1、 高考二轮复习电化学专题：原电池原理及应用（高考二轮复习电化学专题：原电池原理及应用（B 卷）卷） 1、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:O2+2H2O+4e-=4OH- B.以 NaOH 溶液为电解液时,负极反应为:Al+3OH-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 2、通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池
2、型甲醛气体传感器的原理如图所 示，下列说法错误的是（ ） A.a 为电池的正极，发生还原反应 B.b 极的电极反应为 22 HCHOH O-4eCO4H = C.传感器工作过程中，电解质溶液中硫酸的浓度减小 D.当电路中转移 4 2 10mol 电子时，传感器内参加反应的 HCHO 为 3.0 mg 3、我国对可呼吸的钠-二氧化碳电池的研究取得突破性进展，该电池的总反应式为 223 4Na3CO2Na COC垐 垎 噲 垐 放电 充电 ， 其工作原理如图所示 （放电时产生的碳酸钠固体储存于碳 纳米管中）关于该电池，下列说法错误的是（ ） （注: TEGDME 是一种有机溶剂） A.充电时，Na
3、从阳极向阴极移动 B.可以用乙醇代替 TEGDME 做有机溶剂 C.放电时，当转移 1 mol 电子负极质量减轻 23 g D.放电时，正极反应为 223 3CO4Na4e2Na COC 4、如图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（ ） A.a 电极是负极 B.b 电极的电极反应为 22 O4e2H O4OH = C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D.氢氧燃料电池是一种需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置 5、 如图,在盛有稀 H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极 X、 Y,外电路中电子流向如图所示, 关于该装置的下列说法正确的是( ) A
4、.外电路的电流方向为:X外电路Y B.若两电极分别为 Fe 和碳棒,则 X 为碳棒,Y 为 Fe C.X 极上发生的是还原反应,Y 极上发生的是氧化反应 D.若两电极都是金属,则它们的活动性顺序为 XY 6、如图所示,杠杆 A、B 两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球,调节杠杆 并使其在水中保持平衡,然后小心地向烧杯中央滴入 CuSO4溶液,一段时间后,下列有关杠杆 的偏向判断正确的是(实验过程中,不考虑铁丝反应及两边浮力变化)( ) A.杠杆为导体和绝缘体时,均为 A 端高 B.端低 B.杠杆为导体和绝缘体时,均为 A 端低 B 端高 C.当杠杆为绝缘体时,A 端低 B 端高;
5、为导体时,A 端高 B 端低 D.当杠杆为绝缘体时,A 端高 B 端低;为导体时,A 端低 B 端高 7、常温下，将除去表面氧化膜的 Al、Cu 片插入浓 3 HNO中构成原电池（图 1），测得原电 池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图 2 所示下列说法正确的是（ ） A.0 1 t时，原电池的负极是铜片 B.0 1 t时，正极的电极反应式是 2 2H2eH C. 1 t时刻，电流方向发生变化的原因是 Al 在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止 Al 进一步反应 D. 1 t时刻后，电子从铝经过导线流向铜 8、一种能捕捉 2 CO生成草酸盐的电化学装置如图所示。下列说法中错误的是（ ） A.该装
6、置为化学能转化空气为电能的装置 B.电子由 Al 移向石墨 C.每消耗 224L 2 CO，电路中转移 I mol e D.正极反应为 2 224 2CO2eC O 9、高铁电池是一种新型电池，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。 高铁电池的总反应方程式为 242 3Zn2K FeO +8H O= 23 3Zn(OH) +2Fe(OH) +4KOH，下列叙 述正确的是（ ） A.放电时正极反应式为Zn2e2OH = 2 Zn(OH) B.该原电池中Zn作正极，可用石墨等作负极 C.放电时每转移 3 mol 电子，正极有 24 1mol K FeO被 氧化 D.放电时正极附近溶
7、液的碱性增强 10、纽扣电池可作计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池，其电极分别为 Zn 和 2 Ag O， 用 KOH 溶液作电解质溶液，电池的总反应为 2 ZnAg O2AgZnO=。 下列关于该电池的叙 述不正确的是（ ） A.正极的电极反应为 22 Ag O2eH O2Ag2OH = B.Zn 极发生氧化反应， 2 Ag O极发生还原反应 C.使用时电子由 Zn 极经外电路流向 2 Ag O极，Zn 是负极 D.使用时溶液中电流的方向是由 2 Ag O极流向 Zn 极 11、如图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是( ) A.a 电极是负极 B.b 电极的电极
8、反应为:4OH-4e-=2H2O+O2 C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置 12、某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是（ ） A.a 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出 B.a 和 b 用导线连接时，铜片上发生的反应为 2 Cu+2eCu = C.无论 a 和 b 是否连接，铁片均会溶解，溶液均由蓝色逐渐变成浅绿色 D.a 和 b 连接时，铜片上发生氧化反应 13、如图为一种微生物燃料电池结构示意图,下列叙述正确的是( ) A.放电过程中,电子从正极转移到负极 B.放电过程中,H+从正
9、极区移向负极区 C.正极反应式为 MnO2+4H+2e-=Mn2+2H2O D.若 Cm(H2O)n是葡萄糖,当电路中转移了 6NA个电子时,消耗的葡萄糖是 1mol 14、Al-H2O2电池可用于海上导航。该电池以碱性海水为电解质溶液,用铝和石墨做电极,下 列说法不正确的是( ) A.Al 是该电池的负极 B.电子流动方向为负极海水正极 C.海水中的 Cl-向负极移动 D.石墨电极发生的电极反应为 H2O2+2e-=2OH- 15、一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( ) A.反应 CH4+H2O3H2+CO,每消耗 1mol CH4转移 8mol 电子 B.电
10、池工作时, 2 3 CO 向电极 A 移动 C.电极 A 上只有 H2参与电极反应,反应式为 H2+2OH-2e-=2H2O D.电极 B 上发生的电极反应为 O2+4e-=2O2- 16、锌-空气电池适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时 Zn 转化为 ZnO。该电池工 作时，下列说法正确的是( ) A电池工作时溶液中的 OH-向石墨电极移动 BZn 电极发生了氧化还原反应 C电子经过溶液移向石墨电极 D锌电极的电极反应式：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O 17、全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极 a 常用掺有石墨烯 的 8 S材料,电池反应为: 82 1
11、6Li S8Li S28 x xx。下列说法错误的是( ) A.电池工作时,正极可发生反应: +- 2624 2Li S +2Li +2e = 3Li S B.电池工作时,外电路中流过 0.02mol 电子,负极材料减重 0.14g C.石墨烯的作用主要是提高电极 a 的导电性 D.电池充电时间越长,电池中的 22 Li S量越多 18、微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。 下列有关微生物电池的说法错误的是( ) A.正极反应中有 2 CO生成 B.微生物促进了反应中电子的转移 C.质子通过交换膜从负极区移向正极区 D.电池总反应为 6126222 C
12、H O +6O = 6CO +6H O 19、锂离子电池应用很广。某种锂离子二次电池的电极材料主要是钴酸锂（LiCoO2）和石 墨。钴是一种稀有的贵重金属，废旧锂离子电池电极材料的回收再生意义重大。 （1）锂离子电池（又称锂离子浓差电池）的充电过程：Li+从含 LiCoO2的电极中脱出，正 三价 Co 被氧化，此时该极处于贫锂态（Li1-xCoO2）。 放电时，电流从_（填“a”或“b”）极流出。 充电时，a 极的电极反应式为_。 （2）钴酸锂回收再生流程如下： 用 H2SO4酸浸时，通常添加 30%的 H2O2以提高浸出效率，其中 H2O2的作用是 _。 用盐酸代替 H2SO4和 H2O2，
13、浸出效率也很高，但工业上不使用盐酸，主要原因之一是： 会产生有毒、有污染的气体。写出相应反应的化学方程式_。 其他条件不变时，相同反应时间，随着温度升高，含钴酸锂的固体滤渣在 H2SO4和 30% H2O2 混合液中的浸出率曲线如图，请解释温度高于 80，钴的浸出率变化的原因： _。 高温下，在 O2存在时纯净的 CoC2O4与 Li2CO3再生为 LiCoO2的化学方程式为 _。 20、某混合物浆液含有 Al(OH)3、MnO2和少量 Na2CrO4考虑到胶体的吸附作用使 Na2CrO4 不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图） ，使浆液分离成固体混合 物和含铬元素溶液，并
14、回收利用回答和中的问题 固体混合物的分离和利用（流程图中的部分分离操作和反应条件未标明） （1）CAl 的制备方法称为电解法，请写出阳极反应方程式 （2）该小组探究反应发生的条件D 与浓盐酸混合，不加热无变化；加热有 Cl2生成， 当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生 Cl2由此判断影响该反应有效进行的 因素有（填序号） A温度 B溶液的 PH 值 CCl-和 2- 4 SO的浓度 （3）固体 D 是碱性锌锰电池的正极，请写出该电池的负极反应方程式 （4）0.2molCl2与焦炭、TiO2完全反应，生成 CO 和 TiCl4（熔点-25,沸点 1364）放热 8.56kJ，该反应的热
15、化学方程式为 含铬元素溶液的分离和利用 （5）用惰性电极电解时， 2- 4 CrO能从浆液中分离出来的原因是 ， 分离后得到的含铬元素的粒子有 2- 4 CrO和 2- 27 Cr O，原因是_ (用离子反应方程式表示)，阴极室生成的物质为 （写化学式） ； 答案以及解析答案以及解析 1 答案及解析：答案及解析： 答案：A 解析： A、 电解质溶液显碱性或中性,该燃料电极的正极发生反应为:O2 +2H2O+4e-=4OH-,故 A 正确; B、铝作负极,负极反应应该是铝失去电子变为铝离子,在氢氧化钠的溶液中铝离子继续 与过量的碱反应生成偏铝酸根,因此负极反应为: - 22 - Al+4OH -
16、3e = lO +2H OA ,故 B 错误;C、 该电池在碱性条件下消耗了碱,反应式为 - 222 4Al+3O +4OH =4+AOl2HO,溶液 pH 降低,故 C 错误;D、电池工作时,电子从负极出来经过外电路流到正极,故 D 错误。 2 答案及解析：答案及解析： 答案：D 解析：氧气得电子，a 为正极，发生还原反应，A 正确；b 极是负极，发生失去电子的氧化 反应，故电极反应为 22 HCHOH O-4eCO4H =，B 正确；传感器工作过程中，发生氧化 还原反应生成水，电解质溶液中硫酸的浓度变小，C 正确；负极发生反 应: 22 HCHOH O-4eCO4H =，当电路中转移 4
17、2 10mol 电子时，反应的甲醛的物质的 量 4 0.5 10mol =，质量为 1.5 mg，D 错误。 3 答案及解析：答案及解析： 答案：B 解析：充电时为电解池装置， + Na从阳极向阴极移动，故 A 正确；钠与乙醇会发生反应， 不能用乙醇代替 TEGDME 做有机溶剂，故 B 错误；放电时负极发生反应 -+ Na-eNa=，转 移 1 mol 电子负极质量减轻 23 g，故 C 正确；充电时阳极反应为 -+ 232 C2Na CO -4e3CO4Na，放电时正极反应为 223 3CO4Na4e2Na COC =，故 D 正确。 4 答案及解析：答案及解析： 答案：D 解析：由氢氧燃
18、料电池原理示意图可知，a 为负极，电解质溶液若为中性或酸性溶液，其电 极反应为 2 2H -4e4H =，电解质溶液若为强碱溶液，则电极反应为 - 22 2H4OH -4e4H O， A 项正确； b 为正极， 电解质溶液若为中性或碱性溶液， 正极反应为 22 O4e2H O4OH ， 电解质溶液若为强酸溶液，则电极反应为 22 O4e4H =2H O ，B 项正确；电池总反应式 为 222 2HO2H O，产物是水，不污染环境，且能利用，故氢氧燃料电池是一种具有应用 前景的绿色电源，C 项正确； 2 H为还原剂， 2 O为氧化剂， 22 HO、不需全部储藏在电池内， D 项错误。 5 答案及
19、解析：答案及解析： 答案：D 解析：A、根据图片知该装置是原电池,外电路中电子从 X 电极流向 Y 电极,电流的流向与此 相反,即 Y外电路X,故 A 错误; B、原电池中较活泼的金属作负极,较不活泼的金属或导电的非金属作正极,若两电极分别为 Fe 和碳棒,则 Y 为碳棒,X 为 Fe,故 B 错误; C、X 是负极,负极上发生氧化反应;Y 是正极,正极上发生还原反应,故 C 错误; D、原电池中较活泼的金属作负极,较不活泼的金属或导电的非金属作正极,该原电池中 X 是 负极,Y 是正极,所以若两电极都是金属,则它们的活动性顺序为 XY,故 D 正确; 故选 D. 6 答案及解析：答案及解析：
20、 答案：D 解析： 7 答案及解析：答案及解析： 答案：C 解析：0 1 t时，A 为负极，Cu 为正极，硝酸根放电生成二氧化氮；随着反应的进行，铝表 面钝化形成氧化膜阻碍反应进行， 1 t时，铜为负极，铝为正极，以此解答该题。A.0 1 t时， 铜为正极，铝为负极，A 错误；B.0 1 t时，正极电极反应式为 322 2HNOeNOH O =， B 错误；C.随着反应的进行，铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，氧化膜阻止了铝进一步 反应，因此铜为负极，铝为正极，C 正确；D. 1 t时刻后，铜为负极，电子从铜经导线流向铝， D 错误。 8 答案及解析：答案及解析： 答案：C 解析：该装置为原电
21、池，能将化学能转化为电能，A 正确；该装置为原电池，Al 为负极， 石墨为正极，电子由负极经导线移向正极，B 正确；没有给出气体存在的状态是否为标准状 况下，不能确定 22.4L 2 CO是否为 1 mol，无法计算电路中转移电子的量，C 错误；正极通 入的二氧化碳得到电子发生还原反应生成 2 24 C O ，D 正确。 9 答案及解析：答案及解析： 答案：D 解析： 24 K FeO为电池的正极，发生还原反应，生成 3 Fe(OH), 电极反应式为 2- 42 2FeO +6e +8H O = 3 2Fe(OH) +10OH,故 A 错误;Zn被氧化生成 2 Zn(OH),Zn作负极， 故
22、B 错误;放电时,Fe元素的化合价由+6 价降低为+3 价，则放电时每转移 3 mol 电子，正极有 24 1mol K FeO被还原，故 C 错误;放电时，正极生成OH，溶液碱性增强，故 D 正确、 10 答案及解析：答案及解析： 答案：D 解析：由题意知，纽扣电池的总反应为 2 ZnAg O+2AgZnO，故 Zn 为负极、 2 Ag O为正 极。正极发生还原反应，电极反应为 22 Ag O2eH O2Ag2OH =，A 项正确；Zn 极发生 氧化反应， 2 Ag O极发生还原反应，B 项正确；使用时 Zn 是负极，电子由 Zn 极经外电路流 向正极，C 项正确；使用时溶液中电流的方向（即
23、内电路的电流方向）是由负极流向正极， 即由 Zn 极流向 2 Ag O极，溶液中的电流是由离子移动形成的，D 项错误。 11 答案及解析：答案及解析： 答案：B 解析：通入氢气的电极上发生反应 - 2 H2e =2H,所以 a 电极是负极,A 项正确; 由于该电池 反应的产物是水,无污染,故 B 项正确;通入氧气的电极上发生反应 22 2H OO4e =4OH ,故 C 项错误;由图可知,氢气和氧气都是从电池的外部通入的,故 D 项正确。 12 答案及解析：答案及解析： 答案：D 解析：a 和 b 不连接时，铁和铜离子发生置换反应，所以铁片上有铜析出，故 A 正确；a 和 b 连接时，该装置构
24、成原电池，铁作负极，铜作正极，正极上铜离子得电子发生还原反应， 电极反应式为 2 Cu+2eCu =，故 B 正确、D 错误；无论 a 和 b 是否连接，铁都失电子发生 氧化反应，所以铁都溶解，故 C 正确。 13 答案及解析：答案及解析： 答案：C 解析：放电过程中,电子从负极转移到正极,故 A 错误;原电池工作时,阳离子向正极移动,阴离 子向负极移动,所以 H+从负极区移向正极区,故 B 错误;MnO2被还原生成 Mn2+为原电池的正 极,电极反应式为 MnO2+4H+2e-=Mn2+2H2O,故 C 正确;若 Cm(H2O)n是葡萄糖,C 元素化合价 可认定为0价,当电路中转移了6NA个
25、电子时,反应的葡萄糖的物质的量为0.25mol,故D错误 。 14 答案及解析：答案及解析： 答案：B 解析： 铝是活泼金属,铝作负极,故说法正确;根据原电池的工作原理,电子从负极经外电路向正 极移动,海水中没有电子通过,故说法错误;根据原电池的工作原理,阴离子向负极移动,阳离子 向正极移动,故说法正确;环境是碱性环境,正极反应式为 H2O2+2e-=2OH-,故说法正确。 15 答案及解析：答案及解析： 答案：B 解析： CH4CO碳元素的化合价由-4价+2价,上升了6价,则1mol CH4参加反应共转移6mol 电子,A 错误;通氧气的一极为正极,则 B 为正极,A 为负极,原电池中阴离子
26、向负极移动,A 为负 极,所以 2 3 CO 向电极 A 移动,B 正确;通氧气的一极为正极,则 B 为正极,A 为负极,负极上 CO 和 H2被氧化生成二氧化碳和水,电极 A 反应为 H2+CO+2 2 3 CO -4e-=H2O+3CO2,C 错误;B 电极 上氧气得电子发生还原反应 O2+2CO2+4e-=2 2 3 CO ,D 错误。 16 答案及解析：答案及解析： 答案：D 解析： 17 答案及解析：答案及解析： 答案：D 解析： 电池工作时,正极反应为 x S8+16e-+16Li+=8Li2Sx,可发生 2Li2S6+2Li+2e-=3Li2S4的还原 反应,A正确;外电路流过0
27、.02mol电子,则负极耗Li:0.02mol 7g/mol=0.14g,B正确;石墨烯具有 良好的导电性,而 S8没有,故石墨烯的作用主要是提高电极 a 的导电性,C 正确;电池充电时,a 接电源的正极,发生氧化反应,故充电时间越长电池中 Li2S2的量会越少,D 错误。 18 答案及解析：答案及解析： 答案：A 解析：根据微生物电池工作原理示意图可知： 6126 C H O在负极上发生氧化反应，电极反应式 为 -+ 612622 C H O -24e +6H O = 6CO+24H; 2 O在正极上发生还原反应，电极反应式为 -+ 22 6O +24e +24H =12H O,负极有 2
28、CO生成，A 项错误；B 项，微生物促进了反应中电子的 转移，正确;C 项，质子通过交换膜从负极区移向正极区，正确；D 项，电池总反应 6126222 C H O +6O = 6CO +6H O,正确。 19 答案及解析：答案及解析： 答案：(1)a LiCoO2-xe- =Li1-xCoO2+xLi+ (2)还原 LiCoO2（将 LiCoO2中的+3 价 Co 还原为 Co2+） 2LiCoO2 +8HCl= 2LiCl+2CoCl2 + Cl2+4H2O 80后，升高温度使 H2O2分解速率加快，H2O2浓度下降，使浸出率反而降低 4CoC2O4+2Li2CO3+3O24LiCoO2 +
29、10CO2 解析： 20 答案及解析：答案及解析： 答案： （1）2O2-4e-=O2 （2）AB (3)Zn-2e-+2OH- =Zn(OH)2 （4）2Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）=TiCl4（l）+2CO（g） H=85.6kJmol 1 （5）在直流电场作用下 2- 4 CrO通过阴离子交换膜向阳极室移动，从而脱离浆液； 2 2- 4 CrO +2H+ 2- 27 Cr O +H2O； NaOH 和 H2 解析： (1)NaOH 为离子晶体，钠离子和氢氧根离子之间存在离子键、OH 原子之间存在共价键， 电子式为；电解熔融氧化铝时，阳极上氧离子失电子生成氧气，电极反应 式为
30、2O2+4e=O2 (2)反应涉及的条件为加热，加热下可反应，另外加热硫酸，氢离子浓度变化，可知影响的 因素为温度和溶液的 PH 值，故答案为：AB； (4)0.2molCl2 与焦炭、TiO2 完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成 TiO2 xH2O 的 液态化合物，放热 8.56kJ，由质量守恒可知还原性气体为 CO，反应的化学方程式为 2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g)，则 2mol 氯气反应放出的热量为 20.2 8.56kJ=85.6kJ， 所以热化学方程式为 2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g)H=85.6kJ mol1 (5)电解时， 2- 4 CrO通过阴离子交换膜向阳极移动，从而从浆液中分离出来，因存在 2 2- 4 CrO+2H+ 2- 27 Cr O+H2O
