梯級演練·強技提能 9.1

1、河北省衡水市景縣梁集中學(xué)2015年度高三復(fù)習(xí)梯級演練·強技提能30【雙基題組】1.各式各樣電池的迅速發(fā)展是化學(xué)對人類的一項重大貢獻。下列有關(guān)電池的敘述正確的是()A.手機上用的鋰離子電池屬于一次電池B.鋅錳干電池中,鋅電極是負極C.氫氧燃料電池工作時氫氣在負極被還原D.太陽能電池的主要材料為二氧化硅2.(2014·西寧模擬)如圖,在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的電極X、Y,外電路中電子流向如圖所示,關(guān)于該裝置的下列說法正確的是()A.外電路的電流方向為X外電路YB.若兩電極分別為鐵和碳棒,則X為碳棒,Y為鐵C.X極上發(fā)生的是還原反應(yīng),Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)D.若兩電極都

2、是金屬,則它們的活動性順序為X>Y3.(2014·臺州模擬)為探究原電池的形成條件和反應(yīng)原理,某同學(xué)設(shè)計了如下實驗,并記錄了實驗現(xiàn)象:向一定濃度的稀硫酸中插入鋅片,看到有氣泡生成;向上述濃度的稀硫酸中插入銅片,沒有氣泡生成;將鋅片與銅片上端接觸并捏住,一起插入上述濃度的稀硫酸中,看到銅片上有氣泡生成,且生成氣泡的速率比實驗中快;在鋅片和銅片中間接上電流計,再將鋅片和銅片插入上述濃度的稀硫酸中,發(fā)現(xiàn)電流計指針偏轉(zhuǎn)。下列關(guān)于以上實驗設(shè)計及現(xiàn)象的分析,不正確的是()A.實驗、說明鋅能與稀硫酸反應(yīng)而銅不能B.實驗說明發(fā)生原電池反應(yīng)時會加快化學(xué)反應(yīng)速率C.實驗說明在該條件下銅可以與稀硫酸

3、反應(yīng)生成氫氣D.實驗、說明該原電池中銅為正極、鋅為負極4.(2014·張家口模擬)有一種一面鍍鋅、一面鍍二氧化錳的超薄紙質(zhì)電池,在使用印刷與壓層技術(shù)后,變成一張可任意裁剪大小的“電紙”,紙內(nèi)的離子“流過”水和氧化鋅組成的電解質(zhì)溶液,電池總反應(yīng)式為Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH。下列說法不正確的是()A.該電池的負極材料為鋅B.該電池反應(yīng)中二氧化錳發(fā)生了還原反應(yīng)C.電池的正極反應(yīng)式為MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-D.當(dāng)有0.1 mol鋅溶解時,流經(jīng)電解質(zhì)溶液的電子數(shù)為1.204×10235.金屬銅不溶于稀硫酸,可溶于鐵鹽溶液生成銅鹽與亞鐵鹽?，F(xiàn)將一

4、定量的銅片加入到100 mL稀硫酸和硫酸鐵的混合液中,銅片完全溶解(不考慮鹽的水解及溶液體積的變化)。(1)寫出銅溶解于上述混合液的離子方程式 。(2)若銅完全溶解時,溶液中的Fe3+、Cu2+、H+三種離子的物質(zhì)的量濃度相等,且測得溶液的pH=1,則溶解銅的質(zhì)量是g,溶液中的c(S)=mol·L-1。(3)若欲在如圖所示的裝置中發(fā)生(1)中的反應(yīng),請判斷圖中的正、負極,并選出適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)作電極,寫出電極反應(yīng)式,填在相應(yīng)的表格中。正、負極判斷電極材料電極反應(yīng)式X極Y極【高考題組】1.(2013·海南高考)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)

5、方程式為2AgCl+Mg=Mg2+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2.(2013·江蘇高考)Mg-H2O2電池可用于驅(qū)動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液,示意圖如下。該電池工作時,下列說法正確的是()A.Mg電極是該電池的正極B.H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C.石墨電極附近溶液的pH增大D.溶液中Cl-向正極移動3.(2013·新課標全國卷)“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示,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

6、瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯誤的是()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4.(2013·安徽高考)熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示,其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后,電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有關(guān)說法正確的是()A.正極反應(yīng)式:Ca+2Cl-2e-=CaCl2B.放電過程中,Li+向負極移動C.每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子,理論上生成2

7、0.7 g PbD.常溫時,在正負極間接上電流表或檢流計,指針不偏轉(zhuǎn)5.(2012·北京高考)人工光合作用能夠借助太陽能,用CO2和H2O制備化學(xué)原料。下圖是通過人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖,下列說法中不正確的是()A.該過程是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程B.催化劑a表面發(fā)生氧化反應(yīng),有O2產(chǎn)生C.催化劑a附近酸性減弱,催化劑b附近酸性增強D.催化劑b表面的反應(yīng)是CO2+2H+2e-=HCOOH【真題拓展】1.(2012·上海高考)如下圖裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Zn+2H+Zn2+H2,下列說法錯誤的是()A.a、b不可能是同種材料的電極B.該裝置可能是電解池,

8、電解質(zhì)溶液為稀鹽酸C.該裝置可能是原電池,電解質(zhì)溶液為稀鹽酸D.該裝置可看作是銅-鋅原電池,電解質(zhì)溶液是稀硫酸2.(2012·四川高考)一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計的酒精檢測儀,負極上的反應(yīng):CH3CH2OH-4e-+H2O=CH3COOH+4H+。下列有關(guān)說法正確的是()A.檢測時,電解質(zhì)溶液中的H+向負極移動B.若有0.4 mol電子轉(zhuǎn)移,則在標準狀況下消耗4.48 L氧氣C.電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2OD.正極上發(fā)生的反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-3.(2011·福建高考)研究人員研制出一種鋰水電池,可作為魚雷和潛艇的儲

9、備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料,以LiOH為電解質(zhì),使用時加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說法中不正確的是()A.水既是氧化劑又是溶劑B.放電時正極上有氫氣生成C.放電時OH-向正極移動D.總反應(yīng)為2Li+2H2O=2LiOH+H24.(1)(2012·海南高考節(jié)選)肼(N2H4)-空氣燃料電池是一種堿性電池,該電池放電時,負極的反應(yīng)式為 。(2)(2012·江蘇高考節(jié)選)鋁電池性能優(yōu)越,Al-AgO電池可用作水下動力電源,其原理如圖所示。該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。答案解析【雙基題組】1.【解析】選B。手機上的電池可以充電,屬于二次電池;鋅錳干

10、電池中鋅失去電子生成Zn2+,故作為負極;氫氧燃料電池工作時氫氣在負極被氧化;太陽能電池的主要材料為硅。故A、C、D項錯誤,B項正確。2.【解析】選D。外電路電子流向為X外電路Y,電流方向與其相反,A項錯誤;X極失電子,作負極,X極發(fā)生的是氧化反應(yīng),Y極發(fā)生的是還原反應(yīng),C項錯誤;若兩電極分別為鐵和碳棒,則Y為碳棒,X為鐵,B項錯誤?！痉椒记伞吭姵卦淼膽?yīng)用應(yīng)用一:比較金屬的活動性強弱原電池中,一般活動性強的金屬作負極,而活動性弱的金屬(或非金屬)作正極。如有兩種金屬A和B,用導(dǎo)線將A和B連接后,插入到稀硫酸中,一段時間后,若觀察到A極溶解,而B極上有氣體放出,則說明A作負極,B作正極,則

11、可以斷定金屬活動性A>B。應(yīng)用二:加快化學(xué)反應(yīng)速率由于形成了原電池,導(dǎo)致反應(yīng)速率加快。如Zn與稀硫酸反應(yīng)制氫氣時,可向溶液中滴加少量CuSO4溶液,形成Cu-Zn原電池,加快反應(yīng)進行。應(yīng)用三:用于金屬的防護使需要保護的金屬制品作原電池正極而受到保護。例如要保護一個鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁,可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連,使鋅作原電池的負極。3.【解析】選C。中看到銅片上有氣泡生成,實質(zhì)上是Zn失去的電子傳到了銅片上,由H+得到電子生成了H2,而銅并沒有參加反應(yīng)。4.【解析】選D。鋅為活潑金屬,失去電子作負極,A項正確;二氧化錳得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),B項正確;因電池的負極反應(yīng)式為Zn+2OH

12、-2e-=ZnO+H2O,用總反應(yīng)式減去負極反應(yīng)式得出正極反應(yīng)式為MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-,C項正確;電子只能經(jīng)外電路流動,而不能在電解質(zhì)溶液中流動,電解質(zhì)溶液中應(yīng)為陰、陽離子的定向移動,D項錯誤。【加固訓(xùn)練】某航空站安裝了一臺燃料電池,該電池可同時提供電和水蒸氣。所用燃料為氫氣,電解質(zhì)為熔融的碳酸鉀。已知該電池的總反應(yīng)為2H2+O2=2H2O,正極反應(yīng)為O2+2CO2+4e-=2C,則下列推斷正確的是()A.負極反應(yīng)為H2+2OH-2e-=2H2OB.該電池可在常溫或高溫時進行工作,對環(huán)境具有較強的適應(yīng)性C.該電池供應(yīng)2 mol水蒸氣,同時轉(zhuǎn)移2 mol電子D.放電時負極有

13、CO2生成【解析】選D。由總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式得到負極反應(yīng)式:2H2+2C-4e-=2H2O+2CO2,則可判斷負極有CO2生成,A錯誤,D正確。該電池使用的電解質(zhì)是熔融的碳酸鉀,在常溫下無法工作,B錯誤。該電池供應(yīng)2 mol水蒸氣時,轉(zhuǎn)移4 mol電子,故C錯誤。5.【解析】(1)Cu與Fe2(SO4)3反應(yīng)生成CuSO4和FeSO4,可知離子方程式為Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+。(2)溶液中的Fe3+、Cu2+、H+三種離子的物質(zhì)的量濃度相等,且測得溶液的pH=1,故c(H+)=c(Cu2+)=0.1 mol·L-1,故n(Cu2+)=0.1 mol·L-1&

14、#215;0.1 L=0.01 mol,溶解銅的質(zhì)量為0.01 mol×64 g·mol-1=0.64 g;反應(yīng)后溶液中的陽離子為Fe3+、Fe2+、Cu2+、H+,而Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+,可見Fe2+的物質(zhì)的量濃度為Cu2+的兩倍,依據(jù)溶液中的電荷守恒規(guī)律,故0.1 mol·L-1×3+0.2 mol·L-1×2+0.1 mol·L-1×2+0.1 mol·L-1×1=c(S)×2,解得c(S)=0.5 mol·L-1。答案:(1)Cu+2Fe3+=Cu2+

15、2Fe2+(2)0.640.5(3)正、負極判斷電極材料電極反應(yīng)式X極負極銅Cu-2e-=Cu2+Y極正極碳2Fe3+2e-=2Fe2+【高考題組】1.【解析】選D。Mg失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),是電池的負極,A項錯誤;負極反應(yīng)為Mg-2e-=Mg2+,B項錯誤;Mg-AgCl電池能夠被海水激活,改用KCl作電解質(zhì)溶液也能夠激活該電池,C項錯誤;Mg-AgCl電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能用于海上應(yīng)急照明供電,D項正確。2.【解析】選C。在原電池中活潑金屬作負極,即Mg為負極,A錯誤;通入H2O2的一極為正極,故在反應(yīng)過程中得電子發(fā)生還原反應(yīng),B錯誤;石墨電極處的電極反應(yīng)式為H2O2+2e-=2OH-,

16、溶液pH增大,C正確;原電池中,電解質(zhì)溶液中的陰離子向負極移動,D錯誤。3.【解析】選B。金屬鈉失電子變?yōu)殁c離子,NiCl2中的Ni2+被還原,剩余Cl-,故有氯化鈉生成,A項正確;電池的總反應(yīng)應(yīng)該是金屬鈉還原Ni2+,B項錯誤;正極反應(yīng)為Ni2+得電子生成金屬鎳,C項正確;鈉離子導(dǎo)體可以傳導(dǎo)鈉離子,故鈉離子可以在兩極間移動,D項正確。4.【解析】選D。正極應(yīng)是得電子發(fā)生還原反應(yīng),故為PbSO4+2e-=Pb+S,A錯誤;放電過程為原電池,陽離子向正極移動,B錯誤;每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子,生成0.05 mol Pb,為10.35 g,C錯誤;由題意“熱激活”表明該電池應(yīng)在加熱的條件下工作,故

17、常溫下電解質(zhì)不能熔化,不能形成原電池,指針不偏轉(zhuǎn),D正確。5.【解析】選C。題中沒有外加電源,應(yīng)是原電池裝置,由給出的反應(yīng)物和生成物得出電池反應(yīng)為2CO2+2H2O=2HCOOH+O2,再根據(jù)電子從a流向b,a為負極,電極反應(yīng)式是2H2O-4e-=O2+4H+,由于產(chǎn)生H+,其附近酸性增強;b是正極,電極反應(yīng)式是CO2+2H+2e-=HCOOH,由于消耗H+,其附近酸性減弱?！菊骖}拓展】1.【解析】選A。在反應(yīng)方程式中金屬鋅發(fā)生氧化反應(yīng),它可能是原電池的負極,也可能是電解池的陽極,電解質(zhì)溶液為酸溶液。2.【解析】選C。正極反應(yīng)為O2+4H+4e-=2H2O,負極反應(yīng)生成氫離子,正極上消耗氫離子,因此氫離子應(yīng)該向正極移動;由正極反應(yīng)式中的比例關(guān)系可知,每轉(zhuǎn)移0.4 mol電子,反應(yīng)掉氧氣0.1 mol即2.24 L;將電池的正負極反應(yīng)式相加即可得C項。3.【解析】選C。金屬鋰比鐵活潑,作原電池的負極,電極反應(yīng)式為Li-e-=Li+,LiOH溶液中的陽離子有Li+和H+,由于氧化性H+>Li+,所以正極反應(yīng)是2H+2e-=H2,由于H+來自