高三化学一轮复习题库 62 原电池 化学电源(含解析)

第二讲原电池化学电源
一、选择题
1．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：
Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2
下列有关该电池的说法不正确的是
( )
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2
C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O
解析A项，由电池反应可知，Ni2O3→Ni(OH)2，Ni的化合价由＋3价→＋2价，化合价降低，发生还原反应，故Ni2O3为正极，Fe→Fe(OH)2，Fe的化合价由0价→＋2价，化合价升高，发生氧化反应，故Fe为负极，正确；B项，负极发生氧化反应，Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，正确；C项，阴极发生还原反应，Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，c(OH－)增大，溶液的pH增大，故错误；D项，阳极发生氧化反应，电极反应为
2Ni(OH)2
＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O，D正确。

答案 C
2．下列化学电池不易造成环境污染的是
( )
A．氢氧燃料电池 B．锌锰电池
C．镍镉电池 D．铅蓄电池
解析重金属离子都会造成污染。

答案 A
3．结合下图判断，下列叙述正确的是
( )
A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护
B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋
C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有蓝色沉淀
解析形成原电池活泼金属作负极，正极均被保护，A正确；Ⅰ中负极为活泼金属Zn，B
错误；Ⅱ中是酸性溶液，电极反应式中不能有OH－生成，C错误；Ⅰ中无Fe2＋生成，所以无蓝色沉淀生成，D错误。

答案 A
4．根据下图，下列判断中正确的是(双选)
( )
A．烧杯a中的溶液pH升高
B．烧杯b中发生氧化反应
C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2
D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2
解析由图知，烧杯b中的Zn棒失去电子，发生氧化反应，电子转移到Fe棒上，烧杯a中通入的氧气在Fe棒表面得电子生成氢氧根离子，使a中溶液的pH升高。

所以正确的选项为A、B。

答案AB
5．关于铅蓄电池的说法正确的是
( )
A．在放电时，正极发生的反应是Pb(s)＋SO2－4(aq)－2e－===PbSO4(s)
B．在放电时，该电池的负极材料是铅板
C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反应是PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO2－4(aq)
解析A项中电池放电时正极应发生还原反应，电极反应为：PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2O；C项中电池充电时硫酸的浓度应不断增大；D项中电池充电时阳极应发生PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO2－4。

答案 B
6．某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是
( )
A．电子通过外电路从b极流向a极
B．b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2
D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
解析由电池总反应方程式及原电池原理可知，充入H2的一极即a极是负极，充入O2 的一极即b极是正极；电子由负极经外电路流向正极；电池内部阳离子即H＋移向正
极，
正极即b极的电极反应式为：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，故A项、B项错误，D项正确。

C项没有指明标准状况，故C项错误。

答案 D
7．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。

下列对该燃料电池说法不正确的是
( ) A．在熔融电解质中，O2－移向负极
B．电池的总反应是：2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O
C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2＋4e－===2O2－
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10＋26e－＋13O2－===4CO2↑＋5H2O
解析由原电池原理知阴离子移向负极，A正确；原电池反应就是一个氧化还原反应，只是氧化反应和还原反应分别在两极进行，由丁烷的燃烧反应知，该电池的总反应为：2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O，且丁烷失电子，O2得电子，故选D。

答案 D
8．固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。

它以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过。

该电池的工
作原理如图所示，其中多孔电极a 、b 均不参与电极反应。

下列判断正确的是
( )
A ．有O 2放电的a 极为电池的负极
B ．有H 2放电的b 极为电池的正极
C ．a 极对应的电极反应为：O 2＋2H 2O ＋4e －
===4OH －
D ．该电池的总反应方程式为：2H 2＋O 2===2H 2O
解析 H 2在O 2中燃烧的方程式为2H 2＋O 2=====点燃
2H 2O ，所以氢氧燃料电池的总方程式为 2H 2＋O 2===2H 2O ，D 对；而O 2为氧化剂，在正极反应，所以a 极为正极，A 错；因反 应介质中没有水，所以正极反应式为O 2＋4e －
===2O 2－
，C 错；根据总反应写出负极反应 式为2H 2＋2O 2－
－4e －
===2H 2O ；H 2为负极反应物，B 错。

答案 D 二、非选择题
9．Ag 2O 2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在KOH 溶液中加入适量
AgNO 3溶液，生成Ag 2O 沉淀，保持反应温度为80 ℃，边搅拌边将一定量K 2S 2O 8溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得固体样品。

反应方程式为2AgNO 3＋4KOH ＋K 2S 2O 8=====△
Ag 2O 2↓＋2KNO 3＋2K 2SO 4＋2H 2O 回答下列问题：
(1)上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是__________________________________
___________________________________________________________________________。

(2)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH 溶液，电池放电时正极的Ag 2O 2转化为Ag ，负极 的Zn 转化为K 2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式：________________________________。

(3)准确称取上述制备的样品(设仅含Ag 2O 2和Ag 2O)2.588 g ，在一定的条件下完全分解为
Ag 和O 2，得到224.0 mL O 2(标准状况下)。

计算样品中Ag 2O 2的质量分数(计算结果精确 到小数点后两位)。

解析 (1)反应的产物中有K 2SO 4，只要洗涤液中不存在SO 2－
4，即可证明沉淀已经洗涤完 全(反应后溶液中有KOH ，只要洗涤液中不存在OH －
，即可证明沉淀已洗涤完全)。

答案 (1)取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴Ba(NO 3)2溶液，若不出现白色浑浊， 表示已洗涤完全(或取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴酚酞溶液，若溶液不显红色，
表示已洗涤完全)
(2)Ag 2O 2＋2Zn ＋4KOH ＋2H 2O===2K 2Zn(OH)4＋2Ag
(3)n (O 2)＝224.0 mL 22.4 L·mol －1×1 000 mL·L －1＝1.000×10－2
mol
设样品中Ag 2O 2的物质的量为x ，Ag 2O 的物质的量为y 。

⎩⎪⎨⎪⎧
248 g·mol －1×x ＋232 g·mol －1
×y ＝2.588 g x ＋12
y ＝1.000×10－2 mol
解得⎩⎪⎨⎪⎧
x ＝9.500×10－3
mol y ＝1.000×10－3
mol
w (Ag 2O 2)＝m Ag 2O 2m 样品＝9.500×10－3 mol×248 g·mol
－1
2.588 g
＝
0.91。

10．Zn­MnO 2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl 2NH 4Cl 混合
溶液。

(1)该电池的负极材料是________。

电池工作时，电子流向 ________(填“正极”或“负极”)。

(2)若ZnCl 2NH 4Cl 混合溶液中含有杂质Cu 2＋
，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是 ____________________。

欲除去Cu 2＋
，最好选用下列试剂中的________(填代号)。

a ．NaOH b ．Zn c ．Fe d ．NH 3·H 2O
(3)MnO 2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO 4溶液。

阴极的电极反应式 是________。

若电解电路中通过2 mol 电子，MnO 2的理论产量为________g 。

解析 (1)原电池的负极是发生氧化反应的一极：Zn －2e －
===Zn 2＋
；电池工作时，电子是
从负极流向正极。

(2)Zn 与Cu 2＋
发生氧化还原反应，生成的Cu 附着在Zn 的表面构成铜
锌原电池，加快反应速率，从而加快Zn的腐蚀。

(3)电解池的阴极是发生还原反应的一极：2H＋＋2e－===H2↑；每生成1 mol MnO2需转移2 mol电子，故每通过2 mol电子，理论上生成1 mol MnO2，质量为87 g。

答案(1)Zn(或锌) 正极
(2)锌与还原出的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b
(3)2H＋＋2e－===H2↑87
11．由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。

装置
现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生
(1)装置甲中负极的电极反应式是
________________________________________________________________________。

(2)装置乙中正极的电极反应式是
________________________________________________________________________。

(3)装置丙中溶液的pH________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是___________________________。

解析甲、乙、丙均为原电池装置。

依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B
为正极，活泼性A>B；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活泼性B>C；丙中A上有气体即H2产生，则A为正极，活泼性D>A，随着H＋的消耗，pH变大。

答案(1)A－2e－===A2＋(2)Cu2＋＋2e－===Cu
(3)变大(4)D>A>B>C
12．Li­SOCl2电池可用于心脏起搏器。

该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质溶液是LiAlCl4—SOCl2。

电池的总反应可表示为：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。

请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为________________，发生的电极反应式为________________；
(2)电池正极发生的电极反应式为
______________________________________________；
(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。

如果
把少量水滴到SOCl2中，实验现象是________________，反应的化学方程式为
_________；
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是________________。

解析(1)、(2)电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应。

(3)由NaOH与SOCl2反应的产物为Na2SO3、NaCl可知，SOCl2与水反应生成SO2和HCl。

(4)由于电池材料易与水、O2反应。

答案(1)锂Li－e－===Li＋
(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑
(3)出现白雾，有刺激性气味的气体生成SOCl2＋H2O===2HCl↑＋SO2↑(4)锂是活泼金属，易与H2O、O2反应；SOCl2也可与水反应。