内容正文:
2025届高三高考化学一轮复习
假期作业35 原电池 常见化学电源
一、单项选择题
1.根据下图,可判断出下列离子方程式中错误的是( )
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)
2.化学电池ZnK2FeO4、能量密度大、体积小、重量轻、寿命长、无污染。下列关于其放电时的说法错误的是( )
A.负极发生失电子的氧化反应
B.将化学能转化为电能
C.K2FeO4在正极得电子
D.阳离子向负极移动
3.M、N、P、E四种金属,已知:①M+N2+===N+M2+;②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中,M表面有大量气泡逸出;③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E2++2e-===E,N-2e-===N2+。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是( )
A.P>M>N>E
B.E>N>M>P
C.P>N>M>E
D.E>P>M>N
4.几位同学用相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池,得到的实验数据如下表所示,下列说法不正确的是( )
实验编号
水果种类
电极间距离/cm
电流大小/μA
①
西红杮
1
98.7
②
西红杮
2
72.5
③
苹果
2
7.2
A.该实验的目的是探究水果种类和电极间距离对水果电池电流大小的影响
B.能表明水果种类对电流大小有影响的实验编号是②和③
C.上述装置中,锌片作负极,电极反应为:
Zn+2e-===Zn2+
D.其他条件相同时,改变电极插入水果的深度可能影响水果电池电流大小
5.铅酸蓄电池是汽车常用的蓄电池,其构造如图所示。下列说法不正确的是( )
A.电池放电时,负极质量减轻
B.电池放电时,c(H+)减小
C.电池充电时总反应为
2PbSO4+2H2O===Pb+PbO2+2H2SO4
D.铅酸蓄电池的缺点是笨重、比能量低
6.根据下图判断,下列说法正确的是( )
A.装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是
Fe-2e-===Fe2+
B.装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是
O2+2H2O+4e-===4OH-
C.装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动
D.放电过程中,装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大
7.[2024·九省联考吉林卷,11]如图,b为H+/H2标准氢电极,可发生还原反应(2H++2e-===H2↑)或氧化反应(H2-2e-===2H+),a、c分别为AgCl/Ag,AgI/Ag电极。实验发现:1与2相连a电极质量减小,2与3相连c电极质量增大。下列说法正确的是( )
A.1与2相连,盐桥1中阳离子向b电极移动
B.2与3相连,电池反应为
2Ag+2I-+2H+===2AgI+H2↑
C.1与3相连,a电极减小的质量等于c电极增大的质量
D.1与2、2与3相连,b电极均为e-流出极
二、不定项选择题
8.乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂,在200 ℃左右时供电,电池总反应式为C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O,电池示意图如图所示,下列说法中正确的是( )
A.电池工作时,质子向电池的正极迁移
B.电池工作时,电流由b极沿导线流向a极
C.a极上发生的电极反应是
C2H5OH+3H2O+12e-===2CO2↑+12H+
D.b极上发生的电极反应是
2H2O+O2+4e-===4OH-
9.沉积物微生物燃料电池可处理含硫废水,其工作原理如图。下列说法中错误的是( )
A.碳棒b极电势比碳棒a极电势高
B.光照强度对电池的输出功率无影响
C.碳棒b电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O
D.酸性增强不利于菌落存活,工作一段时间后,电池效率降低
10.KO2电池结构如图,a和b为两个电极,其中之一为单质钾片。关于该电池,下列说法错误的是( )
A.隔膜允许K+通过,不允许O2通过
B.放电时,电流由b电极沿导线流向a电极;充电时,b电极为阴极
C.产生1 Ah电量时,生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22
D.用此电池为铅酸蓄电池充电,消耗3.9 g钾时,铅酸蓄电池消耗0.9 g水
三、非选择题
11.利用电化学原理既能合成有机物,又能输出电能。如图所示装置可合成苯胺,反应进行一段时间,负极质量减轻7.8 g,D出口溶液增重0.19 g。
(1)电流的方向为 (填“A→B”或“B→A”)。
(2)生成目标产物的电极反应式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)电流效率η= %。
(η=×100%,计算结果保留小数点后1位)
参考答案
1.解析:从两个原电池的电极可以判断出三种金属的活动性关系为:Cd>Co>Ag,则氧化性关系为:Cd2+<Co2+<Ag+,根据氧化还原反应规律知A项错误。
答案:A
2.解析:原电池放电时,负极发生失电子的氧化反应,A正确;原电池放电过程是将化学能转化为电能,B正确;化学电池ZnK2FeO4中,Zn作负极,K2FeO4在正极得电子,C正确;原电池放电时,电解质中的阳离子向正极移动,D错误。
答案:D
3.解析:由①知,金属活动性:M>N;M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中,M表面有大量气泡逸出,说明M作原电池的正极,故金属活动性:P>M;N、E构成的原电池中,N作负极,故金属活动性:N>E;综合上述分析可知,金属活动性:P>M>N>E,A正确。
答案:A
4.解析:A项,实验①和②都是西红杮,电极间距离不同,电流大小不同,实验②和③电极间距离相同,水果种类不同,电流大小也不同,所以该实验的目的是探究水果种类和电极间距离对水果电池电流大小的影响,正确;B项,实验②和③电极间距离相同,水果种类不同,电流大小不同,表明水果种类对电流大小有影响,正确;C项,锌比铜活泼,锌作负极,电极反应为Zn-2e-===Zn2+,错误;D项,其他条件相同时,改变电极插入水果的深度,改变了电极和电解质溶液的接触面积,可能影响水果电池电流的大小,正确。
答案:C
5.解析:放电时,负极Pb失去电子转化为PbSO4,负极质量增加,A项错误;放电过程中消耗H2SO4,溶液中c(H+)减小,B项正确。
答案:A
6.解析:装置Ⅰ中的负极为Zn,A项错误;装置Ⅱ中的正极反应为2H++2e-===H2↑,B项错误;阳离子向正极移动,装置Ⅰ中阳离子向左侧烧杯移动,C项错误。
答案:D
7.答案:B
8.解析:通入乙醇的一极(a极)为负极,发生氧化反应;通入氧气的一极(b极)为正极,发生还原反应。电池工作时,阳离子(质子)向电池的正极迁移,A项正确;电流方向与电子流向相反,电流由b极沿导线流向a极,B项正确;a极上乙醇应该失电子被氧化,C项不正确;因为电池中使用的是磺酸类质子溶剂,所以电极反应式中不能出现OH-,D项不正确。
答案:AB
9.解析:根据氢离子的流向可知碳棒b为正极,光合菌产生的O2得电子结合H+得到H2O,碳棒a为负极,FeSx在硫氧化菌的作用下被氧化为S,S在硫氧化菌的作用下被氧化为硫酸根离子。由以上分析可知b极为正极,a极为负极,正极的电势高于负极,A正确;光照强度增强,光合作用越强,产生的氧气越多,电池的输出功率越大,即光照强度对电池的输出功率有影响,B错误;b为正极,光合菌产生的O2得电子结合H+得到H2O,电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O,C正确;酸性增强不利于菌落存活,负极失电子发生的氧化反应会减慢,故工作一段时间后,电池效率降低,D正确。
答案:B
10.解析:金属性强的钾易与氧气反应,为防止钾与氧气反应,电池所选择隔膜应允许K+通过,不允许O2通过,故A正确;放电时,a为负极,b为正极,电流由b电极沿导线流向a电极,充电时,b电极应与直流电源的正极相连,作电解池的阳极,故B错误;生成1 mol超氧化钾时,消耗1 mol氧气,两者的质量比为(1 mol×71 g·mol-1)∶(1 mol×32 g·mol-1)≈2.22∶1,故C正确;铅酸蓄电池充电时的总反应为2PbSO4+2H2O===PbO2+Pb+2H2SO4,反应消耗2 mol水,转移2 mol电子,由得失电子守恒可知,消耗3.9 g钾时,铅酸蓄电池消耗水的质量为×18 g·mol-1=1.8 g,故D错误。
答案:BD
11.解析:(1)由图可知,Zn为活泼电极,作原电池的负极,多孔惰性电极为正极,电流由正极流向负极,即A→B。(2) 在正极得电子被还原为 ,其中N元素由+3价降低到-3价,得到6个电子,对应电极反应式为+6H++6e-===+2H2O。(3)由负极质量减轻7.8 g,结合负极反应:Zn-2e-===Zn2+,知转移电子总数为×2=0.24 mol,由正极电极反应知,正极溶液最终增加的质量等于生成苯胺消耗的H+的质量,即生成苯胺消耗0.19 g H+,则生成苯胺消耗的电子数为=0.19 mol,则电流效率为×100%≈79.2%。
答案:(1)A→B (2) +6H++6e-===+2H2O (3)79.2
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