2023版高考化学一轮复习6.2原电池化学电源题组训练过关2含解析新人教版.doc

原电池 化学电源一次电池 1.普通锌锰干电池的简图如下图，它是用锌皮制成的锌筒作电极，中央插一根碳棒，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液。该电池工作时的总反响为Zn+2N+2MnO2 Zn(NH3)22+Mn2O3+H2O。以下关于锌锰干电池的说法中正确的选项是()A.当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原B.电池负极反响式为2MnO2+2N+2e-Mn2O3+2NH3+H2OC.原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极D.外电路中每通过0.1 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g【解析】 选C。普通锌锰干电池是一次电池，不能充电复原，A项错误；根据原电池工作原理，负极失电子，B项错误；由负极的电极反响式可知，每通过0.1 mol电子，消耗锌的质量是65 gmol-1=3.25 g，D项错误。2.(双选)(2023漳州模拟改编)锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池是实际应用电池系列中比能量最高的一种电池，剖视图如下图，一种非水的LiAlCl4的SOCl2溶液为电解液。亚硫酰氯既是电解质，又是正极活性物质，其中碳电极区的电极反响式为2SOCl2+4e-4Cl-+S+SO2，该电池工作时，以下说法错误的选项是()A.锂电极区发生的电极反响：Li-e-Li+B.放电时发生的总反响：4Li+2SOCl24LiCl+SO2+SC.锂电极上的电势比碳电极上的高D.假设采用水溶液代替SOCl2溶液，电池总反响和效率均不变【解析】选C、D。锂电池中锂为电池的负极，失电子生成锂离子，反响式：Li-e-Li+，A正确；放电时的总反响式为电池正负极得失电子总数相等时电极反响相加，4Li+2SOCl24LiCl+SO2+S，B正确；锂电极为电池的负极，负极的电势比正极低，C错误；假设采用水溶液代替SOCl2溶液，锂电极那么与水反响生成氢氧化锂，造成电极的损耗，D错误。【加固训练】Li-FeS2电池是目前电池中综合性能最好的一种电池，其结构如下图。电池放电时的反响为4Li+FeS2Fe+2Li2S。以下说法正确的选项是()A.Li为电池的正极B.电池工作时，Li+向负极移动C.正极的电极反响式为FeS2+4e-Fe+2S2-D.将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，电池性能更好【解析】选C。A项，由S发生氧化反响，可知Li为电池负极；B项，电池工作时，阳离子(Li+)移向正极；D项，由于2Li+2H2O2LiOH+H2，故不能用LiCl的水溶液作为电解质溶液。二次电池3.如图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，放电时电池反响为PbO2+Pb+4H+2S2PbSO4+2H2O。以下有关说法正确的选项是()A.K与N连接时，能量由电能转化为化学能B.K与N连接时，H+向负极区迁移C.K与M连接时，所用电源的a极为负极D.K与M连接时，阳极附近的pH逐渐增大【解析】选C。K与N相接时，是原电池，由化学能转化为电能，A错误；由于形成原电池时正极消耗氢离子，所以氢离子向正极移动，B错误；充电时，二氧化铅作为原电池的正极连接到电源的正极，所以b是正极，a是负极，C正确；阳极生成二氧化铅和氢离子，pH减小，D错误。4.一种正投入生产的大型蓄电系统如下图。放电前，被交换膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3，放电后分别变为Na2S4和NaBr。以下表达正确的选项是()A.放电时，负极的电极反响式为2-2e-B.充电时，阳极的电极反响式为3Br-2e-BC.放电时，Na+经过离子交换膜，由b池移向a池D.充电时，M接电源负极，N接电源正极【解析】选C。放电时，负极反响为2Na2S2-2e-Na2S4+2Na+，A错误；充电时，阳极反响为3NaBr-2e-NaBr3+2Na+，B错误；在原电池中，阳离子移向正极，Na+经过离子交换膜，由b池移向a池，C正确；充电时，阳极反响为3NaBr-2e-NaBr3+2Na+，所以充电时，M接电源正极，N接电源负极，D错误。【归纳提升】1.二次电池的解题思路2.二次电池电极反响式的书写方法(1)先标出原电池总反响式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反响的物质。(2)写出一个比拟容易书写的电极反响式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存)(3)在电子守恒的根底上，总反响式减去写出的电极反响式即得另一电极反响式。(4)充电的电极反响与放电的电极反响过程相反。燃料电池5.金属(M)-空气电池的工作原理如下图。以下说法不正确的选项是()A.金属M作电池负极B.电解质是熔融的MOC.正极的电极反响式：O2+2H2O+4e-4OH-D.电池总反响式：2M+O2+2H2O2M(OH)2【解析】选B。金属(M)-空气电池中M失电子作负极，故A正确；根据传递M2+和OH-，可知电解质是熔融的M(OH)2，故B错误；空气中的氧气得电子作正极，电极反响式为O2+2H2O+4e-4OH-，故C正确；电池总反响式为2M+O2+2H2O 2M(OH)2，故D正确。6.(双选)某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时，该电池工作原理如图。以下说法正确的选项是()A.a为CH4，b为空气B.C向正极移动C.此电池在常温下也能工作D.正极的电极反响式为O2+2CO2+4e-2C【解析】选A、D。电极反响式如下：负极：CH4-8e-+4C5CO2+2H2O正极：2O2+8e-+4CO24C根据图示中电子的移向，可以判断a处通入甲烷，b处通入空气，C应移向负极，由于电解质是熔融盐，因此此电池在常温下不能工作。7.二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kWhkg-1)。假设电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反响为_，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生_个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 V，能量密度E=_(列式计算，能量密度=电池输出电能/燃料质量，1 kWh=3.6106 J)。【解析】电解质为酸性时，二甲醚(CH3OCH3)在燃料电池的负极上发生氧化反响，生成CO2和H+，CH3OCH3中碳元素的化合价为-2，CO2中碳元素的化合价为+4，所以1 mol CH3OCH3失去12 mol电子，负极反响为CH3OCH3+3H2O-12e-2CO2+12H+。第三空严格上说是物理和化学的综合问题。假设燃料二甲醚为1 kg，那么我们只要知道电池的输出电能就能算出能量密度。1 kg二甲醚的物质的量为，1 kg二甲醚产生的电量为12 mol电子的电量。法拉第常数代表每摩尔电子所携带的电荷，那么1 kg二甲醚所产生的电荷为1296 500 Cmol-1。根据电能公式W=UQ算出电能，再求出能量密度即可，且由此式得出的结果单位为J，要换算为kWh。答案：CH3OCH3+3H2O-12e-2CO2+12H+12(3.6106 JkW-1h-1)8.39 kWhkg-1【归纳提升】1.燃料电池的解题模板2.书写燃料电池电极反响式的三大步骤(1)先写出燃料电池总反响式一般都是可燃物在氧气中的燃烧反响方程式。但由于燃烧产物还可能与电解质溶液反响，燃烧产物与电解质溶液反响的方程式与其相加得总反响方程式。(2)再写出燃料电池正极的电极反响式由于燃料电池正极一般都是O2得到电子发生复原反响，根底反响式为O2+4e-2O2-。电解质为固体时，O2-可自由通过，正极的电极反响式为O2+4e-2O2-。电解质为熔融的碳酸盐时，正极的电极反响式为O2+2CO2+4e-2C。当电解质为中性或碱性环境时，正极的电极反响式为：O2+4e-+2H2O4OH-。当电解质为酸性环境时，正极的电极反响式为：O2+4e-+4H+2H2O。(3)最后写出燃料电池负极的电极反响式燃料电池负极的电极反响式=燃料电池总反响式-燃料电池正极的电极反响式。在利用此法时一要注意消去反响中的O2，二要注意两极反响式和总反响式电子转移相同。- 5 -