03第27讲原电池化学电源【答案】作业手册

第27讲原电池化学电源1.C[解析]铁活泼性比铜强,铁与醋酸反应失电子,则铁钉为负极,A正确;铜丝为正极,电极反应式为2CH3COOH+2e-2CH3COO-+H2↑,现象是表面有气泡产生,B正确;电子不能在溶液中迁移,C错误;若将食醋换成乙醇,乙醇与铁、铜都不反应,无法观察到灵敏电流计指针偏转,D正确。2.D[解析]图甲为原电池装置,铜为正极,氢离子得电子生成氢气,电极反应式是2H++2e-H2↑,A正确;图乙装置中铜电极上无气泡产生,铬电极上产生大量有色气体,说明铜电极为负极,铬电极为正极,负极反应式为Cu-2e-Cu2+,正极上应是硝酸被还原生成二氧化氮气体,电极反应式为NO3-+2H++e-NO2↑+H2O,B、C正确;图甲中,电子由Cr电极经导线流向Cu电极,图乙中电子由Cu电极经导线流向Cr电极,D错误。3.B[解析]原电池中,负极金属的活动性一般强于正极金属,Zn比Fe活泼,形成原电池时Zn作负极,A、C均错误;使用盐桥,形成双液原电池时,为得到稳定电流,正极、负极半电池中电解质溶液一般是电极金属材料形成的盐溶液,D错误,B正确。4.C[解析]根据题目信息和装置可知,该装置为原电池,闭合K一段时间后,观察到Y电极表面有银白色物质析出,则Y电极是正极,生成银单质,X电极是负极,A错误;原电池电解质溶液中阴离子向负极移动,盐桥中的硝酸根离子向左侧烧杯移动,钾离子向右侧烧杯中移动,右侧烧杯中NO3-浓度基本不变,B错误;闭合K后右侧烧杯中银离子得电子生成银单质,银离子浓度下降,溶液pH会升高,C正确;X电极发生2I--2e-I2,左侧烧杯会显蓝色,若将X电极换成Ag,X电极是负极,Ag-e-+I-AgI↓,左侧烧杯中会产生黄色沉淀,溶液不变蓝,实验现象改变,D错误。5.B[解析]负极材料为Li,锂失电子发生氧化反应,故A正确;正极发生还原反应,根据图示,正极反应式为2SOCl2+4e-4Cl-+S↓+SO2↑,故B错误;LiAlCl4为电解质,有助于电池内部的导电,故C正确;电池工作时,阴离子向负极移动,Cl-向Li电极移动,故D正确。6.C[解析]电池使用过程中在Zn表面形成一层ZnO薄膜,Zn是负极,失去电子发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-+H2OZnO+2H+,Mo为正极,A错误,C正确;电子从负极经外电路流向正极,电子不会进入电解质,B错误;1.3gZn为0.02mol,则理论上转移的电子为0.04mol,D错误。7.B[解析]由原电池中电子移动方向可知,CuAg电极为负极,CuRu电极为正极。由分析可知,CuAg电极为负极,HCHO失去电子生成HCOO-和H2,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式为2HCHO+4OH--2e-2HCOO-+H2↑+2H2O,A错误;由分析可知,CuRu电极为正极,NO3-得到电子生成NH3,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式为NO3-+6H2O+8e-NH3↑+9OH-,B正确;质子交换膜只允许H+通过,C错误;由正、负极反应式可知,总反应为8HCHO+NO3-+7OH-NH3↑+8HCOO-+4H2↑+2H2O,处理废水过程中消耗OH-,溶液pH减小,需补加KOH8.A[解析]电池工作时,通入氧气的一极为正极,氧气在正极上得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,正极附近c(OH-)增大,溶液碱性增强,A正确;通入乙烷的电极为负极,碱性条件下,乙烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为C2H6+18OH--14e-2CO32-+12H2O,B错误;未指明气体是否处于标准状况下,无法计算5.6LO2完全反应后转移电子的物质的量,C错误;乙烷燃料电池工作时,不需要点燃乙烷,9.D[解析]电极P为燃料电池的负极,一氧化碳和氢气分别在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水,A错误;电极R为正极,在CO2存在下,氧气在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根离子,电极反应式为2CO2+O2+4e-2CO32-,B错误;电极P为燃料电池的负极,电极R为正极,则K+、Na+往正极(电极R)移动,C错误;电极P为燃料电池的负极,电极R为正极,电池工作时,外电路电流的流动方向为正极(电极R)→用电器→负极(电极P),10.D[解析]由电子移动方向可知,石墨1为负极,发生氧化反应,A正确;石墨2为正极,发生还原反应,过氧化氢得到电子生成水:H2O2+2H++2e-2H2O,B正确;因K2SO4溶液的质量减轻,其中阳离子移向正极,阴离子移向负极,离子交换膜1、2分别为阴、阳离子交换膜,C正确;当电路中转移0.3mole-时,有0.15molSO42-移向负极,有0.3molK+移向正极,K2SO4溶液的质量减轻26.1g,11.C[解析]由原理和图知,放电时电极A为负极,电极反应式为Li-e-Li+,电极B为正极,电极反应式为3CO2+4e-+4Li+2Li2CO3+C。放电时,电极A为负极,充电时,电极A接电源的负极,A正确;锂离子在负极生成,在正极参与反应,故聚合物电解质膜只允许锂离子通过,B正确;放电时,若电路中转移NA个电子,右室质量增加为12+2×744g=40g,C错误;由3CO2+4e-+4Li+2Li2CO3+C可知,若0.3molCO2气体参加反应,则电路中转移电子的数目为0.4NA,D正确。12.C[解析]由图知,金属钠为负极,电极反应式为Na-e-Na+,NaV2(PO4)2O2F和Na3V2(PO4)2O2F掺杂石墨极为正极,电极反应式为NaV2(PO4)2O2F+2e-+2Na+Na3V2(PO4)2O2F。Na+通过膜由负极进入正极,膜是阳离子交换膜,A错误;充电时,Na+向金属钠电极(阴极)移动,B错误;放电时正极的电极反应:NaV2(PO4)2O2F+2e-+2Na+Na3V2(PO4)2O2F,C正确;乙醇能与钠反应,故有机溶剂不能选择乙醇,D错误。13.C[解析]由电子移动方向可知,a电极为原电池的负极,锂失去电子发生氧化反应生成锂离子,电极反应式为Li-e-Li+,b电极为正极,锂离子作用下氮气在催化剂表面得到电子发生还原反应生成氮化锂,电极反应式为N2+6e-+6Li+2Li3N。由分析可知,b电极为正极,锂离子作用下氮气在催化剂表面得到电子发生还原反应生成氮化锂,故A错误;由分析可知,a电极为原电池的负极,b电极为正极,则放电时,电流由b电极沿导线流向a电极,故B错误;由分析可知,b电极为正极,锂离子作用下氮气在催化剂表面得到电子发生还原反应生成氮化锂,电极反应式为N2+6e-+6Li+2Li3N,由电极反应式可知,生成氮化锂和消耗氮气的质量比为70∶28=5∶2,故C正确;铅酸蓄电池充电时的总反应为2PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4,反应消耗2molH2O时,转移2mol电子,则由得失电子数目守恒可知,充电消耗0.7g锂时,铅酸蓄电池消耗水的质量为0.7g7g·mol-1×1×18g·mol14.D[解析]放电时Zn为负极,电极反应为Zn-2e-Zn2+,钒基氧化物为正极;充电时Zn为阴极,钒基氧化物为阳极。放电时,钒基氧化物(V6O13)为正极,Zn极为负极,负极Zn失去电子生成Zn2+进入溶液,放电过程中,Zn2+通过阳离子交换膜向V6O13极一侧移动,A项错误;放电时,正极电势高于负极电势,故放电时,V6O13极电势高于Zn极电势,B项错误;充电时,V6O13极作阳极,与外接直流电源正极相连,C项错误;充电时,阳极ZnxV6O13失电子生成V6O13和Zn2+,发生的电极反应可能为ZnxV6O13-2xe-V6O13+xZn2+,D项正确。15.B[解析]锂为活泼金属,会和溶液中水反应,故不能为含Li+的盐溶液,A错误;放电时,电极b为正极,电极反应式为Li1-xCoO2+xLi++xe-LiCoO2,当电路通过0.3mol电子时,b极薄膜质量增加0.3mol×7g·mol-1=2.1g,B正确;充电时,电极b为阳极,电极反应式为LiCoO2-xe-Li1-xCoO2+xLi+,C错误;LiPON薄膜在充放电过程中作为隔膜传输Li+,并未参与电极反应,故其质量不发生变化,D错误。16.D[解析]由题干信息可知,充电时该装置可吸收CO2合成甲酸,即N极将CO2转化为HCOOH,发生还原反应,则N极为阴极,电极反应为CO2+2H++2e-HCOOH,此时M极为阳极,发生氧化反应,电极反应为[Fe(CN)6]4--e-[Fe(CN)6]3-,电源a电极连接直流电源的正极,b连接直流电源的负极。充电时,阳离子移向阴极区,即P膜为阳离子交换膜,L膜为阴离子交换膜,A正确;