高考化学 小题精练系列 专题26 原电池的基本原理（含解析）1

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专题26 原电池的基本原理 （满分42分 时间20分钟） 姓名： 班级： 得分： 1．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是（ ） A．O2在电极b上发生还原反应 B．溶液中OH－向电极a移动 C．反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4∶5 D．负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O 【答案】C 考点：考查原电池的工作原理等知识。 2．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性．根据这一特点科学家发明了电动势(E)法测水泥初凝时间，此法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag．下列有关说法不正确的是( ) A．工业上制备普通水泥的主要原料是黏土和石灰石 B．测量原理装置图中，Ag2O/Ag极发生氧化反应 C．负极的电极反应式为：2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O D．在水泥固化过程中，由于自由水分子的减少，溶液中各离子浓度的变化导致电动势变化 【答案】B 【解析】 试题分析：玻璃、水泥都属于硅酸盐工业，工业上制备普通水泥的主要原料是含有石灰石和硅酸盐的粘土，故A正确．根据电池反应式2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag知，Ag2O/Ag极作正极，正极上得电子发生还原反应，故B错误．根据电池反应式2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag知，铜失电子作负极，负极上发生的电极反应式为：2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O，故B正确；水泥固化过程中，自由水分子减少，溶剂的量减少导致溶液中各离子浓度的变化，从而引起电动势变化，故D正确。 考点：本题考查化学电源。 3．原电池的应用极为广泛。利用如下图所示原电池可测量空气中Cl2的含量，其中电解质是Ag+可以自由移动的固体物质，下列分析正确的是 A．电流经外电路从Ag流向Pt电极 B．电池工作时，电解质中Ag+数目增多 C．正极反应：Cl2+2e－=2Cl－ D．空气中c(Cl2)越大，Ag极消耗速率越快 【答案】D 考点：考查原电池反应原理的知识。 4．我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展，利用如图装置可发生反应H2S+O2=H2O2+S。己知甲池中发生的反应为 下列说法正确的是（ ） A．该装置中电能转化为光能 B．H+从甲池移向乙池 C．甲池中碳棒上发生的电极反应为AQ+2H+-2e-=H2AQ D．乙池溶液中发生的反应为H2S+I3-=3I-+S+2H+ 【答案】D 【考点定位】考查原电池的工作原理以及电极反应式的书写 【名师点晴】本题考查学生原电池的工作原理以及电极反应式的书写知识，注意知识的归纳和梳理是关键。掌握原电池中电极反应式的书写方法：①先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失；②注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存；③若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，电极反应式中不能出现H+，且水必须写入正极反应式中，与O2结合生成OH-，若电解质溶液为酸性，电极反应式中不能出现OH－，且H+必须写入正极反应式中，与O2结合生成水；④正负极反应式相加（电子守恒）得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的电极反应式，即得到较难写出的电极反应式。 5．利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示，下列说法不正确的是 A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极 B．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜 C．电极A极反应式为2NH3－6e－=N2+6H+ D．当有4.48LNO2（标准状况）被处理时，转移电子为0.8mol 【答案】C 【考点定位】考查电解原理的应用 【名师点晴】该题为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，明确电解的原理，注意把握离子移动方向和电极方程式的书写，为解答该类题目的关键，由反应6NO2+8NH3═7N2+12H2O可知，反应中NO2为氧化剂，NH3为还原剂，则A为负极，B为正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，结合电解质溶液呈碱性解答该题。 6．在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多的金属腐蚀现象。可以通过下列装置所示实验进行探究。下列说法正确的是 A．按图Ⅰ装置实验，为了更快更清晰地观察到液柱上升，可采用下列方法：用酒精灯加热具支试管 B．图Ⅱ是图Ⅰ所示装置的原理示意图，图Ⅱ的正极材料是铁 C．铝制品表面出现白斑可以通过图Ⅲ装置进行探究，Cl－由活性炭区向铝箔表面区迁移，并发生电极反应：2Cl－－2e－=Cl2↑ D．图Ⅲ装置的总反应为4Al＋3O2＋6H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑 【答案】D 考点：考查了原电池和电解池的工作原理的相关知识。 7．为解决淀粉厂废水中BOD严重超标的问题，有人设计了电化学降解法．如图是利用一种微生物将有机物将废水中有机物主要成分是(C6H10O5)n]的化学能转化为电能的装置，下列说法中正确的是（ ） A．N极是负极 B．该装置工作时，H+从右侧经阳离子交换膜移向左侧 C．负极的电极反应为：(C6H10O5)n+7H2O﹣24ne﹣═6nCO2↑+24nH+ D．物质X是OH﹣ 【答案】C 【解析】 试题分析：由题意利用一种微生物将废水中有机物主要成分是（C6H10O5）n]的化学能转化为电能的装置，即为原电池，由图N极通O2，M极为有机物，则N极为正极发生还原反应，M极为负极，发生氧化反应，负极的电极反应为（C6H10O5）n]+7nH2O﹣24ne﹣═6nCO2↑+24nH+，原电池中阳离子移向正极，A．由图N极通O2，则N极为正极，A错误；B．原电池中阳离子移向正极，该装置工作时，H+从左侧经阳离子交换膜转向右侧，B错误；C．M极为有机物，M极为负极，发生氧化反应，负极的电极反应为（C6H10O5）n]+7nH2O﹣24ne﹣═6nCO2↑+24nH+，C正确；D．由图N极通O2，则N极为正极，O2得电子结合H+生成水，物质X为水，D错误，答案选C。 考点：考查原电池的原理的应用 8．某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构见右图，电池总反应可表示为：2H2 + O2 == 2H2O，下列有关说法不正确的是（ ） A．电子通过外电路从a极流向b极 B．b极上的电极反应式为：O2+4H++4e-==2H2O C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2 D．H+由a极通过固体酸电解质传递到b极 【答案】C 考点：考查原电池的工作原理等知识。 9．全钒电池以惰性材料作电极，在电解质溶液中发生的电池总反应为：VO2＋（蓝色）＋H2O＋V3＋（紫色）VO2＋（黄色）＋V2＋（绿色）＋2H＋ 下列说法错误的（ ） A.充电时，反应每生成2molH＋时电子转移的物质的量为2mol B.放电过程中，正极附近溶液的酸性减弱 C.放电时，正极反应为VO2++2H＋＋e－＝VO2＋＋H2O D.充电时，阳极附近溶液由蓝色逐渐变为黄色 【答案】A 【解析】 试题分析：A、阳极上电极反应式为：VO2＋＋H2O－e－=VO2＋＋2H＋，因此每生成2molH＋时转移电子的物质的量为1mol，故说法错误；B、放电时正极反应式为：VO2＋＋2H＋＋e－=H2O＋VO2＋，消耗H＋，酸性减弱，故说法正确；C、根据选项B的分析，故说法正确；D、根据A选项的分析，颜色蓝色变为黄色，故说法正确。 考点：考查电极反应式的书写等知识。 10．在如右图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是 A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大 B．a是正极，b是负极 C．稀硫酸中有电子流动，方向是从b极到a极 D．a极上发生了氧化反应 【答案】B 考点：考查原电池 11．3课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是 A．原电池是将化学能转化成电能的装置 B．原电池由电极、电解质溶液和导线等组成 C．图中a极为铝条、b极为锌片时，导线中会产生电流 D．图中a极为锌片、b极为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片 【答案】D 【解析】 试题分析：A、原电池是把化学能转化为电能的装置，A正确；B、原电池由电解质溶液、电极、导线组成闭合回路，B正确；C、因为橙汁为酸性，所以图中a极为铝条、b极为锌片时，则Al作原电池的负极，Zn作原电池的正极，导线中会产生电流，C正确；D、图中a极为锌片、b极为铜片时，则Zn为负极，Cu为正极，电子从负极流向正极，所以电子从Zn片流向Cu片，D错误，答案选D。 考点：考查原电池的构成、正负极的判断、电子流向的判断 12．X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如下图的装置，实验中电流表指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，则X、Y、Z可能是下列中的( ) 编号 X Y Z A Zn Cu 稀硫酸 B Cu Zn 稀硫酸 C Cu Ag 硫酸铜溶液 D Ag Cu 硝酸银溶液 【答案】D 【考点定位】考查原电池原理 【名师点晴】本题考查了原电池原理，根据电极上发生的反应确定正负极，再结合题目分析解答。要掌握原电池中正负极的判断方法：1由组成原电池的两极材料判断：一般来说，较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极．但具体情况还要看电解质溶液，如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池，镁为负极，铝为正极；但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时，由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应，失去电子，因此铝为负极，镁为正极；2根据外电路电流的方向或电子的流向判断：在原电池的外电路，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极；3根据内电路离子的移动方向判断：在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。 13、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 A．负极反应式为Mg﹣2e﹣=Mg2+ B．正极反应式为Ag++e﹣=Ag 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↑ 【答案】B 【解析】 试题分析：根据题意，电池总反应式为：Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag，正极反应为：2AgCl+2e－= 2Cl－+ 2Ag，负极反应为：Mg－2e－=Mg2+，A项正确，B项错误；对原电池来说，阴离子由正极移向负极，C项正确；由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑，D项正确；答案选B。 考点：原电池的工作原理 14．原电池的电极反应不仅与电极的性质有关，也与电解质溶液有关，下列说法中不正确的是（） A．由Al、Cu、稀H2SO4组成的原电池，其负极反应式为：A1-3e-=A13+ B．由Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池，其负极反应式为：A1-3e-=A13+ C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，其负极反应式为：Fe-2e-=Fe2+ D．由Al、 Cu、浓硝酸组成的原电池，其负极反应式为：Cu-2e-=Cu2+ 【答案】B 考点：原电池和电解池的工作原理 【名师点睛】本题考查原电池的正负极的判断及电极反应式，注意不能根据金属的活泼性判断原电池的正负极，要根据得失电子判断正负极，为易错点，题目难度不大。