高考化学一轮复习第6章化学反应与能量第2讲原电池化学电源习题

原电池化学电源(时间：45分钟)一、选择题1．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。

下列说法中不正确的是( )A．由Al、Cu、稀H2SO4组成的原电池，负极反应式为Al－3e－===Al3＋B．由Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋D．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋解析：由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极材料是Fe，反应式为Fe－2e－===Fe2＋，C错。

答案：C2．(2015·天津卷)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是A．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO2－4)减小C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡解析：电池的总离子方程式为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，其中甲中电极方程式为Zn－2e－===Zn2＋；乙中电极方程式为Cu2＋＋2e－===Cu；由此判定，A项，铜电极上发生得电子的还原反应；B项，阳离子交换膜只允许阳离子通过，即甲中生成的Zn2＋向乙池移动，而甲池的c(SO2－4)不变；甲池中产生的Zn2＋通过阴离子交换膜进入乙池，进入乙池的Zn2＋和乙池损失的铜离子物质的量相等，而Zn的摩尔质量大于Cu，故乙池的质量增加；D项，本题中的阳离子交换膜只允许阳离子，阴离子不会移动，甲池中产生的阳离子Zn2＋移向乙池后，中和了失去后Cu2＋的SO2－4，保持了溶液中的电荷平衡。

答案：C3．(2015·四川卷)用下图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－和CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是( )A ．用石墨作阳极，铁作阴极B ．阳极的电极反应式为Cl －＋2OH －－2e －===ClO －＋H 2OC ．阴极的电极反应式为2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －D ．除去CN －的反应2CN －＋5ClO －＋2H ＋===N 2↑＋2CO 2↑＋5Cl －＋H 2O解析：A 选项石墨作阳极，为惰性电极，由溶液中的Cl －放电，电极反应式：Cl －＋2OH－－2e －===ClO －＋H 2O ，铁作阴极，在碱性环境下发生2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －，故ABC 正确；D 选项pH ＝9～10的碱性溶液不可能是H ＋来反应，离子反应为2CN －＋5ClO －＋H 2O===N 2↑＋2CO 2↑＋5Cl －＋2OH －。

答案：D4．锂空气电池作为新一代大容量电池而备受瞩目，其工作原理如图所示。

下列有关锂空气电池的说法不正确的是( )A ．随着电极反应的不断进行，正极附近的电解液pH 不断升高B ．若把碱性电解液换成固体氧化物电解质，则正极会因为生成Li 2O 而引起碳孔堵塞，不利于正极空气的吸附C ．放电时，当有22.4 L O 2(标准状况下)被还原时，溶液中有4 mol Li ＋从左槽移动到右槽D ．锂空气电池又称作“锂燃料电池”，其总反应方程式为：4Li ＋O 2===2Li 2O解析：电极反应式为负极：4Li －4e －===4Li ＋；正极：O 2＋4e －＋2H 2O===4OH －。

A 项，根据正极反应可以判断该项正确；B 项，固体氧化物能传导O 2－，然后和负极生成的Li ＋反应生成Li 2O 而造成堵塞，正确；C 项，根据两个电极反应式可以判断该项正确；D 项应为4Li ＋O 2＋2H 2O===4LiOH 。

答案：D5．(2015·江苏卷)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。

下列有关该电池的说法正确的是( )A ．反应，CH 4＋H 2O =====催化剂△3H 2＋CO 每消耗1 mol CH 4转移12 mol 电子B ．电极A 上H 2参与的电极反应为H 2＋2OH －－2e －===2H 2OC ．电池工作时，CO 2－3向电极B 移动D ．电极B 上发生的电极反应为O 2＋2CO 2＋4e －===2CO 2－3解析：A 项根据甲烷中碳为－4价，转化为一氧化碳中＋2价碳，转移的是6 mol 电子。

B 项电解质中没有OH －，且应该是H 2＋CO ＋2CO 2－3－4e －===3CO 2＋H 2O 。

C 项电池工作时碳酸根离子应该向A 极移动结合A 极产生的氢离子生成二氧化碳气体。

D 项正确。

答案：D6．(2014·福建卷)某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag ＋Cl 2===2AgCl 。

下列说法正确的是( )A ．正极反应为AgCl ＋e －===Ag ＋Cl －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 离子解析：根据电池总反应可以看出Cl 2得电子，Ag 失电子，所以在原电池中Cl 2在正极上发生还原反应，Ag 在负极上发生氧化反应。

正极反应为Cl 2＋2e －===2Cl －，A 项错误；因为电解质溶液为盐酸，所以负极上Ag 失电子生成的Ag ＋随即与附近的Cl －反应，B 项错误；用氯化钠代替盐酸后，电极反应不发生改变，C 项错误；当电路中转移0.01 mol e －时，负极生成0.01 mol Ag ＋，由于Ag ＋＋Cl －===AgCl ↓，所以消耗0.01 mol Cl －，由于电荷守恒，同时有0.01 mol H ＋通过阳离子交换膜转移至右侧溶液中，D 项正确。

答案：D7．利用反应6NO 2＋8NH 3===7N 2＋12H 2O 构成的电池，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示，下列说法不正确的是( )A ．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极B ．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜C ．电极A 极反应式为2NH 3－6e －===N 2＋6H ＋D ．当有4.48 L NO 2(标准状况)被处理时，转移电子为0.8 mol解析：在原电池工作时，NO 2为氧化剂，NH 3为还原剂，故B 为正极，A 为负极，电流由正极流向负级，A 正确；阴离子向负极移动，为使原电池持续放电，防止NO 2反应生成硝酸盐和亚硝酸盐因用阴离子交换膜，B 正确；C 项，应生成H 2O ，错误；D 项，根据正极反应式转移电子为0.26mol ×24＝0.8 mol 。

答案：C二、非选择题8．(高考组合题)(1)(2013·广东卷)能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl 2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。

设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。

限选材料：ZnSO 4(aq)，FeSO 4(aq)，CuSO 4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。

①完成原电池甲的装置示意图(见下图)，并作相应标注，要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。

②以铜片为电极之一，CuSO 4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极________________。

③甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是____________________。

④根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在上述的材料中应选________作阳极。

(2)(2013·北京卷)通过NO x 传感器可监测NO x 的含量，其工作原理示意图如下：①Pt电极上发生的是__________反应(填“氧化”或“还原”)。

②写出NiO电极的电极反应式：_____________。

解析：(1)①根据题给条件和原电池的构成条件可得：a．若用Zn、Cu、CuSO4(aq)、ZnSO4(aq)组成原电池，Zn作负极，Cu作正极，Zn插入到ZnSO4(aq)中，Cu插入到CuSO4(aq)中。

b．若用Fe、Cu、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)组成原电池，Fe作负极，Cu作正极，Fe插入到FeSO4(aq)中，Cu插入到CuSO4(aq)中。

c．注意，画图时要注意电极名称、电极材料、电解质溶液名称(或化学式)，并形成闭合回路。

②由于金属活动性Zn＞Fe＞Cu，锌片或铁片作负极，由于Zn或Fe直接与CuSO4溶液接触，工作一段时间后，负极逐渐溶解，表面有红色固体析出。

③带有盐桥的甲原电池中负极没有和CuSO4溶液直接接触，二者不会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能，而是几乎全部转化为电能；而原电池乙中的负极与CuSO4溶液直接接触，两者会发生置换反应，部分化学能转化为热能，化学能不可能全部转化为电能。

④由牺牲阳极的阴极保护法可得，铁片作正极(阴极)时被保护，作负极(阳极)时被腐蚀，所以应选择比铁片更活泼的锌作负极(阳极)才能有效地保护铁不被腐蚀。

(2)由图示可知原电池发生反应为2NO＋O2===2NO2，NO为还原剂，O2为氧化剂，O2在Pt 电极得电子发生还原反应：O2＋4e－===2O2－。

NO在NiO电极上失电子发生氧化反应：NO＋O2－－2e－===NO2。

答案：(1)①(或其他合理答案)②负极逐渐溶解，表面有红色固体析出③甲在甲装置中，负极不和Cu2＋接触，避免了Cu2＋直接与负极发生反应而使化学能转化为热能④锌片(2)①还原②NO＋O2－－2e－===NO29．(1)铁是用途最广的金属材料之一，但生铁易生锈。

请讨论电化学实验中有关铁的性质。

①某原电池装置如图所示，如图右侧烧杯中的电极反应式为______________________________，左侧烧杯中的c(Cl－)________(填“增大”“减小”或“不变”)。

②已知下图甲、乙两池的总反应式均为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，且在同侧电极(指均在“左电极”或“右电极”)产生H2。

请在两池上标出电极材料(填“Fe”或“C”)。

(2)用高铁(Ⅵ)酸盐设计的高铁(Ⅵ)电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH溶液，放电时的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O===3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。

①写出正极反应式：______________。

②用高铁(Ⅵ)电池作电源，以Fe作阳极，以Cu作阴极，对足量KOH溶液进行电解，当电池中有0.2 mol K2FeO4反应时，则在电解池中生成H2________L(标准状况)。