第 18 講原電池原理基礎(chǔ)熱身1下列為原電池裝置的是()圖 K18 12圖 K18 2 為銅鋅原電池的示意圖，下列說法正確的是()圖 K18 2A銅片為負(fù)極B銅片逐漸溶解C鋅片發(fā)生還原反應(yīng)D該裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能3 ( 雙選 ) 在銅鋅原電池中，鋅電極上發(fā)生的反應(yīng)為Zn 2e2，則 ()=ZnA鋅電極為負(fù)極B鋅電極為正極C反應(yīng)中 Zn 被氧化D反應(yīng)中 Zn 被還原4圖 K18 3 表示的是鋼鐵在海水中的銹蝕過程，以下有關(guān)說法正確的是()圖 K18 3A該金屬腐蝕過程為吸氫腐蝕B正極為C，發(fā)生的反應(yīng)為氧化反應(yīng)C在酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕D正極反應(yīng)為：O2 2H2O 4e =4OH5用銅片、銀片、Cu(NO3) 2 溶液、 AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋( 裝有瓊脂 KNO3的 U 形管 ) 構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是()在外電路中，電流由銅電極流向銀電極正極反應(yīng)為：Ag e =Ag1實(shí)驗(yàn)過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同ABCD 6圖 K18 4 實(shí)驗(yàn)為研究金屬腐蝕的實(shí)驗(yàn)。下列相關(guān)說法正確的是()圖 K18 4A該實(shí)驗(yàn)研究的是金屬的吸氧腐蝕3 B鐵表面的反應(yīng)為Fe3e =FeC紅色首先在食鹽水滴的中心出現(xiàn)D食鹽水中有氣泡逸出能力提升7 2013廣東六校聯(lián)考 (雙選 ) 燃料電池是利用燃料( 如 H2、 CO、 CH4 等 ) 跟氧氣反應(yīng)從而將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。下列關(guān)于甲烷燃料電池(NaOH溶液作電解質(zhì)) 的說法中正確的是()A負(fù)極反應(yīng)為O22H2O 4e =4OH2 B負(fù)極反應(yīng)為CH4 10OH 8e =CO3 7H2OC放電時(shí)溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)D隨著放電的進(jìn)行，溶液的pH 不發(fā)生改變8原電池的電極名稱不僅與電極材料性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列不正確的是()Al 3e =Al3A由 Al 、 Cu、稀硫酸組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：B由 Mg、 Al 、NaOH溶液組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Al 3e2H2O 4OH =AlO2C由 Fe、 Cu、FeCl 3 溶液組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Cu 2e2=CuD由 Al 、 Cu、濃硝酸組成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Cu2e2=Cu9 2012肇慶二模 “固體離子導(dǎo)體”是因?yàn)殡x子能在固體中遷移傳遞電荷。如圖K185，空氣中的 O2 與 AlI 3 在聚四氟乙烯膜中反應(yīng)生成I 2，I 2 與 Ag 形成原電池，在RbAg4I 5 晶體中遷移的離子全是 Ag 。下列說法中錯(cuò)誤 的是 ()2圖 K18 5A電流從銀電極流向石墨電極B Ag 從下往上移動(dòng)D銀電極的電極反應(yīng)式：Ag e =Ag10圖 K18 6 表示利用碳納米管能夠吸附氫氣的原理設(shè)計(jì)的一種新型二次電池。下列敘述正確的是 ()圖 K18 6A電池放電時(shí) K 移向負(fù)極B電池放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：H2 2e2OH =2HOC電池充電時(shí)鎳電極NiO(OH)轉(zhuǎn)化為 Ni(OH) 2D電池充電時(shí)碳納米管電極與電源的正極相連挑戰(zhàn)自我11 (1) 在以甲醇為燃料的電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為_ ，正極的反應(yīng)式為_ 。已知 CH3OH(l) 的燃燒熱H 726.5 kJ mol 1，理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1 mol 甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1 kJ ，則該燃料電池的理論效率為_( 燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比) 。(2) 用吸收 H2 后的稀土儲(chǔ)氫合金作為電池負(fù)極材料( 用 MH表示 ) ， NiO(OH)作為電池正極材料， KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量，長壽命的鎳氫電池。電池充放電時(shí)的總反應(yīng)為：放電NiO(OH) MH 充電Ni(OH) 2 M電池放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為_ 。充電完成時(shí)， Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為 NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個(gè)電極產(chǎn)生O， O 擴(kuò)散到22另一個(gè)電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸，此時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為 _ 。12某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對(duì)電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動(dòng)。3(1) 如圖 K18 7 為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)：( 用離子方程式表示 )_設(shè)計(jì)的原電池裝置，反應(yīng)前，電極質(zhì)量相等，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差12 g ，導(dǎo)線中通過 _mol 電子。圖 K18 7(2) 其他條件不變，若將 CuCl2 溶液換為 NH4Cl 溶液，石墨電極反應(yīng)式為_ ，這是由于 NH4Cl 溶液顯 _( 填“酸性”、“堿性”或“中性”) 。用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中，向其中滴加少量的氯水，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，繼續(xù)滴加過量新制飽和氯水，顏色褪去，同學(xué)們對(duì)此做了多種假設(shè)，某同學(xué)的假設(shè)是：“溶液中的 3 價(jià)鐵被氧化為更高價(jià)態(tài)?！比绻? 價(jià)鐵被氧化為2FeO ，試寫出反應(yīng)的離子方程式4_ 。(3) 如圖 K18 8 所示，其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨連成n 形，一段時(shí)間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現(xiàn)象是_ ，電極反應(yīng)為_ ；乙裝置中石墨(1) 為 _( 填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽”) 。圖 K18 841 A 解析 B ，乙醇是非 解 ，不能形成 合回路；C ， Zn、Cu 之 沒有用 相 或接觸，也不能形成 合回路；D ， Cu、Cu 的性 相同，外 路中沒有 子得失。2 D 解析 裝置 原 池，將化學(xué)能 化 能； 片上流出 子， 生氧化反H 移 ，逐 溶解， 片 極； 片上流入 子， 片 正極，本身不反 ，但溶液中向正極并在正極上得到 子， 生 原反 ，放出 氣。3 AC 解析 Zn 極 子流出 極， 生氧化反 ，反 中Zn 被氧化； Cu 極 子流入 正極 生 原反 。4 D 解析 在海水中 生的吸氧腐 ，A ； 在酸性條件下 生析 腐 ， C ； 腐 的本 就是 失去 子被氧化，作 極，而氧氣在正極( 中的碳 ) 生 原反 ， D 正確。25 C 解析 原 池中 Cu 作 極， Ag 作正極， 極反 式Cu 2e=Cu ，正極反 式 Ag e =Ag，因此 ；在外 路中， 子由Cu 極流向 Ag 極，而 流方向與 子流向相反，所以 ；沒有 ，原 池不能 工作，所以 ；無 是否 原 池，反 相同，均 氧化 原反 ，所以 。6 A 解析 NaCl溶液呈中性， 生吸氧腐 ，A 正確； 極， 生反 Fe2， B ； 板中的碳作正極， 極反 22e =FeO 4e 2HO=4OH，因正極反 需要氧氣參加，故溶液周 接觸空氣 堿性，首先 ，C ；反 整個(gè) 程中沒有氣體生成，因此 D 。7 BC 解析 極 生氧化反 ，而非 原反 ，故A ；放 生成水，消耗 氧化 ， 溶液的堿性減弱，pH 減小，故 D 。8 C 解析 Al比 Cu 活 ，在由 Al 、 Cu、稀硫酸 成原 池中， Al 作 極，其 極反應(yīng)為 Al 3e =Al3 ， A 正確； 然 Mg比 Al 活 ，但由于Mg不與 NaOH溶液反 ，而Al 能與 NaOH溶液反 ，所以由Mg、 Al 、 NaOH溶液 成的原 池，Al 極，其 極反 Al 溶液 成的原 池，F(xiàn)e 為2233e 4OH =AlO 2H O， B 正確； Fe 比 Cu 活 ，由Fe、 Cu、 FeCl 極， 極反 Fe 2e2， C ； Al 在 硝酸中被 化，因此Al 、 Cu、 硝酸 成=Fe原 池， Cu 極， D 正確。9 A10 B 解析 原 池的 極 生失 子氧化反 ，即 生陽離子或消耗陰離子，而溶液是呈 中性的，故陽離子會(huì)移向正極，而陰離子會(huì)移向 極，A ； 池充 的 程 上就是 解的 程，但要注意 池的正 極分 與 源的正 極 接，此 極做陽極， 生氧化反 ， C、 D 。11 (1)CH 3OH H2O6e232296.6%=CO 6HO6H 6e=3HO2=M H2 O(2) MH OH e 2H2OO2 4e=4OH 解析 (1) 酸性條件下甲醇燃料 池的 反 式 ：33222CHOH2O=CO 2H O，酸性條件下 燃料 池的正極反 式 3222O 6H 6e =3HO，得 池 極反 式702.1 kJ ： CH3OH H2O 6e=CO2 6H； 燃料 池的理 效率 726.5 kJ 100% 96.6%。(2) 蓄 池放 是原 池、充 是 解池。根據(jù)原 池中“ 氧化、正 原”， 解池中“陽氧化、陰 原”的 律，在分清楚是原 池 是 解池的基 上并 合 解 溶液 堿性，可寫出 蓄 池放 極的 極反 式 =M HO。MH OHe2中陰極的 極反 有兩個(gè)，第一 段是充 的反 式，由中的方法不 確定 MH Oe =MH OH ，第二 段 吸收氧氣的 解反 式，由 意氧氣在陰極上被 原， 合25該蓄電池中電解質(zhì)溶液堿性可知氧氣被還原為OH ，所以其電解反應(yīng)式為2H O O4e =4OH22。12 (1)Fe Cu2 =Fe2 Cu0.2(2)2H=H 酸性32 16 H 2e2Fe3Cl 8H O=2FeO 6Cl2224(3) 溶液變紅陰O22H2O 4e =4OHFe Cu2=Fe2 Cu。 解析 (1)根據(jù)電池示意圖可知該原電池總反應(yīng)為Fe Cu2 =Fe2 Cu 兩極質(zhì)量之差1 mol 120 g0 1 mol 12 g0 1 mol Fe 參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1 mol 2 0.2 mol。(2)水解而顯酸性，溶液中的在石墨若將 CuCl2 溶液換為 NH4Cl 溶液， NH4Cl 溶液因 NH4H電極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H 2e =H2。(3)甲裝置是原電池，發(fā)生的是鐵的吸氧腐蝕，銅絲作原電池的正極，電極反應(yīng)式為O22HO 4e=4OH，故在銅絲附近滴加酚酞試液，溶液變紅。乙裝置構(gòu)成電解池，與鐵相連的石墨 (1)是電解池的陰極，與銅絲相連的石墨是陽極，電解CuCl2 溶液，陽極的電極反應(yīng)式為2Cl2e=Cl 。26