原電池化學(xué)電源單元測(cè)試一、選擇題1．(·合肥一中)一個(gè)充電電池放電時(shí)電極反應(yīng)為H2＋2OH－－2e－=2H2O，NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－，當(dāng)電池充電時(shí)，與外電源正極連接電極上發(fā)生反應(yīng)是()A．H2O還原 B．NiOOH還原C．H2氧化 D．Ni(OH)2氧化解析：充電時(shí)與外電源正極連接電極是陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，與放電時(shí)正極反應(yīng)相反，可知是Ni(OH)2失電子被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)。答案：D2．(湖北省老河口市一中高三上學(xué)期期中)在盛有稀硫酸燒杯中放入用導(dǎo)線連接電極X、Y，外電路中電子流向如圖所表示，關(guān)于該裝置以下說(shuō)法正確是()A．外電路電流方向?yàn)閄→外電路→YB．若兩電極分別為鐵和碳棒，則鐵棒進(jìn)行電極反應(yīng)式為2H＋＋e－=H2↑C．X極上發(fā)生是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生是氧化反應(yīng)D．若兩電極都是金屬，則它們活動(dòng)性次序是X>Y解析：考查原電池反應(yīng)原理。A．依照?qǐng)D片知該裝置是原電池，外電路中電子從X電極流向Y電極，電流流向與此相反，即Y→外電路→X，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．若兩電極分別為鐵和碳棒，則鐵棒是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe－2e－=Fe2＋，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．X是負(fù)極，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)；Y是正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．原電池中較活潑金屬作負(fù)極，較不活潑金屬或?qū)щ姺墙饘僮髡龢O，該原電池中X是負(fù)極，Y是正極，所以若兩極都是金屬，則它們活動(dòng)性次序?yàn)閄>Y，D項(xiàng)正確；答案選D。答案：D3．(·鄭州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校)觀察如圖所表示裝置，可發(fā)覺(jué)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，M棒變粗，N棒變細(xì)。下表所列M、N、P對(duì)應(yīng)物質(zhì)可組成該裝置是()選項(xiàng)MNPA鋅銅稀硫酸B銅鐵稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液解析：M棒變粗，N棒變細(xì)，說(shuō)明N棒是負(fù)極(金屬失去電子轉(zhuǎn)化成金屬離子)，M棒上有金屬析出。金屬活潑性：N>M，可排除A、D選項(xiàng)，結(jié)合電解質(zhì)溶液中有金屬離子得到電子被還原，所以選擇C選項(xiàng)。答案：C4．(·南京市金陵中學(xué))(雙選)鎳氫電池(NiMH)現(xiàn)在已經(jīng)成為混合動(dòng)力汽車一個(gè)主要電池類型。NiMH中M表示儲(chǔ)氫金屬或合金。該電池在充放電過(guò)程中總反應(yīng)方程式是Ni(OH)2＋Meq\o(,\s\up7(充電),\s\do5(放電))NiOOH＋MH。已知反應(yīng)6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－=6Ni(OH)2＋NOeq\o\al(－,2)。以下說(shuō)法正確是()A．NiMH電池放電過(guò)程中，正極電極反應(yīng)式為NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－B．放電過(guò)程中OH－從正極向負(fù)極遷移C．放電過(guò)程中負(fù)極電極反應(yīng)式為MH＋OH－－e－=H2O＋M，OH－中H被MH中M氧化D．NiMH電池能夠用KOH溶液、氨水等作為電解質(zhì)溶液解析：由題給信息可知，儲(chǔ)氫金屬或合金M不參加氧化還原反應(yīng)。放電時(shí)正極上發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)正確。放電時(shí)陰離子向負(fù)極移動(dòng)，B項(xiàng)正確。充、放電時(shí)M化合價(jià)未發(fā)生改變，C項(xiàng)錯(cuò)誤。由反應(yīng)6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－=6Ni(OH)2＋NOeq\o\al(－,2)可知，該電池電解質(zhì)溶液不能為氨水，D項(xiàng)錯(cuò)誤。誤區(qū)提醒：MH是金屬或合金吸收氫后物質(zhì)，經(jīng)過(guò)分析所給反應(yīng)可知，M化合價(jià)沒(méi)有改變，輕易將得電子元素看成金屬元素而錯(cuò)選。答案：AB5．(·云南玉溪一中月考)依照如圖所表示，以下判斷中正確是()A．燒杯a中發(fā)生反應(yīng)O2＋4H＋＋4e－=2H2O，溶液pH降低B．燒杯b中發(fā)生反應(yīng)為2Zn－4e－=2Zn2＋C．電子從Zn極流出，流入Fe極，經(jīng)鹽橋回到Zn極D．向燒杯a中加入少許K3[Fe(CN)6]溶液，有藍(lán)色沉淀生成解析：本題綜合考查原電池知識(shí)。依照電子流向，通入氮?dú)庖粯O為負(fù)極，氧氣一極為正極，故燒杯a中發(fā)生反應(yīng)O2＋2H2O＋4e－=4OH－，溶液pH增大，A錯(cuò)誤；燒杯b中發(fā)生反應(yīng)為2Zn－4e－=2Zn2＋，B正確；鹽橋中是陰陽(yáng)離子導(dǎo)電，C錯(cuò)誤；向燒杯a中加入少許K3[Fe(CN)6]溶液，溶液中不存在亞鐵離子，沒(méi)有藍(lán)色沉淀，D錯(cuò)誤。答案：B6．(·廈門一中)某試驗(yàn)小組依據(jù)反應(yīng)AsOeq\o\al(3－,4)＋2H＋＋2I－AsOeq\o\al(3－,3)＋I(xiàn)2＋H2O設(shè)計(jì)了如圖所表示原電池，探究pH對(duì)AsOeq\o\al(3－,4)氧化性影響。測(cè)得電壓表所測(cè)電壓值與pH關(guān)系如圖所表示。以下關(guān)于敘述錯(cuò)誤是()A．調(diào)整pH能夠改變反應(yīng)方向B．pH＝0.68時(shí)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)C．pH＝5時(shí)，負(fù)極電極反應(yīng)式為2I－－2e－=I2D．pH>0.68時(shí)，氧化性：I2>AsOeq\o\al(3－,4)解析：A項(xiàng)，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，若氫離子濃度較大，則平衡正向移動(dòng)，碘元素化合價(jià)升高，乙燒杯中石墨作負(fù)極，砷元素化合價(jià)降低，甲燒杯中石墨作正極；反之則平衡逆向移動(dòng)，A項(xiàng)正確。B項(xiàng)，由圖像可知，pH＝0.68時(shí)，電壓為0V，電路中沒(méi)有電流經(jīng)過(guò)，即反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，B項(xiàng)正確。C項(xiàng)，pH＝5時(shí)，反應(yīng)逆向進(jìn)行，負(fù)極反應(yīng)式為AsOeq\o\al(3－,3)－2e－＋H2O=AsOeq\o\al(3－,4)＋2H＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤。D項(xiàng)，pH>0.68時(shí)，反應(yīng)逆向進(jìn)行，氧化性：I2>AsOeq\o\al(3－,4)，D項(xiàng)正確。答案：C7．如圖所表示是幾個(gè)常見(jiàn)化學(xué)電源示意圖，關(guān)于說(shuō)法不正確是()A．上述電池分別屬于一次電池、二次電池和燃料電池B．干電池在長(zhǎng)時(shí)間使用后，鋅筒被破壞C．鉛蓄電池工作過(guò)程中，每經(jīng)過(guò)2mol電子，負(fù)極質(zhì)量減輕207D．氫氧燃料電池是一個(gè)具備應(yīng)用前景綠色電源解析：鉛蓄電池負(fù)極反應(yīng)為Pb－2e－＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4，經(jīng)過(guò)2mol電子時(shí)，質(zhì)量增加96g。答案：C8．(·四川綿陽(yáng)診療)某合作學(xué)習(xí)小組同學(xué)利用以下氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O。鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液，以下敘述中正確是()A．乙燒杯中發(fā)生還原反應(yīng)B．甲燒杯中溶液pH逐步減小C．電池工作時(shí)，鹽橋中SOeq\o\al(2－,4)移向甲燒杯D．外電路電流方向是從a到b解析：本題考查原電池工作原理，意在考查考生對(duì)原電池工作原理了解能力。乙燒杯中發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe2＋－e－=Fe3＋，A項(xiàng)錯(cuò)誤；甲燒杯中發(fā)生還原反應(yīng)：MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋＋5e－=Mn2＋＋4H2O，c(H＋)減小，pH增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電池工作時(shí)，乙燒杯中正電荷增多，SOeq\o\al(2－,4)移向乙燒杯，C項(xiàng)錯(cuò)誤；外電路電流方向是從正極(a)到負(fù)極(b)，D項(xiàng)正確。答案：D9．鎂及其化合物通常無(wú)毒(或低毒)、無(wú)污染，且鎂原電池放電時(shí)電壓高而平衡，使鎂原電池越來(lái)越成為人們研制綠色原電池關(guān)注焦點(diǎn)。其中一個(gè)鎂原電池反應(yīng)為xMg＋Mo3S4eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))MgxMo3S4；在鎂原電池放電時(shí)，以下說(shuō)法錯(cuò)誤是()A．Mg2＋向正極遷移B．正極反應(yīng)為：Mo3S4＋2xe－=Mo3Seq\o\al(2x－,4)C．Mo3S4發(fā)生氧化反應(yīng)D．負(fù)極反應(yīng)為：xMg－2xe－=xMg2＋解析：正極反應(yīng)為Mo3S4＋2xe－=Mo3Seq\o\al(2x－,4)，發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)為xMg－2xe－=xMg2＋，負(fù)極產(chǎn)生Mg2＋移向正極，C選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C10．甲醇-空氣燃料電池(DMFC)是一個(gè)高效能、輕污染車載電池，其工作原理如圖所表示。以下關(guān)于敘述正確是()A．H＋從正極區(qū)經(jīng)過(guò)交換膜移向負(fù)極區(qū)B．負(fù)極電極反應(yīng)為CH3OH(l)＋H2O(l)－6e－=CO2(g)＋6H＋C．d導(dǎo)出是CO2D．圖中b、c加入分別是O2、甲醇解析：H＋為陽(yáng)離子，應(yīng)該從負(fù)極區(qū)經(jīng)過(guò)交換膜移向正極區(qū)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；甲醇-空氣燃料電池中，甲醇是還原劑，在負(fù)極發(fā)生失電子氧化反應(yīng)，B項(xiàng)正確；依照H＋移動(dòng)方向可知甲電極為負(fù)極，所以a導(dǎo)出是CO2，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由上述分析可知b、c加入分別為甲醇、O2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B11．(內(nèi)蒙古赤峰市寧城縣高三上學(xué)期統(tǒng)考)如圖是一個(gè)應(yīng)用廣泛鋰電池，LiPF6是電解質(zhì)，SO(CH3)2是溶劑，反應(yīng)原理是4Li＋FeS2=Fe＋2Li2S。以下說(shuō)法不正確是()A．能夠用水代替SO(CH3)2做溶劑B．電子移動(dòng)方向是由a極流向b極C．該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．b極反應(yīng)式為FeS2＋4Li＋＋4e－=Fe＋2Li2S解析：考查了原電池原理相關(guān)知識(shí)。A．水導(dǎo)電性差且和鋰發(fā)生反應(yīng)，不符合原電池反應(yīng)原理，故A錯(cuò)誤；B．原電池中電子從負(fù)極沿外電路流向正極，原電池中a為負(fù)極，是由a極流向b級(jí)，故B正確；C．裝置圖分析可知是原電池反應(yīng)原理，是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能裝置，故C正確；D．b電極為正極，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為FeS2＋4Li＋＋4e－=Fe＋2Li2S，故D正確，。答案：A二、非選擇題12．(·蘭州一中)已知稀溴水和氯化鐵溶液都呈黃色，現(xiàn)在足量稀氯化亞鐵溶液中，加入1～2滴液溴，振蕩后溶液呈黃色，現(xiàn)對(duì)溶液呈黃色原因進(jìn)行探究。(1)僅限選取儀器和試劑有燒杯、試管、玻璃棒、量筒、滴管、藥匙；酸性高錳酸鉀溶液、氫氧化鈉溶液、四氯化碳、硫氰化鉀溶液、硝酸銀溶液、淀粉碘化鉀溶液。完成以下試驗(yàn)探究過(guò)程：【提出假設(shè)】假設(shè)1：溶液呈黃色不是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致，是由溶液中________引發(fā)(填微?；瘜W(xué)式，下同)。假設(shè)2：溶液呈黃色是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致，是由溶液中________引發(fā)?！驹O(shè)計(jì)試驗(yàn)方案】為了驗(yàn)證上述假設(shè)1和假設(shè)2推斷，請(qǐng)用簡(jiǎn)明文字描述你試驗(yàn)方案及試驗(yàn)中出現(xiàn)現(xiàn)象。假設(shè)1：_____________________________。假設(shè)2：_____________________________。(2)依照高中所學(xué)知識(shí)判斷，你認(rèn)為_(kāi)_______(填“假設(shè)1”或“假設(shè)2”)推斷是正確；若選取淀粉碘化鉀溶液驗(yàn)證你假設(shè)是否可行？________(填“可行”或“不可行(3)寫(xiě)出鐵離子與碘離子反應(yīng)離子方程式：_____________________________，并依據(jù)該反應(yīng)原理設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，將原電池裝置示意圖畫(huà)在方框中。解析：因?yàn)檠趸裕築r2>Fe3＋，故溶液呈黃色是因?yàn)殇鍖嗚F離子氧化成了鐵離子。Br2和Fe3＋都能把I－氧化成I2使淀粉溶液變藍(lán)，所以不能用淀粉碘化鉀溶液驗(yàn)證。Fe3＋與I－反應(yīng)離子方程式為2I－＋2Fe3＋=2Fe2＋＋I(xiàn)2，氧化劑和還原劑均為溶液中離子，故可將其設(shè)計(jì)成雙液原電池。答案：(1)Br2Fe3＋向黃色溶液中加入適量CCl4，振蕩，靜置，下層溶液呈橙紅色向黃色溶液中滴加幾滴KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色(2)假設(shè)2不可行(3)2I－＋2Fe3＋=2Fe2＋＋I(xiàn)213．(·福建師大附中)氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念新型發(fā)電裝置。如圖為該電池工作原理示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小鉑粉，吸附氣體能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定。請(qǐng)回答：(1)氫氧燃料電池放電時(shí)能量轉(zhuǎn)化形式主要是________，在導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向?yàn)開(kāi)_______(用a.b表示)。(2)負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)_________________。(3)電極表面鍍鉑粉原因?yàn)開(kāi)_________________。(4)該電池工作時(shí)，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不停提供電能。所以，大量安全儲(chǔ)氫是關(guān)鍵技術(shù)之一，金屬鋰是一個(gè)主要儲(chǔ)氫材料，吸氫和放氫原理以下：Ⅰ.Li＋H2eq\o(=,\s\up7(△))2LiHⅡ.LiH＋H2O=LiOH＋H2↑①反應(yīng)Ⅰ中還原劑是________，反應(yīng)Ⅱ中氧化劑是____________。②知LiH固體密度為0.82g/cm3。用鋰吸收224L(標(biāo)準(zhǔn)情況)H2，③將由②生成LiH與H2O作用放出H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中經(jīng)過(guò)電子物質(zhì)量為_(kāi)_______mol。解析：(1)原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能裝置。電池總反應(yīng)式為2H2＋O2=2H2O，其中H元素從0價(jià)升至＋1價(jià)，失去電子，即電子在導(dǎo)線中從a流向b；(2)負(fù)極為失去電子一極，即H2失電子生成H＋，因?yàn)槿芤菏浅蕢A性，故負(fù)極反應(yīng)式為H2＋2OH－－2e－=2H2O。(3)電極表面鍍鉑粉可增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù)，能夠加緊反應(yīng)速率。(4)①反應(yīng)Ⅰ中Li元素從0價(jià)升至＋1價(jià)，故Li作還原劑。反應(yīng)Ⅱ中H2O中H元素從＋1價(jià)降至H2中0價(jià)，故H2O作氧化劑。②由反應(yīng)I可知，當(dāng)鋰吸收10molH2時(shí)，則生成20molLiH，V(LiH)＝eq\f(20×8,0.82)×10－3L＝1.951×10－1L，則eq\f(VLiH,VH