高考化学大一轮复习 原电池和化学电源课时跟踪监测试题

魁夺市安身阳光实验学校课时跟踪检测(十七) 原电池和化学电源
1．(2014·海安中学模拟)下列叙述正确的是( )
①原电池是把化学能转化成电能的一种装置②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应③不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置均可实现④碳棒不能用来作原电池的正极⑤反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋，能以原电池的形式来实现
A．①⑤B．①④⑤
C．②③④ D．②⑤
2．(2014·高三摸底)研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。

电池以金属锂和钢板为电极材料，LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。

关于该电池的说法正确的是( )
A．钢板为正极，发生还原反应
B．放电时电子的流向：正极→导线→负极
C．放电时OH－向正极移动
D．总反应为：2Li＋2H＋===2Li＋＋H2↑
3．(2014·丹阳中学模拟)我国科学家发明的一种可控锂水电池的工作原理如图所示。

下列有关说法不正确的是( )
A．电池工作时，锂离子向正极移动
B．有机电解质可用水溶液代替
C．电池总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
D．该装置不仅可提供电能，还可得到清洁的氢气
4．(2014·射阳中学模拟)纽扣式银锌电池的构造示意图如右图所示，
电池的总反应为：
Zn＋Ag2O＋H2O===
Zn(OH)2＋2Ag
下列说法不正确的是( )
A．Zn作负极
B．电子经外电路流向Ag2O极
C．K＋向Zn极移动
D．正极反应： Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
5．(2014·徐州一中模拟)下图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图，下列说法不正确的是( )
A．该装置将化学能转化为电能
B．催化剂b表面O2发生还原反应，其附近酸性增强
C．催化剂a表面的反应是：SO2＋2H2O－2e－===SO2－4＋4H＋
D．若得到的硫酸浓度仍为49%，则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为8∶15
6．[双选题](2014·高三第一调研)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。

高铁电池的总反应为：
3Zn＋2K2FeO4＋8H2O放电
充电3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列叙述不正确的是( )
A．放电时K＋向负极移动
B．放电时负极区域的pH会增大
C．充电时锌极与外电源负极相连
D．充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO2－4＋4H2O
7．(2014·兰州模拟)有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是( )
图Ⅰ 碱性锌锰电池
图Ⅱ 铅－硫酸蓄电
池
图Ⅲ 电解精炼铜图Ⅳ 银锌纽扣电池
2
B．图Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大
C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2＋浓度始终不变
D．图Ⅳ所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中还原为Ag
8．(2014·淮阴中学模拟)绿色电源“二甲醚­氧气燃料电池”的工作原理如图所示下列说法正确的是( )
A．氧气应从c处通入，电极Y上发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
B．电池在放电过程中，电极X周围溶液的pH增大
C．二甲醚应从b处加入，电极X上发生的反应为(CH3)2O－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋
D．当该电池向外电路提供2 mol电子时消耗O2约为11.2 L
9．(2014·兰州期末)空气常参与设计原电池以方便人们的生活。

(1)我国首创以铝—空气—海水电池作为能源的新型的海水标志灯，以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水数分钟，就会发出耀眼的白光。

则电源的负极材料是
______________________________________________，
负极反应为
_________________________________________________________；
正极材料是__________，正极反应为
______________________________________。

(2)熔盐电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关电池反应式。

阳极反应式：2CO＋2CO2－3－4e－===4CO2，阴极反应式：
________________________________________________________________ ________
________________________________________________________________ ________，
电池总反应式：
_______________________________________________________。

10．常见铅蓄电池是二次电池，其电极材料分别为Pb和PbO2，电解液为稀
H2SO4溶液，工作时的总反应式为Pb ＋PbO2＋ 2H2SO 4放电
充电2PbSO4＋2H2O。

请依据上述情况判断：(1)铅蓄电池的负极材料是
____________________________________________________。

(2)请依据两极材料和总反应，写出放电时正极反应是
___________________________。

(3)请依据总反应式和正极反应式，写出放电时负极反应是
________________________。

(4)放电时，电解质溶液中阴离子移向______极；电流方向从______极流向______极。

(5)放电时，电解质溶液的酸性_________(填“增强”、“减弱”或“不变”)。

(6)充电时PbO2极发生_________反应，电极反应式
___________________________；Pb极发生___________反应，电极反应式
______________________________________。

11. 据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍，可连续使用一个月才充电一次。

假定放电过程中，甲醇完全氧化产生二氧化碳被充分吸收生成CO2－3。

(1)该电池反应的离子方程式为
_______________________________________。

(2)甲醇在________极发生反应(填“正”或“负”)，电池中放电过程中溶液pH将_____(填“下降”、“上升”或“不变”)；若有16克甲醇蒸气被完全氧化产生电能，并利用该过程中释放的电能电解足量的硫酸铜溶液，假设能量利用率为80%，则将产生状况下氧气________L。

(3)最近，又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池，其效率更高。

一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸气。

其中固体电解质是掺杂了Y2O3的
ZrO2固体，它在高温下能传导O2－离子(其中氧化反应发生完全)。

以丁烷代表汽油。

该电池的正极反应式为
____________________________________________________________________ ____。

(4)放电时固体电解质里的O2－离子的移动方向是向______极移动(填“正”或“负”)。

12．(2014·高三第一学期期中)铝电池性能优越，Al­AgO电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。

该电池反应的化学方程式为：2Al＋3AgO＋
2NaOH===2NaAlO2＋3Ag＋H2O，则下列说法正确的是( )
A．该隔膜是阳离子交换膜
B．当电极上析出1.08 g Ag时，电路中转移的电子为0.01 mol
C．Al电极的反应式为：Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O
D．正极的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
13．(2014·如东第一次学情)“电化学”与人类生产和生活密不可分。

(1)肼(N2H4)—空气燃料电池是一种环境友好型碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为________________________。

(2)熔融状态下，Na和FeCl2能组成可充电电池(装置示意图如下)，反应原
理为：Fe＋2NaCl充电
放电2Na＋FeCl2，放电时，电池的正极反应式为________________________；充电时，________(写物质名称)电极接电源的负极；该电池的电解质为
____________________________________________________________________ ____。

(3)人工肾脏可用电化学方法除去代谢产物中的尿素[CO(NH2)2]，原理如图。

①阳极反应生成的氯气将尿素氧化而得以除去，试写出该反应的化学方程式________________。

②电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将________(填增大、减小或不变)；若两极共收集到气体13.44 L(状况)，则除去的尿素为________ g(忽略气体的溶解)。

答案
1．选A ②原电池负极发生氧化反应；③不能实现；④碳棒可以作原电池的正极。

2．选A A项，锂比较活泼，为负极，钢板为正极，钢板上发生还原反应，正确；B项，电子从负极流出，经导线流向正极，错误；C项，阴离子应向负极移动，错误；D项，H2O为弱电解质，不能拆，错误。

3．选B A项，电池工作时，阳离子锂离子向正极移动，正确；B项，负极材料锂与水反应，不可用水溶液代替有机电解质，错误；C项，电池总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，正确；D项，由电池反应知，该装置不仅可提供
电能，还可得到清洁的氢气，正确。

4．选C 在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。

电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

正极得到电子，发生还原反应。

根据总反应式可知，锌是还原剂失去电子，氧化银是氧化剂，得到电子，所以锌是负极，氧化银是正极，只有选项C是错误的。

5．选B A项，该装置为原电池装置，实现了将化学能转化为电能；B项，根据电子的流向，判断出b为正极，催化剂b表面O2发生还原反应，O2＋4H＋
＋4e－===2H2O，其附近酸性减弱；C项，催化剂a为负极，表面发生氧化反应：SO2＋2H2O－2e－===SO2－4＋4H＋。

6．选AB 放电时，内电路电流从负极流回正极形成闭合回路，A项错误。

放电时，负极反应为：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，OH－减少，pH减小，B项错误。

7．选D A、MnO2的作用是氧化剂，错误；B、Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，H2SO4被消耗，浓度减小，错误；C、粗铜含杂质，溶解的铜小于析出的铜，Cu2＋浓度减小；D、负极Zn失电子发生氧化反应，做还原剂；正极Ag2O——Ag 发生还原反应，Ag2O是氧化剂，正确。

8．选C A项，氧气应从c处通入，Y为正极，反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，错误；B项，电池在放电过程中，二甲醚应从b处加入，电极X上发生的反应为(CH3)2O－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋，电极X周围溶液的pH减小，错误；D项，O2没有指明状态，错误。

9．解析：(1)由铝—空气—海水电池靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流可知，铝为负极，电极反应式为4Al－12e－===4Al3＋，正极为石墨等惰性电极，反应为3O2＋6H2O＋12e－===12OH－。

(2)本题中的电池是一种新型高能电池，电解质是熔融物，而不是电解质溶液，但有自由移动的离子CO2－3存在。

原电池的反应原理实质是氧化还原反应中的电子转移，燃料电池总反应实质是一个燃烧反应。

故阳极(即负极)CO失去电子，而阴极(即正极)应为O2得到电子，再与阴极助燃气CO2结合生成电解质阴离子CO2－3。

答案：(1)铝4Al－12e－===4Al3＋石墨等惰性电极
3O2＋6H2O＋12e－===12OH－
(2)O2＋2CO2＋4e－===2CO2－32CO＋O2===2CO2
10．解析：此题考查几种常见电池的工作原理，结合各电极反应式及其总反应式解答。

依据原电池的反应原理、铅蓄电池的工作原理及其总反应式可得答案。

答案：(1)铅(Pb) (2)PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2O (3)Pb ＋SO2－4－2e－===PbSO4(4)负氧化铅(PbO2) 铅(Pb) (5)减弱(6)氧化
PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO2－4还原PbSO4＋ 2e－===Pb ＋SO2－4
11．解析：(1)该电池的总反应式可由下列二式合并得到：2CH3OH＋
3O2―→2CO2＋4H2O，CO2＋2OH－===CO2－3＋H2O。

(2)燃料电池中可燃物被氧化作负极，根据得失电子守恒建立关系式：
2CH3OH～ 3O2
64 g 67.2 L
16 g×80%x解得x＝13.44 L
答案：(1)2CH3OH＋3O2＋4OH－―→2CO2－3＋6H2O
(2)负下降13.44 L (3)O2＋4e－===2O2－(4)负
12．选C 由总反应式知：Al电极为负极，发生氧化反应：Al－3e－＋4OH
－===AlO－
2＋2H2O，C项正确；AgO/Ag为正极，AgO在正极发生还原反应：AgO＋H2O＋2e－===Ag＋2OH－，D 项错误；每生成1.08 g Ag，即0.01 mol Ag，转移0.02 mol电子，B项错误；隔膜允许阴离子通过，是阴离子交换膜，A项错误。

13．解析：(1)燃料电池，燃料在负极反应，N2H4－4e－―→N2，由碱性溶液及电荷守恒，前补OH－后生成H2O。

(2)放电时，钠作负极，发生氧化反应，正极发生还原反应：Fe2＋＋2e－===Fe。

放电时的负极(氧化反应)是充电时的阴极(还原反应)，充电时钠接电源负极。

(3)①Cl2与CO(NH2)2反应，产物有N2、CO2、HCl，根据氧原子守恒，反应物还有H2O，根据氢原子守恒配氯原子。

答案：(1)N2H4－4e－＋ 4OH－===N2＋4H2O
(2)Fe2＋＋2e－===Fe Na β­Al2O3(3)①CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl
②不变7.2。