暑假作业09 原电池原理及其应用 化学电源-【暑假分层作业】2024年高一化学暑假培优练（人教版2019必修第二册）

限时练习：30min 完成时间： 月 日 天气： 作业09 原电池原理及其应用 化学电源 1．下列装置能构成原电池的是 A． B．  C． D．   2．如图为某原电池，下列相关说法中不正确的是 A．该原电池中Cu为正极 B．Zn极发生氧化反应 C．随着反应的进行n()始终保持不变 D．若有1mol电子流过导线，则产生的H2体积为22.4L 3．有如图所示的实验装置，下列判断正确的是 a电极 b电极 X溶液 实验判断 A Cu Zn H2SO4 H+向b极迁移 B Zn Fe H2SO4 电子从Zn→Fe→Zn C Al Mg NaOH a为负极，b为正极 D Cu 石墨 FeCl3 a极质量减小，b极质量增加 4．某小组利用如图装置研究原电池工作原理。下列叙述不正确的是    A．和不连接时，铁片上会有金属铜析出 B．和用导线连接时，铜片上的反应为 C．无论a和b是否连接，铁片均发生还原反应 D．a和b用导线连接时，溶液中向铜电极移动 5．柠檬中富含柠檬酸(  )将锌片和石墨片按图示方式插入柠檬中，电流计指针发生偏转。下列说法正确的是    A．锌片发生了还原反应 B．柠檬酸能与小苏打反应 C．电子从锌片流出，经过柠檬汁流向石墨片 D．将锌片换成银片，电流计指针也能发生偏转 6．某锂离子电池的工作原理如图所示(a极材料为金属锂和石墨的复合材料)，其电池反应为Li+FePO4=LiFePO4。下列关于该电池的说法正确的是    A．a极为正极 B．b极发生氧化反应 C．Li+从a极室向b极室移动 D．可以用稀硫酸作电解质溶液 7．锂海水电池常用在海上浮标等助航设备中，其原理如图所示。    电池反应为。电池工作时，下列说法正确的是 A．如果将海水换成乙醇该装置仍可以构成个原电池该装置 B．电子从锂电极经导线流向镍电极 C．金属锂作负极，发生还原反应 D．理论上每转移电子可以生成 8．有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入的溶液中，乙同学将电极放入的溶液中，如图所示： (1)甲中移向_______极(填“”或“”，下同)。 (2)乙中负极为_______________，写出总反应的离子方程式_______________________________________。 (3)若甲、乙两池中负极质量的减少量相等，则两池产生氢气的物质的量之比为_______________。 (4)通过该实验得出的下列结论正确的有_______(填字母)。 A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质 B．镁的金属性不一定比铝的金属性强 C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值了 D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此具体问题应具体分析 (5)若将甲中镁片换成碳棒，电解质溶液换为溶液，则负极反应式为_______________________，正极的现象为_______________________________________。 9．图一所示是一个燃料电池的示意图，a、b表示通入的气体，当此燃料电池工作时：    (1)如果a极通入H2，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，则相同时间内，正极和负极通入的气体的体积比为： 。(设气体为同温、同压) (2)如果a极通入CH4，b极通入O2，NaOH溶液作电解质溶液，则通CH4的电极上的电极反应为： 。 (3)如果a极通入乙烯，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，则通乙烯的电极上的电极反应为： 。 (4)某原电池装置初始状态如图二所示，交换膜两侧的溶液体积均为2L，该电池总反应为 ，当电路中转移1mol电子时，共有 mol离子通过交换膜，交换膜右侧溶液中c(HCl)= mol•L-1(忽略溶液体积变化和Cl2溶于水)。    10．质量均为的铁片、铜片和的溶液组成的装置如图所示。下列说法正确的是    A．a和b用导线连接时，电子通过电解质溶液转移到铜片上 B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为 C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成黄色 D．a和b用导线连接后，当电路中通过电子时，理论上铁片与铜片的质量差为 11．普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理、化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为：。下列有关说法正确的是 A．负极的电极反应式为 B．测量原理示意图中，电子从Cu经溶液流向电极 C． OH－移向Cu电极，且当电路转移时，Cu电极质量增加8g D．2mol Cu和的总能量低于和2mol Ag的总能量 12．我国科学家设计了一种新原电池，如图所示，电解质溶液为溶液，双极膜由两种离子交换膜组成，和在双极膜中可自由移动。下列说法正确的是 A．M极为负极 B．N极的电极反应为氧化反应 C．双极膜中向M极迁移 D．若负极减轻65g，则正极增重96g 13．现有a、b、c、d四个金属电极，用导线两两相连组成原电池。①a、b相连插入硫酸铜溶液中后，b极变粗；②a、d相连插入稀硫酸中后，外电路电流从a流向d；③b、c相连插入稀硫酸中后，c极上有气泡产生；④c、d相连插入稀硫酸中后，d极溶解。则下列说法正确的是 A．由①和④可推出金属活动性：Cu＞c B．由②和③可推出金属活动性：d＞c C．由①②③可推出金属活动性：d＞a＞b＞c D．由①②④可推出金属活动性：a＞b＞d＞c 14．我国科研人员研制出“”电池。以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，放电时总反应的化学方程式为：。其工作原理如图所示，下列说法不正确的是    A．放电时，电子流向为：钠箔导线 B．放电时，向正极移动 C．放电时，正极的电极反应式为 D．该电池可用溶液做电解质 15．硼化钒()-空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如图所示(已知：阴离子交换膜只允许阴离子通过)。该电池工作时反应为：。下列说法正确的是    A．电极为电池正极 B．电流由石墨电极经导线流向电极 C．当外电路转移1mol电子时，1mol从电极移向石墨电极 D．电路中有2mol电子转移时，消耗氧气的体积为11.2L 16．理想的碳封存技术应该可以产生电能，而不是消耗能量。一种能够捕捉二氧化碳的原电池的工作原理如图所示。下列有关说法错误的是 A．金属铝电极发生反应： B．通入的一极电极反应式为 C．每得到1mol ，电路中转移6mol电子 D．该电池工作过程中，电子由Al经溶剂到 17．氮氧化物(NOx)能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。某科研机构设计方案利用原电池原理处理氮氧化合物(NO)，其原理如图所示。下列有关说法正确的是    A．电极A为原电池的正极，发生还原反应 B．H+通过质子交换膜由A极向B极移动 C．该电池正极电极反应为2NO-4e-+4H+=N2+2H2O D．当A电极转移0.6mole-时，两极共产生2.24LN2(标况下) 18．我国科学家设计的“海泥电池”，既可用于深海水下仪器的电源补给，又有利于海洋环境污染治理，其中微生物代谢产物显酸性，电池工作原理如图所示。下列说法错误的是    A．A电极为正极 B．质子从海底沉积层通过交接面向海水层移动 C．负极的电极反应式为CH2O-4e-+H2O=CO2+4H+ D．高温下微生物蛋白质变性失活，故升温不一定能提高电池的效率 19．化学能和电能的相互转化是能量转换的重要形式，请按要求完成下列电化学相关问题。 （1）把A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验。 装置          电子从A到B C电极的质量增加 金属D不断溶解 根据表中信息判断四种金属活动性由大到小的顺序是 ；(用ABCD表示) （2）盐桥式原电池的装置图如下    ①铜为 (填“正”或“负”)极。 ②若装置中铜电极的质量增加3.2g，则导线中转移电子的数目为 ③该装置的盐桥中除添加琼脂外，还要添加饱和溶液，电池工作时，盐桥的作用是 。 （3）还原电化学法制备甲醇()的工作原理如图所示：    电池工作过程中通过质子膜向 (填“左”或者“右”)移动，通的一端发生的电极反应式为 。 （4）锂钊氧化物电池放电时的总反应：，则其正极充电时的电极反应式为： 。 （5）以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]，其工作原理如图所示(a、b为石墨，c、d、e为离子交换膜)，当制备时，a、b两个极共产生 气体。    ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 限时练习：30min 完成时间： 月 日 天气： 作业09 原电池原理及其应用 化学电源 1．下列装置能构成原电池的是 A． B．  C． D．   【答案】B 【解析】A．没有形成闭合回路，所以不能构成原电池，A错误； B．有自发进行的氧化还原反应、活泼性不同的电极、电解质溶液和闭合回路，符合原电池的构成原理和条件，B正确； C．四氯化碳不是电解质溶液，C错误； D．没有形成闭合回路，所以不能构成原电池，D错误； 故选B。 2．如图为某原电池，下列相关说法中不正确的是 A．该原电池中Cu为正极 B．Zn极发生氧化反应 C．随着反应的进行n()始终保持不变 D．若有1mol电子流过导线，则产生的H2体积为22.4L 【答案】D 【分析】该装置为原电池，Zn为负极，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，Cu为正极，电极反应为2H++2e-=H2↑。 【解析】A．根据分析，Cu为原电池的正极，A正确； B．根据分析，Zn为负极，负极失电子发生氧化反应，B正确； C．原电池的总反应为Zn+2H+= Zn2++ H2↑，没有消耗，因此n()始终保持不变，C正确； D．若有1mol电子流过导线，根据转移电子守恒，生成H2的物质的量为0.5mol，选项中未说明标况，因此无法计算H2体积，D错误； 故选D。 3．有如图所示的实验装置，下列判断正确的是 a电极 b电极 X溶液 实验判断 A Cu Zn H2SO4 H+向b极迁移 B Zn Fe H2SO4 电子从Zn→Fe→Zn C Al Mg NaOH a为负极，b为正极 D Cu 石墨 FeCl3 a极质量减小，b极质量增加 【答案】C 【解析】A. Cu、Zn、稀硫酸组成的原电池，锌较活泼，作原电池的负极，铜作原电池的正极，电解质溶液中的阳离子H＋向正极铜电极移动，即向a极迁移，A错误； B. Zn、Fe、稀硫酸组成的原电池，锌较活泼，作原电池的负极，铁作原电池的正极，电子从Zn流向Fe，但是无法再流向Zn，B错误； C. 铝、镁、氢氧化钠溶液组成的原电池，电池反应为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，铝发生氧化反应，作原电池的负极，镁电极作原电池的正极，即a为负极，b为正极，C正确； D. 铜、石墨、氯化铁溶液组成的原电池，电池反应为：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，铜电极发生氧化反应，作原电池的负极，电极反应为：Cu-2e- =Cu2+，电极质量减小，石墨作原电池的正极，电极反应式为：2Fe3++2e- =2Fe2+，电极质量不变，D错误； 故答案选C。 4．某小组利用如图装置研究原电池工作原理。下列叙述不正确的是    A．和不连接时，铁片上会有金属铜析出 B．和用导线连接时，铜片上的反应为 C．无论a和b是否连接，铁片均发生还原反应 D．a和b用导线连接时，溶液中向铜电极移动 【答案】C 【解析】A．和不连接时，铁片和硫酸铜溶液之间发生化学反应，铁能将金属铜从其盐中置换出来，所以铁片上会有金属铜析出，故A正确； B．和用导线连接时，形成了原电池，铜作正极，发生的反应为：，故B正确； C．和不连接时，铁片和硫酸铜溶液之间发生化学反应，铁能将金属铜从其盐中置换出来，和用导线连接时，形成了原电池，加快了铁将金属铜从其盐中置换出来的速度，无论和是否连接，铁片均会溶解，铁片均发生氧化反应，故C错误； D．和用导线连接时，形成了原电池，为负极，为正极，铜离子移向铜电极，故D正确； 答案选C。 5．柠檬中富含柠檬酸(  )将锌片和石墨片按图示方式插入柠檬中，电流计指针发生偏转。下列说法正确的是    A．锌片发生了还原反应 B．柠檬酸能与小苏打反应 C．电子从锌片流出，经过柠檬汁流向石墨片 D．将锌片换成银片，电流计指针也能发生偏转 【答案】B 【分析】锌为活泼金属，失去电子发生氧化反应，为负极，则石墨为正极； 【解析】A．锌片发生了氧化反应，A错误； B．柠檬酸含有羧基，具有酸的通性，能与小苏打反应，B正确； C．电子从负极锌片流出，经过外电路的导线流向石墨片，C错误； D．将锌片换成银片，银不能和柠檬酸发生自发的氧化还原反应，不能构成原电池，电流计指针不能发生偏转，D错误； 故选B。 6．某锂离子电池的工作原理如图所示(a极材料为金属锂和石墨的复合材料)，其电池反应为Li+FePO4=LiFePO4。下列关于该电池的说法正确的是    A．a极为正极 B．b极发生氧化反应 C．Li+从a极室向b极室移动 D．可以用稀硫酸作电解质溶液 【答案】C 【解析】A．极为负极，A项错误； B．b极为正极，得电子，发生还原反应，B项错误； C．透过隔膜，从a极室进入b极室，C项正确； D．是活泼金属，能与稀硫酸反应，故不能用稀硫酸作电解质溶液，D项错误。 答案为C。 7．锂海水电池常用在海上浮标等助航设备中，其原理如图所示。    电池反应为。电池工作时，下列说法正确的是 A．如果将海水换成乙醇该装置仍可以构成个原电池该装置 B．电子从锂电极经导线流向镍电极 C．金属锂作负极，发生还原反应 D．理论上每转移电子可以生成 【答案】B 【分析】根据电池总反应可知金属锂作负极，发生失电子的氧化反应，金属镍作正极，在正极发生得电子的还原反应； 【解析】A．将海水换成乙醇，乙醇与金属锂之间直接发生氧化还原反应，但缺乏电解质、无法形成原电池，故A错误； B．电子从负极锂电极经导线移向正极镍电极，故B正确； C．金属锂作负极，发生失电子的氧化反应，故C错误； D．未指明气体是否处于标准状况，无法用气体摩尔体积计算，故D错误； 答案选B。 8．有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入的溶液中，乙同学将电极放入的溶液中，如图所示： (1)甲中移向_______极(填“”或“”，下同)。 (2)乙中负极为_______________，写出总反应的离子方程式_______________________________________。 (3)若甲、乙两池中负极质量的减少量相等，则两池产生氢气的物质的量之比为_______________。 (4)通过该实验得出的下列结论正确的有_______(填字母)。 A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质 B．镁的金属性不一定比铝的金属性强 C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值了 D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此具体问题应具体分析 (5)若将甲中镁片换成碳棒，电解质溶液换为溶液，则负极反应式为_______________________，正极的现象为_______________________________________。 【答案】(1) (2)     铝片     2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑ (3)3∶4 (4)AD (5)     Al-3e-=Al3+     析出红色固体 【解析】甲同学依据的化学反应原理是Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑，乙同学依据的化学反应原理是2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，结合原电池原理分析解答。 (1)甲中镁易失电子作负极、Al作正极，原电池中阴离子移向负极，因此甲中移向镁片，故答案为：； (2)乙池中铝易失电子作负极，负极上铝失电子发生氧化反应，电极反应式为：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O，镁作正极，正极发生还原反应，总反应为2Al+2OH-+2H2O=AlO+3H2↑，故答案为：铝片；2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑； (3)甲、乙两池中负极分别是金属Mg和金属Al，负极质量的减少量相等，物质的量之比等于∶=9∶8，根据关系式：Mg-H2，Al-1.5H2，产生氢气的物质的量之比为3∶4，故答案为：3∶4； (4)A．根据甲、乙的反应原理知，原电池的正负极与电解质溶液有关，故A正确；B．镁的金属性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关，故B错误；C．金属活动性顺序是只金属在酸性条件下的活动性顺序，该实验对研究物质的性质有实用价值，和金属活动顺序表无关，不是活泼的金属在原电池中一定做负极，故C错误；D．该实验说明化学研究对象复杂，反应与条件有关，电极材料相同其反应条件不同导致其产物不同，所以应具体问题具体分析，故D正确；故答案为：AD。 (5)若将甲中镁片换成碳棒，电解质溶液换为溶液，则铝为负极，碳棒为正极，负极反应式为Al-3e-=Al3+，正极反应式为Cu2++2e-=Cu，正极上析出红色固体，故答案为：Al-3e-=Al3+；析出红色固体。 9．图一所示是一个燃料电池的示意图，a、b表示通入的气体，当此燃料电池工作时：    (1)如果a极通入H2，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，则相同时间内，正极和负极通入的气体的体积比为： 。(设气体为同温、同压) (2)如果a极通入CH4，b极通入O2，NaOH溶液作电解质溶液，则通CH4的电极上的电极反应为： 。 (3)如果a极通入乙烯，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，则通乙烯的电极上的电极反应为： 。 (4)某原电池装置初始状态如图二所示，交换膜两侧的溶液体积均为2L，该电池总反应为 ，当电路中转移1mol电子时，共有 mol离子通过交换膜，交换膜右侧溶液中c(HCl)= mol•L-1(忽略溶液体积变化和Cl2溶于水)。    【答案】(1)1：2 (2)CH4+10OH--8e-=CO+7H2O (3)C2H4-12e-+4H2O=2CO2+12H+ (4)2Ag+Cl2=2AgCl 1 1.5 【解析】（1）如果a极通入H2，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，构成燃料电池，氢气失去电子发生氧化反应为负极、氧气得到电子发生还原反应为正极，总反应为氢气和氧气反应生成水：2H2+O2=2H2O，故相同时间内，正极和负极通入的气体的体积比为1:2； （2）如果a极通入CH4，b极通入O2，NaOH溶液作电解质溶液，构成燃料电池，燃料甲烷在负极发生失电子的氧化反应在碱性条件下生成碳酸根离子，则通CH4的电极上的电极反应为：CH4+10OH--8e-=CO+7H2O； （3）如果a极通入乙烯，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，构成燃料电池，燃料乙烯在负极发生失电子的氧化反应在酸性条件下生成二氧化碳气体，则通乙烯的电极上的电极反应为：C2H4-12e-+4H2O=2CO2+12H+； （4）由图可知，左侧电极为负极，银失去电子反应发生氧化反应，；右侧为正极，氯气得到电子发生还原反应，；总反应为2Ag+Cl2=2AgCl；隔膜只允许氢离子通过，转移1 mol电子，必有1 mol Cl-沉淀。为了维持电荷平衡，交换膜左侧溶液中必有1 mol H+向交换膜右侧迁移，右侧增加1molHCl，故反应后交换膜右侧溶液中c(HCl)=（1+）mol·L-1=1.5 mol·L- (忽略溶液体积变化)。 10．质量均为的铁片、铜片和的溶液组成的装置如图所示。下列说法正确的是    A．a和b用导线连接时，电子通过电解质溶液转移到铜片上 B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为 C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成黄色 D．a和b用导线连接后，当电路中通过电子时，理论上铁片与铜片的质量差为 【答案】D 【解析】A．a和b用导线连接时为原电池，电子由负极Fe经过导线流向正极Cu，不能进入溶液中，A错误； B．a和b用导线连接时为原电池，Cu作正极，正极反应式为Cu2++2e-=Cu，B错误； C．a和b用导线连接时为原电池，Fe作负极，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，a和b不用导线连接时，Fe与CuSO4反应为Cu2++Fe=Cu + Fe2+，溶液均从蓝色变成浅绿色，C错误； D．a和b用导线连接时为原电池，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，正极反应式为Cu2++2e-=Cu，当电路中有0.2NA个电子通过时，溶解Fe为0.1mol，生成Cu为0.1mol，即溶解5.6gFe，生成6.4gCu，理论上铁片与铜片的质量差为5.6g+6.4g =12g，D正确； 故选D。 11．普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理、化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为：。下列有关说法正确的是 A．负极的电极反应式为 B．测量原理示意图中，电子从Cu经溶液流向电极 C． OH－移向Cu电极，且当电路转移时，Cu电极质量增加8g D．2mol Cu和的总能量低于和2mol Ag的总能量 【答案】C 【分析】根据总反应式，得到Cu化合价升高，失去电子，作原电池的负极，银元素化合价降低，得到电子，氧化银作原电池的正极。 【解析】A．电解液为NaOH溶液，负极是Cu，因此负极的电极反应式为，故A错误； B．测量原理示意图中，电子从Cu经导线流向电极，电子不能在溶液中移动，故B错误； C．根据原电池“同性相吸”，则OH－移向Cu电极，根据电极反应式，当电路转移时，Cu电极增加0.5mol氧原子即质量8g，故C正确； D．原电池是放热反应，因此2mol Cu和的总能量高于和2mol Ag的总能量，故D错误。 综上所述，答案为C。 12．我国科学家设计了一种新原电池，如图所示，电解质溶液为溶液，双极膜由两种离子交换膜组成，和在双极膜中可自由移动。下列说法正确的是 A．M极为负极 B．N极的电极反应为氧化反应 C．双极膜中向M极迁移 D．若负极减轻65g，则正极增重96g 【答案】B 【解析】M电极上PbO2在硫酸条件下得电子生成PbSO4，则M为正极，N电极上Zn失电子在KOH溶液中生成[Zn(OH)4]2-，则N为负极，双极膜中水电离出的H+向正极移动，OH-向负极移动。 A．M电极上PbO2在硫酸条件下得电子生成PbSO4，则M为正极，故A错误; B．N电极上Zn失电子在KOH溶液中生成[Zn(OH)4]2-，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，则N为负极发生氧化反应，故B正确; C．由分析知N为负极，双极膜中OH-向负极移动即向M极迁移，故C错误; D．若负极减轻65g，即有1molZn失电子生成[Zn(OH)4]2-，转移2mol电子，则正极PbO2在硫酸条件下得电子生成PbSO4，增重m(PbSO4)-m(PbO2)=64g，故D错误; 故选B选项。 13．现有a、b、c、d四个金属电极，用导线两两相连组成原电池。①a、b相连插入硫酸铜溶液中后，b极变粗；②a、d相连插入稀硫酸中后，外电路电流从a流向d；③b、c相连插入稀硫酸中后，c极上有气泡产生；④c、d相连插入稀硫酸中后，d极溶解。则下列说法正确的是 A．由①和④可推出金属活动性：Cu＞c B．由②和③可推出金属活动性：d＞c C．由①②③可推出金属活动性：d＞a＞b＞c D．由①②④可推出金属活动性：a＞b＞d＞c 【答案】C 【解析】【分析】 ①a、b相连插入硫酸铜溶液中后，b极变粗，说明b电极是正极，铜离子放电，析出铜，金属性a＞Cu，且a＞b；②a、d相连插入稀硫酸中后，外电路电流从a流向d，a是正极，d是负极，金属性d＞a；③b、c相连插入稀硫酸中后，c极上有气泡产生，c电极是正极，b电极是负极，金属性b＞c；④c、d相连插入稀硫酸中后，d极溶解，d电极是负极，c电极是正极，金属性d＞c。据此判断。 A．根据以上分析可知由①和④无法推出金属活动性：Cu＞c，A错误； B．由②和③可推出金属活动性：d＞a、b＞c，无法判断d与c的金属性强弱，B错误； C．由①②③可推出金属活动性：d＞a＞b＞c，C正确； D．由①②④可推出金属活动性：d＞a＞b、d＞c，b和c的金属性无法判断，D错误； 答案选C。 14．我国科研人员研制出“”电池。以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，放电时总反应的化学方程式为：。其工作原理如图所示，下列说法不正确的是    A．放电时，电子流向为：钠箔导线 B．放电时，向正极移动 C．放电时，正极的电极反应式为 D．该电池可用溶液做电解质 【答案】D 【解析】A．放电时，Na作为负极、碳纳米管为正极，电子的流向从负极到正极，故从钠箔导线，A正确； B．在原电池中，阳离子向正极移动，故向正极移动，B正确； C．放电时，正极上二氧化碳得电子和钠离子反应生成碳酸钠和C，故电极反应式为，C正确； D．若溶液做电解质，Na会和水反应，所以不行，D错误； 故选D。 15．硼化钒()-空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如图所示(已知：阴离子交换膜只允许阴离子通过)。该电池工作时反应为：。下列说法正确的是    A．电极为电池正极 B．电流由石墨电极经导线流向电极 C．当外电路转移1mol电子时，1mol从电极移向石墨电极 D．电路中有2mol电子转移时，消耗氧气的体积为11.2L 【答案】B 【解析】A．硼化钒−空气燃料电池中，失电子发生氧化反应，电极为负极，故A错误； B．电极为负极，石墨为正极，电流经外电路由正极流向负极，故B正确； C．图示交换膜为阴离子交换膜，当外电路转移1 mol电子时，1 mol OH－从石墨电极移向电极，故C错误； D．未说明是否为标准状况下，所以无法得出的体积，故D错误。 综上所述，答案为B。 16．理想的碳封存技术应该可以产生电能，而不是消耗能量。一种能够捕捉二氧化碳的原电池的工作原理如图所示。下列有关说法错误的是 A．金属铝电极发生反应： B．通入的一极电极反应式为 C．每得到1mol ，电路中转移6mol电子 D．该电池工作过程中，电子由Al经溶剂到 【答案】D 【解析】【分析】 该装置为原电池，金属铝为负极，失去电子转化为铝离子，正极是二氧化碳得到电子转化为草酸根离子。 A．金属铝为负极，失去电子生成铝离子，电极反应式为：Al−3e−=Al3+，故A正确； B．通入二氧化碳的一极是正极，二氧化碳得到电子生成草酸根离子：2CO2+2e−=，故B正确； C．铝的化合价从0价升高到+3价，则生成1mol Al2(C2O4)3 ，电路中转移6mol电子，故C正确； D．电子不能通过溶剂，故D错误； 故选D。 17．氮氧化物(NOx)能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。某科研机构设计方案利用原电池原理处理氮氧化合物(NO)，其原理如图所示。下列有关说法正确的是    A．电极A为原电池的正极，发生还原反应 B．H+通过质子交换膜由A极向B极移动 C．该电池正极电极反应为2NO-4e-+4H+=N2+2H2O D．当A电极转移0.6mole-时，两极共产生2.24LN2(标况下) 【答案】B 【分析】由图可知，A极氨气失去电子发生氧化反应生成氮气，为负极；B极NO得到电子发生还原反应生成氮气，为正极； 【解析】A．由分析可知，A极氨气失去电子发生氧化反应生成氮气，为负极，A项错误； B．原电池中阳离子向正极迁移，故H+通过质子交换膜由A极向B极移动，B项正确； C．该电池正极电极反应为NO得到电子发生还原反应生成氮气，，C项错误； D．负极反应为，生成0.1mol氮气；正极反应，根据电子守恒可知，生成0.15mol氮气；共生成0.25mol氮气，标况体积5.6L，D项错误； 故选B。 18．我国科学家设计的“海泥电池”，既可用于深海水下仪器的电源补给，又有利于海洋环境污染治理，其中微生物代谢产物显酸性，电池工作原理如图所示。下列说法错误的是    A．A电极为正极 B．质子从海底沉积层通过交接面向海水层移动 C．负极的电极反应式为CH2O-4e-+H2O=CO2+4H+ D．高温下微生物蛋白质变性失活，故升温不一定能提高电池的效率 【答案】C 【分析】由图可知，A极物质由氧气转化为水，化合价降低，所以A极是正极，B极是负极，据此解答。 【解析】A．由分析可知，A极是正极，B极是负极，故A正确； B．由分析可知，A极是正极，B极是负极，质子带正电荷，放电时向正极移动，所以质子从海底沉积层通过交接面向海水层移动，故B正确； C．CH2O在微生物作用下与硫酸根离子反应生成CO2和HS-，并不是在负极的电极反应，负极上HS-失去电子发生氧化反应生成硫单质，电极反应式为：HS--2e-=S↓+H+，故C错误； D．微生物蛋白质高温条件下会失活，故升温不一定能提高电池的效率，故D正确； 故选C。 19．化学能和电能的相互转化是能量转换的重要形式，请按要求完成下列电化学相关问题。 （1）把A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验。 装置          电子从A到B C电极的质量增加 金属D不断溶解 根据表中信息判断四种金属活动性由大到小的顺序是 ；(用ABCD表示) （2）盐桥式原电池的装置图如下    ①铜为 (填“正”或“负”)极。 ②若装置中铜电极的质量增加3.2g，则导线中转移电子的数目为 ③该装置的盐桥中除添加琼脂外，还要添加饱和溶液，电池工作时，盐桥的作用是 。 （3）还原电化学法制备甲醇()的工作原理如图所示：    电池工作过程中通过质子膜向 (填“左”或者“右”)移动，通的一端发生的电极反应式为 。 （4）锂钊氧化物电池放电时的总反应：，则其正极充电时的电极反应式为： 。 （5）以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]，其工作原理如图所示(a、b为石墨，c、d、e为离子交换膜)，当制备时，a、b两个极共产生 气体。    【答案】（1）D>A>B>C （2）正 0.1NA 使两溶液均保持电中性 （3）左 CO + 4e- + 4H+ = CH3OH （4）Li1+xV3O8-xe-=xLi++LiV3O8 （5）0.75 【解析】（1）原电池的一个应用是可以判断金属的活泼性，一般负极比正极活泼。电子从A到B说明A为负极，B为正极，A>B；C电极的质量增加说明Cu2+在正极析出，C为正极B为负极，B>C；金属D不断溶解，说明D为负极，A为正极，D>A，四种金属活动性由大到小的顺序是D>A>B>C； （2）①锌铜原电池中，锌比铜活泼，故锌为负极，铜为正极； ②3.2g铜物质的量为0.05mol，由电极反应式Cu2++2e-=Cu可知，生成1mol铜，转移2mol电子，故生成0.05mol铜，导线中转移0.1mol电子，电子数目为0.1NA； ③电池工作时，盐桥中的Cl-会移向ZnSO4溶液，K+移向CuSO4溶液，使两溶液均保持电中性； （3）该装置是原电池，根据总反应：CO+2H2=CH3OH可知，C的化合价降低，CO在正极得到电子，H的化合价升高，H2在负极失去电子，所以通入H2的一端是负极；电池工作过程中阳离子移向正极，所以H+向左移动；通入CO的一端为正极，CO在酸性溶液中得到电子转变为CH3OH，电极反应式为：CO + 4e- + 4H+ = CH3OH； （4）充电时阳极失电子发生氧化反应，即放电时正极的逆反应，所以电极方程式为：Li1+xV3O8-xe-=xLi++LiV3O8； （5）由图可知，a极为阴极，发生还原反应，电极反应式为 2(CH3)4N++2H2O+2e−=2(CH3)4NOH+H2↑，则制备1mol四甲基氢氧化铵则转移1mole－，阴极产生0.5molH2，阳极产生0.25molO2（电极反应式为4OH－-4e－=O2↑+2H2O），共产生0.75mol气体。 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$