成都龙泉第二中学学年度级高考一轮复习人教版《原电池 化学电源》基础训练.docx
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成都龙泉第二中学学年度级高考一轮复习人教版《原电池化学电源》基础训练
2017级高考一轮复习《原电池化学电源》基础训练试题
(测试时间:
40分钟满分:
100分)
一、单项选择题:
本题包括14小题,每小题4分,共56分。
1.下列关于实验现象的描述不正确的是( )
A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡
B.用锌片作负极,铜片作正极,在CuSO4溶液中,铜片质量增加
C.把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁
D.Al和Cu分别作为两电极,用导线连接插入浓硝酸中,铜溶解,溶液变成蓝色
答案:
C
解析:
铜片和铁片紧靠并浸入稀H2SO4中,铜片上的H+获得由铁片传递过来的电子,电极反应为2H++2e-===H2↑,所以可观察到铜片表面出现气泡,选项A正确;锌片作负极,铜片作正极,发生反应Zn+Cu2+===Zn2++Cu,生成的Cu在铜片上析出使其质量增加,选项B正确;铜片插入FeCl3溶液中,发生的反应是Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,没有单质铁的析出,选项C不正确;由于Al与浓硝酸常温下发生钝化,所以Cu为负极,电极反应式为Cu-2e-===Cu2+,选项D正确。
2.将编号为①②③④的四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。
①②相连时,外电路电流从②流向①,①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出,③④相连时,③的质量减少;据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( )
A.①③②④ B.①③④②
C.③④②① D.③①②④
答案:
B
解析:
①②相连时,外电路电流从②流向①,说明②是正极;①比较活泼;①③相连时,③为正极,说明①比③活泼;②④相连时,②上有气泡逸出,说明②是正极,④比②活泼;③④相连时,③的质量减少,说明③是负极,③比④活泼,所以金属的活动性顺序为:
①③④②。
3.按如图所示装置进行实验,下列说法不正确的是( )
A.装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生
B.甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能
C.装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转
D.装置乙中负极的电极反应式:
Zn-2e-===Zn2+
答案:
B
解析:
装置甲中锌与稀硫酸发生氧化还原反应,生成氢气,产生气泡,装置乙中形成铜锌原电池,且锌作负极,铜作正极,正极上H+得电子生成氢气,A项正确;装置甲中没有形成原电池,不存在化学能与电能的转化,B项错误;装置乙形成了原电池,锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转,C项正确;装置乙中负极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+,D项正确。
4.下列关于右图所示原电池的说法正确的是( )
A.当a为Cu,b为含有碳杂质的Al,c为稀硫酸时,b极上观察不到气泡产生
B.当a为石墨,b为Fe,c为浓硫酸时,不能产生连续的稳定电流
C.当a为Mg,b为Al,c为NaOH溶液时,根据现象可推知Al的活动性强于Mg的
D.当a为石墨,b为Cu,c为FeCl3溶液时,a、b之间没有电流通过
答案:
B
解析:
A项,因为b为含有碳杂质的Al,C、Al、稀硫酸可构成原电池,溶液中的H+在该极上获得电子而产生H2,所以在b极上可观察到气泡产生。
B项,开始时,能形成原电池,有短暂的电流产生,但Fe被浓硫酸钝化后,铁表面生成致密的氧化膜,内部的铁不再失去电子而不能形成电流。
C项,由于Al可与NaOH溶液反应,所以Al为原电池的负极,实际上,Mg的活动性强于Al的,故不能据此判断Al的活动性强于Mg的。
D项,Cu能与FeCl3发生氧化还原反应,形成原电池而产生电流。
5.根据右图,下列判断中正确的是( )
A.烧杯a中的溶液pH升高
B.烧杯b中发生还原反应
C.烧杯a中发生的反应为2H++2e-===H2
D.烧杯b中发生的反应为2Cl--2e-===Cl2
答案:
A
解析:
题中给出的物质表明,该电池的总反应是2Zn+O2+2H2O===2Zn(OH)2,a烧杯中电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,b中电极反应式为Zn-2e-===Zn2+。
6.等质量的两份锌粉a、b,分别加入过量的稀H2SO4中,同时向a中放入少量的CuSO4溶液,如图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系,其中正确的是( )
答案:
D
解析:
a中Zn与CuSO4溶液反应置换出Cu,Zn的量减少,产生H2的量减少,但ZnCu稀H2SO4形成原电池,加快反应速率,D项图示符合要求。
7.镉镍可充电电池的充、放电反应按下式进行:
Cd+2NiO(OH)+2H2O
Cd(OH)2+2Ni(OH)2,由此判断错误的是( )
A.放电时,Cd作负极
B.放电时,NiO(OH)作负极
C.电解质溶液为碱性溶液
D.放电时,负极反应为Cd+2OH--2e-===Cd(OH)2
答案 B
8.有a、b、c、d四个金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下:
实验装置
部分实验现象
a极质量减小;b极质量增加
b极有气体产生;c极无变化
d极溶解;c极有气体产生
电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是( )
A.a>b>c>d B.b>c>d>a
C.d>a>b>cD.a>b>d>c
答案:
C
解析:
把四个实验从左到右分别编号为①、②、③、④,则由实验①可知,a作原电池负极,b作原电池正极,金属活动性:
a>b;由实验②可知,b极有气体产生,c极无变化,则活动性:
b>c;由实验③可知,d极溶解,则d作原电池负极,c作正极,活动性:
d>c;由实验④可知,电流从a极流向d极,则d极为原电池负极,a极为原电池正极,活动性:
d>a。
综合所述可知活动性:
d>a>b>c。
9.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。
下列有关该电池的说法错误的是( )
A.电池工作时,Li+通过离子导体移向b区
B.电流由X极通过外电路移向Y极
C.正极发生的反应为2H++2e-===H2↑
D.Y极每生成1molCl2,a区得到2molLiCl
答案:
A
解析:
加入稀盐酸,在X极(正极)上生成氢气,发生还原反应,电极反应式为2H++2e-===H2↑,为正极反应,Y极生成Cl2,为负极反应,发生反应:
2Cl--2e-===Cl2↑,原电池中电流从正极流向负极,阳离子向正极移动,则电池工作时,Li+向正极a区移动,A错误;电流由正极X极通过外电路移向负极Y极,B正确;在X极(正极)上生成氢气,发生还原反应,电极反应式为2H++2e-===H2↑,C正确;Y极每生成1molCl2,则转移2mol电子,有2molLi+向正极移动,则a区得到2molLiCl,D正确。
10.快速充电电池的电解液为LiAlCl4-SOCl2,电池的总反应为4LiCl+S+SO2
4Li+2SOCl2。
下列说法正确的是( )
A.该电池的电解质可为LiCl水溶液
B.该电池放电时,负极发生还原反应
C.充电时阳极反应式为4Cl-+S+SO2-4e-===2SOCl2
D.放电时电子从负极经外电路流向正极,再从正极经电解质溶液流向负极
答案:
C
解析:
A项,该电池的电解质溶液不能是LiCl的水溶液,因为Li能和水发生反应,错误;B项,电池放电时,负极发生氧化反应,错误;D项,放电时,电子从负极经外电路流向正极,电解质溶液中移动的是阴、阳离子而不是电子,错误。
11.将反应IO
+5I-+6H+
3I2+3H2O设计成如下图所示的原电池。
开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸,电流表指针发生偏转,一段时间后,电流表指针回到零,再向甲烧杯中滴入几滴浓NaOH溶液,电流表指针再次发生偏转。
下列判断不正确的是( )
A.开始加入少量浓硫酸时,乙中石墨电极上发生氧化反应
B.开始加入少量浓硫酸时,同时在甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液,只有乙烧杯中溶液变蓝
C.电流表读数为零时,反应达到化学平衡状态
D.两次电流表指针偏转方向相反
答案:
B
解析:
加入少量浓H2SO4时,电极反应式:
负极:
10I--10e-===5I2
正极:
2IO
+10e-+12H+===I2+6H2O
加入几滴浓NaOH溶液时,电极反应式:
负极:
5I2+10e-===10I-
正极:
I2-10e-+12OH-===2IO
+6H2O
B项,根据电极反应可以看出,甲、乙烧杯中均有I2生成,所以甲、乙烧杯中溶液均变蓝。
12.钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点,特别适合于固定式大规模储能应用的需求。
一种以Na2SO4水溶液为电解液的钠离子电池的总反应为:
NaTi2(PO4)3+2Na2NiFeⅡ(CN)6
Na3Ti2(PO4)3+2NaNiFeⅢ(CN)6(注:
其中P的化合价为+5,Fe的上标Ⅱ、Ⅲ代表其价态)。
下列说法不正确的是( )
A.放电时NaTi2(PO4)3在正极发生还原反应
B.放电时负极材料中的Na+脱离电极进入溶液,同时溶液中的Na+嵌入到正极材料中
C.该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na+的浓度基本保持不变
D.充电过程中阳极反应式为:
2NaNiFeⅢ(CN)6+2Na++2e-===2Na2NiFeⅡ(CN)6
答案:
D
解析:
由题给反应可知放电时,FeⅡ转化为FeⅢ,发生氧化反应,负极的电极反应式为:
2Na2NiFeⅡ(CN)6-2e-===2NaNiFeⅢ(CN)6+2Na+(该反应为充电时阴极的逆反应),正极为NaTi2(PO4)3发生还原反应:
NaTi2(PO4)3+2e-+2Na+===Na3Ti2(PO4)3(该反应为充电时阳极的逆反应)。
13.锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是( )
A.铜电极上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO
)减小
C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加
D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡
答案:
C
解析:
A项,由锌的活泼性大于铜,可知铜电极为正极,在正极上Cu2+得电子发生还原反应生成Cu,错误;B项,由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,故甲池的c(SO
)不变,错误;C项,在乙池中Cu2++2e-===Cu,同时甲池中的Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池中,则有Cu2+→Zn2+,由于M(Zn2+)>M(Cu2+),故乙池溶液的总质量增加,正确;D项,阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,电解过程中Zn2+通过交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡,阴离子是不能通过交换膜的,错误。
14.金属锂燃料电池是一种新型电池,比锂离子电池具有更高的能量密度。
它无电时也无需充电,只需更换其中的某些材料即可,其工作示意图如下,下列说法正确的是( )
A.放电时,空气极为负极
B.放电时,电池反应为4Li+O2===2Li2O
C.有机电解液可以是乙醇等无水有机物
D.在更换锂电极的同时,要更换水性电解液
答案:
D
解析:
A.放电时,Li极为负极,错误;B.放电时,电池反应为4Li+O2+2H2O===4LiOH,错误;C.因为有锂存在,就不能用乙醇,锂和乙醇反应,错误;D.水性电解液中有沉淀生成,所以在更换锂电极的同时,要更换水性电解液,正确,所以选D。
二、本空题:
备题包括4小题,共44分。
15.(10分)某化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置,完成下列问题:
(1)反应过程中,________棒质量减少。
(2)正极的电极反应为____________________。
(3)反应过程中,当一电极质量增加2g,另一电极减轻的质量________(填“大于”、“小于”或“等于”)2g。
(4)盐桥的作用是向甲、乙两烧杯中提供NH
和Cl-,使两烧杯溶液中保持电荷守恒。
①反应过程中Cl-将进入________(填“甲”或“乙”)烧杯。
②当外电路中转移0.2mol电子时,乙烧杯中浓度最大的阳离子是________。
解析:
(3)转移0.2mol电子时,铜棒质量增加6.4g,锌棒质量减少6.5g,故反应过程中,当铜电极质量增加2g时,另一电极减少的质量大于2g。
(4)反应过程中,溶液为了保持电中性,Cl-将进入甲烧杯,NH
进入乙烧杯。
当外电路中转移0.2mol电子时,乙烧杯中有0.1molCu2+消耗,还剩余0.1molCu2+,有0.2molNH
进入乙烧杯,故乙烧杯中浓度最大的阳离子是NH
。
答案:
(1)锌
(2)Cu2++2e-===Cu
(3)大于 (4)①甲 ②NH
16.(10分)某校化学兴趣小组进行探究性活动:
将氧化还原反应:
2Fe3++2I-2Fe2++I2,设计成带盐桥的原电池。
提供的试剂:
FeCl3溶液,KI溶液;其他用品任选。
请回答下列问题:
(1)请补充下面原电池的装置图,在括号内填上正负极的材料、电解质溶液。
(2)发生氧化反应的电极反应式为__________________________________________。
(3)反应达到平衡时,外电路导线中__________(填“有”或“无”)电流通过。
(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体,当固体全部溶解后,则此时该溶液中电极变为__________(填“正”或“负”)极。
解析:
(1)依据原电池原理分析,氧化还原反应中Fe3+在正极上得电子发生还原反应,I-在负极上发生氧化反应,负极所在的电解质溶液为KI溶液,正极所在的溶液为FeCl3溶液。
电极材料可选取惰性电极,如石墨或其他不活泼的金属。
(2)发生氧化反应的电极是负极,I-失电子。
(3)反应达到平衡时,从左到右和从右到左移动的电子数目相同,故无电流产生。
(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体,平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2逆向移动,此时Fe2+失电子,电极变成负极。
答案:
(1)如图
(2)2I--2e-===I2
(3)无 (4)负
17.(14分)
(1)根据氧化还原反应2H2+O2===2H2O,设计成燃料电池,负极通的气体应是________,正极通的气体应是________。
(2)上图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是________。
A.a电极是负极
B.b电极的电极反应为4OH--4e-===2H2O+O2↑
C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
(3)根据选择电解质溶液的不同,填写下表:
电解质溶液
H2SO4溶液
KOH溶液
负极反应
正极反应
溶液的pH变化
(4)若把H2改为CH4,KOH溶液作电解质,则负极反应为
__________________。
答案:
(1)H2 O2
(2)B
(3)
H2SO4溶液
KOH溶液
负极反应
2H2-4e-===4H+
2H2-4e-+4OH-===4H2O
正极反应
O2+4H++4e-===2H2O
O2+2H2O+4e-===4OH-
pH
变大
变小
(4)CH4+10OH--8e-===CO
+7H2O
18.(10分)已知电极材料:
铁、铜、银、石墨、锌、铝;电解质溶液:
CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、盐酸。
按要求回答下列问题:
(1)电工操作上规定:
不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。
请说明原因________________。
(2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铁溶液,外加导线,能否构成原电池?
________。
若能,请写出电极反应式,负极:
________,正极:
________。
(若不能,后两空不填)
(3)设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池,要求画出装置图(需标明电极材料及电池的正、负极)。
解析:
(1)当Cu、Al导线连接时,接触到潮湿的空气就易形成原电池而被腐蚀。
(2)因为FeCl3能与Cu发生反应:
2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,因此根据给出条件可以设计成原电池,其负极为Cu,反应为Cu-2e-===Cu2+,正极为石墨,电极反应为2Fe3++2e-===2Fe2+。
(3)因为反应为Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,所以负极为Fe,正极可为Cu、Ag或石墨,电解质为稀硫酸,即可画出装置图。
答案:
(1)二者连接在一起时,接头处在潮湿的空气中形成原电池而被腐蚀
(2)能 Cu-2e-===Cu2+ 2Fe3++2e-===2Fe2+
(3)
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