1、第1节 原电池 化学电源时间：45分钟满分：100分一、选择题(每题8分，共72分)1下列电池工作时，O2在正极放电的是()A.锌锰电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.镍镉电池答案B2按如图所示进行实验，下列说法不正确的是()A装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生B装置甲、乙中的能量变化均为化学能转化为电能C装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转D装置乙中负极的电极反应式：Zn2e=Zn2答案B3工业上常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各种性质的不锈钢，在如图装置中，观察到图1装置铜电极上产生大量的无色气泡，而图2装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大
2、量有色气体，则下列叙述正确的是()A图1为原电池装置，Cu电极上产生的是O2B图2装置中Cu电极上发生的电极反应式为Cu2e=Cu2C由实验现象可知：金属活动性CuCrD两个装置中，电子均由Cr电极流向Cu电极答案B解析图1为原电池装置，铜为正极，氢离子得电子生成氢气；图2装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体，说明铜为负极，铬电极为正极，负极发生Cu2e=Cu2；由图1根据原电池原理知金属铬的活动性比铜强；图1中，电子由Cr经导线流向Cu，图2中电子由Cu极经导线流向Cr。4通过NO传感器可监测汽车排放的尾气中NO含量，其工作原理如图所示，下列说法正确的是()AO2向正极移动B负
3、极的电极反应式为NO2eO2=NO2CO2的电极反应产物是H2OD反应消耗的NO与O2的物质的量之比为12答案B解析NiO电极上NO失电子和O2反应生成二氧化氮，所以负极反应式为NOO22e=NO2，故B正确；正极上电极反应式为O24e=2O2，故C错误。5. (2019湖南邵东创新实验学校高三月考)利用反应6NO28NH3=7N212H2O构成电池的装置如图所示。此方法既能实现有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能。下列说法正确的是()A电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极B为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜C电极A极反应式为2NH36e=N26HD当有4.48
4、 L NO2被处理时，转移电子数为0.8NA答案B解析由反应6NO28NH3=7N212H2O可知，反应中NO2为氧化剂，NH3为还原剂，则A为负极，B为正极，电流由正极B经导线流向负极A，故A错误；正极反应为6NO224e12H2O=3N224OH，负极反应为2NH36e6OH=N26H2O，为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜，故B正确、C错误；D没有明确4.48 L NO2是否是标准状况下，故D错误。6(2019广西柳州市高三模拟)电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是()AO2在电极b上发生还原反应B溶液中OH向电极a移动C正极
5、的电极反应式为O24e4H=2H2OD负极的电极反应式为2NH36e6OH=N26H2O答案C解析正极的电极反应式为O24e2H2O=4OH，故C错误；NH3在负极失去电子发生氧化反应，负极的电极反应式为2NH36e6OH=N26H2O，故D正确。7人工光合系统装置(如图)可实现以CO2和H2O合成CH4。下列说法不正确的是()A该装置为原电池，且铜为正极B电池工作时，H向Cu电极移动CGaN电极表面的电极反应式为2H2O4e=O24HD反应CO22H2OCH42O2中每消耗1 mol CO2转移4 mol e答案D解析该装置中，根据电子流向知，GaN是负极、Cu是正极，负极反应式为2H2O4
6、e=4HO2，正极反应式为CO28e8H=CH42H2O，电解质溶液中阳离子向正极移动，据此分析可知：铜为原电池正极，A正确；电池工作时，H向正极(即铜电极)移动，B正确；负极表面发生氧化反应，电极反应式为2H2O4e=O24H，C正确；反应CO22H2OCH42O2中每消耗1 mol CO2，生成2 mol O2，转移8 mol e，D错误。8NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图所示，该电池在放电过程中石墨电极上生成氧化物Y，Y可循环使用。下列说法正确的是()A放电时，NO向石墨电极迁移B石墨附近发生的反应为NOO2e=NOC电池总反应式为4NO2O2=2N2O5D当外电路通
7、过4 mol e，负极上共产生2 mol N2O5答案C解析以NO2、O2和熔融KNO3制作的燃料电池，在使用过程中，O2通入石墨电极，则石墨电极为原电池的正极，石墨电极为原电池的负极，NO2被氧化，N元素化合价升高，故生成的氧化物Y为N2O5。放电时，NO向负极移动，即向石墨电极迁移，A错误；由装置图可知，O2和N2O5(Y)在石墨电极上发生还原反应，电极反应式为O22N2O54e=4NO，B错误；电池的负极反应式为4NO24NO4e=4N2O5，故电池总反应式为4NO2O2=2N2O5，C正确；当外电路中通过4 mol e时，负极上产生4 mol N2O5，D错误。9(2019全国卷考试大
8、纲调研卷(一)近年来科学家正在研制一种高容量、低成本锂铜空气燃料电池。该电池通过一种复杂的铜腐蚀现象产生电力，其中放电过程为2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH，下列说法不正确的是()A放电时，Li透过固体电解质向Cu极移动B放电时，负极的电极反应式为CuOH2O2e=Cu2OHC通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2OD整个反应过程中，铜相当于催化剂答案B解析放电时，阳离子向正极移动，则Li透过固体电解质向Cu极移动，A正确；放电时，负极的电极反应式为Lie=Li，B错误；放电过程为2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH，可知通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，C正确；通空气时，铜被腐蚀
9、，表面产生Cu2O，放电时Cu2O转化为Cu，则整个反应过程中，铜相当于催化剂，D正确。二、非选择题(共28分)10(12分)(1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_(填字母)。aC(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H0b2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H0cNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H0若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应为_。(2)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：电池总
10、反应为2CH3OH3O2=2CO24H2O，则c电极是_(填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为_。若线路中转移2 mol电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的O2在标准状况下的体积为_L。答案(1)bO24e2H2O=4OH(2)负极CH3OH6eH2O=CO26H11.2解析(2)根据图中的电子流向知c是负极，是甲醇发生氧化反应：CH3OH6eH2O=CO26H，线路中转移2 mol电子时消耗氧气0.5 mol，标准状况下体积为11.2 L。11(16分)(1)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。该电池的总反应为3Zn2K2FeO48H
11、2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。放电时负极反应为_，正极反应为_。放电时电子由_极流向_极。放电时1 mol K2FeO4发生反应，转移电子数是_。(2)新型高效的二甲醚燃料电池工作时总反应式：CH3OCH33O2=2CO23H2O。a是_，负极电极反应式为_。利用该电池冶铝，若制得金属铝54 g，理论上消耗二甲醚_g。答案(1)Zn2e2OH=Zn(OH)22FeO6e8H2O=2Fe(OH)310OH负正1.8061024(2)CH3OCH3CH3OCH33H2O12e=2CO212H23解析(1)放电时锌在负极发生氧化反应，因为电解质是碱，故负极反应是Zn2e2OH=Zn(OH)2，正极反应为2FeO6e8H2O=2Fe(OH)310OH。电子由负极流出，通过外电路流向正极，每1 mol K2FeO4发生反应，转移电子是3 mol，数目是1.8061024。(2)根据题图知交换膜是质子交换膜，则电解质溶液呈酸性，根据电子流动方向和氢离子移动方向可知，通入a的电极为负极、通入b的电极为正极，负极上二甲醚失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，负极反应式为CH3OCH33H2O12e=2CO212H；根据得失电子守恒，可以建立关系式4Al12eCH3OCH3，由此可得，若制得金属铝54 g，理论上消耗二甲醚23 g。
