1、考点规范练17原电池化学电源(时间:45分钟满分:100分)考点规范练第34页一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列电池工作时,O2在正极放电的是()答案:B解析:题给电池中只有氢燃料电池中O2参与正极反应并放电。2.(2015北京石景山期末)某同学组装了如图所示的原电池装置,下列叙述中正确的是()A.电流方向:电极电极B.电极逐渐溶解C.电极上发生还原反应D.盐桥中装有含氯化钾的琼脂,Cl-向右池移动导学号25730362答案:A解析:A项,铝比铜活泼,铝作负极,铜作正极,原电池中电流从正极流向负极,即电流方向:电极A电极;B项,负极上Al
2、失电子逐渐溶解,即电极逐渐溶解;C项,电极作负极,失去电子发生氧化反应;D项,原电池中阴离子移向负极,即Cl-向左池移动。3.(2015湖北襄阳一中月考)控制适合的条件,将反应2Fe3+2I-2Fe2+I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是()A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态D.电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极答案:D解析:由图示结合原电池原理分析可知,Fe3+得电子变成Fe2+被还原,I-失去电子变成I2被氧化,所以A、B正确;电流计读数为零时,Fe3+得电
3、子速率等于Fe2+失电子速率,反应达到化学平衡状态,C正确;在甲中溶入FeCl2固体,平衡2Fe3+2I-2Fe2+I2向左移动,I2被还原为I-,乙中的石墨电极为正极,D不正确。4.银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是()A.处理过程中银器一直保持恒重B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银C.该过程中总反应为2Al+3Ag2S6Ag+Al2S3D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl答案:B解析:由“电化学原理”可知正极反应为Ag2S+2
4、e-2Ag+S2-,负极反应为Al-3e-Al3+;电解质溶液中发生反应Al3+3H2OAl(OH)3+3H+,S2-与H+结合生成H2S,使Al3+3H2OAl(OH)3+3H+的平衡右移,最终生成Al(OH)3沉淀,只有B选项正确。5.某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl22AgCl。下列说法正确的是()A.正极反应为AgCl+e-Ag+Cl-B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变D.当电路中转移01 mol e-时,交换膜左侧溶液中约减少02 mol离子导学号25730363答案:D解析:原电池的正极发生得电子的还原反应
5、:Cl2+2e-2Cl-,负极发生失电子的氧化反应:Ag-e-+Cl-AgCl,阳离子交换膜右侧无白色沉淀生成;若用NaCl溶液代替盐酸,电池总反应不会改变;当电路中转移01 mol电子时,负极消耗01 mol Cl-,右侧正极生成01 mol Cl-,左侧溶液中应有01 mol H+移向右侧,约减少02 mol离子。6.(2015辽宁五校联考)关于右图所示的原电池,下列说法正确的是()A.锌电极上发生还原反应,铜电极上发生氧化反应B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C.电子从锌电极通过电流表流向铜电极D.铜电极上发生的电极反应为2H+2e-H2答案:C解析:A项,较活泼的金属Zn作负极,发生
6、氧化反应;较不活泼的金属Cu作正极,发生还原反应。B项,盐桥中的阴离子移向硫酸锌溶液,阳离子移向硫酸铜溶液。C项,电子沿导线由负极流向正极,即由锌电极流向铜电极。D项,铜电极作正极,发生的电极反应为Cu2+2e-Cu。7.“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是()A.电池反应中有NaCl生成B.电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C.正极反应为NiCl2+2e-Ni+2Cl-D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动答案:B解析:负极Na-e-Na+,由“多孔Ni/NiCl2”可知正极NiCl2得电子,电
7、极反应为NiCl2+2e-Ni+2Cl-,B选项错误。8.(2015贵州七校联考)如图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH-Ni碱性电池)。下列有关说法不正确的是()A.放电时正极反应为NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-B.放电时负极反应为MH+OH-e-H2O+MC.充电时OH-移向阳极,参与电极反应D.充电时电池的正极连接直流电源的正极,得到电子,发生还原反应导学号25730364答案:D解析:放电时,正极反应为NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-,A项正确;放电时,负极反应为MH+OH-e-H2O+M,B项正确;充电时,阳极反应为Ni(O
8、H)2+OH-e-NiOOH+H2O,C项正确;充电时电池的正极连接直流电源的正极,失去电子,发生氧化反应,D项错误。9.(2015湖北重点联考)如图所示为以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池的结构示意图。关于该电池的叙述不正确的是()A.该电池不能在高温下工作B.电池的负极反应为C6H12O6+6H2O-24e-6CO2+24H+C.放电过程中,电子从正极区向负极区每转移1 mol,便有1 mol H+从阳极室进入阴极室D.微生物燃料电池具有高能量转换效率、原料广泛、操作条件温和、有生物相容性等优点,值得研究与推广答案:C解析:高温条件下微生物会死亡,电池不能正常工作,A选项正确;电池的负极失电子
9、,发生氧化反应,即葡萄糖失电子生成二氧化碳气体,B选项正确;放电过程中,电子从负极区向正极区转移,C选项错误;结合题给条件分析,D选项正确。1(2016河南安阳林州一中检测)如图是锂-空气电池放电和充电时的工作示意图。下列说法正确的是()A.该电池放电时,图中电极a是正极,c是负极B.该电池放电时,水性电解质pH不变C.当给该锂-空气电池充电时,c极应接电源的负极D.当给该锂-空气电池充电时,b极的电极反应式为4OH-4e-2H2O+O2答案:D解析:放电时,该电池反应式中元素化合价变化为:Li元素由0价变为+1价,O元素化合价由0价变为-2价,所以a是负极,c是正极,故A错误;放电时,正极上
10、电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,正极附近生成氢氧根离子,导致氢氧根离子浓度增大,则溶液的pH增大,故B错误;充电时,正极与电源正极相连为阳极失电子发生氧化反应,所以正极c极应接电源的正极,故C错误;该锂-空气电池充电时,b极应接电源的正极为阳极,电极反应式为4OH-4e-2H2O+O2,故D正确。二、非选择题(本题共3个题,共50分)11.(2015辽宁五校联考,节选)(16分)据图回答下列问题:.若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到的现象是,负极反应式为。若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,则负极为(填“Mg”或“Al”),总反应的化学方程式为。.中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术
11、方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时,b口通入的物质为,c口通入的物质为。该电池负极的电极反应式为。工作一段时间后,当12.8 g甲醇完全反应生成CO2时,有NA个电子转移。导学号25730365答案:.Mg逐渐溶解,Al片上有气泡冒出,电流计指针偏转Mg-2e-Mg2+Al2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2.CH3OHO2或空气CH3OH-6e-+H2OCO2+6H+2.4解析:.若烧杯中溶液为稀硫酸,因Mg的活泼性较Al强,故Mg作负极,负极上发生反应Mg-2e-Mg2+,镁片溶解;Al作正极,正极上发生反应2H+2e
12、-H2,故Al片上有气泡冒出;因电路中产生电流,故电流计指针偏转。若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,因为Mg不与NaOH溶液反应,所以Al是负极,Mg是正极,总反应为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2。.由H+移动方向可知,左侧为负极,右侧为正极,故b口通入CH3OH,c口通入O2或空气。负极反应式为CH3OH-6e-+H2OCO2+6H+。当12.8 g甲醇(即4 mol)完全反应生成CO2时,转移2.4 mol电子,即转移2.4NA个电子。12.(16分)(1)(2015江苏徐淮连宿四市一模)天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷。(1)科学家用氮化镓材料与铜组装
13、如图所示的人工光合系统,利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4。写出铜电极表面的电极反应式。为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少量(选“盐酸”或“硫酸”)。(2)(2015江西三校高三联考)化学家正在研究尿素动力燃料电池,尿液也能发电。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所示,写出该电池的负极反应式:。(3)(2015河南洛阳高三期末)以甲醇、CO2、空气及熔融盐K2CO3可组成燃料电池,写出该电池负极的电极反应式:。答案:(1)CO2+8e-+8H+CH4+2H2O硫酸(2)CO(NH2)2+H2O-6e-CO2+N2+6H
14、+(3)CH3OH-6e-+3C4CO2+2H2O解析:(1)根据图示,电子流入铜电极,铜电极上发生得电子的反应,化合价降低被还原,反应物有CO2,生成物有CH4;两电极之间是质子交换膜,可知只允许H+通过,则铜电极表面的电极反应式为CO2+8e-+8H+CH4+2H2O。GaN电极上发生的反应应为水电离的OH-放电生成O2,可写为2H2O-4e-4H+O2或4OH-4e-O2+2H2O,因此不能加入盐酸,否则Cl-失电子能力强于OH-将影响反应正常进行,故只能加入硫酸提高工作效率。(2)由图示知CO(NH2)2在负极失去电子发生氧化反应生成CO2、N2,则电极反应为CO(NH2)2+H2O-
15、6e-CO2+N2+6H+。(3)还原剂作负极失电子发生氧化反应,故负极为甲醇失电子生成二氧化碳和水的反应,结合得失电子守恒和电荷守恒可写出电极反应式。13.(18分)(1)(2015海南化学,15节选)右图所示原电池正极的反应式为。(2)(2015安徽理综,25节选)常温下,将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓硝酸中组成原电池(图1),测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示。反应过程中有红棕色气体产生。0t1时,原电池的负极是Al片,此时,正极的电极反应式是,溶液中的H+向极移动。t1时,原电池中电子流动方向发生改变,其原因是。(3)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。通过N
16、Ox传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:Pt电极上发生的是反应(填“氧化”或“还原”)。写出NiO电极的电极反应:。答案:(1)Ag+e-Ag(2)2H+N+e-NO2+H2O正Al在浓硝酸中发生钝化,氧化膜阻止了Al的进一步反应(3)还原NO+O2-2e-NO2解析:(1)该原电池的实质是Cu与Ag+发生置换反应生成Ag单质,所以正极反应为Ag+发生还原反应:Ag+e-Ag。(2)在0t1时,正极上是N得电子后结合H+生成NO2和H2O;在原电池中,阳离子向正极移动,故H+向正极移动;由于Al与浓硝酸反应后在表面生成了致密的氧化膜阻止了Al的进一步反应,t1时发生Cu与浓硝酸的反应,Cu作负极,原电池中电子流动方向发生了改变。(3)此装置为原电池,通入氧化剂(O2)的为正极(或依据阴离子O2-向负极移动判断),正极发生得电子的还原反应。负极NO失电子生成NO2,电极反应为NO+O2-2e-NO2。
