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2019-2020年高考化學總復習 專題十九 原電池 新型化學電源專題演練 1.(xx課標全國Ⅰ，11)微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是(　　) A．正極反應中有CO2生成 B．微生物促進了反應中電子的轉移 C．質子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū) D．電池總反應為C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O 2．(xx天津理綜，4)鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關敘述正確的是(　　) A．銅電極上發(fā)生氧化反應 B．電池工作一段時間后，甲池的c(SO)減小 C．電池工作一段時間后，乙池溶液的總質量增加 D．陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡 3．(xx江蘇化學，10)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關該電池的說法正確的是(　　) A．反應CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1 mol CH4轉移12 mol電子 B．電極A上H2參與的電極反應為：H2＋2OH－－2e－===2H2O C．電池工作時，CO向電極B移動 D．電極B上發(fā)生的電極反應為：O2＋2CO2＋4e－===2CO 4．(xx北京理綜，8)下列電池工作時，O2在正極放電的是(　　) 5．(xx福建理綜，11)某原電池裝置如圖所示，電池總反應為2Ag＋Cl2===2AgCl。 下列說法正確的是 (　　) A．正極反應為AgCl＋e－===Ag＋Cl－ B．放電時，交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成 C．若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應隨之改變 D．當電路中轉移0.01 mol e－時，交換膜左側溶液中約減少0.02 mol離子 6．(xx天津理綜，6)已知： 鋰離子電池的總反應為：LixC＋Li1－xCoO2C＋LiCoO2 鋰硫電池的總反應為：2Li＋SLi2S 有關上述兩種電池說法正確的是(　　) A．鋰離子電池放電時，Li＋向負極遷移 B．鋰硫電池充電時，鋰電極發(fā)生還原反應 C．理論上兩種電池的比能量相同 D．右圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電 7．(xx課標全國Ⅱ，12)xx年3月我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是(　　) A．a為電池的正極 B．電池充電反應為LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi C．放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化 D．放電時，溶液中Li＋從b向a遷移 考點專練19　原電池　新型化學電源 一年模擬試題精練 1.(xx廣東揭陽調研，6)分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結論正確的是(　　) A．①②中Mg作負極，③④中Fe作負極 B．②中Mg作正極，電極反應式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Fe作負極，電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu作正極，電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑ 2．(xx陜西安康二次調研，8)在常溫常壓下，某實驗小組按下圖做完實驗后，實驗報告記錄如下。其中描述合理的是(　　) 實驗報告： ①Cu為負極，Zn為正極 ②Cu極上有氣泡產生，發(fā)生還原反應 ③SO向Cu極移動 ④若有0.5 mol電子流經導線，則可收集到5.6 L氣體 ⑤電流的方向是：Cu→Zn ⑥該反應中的化學能沒有全部轉化為電能 A．①②③ B．②③④ C．②⑤⑥ D．③④⑥ 3．(xx河北保定期末，20)液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點。一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料的電池裝置如下圖所示，該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH溶液作為電解質溶液。下列關于該電池的敘述正確的是(　　) A．b極發(fā)生氧化反應 B．a極的反應式：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O C．放電時，電流從a極經過負載流向b極 D．其中的離子交換膜需選用陽離子交換膜 4．(xx河南八市三次聯考，16)某實驗小組依據反應AsO＋2H＋＋2I－AsO＋I2＋H2O設計如圖原電池，探究pH對AsO氧化性的影響。測得電壓與pH的關系如圖。下列有關敘述錯誤的是(　　) A．調節(jié)pH可以改變反應的方向 B．pH＝0.68時，反應處于平衡狀態(tài) C．pH＝5時，負極電極反應式為2I－－2e－===I2 D．pH>0.68時，氧化性I2>AsO 5．(xx河南洛陽期末，17)(1)A、B、C三個燒杯中分別盛有相同物質的量濃度的稀硫酸。 ①B中Sn極的電極反應式為___________________________， Sn極附近溶液的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 ②C中總反應離子方程式為__________________________。 比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是____________________。 (2)如圖是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問題： ①電池的負極是________(填“a”或“b”)電極，該極的電極反應是________________________________________________________________________。 ②電池工作一段時間后電解質溶液的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 參考答案 考點專練19　原電池　新型化學電源 【兩年高考真題演練】 1．A　[由題意可知，微生物電池的原理是在微生物作用下O2與C6H12O6發(fā)生氧化還原反應，將化學能轉化為電能，B正確；氧氣在正極反應，由于質子交換膜只允許H＋通過，則正極反應為：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，沒有CO2生成，A項錯誤；負極發(fā)生反應：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，H＋在負極區(qū)生成，移向正極區(qū)，在正極被消耗，C項正確；總反應為：C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，D項正確。] 2．C　[A項，由鋅的活潑性大于銅，可知銅電極為正極，在正極上Cu2＋得電子發(fā)生還原反應生成Cu，錯誤；B項，由于陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，故甲池的c(SO)不變，錯誤；C項，在乙池中Cu2＋＋2e－===Cu，同時甲池中的Zn2＋通過陽離子交換膜進入乙池中，則有Cu2＋→Zn2＋，由于M(Zn2＋)>M(Cu2＋)，故乙池溶液的總質量增加，正確；D項，陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，電解過程中Zn2＋通過交換膜移向正極保持溶液中電荷平衡，陰離子是不能通過交換膜的，錯誤。] 3．D　[A項，H4→O，則該反應中每消耗1 mol CH4轉移6 mol電子，錯誤；該電池的傳導介質為熔融的碳酸鹽，所以A電極即負極上H2參與的電極反應為：H2－2e－＋CO===CO2＋H2O，錯誤；C項，原電池工作時，陰離子移向負極，而B極是正極，錯誤；D項，B電極即正極上O2參與的電極反應為：O2＋4e－＋CO2===2CO，正確。] 4．B　[A項，鋅錳電池正極上是MnO2得電子，錯誤；B項，氫燃料電池正極上是O2放電，正確；C項，鉛蓄電池正極上是PbO2放電，錯誤；D項，鎳鎘電池正極上是NiOOH得電子，錯誤。] 5．D　[A項，Pt為正極發(fā)生還原反應：Cl2＋2e－===2Cl－，錯誤；B項，放電時，左側的電極反應式Ag＋Cl－－e－===AgCl↓，有大量白色沉淀生成，錯誤；C項，由于H＋、Na＋均不參與電極反應，則用NaCl代替鹽酸，電池總反應不變，錯誤；D項，當電路中轉移0.01 mol e－時，左側產生0.01 mol Ag＋與Cl－結合為AgCl沉淀，右側產生0.01 mol Cl－，為保持溶液的電中性，左側約有0.01 mol H＋通過陽離子交換膜轉移到右側，故左側溶液中約減少0.02 mol離子，正確。] 6．B　[A項，鋰離子電池放電時是原電池，陽離子向正極移動，錯誤；B項鋰硫電池充電時是電解池，鋰電極由Li2S―→Li，發(fā)生還原反應，正確；C項，電池的比能量是參與電極反應的單位質量的電極材料放出電能的大小，鋰離子電池比能量為，鋰硫電池的比能量為，理論上兩種電池的比能量不同，錯誤；D項，由圖可知，鋰離子電池的電極材料為C和LiCoO2，應為該電池放電所得產物，而鋰硫電池的電極材料為Li和S，應為充電所得產物，故此時應為鋰硫電池給鋰離子電池充電的過程，錯誤。] 7．C　[由題給裝置圖中的電極材料判斷，b為負極，電極反應式為Li－e－===Li＋，a為正極，電極反應式為Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－===LiMn2O4，原電池總反應為Li1－xMn2O4＋xLi===LiMn2O4。A項，由以上分析，a為電池的正極，正確；B項，原電池充電時為電解池，其充電反應與放電反應相反，故充電反應為LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi，正確；C項，放電時，a極Mn的化合價降低，發(fā)生還原反應，而鋰的化合價不變化，錯誤；D項，放電時，溶液中Li＋由負極移向正極(a極)，正確。] 【一年模擬試題精練】 1．B　[②中Mg不與NaOH溶液反應，而Al能和NaOH溶液反應，失去電子，故Al作負極，③中Fe在濃硝酸中易鈍化，Cu和濃HNO3反應失去電子，故Cu作負極，A、C項錯誤；②中電池總反應為2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，負極電極反應式為2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O，二者相減得到正極電極反應式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B項正確；④中Cu作正極，電極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D項錯誤。] 2．C　[①對于銅鋅原電池，Zn活潑應為負極，Cu為正極，錯誤；②Cu極上H＋得電子生成H2，發(fā)生還原反應，正確；③陰離子應當向負極移動，則SO應向Zn極移動，錯誤；④若有0.5 mol電子流經導線，則生成0.25 mol的H2，在常溫常壓下的體積不是5.6 L，錯誤；⑤電流的方向，由正極流向負極，正確；⑥該原電池把化學能轉化為電能的同時還有其他形式的能量的轉化，正確。] 3．B　[燃料電池燃料(N2H4)在負極(a極)發(fā)生氧化反應N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O，O2在正極發(fā)生還原反應：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，總反應為N2H4＋O2===N2＋2H2O，A項錯誤，B項正確；放電時電流由正極流向負極，C項錯誤；OH－在正極生成，移向負極消耗，所以離子交換膜應讓OH－通過，故選用陰離子交換膜，D項錯誤。] 4．C　[由總反應方程式知，c(H＋)大時，有利于反應向右進行，c(H＋)小時有利于反應向左進行，故調節(jié)pH可以改變反應進行的方向，A項正確；當pH＝0.68時電壓為0，說明反應處于平衡狀態(tài)，B項正確；當pH>0.68時反應向左進行，此時I2是氧化劑，AsO是氧化產物，負極上是AsO失去電子，C項錯誤，D項正確。] 5．解析　(1)B、C中均形成了原電池，在B中Fe作負極，腐蝕速率加快，在C中Zn作負極，而Fe被保護了起來，故被腐蝕的速率最慢。 (2)CH4在反應時失去電子，故a電極是電池的負極。負極反應式可用總反應式CH4＋2OH－＋2O2===CO＋3H2O減去正極反應式O2＋2H2O＋4e－===4OH－而得。由于電池工作過程中會消耗OH－，故一段時間后，電解質溶液的pH會減小。 答案　(1)①2H＋＋2e－===H2↑　增大 ②Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑　B>A>C (2)①a　CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O?、跍p小