1、原电池化学电源 (建议用时40分钟)1下图为一原电池装置，下列叙述中正确的是()铜离子在铜片表面被还原盐桥中的K移向ZnSO4溶液电流从锌片经导线流向铜片铜是正极，铜片上有气泡产生正极反应为Cu22e=Cu实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将锌片浸入CuSO4溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同ABCD【解析】选A。该原电池中，较活泼的金属锌作负极，发生氧化反应，较不活泼的铜作正极，发生还原反应，电子由负极锌流出，经导线流向铜电极(电流的方向与之相反)，负极、正极的反应分别为负极：Zn2e=Zn2，正极：Cu22e=Cu；盐桥中的阳离子向正极区硫酸铜溶液中迁移，故、正确，、错误；取出盐桥后
2、不能构成闭合回路，原电池不能继续工作，错误；无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，正确。2如图所示是几种常见的化学电源示意图，有关说法正确的是() A上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B干电池工作时，H向锌筒移动C铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 gD氢氧燃料电池的正极反应一定是O24e2H2O=4OH【解析】选A。干电池工作时，石墨为正极，锌筒为负极，电子从锌筒沿导线流向石墨，H在NH4Cl溶液中由锌筒一端流向石墨一端，B错误；铅蓄电池工作过程中，硫酸铅在负极上析出，该极质量应该增加而非减小，C错误；若电解质溶液为酸性溶液，则氢氧燃料电池的正
3、极反应是O24e4H=2H2O，D错误。3.(双选)由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池,以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质,铝和二氧化锰-石墨为两极,其电池反应为Al+3MnO2+3H2O3MnO(OH)+Al(OH)3。下列有关该电池放电时的说法不正确的是 ()A.二氧化锰-石墨为电池负极B负极反应式为Al3e3NH3H2O=Al(OH)33NHCOH不断由正极向负极移动D每生成1 mol MnO(OH)转移2 mol电子【解析】选A、D。由电池反应方程式知,铝为电池负极,铝失去电子转化为Al(OH)3,A错误、B正确;阴离子移向负极,OH-应不断由正极向负极移动,C正
4、确;由反应中锰元素价态变化知D错误。4(2020聊城模拟)重铬酸钾是工业合成的常用氧化剂和催化剂，如图所示的微生物电池，能利用K2Cr2O7实现对含苯酚(或醛类)废水的有效处理，该电池工作一段时间后，中间室内的NaCl溶液浓度减小，则下列叙述正确的是()A.a电极为负极，电子从a电极经过中间室到达b电极BM为阳离子交换膜，电解过程中中间室内的n(NaCl)减小C处理含苯甲醛废水时a电极反应式为C6H5CHO32e13H2O=7CO232HD当b电极消耗等物质的量的K2Cr2O7时，a电极消耗的C6H5OH或C6H5CHO的物质的量之比为78【解析】选C。根据电池装置图可知，a极上苯酚或苯甲醛反
5、应生成CO2，碳元素化合价升高发生氧化反应，故a极为负极，电子从a电极经过导线到达b电极，A错误；因阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，为保证电解质溶液导电的稳定性，M应为阴离子交换膜，中间室内的n(NaCl)减小，B错误；处理含苯甲醛废水时，苯甲醛中碳元素失电子化合价升高生成CO2，根据元素和电荷守恒，电极反应式为C6H5CHO32e13H2O=7CO232H，C正确； b极上，Cr2O中铬元素化合价降低生成Cr(OH)3，每消耗1 mol K2Cr2O7转移6 mol电子，当转移6 mol电子时，根据电极反应式C6H5OH28e11H2O=6CO228H、C6H5CHO32e13H2O=7
6、CO232H可知，消耗的C6H5OH或C6H5CHO的物质的量之比为87，D错误。【加固训练拔高】一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是()A反应CH4H2O3H2CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B电极A上H2参与的电极反应为H22OH2e=2H2OC电池工作时，CO向电极B移动D电极B上发生的电极反应为O22CO24e=2CO【解析】选D。A选项，甲烷中的C为4价，一氧化碳中的C为2价，每个碳原子失去6个电子，因此每消耗1 mol甲烷转移6 mol电子，错误；B选项，熔融盐中没有氢氧根离子，因此氢氧根离子不能参与电极反应，错误；C选项，碳酸根离子
7、应向负极移动，即向电极A移动，错误；D选项，电极B上氧气和二氧化碳得电子生成碳酸根离子，正确。5.如图所示，是原电池的装置图。请回答：(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为_；反应进行一段时间后溶液C的pH将_(填“升高”“降低”或“基本不变”)。(2)若需将反应：Cu2Fe3=Cu22Fe2设计成如上图所示的原电池装置，则A(负)极材料为_，B(正)极材料为_，溶液C为_。(3)若C为CuCl2溶液，Zn是_极，Cu极发生_反应，电极反应为_。反应过程溶液中c(Cu2)_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)CO与H2反应还
8、可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图所示：电池总反应为2CH3OH3O2=2CO24H2O，则c电极是_(填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为_。若线路中转移2 mol电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的O2在标准状况下的体积为_L。【解析】(1)铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应，所以正极反应是氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H2e=H2；溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小，pH升高；(2)Cu2Fe3=Cu22Fe2设计成如题图所示的原电池装置，根据方程式中物质发生的反应类型判断，C
9、u发生氧化反应，作原电池的负极，所以A极材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等。溶液C中含有Fe3，如FeCl3溶液；(3)Zn比较活泼，在原电池中作负极，Cu作正极，正极发生还原反应，Cu2在正极得到电子变成Cu，电极反应为Cu22e=Cu，Cu2发生了还原反应，则c(Cu2)变小；(4)根据图中的电子流向知c是负极，是甲醇发生氧化反应：CH3OH6eH2O=CO26H，线路中转移2 mol电子时消耗氧气0.5 mol，标准状况下体积为11.2 L。答案：(1)2H2e=H2升高(2)Cu石墨FeCl3溶液(3)负还原Cu22e=Cu变小(4)负极CH3OH6eH2O=C
10、O26H11.26(2021年辽宁适应性测试)HgHg2SO4标准电极常用于测定其他电极的电势，测知HgHg2SO4电极的电势高于Cu电极的电势。以下说法正确的是()A.K2SO4溶液可用CCl4代替BHgHg2SO4电极反应为Hg2SO42e=2HgSOC若把CuCuSO4体系换作ZnZnSO4体系，电压表的示数变大D微孔瓷片起到阻隔离子通过的作用【解析】选C。CCl4是非电解质，不能作电解质溶液，A错误；根据HgHg2SO4电极的电势高，是正极，得电子的反应，其电极反应式为Hg2SO42e=2HgSO，B错误；HgCu的金属活泼性相差较近，将CuCuSO4体系换作ZnZnSO4体系时，Hg
11、Zn金属活泼性相差较大，电压表的示数变大，C正确；微孔瓷片是便于离子通过，若阻隔离子通过，则不能形成闭合回路，D错误。7钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Na)为电解质，其原理如图所示：下列说法正确的是()A放电时，电极A为正极B充电时，Na从电极A向电极B迁移C充电时，电极B反应式为S2e=xSD该电池工作的适宜温度应控制在25 左右【解析】选C。放电时，熔融Na发生氧化反应，电极A为负极，A项错误；充电时，电极A为阴极，电极B为阳极，电解池中阳离子从阳极向阴极迁移，B项错误；充电时，阳极上S失电子，发生氧化反应，电极反应
12、式为S2e=xS，C项正确；该电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠分别作为两个电极的反应物，因此该电池工作时应保证Na、S均为熔融状态，而25 左右时Na、S均为固态，D项错误。【加固训练拔高】一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图所示。以下说法不正确的是()A中间室Cl移向左室BX气体为CO2C处理后的含硝酸根废水pH降低D电路中每通过1 mol电子，产生标准状况下氮气的体积为2.24 L【解析】选C。右侧电极产生氮气，说明N元素的化合价从5价降低到0价，发生还原反应，所以是原电池的正极，则左侧为负极，所以氯离子向负极移动，中间室Cl移向左室，A项正确；左侧为负极，发生
13、氧化反应，则有机废水中的C元素的化合价升高，在厌氧菌的作用下转化为二氧化碳气体，B项正确；正极发生的反应是2NO12H10e=N26H2O，所以处理后的废水氢离子浓度减小，则pH升高，C项错误；根据硝酸根离子反应的电极反应式，每通过1 mol电子，则生成0.1 mol氮气，标准状况下的体积是2.24 L，D项正确。8装置()为铁镍(FeNi)可充电电池：FeNiO22H2OFe(OH)2Ni(OH)2；装置()为电解示意图。当闭合开关K时，Y附近溶液先变红。下列说法正确的是()A.闭合K时，X极的电极反应式为2H2e=H2B闭合K时，A极的电极反应式为NiO22e2H=Ni(OH)2C给装置(
14、)充电时，B极参与反应的物质被氧化D给装置()充电时，OH通过阴离子交换膜移向电极A【解析】选D。闭合K时，装置()为电解池，电极Y附近溶液先变红，说明电极Y附近有OH生成，则Y为阴极，X为阳极，故A是正极，B是负极。闭合K时，X是阳极，阳极上Cl失去电子被氧化为Cl2，电极反应式为2Cl2e=Cl2，A错误；闭合K时，A是正极，发生还原反应，因交换膜为阴离子交换膜，故通过交换膜的离子为OH，所以A极的电极反应式为NiO22e2H2O=Ni(OH)22OH，B错误；电池充电时，原来的负极B与外加电源的负极相连作阴极，发生还原反应，C错误；电池充电时，原来的正极A与外加电源的正极相连作阳极，故O
15、H通过阴离子交换膜向电极A(即阳极)移动，D正确。9.(双选)以柏林绿FeFe(CN)6为代表的新型可充电钠离子电池,其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是()A.放电时,Na+由左室移向右室B.放电时,Mg箔为负极,该电极发生氧化反应C.充电时,阳极反应式为Na2FeFe(CN)6-2e-FeFe(CN)6+2Na+D.用铅酸蓄电池为该电池充电时,当有0.2 mol电子转移时,Pb电极质量减少20.7 g【解析】选A、D。由图可知，右室镁失电子发生氧化反应，Mg箔为负极，则Mo箔为正极，所以放电时，Na由右室移向左室，A错误、B正确；充电时，Mo箔接电源的正极，是电解池的阳极，阳极反应式为
16、Na2FeFe(CN)62e=FeFe(CN)62Na，C正确；外电路中通过0.2 mol电子的电量时， Pb电极发生的反应为Pb2eSO=PbSO4，质量增加了9.6 g，D错误。10(1)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图1，石墨为电池的_极；该电池在使用过程中石墨电极上生成氧化物Y，其电极反应式为_。(2)图2所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量检测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。则该电池的负极反应为_，正极反应为_。(3)化学家正在研究尿素动力燃料电池。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图3所示：
17、电池中的负极为_(填“甲”或“乙”)，甲的电极反应式为_，电池工作时，理论上每净化1 mol尿素，消耗O2的体积(标准状况下)约为_L。【解析】(1)该燃料电池中，正极上通入O2，石墨为正极，电极反应式为O22N2O54e=4NO，负极上通入NO2，石墨为负极，电极反应式为NO2NOe=N2O5。(2)由信息可知，电解质溶液为酸性，正极1个O2得到4个电子生成H2O，CH3CH2OH、CH3COOH的分子式分别为C2H6O、C2H4O2，碳元素化合价分别为2、0，可得CH3CH2OH4eCH3COOH，依据电荷守恒前面减4个负电荷，后面加4个H，最后用水配平，为CH3CH2OHH2O4e=CH3COOH4H。(3)根据图示可知，甲电极上CO(NH2)2反应生成二氧化碳和氮气，N元素化合价升高，失电子，为电源的负极，电解质溶液为酸性，则其电极反应式为CO(NH2)2H2O6e=CO2N26H，该反应的总方程式为2CO(NH2)23O2=2CO22N24H2O，根据关系式2CO(NH2)23O2可知，电池工作时，理论上每净化1 mol尿素，消耗O2的体积为1.5 mol22.4 Lmol133.6 L。答案：(1)负NO2NOe=N2O5(2)CH3CH2OHH2O4e=CH3COOH4HO24e4H=2H2O(3)甲 CO(NH2)2H2O6e=CO2N26H336
