1、课时作业19原电池化学电源基础巩固1(2016山东泰安高三模拟)选用下列试剂和电极：稀H2SO4、Fe2(SO4)3溶液、铁棒、铜棒、铂棒，组成如图所示的原电池装置(只有两个电极)，观察到电流计G的指针均明显偏转，则其可能的组合共有()A6种 B5种C4种 D3种解析铁棒、铜棒作电极，稀H2SO4、Fe2(SO4)3溶液作电解质溶液可组成两种原电池；铁棒、铂棒作电极，稀H2SO4、Fe2(SO4)3溶液作电解质溶液可组成两种原电池；铂棒、铜棒作电极，Fe2(SO4)3溶液作电解质溶液可组成一种原电池，一共能形成5种原电池。答案B2(2016湖北孝感阶段测试)我国知名企业比亚迪公司开发了具有多项
2、专利的锂钒氧化物二次电池，其成本较低，对环境无污染，能量密度远远高于其他电池，电池总反应为V2O5xLi LixV2O5。下列说法中正确的是()A电池在放电时，Li向负极移动B锂在放电时作正极，充电时作阳极C该电池充电时阳极的反应为LixV2O5xe=V2O5xLiDV2O5只是锂发生反应的载体，不参与电池反应解析电池在放电时，Li向正极移动，A错误；锂在放电时作负极，充电时作阴极，B错误；该电池充电时阳极发生氧化反应，电极反应式是LixV2O5xe=V2O5xLi，C正确；V2O5参与电池反应，D错误。答案C3(2016江苏南通调研)下图为一种微生物燃料电池结构示意图，关于该电池叙述正确的是
3、()A分子组成为Cm(H2O)n的物质一定是糖类B微生物所在电极区放电时发生还原反应C放电过程中，H从正极区移向负极区D正极反应式为MnO24H2e=Mn22H2O解析分子式为CH2O的有机物为甲醛(HCHO)而不是糖，A错；微生物所在电极区生成了CO2，发生了氧化反应，B错；原电池在工作时，阳离子向正极区移动，C错；在正极上MnO2得电子生成Mn2，D正确。答案D4(2016辽宁五校联考)某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为FeNiO22H2OFe(OH)2Ni(OH)2，下列说法中正确的是()A放电时，负极上发生反应的物质是NiO2B放电时，正极反应是NiO22H2e=Ni(OH)2C充
4、电时，阴极反应是Ni(OH)22OH2e=NiO22H2OD充电时，阳极附近pH减小解析放电时，发生原电池反应，Fe为负极，此电池为碱性电池，在书写电极反应和总反应式时不能出现H，故放电时的电极反应是：(负极)Fe2OH2e=Fe(OH)2，(正极)NiO22H2O2e=Ni(OH)22OH。充电时，发生电解反应，此时阴极反应为原电池负极反应的逆反应，阳极反应为原电池正极反应的逆反应。充电时，阳极反应为Ni(OH)22OH2e=NiO22H2O，OH浓度减小，则阳极附近pH减小，故D正确。答案D5(2016北京朝阳一模)如图为锌铜原电池装置图，下列说法不正确的是()A电子经导线由Zn极流向Cu
5、极B该装置的总反应ZnCu2=Zn2CuC一段时间后，A池带正电荷，B池带负电荷D取出盐桥，电流计指针不再偏转解析盐桥中阳离子移向B池，阴离子移向A池，起到平衡电荷的作用，故A池和B池中溶液仍然保持电中性。答案C6.(2015四川成都一诊)利用如图所示原电池可测量空气中Cl2的含量，其中电解质是Ag可以自由移动的固体物质。下列分析不正确的是()A电子经外电路流向Pt电极B电池工作时，电解质中Ag数目减少C正极反应：Cl22e2Ag=2AgClD空气中c(Cl2)越大，Ag极消耗速率越快解析该电池的负极是Ag，电极反应为Age=Ag，正极发生反应：Cl22e2Ag=2AgCl，依据得失电子守恒负
6、极生成两个Ag，正极消耗两个Ag生成两个AgCl，所以电解质中Ag数目不变，B选项错误。答案B综合提升7(2016江西重点中学联考)以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质，天然气经重整催化作用提供反应气的燃料电池如下图。下列说法正确的是()A以此电池为电源电解精炼铜，当有0.1 mol e转移时，有3.2 g铜熔解B若以甲烷为燃料气时负极反应式：CH45O28e=CO2H2OC该电池使用过程中需补充Li2CO3和K2CO3D空气极发生的电极反应式为O24e2CO2=2CO解析因为电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜中的Zn、Fe等活泼金属均失电子，所以溶解的铜小于0.05 mol，质量小于3.2 g
7、，A项错误；因为电解质中无O2，应以CO配平电荷，正确的负极反应式为CH44CO8e=5CO22H2O、正极反应式为O24e2CO2=2CO，电池反应式：CH42O2=CO22H2O，不需要补充Li2CO3和K2CO3，B、C错误，D正确。答案D8(2016山西太原二模)新型NaBH4H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图所示(已知NaBH4中氢为1价)，下列有关该电池的说法不正确的是()A放电过程中，Na从A极区向B极区迁移B电极B材料中含MnO2层，MnO2起导电作用C在电池反应中，每消耗1 L 6 molL1 H2O2溶液，理论上流过电路中的电子为12NA个D电池负极区的电极反应为BH8
8、OH8e=BO6H2O解析根据题中图示可知，H2O2在B极得电子发生还原反应，故B极为正极，则A为负极。A项，原电池中阳离子移向正极，即向B极区迁移，正确；B项，MnO2不能导电，只起催化作用，错误；C项，H2O22e=2OH1 21 L6 molL1 n12 mol则转移的电子数为12NA个，正确；D项，根据题中图示知，A极发生的反应为BH8OH8e=BO6H2O，正确。答案B9(2016广东广州一模)某同学组装了下图所示的电化学装置，电极材料均为石墨，闭合K后，下列叙述正确的是()A电子移动方向：电极B电极的电极反应：O22H2O4e=4OHC电极发生还原反应D电极附近观察到黄绿色气体解析
9、左侧为燃料电池，右侧为电解池；通H2一极为负极，通O2一极为正极，则电极是电解池的阳极，电极是电解池的阴极；电子从流向；电极的电极反应为O22H2O4e=4OH；电极发生氧化反应；电极的电极反应为2H2O2e=H22OH，故B正确，A、C、D均不正确。答案B10(2016北京石景山一模)根据右图，下列判断正确的是()A电子从Zn极流出，流入Fe极，经盐桥回到Zn极B烧杯b中发生的电极反应为Zn2e=Zn2C烧杯a中发生反应O24H4e=2H2O，溶液pH降低D向烧杯a中加入少量K3Fe(CN)6溶液，有蓝色沉淀生成解析A项，锌是负极，铁是正极，电子从负极经外电路流向正极；B项，负极发生的电极反
10、应为Zn2e=Zn2；C项，烧杯a中发生反应O22H2O4e=4OH，溶液pH升高；D项，烧杯a中无Fe2生成，加入少量K3 Fe(CN)6溶液，无蓝色沉淀生成。答案B11(2016山东日照一中质检)利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池示意图。当电池工作时，有关说法正确的是()A铝罐将逐渐被腐蚀B该电池驱动电动玩具时，石墨棒应与玩具电机的负极相连C石墨棒上发生的反应为：O24e2H2O=4OHD该电池工作一段时间后石墨棒的质量会减轻解析原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应，电子经导线传递到正极，溶液中的阳离子向正极移动，正极得
11、到电子，发生还原反应。铝是活泼的金属，作负极，失去电子，石墨棒是正极，氧气在正极得到电子，即相当于是铝的吸氧腐蚀，电极反应式O24e2H2O=4OH，A正确，C错误；石墨棒应与玩具电机的正极相连，B错误；该电池工作一段时间后石墨棒的质量增加，D错误。答案A体验高考12(2014海南卷)锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如下图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：(1)外电路的电流方向是由_极流向_极。(填字母序号)(2)电池正极反应式为_。(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_(填“是
12、”或“否”)，原因是_。(4) MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为_。解析(1)由两极物质可知，负极为Li，正极为MnO2，则外电路电流流向为正极经导线到达负极，即b极流向a极。(2)正极为MnO2，而题干中给出Li通过电解质迁移入MnO2晶格中生成LiMnO2，故正极电极反应式为MnO2eLi=LiMnO2。(3)负极Li为活泼碱金属元素，单质Li会与水发生反应，所以不能用水溶液作电解质。(4) MnO2可与KOH、KClO3在高温下生成K2MnO4，则锰元素化合价升高，氯
13、元素化合价降低，依据氧化还原反应书写化学方程式；K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2，依据化合价升降相等快速判断产物的物质的量之比(K2MnO4KMnO4化合价升高1；K2MnO4MnO2化合价降低2)为21。答案(1)ba(2)MnO2eLi=LiMnO2(3)否电极Li是活泼金属，能与水反应(4)3MnO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O2113(2015新课标全国卷)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。
14、有关数据如下表所示：溶解度/(g/100 g水) 温度/化合物020406080100NH4Cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl2343395452488541614化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值101710171039回答下列问题：(1)该电池的正极反应式为_，电池反应的离子方程式为_。(2)维持电流强度为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗锌_g。(已知F96 500 Cmol1)(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过_分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、_和_，欲从中得到较纯的MnO2
15、，最简便的方法为_，其原理是_。(4)用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是：加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为_，加碱调节至pH为_时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1105 molL1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为_时，锌开始沉淀(假定Zn2浓度为0.1 molL1)。若上述过程不加H2O2后果是_，原因是_。解析(1)该电池为酸性锌锰干电池，电极反应式为负极：Zn2e=Zn2，正极：2MnO22e2H=2MnOOH。(2)电量QIt0.5 A560 s150 C，则m(Zn)65 gmol10.05 g。(3)由表格中信息可知，Z
16、nCl2的溶解度受温度影响较大，NH4Cl的溶解度受温度影响较小，故可通过加热浓缩、冷却结晶的方法分离。(4)KspFe(OH)3c(Fe3)c3(OH)1105c3(OH)11039，c(OH)1011.3 molL1，pOH11.3，则pH2.7。KspZn(OH)2c(Zn2)c2(OH)0.1c2(OH)11017，c(OH)108 molL1，pOH8，则pH6。因Zn(OH)2和Fe(OH)2的Ksp接近，若不用H2O2将Fe2氧化为Fe3，沉淀Zn2时，Fe2也可转化为Fe(OH)2沉淀，而使制得的ZnSO47H2O不纯净。答案(1)MnO2He=MnOOH2MnO2Zn2H=2MnOOHZn2(注：式中Zn2可写为Zn(NH3)，Zn(NH3)2Cl2等，H可写为NH)(2)0.05(3)加热浓缩、冷却结晶碳粉MnOOH空气中加热碳粉转变为CO2，MnOOH氧化为MnO2(4)Fe32.76Zn2和Fe2分离不开Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近