原电池化学电源-高考化学一轮复习课时作业

第18讲原电池化学电源

A组基础题组

1.(2017北京昌平二模,6)下列电池工作时能量转化形式与其他三个不同的是( )

2.(2017北京房山期末,16)如图是利用微生物燃料电池处理工业含酚废水的原理示意图,下列说法不正确的是( )

A.该装置可将化学能转化为电能

B.溶液中H+由a极移向b极

C.电极b附近的pH降低

D.电极a附近发生的反应是C6H6O-28e-+11H2O6CO2+28H+

3.(2017北京海淀零模,12)我国科研人员以Zn和ZnMn2O4为电极材料,研制出一种水系锌离子电池。该电

池的总反应为xZn+Zn1-x Mn2O4ZnMn2O4(0

A.ZnMn2O4是负极材料

B.充电时,Zn2+向ZnMn2O4电极迁移

C.充电时,阳极反应:ZnMn2O4-xZn2+-2xe-Zn1-x Mn2O4

D.充、放电过程中,只有Zn元素的化合价发生变化

4.(2018北京海淀期末)下图所示为锌铜原电池。下列叙述中,正确的是( )

A.盐桥的作用是传导离子

B.外电路电子由铜片流向锌片

C.锌片上的电极反应式为Zn2++2e-Zn

D.外电路中有0.2 mol电子通过时,铜片表面增重约3.2 g

5.(2017北京西城期末,8)利用下图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。下列说法中,正确的是( )

A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程

B.电极a表面发生还原反应

C.该装置工作时,H+从b极区向a极区移动

D.该装置中每生成1 mol CO,同时生成1 mol O2

6.(2016北京理综,26)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(N)已成为环境修复研究的热点之一。(1)Fe还原水体中N的反应原理如下图所示。

①作负极的物质是。

②正极的电极反应式是。

(2)将足量铁粉投入水体中,经24小时测定N的去除率和pH,结果如下:

的去除率

pH=4.5时,N的去除率低。其原因是。

(3)实验发现:在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时,补充一定量的Fe2+可以明显提高N的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设:

Ⅰ.Fe2+直接还原N;

Ⅱ.Fe2+破坏FeO(OH)氧化层。

①做对比实验,结果如下图所示。可得到的结论是。

②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4。结合该反应的离子方程式,解释加入Fe2+提高N去除率的原因: 。

(4)其他条件与(2)相同,经1小时测定N的去除率和pH,结果如下:

的去除率

与(2)中数据对比,解释(2)中初始pH不同时,N去除率和铁的最终物质形态不同的原

因: 。

B组提升题组

7.(2017北京丰台二模,11)混合动力汽车(HEV)中使用了镍氢电池,其工作原理如图所示:

其中M为储氢合金,MH为吸附了氢原子的储氢合金,KOH溶液作电解液。关于镍氢电池,下列说法不正确的是( )

A.充电时,阴极附近pH降低

B.电动机工作时溶液中OH-向甲移动

C.放电时正极反应式为NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-

D.电极总反应式为MH+NiOOH M+Ni(OH)2

8.(2018北京朝阳期末)微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品,图1为

其工作原理,图2为废水中Cr2浓度与去除率的关系。下列说法不正确

．．．的是( )

图1

图2

A.M为电源负极,有机物被氧化

B.电池工作时,N极附近溶液pH增大

C.处理1 mol Cr2时有6 mol H+从交换膜左侧向右侧迁移

D.Cr2浓度较大时,可能会造成还原菌失活

9.(2018北京海淀期末)实验小组探究铝片作电极材料时的原电池反应,设计下表中装置进行实验并记录。

【实验1】

(1)实验1中,电解质溶液为盐酸,镁条作原电池的极。

【实验2】

将实验1中的电解质溶液换为NaOH溶液进行实验2。

(2)该小组同学认为,此时原电池的总反应为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,据此推测应该出现的实验现象为。

实验2实际获得的现象如下:

(3)ⅰ中铝条表面放电的物质是溶解在溶液中的O2,则该电极反应式为。

(4)ⅱ中“电流计指针逐渐向零刻度恢复”的原因

是。

【实验3和实验4】

为了排除Mg条的干扰,同学们重新设计装置并进行实验3和实验4,获得的实验现象如下:

(5)根据实验3和实验4可获得的正确推论是(填字母序号)。

A.上述两装置中,开始时铜片表面得电子的物质是O2

B.铜片表面开始产生气泡的时间长短与溶液中溶解氧的多少有关

C.铜片表面产生的气泡为H2

D.由“铝条表面气泡略有减少”能推测H +

在铜片表面得电子

(6)由实验1~实验4可推知,铝片作电极材料时的原电池反应与 等因素有关。

答案精解精析 A 组 基础题组

1.B A 项,锌锰碱性电池可将化学能转化成电能;B 项,硅太阳能电池可将太阳能转化为电能;C 项,氢燃料电池可将化学能转化成电能;D 项,银锌纽扣电池可将化学能转化成电能。

2.C A 项,该装置是原电池,可将化学能转化为电能;B 项,放电时,电解质溶液中阳离子向正极移动,根据电子流向知,a 是负极、b 是正极,所以溶液中H +

由a 极移向b 极;C 项,b 电极上氧气得电子和氢离子反应生成水,导致溶液中氢离子浓度降低,溶液的pH 升高;D 项,电极a 上苯酚失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为C 6H 6O-28e -+11H 2O

6CO 2+28H +

。

3.C A 项,锌失电子发生氧化反应,所以锌是负极材料;B 项,电解池内部阳离子向阴极移动,而可充电电池充电时,阴极是原电池的负极,所以Zn 2+

向锌电极迁移;C 项,电解池中阳极发生氧化反应,所以阳极的电极反应为ZnMn

2O 4-xZn 2+

-2xe

-Zn 1-x Mn 2O 4;D 项,充、放电过程中锌元素与锰元素的化合价均发生变化。

4.A A 项,盐桥的作用是传导离子,形成闭合回路;B 项,锌片作负极,铜片作正极,外电路的电子由锌片流向铜片;C 项,锌片作负极,电极反应式是Zn-2e

-

Zn 2+;D 项,铜片作正极,电极反应式是Cu 2++2e

-

Cu,电

路中通过0.2 mol 电子,正极生成0.1 mol 铜,即铜片表面增重6.4 g 。

5.A A 项,根据图示可知,该过程是将太阳能转化为化学能的过程;B 项,在电极a 表面水转化为氧气,氧元素的化合价升高,发生氧化反应;C 项,a 为负极,b 为正极,H +

从a 极区向b 极区移动;D 项,根据得失电子

守恒可知,该装置中每生成1 mol CO,同时生成mol O 2。 6.答案 (1)①Fe ②N

+8e -+10H

+

N +3H 2O

(2)FeO(OH)不导电,阻碍电子转移 (3)①本实验条件下,Fe 2+

不能直接还原N ;在Fe 和Fe 2+

共同作用下能提高N

去除率

②Fe 2+

+2FeO(OH)

Fe 3O 4+2H +

,Fe 2+

将不导电的FeO(OH)转化为可导电的Fe 3O 4,利于电子转移