1、高考资源网（ ），您身边的高考专家第二节原电池化学电源一、选择题(每小题6分,共60分)1.(2015成都模拟)金属M和N可构成如图所示的装置。下列分析正确的是(A)A.金属活泼性:NMB.M逐渐溶解C.负极反应为2H+2e-H2D.S向M极定向移动【解析】在原电池中电流方向和电子流动方向恰好相反,所以此电池中电子从N极流出,即N极为负极,金属活泼性:NM,N极逐渐溶解,S向N极定向移动。综上,A项正确。2.下列关于化学电源的说法不正确的是(B)A.可以根据硫酸密度的大小来判断铅蓄电池是否需要充电B.燃料电池是利用燃料和氧化剂之间的氧化还原反应,将化学能转化为热能,然后再转化为电能的化学电源C
2、.普通锌锰干电池中,发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后,就不能再使用了D.由Ag2O和Zn形成的碱性银锌纽扣电池,发生电化学反应时,Zn作为负极【解析】A项,铅蓄电池电池反应式为Pb+PbO2+4H+2S2PbSO4+2H2O,放电时硫酸参加反应生成水,正确;B项,原电池是将化学能转化为电能的装置,错误;C项,普通锌锰干电池为一次性电池,正确;D项,原电池中,易失电子的金属作负极,该原电池中,Zn易失电子而作负极,正确。3.(2015江苏泰州三中月考)如图,石墨电极生成的Y是氧化物,下列有关说法错误的是(A)A.负载中电子流向为石墨极流向石墨极B.石墨极的电极反应式为NO2+N-e-N2O5
3、C.电池中N向石墨极移动D.该装置工作时化学能转化为电能【解析】A项,由题意知石墨极是负极,电子由石墨极流向石墨极,错误;B项,电极是负极,发生氧化反应,NO2中N元素化合价升高,正确;C项,原电池中阴离子向负极移动,即N向石墨极移动,正确;D项,原电池中化学能转化为电能,正确。4.(2015河北衡水中学调研)根据如图,下列判断中正确的是(D)A.向烧杯a中加入少量K3Fe(CN)6溶液,有蓝色沉淀生成B.烧杯a中发生反应O2+4H+4e-2H2O,溶液pH降低C.电子从Zn极流出,流入Fe极,经盐桥回到Zn极D.烧杯b中发生反应为Zn-2e-Zn2+【解析】本题考查原电池工作原理的分析。该电
4、池中,Zn失去电子生成Zn2+,电子流向铁表面,通入的O2得电子,生成OH-。A项,铁不参加反应,故不能测出有Fe3+生成Fe4Fe(CN)63为蓝色沉淀,错误;B项,a中发生反应:O2+2H2O+4e-4OH-,生成OH-,pH变大,错误;C项,电子在铁的表面被O2得到而反应,电子不会进入溶液中,电解质溶液及盐桥中是离子在移动,错误。5.(2015南昌调研)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,此法原理如图所示。反应总方程式为2Cu+Ag2OCu2O+2Ag。下列有关说法不正确的是(C)A.工业上制备水泥
5、的原料有黏土、石灰石、石膏B.测量原理装置图中Ag2O/Ag极发生还原反应C.负极的电极反应式为2Cu+H2O-2e-Cu2O+2H+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【解析】C项,碱性介质中负极电极反应中不会生成H+,错误。6.美国圣路易斯大学研制新型的乙醇燃料电池,用质子(H+)溶剂,在200 左右供电。电池总反应为C2H5OH+3O22CO2+3H2O,如图是该电池的示意图,下列说法正确的是(C)A.a极为电池的正极B.电池工作时电流由a极沿导线经灯泡再到b极C.电池正极的电极反应为4H+O2+4e-2H2OD.电池工作时,1 mol乙醇被氧
6、化时就有6 mol电子转移【解析】A项,燃料电池中,通入O2的一极为正极,错误;B项,电流从正极流向负极,即从b流向a,错误;C项,从题图示知,质子即为H+,与O2结合生成H2O,正确;D项,乙醇中的C为-2价,生成的CO2中的C为+4价,化合价变化6,故1 mol C2H5OH被氧化时失去12 mol电子,错误。7.(2015北京西城区模拟)电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(C)A.O2在电极b上发生还原反应B.溶液中OH-向电极a移动C.反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为45D.负极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-N2+6H2
7、O【解析】本题考查原电池知识的应用。由题图中a极反应为NH3N2知,b极为正极,a极为负极,氧气在b极发生还原反应,A项正确;原电池中的阴离子向负极(a)移动,B项正确;根据得失电子守恒知消耗NH3和O2的物质的量之比为43,C项错误;负极是NH3发生氧化反应,其电极反应式为2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O,D项正确。8.(2015河北唐山一中调研)人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和水制备化学原料,如图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图,下列说法中正确的是(C)A.催化剂a处通CO2气体,催化剂b处加水B.催化剂a处发生的反应为2H2O+4e-O2+4H+C.该电池的电解
8、质溶液可采用HCOOH溶液D.在合成HCOOH的过程中,电池内部的H+的物质的量浓度不发生改变【解析】由题图示知,电子由催化剂a表面流向催化剂b表面,说明催化剂a为负极,催化剂b为正极,在原电池中,负极发生氧化反应,即水在催化剂a表面发生氧化反应,二氧化碳在催化剂b表面发生还原反应,催化剂a表面的反应式为2H2O-4e-4H+O2,A、B项错误;由于反应生成HCOOH,电池内部的H+的物质的量浓度增大,D项错误。9.随着科技发展,新型电池层出不穷。图1为肼(N2H4)燃料电池,图2为光伏并网发电装置。LED(半导体照明)是由GaN芯片和钇铝石榴石(YAG,化学式:Y3Al5O12)芯片封装在一
9、起而做成的,其在运动会场馆内也随处可见。下列有关说法中正确的是(B)A.氢氧燃料电池、太阳光伏电池中都利用了原电池原理B.图1左边电极上发生的电极反应式为N2H4-4e-+4OH-N2+4H2OC.图2中N型半导体为正极,P型半导体为负极D.LED中的Ga和Y不可能都显+3价【解析】本题考查燃料电池和太阳光伏电池。太阳光伏电池是将太阳能转化为电能,不是利用原电池原理,A项错误;题图1左边电极上N2H4发生氧化反应,B项正确;根据题图2电池内部电子流向知,P型半导体为正极,N型半导体为负极,C项错误;LED中含GaN、Y3Al5O12,根据化学式中元素正负化合价代数和为零知其中Ga和Y的化合价均
10、为+3价,D项错误。10.某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO42MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O。盐桥中装有饱和K2SO4溶液,下列叙述中正确的是(D)A.乙烧杯中发生还原反应B.甲烧杯中溶液的pH逐渐减小C.电池工作时,盐桥中的S移向甲烧杯D.外电路的电流方向是从a到b【解析】由2KMnO4+10FeSO4+8H2SO42MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O可知,Mn的化合价降低,得到电子,Fe的化合价升高,失去电子,则b为负极,a为正极,乙烧杯中发生氧化反应,故A项错误;甲烧杯中发生还原反应,
11、电极反应为Mn+8H+5e-Mn2+4H2O,溶液中H+浓度降低,溶液的pH逐渐增大,B项错误;原电池中阴离子向负极(b)移动,C项错误;电流由正极流向负极,即从a流向b,故D项正确。二、非选择题(共40分)11.(20分)(2016银川一中模拟)氨气是一种富氢燃料,可以直接用于燃料电池。如图是供氨水式燃料电池工作原理:(1)氨气燃料电池的电解质溶液最好选择碱性(填“酸性”“碱性”或“中性”)溶液。(2)空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是CO2。(3)氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水,该电池正极的电极反应程式是3O2+12e-+6H2O12OH-。【解析】(
12、1)氨气燃料电池的电解质溶液一般选择碱性溶液,不能用酸性介质,防止氨气被电解质溶液吸收。(2)空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去其中的酸性气体,防止其与介质反应。(3)该电池正极氧气参加电极反应,碱性介质中生成OH-。12.(20分)(2015浙江嘉兴一中等五校联考)金属铬和氢气在工业上都有重要的用途。已知:铬能与稀硫酸反应生成氢气和硫酸亚铬(CrSO4)。(1)铜、铬构成原电池如图,其中盛稀硫酸的烧杯中的现象为铜电极上有气泡冒出。盐桥中装的是饱和KCl琼脂溶液,下列关于此电池的说法正确的是B。A.盐桥的作用是使整个装置构成通路、保持溶液呈电中性,凡是有盐桥的原电池,盐桥中均可以用饱和KC
13、l琼脂溶液B.理论上1 mol Cr溶解,盐桥中将有2 mol Cl-进入左池,2 mol K+进入右池C.此过程中H+得电子,发生氧化反应D.电子从铬极通过导线到铜极,又通过盐桥转移到左烧杯中(2)某同学把已去掉氧化膜的铬片直接投入氯化铜溶液时,观察到了预料之外的现象:铬片表面上的铜没有紧密吸附在铬片的表面而是呈蓬松的海绵状;反应一段时间后有大量气泡逸出,且在一段时间内气泡越来越快,经点燃能发出爆鸣声,证明是氢气。请解释这两种现象产生的原因:Cu2+的水解使溶液呈酸性,铬与酸性溶液反应生成氢气,气泡使生成的铜疏松;生成的铜和铬形成原电池,使产生氢气的速率加快。【解析】(1)铜、铬构成原电池,铬活泼性大于铜,故铬作负极,铜作正极,正极(Cu)上析出氢气,故其中盛稀硫酸的烧杯中的现象为有气泡冒出。如果电解质溶液中含有银离子,盐桥中就不能用饱和KCl琼脂溶液,A项错误;理论上溶解1 mol Cr时,转移2 mol电子,原电池中阴离子移向负极,阳离子移向正极,故盐桥中将有2 mol Cl-进入左池,2 mol K+进入右池,B项正确;此过程中H+得电子,发生还原反应,C项错误;电子不能在电解质溶液中移动,D项错误。(2)解答时围绕Cu2+能发生水解和形成原电池能加快化学反应速率。欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。