第18讲原电池化学电源练习

1、第18讲-原电池-化学电源-练习第18讲原电池化学电源1 .电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电 池的发明是化学对人类的一项重大贡献，下列有关电池的叙述正确的是（）A.锌镒干电池工作一段时间后碳棒变细8 .氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅解析：A中碳棒是正极，工作中不会消耗；原电池是将化学 能转化为电能的装置，B错误；原电池工作时，氢气在负极上失 去电子被氧化，C正确；SiO2是制造光导纤维的材料，太阳能电 池的主要材料是晶体硅。答案：C2. （2010长春市调研）用铜片、银片、Cu（NO3）2溶液、

2、AgNO3 溶液、导线和盐桥（装有琼脂一KNO 3的U形管）构成一个原电池 （如图）。以下有关该原电池的叙述中正确的是 （）CutNQA滞液 L 二 'NQ.格液在外电路中，电子由铜电极流向银电极正极反应为： Ag+ e =Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入 AgNO 3溶液中发生的化学反应与该原电池反 应相同A.B.C.D.解析：该原电池中铜为负极，银为正极，电子由铜电极流向 银电极，对；该原电池中 Ag +在正极上得电子，电极反应为Ag + + e=Ag,对；实验中取出盐桥，不能形成通路，原电 池不能继续工作，错；该原电池的总反应为 Cu + 2Ag + =Cu2

3、+ + 2Ag,对。答案：B3.可用于电动汽车的铝一空气燃料电池，通常以 NaCl溶 液或NaOH溶液为电解液，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溶液为电解液时，正极反应都为： O2+2H2O + 4e =4OHB.以NaOH洛放为电解放时，负极反应为：A1 + 3OH 3e" =Al(OH) 3C.以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的 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：B 项，负极反应为 Al 3e-+4OH-=Al(OH) 4， 总反应 4Al+ 3O2+4NaOH + 6H2O=4NaAl(

4、OH) 4,从总反应 看，电池工作过程中电解液的 pH减小，B、C不正确；电池工 作时，电子通过外电路由负极到正极， D不正确。答案：A4. (2010全国理综I )下图是一种染料敏化太阳能电池的示 意图。电池的一个电极由有机光敏染料 (S)涂覆在TiO2纳米晶体 表面制成，另一电极由导电玻璃镀钳构成，电池中发生的反应为：TiO 2/S» TiO 2/S* （激发态）TiO 2/S* > TiO 2/S+ + e"- - 一I3 + 2e =3I2TiO 2/S + 3I > 2TiO 2/S+ 13下列关于该电池叙述错误的是()A ,电池工作时，在镀钳导电玻璃

5、电极上放电B.电池工作时，是将太阳能转化为电能C.电池的电解质溶液中 和I3的浓度不会减少D.电池中镀钳导电玻璃为正极解析：本题考查原电池的工作原理， 意在考查化学基本原理 的分析和应用能力。根据电池反应，TiO2电极流出电子，镀钳导 电玻璃电极流入电子，故镀钳导电玻璃作正极，13在镀钳导电玻 璃电极上发生还原反应13 + 2e- =3厂，A项错误，D项正确； 电池工作时，有机光敏染料吸收太阳能，最终转化为电能，B项正确；根据电池反应，电池工作时， 厂在负极放电和正极生成的 物质的量相等，I3在正极放电和负极生成的物质的量相等，故二者在电解质溶液中的浓度不变，C项正确。答案：A5. 分析如图所

6、示的四个原电池装置，其中结论正确的是 ()wf%.性制G催 HQO*KJMJ 溶液Ahnq,ISQiff希ffi®®®A.中Mg作为负极，中Fe作为负极B.中Mg作为正极，电极反应式为 6H2O + 6e =6OH + 3H2TC.中Fe作为负极，电极反应式为 Fe 2e =Fe2D.中Cu作为正极，电极反应式为 2H 2e- =H2T解析：Mg比Al活泼，在中Mg做负极，但在NaOH溶 液中，Mg不反应，而 Al可以反应，故中Al是负极。在浓 HNO3中铁会钝化，故Cu为负极，Fe为正极。在中由于不断 向Cu极附近通入空气，而 O2比溶液中的H+得e能力强，故

7、Fe失去的电子在Cu极被O2得到。电极反应式应为：O2+2H2O+ 4e =4OH -。答案：B6. 控制适合的条件，将反应 2Fe3+ + 2r2Fe2+ + l2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是（）A.反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B.反应开始时，甲中石墨电极上 Fe3+被还原C.电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D.电流计读数为零时，在甲中溶入 FeCl2固体，乙中的石 墨电极为负极解析：本题考查原电池原理，意在考查考生对原电池原理的 理解及电极反应的判断。反应开始时，乙中反应为：2I -2e-=以 是氧化反应，甲中反应为：2Fe3+ + 2e=2Fe2+, Fe3

8、+被还原，故选项A、B正确；电流计读数为0时，上述反应达到 平衡，加入FeCl2,平衡向逆反应方向移动，此时 Fe2+被氧化， I2被还原，故甲中的石墨电极为负极。答案：D7. （2010北京市崇文区期末）2008年10月8日，美籍华裔 科学家钱永健获得2008年度诺贝尔化学奖。16岁时，他凭借一 个金属易受硫氟酸盐腐蚀的调查项目，荣获“美国西屋科学天才 奖”。下列叙述正确的是（）A.金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程B.将水库中的水闸（钢板）与外加直流电源的负极相连，正 极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀C.合金的熔点都高于它的成分金属，合金的耐腐蚀性也比 其成分金属强D.铜板上的铁钏钉处

9、在潮湿的空气中直接发生反应：Fe-3e-=Fe3继而形成铁锈解析：A项，金属腐蚀是金属失去电子被氧化的过程，故不正确；C项，合金的熔点一般比其成分金属的熔点低，不正确;D项，铁钏钉处发生的反应为：Fe-2e- =Fe2+,不正确。答案：B8. (2010济南市模拟)锦镉(Ni Cd)可充电电池在现代生活 中有广泛应用。已知某银镉电池的电解质溶液为KOH溶液，具充、放电按下式进行：一 一一克由，一一一一 ，.、，、.Cd(OH) 2+2Ni(OH) 2- Cd + 2NiOOH +2H2O。有关该电 池的说法中，不正确的是()A.放电时，电解质溶液中的 OH一向负极移动B.充电过程是电能转化为化

10、学能的过程C.放电时，负极附近溶液的碱性不变D.充电时阴极反应为：Cd(OH) 2+ 2e =Cd + 2OH -解析：该电池放电时是原电池，电解质溶液中的OH-向负极移动，与Cd2+反应生成Cd(OH)2,负极附近溶液的碱性减弱。 该电池充电时是电解池，是电能转化为化学能的过程，阴极 Cd(OH) 2发生还原反应生成 Cd。答案：C9. (2010北京市海淀区期末)高功率Ni/MH(M 表示储氢合 金)电池已经用于混合动力汽车。总反应方程式如下：Ni(OH) 2+ M 1 NiOOH +MH ,下列叙述正确的是()放电7A.放电时正极附近溶液的碱性增强B.放电时负极反应为：M +H2O +

11、e =MH + OHC.放电时阳极反应为：NiOOH +H2O+e =Ni(OH) 2 +一 OHD.放电时每转移1 mol电子，正极有1 mol NiOOH 被氧化解析：放电时正极反应为：NiOOH + H2O +e =Ni(OH) 2 + OH",正极附近c(OH-)增大，溶液碱性增强，A对；放电时 负极反应为MH +OH e-=M+H2O, B错；充电时阳极反应为 Ni(OH) 2 + OH -e" =NiOOH +H2O, C 错；放电时正极 发生还原反应，放电时每转移1 mol电子，正极上有1 mol NiOOH 被还原，D错。答案：A10. 以葡萄糖为燃料的微生

12、物燃料电池结构示意图如下图所示。关于该电池的叙述正确的是 （）A.该电池能够在高温下工作B.电池的负极反应为：C6H12O6+6H2O24e =6CO2T12+ 24H +C.放电过程中，H*从正极区向负极区迁移D.在电池反应中，每消耗 1 mol氧气，理论上能生成标准 状况下CO2气体管L解析：A选项中，温度过高，不利于微生物的生存；C选项中，原电池工作时，电解质溶液中的阳离子（H+）应从负极向正极 做定向运动；D选项中，原电池工彳的总反应为：C6H12。6 +6O2=6CO2+6H2O,所以每消耗 1 mol O2,就能生成 1 mol CO 2 气体。答案：B11. （2010福建省福州

13、质量评估）控制适合的条件，将反应 Fe3 + Ag Fe2+ + Ag +设计成如图所示的原电池。下列判断正 确的是（）A.反应开始时，石墨棒作阳极，银棒作阴极B.灵敏电流计的读数由小变大，再变小C.反应达化学平衡时，电流计读数最大D.反应达化学平衡时，在乙烧杯中滴入一定量的NaCl溶液，电流计指针又将偏转A错。当反应达到平解析：原电池中两极称为正极和负极，衡时，正逆反应的速率相等，此时电路中电流强度的和为0,故电流计的读数为0, B和C均错。答案：D12. (2010山东理综)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其 使用寿命。(1)以下为铝材表面处理的一种方法：耐蚀铝材废电解液12.1. 避透水

14、洗除灰电解 锌材一>> 一>h,SO,溶液2 4->槽液碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气 泡冒出，原因是(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回 收，最好向槽液中加入下列试剂中的 Oa. NH3b. CO2 c. NaOH d. HNO3以铝材为阳极，在 H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为 O取少量废电解液，加入 NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉 淀，产生沉淀的原因是(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极 的原因是利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于处若X为

15、锌，开关 K置于M处，该电化学防护法称为解析：本题以金属铝和电化学知识为载体，意在考查考生解决实际问题的能力。(1)题中指出在碱洗时有气泡产生，则只有金属铝和碱反应 才符合条件，故碱洗过程中发生反应的离子方程式为Al 2O3 +2OH =2AlO 2 + H2O、2Al + 2OH + 2H2O=2AlO 2 + 3H2 T。碱洗后溶液中含有大量 A1O2,故最好通入CO2气体使 A1O2转化为Al(OH) 3沉淀以回收铝。活泼金属作阳极，阳极材料本身失电子被氧化，其氧化产物为AI2O3,由此可得阳极反应式为 2Al + 3H 2O=Al 2O3+6H + + 6er。加入NaHCO3溶液后，

16、A13+与HCO 3发生双水解反应， 离子方程式可表示为 Al3+3HCO3=Al(OH) 3 J +3CO2T。(2)电镀时若用石墨作阳极，则电解过程中电解液中Cu2+浓度不断减小，导致铁表面不能镀上均匀的铜。(3)若X为碳棒，则只能用外加电源的阴极保护法，此时开 关K应置于N处。若X为Zn , K置于M处，其保护原理称为 牺牲阳极的阴极保护法。答案：(1)2A1+2OH -+ 6H2O=2Al(OH) 4+ 3H2T (或: 2Al + 2OH - + 2H2O=2AlO 2 + 3H2T) b 2Al + 3H2O=Al2O3 + 6H +6e- HCO3 与 H+反应使 H+ 的浓度减

17、 小，产生Al(OH) 3沉淀(2)补充溶液中消耗的Cu2,保持溶液中Cu2+浓度恒定(3)N牺牲阳极的阴极保护法(或：牺牲阳极保护法)13. (2010葫芦岛质检)目前移动设备迅猛发展的最大障碍恐 怕就是电池的问题，不论手机、MP3还是笔记本电脑，如何延长电池续航时间都是人们最头疼的问题。当前，大部分移动设备都使用锂离子充电电池，但锂电池的安全问题已经越来越受人关注。而银锌材料电池在安全和能量密度上都比锂离子电池有优势，据称，银锌材料电池的容量比同体积的锂电池高30%,甚至可以在不危及安全的情况下过充以实现更高的容量。因此，未来的银锌电池可能替代现有锂离子电池。下面是一种银锌电池的充电、放电

18、过程的表示式： 一克由一一2Ag + Zn(OH) 2- Ag2O+Zn + H2O。根据上述反应原理回答下列问题：(1)这种电池属于 性电池(填“酸”、“碱”或“中”)。(2)电池在放电时，作负极的是 ;正极反应式为O(3)充电时，电池的正极应接电源的 极。(4)写出充电时的阳极和阴极电极反应式：阳极：阴极:解析：这是一道电化学题，电极材料的选择、电极反应式的 书写是这种题目的考查主题， 所以解答时要区分好原电池和电解 池发生氧化反应和还原反应的电极。原电池的负极发生氧化反 应，而正极则发生还原反应；在电解池中，阳极发生氧化反应， 而阴极则发生还原反应。放电时这是一个原电池，其中锌作负极，

19、Ag2O作正极；充电时是一个电解池，阳极 Ag失电子，发生氧 化反应：2Ag + 2OH 2e- =Ag2O + H2O；阴极 Zn(OH) 2得电 子，发生还原反应：Zn(OH) 2+2e1 =Zn + 2OH -。答案：(1)碱 (2)Zn Ag2O + H2O + 2e- =2Ag + 2OH (3)正 (4)2Ag 2e- + 2OH =Ag 2O + H 2。(或表示：2Ag + 2OH =Ag2O + H2O + 2) Zn(OH) 2 + 2e" =Zn + 2OH -潜二二".-三二二 T1T 二 I I 一二二-二二 -J T TITH-M1 HITr14. 氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的钳粉， 钳吸附气 体的能力强，性质稳定。请回答：(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ,在导线中电子流动方向为 (用a、b表示)。(2)负极反应式为(3)电极表面镀钳粉的原因为(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不 断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。 金属锂是