2019高考化學二輪復習小題狂做專練（打包30套）.zip,2019,高考,化學,二輪,復習,小題狂做專練,打包,30 17 原電池 主要考查原電池機構、原電池工作原理、正負極的判斷、電極反應式的書寫、原電池原理的應用、金屬的電化學腐蝕及新型化學電源。 1．【2018新課標3卷】一種可充電鋰?空氣電池如圖所示。當電池放電時，O2與Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2?x（x=0或1）。下列說法正確的是（ ） A．放電時，多孔碳材料電極為負極 B．放電時，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極 C．充電時，電解質溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移 D．充電時，電池總反應為Li2O2?x===2Li+(1?)O2 2．【2018新課標2卷】我國科學家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na-CO2二次電池，將NaClO4溶于有機溶劑作為電解液，鈉和負載碳納米管的鎳網分別作為電極材料，電池的總反應為：3CO2+4Na===2Na2CO3 +C，下列說法錯誤的是（ ） A． 放電時，ClO向負極移動 B． 充電時釋放CO2，放電時吸收CO2 C． 放電時，正極反應為：3CO2+4e?===2CO+C D．充電時，正極反應為：Na++e?===Na 3．【2018新課標1卷】最近我國科學家設計了一種CO2+H2S協(xié)同轉化裝置，實現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如圖所示，其中電極分別為ZnO—石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應為： ① EDTA-Fe2+-e?===EDTA-Fe3+ ② 2EDTA-Fe3++H2S===2H++S+2EDTA-Fe2+ 該裝置工作時，下列敘述錯誤的是 A．陰極的電極反應：CO2+2H++2e?===CO+H2O B．協(xié)同轉化總反應：CO2+H2S===CO+H2O+S C．石墨烯上的電勢比ZnO—石墨烯上的低 D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需為酸性 4．【2018北京卷】驗證犧牲陽極的陰極保護法，實驗如下（燒杯內均為經過酸化的3%NaCl溶液）。 ① ② ③ 在Fe表面生成藍色沉淀 試管內無明顯變化 試管內生成藍色沉淀 下列說法不正確的是（ ） A．對比②③，可以判定Zn保護了Fe B．對比①②，K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化 C．驗證Zn保護Fe時不能用①的方法 D．將Zn換成Cu，用①的方法可判斷Fe比Cu活潑 5．【2018天津卷】CO2是一種廉價的碳資源，其綜合利用具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}： （1）O2輔助的Al—CO2電池工作原理如圖4所示。該電池電容量大，能有效利用CO2，電池反應產物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。 電池的負極反應式：________________________。 電池的正極反應式：6O2+6e?===6O；6CO2+6O===3C2O；反應過程中O2的作用是___________。該電池的總反應式：________________________________。 1.【2018江西臨川二中高三第5次考試】有一種瓦斯分析儀能夠在煤礦巷道中的甲烷達到一定濃度時，通過傳感器將其顯示出來。該瓦斯分析儀工作原理類似燃料電池的工作原理，其裝置如圖所示，其中的固體電解質是Y2O3-Na2O，O2-可以在其中自由移動。下列有關敘述正確的是（ ） A．瓦斯分析儀工作時，電池內電路中電子由電極b流向電極a B．電極b是正極，O2-由電極a流向電極b C．當固體電解質中有1mol O2-通過時，電子轉移4mol D．電極a的反應式為CH4+5O2?-8e?===CO+2H2O 2.【2018鄭州高三1月一?！咳鐖D所示是一種正投入生產的大型蓄電系統(tǒng)。放電前，被膜隔開的電解質為Na2S2和NaBr3，放電后分別變?yōu)镹a2S4和NaBr。下列敘述正確的是（ ） A．放電時，負極反應為3NaBr-2e?===NaBr3+2Na+ B．充電時，陽極反應為2Na2S2-2e?===Na2S4+2Na+ C．放電時，Na+經過離子交換膜，由b池移向a池 D．用該電池電解飽和食鹽水，產生2.24L H2時，b池生成17.40 g Na2S4 3.【2018湖南五市十校教研共同體聯(lián)合考試】某種熔融碳酸鹽燃料電池以Li2CO3和K2CO3為電解質，以CH4為燃料，該電池的工作原理如圖所示，下列說法正確的是（ ） A．電極a為負極，發(fā)生氧化反應 B．放電時，CO向正極移動 C．正極電極反應式為O2+2H2O+4e?===4OH- D．此電池在常溫下也能工作 4.【2018安徽聯(lián)考】用氟硼酸(HBF4，屬于強酸)代替硫酸作鉛蓄電池的電解質溶液，可使鉛蓄電池在低溫下工作時的性能更優(yōu)良，反應方程式為Pb+PbO2+4HBF42Pb(BF4)2+2H2O，Pb(BF4)2為可溶于水的強電解質，下列說法正確的是（ ） A．放電時，負極反應為PbO2+4HBF4-2e?===Pb(BF4)2+2BF+2H2O B．充電時，當陽極質量減少23.9g時轉移0.2mol電子 C．放電時，PbO2電極附近溶液的pH增大 D．充電時，Pb電極的電極反應式為PbO2+4H++2e?===Pb2++2H2O 5.【2018廣西柳州畢業(yè)班摸底考試】某課外小組運用電化學原理合成氨，其裝置結構如圖所示。下列有關說法不正確的是（ ） A．放電時，b極表面H2和CO均被氧化 B．該電池工作時，H+由b極區(qū)遷移至a極區(qū) C．a極的電極反應為N2+6H++6e?===2NH3 D．b極區(qū)發(fā)生反應CO+H2O===CO2+H2 6.【2018武漢5月調研】某同學做了如下實驗: 裝置 現(xiàn)象 電流計指針未發(fā)生偏轉 電流計指針發(fā)生偏轉 下列說法中正確的是（ ） A．加熱鐵片Ⅰ所在的燒杯，電流計指針會發(fā)生偏轉 B．用KSCN溶液檢驗鐵片Ⅲ、Ⅳ附近溶液，可判斷電池的正、負極 C．鐵片Ⅰ、Ⅲ的腐蝕速率相等 D．“電流計指針未發(fā)生偏轉”，說明鐵片Ⅰ、鐵片Ⅱ均未被腐蝕 7.【2018南昌3月聯(lián)考】鋁-空氣燃料電池具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點，裝置如圖所示，電池的電解質溶液為KOH溶液。下列說法正確的是（ ） A．放電時，消耗氧氣22.4L(標準狀況)，有4mol OH?從左往右通過陰離子交換膜 B．充電時，電解池陽極區(qū)的電解質溶液中c(OH?)逐漸增大 C．放電過程的負極反應式：Al+3OH?-3e?===Al(OH)3↓ D．充電時，鋁電極上發(fā)生還原反應 8.【2018阜陽二?！坷萌鐖D所示電池裝置可以將溫室氣體CO2轉化為燃料氣體CO，其中含有的固體電解質能傳導質子(H+)。下列說法正確的是（ ） A．該過程中有兩種形式的能量轉化 B．a電極表面的反應為4OH?-4e?===2H2O+O2↑ C．該裝置工作時，H+從b電極區(qū)向a電極區(qū)移動 D．該裝置中每生成2mol CO，同時生成1mol O2 9.【2018洛陽調研】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．如圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電 10.【2018樂山第二次質檢】請回答下列問題。 (1)高鐵酸鉀(K2FeO4)不僅是一種理想的水處理劑，而且高鐵電池的研制也在進行中。如圖1是高鐵電池的模擬實驗裝置。 圖2 圖1 ①該電池放電時正極的電極反應式為 。 若維持電流強度為1A，電池工作十分鐘，理論消耗Zn的質量約為 g(已知F=96500C·mol-1，結果保 留小數點后一位)。 ②鹽橋中盛有飽和KCl溶液，放電時此鹽橋中氯離子向 (填“左”或“右”)移動；若用陽離子交換膜代替鹽橋，則放電時鉀離子向 (填“左”或“右”)移動。 ③圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點有 。 （2）有人設想以N2和H2為反應物，以溶有A的稀鹽酸為電解質溶液，可制造出既能提供電能，又能固氮的新型燃料電池，裝置如圖3所示，電池正極發(fā)生的反應式是 ，A是 (填名稱)。 圖3 （3）利用原電池工作原理測定汽車尾氣中CO的濃度，其裝置如圖4所示。該電池中O2-可以在固體介質NASICON(固溶體)內自由移動，工作時O2-的移動方向為 (填“從電極a到電極b”或“從電極b到電極a”)，負極發(fā)生的反應式為 。 圖4 答案與解析 一、考點透視 1.【答案】D 【解析】A．題目敘述為：放電時，O2與Li+在多孔碳電極處反應，說明電池內，Li+向多孔碳電極移動，因為陽離子移向正極，所以多孔碳電極為正極，選項A錯誤。B．因為多孔碳電極為正極，外電路電子應該由鋰電極流向多孔碳電極（由負極流向正極），選項B錯誤。C．充電和放電時電池中離子的移動方向應該相反，放電時，Li+向多孔碳電極移動，充電時向鋰電極移動，選項C錯誤。D．根據圖示和上述分析，電池的正極反應應該是O2與Li+得電子轉化為Li2O2?X，電池的負極反應應該是單質Li失電子轉化為Li+，所以總反應為：2Li+(1?)O2===Li2O2?X，充電的反應與放電的反應相反，所以為Li2O2?X===2Li+(1－)O2，選項D正確。 2.【答案】D 【解析】原電池中負極發(fā)生失去電子的氧化反應，正極發(fā)生得到電子的還原反應，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，充電可以看作是放電的逆反應，據此解答。A. 放電時是原電池，陰離子ClO向負極移動，A正確；B. 電池的總反應為3CO2+4Na2Na2CO3+C，因此充電時釋放CO2，放電時吸收CO2，B正確；C. 放電時是原電池，正極是二氧化碳得到電子轉化為碳，反應為：3CO2+4e?===2CO+C，C正確；D. 充電時是電解，正極與電源的正極相連，作陽極，發(fā)生失去電子的氧化反應，反應為2CO+C-4e?===3CO2，D錯誤。答案選D。 3.【答案】C 【解析】A. CO2在ZnO—石墨烯電極上轉化CO，發(fā)生得到電子的還原反應，為陰極，電極反應為CO2+2H++2e?===CO+H2O，A正確。B. 根據石墨烯電極上發(fā)生的電極反應可知①+②即得到H2S－2e－===2H＋+S，因此總反應式為CO2 +H2S===CO+H2O+S，B正確；C. 石墨烯電極為陽極，與電源的正極相連，因此石墨烯上的電勢比ZnO—石墨烯電極上的高，C錯誤；D. 由于鐵離子、亞鐵離子均易水解，所以如果采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA-Fe3＋/EDTA-Fe2＋，溶液需要酸性，D正確。答案選C。 4.【答案】D 【解析】A項，對比②③，②Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]無明顯變化，②Fe附近的溶液中不含F(xiàn)e2+，③Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]產生藍色沉淀，③Fe附近的溶液中含F(xiàn)e2+，②中Fe被保護，A項正確；B項，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面產生藍色沉淀，F(xiàn)e表面產生了Fe2+，對比①②的異同，①可能是K3[Fe(CN)6]將Fe氧化成Fe2+，B項正確；C項，對比①②，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面產生藍色沉淀，①也能檢驗出Fe2+，不能用①的方法驗證Zn保護Fe，C項正確；D項，由實驗可知K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化成Fe2+，將Zn換成Cu不能用①的方法證明Fe比Cu活潑，D項錯誤；答案選D。 5.【答案】（1）Al–3e?===Al3+（或2Al–6e?===2Al3+）；催化劑；2Al+6CO2===Al2(C2O4)3 【解析】（1）明顯電池的負極為Al，所以反應一定是Al失電子，該電解質為氯化鋁離子液體，所以Al失電子應轉化為Al3+，方程式為：Al–3e?===Al3+（或2Al–6e?===2Al3+）。根據電池的正極反應，氧氣再第一步被消耗，又在第二步生成，所以氧氣為正極反應的催化劑。將方程式加和得到，總反應為：2Al+6CO2===Al2(C2O4)3。 二、考點突破 1.【答案】D 【解析】類似燃料電池，甲烷在a電極失去電子(a極為負極)，被氧化有二氧化碳生成，二氧化碳與O2-結合生成碳酸根離子，負極電極反應式為CH4+5O2?-8e?===CO+2H2O，故D正確；由負極電極反應式可知，當固體電解質中有5mol O2-通過時，電子轉移8mol，則當有1mol O2-通過時，電子轉移1.6mol，故C錯誤；電極b是正極，氧氣在此電極上得到電子生成O2-，O2-由正極b流向負極a，電池內電路中電子由負極a流向正極b，故A、B錯誤。 2.【答案】C 【解析】由題意知，放電時電池反應式為2Na2S2+NaBr3===Na2S4+3NaBr，Na2S2在負極失電子，NaBr3在正極得電子；充電時，陰極發(fā)生的電極反應可以看成原電池負極反應的逆反應，陽極發(fā)生的電極反應可以看成原電池正極反應的逆反應。A項，放電時，負極Na2S2失電子，則負極的電極反應式為2S-2e?===S，錯誤；B項，充電時，陽極上NaBr失電子轉化為NaBr3，則陽極的電極反應式為3Br--2e?===Br，錯誤；C項，由題 圖可知a為正極，b為負極，放電時，陽離子移向正極，即Na+經過離子交換膜由b池移向a池，正確；D項，產生H2的體積沒有注明氣體的狀態(tài)，無法進行計算，錯誤。 3.【答案】A 【解析】燃料電池中通入燃料的電極是負極、通入氧化劑的電極是正極，根據電子流向知，左邊電極a是負極、右邊電極b是正極，所以c是CH4，d為空氣，負極發(fā)生氧化反應，選項A正確；原電池放電時，CO向負極移動，選項B錯誤；正極上氧氣得電子，與二氧化碳反應生成碳酸根離子，電極反應式為O2+2CO2+4e?===2CO，選項C錯誤；電解質為熔融碳酸鹽，電池工作需要高溫條件，選項D錯誤。 4.【答案】C 【解析】放電時，負極反應式為Pb-2e?===Pb2+，故A錯誤；充電時，陽極反應式為Pb2+-2e-+2H2O===PbO2+4H+，當陽極質量增加23.9g時轉移0.2mol電子，故B錯誤；放電時，PbO2+4H++2e?===Pb2++2H2O，PbO2電極附近溶液的pH增大，故C正確；充電時，Pb電極的電極反應式為Pb2++2e?===Pb，故D錯誤。 5.【答案】D 【解析】電池工作時，電極b處CO失電子被氧化生成CO2，H2失電子被氧化生成H+，選項A正確；a極N2得到電子被還原生成NH3，a極為正極，原電池中陽離子向正極移動，則H+從b極區(qū)移向a極區(qū)，選項B正確；a極為正極，N2得到電子被還原生成NH3，電極反應為N2+6H++6e?===2NH3，選項C正確；b極為負極，CO和H2失去電子被氧化，分別生成CO2和H+，電極反應為CO+H2O-2e?===CO2+2H+，H2-2e?===2H+，選項D錯誤。 6.【答案】A 【解析】加熱鐵片Ⅰ所在的燒杯，該燒杯中Na+和Cl?的自由移動速率加快，兩燒杯中產生電勢差，電流計指針發(fā)生偏轉，A項正確；鐵片作負極失去電子發(fā)生氧化反應，生成Fe2+，F(xiàn)e2+與KSCN溶液不反應，故不能用KSCN溶液判斷電池的正、負極，B項錯誤；由題給現(xiàn)象知，左圖裝置未構成原電池，右圖裝置構成原電池，且鐵片Ⅲ作負極，加快了鐵片Ⅲ的腐蝕速率，故鐵片Ⅰ、Ⅲ的腐蝕速率一定不相等，C項錯誤；“電流計指針未發(fā)生偏轉”，說明鐵片Ⅰ、鐵片Ⅱ未構成原電池，但兩鐵片表面均會發(fā)生吸氧腐蝕，D項錯誤。 7.【答案】D 【解析】根據題圖所示，該電池放電的總反應方程式為4Al+3O2+4KOH===4KAlO2+2H2O，離子方程式為4Al+3O2+4OH?===4AlO+2H2O，其中負極為Al，電極反應式為Al-3e?+4OH?===AlO+2H2O。正極為多孔電極，電極反應式為O2+4e?+2H2O===4OH?。標準狀況下，22.4L氧氣的物質的量為1mol，正極的電極反應式為O2+2H2O+4e?===4OH?，電解質溶液中的陰離子從正極區(qū)移向負極區(qū)，即OH?從右往左通過陰離子交換膜，故A錯誤；充電時，電解池陽極發(fā)生的電極反應可以看成原電池正極反應的逆反應，電極反應式為4OH?-4e?=== O2↑+2H2O，陽極區(qū)電解質溶液中c(OH?)逐漸減小，故B錯誤；根據上述分析，放電過程的負極反應式:Al-3e?+4OH?===AlO+2H2O，故C錯誤；充電時，鋁電極作陰極，發(fā)生還原反應，故D正確。 8.【答案】D 【解析】該過程中的能量轉化形式有太陽能轉化為化學能、化學能轉化為電能、化學能轉化為熱能，A項錯誤。根據題圖可知，a電極表面H2O被氧化為O2，a電極表面的反應為2H2O-4e?===4H++O2↑，B項錯誤。該原電池中，a電極為負極，b電極為正極，H+從a電極區(qū)向b電極區(qū)移動，C項錯誤。該裝置中每生成2mol CO，轉移4mol電子，根據a電極表面的反應可知，每轉移4mol電子，同時生成1mol O2，D項正確。 9.【答案】B 【解析】鋰離子電池放電時Li+(陽離子)向正極遷移，A項錯誤；鋰硫電池放電時負極反應為鋰失去電子變?yōu)殇囯x子，發(fā)生氧化反應，則充電時，鋰電極發(fā)生還原反應，B項正確；比能量是指參與電極反應的單位質量的電極材料放出電能的大小，二者的比能量不同，C項錯誤；題圖中裝置是鋰硫電池給鋰離子電池充電，D項錯誤。 10.【答案】（1）①FeO+4H2O+3e-===Fe(OH)3↓+5OH?　0.2　②右；左?、凼褂脮r間長、工作電壓穩(wěn)定　 （2）N2+8H++6e?===2NH　氯化銨　 （3）從電極b到電極a　CO+O2--2e?===CO2 【解析】（1）①放電時高鐵酸鉀為正極，正極發(fā)生還原反應，電極反應式為FeO+4H2O+3e-===Fe(OH)3↓+5OH?；若維持電流強度為1A，電池工作十分鐘，轉移電子的物質的量為1×10×6096 500(mol)。理論消耗Zn的質量為1×10×6096 500×1/2×65(g)≈0.2(g)。②電池工作時，陰離子移向負極，陽離子移向正極，所以鹽橋中氯離子向右移動；若用陽離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向左移動。③題圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點有使用時間長、工作電壓穩(wěn)定。（2）該電池的本質反應是合成氨反應，電池中氫氣失去電子，在負極發(fā)生氧化反應，氮氣得電子在正極發(fā)生還原反應，則正極反應式為N2+8H++6e?===2NH；氨氣與HCl反應生成氯化銨，則電解質溶液為氯化銨溶液。（3）工作時電極b作正極，電極a作負極，O2-由電極b移向電極a；該裝置構成原電池，通入一氧化碳的電極a是負極，負極上一氧化碳失去電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為CO+O2--2e?===CO2。 11