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_第1頁
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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

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