1、【状元之路】2015高考化学大一轮复习 6.19 原电池 化学电源题组训练递进题组提升素养最有价值备考训练题组一原电池工作原理的考查1下列各装置中，在铜电极上不能产生气泡的是()解析：装置A和C中无外接电源，符合构成原电池的条件，是原电池装置，电池的总反应式均为Zn2H=Zn2H2，铜做正极，放出H2。装置B是电解装置，铜做阳极，失去电子逐渐溶解，无气体生成，起始时阴极Ag上有H2逸出。装置D也是电解装置，铜做阴极，溶液中H得到电子在阴极逸出H2，起始时的电解总反应式可表示为：2Ag2H2AgH2。答案：B2在超市里经常会看到一种外壳为纸层包装的电池，印有如图的文字。有关说法错误的是()A该电
2、池是一次电池B电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极C该电池含有的金属元素中毒性最大的是HgD此电池工作时，外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减小3.25 g解析：电池工作时，锌失去电子，电极反应式为Zn2e=Zn2，所以外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上应减少6.5 g，所以D项错。答案：D题组二原电池正、负极的判断3某氢氧燃料电池的电解质溶液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述正确的是()A正极反应式为：O22H2O4e=4OHB电池工作时，OH向正极移动C工作一段时间后，电解质溶液的pH变大D用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，
3、有0.1 mol e转移解析：电池工作时，OH应向负极移动，B选项错误；氢氧燃料电池总的反应为2H2O2=2H2O，n(OH)不变而溶液体积增大，pH应变小，C选项错误；CuCl2电解的总的方程式为：CuCl2CuCl2，每生成0.1 mol Cl2有0.2 mol e转移，D选项错误。答案：A4固体氧化物燃料电池是由美国某公司研制开发的。它以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2)在其间通过。该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是()A有O2放电的a极为电池的负极B有H2放电的b极为电池的正极Ca极对应的电极反应为：O22H
4、2O4e=4OHD该电池的总反应方程式为：2H2O2=2H2O解析：本题以完全陌生的燃料电池，考查学生对原电池知识点的掌握程度。无论什么电池，其本质都是自发的氧化还原反应。所以先整体把握，可知总反应相当于H2氧化成水；再逐层推理：正极a处应为O2得到电子被还原，生成O2，负极b处应为H2失电子被氧化。答案：D题组三原电池原理的应用5电工经常说的一句口头禅：“铜接铝，瞎糊弄”，所以电工操作规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，说明原因：_。答案：铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，易造成电路断路6把适合题意的图象填在横线上(用A、B、C、D表示)A B C D(1)将等质量的两
5、份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是_。(2)将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是_。(3)将(1)中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，则图象是_。解析：加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu，形成原电池，加快反应速率，(1)a中Zn减少，H2体积减小；(2)中由于H2SO4定量，产生H2的体积一样多；(3)当把CuSO4溶液改成CH3COONa溶液时，由于CH3COOHCH3COOH，a中c(H)减少，
6、反应速率减小，但产生H2的体积不变，所以C项正确。答案：(1)A(2)B(3)C题组四化学电源中电极反应式的书写7铝空气海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为：4Al3O26H2O=4Al(OH)3负极：_；正极：_。答案：4Al12e=4Al33O26H2O12e=12OH8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_反应(填“氧化
7、”或“还原”)，电极反应式为_。(2)电池的总反应方程式为_。(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。解析：Pt(a)原料为CH3OH和水，产物为CO2、H和水，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。答案：(1)负CH3OHH2O6e=CO26H还原O24H4e=2H2O(2)2CH3OH3O2=2CO24H2O(3)题组五不同介质对燃料电池电极反应式书写的影响9以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法：(1)酸性条件燃料电池总反
8、应式：CH42O2=CO22H2O燃料电池正极反应式：O24H4e=2H2O 2，得燃料电池负极反应式：_。(2)碱性条件燃料电池总反应式：CH42O22NaOH=Na2CO33H2O燃料电池正极反应式：O22H2O4e=4OH2，得燃料电池负极反应式：_。(3)固体电解质(高温下能传导O2)燃料电池总反应式：CH42O2=CO22H2O燃料电池正极反应式：O24e=2O22，得燃料电池负极反应式：_。(4)熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下电池总反应式：CH42O2=CO22H2O正极电极反应式：O22CO24e=2CO2，得燃料电池负极反应式：_。答案：(1)CH48e2H2O=CO2
9、8H(2)CH410OH8e=CO7H2O(3)CH44O28e=CO22H2O(4)CH44CO8e=5CO22H2O题组六可逆反应与原电池的工作原理10已知在酸性条件下发生的反应为AsO2I2H=AsOI2H2O，在碱性条件下发生的反应为AsOI22OH=AsOH2O2I。设计如图装置 (C1、C2均为石墨电极)，分别进行下列操作：.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸.向B烧杯中逐滴加入40% NaOH溶液结果发现电流表指针均发生偏转。试回答下列问题：(1)两次操作中指针为什么发生偏转？_。(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？试用化学平衡移动原理解释之。_。(3)操作过程中C1棒上发生的反应
10、为_；(4)操作过程中C2棒上发生的反应为_。(5)操作过程中，盐桥中的K移向_烧杯溶液(填“A”或“B”)。答案：(1)两次操作中均能形成原电池，化学能转变成电能。(2)()加酸，c(H)增大，AsO得电子，I失电子，所以C1极是负极，C2极是正极。()加碱，c(OH)增大，AsO失电子，I2得电子，此时，C1极是正极，C2极是负极。故发生不同方向的反应，电子转移方向不同，即电流表指针偏转方向不同。(3)2I2e=I2(4)AsO2OH2e=AsOH2O(5)A1热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即
11、可瞬间输出电能。该电池总反应为：PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。下列有关说法正确的是 ()A正极反应式：Ca2Cl2e=CaCl2B放电过程中，Li向负极移动C每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g PbD常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转解析：负极反应为Ca失电子，A项错；放电过程中，阳离子移向正极，B项错；由电池总反应方程式可知，每转移2 mol e，生成1 mol Pb，即每转移0.1 mol电子，理论上生成10.35 g Pb，故C项错；D项，由题干信息可知，常温下，该电池反应不能发生，故D项正确。答案：D2(1)肼(N2H4)空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为_。(2)铝电池性能优越，AlAgO电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为_。解析：(1)N2H4和O2反应生成N2和H2O，N2H4在负极上失电子结合OH生成N2和H2O。(2)原电池负极发生氧化反应(铝被氧化)，正极发生还原反应(AgO被还原)，结合电解质溶液可知，铝转化为偏铝酸钠。答案：(1)N2H44OH4e=4H2ON2(2)2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23AgH2O