2015届高考化学一轮满分训练：6.4 化学能转化为电能——电池.doc

第4讲　化学能转化为电能——电池 (时间:45分钟,满分:100分)一、选择题(本题包括9小题,每小题5分,共45分,每小题只有一个正确答案)1.(2013·北京西城二模)一定条件下,碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下:pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2+Fe3O4Fe2O3Fe下列说法不正确的是(　　)A.在pH<4的溶液中,碳钢主要发生析氢腐蚀B.在pH>6的溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀C.在pH>14的溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为O2+4H++4e-2H2OD.在煮沸除氧气后的碱性溶液中,碳钢腐蚀速率会减缓解析:在pH>14的溶液中,c(H+)极小,不可能作为主要反应物,碳钢腐蚀的正极反应应为O2+2H2O+4e-4OH-,C项错误答案:C2.(2013·福建厦门外国语学校考前模拟)打开下图所示装置中的止水夹,一段时间后,可能观察到的现象是(　　)A.烧杯中有气泡产生B.试管内有黄绿色气体产生C.铁丝网的表面产生锈迹D.烧杯内溶液变红色解析:用食盐水浸泡的铁丝网发生了吸氧腐蚀,铁丝网的表面产生锈迹,试管内消耗氧气,打开止水夹时,烧杯中液体可少量进入试管中答案:C3.下图实验为研究金属腐蚀的实验。

下列相关说法正确的是(　　)A.食盐水中有气泡逸出B.铁表面的反应为Fe-3e-Fe3+C.红色首先在食盐水滴的中心出现D.该实验研究的是金属的吸氧腐蚀解析:由于电解质溶液为中性,因此属于吸氧腐蚀,D项正确;图中铁为负极,发生的反应为Fe-2e-Fe2+,B项错误;铁板中的碳作正极,电极反应为O2+4e-+2H2O4OH-,因正极反应需要氧气参加,故溶液周边接触空气处首先变红,C项错误;反应整个过程中没有气体生成,因此A项错误答案:D4.镁电池毒性低、污染小,电压高而平稳,它逐渐成为人们研制绿色电池的关注焦点其中一种镁电池的反应原理为xMg+Mo3S4MgxMo3S4下列说法正确的是(　　)A.放电时,Mo3S4发生氧化反应B.放电时,正极反应为Mo3S4+2xe-Mo3C.充电时,Mg2+向阳极迁移D.充电时,阳极反应为xMg2++2xe-xMg解析:分析放电时元素化合价变化可知,Mg发生氧化反应作负极,A项错误;Mo3S4发生还原反应作正极,根据总反应可写出正极反应为Mo3S4+2xe-Mo3,B项正确;充电时为电解过程,阳极失电子发生氧化反应,产生阳离子或消耗阴离子,为保持电中性,阳离子移向阴极,C、D项错误。

答案:B5.(2013·安徽理综,10)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能该电池总反应为:PbSO4+2LiCl+CaCaCl2+Li2SO4+Pb下列有关说法正确的是(　　)A.正极反应式:Ca+2Cl--2e-CaCl2B.放电过程中,Li+向负极移动C.每转移0.1 mol电子,理论上生成20.7 g PbD.常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转解析:负极反应为Ca失电子,A错;放电过程中,阳离子移向正极,B错;由电池总反应方程式可知,每转移2 mol e-,生成1 mol Pb,即每转移0.1 mol电子,理论上生成10.35 g Pb,故C错;D项,由题干信息可知,常温下,该电池反应不能发生,故D正确答案:D6.(2014·湖北武汉部分学校起点调研)如图装置可用来监测空气中NO的含量,下列说法不正确的是(　　)A.电子由Pt电极流出,经外电路流向NiO电极B.Pt电极上发生的是还原反应C.NiO电极的电极反应式为NO+O2--2e-NO2D.每转移2 mol电子,有1 mol O2-迁移到负极解析:NO在负极(NiO)发生失电子反应,O2在正极(Pt)发生得电子的还原反应,电子由NiO电极经外电路流向Pt电极,A项错误,B项正确;每转移2 mol电子,生成1 mol O2-,迁移到负极,D项正确。

答案:A7.下图装置中,在U形管底部盛有CCl4,分别在U形管两端小心倒入饱和食盐水和稀硫酸,并使a、b两处液面相平,然后分别塞上插有生铁丝的塞子,密封好,放置一段时间后,下列有关叙述错误的是(　　)A.铁丝在两处的腐蚀速率:a

答案:D9.(2014·山西沂州一中等四校联考)下图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪,具有自动吹气流量侦测与控制的功能,非常适合进行现场酒精检测下列说法不正确的是(　　)A.电流由O2所在的铂电极经外电路流向另一电极B.O2所在的铂电极处发生还原反应C.该电池的负极反应式为:CH3CH2OH+3H2O-12e-2CO2↑+12H+D.微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量解析:呼出的气体携带酒精,在负极发生氧化反应被氧化成醋酸,故C项错误答案:C二、非选择题(本题包括4个小题,共55分)10.(17分)钢铁工业是国家工业的基础,请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题1)生产中可用盐酸来除铁锈现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,溶液中发生的化合反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　 (2)下列哪些装置可防止铁棒被腐蚀　　　(填字母) (3)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀装置如图:①A电极对应的金属是　　　(写元素名称),B电极的电极反应是　　　　　　　　 ②若电镀前铁、铜两电极的质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二者质量之差为5.12 g,则电镀时电路中通过的电子为　　　 mol。

 ③镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　 解析:(1)溶液中当铁锈除尽后发生的反应有:Fe+2HClFeCl2+H2↑和2FeCl3+Fe3FeCl22)A、C发生钢铁的吸氧腐蚀,B是牺牲阳极的阴极保护法,D是外加电流的阴极保护法3)①电镀时镀层金属作阳极,故A电极对应的金属是铜,B电极的电极反应为Cu2++2e-Cu②当两极质量之差为5.12 g,阳极溶解的铜和阴极析出的铜均为2.56 g,物质的量为0.04 mol,故电路中通过的电子为0.08 mol答案:(1)2FeCl3+Fe3FeCl2(2)BD(3)①铜　Cu2++2e-Cu　②0.08　③铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,镀铜铁中的铁为负极,加速铁的腐蚀(答案合理即可)11.(12分)铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用1)某研究性学习小组设计了如下图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护在相同条件下,三组装置中铁电极腐蚀最快的是　　　　(填装置序号),该装置中正极的电极反应式为　　　　　;为防止金属Fe被腐蚀,可以采用上述　　　　　　(填装置序号)装置原理进行防护;装置③中总反应的离子方程式为　　　　　　。

 (2)新型固体LiFePO4隔膜电池广泛应用于电动汽车电池反应为FePO4+LiLiFePO4,电解质为含Li+的导电固体,且充、放电时电池内两极间的隔膜只允许Li+自由通过而导电该电池放电时Li+向　　　　极移动(填“正”或“负”),负极反应式为Li-e-Li+,则正极反应式为　　　　　　　　　 (3)广西治理龙江河镉(Cd2+)污染时,先向河中投入沉淀剂将Cd2+转化为难溶物,再投入氯化铝,试说明氯化铝的作用:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用必要的离子方程式和文字进行解释) 解析:(1)装置①发生铁的吸氧腐蚀,装置②锌作负极,铁受到保护,装置③为外加电流的阴极保护法,铁受到保护的效果最好,其实质上相当于用惰性电极电解食盐水2)电池放电时,阳离子移向正极,用反应的总方程式减去负极的电极反应式可得正极的电极反应式答案:(1)①　O2+2H2O+4e-4OH-　②③　2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑(2)正　FePO4+Li++e-LiFePO4(3)氯化铝溶于水,Al3+发生水解:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,生成Al(OH)3胶体,能吸附镉的难溶物而发生聚沉(或沉降、沉淀或沉积下来),从而消除Cd2+污染(把握三个要点:Al3+水解的离子方程式;生成胶体;吸附。

)12.(14分)某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动1)如图为某实验小组依据氧化还原反应　　　　　　　(用离子方程式表示)设计的原电池装置,反应前,电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差12 g,导线中通过　　　　 mol电子 (2)其他条件不变,若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液,石墨电极反应为　　　　　　　　,这是由于NH4Cl溶液显　　　(填“酸性”“碱性”或“中性”)用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中,向其中滴加少量的氯水,然后滴加几滴硫氰化钾溶液,溶液变红,继续滴加过量新制饱和氯水,颜色褪去,同学们对此做了多种假设,某同学的假设是:“溶液中的+3价铁被氧化为更高价态如果+3价铁被氧化为Fe,试写出反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　 (3)其他条件不变,若将盐桥换成弯铜导线与石墨连成n形,如图所示,一段时间后,在甲装置铜丝附近滴加酚酞溶液,现象是　　　　　　　,电极反应为　　　　　　　　　　　　;乙装置中石墨(1)为　　　(填“正”“负”“阴”或“阳”)极 解析:(1)根据电池示意图可知该原电池总反应为Fe+Cu2+Fe2++CuFe+Cu2+Fe2++Cu　两极质量之差 1 mol 120 g 0.1 mol 12 g0.1 mol Fe参加反应,转移电子的物质的量为0.1 mol×2=0.2 mol。

2)若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液,NH4Cl溶液因N水解而显酸性,溶液中的H+在石墨电极上发生还原反应,电极反应为2H++2e-H2↑3)甲装置是原电池,发生的是铁的吸氧腐蚀,铜丝作原电池的正极,电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,故在铜丝附近滴加酚酞溶液,溶液变红乙装置构成电解池,与铁相连的石墨(1)是电解池的阴极,与铜丝相连的石墨是阳极,电解CuCl2溶液,阳极的电极反应为2Cl--2e-Cl2↑答案:(1)Fe+Cu2+Fe2++Cu　0.2(2)2H++2e-H2↑　酸性　2Fe3++3Cl2+8H2O2Fe+6Cl-+16H+(3)溶液变红　O2+2H2O+4e-4OH-　阴13.(。