2022届高考化学第一轮总复习全程训练：课练27 原电池 化学电源 Word版含解析

课练27原电池化学电源
基础练
1．下图所示的日常生活装置中，与iphone 5s手机充电的能量转化形式相同的是()
A．电解水B．水力发电C．太阳能热水器D．干电池
2．对埋在地下的钢管常用如图所示方法加以爱护，使其免受腐蚀。

下列对金属棒X的材料分析正确的是()
A．铜B．钠
C．锌D．锡
3．下列装置中能构成原电池产生电流的是()
4．下列化学反应在理论上可设计成原电池的是()
A．2Al(s)＋2NaOH(aq)＋2H2O(l)===2NaAlO2(aq)＋3H2(g)ΔH<0
B．HNO3(aq)＋KOH(aq)===KNO3(aq)＋H2O(l)ΔH<0
C．Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)===BaCl2(aq)＋2NH3·H2O(aq)＋8H2O(l)
ΔH>0
D．Na2O(s)＋H2O(l)===2NaOH(aq)ΔH<0
5．如图所示装置中观看到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此推断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的组合是()
选项M N P
A Fe Cu CuSO4溶
液
B Cu Fe H2SO4溶
液
C Cu Zn CuSO4溶
液
D Zn Ag
AgNO3溶
液
6．已知反应：Cu(s)＋2Ag＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)为一自发进行的氧化还原
反应，将其设计成如图所示原电池。

下列说法中正确的是()
A．电极X是正极，其电极反应为Cu－2e－===Cu2＋
B．银电极板质量渐渐减小，Y溶液中c(Ag＋)增大
C．当X电极质量变化0.64 g时，电解质溶液中有0.02 mol电子转移
D．外电路中电流计的指针向银极偏转
7．以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为＋3价)和H2O2作原料的燃料电池
可用作空军通信卫星电源，负极材料接受Pt/C，正极材料接受MnO2，其工作原理
如图所示。

下列说法正确的是()
A．电池放电时Na＋从b极区移向a极区
B．电极b接受MnO2，MnO2既作电极材料又有催化作用
C．每消耗1 mol H2O2，转移的电子为1 mol
D．该电池的正极反应为BH－4＋8OH－－8e－===BO－2＋6H2O
8．如图所示，在不同的电解质溶液中可以组成不同的电池。

(1)①当电解质溶液为稀硫酸时，Fe电极是________(填“正”或“负”)极，
其电极反应式为
______________________________________________________________________
__。

②当电解质溶液为NaOH溶液时，Al电极是________(填“正”或“负”)极，
其电极反应式为
______________________________________________________________________ __。

(2)若把铝改为锌，电解质溶液为浓硝酸，则Fe电极是________(填“正”或“负”)极，其电极反应式为
______________________________________________________________________ __。

9．电池在现代社会中具有极其广泛的应用。

(1)银锌蓄电池是人造卫星所使用的高能电池之一，其放电时的反应是Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag。

则该电池的负极材料是________，放电时正极的电极反应式为________________，放电时负极区的pH________(填“增大”、“减小”或“不变)。

(2)某氢氧燃料电池用固体金属化合物陶瓷作电解质(可电离出金属离子与O2－)，两极上发生的反应为A极：2H2＋2O2－－4e－===2H2O；B极：
____________________________。

电子流淌的方向是______________；假设该燃料电池工作时，每生成1 mol H2O(l)时产生的最大电能为240 kJ，则该电池的能量转化效率为________(H2的燃烧热为285 kJ·mol－1，最大电能与所能释放出的全部热量之比)。

10.
全钒液流电池是一种活性物质呈循环流淌液态的电池，目前钒电池技术已经趋近成熟。

如图是钒电池基本工作原理示意图：
请回答下列问题：
(1)硫酸在电池技术和试验室中具有广泛的应用，在传统的铜锌原电池中，硫酸是________，试验室中配制硫酸亚铁时需要加入少量硫酸，硫酸的作用是
________________________________。

(2)钒电池是以溶解于肯定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子(V2＋、V3＋、VO2＋、VO＋2)为正极和负极电极反应的活性物质，电池总反应为VO2＋＋V3＋＋
H2O充电
放电V2＋＋VO＋2＋2H＋。

放电时的正极反应式为__________________，充电时的阴极反应式为________。

放电过程中，电解液的pH________(选填“上升”“降低”或“不变”)。

(3)钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是________。

a．VO＋2、VO2＋混合液b．V3＋、V2＋混合液
c．VO＋2溶液d．VO2＋溶液e．V3＋溶液f．V2＋溶液
(4)能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是________。

练高考——找规律
1．(2022·新课标全国卷Ⅱ)Mg－AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。

下列叙述错误的是()
A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋
B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移
D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑
2．(2022·新课标全国卷Ⅲ)锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)2－4。

下列说法正确的是()
A．充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动
B．充电时，电解质溶液中c(OH－)渐渐减小
C．放电时，负极反应为：Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)2－4
D．放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)
3．(2021·新课标全国卷Ⅰ)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，其工作原理如下图所示。

下列有关微生物电池的说法错误的是() A．正极反应中有CO2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C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O
4．(2022·新课标全国卷Ⅱ)2021年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。

下列叙述错误的是()
A．a为电池的正极
B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－x Mn2O4＋x Li
C．放电时，a极锂的化合价发生变化
D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移
5．(2021·新课标全国卷Ⅱ)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其四周是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。

该电池放电过程产生MnOOH。

回收处理该废电池可得到多种化工原料。

有关数据如下表所示：
溶解度/(g/100 g水)
温度/℃
化合物
0 20 40 60 80 100
NH4Cl 29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3
ZnCl2343 395 452 488 541 614
化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3
K sp近似
值
10－1710－1710－39
回答下列问题：
(1)该电池的正极反应式为________________，电池反应的离子方程式为
________________。

(2)维持电流强度为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗锌________g。

(已知F＝96 500 C·mol－1)
(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过__________________分别回收；滤渣的主要成分是MnO2、________和________，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法为________________，其原理是
______________________________________________________________________ __
__________________________________________________________________ ______。

(4)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是：加稀硫酸和H2O2溶解，铁变为________，加碱调整至pH为________时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，即可认为该离子沉淀完全)；连续加碱至pH为________时，锌开头沉淀(假定Zn2＋浓度为0.1 mol·L－1)。

若上述过程不加H2O2后果是________________，缘由是
______________________________________________________________________ __
__________________________________________________________________ ______。

练模拟——明趋势
6．(2021·湖北联考)将编号为①②③④的四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都
可组成原电池。

①②相连时，外电路电流从②流向①，①③相连时，③为正极，②④相连时，②上有气泡逸出，③④相连时，③的质量削减；据此推断这四种金属活动性由大到小的挨次是()
A．①③②④B．①③④②C．③④②①D．③①②④
7．(2021·保定模拟)液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。

一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。

下列关于该电池的叙述正确的是() A．b电极发生氧化反应
B．a电极的电极反应式：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O
C．放电时，电流从a电极经过负载流向b电极
D．其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜
8．(2021·启东月考)争辩人员最近发觉了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与淡水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2＋2Ag ＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl。

下列关于“水”电池的说法不正确的是() A．AgCl是还原产物
B．负极的电极反应式为：Ag＋Cl－－e－===AgCl
C．Na＋不断向“水”电池的正极移动
D．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
9．(2021·北京宣武区检测)由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行试验。

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
依据试验现象回答下列问题：
(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挨次是______________。

10．(2021·福建质检)某试验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。

(1)如图为某试验小组依据氧化还原反应：(用离子方程式表
示)____________________设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过________mol电子。

(2)其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为
________________，这是由于NH4Cl溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性质的缘由________________，用吸管吸出铁片四周溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写动身生反应的离子方程式________________，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，连续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此作了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态。

”假如＋3价铁被氧化为FeO2－4，试写出该反应的离子方程式
______________________________________________________________________ __。

(3)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图所示。

一段时间后，在甲装置铜丝四周滴加酚酞试液，现象是______________，电极反应为________________；乙装置中石墨(1)为________(填“正”“负”“阴”或“阳”)极，乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为____________，产物常用________________检验，反应的离子方程式为
________________________________。

课练27原电池化学电源
基础练
1．解析A项是将电能转化成化学能；B项是将水的势能转化成电能；C项是将太阳能转化成热能；D项是将化学能转化成电能。

答案 A
2．解析金属棒X的材料为锌时，形成锌铁原电池，铁作正极，被爱护。

答案 C
3．解析A项，电极相同不能构成原电池；C项，酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；D项，锌与电解质溶液不反应，无电流产生。

答案 B
4．解析原电池反应都是自发的氧化还原反应，B、C、D都不是氧化还原反应，选A。

答案 A
5．解析A选项，形成Cu，Fe原电池，M棒变细，N棒变粗，A错误；B 选项，形成Cu、Fe原电池，M棒不变，B错误；C选项，形成Cu、Zn原电池，M棒变粗，N棒变细，C正确；D选项，形成Ag、Zn原电池，M棒变细，N棒变粗，D错误。

答案 C
6．解析结合电池反应知，X电极为负极，电极材料Cu在此失去电子被氧化，A项错误；银电极作正极，电解质溶液中的Ag＋得电子形成Ag附着在电极板上是质量增加，溶液中的c(Ag＋)减小，B项错误；内电路中不会消灭电子流淌，C 项错误；电流计G表指针偏转方向与电子流向相同，从负极铜流向正极，D项正确。

答案 D
7．解析由装置图可知，H2O2得电子化合价降低，所以b为正极，a为负极。

原电池中阳离子向正极移动。

负极反应为：BH－4＋8OH－－8e－===BO－2＋6H2O。

每消耗1 molH2O2，转移的电子为2 mol。

答案 B
8．解析(1)①电解质溶液是稀硫酸时，Al电极是负极，Fe电极是正极，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。

②当电解质溶液是NaOH溶液时，铝与NaOH溶液反应，而Fe不反应，故铝作原电池的负极，电极反应式为Al－3e－＋4OH－
===AlO－2＋2H2O。

(2)把铝改为锌，用浓硝酸作电解质溶液，铁遇浓硝酸发生钝化，则Fe电极是
正极，Zn电极是负极，Fe电极上的电极反应式为NO－3＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O。

9．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)减小(4)D>A>B>C
10．解析(1)设导线中通过的电子的物质的量为x，则负极削减28 g·mol－1·x，正极增重32 g·mol－1·x,28 g·mol－1x＋32 g·mol－1x＝12 g，x＝0.2 mol。

(2)NH4Cl水解，使溶液显酸性，正极上H＋得电子，负极上Fe失电子生成Fe2＋。

Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋，Cl2过量时，发生的反应为：2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO2－4＋6Cl－＋16H＋。

(3)将盐桥改为铜丝和石墨后甲装置成为原电池，乙装置成为电解池。

甲中Fe 为负极，Cu为正极，正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，滴加酚酞溶液后变红色。

乙中石墨(1)为阴极，与铜丝相连的电极为阳极，该电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2可用潮湿的淀粉碘化钾试纸检验。

答案(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu0.2
(2)2H＋＋2e－===H2↑酸性
NH＋4＋H2O NH3·H2O＋H＋
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO2－4＋6Cl－＋16H＋
(3)溶液变红O2＋2H2O＋4e－===4OH－阴
2Cl－－2e－===Cl2↑潮湿淀粉碘化钾试纸
Cl2＋2I－===2Cl－＋I2。