2020高考化学总复习 第六章 化学反应与能量变化 高考作业19 原电池 化学电源课件

高考作业(十九)原电池化学电源A组全员必做题1．根据图判断，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均增大解析装置Ⅰ中的负极为Zn，A项错误；装置Ⅱ中的正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，B项错误；阳离子向正极移动，装置Ⅰ中阳离子向左侧烧杯移动，C项错误。答案D2．各式各样电池的迅速发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是()A．手机上用的锂离子电池属于一次电池B．锌锰干电池中，锌电极是负极C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极上被还原D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅解析手机上的电池可以充电，属于二次电池；锌锰干电池中锌失去电子生成Zn2＋，故作为负极；氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化；太阳能电池的主要材料为硅。故A、C、D三项错误，B项正确。答案B3．三元电池成为2018年我国电动汽车的新能源，其正极材料可表示为LiNi＋2xCo＋3yMn＋4zO2，且x＋y＋z＝1。充电时电池总反应为LiNixCoyMnzO2＋6C(石墨)===Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6，其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定的离子X通过的隔膜。下列说法正确的是()A．允许离子X通过的隔膜属于阴离子交换膜B．充电时，A为阴极，发生氧化反应C．可从无法充电的废旧电池的石墨电极中回收金属锂D．放电时，正极反应式为Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－===LiNixCoyMnzO2解析根据充电时电池总反应知，放电时负极反应式为LiaC6－ae－===6C(石墨)＋aLi＋，正极反应式为Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－===LiNixCoyMnzO2，将放电时负极、正极反应式左右颠倒，即分别得到充电时阴极、阳极反应式。放电时，A是负极、B是正极，Li＋向正极移动，则X是Li＋，允许阳离子通过的隔膜为阳离子交换膜，A项错误；充电时，A是阴极，发生还原反应，B项错误；充电时，石墨电极发生C→LiaC6的反应，充电后才能从中回收锂，C项错误；由上述分析可知，D项正确。答案D4．(2019·雅安模拟)某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时，该电池工作原理如图，下列说法正确的是()A．a为O2，b为CH4B．CO2－3向正极移动C．此电池在常温时也能工作D．正极电极反应式为2CO2＋O2＋4e－===2CO2－3解析燃料电池中通入燃料的电极是负极，通入氧化剂的电极是正极，根据电子流向知，a电极是负极，b电极是正极，所以a是CH4，b为O2，A项错误；电池放电时，阴离子向负极移动，则CO2－3向负极移动，B项错误；电解质为熔融碳酸盐，需要高温条件，C项错误；正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3，D项正确。答案D【素养立意】燃料电池能提高能源的利用率，是当代社会研究的热点。在燃料电池中，燃料还可以是CH3OH、CH4、CO、N2H4等。5．Mg—AgCl电池是一种用海水激活的一次电池，在军事上用作电动鱼雷的电池，电池的总反应可表示为Mg＋2AgCl===MgCl2＋2Ag。下列关于该电池的说法错误的是()A．该电池工作时，正极反应为2AgCl＋2e－===2Cl－＋2AgB．该电池的负极材料可以用金属铝代替C．有24gMg被氧化时，可还原得到108gAgD．装有该电池的鱼雷在水中进行时，海水作为电解质溶液解析由电池反应方程式看出，Mg是还原剂、AgCl是氧化剂，故金属Mg作负极，正极反应为2AgCl＋2e－===2Cl－＋2Ag，故A项正确；该电池的负极材料可以用金属铝代替，故B项正确；电极反应式：Mg－2e－===Mg2＋，24gMg即1mol被氧化时，转移电子是2mol，正极反应为2AgCl＋2e－===2Cl－＋2Ag，可还原得到216gAg，故C项错误；因为该电池能被海水激活，海水可以作为电解质溶液，故D项正确。答案C6.(2019·厦门质检)中科院董绍俊课题组将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内形成电池(如图所示)，该电池可将可乐(pH＝2.5)中的葡萄糖作为燃料获得能量。下列说法正确的是()A．a极为正极B．随着反应不断进行，负极区的pH不断增大C．b极的电极反应为MnO2＋2H2O＋2e－===Mn2＋＋4OH－D．若消耗0.01mol葡萄糖，电路中转移0.02mol电子解析由已知结合图示，葡萄糖(C6H12O6)发生氧化反应生成葡萄糖内酯(C6H10O6)，所以a极为负极，故A项错误；电解质溶液显酸性，所以负极反应为C6H12O6－2e－===C6H10O6＋2H＋，随着反应不断进行，负极区的pH不断减小，故B项错误；b极为正极，电极反应为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，故C项错误；由负极反应C6H12O6－2e－===C6H10O6＋2H＋可得，1mol葡萄糖失去2mol电子，所以若消耗0.01mol葡萄糖，电路中转移0.02mol电子，故D项正确。答案DB组重点提升题7．镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，且镁原电池放电时电压高而平稳，使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点。其中一种镁原电池的反应为xMg＋Mo3S4放电充电MgxMo3S4，下列说法正确的是()A．电池放电时，正极反应为Mo3S4＋2xe－＋xMg2＋===MgxMo3S4B．电池放电时，Mg2＋向负极迁移C．电池充电时，阳极反应为xMg2＋＋2xe－===xMgD．电池充电时，阴极发生还原反应生成Mo3S4解析电池放电时，正极发生还原反应，由电池反应可知，Mo3S4为正极，被还原，电极反应为Mo3S4＋2xe－＋xMg2＋===MgxMo3S4，A项正确；电池工作时，阳离子向正极移动，B项错误；充电时，阳极发生氧化反应，C项错误；电池充电时，阴极发生还原反应，Mg为阴极，生成金属镁，D项错误。答案A8．有一种一面镀锌、一面镀二氧化锰的超薄纸质电池，在使用印刷与压层技术后，变成一张可任意裁剪大小的“电纸”，纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解质溶液，电池总反应式为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。下列说法不正确的是()A．该电池的负极材料为锌B．该电池反应中二氧化锰发生了还原反应C．电池的正极反应式为MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－D．当有0.1mol锌溶解时，流经电解质溶液的电子数为1.204×1023解析锌为活泼金属，失去电子作负极，A项正确；二氧化锰得到了电子，发生还原反应，B项正确；因电池的负极反应式为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，用总反应式减去负极反应式得出正极反应式为MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－，C项正确；电子只能经外电路流动，而不能在电解质溶液中流动，电解质溶液中应为阴、阳离子的定向移动，D项错误。答案D9．(2019·东莞质检)碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]是一种具有发展前景的“绿色”化工产品，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示(加入两极的物质均是常温常压下的物质)。下列说法正确的是()A．H＋由石墨2极通过质子交换膜向石墨1极移动B．石墨1极发生的电极反应为2CH3OH＋CO－e－===(CH3O)2CO＋H＋C．石墨2极与直流电源正极相连D．电解一段时间后，阴极和阳极消耗的气体的物质的量之比为1∶2解析该装置有外接电源，是电解池，由图可知甲醇和一氧化碳失电子发生氧化反应生成碳酸二甲酯，则电极石墨1为阳极，阳极反应为2CH3OH＋CO－2e－===(CH3O)2CO＋2H＋，电极石墨2为阴极，阳极产生的氢离子通过质子交换膜移向阴极，氧气在阴极得电子与氢离子反应生成水，电极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O。阳离子移向阴极，则氢离子由石墨1极通过质子交换膜向石墨2极移动，故A项错误；阳极上是甲醇和一氧化碳反应失电子发生氧化反应，电极反应为2CH3OH＋CO－2e－===(CH3O)2CO＋2H＋，故B项错误；石墨2为阴极，阴极与电源的负极相连，故C项错误；常温常压下甲醇是液体，电解池工作时转移电子守恒，根据关系式2CO～4e－～O2可知阴极消耗的氧气与阳极消耗的一氧化碳物质的量之比为1∶2，故D项正确。答案D10．(2019·西安八校联考)甲醇燃料电池被认为是21世纪电动汽车的最佳候选动力源，其工作原理如图所示，下列有关叙述正确的是()A．通氧气的一极为负极B．H＋从正极区通过交换膜移向负极区C．通甲醇的一极的电极反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋D．甲醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极解析燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气或空气的一极为正极，A项错误；原电池中阳离子向正极移动，B项错误；通甲醇的一极为负极，负极反应式为CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋，C项正确；甲醇在负极发生反应，电子经过外电路流向正极，D项错误。答案C11．(2019·河南、河北两省名校省际联考)世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁—空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是()A．a极发生氧化反应B．正极的电极反应式为FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－C．若有22.4L(标准状况下)空气参与反应，则电路中有4mol电子转移D．铁表面发生的反应为xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2解析a极通入空气，O2在该电极发生得电子的还原反应，A项错误；O2在正极发生反应，电极反应式为O2＋4e－===2O2－，B项错误；由B项分析可知，电路中有4mol电子转移时正极上消耗1molO2，在标准状况下的体积为22.4L，则通入空气的体积约为22.4L×5＝112L，C项错误；由图可知，铁表面H2O(g)参与反应生成H2，则发生的反应为xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2，D项正确。答案D12．新型可控电池——锂水电池的工作原理如图所示。下列有关说法正确的是()A．有机电解质中可加入乙酸B．该电池工作时，阳离子向锂电极移动C．石墨电极上发生的反应是2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－D．该电池为二次电池，充电时锂电极接外加电源的负极解析由题图可知，该原电池中锂电极为负极，石墨电极为正极，且负极不能与水接触，负极的电极反应式为Li－e－===Li＋，正极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。Li和有机电解质不反应，但Li和乙酸可反应，所以有机电解质中不可加入乙酸，A项错误；该电池工作时，阳离子向正极移动，也就是向石墨电极移动，B项错误；根据上述分析可知，石墨电极的反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，C项正确；该原电池反应后的产物氢气脱离电池，故该装置是一次电池，D项错误。答案CC组自我挑战题13．(1)将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。电极b作________极，发生的电极反应式为__________________________________。正CO2＋2e－＋2H＋===HCOOH(2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。①X为________极，Y电极反应式为________________________________。②Y极生成1molCl2时，________molLi＋移向________(填“X”或“Y”)极。正2Cl－－2e－===Cl2↑2X(3)一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，KOH溶液作电解质溶液。负极反应式为_