1、一、选择题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：选 D。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。2.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：选 D。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。3锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为 Zn(s)2MnO 2(s)H 2O(l)=Zn(OH)2(s)
3、Mn 2O3(s)。下列说法错误的是( )A电池工作时，锌失去电子，电解液内部 OH 向负极移动B电池正极的电极反应式为 2MnO2(s)H 2O(l)2e =Mn2O3(s)2OH (aq)C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过 0.2 mol 电子，锌的质量理论上减小 6.5 g解析：选 C。 A锌的化合价升高，失去电子，电解液内部 OH 向负极移动，A 正确；B负极失去电子，正极得到电子 ，则根据总反应式可判断正极是二氧化锰得到电子，电极反应式为 2MnO2(s)H 2O(l)2e =Mn2O3(s)2OH (aq)，B 正确；C电池工作时，电子从负极经外电路流向正极
4、，C 错误；D由总的反应式可知消耗 0.2 mol 电子时负极消耗 0.1 mol 锌，则消耗锌的质量 0.1 mol65 g/mol6.5 g ，D 正确。4根据下图，判断下列说法正确的是( )A装置和装置中负极反应均是 Fe2e =Fe2B装置和装置中正极反应均是 O22H 2O4e =4OHC装置和装置中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D放电过程中，装置左侧烧杯和装置 右侧烧杯中溶液的 pH 均增大解析：选 D。装置中，由于 Zn 比 Fe 活泼，所以 Zn 作原电池的负极，电极反应式为 Zn 2e =Zn2 ；Fe 作正极 ，电极反应式为 O22H 2O4e =4OH ，由于正极有OH
5、生成，因此溶液的 pH 增大。装置中，Fe 作负极，电极反应式为Fe2e =Fe2 ；Cu 作正极，电极反应式为 2H 2e =H2，正极由于不断消耗 H ，所以溶液的 pH 逐渐增大，据此可知 A、B 均错误，D 正确。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，所以 C 错误。5如图为某原电池的结构示意图，下列说法中不正确的是( )A原电池工作时的总反应为 ZnCu 2 =Zn2 Cu ，该反应一定为放热反应B原电池工作时，Zn 电极流出电子，发生氧化反应C原电池工作时，Cu 电极上发生氧化反应，CuSO 4 溶液蓝色变深D如果将 Cu 电极改为 Fe 电极，Zn 电极依然作负极解析：选 C。
6、由图可知：原电池总反应为 ZnCu 2 =Zn2 Cu ，自发进行且放热的反应才能设计成原电池，A 正确； Zn 比 Cu 活泼，故作负极，失电子，发生氧化反应，B正确；Cu 作正极，Cu 2 得电子，发生还原反应，CuSO 4溶液颜色变浅，C 不正确；Fe 也不如 Zn 活泼，故 Zn 电极依然作负极，D 正确。6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 Li1x CoO2Li 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：Li 1x C
7、oO2xLi x e =LiCoO2D外电路上的“”表示放电时的电子流向解析：选 B。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 A、C、D 正确。干冰是固体二氧化碳，属于非电解质，故 B 错误。7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 2CH 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：
8、电极 a磷酸溶液电极 b解析：选 B。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极移动，阳离子向正极移动，D 项错误。8.一种用于驱动潜艇的液氨液氧燃料电池原理示意如图，下列有关该电池说法正确的是( )A该电池工作时，每消耗 22.4 L NH3 转移 3 mol
9、电子B电子由电极 A 经外电路流向电极 BC电池工作时，OH 向电极 B 移动D电极 B 上发生的电极反应为 O2 4H 4e =2H2O解析：选 B。A 项，温度、压强未知，不能计算 22.4 L NH3的物质的量，错误；B 项，该电池中通入氧气的电极 B 为正极 ，电极 A 为负极，电子由电极 A 经外电路流向电极 B，正确；C 项，电池工作时，OH 向负极移动，错误；D 项 ，该电池电解质溶液为 NaOH 溶液，电极 B 上发生的电极反应为 O22H 2O4e =4OH ，错误。9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
10、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：选 C。该电池工作时， 正极上氧气得电子发生还原反应，A 项错误；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
11、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。10下图是一种燃料型电池检测仪的工作原理示意图。下列说法不正确的是( )A该仪器工作时酒精浓度越大，则电流强度越大B工作时外电路电子流向为 XYC检测结束后，X 极区的 pH 增大D电池总反应为 2CH3CH2OHO 2=2CH3CHO2H 2O解析：选 C。A该图为酒精燃料电池，该仪器工作时酒精浓度越大，则单位时间内转移电子数越多，电流强度越大，正确；B燃料电池中通入燃料的一极发生氧化反应作原电池的负极，所以 X 是负极 ，Y 是正极，电子从外电路的负极流向正极 ，正确；C 酒精发生氧化反应生成乙醛和氢离子，所
12、以 X 极区的氢离子浓度增大，pH 减小，错误；D燃料电池的反应实质就是乙醇与氧气反应生成乙醛和水，所以电池总反应为2CH3CH2OH O2=2CH3CHO2H 2O，正确。二、非选择题11根据下列原电池的装置图，回答问题：(1)若 C 为稀 H2SO4 溶液，电流表指针发生偏转，B 电极材料为 Fe 且作负极，则 A 电极上发生的电极反应式为_；反应进行一段时间后溶液 C 的pH 将_(填“升高” “降低”或“基本不变”)。(2)若需将反应：Cu 2Fe 3 =Cu2 2Fe 2 设计成如上图所示的原电池装置，则负极A 极材料为_，正极 B 极材料为_，溶液 C 为_。(3)用 CH4 和
13、O2 组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：则电极 d 是_(填“正极 ”或“负极”) ，电极 c 的反应方程式为_。若线路中转移 2 mol 电子，则上述燃料电池消耗的 O2 在标准状况下的体积为_L。解析：(1)若 C 为稀 H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B 电极材料为 Fe 且作负极，电极反应式为 Fe2e =Fe2 ，A 电极为正极，溶液中氢离子得到电子生成氢气 ，电极反应式为 2H 2e =H2；氢离子浓度减小 ，氢氧根离子浓度增大，溶液 pH 升高。(2)将反应 Cu2Fe 3 =Cu2 2Fe 2 设计成如题图所示的原电池装置 ，Cu 元素的化合价由 0 价升高到2
14、 价，失电子作原电池的负极，则负极 A 极材料为 Cu，正极 B 极材料为石墨或比铜活泼性弱的金属，Fe 3 在正极得电子发生还原反应，溶液 C 用可溶性铁盐，即含 Fe3的溶液。(3) 根据甲烷燃料电池的结构示意图可知，电子流出的电极为负极 ，c 为负极，d 为正极，在燃料电池中，氧气在正极得电子发生还原反应，甲烷在负极失电子发生氧化反应，所以电极 c 的反应方程式为 CH48e 2H 2O=CO28H 。根据正极电极反应式：O 24e 4H =2H2O，可知线路中转移 2 mol 电子时，消耗的 O2为 0.5 mol，在标准状况下的体积为 0.5 mol22.4 L/mol11.2 L。
15、答案：(1)2H 2e =H2 升高 (2)Cu 石墨( 或比铜活泼性弱的金属) 含 Fe3 的溶液(3)正极 CH 48e 2H 2O=CO28H 11.212化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。.氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图所示的实验( 图中所用电极均为惰性电极 )：(1)对于氢氧燃料电池，下列叙述不正确的是_。Aa 电极是负极，OH 移向负极Bb 电极的电极反应为 O22H 2O4e =4OHC电池总反应式为 2H2O 2 2H2O= = = = =点 燃 D电解质溶液的 pH 保持不变E氢
16、氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置(2)上图右边装置中盛有 100 mL 0.1 molL1 AgNO3 溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气 112 mL(标准状况下) 时，此时 AgNO3 溶液的 pH_(溶液体积变化忽略不计) 。.已知甲醇的燃烧热 H 726.5 kJmol1 ，在直接以甲醇为燃料的电池中，理想状态下，消耗 1 mol 甲醇所能产生的最大电能为 702.1 kJ，则该燃料电池的理论效率为_(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比) 。解析：.(1)C 项电池反应不需要反应条件 ，故 C 错；随着燃料电池
17、的不断反应，水越来越多，KOH 溶液浓度逐渐减小，pH 逐渐降低，故 D 错。(2)右池为电解池，其电极反应为阳极：4OH 4e =O22H 2O，阴极：4Ag 4e =4Ag，当氢氧燃料电池中消耗氢气 112 mL(标准状况下) 时，转移电子数为0.01 mol，右池中共消耗 0.01 mol OH ，故生成 0.01 mol H ，c (H ) 0.1 0.01 mol0.1 LmolL 1，pH 1。.该燃料电池的理论效率 100%96.6% 。702.1 kJ726.5 kJ答案：.(1)CD (2)1 .96.6%13.LiSOCl 2 电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂
18、和碳，电解液是 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
19、氧化反应，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 2SOCl2 4e =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SOCl2 H2O=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，电极反应式为
20、C4H1013CO 26e =17CO25H 2O。(4) 正极是氧气发生还原反应，并与二氧化碳23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 S SO 2(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 =2CO2314(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：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，电池工作十分钟，理
21、论消耗 Zn_g(已知 F96 500 Cmol 1 )。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，其装置如图所示。该电池中 O2可以在固体介质 NASICON (固溶体)内自由移动，工
22、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_ 。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)35OH ；若维持电流强度为 1 A，电池工作十分钟，转移24电子的物质的量为 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，可知高铁电池的优点有
23、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 4成氯化铵，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24长、工作电压稳定(2)N28H 6e =2NH 氯化铵 4(3)从 b 到 a COO 2 2e =CO2
