1、跟踪检测（三十四）化学能与电能（1）原电池、化学电源（过基础）1.某兴趣小组设计的简易原电池装置如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是()A锌片作正极B铜片上有气泡产生C将电能转化为化学能D电子由铜片经导线流向锌片解析：选B根据原电池的工作原理，活泼金属作负极，锌比铜活泼，锌片作负极，A错误；铜片作正极，电极反应式为2H2e=H2，铜片上有气泡冒出，B正确；该装置为原电池装置，是将化学能转化成电能的装置，C错误；根据原电池的工作原理，电子从负极经导线流向正极，即电子从锌片经导线流向铜片，D错误。2(上海高考)图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示()
2、A铜棒的质量Bc(Zn2)Cc(H) Dc(SO)解析：选C该装置构成原电池，Zn是负极，Cu是正极。A项，在正极Cu上溶液中的H获得电子变为氢气，Cu棒的质量不变，错误；B项，由于Zn是负极，不断发生反应Zn2e=Zn2，所以溶液中c(Zn2)增大，错误；C项，由于反应不断消耗H，所以溶液的c(H)逐渐降低，正确；D项，SO不参加反应，其浓度不变，错误。3原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中正确的是()A中Mg作负极，中Fe作负极B中Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D中Cu作正极，电极反应式为2
3、H2e=H2解析：选B中Mg作负极；中Al作负极；中铜作负极；是铁的吸氧腐蚀，Cu作正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH。4如图所示为锌铜原电池。下列叙述中，正确的是()A盐桥的作用是传导离子B外电路电子由铜片流向锌片C锌片上的电极反应式为Zn22e=ZnD外电路中有0.2 mol电子通过时，铜片表面质量增加约3.2 g解析：选A“双液”原电池中，盐桥连接左、右两个烧杯中的溶液，传导离子，起到导电作用，A正确；锌的活泼性强于铜，则锌片作负极，铜片作正极；在外电路中，电子由负极流向正极，则电子由锌片流向铜片，B错误；锌片是负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Zn2e=Zn2，C错误；
4、铜片是正极，电极反应式为Cu22e=Cu，外电路中通过0.2 mol电子时，铜片上析出0.1 mol Cu，其质量为0.1 mol64 gmol16.4 g，D错误。5(全国卷)MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A负极反应式为Mg2e=Mg2B正极反应式为Age=AgC电池放电时Cl由正极向负极迁移D负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2解析：选BMgAgCl电池的电极反应：负极Mg2e=Mg2，正极2AgCl2e=2Ag2Cl，A项正确，B项错误；在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C项正确；Mg是活泼金属，能和H2O发生
5、反应生成Mg(OH)2和H2，D项正确。6电子计算机所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应式：Zn2OH2e=ZnOH2O；Ag2OH2O2e=2Ag2OH。下列判断正确的是()A锌为正极，Ag2O为负极B锌为负极，Ag2O为正极C原电池工作时，将电能转化成化学能D原电池工作时，负极区溶液的pH增大解析：选B根据化合价变化可知Zn被氧化，应为原电池的负极，则正极为Ag2O，故A错误，B正确；原电池是将化学能转化为电能的装置，故C错误；原电池工作时，负极发生反应Zn2OH2e=ZnOH2O，溶液的pH减小，故D错误。7等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2S
6、O4中，同时向a中放入少量的CuSO4溶液，如图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是()解析：选Da中Zn与CuSO4溶液反应置换出Cu，Zn的量减少，产生H2的量减少，但ZnCu稀H2SO4形成原电池，加快反应速率，D项图示符合要求。8.近年，科学家们发明了一种能够给电子设备提供动力的生物燃料电池。该电池包括两个涂覆着酶的电极，它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中。由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A左边为该电池的负极B该电池可在高温环境下使用C该电池负极反应为H22e=2HD该电池正极反应为O24e=2O2解析：选C由电
7、池示意图可知，H2H，是H2被氧化的过程，通入H2的一极为原电池的负极，发生反应：H22e=2H；O2H2O，是O2被还原的过程，通入O2的一极为原电池的正极，发生反应：O24e4H=2H2O，故A、D错误，C正确；该电池包括两个涂覆着酶的电极，高温下会使酶变性，不能在高温下使用，B错误。9某校化学兴趣小组进行探究性活动：将氧化还原反应2Fe32I2Fe2I2，设计成带盐桥的原电池。提供的试剂：FeCl3溶液，KI溶液；其他用品任选。请回答下列问题：(1)请补充下面原电池的装置图，在括号内填上正负极的材料、电解质溶液。(2)发生氧化反应的电极反应式为_。(3)反应达到平衡时，外电路导线中_(填
8、“有”或“无”)电流通过。(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，当固体全部溶解后，则此时该溶液中电极变为_(填“正”或“负”)极。解析：(1)依据原电池原理分析，氧化还原反应中Fe3在正极上得电子发生还原反应，I在负极上发生氧化反应，负极所在的电解质溶液为KI溶液，正极所在的电解质溶液为FeCl3溶液。电极材料可选取惰性电极，如石墨或其他不活泼的金属。(2)发生氧化反应的电极是负极，I失电子。(3)反应达到平衡时，从左到右和从右到左移动的电子数目相等，故无电流产生。(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，反应2Fe32I2Fe2I2的平衡逆向移动，此时Fe2失电子
9、，电极变成负极。答案：(1)如图(2)2I2e =I2(3)无(4)负10(1)锌锰(ZnMnO2)干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_(填“正极”或“负极”)。若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是_。(2)铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解液为硫酸。该电池总反应式为PbPbO22H2SO42PbSO42H2O。该蓄电池放电时，电解质溶液中阴离子移向_(填“正极”或“负极”)；正极附近溶液的酸性_(填“增强”“减弱”或“不变”)，负极的电极反应式为_。(已
10、知：硫酸铅为不溶于水的白色沉淀，生成时附着在电极上)实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，今若制得0.050 mol Cl2，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是_mol。(3)氢氧燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于铅蓄电池。若电解液为KOH溶液，则氢氧燃料电池的负极反应式为_。该电池工作时，外电路每流过2 mol e，消耗标准状况下氧气_L。解析：(1)负极上失电子发生氧化反应，则Zn失电子为负极，电子由负极流向正极。电化学腐蚀较化学腐蚀更快，锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。(2)在铅蓄电池中，根据原电池反应式中元素化合价变化知，在Pb电极上Pb元
11、素化合价由0价变为2价，发生氧化反应：Pb2eSO=PbSO4，所以Pb作负极，PbO2作正极，电解质溶液中阴离子移向负极。工作时，该铅蓄电池正极上PbO2得电子发生还原反应，电极反应为PbO2SO2e4H=PbSO42H2O，正极附近溶液的酸性减弱。设生成0.05 mol Cl2需转移的电子为x mol。2Cl2e=Cl22 mol1 molx mol0.050 mol解得x0.1，设转移0.1 mol e时，消耗硫酸的物质的量为y mol，放电时，铅蓄电池的电池反应式为PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O转移电子2 mol 2 mol y mol 0.1 moly0.1，所以消耗硫酸的物质的量为0.1 mol。(3)燃料与氧气反应的总化学方程式为2H2O2=2H2O，电解质溶液呈碱性，负极上氢气失电子生成水，则负极的电极反应式为H22OH2e=2H2O或2H24OH4e=4H2O；该电池中正极上是氧气发生得电子的还原反应，其电极反应式为O22H2O4e=4OH，则外电路每流过2 mol e，消耗氧气为0.5 mol，所以消耗标准状况下氧气的体积为0.5 mol22.4 Lmol111.2 L。答案：(1)Zn正极Zn与Cu2反应生成Cu，Zn与Cu构成原电池，加快反应速率(2)负极减弱Pb2eSO=PbSO40.1(3)H22e2OH=2H2O11.2