1、第28讲原电池化学电源建议用时：40分钟满分：100分一、选择题(本题共6小题，每小题只有一个选项符合题意)1在如图所示的8个装置中，属于原电池的是()A B C D答案D解析根据原电池的构成条件可知：中只有一个电极，中两电极材料相同，中酒精不是电解质，中两电极材料相同且无闭合回路，故不能构成原电池。2(2019北京朝阳高三期末)电动汽车(标志为“”)在改善城市交通、保护环境等方面的作用至关重要。下列说法不正确的是()A电动汽车的使用有助于减少氮氧化物的排放B燃油汽车也可以悬挂该标志C电动汽车使用时涉及化学能与电能的转换D电动汽车充电、放电过程均有电子转移答案B解析电动汽车使用时化学能先转化为
2、电能，然后电能再转化为机械能，不产生氮氧化合物，所以有助于减少氮氧化物的排放，A正确；电动汽车使用时首先是化学能转化为电能，电能转化为机械能，充电时电能转化为化学能，所以涉及化学能与电能的转换，C正确；电动汽车充电、放电过程有电能与化学能的转化过程，所以均有电子转移，D正确。3下列有关电池的说法不正确的是()A太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅B铜锌原电池工作时，电子沿外电路从锌电极流向铜电极C氢氧燃料电池工作时，氢气在负极被氧化D原电池中一定发生了氧化还原反应答案A解析太阳能电池的主要材料是高纯硅，A错误；铜锌原电池工作时电子从锌极流出，沿外电路流入铜极，B正确；燃料电池中燃料在负极被氧
3、化，C正确；原电池中一定发生氧化还原反应，D正确。4(2019北京海淀高三期末)锌锰碱性干电池是依据原电池原理制成的化学电源。电池中负极与电解质溶液接触直接反应会降低电池的能量转化效率，称为自放电现象。下列关于原电池和干电池的说法不正确的是()A两者正极材料不同BMnO2的放电产物可能是KMnO4C两者负极反应式均为Zn失电子D原电池中Zn与稀H2SO4存在自放电现象答案B解析题左图为干电池，干电池的正极材料是碳棒，题右图为原电池，正极材料是铜单质，两者正极材料不同，故A正确；干电池中MnO2应作氧化剂，Mn的化合价降低，故B错误；所给装置中Zn为负极，Zn失去电子，故C正确；根据自放电现象的
4、定义，Zn与稀硫酸能够发生反应，即原电池中Zn与稀硫酸存在自放电现象，故D正确。5M、N、P、E四种金属，已知：MN2=NM2；M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出；N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E22e=E，N2e=N2。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是()APMNE BENMPCPNME DEPMN答案A解析由知，金属活动性：MN；M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属活动性：PM；N、E构成的原电池中，N作负极，故金属活动性：NE。综合可知，A正确。6. 锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允
5、许阳离子和水分子通过。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解析阳离子交换膜不允许阴离子通过，所以电池工作一段时间后，甲池的c(SO)不变，B、D错误；乙池发生的电极反应为：Cu22e=Cu，溶液中Cu2逐渐减少，为维持溶液中的电荷平衡，Zn2会不断移向乙池，使溶液质量增加，C正确。二、选择题(本题共4小题，每小题有一个或两个选项符合题意)7将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如图所示的原电池。下列说法不正确的是()A盐桥中的K移向FeC
6、l3溶液B反应开始时，乙中石墨电极上发生还原反应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，乙中石墨电极为负极答案BD解析甲中石墨为正极，乙中石墨为负极，盐桥中阳离子向正极移动，所以K移向FeCl3溶液，A正确；反应开始时，因乙中I失去电子放电，元素的化合价升高，则发生氧化反应，B错误；当电流计为零时，说明没有电子发生转移，则反应达到平衡，C正确；当加入Fe2，导致平衡逆向移动，则Fe2失去电子生成Fe3，作为负极，而乙中石墨成为正极，D错误。8肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸，但是以其为燃料的燃料电池是一种理想的电池，具有容量大、能量转化效率高、产
7、物无污染等特点，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是()A电池工作时，正极附近的pH降低B当消耗1 mol O2时，有2 mol Na由甲槽向乙槽迁移C负极反应式为4OHN2H44e=N24H2OD若去掉阳离子交换膜，电池也能正常工作答案C解析电池工作时，O2在正极发生还原反应：O22H2O4e=4OH，由于生成OH，溶液的pH增大，A错误；当消耗1 mol O2时，电路中转移4 mol电子，生成4 mol OH，为保持溶液呈电中性，应有4 mol Na由甲槽向乙槽迁移，B错误；N2H4在负极上失电子发生氧化反应，则负极反应式为4OHN2H44e=N24H2O，C正确；若撤走阳离子交换膜后，肼
8、会与水中溶解的氧气直接接触发生爆炸，电池无法工作，D错误。9(2019潍坊上学期统考)根据光合作用原理，设计如图原电池装置。下列说法正确的是()Aa电极为原电池的正极B外电路电流方向是baCb电极的电极反应式为：O22e2H=H2O2Da电极上每生成1 mol O2，通过质子交换膜的H为2 mol答案BC解析根据图示可知，a电极上H2O转化为H和O2，发生氧化反应，则a电极为原电池的负极，A错误；a电极为负极，b电极为正极，外电路电流方向应从正极到负极，即ba，B正确；根据图示可知，b电极上O2得电子转化为H2O2，电极反应式为：O22e2H=H2O2，C正确；a电极上每生成1 mol O2，
9、转移4 mol电子，则通过质子交换膜的H为4 mol，D错误。10氮的化合物可以通过电化学方法相互转化，如图为NO转化为NO2的工作原理示意图，下列说法正确的是()APt电极上发生的是氧化反应BPt电极的电极反应式为O22H2O4e=4OHC每转化1 mol NO，消耗O2的体积为11.2 LD外电路中电子由NiO电极向Pt电极移动答案D解析根据装置图可知，Pt电极上氧气得到电子转化为O2，所以Pt电极作正极，发生还原反应，A、B错误；不能确定氧气所处的状况，则不能计算氧气的体积，C错误；NiO是负极，NO在负极上失去电子，外电路中电子由NiO电极向Pt电极移动，D正确。三、非选择题(本题共2
10、小题)11如图所示，是原电池的装置图。请回答：(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为_；反应进行一段时间后溶液C的pH将_(填“升高”“降低”或“基本不变”)。(2)若需将反应：Cu2Fe3=Cu22Fe2设计成如图所示的原电池装置，则A极(负极)材料为_，B极(正极)材料为_，溶液C为_。(3)若C为CuCl2溶液，Zn是_极，Cu极发生_反应，电极反应式为_。反应过程溶液中c(Cu2)_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃
11、料电池的结构示意图如下：电池总反应为2CH3OH3O2=2CO24H2O，则c电极是_(填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为_。答案(1)2H2e=H2升高(2)Cu石墨(其他合理答案也可)FeCl3溶液(其他合理答案也可)(3)负还原Cu22e=Cu变小(4)负极CH3OH6eH2O=CO26H解析(1)铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换H2的反应，所以正极反应是H得电子生成H2，溶液中H放电，导致溶液中H浓度减小，pH升高。(2)Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A极材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可。溶液C中含有Fe3，如FeCl3溶液。(3
12、)Zn比较活泼，在原电池中作负极，Cu作正极，正极发生还原反应，Cu2在正极得到电子变成Cu，电极反应为Cu22e=Cu，Cu2发生了反应，则c(Cu2)变小。(4)根据图中的电子流向知c是负极，是甲醇发生氧化反应：CH3OH6eH2O=CO26H。12直接乙醇燃料电池(DEFC)具有很多优点，引起了人们的研究兴趣。现有以下三种乙醇燃料电池。(1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为_。(2)碱性乙醇燃料电池中，电极a上发生的电极反应式为_，使用空气代替氧气，电池工作过程中碱性会不断降低，其原因是_。(3)酸性乙醇燃料电池中，电极b上发生的电极反应式为_，通过质子交换膜的离子是_。(4)熔融盐乙醇
13、燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，CO向电极_(填“a”或“b”)移动，电极b上发生的电极反应式为_。答案(1)氧气(2)C2H5OH16OH12e=2CO11H2O空气中的CO2会与KOH溶液反应，降低溶液的碱性，同时反应中也会消耗KOH(3)O24H4e=2H2OH(4)aO22CO24e=2CO解析(1)燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气或空气的一极为正极，三种乙醇燃料电池中正极反应物均为氧气。(2)使用空气代替氧气，空气中的CO2会与KOH溶液反应，降低溶液的碱性，同时反应中也会消耗KOH，所以电池工作过程中碱性会不断降低。(4)根据图示可知，a为负极，原电池中阴离子由正极向负极移动，所以CO向电极a移动；电极b为正极，由图示可知，CO2也参与了正极的反应，电极反应式为O22CO24e=2CO。