高二化学选修4高考题库：考点4 原电池

金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第1页共17页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com高二化学选修4高考题库：考点4原电池考点4原电池一、2010年高考试题1.（2010·全国卷Ⅰ·T10·6分）右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个电极由有机光敏燃料（S）涂覆在2TiO纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：22TiO/STiO/Sh（激发态）+-22TiO/STiO/S+e3I+2e3I2232TiO/S3I2TiO/S+I下列关于该电池叙述错误．．的是A．电池工作时，是将太阳能转化为电能B．电池工作时，I离子在镀铂导电玻璃电极上放电C．电池中镀铂导电玻璃为正极D．电池的电解质溶液中I-和I3-的浓度不会减少【命题意图】本题以新型原电池为考查对象,主要考查原电池的两电极反应式，电子流向与电流流向，太阳能电池的工作原理，原电池的总反应式等。【思路点拨】①根据装置的特点及形成条件，判断出装置是电解池还是原电池，由图可知该装置为原电池。②根据图中电子流向，可得出在2TiO纳米晶体做负极，镀铂电极做正极。③将四个反应合并，可知化学物质并没有减少，最终是将光能转化为化学能，这是个太阳能电池。【规范解答】选B。A项从装置示意图可看出是个原电池，把上面四个反应加起来可知，化学物质并没有减少，金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第2页共17页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com最终是将光能转化为化学能，这是个太阳能电池，所以A选项正确，B项从示意图可看出在外电路中电子由负极流向正极，即镀铂电极做正极，发生还原反应：I3-+2e-=3I-，该电极生成了I-，所以B选项错误。C项根据电子流向，可知镀铂导电玻璃为正极，所以C选项说法正确。D项此太阳能电池中总的反应一部分实质就是：I3-3I-的转化（还有I2+I-I3-），另一部分就是光敏有机物从激发态与基态的相互转化而已，所有化学物质最终均不被损耗；所以D选项正确。2.（2010·北京高考·T6·6分）下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是33FeeFe【命题立意】本题以生活中的钢铁腐蚀与防护为背景,体现了原电池和电解池的相关内容，主要考查电化学的基础知识。【思路点拨】原电池中负极、电解池中阴极受保护，不被腐蚀。【规范解答】选B。A中钢管与电源正极连接，成为电解池的阳极而溶解，加速了钢管的腐蚀，故A项不符合题意。铁遇冷浓硝酸表面钝化，形成了一层致密的氧化物保护膜，可保护内部不被腐蚀，故B正确。钢管与铜管露天堆放在一起，潮湿的空气作为电解质溶液，铜管为正极、钢管为负极发生电化学腐蚀，加速了钢管的腐蚀，故C项不合题意。钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应应是Fe－2e－=Fe2+，故D项不合题意。【类题拓展】构成原电池，当作负极时会加快金属的腐蚀。一般来说，金属腐蚀快慢的顺序是：电解原理引起的腐蚀（作阳极）原电池原理引起的腐蚀（作负极）一般的化学腐蚀；当金属受保护时，保护效果排序是：电解原理保护（作阴极）原电池原理保护（作正极）一般的保护措施。3.（2010·广东高考·T23·6分）铜锌原电池（如图9）工作时，下列叙述正确的是A正极反应为：Zn—2e-=Zn2+氧化还原金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第3页共17页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.comB电池反应为：Zn+Cu2+=Zn2++CuC在外电路中，电子从负极流向正极D盐桥中的K+移向ZnSO4溶液【命题立意】本题主要考查电化学，属于电化学中的基础试题。本题是由课本中的课后习题改编而成，说明课后习题的重要性，源于课本且新于课本，因此考查同学们学习过程中是否具备触类旁通、举一反三、勇于创新的精神，既属于基本知识的考查又属于能力的考查。【思路点拨】先由图示条件判断原电池的正负极→再结合原电池原理及原电池的有关性质进行判断【规范解答】选BC。Zn是原电池的负极，故A错；原电池总反应与没有形成原电池时的氧化还原反应相同，故B正确；根据闭合回路的电流方向，在外电路中，电流由正极流向负极，因电子流向与电流的方向相反，即电子由负极流向正极，故C正确；在溶液中，阳离子向正极移动，故D错。4.（2010·安徽高考·T11·6分）某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2+O2=2H2O，下列有关说法正确的是A．电子通过外电路从b极流向a极B．b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e--=4OH--C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2D．H+由a极通过固体酸电解质传递到b极【命题立意】本题考查了原电池的工作原理，包括电子的流向、电极反应式的书写、离子移动方向及电极产物“量”的计算。【思路点拨】注意审题，电解质是固体，在正极参加电极反应的是H+而不是H2O。【规范解答】选D。由电极反应式可知，氢气通入的一极为负极，氧气通入的一极为正极，故a为负极、b为正极，电子应该是通过外电路由a极流向b极，A错；B项，b极上的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，B错；C项，没有注明此时是否处于标准状况下，故无法计算气体的体积，C错。【类题拓展】1.原电池的工作原理较活泼的金属失去电子发生氧化反应，电子从较活泼金属（负极）通过外电路流向较不活泼金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第4页共17页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com的金属（正极），在溶液中靠自由离子的定向移动导电。2.构成原电池的条件①有两种活泼性不同的金属作电极（或一种是非金属或金属氧化物），②电极材料均插入电解质溶液中，③两极用导线相连或接触形成闭合电路，④能自发进行氧化还原反应。3．原电池正、负极的判断负极：为较活泼金属，电极本身失电子，发生氧化反应，是电子流出的一极。正极：为较不活泼金属、非金属单质或金属氧化物，电解质溶液中的阳离子或金属氧化物得电子，发生还原反应，是电子流入的一极。4．原电池电极反应式的书写技巧（1）根据给出的化学方程式或题意，确定原电池的正、负极，弄清正、负极上发生的反应的具体物质（2）弱电解质、气体、难溶物均用化学式表示，其余均以离子符号表示（3）注意电解质溶液的成分，对正、负极反应产物的影响，正、负极产物可根据题意或化学方程式加以确定（4）写电极反应式时，要遵循质量守恒、元素守恒定律，必要时，可在电极反应式的一端添加H+或OH-或H2O，将两个电极反应式合并，就可得到电池总反应式。5.（2010·江苏高考·T11·4分）如图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是A．该系统中只存在3种形式的能量转化B．装置Y中负极的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化【命题立意】本题以一种航天器能量储存系统为背景，考查能量转化及原电池、电解池相关原理。注意能量转化的损耗，体现化学的真实性。【思路点拨】注意从电解池和原电池有关原理分析系统中物质的转化、书写电极反应式，结合流程图、电化学原理分析系统中的能量转化，注意能量转化的损耗。【规范解答】选C。金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第5页共17页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.comA项，该系统有太阳能转化为电能，电能转化为化学能，化学能转化为电能，电能转化为机械能，太阳能转化为机械能多种能量转化形式，A项错；B项，装置Y为原电池，负极发生氧化反应，应是H2反应，B项错；C项，装置X为电解池，其作用是将水转化为燃料（氢气）和氧化剂（氧气），C项正确；D项，化学能与电能间不可能完全转化，D项错。【类题拓展】原电池电解池能量转化化学能→电能电能→化学能两极反应正极（还原反应）阳极（氧化反应）负极（氧化反应）阴极（还原反应）6.（2010·江苏高考·T17·8分）下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。方法Ⅰ用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4方法Ⅱ用生物质热解气（主要成分CO、CH4、H2）将SO2在高温下还原为单质硫方法Ⅲ用Na2SO3溶液吸收SO2，再经电解转化为H2SO4(1)方法Ⅰ中氨水吸收燃煤烟气中SO2的化学反应为2NH3+SO2+H2O=(NH4)2SO3(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3能提高燃煤烟气中SO2去除率的措施有（填字母）。A．增大氨水浓度B．升高反应温度C．使燃煤烟气与氨水充分接触D．通入空气使HSO—3转化为SO2—4采用方法Ⅰ脱硫，并不需要预先除去燃煤烟气中大量的CO2，原因是（用离子方程式表示）。(2)方法Ⅱ主要发生了下列反应：2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g)△H=8.0KJ·mol-12H2(g)+SO2(g)=S(g)+2H2O(g)△H=90.4KJ·mol-12CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0KJ·mol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6KJ·mol-1S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)的热化学方程式为。(3)方法Ⅲ中用惰性电极电解NaHSO3溶液的装置如右图所示。阳极区放出的气体的成分为。（填化学式）金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第6页共17页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com【命题立意】本题以燃煤烟气中SO2的处理为背景考查学生综合应用所学知识解决实际问题的能力。【思路点拨】从具体的背景中抽出化学问题，应用所学知识予以解决。【规范解答】（1）增大氨水浓度、使燃煤烟气与氨水充分接触可以吸收更多的SO2，提高SO2去除率，A和C正确；B项，升高温度将导致SO2在氨水中溶解度减小，不利于SO2吸收，B项错；D项，HSO—3转化为SO2—4，导致溶液酸性增强，不利于SO2吸收，D项错。SO2可与HCO—3反应生成CO2，所以不需要去除CO2。（2）用2H2(g)+SO2(g)=S(g)+2H2O(g)△H=90.4KJ·mol-1减去2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6KJ·mol-1后变形可得所求热化学方程式。(3)HSO—3被氧化为SO2—4，溶液酸性增强HSO—3与H+反应生成SO2，同时部分OH—被氧化产生氧气。答案:（1）A、CHCO—3+SO2=CO2+HSO—3（2）S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=-573.6KJ·mol-1（3）O2、SO27.(2010·新课标全国卷·T12·6分)根据右图，可判断出下列离子方程式中错误的是A．2Ag(s)+Cd2+(aq)=2Ag+(s)+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）【命题立意】本题主要考查原电池的有关知识。金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第7页共17页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com【思路点拨】构成原电池时，必须存在一个能够自发进行的氧化还原反应。【规范解答】选A。第一个原电池装置中，Cd作负极，Co作正极，自发进行的氧化还原反应是Co2+（aq）+Cd(s)=Co（s）+Cd2+（aq）；第二个原电池装置中，Co作负极，Ag作正极，自发进行的氧化还原反应是2Ag+(aq)+Co（s）=2Ag(s)+Co2+（aq）。由以上两个方程式相加可得2Ag+(aq)+Cd(s)=2Ag(s)+Cd2+（aq），因此B、C、D都正确，Cd2+不能氧化Ag，所以A不正确，故本题选A。8.(2010·新课标全国卷·T28·14分)某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶