1、课时作业25原电池化学电源时间：45分钟1(2019福建泉州模拟)课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是(D)A原电池是将化学能转化成电能的装置B原电池由电极、电解质溶液和导线等组成C图中a极为铝条、b极为锌片时，导线中会产生电流D图中a极为锌片、b极为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片解析：D项，a极锌片为负极，电子由负极(锌片)沿导线流向铜片。2(2019郑州模拟)如图是一套电化学实验装置，图中C、D均为铂电极，U为盐桥，G是灵敏电流计，其指针总是偏向电源正极；总反应为AsO2I2HAsOI2H2O，下列判断正确的是(B)A
2、当指针偏向右侧时，C电极上的反应式为I22e=2IB当指针偏向右侧时，D电极上的电极反应式为AsO2H2e=AsOH2OC向Q中加入一定量的NaOH后，C电极上的电极反应式为2I2e=I2D若D是铁，C是铜，U用银片代替，则D上的电极反应式为Fe3e=Fe3解析：指针偏向右侧表明D是正极，发生得到电子的还原反应，C是负极，发生失电子的氧化反应，A错误、B正确；向Q中加NaOH时，总反应向左移动，D上发生失电子的氧化反应，C中发生得电子的还原反应，C错误；D项中相应装置相当于P是电解池，Q是原电池，铁是负极，电极反应式为Fe2e=Fe2。3(2019山西太原模拟)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒
3、精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H。下列有关说法正确的是(C)A检测时，电解质溶液中的H向负极移动B若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气C电池反应的化学方程式为CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD正极上发生的反应是O24e2H2O=4OH解析：原电池正常工作时，电解质溶液中阳离子向正极移动，A项错误；酸性溶液中，正极电极反应式为O24e4H=2H2O，D项错误；结合正极反应式，转移0.4 mol电子时，消耗O2 0.1 mol，其在标准状况下的体积为2.24 L，B项错误；C项符合题目要求，正确。4(2019成都三诊)如图是
4、某酸性酒精检测仪的工作示意图。下列有关分析正确的是(B)A该检测仪利用了电解原理B质子交换膜具有类似盐桥的平衡电荷作用CPt()电极的电极反应为CH3CH2OH3H2O8e=CH3COOH8HD工作中电子由Pt()电极经过质子交换膜流向Pt()电极解析：由题图可知，该装置为原电池，A项错误；质子交换膜具有类似盐桥的平衡电荷作用，B项正确；由题图可知，CH3CH2OH在Pt()电极上被氧化成CH3COOH，所以Pt()电极的电极反应为CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H，C项错误；原电池工作中，电子不通过电解质溶液，D项错误。5(2019安徽A10联盟联考)用氟硼酸(HBF4，属于强酸
5、)溶液代替硫酸溶液作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，反应方程式为PbPbO24HBF42Pb(BF4)22H2O，Pb(BF4)2为可溶于水的强电解质，下列说法中正确的是(C)A放电时，负极反应为PbO24HBF42e=Pb(BF4)22BF2H2OB充电时，当正极质量减少23.9 g时转移0.2 mol电子C放电时，PbO2电极附近溶液的pH增大D充电时，Pb电极的电极反应式为PbO24H2e=Pb22H2O解析：放电时，负极反应为Pb2e=Pb2，A项错误；充电时，Pb22e2H2O=PbO24H，当正极质量增加23.9 g时转移0.2 mol电子，B项错误；
6、放电时，PbO24H2e=Pb22H2O，PbO2电极附近溶液的pH增大，C项正确；充电时，Pb电极的电极反应式为Pb22e=Pb，D项错误。6(2019浙江绍兴诸暨中学模拟)如图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驾检测。下列说法不正确的是(C)A电流由O2所在的铂电极流出BO2所在的铂电极处发生还原反应C该电池的负极反应式为CH3CH2OH3H2O12e=2CO212HD微处理器通过检测电流大小可计算出被测气体中酒精的含量解析：燃料电池中燃料在负极反应，氧气在正极反应。氧气在正极发生还原反应，电流由正极通过外电路流向负极，A、B正确；由图示
7、可知，负极反应物为CH3CH2OH(碳元素的平均化合价可视为2)，生成物为CH3COOH(碳元素的平均化合价可视为0)，由质子交换膜可知溶液呈酸性，负极电极反应式为CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H，C项错误。7(2019河北五个一联盟二模)某课题组以纳米Fe2O3作为电极材料制备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料)，通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电，成功地实现了对磁性的可逆调控(如图所示)。以下说法中正确的是(A)A放电时，正极的电极反应式为Fe2O36Li6e=2Fe3Li2OB该电池可以用水溶液作电解质溶液C放电时，Fe作电池的负极，Fe2O3作电池的正极D
8、充电时，电池被磁铁吸引解析：由电池的示意图可知，电池放电的反应物为氧化铁和单质锂，生成物为单质铁和氧化锂，所以放电的总反应为Fe2O36Li=2Fe3Li2O。电池的负极为单质锂，所以负极反应为6Li6e=6Li，总反应减去负极反应得到正极反应：Fe2O36Li6e=2Fe3Li2O，A项正确。因为单质锂可以与水反应(类似金属钠)，所以电解质溶液不能是水溶液，B项错误。放电时，Li作电池的负极，Fe2O3作电池的正极，C项错误。由题图可知，充电时，电池会远离磁铁，实际上是因为充电时电池中的单质铁转化为氧化铁，不能被磁铁吸引，D项错误。8(2019江淮十校联考)LiFePO4电池广泛用于电动车。
9、电池反应：FePO4LiLiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li导电固体为电解质。下列说法正确的是(D)选项放电过程充电过程ALi向电池的正极迁移化学能转化成电能B可以加入磷酸以提高电解质的导电率阳极的电极反应式为LiFePO4e=FePO4LiC若正极增加7 g，则有NA个电子经电解质由负极流向正极阳极材料的质量不断减少D若有n mol Li迁移，则理论上负极失去n mol电子阴极的电极反应式为Lie=Li解析：A项，充电过程是电能转化为化学能的过程，错误；B项，Li属于活泼金属，加入磷酸，Li会与磷酸反应，错误；C项，根据原电池的工作原理，电子从负极经外电路流
10、向正极，电子不通过电解质，错误；D项，负极反应式为Lie=Li，迁移n mo Li，说明通过的电子物质的量为n mol，即Li失去电子n mol，充电时，电池的负极接电源的负极，即阴极反应式为Lie=Li，正确。9(2019福建泉州质检)锂空气电池是一种新型的二次电池，其放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是(C)A电解质溶液中，Li由多孔电极迁移向锂电极B该电池放电时，负极发生了还原反应C充电时，电池正极的反应式为Li2O22e=2LiO2D电池中的电解质溶液可以是有机溶剂或稀盐酸等解析：由图可知，金属锂作负极，多孔电极作正极，阳离子向正极移动，则Li由锂电极迁移向多孔电极，A错误；放电
11、时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，B错误；充电时，电池的正极与电源的正极相连，作电解池的阳极，电极反应式为Li2O22e=2LiO2，C正确；由于锂是活泼金属，可与稀盐酸反应生成LiCl和H2，故电解质溶液不能用稀盐酸，D错误。10(2019宁德模拟)熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池，具有效率高、噪音低、无污染、燃料多样化、余热利用价值高和电池构造材料价廉等诸多优点，是未来的绿色电站。某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时，该电池工作原理如图。下列说法正确的是(C)ALi、K移向左侧电极B外电路中电子由右侧电极移向左侧电极C通入1 mol气体A时，左侧
12、电极上生成5 mol CO2D相同条件下通入气体B与气体C的体积比为21解析：该原电池为甲烷燃料电池，通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极，负极反应式为CH44CO8e=5CO22H2O，正极反应式为O22CO24e=2CO，负极上产生的二氧化碳可以为正极所利用，所以A是负极，B是正极。燃料电池中通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，原电池放电时，阳离子向正极移动，Li、K向右侧电极移动，A错误；外电路中电子由负极流向正极，即从左侧电极移向右侧电极，B错误；负极反应式为CH44CO8e=5CO22H2O，正极反应式为O22CO24e=2CO，通入1 mol甲烷气体时，左侧电极上
13、生成5 mol CO2，C正确；相同条件下通入气体B与气体C的体积比为12，D错误。11(2019山西大同等五地市联考)某污水处理厂利用微生物电池将镀铬废水中的Cr2O催化还原，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(C)A电池工作过程中电子由a极流向b极Bb极反应式为Cr2O14H6e=2Cr37H2OC电池工作过程中，a极区附近溶液的pH增大D每处理1 mol Cr2O，可生成33.6 L(标准状况下)CO2解析：由图可知，Cr2O在b极被还原生成Cr3，CH3COOH在a极被氧化生成CO2，则a极为负极，b极为正极，故电池工作时电子由a极流向b极，A正确；Cr2O在b极被还原生成Cr3，
14、结合得失电子守恒及质量守恒可得电极反应式：Cr2O14H6e=2Cr37H2O，B正确；a极反应式为CH3COOH2H2O8e=2CO28H，由于生成H，则a极区附近溶液酸性增强，pH减小，C错误；处理1 mol Cr2O时转移6 mol e，据得失电子守恒可知，负极上生成1.5 mol CO2，在标准状况下的体积为1.5 mol22.4 Lmol133.6 L，D正确。12(2019四川遂宁诊断)我国科研团队在“可充室温钠二氧化碳电池”的研究中取得突破进展，该电池放电时工作情况如图所示。下列说法错误的是(C)A金属钠为电池的负极B放电时，电解液中Na向碳电极移动C充电时，碳电极发生的反应为4
15、Na3CO24e=2Na2CO3CD放电时，每转移2 mol电子，消耗标准状况下的CO2 33.6 L解析：由图可知，电池放电时钠被氧化生成Na，则钠为负极，碳电极为正极，A正确；放电时，该装置为原电池，阳离子向正极移动，则电解液中Na向碳电极移动，B正确；充电时，该装置为电解池，碳电极上发生氧化反应，电极反应式为2Na2CO3C4e=4Na3CO2，C错误；放电时，正极反应式为4Na3CO24e=2Na2CO3C，则转移2 mol电子时，消耗1.5 mol CO2，在标准状况下的体积为1.5 mol22.4 Lmol133.6 L，D正确。13燃料电池是一种将燃料所具有的化学能直接转换成电能
16、的化学装置。(1)以多孔铂为电极，如图甲装置中A、B口分别通入CH3CH2OH和O2构成乙醇燃料电池，则b电极是_(填“正极”或“负极”)，该电池的负极的电极反应式为_。甲乙(2)科学家研究了转化温室气体的方法，利用图乙所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO，该电池负极反应式为_，工作时的总反应式为_。(3)绿色电源“二甲醚氧气燃料电池”的工作原理如图丙所示。氧气应从c处通入，则电极Y为_极，发生的电极反应式为_；二甲醚(CH3OCH3)应从b处加入，电极X上发生的电极反应式为_；电池在放电过程中，电极X周围溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。 丙(4)合成气(H2、CO)不仅是化工
17、原料，也是清洁能源。如果H2和CO以体积比11组成的混合气体与空气构成碱性燃料电池(KOH溶液为电解质溶液且足量)，假设CO和H2同时按比例发生反应，则燃料电池负极的电极反应式为_。(5)如图丁是甲烷燃料电池原理示意图。电池的负极是_(填“a”或“b”)电极，该极的电极反应式为_。电池工作一段时间后电解质溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。 丁解析：(1)b电极通入O2，发生还原反应，则b电极为正极。乙醇(CH3CH2OH)在负极上发生氧化反应，电解质溶液为KOH溶液，负极反应式为CH3CH2OH16OH12e=2CO11H2O。(2)由图乙可知，CO2在N极上发生还原反应生成CO，
18、则N为正极，M为负极。H2O在负极上发生氧化反应生成O2，则电极反应式为2H2O4e=4HO2。H2O在M极上生成O2，CO2在N极上生成CO，则电池总反应式为2CO2=O22CO。(3)二甲醚氧气燃料电池中，O2通入正极，发生还原反应生成H2O，电极反应式为4HO24e=2H2O。二甲醚(CH3OCH3)在负极发生氧化反应生成CO2，电极反应式为CH3OCH33H2O12e=2CO212H。放电过程中，电极X上CH3OCH3被氧化生成CO2和H，电极X周围溶液中c(H)增大，溶液的pH减小。(4)在碱性条件下，CO和H2均被氧化，则燃料电池负极的电极反应式为COH26OH4e=CO4H2O。
19、(5)甲烷燃料电池中，CH4通人负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为CH410OH8e=CO7H2O。O2通入正极，发生还原反应，电极反应式为O22H2O4e=4OH，结合负极反应式及得失电子守恒推知，电池总反应式为CH42O22OH=CO3H2O，则甲烷燃料电池工作时不断消耗OH，溶液中c(OH)减小，溶液的pH减小。答案：(1)正极CH3CH2OH16OH12e=2CO11H2O(2)2H2O4e=4HO22CO2=O22CO(3)正4HO24e=2H2O CH3OCH33H2O12e=2CO212H减小(4)COH26OH4e=CO4H2O(5)aCH410OH8e=CO7H2O减小