跟踪检测（二十） 原电池 化学电源.doc

第 8 页 共 8 页跟踪检测（二十） 原电池 化学电源1(2018娄底模拟)有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D导线C；A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应；用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出。据此，判断五种金属的活动性顺序是()AABCDEBACDBECCABDE DBDCAE解析：选B金属与稀H2SO4溶液组成原电池，活泼金属失去电子发生氧化反应，作负极，较不活泼的金属作正极。H在正极电极表面得到电子生成H2，电子运动方向由负极正极，电流方向则由正极负极。在题述原电池中，AB原电池，A为负极； CD原电池，C为负极；AC原电池，A为负极；BD原电池，D为负极；E先析出，E不活泼。综上可知，金属活动性ACDBE。2(2018厦门模拟)将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如图所示的原电池。下列说法不正确的是()A盐桥中的K移向FeCl3溶液B反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应C电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极解析：选DA项，甲池中石墨电极为正极，乙池中石墨电极为负极，盐桥中阳离子向正极移动，所以向FeCl3溶液迁移，正确；B项，反应开始时，乙中I失去电子，发生氧化反应，正确；C项，当电流计为零时，说明没有电子发生转移，反应达到平衡，正确；D项，当加入Fe2，导致平衡逆向移动，则Fe2失去电子生成Fe3，作为负极，而乙中石墨成为正极，错误。3.通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理如图所示，下列说法错误的是()Aa为电池的正极，发生还原反应Bb极的电极反应为HCHOH2O4e=CO24HC传感器工作过程中，电解质溶液中硫酸的浓度减小D当电路中转移2104 mol电子时，传感器内参加反应的HCHO为3.0 mg解析：选D氧气得电子，a为正极，发生还原反应，A正确；b极是负极，发生氧化反应，故电极反应为HCHOH2O4e=CO24H，B正确；传感器工作过程中，氧化还原反应生成水，电解质溶液中硫酸的浓度变小，C正确；负极：HCHOH2O4e=CO24H，当电路中转移2104 mol电子时，反应的甲醛物质的量0.5104 mol，质量1.5 mg，D错误。4.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，H2H，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：H22e=2H；O2H2O，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：O24e4H=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。5.(2018兰州一中月考)硼化钒(VB2)空气电池是目前储电能力最强的电池，电池结构示意图如图，该电池工作时总反应为4VB211O2=4B2O32V2O5，下列说法正确的是()A电极a为电池负极，发生还原反应B每消耗1 mol VB2转移6 mol电子C电池工作时，OH向电极a移动DVB2极发生的电极反应式为2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O解析：选D由题图可知，空气通入电极a，显然电极a为正极，发生还原反应，A错误；4 mol VB2发生反应时消耗11 mol O2，同时转移44 mol电子，故消耗1 mol VB2时转移11 mol电子，B错误；电池工作时，阴离子(OH)向负极(VB2极)移动，C错误；正极反应式为O22H2O4e=4OH，用总反应式减去正极反应式的11倍即得负极反应式，故VB2在负极上发生氧化反应，电极反应式为2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O，D正确。6(2018福建四地六校联考)新装修的房屋会释放出有毒的甲醛气体。银Ferrozine法检测甲醛(HCHO)的原理如下(在原电池中完成氧化银与甲醛的反应)：下列说法正确的是()A其他条件相同，甲醛浓度越小，所得有色配合物溶液的吸光度越大B电池正极的电极反应式为Ag2O2H2e=2AgH2OC30 g HCHO被氧化时，理论上电路中通过2 mol电子D理论上，消耗HCHO和消耗Fe3的物质的量之比为41解析：选BHCHO中C为0价。该检测过程涉及的化学反应为2Ag2OHCHO=4AgCO2H2O，AgFe3=AgFe2，Fe2与Ferrozine形成有色配合物。吸光度与有色物质的浓度成正比，根据反应式可推出吸光度与甲醛的浓度成正比，A项错误；负极的电极反应式为HCHO4eH2O=CO24H，正极的电极反应式为2Ag2O4e4H=4Ag2H2O，B项正确；n(HCHO)1 mol，负极消耗1 mol HCHO，理论上电路中通过4 mol电子，C项错误；HCHO4Ag4Fe2，1 mol HCHO完全反应，理论上能生成4 mol Ag，消耗4 mol Fe3，D项错误。7镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，且镁原电池放电时电压高而平稳，使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点。其中一种镁原电池的反应为xMgMo3S4MgxMo3S4，下列说法正确的是()A电池放电时，正极反应为Mo3S42xexMg2=MgxMo3S4B电池放电时，Mg2向负极迁移C电池充电时，阳极反应为xMg22xe=xMgD电池充电时，阴极发生还原反应生成Mo3S4解析：选AA项，电池放电时，正极发生还原反应，由电池反应可知，Mo3S4为正极，被还原，电极反应为Mo3S42xexMg2=MgxMo3S4，正确；B项，电池工作时，阳离子向正极移动，错误；C项，充电时，阳极发生氧化反应，错误；D项，电池充电时，阴极发生还原反应，Mg为阴极，生成金属镁，错误。8(2018江淮十校联考)利用反应6NO28NH3=7N212H2O设计的电池装置如图所示，该装置既能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，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电极A上发生氧化反应，电极B为正极C电极A的电极反应式为2NH36e=N26HD当有2.24 L(标准状况)NO2被处理时，转移电子0.4 mol解析：选C由已知反应可知，反应中NO2为氧化剂，NH3为还原剂，则电极A为负极，发生氧化反应，电极B为正极，发生还原反应，电流由正极经导线流向负极，A、B项正确；电解质溶液呈碱性，则电极A的电极反应式为2NH36e6OH=N26H2O，C项错误；当有标准状况下2.24 L(0.1 mol)NO2被处理时，转移电子为0.1 mol(40)0.4 mol，D项正确。9.我国科研人员研制出一种室温“可呼吸”NaCO2电池。放电时该电池“吸入”CO2，充电时“呼出”CO2。吸入CO2时，其工作原理如图所示。吸收的全部CO2中，有转化为Na2CO3固体沉积在多壁碳纳米管(MWCNT)电极表面。下列说法正确的是()A“吸入”CO2时，钠箔为正极B“呼出”CO2时，Na向多壁碳纳米管电极移动C“吸入”CO2时的正极反应：4Na3CO24e=2Na2CO3CD标准状况下，每“呼出”22.4 L CO2，转移电子0.75 mol解析：选C“吸入”CO2时，是原电池，根据图示，钠变成了Na，被氧化，钠箔为负极，故A项错误；“呼出”CO2时，是电解池，阳离子向阴极移动，Na向钠箔电极移动，故B项错误；放电时该电池“吸入”CO2，吸收的CO2有转化为Na2CO3固体，有转化为C，正极反应：4Na3CO24e=2Na2CO3C，故C项正确；标准状况下，22.4 L CO2的物质的量为1 mol，根据2Na2CO3C4e=4Na3CO2，可知每“呼出”1 mol CO2，转移电子 mol，故D项错误。10可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是()A以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液时，正极反应都为O22H2O4e=4OHB以NaOH溶液为电解质溶液时，负极反应为Al3OH3e=Al(OH)3C以NaOH溶液为电解质溶液时，电池在工作过程中电解质溶液的pH保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极解析：选A正极O2得电子，溶液显碱性或中性时，正极反应都为O22H2O4e=4OH，A项正确；铝作负极，在碱性溶液(NaOH)中的负极反应为Al4OH3e=AlO2H2O，B项错误；在碱性电解质溶液中总的电池反应式为4Al3O24OH=4AlO2H2O，溶液pH降低，C项错误；电池工作时，电子从负极流向正极，D项错误。11(2018太原模拟)氨硼烷(NH3BH3)电池可在常温下工作，装置如图所示。该电池工作时的总反应为NH3BH33H2O2=NH4BO24H2O。下列说法正确的是()A负极附近溶液的pH增大B正极的反应式为H2O22H2e=2H2OC电池工作时，BO通过质子交换膜向正极移动D消耗3.1 g氨硼烷，理论上转移0.2 mol电子解析：选B根据装置图可知，电池负极反应为NH3BH36e2H2O=NH4BO26H，正极反应为3H2O26e6H=6H2O。根据负极反应，负极附近溶液的pH减小，故A错误，B正确；电池工作时，BO不能通过质子交换膜，故C错误；消耗3.1 g氨硼烷，理论上转移0.6 mol 电子，故D错误。12(2018陕西一检)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Na)为电解质，其原理如图所示：下列说法正确的是()A放电时，电极A为正极B充电时，Na从电极A向电极B迁移C充电时，电极B反应式为S2e=xSD该电池工作的适宜温度应控制在25 左右解析：选C放电时，熔融Na发生氧化反应，电极A为负极，A项错误；充电时，电极A为阴极，电极B为阳极，电解池中阳离子从阳极向阴极迁移，B项错误；充电时，阳极上S失电子，发生氧化反应，电极反应式为S2e=xS，C项正确；该电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠分别作为两个电极的反应物，因此该电池工作时应保证Na、S均为熔融状态，而25 左右时Na、S均为固态，D项错误。13一种锂钒氧化物热电池装置如图所示。其电池总反应为xLiLiV3O8=Li1xV3O8。工作时，需先引发铁和氯酸钾反应使共晶盐融化。下列说法正确的是()ALiSi合金为该热电池的正极B电池放电时，Cl移向LiV3O8电极CLiClKCl共晶盐可用LiCl和KCl的混合水溶液代替D放电时，正极反应式为LiV3O8xLixe=Li1xV3O8解析：选D由电池总反应可知，Li被氧化生成Li，故LiSi 合金是该热电池的负极，LiV3O8是正极，A错误；电池放电时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故Cl移向LiSi合金电极，B错误；Li是活泼金属，可与水反应生成LiOH和H2，故不能用LiCl和KCl的混合水溶液代替LiClKCl共晶盐，C错误；放电时，正极上LiV3O8得电子被还原，则电极反应式为LiV3O8xLixe=Li1xV3O8，D正确。14直接乙醇燃料电池(DEFC)具有很多优点，引起了人们的研究兴趣。现有以下三种乙醇燃料电池。(1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为_。(2)碱性乙醇燃料电池中，电极a上发生的电极反应式为_，使用空气代替氧气，电池工作过程中碱性会不断降低，其原因是_。(3)酸性乙醇燃料电池中，电极b上发生的电极反应式为_，通过质子交换膜的离子是_。(4)熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，CO向电极_(填“a”或“b”)移动，电极b上发生的电极反应式为_。解析：(1)燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气或空气的一极为正极，三种乙醇燃料电池中正极反应物均为氧气。(2)碱性乙醇燃料电池中，电极a为负极，电极反应式为C2H5OH16OH12e=2CO11H2O，使用空气代替氧气，空气中的CO2会与KOH溶液反应，降低溶液的碱性，同时反应中也会消耗KOH，所以电池工作过程中碱性会不断降低。(3)酸性乙醇燃料电池中，电极b为正极，电极反应式为O24H4e=2H2O；质子交换膜能够使质子(H)通过。(4)根据图示可知，a为负极，原电池中阴离子由正极向负极移动，所以CO向电极a移动；电极b为正极，由图示可知，CO2也参与了正极的反应，电极反应式为O22CO24e=2CO。答案：(1)氧气(2)C2H5OH16OH12e=2CO11H2O空气中的CO2会与KOH溶液反应，降低溶液的碱性，同时反应中也会消耗KOH(3)O24H4e=2H2OH(4)aO22CO24e=2CO15氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：(1)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。已知：N2(g)2O2(g)=N2O4(l)H119.5 kJmol1N2H4(l)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H2534.2 kJmol1写出肼和N2O4反应的热化学方程式：_。(2)肼空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的电极反应式为_。(3)科研人员开发出一种由甲醇和氧气构成，以强碱作电解质溶液的新型手机电池，充一次电可供手机连续使用一个月，则通入甲醇的是_(填“正”或“负”)极，写出该电池的负极反应式：_。(4)ZnMnO2干电池应用广泛，电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。该电池的负极材料是