2022届高考化学一轮复习课时作业19原电池化学电源含解析

考试 - 1 - / 14 课时作业 19 原电池 化学电源 一、选择题 1．在超市里经常会看到一种外壳为纸层包装的电池，印有如图所示的文字。下列有关说 法错误的是（ ） A.该电池是一次电池 B.该电池工作时，电子由负极通过外电路流入正极 C.该电池含有的金属元素中毒性最大的是 Hg D.该电池工作时，外电路中每通过 0.2mol 电子，锌的质量理论上减少 3.25g 2．控制适合的条件，将反应 2Fe3＋＋2I－⇌2Fe2＋＋I2 设计成如下图所示的原电池。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 考试 - 2 - / 14 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，乙中的石墨电极为负极 3．普通锌锰干电池的简图如图所示。该电池工作时的总反应为 Zn＋2NH ＋ 4 ＋ 2MnO2===[Zn（NH3）2]2＋＋Mn2O3＋H2O。下列关于锌锰干电池的说法中正确的是（ ） A.当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原 B.电池负极反应式为 2MnO2＋2NH＋ 4 ＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O C.原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极 D.外电路中每通过 0.1mol 电子，锌的质量理论上减小 6.5g 4．电化学在日常生活中用途广泛，下图是镁—次氯酸钠燃料电池，电池总反应为：Mg ＋ClO－＋H2O===Cl－＋Mg（OH）2↓，下列说法不正确的是（ ） A.惰性电极上发生氧化反应 考试 - 3 - / 14 B.镁电极是该电池的负极 C.正极反应式为 ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋2OH－ D.进料口加入 NaClO 溶液，出口为 NaCl 溶液 5．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＋Ag2O===Cu2O＋2Ag。 下列有关说法不正确的是（ ） A.工业上制备水泥的原料有黏土、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，自由水分子减少，溶液中各离子浓度的变化导致电动势变化 6．利用碳纳米管能够吸附氢气，设计一种新型二次电池，其装置如图所示。关于该电池 的叙述不正确的是（ ） 考试 - 4 - / 14 A.电池放电时 K＋移向正极 B.电池放电时负极反应为：H2－2e－＋2OH－===2H2O C.电池充电时镍电极上 NiOOH 转化为 Ni（OH）2 D.电池充电时碳纳米管电极与电源的负极相连 7．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图。下列说法 不正确的是（ ） 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 4∶5 D.负极的电极反应式为 2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O 8．表面介导电池（SMCS）是一种新型充电电池，可使电动汽车的充电时间仅需几分钟， 该电池的电极材料为金属锂和氧化石墨烯。下列有关说法中不正确的是（ ） 考试 - 5 - / 14 A.放电时，氧化石墨烯作正极 B.放电时，负极电极反应式为 Li－e－===Li＋ C.充电时，该电池是将电能转化为化学能 D.充电时，电解质溶液中的 Li＋从阴极迁移到阳极 9．已知：锂离子电池的总反应为：LixC＋Li1－xCoO2 放电 充电 C＋LiCoO2；锂硫电池的总 反应为：2Li＋S 放电 充电 Li2S。 有关上述两种电池说法正确的是（ ） A.锂离子电池放电时，Li＋向负极迁移 B.锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应 C.理论上两种电池的比能量相同 D.如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 10．如图为利用电化学方法处理有机废水的原理示意图。下列说法正确的是（ ） A.a、b 极不能使用同种电极材料 考试 - 6 - / 14 B.工作时，a 极的电势低于 b 极的电势 C.工作一段时间之后，a 极区溶液的 pH 增大 D.b 极的电极反应式为：CH3COO－＋4H2O－8e－===2HCO－ 3 ＋9H＋ 11．2016 年评出的十大创新技术之一是碳呼吸电池，电池原理如图所示，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－ 4 －2e－===2CO2 C.每生成 1molAl2（C2O4）3，有 6mol 电子流过负载 D.随着反应进行，草酸盐浓度不断变小 12．金属锂燃料电池是一种新型电池，比锂离子电池具有更高的能量密度。它无电时也 无需充电，只需更换其中的某些材料即可，其工作示意图如图，下列说法正确的是（ ） 考试 - 7 - / 14 A.放电时，空气极为负极 B.放电时，电池反应为 4Li＋O2===2Li2O C.有机电解液可以是乙醇等无水有机物 D.在更换锂电极的同时，要更换水性电解液 13．一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是（ ） A.a 电极发生还原反应 B.H＋由右室通过质子交换膜进入左室 C.b 电极上的电极反应式为 2NO－ 3 ＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O D.电池工作时，电流由 a 电极沿导线流向 b 电极 二、非选择题 考试 - 8 - / 14 14．（1）锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示， 其中电解质 LiClO4 溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入 MnO2 晶格中，生成 LiMnO2。 回答下列问题： ①外电路的电流方向是由极流向极（填字母）。 ②电池正极反应式为 ________________________________________________________________________。 ③是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？（填“是”或“否”），原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （2）氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如图所示。 ①a 电极的电极反应式是 考试 - 9 - / 14 ________________________________________________________________________。 ②一段时间后，需向装置中补充 KOH，请依据反应原理解释原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 考试 - 10 - / 14 课时作业 19 原电池 化学电源 1．解析：电池工作时，锌失去电子，电极反应式为 Zn－2e－===Zn2＋所以外电路中每 通过 0.2mol 电子，锌的质量理论上应减少 6.5g，所以 D 项错误。 答案：D 2．解析：由图示结合原电池原理分析可知，Fe3＋得电子变成 Fe2＋被还原，I－失去电子 变成 I2 被氧化，所以 A、B 正确；电流计读数为零时 Fe3＋得电子速率等于 Fe2＋失电子速率， 反应达到平衡状态，C 正确；D 项在甲中溶入 FeCl2 固体，平衡 2Fe3＋＋2I－⇌2Fe2＋＋I2 向左 移动，I2 被还原为 I－，乙中石墨为正极，D 不正确。 答案：D 3．解析：普通锌锰干电池是一次电池，不能充电复原，A 项错误；根据原电池工作原理， 负极失电子，B 项错误；由负极的电极反应式可知，每通过 0.1mol 电子，消耗锌的质量是 65g·mol－1× 0.1mol 2 ＝3.25g，D 项错误。 答案：C 4．解析：由总反应可知镁发生氧化反应，“负氧正还原”，镁为负极，惰性电极上发生还 原反应，A 项错误，B 项正确；负极反应为：Mg－2e－＋2OH－===Mg（OH）2↓，正极反 应为：ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－，C、D 项正确。 答案：A 5．解析：工业上制备普通水泥的原料有石灰石、黏土、石膏，故 A 项正确；根据电池反 应式 2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag 知，Ag2O/Ag 极作正极，正极上 Ag2O 得电子，发生还原 考试 - 11 - / 14 反应，故 B 项正确；根据电池反应式 2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag 知，铜失电子作负极，负 极上的电极反应式为：2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，C 项错误；水泥固化过程中，自 由水分子减少，导致溶液中各离子浓度发生变化，从而引起电动势变化，故 D 项正确。 答案：C 6．解析：原电池放电时，阳离子向正极移动，A 项正确；该电池中 H2 在负极上失电子， 发生氧化反应，因电解质溶液为碱性溶液，故 OH－参与反应，B 项正确；放电时，正极（镍 电极）上发生化合价降低的还原反应，即由 NiOOH 转化为 Ni（OH）2，充电时正好相反， 由 Ni（OH）2 转化为 NiOOH，C 项错误；充电时，该新型二次电池在外加电流的作用下， 碳纳米管电极上发生还原反应，故碳钠米管电极作阴极，与电源负极相连，D 项正确。 答案：C 7．解析：构成的原电池中，通入氧气的电极是正极，发生还原反应，A 正确；溶液中阴 离子氢氧根离子移向负极 a 极，B 正确；1molNH3 反应生成氮气转移 3mol 电子，1molO2 反应转移 4mol 电子，根据电子守恒，消耗的 NH3 与 O2 的物质的量之比为 4∶3，C 错误； 负极的电极反应式为 2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，D 正确。 答案：C 8．解析：放电时相当于原电池，锂是活泼金属，因此放电时锂作负极，氧化石墨烯作正 极，A 正确；放电时，Li 是负极，负极电极反应式为 Li－e－===Li＋，B 正确；充电时相当于 电解池，因此充电时，该电池是将电能转化为化学能，C 正确；电解池中阳离子向阴极移动， 所以充电时，电解质溶液中的 Li＋从阳极迁移到阴极，D 错误。 答案：D 考试 - 12 - / 14 9．解析：锂离子电池放电时 Li＋（阳离子）向正极迁移，A 项错误；锂硫电池放电时负 极反应为锂失去电子变为锂离子，发生氧化反应，则充电时，锂电极发生还原反应，B 项正确； 比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小，二者的比能量不同，C 项错 误；充电时原电池的负极与电解池的阴极相连，故应为 C 与 Li 相连，D 项错误。 答案：B 10．解析：根据图示：工作时，b 极上 CH3COO－→HCO－ 3 ，碳原子从 0 价升至＋4 价， b 极是原电池的负极，则 a 极是电池的正极。a、b 极上发生的反应为电解质溶液的变化，电 极材料可同可异，A 项错误；a 极（正极）的电势高于 b 极（负极）的电势，B 项错误；a 极 （正极）电极反应式为 ＋Cl－，正极每得到 2mol 电子时，为使溶液保持电中性，必须有 2molH＋通过质子交换膜进入 a 极溶液，同时电极反 应消耗 1molH＋，故工作一段时间之后，a 极区溶液中 H＋浓度增大，pH 减小，C 项错误； 据图中物质转化，考虑到质量守恒和电荷守恒关系，b 极（负极）反应为 CH3COO－＋4H2O －8e－===2HCO－ 3 ＋9H＋，D 项正确。 答案：D 11．解析：A 项，该装置属于原电池，将化学能转化为电能，错误；B 项，原电池正极 上发生得电子的还原反应，结合电池原理图可得正极反应式为：2CO2＋2e－===C2O2－ 4 ，错 误；C 项，每生成 1molAl2（C2O4）3，负极有 2molAl 失去电子，共失去 6mol 电子，所以 有 6mol 电子流过负载，正确；D 项，根据正负极反应情况可得电池总反应为 2Al＋ 6CO2===Al2（C2O4）3，所以反应过程中不消耗草酸盐，错误。 答案：C 考试 - 13 - / 14 12．解 析：A. 放电 时，Li 极为 负极， 错误 ；B. 放电 时，电 池反 应为 4Li ＋O2 ＋ 2H2O===4LiOH，错误；C.因为有锂存在，就不能用乙醇，锂和乙醇反应，错误；D.水性电 解液中有沉淀生成，所以在更换锂电极的同时，要更换水性电解液，正确，所以选 D。 答案：D 13．解析：在 a 电极苯酚生成 CO2，被氧化，A 项错误；阳离子向正极移动，即 H＋向 b 电极移动，B 项错误；b 电极为正极，NO － 3 得到电子生成 N2，电极反应式为 2NO－ 3 ＋10e －＋12H＋===N2↑＋6H2O，C 项正确；a 电极是负极，b 电极是正极，电池工作时，电流由 b 电极沿导线流向 a 电极，D 项错误。 答案：C 14．解析：（1）①结合所给装置图以及原电池反应原理，可知 Li 作负极材料，MnO2 作 正极材料，所以电子流向是从 a→b，那么电流方向则是 b→a。②根据题目中的信息“电解质 LiClO4 溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入 MnO2 晶格中，生成 LiMnO2”，所以正 极的电极反应式为 MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。③因为负极的电极材料 Li 是活泼的金属， 能够与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。（2）a 电极是通入 NH3 的电极， 失去电子，发生氧化反应，所以该电极作负极，电极反应式是 2NH3－6e－＋6OH－===N2 ＋6H2O；一段时间后，需向装置中补充 KOH，是由于发生 4NH3＋3O2===2N2＋6H2O 反 应，有水生成，使得溶液逐渐变稀，为了维持碱的浓度不变，所以要补充 KOH。 答案：（1）①b a ②MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2 ③否 电极材料 Li 是活泼金属，能与水反应 考试 - 14 - / 14 （2）①2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O ②由于发生 4NH3＋3O2===2N2＋6H2O 反应，有水生成，使得溶液逐渐变稀，所以要 补充 KOH