2014年高考化学(新人教版)总复习配套练习：第9章 第1节 原电池 化学电源

课时检测(二十六)

(45分钟 100分)

一、选择题(本题包括10小题,每小题6分,共60分)

1.下面是几种常见的化学电源示意图,有关说法不正确的是 (

)

A.上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池

B.干电池在长时间使用后,锌筒被破坏

C.铅蓄电池工作过程中,每通过2 mol电子,负极质量减轻207 g

D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

2.如图,在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,关于该装置的下列说法中正确的是 (

)

A.外电路的电流方向为X→外电路→Y

B.若两电极分别为铁和碳棒,则X为碳棒,Y为铁

C.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应

D.若两电极都是金属,则它们的活动性顺序为X>Y

3.分析如图所示的四个原电池装置,结论正确的是(

)

A.(1)(2)中Mg作负极,(3)(4)中Fe作负极

B.(2)中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e-====6OH-+3H2↑

C.(3)中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-====Fe2+

D.(4)中Cu作正极,电极反应式为2H++2e-====H2↑

4.如图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图,已知放电时电池反应为PbO2+Pb+

4H++2S错误！未找到引用源。====2PbSO4+2H2O。下列有关说法正确的是 (

)

A.K与N相接时,能量由电能转化为化学能

B.K与N相接时,H+向负极区迁移

C.K与M相接时,所用电源的a极为负极

D.K与M相接时,阳极附近的pH逐渐增大

5.依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)Cu2+(aq)+2Ag(s),设计的原电池如图所示。下列有关说法中错误的是 (

)

A.电解质溶液Y是CuSO4溶液

B.电极X的材料是Cu

C.银电极为电池的正极,其电极反应为Ag++e-====Ag

D.外电路中的电子是从X电极流向Ag电极

6.(2013·厦门模拟)普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2,溶液呈碱性。根据这一特点科学家发明了电动势(E)法测水泥初凝时间,此法的原理如图所示。

反应的总方程式为2Cu+Ag2O====Cu2O+2Ag。下列有关说法不正确的是

( )

A.工业上制备普通水泥的主要原料是黏土和石灰石

B.测量原理装置图中,Ag2O/Ag极发生氧化反应

C.负极的电极反应式为2Cu+2OH--2e-====Cu2O+H2O

D.在水泥固化过程中,由于自由水分子的减少,溶液中各离子浓度的变化导致电动势变化

7.(2013·青岛模拟)瓦斯分析仪(如图甲)工作原理类似燃料电池的工作原理,其装置如图乙所示,其中的固体电解质是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移动。

下列有关叙述中正确的是 ( )

A.瓦斯分析仪工作时,电池内电路中电子由电极b流向电极a

B.电极b是正极,O2-由电极a流向电极b

C.电极a的反应式为CH4+4O2-―8e-====CO2+2H2O

D.当固体电解质中有1 mol O2-通过时,电子转移4 mol

8.有如下3个实验:

实验1 将金属X与金属Y用导线连接,浸入电解质溶液中,Y不易腐蚀

实验2 将片状的金属X、W分别投入等浓度盐酸中都有气体产生,W

比X反应剧烈

实验3 用惰性电极电解等物质的量浓度的Y和金属Z的硝酸盐混合溶液,在阴极上首先析出单质Z

依据上述实验现象,下列推测中正确的是 ( )

A.金属的活动性顺序:Y>Z>X>W

B.实验1中,Y作正极

C.Z放入CuSO4溶液中一定有Cu析出

D.用X、Z和稀硫酸可构成原电池,X作正极

9.(2013·安阳模拟)一种光化学电池的结构如图所示,电池总反应为AgCl(s)+

Cu+(aq)====Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl-(aq),下列关于该电池在工作时的说法中正确的是 ( )

A.Cl-由负极迁移到正极

B.负极上物质发生还原反应

C.Cu+在负极发生氧化反应

D.生成108 g银,转移电子个数为1 mol

10.(能力挑战题)(2013·合肥模拟)如图所示,装置(Ⅰ)是一种可充电

电池的示意图,装置(Ⅱ)为电解池的示意图;装置(Ⅰ)的离子交换膜只允许Na+通过。电池充、放电的化学方程式为2Na2S2+NaBr3放电充电Na2S4+3NaBr

当闭合K时,X极附近溶液先变红色。下列说法中正确的是 ( )

A.装置(Ⅰ)中Na+从右到左通过离子交换膜

B.A电极的电极反应式为NaBr3+2Na++2e-====3NaBr

C.X电极的电极反应式为2Cl--2e-====Cl2↑

D.每有0.1 mol Na+通过离子交换膜,X电极上就放出标准状况下的气体1.12 L

二、非选择题(本题包括3小题,共40分)

11.(9分)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通电池相比,该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为

3Zn+2K2FeO4+8H2O放电充电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。请回答下列问题:

(1)高铁电池的负极材料是 。

(2)放电时,正极发生 (填“氧化”或“还原”)反应;已知负极反应为Zn-2e-+2OH-====Zn(OH)2,则正极反应为

。

(3)放电时,

(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。

12.(16分)(2013·石家庄模拟)为节省药品和时间,甲、乙、丙三位同学用铜片、锌片、稀硫酸、CuSO4溶液、直流电源、石墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学常见的药品和仪器(用品),通过巧妙的构思,设计了比较铜、锌金属活动性相对强弱的系列实验。试填写下列空白:

(1)甲同学分别将一小片铜片、锌片置于烧杯底部(铜与锌不接触),向烧杯中小心加入稀硫酸,观察到的现象是 。

甲同学的设计思路是 。

(2)乙同学接着甲的实验,向烧杯中滴加 溶液,进而观察到的现象

是 。

乙同学作出锌、铜金属活动性相对强弱的结论所依据的原理是 。

(3)丙同学使用直流电源、石墨电极组装好电解装置,向乙同学实验后的溶液中补充了必要的试剂 溶液(作为电解液)。反应在调控下随即开始,实验中有关反应的化学方程式为

。实验中的明显现象是

。

(4)请你再单独设计一个简单的实验(试剂、仪器自选),探究和证实锌、铜金属活动性的相对强弱(简要说明操作和现

象) 。

13.(15分)(能力挑战题)(1)Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质,其电解质溶液为KOH溶液,电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag,负极的Zn转化为K2Zn(OH)4,写出该电池反应方程式:

。

(2)如图为钠高能电池的结构示意图,该电池的工作温度为320℃左右,电池反应为2Na+xS====Na2Sx,正极的电极反应式为 。

M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是

。

与铅蓄电池相比,当消耗相同质量的负极活性物质时,钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的 倍。

(3)以甲醇为燃料的电池中,电解质溶液为酸性,负极的反应式为 ,正极的反应式为 。理想状态下,该燃料电池消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能为702.1

kJ,则该燃料电池的理论效率为 (燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比,甲醇的燃烧热为ΔH=-726.5 kJ·mol-1)。

答案解析

1.【解析】选C。选项A正确;在干电池中,Zn作负极,被氧化,B正确;氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内,且工作的最终产物是水,故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源,D正确;C项忽略了硫酸铅在该极上析出,该极质量应该增加而非减少。

2.【解析】选D。外电路电子流向为X→外电路→Y,电流方向与其相反;X极失电子,作负极,Y极发生的是还原反应,X极发生的是氧化反应;若两电极分别为铁和碳棒,则Y为碳棒,X为铁。

3.【解析】选B。(1)中Mg作负极;(2)中Al作负极,发生的反应为2Al+2NaOH+

2H2O====2NaAlO2+3H2↑,Mg不与NaOH反应;(3)中铁遇浓硝酸钝化,Cu与浓硝酸反应,Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;(4)中Fe作负极,为中性环境,发生吸氧腐蚀。

【误区警示】本题易忽视镁与碱不反应,常温下Fe遇浓硝酸钝化,而单纯地认为原电池负极较为活泼进行判断,最终导致不选B而错选C。

4.【解析】选C。K与N相接时,构成原电池,能量由化学能转化为电能,H+向正极区迁移,A、B错;K与M相接时,构成电解池,电源a极为负极,连接阴极Pb,阳极为PbO2,电解槽中的反应为2PbSO4+2H2O====PbO2+Pb+4H++2S错误！未找到引用源。,阳极附近的H+浓度逐渐增大,pH减小,故C对,D错。

【方法技巧】可充电电池的反应规律

(1)可充电电池有充电和放电两个过程,放电时是原电池,充电时是电解池。

(2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应、放电时的正极反应和充电时的阳极反应在形式上可逆。即将正(负)极反应改变方向即得阳(阴)极反应式。

(3)原电池充电时,负极作电解池的阴极,跟外接电源负极相连,正极

作电解池的阳极,跟外接电源正极相连。

(4)放电总反应和充电总反应在形式上互逆,但不是可逆反应。

5.【解题指南】解答本题时应注意以下2点:

(1)由氧化还原反应拆成两个半反应可知,Cu作原电池负极。

(2)根据得电子的离子选取电解质溶液。

【解析】选A。由电池反应可知,电解质溶液须为AgNO3溶液而不是CuSO4溶液。

6.【解析】选B。负极的电极反应式为2Cu+2OH--2e-====Cu2O+H2O,发生氧化反应;正极的电极反应式为Ag2O+H2O+2e-====2Ag+2OH-,发生还原反应。在水泥固化过程中,由于自由水分子的减少,溶液中各离子浓度的变化导致电动势变化。

7.【解析】选C。电子不能在电池内电路流动,只能在外电路中流动,A错;电极b氧气得电子,生成O2-,而电极a需要O2-作为反应物,故O2-由正极(电极b)流向负极(电极a),B错;甲烷所在电极a为负极,电极反应为CH4+4O2-―8e-====CO2+

2H2O,C正确;1 mol O2得4 mol电子生成2 mol O2-,故当固体电解质中有1 mol O2-通过时,电子转移2 mol,D错。