1、1跟踪检测（三十四）化学能与电能（1）原电池、化学电源（过基础）1.某兴趣小组设计的简易原电池装置如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是( )A锌片作正极B铜片上有气泡产生C将电能转化为化学能D电子由铜片经导线流向锌片解析：选 B 根据原电池的工作原理，活泼金属作负极，锌比铜活泼，锌片作负极，A错误；铜片作正极，电极反应式为 2H 2e =H2，铜片上有气泡冒出，B 正确；该装置为原电池装置，是将化学能转化成电能的装置，C 错误；根据原电池的工作原理，电子从负极经导线流向正极，即电子从锌片经导线流向铜片，D 错误。2(2016上海高考)图 1 是铜锌原电池示意图。图 2 中， x 轴表示实验
2、时流入正极的电子的物质的量， y 轴表示( )A铜棒的质量 B c(Zn2 )C c(H ) D c(SO )24解析：选 C 该装置构成原电池，Zn 是负极，Cu 是正极。A 项，在正极 Cu 上溶液中的H 获得电子变为氢气，Cu 棒的质量不变，错误；B 项，由于 Zn 是负极，不断发生反应Zn2e =Zn2 ，所以溶液中 c(Zn2 )增大，错误；C 项，由于反应不断消耗 H ，所以溶液的 c(H )逐渐降低，正确；D 项，SO 不参加反应，其浓度不变，错误。243原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中正确的是( )A中 Mg 作负极，中 Fe 作负极B中
3、 Mg 作正极，电极反应式为6H2O6e =6OH 3H 22C中 Fe 作负极，电极反应式为 Fe2e =Fe2D中 Cu 作正极，电极反应式为 2H 2e =H2解析：选 B 中 Mg 作负极；中 Al 作负极；中铜作负极；是铁的吸氧腐蚀，Cu 作正极，电极反应式为 O22H 2O4e =4OH 。4如图所示为锌铜原电池。下列叙述中，正确的是( )A盐桥的作用是传导离子B外电路电子由铜片流向锌片C锌片上的电极反应式为 Zn2 2e =ZnD外电路中有 0.2 mol 电子通过时，铜片表面质量增加约 3.2 g解析：选 A “双液”原电池中，盐桥连接左、右两个烧杯中的溶液，传导离子，起到导电
4、作用，A 正确；锌的活泼性强于铜，则锌片作负极，铜片作正极；在外电路中，电子由负极流向正极，则电子由锌片流向铜片，B 错误；锌片是负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为 Zn2e =Zn2 ，C 错误；铜片是正极，电极反应式为Cu2 2e =Cu，外电路中通过 0.2 mol 电子时，铜片上析出 0.1 mol Cu，其质量为 0.1 mol64 gmol1 6.4 g，D 错误。5(2016全国卷)MgAgCl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )A负极反应式为 Mg2e =Mg2B正极反应式为 Ag e =AgC电池放电时 Cl 由正极向负极迁移D负极会发生
5、副反应 Mg2H 2O=Mg(OH)2H 2解析：选 B MgAgCl 电池的电极反应：负极 Mg2e =Mg2 ，正极2AgCl2e =2Ag2Cl ，A 项正确，B 项错误；在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C 项正确；Mg 是活泼金属，能和 H2O 发生反应生成 Mg(OH)2和H2，D 项正确。6电子计算机所用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：Zn2OH 2e =ZnOH 2O；Ag 2OH 2O2e =2Ag2OH 。下列判断正确的是( )A锌为正极，Ag 2O 为负极B锌为负极，Ag 2O 为正极C原电池工作时，将电能转
6、化成化学能3D原电池工作时，负极区溶液的 pH 增大解析：选 B 根据化合价变化可知 Zn 被氧化，应为原电池的负极，则正极为 Ag2O，故A 错误，B 正确；原电池是将化学能转化为电能的装置，故 C 错误；原电池工作时，负极发生反应 Zn2OH 2e =ZnOH 2O，溶液的 pH 减小，故 D 错误。7等质量的两份锌粉 a、b，分别加入过量的稀 H2SO4中，同时向 a 中放入少量的CuSO4溶液，如图表示产生 H2的体积( V)与时间( t)的关系，其中正确的是( )解析：选 D a 中 Zn 与 CuSO4溶液反应置换出 Cu，Zn 的量减少，产生 H2的量减少，但ZnCu稀 H2SO
7、4形成原电池，加快反应速率，D 项图示符合要求。8.近年，科学家们发明了一种能够给电子设备提供动力的生物燃料电池。该电池包括两个涂覆着酶的电极，它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中。由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )A左边为该电池的负极B该电池可在高温环境下使用C该电池负极反应为 H22e =2HD该电池正极反应为 O24e =2O2解析：选 C 由电池示意图可知，H 2H ，是 H2被氧化的过程，通入 H2的一极为原电池的负极，发生反应：H 22e =2H ；O 2H 2O，是 O2被还原的过程，通入 O2的一极为原电池的正极，发生反应：O
8、 24e 4H =2H2O，故 A、D 错误，C 正确；该电池包括两个涂覆着酶的电极，高温下会使酶变性，不能在高温下使用，B 错误。9某校化学兴趣小组进行探究性活动：将氧化还原反应 2Fe3 2I 2Fe 2 I 2，设计成带盐桥的原电池。提供的试剂：FeCl 3溶液，KI 溶液；其他用品任选。请回答下列问题：(1)请补充下面原电池的装置图，在括号内填上正负极的材料、电解质溶液。(2)发生氧化反应的电极反应式为_。(3)反应达到平衡时，外电路导线中_(填“有”或“无”)电流通过。(4)平衡后向 FeCl3溶液中加入少量 FeCl2固体，当固体全部溶解后，则此时该溶液中4电极变为_(填“正”或“
9、负”)极。解析：(1)依据原电池原理分析，氧化还原反应中 Fe3 在正极上得电子发生还原反应，I 在负极上发生氧化反应，负极所在的电解质溶液为 KI 溶液，正极所在的电解质溶液为FeCl3溶液。电极材料可选取惰性电极，如石墨或其他不活泼的金属。(2)发生氧化反应的电极是负极，I 失电子。(3)反应达到平衡时，从左到右和从右到左移动的电子数目相等，故无电流产生。(4)平衡后向 FeCl3溶液中加入少量 FeCl2固体，反应 2Fe3 2I 2Fe 2 I 2的平衡逆向移动，此时 Fe2 失电子，电极变成负极。答案：(1)如图(2)2I 2e =I2(3)无 (4)负10(1)锌锰(ZnMnO 2
10、)干电池应用广泛，其电解质溶液是 ZnCl2NH4Cl 混合溶液。该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_(填“正极”或“负极”)。若 ZnCl2NH4Cl 混合溶液中含有杂质 Cu2 ，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是_。(2)铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料分别是 Pb 和 PbO2，电解液为硫酸。该电池总反应式为 PbPbO 22H 2SO4 2PbSO42H 2O。 充 电 放 电该蓄电池放电时，电解质溶液中阴离子移向_(填“正极”或“负极”)；正极附近溶液的酸性_(填“增强” “减弱”或“不变”)，负极的电极反应式为_。(已知：硫酸铅为不溶于水的白色沉淀，生成时附着在电极上)
11、实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，今若制得 0.050 mol Cl2，这时电池内消耗的 H2SO4的物质的量至少是_mol。(3)氢氧燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于铅蓄电池。若电解液为KOH 溶液，则氢氧燃料电池的负极反应式为_。该电池工作时，外电路每流过 2 mol e ，消耗标准状况下氧气_L。解析：(1)负极上失电子发生氧化反应，则 Zn 失电子为负极，电子由负极流向正极。电化学腐蚀较化学腐蚀更快，锌与还原出来的 Cu 构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。(2)5在铅蓄电池中，根据原电池反应式中元素化合价变化知，在 Pb 电极上 Pb 元素化合价由0 价变为2
12、价，发生氧化反应：Pb2e SO =PbSO4，所以 Pb 作负极，PbO 2作正极，24电解质溶液中阴离子移向负极。工作时，该铅蓄电池正极上 PbO2得电子发生还原反应，电极反应为 PbO2SO 2e 4H =PbSO42H 2O，正极附近溶液的酸性减弱。24设生成 0.05 mol Cl2需转移的电子为 x mol。2Cl 2e =Cl22 mol 1 molx mol 0.050 mol解得 x0.1，设转移 0.1 mol e 时，消耗硫酸的物质的量为 y mol，放电时，铅蓄电池的电池反应式为PbO2Pb2H 2SO4=2PbSO42H 2O 转移电子2 mol 2 moly mol
13、 0.1 moly0.1，所以消耗硫酸的物质的量为 0.1 mol。(3)燃料与氧气反应的总化学方程式为 2H2O 2=2H2O，电解质溶液呈碱性，负极上氢气失电子生成水，则负极的电极反应式为 H22OH 2e =2H2O 或2H24OH 4e =4H2O；该电池中正极上是氧气发生得电子的还原反应，其电极反应式为O22H 2O4e =4OH ，则外电路每流过 2 mol e ，消耗氧气为 0.5 mol，所以消耗标准状况下氧气的体积为 0.5 mol22.4 Lmol1 11.2 L。答案：(1)Zn 正极 Zn 与 Cu2 反应生成 Cu，Zn 与 Cu 构成原电池，加快反应速率(2)负极 减弱 Pb2e SO =PbSO4 0.124(3)H22e 2OH =2H2O 11.26
