原电池练习二及答案

1、原电池练习(二)答案一、选择题1下列关于原电池的说法正确的是( )A 所有的氧化还原反应都能设计成原电池B 原电池的两极中较活泼的金属一定为负极C 在原电池中，电子流岀的一极是负极，发生氧化反应D 原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能解析：选Co A项，必须是自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池，错误；B项，原电池的两极中较活泼的金属一般为负极，但在某些特殊的电解质溶液中，如Mg-AI(NaOH)原电池，较活泼的金属 Mg与NaOH不能反应 ， 而 Al 与之反应 ， 较不活泼的金属 Al 作负极 ， 故错误； D 项， 原电池反应后 ， 电极产物仍会具有一 定的能量 ， 且由于过程中放

2、热 ， 不可能 100%进行转化 ，故原电池不能把物质中的能量全部转化为电能 ， 错 误。2. (2017泉州模拟)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

3、片时，锌片作负极，电子由锌片通过导线流向铜片，D错误。3 研究人员最近发明了一种水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为 5MnO 2+ 2Ag + 2NaCI=Na ?Mn 5O10 + 2AgCI。下列 水”电池在海水中放电时的有关说法 正确的是 ()A 正极反应式： Ag CI e =AgCIB .每生成1 mol Na 2MnsOio转移2 mol电子C Na+不断向“水”电池的负极移动D AgCl 是还原产物解析：选B。电池的正极得电子，A错误；阳离子向正极移动，C错误；Ag化合价升高形成 AgCI，AgCI是氧化产物 ， D 错误4“天宫

4、二号”飞行器白天靠太阳能帆板产生电流向镍氢电池充电，夜间镍氢电池向飞行器供电。镍氢充电电池的结构示意图如图所示。若电池总反应为2Ni（0H） 2放电 2NiOOH + H2。则下列说法正确的是 （）A 放电时，NiOOH发生氧化反应B .充电时，a电极的pH增大，K +移向b电极C .充电时，a电极的电极反应为 2H2O + 2e =H 21 + 20HD .放电时，负极反应为 NiOOH + H2O + e=Ni（OH） 2+ OH 解析：选C。放电时，NiOOH在正极上放电，发生还原反应，A错误；充电时，a电极作阴极，电极反应 式为2H2O+ 2e- =H2 2OH -, pH增大，K +

5、移向a电极，B错误、C正确；放电时，负极上 出放电，D 错误。5. （2017张家界模拟）液流电池是一种新的蓄电池，是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域（环境）广、循环使用寿命长的特点。如图是一种锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液。下列说法正确的是（）2+A .充电时阳极的电极反应式：Zn 2e =ZnB .充电时电极a为外接电源的负极C .放电时Br 向右侧电极移动D 放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大解析：选D。如图是一种锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液，所以该电池的负极为锌，电极反应 式为Zn 2e- =Zn2 +，溴为原电池的正极，电极反应

6、式为 Br? + 2e- =2Br，充电时阳极的电极反应式与正 极的电极反应式相反 ，所以充电时阳极的电极反应式为2Br 2e =Br2，故A错；在充电时，原电池的正极连接电源的正极，是电解池的阳极，而原电池的负极连接电源的负极，所以充电时电极 a为外接电源的正极，故B错；放电时为原电池，在原电池中间隔着一个阳离子交换膜，所以Br-不能向右侧电极移动，故C错；放电时左侧生成溴离子，为平衡电荷，右侧的锌离子向左侧电极移动，所以放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大，故D正确。6如图所示，最近美国医学家利用人体自身环境设计了心脏起搏器，其动力由人体体液中的能量物质提供。下列有关说法正确的是（）A

7、图中？ ”为人体中的脂肪B . O2极为心脏起搏器的负极C 产生的CO2使人体血液呈酸性，长期使用对人体有害D .电池正极的电极反应式为O2+ 2H2O + 4e =4OH解析：选D。本题将原电池原理进行拓展和创新，所以解答时首先要了解人体体液中的能量物质，其次要根据原电池原理来分析心脏起搏器的正、负极。选项A，人体体液中的能量提供者是葡萄糖，不是脂肪。选项B，体液中的葡萄糖为电池的负极。选项C，人体自身呼吸作用也会产生二氧化碳，通过人体的呼吸和体液调节不会使人体的血液呈酸性。选项D, 02获得电子为电池的正极，其电极反应式为 02+ 2出0 + 4e=40H 。7 如图所示，杠杆 A、B两端

8、分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入浓CuS04溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是（实验过程中，不考虑两球的浮力变化）（）A 杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低B杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高C当杠杆为导体时，A端低B端高D 当杠杆为导体时，A端高B端低解析：选C。当杠杆为导体时，构成原电池，Fe作负极，Cu作正极，电极反应式分别为负极：Fe 2e-=Fe2+，正极：Cu2 + + 2e=Cu，铜球增重，铁球质量减轻，杠杆A端低B端高。8 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

9、所示，其中作为电解质的无水LiCI-KCI混合物受热熔融后，电池即可瞬间输岀电能。该电池总反应为PbS04 + 2LiCI + Ca=CaCD +Li 2S04 + Pb。下列有关说法正确的是 （）A .正极反应式：Ca+ 2CI 2e =CaCl2B .放电过程中，Li*向负极移动C .每转移0.1 mol电子，理论上生成 20.7 g PbD 常温时，在正、负极间接上电流表或检流计，指针不偏转解析：选D。正极应是得电子发生还原反应，故为PbS04 + 2e- =Pb + SO2 ，A错误；放电过程为原电池，阳离子向正极移动，B错误；每转移0.1 mol电子，生成0.05 mol Pb，为1

10、0.35 g，C错误；由题意 热激 活”表明该电池应在加热的条件下工作，故常温下电解质不能熔化，不能形成原电池，指针不偏转，D正确。9 如图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图，下列说法不正确的是（）A 该装置将化学能转化为电能B .催化剂b表面02发生还原反应，其附近的溶液酸性增强一 2 +C .催化剂a表面的反应是 SO2 + 2H2O 2e =SO4 + 4HD 若得到的硫酸浓度仍为49%，则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为8 : 15解析：选B。A项，该装置没有外加电源，是一个原电池，能把化学能转化为电能 ，正确；B项，催化剂b表面02发生还原反应生成 H

11、2O,消耗H +，其附近溶液酸性减弱，错误；C项，催化剂a表面SO2失去电子生成硫酸，电极反应式为 SO2 + 2H2O 2e=SO2- + 4H +，正确；D项，催化剂a处的反应为 SO? + 2出0 1 12e =SO2一 + 4H +，催化剂 b处的反应为+ 2H + + 2e =H2O，则总反应式为 SO2 + 出0 + 2O2=H2SO4。设参加反应的S02的质量为x g ,加入的H20的质量为y g,则生成硫酸的质量为x X 9864g,消耗水的质量为98xxX 18644964 g,因得到硫酸的浓度为 49% ,故有18x=,可得x ：= 8 : 15,正确。64y 竺 100

12、- 49y 6410.(教材改编题)镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为放电KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+ 2NiOOH + 2H2O 充电 Cd(OH) 2+ 2Ni(OH) 2。有关该电池的说法正确的是()A 放电时负极附近溶液的碱性不变B .放电时电解质溶液中的OH -向正极移动C .放电时正极反应：NiOOH + e + H2O=Ni(OH) 2+ OHD .放电时Cd在正极上放电解析：选C。放电时Cd作负极，发生Cd - 2e- + 2OH - =Cd(OH) 2,负极附近溶液碱性减弱 ，A、D错误;NiOOH + e + HQ=

13、Ni(OH) 2+ OH ,KOH溶液，反应为 2Zn + O2+ 4OH +放电时电解质溶液中的 OH-向负极移动，B错误；放电时正极反应:C正确。11锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为2H2O=2Zn(OH) 4-。下列说法正确的是 ()A .充电时,电解质溶液中K +向阳极移动B .充电时,电解质溶液中c(OH)逐渐减小C 放电时,负极反应为Zn + 4OH 2e =Zn(OH)厂D 放电时,电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况解析K +带正电荷，充电时K +应该向阴极移动，A项错误。根据该电池放电的总反应可知，放电时消耗OH-,则充电时，OH-

14、浓度应增大，B项错误。放电时，Zn为负极，失去电子生成Zn(OH) 4-,其电极反应为Zn + 4OH - - 2e- =Zn(OH) 2-，C项正确。消耗1 mol O 2转移4 mol电子，故转移2 mol电子时消耗0.5mol O 2, 0.5 mol O 2在标准状况下的体积为11.2 L , D项错误。答案C12. (2015高考江苏卷)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是( )催化剂A .反应 CH4 + H2O=3H2 + CO,每消耗 1 mol CH 4转移 12 mol 电子B .电极A上H2参与的电极反应为 出+ 2OH 一 2e=2H2OC

15、 .电池工作时，CO2-向电极B移动D .电极B上发生的电极反应为O2 + 2CO2 + 4e =2CO2解析：选D。A选项，甲烷中的C为一4价，一氧化碳中的C为+ 2价，每个碳原子失去 6个电子，因此每消耗1 mol甲烷失去6 mol电子，所以错误；B选项，熔融盐中没有氢氧根离子，因此氢氧根离子不能参与2电极反应，电极反应式应为 H2+ CO + 2C。2-4e- =3CO2 +出0,所以错误；C选项，碳酸根离子应向负极移动，即向电极A移动，所以错误；D选项，电二、非选择题1以甲烷燃料电池为例来分析不同环境下电极反应式的书写。(1) 酸性介质 (如 H2SO4)负极： ；正极： ；总反应式：

16、 。(2) 碱性介质 (如 KOH)负极： ；正极： ；总反应式： 。(3) 固体电解质 (高温下能传导 O2-)负极： ；正极： ；总反应式： 。熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下负极： ；正极： ；总反应式： 。答案： (1)CH 4- 8e 2H2O=CO 2 8H2O28e 8H =4H2OCH 42O2=CO22H 2O(2) CH 4- 8e-10OH -=CO32-7H 2O2O28e 4H2O=8OHCH 4 2O2 2OH =CO3 3H2O- 2-(3) CH 4- 8e 4O =CO2 2H2O2O28e =4O2 CH 42O2=CO22H2O(4) CH 4-8e-

17、4CO32-=5CO22H2O2O28e 4CO2=4CO3CH 42O2=CO22H 2O2(14 分)(1)以 Al 和 NiOOH 为电极， NaOH 溶液为电解质溶液组成一种新型电池，放电时 NiOOH 转化 为 Ni(OH) 2，该电池反应的化学方程式是(2)普通锌锰电池放电时发生的主要反应为Zn2NH4Cl2MnO2=Zn(NH3)2Cl22MnOOH 。该电池中，负极材料主要是 ，与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池的优点是(3)将氢氧燃料电池中的氢气换成氨气也可以构成燃料电池，其电池反应原理为4NH 33O2=2N26H 2O电解质溶液应该呈 (填“酸性”“碱性”或“中性 ”)，负

18、极的电极反应式： 。解析：根据得失电子守恒有 Al + 3NiOOH + NaOH NaAIO 2+ 3Ni(OH) 2,再由元素守恒得： Al + 3NiOOH NaOHH2O=NaAlO 23Ni(OH) 2。(2)根据普通锌锰电池放电时发生的主要反应：Zn2NH4Cl2MnO 2=Zn(NH 3)2Cl2 2MnOOH , 失去电子的为负极 , 材料为锌；金属易和酸发生反应 , 而在碱性条件下 金属的性质比较稳定 , 电池的使用寿命大大增加。 (3)NH 3与酸反应生成盐 , 故该电池应选用碱性电解质溶 液。答案： (1)Al 3NiOOH NaOH H2O=NaAlO 23Ni(OH)

19、 2(2) 锌 在碱性条件下,金属的性质比较稳定,电池的使用寿命大大增加(3) 碱性 2NH 36e 6OH =N26H 2O333. (14分)已知在酸性条件下发生的反应为AsO4 + 2I + 2H =AsO3 + I2+H2O,在碱性条件下发生的反应为AsO3+丨2+ 2OH =AsO4+出0+ 2。设计如图装置(6、C?均为石墨电极)，分别进行下述操作：I .向B烧杯中逐滴加入浓盐酸；II .向B烧杯中逐滴加入 40% NaOH溶液。结果发现检流计指针均发生偏转,且偏转方向相反。试回答下列问题：(1) 两次操作中指针为什么都发生偏转？(2) 两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？试用化

20、学平衡移动原理解释：加酸时，c(H )增大，AsO4得电子，失电子，所以Ci极是负极，C2极是正极；加碱时， c(OH冷 增大，AsO3失电子，-得电子，此时，Ci极是正极，C2极是负极。故加入浓盐酸和NaOH溶液时发生不同方向的反应，电子流动方向不同，即检流计指针偏转方向不同(3)2I 2e =I2 (4)AsO332OH 2e =AsO 43 H 2O (5)A4. (14分)(2017济宁模拟)(1)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写岀该电池的反应方程式：(2)2Ag (aq)Cu(s)=Cu2 (aq)2A

21、g(s) 设计的原电池如图所示。电极X 的材料是 ；电解质溶液Y 是 ；外电路中的电子是从 (填电极名称，下同 )电极流向 电极。将两个铂电极插入 KOH溶液中，向两极分别通入CH4和。2，构成甲烷燃料电池。通入CH4的电极反应式是CH 4 + 10OH 8e =co3 + 7H2O，通入 O2的电极反应式是解析： (1)根据原电池反应和氧化还原反应的对应关系 ， 初步确定氧化剂是过氧化银 ，还原产物是银；还 原剂是金属锌 ， 氧化产物是四羟基合锌酸钾；同时注意所用的介质是氢氧化钾溶液。(2)原电池正极发生还原反应，负极发生氧化反应，Ag +作氧化剂，Ag + + e- =Ag的反应为正极反应

22、式 ，Cu作负极，负极反应式为 Cu 2e =Cu2 +，丫溶液为AgNO 3溶液，外电路中的电子由负极 (Cu)流向正极(Ag)。在原电池中，负极上 发生氧化反应 ， 正极上发生还原反应。答案： (1)Ag2O22Zn4KOH2H2O=2K2Zn(OH)42Ag(2) 铜 AgNO 3溶液铜银(3) 2O 24H2O8e=8OH 5. (15分)(1)熔融盐电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li 2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与 CO2的混合气为阴极助燃气，制得在 650 C下工作的燃料电池，完成有关电池 反应式。负极反应式：2CO + 2CO2一

23、4e =4CO2，正极反应式： ，电池总反应式：(2)二甲醚 (CH 3OCH 3)燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇燃料电池能量密度(5.931kW-h kg )。若电解质为酸性，二甲醚燃料电池的负极反应式为一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生 个电子的电量；该电池的理论输岀电压为 1.20 V，能量密度 E =( 歹列式计算。能量密度=电池输岀电能/燃料质量,6 11 kW - h= 3.6X10 J, F = 96 500 C mol )。(3)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。通过NOx传感器可监测 NOx的含量，其工作原理示意图如下： Pt电极上发生的是 反应(

24、填 氧化”或 还原”。 写岀 NiO 电极的电极反应式： 。解析：(1)本题中的电池是一种新型高能电池，电解质是熔融物，而不是电解质溶液，但有自由移动的co3存在。原电池的反应原理实质是氧化还原反应中的电子转移，燃料电池总反应实质是一个燃烧反应，故负极co失去电子，而正极应为。2得到电子，再与阴极助燃气 CO2结合生成电解质阴离子co2-o(2)原电池中二甲醚在负极失去电子，所以负极电极反应式是CH3OCH3 12e + 3H2O=2CO2 + 12H + ;二甲醚中碳原子的化合价是2价，反应后变为+ 4价，每个碳原子失去 6个电子，所以一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生12个电子的电量；

25、由于能量密度二电池输岀电能/燃料质量，若燃料质量为1 kg，贝够电池的能量密度6 11 1勺3.6X10 j kW h- )8.39 kW h kg 1.20 V X 1 000 g 1 X 12 X 96 500 C mol 1 46 g mol 1 kg(3)由工作原理示意图可知，O2在Pt电极发生还原反应生成O2 ;在O2-参加反应下，NO在NiO电极发生氧化反应生成 NO 2。答案：(1)。2 + 2CO2 + 4e =2Co32CO + O2=2CO2(2) CH 3OCH 3 12e + 3H 2O=2CO2 + 12H +121 000 g11 20 V X ” 1 X 12X

26、96 500 C mol46 g mol6 11 1+ (3.6X10 j kW h )书.39 kW h kg1 kg2 (3) 还原 NO + O 2e =NO 26. (1)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4CI等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。该电池的正极反应式为 ，电池反应的离子方程式为(2)肼-双氧水燃料电池由于其较高的能量密度而广受关注，其工作原理如图所示。请写岀电池正极的电极反应式：，电池工作过程中，A极区溶液的 pH(填增大”减小”或不变”)。解析：(1)酸性锌锰干电池中正极上发生还原反应，该电池放电过程中产生MnOOH，则正极反应式为MnO2+ H + + e =MnOOH。金属锌作负极，发生氧化反应生成 Zn2+，则负极反应式为 Zn 2e =Zn2+， 结合得失电子守恒可得电池反应式为2MnO 2+ 2H + + Zn=2MnOOH + Zn2+。燃料N2H4在负极放电，则H2O2在正极(B极)上发生还原反应： H2O2 + 2e =2OH-。电极A为负极，N 2H 4 发生氧化反应：N2H 4 4e + 4OH =N 2 + 4H 2O，