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,名校名师推荐 ,化学能转化为电能 原电池一、选择题1. 分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是() 。A中Mg作负极，中Fe 作负极B中 Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH 3H2C中 Fe 作负极，电极反应式为Fe 2e =Fe2D中 Cu作正极，电极反应式为2H 2e =H 2解析 中 Mg不与 NaOH溶液反应，而Al 能和 NaOH溶液反应失去电子，故Al 是负极；中 Fe 在浓硝酸中易钝化，Cu 和浓 HNO3反应失去电子作负极，A 错， C错。中电池总反应为 2Al 2NaOH 2H O=2NaAlO 6e=2AlO4H O，3H ，负极电极反应式为 2Al 8OH22222二者相减得到正极电极反应式为是正极，电极反6H2O 6e =6OH 3H2， B 正确。中 Cu应式为 O2 2HO 4e=4OH ， D 错。答案B2. 有 4 种燃料电池： A. 固体氧化物燃料电池， B. 碱性氢氧燃料电池， C. 质子交换膜燃料电池，D.熔融盐燃料电池。下面是工作原理示意图，其中正极反应的产物为水的是()解析：燃料电池通入燃料的电极为负极，通入氧气或空气的电极为正极。1,名校名师推荐 ,答案： C3. 某潜航器使用新型镁 - 过氧化氢燃料电池系统，其工作原理如图所示。以下说法中错误的是() 。A当电路中有 2 mol电子转移时，镁电极的质量减轻24 gB电池工作时，正极上有H2 生成C工作过程中溶液的pH 会增大D电池正极的反应式为H O 2e 2H =2HO22解析 该电池中 Mg作负极，溶解1 mol Mg 转移 2 mol e ， A 正确；在电池正极上，强氧化剂 H2O2 得到电子转化为 H2O，由此可知 C、 D 正确， B 错误。答案 B4.(2013 广东揭阳质检，10) 控制适当的条件，将反应2Fe3 2I 2Fe2 I 2 设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是2,名校名师推荐 ,() 。A反应开始时，乙中电极反应为2I 2e =I 2B反应开始时，甲中石墨电极上Fe3被还原C电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D平衡时甲中溶入FeCl 2 固体后，电流计读数为零解析A 项，反应开始时，乙中石墨电极为负极，I 发生氧化反应；B 项，甲中石墨电极为3正极， Fe发生还原反应；C 项，电流计读数为零时，各离子浓度不变，则该反应达到平衡状态； D 项，平衡时甲中溶入FeCl 2 固体，平衡向逆反应方向移动，反应中有电子转移，电流计读数不为零。答案D5. 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：C H OH 12e =2CO 3H O252D甲烷燃料电池的正极反应为O2 2H2O 4e =4OH解析：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O 2H O 4e=4OH，电解质常用 KOH,22乙醇作负极， 反应生成的 CO与碱反应会生成22CO，故反应为： C H OH 16OH 12e =2CO2325311H2O6.(2013 全国课标 10) 银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S 的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是()A处理过程中银器一直保持恒重B银器为正极，Ag2S 被还原生成单质银3,名校名师推荐 ,C该过程中总反应为2Al 3Ag2S=6Ag Al 2S3D黑色褪去的原因是黑色Ag2S 转化为白色AgCl解析：原电池原理及应用。铝质容器、变黑的银器及食盐溶液构成原电池装置，铝作负极，变质的银器作正极。 负极反应式为Al 3e =Al3，正极反应式为 Ag2S 2e=2AgS2 Al 3 与 S2 在溶液中不能共存，能发生水解相互促进反应2Al 3 3S2 6H2O=2Al(OH)3222323H S，故原电池总反应为 2Al 3Ag S 6HO=6Ag 2Al(OH) 3HS，故 B 项正确， C项错误。 A 项，原电池反应是自发进行的氧化还原反应，银器中2被还原成 Ag，质量减Ag S轻， A 项错误。 D 项，黑色褪去的原因是黑色的Ag2S 转化为 Ag， D 项错误。答案： B点拨：知识：原电池构成、电极判断及电极反应式书写。试题难度：中等。7. (2014 浙江省考试院抽校 11 月考试 ) 液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点。一种以肼(N2H4) 为燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂， KOH作为电解质。下列关于该燃料电池的叙述不正确的是()A电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极B负极发生的电极反应式为：N2H4 4OH 4e =N 4H O22C该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料，以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触D该燃料电池持续放电时，K 从负极向正极迁移，因而离子交换膜需选用阳离子交换膜答案： D8. 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 2e=ZnOH2O；Ag2O H2O 2e。总反应式为： Ag2O Zn=2Ag是：Zn 2OH=2Ag2OHZnO，下列说法正确的是()A Zn 为正极， Ag2O为负极B Zn 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4,名校名师推荐 ,解析：选 B 从电极反应式可以看出：Zn 失电子为负极，且该区消耗溶液 pH 值减小；OHAg2 O得电子为正极，且该区产生溶液 pH 值增大。OH二、非选择题9. (2013 东北育才中学高三化学质检) 金属铜不溶于稀硫酸，可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。现将一定量的铜片加入到100 mL稀硫酸和硫酸铁的混合液中，铜片完全溶解( 不考虑盐的水解及溶液体积的变化) 。(1)写出铜溶解于上述混合液的离子方程式：_ 。(2)若铜完全溶解时，溶液中的Fe3 、Cu2 、H 三种离子的物质的量浓度相等，且测得溶液的 pH 1，则溶解铜的质量是2_g，溶液中的 c(SO4) _mol/L 。(3) 若欲在如图所示的装置中发生 (1) 中的反应， 请判断图中的正、 负极， 并选出适当的物质作电极，写出电极反应式，填在相应的表格中。正、负极判断电极材料电极反应式X 极Y 极解析： (1)Cu 与 Fe2(SO4 ) 3 反应生成CuSO4和 FeSO4，离子方程式为 Cu 2Fe322。=Cu 2Fe(2) 溶液中的 Fe3 、Cu2 、H 三种离子的物质的量浓度相等，且测得溶液的pH 1，故 c(H ) c(Cu2 ) 0.1mol/L， 故 n(Cu 2 ) 0.1mol/L 0.1L 0.01mol， 溶 解 铜 的 质 量 为0.01mol 64g/mol 0.64g ；反应后溶液中的阳离子为：Fe3、Fe2、 Cu2 、H ，而 Cu 2Fe322，可见2的物质的量浓度为2的两倍， 依据溶液中的电荷守恒规律，得=Cu 2FeFeCu0.1mol/L 30.2mol/L 20.1mol/L 20.1mol/L 122) c(SO4 ) 2，解得c(SO40.5mol/L。答案： (1)Cu 2Fe32 2Fe2(2)0.640.5=Cu(3)正、负极判断电极材料电极反应式5,名校名师推荐 ,X 极负极铜Cu 2e2=CuY 极正极碳2Fe3 2e=2Fe210. 原电池是化学对人类的一项重大贡献。(1) 某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置。a和 b 不连接时，烧杯中发生反应的离子方程式是_ 。a和 b 用导线连接， Cu 极为原电池 _极 ( 填“正”或“负” ) ，电极反应式是_ ，Zn 极发生 _( 填“氧化”或“还原” ) 反应， 溶液中的 H移向 _( 填“ Cu”或“ Zn”) 极。无论 a 和 b 是否连接， Zn 片均被腐蚀，若转移了0.2 mol 电子，则理论上 Zn 片质量减轻_g。(2) 如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题： 电 池 的 负 极 是 _( 填 “a” 或 “b”)电 极 ， 该 极 的 电 极 反 应 式 为 ：_ 。电池工作一段时间后电解质溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变” ) 。解析分析本题装置，若a 和 b 不连接， 不能构成原电池； 若 a 和 b 连接，则符合构成原电池的条件。 (1) 若 a、 b 不连接则发生的是Zn 与 H SO的置换反应； a、 b 连接后，构成24原电池， Cu 的活泼性弱于Zn，Cu 为正极， Zn 为负极， Zn 极发生氧化反应； 若转移 0.2 mol电子，则消耗 0.1 mol Zn，其质量为6.5 g 。 (2)CH 4 在反应时失去电子，故a 电极是电池的负极。电极反应式可由总反应式2 3H O减去正极反应式CH 2OH 2O=COO2H O 4e43222，求得。由于电池工作过程中会消耗，故一段时间后，电解质溶液的pH 会减小。=4OHOH答案222(1) Zn 2H =Zn H 正 2H 2e=H 氧化 Cu 6.52(2) a CH10OH 8e=CO 7H O432减小11. (2013 南京模拟 ) 根据氧化还原反应：22Ag(s) 设计的原2Ag (aq) Cu(s)=Cu (aq)电池如图所示，其中盐桥为琼脂饱和KNO3盐桥。6,名校名师推荐 ,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 ， 写 出 两 电 极 的 电 极 反 应 式 ： 银 电 极 ：_ ；X 电极： _ 。(3) 外电路中的电子是从 _电极流向 _电极。(4) 盐桥中向 CuSO4溶液中迁移的离子是 _( 填序号 ) 。A KB NO32C AgD SO4解析：由反应方程式可知，该原电池的电极反应式为：正极：2Ag 2e =2Ag，负极： Cu 2 2e =Cu ，所以 X 极的材料应为 Cu，电解质溶液 Y 应为 AgNO3溶液，外电路中的电子从Cu 极流向 Ag 极。盐桥中的移向负极 (Cu 极 ) 。K移向正极 (Ag 极 ) ， NO3答案： (1)CuAgNO3溶液(2) 正2e=2Ag Cu2e22Ag=Cu(3)CuAg(4)B7,名校名师推荐 ,8
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