2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時作業(yè)20化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-電池含解析魯科版

PAGE8-化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池(本欄目內(nèi)容，在學(xué)生用書中以獨立形式分冊裝訂！)1.依據(jù)右圖，可推斷出下列離子方程式中錯誤的是()A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)=2Ag＋(aq)＋Cd(s)B．Co2＋(aq)＋Cd(s)=Co(s)＋Cd2＋(aq)C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)=2Ag(s)＋Cd2＋(aq)D．2Ag＋(aq)＋Co(s)=2Ag(s)＋Co2＋(aq)A[從兩個原電池的電極可以推斷出三種金屬的活動性關(guān)系為：Cd>Co>Ag，則氧化性關(guān)系為：Cd2＋<Co2＋<Ag＋，依據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律知A項錯誤。]2．某位同學(xué)利用家中廢舊材料制作了一個可使玩具揚聲器發(fā)出聲音的裝置，如圖所示。下列有關(guān)該電池工作時的說法錯誤的是()A．鋁罐將漸漸被腐蝕B．電子流向為鋁制汽水罐→導(dǎo)線→揚聲器→導(dǎo)線→木炭棒C．食鹽水中的Na＋向木炭棒移動D．木炭棒上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑D[該原電池中鋁作負極被腐蝕，浸透食鹽水的木炭棒作正極，A正確；在外電路中，電子由鋁罐流出沿導(dǎo)線流向揚聲器，再由揚聲器沿導(dǎo)線流向木炭棒，B正確；食鹽水中的陽離子向正極移動，即Na＋向木炭棒移動，C正確；木炭棒為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，在中性環(huán)境下，發(fā)生吸氧腐蝕，即O2＋4e－＋2H2O=4OH－，D錯誤。]3．有關(guān)下圖所示原電池的敘述不正確的是()A．電子沿導(dǎo)線由Cu片流向Ag片B．正極的電極反應(yīng)是Ag＋＋e－=AgC．Cu片上發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag片上發(fā)生還原反應(yīng)D．反應(yīng)時鹽橋中的陽離子移向Cu(NO3)2溶液D4．如圖所示裝置中，視察到電流計指針偏轉(zhuǎn)，M棒變粗，N棒變細，由此推斷表中所列M、N、P物質(zhì)，其中可以成立的是()MNPAZnCu稀H2SO4BCuFe稀HClCAgZnAgNO3溶液DZnFeFe(NO3)3溶液C[在裝置中電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明該裝置構(gòu)成了原電池，依據(jù)正負極的推斷方法，溶解的一極為負極，增重的一極為正極，所以M棒為正極，N棒為負極，且電解質(zhì)溶液能析出固體，則只有C項正確。]5．分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結(jié)論正確的是()A．①②中Mg作負極，③④中Fe作負極B．②中Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑C．③中Fe作負極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋D．④中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑B6．M、N、P、E四種金屬，已知：①M＋N2＋=N＋M2＋；②M、P用導(dǎo)線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸出；③N、E用導(dǎo)線連接放入E的硫酸鹽溶液中，電極反應(yīng)為E2＋＋2e－=E，N－2e－=N2＋。則這四種金屬的還原性由強到弱的依次是()A．P>M>N>E B．E>N>M>PC．P>N>M>E D．E>P>M>NA[由①知，金屬活動性：M>N；M、P用導(dǎo)線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸出，說明M作原電池的正極，故金屬活動性：P>M；N、E構(gòu)成的原電池中，N作負極，故金屬活動性：N>E。綜合可知，A正確。]7．下面是幾種常見的化學(xué)電源示意圖，有關(guān)說法不正確的是()A．上述電池分別屬于一次電池、二次電池和燃料電池B．干電池在長時間運用后，鋅筒被破壞C．鉛蓄電池工作過程中，每通過2mol電子，負極質(zhì)量減輕207gD．氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源C[干電池為一次電池，鉛蓄電池為二次電池，氫氧燃料電池為燃料電池，選項A正確；在干電池中，Zn作負極，被氧化，B正確；氫氧燃料電池不須要將還原劑和氧化劑全部貯存在電池內(nèi)，且工作的最終產(chǎn)物是水，故氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源，D正確；C項忽視了硫酸鉛在該極上析出，該極質(zhì)量應(yīng)當(dāng)增加而非減小。]8．下圖Ⅰ、Ⅱ分別是甲、乙兩組同學(xué)將反應(yīng)“AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋?AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋H2O”設(shè)計成的原電池裝置，其中C1、C2均為碳棒。甲組向圖Ⅰ燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸；乙組向圖ⅡB燒杯中逐滴加入適量40%NaOH溶液。下列敘述中正確的是()A．甲組操作時，電流表(A)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B．甲組操作時，溶液顏色變淺C．乙組操作時，C2作正極D．乙組操作時，C1上發(fā)生的電極反應(yīng)為I2＋2e－=2I－D[裝置Ⅰ中的反應(yīng)，AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋?AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋H2O，當(dāng)加入適量濃鹽酸時，平衡向右移動，有電子轉(zhuǎn)移，但電子不會沿導(dǎo)線通過，所以甲組操作時，電流表(A)指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但由于I2濃度增大，所以溶液顏色變深；向裝置ⅡB燒杯中加入NaOH溶液中，C2上發(fā)生：AsOeq\o\al(3－,3)－2e－＋2OH－=AsOeq\o\al(3－,4)＋H2O，電子沿導(dǎo)線到C1棒，I2＋2e－=2I－，所以C2為負極，C1為正極。]9．(2024·福建六校聯(lián)考)某同學(xué)利用氧化還原反應(yīng)：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O設(shè)計如圖所示原電池，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。下列說法正確的是()A．b電極上發(fā)生還原反應(yīng)B．外電路電子的流向是從a電極到b電極C．電池工作時，鹽橋中的SOeq\o\al(2－,4)移向甲燒杯D．a(chǎn)電極上發(fā)生的反應(yīng)為MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋＋5e－=Mn2＋＋4H2OD[分析化學(xué)方程式，F(xiàn)e2＋變成Fe3＋，失電子，所以在負極上Fe2＋發(fā)生反應(yīng)，即b電極為負極，a電極為正極。b電極為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A項錯誤；外電路電子從負極b流出，流向正極a，B項錯誤；電池工作時，鹽橋中的SOeq\o\al(2－,4)向負極移動，即移向乙燒杯，C項錯誤；a電極為正極，電極上發(fā)生的反應(yīng)為MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋＋5e－=Mn2＋＋4H2O，D項正確。]10．(2024·四川南充適應(yīng)性考試)一種物質(zhì)由高濃度向低濃度擴散而引發(fā)的一類電池稱為濃差電池。如圖是由Ag電極和硝酸銀溶液組成的電池，工作時，b電極的質(zhì)量不斷增大。下列說法錯誤的是()A．NOeq\o\al(－,3)由交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移B．a(chǎn)極為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)C．交換膜左側(cè)溶液濃度最終會大于交換膜右側(cè)溶液濃度D．原電池的總反應(yīng)不肯定是氧化還原反應(yīng)C[由于存在陰離子交換膜，所以NOeq\o\al(－,3)會從交換膜右側(cè)(濃度大)向左側(cè)(濃度小)移動，原電池中陰離子向負極移動，則a極是負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A、B項正確。電池工作一段時間后，兩側(cè)溶液濃度相等，電池將不再工作，C項錯誤。該原電池的負極反應(yīng)式為：Ag－e－=Ag＋，正極反應(yīng)式為：Ag＋＋e－=Ag，其總反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，D項正確。]11．(2024·湖北武漢部分市級示范中學(xué)聯(lián)考)某化學(xué)小組擬設(shè)計微生物燃料電池將污水中的乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化成環(huán)境友好的物質(zhì)，工作原理如圖所示(a、b均為石墨電極)。下列分析正確的是()A．a(chǎn)電極發(fā)生反應(yīng)：H2NCH2CH2NH2＋16e－＋4H2O=2CO2↑＋N2↑＋16H＋B．質(zhì)子交換膜處H＋向右向左移動C．該電池在微生物作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．起先放電時b電極旁邊溶液pH不變C[該微生物燃料電池可將污水中的乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化成環(huán)境友好的物質(zhì)，則產(chǎn)物為CO2和N2，依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理可知，a電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為負極，b電極發(fā)生還原反應(yīng)，為正極。H2N(CH2)2NH2在a電極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，負極的電極反應(yīng)式為H2N(CH2)NH2＋4H2O－16e－=2CO2↑＋N2↑＋16H＋，A項錯誤；原電池中陽離子向正極移動，a電極是負極，b電極是正極，所以H＋透過質(zhì)子交換膜由左向右移動，B項錯誤；該裝置是原電池，可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，C項正確；b電極發(fā)生反應(yīng)：O2＋4e－＋4H＋=2H2O，所以b電極旁邊溶液的pH變大，D項錯誤。]12．(2024·北京海淀區(qū)期中)全釩電池以惰性材料作電極，在電解質(zhì)溶液中發(fā)生的原電池反應(yīng)為：VOeq\o\al(＋,2)(黃色)＋V2＋(紫色)＋2H＋=VO2＋(藍色)＋H2O＋V3＋(綠色)。下列說法不正確的是()A．正極反應(yīng)為VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2OB．負極旁邊的溶液由紫色漸漸變?yōu)榫G色C．反應(yīng)每生成1molH2O時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.5molD．原電池運用過程中溶液的pH漸漸增大C[由電池總反應(yīng)VOeq\o\al(＋,2)(黃色)＋V2＋(紫色)＋2H＋=VO2＋(藍色)＋H2O＋V3＋(綠色)可得，VOeq\o\al(＋,2)為正極的活性物質(zhì)，V2＋為負極的活性物質(zhì)，所以左室為正極室，右室為負極室。正極反應(yīng)為VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O，A項正確；負極反應(yīng)為V2＋－e－=V3＋，所以負極旁邊溶液的顏色由紫色漸漸變?yōu)榫G色，B項正確；由電極反應(yīng)VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O可知，反應(yīng)每生成1molH2O時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol，C項錯誤；由原電池總反應(yīng)可知，反應(yīng)過程中H＋被不斷消耗，所以溶液的pH漸漸增大，D項正確。]13．由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進行試驗。裝置現(xiàn)象二價金屬A不斷溶解C的質(zhì)量增加A上有氣體產(chǎn)生依據(jù)試驗現(xiàn)象回答下列問題：(1)裝置甲中負極的電極反應(yīng)式是________________________________________________________________________。(2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是________________________________________________________________________。(3)裝置丙中溶液的pH________________________________________________________________________(填“變大”“變小”或“不變”)。(4)四種金屬活潑性由強到弱的依次是________________________________________________________________________。解析：甲、乙、丙均為原電池裝置。依據(jù)原電池原理，甲中A不斷溶解，則A為負極、B為正極，活潑性A>B；乙中C極增重，即析出Cu，則B為負極，活潑性B>C；丙中A上有氣體即H2產(chǎn)生，則A為正極，活潑性D>A，隨著H＋的消耗，pH變大。答案：(1)A－2e－=A2＋(2)Cu2＋＋2e－=Cu(3)變大(4)D>A>B>C14．依據(jù)下列敘述寫出對應(yīng)的電極反應(yīng)式。(1)LiFePO4是一種新型動力鋰電池的電極材料。下圖為某LiFePO4電池充、放電時正極局部放大示意圖，則電池放電時正極反應(yīng)式為________。(2)以NO2、O2、熔融NaNO3組成的燃料電池裝置如圖，在運用過程中石墨Ⅰ電極反應(yīng)生成一種氧化物Y，則該電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。(3)Al－Ag2O2電池可用作水下動力電源，其原理如下圖所示。該電池的負極反應(yīng)式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)原電池放電時，正極上FePO4得電子生成LiFePO4，電極反應(yīng)式為Li＋＋FePO4＋e－=LiFePO4。(2)因為石墨Ⅱ電極上通入的O2得電子，故在石墨Ⅰ電極上NO2失電子，與遷移過來的NOeq\o\al(－,3)結(jié)合生成＋5價氮的氧化物N2O5，電極反應(yīng)式為NO2＋NOeq\o\al(－,3)－e－=N2O5。(3)該電池中鋁為負極，失去電子，結(jié)合溶液中的OH－，最終生成[Al(OH)4]－。答案：(1)Li＋＋FePO4＋e－=LiFePO4(2)NO2＋NOeq\o\al(－,3)－e－=N2O5(3)Al－3e－＋4OH－=[Al(OH)4]－15．(2024·山西臨汾八校聯(lián)考)(1)利用電化學(xué)原理可將CO、SO2轉(zhuǎn)化為重要化工原料，裝置如圖所示：①若A為CO，B為H2，C為CH3OH，則通入CO的一極為________極。②若A為SO2，B為O2，C為H2SO4，則負極的電極反應(yīng)式為__________________。(2)能量之間可相互轉(zhuǎn)化：電解食鹽水制備Cl2是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，而原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計兩種類型的原電池，探究其能量轉(zhuǎn)化效率。限選材料：ZnSO4(aq)，F(xiàn)eSO4(aq)，CuSO4(aq)；銅片，鐵片，鋅片和導(dǎo)線。①完成原電池甲的裝置示意圖(見下圖)，并作相應(yīng)標(biāo)注。要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素。②以銅片為電極之一，CuSO4(aq)為電解質(zhì)溶液，只在一個燒