1、第二讲 原电池 化学电源一、选择题1铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是()A电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB电池放电时，负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2C电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O解析A项，由电池反应可知，Ni2O3Ni(OH)2，Ni的化合价由3价2价，化合价降低，发生还原反应，故Ni2O3为正极，FeFe(OH)2，Fe的化合价由0价2价，化合价升高，发生氧化反应，故Fe为负极，正确；B
2、项，负极发生氧化反应，Fe2OH2e=Fe(OH)2，正确；C项，阴极发生还原反应，Fe(OH)22e=Fe2OH，c(OH)增大，溶液的pH增大，故错误；D项，阳极发生氧化反应，电极反应为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O，D正确。答案C2下列化学电池不易造成环境污染的是()A氢氧燃料电池 B锌锰电池C镍镉电池 D铅蓄电池解析重金属离子都会造成污染。答案A3结合下图判断，下列叙述正确的是()A和中正极均被保护B和中负极反应均是Fe2e=Fe2C和中正极反应均是O22H2O4e=4OHD和中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀解析形成原电池活泼金属作负极，正极均被保护，
3、A正确；中负极为活泼金属Zn，B错误；中是酸性溶液，电极反应式中不能有OH生成，C错误；中无Fe2生成，所以无蓝色沉淀生成，D错误。答案A4根据下图，下列判断中正确的是(双选) ()A烧杯a中的溶液pH升高B烧杯b中发生氧化反应C烧杯a中发生的反应为2H2e=H2D烧杯b中发生的反应为2Cl2e=Cl2解析由图知，烧杯b中的Zn棒失去电子，发生氧化反应，电子转移到Fe棒上，烧杯a中通入的氧气在Fe棒表面得电子生成氢氧根离子，使a中溶液的pH升高。所以正确的选项为A、B。答案AB5关于铅蓄电池的说法正确的是 ()A在放电时，正极发生的反应是Pb(s)SO(aq)2e=PbSO4(s)B在放电时，
4、该电池的负极材料是铅板C在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小D在充电时，阳极发生的反应是PbSO4(s)2e=Pb(s)SO(aq)解析A项中电池放电时正极应发生还原反应，电极反应为：PbO24HSO2e=PbSO42H2O；C项中电池充电时硫酸的浓度应不断增大；D项中电池充电时阳极应发生PbSO42H2O2e=PbO24HSO。答案B6某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2O2=2H2O，下列有关说法正确的是 ()A电子通过外电路从b极流向a极Bb极上的电极反应式为：O22H2O4e=4OHC每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H
5、2DH由a极通过固体酸电解质传递到b极解析由电池总反应方程式及原电池原理可知，充入H2的一极即a极是负极，充入O2的一极即b极是正极；电子由负极经外电路流向正极；电池内部阳离子即H移向正极，正极即b极的电极反应式为：O24H4e=2H2O，故A项、B项错误，D项正确。C项没有指明标准状况，故C项错误。答案D7一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料电池说法不正确的是()A在熔融电解质中，O2移向负极B电池的总反应是：2C4H1013O2=8CO210H2OC通入空气的一极是正极，电极反应为：
6、O24e=2O2D通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H1026e13O2=4CO25H2O解析由原电池原理知阴离子移向负极，A正确；原电池反应就是一个氧化还原反应，只是氧化反应和还原反应分别在两极进行，由丁烷的燃烧反应知，该电池的总反应为：2C4H1013O2=8CO210H2O，且丁烷失电子，O2得电子，故选D。答案D8固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是 ()A有O2放电的a极为电池的负极B
7、有H2放电的b极为电池的正极Ca极对应的电极反应为：O22H2O4e=4OHD该电池的总反应方程式为：2H2O2=2H2O解析H2在O2中燃烧的方程式为2H2O22H2O，所以氢氧燃料电池的总方程式为2H2O2=2H2O，D对；而O2为氧化剂，在正极反应，所以a极为正极，A错；因反应介质中没有水，所以正极反应式为O24e=2O2，C错；根据总反应写出负极反应式为2H22O24e=2H2O；H2为负极反应物，B错。答案D二、非选择题9Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在KOH溶液中加入适量AgNO3溶液，生成Ag2O沉淀，保持反应温度为80 ，边搅拌边将一定量K2S2O
8、8溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得固体样品。反应方程式为2AgNO34KOHK2S2O8Ag2O22KNO32K2SO42H2O回答下列问题：(1)上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是_。(2)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式：_。(3)准确称取上述制备的样品(设仅含Ag2O2和Ag2O)2.588 g，在一定的条件下完全分解为Ag和O2，得到224.0 mL O2(标准状况下)。计算样品中Ag2O2的质量分数(计算结果精确到小数点后两位)。解析(1)反应的产物中
9、有K2SO4，只要洗涤液中不存在SO，即可证明沉淀已经洗涤完全(反应后溶液中有KOH，只要洗涤液中不存在OH，即可证明沉淀已洗涤完全)。答案(1)取少许最后一次洗涤滤液，滴入12滴Ba(NO3)2溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤完全(或取少许最后一次洗涤滤液，滴入12滴酚酞溶液，若溶液不显红色，表示已洗涤完全)(2)Ag2O22Zn4KOH2H2O=2K2Zn(OH)42Ag(3)n(O2)1.000102mol设样品中Ag2O2的物质的量为x，Ag2O的物质的量为y。解得w(Ag2O2)0.91。10ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)该电池的负极
10、材料是_。电池工作时，电子流向_(填“正极”或“负极”)。(2)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_。欲除去Cu2，最好选用下列试剂中的_(填代号)。aNaOH bZn cFe dNH3H2O(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是_。若电解电路中通过2 mol电子，MnO2的理论产量为_g。解析(1)原电池的负极是发生氧化反应的一极：Zn2e=Zn2；电池工作时，电子是从负极流向正极。(2)Zn与Cu2发生氧化还原反应，生成的Cu附着在Zn的表面构成铜锌原电池，加快反应速率，从而加快Zn的腐蚀。(3
11、)电解池的阴极是发生还原反应的一极：2H2e=H2；每生成1 mol MnO2需转移2 mol电子，故每通过2 mol电子，理论上生成1 mol MnO2，质量为87 g。答案(1)Zn(或锌)正极(2)锌与还原出的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀b(3)2H2e=H28711由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应式是_。(2)装置乙中正极的电极反应式是_。(3)装置丙中溶液的pH_(填“变大”、“变小”或“不变”)。(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是_。解析甲、乙、丙均为原电池装
12、置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活泼性AB；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活泼性BC；丙中A上有气体即H2产生，则A为正极，活泼性DA，随着H的消耗，pH变大。答案(1)A2e=A2(2)Cu22e=Cu(3)变大(4)DABC12LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质溶液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li2SOCl2=4LiClSSO2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为_，发生的电极反应式为_；(2)电池正极发生的电极反应式为_；(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是_，反应的化学方程式为_；(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_。解析(1)、(2)电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应。(3)由NaOH与SOCl2反应的产物为Na2SO3、NaCl可知，SOCl2与水反应生成SO2和HCl。(4)由于电池材料易与水、O2反应。答案(1)锂Lie=Li(2)2SOCl24e=4ClSSO2(3)出现白雾，有刺激性气味的气体生成SOCl2H2O=2HClSO2(4)锂是活泼金属，易与H2O、O2反应；SOCl2也可与水反应