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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)22 原電池及其應(yīng)用檢測與評估 一、 單項(xiàng)選擇題 1. (xx北京卷)下列設(shè)備工作時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的是 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A B C D 硅太陽能電池 鋰離子電池 太陽能集熱器 燃?xì)庠? 2. 某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)如右圖裝置。下列敘述不正確的是 (　　) A. a和b不連接時(shí)，鐵片上會(huì)有金屬銅析出 B. a和b用導(dǎo)線連接時(shí)，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e-Cu C. 無論a和b是否連接，鐵片均會(huì)溶解，溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色 D. a和b分別連接直流電源正、負(fù)極，電壓足夠大時(shí)，Cu2+向銅電極移動(dòng) 3. 如圖為一原電池的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法中不正確的是(　　) A. 原電池工作時(shí)的總反應(yīng)為Zn+Cu2+Zn2++Cu B. 原電池工作時(shí)，Zn電極流出電子，發(fā)生氧化反應(yīng) C. 如將Cu電極改為Fe電極，CuSO4溶液改為FeSO4溶液，則Zn電極依然作負(fù)極 D. 鹽橋中裝有瓊脂—飽和氯化鉀溶液，則鹽橋中的K+移向ZnSO4溶液 4. 如圖裝置中，小試管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有pH=4久置的雨水和生鐵片。實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到:開始時(shí)導(dǎo)管內(nèi)液面下降，一段時(shí)間后導(dǎo)管內(nèi)液面回升，略高于小試管內(nèi)液面。下列說法正確的是 (　　) A. 生鐵片中的碳是原電池的陽極，發(fā)生還原反應(yīng) B. 雨水酸性較強(qiáng)，生鐵片僅發(fā)生析氫腐蝕 C. 墨水回升時(shí)，碳電極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e-4OH- D. 具支試管中溶液pH逐漸減小 5. (xx海南卷)Mg-AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池反應(yīng)方程式為2AgCl+MgMg2++2Ag+2Cl-。有關(guān)該電池的說法正確的是 (　　) A. Mg為電池的正極 B. 負(fù)極反應(yīng)為AgCl+e-Ag+Cl- C. 不能被KCl 溶液激活 D. 可用于海上應(yīng)急照明供電 6. (xx新課標(biāo)全國卷)“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如下圖所示，電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯(cuò)誤的是(　　) A. 電池反應(yīng)中有NaCl生成 B. 電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價(jià)鋁離子 C. 正極反應(yīng)為NiCl2+2e-Ni+2Cl- D. 鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng) 7. 燃料電池是利用燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧氣反應(yīng)從而將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。下列關(guān)于甲烷燃料電池(NaOH溶液作電解質(zhì))的說法正確的是 (　　) A. 負(fù)極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH- B. 負(fù)極反應(yīng)為CH4+10OH--8e-C+7H2O C. 放電時(shí)溶液中的陰離子向正極移動(dòng) D. 隨著放電的進(jìn)行，溶液的pH不發(fā)生改變 8. 市場上經(jīng)常見到的標(biāo)記為Li-ion的電池。它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料(碳作為金屬鋰的載體)，電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li+的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)式為 Li+2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2，下列說法正確的是 (　　) A. 放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式:Li-e-Li+　 B. 充電時(shí)，LNiO2發(fā)生氧化反應(yīng) C. 該電池既能用酸溶液又能用堿溶液作電解質(zhì)溶液 D. 放電過程中Li+向負(fù)極移動(dòng) 二、 非選擇題 9. (1) 甲醇和氧氣完全燃燒的反應(yīng)可以設(shè)計(jì)為燃料電池，裝置如右圖，該電池通過K2CO3溶液吸收反應(yīng)生成的CO2。則負(fù)極的電極反應(yīng)為　　　　　　　　　　　　　　　。 (2) 環(huán)境友好型鋁-碘電池已研制成功，已知電池總反應(yīng)為2Al(s)+3I2(s) 2AlI3(s)。含I-傳導(dǎo)有機(jī)晶體合成物作為電解質(zhì)， 該電池負(fù)極的電極反應(yīng)為　　　　　　　　　　　　，充電時(shí)Al連接電源的　　　　極。 (3) 在電化學(xué)中，常用碳作電極: ①在酸性鋅錳干電池中，碳棒作　　　　　極。 ②若用碳棒和鐵棒作電極電解飽和食鹽水生產(chǎn)燒堿時(shí)，碳棒作　　　　極，反應(yīng)的離子方程式為　 。 10. (1) 已知甲烷燃料電池的工作原理如右圖所示。該電池工作時(shí)，a口放出的物質(zhì)為　　　　，該電池正極的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　，工作一段時(shí)間后，當(dāng)3.2 g甲烷完全反應(yīng)生成CO2時(shí)，有　　　　mol 電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。 (2) 潮濕環(huán)境中，鍍錫銅即使錫層破損也能防止形成銅綠，請結(jié)合有關(guān)的原理解釋其原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3) 直接供氨式燃料電池是以NaOH溶液為電解質(zhì)的。電池反應(yīng)為4NH3+3O22N2+6H2O，則負(fù)極電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　。 11. 甲醇是一種可再生燃料，它的沸點(diǎn)為64.7 ℃。有科學(xué)家提出:把含有過量CO2的空氣吹入碳酸鉀溶液中，然后再把CO2從溶液中提取出來，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后得到甲醇，其構(gòu)想流程如下: 試回答下列問題: (1) 寫出吸收池中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2) 在2105Pa、300 ℃合成塔中，若有440 g CO2與H2恰好完全反應(yīng)生成甲醇和水，放出495 kJ的熱量，試寫出合成塔中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　。 (3) 甲醇的一個(gè)重要作用是可以制燃料電池，常用KOH作電解質(zhì)溶液，負(fù)極的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 12. (xx安徽卷)某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕類型的影響因素，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞(如圖1)。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時(shí)測量容器中的壓強(qiáng)變化。 (1) 請完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格): 編號 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 碳粉/g 鐵粉/g 醋酸/% ① 為以下實(shí)驗(yàn)作參照 0.5 2.0 90.0 ② 醋酸濃度的影響 0.5 36.0 ③ 0.2 2.0 90.0 (2) 編號①實(shí)驗(yàn)測得容器中壓強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖2。t2時(shí)，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始壓強(qiáng)，其原因是鐵發(fā)生了　　　　腐蝕，請?jiān)趫D3中用箭頭標(biāo)出發(fā)生該腐蝕時(shí)電子流動(dòng)方向;此時(shí)，碳粉表面發(fā)生了　　　　(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，其電極反應(yīng)式是　　　　　　　　　　　。 　　　　　　　　　　 圖1 圖2 圖3 (3) 該小組對圖2中0t1時(shí)壓強(qiáng)變大的原因提出了如下假設(shè)，請你完成假設(shè)二: 假設(shè)一:發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生了氣體; 假設(shè)二:　　　　　　　　　　　　。 (4) 為驗(yàn)證假設(shè)一，某同學(xué)設(shè)計(jì)了檢驗(yàn)收集的氣體中是否含有H2的方案。請你再設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證假設(shè)一，寫出實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)論: 　。 課時(shí)22　原電池及其應(yīng)用 1. D　【解析】　硅太陽能電池將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能,A項(xiàng)錯(cuò)誤;鋰離子電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,B項(xiàng)錯(cuò)誤;太陽能集熱器將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能,C項(xiàng)錯(cuò)誤;燃?xì)庠顚⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,D項(xiàng)正確。 2. D　【解析】　A項(xiàng)發(fā)生置換反應(yīng),正確;B項(xiàng)形成原電池,銅片作正極,溶液中Cu2+先放電,正確;鐵片作負(fù)極失去電子形成Fe2+,溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色,所以C項(xiàng)正確;D項(xiàng)a和b分別連接直流電源正、負(fù)極,a作陽極,銅片失去電子形成為Cu2+,Cu2+向鐵電極移動(dòng),錯(cuò)誤。 3. D　【解析】　鹽橋中的K+向正極區(qū)溶液移動(dòng)。 4. C　【解析】　生鐵片中的碳是原電池的正極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;雨水酸性較強(qiáng),開始時(shí)鐵片發(fā)生化學(xué)腐蝕和析氫腐蝕,產(chǎn)生氫氣,導(dǎo)管內(nèi)液面下降,一段時(shí)間后鐵片發(fā)生吸氧腐蝕,吸收氧氣,導(dǎo)管內(nèi)液面回升,B項(xiàng)錯(cuò)誤;墨水回升時(shí),鐵片發(fā)生吸氧腐蝕,碳極為正極,電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-,C項(xiàng)正確;鐵片無論是發(fā)生析氫腐蝕還是吸氧腐蝕,具支試管內(nèi)溶液pH均增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5. D　【解析】　 根據(jù)電池反應(yīng)方程式:2AgCl+MgMg2++2Ag+2Cl-可知設(shè)計(jì)成原電池時(shí)Mg為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),故A項(xiàng)、B項(xiàng)錯(cuò)誤;可用KCl溶液激活是指電解質(zhì)溶液可用KCl 溶液代替,C項(xiàng)錯(cuò)誤。 6. B　【解析】　結(jié)合蓄電池裝置圖,利用原電池原理分析相關(guān)問題。A項(xiàng),負(fù)極反應(yīng)為Na-e-Na+,正極反應(yīng)為NiCl2+2e-Ni+2Cl-,故電池反應(yīng)中有NaCl生成;B項(xiàng),電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原二價(jià)鎳離子;C項(xiàng),正極上NiCl2發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為NiCl2+2e-Ni+2Cl-;D項(xiàng),鈉在負(fù)極失電子,被氧化生成Na+,Na+通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng)。 7. B　【解析】　這題是對原電池基本概念的考查。負(fù)極應(yīng)該是失去電子的,所以A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;放電時(shí),陰離子移向負(fù)極,C項(xiàng)錯(cuò)誤;隨著放電的進(jìn)行,溶液中的OH-不斷被消耗,溶液pH將會(huì)變小。 8. A　【解析】　放電時(shí)負(fù)極鋰失去電子;充電時(shí)Li0.85NiO2既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng);該電池只能用傳導(dǎo)Li+的高分子材料作電解質(zhì)溶液;放電過程中Li+向正極移動(dòng)。 9. (1) CH3OH-6e-+7C+2H2O8HC (2) Al-3e-+3I-AlI3　負(fù)極 (3) ①正?、陉枴?Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 10. (1) CO2　O2+4e-+4H+2H2O　1.6 (2) 潮濕環(huán)境中,Sn與Cu構(gòu)成原電池,Sn作為負(fù)極,保護(hù)正極Cu不被氧化 (3)2NH3+6OH--6e-N2+6H2O 11. (1) K2CO3+CO2+H2O2KHCO3 (2) CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5 kJmol-1 (3) CH3OH+8OH--6e-C+6H2O 【解析】　(2) 440 g CO2為10 mol,放熱495 kJ,1 mol CO2為44 g,放熱為49.5 kJ。 12. (1) ② 2.0 ③ 碳粉質(zhì)量的影響 (2) 吸氧 還原　O2+2H2O+4e-4OH- (3) 反應(yīng)放熱使錐形瓶內(nèi)溫度升高 (4) ①將錐形瓶中反應(yīng)后的溶液過濾,②向?yàn)V液中滴加幾滴KSCN溶液,再滴入幾滴新制氯水,若加KSCN溶液不變紅,滴入氯水后溶液變紅,則證明假設(shè)一正確,若加KSCN溶液不變紅,滴入氯水后溶液也不變紅,則證明假設(shè)一錯(cuò)誤 【解析】　(1) 分析①③可知,其他條件沒變,就碳粉的質(zhì)量發(fā)生了變化,所以本實(shí)驗(yàn)是為了探究碳粉質(zhì)量的影響;(2) 鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕,壓強(qiáng)會(huì)增大,若發(fā)生吸氧腐蝕,壓強(qiáng)會(huì)減小;t2時(shí),容器中壓強(qiáng)明顯小于起始壓強(qiáng),因而發(fā)生吸氧腐蝕,此時(shí)碳上的反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-,鋼鐵發(fā)生腐蝕時(shí),鐵是負(fù)極,碳是正極,電子由負(fù)極流向正極;(3) 因?yàn)樵撊萜魇呛闳萑萜?因而壓強(qiáng)增大的原因有兩個(gè),一是氣體的量增大,二是溫度升高;(4) 檢驗(yàn)方案一,除了可以檢驗(yàn)H2以外,還可以檢驗(yàn)Fe2+。