2018年高中化学总复习 原电池 化学电源(单元测试)
一、选择题
1.下列装置中,都伴随有能量变化,其中是由化学能转变为电能的是( )。
解析 A项是将电能转化成化学能;B项是将水的势能转化成电能;C项是将太阳能转化成热能。
答案 D
2.世博会中国馆、主题馆等建筑所使用的光伏电池,总功率达4兆瓦,是历届世博会之最。
下列有关叙述正确的是( )
A.光伏电池是将太阳能转变为电能 B.光伏电池是将化学能转变为电能 C.电流从a流向b
D.图中N型半导体为正极,P型半导体为负极
解析 根据图示,光伏电池是将太阳能直接转变为电能的装置,A正确,B错误。外电路中,电流从b流向a,C错误。由于电流从P型半导体流出,因而P型半导体为正极,D错误。 答案 A
3.镁/H2O2酸性燃料电池采用海水作电解质(加入一定量的酸),下列说法正确的是
( )。
A.电池总反应为Mg+H2O2===Mg(OH)2
B.正极发生的电极反应为H2O2+2H++2e-===2H2O C.工作时,正极周围海水的pH减小
D.电池工作时,溶液中的H+向负极移动
解析 根据镁与H2O2两种物质的性质,容易知道负极发生镁失电子的反应,正极发生H2O2得电子的反应,电解质呈酸性,故电池总反应为Mg+H2O2+2H+===Mg2++2H2O;正极消耗H+,pH增大;原电池中阳离子向正极移动,故溶液中的H+向正极移动。
答案 B
4.如图甲是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡上的记录如图
乙所示,则卡片上的描述合理的是
( )。
卡片号:2 2012.8.15 实验后的记录: ①Cu为阳极,Zn为阴极 ②Cu极上有气泡产生 ③SO42-向Cu极移动 ④若有0.5 mol电子流经导线,则可产生0.25 mol气体 ⑤电子的流向是:Cu→导线→Zn ⑥正极反应式:Cu+2e-===Cu2+ 图乙
A.①②③ C.④⑤⑥
B.②④ D.③④⑤
-解析 ①中Cu为正极,Zn为负极,③中SO24向负极移动,⑤中电子的流向是:Zn→导
线→Cu,⑥中正极反应式:2H++2e-===H2↑,故①③⑤⑥错。
答案 B
5.某航空站安装了一台燃料电池,该电池可同时提供电和水蒸气。所用燃料为氢气,电解质
为熔融的碳酸钾。已知该电池的总反应为2H2+O2===2H2O,正极反应为O2+2CO2+4e-===2CO23,则下列推断正确的是 ( )。
-
A.负极反应为H2+2OH--2e-===2H2O
B.该电池可在常温或高温时进行工作,对环境具有较强的适应性 C.该电池供应2 mol水蒸气,同时转移2 mol电子 D.放电时负极有CO2生成
2-解析 由总反应式减去正极反应式得到负极反应式:2H2+2CO3-4e-===2H2O+2CO2,
则可判断负极有CO2生成,A项错误,D项正确。该电池使用的电解质是熔融的碳酸钾,在常温下无法工作,B错误。该电池供应2 mol水蒸气时,转移的电子为4 mol,C错误。
答案 D
6.一种新型燃料电池,以镍板为电极插入KOH溶液中,分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气,
2-其中某一电极反应式为C2H6+18OH--14e-===2CO3+12H2O。有关此电池的推断不正
确的是( )
A.通入氧气的电极为正极
B.参加反应的O2与C2H6的物质的量之比为7∶2 C.放电一段时间后,KOH的物质的量浓度将下降 D.放电一段时间后,正极区附近溶液的pH减小
解析 A项,通入乙烷的一极为负极,通入氧气的一极为正极,正确;B项,1 mol乙烷参与反应时转移14 mol电子,则参与反应的氧气的量为
14 mol7
4=2 mol,故正确;C项,
根据电极反应式或总反应方程式可知,氢氧化钾被消耗,故正确;D项,放电时正极产生OH-,则pH增大,D错。 答案 D
7.氢氧燃料电池以KOH溶液为电解质溶液,下列有关该电池的叙述不正确的是( ) .
A.正极反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH-
B.工作一段时间后,电解液中KOH的物质的量浓度不变 C.该燃料电池的总反应方程式为:2H2+O2===2H2O
D.用该电池电解CuCl2溶液,产生2.24 L Cl2(标准状况)时,有0.2 mol电子转移 解析 由于燃料电池的总反应式就是燃料燃烧时的化学方程式,所以该燃料电池的总反应式为:2H2+O2===2H2O;由于水的生成,导致电解液中KOH的物质的量浓度减小;在KOH做电解液时,正极反应:O2+2H2O+4e-===4OH-,根据电子转移相等知,当电解CuCl2溶液产生
0.1 mol Cl2时,电池中转移电子0.2 mol。
答案 B 二、非选择题
8.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通电池相比,该电池能较长时间保持稳定的放电电
压。高铁电池的总反应为:
放电
3Zn+2K2FeO4+8H2O=====充电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。 请回答下列问题:
(1)高铁电池的负极材料是________。
(2)放电时,正极发生________(填“氧化”或“还原”)反应;已知负极反应为Zn-2e+
2OH
-
-
===Zn(OH)2,则正极反应为
__________________________________________________。 (3)放电时,________(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
解析 电池的负极上发生氧化反应,正极上发生还原反应。由高铁电池放电时总反应方程式可知,负极材料应为作还原剂的Zn。由电池的总反应方程式-负极反应式=正极反
----应式可知,正极反应式为FeO24+3e+4H2O===Fe(OH)3+5OH,正极生成了OH,碱性增
强。 答案 (1)Zn
---(2)还原 FeO24+3e+4H2O===Fe(OH)3+5OH
(3)正
9.近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂,电池中的质子交换
膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下:
请回答下列问题:
(1)Pt(a)电极是电池的________极,电极反应式为_______________ _______;Pt(b)电极发生________
反应(填“氧化”或“还原”),电极反应式为___________。
(2)电池的总反应方程式为_________________。
(3)如果该电池工作时电路中通过2 mol电子,则消耗的CH3OH有________mol。 解析 从示意图中可以看出电极Pt(a)原料是CH3OH和水,反应后产物为CO2和H+,CH3OH中碳元素化合价为-2,CO2中碳元素化合价为+4,说明Pt(a)电极上CH3OH失去电子,电极Pt(a)是负极,则电极Pt(b)是正极,Pt(b)电极原料是O2和H+,反应后的产物为H2O,氧元素化合价由0→-2,发生还原反应,因为电解质溶液是稀H2SO4,可以写出电池总反应式为2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O,再写出较为简单的正极反应式:3O2+12e-+12H+===6H2O,用总反应式减去正极反应式即可得到负极反应式为:2CH3OH+2H2O-12e-===2CO2↑+12H+。
答案 (1)负 2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+ 3O2+12H++12e-===6H2O (2)2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O 1(3)3
10.碘被称为“智力元素”,科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是国家规定
的食盐加碘剂,它的晶体为白色,可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料,通过电解制备碘酸钾的实验装置如图所示。
1.惰性电极 2.直流电源 3.离子交换膜 4.冷却水
(1)碘是________(填颜色)固体物质,实验室常用________的方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。
(2)电解前,先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液,溶解时发生反应:
3I2+6KOH===5KI+KIO3+3H2O,将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区,电解槽用水冷却。
电解时,阳极上发生反应的电极反应式为________________________; 每生成1 mol KIO3,电路中通过的电子的物质的量为________。
(3)电解过程中,为确定电解是否完成,需检验电解液中是否有I-。请设计一个检验电解液中是否有I-的实验方案,并按要求填写下表。
2018年高中化学总复习 原电池 化学电源(单元测试)
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