专题03 化学反应与电能（期中真题汇编，江苏专用）高一化学下学期

专题03 化学反应与电能 2大高频考点概览 考点01 简单常见原电池原理 考点02 原电池原理的应用 地 城 考点01 简单常见原电池原理 1．(24-25高一下·江苏扬州红桥高级中学·期中)下列装置能构成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．稀硫酸分装在两个容器中，不能形成闭合电路，不能构成原电池，A错误； B．酒精是非电解质，不能导电，不能构成原电池，B错误； C．Fe、C用导线连接，形成闭合回路，Fe和稀硫酸能发生氧化还原反应，能形成原电池，属于原电池装置，C正确； D．Cu和稀硫酸不反应，没有自发的氧化还原反应，不能构成原电池，D错误； 故选C。 2．(24-25高一下·江苏徐州·期中)碱性锌锰电池的总反应为：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是 A．电池工作时，MnO2发生还原反应 B．电池工作时，OH-通过隔膜向负极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成1mol MnOOH，转移电子数目约为2×6.02×1023 【答案】D 【分析】由总反应可知，Zn为负极，电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，MnO2为正极，电极反应式为：MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，电池工作时，MnO2为正极，电极反应式为：MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-，MnO2发生还原反应，A正确； B．原电池中阴离子向负极移动，氢氧根离子通过隔膜向负极移动，B正确； C．环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，C正确； D．由分析可知，正极反应为：MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-，故反应中每生成1mol MnOOH，转移电子1mol，数目为6.02×1023，D错误； 故答案为：D。 3．(24-25高一下·江苏连云港灌云县·期中)将纯铁片和纯铜片按图甲、乙方式插入相同浓度的稀硫酸中一段时间，下列说法正确的是 A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B．乙中铜片上有气泡产生 C．甲中铜片质量减少、乙中铁片质量减少 D．甲、乙两烧杯中均减小 【答案】D 【分析】甲中形成铜铁原电池，铁作负极，失电子，铜作正极，H+在铜极上得电子，生成H2，总反应式为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；乙装置中只是铁片与稀硫酸间发生了置换反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，以此进行分析。 【详解】A．甲中形成铜铁原电池，将化学能转变为电能，乙装置中只是铁片与稀硫酸间发生了置换反应，故A错误； B．结合分析可知，乙中铁片上有气泡产生，故B错误； C．结合分析可知，甲中H+在铜极上得电子，生成H2，铜片质量不变，乙中铁片失去电子形成二价铁离子，质量减少，故C错误； D．甲中铜片上氢离子得电子生成氢气，乙中铁和稀硫酸发生置换反应生成氢气，所以两烧杯的溶液中氢离子浓度均减小，故D正确； 故选D。 4．(24-25高一下·江苏连云港灌云县·期中)有关下列四个常用电化学装置的叙述中，错误的是 图1碱性锌锰电池 图2普通锌锰电池 图3铅酸蓄电池 图4银锌纽扣电池 A．图1所示电池中，的作用是作氧化剂 B．图2所示电池中，电子从锌筒出发沿导线经电解质溶液流向石墨电极 C．图3所示装置工作过程中，负极的质量逐渐增加 D．图4所示电池中，是还原剂，在电池工作过程中被氧化 【答案】B 【详解】A．该干电池中，Zn为负极失电子，MnO2为正极得电子作氧化剂，A正确； B．原电池中，电子无法在电解质溶液中流动，B错误； C．该电池中，负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成硫酸铅沉淀，负极质量逐渐增大，C正确； D．该原电池中，Zn做负极失电子为还原剂，在电池工作过程中被氧化，D正确； 故选B。 5．(24-25高一下·江苏高邮·期中)某铜锌原电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．溶液变成蓝色 B．Zn发生氧化反应 C．电子由Zn棒经电解质溶液流向Cu棒 D．每生成标准状况下22.4L ，转移1mol电子 【答案】B 【分析】铜锌原电池中，Zn为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为，Cu为正极，得到电子，发生还原反应，电极反应式为，据此回答。 【详解】A．Cu不参与反应，溶液中无生成，不会变蓝，A错误； B．Zn为负极，失去电子，发生氧化反应，B正确； C．电子由Zn棒经导线流向Cu棒，不进入溶液，C错误； D．由知，生成22.4L（标准状况 ）（1mol ），转移2mol电子，D错误； 故选B。 6．(24-25高一下·江苏连云港赣榆区·期中)银锌纽扣电池反应为。下列说法错误的是 A．电解质溶液可能是稀盐酸 B．放电时锌是电池的负极 C．充电时发生氧化反应 D．充电过程中实现了电能向化学能转化 【答案】A 【分析】由电池反应可知，放电时，锌失去电子化合价升高，则Zn是负极，Ag2O中银化合价降低、得到电子被还原，是正极，充电时，电能转化为化学能。 【详解】A．Zn和盐酸反应，Ag2O和盐酸反应生成氯化银沉淀，使用盐酸作电解质不能形成银锌纽扣电池，A错误； B．锌失去电子化合价升高，则Zn是负极，B正确； C．充电时失去电子转化为Ag2O，化合价升高发生氧化反应，C正确； D．充电过程中，电能转化为化学能，实现了电能向化学能转化，D正确； 答案选A。 7．(24-25高一下·江苏南京南京师范大学附属中学·期中)碱性锌锰干电池的电池构造示意图如下图所示，其总反应为。下列有关说法错误的是 A．电池工作时，氢氧根离子通过隔膜向负极移动 B．电池工作时，发生还原反应 C．为利于电池放电可选择低温环境 D．反应中每生成1molMnOOH，转移电子1mol 【答案】C 【分析】电池工作时，MnO2为正极，得到电子，发生还原反应，Zn为负极，发生氧化反应，据此分析； 【详解】A．电池工作时，阴离子向负极移动，故OH-通过隔膜向负极移动，A正确； B．电池工作时，MnO2为正极，得到电子，发生还原反应，B正确； C．环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故C错误； D．反应中锰元素的化合价由+4价降低到+3价，则每生成1molMnOOH，移电子数为1mol，D正确； 答案选C。 1．(24-25高一下·江苏盐城五校联考·期中)现代社会中，人类的一切活动都离不开能量，研究化学能与热能、电能的转化具有重要价值。回答下列问题： (1)如图为某化学兴趣小组探究不同条件下化学能与电能之间转化的装置。 ①若电极a为锌片、电极b为铜片、电解质溶液为稀硫酸，该装置工作时，铜电极上可以看到的现象为______，向_____(填“a”或“b”)极移动，正极的电极反应式为_____。 ②若电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为KOH溶液，则该原电池工作时，Mg作_______极(填“正”或“负”)，Al电极上的反应式为________。 (2)某种燃料电池的工作原理示意图如图所示(a、b均为石墨电极)。 假设使用的“燃料”是甲烷()，则通入甲烷气体的电极反应式为_______。电池工作一段时间后，电解液的碱性将_______(填“增强”“减弱”或“不变”)。若消耗标准状况下甲烷的体积为3.36L，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为_______(设为阿伏加德罗常数的值)。 【答案】(1) 有气泡产生 a 正 (2) 减弱 【详解】（1）①若电极a为锌片、电极b为铜片、电解质溶液为稀硫酸，由于Zn比Cu活泼，则该装置工作时，Zn为负极，电极反应为：，Cu为正极，电极反应为：，故铜电极上可以看到的现象为有气泡产生，原电池内部阴离子流向负极，即向a极移动，故答案为：有气泡产生；a；； ②若电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为KOH溶液，虽然Mg比Al活泼，但Mg与KOH溶液不反应，而Al能与KOH发生反应，故该原电池工作时，Mg作正极，Al作负极，Al电极上的反应式为，故答案为：正；； （2）根据图中电子移动方向可知，a为负极，假设使用的“燃料”是甲烷(CH4)，则通入甲烷气体的一极发生氧化反应，为负极，该电极的电极反应式为：，b为正极，电极反应为：，故电池工作一段时间后，电解液溶液中OH-浓度减小，电解液的碱性将减弱，若消耗标准状况下甲烷的体积为3.36L，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为=1.2NA，故答案为：；减弱；。 8．(24-25高一下·江苏盐城东台·期中)人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用。请根据题中信息，回答下列问题： (1)直接提供电能的一般是放热反应，下列能设计成原电池的是___________。(填字母，下同) A．与反应 B．氢氧化钠与稀盐酸反应 C．灼热的炭与反应 D．与燃烧反应 (2)将纯铁片和纯铜片按图甲、乙方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题： ①下列说法正确的是___________。 A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B．乙中铜片上没有明显变化 C．甲中铜片质量减少、乙中铁片质量减少 D．甲、乙两烧杯中c()均减小 ②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲___________乙。(填“>”“<”或“=”) ③请写出甲、乙中构成原电池的正极电极反应式___________。电池工作一段时间后，甲中溶液质量增重27g时，电极上转移电子数目为___________。 ④若将甲中的稀硫酸换为浓硝酸，则电池总反应的离子方程式为___________。 (3)图丙为甲烷氧气燃料电池的构造示意图，电解质溶液的溶质是KOH。通甲烷一极的电极反应方程式为___________。 【答案】(1)D (2) BD ＞ (3) 【详解】（1）A．与反应为非氧化还原反应，不能设计成原电池，A错误； B．氢氧化钠与稀盐酸反应为非氧化还原反应，不能设计成原电池，B错误; C．灼热的炭与反应为吸热反应，一般不能设计成原电池，C错误； D．与燃烧反应为能自发进行的氧化还原反应，且是放热反应，能设计成原电池，D正确； 故答案选D。 （2）①A．甲装置是原电池，将化学能转变为电能，乙不能形成原电池，A错误； B．乙装置不能形成原电池，且铜片不与稀硫酸反应反应，所以铜片上没有明显变化，B正确； C．甲装置为原电池装置，铁为负极，铜为正极，负极，正极，所以铁片质量减少，铜片质量不变，乙装置不能形成原电池，铁能与稀硫酸发生反应，铁片质量减少，铜片不与稀硫酸反应反应，铜片质量不变，C错误； D．两个烧杯中都产生氢气，都降低，D正确； 故答案选BD； ②甲装置是原电池，乙不能形成原电池，原电池反应能加快反应速率，则两烧杯中产生气泡的速度：甲＞乙； ③甲装置为原电池装置，铁为负极，铜为正极，负极，正极，乙装置不能形成原电池，故答案为；甲装置发生反应，当转移时，溶液质量增重，所以当甲中溶液质量增重27 g时，电极上转移电子数目为； ④若将甲中的稀硫酸换为浓硝酸，常温下发生钝化，能与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，电池总反应的离子方程式为。 （3）碱性甲烷燃料电池中，甲烷发生失电子的氧化反应生成，则通甲烷一极的电极反应方程式为。 9．(24-25高一下·江苏徐州·期中)原电池是化学对人类的一项重大贡献。 I．某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中作用，设计并进行以下一系列实验，实验结果记录如下： 编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针方向 1 Mg、Al 稀盐酸 偏向Al 2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu 3 Mg、Al 氢氧化钠溶液 偏向Mg 根据上表中记录的实验现象，回答下列问题： (1)实验1、2中Al电极的作用是否相同？___________(填”是”或”否”)。 (2)实验2中Cu为___________极，电池总反应离子方程式___________。 (3)实验3中Al为___________极，其电极反应式为___________。 II．如图所示是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题： (4)电池的负极是___________(填“a”或“b”)电极，该极的电极反应式为___________。 (5)电池工作一段时间后电解质溶液的pH___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 【答案】(1)否 (2) 正 2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2↑ (3) 负 Al-3e-+4OH- =[Al(OH)4]-(或Al-3e-+ 4OH-=AlO+2H2O) (4) a CH4 -8e- + 10OH- = CO+ 7H2O (5)减小 【详解】（1）实验1中电流表指针偏向Al，Al为正极，实验2中电流表指针偏向Cu，Cu为正极、Al为负极，实验1、2中Al电极的作用不同； （2）实验2中，Cu的活泼性弱于Al，则Cu为正极，正极反应为：、负极反应为，电池总反应离子方程式为； （3）实验3中电流表指针偏向Mg，Mg作正极、铝作负极，因为铝能与氢氧化钠溶液反应，故电池负极反应为(或Al-3e-+ 4OH-=AlO+2H2O)； （4）CH4在反应时失去电子转化为，故a电极是电池的负极；负极反应为：CH4＋10OH--8e-=＋7H2O； （5）正极反应式为O2＋2H2O＋4e-=4OH-，由此可知，当转移4mol电子时，负极消耗5molOH-，正极生成4molOH-，溶液中OH-浓度减小，电解质溶液的pH会减小。 地 城 考点02 原电池原理的应用 10．(24-25高一下·江苏扬州新华中学·期中)0．化学家正在研究尿素燃料电池，尿素燃料电池结构如图所示，用这种电池直接去除城市废水中的尿素，下列有关描述正确的是 A．甲电极为电池的正极 B．电池工作时氢离子向甲电极移动 C．乙电极的电极反应式为： D．该装置中化学能转化为电能 【答案】D 【分析】甲电极上氮元素化合价由-3价上升为0价，失电子发生氧化反应，负极电极反应式为；乙电极上氧气得电子，氧元素价态降低，正极发生还原反应，电极反应式为，电池总反应为，负极产生氢离子，透过质子交换膜移向正极，两极转移电子数目相等；据此作答。 【详解】A．由上述分析可知，甲电极为电池的负极，乙电极为电池的正极，A错误； B．电池工作时，负极产生氢离子，透过质子交换膜移向正极，即氢离子向乙电极移动，B错误； C．由上述分析可知，乙电极上氧气得电子，氧元素价态降低，正极电极反应式为，C错误； D．该装置利用氧化还原反应设计制作为原电池，把化学能转化为电能，D正确； 故选D。 11．(24-25高一下·江苏扬州大学附属中学·期中)1．已知：。下列说法正确的是 A．电极b上发生的电极反应为 B．电极a发生还原反应 C．每参与反应，有经固体电解质膜进入正极区 D．电子由电极b流向电极a 【答案】A 【分析】该装置为原电池装置，根据反应方程式分析，O2发生还原反应，故通入氧气的电极为正极，即b为正极，H2S发生氧化反应，故通入H2S的电极为负极，即a为负极，据此分析。 【详解】A．O2在电极b得电子，质子固体作电解质，电极反应O2+4H++4e-=2H2O，A正确； B．电极a为负极，发生氧化反应，B错误； C．未指明标况，无法计算H2S的物质的量，无法计算进入正极区的氢离子的物质的量，C错误； D．根据分析，a为负极，b为正极，电子由电极a流向电极b，D错误； 故选A。 12．(24-25高一下·江苏南京南京师范大学附属中学·期中)2．一种室内甲醛传感器测量甲醛含量的工作原理如下图所示。已知：国家标准室内甲醛含量不超过，下列说法错误的是 A．外电路电流方向由电极到电极 B．负极反应式为 C．随测量进行，溶液浓度逐渐变小 D．传感器在室内空间测量时，电路中转移，该室内甲醛含量符合国家标准 【答案】D 【分析】该检测利用的是甲醛的氧化燃料电池原理，电解质为硫酸溶液，C电极作负极，甲醛在负极失去电子被氧化为，电极反应式为：，Pt电极为正极，在正极得到电子生成水，电极反应式为：，据此分析解答。 【详解】A．外电路电流方向是从正极流向负极，即从Pt电极到电极，A正确； B．根据分析，负极反应式为：，B正确； C．电池工作总反应为：，随检测的进行，生成的水增多，则溶液浓度逐渐变小，C正确； D．由分析的负极电极反应式为可知，每转移时，消耗，则转移时，消耗的的物质的量 为：，则室内甲醛含量为：，该室内甲醛含量不符合国家标准，D错误； 故答案为：D。 13．(24-25高一下·江苏无锡锡山区锡东高级中学·期中)3．原电池是直接把化学能转化为电能的装置，按要求完成各小题。 (1)写出溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：_______。若将此反应设计成原电池，该电池的负极材料是_______。 (2)一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电和环保三位一体的结合，其工作原理如下图1所示，放电过程中负极的电极反应式为_______，若过程中产生，则消耗标准状况下的体积为_______L。 (3)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图2：电池工作时，内电路中，向电极_______(填“A”或“B”)移动，电极A上CO参与的电极反应式为_______。 (4)以乙醇作燃料的燃料电池如下图所示。 ①在该电池中A电极的电极反应式为_______。 ②若标况下有参与反应，理论上通过质子交换膜的数目为_______。 【答案】(1) 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ Cu (2) NO-3e-+2H2O=HNO3+3H+ 1.2 (3) A CO-2e-+CO=2CO2 (4) C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+ 2NA 【详解】（1）Fe3+具有氧化性，可以将铜单质氧化为Cu2+，自身还原为Fe2+离子，溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；将此反应设计成原电池，负极上发生失电子的氧化反应，根据离子方程式可得负极材料是Cu。 （2）放电过程中，NO在负极失电子生成硝酸，负极的电极反应式NO-3e-+2H2O=HNO3+3H+；若过程中产生4molHNO3，电路中转移12mol电子，正极的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，根据电子守恒，正极消耗3molO2，则消耗标准状况下的体积为3mol×1.4L/mol=2.2L。 （3）分析熔融碳酸盐燃料电池原理示意图，通入氧气的一端为原电池正极，通入一氧化碳和氢气的一端为负极，电池工作时，内电路中CO向负极移动，即向电极A移动；电极A上CO失电子发生氧化反应生成二氧化碳，A电极反应为：CO-2e-+CO=2CO2。 （4）①在该电池中乙醇为燃料失电子为负极(A)，氧气为正极(B)，条件为酸性介质，A为负极，乙醇发生氧化反应，电极的电极反应式：C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+。 ②正极的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，若标况下有即物质的量参与反应，消耗2molH+，理论上通过质子交换膜的数目为2NA。 14．(24-25高一下·江苏连云港赣榆区·期中)4．暖贴是利用钢铁电化学腐蚀原理制成的，内部结构如图所示。下列说法正确的是 A．铁作负极，其电极反应式： B．暖贴工作时需要与空气中的和水蒸气接触 C．暖贴短时间内产生较多的热是因为活性炭被氧化 D．暖贴使用后产生的红色固体成分为 【答案】B 【分析】由图可知，暖贴的工作原理实际上是铁发生吸氧腐蚀，工作时，铁、碳在氯化钠溶液中构成原电池，铁做负极失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为，活性炭做正极，氧气做正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为。 【详解】A．由分析可知，暖贴工作时，铁、碳在氯化钠溶液中构成原电池，铁做负极失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为，故A错误； B．由分析可知，正极反应式为，则暖贴工作时需要与空气中的和水蒸气接触，故B正确； C．由分析可知，暖贴工作时，铁做负极被消耗，活性炭做正极不被消耗，故C错误； D．负极产生的亚铁离子与正极产生的氢氧根离子生成，被氧化为，受热分解生成红色的，故D错误； 故选B。 15．(24-25高一下·江苏徐州第七中学·期中)5．肼(N2H4)可用作燃料，与四氧化二氮反应生成氮气和气态水。已知： (1)① N2(g)＋2O2(g)=N2O4(g) ΔH=+10 kJ·mol−1； ② N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g) ΔH=-543 kJ·mol−1； 气态肼和N2O4反应的热化学方程式是___________。 (2)科学家用氮化镓材料与铜组装的人工光合系统如图所示，利用该装置成功实现了以 CO2 和 H2O 合成 CH4。 正极反应式是___________，电路中每转移0.1mole−，正极区溶液质量___________(填“增加”或“减少”)___________g， 产生的O2在标准状况下的体积为___________mL。 【答案】(1)N2O4(g)+2N2H4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1096 kJ·mol-1 (2) CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O 增加 1.45 560 【详解】（1）气态肼和N2O4反应的化学方程式是：N2O4(g)+2N2H4(g)=3N2(g)+4H2O(g)，该反应由2×②-①得到，根据盖斯定律，ΔH=(-2×543-10)kJ·mol-1=-1096 kJ·mol-1，则热化学方程式为：N2O4(g)+2N2H4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1096 kJ·mol-1。 （2）该电池为原电池，电子流出的为负极，故产生氧气的电极为负极(左侧)，产生甲烷的电极为正极(右侧)，正极反应式是CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O；根据正极反应式，电路中每转移8mol电子，生成2mol水，正极区溶液质量增加2mol×18g/mol=36g，故每转移0.1mole-，正极区溶液质量增加；负极的电极式为2H2O-4e-=O2+4H+，每转移0.1mole−，生成0.025mol氧气，标况下的体积为：0.025mol×22.4L/mol=0.56L=560mL。 16．(24-25高一下·江苏淮阴中学·期中)6．实际生产生活中，钢铁等金属因电化学腐蚀损失巨大，电化学在金属制备和加工中发挥着重要的作用。 (1)下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。 ①腐蚀过程中，负极是________（填“a”、“b”或“c”）。 ②环境中的扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈。青铜器发生电化腐蚀并最终生成的总离子方程式为___________。 (2)某科研单位利用-空气质子交换膜燃料电池制备高纯铬和硫酸的简单装置如下图所示： ①Pt(Ⅰ)电极上发生的电极反应式为__________。 ②X膜为________交换膜（填“阴离子”或“阳离子”）。 (3)实验室用回收的多元合金接地体（含铝60％-75％，含铜15％-20％，其它物质为比铜活泼性弱的金属）为原料制备精铜，具体操作如下：边搅拌边向多元合金接地体中加入________，将得到的固体压制成片，__________，将电极取出，刮出表面的精铜，将所得精铜用蒸馏水洗净，干燥。 （实验中必须使用的试剂和仪器：混合溶液，不锈钢片，溶液，直流电源） 【答案】(1) c (2) 阴离子 (3) 溶液 当溶液中不再产生气泡时，过滤将其与直流电源正极相连，不锈钢片与直流电源负极相连，在混合溶液中电解，直至铜片完全溶解 【分析】（1）根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子，发生还原反应，通入氧气的一端为正极，电极反应式为：；Cu失电子生成铜离子，发生氧化反应，则Cu作负极，电极反应式为：； （2）根据装置图可知，左端装置为原电池，右端装置为电解装置，Pt(Ⅰ)上NO+H2O→HNO3，N的化合价升高，根据原电池工作原理，Pt(Ⅰ)为负极，Pt(Ⅱ)为正极，Pt(Ⅰ)电极反应式为：；Cr棒与电源的负极相连，Cr棒作阴极，因为该装置制备高纯铬，阴极反应式为Cr3++3e=Cr，石墨作阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+； 【详解】（1）①根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子，发生还原反应；Cu失电子生成铜离子，发生氧化反应，则Cu作负极，即c是负极； ②负极上生成铜离子，电极反应式为：、正极上生成氢氧根离子，电极反应式为：，Cl−扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，则该总反应离子方程式为：； （2）①根据装置图可知，左端装置为原电池，右端装置为电解装置，Pt(Ⅰ)上NO+H2O→HNO3，N的化合价升高，根据原电池工作原理，Pt(Ⅰ)为负极，Pt(Ⅱ)为正极，Pt(Ⅰ)电极反应式为：； ②Cr棒与电源的负极相连，Cr棒作阴极，因为该装置制备高纯铬，阴极反应式为Cr3++3e-=Cr，石墨作阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，根据电解原理，以及制备硫酸，H+通过质子交换膜移向Ⅱ室，Ⅲ室通过X膜移向Ⅱ室，因此X膜为阴离子交换膜； （3）实验室用回收的多元合金接地体（含铝60％-75％，含铜15％-20％，其它物质为比铜活泼性弱的金属）为原料制备精铜，具体操作如下：边搅拌边向多元合金接地体中加入1mol⋅L−1NaOH溶液，将铝除去，将得到的固体压制成片，当溶液中不再产生气泡时，过滤将其与直流电源正极相连，不锈钢片与直流电源负极相连，在H2SO4−CuSO4混合溶液中电解，直至铜片完全溶解，将电极取出，刮出表面的精铜，将所得精铜用蒸馏水洗净，干燥。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 化学反应与电能 2大高频考点概览 考点01 简单常见原电池原理 考点02 原电池原理的应用 地 城 考点01 简单常见原电池原理 1．(24-25高一下·江苏扬州红桥高级中学·期中)下列装置能构成原电池的是 A． B． C． D． 2．(24-25高一下·江苏徐州·期中)碱性锌锰电池的总反应为：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是 A．电池工作时，MnO2发生还原反应 B．电池工作时，OH-通过隔膜向负极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成1mol MnOOH，转移电子数目约为2×6.02×1023 3．(24-25高一下·江苏连云港灌云县·期中)将纯铁片和纯铜片按图甲、乙方式插入相同浓度的稀硫酸中一段时间，下列说法正确的是 A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B．乙中铜片上有气泡产生 C．甲中铜片质量减少、乙中铁片质量减少 D．甲、乙两烧杯中均减小 4．(24-25高一下·江苏连云港灌云县·期中)有关下列四个常用电化学装置的叙述中，错误的是 图1碱性锌锰电池 图2普通锌锰电池 图3铅酸蓄电池 图4银锌纽扣电池 A．图1所示电池中，的作用是作氧化剂 B．图2所示电池中，电子从锌筒出发沿导线经电解质溶液流向石墨电极 C．图3所示装置工作过程中，负极的质量逐渐增加 D．图4所示电池中，是还原剂，在电池工作过程中被氧化 5．(24-25高一下·江苏高邮·期中)某铜锌原电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．溶液变成蓝色 B．Zn发生氧化反应 C．电子由Zn棒经电解质溶液流向Cu棒 D．每生成标准状况下22.4L ，转移1mol电子 6．(24-25高一下·江苏连云港赣榆区·期中)银锌纽扣电池反应为。下列说法错误的是 A．电解质溶液可能是稀盐酸 B．放电时锌是电池的负极 C．充电时发生氧化反应 D．充电过程中实现了电能向化学能转化 7．(24-25高一下·江苏南京南京师范大学附属中学·期中)碱性锌锰干电池的电池构造示意图如下图所示，其总反应为。下列有关说法错误的是 A．电池工作时，氢氧根离子通过隔膜向负极移动 B．电池工作时，发生还原反应 C．为利于电池放电可选择低温环境 D．反应中每生成1molMnOOH，转移电子1mol 1．(24-25高一下·江苏盐城五校联考·期中)现代社会中，人类的一切活动都离不开能量，研究化学能与热能、电能的转化具有重要价值。回答下列问题： (1)如图为某化学兴趣小组探究不同条件下化学能与电能之间转化的装置。 ①若电极a为锌片、电极b为铜片、电解质溶液为稀硫酸，该装置工作时，铜电极上可以看到的现象为______，向_____(填“a”或“b”)极移动，正极的电极反应式为_____。 ②若电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为KOH溶液，则该原电池工作时，Mg作_______极(填“正”或“负”)，Al电极上的反应式为________。 (2)某种燃料电池的工作原理示意图如图所示(a、b均为石墨电极)。 假设使用的“燃料”是甲烷()，则通入甲烷气体的电极反应式为_______。电池工作一段时间后，电解液的碱性将_______(填“增强”“减弱”或“不变”)。若消耗标准状况下甲烷的体积为3.36L，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为_______(设为阿伏加德罗常数的值)。 8．(24-25高一下·江苏盐城东台·期中)人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用。请根据题中信息，回答下列问题： (1)直接提供电能的一般是放热反应，下列能设计成原电池的是___________。(填字母，下同) A．与反应 B．氢氧化钠与稀盐酸反应 C．灼热的炭与反应 D．与燃烧反应 (2)将纯铁片和纯铜片按图甲、乙方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题： ①下列说法正确的是___________。 A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B．乙中铜片上没有明显变化 C．甲中铜片质量减少、乙中铁片质量减少 D．甲、乙两烧杯中c()均减小 ②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲___________乙。(填“>”“<”或“=”) ③请写出甲、乙中构成原电池的正极电极反应式___________。电池工作一段时间后，甲中溶液质量增重27g时，电极上转移电子数目为___________。 ④若将甲中的稀硫酸换为浓硝酸，则电池总反应的离子方程式为___________。 (3)图丙为甲烷氧气燃料电池的构造示意图，电解质溶液的溶质是KOH。通甲烷一极的电极反应方程式为___________。 9．(24-25高一下·江苏徐州·期中)原电池是化学对人类的一项重大贡献。 I．某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中作用，设计并进行以下一系列实验，实验结果记录如下： 编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针方向 1 Mg、Al 稀盐酸 偏向Al 2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu 3 Mg、Al 氢氧化钠溶液 偏向Mg 根据上表中记录的实验现象，回答下列问题： (1)实验1、2中Al电极的作用是否相同？___________(填”是”或”否”)。 (2)实验2中Cu为___________极，电池总反应离子方程式___________。 (3)实验3中Al为___________极，其电极反应式为___________。 II．如图所示是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题： (4)电池的负极是___________(填“a”或“b”)电极，该极的电极反应式为___________。 (5)电池工作一段时间后电解质溶液的pH___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 地 城 考点02 原电池原理的应用 10．(24-25高一下·江苏扬州新华中学·期中)0．化学家正在研究尿素燃料电池，尿素燃料电池结构如图所示，用这种电池直接去除城市废水中的尿素，下列有关描述正确的是 A．甲电极为电池的正极 B．电池工作时氢离子向甲电极移动 C．乙电极的电极反应式为： D．该装置中化学能转化为电能 11．(24-25高一下·江苏扬州大学附属中学·期中)1．已知：。下列说法正确的是 A．电极b上发生的电极反应为 B．电极a发生还原反应 C．每参与反应，有经固体电解质膜进入正极区 D．电子由电极b流向电极a 12．(24-25高一下·江苏南京南京师范大学附属中学·期中)2．一种室内甲醛传感器测量甲醛含量的工作原理如下图所示。已知：国家标准室内甲醛含量不超过，下列说法错误的是 A．外电路电流方向由电极到电极 B．负极反应式为 C．随测量进行，溶液浓度逐渐变小 D．传感器在室内空间测量时，电路中转移，该室内甲醛含量符合国家标准 13．(24-25高一下·江苏无锡锡山区锡东高级中学·期中)3．原电池是直接把化学能转化为电能的装置，按要求完成各小题。 (1)写出溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：_______。若将此反应设计成原电池，该电池的负极材料是_______。 (2)一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电和环保三位一体的结合，其工作原理如下图1所示，放电过程中负极的电极反应式为_______，若过程中产生，则消耗标准状况下的体积为_______L。 (3)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图2：电池工作时，内电路中，向电极_______(填“A”或“B”)移动，电极A上CO参与的电极反应式为_______。 (4)以乙醇作燃料的燃料电池如下图所示。 ①在该电池中A电极的电极反应式为_______。 ②若标况下有参与反应，理论上通过质子交换膜的数目为_______。 14．(24-25高一下·江苏连云港赣榆区·期中)4．暖贴是利用钢铁电化学腐蚀原理制成的，内部结构如图所示。下列说法正确的是 A．铁作负极，其电极反应式： B．暖贴工作时需要与空气中的和水蒸气接触 C．暖贴短时间内产生较多的热是因为活性炭被氧化 D．暖贴使用后产生的红色固体成分为 15．(24-25高一下·江苏徐州第七中学·期中)5．肼(N2H4)可用作燃料，与四氧化二氮反应生成氮气和气态水。已知： (1)① N2(g)＋2O2(g)=N2O4(g) ΔH=+10 kJ·mol−1； ② N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g) ΔH=-543 kJ·mol−1； 气态肼和N2O4反应的热化学方程式是___________。 (2)科学家用氮化镓材料与铜组装的人工光合系统如图所示，利用该装置成功实现了以 CO2 和 H2O 合成 CH4。 正极反应式是___________，电路中每转移0.1mole−，正极区溶液质量___________(填“增加”或“减少”)___________g， 产生的O2在标准状况下的体积为___________mL。 16．(24-25高一下·江苏淮阴中学·期中)6．实际生产生活中，钢铁等金属因电化学腐蚀损失巨大，电化学在金属制备和加工中发挥着重要的作用。 (1)下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。 ①腐蚀过程中，负极是________（填“a”、“b”或“c”）。 ②环境中的扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈。青铜器发生电化腐蚀并最终生成的总离子方程式为___________。 (2)某科研单位利用-空气质子交换膜燃料电池制备高纯铬和硫酸的简单装置如下图所示： ①Pt(Ⅰ)电极上发生的电极反应式为__________。 ②X膜为________交换膜（填“阴离子”或“阳离子”）。 (3)实验室用回收的多元合金接地体（含铝60％-75％，含铜15％-20％，其它物质为比铜活泼性弱的金属）为原料制备精铜，具体操作如下：边搅拌边向多元合金接地体中加入________，将得到的固体压制成片，__________，将电极取出，刮出表面的精铜，将所得精铜用蒸馏水洗净，干燥。 （实验中必须使用的试剂和仪器：混合溶液，不锈钢片，溶液，直流电源） 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $