（人教版）《原電池化學電源》過關訓練試題（滿分：100分時間：50分鐘）一、單項選擇題（每題6分，共48分）1．下列有關原電池的說法錯誤的是(A)A．原電池是將電能轉化為化學能的裝置B．原電池的其中一個電極可以是能導電的非金屬C．原電池反應是能自發(fā)進行的氧化還原反應D．電子由負極經外電路流向正極解析：原電池是將化學能轉化為電能的裝置。將電能轉化為化學能的裝置是電解池。8.下列關于右圖所示原電池的說法正確的是(B)A．當a為Cu，b為含有碳雜質的Al，c為稀硫酸時，b極上觀察不到氣泡產生B．當a為石墨，b為Fe，c為濃硫酸時，不能產生連續(xù)的穩(wěn)定電流C．當a為Mg，b為Al，c為NaOH溶液時，根據現象可推知Al的活動性強于Mg的D．當a為石墨，b為Cu，c為FeCl3溶液時，a、b之間沒有電流通過解析：A項，因為b為含有碳雜質的Al，C、Al、稀硫酸可構成原電池，溶液中的H＋在該極上獲得電子而產生H2，所以在b極上可觀察到氣泡產生。B項，開始時，能形成原電池，有短暫的電流產生，但Fe被濃硫酸鈍化后，鐵表面生成致密的氧化膜，內部的鐵不再失去電子而不能形成電流。C項，由于Al可與NaOH溶液反應，所以Al為原電池的負極，實際上，Mg的活動性強于Al的，故不能據此判斷Al的活動性強于Mg的。D項，Cu能與FeCl3發(fā)生氧化還原反應，形成原電池而產生電流。3．科學家成功開發(fā)出便攜式固體氧化物燃料電池，它以丙烷氣體為燃料。電池中的一極通入空氣，另一極通入丙烷氣體，電解質是固態(tài)氧化物，在熔融狀態(tài)下能傳導O2－。下列對該燃料電池的說法不正確的是(A)A．在熔融電解質中，O2－由負極移向正極B．該電池的總反應是：C3H8＋5O2=3CO2＋4H2OC．電路中每通過5mol電子，約有5.6L標準狀況下的丙烷被完全氧化D．通入丙烷的電極為電池負極，發(fā)生的電極反應為：C3H8－20e－＋10O2－=3CO2＋4H2O解析：該燃料電池的化學反應原理是：C3H8＋5O2=3CO2＋4H2O，B正確；放電過程中通入丙烷的電極為負極：C3H8－20e－＋10O2－=3CO2＋4H2O，C正確；通入O2的電極為正極：O2＋4e－=2O2－，產生的O2－將向負極移動，A項錯。4.某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池。放電時電池的總反應為：Li1xCoO2+LixC6=LiCoO2+C6(x<1)。下列關于該電池的說法不正確的是（C）A．放電時，Li+在電解質中由負極向正極遷移B．放電時，負極的電極反應式為LixC6xe=xLi++C6C．充電時，若轉移1mole，石墨C6電極將增重7xgD．充電時，陽極的電極反應式為LiCoO2xe=Li1xCoO2+Li+5．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(B)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解析：本題考查電化學有關知識。電池放電時作為原電池，陽離子向正極遷移，A項錯誤；鋰硫電池在充電時，鋰電極上生成金屬鋰，發(fā)生還原反應，B項正確；電池的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，Li元素在兩個電池的反應中均轉化為＋1價，由于單質Li和Li1－xCoO2的質量不同，所以二者的比能量不同，C項錯誤；由圖示電極上反應的物質可看出，鋰硫電池在放電，而鋰離子電池在充電，故D項錯誤。6．根據下圖，可判斷出下列離子方程式中錯誤的是(A)A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)＝2Ag＋(aq)＋Cd(s)B．Co2＋(aq)＋Cd(s)＝Co(s)＋Cd2＋(aq)C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)＝2Ag(s)＋Cd2＋(aq)D．2Ag＋(aq)＋Co(s)＝2Ag(s)＋Co2＋(aq)解析：根據原電池知識，金屬活動性負極>正極，可得三種金屬的活動性順序應為：Cd>Co>Ag，則選項中符合此關系的置換反應成立。7．瓦斯分析儀(如圖甲)工作原理類似燃料電池的工作原理，其裝置如圖乙所示，其中的固體電解質是Y2O3—Na2O，O2－可以在其中自由移動。下列有關敘述中正確的是(C)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aB．電極b是正極，O2－由電極a流向電極bC．電極a的反應式為CH4＋4O2－―8e－=CO2＋2H2OD．當固體電解質中有1molO2－通過時，轉移4mol電子解析：甲烷所在的電極a為負極，電極反應為CH4＋4O2－―8e－=CO2＋2H2O，C正確。8．某新型可充電電池，能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。該電池的總反應式為3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，以下說法不正確的是(C)A．放電時負極反應式為Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2B．放電時正極反應式為FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O＋3e－=Fe(OH)3＋5OH－C．放電時每轉移3mol電子，正極有1molK2FeO4被氧化D．充電時陽極附近的溶液的堿性減弱解析：選項A，放電時，在堿性條件下，Zn失去電子為電池的負極：Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2；選項B，根據放電時總電池反應式減去負極反應式(電子數需相等)可得放電時正極反應式為FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O＋3e－=Fe(OH)3＋5OH－；選項C，放電時，K2FeO4被還原；選項D，充電是放電的逆向反應，所以充電時，陽極消耗OH－，導致陽極附近的溶液的堿性減弱。二、非選擇題（本題包括4小題，共52分）9．(每空2分，共12分)科學家預言，燃料電池將是21世紀獲得電能的重要途徑。近幾年開發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉑作電極，電池中的質子交換膜只允許質子和水分子通過。其工作原理的示意圖如下圖：請回答下列問題：(1)Pt(a)電極是電池的________極，電極反應式為________；Pt(b)電極發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應，電極反應式為_________。(2)該電池的總反應方程式為_____________________________。(3)如果該電池工作時電路中通過2mol電子，則消耗的CH3OH有________mol。解析：Pt(a)端的原料為CH3OH和H2O，產物為CO2、H＋，根據C化合價由－2價升到＋4價，失去6個電子，Pt(a)為負極；Pt(b)端的原料為O2和H＋，產物為H2O，O化合價由0價降為－2價，發(fā)生還原反應，為正極。答案：(1)負2CH3OH＋2H2O－12e－=2CO2↑＋12H＋還原3O2＋12H＋＋12e－=6H2O(2)2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O(3)eq\f(1,3)10．(14分)已知電極材料：鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁；電解質溶液：CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、鹽酸。按要求回答下列問題：(1)電工操作上規(guī)定：不能把銅導線和鋁導線連接在一起使用。請說明原因________________。(2)若電極材料選銅和石墨，電解質溶液選硫酸鐵溶液，外加導線，能否構成原電池？________。若能，請寫出電極反應式，負極：________，正極：________。(若不能，后兩空不填)(3)設計一種以鐵和稀硫酸反應為原理的原電池，要求畫出裝置圖(需標明電極材料及電池的正、負極)。解析：(1)當Cu、Al導線連接時，接觸到潮濕的空氣就易形成原電池而被腐蝕。(2)因為FeCl3能與Cu發(fā)生反應：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，因此根據給出條件可以設計成原電池，其負極為Cu，反應為Cu－2e－=Cu2＋，正極為石墨，電極反應為2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋。(3)因為反應為Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，所以負極為Fe，正極可為Cu、Ag或石墨，電解質為稀硫酸，即可畫出裝置圖。答案：(1)二者連接在一起時，接頭處在潮濕的空氣中形成原電池而被腐蝕（3分）(2)能（2分）Cu－2e－=Cu2＋（3分）2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋（3分）(3)（略）（3分）11．(10分)某研究性學習課題組為探究影響鐵生銹的因素，設計了如下的方案：在A、B、C、D四只小燒瓶中分別放入干燥的細鐵絲、浸過食鹽水的細鐵絲、浸過清水的細鐵絲、食鹽水及細鐵絲(使鐵絲完全浸沒在食鹽水中)，然后按下圖裝置成下表中的四套裝置，每隔一段時間測量導管中水面上升的高度，結果如下表(表中所列數據為導管中水面上升的高度/cm)所示。時間/小時00.51.01.52.02.53.0A瓶(盛干燥鐵絲)0000000B瓶(盛浸過食鹽水的鐵絲)00.41.23.45.67.69.8C瓶(盛浸過清水的鐵絲)0000.30.82.03.5D瓶(盛完全浸沒在食鹽水中的鐵絲)0000000課題組在結題時，學校評審組組織了成果展示與答辯，假如你是課題組組長，請回答以下的問題：(1)導管中水面上升的原因是______________________________。(2)上述實驗中，鐵絲生銹的速率由大到小的排列順序為________(填小燒杯號)。(3)影響鐵生銹的因素主要有________________。解析：鐵絲在清水或食鹽水中，發(fā)生吸氧腐蝕。吸氧腐蝕發(fā)生的電極反應式分別是：負極2Fe－4e－=2Fe2＋；正極O2＋2H2O＋4e－=4OH－，由此可見，發(fā)生吸氧腐蝕離不開水和氧氣。在干燥的空氣中有氧氣但沒有水，完全浸沒在食鹽水中則隔絕了空氣，這兩種情況都不易被腐蝕。清水中離子濃度遠遠低于食鹽水中的離子濃度，導電能力差，腐蝕速率慢。答案：(1)鐵絲生銹時跟小燒瓶內空氣中的氧氣反應，使小燒瓶中氣體壓強減小（3分）(2)B>C>A＝D（3分）(3)①跟氧氣接觸；②有水分存在；③有電解質(或食鹽)存在，三者同時具備時鐵生銹速率最快(或從構成原電池的條件分析)（4分）12.（除標注外，每空2分，共16分）酸性鋅錳干電池是一種一次電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是碳粉，MnO2，ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物，該電池在放電過程產生MnOOH，回收處理該廢電池可得到多種化工原料，有關數據下表所示：溶解度/(g/100g水)溫度/℃化合物020406080100NH4Cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl2343395452488541614化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值101710171039回答下列問題：（1）該電池的正極反應式為，電池反應的離子方程式為：（2）維持電流強度為0.5A，電池工作五分鐘，理論上消耗Zng。（已經F＝96500C/mol）（3）廢電池糊狀填充物加水處理后，過濾，濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通過__________分離回收；濾渣的主要成分是MnO2、______和，欲從中得到較純的MnO2，最簡便的方法是，其原理是。（4）用廢電池的鋅皮制備ZnSO4·7H2O的過程中，需去除少量雜質鐵，其方法是：加稀硫酸和H2O2溶解，鐵變?yōu)開____，加堿調節(jié)至pH為時，鐵剛好完全沉淀（離子濃度小于1×105mol/L時，即可認為該離子沉淀完全）；繼續(xù)加堿調節(jié)至pH為_____時，鋅開始沉淀（假定Zn2＋QUOTE濃度為0.1mol/L）。若上述過程不加H