1、2022 高中化学新教材同步讲义资料 阶段重点突破练阶段重点突破练(六六) 一、原电池的工作原理 1下图为一原电池装置，下列叙述中正确的是() A铜离子在铜片表面被还原 B盐桥中的 K 移向 ZnSO4溶液 C电流从锌片经导线流向铜片 D铜是正极，铜片上有气泡产生 答案A 解析该原电池中，较活泼的金属锌作负极，发生氧化反应，较不活泼的铜作正极，发生还原反应， 电子由负极锌流出，经导线流向铜电极(电流的方向与之相反)，负极、正极的反应分别为负极：Zn2e =Zn2 ，正极：Cu22e=Cu；盐桥中的阳离子向正极区 CuSO4溶液中迁移。 2将 Al 片和 Cu 片用导线连接，一组插入浓硝酸中，一
2、组插入稀氢氧化钠溶液中，分别形成原电池， 在这两个原电池中，负极分别为() ACu 片、Al 片BAl 片、Cu 片 CAl 片、Al 片DCu 片、Cu 片 答案A 解析浓硝酸常温下使铝钝化，所以在浓硝酸中铜反应为负极，在氢氧化钠溶液中铝反应为负极。 3某同学做了如下实验： 装 置 现 象 电流表指针未发生 偏转 电流表指针发生偏 转 下列说法中正确的是() A加热铁片所在烧杯，电流表指针会发生偏转 B用 KSCN 溶液检验铁片、附近溶液，可判断电池的正、负极 2022 高中化学新教材同步讲义资料 C铁片、的腐蚀速率相等 D“电流表指针未发生偏转”，说明铁片、铁片均未被腐蚀 答案A 二、原电
3、池的应用 4(2019河南安阳林虑中学高二下学期开学考试)下列有关电化学知识的描述正确的是() A反应 CaOH2O=Ca(OH)2可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，将化学能转化为电 能 B某原电池反应为 Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，装置中的盐桥中可装含琼胶的 KCl 饱和溶液 C原电池的两极一定是活动性不同的两种金属 D理论上，任何能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池 答案D 解析A 项，该反应不是氧化还原反应，不能把该反应设计成原电池，错误；B 项，某原电池反应为 Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，装置中的盐桥中可装含琼胶的 KNO3饱和溶液，不能装含
4、琼胶的 KCl 饱 和溶液，因为氯化钾与硝酸银会发生反应，错误；C 项，原电池的两极不一定是活动性不同的两种金属， 也可能是一种金属和一种能导电的非金属，错误。 5某研究性学习小组根据反应 2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O 设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为 1 molL 1，溶液的体积均为 200 mL， 盐桥中装有饱和 K2SO4溶液。 回答下列问题： (1)此原电池的正极是石墨_(填“a”或“b”)，发生_反应。 (2)电池工作时，盐桥中的 SO 2 4移向_(填“甲”或“乙”)烧杯。 (3)写出两烧杯中的
5、电极反应式： 甲_， 乙_。 (4)若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为 1.5 molL 1，则反应中转移的电子为_mol。 答案(1)a还原(2)乙 (3)MnO 45e 8H=Mn24H2O 5Fe2 5e=5Fe3 (4)0.5 解析(1)根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO4作氧化剂，发生还原反应，故石墨 a 是正极。(2) 电池工作时，SO 2 4向负极移动，即向乙烧杯移动。(3)甲烧杯中的电极反应式为 MnO 45e 8H=Mn2 2022 高中化学新教材同步讲义资料 4H2O；乙烧杯中的电极反应式为 5Fe25e=5Fe3。(4)溶液中的 MnSO4 浓度由 1 mo
6、lL 1 变为 1.5 molL 1，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成的 MnSO4的物质的量为 0.5 molL10.2 L0.1 mol， 转移的电子为 0.1 mol50.5 mol。 三、新型电源 6 乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂， 在 200 左右时供电， 电池总反应式为 C2H5OH3O2=2CO2 3H2O，电池示意图如图所示，下列说法中正确的是() A电池工作时，质子向电池的负极迁移 B电池工作时，电流由 b 极沿导线流向 a 极 Ca 极上发生的电极反应是 C2H5OH3H2O12e =2CO212H Db 极上发生的电极反应是 2H2OO24e =4OH 答案B 解
7、析通入乙醇的一极(a 极)为负极，发生氧化反应；通入氧气的一极(b 极)为正极，发生还原反应。 电池工作时，阳离子(质子)向电池的正极迁移，A 项不正确；电流方向与电子流向相反，电流由 b 极沿导 线流向 a 极，B 项正确；a 极上乙醇应该失电子被氧化，所以 C 项不正确；因为电池中使用的是磺酸类质 子溶剂，所以电极反应式中不能出现 OH ，D 项不正确。 7可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液，铝合金为负极， 空气电极为正极。下列说法正确的是() A以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液时，正极反应都为：O22H2O4e =4OH B以 N
8、aOH 溶液为电解液时，负极反应为：Al3OH 3e=Al(OH)3 C以 NaOH 溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的 pH 保持不变 D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极 答案A 解析B 项，以 NaOH 为电解液时，不应生成 Al(OH)3沉淀，而应生成 AlO 2；C 项，电解液的 pH 应 减小；D 项，电子通过外电路从负极流向正极。 8甲醇燃料电池具有容易携带、容易存储等优点，目前被认为将会替代传统的电池成为携带型设备 的主要电源。如图是甲醇的质子交换膜型燃料电池模型，下列有关说法正确的是() AY 极为电池的负极 2022 高中化学新教材同步讲义资料 BX 极的电极反
9、应式：CH3OHH2O6e =CO26H C若常温下用该电池电解 100 mL KCl 溶液至 pH12 时，向质子交换膜迁移的 A 为 0.01 mol D空气以 20%为氧气计算，X 极每消耗 1 mol 甲醇，Y 极必消耗 168 L 空气中的氧气 答案B 解析根据 X 极、Y 极所通入的物质，可以判断，X 极为负极，Y 极为正极，其电极反应式为 X 极(负 极)： CH3OHH2O6e =CO26H； Y 极(正极)：3 2O 26e 6H=3H2O。 C 项， 2KCl2H2O= 电解 2KOH H2Cl2，n(OH )0.01 molL10.1 L103mol，所以向质子交换膜迁移
10、的 n(A)应为 0.001 mol； D 项，没有给出氧气所处的条件，不能求出氧气的体积。 9寻找新能源是解决温室效应的一条重要思路。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是一种新型汽车锂离子电池， 总反应为 FePO4LiLiFePO4，电池中的固体电解质可传导离子，下列说法错误的是() A放电时，Li 作负极 B放电时，正极反应为 FePO4Li e=LiFePO4 C充电时，Li 和 Fe2向阴极移动，PO3 4向阳极移动 D充电时，阴极反应为 Li e=Li 答案C 解析放电时，电极反应式为负极：Lie =Li，正极：FePO4eLi=LiFePO4；充电时，电 极反应式为阴极：Li e=Li
11、，阳极：LiFePO4e=LiFePO4。C 项，充电时，Li在阳极生成，移 向阴极得电子生成 Li，Fe2 失去电子生成 Fe3，Fe3和 PO3 4结合生成 FePO4。 10碳呼吸电池的工作原理如图所示，已知草酸铝Al2(C2O4)3难溶于水。则下列有关说法正确的是 () A该装置将电能转变为化学能 B正极的电极反应为 C2O2 42e =2CO2 C每生成 1 molAl2(C2O4)3，有 6 mol 电子流过负载 D草酸盐溶液中的阳离子移向 Al 电极 答案C 解析根据题意，此装置为碳呼吸电池，是化学能转化成电能的装置，故 A 错误；根据电池原理，正 极反应是 CO2参与，电极反应
12、式为 2CO22e =C2O2 4，故 B 错误；生成 Al2(C2O4)3，以 Al 进行计算，转 移电子物质的量为 123 mol6 mol，故 C 正确；根据原电池的工作原理，阳离子向正极移动，Al 电极 为负极，因此草酸盐中阳离子向通入含 CO2空气一极移动，故 D 错误。 2022 高中化学新教材同步讲义资料 11(2019贵阳质检)化学家正在研究尿素动力燃料电池，尿液也能发电。用这种电池直接去除城市废 水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图所示，下列有关描述正确的是() A电池工作时 H 移向负极 B该电池用的电解质溶液是 KOH 溶液 C甲电极反应式：CO(
13、NH2)2H2O6e =CO2N26H D电池工作时，理论上每净化 1 mol CO(NH2)2，消耗 33.6 L O2 答案C 解析A 项，原电池中阳离子向正极移动，则电池工作时 H 移向正极，错误；B 项，该原电池是酸性 电解质，质子交换膜只允许氢离子通过，错误；C 项，负极上是 CO(NH2)2失电子生成二氧化碳和氮气， 则负极反应式：CO(NH2)2H2O6e =CO2N26H，正确；D 项，电池的总反应式：2CO(NH2)2 3O2=2CO22N24H2O，每净化 1 molCO(NH2)2，消耗 1.5 mol O2，则在标准状况下氧气为 33.6 L，由于没 说明是标准状况，所
14、以氧气的体积不能求算，错误。 12某质子交换膜燃料电池的工作原理如图所示，下列叙述正确的是() A通入氧气的电极发生氧化反应 B通入氢气的电极为正极 C总反应式为 O22H2= 点燃 2H2O D正极的电极反应式为 O24H 4e=2H2O 答案D 13世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁一空气电池，其结构如图所示。 2022 高中化学新教材同步讲义资料 下列有关该电池放电时的说法正确的是() AO2 由 b 极移向 a 极 B正极的电极反应式为 FeOx2xe =FexO2 C若有 22.4 L(标准状况)空气参与反应，则电路中有 4 mol 电子转移 D铁表面发生的反应为 xH2
15、O(g)Fe=FeOxxH2 答案D 解析原电池中，阴离子向负极移动，O2 由正极移向负极，即由 a 极移向 b 极，故 A 错误；a 极空 气中氧气得电子发生还原反应为正极，电极反应式为：O24e =2O2，故 B 错误；标准状况下，22.4 L 空气的物质的量为 1 mol，则参与反应的氧气为 0.2 mol，则电路中转移 0.8 mol 电子，故 C 错误；由新型 中温全瓷铁空气电池的装置图可知，铁表面发生的反应为 xH2O(g)Fe=FeOxxH2，故 D 正确。 14(1)ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是 ZnCl2NH4Cl 混合溶液。该电池的负极材料是 _。电池工作时，
16、电子流向_(填“正极”或“负极”)。若 ZnCl2NH4Cl 混合溶液中含有杂质 Cu2 ，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是 _。 (2)如图为钠硫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。 答案(1)Zn(或锌)正极锌与还原出来的铜构成锌铜原电池而加快锌的腐蚀 (2)xS2e =S2 x离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫4.5 解析(1)负极是失电子的一极，Zn 所失电子由负
17、极经外电路流向正极。锌与还原出来的铜构成锌铜 原电池而加快锌的腐蚀。 (2)正极上是 S 得到电子发生还原反应：xS2e =S2 x；要形成闭合回路，M 必须是能使离子在其中 定向移动的，故 M 的两个作用是导电和隔膜。假设消耗的质量都是 207 g，则铅蓄电池能提供的电子为 2 2022 高中化学新教材同步讲义资料 mol，而钠硫电池提供的电子为 9 mol，故钠硫电池的放电量是铅蓄电池的 4.5 倍。 15(1)氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式： _。 (2)FeSO4在一定条件下可制得 FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，
18、电池放 电时的总反应为 4LiFeS2=Fe2Li2S，正极反应式是_ _。 (3)如图所示原电池正极的反应式为_。 (4)一种可超快充电的新型铝电池，充放电时 AlCl 4和 Al2Cl 7两种离子在 Al 电极上相互转化，其他离 子不参与电极反应，放电时负极 Al 的电极反应式为_ _。 (5)酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2 和 NH4Cl 等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生 MnO(OH)。回收处理该废电池可以得到多种化工原 料。该电池的正极反应式为_， 电池反应的离子方程式为_。 答案(1)H22OH 2e=2H2O (
19、2)FeS24e =Fe2S2(或 FeS24Li4e=Fe2Li2S) (3)Ag e=Ag (4)Al3e 7AlCl 4=4Al2Cl 7 (5)2MnO22e 2H=2MnO(OH) Zn2MnO22NH 4=Zn(NH3)2 22MnO(OH) 解析(1)碱性氢氧燃料电池的负极反应式为 H22OH 2e=2H2O。 (2)正极发生的反应是还原反应，即得电子，故参加反应的物质应是 FeS2，又知最后生成铁单质和 S2 ， 故正极反应式为 FeS24e =Fe2S2。 (3)该原电池的实质是 Cu 与银离子发生置换反应生成 Ag 单质，所以正极是生成 Ag 单质的还原反应。 (4)放电时负极 Al 应失去电子， 根据放电时 AlCl 4和 Al2Cl 7两种离子在 Al 电极上相互转化可知， 电极 反应式为 Al3e 7AlCl 4=4Al2Cl 7。 (5)酸性锌锰干电池外壳为金属锌，锌是负极，电极反应式为 Zn2e 2NH 4=Zn(NH3)2 22H 。中 间是碳棒，碳棒是正极，二氧化锰得到电子，则正极电极反应式为 2MnO22e 2H=2MnO(OH)，总反应 式为 Zn2MnO22NH 4=Zn(NH3)2 22MnO(OH)。
