1、课时评价16 化学能转化为电能电池(建议用时：40分钟)一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1分析如图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()A中Mg做负极，中Fe做负极B中Mg做正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C中Fe做负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D中Cu做正极，电极反应式为2H2e=H2B解析：中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓硝酸反应失去电子做负极，A、C错误；中电池总反应为2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2，负极反应式为2Al8OH6e=2Al(OH)4，二者相减得到正极
2、反应式为6H2O6e=6OH3H2，B正确；中Cu是正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，D错误。2按如图装置进行实验(a、b电极均为Cu电极)，实验开始观察到灵敏电流计的指针发生偏转。 下列有关说法正确的是()Ab极电极反应为Cu 2e=Cu2B溶液中Cu2穿过交换膜发生迁移C电流计指针偏转幅度将保持不变D外电路转移的电子最多为0.02 molD解析：该装置为浓度差电池，浓度增大，还原性或氧化性增强，右侧CuSO4溶液浓度大，氧化性增强，因此b电极为正极，a电极为负极，电极反应式为Cu2e=Cu2，故A错误；溶液中离子从高浓度的右室经过离子交换膜迁往低浓度的左室才是自发过程，如果溶液中
3、迁移Cu2，由于负极与正极产生和消耗的Cu2相等，则左、右两室溶液浓度不变，但负极Cu减少，正极Cu增加，需要消耗能量而不可能提供电能，所以溶液中迁移的离子不可能是Cu2，而是SO，从右室向左室迁移，故B错误；随着电流的产生，左、右两室SO浓度的差值逐渐减小，SO从右室向左室迁移的速率逐渐减小，则外电路的电流强度将逐渐减小，灵敏电流计指针偏转的幅度也会逐渐减小，故C错误；当左右两室SO浓度相等，即均为(0.3 molL10.1 molL1)/2时，电池将停止工作，不再有电流产生，溶液中迁移的n(SO)0.1 L0.3 molL1(0.3 molL10.1 molL1)/20.01 mol，因此
4、外电路转移电子物质的量最多为0.02 mol，故D正确。3一种光化学电池的结构如图所示，电池总反应为AgCl(s)Cu(aq)=Ag(s)Cu2(aq)Cl(aq)，下列关于该电池在工作时的说法中正确的是()A生成108 g Ag，转移电子数为2 molBCu在负极发生氧化反应CAg电极活泼，Ag失电子发生氧化反应DCl由负极迁移到正极B解析：由题给反应可知，生成1 mol Ag，转移 1 mol e，即生成108 g Ag，转移电子个数为NA，A项错误；负极Cu失电子生成Cu2，铜元素化合价升高，发生氧化反应，B项正确；Ag电极为正极，AgCl得电子发生还原反应生成Ag和Cl，C项错误；Cl
5、由正极向负极迁移，D项错误。4有关下列四个常用电化学装置的叙述正确的是()A图所示电池中，MnO2的作用是催化剂B图所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大C图所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2浓度始终不变D图所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中被还原为AgD解析：该电池反应中二氧化锰得到电子被还原，为原电池的正极，A错误；铅蓄电池放电时电池反应为PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，该反应中硫酸参加反应，所以浓度降低，B错误；粗铜中不仅含有铜，还含有其他金属，电解时，粗铜中有铜和其他活泼金属失电子，纯铜上只有铜离子得电子，阴极上析出的铜大于阳极上减少的铜，所以溶液中铜离子浓
6、度降低，C错误；该原电池中，正极上氧化银得电子生成银，所以氧化银是氧化剂发生还原反应，D正确。5如图1、图2分别是甲、乙两组同学将反应“AsO2I2HAsOI2H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图1烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图2的B烧杯中逐滴加入适量40%NaOH溶液。下列叙述中正确的是()A甲组操作时，电流计(G)指针发生偏转B甲组操作时，溶液颜色变浅C乙组操作时，C2做正极D乙组操作时，C1上发生的电极反应为I22e=2ID解析：两装置中发生反应：AsO2I2HAsOI2H2O。当加入适量浓盐酸时，平衡向右移动，有电子转移，但电子不会沿导线通过，所以甲组操作时
7、，电流计(G)指针不会发生偏转；由于I2浓度增大，所以溶液颜色变深；向图2的B烧杯中加入NaOH溶液，消耗H，平衡向左移动，B烧杯中AsO在C2极失电子生成AsO，电子沿导线流向C1棒，发生反应：I22e=2I，所以C2为负极，C1为正极。6(2020攀枝花模拟)水系钠离子电池的安全性能好、价格低廉、对环境友好，有着巨大的市场前景。某钠离子电池的工作原理如图所示，电池总反应为2NaFePO4FNa3Ti2(PO4)3 2Na2FePO4FNaTi2(PO4)3。下列说法错误的是()A充电时，a接电源正极B放电时，溶液中的Na在NaFePO4F电极上得电子被还原C充电时，阴极上的电极反应为NaT
8、i2(PO4)32Na2e=Na3Ti2(PO4)3D理论上，该电池在充电或放电过程溶液中的c(Na)不变B解析：根据电池总反应：2NaFePO4FNa3Ti2(PO4)3 2Na2FePO4FNaTi2(PO4)3可知，放电时，NaFePO4F变为Na2FePO4F，Fe元素化合价降低，发生还原反应，NaFePO4F做原电池的正极，Na3Ti2 (PO4)3变为NaTi2 (PO4)3，Ti元素化合价升高，发生氧化反应，Na3Ti2(PO4)3做原电池的负极。放电时a接原电池正极，因此充电时，a接电源正极，Na2FePO4F做阳极，A项正确；放电时，正极NaFePO4F得电子并结合溶液中的N
9、a生成Na2FePO4F，电极反应式为NaFePO4FNae=Na2FePO4F，B项错误；充电时，阴极上NaTi2(PO4)3得到电子，因此阴极上的电极反应为NaTi2(PO4)32Na2e=Na3Ti2(PO4)3，C项正确；根据溶液呈电中性，结合电池总反应，理论上，该电池在充电或放电过程溶液中的c(Na)不变，D项正确。二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)7在混合导体透氧膜反应器中一步同时制备氨合成气(N2、H2)和液体燃料合成气(CO、H2)，其工作原理如图所示，下列说法错误的是()A膜侧反应为H2O2e=H2O2、O24e=2O2B膜侧相当于原电池的负极C膜侧发生的反应
10、为CH4O22e=2H2COD膜侧每消耗1 mol CH4，膜侧一定生成1 mol H2D解析：膜侧，H2O和O2在正极均发生还原反应，结合题图可写出其电极反应式为H2O2e=H2O2、O24e=2O2，故A正确；原电池中阴离子从正极向负极移动，结合题图O2的移动方向可知，膜侧相当于原电池的正极，膜侧相当于原电池的负极，故B正确；膜侧CH4发生氧化反应，其电极反应式为CH4O22e=2H2CO，故C正确；膜侧发生的反应为H2O2e=H2O2、O24e=2O2，膜侧发生的反应为 CH4O22e=2H2CO，膜侧每消耗1 mol CH4，转移2 mol电子，而膜侧参与反应的H2O、O2的量未知，无
11、法得出生成H2的量，故D错误。8锂空气充电电池有望成为电动汽车的实用储能设备。工作原理示意图如下，下列叙述正确的是()A该电池工作时 Li向负极移动BLi2SO4溶液可做该电池的电解质溶液C电池充电时间越长，电池中 Li2O含量越少D电池工作时，正极可发生：2LiO22e= Li2O2CD解析：原电池中，阳离子向正极移动，A项错误；单质锂与水反应生成氢氧化锂和氢气，电解质溶液不能使用任何水溶液，B项错误；电池充电时应该将放电的反应倒过来，将正极反应逆向进行，电池充电时间越长，Li2O含量越少，C项正确；当x2时，正极反应为2LiO22e= Li2O2，D项正确。9(2020潍坊模拟)我国科研团
12、队成功研究出高比能量、低成本的钠离子二次电池，其工作原理示意图如下。已知电池反应：Na1xMnO2NaxCn NaMnO2nC。下列说法正确的是()A电池放电过程中，NaMnO2/Al上的电势低于石墨烯/Al上的电势B电池放电时，正极可发生反应Na1xMnO2xNaxe=NaMnO2C电池充电时，外接电源的负极连接NaMnO2/Al电极D电池充电时，Na由NaMnO2/Al电极移向石墨烯/Al电极BD解析：放电时，NaMnO2/Al为正极，石墨烯/Al为负极，正极电势高于负极电势，故A错误；放电时，正极得电子发生还原反应，根据总反应可知正极反应式为Na1xMnO2xNaxe=NaMnO2，故
13、B正确；充电时NaMnO2/Al极发生氧化反应，为阳极，与外接电源的正极相连，故C错误；充电时为电解池，电解池中阳离子流向阴极，即Na由NaMnO2/Al电极移向石墨烯/Al电极，故D正确。三、非选择题10(1)锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池的反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：外电路的电流方向是由_(填“a”或“b”，下同)极流向_极。电池的正极反应式为_。(2)微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如
14、下：该电池中外电路电子的流动方向为_(填“从A到B”或“从B到A”)。工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将_(填“增大”“减小”或“不变”)。A电极附近甲醇发生的电极反应为_。解析：(1)结合所给装置图以及原电池反应原理，可知Li做负极，MnO2做正极，所以电子流向是ab，电流方向则是ba。根据题给信息“电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2”，所以正极的电极反应式为MnO2Lie=LiMnO2。(2)甲醇失去电子，作为电池的负极，所以该电池外电路电子的流动方向为从A到B。A电极上的电极反应为CH3OHH2O6e=6HCO2，B极电极反应为4HO24e=2H2O。反应中每转移1 mol e，A极区生成1 mol H，B极区消耗1 mol H，电路中有1 mol H由A极区迁移到B极区，因此B极区H的物质的量不变，而B极反应生成水，则c(H)减小，pH增大。答案：(1)baMnO2Lie=LiMnO2(2)从A到B增大CH3OHH2O6e=6HCO2- 6 -