1、2020届高考二轮复习电化学专题：第1节 原电池原理及应用（A卷）1、下列关于原电池的说法中,错误的是( )A.原电池是一种将化学能直接转化为电能的装置B.原电池中,正极发生氧化反应C.原电池的电子从负极经导线流向正极D.原电池的负极材料一般比正极活泼2、有一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。电池以金属锂和钢板为电极材料，LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的说法正确的是（ ）A.放电时电子的流动方向是“正极导线负极”B.钢板为正极，钢板上发生还原反应C.放电过程中向正极做定向移动D.总反应: 3、控制适合的条件,将反应2Fe3+2I-2Fe2+I2设计成如图所示的原电池。
2、下列判断不正确的是( )A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应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4、某原电池装置如图所示,阳离子交换膜电池总反应为。下列说法正确的是( )A.正极反应为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0.01mol 时,交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子5、通过膜电池可除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚（），其原理如图所示，下列说法错误的是( )Aa极的电极反应为：Bb极上的电势
3、比a极上的电势低C当外电路中有0.2mol e-转移时，通过质子交换膜的H+的个数为0.2NAD电池工作一段时间后，a极区域的pH降低6、目前比较热门的AlH2O2电池，其电池总反应为2Al3 = 2OHH2O。现以AlH2O2电池电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制备氢气(装置2中隔膜仅阻止气体通过，b、c、d均为惰性电极)。下列说法正确的是( ) 装置1 装置2 A装置1中Na+移向电极b,装置2中的隔膜可以换成质子交换膜B电极c的电极反应式：CO(NH2)26e8OH= N26H2OC电解时，电流的流动路径：Al极导线d极电解质溶液c极导线b极D通电5 min后，若Al电极的质量减轻5.
4、4g，则产生H2的体积为4.48L(标准状况)7、一种双室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示，图中酸性污水中含有的有机物用C6H12O6表示。下列有关该电池的说法不正确的是（ ）A.正极的电极反应为B.电池的总反应为C6H12O6+24+6H2O=6CO2+24+24H+C.该“交换膜”可选用“质子交换膜”D.若将“K3Fe(CN)6溶液”改为“O2”，当有22.4L O2参与反应时，理论上转移4mol电子8、如图所示是一种利用锂电池“固定电极 CO2”的电化学装置，在催化剂的作用下，该电化学装置放电时可将 CO2 转化为 C 和 Li2CO3。充电时选用合适催化剂，只有 Li2CO3 发
5、生氧化反应，释放出CO2 和 O2。下列说法中正确的是( )A.该电池放电时，Li+向电极 X 方向移动B.该电池充电时，每转移 0.4mol 电子，理论上阳极产生 4.48LCO2 C.该电池放电时，每转移 4mol 电子理论上生成 1molCD.该电池充电时，阳极反应式为 C+2Li2CO34e3CO2+4Li+9、反应Cu(s)+2Ag+(aq)Cu2+(aq)+2Ag(s)设计成如图所示原电池，下列叙述正确的是( ) AKNO3盐桥中的K+移向Cu(NO3)2溶液BAg作负极，Cu作正极C工作一段时间后，Cu(NO3)2溶液中c(Cu2+)增大D取出盐桥后，电流计的指针依然发生偏转10
6、、下面两图均为原电池装置，有关说法错误的是( )A.锌比铜活泼，锌为负极，发生氧化反应B.电流从铜电极经导线流向锌电极C.铜电极发生的反应为：Cu2e= Cu2D.装置(2)比装置(1)更能清楚揭示出电池中发生的化学反应11、化学能可与热能、电能等相互转化。下列表述不正确的是( )A.化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成B.能量变化是化学反应的基本特征之一C.图I所示的装置能将化学能转变为电能D.图II所示的反应为放热反应12、为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3DZn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池，结构如
7、下图所示。电池反应为。则下列说法错误的是( )A三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高B充电时阳极反应为C放电时负极反应为D放电过程中通过隔膜从负极区移向正极区13、微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品，左图为其工作原理，右图为废水中离子浓度与去除率的关系。下列说法不正确的是( )A. 有机物被氧化，M为电源负极 B. 电池工作时，N极附近溶液pH增大C. 离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活D. 处理0.1 mol 时有1.4 mol H从交换膜左侧向右侧迁移14、某位科学家说:“甲烷是21世纪的新燃料。”甲烷作为燃料的用途之一就是制作燃料电池。
8、有科技工作者制造了一种甲烷燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入甲烷，电解质是掺杂了的晶体，它在高温下能传导。以下判断错误的是（ ）A.电池正极发生的反应: B.电池负极发生的反应:C.固体电解质里的的移动方向:由正极流向负极D.向外电路释放电子的电极:正极（即电子由正极流向负极）15、新型锂一空气电池具有能量大、密度高的优点，可以用作新能源汽车的电源，其结构如图所示，其中固体电解质只允许通过。下列说 法正确的是( )A. 穿过固体电解质向正极移动而得到LiOH溶液B.放电时，当外电路中有1 mol转移时，水性电解液离子总数增加C.应用该电池电镀铜，阴极质量增加64 g,理论上将消耗 11
9、.2 LD.放电时，负极反应式：16、氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是( )A.一定条件下,H2(g)+O2(g)可以转化为H2O(g),H2O(g)分解也可以得到H2(g)+O2(g),该反应为可逆反应B.氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-C.常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2L H2,转移电子的数目为6.021023D.反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)放出的热量可通过下式估算:反应中形成新共价键的键能之和一反应中断裂旧共价键的键能之和17、以稀硫酸为电解质溶液,利用太阳能将CO2转化为低碳烯烃,工作原理如图所示
10、。下列说法正确的是( )A.a电极为太阳能电池的正极B.产生丙烯的电极反应式为3CO2+18H+18e-=6H2O+CH3CH=CH2C.装置中每转移2mol e-,理论上有2mol H+通过质子交换膜从左向右扩散D.太阳能电池的原理与原电池的原理相同18、某小组在验证反应“”的实验中检测到发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05硝酸银溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色间体,溶液呈黄色。(1)检验产物取出少量黑色固体,洗涤后,_(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。取上层清液,滴加溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有_。(2)针对溶液呈黄色,甲认为溶液中有,乙认为铁粉过
11、量时不可能有,乙依据的原理是_(用离子方程式表示),针对两种观点继续实验:取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:序号取样时间/min现象i3产生大量白色沉淀;溶液呈红色ii30产生白色沉淀,较3min时量少;溶液红色较3min时加深iii120产生白色沉淀,较30min时量少;溶液红色较30min时变浅(资料:与生成白色沉淀AgSCN)对产生的原因作出如下假设:假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生;假设b:空气中存在,由于_(用离子方程式表示),可产生;假设c:酸性溶液中的;具有氧化性,可产生
12、;假设d:根据_现象,判断溶液中存在,可产生。下述实验I可证实假设a、b、c不是产生的主要原因,实验II可证实假设d成立实验I:向硝酸酸化的_溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。3min时溶液呈浅红色,30min后溶液几乎无色实验II:装置如下图。其中甲溶液是_,操作及现象是_。(3)根据实验现象,结合方程式推测实验iiii中浓度变化的原因:_。19、某小组同学利用原电池装置探究物质的性质。资料显示：原电池装置中，负极反应物的还原性越强，或正极反应物的氧化性越强，原电池的电压越大。（1）同学们利用下表中装置进行实验并记录。装置编号电极A溶液B操作及现象F
13、epH=2的H2SO4连接装置后，石墨表面产生无色气泡；电压表指针偏转CupH=2的H2SO4连接装置后，石墨表面无明显现象；电压表指针偏转，记录读数为a同学们认为实验中铁主要发生了析氢腐蚀，其正极反应式是_。针对实验现象：甲同学认为不可能发生析氢腐蚀，其判断依据是_；乙同学认为实验中应发生吸氧腐蚀，其正极的电极反应式是_。（2）同学们仍用上述装置并用Cu和石墨为电极继续实验，探究实验指针偏转原因及影响O2氧化性因素。编号溶液B操作及现象经煮沸的pH=2的 H2SO4溶液表面用煤油覆盖，连接装置后，电压表指针微微偏转，记录读数为bpH=2的H2SO4在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置，电压表指针
14、偏转，记录读数为c；取出电极，向溶液中加入数滴浓Na2SO4溶液混合后，插入电极，保持O2通入，电压表读数仍为cpH=12的NaOH在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置，电压表指针偏转，记录读数为d丙同学比较实验、的电压表读数为：cab，请解释原因是_。丁同学对、进行比较，其目的是探究_对O2氧化性的影响;实验中加入Na2SO4溶液的目的是_。20、电化学知识在物质制备领域的应用前景看好。（1）从环境保护的角度看，制备一种新型多功能水处理剂高铁酸钠（Na2FeO4）较好的方法为电解法，其装置如图所示：电解过程中阳极的电极反应式为_；“镁一次氯酸盐”燃料电池可为图装置提供电能，该电池电极为镁合金和铂
15、合金，其工作原理如图所示。b为该燃料电池的_（填“正或“负）极。当有16.6g Na2FeO4生成时消耗ClO-的物质的量为_mol；（2）电解Na2SO4溶液生产H2SO4和烧碱的装置如图所示（已知：阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过），其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1:2。则丁为_；电解一段时间，当产生0.1mol气体甲时，通过离子交换膜f的离子的质量为_g。（3）用0.1032mol/L的NaOH溶液滴定未知浓度的稀盐酸，实验数据如下表：实验序号消耗NaOH溶液的体积/mL待测稀盐酸的体积/mL128.8425.00227.
16、8325.00327.8525.00根据表格计算c（HCl）=_。在上述滴定过程中，若滴定前碱式滴定管下端尖嘴中无气泡，滴定后有气泡，则测定结果将_（填“偏大”、“偏小”或“不影响”）。 答案以及解析1答案及解析：答案：B解析：A、依据原电池原理分析，原电池是将化学能转化为电能的装置，故A正确；B、原电池放电时，负极失去电子发生氧化反应，正极发生得电子的还原反应，故B错误；C、原电池中电子流出的一极为负极，原电池工作时，电子从负极经导线流向正极，电流从正极经导线流向负极，故C正确；D、原电池中，一般是比较活泼的电极材料易失电子、发生氧化反应，正极材料一般不参与反应，所以原电池的负极材料一般比正
17、极活泼，故D正确；故选：B 2答案及解析：答案：B解析：放电时电子流向为“负极导线正极”，故A项错误；电池以金属锂和钢板为电极材料，LiOH为电解质，锂作负极，钢板为正极，钢板上发生还原反应，故B项正确；原电池中，阴离子移向原电池的负极，即放电时向负极移动，故C项错误；锂水电池中，自发的氧化还原反应是金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气，即总反应为，故D错误。 3答案及解析：答案：D解析：乙中石墨电极上I-失去电子发生氧化反应,A项正确;由总反应方程式可知,甲中石墨电极上Fe3+被还原成Fe2+,B项正确;当电流表读数为零时,说明电路中没有电子转移,即反应达到平衡状态,C项正确;在甲中加入Fe
18、2+,导致平衡逆向移动,则Fe2+失去电子生成Fe3+,甲中石墨电极作负极, D项错误。 4答案及解析：答案：D解析：原电池的正极发生得电子的还原反应: ,负极发生失电子的氧化反应: ,阳离子交换膜右侧无白色沉淀生成,若用NaCl溶液代替盐酸,电池总反应不会改变;当电路中转移0.01mol电子时,负极消耗0.01mol ,右侧正极生成0.01mol ,左侧溶液中应有0.01mol 移向右侧,约减少0.02mol离子。 5答案及解析：答案：A解析： 6答案及解析：答案：B解析：B电极c为阳极，碱性条件下，CO（NH2）2在阳极失去电子生成氮气和，所以电极反应式为CO（NH2）2-6e-+8OH-
19、=+N2+6H2O，故B正确； 7答案及解析：答案：D解析： 8答案及解析：答案：C解析：A.电池放电时，Y极上CO2转化为C和Li2CO3，做正极，Li+向电极正极Y方向移动，故A错；B.电池充电时，只有Li2CO3发生氧化反应，所以反应式为2Li2CO3-4e-2CO2+4Li+O2每转移0.4mol电子，理论上阳极产生0.2mol.CO2，没有状态，无法计算体积。故B错误；C.该电池放电时发生的反应为：3CO3+4e-+4Li+C+2Li2CO3，所以每转移4mol电子理论上生成1molC，故C正确；D.根据信息充电时选用合适催化剂，只有Li2CO3发生氧化反应，释放出CO2和O2。 该
20、电池充电时，阳极反应式为2Li2CO3-4e-2CO2+4Li+ O2；故D错；答案：C。 9答案及解析：答案：C解析：原电池是由两个半电池组成的，根据电池反应式Cu(s)+2Ag+(aq)Cu2+(aq)+2Ag(s）判断，铜是负极，银是正极，负极上铜失电子发生氧化反应，正极上银离子得电子发生还原反应，则铜极应处于含有铜离子的可溶性盐溶液中，银处于含有银离子的可溶性银盐溶液中，电子从负极沿导线流向正极，电解质溶液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极，据此分析：AKNO3盐桥中的K+移向AgNO3溶液，A错误；BAg作正极，Cu作负极，B错误；C工作一段时间后，Cu(NO3)2溶液中c(Cu2+
21、)增大，正确；D取出盐桥后，该装置属于断路，电流计的指针不再发生偏转，D错误；答案选C。考点：考查原电池原理 10答案及解析：答案：C解析：CCu电极反应式为：Cu2+2eCu，故C正确；故选C. 11答案及解析：答案：C解析：化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成,因为断裂旧键要吸收能量,形成新键要放出能量,A正确;能量变化是化学反应的基本特征之一,B正确;图所示的装置不是原电池,故不能将化学能转变为电能,C不正确;图所示的反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量,故其为放热反应,D正确。 12答案及解析：答案：D解析：A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，吸附能力强，所沉积的Z
22、nO分散度高，A正确；B.充电相当于是电解池，阳极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知阳极是失去电子转化为NiOOH，电极反应式为，B正确；C.放电时相当于是原电池，负极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知负极反应式为，C正确；D.原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则放电过程中通过隔膜从正极区移向负极区，D错误。 13答案及解析：答案：D解析：A. 由图可知，该电池中有机物在微生物作用下发生氧化反应生成二氧化碳，M电极为负极；氧气和被还原，N电极为正极，所以M为电源负极，有机物被氧化，故A正确；B. 由图中信息可知，电池工作时，N极上氧气得到电子转化为水，氢离子浓度减小，故N
23、附近溶液增大，故B正确；C. 由图可知，离子浓度较大时，其去除率几乎为0，因为其有强氧化性和毒性，可能会造成还原菌的蛋白质变性而失活，故C正确。D. 处理1mol 时需要6mol电子，但是同时也会有定量的氧气得到电子，故从交换摸左侧向右迁移的氢离子的物质的量大于6mol，故D错误；故选：D。 14答案及解析：答案：D解析：该燃料电池中，正极上氧气得电子生成氧离子，电极反应式为，故A正确；负极上甲烷失电子和氧离子反应生成二氧化碳和水，电极反应式为，故B正确；放电时，电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，所以氧离子向负极移动，故C正确；向外电路释放电子的电极是负极，电子从负极流向正极，故D错
24、误。 15答案及解析：答案：A解析： A项，由图示可得，放电时铝在负极失电子，氧气在正极得电子，固体电解质只允许通过，所以穿过固体 电解质向正极移动而得到LiOH溶液，故A正确；B项，放电 时正极反应为,当外电路中有1 mol e转移时，生成1 mol，同时有1 mol穿过固体电解质 进入水性电解液，所以离子总数增加2，故B错误；C项，根 据电子守恒，应用该电池电镀铜，阴极质量增加64 g，即生成 1 mol铜，则电路中通过2 mol电子，理论上消耗0.5 mol， 在标准状况下体积为11.2 L，若不是标准状况则不一定，故C 错误；D项，因为固体电解质只允许通过，所以放电时，负 极反应式：L
25、i- = Li故D错误。 16答案及解析：答案：D解析： 17答案及解析：答案：B解析：A.电解池右侧室存在的转化为H2OO2,发生氧化反应,为阳极室,连接太阳能电池的正极,则a极为太阳能电池的负极,故A错误;B.产生丙烯的电极为阴极,发生还原反应,电极反应式为3CO2+18H+18e-=CH3CH=CH2+6H2O,故B正确;C.电解池工作时,阳离子向阴极移动,H+通过质子交换膜从右向左扩散,故C错误;D.太阳能电池将光能转化为电能,而原电池将化学能转化为电能,故D错误;故选B。 18答案及解析：答案：(1)加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀(2);加入KSCN溶液后产生白色沉淀
26、0.05溶液分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加KSCN溶液,后者红色更深(3)溶液中存在反应:;反应开始时,大,以反应、为主,增大。约30min后,小,以反应为主,减小解析：(1)烧杯底部的黑色固体中含有银和过量的铁，要证明Ag的存在，可加硝酸并加热将固体溶解，然后用盐酸来检验的存在。(2)要证实假设a、b、c不是产生的主要原因,需将原实验中的溶液换成分别相同,但不含的溶液,可选硝酸酸化的0.05,溶液(pH2),通过向上层清液中滴加KSCN溶液后的现象差异进行验证。实验II中甲溶液是溶液,电极反应为:负极,正极,段时间后检验的存在及浓度,即可得出能将氧化成的结论3.解题时要注意实验过程中过量的铁始终是存在的。 19答案及解析：答案：（1）2H+ + 2e-=H2；在金属活动性顺序中， Cu在H后，Cu不能置换出H2；O2 + 4H+ + 4e-=2H2O（2）O2浓度越大，其氧化性越强，使电压值增大；溶液的酸碱性；排除溶液中的Na+（或）对实验的可能干扰解析： 20答案及解析：答案：（1）正;0.3（2）NaOH;9.2（3）0.1149mol/L;偏小解析：
