1、1原电池 化学电源1课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是( )A原电池是将化学能转化成电能的装置B原电池由电极、电解质溶液和导线等组成C图中 a 极为铝条、b 极为锌片时，导线中会产生电流D图中 a 极为锌片、b 极为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片解析：原电池是将化学能转化成电能的装置，A 正确；原电池由电极、电解质溶液和导线等组成，B 正确；图中 a 极为铝条、b 极为锌片时，构成原电池，导线中会产生电流，C 正确；图中 a 极为锌片、b 极为铜片时，锌片作负极，电子由锌片通过导线流向铜片，D错误。答案：D2如图，在盛有
2、稀 H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极 X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是( )A外电路的电流方向为 X外电路YB若两电极分别为铁和碳棒，则 X 为碳棒，Y 为铁CX 极上发生的是还原反应，Y 极上发生的是氧化反应D若两电极都是金属，则它们的活动性强弱为 XY解析：外电路电子流向为 X外电路Y，电流方向与其相反，X 极失电子，作负极，发生氧化反应，Y 极得电子，作正极，发生还原反应。若两电极分别为铁和碳棒，则 Y 为碳棒，X 为铁。答案：D3(2019福州质检)某些电子手表安装的纽扣电池由锌和氧化银、KOH 溶液构成。放电时，电极反应分别为 Zn2OH 2e=
3、=Zn(OH)2；Ag 2OH 2O2e =2Ag2OH 下列说法正确的是( )A锌为正极，电极上发生了氧化反应2B放电过程中，电解质溶液的酸碱性基本保持不变C溶液中的 OH 向正极移动，K 和 H 向负极移动D常温下，该电池总反应为非自发的氧化还原反应解析：A 项，由电极方程式可知，Zn 失电子化合价升高，发生氧化反应，Zn 作负极，错误；B 项，由正负极的电极方程式可得原电池总反应为 Ag2OH 2OZn= =Zn(OH)22Ag，则电解质溶液的酸碱性基本保持不变，正确；C 项，原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，所以溶液中 OH 向负极移动，K 、H 向正极移动，错误；D
4、项，原电池反应为自发的氧化还原反应，则常温下，该电池总反应为自发的氧化还原反应，错误；故选 B。答案：B4锂电池的构造如图所示，电池内部“”表示放电时 Li 的迁移方向，电池总反应可表示为 Li1 xCoO2Li xC6 LiCoO26C，下列说法错误的是( )充 电 放 电A该电池的负极为 LiCoO2B电池中的固体电解质可以是熔融的氯化钠、干冰等C充电时的阴极反应为 Li1 xCoO2 xLi xe =LiCoO2D外电路上的“”表示放电时的电子流向解析：根据锂离子的移动方向，确定 LiCoO2是负极，碳电极是正极，电子从负极经外电路移向正极，充电时为电解池，阴极发生得电子的还原反应，故
5、A、C、D 正确。干冰是固体二氧化碳，属于非电解质，故 B 错误。答案：B5十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战” ，意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是( )A该电池放电时质子从 Pt2 电极经过内电路流到 Pt1 电极BP t1 电 极 附 近 发 生 的 反 应 为 SO2 2H2O 2e =H2SO4 2HCPt2 电极附近发生的反应为 O24e 2H 2O=4OH3D相同条件下，放电过程中消耗的 SO2和 O2的体积比为 21解析：放电时为原电池，质子向正极移动，Pt1 电极为负极，则该
6、电池放电时质子从Pt1 电极移向 Pt2 电极，A 错误；Pt1 电极为负极，发生氧化反应，SO 2被氧化为硫酸，电极反应为 SO22H 2O2e =SO 4H ，硫酸应当拆为离子形式，B 错误；酸性条件下，24氧气得电子生成水，C 错误；相同条件下，放电过程中，负极发生氧化反应：2SO24H 2O4e =2SO 8H ，正极发生还原反应：O 24e 4H =2H2O，根据转移24电子数相等规律可知：放电过程中消耗的 SO2和 O2的体积比为 21，D 正确；正确选项D。答案：D6乙烯催化氧化成乙醛可设计成如图所示的燃料电池，能在制备乙醛的同时获得电能，其总反应为 2CH2=CH2O 2 2C
7、H 3CHO。下列有关说法正确的是( )Aa 电极发生还原反应B放电时，每转移 2 mol 电子，理论上需要消耗 28 g 乙烯Cb 电极反应式为 O24e 2H 2O=4OHD电子移动方向：电极 a磷酸溶液电极 b解析：由题图可以看出 a 极通入乙烯，作负极，放电时乙烯发生氧化反应生成乙醛，A 项错误；CH 2=CH2 CH 3CHO 中碳元素化合价发生变化，可以看出每转移 2 mol 电子有 1 mol 乙烯被氧化，B 项正确；电解质溶液显酸性，b 极通入氧气，放电后生成水，电极反应式为 O24e 4H =2H2O， C 项错误；放电时电子从负极通过外电路向正极移动，电解质溶液中阴离子向负
8、极移动，阳离子向正极移动，D 项错误。答案：B7(2019盐城模拟)一种新型太阳光电化学电池贮能时电解质溶液中离子在两极发生如下图所示的转化。下列说法正确的是( )4A贮能时，电能转变为化学能和光能B贮能和放电时，电子在导线中流向相同C贮能时，氢离子由 a 极区迁移至 b 极区D放电时，b 极发生：VO 2H e =VO2 H 2O 2解析：光照时贮能 VO2 失电子转化为 VO ，b 极为阳极，a 极为阴极，放电时 b 极为 2正极，a 极为负极。贮能时，光能转变为化学能，选项 A 错误；贮能时电子由 b 极流出，放电时电子由 a 极流出，在导线中流向不相同，选项 B 错误；贮能时，氢离子由
9、阳极 b 极区迁移至阴极 a 极区，选项 C 错误；放电时，b 极为正极，发生电极反应：VO 2H e =VO2 H 2O，选项 D 正确。 2答案：D8目前科学家已开发出一种新型燃料电池固体氧化物电池，该电池用辛烷(C 8H18)作燃料，电池中间部分的固体氧化物陶瓷可传递氧离子，下列说法正确的是( )A电池工作时，氧气发生氧化反应B电池负极的电极反应：O 22H 2O4e =4OHC电池负极的电极反应：C 8H1825O 2 50e =8CO29H 2OD若消耗的 O2为 11.2 L(标准状况)，则电池中有 1 mol 电子发生转移解析：该电池工作时，正极上氧气得电子发生还原反应，A 项错
10、误；负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应，电极反应式为 C8H1825O 2 50e =8CO29H 2O，B 项错误，C 项正确；标准状况下 11.2 L 氧气的物质的量为 0.5 mol，根据 O24e =2O2 ，当消耗 0.5 mol 氧气转移电子的物质的量为氧气的 4 倍，所以转移电子的物质的量为 2 mol，D 项错误。答案：C9一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是( )A反应 CH4H 2O 3H2CO，每消耗 1 mol CH4转移 12 mol 电子= = = = =催 化 剂 B电极 A 上 H2参与的电极反应为 H22OH 2e =2H2OC电池
11、工作时，CO 向电极 B 移动23D电极 B 上发生的电极反应为 O22CO 24e =2CO23解析：A 项，CH 4中的 C 为4 价，CO 中的 C 为2 价，每个碳原子失去 6 个电子，因5此每消耗 1 mol CH4失去 6 mol 电子，错误；B 项，熔融盐中没有 OH ，因此 OH 不能参与电极反应，电极反应式应为 H2CO2CO 4e =3CO2H 2O，错误；C 项，2CO 应向23 23负极移动，即向电极 A 移动，错误；D 项，电极 B 上 O2得电子和 CO2结合生成 CO ，正确。23答案：D10.LiSOCl 2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电
12、解液是 LiAlCl4SOCl 2。电池的总反应可表示为 4Li2SOCl 2=4LiClSSO 2。(1)电池正极发生的电极反应为_。(2)SOCl2易挥发，实验室中常用 NaOH 溶液吸收 SOCl2，有 Na2SO3和 NaCl 生成。如果把少量水滴到 SOCl2中，实验现象是_，反应的化学方程式为_。.熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。某燃料电池以熔融的 K2CO3为电解质，以丁烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。(3)该燃料电池负极电极反应式为_。(4)该燃料电池正极电极反应式为_。解析：(1 )原 电 池 的 负 极 发 生 氧 化
13、反 应 ， 则 电 极 反 应 式 为 4Li4e 4Cl =4LiCl，则正极的电极反应式用总反应方程式减去负极反应得 2SOCl24e =4Cl SSO 2。(2)用 NaOH 溶液吸收 SOCl2，有 Na2SO3和 NaCl 生成，说明反应过程中 S 元素的化合价仍是4 价，未发生氧化还原反应，所以 SOCl2与水反应的产物是二氧化硫与氯化氢，氯化氢与水结合形成白雾，则实验现象是出现白雾，有刺激性气味气体生成；化学方程式为SOCl2H 2O=SO22HCl 。(3)燃料电池的负极发生氧化反应，所以丁烷在负极发生氧化反应，失去电子，因为熔融的 K2CO3为电解质，所以生成二氧化碳和水，电
14、极反应式为C4H1013CO 26e =17CO25H 2O。23(4)正极是氧气发生还原反应，并与二氧化碳结合生成碳酸根离子，电极反应式为O22CO 24e =2CO 。23答案：(1)2SOCl 24e =4Cl SSO 26(2)出现白雾，有刺激性气体生成 SOCl 2H 2O=SO22HCl(3)C4H1013CO 26e =17CO25H 2O23(4)O22CO 24e =2CO2311(1)高铁酸钾(K 2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图 1 是高铁电池的模拟实验装置。试回答下列问题：该电池放电时正极的电极反应式为_；若维持电流强度为 1 A
15、，电池工作十分钟，理论消耗 Zn_g(已知 F96 500 Cmol1 )。盐桥中盛有饱和 KCl 溶液，此盐桥中氯离子向_(填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向_(填“左”或“右”)移动。图 2 为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有_。(2)有人设想以 N2和 H2为反应物，以溶有 A 的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图 3 所示，电池正极的电极反应式是_，A 是_。(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中 CO 的浓度，其装置如图 4 所示。该电池中O2 可以在固体介质 NASICON(固溶体)
16、内自由移动，工作时 O2 的移动方向_(填“从 a 到 b”或“从 b 到 a”)，负极发生的电极反应式为7_。解析：(1)放电时石墨为正极，高铁酸钾在正极上发生还原反应，电极反应式为 FeO4H 2O3e =Fe(OH)3 5OH ；若维持电流强度为 1 A，电池工作十分钟，转移电24子的物质的量为 1106096 5000.006 2(mol)。理论消耗 Zn 的质量为 0.006 2 mol265 gmol1 0.2 g。电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，所以盐桥中氯离子向右移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向左移动。由题图中高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，可知高
17、铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定。(2)该电池的本质反应是合成氨反应，电池中氢气失电子在负极发生氧化反应，氮气得电子在正极发生还原反应，则正极反应式为 N28H 6e =2NH ，氨气与 HCl 反应生成 4氯化铵，则电解质溶液为氯化铵溶液。(3)工作时电极 b 作正极，O 2 由电极 b 移向电极 a；该装置是原电池，通入一氧化碳的电极 a 是负极，负极上一氧化碳失去电子发生氧化反应，电极反应式为COO 2 2e =CO2。答案：(1)FeO 4H 2O3e =Fe(OH)35OH 0.2 右 左 使用时间长、24工作电压稳定(2)N28H 6e =2NH 氯化铵 4(3)从 b 到
18、a COO 2 2e = CO212某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。试回答下列问题：(1)如图 1 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 CuCl2溶液换为 NH4Cl 溶液，石墨电极反应式为8_，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_，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式：_，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴
19、加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的3 价铁被氧化为更高的价态。 ”如果3 价铁被氧化为 FeO ，试写出该反应的离子方程式：24_。(3)其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成 n 型，如图 2 所示。一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞溶液，现象是_，电极反应式为_；乙装置中石墨()为_极(填“正” “负” “阴”或“阳”)，乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为_，产物常用_检验，反应的离子方程式为_。解析：(1)负极反应 Fe2e =Fe2 ，正极反应 Cu2 2e =Cu，则原电池反应为FeCu 2 =Fe2 Cu。设导线中通过
20、电子的物质的 量 为 x， 则 负 极 减 少 质 量 为 28 gmol 1x， 正 极 增 加 质 量 为 32 gmol1 x，28 x32 x12， 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 。 Cl2将 Fe2氧 化 为 Fe3 ， Cl2过 量 时 ， 发 生 的 反 应 为 2Fe3 3Cl 28H 2O=2FeO 6Cl 16H 。24(3)将盐桥改为铜丝和石墨后，甲装置为原电池，乙装置为电解池 。 甲 中 Fe 为 负 极 ， Cu为 正 极 ， 正 极 电 极 反 应 式 为 O2 2H2O 4e =4OH ，滴加酚酞后变红色。乙中石墨()为阴极，与铜丝相连的电极为阳极，电极反应式为 2Cl 2e =Cl2，Cl 2可用湿润的淀粉KI 试纸检验。答案：(1)FeCu 2 =Fe2 Cu 0.29(2)2H 2e =H2 酸性 NH H 2O NH3H2OH 42Fe2 Cl 2=2Fe3 2Cl 2Fe3 3Cl 28H 2O=2FeO 6Cl 16H 24(3)溶液变红 O 22H 2O4e =4OH 阴2Cl 2e =Cl2 湿润淀粉KI 试纸Cl22I =2Cl I 2
