跟蹤檢測（三十四）化學(xué)能與電能（1）原電池、化學(xué)電源（過基礎(chǔ)）1.某興趣小組設(shè)計(jì)的簡易原電池裝置如圖所示。該電池工作時(shí)，下列說法正確的是()A鋅片作正極B銅片上有氣泡產(chǎn)生C將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D電子由銅片經(jīng)導(dǎo)線流向鋅片解析：選B根據(jù)原電池的工作原理，活潑金屬作負(fù)極，鋅比銅活潑，鋅片作負(fù)極，A錯(cuò)誤；銅片作正極，電極反應(yīng)式為2H2e=H2，銅片上有氣泡冒出，B正確；該裝置為原電池裝置，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，C錯(cuò)誤；根據(jù)原電池的工作原理，電子從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，即電子從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片，D錯(cuò)誤。2(2016上海高考)圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中，x軸表示實(shí)驗(yàn)時(shí)流入正極的電子的物質(zhì)的量，y軸表示()A銅棒的質(zhì)量Bc(Zn2)Cc(H) Dc(SO)解析：選C該裝置構(gòu)成原電池，Zn是負(fù)極，Cu是正極。A項(xiàng)，在正極Cu上溶液中的H獲得電子變?yōu)闅錃猓珻u棒的質(zhì)量不變，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由于Zn是負(fù)極，不斷發(fā)生反應(yīng)Zn2e=Zn2，所以溶液中c(Zn2)增大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由于反應(yīng)不斷消耗H，所以溶液的c(H)逐漸降低，正確；D項(xiàng)，SO不參加反應(yīng)，其濃度不變，錯(cuò)誤。3原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說法中正確的是()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=6OH3H2C中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2D中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H2e=H2解析：選B中Mg作負(fù)極；中Al作負(fù)極；中銅作負(fù)極；是鐵的吸氧腐蝕，Cu作正極，電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH。4如圖所示為鋅銅原電池。下列敘述中，正確的是()A鹽橋的作用是傳導(dǎo)離子B外電路電子由銅片流向鋅片C鋅片上的電極反應(yīng)式為Zn22e=ZnD外電路中有0.2 mol電子通過時(shí)，銅片表面質(zhì)量增加約3.2 g解析：選A“雙液”原電池中，鹽橋連接左、右兩個(gè)燒杯中的溶液，傳導(dǎo)離子，起到導(dǎo)電作用，A正確；鋅的活潑性強(qiáng)于銅，則鋅片作負(fù)極，銅片作正極；在外電路中，電子由負(fù)極流向正極，則電子由鋅片流向銅片，B錯(cuò)誤；鋅片是負(fù)極，發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn2e=Zn2，C錯(cuò)誤；銅片是正極，電極反應(yīng)式為Cu22e=Cu，外電路中通過0.2 mol電子時(shí)，銅片上析出0.1 mol Cu，其質(zhì)量為0.1 mol64 gmol16.4 g，D錯(cuò)誤。5(2016全國卷)MgAgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯(cuò)誤的是()A負(fù)極反應(yīng)式為Mg2e=Mg2B正極反應(yīng)式為Age=AgC電池放電時(shí)Cl由正極向負(fù)極遷移D負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg2H2O=Mg(OH)2H2解析：選BMgAgCl電池的電極反應(yīng)：負(fù)極Mg2e=Mg2，正極2AgCl2e=2Ag2Cl，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在原電池的電解質(zhì)溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，C項(xiàng)正確；Mg是活潑金屬，能和H2O發(fā)生反應(yīng)生成Mg(OH)2和H2，D項(xiàng)正確。6電子計(jì)算機(jī)所用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：Zn2OH2e=ZnOH2O；Ag2OH2O2e=2Ag2OH。下列判斷正確的是()A鋅為正極，Ag2O為負(fù)極B鋅為負(fù)極，Ag2O為正極C原電池工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能D原電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液的pH增大解析：選B根據(jù)化合價(jià)變化可知Zn被氧化，應(yīng)為原電池的負(fù)極，則正極為Ag2O，故A錯(cuò)誤，B正確；原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故C錯(cuò)誤；原電池工作時(shí)，負(fù)極發(fā)生反應(yīng)Zn2OH2e=ZnOH2O，溶液的pH減小，故D錯(cuò)誤。7等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b，分別加入過量的稀H2SO4中，同時(shí)向a中放入少量的CuSO4溶液，如圖表示產(chǎn)生H2的體積(V)與時(shí)間(t)的關(guān)系，其中正確的是()解析：選Da中Zn與CuSO4溶液反應(yīng)置換出Cu，Zn的量減少，產(chǎn)生H2的量減少，但ZnCu稀H2SO4形成原電池，加快反應(yīng)速率，D項(xiàng)圖示符合要求。8.近年，科學(xué)家們發(fā)明了一種能夠給電子設(shè)備提供動(dòng)力的生物燃料電池。該電池包括兩個(gè)涂覆著酶的電極，它們處于充滿空氣和少量氫氣的玻璃槽中。由于氣體可以混合從而省去了昂貴的燃料隔離膜，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A左邊為該電池的負(fù)極B該電池可在高溫環(huán)境下使用C該電池負(fù)極反應(yīng)為H22e=2HD該電池正極反應(yīng)為O24e=2O2解析：選C由電池示意圖可知，H2H，是H2被氧化的過程，通入H2的一極為原電池的負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)：H22e=2H；O2H2O，是O2被還原的過程，通入O2的一極為原電池的正極，發(fā)生反應(yīng)：O24e4H=2H2O，故A、D錯(cuò)誤，C正確；該電池包括兩個(gè)涂覆著酶的電極，高溫下會(huì)使酶變性，不能在高溫下使用，B錯(cuò)誤。9某?；瘜W(xué)興趣小組進(jìn)行探究性活動(dòng)：將氧化還原反應(yīng)2Fe32I2Fe2I2，設(shè)計(jì)成帶鹽橋的原電池。提供的試劑：FeCl3溶液，KI溶液；其他用品任選。請(qǐng)回答下列問題：(1)請(qǐng)補(bǔ)充下面原電池的裝置圖，在括號(hào)內(nèi)填上正負(fù)極的材料、電解質(zhì)溶液。(2)發(fā)生氧化反應(yīng)的電極反應(yīng)式為_。(3)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，外電路導(dǎo)線中_(填“有”或“無”)電流通過。(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固體，當(dāng)固體全部溶解后，則此時(shí)該溶液中電極變?yōu)開(填“正”或“負(fù)”)極。解析：(1)依據(jù)原電池原理分析，氧化還原反應(yīng)中Fe3在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，I在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極所在的電解質(zhì)溶液為KI溶液，正極所在的電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液。電極材料可選取惰性電極，如石墨或其他不活潑的金屬。(2)發(fā)生氧化反應(yīng)的電極是負(fù)極，I失電子。(3)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，從左到右和從右到左移動(dòng)的電子數(shù)目相等，故無電流產(chǎn)生。(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固體，反應(yīng)2Fe32I2Fe2I2的平衡逆向移動(dòng)，此時(shí)Fe2失電子，電極變成負(fù)極。答案：(1)如圖(2)2I2e =I2(3)無(4)負(fù)10(1)鋅錳(ZnMnO2)干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。該電池的負(fù)極材料是_。電池工作時(shí)，電子流向_(填“正極”或“負(fù)極”)。若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2，會(huì)加速某電極的腐蝕，其主要原因是_。(2)鉛蓄電池是常用的化學(xué)電源，其電極材料分別是Pb和PbO2，電解液為硫酸。該電池總反應(yīng)式為PbPbO22H2SO42PbSO42H2O。該蓄電池放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中陰離子移向_(填“正極”或“負(fù)極”)；正極附近溶液的酸性_(填“增強(qiáng)”“減弱”或“不變”)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為_。(已知：硫酸鉛為不溶于水的白色沉淀，生成時(shí)附著在電極上)實(shí)驗(yàn)室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取氯氣，今若制得0.050 mol Cl2，這時(shí)電池內(nèi)消耗的H2SO4的物質(zhì)的量至少是_mol。(3)氫氧燃料電池具有啟動(dòng)快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其能量密度高于鉛蓄電池。若電解液為KOH溶液，則氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為_。該電池工作時(shí)，外電路每流過2 mol e，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣_L。解析：(1)負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則Zn失電子為負(fù)極，電子由負(fù)極流向正極。電化學(xué)腐蝕較化學(xué)腐蝕更快，鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕。(2)在鉛蓄電池中，根據(jù)原電池反應(yīng)式中元素化合價(jià)變化知，在Pb電極上Pb元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?價(jià)，發(fā)生氧化反應(yīng)：Pb2eSO=PbSO4，所以Pb作負(fù)極，PbO2作正極，電解質(zhì)溶液中陰離子移向負(fù)極。工作時(shí)，該鉛蓄電池正極上PbO2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為PbO2SO2e4H=PbSO42H2O，正極附近溶液的酸性減弱。設(shè)生成0.05 mol Cl2需轉(zhuǎn)移的電子為x mol。2Cl2e=Cl22 mol1 molx mol0.050 mol解得x0.1，設(shè)轉(zhuǎn)移0.1 mol e時(shí)，消耗硫酸的物質(zhì)的量為y mol，放電時(shí)，鉛蓄電池的電池反應(yīng)式為PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O轉(zhuǎn)移電子2 mol 2 mol y mol 0.1 moly0.1，所以消耗硫酸的物質(zhì)的量為0.1 mol。(3)燃料與氧氣反應(yīng)的總化學(xué)方程式為2H2O2=2H2O，電解質(zhì)溶液呈堿性，負(fù)極上氫氣失電子生成水，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為H22OH2e=2H2O或2H24OH4e=4H2O；該電池中正極上是氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，則外電路每流過2 mol e，消耗氧氣為0.5 mol，所以消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為0.5 mol22.4 Lmol111.2 L。答案：(1)Zn正極Zn與Cu2反應(yīng)生成Cu，Zn與Cu構(gòu)成原電池，加快反應(yīng)速率(2)負(fù)極減弱Pb2eSO=PbSO40.1(3)H22e2OH=2H2O11.2