1、第三讲 化学能转化为电能电池一、选择题1下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是()。解析A项是将电能转化成化学能；B项是将水的势能转化成电能；C项是将太阳能转化成热能。答案D来源:学科网ZXXK来源:学科网ZXXK2下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()A钢管与电源正极连接，钢管可被保护B铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀D钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe3e=Fe3解析 钢管与电源正极相连，则钢管作阳极，发生氧化反应而被腐蚀，A项错误；铁遇冷浓硝酸表面钝化，在表面生成一层致密的氧化膜保护内部不被腐蚀，B项正确；钢管与铜
2、管露天堆放在一起，形成原电池时钢管作负极，发生氧化反应而被腐蚀，C项错误；钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应为：Fe2e=Fe2，D项错误。答案 B3已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“”，另一个接线柱旁标有“”。关于标有“”的接线柱，下列说法中正确的是()来源:Zxxk.ComA充电时作阳极，放电时作正极B充电时发生还原反应，放电时发生氧化反应C充电时作阴极，放电时作负极D充电、放电时均发生氧化反应来源:学科网ZXXK解析 “”接线柱标明放电时作正极，即放电时发生还原反应，则充电时应发生氧化反应，应该作阳极。答案 A4如图甲是Zn和Cu形成的原电池
3、，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如图乙所示，则卡片上的描述合理的是()。卡片号：22012.8.15实验后的记录： Cu为阳极，Zn为阴极Cu极上有气泡产生SO2-4向Cu极移动来源:学科网ZXXK若有0.5 mol电子流经导线，则可产生0.25 mol气体电子的流向是：Cu导线Zn正极反应式：Cu+2e-Cu2+图乙A B C D解析中Cu为正极，Zn为负极，中SO42向负极移动，中电子的流向是：Zn导线Cu，中正极反应式：2H2e=H2，故错。答案B5为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期，
4、下列对实验结束时现象描述不正确的是()。A装置左侧的液面一定会上升B左侧液面装置比装置的低C装置中的铁钉腐蚀最严重D装置中的铁钉几乎没被腐蚀答案 B解析 装置中潮湿的水蒸气为中性，铁钉发生吸氧腐蚀，左侧液面一定会上升；装置中为盐酸酸雾，铁钉发生析氢腐蚀，左侧液面一定会下降，且铜丝与铁钉构成原电池，腐蚀最严重；装置中铁钉在干燥环境中，几乎不发生腐蚀。6某新型电池，以NaBH4(B的化合价为3价)和H2O2作原料，该电池可用作深水勘探等无空气环境电源，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()。A电池工作时Na从b极区移向a极区来源:学科网ZXXKB每消耗3 mol H2O2，转移3 mol eCb
5、极上的电极反应式为：H2O22e2H=2H2ODa极上的电极反应式为：BH48OH8e=BO26H2O解析该电池工作时，a电极反应式为BH48OH8e=BO26H2O；b电极反应式为4H2O28e=8OH；随着不断放电，a极负电荷减少，b极负电荷增多，故Na从a极区移向b极区；每消耗3 mol H2O2转移6 mol e，故A、B、C错误，D正确。答案D7如图装置是一种可充电电池，装置为电解池。装置的离子交换膜只允许Na通过，已知电池充放电的化学方程式为：2Na2S2NaBr3Na2S43NaBr，当闭合开关K时，X电极附近溶液变红。下列说法正确的是()。来源:学科网ZXXKA闭合开关K时，钠
6、离子从右到左通过离子交换膜B闭合开关K时，负极反应式为：3NaBr2e=NaBr32NaC闭合开关K时，X电极反应式为：2Cl2e=Cl2D闭合开关K时，当有0.1 mol Na通过离子交换膜时，X电极上放出标准状况下气体1.12 L解析“当闭合开关K时，X电极附近溶液变红”说明X是阴极，Y为阳极，则电池的左侧是负极。在原电池中阳离子向正极移动，故A错；NaBr33NaBr，溴元素的化合价降低，是得到电子而不是失去，故B错；X极是阴极，发生的电极反应式为：2H2e=H2，故C错；“当有0.1 mol Na通过离子交换膜时”说明转移了0.1 mol电子，则X电极生成0.05 mol H2，在标准
7、状况下体积为1.12 L，故D正确。答案D二、非选择题8将铜棒与锌棒用导线连接，依次插入分别盛有：硫酸溶液；硫酸铜溶液；硫酸钠溶液的三个烧杯中，此时，(1)铜片上发生的主要反应的电极反应式是：_；_；_。(2)铁制品在经常下酸雨的地区电化学腐蚀严重，写出此电化学腐蚀的电极反应式：正极_；负极_。(3)将表面去掉氧化膜的镁片与铝片用带电流表的导线连接，插入盛有烧碱溶液的烧杯中，此时发现电流计指针偏转，判断此原电池的正负极，并写出电极反应式和总反应方程式。正极：_，电极反应式：_，负极：_，电极反应式：_，总反应：_。答案(1)2H2e=H2Cu22e=CuO22H2O4e=4OH(2)2H2e=
8、H2Fe2e=Fe2(3)Mg6H2O6e=3H26OHAl2Al8OH6e=2Al(OH)42Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H29依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：(1)电极X的材料是_；电解质溶液Y是_；(2)银电极为电池的_极，发生的电极反应为_；X电极上发生的电极反应为_；(3)外电路中的电子是从_电极流向_电极。来源:Z#xx#k.Com答案(1)铜AgNO3溶液(2)正Age=Ag(或2Ag2e=2Ag)Cu2e=Cu2(3)铜银解析 该题考查原电池的基本原理，根据所给反应的设计要求并结合所给
9、装置可看出：X极是Cu，Y极电解质溶液必须是AgNO3溶液，因为Cu比Ag活泼，所以Cu为负极，Ag为正极，电极反应分别为负极：Cu2e=Cu2，正极：Age=Ag，在外电路，电子由负极Cu流向正极Ag。10如图所示，在不同的电解质溶液中可以组 成不同的电池。(1)当电解质溶液为稀硫酸时，Fe电极是_(填“正”或“负”)极，其电极反应式为_。当电解质溶液为NaOH溶液时，Al电极是_(填“正”或“负”)极，其电极反应式为_。(2)若把铝改为锌，电解质溶液为浓硝酸，则Fe电极是_(填“正”或“负”)极，其电极反应式为_。解析 (1)电解质溶液是稀硫酸时，Al电极是负极，Fe电极是正极，正极反应式
10、为2H2e=H2。当电解质溶液是NaOH溶液时，铝与NaOH溶液反应，而Fe不反应，故铝作原电池的负极，电极反应式为Al3e4OH=Al(OH)4。(2)把铝改为锌，用浓硝酸作电解质溶液，铁遇浓硝酸发生钝化，则Fe电极是正极，Zn电极是负极，Fe电极上的电极反应式为NO2He=NO2H2O。答案 (1)正2H2e=H2负Al3e4OH=Al(OH)4(2)正NO2He=NO2H2O11第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。(1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料，汽油(以辛烷C8H18计)和氧
11、气充分反应，生成1 mol水蒸气放热569.1 kJ。则该反应的热化学方程式为_。(2)混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式为H22NiOOH2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为_。来源:学科网ZXXK(3)Cu2O是一种半导体材料，可通过如图所示的电解装置制取，电解总反应式为2CuH2OCu2OH2，阴极的电极反应式是_。来源:Z*xx*k.Com用镍氢电池作为电源进行电
12、解，当电池中有1 mol H2被消耗时，Cu2O的理论产量为_g。(4)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的_腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的_(填“正”或“负”)极相连。解析(2)混合动力车上坡或加速时需要动力，故反应为原电池放电反应，即乙电极为正极，发生反应NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，故乙电极周围溶液的pH增大。(3)电解池的阴极发生还原反应，即2H2e=H2。当电池中有1 mol H2被消耗时有2 mol电子转移，根据电子守恒可知Cu2O的理论产量为144 g。(4)钢铁船体在海水中发生吸氧腐蚀，可利用牺牲阳极保护法或外加电源阴极保护法防止其被腐蚀。答案(1)C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H5 121.9 kJmol1(2)增大NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH(3)2H2e=H2144(4)吸氧负
