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1、【廣東】2013版化學全程復習方略 課時提能演練(二十六) 9.1原電池 化學電源（人教版） （45分鐘 100分） 一、單項選擇題(本大題共8小題，每小題5分，共40分。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題目要求) 1.(2011·海南高考)一種充電電池放電時的電極反應為：H2＋2OH－－2e－===2H2O NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ 當為電池充電時，與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應是(　　) A.H2O的還原 B.NiO(OH)的還原 C.H2的氧化 D.Ni(OH)2的氧化 2.(2011·福建高考)研究人員研制出一種鋰水

2、電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質，使用時加入水即可放電。關于該電池的下列說法不正確的是(　　) A.水既是氧化劑又是溶劑 B.放電時正極上有氫氣生成 C.放電時OH－向正極移動 D.總反應為：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑ 3.(2012·潮州模擬)X、Y、Z、M四種金屬，已知X可以從Y的鹽溶液中置換出Y；X和Z在稀硫酸中構成原電池時，Z為正極；用石墨電極電解含Y和Z的離子的溶液時，陰極先析出Y；M的離子氧化性強于Y的離子，則這些金屬的活動性由強到弱的順序是(　　) A.X、Y、Z、M B.X、Z、M 、Y C

3、.M、 Z、 X、Y D.X、Z、Y、M 4.(2011·廣東高考)某小組為研究電化學原理，設計裝置。下列敘述不正確的是(　　) A.a和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出 B.a和b用導線連接時，銅片上發(fā)生的反應為： 　Cu2＋＋2e－===Cu C.無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液從藍色逐漸變成淺綠色 D.a和b分別連接直流電源正、負極，電壓足夠大時，Cu2＋向銅電極移動 5.(2011·新課標全國卷)鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應為： Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2 下列有關該電池的說法不正確的是(　　) A

4、.電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3，負極為Fe B.電池放電時，負極反應為Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2 C.電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低 D.電池充電時，陽極反應為2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O 6.(2011·浙江高考)(易錯題)將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后發(fā)現液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖所示。 導致該現象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少。 下列說法正確的是(　　) A.液滴中的Cl－由a區(qū)向b區(qū)遷移 B.液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電

5、極反應為 　O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C.液滴下的Fe因發(fā)生還原反應而被腐蝕，生成的Fe2＋由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH－形成Fe(OH)2，進一步氧化、脫水形成鐵銹 D.若改用嵌有一銅螺絲釘的鐵板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，則負極發(fā)生的電極反應為Cu－2e－===Cu2＋ 7.依據氧化還原反應：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)，設計的原電池如圖所示。 下列有關說法中錯誤的是(　　) A.電解質溶液Y是CuSO4溶液 B.電極X的材料是Cu C.銀電極為電池的正極，其電極反應為Ag＋＋e－===Ag D.外電路中的電子是從

6、X電極流向Ag電極 8.一種新型環(huán)保電池是采用低毒的鋁合金(丟棄的易拉罐)，家庭常用的漂白水，食鹽，氫氧化鈉(化學藥品店常見試劑)等原料制作的。電池的總反應方程式為2Al＋3ClO－＋2OH－===3Cl－＋2AlO＋H2O。下列說法不正確的是(　　) A.該電池的優(yōu)點是電極材料和電解質用完后可以更換 B.該電池發(fā)生氧化反應的是金屬鋁 C.電極的正極反應式為3ClO－＋3H2O＋6e－===3Cl－＋6OH－ D.當有0.1 mol Al完全溶解時，流經電解液的電子個數為1.806×1023 二、雙項選擇題(本大題共2小題，每小題6分，共12分。在每小題給出的四個選項中，有兩個選項

7、符合題目要求) 9.小軍利用家中的廢舊材料制作了一個可使玩具揚聲器發(fā)出聲音的電池，裝置如圖所示。下列有關該電池工作時的說法錯誤的是(　　) A.鋁質汽水罐將逐漸被腐蝕 B.電子流向為鋁質汽水罐→導線→揚聲器→導線→木炭棒 C.食鹽水中的Na＋向鋁質汽水罐移動 D.木炭棒上發(fā)生的反應為2H＋＋2e－===H2↑ 10.(2012·梅州模擬)微型紐扣電池在現代生活中有廣泛應用。有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質溶液為KOH，電極反應為：Zn＋2OH－－ 2e－===ZnO＋H2O；Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。根據上述反應式，判斷下列敘述正確的是

8、(　　) A.在使用過程中，電池負極區(qū)溶液的pH增大 B.使用過程中，電子由Zn極經外電路流向Ag2O極 C.Zn是負極，Ag2O是正極 D.Zn電極發(fā)生還原反應，Ag2O電極發(fā)生氧化反應 三、非選擇題(本大題共3小題，共48分) 11.(16分)化學在能源開發(fā)與利用中起著十分關鍵的作用。氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料。 Ⅰ.氫氧燃料電池能量轉化率高，具有廣闊的發(fā)展前景?，F用氫氧燃料電池進行如圖所示的實驗(圖中所用電極均為惰性電極)： (1)對于氫氧燃料電池，下列表達不正確的是_______________。 A.a電極是負極，OH－移向負極 B.b

9、電極的電極反應為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C.電池總反應式為：2H2＋O22H2O D.電解質溶液的pH保持不變 E.氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的新型發(fā)電裝置 (2)上圖裝置中盛有100 mL 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，當氫氧燃料電池中消耗氫氣112 mL(標準狀況下)時，此時圖中裝置中溶液的pH＝　　　　　(溶液體積變化忽略不計)。 Ⅱ.已知甲醇的燃燒熱ΔH為－726.5 kJ·mol－1，在直接以甲醇為燃料的電池中，電解質溶液為酸性，負極的反應式為_______________________________， 正極的反

10、應式為_____________________________________________________。 理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產生的最大電能為702.1 kJ，則該燃料電池的理論效率為___________(燃料電池的理論效率是指電池所產生的最大電能與燃料電池反應所能釋放的全部能量之比)。 12.(16分)(2011·山東高考)科研、生產中常涉及鈉、硫及其化合物。 (1)實驗室可用無水乙醇處理少量殘留的金屬鈉，化學反應方程式為_________ ____________________________________________。 要清洗附著在試

11、管壁上的硫，可用的試劑是_____________________________。 (2)如圖為鈉高能電池的結構示意圖，該電池的工作溫度為320 ℃左右，電池反應為2Na＋xS===Na2Sx，正極的電極反應式為____________________________。 M(由Na2O和Al2O3制得)的兩個作用是__________________________________。 與鉛蓄電池相比，當消耗相同質量的負極活性物質時，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的　　　　倍。 (3)Na2S溶液中離子濃度由大到小的順序為______________________________

12、， 向該溶液中加入少量固體CuSO4，溶液pH　　　　(填“增大”、“減小”或“不變”)，Na2S溶液長期放置有硫析出，原因為_____________________________ ________________________________________________(用離子方程式表示)。 13.(16分)(探究題)第三代混合動力車，可以用電動機、內燃機或二者結合推動車輪。汽車上坡或加速時，電動機提供推動力，降低汽油的消耗；在剎車或下坡時，電池處于充電狀態(tài)。 (1)混合動力車目前一般使用鎳氫電池，該電池中鎳的化合物為正極，儲氫金屬(以M表示)為負極，堿液(主要為KOH)為

13、電解質溶液。鎳氫電池充放電原理示意如圖，其總反應式為：H2＋2NiOOH2Ni(OH)2 根據所給信息判斷，混合動力車上坡或加速時，乙電極周圍溶液的pH　　　　(填“增大”、“減小”或“不變”)，該電極的電極反應式為______________。 (2)Cu2O是一種半導體材料，可通過如圖的電解裝置制取，電解總反應為：2Cu＋H2OCu2O＋H2↑ 陰極的電極反應式是_____________。 用鎳氫電池作為電源進行電解，當蓄電池中有1 mol H2被消耗時，Cu2O的理論產量為　　　　g。 (3)遠洋輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生電化學腐蝕中的　　　　腐蝕。為防止這種腐蝕，

14、通常把船體與浸在海水里的Zn塊相連，或與像鉛酸蓄電池這樣的直流電源的　　　　(填“正”或“負”)極相連。 答案解析 1.【解題指南】解答本題要注意以下兩點： (1)與正極相連的電極是電解池的陽極； (2)化合價升高的物質發(fā)生氧化反應。 【解析】選D。由題意知，電池總反應為H2＋2NiO(OH)2Ni(OH)2?？沙潆婋姵卦诔潆姇r，實際上起一個電解池的作用，與外電源正極連接的電極是陽極，發(fā)生氧化反應，與放電時的正極反應相反，可知Ni(OH)2在反應中失電子被氧化，發(fā)生氧化反應。 【方法技巧】可充電電池的反應規(guī)律 (1)可充電電池有充電和放電兩個過程，放電時是原電池，充

15、電時是電解池。 (2)放電時的負極反應和充電時的陰極反應，放電時的正極反應和充電時的陽極反應在形式上可逆。即將正(負)極反應改變方向即得陽(陰)極反應式。 (3)原電池充電時，負極作電解池的陰極，跟外接電源負極相連，正極作電解池的陽極，跟外接電源正極相連。 (4)放電總反應和充電總反應在形式上互逆，但不是可逆反應。 2.【解題指南】解答本題要注意以下兩點： (1)原電池電解質溶液中的陽離子移向正極得到電子，發(fā)生還原反應； (2)金屬鋰是一種活潑的堿金屬，容易和水反應放出氫氣。 【解析】選C。金屬鋰比鐵活潑，作原電池的負極，電極反應式為：Li－e－=== Li＋，LiOH溶液中的

16、陽離子有Li＋和H＋，由于氧化性H＋＞Li＋，所以正極反應是：2H＋＋2e－===H2↑，由于H＋來自于水的電離，所以H＋放電的同時溶液中產生了 OH－，即該反應的總反應為：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，水既是氧化劑又是溶劑。在原電池的放電過程中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，所以OH－向負極移動，C選項錯誤。 3.【解析】選D。X可以從Y的鹽溶液中置換出Y，則活動性X>Y；原電池中負極金屬的活動性強于正極金屬，故活動性X>Z；Y的陽離子先放電，說明Y的陽離子氧化性比Z的強，則單質活動性Z>Y，同理可知活動性Y>M，故四種金屬的活動性由強到弱的順序是X>Z>Y>M。 4

17、.【解析】選D。a和b不連接時，鐵比銅活潑，從溶液中置換出銅，A項正確；a和b連接時，形成原電池，鐵作為負極而溶解，銅作為正極，溶液中的Cu2＋得到電子被還原成銅單質，所以B項正確；無論a和b是否連接，裝置中都發(fā)生Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋的反應，溶液會由藍色逐漸變?yōu)闇\綠色，C項正確；如果a和b分別連接直流電源正、負極，該裝置為電解池，Cu為陽極，Fe為陰極，則溶液中的陽離子向陰極移動，即Cu2＋向鐵電極移動，D項不正確，故選D。 5.【解析】選C。A項，可充電電池中活潑金屬失去電子，為負極，得到電子的Ni2O3為正極，因為放電時電極產物為氫氧化物，可以判斷電解液為堿性溶液，A正確；

18、B項，放電時，負極鐵失去2個電子，生成Fe2＋，因為電解液為堿性溶液，所以電極反應為：Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，B正確；C項，充電時，陰極發(fā)生還原反應：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，所以電極附近pH增大，C錯誤；D項，電池充電時，陽極發(fā)生氧化反應，由Ni(OH)2轉化為Ni2O3，電極反應為：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O，D正確。 6.【解析】選B。液滴邊緣O2多，發(fā)生正極反應O2＋2H2O＋4e－===4OH－。液滴下的Fe發(fā)生負極反應Fe－2e－===Fe2＋，為腐蝕區(qū)(a)。A項錯誤，Cl－由b區(qū)向a區(qū)遷移；C項錯誤，液滴

19、下的Fe因發(fā)生氧化反應而被腐蝕；D項錯誤，Cu不如Fe活潑，作正極，負極反應為Fe－2e－===Fe2＋。 【誤區(qū)警示】液滴下的鐵發(fā)生的是氧化反應而不是還原反應，容易誤判。在液滴中溶氧量不同，邊緣溶氧要多于液滴內部。故液滴邊緣是正極區(qū)。 7.【解題指南】解答本題時應注意以下兩點： (1)由氧化還原反應拆成兩個半反應可知，Cu作原電池負極； (2)根據得電子的離子選取電解質溶液。 【解析】選A。由電極反應可知，電解質溶液須為AgNO3溶液而不是CuSO4溶液。 8.【解析】選D。該電池所用材料都是生活中常見的，電極材料和電解質用完后可以更換，A項正確；金屬鋁是原電池的負極發(fā)生氧化反應

20、，B正確；在正極上，發(fā)生還原反應，電極反應為：3ClO－＋3H2O＋6e－===3Cl－＋6OH－，C正確；電子只能流經導線，不能流經電解液，D不正確。 9.【解析】選C、D。該原電池發(fā)生的是鋁的吸氧腐蝕，鋁為負極，木炭棒為正極，木炭棒上發(fā)生的反應是O2＋2H2O＋4e－===4OH－。原電池中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，故C、D均不正確。 10.【解析】選B、C。根據電極反應式可知Zn為負極、Ag2O為正極，由于OH－參與負極反應，所以使用過程中，負極附近溶液的pH減小，A錯，C對；原電池工作時電子由負極經外電路流向正極，B對；負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應，D錯。 11.

21、【解析】Ⅰ.(1)C項反應條件不是點燃，C項錯；隨著燃料電池的不斷反應，水越來越多，KOH溶液濃度逐漸減小，pH逐漸減小，故D錯。 (2)右池為電解池，其電極反應為：陽極：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，陰極： 4Ag＋＋4e－===4Ag，當氫氧燃料電池中消耗氫氣112 mL(標準狀況下)時，轉移電子數為0.01 mol，右池中共消耗0.01 mol OH－，故生成0.01 mol H＋，c(H＋)＝＝0.1 mol/L，pH＝1。 Ⅱ.該燃料電池的理論效率＝702.1 kJ/726.5 kJ×100%≈96.6%。 答案：Ⅰ.(1)C、D　(2)1 Ⅱ.CH3OH＋H2O

22、－6e－===CO2↑＋6H＋ O2＋4H＋＋4e－===2H2O　96.6% 12.【解題指南】解答本題時應注意以下兩點： (1)M的作用：一是導電，二是因鈉與硫易反應，它起到隔離作用； (2)消耗相同質量的負極活性物質時，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的倍數，就是等質量的鈉與鉛失電子數的倍數。 【解析】(2)正極的電極反應式為：xS＋2e－===Sx，M的作用：一是導電，二是因鈉與硫易反應，故它起到隔離作用；鈉高能電池中負極為鈉，有23 g鈉消耗釋放1 mol e－，則207 g鈉消耗時轉移207/23 mol e－，鉛蓄電池的電極反應為：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2Pb

23、SO4＋2H2O，鉛蓄電池中鉛是負極，207 g鉛消耗時轉移2 mol e－，故鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的(207/23)∶2＝4.5倍。 (3)根據電離與水解的知識可判斷：c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)＞c(H＋)，加入少量固體CuSO4后，溶液中發(fā)生離子反應：Cu2＋＋S2－===CuS↓，由于c(S2－)降低，故由S2－水解產生的OH－量減小，c(OH－)變小，c(H＋)變大，溶液的pH減??；Na2S溶液長期放置所發(fā)生的化學反應方程式為2Na2S＋O2＋2H2O===4NaOH＋ 2S↓，故離子方程式為2S2－＋O2＋2H2O===4OH－＋2S↓。

24、答案：(1)2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑ CS2(或熱的NaOH溶液) (2)xS＋2e－===Sx(或2Na＋＋xS＋2e－===Na2Sx) 　導電和隔離鈉與硫　4.5 (3)c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)＞c(H＋)　減小　2S2－＋O2＋2H2O===4OH－＋2S↓ 13.【解析】(1)從題意可知，混合動力車上坡或加速時，電池應處于放電狀態(tài)，故負極反應式為：H2＋2OH－－2e－===2H2O，則正極反應可由總電極反應式減去負極反應式得到，即NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，由于在放電時，生成了 OH－，故乙電極周圍溶液的pH增大。 (2)結合裝置圖及總電極反應式可以得知，H＋在陰極放電，故陰極反應式為2H＋＋2e－===H2↑；由總電極反應式可求得，1 mol H2被消耗時，同時生成1 mol Cu2O，其質量為144 g。 答案：(1)增大　NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ (2)2H＋＋2e－===H2↑　144 (3)吸氧　負