高三化学一轮复习考点特训:原电池 (解析版).doc
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1、原电池一、选择题(共11题)1.已知负极的电极反应式为:Ag+Cl-e-=AgCl。下列说法不正确的是( )A正极的电极反应式是Ag+e-=AgB电池总反应可表示为Ag+ +Cl-=AgClC反应时,盐桥中的NO移向KCl溶液D该电池证明:Ag+浓度越大,氧化性越弱2.控制合适的条件,将反应2Fe3+ + 2I-2Fe2+ + I2设计成如图所示原电池,下列判断不正确的是A反应开始时,电流方向是从甲池石墨棒流向乙池石墨棒B反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原C电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态D电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中石墨电极为负极3.图甲和图乙均是双液原电池装
2、置。下列说法不正确的是( )A甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)+Co2+(aq)=Co(s)+Cd2+(aq)B反应2Ag(s)+Cd2+(aq)=Cd(s)+2Ag+(aq)能够发生C盐桥中装有含氯化钾的琼脂,其作用是传递电子D乙中有1mol电子通过外电路时,正极有108gAg析出4.有人设计出利用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池,电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧,则下列说法不正确的是( )A在标准状况下每消耗5.6L CH4,可以向外电路提供约2mol e-的电量;B通入CH4一极的电极反应式为:CH4-8e-+10OH=CO+7H2OC电池放电后,溶液pH减
3、小D负极上是O2得电子,电极反应式为 O2 2H2O4e- =4OH-;5.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列叙述正确的是()A放电时负极反应:Zn-2e-+2H2O=Zn(OH)2+2H+B充电时阳极上反应:Fe(OH)3-3e-+5OH-=+4H2OC充电时每转移3 mol电子,阴极有1 mol K2FeO4生成D放电时负极附近溶液的碱性增强6.液流式铅蓄电池以可溶性的甲基磺酸铅(CH3SO3)2Pb代替硫酸作为电解质,该电池充放电的总反应为
4、2Pb2+2H2O Pb+PbO2+4H+,下列说法不正确的是A放电时,电极质量均减小B放电时,正极反应是PbO2+4H+2e-=Pb2+2H2OC充电时,溶液中Pb2+向阴极移动D充电时,阳极周围溶液的pH增大7.锌空气燃料电池有比能量高、容量大、使用寿命长等优点,可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,放电时发生反应:2ZnO24OH-2H2O2Zn(OH)42-。下列说法正确的是A放电时,负极反应为Zn2e-Zn2+B充电时,电解质溶液中c(OH)-逐渐减小C放电时,当0.1 mol Zn完全溶解时,流经电解质溶液的电子个数约为1.2041023D采用多孔炭的目的是提高电极与
5、电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面8.氨硼烷()电池可在常温下工作,装置如图所示。该电池工作时的总反应为。下列说法正确的是( )A正极附近溶液的pH减小B电池工作时,通过质子交换膜向负极移动C消耗氨硼烷,理论上有电子通过内电路D电池负极反应式为9.用KOH溶液做电解质溶液,利用反应6NO2+8NH37N2+12H2O构成电池的方法,既能实现有效消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能,装置如图所示。下列说法不正确的是( )A电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极B电极B发生还原反应C电极A极反应式为:2NH3-6e-N2+6H+D当有4.48LNO2(标况)被处理时,转
6、移电子为0.8mol10.LED产品的使用为城市增添色彩。下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。下列有关叙述正确的是( ) A电池放电后,OH的物质的量浓度减小B通入O2的电极发生反应:O2+4e2O2Ca处通入氢气,b处通氧气,该装置将化学能最终转化为电能D电路中的电子从负极经外电路到正极,再经过KOH溶液回到负极,形成闭合回路11.微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水,采用惰性电极,用下图装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。下列说法正确的是( )A负极反应为CH3COO-+2H2O-
7、8e-=2CO2+7H+B隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜C当电路中转移1 mol电子时,模拟海水理论上除盐58.5 gD电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为1:2二、非选择题(共6题)12.下图是某同学设计的一个电化学装置的示意图。(1)写出通入CH3OH的电极的电极反应式: _。(2)向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液,附近先变红的电极为_极(填“A”或“B”),乙池中总反应的离子方程式: _。(3)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时,乙池的pH是_(若此时乙池中溶液的体积为500 mL);此时丙池某电极析出1.60 g某金属,则丙中的某盐溶液可能是_
8、(填序号)。AMgSO4 BCuSO4 CNaCl DAgNO313.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:(1)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液,可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是_。(2)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有_(答两种)。(3)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。 实验混合溶液ABCDEF4 molL-1 H2
9、SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100 请完成此实验设计,其中:V1_,V6_。 反应一段时间后,实验E中的金属呈_色。 该同学最后得出的结论为当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因_。14.(1)Cu、Fe作两极,稀硫酸作电解质溶液的原电池中:Cu作_ 极,Fe作_极。电极反应式是:负极:_;正极_总反应式是_ 。 (2)技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两
10、种,它们放电时的总反应都可以表示为2H2+O2=2H2O。酸式电池中电解质是酸,其负极反应可表示为2H2-4e-=4H+,则其正极反应式为_。碱式电池的电解质是碱,其正极反应式为O2+2H2O+4e- =4OH-,则其负极反应可表示为_。(3)氢气是燃料电池最简单的燃料,虽然使用方便,却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物,如:甲烷、汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式: _,此时电池内总的反应式:_15.燃料电池是利用燃料(如H2、CO、CH4、CH3OH、NH3等)与O2反应从而将化学能转化为电能的装置。(1)甲烷燃料电池(NaOH作电解
11、质溶液)的负极反应式为_,放电过程中溶液的碱性_(填“增强”“减弱”或“不变”)。 (2)瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨液氧燃料电池示意图如下图,有关说法正确的是(填字母)(_)a.电池工作时,Na向负极移动b电子由电极2经外电路流向电极1c电池总反应为4NH33O2=2N26H2Od电极2发生的电极反应为O24H4e=2H2O(3)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。B为生物燃料电池的_极,其电极反应式为;_在电池反应中每消耗1 mol氧气,理论上生成标准状况下CO2_L。该电池_(填“能”或“不能”)在高温下工作。16.CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛
12、。工业上可利用CO或CO2与H2反应来制备甲醇。反应:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)H=-90.8kJ/mol反应:H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)H=+41.2kJ/mol(1)写出用CO2与H2反应制备甲醇的热化学方程式_。(2)已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,会发生如下反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如表所示:温度/400500800平衡常数K9.9491由以上数据可知,该反应的H_0(填“”或“”)。500时,CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,该条件下CO的平衡浓度为:_ mol/L。(
13、3) 一定条件下,可以由CO2(g)和H2(g)合成CH4(g),同时还生成H2O(g)。向恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,某温度下发生上述反应,氢气的浓度随时间变化如图,若在20min时减小压强,并在30min时达到平衡状态,请在图中画出H2的物质的量浓度随时间变化的图像_。(4)HCOOH燃料电池。研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示,两电极区间允许K+通过的半透膜隔开。该燃料电池负极甩极反应式为_。放电过程中需补充的物质A为 _(填化学式)。17.CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题。(1)CO2与CH4经催化重整制得合成气:CH4(g)CO2(g)
14、2CO(g)2H2(g)。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:化学键C-HC=OH-HCO(CO)键能(kJ/mol)4137454361075则该反应的H=_。(2)利用CO2可制取甲醇,其反应为:CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)。为探究用CO2来生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验:在恒温恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到达平衡这段时间,(H2)=_;该温度下的化学平衡常数数值=_(保留三位有效数字)。(3)一定条件下,将工业排放的CO2通过灼热焦炭层可以合成气
15、体燃料CO,发生反应CO2(g)C(s)2CO(g),实验测知用不同物质表示的正、逆反应速率符合如下公式:正(CO2)=k正C(CO2),逆(CO)=k逆C2(CO),则该反应的化学平衡常数K与k正、k逆之间的关系式为_。(4)工业上产生的CO2还可以用NaOH溶液捕获。常温下,如果实验测得捕获CO2后溶液中c(HCO):c(CO)=2:1,则此时溶液的pH=_(已知常温下,H2CO3的Ka1=4.0107;Ka2=5.01011)。(5)一种和CO2相关的熔融碳酸盐燃料电池原理如图所示,则该电池的负极电极反应式为_。【答案及解析】1.【答案】D【分析】由负极的电极反应式Ag+Cl-e-=Ag
16、Cl,可得出左边Ag电极为负极,则右边Ag电极为正极。【详解】A右边Ag电极为正极,则溶液中的Ag+在正极上得电子生成Ag,电极反应式是Ag+e-=Ag,A正确;B负极反应式是Ag+Cl-e-=AgCl,正极反应式是Ag+e-=Ag,二者加和得出电池总反应为Ag+ +Cl-=AgCl,B正确;C反应时,由负极的电极反应式Ag+Cl-e-=AgCl可知,溶液中阴离子减少,所以盐桥中的NO移向KCl溶液,C正确;D该电池中,左、右电极材料都为Ag,但左边电解质为KCl,右边电解质为AgNO3,由右边发生反应Ag+e-=Ag,则证明Ag+浓度越大,氧化性越强,D不正确;故选D。2.【答案】D【分析】
17、由总反应方程式得,I-被氧化,Fe3+被还原,因此甲中石墨为正极,乙中石墨为负极。【详解】A乙中I-被氧化,Fe3+被还原,因此甲中石墨为正极,乙中石墨为负极,电流方向是从正经导线流向负极,所以从甲池石墨棒流向乙池石墨棒,故A项正确;B由总反应方程式知,Fe3+被还原成Fe2+,故B项正确;C当电流计为零时,说明没有电子发生转移,反应达到平衡,故C项正确;D加入Fe2+,导致平衡逆向移动,则Fe2+失去电子生成Fe3+,作为负极,故D项错误;故选D。3.【答案】BC【详解】A根据甲图知,Cd失电子,Co2+得电子,所以其电池反应离子方程式为:Cd(s)+Co2+(aq)=Co(s)+Cd2+(
18、aq),故A正确;B根据乙图知,Co失电子,Ag+得电子,所以氧化性强弱顺序为Ag+Co2+Cd2+,因此反应2Ag(s)+Cd2+(aq)=Cd(s)+2Ag+(aq)不能发生,故B错误;C原电池放电时,盐桥中的阴阳离子定向移动而构成闭合回路,且使两溶液中电荷相等,所以盐桥的作用是形成闭合回路,并使两边溶液保持电中性,电子不能通过溶液传递,故C错误;D根据Cd(s)+2Ag+(aq)=2Ag(s)+Cd2+(aq)知,当有1mol电子通过外电路时,正极有108克Ag析出,故D正确;故答案选BC。4.【答案】D【分析】甲烷碱式燃料电池中,通入CH4的一极为负极,CH4失去电子发生氧化反应,电子
19、沿着导线流向正极,通入O2的一极为正极,正极上发生还原反应,在KOH溶液中,负极电极反应式为:,正极电极反应式为:O2 2H2O4e- =4OH-;燃料电池中化学能转化为电能,能量转化效率高 ;【详解】A负极反应式为:,理论上,在标准状况下每消耗1mol CH4,可以向外电路提供约8mol e-的电量,则:在标准状况下每消耗5.6L 即0.25mol CH4,可以向外电路提供约2mol e-的电量,A正确;B通入CH4一极是负极,甲烷被氧化,碱性环境中,电极反应式为:CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O,B正确;C电化学反应时,电极上电子数守恒,由电极反应式知,每转移8mol e-,负极
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