析本题中电解质溶液显中性或碱性时，该燃料电池的正极反应均为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A正确；铝作负极，Al失去电子变为Al3＋，在NaOH溶液中Al3＋与过量的OH－反应生成AlO－2，因此负极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O，B错误；以NaOH溶液为电解液时，该燃料电池的总反应为4Al＋3O2＋4OH－===4AlO－2＋2H2O，反应过程中消耗了OH－，所以电解液的pH降低，C错误；燃料电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，D错误。10．近日，中美联合研究小组通过共同努力，采用廉价的钠离子，同时使用纳米氧化锰和锂材料作电极制作出了钠离子充电电池，其工作示意图如图所示。关于该电池的说法中正确的是()A．放电时A极作正极B．放电时Na＋向负极移动C．充电时是将化学能转化为电能D．充电时B极为阳极，发生氧化反应答案D解析电池放电时，化学能转变为电能，A极是电子流出的一极，发生氧化反应，作负极，A错；在原电池中，阳离子向正极移动，B错；充电是电能转化为化学能的过程，B极为阳极，发生氧化反应，C错，D对。11.如图所示，在不同的电解质溶液中可以组成不同的电池。(1)①当电解质溶液为稀硫酸时，Fe电极是________(填“正”或“负”)极，其电极反应式为______________________________。②当电解质溶液为NaOH溶液时，Al电极是________(填“正”或“负”)极，其电极反应式为_______________________________。(2)若把铝改为锌，电解质溶液为浓硝酸，则Fe电极是________(填“正”或“负”)极，其电极反应式为___________________________________________________。答案(1)①正2H＋＋2e－===H2↑②负Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O(2)正NO－3＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O解析(1)①电解质溶液是稀硫酸时，Al电极是负极，Fe电极是正极，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。②当电解质溶液是NaOH溶液时，铝与NaOH溶液反应，而Fe不反应，故铝作原电池的负极，电极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O。(2)把铝改为锌，用浓硝酸作电解质溶液，铁遇浓硝酸发生钝化，则Fe电极是正极，Zn电极是负极，Fe电极上的电极反应式为NO－3＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O。12．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图所示为电池示意图，该电池电极表面均匀地镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答下列问题：(1)氢氧燃料电池能量转化的主要形式是__________，在导线中电子流动的方向为__________(用a、b表示)。(2)负极反应式为_________________________________________________。(3)电极表面镀铂粉的原因为_______________________________________。(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断地提供电能，因此大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：Ⅰ.2Li＋H2=====△2LiHⅡ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑①反应Ⅰ中的还原剂是__________，反应Ⅱ中的氧化剂是__________。②已知LiH固体的密度为0.82g·cm－3。用锂吸收224L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积之比为__________。③由②生成的LiH与H2O反应放出的H2用作电池燃料，若能量的转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为________mol。答案(1)化学能转化为电能由a到b(2)H2＋2OH－－2e－===2H2O(3)增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，可加快反应速率(4)①LiH2O②8.6×10－4③32解析本题考查电化学知识。(1)原电池原理是将化学能转化成电能。该燃料电池的总反应方程式为2H2＋O2===2H2O，其中H元素从0价升至＋1价，失去电子，即电子从a流向b。(2)负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H＋，由于电解质溶液是碱性的，故电极反应式左右两边应各加上OH－。(3)铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。(4)由题给两个方程式可知，Li从0价升至＋1价，作还原剂。H2O中的H由＋1价降至H2中的0价，作氧化剂。由反应Ⅰ知，当吸收10molH2时，生成20molLiH，V(LiH)＝m/ρ＝20×7.9/(0.82×103)≈192.68×10－3(L)。V(LiH)/V(H2)＝192.68×10－3L/224L≈8.6×10－4。20molLiH可生成20molH2，实际参加反应的H2的物质的量为20×80%＝16(mol)，1molH2转移2mol电子，所以16molH2转移32mol电子。13．(1)分析如图所示的四个装置，回答下列问题：①装置a和b中铝电极上的电极反应式分别为______________________________________________、___________________________________________________。②装置c中产生气泡的电极为________电极(填“铁”或“铜”)，装置d中铜电极上的电极反应式为______________________________________________