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课时训练8电池探秘基础夯实1.铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中,锌片是()A.阴极B.正极C.阳极D.负极解析原电池的两极分别命名为正极、负极。铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成了原电池,其中锌失去电子做原电池的负极。答案D2.原电池的正极一定是()A.电子流出的极B.电子流入的极C.发生氧化反应的极D.电极自身参与反应的极解析电池正极为电子流入的一极,发生还原反应,电极本身并不参与反应。答案B3.关于如图所示装置的叙述,正确的是()A.铜是阳极,铜片上有气泡产生B.铜片质量逐渐减少C.电流从锌片经导线流向铜片D.氢离子在铜片表面被还原解析从图中可以看出这是原电池,原电池的电极名称应说是正极、负极,故A项错;而原电池是活泼金属被消耗,B项错;负极(Zn)的电子经外线路流向正极(Cu),电流方向应与电子流向相反,故C项错。答案D4.科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池,利用细菌将有机物转化为氢气,氢气流入到以磷酸为电解质的燃料电池发电。该电池的负极反应为()A.H2+2OH-2e-2H2OB.O2+4H+4e-2H2OC.H2-2e-2H+D.O2+2H2O+4e-4OH-解析电池负极发生氧化反应,失电子,B、D两项错;根据电解质是磷酸可知A项错误。答案C5.常用锌锰干电池在放电时的总反应可表示为:Zn(s)+2MnO2(s)+2NH4+Zn2+Mn2O3(s)+2NH3+H2O放电时,正极所发生反应的物质或粒子是()A.锌B.MnO2C.NH4+D.MnO2和NH4+解析Zn为原电池的负极,碳棒为原电池的正极,负极失电子变成Zn2+,失去的电子被MnO2得到,MnO2和NH4+在正极生成Mn2O3和不带电的NH3,所以在正极上NH4+和MnO2为反应物。答案D6.镍镉(Ni-Cd)可充电电池可以发生如下反应:Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知,该电池放电时的负极材料是()A.CdB.NiO(OH)C.Cd(OH)2D.Ni(OH)2解析此反应的逆过程为放电过程,负极为电子流出的一极,发生氧化反应,元素化合价升高,故放电时负极材料为Cd。答案A7.(2017课标全国)全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16Li+xS88Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是()A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li+2e-3Li2S4B.电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重0.14 gC.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多解析A项,在该电池中电极a为正极,发生的反应依次为:S8+2Li+2e-Li2S83Li2S8+2Li+2e-4Li2S62Li2S6+2Li+2e-3Li2S4Li2S4+2Li+2e-2Li2S2,故A正确;B项,原电池工作时,转移0.02 mol电子时,被氧化的Li的物质的量为0.02 mol,质量减少0.14 g,正确;C项,石墨烯能导电,利用石墨烯作电极,可提高电极a的导电性,正确;D项,电池充电时由于Li+得到电子生成Li,则电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越少,错误。答案D能力提升8.(1)将Al片和Cu片用导线相连,插入稀硫酸中组成原电池,写出电极名称及电极反应:Al片(),Cu片()。(2)若将Al片和Cu片用导线相连,插入浓硝酸中能否组成原电池?(填“能”或“不能”,“若不能”,则不用回答下面的问题),若能组成原电池,写出电极名称及电极反应:Al片(),Cu片()。解析(1)Al片和Cu片用导线相连,插入稀硫酸中时,Al比Cu活泼,Al为负极,失电子被氧化为Al3+,Cu为正极,溶液中的H+得电子被还原为H2。(2)Al片和Cu片用导线相连,插入浓硝酸中时,由于铝被钝化不能溶解,故Al为正极;Cu为负极,失电子被氧化为Cu2+。答案(1)负极2Al-6e-2Al3+正极6H+6e-3H2(2)能正极2NO3-+4H+2e-2NO2+2H2O负极Cu-2e-Cu2+9.燃料电池是使气体燃料氧化直接产生电流的装置,燃料电池的研究是21世纪最具挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入丁烷,电池的电解质是掺杂了Y2O3(三氧化二钇)的ZrO2(二氧化锆)晶体,它在高温下能传导O2-。试回答下列问题。(1)该电池放电时的化学反应方程为。(2)该燃料电池的电极反应:正极:13O2+52e-26O2-负极:2C4H10+26O2-52e-8CO2+10H2O则固体电解质中的O2-向(填“正”或“负”)极移动。(3)某金属的相对原子质量为52.00,用上述电池电解该金属的一种含氧酸盐的酸性水溶液时,阳极每放出3 360 mL(标准状况)氧气,阴极析出金属10.4 g,在该含氧酸盐中金属的化合价为,在该实验中,若不考虑能量的损失,电池中消耗丁烷的质量最少是g(结果精确至0.01 g)。解析(1)2C4H10+13O28CO2+10H2O;(2)根据电极反应式可知氧离子由正极移向负极;(3)设金属的化合价为x,则根据得失电子守恒关系可得3 36010-3L22.4 Lmol-14=10.4 g52.00 gmol-1x可得x=3,此过程中转移的电子的物质的量为0.6 mol,所以消耗的丁烷的质量为1.34 g。答案(1)2C4H10+13O28CO2+10H2O(2)负(3)+31.3410.(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计。锌片上发生的电极反应:;银片上发生的电极反应:。(2)若该电池中两电极的总质量为60 g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47 g,试计算:产生氢气的体积(标准状况);通过导线的电量。(已知NA=6.021023 mol-1,电子电量为1.6010-19 C)解析(1)锌片、银片与稀硫酸构成原电池锌片为负极,发生氧化反应:Zn-2e-Zn2+银片为正极,发生还原反应:2H+2e-H2(2)锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量,设产生的氢气体积为x。Zn+2H+Zn2+H265 g22.4 L60 g-47 g=13 gxx=13 g22.4 L65 g=4.48 L反应消耗的锌为:13 g65 gmol-1=0.20 mol1 mol Zn变为Zn2+时,转移2 mol e-,则通过的电量为:0.20 mol26.021023 mol-11.610-19C3.85104 C。答案(1)Zn-2e-Zn2+2H+2e-H2(2)4.48 L3.85104 C
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