62原电池 化学电源Word文档格式.docx

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知识：

燃料电池，环境保护。

能力：

考查考生对基础知识的了解能力。

试题难度：

较小。

3．已知氧化性：

Au3＋>

Ag＋>

Cu2＋>

Pb2＋>

Cr3＋>

Zn2＋>

Ti2＋。

现有如图所示的电化学装置，下列叙述中正确的是（　　）

A．若X为Ti，则Y极的电极反应式可能是Zn－2e－===Zn2＋

B．若X为Cr，则Y可以选Zn或Ti

C．若Y为Cu，则X极的电极反应式可能是Cr－3e－===Cr3＋

D．若Y为Pb，则Xn＋（aq）中阴离子数会减少

Y为正极，不可能失电子，A项错误；

由氧化性顺序可知，还原性：

Au<

Ag<

Cu<

Pb<

Cr<

Zn<

Ti，若负极（X）为Cr，则正极（Y）只能选Au、Ag、Cu、Pb，B项错误；

Y为正极，X为负极，故盐桥中阴离子会移向Xn＋（aq）中，阳离子移向Ym＋（aq）中，D项错误。

4．（2012·

大纲全国理综）①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。

①②相连时，外电路电流从②流向①：

①③相连时，③为正极：

②④相连时，②上有气泡逸出：

③④相连时，③的质量减少，据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是（　　）

A．①③②④B．①③④②

C．③④②①D．③①②④

由原电池原理判断金属活动性，外电路电流从②流向①，②为正极，金属活动性①>

②；

①③相连，③为正极，金属活动性①>

③；

②④相连，②上有气泡（H2）逸出，②为正极，金属活动性④>

②，③④相连，③质量减少，则金属活动性③>

④，即金属活动性顺序为①>

③>

④>

②，B正确。

B

5．（2013·

顺义一中高三化学模拟）分析下图所示的四个原电池装置，结论正确的是（　　）

A．

（1）

（2）中Mg作负极，（3）（4）中Fe作负极

B．

（2）中Mg作正极，电极反应式为：

6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑

C．（3）中Fe作负极，电极反应式为：

Fe－2e－===Fe2＋

D．（4）中Cu作正极，电极反应式为：

2H＋＋2e－===H2↑

（1）中Mg作负极；

（2）中Al作负极，发生的反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，Mg不与NaOH反应；

（3）中铁遇浓HNO3钝化，Cu与浓HNO3反应，Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O；

（4）中铁作负极，为中性环境，发生吸氧腐蚀。

6．（2013·

海南模拟）高功率Ni/MH（M表示储氢合金）电池已经用于混合动力汽车。

总反应方程式如下：

Ni（OH）2＋M

NiO（OH）＋MH，下列叙述正确的是（　　）

A．放电时正极附近溶液的碱性增强

B．放电时负极反应为：

M＋H2O＋e－===MH＋OH－

C．充电时阳极反应为：

NiO（OH）＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－

D．放电时每转移1mol电子，正极有1molNiO（OH）被氧化

放电时正极反应为NiO（OH）＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－，正极附近c（OH－）增大，溶液碱性增强，A对；

放电时负极反应为MH＋OH－－e－===M＋H2O，B错；

充电时阳极反应为Ni（OH）2＋OH－－e－===NiO（OH）＋H2O，C错；

放电时正极发生还原反应，放电时每转移1mol电子，正极上有1molNiO（OH）被还原，D错。

A

7．（2013·

和田调研）如图，在盛有稀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→Y

B．若两电极分别为铁和碳棒，则X为碳棒，Y为铁

C．X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，则它们的活动性顺序为X＞Y

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，Y极发生的是还原反应，X极发生的是氧化反应。

若两电极分别为铁和碳棒，则Y为碳棒，X为铁。

8．（2013·

安徽卷·

10）热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。

一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。

该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。

下列有关说法正确的是（　　）

A．正极反应式：

Ca＋2Cl－＋2e－===CaCl2

B．放电过程中，Li＋向负极移动

C．每转移0.1mol电子，理论上生成20.7gPb

D．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转

仔细分析题给信息，结合原电池工作原理进行分析判断。

A．分析电池总反应，Ca在反应中失电子，所以Ca应作负极；

PbSO4中的Pb2＋得电子生成单质铅，所以正极反应物应是PbSO4，所以A项错误。

B.放电过程中，负极失电子，电子通过导线流向正极，所以正极表面聚集大量电子，能够吸引电解质中的阳离子向正极移动，所以B项错误。

C．根据方程式知，每转移0.1mol电子，生成0.05mol铅，其质量为10.35g，所以C项错误。

D.根据题给信息，该电池为热激活电池，常温下，无水LiCl－KCl为固态，没有自由移动的离子，该装置不能形成闭合回路，处于非工作状态，所以没有电流产生，即电流表或检流计的指针不会发生偏转。

原电池工作原理、电极反应方程式的书写、物质的量的计算。

考查考生是否能够从试题提供的新信息中，准确地提取有效信息，并结合已有知识进行分析判断的能力。

较大。

9．（2013·

全国课标Ⅰ·

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

C．该过程中总反应为2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3

D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl

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－===2Ag＋S2－Al3＋与S2－在溶液中不能共存，能发生水解相互促进反应2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al（OH）3↓＋3H2S↑，故原电池总反应为2Al＋3Ag2S＋6H2O===6Ag＋2Al（OH）3↓＋3H2S↑，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Ag2S被还原成Ag，质量减轻，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。

原电池构成、电极判断及电极反应式书写。

中等。

10．（2012·

四川高考）一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：

CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。

A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动

B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气

C．电池反应的化学方程式为：

CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O

D．正极上发生的反应为：

O2＋4e－＋2H2O===4OH－

电解质溶液中阳离子应向正极移动，A项错误；

酸性溶液中，正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，D项错误；

结合正极反应式，转移0.4mol电子时，消耗O20.1mol，其在标准状况下的体积为2.24L，B项错误；

C项符合题目要求，正确。

11．下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是（　　）

A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池

B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏

C．铅蓄电池工作过程中，每通过2mol电子，负极质量减轻207g

D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

在干电池中，Zn作负极，被氧化，B正确。

氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，D正确。

C项忽略了硫酸铅在该极上析出，该极质量应该增加而非减小，C不正确。

12．（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－===N2＋4H2O

C．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

13．一种新型环保电池是采用低毒的铝合金（丢弃的易拉罐），家庭常用的漂白水，食盐，氢氧化钠（化学药品店常见试剂）等原料制作的。

电池的总反应方程式为2Al＋3ClO－＋2OH－===3Cl－＋2AlO

＋H2O。

下列说法不正确的是（　　）

A．该电池的优点是电极材料和电解质用完后可以更换

B．该电池发生氧化反应的是金属铝

C．电极的正极反应式为3ClO－＋3H2O＋6e－===3Cl－＋6OH－

D．当有0.1molAl完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.806×

1023

该电池所用材料都是生活中常见的，电极材料和电解质用完后可以更换，A项正确；

金属铝是原电池的负极，发生氧化反应，B正确；

在正极上，发生还原反应，电极反应式为：

3ClO－＋3H2O＋6e－===3Cl－＋6OH－，C正确；

电子只能流经导线，不能流经电解液，D不正确。

14．某一同学根据离子反应方程式2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋来设计原电池。

下列设计方案中可行的是（　　）

A．电极材料为铁和锌，电解质溶液为FeCl3溶液

B．电极材料为铁和铜，电解质溶液为Fe（NO3）3溶液

C．电极材料为铁和石墨，电解质溶液为FeCl2溶液

D．电极材料为石墨，电解质溶液为FeCl3溶液

据反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋知，负极发生氧化反应应是Fe－2e－===Fe2＋，因此Fe作负极，正极应是活泼性比铁弱的金属或碳棒，电解质溶液应是可溶性铁盐溶液，B合适。

15．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（　　）

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。

二、非选择题

16．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。

近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。

其工作原理的示意图如下：

请回答下列问题：

（1）Pt（a）电极是电池的________极，电极反应式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________；

Pt（b）电极发生________反应（填“氧化”或“还原”），电极反应式为_______________________________________________________________________。

（2）电池的总反应方程式为___________________________________________________________________。

（3）如果该电池工作时电路中通过2mol电子，则消耗的CH3OH有________mol。

（1）负　CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋

还原　O2＋4H＋＋4e－===2H2O

（2）2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O　（3）

17．（2013·

南京模拟）根据氧化还原反应：

2Ag＋（aq）＋Cu（s）===Cu2＋（aq）＋2Ag（s）设计的原电池如图所示，其中盐桥为琼脂—饱和KNO3盐桥。

（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．K＋B．NO

C．Ag＋D．SO

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－2e－===Cu2＋，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K＋移向正极（Ag极），NO

移向负极（Cu极）。

（1）Cu　AgNO3溶液

（2）正　2Ag＋＋2e－===2Ag　Cu－2e－===Cu2＋

（3）Cu　Ag　（4）B

18．（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100mL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________g，溶液中的c（SO

）＝________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

（1）Cu与Fe2（SO4）3反应生成CuSO4和FeSO4，离子方程式为Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。

（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（Cu2＋）＝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＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，可见Fe2＋的物质的量浓度为Cu2＋的两倍，依据溶液中的电荷守恒规律，得0.1mol/L×

3＋0.2mol/L×

2＋0.1mol/L×

1＝c（SO

）×

2，解得c（SO

）＝0.5mol/L。

（1）Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋　

（2）0.64　0.5

（3）

负极

铜

正极

碳

2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋