第九章第一節(jié)原電池化學(xué)電源

1、第九章 第一節(jié) 原電池 化學(xué)電源一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分1如圖所示是Zn和Cu形成的原電池，某實(shí)驗(yàn)興趣小組做完實(shí)驗(yàn)后，在讀書卡上的記錄如下，則卡片上的描述合理的是 (卡片號(hào)：22008.3.15,實(shí)驗(yàn)后的記錄：Cu為負(fù)極，Zn為正極Cu極上有氣泡產(chǎn)生向Cu極移動(dòng)若有0.5mol電子流經(jīng)導(dǎo)線，則可產(chǎn)生0.25mol氣體電子的流向是：CuZn正極反應(yīng)式：Cu2e=Cu2 A BC D解析：中Cu為正極，Zn為負(fù)極，中SO向負(fù)極移動(dòng)，中電子的流向是：ZnCu，中正極反應(yīng)式：2H2e=H2，故錯(cuò)答案：B2將等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b分別加入過(guò)量的稀硫酸，同時(shí)向a中加少量的CuSO

2、4溶液，如各圖中產(chǎn)生H2的體積V(L與時(shí)間t(min的關(guān)系，正確的是 (解析：若向a中加入少量的CuSO4溶液，則發(fā)生反應(yīng)：ZnCuSO4=CuZnSO4，消耗一部分Zn，生成的Cu附著于Zn上，構(gòu)成無(wú)數(shù)微小的CuZn原電池，加快了Zn的反應(yīng)速率，所以Zn與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，加入CuSO4溶液則反應(yīng)速率加快，生成H2的量a小于b.答案：A3據(jù)報(bào)道，我國(guó)擁有完全自主產(chǎn)權(quán)的氫氧燃料電池車在北京奧運(yùn)會(huì)期間為運(yùn)動(dòng)員提供服務(wù)某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液，下列有關(guān)該電池的敘述不正確的是 (A正極反應(yīng)式為：O22H2O4e=4OHB工作一段時(shí)間后，電解液中KOH的物質(zhì)的量不變C該燃料電池的總反應(yīng)方程式為

3、：2H2O2=2H2OD用該電池電解CuCl2溶液，產(chǎn)生2.24 L Cl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)，有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移解析：H2失去電子，在負(fù)極上被氧化，產(chǎn)生H，由于電解液中有大量的OH，所以電極反應(yīng)式為：2H24e4OH=4H2O.總反應(yīng)式為：2H2O2=2H2O，則正極反應(yīng)式為：O22H2O4e=4OH.工作一段時(shí)間后，KOH溶液被稀釋，但KOH的物質(zhì)的量不變對(duì)D項(xiàng)，n(Cl20.1 mol，轉(zhuǎn)移電子0.2 mol.答案：D4(2010·南洋月考利用生活中常見(jiàn)的材料可以進(jìn)行很多科學(xué)實(shí)驗(yàn)，甚至制作出一些有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的裝置來(lái)，下圖就是一個(gè)用廢舊材料制作的可用于驅(qū)動(dòng)玩具的電池的示意圖該電

4、池工作時(shí)，有關(guān)說(shuō)法正確的是 (A鋁罐將逐漸被腐蝕B炭粒和炭棒上發(fā)生的反應(yīng)為：O24e=2O2C炭棒應(yīng)與玩具電機(jī)的負(fù)極相連D該電池工作一段時(shí)間后炭棒和炭粒的質(zhì)量會(huì)減輕解析：該電池的反應(yīng)原理是：4Al3O2=2Al2O3，所以Al作電源負(fù)極，與玩具的負(fù)極相連，逐漸被腐蝕，A正確，C、D錯(cuò)誤；B選項(xiàng)中正確的反應(yīng)式為：O22H2O4e=4OH.答案：A5(2009·福建高考控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe32I2Fe2I2設(shè)計(jì)成如下圖所示的原電池下列判斷不正確的是 (A反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，甲中石墨電極上Fe3被還原C電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D電流計(jì)讀

5、數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極解析：由反應(yīng)2Fe32I2Fe2I2可知，反應(yīng)開(kāi)始時(shí)甲中Fe3發(fā)生還原反應(yīng)，乙中I發(fā)生氧化反應(yīng)；當(dāng)電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，則反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，此時(shí)在甲中溶入FeCl2固體，則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，乙中I2發(fā)生還原反應(yīng)，則乙中石墨電極為正極；故選D.答案：D6一個(gè)原電池的總反應(yīng)方程式為ZnCu2=Zn2Cu，該原電池可能為(ABCD正極CuAlZnFe負(fù)極ZnZnCuZn電解質(zhì)溶液H2SO4CuSO4ZnCl2CuCl2解析：由總反應(yīng)式可知，Zn被氧化，失去電子，Zn應(yīng)為負(fù)極；Cu2被還原，得電子，即電解質(zhì)溶液應(yīng)含Cu2，由此排除選項(xiàng)A、C，而

6、且正極金屬應(yīng)比Zn活動(dòng)性弱，可排除B選項(xiàng)答案：D7(2010·濟(jì)寧模擬一種新型熔融鹽燃料電池具有高發(fā)電效率現(xiàn)用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，一極通CO氣體，另一極通O2和CO2混合氣體，其總反應(yīng)為：2COO2=2CO2.則下列說(shuō)法中正確的是 (A通CO的一極是電池的正極B負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)是：O22CO24e=2COC負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)是：COCO2e=2CO2D正極發(fā)生氧化反應(yīng)解析：據(jù)題意知通入CO的一極為電源的負(fù)極，CO失去電子轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確答案：C8堿性電池具有容量大，放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用鋅­錳堿

7、性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為：Zn2MnO22H2O=Zn(OH22MnOOH下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (A電池工作時(shí)，鋅失去電子B電池正極的電極反應(yīng)式為：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OHC電池工作時(shí)，電子由正極通過(guò)外電路流向負(fù)極D外電路中每通過(guò)0.2 mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減少6.5 g解析：從電池總反應(yīng)式Zn2MnO22H2O=Zn(OH22MnOOH可以確定Zn為負(fù)極，電子從負(fù)極流出經(jīng)外電路流向正極當(dāng)外電路中通過(guò)0.2 mol電子，參加反應(yīng)的鋅理論上為0.1 mol，即質(zhì)量減少6.5 g.答案：C9下圖所示裝置中， 觀察到電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，M棒變粗，N棒變細(xì)，由此判斷

8、下表中所列M、N、P物質(zhì)，其中可以成立的是 ( MNPA鋅銅稀硫酸溶液B銅鐵稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液解析：該原電池中M棒變粗，N棒變細(xì)，說(shuō)明原電池反應(yīng)時(shí)N棒溶解作負(fù)極，溶液中有金屬析出在M棒上M棒作正極A、B選項(xiàng)中，電解質(zhì)溶液分別為稀H2SO4和稀鹽酸，原電池工作時(shí)，不會(huì)有金屬析出；C選項(xiàng)正極反應(yīng)為Age=Ag，符合題意；而D選項(xiàng)正極反應(yīng)為Fe3e=Fe2，不會(huì)有金屬析出答案：C10固體氧化物燃料電池是由美國(guó)西屋(Westinghouse公司研制開(kāi)發(fā)的它以固體氧化鋯氧化釔為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子(O2在其間通過(guò)該電池的工作原理如下圖所示，其中多孔電極a、b均不參

9、與電極反應(yīng)下列判斷正確的是 (A有O2放電的a極為電池的負(fù)極B有H2放電的b極為電池的負(fù)極Ca極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)為O22H2O4e=4OHDb極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)為2H24e4OH=4H2O解析：原電池中失去電子的物質(zhì)在負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，故通H2的b極為負(fù)極；通O2的a極為正極據(jù)圖示a極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)為：O22e=O2，b極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)為：H2O22e=H2O.答案：B二、非選擇題(本題包括4小題，共50分11(11分鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血?jiǎng)┑?1寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式_.(2若將(1中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，請(qǐng)畫出原電池的裝

10、置圖，標(biāo)出正、負(fù)極，并寫出電極反應(yīng)式正極反應(yīng)_；負(fù)極反應(yīng)_解析：(1利用Fe3轉(zhuǎn)化Fe2的反應(yīng)：2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2，然后改為離子方程式(2根據(jù)2Fe3Cu=2Fe2Cu2氧化還原反應(yīng)和原電池的工作原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，銅作負(fù)極，石墨作正極，F(xiàn)eCl3溶液作電解質(zhì)溶液答案：(12Fe3Cu=2Fe2Cu2(2裝置圖如圖所示正極反應(yīng)：2Fe32e=2Fe2負(fù)極反應(yīng)：Cu2e=Cu212(13分被譽(yù)為改變未來(lái)世界的十大新科技之一的燃料電池具有無(wú)污染、無(wú)噪音、高效率的特點(diǎn)右圖為氫氧燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極材料為疏松多孔石墨棒當(dāng)氧氣和氫氣分別連續(xù)不斷地從正、負(fù)兩極

11、通入燃料電池時(shí)，便可在閉合回路中不斷地產(chǎn)生電流試回答下列問(wèn)題：(1圖中通過(guò)負(fù)載的電子流動(dòng)方向_(填“向左”或“向右”(2寫出氫氧燃料電池工作時(shí)電極反應(yīng)方程式和總反應(yīng)方程式正極：_，負(fù)極：_，總反應(yīng)：_.(3為了獲得氫氣，除了充分利用太陽(yáng)能外，工業(yè)上利用石油產(chǎn)品與水在催化劑作用下制取氫氣寫出C3H8和H2O反應(yīng)生成H2和CO的化學(xué)方程式：_；(4若將此燃料電池改進(jìn)為直接以甲烷和氧氣為原料進(jìn)行工作時(shí)，正極反應(yīng)式為_(kāi)；負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)解析：H2在負(fù)極上被氧化，O2在正極上被還原，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，在書寫電極反應(yīng)式時(shí)不出現(xiàn)H，可以出現(xiàn)OH.寫甲烷燃料電池的電極反應(yīng)式時(shí)，甲烷被O2氧化的產(chǎn)物是CO2

12、，在堿溶液中繼續(xù)反應(yīng)生成CO.答案：(1向右(22H2OO24e=4OH2H24OH4e=4H2O2H2O2=2H2O(3C3H83H2O3CO7H2(42O24H2O8e=8OHCH410OH8e=CO7H2O13(16分有甲、乙兩位同學(xué)均想利用原電池反應(yīng)檢測(cè)金屬的活動(dòng)性順序，兩人均使用鎂片與鋁片作電極，但甲同學(xué)將電極放入6 mol/L H2SO4溶液中，乙同學(xué)將電極放入6 mol/L的NaOH溶液中，如圖所示請(qǐng)回答：(1寫出甲池中正極的電極反應(yīng)式：_.(2寫出乙池中負(fù)極的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)的離子方程式：負(fù)極_，總反應(yīng)的離子方程式為_(kāi).(3如果甲、乙同學(xué)均認(rèn)為“構(gòu)成原電池的電極材料如果都是金

13、屬，則構(gòu)成負(fù)極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”，則甲會(huì)判斷出_活動(dòng)性更強(qiáng)，而乙會(huì)判斷出_活動(dòng)性更強(qiáng)(填寫元素符號(hào)(4由此實(shí)驗(yàn)，可得到如下哪些正確結(jié)論？答：_(填寫字母序號(hào)a利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動(dòng)性順序時(shí)應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì)b鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強(qiáng)c該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明金屬活動(dòng)性順序已過(guò)時(shí)，已沒(méi)有實(shí)用價(jià)值d該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明化學(xué)研究對(duì)象復(fù)雜，反應(yīng)受條件影響較大，因此應(yīng)具體問(wèn)題具體分析(5上述實(shí)驗(yàn)也反過(guò)來(lái)證明了“直接利用金屬活動(dòng)性順序判斷原電池中的正負(fù)極”這種做法_(填“可靠”或“不可靠”如不可靠，請(qǐng)你提出另一個(gè)判斷原電池正負(fù)極的可行實(shí)驗(yàn)方案_(如可靠，此空可不填解析：構(gòu)成原電池的條件中其一是有兩

14、種活潑性不同的金屬作電極且相對(duì)活動(dòng)的金屬作負(fù)極一般比較金屬活動(dòng)性時(shí)按照金屬活動(dòng)性順序但也有其它情況因金屬活動(dòng)性順序的排列是在一般酸中的反應(yīng)順序當(dāng)溶液改為NaOH溶液時(shí)，由于Mg不反應(yīng)，而Al能跟NaOH溶液反應(yīng)，在這種情況下，對(duì)于NaOH溶液而言，Al比Mg活潑，在該裝置中鋁作負(fù)極因此，判斷原電池正負(fù)極時(shí)，應(yīng)考慮到對(duì)應(yīng)介質(zhì)，誰(shuí)越易跟電解質(zhì)溶液反應(yīng)，誰(shuí)就作負(fù)極判斷原電池正負(fù)極，可在兩極間連一電流計(jì)，根據(jù)電流方向來(lái)判斷，如圖所示答案：(12H2e=H2(2Al4OH3e=AlO2H2O2Al2OH2H2O=2AlO3H2(3MgAl(4a、d(5不可靠在兩極之間連上一個(gè)電流計(jì)，測(cè)電流的方向，根據(jù)“

15、電流由正極流向負(fù)極”來(lái)判斷14(10分(1將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池，兩電極間連接一個(gè)電流計(jì)鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)：_；銀片上發(fā)生的電極反應(yīng)：_.(2若該電池中兩電極的總質(zhì)量為60 g，工作一段時(shí)間后，取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重，總質(zhì)量為47 g，試計(jì)算：產(chǎn)生氫氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況為_(kāi)；通過(guò)導(dǎo)線的電量(已知NA6.02×1023mol1，電子電荷為1.60×1119C為_(kāi) _解析：(1在鋅片、銀片和稀H2SO4組成的原電池中鋅片作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn2e=Zn2；銀片作正極，電極反應(yīng)式為2H2e=H2.(2兩電極的總質(zhì)量為60 g，工作一段時(shí)間后，取出洗凈干燥稱重為47 g，說(shuō)明鋅片已經(jīng)被反應(yīng)掉13 g，因消耗的Zn和產(chǎn)生的H2的物質(zhì)的量之比為11，可得