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2016届四川高考化学一轮复习:原电池 化学电源

中华考试网  2015-10-27  【

  1.(2014北京卷)下列电池工作时,O2在正极放电的是(  )

  【答案】B

  2.如下图是市场上常见的两种燃料电池示意图:

  Ⅰ.固体氧化物燃料电池  Ⅱ.质子交换膜燃料电池

  下列有关电池电极a、b、c、d的叙述正确的是(  )

  A.电极a为正极,电极反应产物为H2O

  B.电极b为正极,电极反应产物为H2O

  C.电极c为正极,电极反应产物为H2O

  D.电极d为正极,电极反应产物为H2O

  【答案】C

  【解析】两种电池的总反应均为2H2+O2===2H2O,根据该反应中元素化合价的变化可知空气中的氧气发生还原反应,在原电池的正极放电,故B、D皆错;考虑到两种燃料电池的电解质,电极a的电极反应式应为O2+4e-===2O2-,电极c的电极反应式应为O2+4H++4e-===2H2O,故A错误、C正确。

  3.(2014天津卷)已知:锂离子电池的总反应为LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2

  锂硫电池的总反应为2Li+SLi2S

  有关上述两种电池说法正确的是(  )

  A.锂离子电池放电时,Li+向负极迁移

  B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应

  C.理论上两种电池的比能量相同

  D.下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电

  【答案】B

  【解析】根据两种电池的总反应方程式和电化学原理,分析离子的移动方向、电极反应的判断、比能量的比较以及充电的分析。A项,电池放电时,电解质内部Li+向正极移动,错误;B项,锂硫电池充电时,锂电极发生得电子反应,为还原反应,正确;C项,两种电池的变价不同,所以比能量不相同,错误;D项充电时正接正,负接负,所以用锂离子电池给锂硫电池充电应该Li电极连接C电极,错误。

  4.(2014福建卷)某原电池装置如下图所示,电池总反应为2Ag+Cl2===2AgCl。下列说法正确的是(  )

  A.正极反应为AgCl+e-===Ag+Cl-

  B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成

  C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变

  D.当电路中转移0.01 mol e-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子

  【答案】D

  【解析】正极反应为氯气得电子变成Cl-,注意左侧生成Ag+会迅速与溶液中Cl-反应生成AgCl沉淀,Ag+不会移到右侧。A错误;由于阳离子交换膜只允许阳离子通过,故在左侧才会出现大量沉淀,B错误;氯化钠代替盐酸,电池总反应不变,C错误;D项当电路中转移0.01 mole-时,交换膜左侧产生0.01 mol Ag+与盐酸反应产生AgCl沉淀,同时约有0.01 mol H+通过阳离子交换膜转移到右侧溶液中,故左侧溶液共有0.02 mol离子减少,D正确。

  5.(2015宁波十校联考)水系锂电池具有安全、环保和价格低廉等优点成为当前电池研究领域的热点。以钒酸钠(NaV3O8)为正极材料的电极反应式为NaV3O8+xLi++xe-===NaLixV3O8,则下列说法不正确的是(  )

  A.放电时,负极的电极反应式:Li-e-===Li+

  B.充电过程中Li+从阳极向阴极迁移

  C.充电过程中阳极的电极反应式为:NaLixV3O8-xe-===NaV3O8+xLi+,NaLixV3O8中钒的化合价发生变化

  D.该电池可以用硫酸钠溶液作电解质

  【答案】D

  【解析】Li能与水发生反应,所以该电池要用无水的有机溶剂作电解质,D错误。

  6.(2015成都一模)利用如下图所示原电池可测量空气中Cl2含量,其中电解质是Ag+可以自由移动的固体物质。下列分析不正确的是(  )

  A.电子经外电路流向Pt电极

  B.工作时,电解质中Ag+数目减小

  C.正极反应:Cl2+2e-+2Ag+===2AgCl

  D.空气中Cl2浓度越大,Ag极消耗速率越快

  【答案】B

  【解析】由电池总反应式2Ag+Cl2===2AgCl可知,电解质中Ag+数目不变,B项错误。

  7.(2015渭南模拟)锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如下图所示),电解液为溴化锌水溶液,电解液在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法正确的是(  )

  A.充电时电极b连接电源的正极

  B.放电时正极的电极反应式为Zn-Ze-===Zn2+

  C.阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应

  D.充电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大

  【答案】C

  【解析】充电时电极b应该连电源的负极,发生还原反应,A错误;B项是放电时负极的电极反应式,错误;充电时,左侧电解质发生氧化反应,即Br-→Br2,此时离子总浓度减小,D错误。

  8.(2015温州十校联考)甲醇燃料电池具有容易携带、容易存储等优点,目前被认为将会替代传统的电池成为携带型设备的主要电源。右图是甲醇的质子交换膜型燃料电池模型,下列有关说法正确的是(  )

  A.Y极为电池的负极

  B.X极的电极反应式:CH3OH+H2O-6e-=== CO2+6H+

  C.若常温下以该电池电解100 mL KCl溶液至pH=12时,电池质子交换膜迁移的A为0.01 mol

  D.空气以20%为氧气计算,X极每消耗1 mol甲醇,Y极必消耗168 L空气中的氧气

  【答案】B

  【解析】甲醇燃料电池,甲醇进入的一极为负极,空气进入的一极为正极,A错误;甲醇失电子,根据电池图,生成质子(H+),B正确;由NaCl电解,可知KCl电解也生成KOH,pH=12时c(OH-)=0.01 mol/L,n(OH-)=0.001 mol,此时转移的电子数为0.001 mol,转移的质子也为0.001 mol,C错误;消耗1 mol 甲醇,消耗1.5 mol 氧气,则消耗标准状况下的空气的体积为168 L,这里没有只能标准状况下,不能用Vm=22.4 L/mol计算,D错误。

  二、非选择题

  9.根据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)===Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如下图所示,其中盐桥为琼脂—饱和KNO3盐桥。请回答下列问题:

  (1)电极X的材料是______;电解质溶液Y是______。

  (2)银电极为电池的______极,写出两电极的电极反应式。

  银电极:__________________________________________________________;

  X电极:_______________________________________________________。

  (3)外电路中的电子是从______电极流向电极______。

  (4)盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是________(填字母)。

  A.K+ B.NO C.Ag+ D.SO

  【答案】(1)铜 AgNO3溶液

  (2)正 2Ag++2e-===2Ag Cu-2e-===Cu2+

  (3)铜(X) Ag (4)B

  【解析】根据反应:2Ag++Cu===Cu2++2Ag,可知该原电池中Cu为负极,Ag为正极,AgNO3溶液为电解质溶液。即X为Cu,Y为AgNO3溶液,其中负极(Cu)电极反应式:Cu-2e-===Cu2+,正极(Ag)电极反应式:2Ag++2e-===2Ag,盐桥中的K+向正极(Ag极)移动,NO向负极(Cu极)移动。

  10.由A、B、C、D 4种金属按下表中装置图进行实验。

  装

  置 现象 二价金属A不断溶解    C的质量增加 A上有气体产生 根据实验现象回答下列问题:

  (1)装置甲中负极的电极反________________________________________。

  (2)装置乙中正极的电极反应式是________________________________________。

  (3)装置丙中溶液的pH______(填“变大”、“变小”或“不变”)。

  (4)4种金属活泼性由强到弱的顺序是__________________________________。

  【答案】(1)A-2e-===A2+  (2)Cu2++2e-===Cu (3)变大 (4)D>A>B>C

  【解析】甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理,甲中A不断溶解,则A为负极、B为正极,活泼性A>B;乙中C极增重,即析出Cu,则B为负极,活泼性B>C;丙中A上有气体产生即有H2产生,则A为正极,活泼性D>A,随着H+的消耗,pH变大。

  11.Ⅰ.(2013北京卷节选)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:

  (1)Pt电极上发生的是________(填“氧化”或“还原”)反应。

  (2)写出NiO电极的电极反应式:______________________________________ 。

  Ⅱ.(2015湖北七市联考节选)防止污染、改善水质的主要措施是对废气、废水进行处理。

  含有乙酸钠和对氯苯酚()的酸性废水;可利用微生物电池法除去,其原理如下图所示。

  (3)A是电池的______极(填“正”或“负”)。

  (4)酸性条件下,B极的电极反应式为________________________________。

  (5)设电极两边溶液分别为1 L,反应一段时间后,B极区溶液的pH从4变到1,此过程中处理的乙酸钠的质量为_______g。

  【答案】(1)还原 (2)NO+O2--2e-===NO2 (3)负

  (5)2.05

  12.科学家预言,燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下:

  请回答下列问题:

  (1)Pt(a)电极是电池的_________极,电极反应式为_____________________________;

  Pt(b)电极发生________(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应为__________________。

  (2)电极的总反应方程式为_____________________________________________。

  (3)如果该电池工作时电路中通过2 mol电子,则消耗的CH3OH有________mol。

  【答案】(1)负 CH3OH+H2O-6e-===CO2+6H+

  还原 O2+4H++4e-===2H2O

  (2)2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O (3)1/3

  【解析】Pt(a)原料为CH3OH和水,产物为CO2、H+,根据C化合价由-2价升到+4价,失去6个电子,Pt(a)为负极;Pt(b)原料为O2、H+,产物为H2O,O化合价由0价降低为-2价,发生还原反应,为正极。

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