高考能力测试步步高化学基础训练30
基础训练30 原电池原理及其应用
（时间60分钟 赋分100分）
●训练指要
本训练点的内容是历年高考的重中之重，考查的主要内容有：原电池的电极名称及电极反应式，对几种化学电源的电极反应式的认识和书写，原电池原理的应用。其中原电池原理及有关计算是高考的命题热点。
一、选择题(每小题5分，共45分）
1.（2003年春季高考理综题）家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是
A.4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓
B.2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2↓
C.2H2O＋O2＋4e－===4OH－
D.Fe－3e－===Fe3＋
2.(2000年上海高考题）随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是
A.利用电池外壳的金属材料
B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子污染土壤和水源
C.不使电池中渗出的电解液腐蚀其他物品
D.回收其中的石墨电极
3.铁棒与石墨棒用导线连接后浸入0.01 mol·L－1的食盐溶液中，可能出现的现象是
A.铁棒附近产生OH－ B.铁棒被腐蚀
C.石墨棒上放出Cl2 D.石墨棒上放出O2
4.某原电池总反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不能实现该反应的原电池组成是
A.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液
B.正极为碳，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液
C.正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D.正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液
5.生物体中细胞膜内的葡萄糖，细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池，下列有关判断正确的是
A.负极发生的电极反应可能是：O2－4e－＋2H2O===4OH－
B.正极发生的电极反应可能是：O2－4e－===2O2－
C.负极反应主要是C6H12O6生成CO2或HCO
D.正极反应主要是C6H12O6生成CO2或CO
6.以下现象与电化腐蚀无关的是
A.黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿
B.生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈
C.铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈
D.银制奖牌久置后表面变暗
7.锂电池是新一代的高能电池，它以质轻、能高而受到普遍重视，目前已经研制成功了多种锂电池。某种锂电池的总反应可表示为：Li＋MnO2===LiMnO2。若该电池提供5库仑（C）电量（其他损耗忽略不计），则消耗的正极材料的质量约为（式量Li:7;MnO2:87,电子电量取1.60×10－19C）
A.3.2×103 g B.7×10－4 g
C.4.52×10－3 g D.4.52×10－2 g
8.据报道，美国正在研究的新电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，它具有容量大等优点，其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述正确的是
A.锌为正极，空气进入负极反应
B.负极反应为Zn－2e－===Zn2＋
C.正极发生氧化反应
D.电解液肯定不是强酸
9.将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，即构成CH4燃料电池。已知通入CH4的一极，其电极反应式是：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O;通入O2的另一极，其电极反应是：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，下列叙述不正确的是
A.通入CH4的电极为负极
B.正极发生氧化反应
C.燃料电池工作时溶液中的阴离子向负极移动
D.该电池使用一段时间后应补充KOH
二、非选择题（共55分）
10.（10分）如右图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液。
（1）片刻后可观察到的现象是（指悬吊的金属圈） 。
A.铁圈和银圈左右摇摆不定
B.保持平衡状态不变
C.铁圈向下倾斜
D.银圈向下倾斜
（2）产生上述现象的原因是 。
11.（10分）（2000年全国高考理综卷）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：
阳极反应式：2CO＋2CO
4CO2＋4e－
阴极反应式：
总电池反应式：
12.（10分）（1）今有反应2H2＋O2
2H2O构成了燃料电池，则负极通的应是
，正极通的应是
。电极反应式为：负极
，正极：
。
（2）如把KOH改为稀H2SO4做电解质，则电极反应式为：负极 ，正极 。两电极附近溶液的pH各有何变化？
（3）如把H2改为CH4、KOH做导电物质，则电极反应式为：负极 ，正极 。
13.（12分）下表数据是在某高温下，金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时，在金属表面生成氧化薄膜的实验记录：
| 反应时间t/h | 1 | 4 | 9 | 16 | 25 |
| MgO层厚y/nm | 0.05a | 0.20a | 0.45a | 0.80a | 1.25a |
| NiO层厚y′/nm | B | 2b | 3b | 4b | 5b |
注：a和b均为与温度有关的常数。
请填空回答：
（1）金属高温氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生长速率来表示，其理由是 。
（2）金属氧化膜的膜厚y跟时间t所呈现的关系是（填“直线”“抛物线”“对数”或“双曲线”）：MgO氧化膜厚y属 型，NiO氧化膜厚y′属 型。
（3）Mg与Ni比较，哪一种金属更具有耐腐蚀性 ，其理由是 。
14.（8分）电池在人们的日常生活、工农业生产、教学科研等各个方面具有广泛的应用。电池按不同的划分标准可以划分为不同的种类，应用最广泛的是电化学电池。
（1）电化学电池能够把 能转化为 能。电化学电池的工作原理是 的迁移扩散和电化学反应。下列属于电化学电池的有 。
①蓄电池 ②锌锰电池 ③充电电池 ④一次性电池
（2）电化学电池的组成可以表示为：（－）负极材料‖A‖正极材料（＋）。A表示 ，离子在A中的电阻比电子在金属中的电阻 。对于不漏电的电池电子在A中的电阻为 。
（3）1991年Sony公司首次推出商品化的锂离子电池，此后锂离子电池的厂家如雨后春笋般在全世界出现，锂离子电池的品种和数量也在逐年增加。锂离子电池的电压高，单个电池的电压是3.6 V，锂离子电池的正极材料是锂的过渡金属氧化物（例如LiCoO2)混以一定量的导电添加物（例如C）构成的混合导体，负极材料是可插入锂的碳材料。
①锂在元素周期表中位于第 周期，第 主族。
②锂离子电池所用的正负极材料都是不污染环境的无毒无害物质，属于绿色能源。而镉镍在生产过程中污染环境。（作为密封电池无毒无害可以放心使用）镉镍电池的有毒物质是 ，它作为电池的 极。
15.（5分）关于“电解氯化铜溶液时的pH变化”问题，化学界有以下两种不同的观点：
pH与时间关系图
观点一是：“理论派”认为电解氯化铜溶液后溶液的pH升高。
观点二是：“实验派”经过反复、多次、精确的实验测定，证明电解氯化铜溶液时pH的变化如图曲线的关系。
请回答下列问题：
（1）电解前氯化铜溶液的pH处在A点位置的原因是 （用离子方程式说明）。
（2）“理论派”所持观点的理论依据是 。
（3）“实验派”的实验结论是 。他们所述“精确实验”是通过 确定的。
（4）你持何种观点？你所持观点的理由是 （从化学原理加以简述）。
高考能力测试步步高化学基础训练30答案
一、1.D 2.B
3.解析：本题结合原电池原理考查实验现象。Fe作负极：Fe－2e－===Fe2＋,C作正极：2H2O＋O2+4e－===4OH－。
答案：B
4.解析：本题要设计成原电池必须满足：①Fe作负极；②C、Pt或活动性比Fe弱的金属作正极；③电解质溶液中必须含Fe3+。
答案：CD
5.C 6.D
7.解析：正极反应MnO2+e－===MnO
。则n(MnO2)=n(e－)=5 C/(1.60×10－19C×6.02×1023 mol－1),m(MnO2)=4.52×10－3 g。
答案：C
8.BD 9.B
二、10.（1）D （2）加CuSO4溶液后，构成Fe—Ag原电池，Fe溶解，质量减小；
Cu2＋在银圈上得电子，沉积在Ag上，质量增加
11.2CO2+O2+4e－2CO 2CO+O2
2CO2
12.(1)H2 O2 2H2+4OH－－4e－===4H2O
O2+2H2O+4e－===4OH－
(2)2H2－4e－===4H+ O2+4H++4e－===2H2O
前者的pH变小，后者的pH变大。
（3）CH4+10OH－－8e－===CO+7H2O
4H2O+2O2+8e－===8OH－
13.（1）反应速率可以用反应的消耗速率，也可以用产物的生成速率来表示
（2）直线（y=0.05at）
抛物线(y′=bt
)
（3）Ni 它的腐蚀速率随时间增长比镁慢
14.（1）化学 电 离子 ①②③④
(2)电解质 大 零
（3）①二 ⅠA ②镉 负
15.（1）Cu2＋+2H2O
Cu（OH）2+2H+
（2）因为Cu2＋+2e－===Cu，使Cu2＋水解平衡向左移动，c(H+)减少，pH上升。
（3）pH降低 测定溶液pH
（4）同意实验派观点；理由是CuCl2===Cu+Cl2↑
Cl2+H2O===HCl+HClO，使溶液酸性增强，pH降低。