1、19-1 原电池 化学电源板块三 限时规范特训时间：45 分钟 满分：100 分一、选择题(每题 8 分，共 72 分)1下列电池工作时，O 2在正极放电的是( )A.锌锰电池 B.氢燃料电池 C.铅蓄电池 D.镍镉电池答案 B解析 氢燃料电池中，负极上 H2放电，正极上 O2放电，A、C、D 中均不存在 O2放电，故选 B。2按如图所示进行实验，下列说法不正确的是( )A装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生B装置甲、乙中的能量变化均为化学能转化为电能C装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转D装置乙中负极的电极反应式：Zn2e =Zn2答案 B解析 甲中
2、发生的反应为 ZnH 2SO4=ZnSO4H 2，锌片表面产生气泡；乙中铜、锌接触放入稀硫酸中形成原电池，Cu 作正极，电极反应式为 2H 2e =H2，铜片表面产生气泡，A 正确。乙中化学能转化为电能，但甲中未形成原电池，无化学能与电能的转化，B错误。乙中锌、铜之间用导线连接电流计，形成原电池，Zn 作负极，Cu 作正极，导线中有电流产生，电流计指针发生偏转，C 正确。乙中 Zn 作负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn2e =Zn2 ，D 正确。3如图所示是一个水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是( )2Aa 为电池的正极B电池充电反应为 LiMn2O4=Li1 xMn2O4 xLiC放电
3、时，a 极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中 Li 从 b 向 a 迁移答案 C解析 由图可知，b 极(Li 电极)为负极，a 极为正极，放电时，Li 从负极(b)向正极(a)迁移，A、D 正确；该电池放电时，负极： xLi xe =xLi ，正极：Li1 xMn2O4 xLi xe =LiMn2O4，a 极 Mn 元素的化合价发生变化，C 错误；由放电反应可得充电时的反应，B 正确。4工业上常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各种性质的不锈钢，在如图装置中，观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无色气泡，而图 2 装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体，则下列叙述正确的是( )A图
4、 1 为原电池装置，Cu 电极上产生的是 O2B图 2 装置中 Cu 电极上发生的电极反应式为 Cu2e =Cu2C由实验现象可知：金属活动性 CuCrD两个装置中，电子均由 Cr 电极流向 Cu 电极答案 B解析 图 1 为原电池装置，铜为正极，氢离子得电子生成氢气；图 2 装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体，说明铜为负极，铬电极为正极，负极发生Cu2e =Cu2 ；由图 1 根据原电池原理知金属铬的活动性比铜强；图 1 中，电子由 Cr 经导线流向 Cu，图 2 中电子由 Cu 极经导线流向 Cr。5通过 NO 传感器可监测汽车排放的尾气中 NO 含量，其工作原理如图所示，
5、下列说法正确的是( )3AO 2 向正极移动B负极的电极反应式为 NO2e O 2 =NO2CO 2的电极反应产物是 H2OD反应消耗的 NO 与 O2的物质的量之比为 12答案 B解析 根据工作原理图知，Pt 电极上氧气得电子发生还原反应，作正极，NiO 电极上NO 失电子发生氧化反应，则 NiO 为负极；正极上电极反应式为 O24e =2O2 ，负极上电极反应式为 NO2e O 2 =NO2。由图可知 O2 移向 NiO 电极，即向负极移动，故 A 错误；NiO 电极上 NO 失电子和 O2 反应生成二氧化氮，所以电极反应式为 NOO 2 2e =NO2，故 B 正确；正极上电极反应式为
6、O24e =2O2 ，故 C 错误；反应消耗的 NO 与 O2的物质的量之比为 21，故 D 错误。6据报道，以硼氢化合物 NaBH4(B 元素的化合价为3 价)和 H2O2作原料的燃料电池，其负极材料采用 Pt/C，正极材料采用 MnO2，可用作空军通信卫星电源，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )A该电池的负极反应为 BH 8OH 8e =BO 6H 2O 4 2B电池放电时 Na 从 b 极区移向 a 极区C每消耗 3 mol H2O2，转移的电子为 3 molD电极 a 采用 MnO2作电极材料答案 A解析 电池总反应为 BH 4H 2O2=BO 6H 2O，正极反应为 H2O2
7、2e =2OH ，总反 4 2应减去正极反应即可得到负极反应，A 正确；在电池中电极 a 为负极，电极 b 为正极，在电池放电过程中阳离子向正极移动，B 错误；通过正极反应方程式可知，每消耗 3 mol H2O2转4移电子 6 mol，C 错误；电极 a 作负极，电极 b 作正极，正极用 MnO2作电极，D 错误。7人工光合系统装置(如图)可实现以 CO2和 H2O 合成 CH4。下列说法不正确的是( )A该装置为原电池，且铜为正极B电池工作时，H 向 Cu 电极移动CGaN 电极表面的电极反应式为 2H2O4e =O24H D反应 CO22H 2O CH42O 2中每消耗 1 mol CO2
8、转移 4 mol e= = = = =光 照 答案 D解析 该装置中，根据电子流向知，GaN 是负极、Cu 是正极，负极反应式为2H2O4e =4H O 2，正极反应式为 CO28e 8H =CH42H 2O，电解质溶液中阳离子向正极移动，据此分析可知：铜为原电池正极，A 正确；电池工作时，H 向正极，即铜电极移动，B 正确；负极表面发生氧化反应，电极反应式为 2H2O4e =O24H ，C 正确；反应CO22H 2O CH42O 2中每消耗 1 mol CO2，生成 2 mol O2，转移 8 mol = = = = =光 照 e ，D 错误。8NO 2、O 2和熔融 KNO3可制作燃料电池
9、，其原理如图所示，该电池在放电过程中石墨电极上生成氧化物 Y，Y 可循环使用。下列说法正确的是( )A放电时，NO 向石墨电极迁移 3B石墨附近发生的反应为 NOO 2e =NO 3C电池总反应式为 4NO2O 2=2N2O5D当外电路通过 4 mol e ，负极上共产生 2 mol N2O55答案 C解析 以 NO2、O 2和熔融 KNO3制作的燃料电池，在使用过程中，O 2通入石墨电极，则石墨电极为原电池的正极，石墨电极为原电池的负极，NO 2被氧化，N 元素化合价升高，故生成的氧化物 Y 为 N2O5。放电时，NO 向负极移动，即向石墨电极迁移，A 错误；由装 3置图可知，O 2和 N2
10、O5(Y)在石墨电极上发生还原反应，电极反应式为O22N 2O54e =4NO ，B 错误；电池的负极反应式为 4NO24NO 4e =4N2O5，故电 3 3池总反应式为 4NO2O 2=2N2O5，C 正确；当外电路中通过 4 mol e 时，负极上产生 4 mol N2O5，D 错误。9某原电池装置如图所示，电池总反应为 2AgCl 2=2AgCl。下列说法正确的是( )A正极反应为 AgCle =AgCl B放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C若用 NaCl 溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D当电路中转移 0.01 mol e 时，交换膜左侧溶液中约减少 0.02 mol 离
11、子答案 D解析 正极反应式为 Cl22e =2Cl ，A 错误；负极上电极反应Age Cl =AgCl，所以交换膜左侧负极上产生大量白色沉淀，B 错误；用 NaCl 代替HCl，正、负极电极反应式都不变，故电池总反应也不变，C 错误；当电路中转移 0.01 mol e 时，左侧产生 0.01 mol Ag ，会消耗 0.01 mol Cl ，同时 H 通过交换膜转移到右侧的为 0.01 mol，故左侧共减少 0.02 mol，D 正确。二、非选择题(共 28 分)10(12 分)(1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_(填字母，下同)。aC
12、(s)H 2O(g)=CO(g)H 2(g) H0b2H 2(g)O 2(g)=2H2O(l) H0cNaOH(aq)HCl(aq)= =NaCl(aq)H 2O(l) H0若以 KOH 溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应为_。(2)CO 与 H2反应还可制备 CH3OH，CH 3OH 可作为燃料使用，用 CH3OH 和 O2组成的质子交6换膜燃料电池的结构示意图如下：电池总反应为 2CH3OH3O 2=2CO24H 2O，则 c 电极是_(填“正极”或“负极”)，c 电极的反应方程式为_。若线路中转移 2 mol 电子，则上述 CH3OH 燃料电池，消耗的 O2在
13、标况下的体积为_L。答案 (1)b O 24e 2H 2O=4OH(2)负极 CH 3OH6e H 2O=CO26H 11.2解析 (1)根据题中信息，设计成原电池的反应通常是放热反应，排除 a，根据已学知识，原电池反应必是自发进行的氧化还原反应，排除 c。原电池正极发生还原反应，由于是碱性介质，则电极反应中不应出现 H ，故正极的电极反应为 O24e 2H 2O=4OH 。(2)根据图中的电子流向知 c 是负极，是甲醇发生氧化反应：CH3OH6e H 2O=CO26H ，线路中转移 2 mol 电子时消耗氧气 0.5 mol，标况下体积为11.2 L。11(16 分)(1)以 Al 和 Ni
14、OOH 为电极，NaOH 溶液为电解液，可以组成一种新型电池，放电时 NiOOH 转化为 Ni(OH)2。该电池的负极反应式为_ _，电池总反应的化学方程式为_ _。(2)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。该电池的总反应为 3Zn2K 2FeO48H 2O 3Zn(OH)22Fe(OH) 34KOH。 放 电 充 电放电时负极反应为_ _，正极反应为_ _。放电时电子由_极流向_极。放电时 1 mol K2FeO4发生反应，转移电子数是_。答案 (1)Al4OH 3e =AlO 2H 2O 2Al3NiOOHNaOHH 2O=NaAlO23Ni
15、(OH) 2(2)Zn2e 2OH =Zn(OH)272FeO 6e 8H 2O=2Fe(OH)310OH 24负 正1.80610 24解析 (1)放电时 Al 失电子，生成的 Al3 与 NaOH 溶液反应生成 AlO 。放电时， 2NiOOH 转化为 Ni(OH)2，故电池的总反应式为 Al3NiOOHNaOHH 2O=NaAlO23Ni(OH) 2(2)放电时锌在负极发生氧化反应，因为电解质是碱，故负极反应是Zn2e 2OH =Zn(OH)2，正极反应为 2FeO 6e 8H 2O=2Fe(OH)310OH 。电子由24负极流出，通过外电路流向正极，每 1 mol K2FeO4发生反应，转移电子是 3 mol，数目是1.8061024。
