6.2 原电池 化学电源
高效演练·直击高考
1.某原电池装置如图所示。下列有关叙述中,正确的是 ( )
A.Fe作正极,发生氧化反应 B.负极反应:2H+2e
+
-
H2↑
C.工作一段时间后,两烧杯中溶液pH均不变 D.工作一段时间后,NaCl溶液中c(Cl)增大
【解析】选D。负极是铁发生氧化反应,A错误;正极是石墨,H在此电极发生还原反应,B错误;工作一段时间后,右池中H在石墨棒上被还原为H2,溶液的pH增大,C错误;盐桥中的Cl移向负极,NaCl溶液中c(Cl)增大,D正确。
2.(2016·全国卷Ⅱ)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是 ( ) 世纪金榜导学号79100091 A.负极反应式为Mg-2eB.正极反应式为Ag+e
-+
-+
--+
-
Mg Ag
2+
-
C.电池放电时Cl由正极向负极迁移 D.负极会发生副反应Mg+2H2O
Mg(OH)2+H2↑
MgCl2+2Ag,正极反应式为2AgCl+2e
-
【解析】选B。根据题意,电池总反应式为Mg+2AgCl负极反应式为Mg-2e
-2+
2Cl+ 2Ag,
-
Mg,A项正确,B项错误;对原电池来说,在电解质溶液的内部,阴离子由正极移向
Mg(OH)2+H2↑,D项正确。
负极,C项正确;由于镁是活泼金属,则负极会发生副反应Mg+2H2O
3.(新题预测)已知:电流效率=电路中通过的电子数与消耗负极失去电子总数之比。现有两个电池Ⅰ、Ⅱ,装置如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.Ⅰ和Ⅱ的电池反应不相同 B.能量转化形式不同
C.Ⅰ的电流效率低于Ⅱ的电流效率 D.5 min后,Ⅰ、Ⅱ中都只含1种溶质
【解析】选C。Ⅰ、Ⅱ装置中电极材料相同,电解质溶液部分相同,电池反应、负极反应和正极反应式相同,A项错误;Ⅰ和Ⅱ装置的能量转化形式都是化学能转化成电能,B项错误;Ⅰ装置中铜与氯化铁直接接触,会在铜极表面发生反应,导致部分能量损失(或部分电子没有通过电路),导致电流效率降低。而Ⅱ装置采用阴离子交换膜,铜与氯化铜接触,不会发生副反应,放电过程中交换膜左侧负极的电极反应式为Cu-2e阳离子增多;右侧正极的电极反应式为2Fe+2e
3+
-2+
--
Cu,
2+
2Fe,负电荷过剩。Cl从交换膜右侧向左侧迁移,电流
效率高于Ⅰ装置, C正确;放电一段时间后,Ⅰ装置中生成氯化铜和氯化亚铁,Ⅱ装置中交换膜左侧生成氯化铜,右侧生成了氯化亚铁,可能含氯化铁,D项错误。
4.(新题预测)研究人员研制出一种可快速充放电的超性能铝离子电池,Al、Cn为电极,有机阳离子与阴离子(AlC
、Al2C
)组成的离子液体为电解质,如图为该电池放电过程示意图。下列说法错误的是 ( )
A.充电时,Al作阴极,Cn作阳极
B.充电时,每生成1 mol Al,同时消耗4 mol Al2C
C.放电时,电解质中的有机阳离子向铝电极方向移动 D.放电时,正极反应式为Cn[AlCl4]
Cn+AlC
- 2 -
【解析】选C。放电时铝作负极,Cn作正极,充电时铝作阴极,Cn作阳极,A正确;充电时,阴极的电极反应式为4Al2C
+3e
-
Al+7AlC,每生成1 mol Al,消耗
4 mol Al2C,B正确;放电时电池中阳离子向正极移动,所以有机阳离子向Cn电极方向移动,C错误;放电时
-
正极发生还原反应,电极反应式为Cn[AlCl4]+e【加固训练】
Cn+AlC,D正确。
近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂-铜空气燃料电池。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O
2Cu+2Li+2OH,下列说法不正确的是 ( )
+
-
A.放电时,Li透过固体电解质向Cu极移动 B.放电时,负极的电极反应式为Cu2O+H2O+2eC.通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O D.整个反应过程中,铜相当于催化剂 【解析】选B。放电时,负极反应为Li-eCu2O+2e+H2O4Li+O2+2H2O
----+
2Cu+2OH
-
Li,Li透过固体电解质向Cu极移动,A项正确;正极反应为
2Cu2O,总反应为
++
2Cu+2OH,B项错误;通空气时,铜被氧化为Cu2O:4Cu+O24LiOH,铜相当于催化剂,C、D正确。
5.根据下列叙述写出对应的电极反应式。
(1)LiFePO4是一种新型动力锂电池的电极材料。下图为某LiFePO4电池充、放电时正极局部放大示意图,则电池放电时正极反应式为__________________。
- 3 -
(2)以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图,在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y,则该电极反应式为____________________________。
(3)Al-Ag2O2电池可用作水下动力电源,其原理如下图所示。该电池的负极反应式为 _____________________________________________________________。
【解析】(1)原电池放电时,正极上FePO4得电子生成LiFePO4,电极反应式为Li+FePO4+e(2)因为石墨Ⅱ电极上通入的O2得电子,故在石墨Ⅰ电极上NO2失电子,与迁移过来的N的氧化物N2O5,电极反应式为NO2+N
-e
-+
-
LiFePO4。 结合生成+5价氮
N2O5。
-
(3)该电池中铝为负极,失去电子,结合溶液中的OH,最终生成Al答案:(1) Li+FePO4+e(2)NO2+N
-+
-
。
LiFePO4
-e
-
-
N2O5 Al
+2H2O
(3)Al-3e+4OH
- 4 -
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（全国通用版）2019版高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量 高效演练•直击高考 6 - 图文
