第18講 原電池 化學電源課時作業(yè)1下列示意圖中能構(gòu)成原電池的是()2某原電池總反應為Cu2Fe3=Cu22Fe2，下列能實現(xiàn)該反應的原電池是()ABCD電極材料Cu、ZnCu、CFe、ZnCu、Ag電解液FeCl3Fe(NO3)2CuSO4Fe2(SO4)3答案：D3.如圖是用化學電源使LED燈發(fā)光的裝置。下列說法錯誤的是()A銅片表面有氣泡生成B裝置中存在“化學能電能光能”的轉(zhuǎn)換C如果將稀硫酸換成檸檬汁，導線中不會有電子流動D如果將鋅片換成鐵片，電路中的電流方向不變答案：C4銅鋅原電池(如圖)工作時，下列敘述正確的是()A正極反應為Zn2e=Zn2B電池反應為ZnCu2=Zn2CuC在外電路中，電子從Cu極流向Zn極D鹽橋中的K移向ZnSO4溶液答案：B5用a、b、c、d四種金屬按表中所示的裝置進行實驗，下列敘述正確的是()甲乙丙實驗裝置現(xiàn)象a不斷溶解c的質(zhì)量增加a上有氣泡產(chǎn)生A.裝置甲中的b金屬是原電池的負極B裝置乙中的c金屬是原電池的陰極C裝置丙中的d金屬是原電池的正極D四種金屬的活動性順序：d>a>b>c解析：甲中a不斷溶解說明a是負極，活動性：a>b，A錯誤；原電池用正極或負極命名電極，B錯誤，由乙中現(xiàn)象知活動性：b>c；丙中d是負極，活動性：d>a，C錯誤；綜上可知D正確。答案：D6(2017寧夏中衛(wèi)質(zhì)檢)如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入濃CuSO4溶液，一段時間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實驗中不考慮兩球的浮力變化)()A杠桿為導體或絕緣體時，均為A端高B端低B杠桿為導體或絕緣體時，均為A端低B端高C當杠桿為導體時，A端低B端高；杠桿為絕緣體時，A端高B端低D當杠桿為導體時，A端高B端低；杠桿為絕緣體時，A端低B端高解析：杠桿為導體時，向水槽中滴入濃CuSO4溶液，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e為負極，發(fā)生反應：Fe2e=Fe2，Cu為正極，發(fā)生反應：Cu22e=Cu，則A端低B端高；杠桿為絕緣體時，發(fā)生Fe與硫酸銅溶液的反應，在Fe的表面附著Cu，鐵球質(zhì)量變大，則A端高B端低，C項正確。答案：C7研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說法不正確的是()A放電時金屬鋰做負極B放電時OH向正極移動C水既是氧化劑又是溶劑D總反應為2Li2H2O=2LiOHH2解析：原電池中活潑金屬做負極，鋰比鐵活潑，故鋰做負極，A正確；原電池中，放電時陰離子向負極移動，B錯誤；金屬鋰和水反應生成氫氧化鋰和氫氣，該反應中，水是氧化劑，水在電池中還是溶劑，C正確；鋰水電池中，金屬鋰和水反應生成氫氧化鋰和氫氣，總反應為2Li2H2O=2LiOHH2，故D正確。答案： B8. (2017北京朝陽統(tǒng)考)紙電池是一種有廣泛應用的“軟電池”，圖中這種堿性紙電池采用薄層紙片作為載體和傳導體，紙的兩面分別附著鋅和二氧化錳。下列有關(guān)該紙電池說法不合理的是()AZn為負極，發(fā)生氧化反應B電池工作時，電子由MnO2流向ZnC正極反應：MnO2eH2O=MnOOHOHD電池總反應：Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnOOH答案：B9(2017合肥質(zhì)檢)某種甲烷燃料電池采用鉑做電極，電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過，其基本結(jié)構(gòu)如圖，電池總反應為CH42O2=CO22H2O。下列有關(guān)說法正確的是()A電子由a極流出經(jīng)過負載流向b極B電解質(zhì)溶液中H移向a極C每轉(zhuǎn)移1 mol e，消耗1.6 g CH4Db極上的電極反應式為O22H2O4e=4OH答案：A10(2017長沙模擬)2015年中美專家研制出可在一分鐘內(nèi)完成充電的超常性能鋁離子電池，該電池以金屬鋁和石墨為電極，用AlCl、Al2Cl和有機陽離子組成電解質(zhì)溶液，其放電工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A放電時，電子由石墨電極經(jīng)用電器流向鋁電極B充電時，鋁電極上發(fā)生氧化反應C充電時，AlCl向鋁電極方向移動D放電時，負極的電極反應為Al3e7AlCl=4Al2Cl解析：Al3eAl2Cl，利用AlCl平衡電荷，得電極反應式為Al3e7AlCl=4Al2Cl，鋁做負極，石墨做正極，電子由負極流向正極，A項錯誤、D項正確；B項，充電時，鋁為陰極，發(fā)生還原反應，錯誤；C項，放電時，AlCl向鋁電極移動，則充電時向石墨電極移動，錯誤。答案：D11(1)事實證明，能設計成原電池的反應通常是放熱反應，下列化學反應在理論上可以設計成原電池的是_(填字母，下同)。aC(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H>0b2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H<0cNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H<0若以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，依據(jù)所選反應設計一個原電池，其正極的電極反應為_。 (2)某同學用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導線和鹽橋(裝有瓊脂KNO3的U形管)設計成一個原電池，如圖所示，下列判斷中正確的是_。(填字母序號)a實驗過程中，左側(cè)燒杯中NO濃度不變b實驗過程中取出鹽橋，原電池能繼續(xù)工作c若開始時用U形銅代替鹽橋，裝置中無電流產(chǎn)生d若開始時用U形銅代替鹽橋，U形銅的質(zhì)量不變解析：(1)根據(jù)題中信息，設計成原電池的反應通常是放熱反應，排除a，根據(jù)已學知識，原電池反應必是自發(fā)進行的氧化還原反應，排除c。原電池正極發(fā)生還原反應，由于是堿性介質(zhì)，則電極反應中不應出現(xiàn)H，故正極的電極反應為O24e2H2O=4OH。(2)該原電池的工作原理是Cu2Ag=2AgCu2，鹽橋起形成閉合回路和平衡電荷的作用，因此當電池工作時，鹽橋中的NO向負極移動，因此左側(cè)燒杯中NO的濃度將增大，a錯誤。當取出鹽橋，不能形成閉合回路，電池處于斷路狀態(tài)，不能繼續(xù)工作，b錯誤。若開始時用U形銅代替鹽橋，則左側(cè)燒杯相當于電解裝置，而右側(cè)燒杯相當于原電池裝置，電極反應從左往右依次為陽極：4OH4e=2H2OO2，陰極：Cu22e=Cu，負極：Cu2e=Cu2，正極：Age=Ag，由此可知c錯誤、d正確。答案：(1)bO22H2O4e=4OH(2)d12某?；瘜W研究性學習小組欲設計實驗驗證Fe、Cu的金屬活動性，他們提出了以下兩種方案。請你幫助他們完成有關(guān)實驗項目：方案：有人提出將大小相等的鐵片和銅片，分別同時放入稀硫酸(或稀鹽酸)中，觀察產(chǎn)生氣泡的快慢，據(jù)此確定它們的活動性。該原理的離子方程式為_。方案：有人利用Fe、Cu做電極設計成原電池，以確定它們的活動性。試在下面的方框內(nèi)畫出原電池裝置圖，標出原電池的電極材料和電解質(zhì)溶液，并寫出電極反應式。正極反應式：_。負極反應式：_。方案：結(jié)合你所學的知識，幫助他們再設計一個驗證Fe、Cu活動性的簡單實驗方案：_(與方案、不能雷同)，用離子方程式表示其反應原理：_。答案：方案：Fe2H=Fe2H2方案：裝置如圖所示2H2e=H2Fe2e=Fe2方案：將鐵片置于CuSO4溶液，若鐵片表面覆蓋一層銅，說明Fe比Cu活動性強FeCu2=Fe2Cu13.氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。如圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質(zhì)穩(wěn)定。請回答： (1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化的主要形式是_，在導線中電子流動方向為_(用a、b表示)。(2)負極反應式為_。(3)電極表面鍍鉑粉的原因是_。(4)該電池工作時，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：.2LiH22LiH.LiHH2O=LiOHH2反應中的還原劑是_，反應中的氧化劑是_。已知LiH固體密度為0.82 g/cm3，用鋰吸收224 L(標準狀況)H2，生成的LiH的體積與被吸收的H2的體積比為_。由生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導線中通過電子的物質(zhì)的量為_mol。答案：(1)由化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苡蒩到b(2)2H24OH4e=4H2O(或H22OH2e=2H2O)(3)增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù)，加快電極反應速率(4)LiH2O11 148或8.7110432