高考化学总复习专题原电池练习

原电池

考点1 原电池

1.[2018陕西部分学校摸底检测]常温下,将除去表面氧化膜的Al片、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1),测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示。反应过程中有红棕色气体产生。下列说法错误的是( )

A.t1时刻前,Al片上的电极反应为2Al-6e-+3H2O Al2O3+6H+

B.t1时,因Al在浓硝酸中钝化,氧化膜阻碍了Al继续反应

C.t1时刻后,负极Cu失电子,电流方向发生改变

D.烧杯中发生反应的离子方程式为2NO2+2OH-2N O3-+H2O

2.[2015天津理综,4,6分]锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是( )

A.铜电极上发生氧化反应

B.电池工作一段时间后,甲池的c(S O42-)减小

C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加

D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡

3.[2014新课标全国卷Ⅱ,12,6分]2013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LiMn2O4Li1-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

考点2 常见的化学电源

4.两种锌锰电池的构造如图所示。与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池的优点及其理由

是。

5.[2018湖北荆州第一次质检]硼化钒(VB2)-空气电池是目前储电能力最高的电池,电池装置如图所示,该电池工作时反应式为4VB2+11O24B2O3+2V2O5。下列说法不正确的是( )

A.电极a 为电池正极

B.图中选择透过性膜为阴离子透过性膜

C.电池工作过程中,电极a附近区域pH减小

D.VB2极发生的电极反应为2VB2+22OH--22e-V2O5+2B2O3+11H2O

6.[2017合肥三模]我国科研人员以Zn和尖晶石型锰酸锌(ZnMn2O4)为电极材料,研制出一种

水系锌离子电池。该电池的总反应式:x Zn +Zn1-x Mn2O4ZnMn2O4。下列说法正确的是()

A.充电时,Zn2+向ZnMn2O4电极迁移

B.充电时,阳极反应式:ZnMn2O4 -2x e-Zn1-x Mn2O4+x Zn2+

C.放电时,每转移1 mol e-,ZnMn2O4电极质量增加65 g

D.充电或放电过程中,只有Zn元素的化合价发生变化

7.[2018成都毕业班摸底考试]铅蓄电池是汽车常用的蓄电池,其构造如图所示。下列说法不正确的是( )

A.电池放电时,负极质量减轻

B.电池放电时,c(H+)减小

C.电池充电时总反应为2PbSO4+2H2O Pb+PbO2+2H2SO4

D.铅蓄电池的缺点是笨重、比能量低

8.NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理如图所示。该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y。下列说法正确的是( )

A.若将该电池中的熔融NaNO3换成NaOH溶液,则不可能产生电流

B.电子从石墨Ⅱ电极沿导线流向石墨Ⅰ电极

C.石墨Ⅰ电极的电极反应式为NO2+N O3--e-N2O5

D.NO2只有还原性没有氧化性

9.[2013新课标全国卷Ⅱ,11,6分]“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔

Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是

( )

A.电池反应中有NaCl生成

B.电池的总反应是金属钠还原三价铝离子

C.正极反应为:NiCl2+2e-Ni+2Cl-

D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动

答案

1.D 由题图1、2知,t1时刻前,即Al钝化前,Al片作负极,发生反应2Al-6e-+3H2O Al2O3+ 6H+,A项正确;t1时,因Al在浓硝酸中钝化,氧化膜阻碍了Al继续反应,B项正确;t1时刻后,Cu 片作负极,失电子,电流方向发生改变,C项正确;烧杯中发生反应的离子方程式为2NO2+2OH-N O3-+N O2-+H2O,D项错误。

2.C 锌电极是原电池的负极,发生氧化反应,铜电极是原电池的正极,发生还原反应,A项错误。阳离子交换膜不允许阴离子通过,所以电池工作一段时间后,甲池的c(S O42-)不变,B项错误。乙池中发生的电极反应为Cu2++2e-Cu,溶液中Cu2+逐渐减少,为维持溶液中的电荷平衡,Zn2+会不断移向乙池,使溶液质量增加,C项正确。阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,D项错误。

3.C 锂离子电池中,单质锂作负极,负极反应式是Li-e-Li+,因此题图中含金属锂的b是电池的负极,则a为电池的正极,A项正确。LiMn2O4是锂离子电池的正极材料,充放电过程中,发生LiMn2O4与Li1-x Mn2O4之间的转化。充电时阳极(电池的正极材料)的反应式为LiMn2O4

-x e--x Li+Li1-x Mn2O4;再将阴极(负极材料)的反应式乘以x与正极反应式相加就得到电池充电的总反应,B项正确。放电时,a作电池的正极,Mn化合价发生变化,Li化合价不变,C项错误。放电时,b为电池的负极,a为电池的正极,Li+从负极向正极迁移,D项正确。

4.消耗的负极改装在电池的内部,碱性电池不易发生电解质泄漏;碱性电池使用寿命较长,金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性高(答一条即可)

【解析】锌负极由外壳改装到电池内部,避免了因锌筒的腐蚀而发生电解质泄漏的问题;金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性高,锌由与酸性电解质接触改为与碱性电解质接触,防止电池不工作时锌直接被酸性介质氧化,延长了电池的使用寿命。

5.C 电极a通入空气,则电极a为正极,故A说法正确;电极a的反应式为O2+2H2O+4e-

4OH-,负极反应式为2VB2+22OH--22e-V2O5+2B2O3+11H2O,OH-需要向负极移动,因此选择透过

性膜为阴离子透过性膜,故B、D说法正确;根据以上分析,电极a产生OH-,使其附近区域pH 增大,故C说法错误。

6.B 充电时,ZnMn2O4作阳极,Zn作阴极,Zn2+向阴极(Zn电极)移动,A项错误;充电时,阳极上ZnMn2O4发生氧化反应,转化为Zn1-x Mn2O4,B项正确;放电时,ZnMn2O4电极上发生还原反应:Zn1-x Mn2O4+x Zn2++2x e-ZnMn2O4,故每转移1 mol e-,ZnMn2O4电极质量增加32.5 g,C项错误;充电或放电过程中,Zn、Mn元素的化合价均发生变化,D项错误。

7.A 放电时负极Pb失去电子转化为PbSO4,负极质量增加,A项错误;放电过程中消耗H2SO4,溶液中c(H+)减小,B项正确;电池充电时总反应为2PbSO4+2H2O Pb+PbO2+2H2SO4,C项正确;铅蓄电池的缺点是笨重、比能量低,废弃电池污染环境,D项正确。

8.C NO2能与NaOH溶液发生氧化还原反应,反应过程中有电子转移,故可产生电流,A项错误;根据电池工作示意图可知,石墨Ⅱ电极上O2得电子发生还原反应,为电池正极,石墨Ⅰ电极为电池负极,电子从石墨Ⅰ电极沿导线流向石墨Ⅱ电极,B项错误;石墨Ⅰ电极上,NO2失去电子与N O3-结合转化为N2O5,C项正确;NO2既有氧化性又有还原性,D项错误。

9.B 该电池的总反应为2Na+NiCl22NaCl+Ni,因此有NaCl生成,A项正确;电池总反应为Na还原Ni2+,B项错误;正极为NiCl2发生还原反应:NiCl2+2e-Ni+2Cl-,C项正确;钠离子通过钠离子导体由负极移向正极,D项正确。