高考化学复习课时规范训练 (40)

课时规范训练
[单独成册]
1．有关下图所示原电池的叙述不正确的是()
A．电子沿导线由Cu片流向Ag片
B．正极的电极反应是Ag＋＋e－===Ag
C．Cu片上发生氧化反应,Ag片上发生还原反应
D．反应时盐桥中的阳离子移向Cu(NO3)2溶液
解析：选D.该装置是原电池装置,实质上发生的是Cu与硝酸银的反应,所以Cu失去电子,发生氧化反应,则Cu是负极,Ag是正极,电子从负极流向正极,A正确；正极是Ag＋发生还原反应,得到电子生成Ag,B正确；根据以上分析,Cu片上发生氧化反应,Ag片上发生还原反应,C正确；原电池中,阳离子向正极移动,所以盐桥中的阳离子移向AgNO3溶液,D错误.
2．某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性：Cr2O2－7＞Fe3＋,设计了盐桥式的原电池,如图,盐桥中装有琼脂与饱和K2SO4溶液.下列叙述中正确的是()
A．甲烧杯的溶液中发生还原反应
B．乙烧杯中发生的电极反应为2Cr3＋＋7H2O－6e－===Cr2O2－7＋14H＋
C．外电路的电流方向是从b到a
D．电池工作时,盐桥中的SO2－4移向乙烧杯
解析：选C.因为氧化性：Cr2O2－7＞Fe3＋,所以该原电池反应是Cr2O2－7将Fe2＋
氧化为Fe3＋,所以甲烧杯发生氧化反应,A错误；乙烧杯发生还原反应,电极反应为Cr2O2－7＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O,B错误；根据以上分析,a是负极,b是正极,则电流方向是从正极向负极流动,C正确；原电池中的阴离子向负极移动,所以SO2－4向甲烧杯移动,D错误.
3．将编号为①②③④四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的质量减少.据此判断这四种金属活动性由强到弱的顺序是()
A．①③②④B．①③④②
C．③④②①D．③①②④
解析：选B.①②相连时,外电路电流从②流向①,说明②为正极,①比②活泼；
①③相连时,③为正极,说明①比③活泼；②④相连时,②上有气泡逸出,说明②是正极,④比②活泼；③④相连时,③的质量减少,说明③是负极,③比④活泼,故金属活动性由强到弱的顺序是①③④②.
4．利用如图所示原电池可测量空气中Cl2含量,其中电解质是Ag＋可以自由移动的固体物质.下列分析不正确的是()
A．电子经外电路流向Pt电极
B．电池工作时,电解质中Ag＋数目减少
C．正极反应：Cl2＋2e－＋2Ag＋===2AgCl
D．空气中c(Cl2)越大,Ag极消耗速率越快
解析：选B.Ag的金属活动性强于Pt,则Ag电极是负极,Ag失去电子,则电子经外电路流向Pt电极,A正确；正极是Cl2得到电子,与Ag＋结合生成AgCl,即
电极反应式为Cl2＋2e－＋2Ag＋===2AgCl,但由于负极Ag失去电子转化为Ag＋,所以电池工作时,电解质中Ag＋数目不变,B错误,C正确；空气中c(Cl2)越大,则得到的电子数越多,因此消耗的银越多,则Ag极消耗速率越快,D正确.
5．如图为一种微生物燃料电池结构示意图,关于该电池叙述正确的是()
A．分子组成为C m(H2O)n的物质一定是糖类
B．微生物所在电极区放电时发生还原反应
C．放电过程中,H＋从正极区移向负极区
D．正极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O
解析：选D.分子组成为C m(H2O)n的物质不一定为糖类,如甲醛、乳酸、乙酸等物质,故A项错误；形成原电池时,微生物所在电极区发生氧化反应,故B错误；原电池工作时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,故C项错误,故D项电极方程式正确.
6．LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点,可用于电动汽车.电池反应为FePO4＋Li===LiFePO4,电池的正极材料是LiFePO4,负极材料是石墨,含Li＋导电固体为电解质.下列有关LiFePO4电池说法正确的是() A．可加入硫酸以提高电解质的导电性
B．放电时电池内部Li＋向负极移动
C．充电过程中,电池负极材料的质量减少
D．放电时电池正极反应为FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4
解析：选D.根据题目信息可知,该电池的电解质为含Li＋导电固体,而且Li 为活泼金属,能与硫酸反应,所以不能加入硫酸,A错误；放电时电池内部阳离子向正极移动,所以Li＋向正极移动,B错误；负极材料是石墨,充电时发生反应Li＋＋e－===Li,负极材料质量增加,C错误；根据电池反应,Fe元素化合价降低,所以
正极反应为FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4,D正确.
7．锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解液,并在电池间不断循环.下列有关说法正确的是()
A．充电时Zn2＋通过阳离子交换膜由左侧流向右侧
B．放电时每转移2 mol电子,负极增重130 g
C．充电时阴极的电极反应式为Br2＋2e－===2Br－
D．若将电解液改为氯化锌溶液,放电效果更好、更安全
解析：选A.根据装置示意图可判断,右侧是负极区,故充电时Zn2＋通过阳离子交换膜由左侧流向右侧,A项正确；放电时负极溶解,质量减少,B项错误；充电时阴极发生还原反应,电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn,C项错误；若将电解液改为氯化锌溶液,电解产生Cl2,会污染环境,D项错误.
8．高铁电池是一种新型可充电电池,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.高铁电池的总反应为
3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH
下列叙述正确的是()
A．放电时Zn是正极
B．放电时负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
C．充电时Fe(OH)3被还原
D．充电时电解液的碱性增强
解析：选B.放电时,Zn失去电子,发生氧化反应,所以Zn作负极,A错误；根据电池总反应可知,放电时负极发生的反应是Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2,B
正确；充电时,Fe(OH)3中Fe元素的化合价从＋3价升高到＋6价(K2FeO4),被氧化,C错误；充电时,消耗OH－,则溶液的碱性减弱,D错误.
9．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()
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
解析：选D.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.
10．某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O).下列说法正确的是()
A．该装置将化学能转化为光能和电能
B．该装置工作时,H＋从b极区向a极区迁移
C．每生成1 mol O2,有44 g CO2被还原
D．a电极的反应为：3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O
解析：选B.结合装置图为电解装置,模拟“人工树叶”,故为电能转化为化学能,A项错误；b极连接电源的正极,为阳极,在电解池中H＋为阳离子,向a极(阴
极)区移动,B项正确；右侧H2O→O2发生的是氧化反应,每生成1 mol O2,转移4 mol电子,3C＋4O2→C3－2H8O,转移18 mol电子,故生成1 mol O2消耗2/3 mol CO2,C 项错误；a电极发生的是还原反应：3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O,D项错误.
11．氨气是一种富氢燃料,可以直接用于燃料电池,下图是供氨水式燃料电池工作原理：
(1)氨气燃料电池的电解质溶液最好选择(填“酸性”、“碱性”或“中性”)溶液.
(2)空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是.
(3)氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水,该电池的电极总反应式是,正极的电极反应式是.
解析：氨气为碱性气体,能与CO2反应,由此可回答(1)(2)问.由信息和所含元素可知无毒气体是氮气,在燃料电池中,燃料为负极,氧气为正极,根据碱性环境可知,正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－.
答案：(1)碱性(2)CO2
(3)4NH3＋3O2===2N2＋6H2O3O2＋12e－＋6H2O===12OH－(或O2＋4e－＋2H2O===4OH－)
12．(1)观察如图所示的两个装置,图1装置中铜电极上产生大量的无色气泡,图2装置中铜电极上无气体产生,而铬电极上产生大量的有色气体.根据上述现象试推测金属铬具有的两种重要化学性质为、.
(2)如图是甲烷燃料电池原理示意图,回答下列问题：
①电池的负极是(填“a”或“b”)电极,该极的电极反应式为.
②电池工作一段时间后电解质溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”).
解析：(1)由图1可知还原性Cr>Cu,但在稀硝酸中却出现了反常,结合稀硝酸的氧化性,不难推测铬被稀硝酸钝化,导致活性降低.(2)①CH4在反应时失去电子,故a电极是电池的负极.由总反应式CH4＋2OH－＋2O2===CO2－3＋3H2O减去正极反应式O2＋2H2O＋4e－===4OH－可得负极反应式.②由于电池工作过程中会消耗OH－,故一段时间后电解质溶液的pH会减小.
答案：(1)金属铬的活泼性比铜强且能和稀硫酸反应生成H2金属铬易被稀硝酸钝化
(2)①a CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O
②减小
13．某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动.
(1)如图为某实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的原因是,用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中,向其中滴加少量新制饱和氯水,写出发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,继续滴加过量新制饱和氯水,颜色褪去,同学们对此做了多种假设,某同学的假设是：“溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态.”如果＋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,在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液,现象是,
电极反应式为；乙装置中石墨(1)为极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”),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.
解析：(1)设导线中通过的电子的物质的量为x,则负极减少28 g·mol－1·x,正极增重32 g·mol－1·x,28x＋32x＝12,x＝0.2 mol.(2)NH4Cl水解溶液显酸性,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－,滴加酚酞后变红色.乙中石墨(1)为阴极,与铜丝相连的电极为阳极,电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑,Cl2可用湿润的淀粉KI 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↑湿润淀粉KI试纸Cl2＋2I－===2Cl－＋I2。