,名校名師推薦 ,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 原電池一、選擇題1. 分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結(jié)論正確的是() 。A中Mg作負(fù)極，中Fe 作負(fù)極B中 Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H2O6e=6OH 3H2C中 Fe 作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe 2e =Fe2D中 Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H 2e =H 2解析 中 Mg不與 NaOH溶液反應(yīng)，而Al 能和 NaOH溶液反應(yīng)失去電子，故Al 是負(fù)極；中 Fe 在濃硝酸中易鈍化，Cu 和濃 HNO3反應(yīng)失去電子作負(fù)極，A 錯， C錯。中電池總反應(yīng)為 2Al 2NaOH 2H O=2NaAlO 6e=2AlO4H O，3H ，負(fù)極電極反應(yīng)式為 2Al 8OH22222二者相減得到正極電極反應(yīng)式為是正極，電極反6H2O 6e =6OH 3H2， B 正確。中 Cu應(yīng)式為 O2 2HO 4e=4OH ， D 錯。答案B2. 有 4 種燃料電池： A. 固體氧化物燃料電池， B. 堿性氫氧燃料電池， C. 質(zhì)子交換膜燃料電池，D.熔融鹽燃料電池。下面是工作原理示意圖，其中正極反應(yīng)的產(chǎn)物為水的是()解析：燃料電池通入燃料的電極為負(fù)極，通入氧氣或空氣的電極為正極。1,名校名師推薦 ,答案： C3. 某潛航器使用新型鎂 - 過氧化氫燃料電池系統(tǒng)，其工作原理如圖所示。以下說法中錯誤的是() 。A當(dāng)電路中有 2 mol電子轉(zhuǎn)移時，鎂電極的質(zhì)量減輕24 gB電池工作時，正極上有H2 生成C工作過程中溶液的pH 會增大D電池正極的反應(yīng)式為H O 2e 2H =2HO22解析 該電池中 Mg作負(fù)極，溶解1 mol Mg 轉(zhuǎn)移 2 mol e ， A 正確；在電池正極上，強氧化劑 H2O2 得到電子轉(zhuǎn)化為 H2O，由此可知 C、 D 正確， B 錯誤。答案 B4.(2013 廣東揭陽質(zhì)檢，10) 控制適當(dāng)?shù)臈l件，將反應(yīng)2Fe3 2I 2Fe2 I 2 設(shè)計成如圖所示的原電池。下列判斷不正確的是2,名校名師推薦 ,() 。A反應(yīng)開始時，乙中電極反應(yīng)為2I 2e =I 2B反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3被還原C電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D平衡時甲中溶入FeCl 2 固體后，電流計讀數(shù)為零解析A 項，反應(yīng)開始時，乙中石墨電極為負(fù)極，I 發(fā)生氧化反應(yīng)；B 項，甲中石墨電極為3正極， Fe發(fā)生還原反應(yīng)；C 項，電流計讀數(shù)為零時，各離子濃度不變，則該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)； D 項，平衡時甲中溶入FeCl 2 固體，平衡向逆反應(yīng)方向移動，反應(yīng)中有電子轉(zhuǎn)移，電流計讀數(shù)不為零。答案D5. 將氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)在氧氣中燃燒時的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫燃料電池。燃料電池的基本組成為電極、電解質(zhì)、燃料和氧化劑。此種電池能量利用率可高達(dá)80%(一般柴油發(fā)電機只有40%左右 ) ，產(chǎn)物污染也少。下列有關(guān)燃料電池的說法錯誤的是()A上述燃料電池的負(fù)極反應(yīng)材料是氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)B氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電池的產(chǎn)物為水，經(jīng)過處理之后可供宇航員使用C乙醇燃料電池的電解質(zhì)常用KOH，該電池的負(fù)極反應(yīng)為：C H OH 12e =2CO 3H O252D甲烷燃料電池的正極反應(yīng)為O2 2H2O 4e =4OH解析：選 C燃料電池總反應(yīng)實質(zhì)是一個燃燒反應(yīng)，形成的燃料電池中氫氣等燃料為負(fù)極反應(yīng)物， 空氣等氧化劑作正極反應(yīng)物，一般發(fā)生反應(yīng)O 2H O 4e=4OH，電解質(zhì)常用 KOH,22乙醇作負(fù)極， 反應(yīng)生成的 CO與堿反應(yīng)會生成22CO，故反應(yīng)為： C H OH 16OH 12e =2CO2325311H2O6.(2013 全國課標(biāo) 10) 銀質(zhì)器皿日久表面會逐漸變黑，這是生成了Ag2S 的緣故。根據(jù)電化學(xué)原理可進行如下處理：在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時間后發(fā)現(xiàn)黑色會褪去。下列說法正確的是()A處理過程中銀器一直保持恒重B銀器為正極，Ag2S 被還原生成單質(zhì)銀3,名校名師推薦 ,C該過程中總反應(yīng)為2Al 3Ag2S=6Ag Al 2S3D黑色褪去的原因是黑色Ag2S 轉(zhuǎn)化為白色AgCl解析：原電池原理及應(yīng)用。鋁質(zhì)容器、變黑的銀器及食鹽溶液構(gòu)成原電池裝置，鋁作負(fù)極，變質(zhì)的銀器作正極。 負(fù)極反應(yīng)式為Al 3e =Al3，正極反應(yīng)式為 Ag2S 2e=2AgS2 Al 3 與 S2 在溶液中不能共存，能發(fā)生水解相互促進反應(yīng)2Al 3 3S2 6H2O=2Al(OH)3222323H S，故原電池總反應(yīng)為 2Al 3Ag S 6HO=6Ag 2Al(OH) 3HS，故 B 項正確， C項錯誤。 A 項，原電池反應(yīng)是自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，銀器中2被還原成 Ag，質(zhì)量減Ag S輕， A 項錯誤。 D 項，黑色褪去的原因是黑色的Ag2S 轉(zhuǎn)化為 Ag， D 項錯誤。答案： B點撥：知識：原電池構(gòu)成、電極判斷及電極反應(yīng)式書寫。試題難度：中等。7. (2014 浙江省考試院抽校 11 月考試 ) 液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小，無需氣體存儲裝置等優(yōu)點。一種以肼(N2H4) 為燃料的電池裝置如圖所示。該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑， KOH作為電解質(zhì)。下列關(guān)于該燃料電池的敘述不正確的是()A電流從右側(cè)電極經(jīng)過負(fù)載后流向左側(cè)電極B負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：N2H4 4OH 4e =N 4H O22C該燃料電池的電極材料應(yīng)采用多孔導(dǎo)電材料，以提高電極反應(yīng)物質(zhì)在電極表面的吸附量，并使它們與電解質(zhì)溶液充分接觸D該燃料電池持續(xù)放電時，K 從負(fù)極向正極遷移，因而離子交換膜需選用陽離子交換膜答案： D8. 電子表所用的紐扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其電極反應(yīng)式 2e=ZnOH2O；Ag2O H2O 2e?？偡磻?yīng)式為： Ag2O Zn=2Ag是：Zn 2OH=2Ag2OHZnO，下列說法正確的是()A Zn 為正極， Ag2O為負(fù)極B Zn 為負(fù)極， Ag2O為正極C原電池工作時，正極區(qū)溶液pH 值減小D原電池工作時，負(fù)極區(qū)溶液pH 值增大4,名校名師推薦 ,解析：選 B 從電極反應(yīng)式可以看出：Zn 失電子為負(fù)極，且該區(qū)消耗溶液 pH 值減??；OHAg2 O得電子為正極，且該區(qū)產(chǎn)生溶液 pH 值增大。OH二、非選擇題9. (2013 東北育才中學(xué)高三化學(xué)質(zhì)檢) 金屬銅不溶于稀硫酸，可溶于鐵鹽溶液生成銅鹽與亞鐵鹽?，F(xiàn)將一定量的銅片加入到100 mL稀硫酸和硫酸鐵的混合液中，銅片完全溶解( 不考慮鹽的水解及溶液體積的變化) 。(1)寫出銅溶解于上述混合液的離子方程式：_ 。(2)若銅完全溶解時，溶液中的Fe3 、Cu2 、H 三種離子的物質(zhì)的量濃度相等，且測得溶液的 pH 1，則溶解銅的質(zhì)量是2_g，溶液中的 c(SO4) _mol/L 。(3) 若欲在如圖所示的裝置中發(fā)生 (1) 中的反應(yīng)， 請判斷圖中的正、 負(fù)極， 并選出適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)作電極，寫出電極反應(yīng)式，填在相應(yīng)的表格中。正、負(fù)極判斷電極材料電極反應(yīng)式X 極Y 極解析： (1)Cu 與 Fe2(SO4 ) 3 反應(yīng)生成CuSO4和 FeSO4，離子方程式為 Cu 2Fe322。=Cu 2Fe(2) 溶液中的 Fe3 、Cu2 、H 三種離子的物質(zhì)的量濃度相等，且測得溶液的pH 1，故 c(H ) c(Cu2 ) 0.1mol/L， 故 n(Cu 2 ) 0.1mol/L 0.1L 0.01mol， 溶 解 銅 的 質(zhì) 量 為0.01mol 64g/mol 0.64g ；反應(yīng)后溶液中的陽離子為：Fe3、Fe2、 Cu2 、H ，而 Cu 2Fe322，可見2的物質(zhì)的量濃度為2的兩倍， 依據(jù)溶液中的電荷守恒規(guī)律，得=Cu 2FeFeCu0.1mol/L 30.2mol/L 20.1mol/L 20.1mol/L 122) c(SO4 ) 2，解得c(SO40.5mol/L。答案： (1)Cu 2Fe32 2Fe2(2)0.640.5=Cu(3)正、負(fù)極判斷電極材料電極反應(yīng)式5,名校名師推薦 ,X 極負(fù)極銅Cu 2e2=CuY 極正極碳2Fe3 2e=2Fe210. 原電池是化學(xué)對人類的一項重大貢獻。(1) 某興趣小組為研究原電池原理，設(shè)計如圖裝置。a和 b 不連接時，燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_ 。a和 b 用導(dǎo)線連接， Cu 極為原電池 _極 ( 填“正”或“負(fù)” ) ，電極反應(yīng)式是_ ，Zn 極發(fā)生 _( 填“氧化”或“還原” ) 反應(yīng)， 溶液中的 H移向 _( 填“ Cu”或“ Zn”) 極。無論 a 和 b 是否連接， Zn 片均被腐蝕，若轉(zhuǎn)移了0.2 mol 電子，則理論上 Zn 片質(zhì)量減輕_g。(2) 如圖是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問題： 電 池 的 負(fù) 極 是 _( 填 “a” 或 “b”)電 極 ， 該 極 的 電 極 反 應(yīng) 式 為 ：_ 。電池工作一段時間后電解質(zhì)溶液的pH_(填“增大”“減小”或“不變” ) 。解析分析本題裝置，若a 和 b 不連接， 不能構(gòu)成原電池； 若 a 和 b 連接，則符合構(gòu)成原電池的條件。 (1) 若 a、 b 不連接則發(fā)生的是Zn 與 H SO的置換反應(yīng)； a、 b 連接后，構(gòu)成24原電池， Cu 的活潑性弱于Zn，Cu 為正極， Zn 為負(fù)極， Zn 極發(fā)生氧化反應(yīng)； 若轉(zhuǎn)移 0.2 mol電子，則消耗 0.1 mol Zn，其質(zhì)量為6.5 g 。 (2)CH 4 在反應(yīng)時失去電子，故a 電極是電池的負(fù)極。電極反應(yīng)式可由總反應(yīng)式2 3H O減去正極反應(yīng)式CH 2OH 2O=COO2H O 4e43222，求得。由于電池工作過程中會消耗，故一段時間后，電解質(zhì)溶液的pH 會減小。=4OHOH答案222(1) Zn 2H =Zn H 正 2H 2e=H 氧化 Cu 6.52(2) a CH10OH 8e=CO 7H O432減小11. (2013 南京模擬 ) 根據(jù)氧化還原反應(yīng)：22Ag(s) 設(shè)計的原2Ag (aq) Cu(s)=Cu (aq)電池如圖所示，其中鹽橋為瓊脂飽和KNO3鹽橋。6,名校名師推薦 ,請回答下列問題：(1) 電極 X的材料是 _；電解質(zhì)溶液 Y 是_。(2) 銀 電 極 為 電 池 的 _ 極 ， 寫 出 兩 電 極 的 電 極 反 應(yīng) 式 ： 銀 電 極 ：_ ；X 電極： _ 。(3) 外電路中的電子是從 _電極流向 _電極。(4) 鹽橋中向 CuSO4溶液中遷移的離子是 _( 填序號 ) 。A KB NO32C AgD SO4解析：由反應(yīng)方程式可知，該原電池的電極反應(yīng)式為：正極：2Ag 2e =2Ag，負(fù)極： Cu 2 2e =Cu ，所以 X 極的材料應(yīng)為 Cu，電解質(zhì)溶液 Y 應(yīng)為 AgNO3溶液，外電路中的電子從Cu 極流向 Ag 極。鹽橋中的移向負(fù)極 (Cu 極 ) 。K移向正極 (Ag 極 ) ， NO3答案： (1)CuAgNO3溶液(2) 正2e=2Ag Cu2e22Ag=Cu(3)CuAg(4)B7,名校名師推薦 ,8