（广东版）2014届高三化学一轮复习 专讲专练 第18讲 原电池原理（含详解）

1 第第 1818 讲讲 原电池原理原电池原理 基础热身 1 下列为原电池装置的是 图 K18 1 2 图 K18 2 为铜锌原电池的示意图 下列说法正确的是 图 K18 2 A 铜片为负极 B 铜片逐渐溶解 C 锌片发生还原反应 D 该装置能将化学能转化为电能 3 双选 在铜锌原电池中 锌电极上发生的反应为 Zn 2e Zn2 则 A 锌电极为负极 B 锌电极为正极 C 反应中 Zn 被氧化 D 反应中 Zn 被还原 4 图 K18 3 表示的是钢铁在海水中的锈蚀过程 以下有关说法正确的是 图 K18 3 A 该金属腐蚀过程为吸氢腐蚀 B 正极为 C 发生的反应为氧化反应 C 在酸性条件下发生的是吸氧腐蚀 D 正极反应为 O2 2H2O 4e 4OH 5 用铜片 银片 Cu NO3 2溶液 AgNO3溶液 导线和盐桥 装有琼脂 KNO3的 U 形管 构 成一个原电池 以下有关该原电池的叙述正确的是 在外电路中 电流由铜电极流向银电极 正极反应为 Ag e Ag 2 实验过程中取出盐桥 原电池仍继续工作 将铜片浸入 AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A B C D 6 图 K18 4 实验为研究金属腐蚀的实验 下列相关说法正确的是 图 K18 4 A 该实验研究的是金属的吸氧腐蚀 B 铁表面的反应为 Fe 3e Fe3 C 红色首先在食盐水滴的中心出现 D 食盐水中有气泡逸出 能力提升 7 2013 广东六校联考 双选 燃料电池是利用燃料 如 H2 CO CH4等 跟氧气反应从 而将化学能转化成电能的装置 下列关于甲烷燃料电池 NaOH 溶液作电解质 的说法中正确的 是 A 负极反应为 O2 2H2O 4e 4OH B 负极反应为 CH4 10OH 8e CO 7H2O 2 3 C 放电时溶液中的阴离子向负极移动 D 随着放电的进行 溶液的 pH 不发生改变 8 原电池的电极名称不仅与电极材料性质有关 也与电解质溶液有关 下列不正确的是 A 由 Al Cu 稀硫酸组成原电池 负极反应式为 Al 3e Al3 B 由 Mg Al NaOH 溶液组成原电池 负极反应式为 Al 3e 4OH AlO 2H2O 2 C 由 Fe Cu FeCl3溶液组成原电池 负极反应式为 Cu 2e Cu2 D 由 Al Cu 浓硝酸组成原电池 负极反应式为 Cu 2e Cu2 9 2012 肇庆二模 固体离子导体 是因为离子能在固体中迁移传递电荷 如图 K18 5 空气中的 O2与 AlI3在聚四氟乙烯膜中反应生成 I2 I2与 Ag 形成原电池 在 RbAg4I5 晶体中迁移的离子全是 Ag 下列说法中错误的是 3 图 K18 5 A 电流从银电极流向石墨电极 B Ag 从下往上移动 C 石墨电极为正极 银电极为负极 D 银电极的电极反应式 Ag e Ag 10 图 K18 6 表示利用碳纳米管能够吸附氢气的原理设计的一种新型二次电池 下列叙 述正确的是 图 K18 6 A 电池放电时 K 移向负极 B 电池放电时负极反应为 H2 2e 2OH 2H2O C 电池充电时镍电极 NiO OH 转化为 Ni OH 2 D 电池充电时碳纳米管电极与电源的正极相连 挑战自我 11 1 在以甲醇为燃料的电池中 电解质溶液为酸性 负极的反应式为 正极的反应式为 已知 CH3OH l 的燃烧热 H 726 5 kJ mol 1 理想状态下 该燃料电池消耗 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 2 用吸收 H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料 用 MH 表示 NiO OH 作为电池正极材 料 KOH 溶液作为电解质溶液 可制得高容量 长寿命的镍氢电池 电池充放电时的总反应为 NiO OH MHNi OH 2 M 放电 充电 电池放电时 负极的电极反应式为 充电完成时 Ni OH 2全部转化为 NiO OH 若继续充电将在一个电极产生 O2 O2扩散 到另一个电极发生电极反应被消耗 从而避免产生的气体引起电池爆炸 此时 阴极的电极反 应式为 12 某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动 4 1 如图 K18 7 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 图 K18 7 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 这是由于 NH4Cl 溶液显 填 酸性 碱性 或 中性 用吸管吸出铁片附 近溶液少许置于试管中 向其中滴加少量的氯水 然后滴加几滴硫氰化钾溶液 溶液变红 继 续滴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 价铁被氧化为更高价态 如果 3 价铁被氧化为 FeO 试写出反应的离子方程式 2 4 3 如图 K18 8 所示 其他条件不变 若将盐桥换成弯铜导线与石墨连成 n 形 一段时间 后 在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液 现象是 电极反应为 乙装置中石墨 1 为 填 正 负 阴 或 阳 图 K18 8 5 1 A 解析 B 项 乙醇是非电解质 不能形成闭合回路 C 项 Zn Cu 之间没有用导 线相连或接触 也不能形成闭合回路 D 项 Cu Cu 的性质相同 外电路中没有电子得失 2 D 解析 该装置为原电池 将化学能转化为电能 锌片上流出电子 发生氧化反应 逐渐溶解 则锌片为负极 铜片上流入电子 铜片为正极 本身不反应 但溶液中 H 移向正 极并在正极上得到电子 发生还原反应 放出氢气 3 AC 解析 Zn 极电子流出为负极 发生氧化反应 反应中 Zn 被氧化 Cu 极电子流入 为正极发生还原反应 4 D 解析 钢铁在海水中发生的吸氧腐蚀 A 项错误 钢铁在酸性条件下发生析氢腐 蚀 C 项错误 钢铁腐蚀的本质就是铁失去电子被氧化 作负极 而氧气在正极 钢铁中的碳 发生还原反应 D 项正确 5 C 解析 该原电池中 Cu 作负极 Ag 作正极 负极反应式 Cu 2e Cu2 正极反 应式 Ag e Ag 因此 对 在外电路中 电子由 Cu 电极流向 Ag 电极 而电流方向与电 子流向相反 所以 错 没有盐桥 原电池不能继续工作 所以 错 无论是否为原电池 反 应实质相同 均为氧化还原反应 所以 对 6 A 解析 NaCl 溶液呈中性 发生吸氧腐蚀 A 项正确 铁为负极 发生反应为 Fe 2e Fe2 B 项错误 铁板中的碳作正极 电极反应为 O2 4e 2H2O 4OH 因正极 反应需要氧气参加 故溶液周边接触空气处显碱性 首先变红 C 项错误 反应整个过程中没 有气体生成 因此 D 项错误 7 BC 解析 负极发生氧化反应 而非还原反应 故 A 错 放电时生成水 消耗氢氧化 钠 则溶液的碱性减弱 pH 减小 故 D 错 8 C 解析 Al 比 Cu 活泼 在由 Al Cu 稀硫酸组成原电池中 Al 作负极 其电极反 应为 Al 3e Al3 A 正确 虽然 Mg 比 Al 活泼 但由于 Mg 不与 NaOH 溶液反应 而 Al 能 与 NaOH 溶液反应 所以由 Mg Al NaOH 溶液组成的原电池 Al 为负极 其电极反应为 Al 3e 4OH AlO 2H2O B 正确 Fe 比 Cu 活泼 由 Fe Cu FeCl3溶液组成的原电池 2 Fe 为负极 电极反应为 Fe 2e Fe2 C 错 Al 在浓硝酸中被钝化 因此 Al Cu 浓硝酸 组成原电池 Cu 为负极 D 项正确 9 A 10 B 解析 原电池的负极发生失电子氧化反应 即产生阳离子或消耗阴离子 而溶液 是呈电中性的 故阳离子会移向正极 而阴离子会移向负极 A 项错误 电池充电的过程实质 上就是电解的过程 但要注意电池的正负极分别与电源的正负极连接 此时镍电极做阳极 发 生氧化反应 C D 项错误 11 1 CH3OH H2O 6e CO2 6H O2 6H 6e 3H2O 96 6 3 2 2 MH OH e M H2O 2H2O O2 4e 4OH 解析 1 酸性条件下甲醇燃料电池的总反应式为 CH3OH O2 CO2 2H2O 酸 3 2 性条件下该燃料电池的正极反应式为 O2 6H 6e 3H2O 得电池负极反应式 3 2 为 CH3OH H2O 6e CO2 6H 该燃料电池的理论效率为 100 96 6 702 1 kJ 726 5 kJ 2 蓄电池放电时是原电池 充电时是电解池 根据原电池中 负氧化 正还原 电 解池中 阳氧化 阴还原 的规律 在分清楚是原电池还是电解池的基础上并结合电解质溶液 显碱性 可写出该蓄电池放电时负极的电极反应式为 MH OH e M H2O 中阴极的电极反应有两个 第一阶段是充电时的反应式 由 中的方法不难确定为 M H2O e MH OH 第二阶段为吸收氧气的电解反应式 由题意氧气在阴极上被还原 结 6 合该蓄电池中电解质溶液碱性可知氧气被还原为 OH 所以其电解反应式为 2H2O O2 4e 4OH 12 1 Fe Cu2 Fe2 Cu 0 2 2 2H 2e H2 酸性 2Fe3 3Cl2 8H2O 2FeO 6Cl 16 H 2 4 3 溶液变红 O2 2H2O 4e 4OH 阴 解析 1 根据电池示意图可知该原电池总反应为 Fe Cu2 Fe2 Cu Fe Cu2 Fe2 Cu 两极质量之差 1 mol 120 g 0 1 mol 12 g 0 1 mol Fe 参加反应 转移电子的物质的量为 0 1 mol 2 0 2 mol 2 若将 CuCl2溶液