高考化学总复习 第六章 化学反应与能量 课时作业18 原电池 化学电源 新人教版.doc

课时作业18原电池化学电源一、选择题1.右图为一原电池装置，下列叙述中正确的是()铜离子在铜片表面被还原盐桥中的k移向znso4溶液电流从锌片经导线流向铜片铜是正极，铜片上有气泡产生正极反应为cu22e=cu实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将锌片浸入cuso4溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同a bc d解析：该原电池中，较活泼的金属锌作负极，发生氧化反应，较不活泼的铜作正极，发生还原反应，电子由负极锌流出，经导线流向铜电极(电流的方向与之相反)，负极、正极的反应分别为负极：zn2e=zn2，正极：cu22e=cu；盐桥中的阳离子向正极区硫酸铜溶液中迁移，故、正确，、错误；取出盐桥后不能构成闭合回路，原电池不能继续工作，错误；无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，正确。答案：a2有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是()a.图所示电池中，mno2的作用是催化剂b图所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大c图所示装置工作过程中，电解质溶液中cu2浓度始终不变d图所示电池中，ag2o是氧化剂，电池工作过程中被还原为ag解析：mno2的作用是氧化剂，a错误；pbpbo22h2so4=2pbso42h2o，h2so4被消耗，浓度减小，b错误；粗铜含杂质，溶解的铜的量小于析出的铜，cu2浓度减小，c错误；负极znzn2发生氧化反应，是还原剂；正极ag2oag发生还原反应，ag2o是氧化剂，d正确。答案：d3已知反应cu(s)2ag(aq)=cu2(aq)2ag(s)为自发进行的氧化还原反应，将其设计成如图所示的原电池。下列说法中正确的是()a铜电极是正极，其电极反应为cu2e=cu2b银电极上发生还原反应，电极质量增加c当铜电极质量减少0.64 g时，电解质溶液中有0.02 mol电子通过d外电路中电子由银电极流向铜电极解析：在该原电池中，cu电极为负极，a错误；银电极为正极，发生还原反应，电极反应为age=ag，电极质量增加，b正确；电解质溶液中没有电子通过，c错误；外电路中电子由负极流向正极，即由铜电极流向银电极，d错误。答案：b4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o22h2o4e=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：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zn2e=zn2；fe作正极，电极反应式为o22h2o4e=4oh，由于正极有oh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2h2e=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皆错，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。答案：d5甲醇(ch3oh)是一种有毒物质，检测甲醇含量的测试仪工作原理示意图如右。下列说法正确的是()a该装置将电能转化为化学能ba电极发生的电极反应为ch3oh6eh2o=co26hc当电路中有1 mol电子转移时，正极区n(h)增加1 mold将酸性电解质溶液改为碱性电解质溶液，该测试仪不可能产生电流解析：该装置为原电池，是将化学能转化为电能的装置，故a错误；a电极是负极，发生的电极反应为ch3ohh2o6e=co26h，故b正确；正极的电极反应是o24h4e=2h2o，当电路中有1 mol电子转移时，正极区n(h)减少1 mol，故c错误；将酸性电解质溶液改为碱性电解质溶液，该测试仪还是原电池，同样可以产生电流，故d错误。答案：b6乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200 左右时供电，电池总反应为c2h5oh3o2=2co23h2o，电池示意图如右所示。下列说法中正确的是()a电池工作时，质子向电池的负极迁移b电池工作时，电子由b极沿导线流向a极ca极上发生的电极反应是：c2h5oh3h2o12e=2co212hdb极上发生的电极反应是：4ho24e=2h2o解析：原电池中，阳离子向正极移动，所以质子向电池的正极迁移，故a错误；电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，在该电池中由a极沿导线流向b极，故b错误；a极上是乙醇失电子发生氧化反应，乙醇被氧化生成co2和h，电极反应式为c2h5oh3h2o12e=2co212h，故c错误；b极氧气得到电子被还原，电极反应式为4ho24e=2h2o，故d正确。答案：d72016年8月，联合国开发计划署在中国首个“氢经济示范城市”江苏如皋落户。用吸附了h2的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示。下列说法正确的是()a电池总反应式为h22nio(oh)2ni(oh)2b放电时，甲电极为负极，oh移向乙电极c放电时，乙电极反应为nio(oh)h2oe=ni(oh)2ohd充电时，甲电极与直流电源的正极相连解析：放电时，h2在甲电极放电，负极的电极反应式为h22oh2e=2h2o，正极的电极反应式为2nio(oh)2h2o2e=2ni(oh)22oh，则两式相加得总反应式：h22nio(oh)2ni(oh)2，故a错误；放电时，该电池为原电池，甲电极为负极，电解质溶液中阴离子向负极移动，所以oh向负极甲电极移动，故b错误；放电时，乙电极为正极，得电子发生还原反应，电极反应式为nio(oh)h2oe=ni(oh)2oh，故c正确；放电时，氢气在甲电极发生氧化反应，甲电极作负极，充电时，甲电极发生还原反应，作阴极，应与电源的负极相连，故d错误。答案：c8用氟硼酸(hbf4，属于强酸)代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，其反应方程式为pbpbo24hbf42pb(bf4)22h2o， pb(bf4)2为可溶于水的强电解质，下列说法正确的是()a放电时的负极反应为pbo24h2e=pb22h2ob充电时，当阳极质量增加23.9 g时，溶液中有0.2 mol电子通过c放电时，正极区ph增大d充电时，pb电极与电源的正极相连解析：放电时的负极反应为pb2e=pb2，a错误；电子不通过溶液，b错误；放电时，正极区发生的反应为pbo24h2e=pb22h2o，消耗氢离子，ph增大，c正确；充电时，pb电极与电源的负极相连，d错误。答案：c9一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图所示。以下说法不正确的是()a中间室cl移向左室bx气体为co2c处理后的含硝酸根废水ph降低d电路中每通过1 mol电子，产生标准状况下氮气的体积为2.24 l解析：右侧电极产生氮气，说明n元素的化合价从5价降低到0价，发生还原反应，所以是原电池的正极，则左侧为负极，所以氯离子向负极移动，中间室cl移向左室，a项正确；左侧为负极，发生氧化反应，则有机废水中的c元素的化合价升高，在厌氧菌的作用下转化为二氧化碳气体，b项正确；正极发生的反应是2no12h10e=n26h2o，所以处理后的废水氢离子浓度减小，则ph升高，c项错误；根据硝酸根离子反应的电极反应式，每通过1 mol电子，则生成0.1 mol氮气，标准状况下的体积是2.24 l，d项正确。答案：c10利用反应6no28nh3=7n212h2o构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示，下列说法不正确的是()a电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极b为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜c电极a极反应式为2nh36e=n26hd当有4.48 l no2(标准状况)被处理时，转移电子为0.8 mol解析：电极反应式为：负极：8nh324e24oh=4n224h2o，正极：6no224e12h2o=3n224oh，因为为碱性介质，所以应选用阴离子交换膜；c项，应生成h2o，错误；d项，根据正极反应式转移电子为240.8 mol。答案：c二、非选择题11某兴趣小组做如下探究实验：(1)图为依据氧化还原反应设计的原电池装置，该反应的离子方程式为_。反应前，两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，则导线中通过_mol电子。(2)如图，其他条件不变，若将cucl2溶液换为nh4cl溶液，石墨电极的反应式为_，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：_。(3)如图，其他条件不变，将图中盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n形，则乙装置中石墨(1)为_(填“正”“负”“阴”或“阳”)极，乙装置中与铜线相连的石墨(2)电极上发生反应的反应式为_。(4)将图乙装置中cucl2溶液改为加入400 ml cuso4溶液，一段时间后，若电极质量增重1.28 g，则此时溶液的ph为_(不考虑反应中溶液体积的变化)。解析：(1)fe是活性电极，失电子被氧化生成fe2，石墨是惰性电极，溶液中cu2在石墨电极得电子被还原生成cu，故该原电池的反应为fecu2=fe2cu。工作过程中，fe作负极，电极反应式为fe2e=fe2，铁电极质量减少；石墨作正极，电极反应式为cu22e=cu，石墨电极质量增加；设两电极质量相差12 g时电路中转移电子为x mol，则有x mol56 gmol1x mol64 gmol112 g，解得x0.2。(2)nh4cl溶液中nh发生水解反应：nhh2onh3h2oh，使溶液呈酸性，故石墨电极(即正极)上发生的反应为2h2e=h2。(3)其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n形，则甲装置为原电池，fe作负极，cu作正极；乙装置为电解池，则石墨(1)为阴极，石墨(2)为阳极，溶液中cl在阳极放电生成cl2，电极反应式为2cl2e=cl2。(4)若将乙装置中电解质溶液改为加入400 ml cuso4溶液，则阴极反应式为cu22e=cu，当电极质量增重1.28 g(即析出0.02 mol cu)时，电路中转移0.04 mol电子。电解cuso4溶液的总反应方程式为2cuso42h2o2h2so42cuo2，则转移0.04 mol电子时生成0.02 mol h2so4，则有c(h)0.1 moll1，phlg0.11，故此时溶液的ph为1。答案：(1)fecu2=fe2cu0.2(2)2h2e=h2酸性nhh2onh3h2oh(3)阴2cl2e=cl2(4)112某研究性学习小组根据反应2kmno410feso48h2so4=2mnso45fe2(so4)3k2so48h2o设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 moll1，溶液的体积均为200 ml，盐桥中装有饱和k2so4溶液。回答下列问题：(1)此原电池的正极是石墨_(填“a”或“b”)，发生_反应。(2)电池工作时，盐桥中的so移向_(填“甲”或“乙”)烧杯。(3)两烧杯中的电极反应式分别为甲_；乙_。(4)若不考虑溶液的体积变化，mnso4浓度变为1.5 moll1，则反应中转移的电子为_mol。解析：(1)根据题目提供的总反应方程式可知，kmno4作氧化剂，发生还原反应，故石墨a是正极。(2)电池工作时，so向负极移动，即向乙烧杯移动。(3)甲烧杯中的电极反应式为mno5e8h=mn24h2o；乙烧杯中的电极反应式为5fe25e=5fe3。(4)溶液中的mnso4浓度由1 moll1变为1.5 moll1，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成的mnso4的物质的量为0.5 moll10.2 l0.1 mol，转移的电子为0.1 mol50.5 mol。答案：(1)a还原(2)乙(3)mno5e8h=mn24h2o5fe25e=5fe3(4)0.513如图所示，是原电池的装置图。请回答：(1)若c为稀h2so4溶液，电流表指针发生偏转，b电极材料为fe且做负极，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：cu2fe3=cu22fe2设计成如上图所示的原电池装置，则a(负极)极材料为_，b(正极)极材料为_，溶液c为_。(3)若c为cucl2溶液，zn是_极，cu极发生_反应，电极反应为_。反应过程溶液中c(cu2)_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)co与h2反应还可制备ch3oh，ch3oh可作为燃料使用，用ch3oh和o2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：电池总反应为2ch3oh3o2=2co24h2o，则c电极是_(填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为_。若线路中转移2 mol电子，则上述ch3oh燃料电池，消耗的o2在标况下的体积为_l。解析：(1)铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应，所以正极反应是氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2h2e=h2；溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小，ph升高；(2)cu2fe3=cu22fe2设计成如题图所示的原电池装置，根据方程式中物质发生的反应类型判断，cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以a材料是c