課下鞏固精練卷(三十四)原電池化學(xué)電源一、選擇題1．如圖連接下列裝置，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線中產(chǎn)生電流，則有關(guān)敘述錯誤的是()A．裝置為原電池，電子由鐵電極經(jīng)導(dǎo)線流向石墨電極B．若自來水中加入少量NaCl，能加快Fe的腐蝕C．若自來水中通入HCl，石墨表面產(chǎn)生氣體：2H＋＋2e－=H2↑D．若自來水中通入空氣，鐵電極反應(yīng)為：Fe－3e－=Fe3＋答案：D2．某原電池總反應(yīng)為Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，下列能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是()ABCD電極材料Cu、ZnCu、CFe、ZnCu、Ag電解液FeCl3Fe(NO3)2CuSO4Fe2(SO4)3解析：選D。由題意知，Cu為負(fù)極材料，正極材料的金屬活動性必須弱于Cu，其中B、D項(xiàng)符合該條件；由Fe3＋得電子生成Fe2＋知，電解質(zhì)溶液中必須含有Fe3＋，同時(shí)符合上述兩條件的只有D項(xiàng)。3．鋅錳堿性干電池是依據(jù)原電池原理制成的化學(xué)電源。電池中負(fù)極與電解質(zhì)溶液接觸直接反應(yīng)會降低電池的能量轉(zhuǎn)化效率，稱為自放電現(xiàn)象。下列關(guān)于原電池和干電池的說法不正確的是()A．兩者正極材料不同B．MnO2的放電產(chǎn)物可能是KMnO4C．兩者負(fù)極反應(yīng)式均為Zn失電子D．原電池中Zn與稀H2SO4存在自放電現(xiàn)象解析：選B。左圖為干電池，干電池的正極材料是MnO2和碳粉，右圖為原電池，正極材料是銅單質(zhì)，兩者正極材料不同，A正確；干電池中MnO2應(yīng)作氧化劑，Mn的化合價(jià)降低，B錯誤；所給裝置中Zn為負(fù)極，Zn失去電子，C正確；根據(jù)自放電現(xiàn)象的定義，Zn與稀硫酸能夠發(fā)生反應(yīng)，即原電池中Zn與稀硫酸存在自放電現(xiàn)象，D正確。4．鎂、海水、溶解氧(石墨)可構(gòu)成原電池，為水下小功率設(shè)備長時(shí)間供電，其原理如圖所示。但該電池負(fù)極存在析氫副反應(yīng)和負(fù)極活性衰減等問題。下列說法不正確的是()A．由于溶解氧濃度低，故需增大電極與海水的接觸面積B．該電池正極的電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2OC．負(fù)極活性衰減的原因可能是生成的Mg(OH)2覆蓋了電極D．析氫副反應(yīng)可以表示為Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑解析：選B。溶解氧濃度低，反應(yīng)速率低，可用增大電極與海水的接觸面積的方法來提高反應(yīng)速率，故A正確；正極的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故B錯誤；負(fù)極的電極反應(yīng)式為Mg＋2OH－－2e－=Mg(OH)2，生成的氫氧化鎂覆蓋在電極表面，阻隔電極與海水的接觸，負(fù)極活性衰減，故C正確；Mg較活潑，在合適條件下可直接與水發(fā)生析氫反應(yīng)Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑，故D正確。5．某燃料電池主要構(gòu)成要素如圖所示，下列說法正確的是()A．電池可用于乙醛的制備B．b電極為正極C．電池工作時(shí)，a電極附近pH降低D．a(chǎn)電極的反應(yīng)式為O2－4e－＋4H＋=2H2O解析：選A。由圖可知，該電池將乙烯和水轉(zhuǎn)化為乙醛，可用于乙醛的制備，A正確；乙烯發(fā)生氧化反應(yīng)，故b電極為負(fù)極，B錯誤；a電極的反應(yīng)式為O2＋4e－＋4H＋=2H2O，氫離子濃度降低，pH升高，C錯誤、D錯誤。6．由我國科學(xué)家研發(fā)成功的鋁錳電池是一種比能量很高的新型干電池，以氯化鈉和稀氨水混合溶液為電解質(zhì)，鋁和二氧化錳-石墨為兩極，其電池反應(yīng)為Al＋3MnO2＋3H2O=3MnO(OH)＋Al(OH)3。下列有關(guān)該電池放電時(shí)的說法不正確的是()A．二氧化錳-石墨為電池正極B．負(fù)極反應(yīng)式為Al－3e－＋3NH3·H2O=Al(OH)3＋3NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))C．OH－不斷由負(fù)極向正極移動D．每生成1molMnO(OH)轉(zhuǎn)移1mol電子解析：選C。由電池反應(yīng)式知，鋁為電池負(fù)極，鋁失去電子轉(zhuǎn)化為Al(OH)3，A、B正確；陰離子移向負(fù)極，C錯誤；由反應(yīng)中錳元素價(jià)態(tài)變化知D正確。7．K2FeO4和Zn在堿性條件下組成原電池，放電原理如圖所示。下列說法正確的是()A．在放電時(shí)，化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化成電能B．在放電時(shí)，電子通過離子交換膜從右向左運(yùn)動C．在放電時(shí)，石墨電極上的電極反應(yīng)式為：FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋3e－＋4H2O=Fe(OH)3＋5OH－D．在放電時(shí)，負(fù)極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH逐漸減小解析：選C。在放電時(shí)，化學(xué)能大部分轉(zhuǎn)化成電能，但達(dá)不到100%，A錯誤；電子只能走導(dǎo)線，溶液中是陰、陽離子的定向移動導(dǎo)電，B錯誤；在放電時(shí)，石墨電極上的電極反應(yīng)式為：FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋3e－＋4H2O=Fe(OH)3＋5OH－，C正確；在放電時(shí)，原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2，氫氧根離子通過OH－交換膜不斷進(jìn)行補(bǔ)充，負(fù)極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH基本不變，故D錯誤。8．基于H2O、H2O2、O2自循環(huán)的生物混合光電化學(xué)電池，在單個(gè)單元中實(shí)現(xiàn)可持續(xù)太陽能－燃料－電能的轉(zhuǎn)換，工作原理如圖。下列說法錯誤的是()A．電池工作時(shí)，電子由電極N經(jīng)導(dǎo)線流向電極MB．負(fù)極的電極反應(yīng)式有2H2O－2e－=H2O2＋2H＋C．自循環(huán)過程中存在O2＋2e－＋2H＋=H2O2D．該電池的有效開發(fā)和利用可減少碳排放解析：選A。電池工作時(shí)，M極H2O失電子反應(yīng)生成H2O2或O2等，N極O2得電子反應(yīng)生成H2O2或H2O，所以M極為負(fù)極，N極為正極，電子由電極M經(jīng)導(dǎo)線流向電極N，A錯誤；在負(fù)極，有H2O失電子反應(yīng)生成H2O2，則電極反應(yīng)式有2H2O－2e－=H2O2＋2H＋，B正確；自循環(huán)過程中，在正極，O2得電子反應(yīng)生成H2O2或H2O，則存在O2＋2e－＋2H＋=H2O2，C正確；該電池的有效開發(fā)和利用，實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)太陽能－燃料－電能的轉(zhuǎn)換，整個(gè)過程中不涉及含碳物質(zhì)，可減少碳排放，D正確。9．某液流電池工作原理如圖。充電過程中，陽極會發(fā)生如下副反應(yīng)：2Mn3＋＋2H2O=Mn2＋＋MnO2↓＋4H＋，加入少量Br－可將MnO2還原為Mn2＋，提高電池的能量密度和穩(wěn)定性。下列說法正確的是()A.放電時(shí)，Cd電極為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)B．放電時(shí)，Cd2＋通過質(zhì)子交換膜，向石墨電極移動C．加入少量Br－后，經(jīng)多次充放電，正極可能會發(fā)生3個(gè)以上不同的還原反應(yīng)D．加入少量Br－后，充電時(shí)，陽極生成Mn3＋和陰極生成Cd的物質(zhì)的量之比為2∶1解析：選C。放電時(shí)，Cd失電子做負(fù)極，化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯誤；質(zhì)子交換膜只允許氫離子通過，Cd2＋不能通過質(zhì)子交換膜，B錯誤；加入溴離子后經(jīng)多次充放電，正極可能發(fā)生Mn3＋正極放電、自身歧化的還原反應(yīng)，可能發(fā)生溴離子還原二氧化錳的反應(yīng)，生成的溴單質(zhì)也可能發(fā)生還原反應(yīng)，C正確；由轉(zhuǎn)移電子守恒可知，若無其他反應(yīng)的干擾，充電時(shí)二者比例為2∶1，但是由于溴離子等的干擾，則二者比例不一定為2∶1，D錯誤。10．我國科學(xué)家研究出一種新型水系Zn-C2H2電池(結(jié)構(gòu)如圖)，發(fā)電的同時(shí)實(shí)現(xiàn)乙炔加氫，已知放電時(shí)Zn轉(zhuǎn)化為ZnO。下列說法正確的是()A．b為電池的正極B．右側(cè)電極室中c(KOH)增大C．a(chǎn)極的電極反應(yīng)式為C2H2＋2e－＋2H2O=C2H4＋2OH－D．外電路中每轉(zhuǎn)移0.2mole－時(shí)有0.1molOH－通過陰離子交換膜解析：選C。放電時(shí)Zn轉(zhuǎn)化為ZnO，則b極上Zn失電子被氧化，為電池的負(fù)極，a極為正極，正極上C2H2得電子產(chǎn)生C2H4，電極總反應(yīng)式為C2H2＋Zn＋H2O=C2H4＋ZnO，A錯誤；右側(cè)電極室發(fā)生電極反應(yīng)Zn－2e－＋2OH－=ZnO＋H2O，生成了H2O，導(dǎo)致c(KOH)減小，B錯誤；a極為正極，正極上C2H2得電子產(chǎn)生C2H4，電極反應(yīng)式為C2H2＋2e－＋2H2O=C2H4＋2OH－，C正確；每轉(zhuǎn)移0.2mole－，則有0.2molOH－通過陰離子交換膜，D錯誤。11．根據(jù)光合作用原理，設(shè)計(jì)如圖原電池裝置。下列說法正確的是()A．a(chǎn)電極為原電池的正極B．外電路電流方向是a→bC．b電極的電極反應(yīng)式為O2＋2e－＋2H＋=H2O2D．a(chǎn)電極上每生成1molO2，通過質(zhì)子交換膜的H＋為2mol解析：選C。根據(jù)圖示可知，a極上H2O轉(zhuǎn)化為H＋和O2，發(fā)生氧化反應(yīng)，則a電極為原電池的負(fù)極，A項(xiàng)錯誤；a電極為負(fù)極，b電極為正極，外電路電流方向應(yīng)從正極到負(fù)極，即b→a，B項(xiàng)錯誤；a電極上每生成1molO2，轉(zhuǎn)移4mol電子，則通過質(zhì)子交換膜的H＋為4mol，D項(xiàng)錯誤。二、非選擇題12．金屬鉻和氫氣在工業(yè)上都有重要的用途。已知：金屬鉻(Cr)和鐵的性質(zhì)十分相似，鉻能與稀硫酸反應(yīng)，生成氫氣和硫酸亞鉻(CrSO4)。(1)銅和鉻構(gòu)成的原電池裝置如下圖所示，其中盛有稀硫酸的燒杯中出現(xiàn)的現(xiàn)象為________________________________________________________________________。鹽橋中裝的是瓊脂-飽和KCl溶液，下列關(guān)于該原電池的說法正確的是________(填字母)。A．鹽橋的作用是使整個(gè)裝置構(gòu)成通路并保持溶液呈電中性B．理論上1molCr溶解，鹽橋中將有2molCl－進(jìn)入左燒杯中，2molK＋進(jìn)入右燒杯中C．在原電池反應(yīng)中H＋得電子發(fā)生氧化反應(yīng)D．電子從鉻極通過導(dǎo)線到銅極，又通過鹽橋轉(zhuǎn)移到左燒杯中(2)銅和鉻構(gòu)成的另一原電池裝置如下圖所示，銅電極上產(chǎn)生大量氣泡，且氣體遇空氣呈紅棕色。寫出銅電極的電極反應(yīng)式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)CrO3和K2Cr2O7均易溶于水，它們是工業(yè)廢水造成鉻污染的主要原因。要將Cr(Ⅵ)轉(zhuǎn)化為Cr(Ⅲ)常見的處理方法是電解法。將含Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的廢水通入電解槽內(nèi)，用鐵作陽極，在酸性環(huán)境中，加入適量的NaCl進(jìn)行電解，使陽極生成的Fe2＋和Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))發(fā)生反應(yīng)，其離子方程式為____________________________。陰極上Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))、H＋、Fe3＋都可能放電。若Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))放電，則陰極的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。答案：(1)Cu電極表面有氣泡產(chǎn)生AB(2)NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋3e－＋4H＋=NO↑＋2H2O(3)6Fe2＋＋Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2OCr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋6e－＋14H＋=2Cr3＋＋7H2O13．(1)將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用，可達(dá)到低碳排放的目的。通過人工光合作用，以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理如圖1所示。電極b作________________極，表面發(fā)生的電極反應(yīng)為________________________________________________________________________。(2)濃差電池中的電動勢是由于電池中存在濃度差而產(chǎn)生的。某濃差電池的原理如圖2所示，該電池從濃縮海水中提取LiCl的同時(shí)又獲得了電能。①X為________極，Y極反應(yīng)式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②Y極生成1molCl2時(shí)，______molLi＋移向____(填“X”或“Y”)極。(3)微生物燃料電池是一種利用微生物將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。已知某種甲醇微生物燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，示意圖如圖3：①該電池中外電路電子的流動方向?yàn)開_______(填“從A到B”或“從B到A”)。②工作結(jié)束后，B電極室溶液的pH與工作前相比將________(填“增大”“減小”或“不變”，溶液體積變化忽略不計(jì))。③A電極附近甲醇發(fā)生的電極反應(yīng)為________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)從圖1可以看出，左側(cè)H2O轉(zhuǎn)變成O2，O元素被氧化，電極a為負(fù)極，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，H＋通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入右側(cè)發(fā)生反