1、课时跟踪检测(十九)原电池和化学电源1(2013北京高考)下列设备工作时，将化学能转化为热能的是()ABCD硅太阳能电池锂离子电池太阳能集热器燃气灶2某一同学根据离子反应方程式2Fe3Fe=3Fe2来设计原电池。下列设计方案中可行的是()A电极材料为铁和锌，电解质溶液为FeCl3溶液B电极材料为铁和铜，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液C电极材料为铁和石墨，电解质溶液为FeCl2溶液D电极材料为石墨，电解质溶液为FeCl3溶液3(2014兰州模拟)有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是()图 碱性锌锰电池图 铅硫酸蓄电池图 电解精炼铜图 银锌纽扣电池A图所示电池中，MnO2的作用是催化剂B
2、图所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大C图所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2浓度始终不变D图所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中还原为Ag4电子表所用的纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应式是：Zn2OH2e=ZnOH2O；Ag2OH2O2e=2Ag2OH。总反应式为：Ag2OZn=2AgZnO，下列说法正确的是()AZn为正极，Ag2O为负极BZn为负极，Ag2O为正极C原电池工作时，正极区溶液pH值减小D原电池工作时，负极区溶液pH值增大5控制适合的条件，将反应Fe3AgFe2Ag设计成如图所示的原电池(盐桥装有琼脂硝酸钾溶液；灵敏电流计的0刻度居
3、中，左右均有刻度)。已知，接通后，观察到电流计指针向右偏转。下列判断正确的是()A在外电路中，电子从石墨电极流向银电极B盐桥中的K移向乙烧杯C一段时间后，电流计指针反向偏转，越过0刻度，向左边偏转D电流计指针居中后，往甲烧杯中加入一定量的铁粉，电流计指针将向左偏转6把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中，用导线两两连接组成多个原电池，若a、b相连， a为负极；c、d相连，d上有气泡逸出；a、c相连，a极减轻；b、d相连，b为正极。则四种金属的活泼性顺序为( )AabcdBacbdCacdb Dbdca7将氢气、甲烷、乙醇等物质在氧气中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。燃料电池的基本组
4、成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达80%(一般柴油发电机只有40%左右)，产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是()A上述燃料电池的负极反应材料是氢气、甲烷、乙醇等物质B氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用C乙醇燃料电池的电解质常用KOH，该电池的负极反应为：C2H5OH12e=2CO23H2OD甲烷燃料电池的正极反应为O22H2O4e=4OH8(2014沁阳一中)LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：FePO4LiLiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是
5、石墨，含U导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是()A可加入硫酸以提高电解质的导电性B放电时电池内部Li向负极移动C充电过程中，电池正极材料的质量增多D放电时电池正极反应为：FePO4Lie=LiFePO49(2014兰州期末)空气常参与设计原电池以方便人们的生活。(1)我国首创以铝空气海水电池作为能源的新型的海水标志灯，以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水数分钟，就会发出耀眼的白光。则电源的负极材料是_，负极反应为_；正极材料是_，正极反应为_。(2)熔盐电池具有高的发电效率，因而受到重视， 可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物
6、作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在650下工作的燃料电池，完成有关电池反应式。阳极反应式：2CO2CO4e=4CO2，阴极反应式：_，电池总反应式：_。10常见铅蓄电池是二次电池，其电极材料分别为Pb和PbO2，电解液为稀H2SO4溶液，工作时的总反应式为Pb PbO2 2H2SO42PbSO42H2O。请依据上述情况判断：(1)铅蓄电池的负极材料是_。(2)请依据两极材料和总反应，写出放电时正极反应是_。(3)请依据总反应式和正极反应式，写出放电时负极反应是_。(4)放电时，电解质溶液中阴离子移向_极；电流方向从_极流向_极。(5)放电时，电解质溶液的酸性_(
7、填“增强”、“减弱”或“不变”)。(6)充电时PbO2极发生_反应，电极反应式_；Pb极发生_反应，电极反应式_。11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
8、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 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)。12(2014枣庄模拟)有一种新型的锂电池，其制作是利用了金属锂和石墨作电极，其电解质溶液是四氯合铝酸锂(LiAlCl4)溶解在
9、二氯亚硫酰(其化学式是SOCl2)中形成的，原电池的电极总反应式是：8Li3SOCl2=6LiClLi2SO32S，下列关于这种新型电池的说法中错误的是()A电池工作过程中，SOCl2被还原为Li2SO3B锂作为电池的负极，石墨作电池的正极C该电池内环境应该是无水环境，否则影响电池的寿命D电池工作时，锂提供的电子的物质的量与析出硫的物质的量之比是4113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CuCl
10、2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_。答 案1选D硅太阳能电池工作时将光能转化为电能，A项错误；锂离子电池是化学电池，工作时将化学能转化为电能，B项错误；太阳能集热器工作时将光能转化为热能，C项错误；燃气灶工作时将化学能转化为热能，D项正确。2选B氧化还原反应中的还原剂作原电池的负极，氧化剂(Fe3)存在于电解质溶液中，故符合题意的选项为B。3选DA、MnO2的作用是氧化剂，错误；B、PbPbO22H2SO4=2PbSO42 H2O，H2SO4被消耗，浓度减小，错误；C、粗铜含杂质，溶解的
11、铜小于析出的铜，Cu2浓度减小；D、负极ZnZn2 氧化反应，做还原剂；正极Ag2OAg 还原反应，Ag2O是氧化剂，正确。4选B从电极反应式可以看出：Zn失电子为负极，且该区消耗OH溶液pH值减小；Ag2O得电子为正极，且该区产生OH溶液pH值增大。5选D由题给电池反应可知，银作负极，石墨作正极，在外电路中，电子从银电极流向石墨电极，A错误；盐桥中的K移向甲烧杯，B错误；一段时间后，电流计指针将居中，C错误。6选C依据金属的活泼性相对强弱的判断及原电池的正、负极的判断可知：a、b相连， a为负极，则ab；c、d相连，d上有气泡逸出，则c为负极，即cd；a、c相连，a极减轻，a为负极，即ac；
12、b、d相连，b为正极，则db。7选C燃料电池总反应实质是一个燃烧反应，形成的燃料电池中氢气等燃料为负极反应物，空气等氧化剂作正极反应物，一般发生反应O22H2O4e=4OH，电解质常用KOH, 乙醇作负极，反应生成的CO2与碱反应会生成CO，故反应为：C2H5OH16OH12e=2CO11H2O8选D放电时，负极：Li e =Li，正极：FePO4Lie= LiFePO4；充电时，阳极：LiFePO4e= FePO4Li 阴极：Lie= Li，所以易知D正确。若加入硫酸，与Li单质(固体)发生反应，所以A错；放电时，Li应(正电荷)在电池内部(电解质中)向正极移动，故B错；充电过程中，正极材料
13、参加了反应质量减少，故C错。9解析：(1)由铝空气海水电池靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流可知，铝为负极，电极反应式为4Al12e=4Al3，正极为石墨等惰性电极，反应为3O26H2O12e=12OH。(2)本题中的电池是一种新型高能电池，电解质是熔融物，而不是电解质溶液，但有自由移动的离子CO存在。原电池的反应原理实质是氧化还原反应中的电子转移，燃料电池总反应实质是一个燃烧反应。故阳极(即负极)CO失去电子，而阴极(即正极)应为O2得到电子，再与阴极助燃气CO2结合生成电解质阴离子CO。答案：(1)铝4Al12e=4Al3石墨等惰性电极3O26H2O12e=12OH(2)O22CO24e
14、=2CO2COO22CO210解析：此题考查几种常见电池的工作原理，结合各电极反应式及其总反应式解答。依据原电池的反应原理、铅蓄电池的工作原理及其总反应式可得答案。答案：(1)铅(Pb)(2)PbO24HSO 2e=PbSO42H2O(3)Pb SO2e=PbSO4(4)负氧化铅(PbO2)铅(Pb)(5)减弱(6)氧化PbSO42H2O2e=PbO24HSO还原PbSO4 2e=Pb SO11解析：.(1)C项反应条件不是点燃，C项错；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。(2)右池为电解池，其电极反应为：阳极：4OH4e=O22H2O，阴极：4A
15、g4e=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0.01 mol，右池中共消耗0.01 mol OH，故生成0.01 mol H，c(H)0.1 molL1，pH1。.该燃料电池的理论效率100%96.6%。答案：.(1)CD(2)1.CH3OHH2O6e=CO26HO24H4e=2H2O96.6%12选AA中SOCl2变为Li2SO3化合价不变，没有被还原，A错误；锂较石墨活泼，应作为电池的负极，B正确；锂为活泼金属，电池中不应有水，C正确；根据电子得失，D正确。13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。答案：(1)FeCu2=Fe2Cu0.2(2)2H2e=H2酸性NHH2ONH3H2OH