1、课时作业(二十三)原电池化学电源1.(2014北京高考)下列电池工作时，O2在正极放电的是()答案：B解析：锌锰电池中电极反应式，负极：Zn2e=Zn2、正极：2MnO22NH2e=Mn2O32NH3H2O，所以不符合题意，故A错误；酸性氢燃料电池电极反应式为2H24e=4H、O24H4e=2H2O，碱性氢燃料电池电极反应式为2H24e4OH=4H2O、O22H2O4e=4OH，所以符合题意，故B正确；铅蓄电池放电时负极：Pb2eSO=PbSO4，正极：PbO22e4HSO=PbSO42H2O，所以不符合题意，故C错误；镍镉电池放电，正极：2NiOOH2H2O2e=2Ni(OH)22OH、负极
2、：Cd2OH2e=Cd(OH)2，所以不符合题意，故D错误。2如图，在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，下列关于该装置的说法正确的是()A外电路的电流方向为：X外电路YB若两电极分别为铁和碳棒，则X为碳棒，Y为铁CX极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应D若两电极都是金属，则它们的活动性强弱为XY答案：D解析：外电路电子流向为X外电路Y，电流方向与其相反，X极失电子，作负极，Y极发生的是还原反应，X极发生的是氧化反应。若两电极分别为铁和碳棒，则Y为碳棒，X为铁。3(2015天津高考)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通
3、过，下列有关叙述正确的是()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡答案：C解析： A项，Cu作正极，电极上发生还原反应，错误；B项，电池工作过程中，SO不参加电极反应，故甲池的c(SO)基本不变，错误；C项，电池工作时，甲池反应为Zn2e=Zn2，乙池反应为Cu22e=Cu，甲池中Zn2会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64 g Cu析出，则进入乙池的Zn2为65 g，溶液总质量略有增加，正确；D项，由题干信息可知，阴离子
4、不能通过阳离子交换膜。4(2016马鞍山模拟)下图为某原电池的结构示意图，下列说法中不正确的是()A原电池工作时的总反应为ZnCu2=Zn2Cu，该反应一定为放热反应B原电池工作时，Zn电极流出电子，发生氧化反应C原电池工作时，铜电极上发生氧化反应，CuSO4溶液蓝色变深D如果将Cu电极改为Fe电极，Zn电极依然作负极答案：C解析：由图可知：原电池总反应为ZnCu2=Zn2Cu，自发进行且放热的反应才能设计成原电池，A正确；Zn比Cu活泼，故作负极，失电子发生氧化反应，B正确，C不正确；Fe也不如Zn活泼，故Zn电极依然作负极，D正确。5(2015课标卷)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能
5、转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()A正极反应中有CO2生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O答案：A解析：图示所给出的是原电池装置。A.有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极电极反应式为O24e4H=2H2O，C6H12O6在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224H，负极上有CO2产生，故A不正确。B.微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故B正确。C.质子是
6、阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C正确。D.正极的电极反应式为6O224e24H=12H2O，负极的电极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224H，两式相加得电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O，故D正确。6锂电池的构造如图所示，电池内部“”表示放电时Li的迁移方向，电池总反应可表示为Li1xCoO2LixC6LiCoO26C，下列说法错误的是()A该电池的负极为LiCoO2B电池中的固体电解质可以是熔融的氯化钠、干冰等C充电时的阴极反应：Li1xCoO2xLixe=LiCoO2D外电路上的“”表示放电时的电子流向答案：B解析：根据锂离子的移动方向，确定LiCoO2
7、是负极，碳电极是正极，电子从负极经外电路移向正极，充电时为电解池，阴极发生得电子的还原反应，故A、C、D正确。干冰是固体二氧化碳，属于非电解质，故B错误。7(2016南昌模拟)如图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，已知放电时电池反应为PbO2Pb4H2SO=2PbSO42H2O。下列有关说法正确的是()AK与N连接时，能量由电能转化为化学能BK与N连接时，H向负极区迁移CK与M连接时，所用电源的a极为负极DK与M连接时，阳极附近的pH逐渐增大答案：C解析： A项错误，K与N相接时，是原电池，由化学能转化为电能；B项错误，由于形成原电池时正极消耗氢离子，所以氢离子向正极移动；C项正确，充电时，二
8、氧化铅作为原电池的正极连接到电源的正极，所以b是正极，a是负极；D项错误，阳极生成二氧化铅和氢离子，pH减小。8(2014福建高考)某原电池装置如图所示，电池总反应为2AgCl2=2AgCl。下列说法正确的是()A正极反应为AgCle=AgClB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0.01 mol e时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子答案：D解析：在原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故由总反应式可知，负极反应为：2Ag2e2Cl=2AgCl，正极反应为：Cl22e=2Cl，A项错误；由于电解质溶液中含有大
9、量Cl，故放电时，Ag在交换膜左侧即与Cl反应生成AgCl沉淀，B项错误；用NaCl溶液代替盐酸，电池总反应不变，C项错误；电路中转移0.01 mol e时，交换膜左侧溶液有0.01 mol Cl参与反应生成AgCl沉淀，还有0.01 mol H通过阳离子交换膜进入右侧溶液，故D项正确。9.下图是一种燃料型电池检测仪的工作原理示意图。下列说法不正确的是()A该仪器工作时酒精浓度越大，则电流强度越大B工作时外电路电子流向为XYC检测结束后，X极区的pH增大D电池总反应为2CH3CH2OHO2=2CH3CHO2H2O答案：C解析：A.该图为酒精燃料电池，该仪器工作时酒精浓度越大，则单位时间内转移电
10、子数越多，电流强度越大，正确；B.燃料电池中通入燃料的一极发生氧化反应作原电池的负极，所以X是负极，Y是正极，电子从外电路的负极流向正极，正确；C.酒精发生氧化反应生成乙醛和氢离子，所以X极区的氢离子浓度增大，pH减小，错误；D.燃料电池反应的实质就是乙醇与氧气反应生成乙醛和水，所以电池总反应为2CH3CH2OHO2=2CH3CHO2H2O，正确，答案选C。10化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。.氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图所示的实验(图中所用电极均为惰性电极)：(1)对于氢氧燃料电池，下列叙述
11、不正确的是_。Aa电极是负极，OH移向负极Bb电极的电极反应为O22H2O4e=4OHC电池总反应式为2H2O22H2OD电解质溶液的pH保持不变E氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置(2)上图右边装置中盛有100 mL 0.1 molL1 AgNO3溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112 mL(标准状况下)时，此时AgNO3溶液的pH_(溶液体积变化忽略不计)。.已知甲醇的燃烧热H726.5 kJ/mol，在直接以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为_，正极的反应式为_。理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能为702.1 k
12、J，则该燃料电池的理论效率为_(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。答案：.(1)CD(2)1 .CH3OHH2O6e=CO26HO24H4e=2H2O96.6%解析：.(1)C项反应条件不是点燃，C项错误；随着燃料电池的不断反应，水越来越多，KOH溶液浓度逐渐减小，pH逐渐降低，故D错误。(2)右池为电解池，其电极反应为阳极：4OH4e=O22H2O，阴极：4Ag4e=4Ag，当氢氧燃料电池中消耗氢气112 mL(标准状况下)时，转移电子数为0.01 mol，右池中共消耗0.01 mol OH，故生成0.01 mol H，c(H)0.1 molL
13、1，pH1。.该燃料电池的理论效率100%96.6%。11LiSOCl2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_，发生的电极反应为_；(2)电池正极发生的电极反应为_；(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_。答案：(1)LiLie=Li(2)2SOCl24e=4ClSSO2(
14、3)出现白雾，有刺激性气味气体生成SOCl2H2O=SO22HCl(4)因为构成电池的主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应解析：分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂，SOCl2为氧化剂。(1)负极材料为Li(还原剂)，电极反应式为Lie=Li。(2)正极反应式可由总反应减去负极反应式得到：2SOCl24e=4ClSSO2。(3)题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl，所以现象应该为出现白雾和有刺激性气味气体生成。(4)因为构成电池的主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应。12某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。(1)如图
15、为某实验小组依据氧化还原反应：(用离子方程式表示)_。设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过_mol电子。(2)其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为_，这是由于NH4Cl溶液显_(填“酸性”“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的原因_，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式_，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的3价铁被氧化为更高的价态。”如果3价铁被氧化为FeO，试
16、写出该反应的离子方程式_。(3)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图所示。一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，现象是_，电极反应为_；乙装置中石墨(1)为_极(填“正”或“负”或“阴”或“阳”)，乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为_，产物常用_检验，反应的离子方程式为_。答案：(1)FeCu2=Fe2Cu0.2(2)2H2e=H2酸性NHH2ONH3H2OH2Fe2Cl2=2Fe32Cl2Fe33Cl28H2O=2FeO6Cl16H(3)溶液变红O22H2O4e=4OH阴 2Cl2e=Cl2湿润的淀粉碘化钾试纸Cl22I=2ClI2解析：(1)设导线中通过的电子的物质的量为x，则负极减少28 gmol1x，正极增重32 gmol1x，28x32x12，x0.2 mol。(2)NH4Cl水解溶液显酸性，正极上H得电子，负极上Fe失电子生成Fe2。Cl2将Fe2氧化为 Fe3，Cl2过量时，发生的反应为2Fe33Cl28H2O=2FeO6Cl16H。(3)将盐桥改为铜丝和石墨后甲装置成为原电池，乙装置成为电解池。甲中Fe为负极，Cu为正极，正极电极反应式为O22H2O4e=4OH，滴加酚酞后变红色。乙中石墨(1)为阴极，与铜丝相连的电极为阳极，电极反应式为2Cl2e=Cl2，Cl2可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验。