1、z&1.2011年8月美国海军海底战事中心与某省理工大学共同研制成功了用于潜航器的镁过氧化氢燃料电池系统。电池总反应是：MgH2O22H=Mg22H2O，其工作原理如图所示：以下说法中错误的是()A电池的负极反应为：Mg2e=Mg2B电池工作时，H向负极移动C电池工作一段时间后，溶液的pH增大DH2O2的还原产物为H2O解析：原电池中阳离子向正极移动。答案：B2(2013年长春调研)下图为一原电池装置，下列叙述中正确的是()A铜离子在铜片表面被还原B盐桥中的K移向ZnSO4溶液C电流从锌片经导线流向铜片D铜是阳极，铜片上有气泡产生解析：该原电池装置中Zn片作负极：Zn2e=Zn2，Cu作正极：
2、Cu22e=Cu，盐桥中的K移向正极、Cl移向负极，电子从Zn片流向Cu片，电流从Cu片流向Zn片。答案：A3(2012年高考大纲全国卷)四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出；相连时，的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是()ABC D解析：利用原电池的形成和工作原理解决问题。在外电路中，电流从正极流向负极，则作原电池的负极，作正极，故活动性；活动性相对较差的金属作原电池的正极，故金属的活动性；有气泡产生的电极发生的反应为2H2e=H2，为原电池的正极，故活动性；质量减少的电极发生氧化反应生成金属离子而溶解，
3、为负极，故活动性，由此可得金属活动性：。答案：B4(2012年高考山东卷)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小 C图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的解析：A项：插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧气接触，易发生吸氧腐蚀；B项：开关由M改置于N时，Zn作负极，CuZn合金作正极，合金受到保护；C项：接通开关形成原电池，Zn作负极，Zn的腐蚀速率增大，但气体是在Pt电极上生成；D项：ZnMnO2中自放
4、电腐蚀主要是Zn发生氧化反应而自放电。答案：B5(2011年高考山东理综)科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。(1)实验室可用无水乙醇处理少量残留的金属钠，化学反应方程式为_。要清洗附着在试管壁上的硫，可用的试剂是_。(2)右图为钠硫高能电池的结构示意图。该电池的工作温度为320 左右，电池反应为2NaxS=Na2Sx，正极的电极反应式为_。M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是_。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的_倍。(3)Na2S溶液中离子浓度由大到小的顺序为_，向该溶液中加入少量固体CuSO4，溶液pH_(填“增大”“减小”或“不变”
5、)。Na2S溶液长期放置有硫析出，原因为_(用离子方程式表示)。解析：(1)试管壁上的硫可用CS2或热碱溶液来清洗。(2)正极上硫得电子被还原：xS2e=S；M的两个作用：作固体电解质和隔膜(隔离钠与硫)；钠硫电池和铅蓄电池的负极分别为Na和Pb，则消耗等质量的Na和Pb时，钠硫电池的放电量(转移电子数)是铅蓄电池的4.5倍。(3)Na2S溶液中离子浓度的大小可根据盐类水解原理不难作答，Na2S与CuSO4溶液反应：Na2SCuSO4=CuSNa2SO4，溶液的pH减小，Na2S溶液长期放置会被空气中的氧气氧化为硫：2S2O22H2O=2S4OH答案：(1)2CH3CH2OH2Na2CH3CH
6、2ONaH2CS2或(热)碱溶液(2)xS2e=S(或2NaxS2e=Na2Sx)离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫4.5(3)c(Na)c(S2)c(OH)c(HS)c(H)减小2S2O22H2O=2S4OH一、选择题1(2012年高考北京卷)人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是()A该过程是将太阳能转化为化学能的过程B催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生C催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强D催化剂b表面的反应是CO22H2e=HCOOH解析：催化剂a表面发生的反应相当于原电池的负极反应，其电
7、极反应为2H2O4e=4HO2，而催化剂b表面的反应相当于原电池的正极反应，其电极反应为CO22H2e=HCOOH，由于a附近生成了H，而b附近消耗了H，故C不正确。答案：C2(2012年高考四川卷)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H。下列有关说法正确的是()A检测时，电解质溶液中的H向负极移动B若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气C电池反应的化学方程式为：CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD正极上发生的反应为：O24e2H2O=4OH解析：审题是关键，反应是在酸性电解质溶液中进行的。在原电
8、池中，阳离子要往正极移动，故A错；因电解质溶液为酸性的，不可能存在OH，故正极的反应式为：O24H4e=2H2O，转移4 mol电子时消耗1 mol O2，则转移0.4 mol电子时消耗2.24 L O2，故B、D错；电池反应式即正负极反应式的和，将两极的反应式相加可知C正确。 答案：C3(2011年高考安徽卷)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是()A正极反应式：AgCle=AgClB每生成1 mol Na2Mn5O1
9、0转移2 mol电子CNa不断向“水”电池的负极移动 DAgCl是还原产物解析：由电池总反应式可知，Ag在负极失去电子，生成氧化产物AgCl，每生成2 mol AgCl，即生成1 mol Na2Mn5O10时，转移2 mol电子，故A、D错误，B正确；Na应向电池的正极移动，C错误。答案：B4.将镁条、铝条平行插入盛有一定浓度的NaOH溶液的烧杯中，用导线和电流表连接成原电池，装置如图所示。此电池工作时，下列叙述正确的是()AMg比Al活泼，Mg失去电子被氧化成Mg2B铝条表面虽有氧化膜，但可不必处理C该电池的内外电路中，电流均是由电子定向移动形成的DAl是电池负极，开始工作时溶液中会立即有白
10、色沉淀析出解析：本题是新情境下原电池的相关试题，解题的关键仍然是要明确原电池工作时所对应的自发氧化还原反应，在碱性条件下，金属镁不能发生反应，而单质Al则能与NaOH反应生成NaAl(OH)4和H2，则Al为还原剂，作原电池负极。A项，电解质溶液为NaOH溶液，Al失电子，为负极，错；B项，铝条表面的氧化膜为Al2O3，Al2O3能与NaOH反应，故不必处理，对。C项，在内电路中电流是阴、阳离子定向移动形成的，错。D项，电池工作时铝元素的反应为AlAl(OH)4，所以无沉淀产生，错。答案：B5铜锌原电池(如下图)工作时，下列叙述不正确的是()A撤掉盐桥不能形成闭合回路，所以不能形成原电池B电池
11、反应为ZnCu2=Zn2Cu中教网C在外电路中，电子从负极流向正极D每生成1 mol Cu，通过盐桥的电子为2 mol解析：Zn失去的电子通过导线流入Cu电极，转移给溶液中的Cu2，所以电子并不通过盐桥，由于左烧杯中Zn失电子形成Zn2，使溶液中的Zn2浓度增大，右烧杯中Cu2得电子，溶液中的Cu2浓度减小，所以盐桥中的负电荷向左移动，正电荷K向右移动，以维持两烧杯的电中性。 答案：D6.(2011年高考浙江卷)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边
12、缘处少。下列说法正确的是()A液滴中的Cl由a区向b区迁移 B液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O22H2O4e=4OHC液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2由a区向b区迁移，与b区的OH形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Cu2e=Cu2解析：Cl由b区向a区迁移，A错；正极反应为O22H2O4e=4OH，B正确；由题干知铁板发生吸氧腐蚀，铁做负极，发生氧化反应，因此C错；铜螺丝钉做正极，因此D错。答案：B7一种新型环保电池是采用低毒的铝合金(丢弃的易拉罐)，家庭常用的漂白水、食盐、氢氧
13、化钠(化学药品店常见试剂)等原料制作的。电池的总反应方程式为2Al3ClO2OH3H2O=3Cl2Al(OH)4。下列说法不正确的是()A该电池的优点是电极材料和电解质用完后可以更换B该电池发生氧化反应的是金属铝C电极的正极反应式为3ClO3H2O6e=3Cl6OHD当有0.1 mol Al完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.8061023解析：该电池所用材料都是生活中常见的，电极材料和电解质用完后可以更换，A项正确；金属铝是原电池的负极发生氧化反应，B正确；在正极上，发生还原反应，电极反应为：3ClO3H2O6e=3Cl6OH，C正确；电子只能流经导线，不能流经电解液，D不正确。答案：D8
14、(2012年高考海南卷)下列叙述错误的是()中教网A生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱B用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈C在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐溶液为电镀液D铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀解析：生铁中含有铁和碳，易构成原电池，故生铁易腐蚀，A正确；锡铁易构成原电池，铁作负极，易生锈，B正确；C项镀件应作阴极，错；D项为牺牲阳极的阴极保护法，正确。答案：C9(能力题)(2013年武汉模拟)关于如图所示的实验，下列说法不正确的是()A往Fe电极附近滴入K3Fe(CN)6溶液，产生蓝色沉淀BFe电极上有气泡产生CZn片上发生反应：Zn2e=Zn2D电压计指针有偏转解析：本题考查原电池原理。
15、此装置是原电池，Zn是负极：Zn2e=Zn2，Fe是正极：2H2e=H2，电子定向移动形成电流，故电压计指针有偏转。Fe是正极，不产生Fe2，故不与K3Fe(CN)6反应生成蓝色沉淀。答案：A二、非选择题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，下列表达不正确的是_(填代号)。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
16、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)上图装置中盛有100 mL 0.1 molL1AgNO3溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112 mL(标准状况下)时，此时图中装置中溶液的pH_(溶液体积变化忽略不计)。.已知甲醇的燃烧热H为726.5 kJmol1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 kJ，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)。解析：.(1)H2、O2分别在两
17、极通入电解质溶液，二者并不接触，不用写“点燃”二字，且也没有淡蓝色火焰，C错。因反应生成H2O使c(NaOH)减小，pH亦减小，D错。(2)n(H2)0.005 mol由2H2O2=2H2O4Ag2H2O4AgO24H得：2H24e4Ag4H2 mol4 mol0.005 moln(H)则n(H)0.01 molc(H)0.1 mol/L故pH1.该燃料电池的理论效率96.6%中答案：.(1)C、D(2)1.CH3OHH2O6e=CO26HO24H4e=2H2O96.6%11ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向
18、_(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)。aNaOHbZncFedNH3H2O(3)(2011年高考江苏卷节选)Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，其电解质溶液为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：_。放电时，_(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。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
19、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)正极反应是Ag2O24e2H2O=2Ag4OH；负极反应是Zn2e4OH=Zn(OH)，故正极附近碱性增强，负极附近pH减小。总反应为Ag2O22H2O2Zn4KOH=2Ag2K2Zn(OH)4。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)Ag2O22H2O2Zn4KOH=2Ag2K2Zn(OH)4正12(能力题)(1)氢氧燃料电池汽车作为上海世博园中的交通工具之一，下列有关说法不正确的是_。A太阳光催化分解水制氢气比电解水制氢气更为科学B氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境C以稀H2
20、SO4、KOH溶液为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应式相同D以稀H2SO4、KOH溶液为介质的氢氧燃料电池的总反应式相同中,国教,育出,版网(2)电动车采用了一种高效耐用的新型可充电电池，该电池的总反应式为：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。该电池放电时负极反应式为_。放电时每转移3 mol电子，正极有_mol K2FeO4被还原。(3)锰酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位。电池反应式为：Li1xMnO4LixLiMnO4，下列有关说法不正确的是_。A放电时电池的正极反应式为：Li1xMnO4xLixe=LiMnO4B放电过程中，石墨没
21、有得失电子C该电池也能在KOH溶液的环境中正常工作D充电时电池上标有“”的电极应与外接电源的负极相连解析：(1)选项A，电解获得H2消耗较多的能量，而在催化剂作用下利用太阳能来分解H2O获得H2更为科学；选项B，氢氧燃料电池中生成物为H2O，对环境无污染；选项C，以稀H2SO4为介质的电池负极反应式为：H22e=2H，以KOH溶液为介质的电池负极反应式为：H22OH2e=2H2O；选项D，氢氧燃料电池的总反应式均为：2H2O2=2H2O。(2)放电时，在碱性条件下，负极反应式为：Zn2e2OH=Zn(OH)2。根据电池总反应式可知，2 mol K2FeO4被还原时有6 mol电子转移，所以放电时每转移3 mol电子，有1 mol K2FeO4被还原。(3)选项A，根据总反应式可知Li失去电子，电池负极反应式为：xLixe=xLi，由总反应式减去负极反应式可得放电时的正极反应式为Li1xMnO4xLixe=LiMnO4；选项B，根据总反应式可判断石墨没有得失电子；选项C，Li能与KOH溶液中的H2O反应，导致电池无法正常工作；选项D，充电过程是放电的逆向过程，外界电源的负极提供的电子使原电池负极获得电子发生还原反应，所以标有“”的电极应与外接电源的负极相连。答案：(1)C(2)Zn2e2OH=Zn(OH)21(3)C