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1、原電池2參考答案與試題解析一選擇題(共13小題)1(1993全國)如圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的是() a極板b極板X電極電解質(zhì)溶液A鋅石墨負極CuSO4B石墨石墨負極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負極CuCl2AABBCCDD【解答】解:通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,所以金屬陽離子在a極上得電子,a極是陰極,溶液中金屬元素在金屬活動性順序表中處于氫元素后邊;b極是陽極,b極板處有無色無臭氣體放出,即溶液中氫氧根離子放電生成氧氣,電極材料必須是不活潑的非金屬,電解質(zhì)溶液中的陰離子必須是氫氧根離子或含氧酸根離子A、該選項符
2、合條件,故A正確B、電解質(zhì)溶液中金屬陽離子在氫元素前邊,故B錯誤C、鐵是活潑金屬,作陽極失電子,所以在B極上得不到氧氣,故C錯誤D、電解質(zhì)溶液中氯離子失電子,在B極上得到有刺激性氣味的氣體,與題意不符,故D錯誤故選A2(2000上海)在外界提供相同電量的條件下,Cu2+或Ag+分別按Cu2+2eCu,Ag+eAg在電極上放電,若析出銅的質(zhì)量為1.92g,則析出銀的質(zhì)量為()A1.62gB6.48gC3.24gD12.96g【解答】解:由Cu2+2eCu,Ag+eAg知,當(dāng)?shù)秒娮訑?shù)相等時,析出銅和銀的關(guān)系式為:CuAg設(shè)析出銀的質(zhì)量為xCu2Ag64g (1082)g1.92g x所以x=6.4
3、8g故選B3(2011福建)研究人員研制出一種鋰水電池,可作為魚雷和潛艇的儲備電源該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料,以LiOH為電解質(zhì),使用時加入水即可放電關(guān)于該電池的下列說法不正確的是()A水既是氧化劑又是溶劑B放電時正極上有氫氣生成C放電時OH向正極移動D總反應(yīng)為:2Li+2H2O=2LiOH+H2【解答】解:A、金屬鋰和水之間反應(yīng)生成氫氧化鋰和氫氣,該反應(yīng)中,水是氧化劑,在電池中還可以擔(dān)當(dāng)溶劑,故A正確;B、放電時正極上是水中的氫離子得電子,所以會有氫氣生成,故B正確;C、原電池中,陰離子移向原電池的負極,即放電時OH向負極移動,故C錯誤;D、鋰水電池中,自發(fā)的氧化還原反應(yīng)是金屬鋰和水之間
4、反應(yīng)生成氫氧化鋰和氫氣,即總反應(yīng)為:2Li+2H2O=2LiOH+H2,故D正確故選C4(2009廣東)下列說法正確的是()A廢舊電池應(yīng)集中回收,并填埋處理B充電電池放電時,電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能C放在冰箱中的食品保質(zhì)期較長,這與溫度對應(yīng)速率的影響有關(guān)D所有燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng),所以不需吸收能量就可以進行【解答】解:A、廢舊電池應(yīng)集中回收但不能填埋處理,因為電池里的重金屬會污染土地,人吃了這些土地里的蔬菜后,就會引發(fā)疾病,故A錯誤;B、充電電池放電時,化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,故B錯誤;C、溫度降低,化學(xué)反應(yīng)速率減小,則放在冰箱中的食品保質(zhì)期較長,故C正確;D、有的燃燒反應(yīng)是需要吸收一定熱量才可以反應(yīng)的,比
5、如碳的燃燒,故D錯誤故選C5(2012上海)如圖裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:Zn+2H+Zn2+H2,下列說法錯誤的是()Aa、b不可能是同種材料的電極B該裝置可能是電解池,電解質(zhì)溶液為稀鹽酸C該裝置可能是原電池,電解質(zhì)溶液為稀鹽酸D該裝置可看作是銅鋅原電池,電解質(zhì)溶液是稀硫酸【解答】解:A如果該裝置是電解池,如鋅作陰、陽極,電解質(zhì)溶液是酸,陽極上鋅失電子,陰極上氫離子得電子,符合離子反應(yīng)方程式,所以兩個電極可以相同,故A錯誤;B該裝置可能是電解池,電解質(zhì)溶液是稀鹽酸,鋅作陽極,電解時,陽極上鋅失電子,陰極上氫離子得電子,符合離子反應(yīng)方程式,故B正確;C、該裝置可能是原電池,電解質(zhì)溶液為稀鹽
6、酸,鋅作負極,正極上氫離子得電子,發(fā)生的反應(yīng)符合離子方程式,故C正確;D、該裝置可看作是銅鋅原電池,電解質(zhì)溶液是稀硫酸,負極上鋅失電子,正極氫離子得電子,符合離子方程式,故D正確故選A6(2012福建)將如圖所示實驗裝置的K閉合,下列判斷正確的是()ACu電極上發(fā)生還原反應(yīng)B電子沿ZnabCu 路徑流動C片刻后甲池中c(SO42)增大D片刻后可觀察到濾紙b點變紅色【解答】解:A,Zn作原電池的負極,Cu作原電池的正極,Cu電極是發(fā)生還原反應(yīng);故A正確;B、電子流向是負極到正極,但ab這一環(huán)節(jié)是在溶液中導(dǎo)電,是離子導(dǎo)電,電子并沒沿此路徑流動;故B錯誤;C、選項中硫酸根離子濃度基本保持不變;故C錯
7、誤;D、選項中是濾紙a點是陰極,氫離子放電,水電離平衡破壞附近氫氧根離子濃度增大,酚酞變紅;b做陽極氫氧根離子失電子生成氧氣,附近氫離子濃度增大,故D錯誤;故選A7(2013海南)如圖所示的電解池I和II中,a、b、c和d均為Pt電極電解過程中,電極b和d上沒有氣體逸出,但質(zhì)量均增大,且增重bd符合上述實驗結(jié)果的鹽溶液是()選項XYAMgSO4CuSO4BAgNO3Pb(NO3)2CFeSO4Al2 (SO4)3DCuSO4AgNO3AABBCCDD【解答】解:電極b、d均為陰極,在它們上面均沒有氣體逸出,但質(zhì)量均增大,且增重bd,則所電解的鹽溶液中金屬元素應(yīng)該在金屬活動順序表中(H)以后,轉(zhuǎn)
8、移相同電子時,b析出金屬質(zhì)量小于d陽離子得電子能力如圖所示:,前面的H+表示酸溶液中的H+,后面的H+表示鹽溶液中的H+A在金屬活動性順序表中,Mg在H之前,所以電解鎂鹽溶液時陰極上不能得到金屬單質(zhì),故A錯誤;B由陽離子得電子能力順序表可以看出,鹽溶液中Ag+和Pb2+的得電子能力均大于H+,因此電解硝酸銀溶液時陰極b電極上生成Ag、電解硝酸鉛溶液陰極d上生成Pb,兩池中的電極上轉(zhuǎn)移的電子是相等的,設(shè)轉(zhuǎn)移2mol電子,b增重216g,d增重207g,所以質(zhì)量增加bd,故B錯誤;C在金屬活動性順序表中,F(xiàn)e、Al都在H之前,電解亞鐵鹽、鋁溶液溶液時陰極上都不能得到金屬單質(zhì),故C錯誤;D兩池中的電
9、極上轉(zhuǎn)移的電子是相等的,設(shè)轉(zhuǎn)移2mol電子,b增重64g,d增重216g,所以質(zhì)量增加bd,故D正確;故選D8(2014新課標(biāo))2013年3月我國科學(xué)家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系,下列敘述錯誤的是()Aa為電池的正極B電池充電反應(yīng)為LiMn2O4Li1xMn2O4+xLiC放電時,a極鋰的化合價發(fā)生變化D放電時,溶液中Li+從b向a遷移【解答】解:A、鋰離子電池中,b電極為Li,放電時,Li失電子為負極,LiMn2O4得電子為正極,所以a為電池的正極,故A正確;B、充電時,Li+在陰極得電子,LiMn2O4在陽極失電子,電池充電反應(yīng)為LiMn2O4=Li1xMn2O4+xLi,故B正
10、確;C、放電時,a為正極,正極上LiMn2O4中Mn元素得電子,所以鋰的化合價不變,故C錯誤;D、放電時,溶液中陽離子向正極移動,即溶液中Li+從b向a遷移,故D正確;故選C9(2015上海)研究電化學(xué)腐蝕及防護的裝置如圖所示下列有關(guān)說法錯誤的是()Ad為石墨,鐵片腐蝕加快Bd為石墨,石墨上電極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e=4OHCd為鋅塊,鐵片不易被腐蝕Dd為鋅塊,鐵片上電極反應(yīng)為:2H+2eH2【解答】解:A、d為石墨,活潑金屬鐵片作負極,發(fā)生腐蝕,所以鐵片腐蝕加快,故A正確;B、海水呈中性,所以發(fā)生吸氧腐蝕,所以石墨作正極,電極反應(yīng):O2+2H2O+4e4OH,故B正確;C、鋅比鐵片活潑
11、,所以腐蝕鋅,所以鐵片不易被腐蝕,故C正確;D、d為鋅塊,作為負極,因海水呈中性,所以發(fā)生吸氧腐蝕,所以鐵片上電極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e4OH,故D錯誤;故選D10(2016新課標(biāo))鋅空氣燃料電池可用作電動車動力電源,電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,反應(yīng)為2Zn+O2+4OH+2H2O2Zn(OH)42下列說法正確的是()A充電時,電解質(zhì)溶液中K+向陽極移動B充電時,電解質(zhì)溶液中c(OH)逐漸減小C放電時,負極反應(yīng)為:Zn+4OH2eZn(OH)42D放電時,電路中通過2mol電子,消耗氧氣22.4L(標(biāo)準狀況)【解答】解:A充電時陽離子向陰極移動,故A錯誤;B充電時,電池反應(yīng)為Zn(OH
12、)42+2eZn+4OH,電解質(zhì)溶液中c(OH)逐漸增大,故B錯誤;C放電時,負極反應(yīng)式為Zn+4OH2eZn(OH)42,故C正確;D放電時,每消耗標(biāo)況下22.4L氧氣,轉(zhuǎn)移電子4mol,故D錯誤故選C11(2016上海)圖1是銅鋅原電池示意圖圖2中,x軸表示實驗時流入正極的電子的物質(zhì)的量,y軸表示()A銅棒的質(zhì)量Bc(Zn2+)Cc(H+)Dc(SO42)【解答】解:銅鋅原電池中,Zn是負極,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為Zn2e=Zn2+,Cu是正極,氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為 2H+2e=H2,ACu是正極,氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),Cu棒的質(zhì)量不變,故A錯誤;B由于Zn是
13、負極,不斷發(fā)生反應(yīng)Zn2e=Zn2+,所以溶液中c(Zn2+)增大,故B錯誤;C由于反應(yīng)不斷消耗H+,所以溶液的c(H+)逐漸降低,故C正確;DSO42不參加反應(yīng),其濃度不變,故D錯誤;故選:C12(2017新課標(biāo))全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低,其工作原理如圖所示,其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料,電池反應(yīng)為:16Li+xS8=8Li2Sx(2x8)下列說法錯誤的是()A電池工作時,正極可發(fā)生反應(yīng):2Li2S6+2Li+2e=3Li2S4B電池工作時,外電路中流過0.02 mol電子,負極材料減重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D電池充電時間越長,電池中的Li2S2量越
14、多【解答】解:A據(jù)分析可知正極可發(fā)生反應(yīng):2Li2S6+2Li+2e=3Li2S4,故A正確;B負極反應(yīng)為:Lie=Li+,當(dāng)外電路流過0.02mol電子時,消耗的鋰為0.02mol,負極減重的質(zhì)量為0.02mol7g/mol=0.14g,故B正確;C硫作為不導(dǎo)電的物質(zhì),導(dǎo)電性非常差,而石墨烯的特性是室溫下導(dǎo)電最好的材料,則石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性,故C正確;D充電時a為陽極,與放電時的電極反應(yīng)相反,則充電時間越長,電池中的Li2S2量就會越少,故D錯誤;故選D13(2017浙江)銀鋅電池是一種常見化學(xué)電源,其原理反應(yīng):Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag,其工作示意圖如圖
15、下列說法不正確的是()AZn電極是負極BAg2O電極上發(fā)生還原反應(yīng)CZn電極的電極反應(yīng)式:Zn2e+2OHZn(OH)2D放電前后電解質(zhì)溶液的pH保持不變【解答】解:A、活潑金屬Zn為負極,故A正確;B、正極反應(yīng)為Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH,發(fā)生還原反應(yīng),故B正確;C、負極反應(yīng)為Zn+2OH2e=Zn(OH)2,故C正確;D、氫氧根離子物質(zhì)的量雖然不變,但水的量減少,KOH的濃度增大,pH增大,故D錯誤;故選D二填空題(共6小題)14(2014春船營區(qū)校級期末)(1)如圖所示,組成一種原電池試回答下列問題(燈泡功率合適):電解質(zhì)溶液為稀H2SO4時上述裝置中燈泡亮,此時Al電極上發(fā)
16、生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為:2H+2e=H2;電解質(zhì)溶液為NaOH溶液時,燈泡亮(填“亮”或“不亮”,填“亮”做a題,填“不亮”做b題)a若燈泡亮,則Mg電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為:6H2O+6e=6OH+3H2;Al電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為:2Al6e+8OH=2AlO2+4H2O;b若燈泡不亮,其理由為:此空不填(2)原電池原理的應(yīng)用之一是可以設(shè)計原電池請利用反應(yīng)“Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+”設(shè)制一個原電池(正極材料用碳棒)則該電池的負極材料是Cu,若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子1.5mol,則溶解銅的質(zhì)量是48g另外的重要應(yīng)用是實驗室在用鋅與稀硫酸反應(yīng)制備氫氣時,可向溶液中滴加少量硫酸銅溶液其作
17、用是:形成了ZnCu原電池,加快了化學(xué)反應(yīng)的速率(3)氫氧燃料電池(電解質(zhì)為KOH溶液,惰性材料作電極)負極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為:H2+2OH2e=2H2O【解答】解:(1)該裝置為原電池,Mg易失電子作負極、Al作正極,正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為2H+2e=H2,故答案為:2H+2e=H2;該裝置中,鋁能和氫氧化鈉溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng),該裝置符合原電池構(gòu)成條件,所以Mg、Al和NaOH溶液構(gòu)成原電池,則燈泡亮;Al易失電子作負極,負極上電極反應(yīng)式為2Al6e+8OH=2AlO2+4H2O,Mg作正極,正極上水得電子生成氫氣,正極上的電極反應(yīng)為6H2O+6e=6OH+3H2;故
18、答案為:亮;6H2O+6e=6OH+3H2;2Al6e+8OH=2AlO2+4H2O;(2)根據(jù)電池反應(yīng)式知,Cu元素化合價由0價變?yōu)?2價、Fe元素化合價由+3價變?yōu)?2價,所以Cu作負極、石墨作正極,電解質(zhì)為可溶性的鐵鹽,負極上Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2+,正極上鐵離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為Fe3+e=Fe2+;根據(jù)Cu2e=Cu2+知,導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子1.5mol,則溶解m(Cu)=48g,Zn和銅離子發(fā)生置換反應(yīng)生成Cu,Zn、Cu和硫酸構(gòu)成原電池,Zn易失電子作負極、Cu作正極,從而加速Zn的腐蝕,故答案為:Cu;48g;形成了ZnCu原電池,加快了
19、化學(xué)反應(yīng)的速率;(3)堿性條件下,負極上氫氣失電子生成水,負極的電極方程式為H2+2OH2e=2H2O,故答案為:H2+2OH2e=2H2O15(2014秋鄧州市校級月考)鉛蓄電池是典型的可充型電池,電池總反應(yīng)式為:Pb+PbO2+4H+2SO422PbSO4+2H2O請回答下列問題(不考慮氫、氧的氧化還原):(1)放電時:正極的電極反應(yīng)式是PbO2+2e+4H+SO42=PbSO4+2H2O;電解液中H2SO4的濃度將變??;當(dāng)外電路通過1mol電子時,理論上負極板的質(zhì)量增加48g(2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時,若按圖連接,電解一段時間后,則在A電極上生成Pb,電極反應(yīng):PbSO4+2e
20、=Pb+SO42,B電極上生成PbO2,電極反應(yīng)PbSO4+2H2O2e=PbO2+4H+SO42,此時鉛蓄電池的正負極的極性將對換【解答】解:(1)電池總反應(yīng)式為:Pb+PbO2+4H+2SO422PbSO4+2H2O,寫出電極反應(yīng)為:負極電解反應(yīng):Pb2e+SO42=PbSO4 ,正極電極反應(yīng):PbO2+2e+4H+2SO42=PbSO4+2H2O,放電時:正極的電極反應(yīng)式是PbO2+2e+4H+2SO42=PbSO4+2H2O;電解液中H2SO4的濃度將減少;當(dāng)外電路通過1mol電子時,依據(jù)電子守恒計算理論上負極板的質(zhì)量增加0.5mol303g/mol0.5mol207g/mol=48g
21、,故答案為:PbO2+2e+4H+2SO42=PbSO4+2H2O;小;48;(2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時,電極上析出的是PbSO4,若按題右圖連接B為陽極應(yīng)是失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),A為陰極是得到電子發(fā)生還原反應(yīng),實質(zhì)是電解反應(yīng),B電極上發(fā)生反應(yīng)為:PbSO4+2H2O2e=PbO2+4H+2SO42,A電極發(fā)生反應(yīng)為:PbSO4=Pb2e+SO42,所以A電極上生成Pb;此時鉛蓄電池的正負極的極性將對換;故答案為:Pb;PbSO4+2e=Pb+SO42;PbO2;PbSO4+2H2O2e=PbO2+4H+SO42;對換16(2011濰坊一模)甲烷作為一種新能源在化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,請回
22、答下列問題:(1)高爐冶鐵過程中,甲烷在催化反應(yīng)室中產(chǎn)生水煤氣(CO和H2)還原氧化鐵,有關(guān)反應(yīng)為:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H=260kJmol1已知:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)H=566kJmol1則CH4與O2反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式為:2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)H=46kJmol1 (2)如圖所示,裝置為甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液),通過裝置實現(xiàn)鐵棒上鍍銅a處應(yīng)通入CH4 (填“CH4”或“O2”),a處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是CH4+10OH8e=CO32+7H2O;電鍍結(jié)束后,裝置中溶液的pH變?。ㄌ?/p>
23、寫“變大”“變小”或“不變”,下同),裝置中Cu2+的物質(zhì)的量濃度不變;電鍍結(jié)束后,裝置溶液中的陰離子除了OH以外還含有CO32(忽略水解);在此過程中若完全反應(yīng),裝置中陰極質(zhì)量變化12.8g,則裝置中理論上消耗甲烷1.12L(標(biāo)準狀況下)【解答】解:(1)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H=260kJmol12CO(g)+O2(g)2CO2(g)H=566kJmol1,將方程式2+得 2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)H=46kJmol1 ,故答案為:2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)H=46kJmol1 ;(2)II中首先鍍銅,則Cu
24、作陽極、Fe作陰極,I中a處電極為負極、b處電極為正極,負極上通入燃料、正極上通入氧化劑,所以a處通入的氣體是甲烷;甲烷失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水,電極反應(yīng)為CH4+10OH8e=CO32+7H2O,故答案為:CH4;CH4+10OH8e=CO32+7H2O;根據(jù)I中電池反應(yīng)為CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,KOH參加反應(yīng)導(dǎo)致溶液中KOH濃度降低,則溶液的pH減?。籌I中發(fā)生電鍍,陽極上溶解的銅質(zhì)量等于陰極上析出銅的質(zhì)量,則溶液中銅離子濃度不變,故答案為:變小;不變;I中負極反應(yīng)為CH4+10OH8e=CO32+7H2O,所以還有碳酸根離子生成,故答案為:CO32
25、;串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等,所以消耗甲烷的體積=1.12L,故答案為:1.1217(2013春昆明校級期末)現(xiàn)有如下兩個反應(yīng):A、2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2OB、CH4+2O2CO2+2H2O(1)根據(jù)反應(yīng)的本質(zhì),兩個反應(yīng)都為放熱反應(yīng)(放熱或吸熱),判斷兩個反應(yīng)能否設(shè)計為原電池?(能或不能)A不能 B能(2)如果不能,說明其理由A的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng),無電子轉(zhuǎn)移(3)如果能,最好應(yīng)選擇NaOH電解質(zhì)溶液(NaOH或H2SO4)則負極電極反應(yīng)式:CH48e+10OHCO32+7H2O正極電極反應(yīng)式:2O2+8e+4H2O8OH【解答】解:(1)中和反應(yīng)、物質(zhì)的燃燒反應(yīng)均是放熱反應(yīng)
26、,A不是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)不能設(shè)計成原電池,B是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)能設(shè)計成原電池,故答案為:放熱;不能;能;(2)A的反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng),屬于非氧化還原反應(yīng),無電子轉(zhuǎn)移,只有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)能設(shè)計成原電池,故答案為:A的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng),無電子轉(zhuǎn)移;(3)甲烷燃料電池中,負極是甲烷燃料失電子的過程,正極是氧氣得電子的過程,電極反應(yīng)分別為:負極 CH48e+10 OHCO32+7H2O,正極 2O2+8e+4H2O8 OH,為了保證放電的充分進行,可以選擇堿來作電解質(zhì)溶液,故答案為:NaOH;CH48e+10OHCO32+7H2O;2O2+8e+4H2O8OH18(2014秋岐山縣期末)如圖
27、是一個化學(xué)過程的示意圖已知甲池的總反應(yīng)式為:2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O(1)寫出下列電極反應(yīng)式:通入CH3OH 的電極的電極反應(yīng)式是:CH3OH6e+8OH6H2O+CO32,B(石墨)電極的電極反應(yīng)式為:4OH4e=O2+2H2O(2)乙池中反應(yīng)的化學(xué)方程式為4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3(3)當(dāng)乙池中A(Fe)極的質(zhì)量增加5.40g時,甲池中理論上轉(zhuǎn)移電子0.05mol【解答】解:(1)甲池能自發(fā)的進行氧化還原反應(yīng),為原電池,通入甲醇的電極是負極,電極反應(yīng)式為CH3OH6e+8OH6H2O+CO32,乙池為電解池,石墨作陽極,陽極上氫氧根離子放電生
28、成氧氣,電極反應(yīng)式為4OH4e=O2+2H2O,故答案為:CH3OH6e+8OH6H2O+CO32;4OH4e=O2+2H2O;(2)乙池中陽極上氫氧根離子放電生成氧氣、陰極上銀離子放電生成銀,所以電池反應(yīng)式為4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3,故答案為:4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3;(3)鐵電極上析出銀,電極反應(yīng)式為Ag+e=Ag,n(Ag)=0.05mol,根據(jù)銀和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式知,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=n(Ag)=0.05mol,串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等,所以甲池中理論上轉(zhuǎn)移電子0.05mol,故答案為:0.0519(2015春延邊州校級期中)原電池是一種
29、將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苎b置電子表所用的某種鈕扣電池的電極材料為Zn和Ag2O,電解質(zhì)溶液為KOH,其電極反應(yīng)式為:Zn+2OH2e=ZnO+H2O Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH電池的負極是Zn,正極發(fā)生的是還原反應(yīng)反應(yīng)(填反應(yīng)類型),總反應(yīng)式為Zn+Ag2O=2Ag+ZnO【解答】解:原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,該原電池中,Zn元素化合價由0價變?yōu)?2價、Ag元素化合價由+1價變?yōu)?價,所以Zn是負極、Ag2O是正極,負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)、正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),負極電極反應(yīng)式為Zn+2OH2e=ZnO+H2O、正極電極反應(yīng)式為 Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH,所以電
30、池反應(yīng)式為Zn+Ag2O=2Ag+ZnO,故答案為:將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?;Zn;還原反應(yīng);Zn+Ag2O=2Ag+ZnO三解答題(共11小題)20(2014玉山縣校級模擬)氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置如圖為電池示意圖,該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉,吸附氣體的能力強,性質(zhì)穩(wěn)定請回答:(1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,在?dǎo)線中電子流動方向為a到b(用a、b表示)(2)負極反應(yīng)式為2H2+4OH4e4H2O(3)電極表面鍍鉑粉的原因為增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù),加快電極反應(yīng)速率(4)該電池工作時,H2和O2連續(xù)由外部供給,電池可連續(xù)不斷提供電能因此,
31、大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一金屬鋰是一種重要的儲氫材料,吸氫和放氫原理如下:I2Li+H2 2LiHLiH+H2OLiOH+H2反應(yīng)I中的還原劑是Li反應(yīng)中的氧化劑是H2O已知LiH固體密度為0.82g/cm3用鎂吸收224L(標(biāo)準狀況)H2,生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為8.82104由生成的LiH與H2O作用放出的H2用作電池燃料,若能量轉(zhuǎn)化率為80%,則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為32mol【解答】解:(1)該裝置是把化學(xué)物質(zhì)中的能力轉(zhuǎn)化為電能,所以是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?;在原電池中,負極上失電子,正極上得電子,電子的流向是從負極流向正極,所以是 由a到b,故答案為:化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?;a
32、到b;(2)堿性環(huán)境中,該反應(yīng)中負極上氫氣失電子生成氫離子,電極反應(yīng)式為H2+2OH2e2H2O,故答案為:2H2+4OH4e4H2O;(3)電極表面鍍鉑粉,增大了電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù),使反應(yīng)物的濃度增大,反應(yīng)速率加快,故答案為:增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù),加快電極反應(yīng)速率;(4)Li從零價升至+1價,作還原劑,H2O的H從+1降至H2中的零價,作氧化劑,故答案為:Li;H2O;由反應(yīng)I,當(dāng)吸收10molH2時,則生成20molLiH,V=197.5103L=8.82104,故答案為:8.82104;20mol LiH可生成20mol H2,實際參加反應(yīng)的H2為20m
33、ol80%=16mol,1molH2轉(zhuǎn)化成1molH2O,轉(zhuǎn)移2mol電子,所以16molH2可轉(zhuǎn)移32mol的電子,故答案為:3221(2008棗莊一模)如圖是一個化學(xué)反應(yīng)過程的示意圖已知甲池的總反應(yīng)式為:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O(1)請回答圖中甲、乙兩池的名稱甲電池是原電池(化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽┭b置,乙池是電解池(電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能)裝置(2)請回答下列電極的名稱:通入CH3OH的電極名稱是負極,B(石墨)電極的名稱是陽極(3)寫出電極反應(yīng)式:通入O2的電極的電極反應(yīng)式是O2+2H2O+4e=4OHA(Fe)電極的電極反應(yīng)式為4Ag+4e=4Ag,(4)乙池中反應(yīng)
34、的化學(xué)方程式為4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3(5)當(dāng)乙池中A(Fe)極的質(zhì)量增加5.40g時,甲池中理論上消耗O2280mL(標(biāo)準狀況下)【解答】解:(1)根據(jù)反應(yīng)方程式知,甲裝置是一個燃料電池,所以甲是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,是原電池;乙有外加電源,所以是電解池故答案為:原電池(化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?;電解池(電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能)(2)根據(jù)2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O知,CH3OH發(fā)生氧化反應(yīng),所以該電極是負極,O2 發(fā)生還原反應(yīng),所以該電極是正極;石墨與原電池的正極相連,所以石墨電極是陽極故答案為:負極;陽極 (3)根據(jù)2CH3OH+3O2+4KOH=
35、2K2CO3+6H2O知,CH3OH發(fā)生氧化反應(yīng),所以該電極是負極,O2 得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子,發(fā)生還原反應(yīng),所以該電極是正極;石墨與原電池的正極相連,所以石墨電極是陽極該電極上發(fā)生氧化反應(yīng);鐵電極是陰極,該電極上銀離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)故答案為:O2+2H2O+4e=4OH4Ag+4e=4Ag (4)乙池中離子放電順序為:陽離子 Ag+H+,陰離子OHNO3 ,故答案為:4AgNO3+2H2O 4Ag+O2+4HNO3(5)根據(jù)得失電子數(shù)相等,氧氣與銀的關(guān)系式為: O24Ag 22.4L ( 4108 )g 280mL 5.40g故答案為 28022(2010春保定期末)由銅片、鋅片
36、和100mL稀硫酸溶液組成的原電池中,當(dāng)銅片上產(chǎn)生2.24L(標(biāo)準狀況)氣體時,此時溶液中硫酸的物質(zhì)的量濃度為1mol/L,試計算:(1)鋅片質(zhì)量減輕了多少克?(2)原稀硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度是多少?【解答】解:(1)Zn+H2SO4 =ZnSO4 +H2 65g 22.4L 6.5g 2.24L故答案為:6.5g (2)Zn+H2SO4 =ZnSO4 +H2 1mol 22.4L 0.1mol 2.24L所以反應(yīng)的稀硫酸的物質(zhì)的量為 0.1mol;未反應(yīng)的稀硫酸的物質(zhì)的量為1mol/L0.1L=0.1 mol;原溶液中稀硫酸的物質(zhì)的量為 0.1mol+0.1 mol=0.2mol所以原溶液中
37、稀硫酸的物質(zhì)的量濃度C=2mol/L故答案為2mol/L23(2013春沂水縣校級期中)由等質(zhì)量的Zn片、Cu片和稀H2SO4組成的原電池,工作一段時間后,鋅片的質(zhì)量減少了6.5g(1)原電池的正極反應(yīng)式是2H+2e=H2;(2)反應(yīng)中生成氫氣的體積是2.24L;(標(biāo)準狀況);(3)若將電解質(zhì)溶液改為CuSO4溶液,也輸出相同電量時,兩極的質(zhì)量差是12.9g【解答】解:(1)銅和稀硫酸構(gòu)成原電池時,鋅易失電子而作負極,銅作正極,正極上氫離子得電子生成氫氣,電極反應(yīng)式為:2H+2e=H2,故答案為:2H+2e=H2;(2)根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得生成氫氣體積=2.24L,故答案為:2.24L;(3)電
38、解硫酸銅溶液時,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得析出銅的質(zhì)量=6.4g,兩個電極的差為減少的鋅的質(zhì)量與析出銅質(zhì)量的和,所以兩個電極的質(zhì)量差=6.5g+6.4g=12.9g,故答案為:12.9g24(2015秋西寧校級期末)(1)下列裝置屬于原電池的是;(2)在選出的原電池中,F(xiàn)e 是負極,發(fā)生氧化 反應(yīng),Cu 是正極,該極的現(xiàn)象有氣泡產(chǎn)生;(3)此原電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+H2SO4=FeSO4+H2【解答】解:(1)中沒有兩個活潑性不同的電極,所以不能構(gòu)成原電池,故錯誤;沒有構(gòu)成閉合回路,所以不能構(gòu)成原電池,故錯誤;酒精為非電解質(zhì)溶液,所以不能構(gòu)成原電池,故錯誤;電極材料相同,所以不能構(gòu)成原電池,故錯
39、誤;符合原電池的構(gòu)成條件,所以能構(gòu)成原電池,故正確;故選;(2)該裝置中,鐵易失電子而作負極,銅作正極,負極上鐵失電子生成亞鐵離子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)而生成氫氣,所以有氣泡生成,故答案為:Fe;氧化;Cu;有氣泡產(chǎn)生;(3)該原電池中,鐵失電子生成亞鐵離子,正極上氫離子得電子生成氫氣,所以電池反應(yīng)式為:Fe+H2SO4=FeSO4+H2,故答案為:Fe+H2SO4=FeSO4+H225(2016秋吉林校級月考)鉛蓄電池是化學(xué)電源,其電極材料分別是Pb和PbO2,電解質(zhì)溶液為稀硫酸,工作時該電池的總反應(yīng)式為Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O試根據(jù)上述情況判
40、斷:(1)蓄電池的負極材料是Pb(2)工作時,正極反應(yīng)為PbO2+2e+4H+SO42=PbSO4+2H2O(3)工作時,電解質(zhì)溶液的酸性減小(填“增大”“減小”或“不變”)(4)工作時,電解質(zhì)溶液中陰離子移向負極(5)電流方向從正極流向負極【解答】解:(1)根據(jù)電池反應(yīng)式知,Pb元素化合價由0價、+4價變?yōu)?2價,失電子化合價升高的金屬為負極,則Pb為負極,故答案為:Pb;(2)放電時,正極上PbO2得電子和H2SO4反應(yīng)生成PbSO4,電極反應(yīng)式為PbO2+2e+4H+SO42=PbSO4+2H2O,故答案為:PbO2+2e+4H+SO42=PbSO4+2H2O;(3)放電時,H2SO4參
41、加反應(yīng)導(dǎo)致溶液中c( H+)降低,則溶液pH增大、酸性減小,故答案為:減??;(4)放電時,電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動、陰離子向負極移動,故答案為:負;(5)電流從正極PbO2沿導(dǎo)線流向負極Pb,故答案為:正;負27(2016春大豐市校級期中)銅鋅原電池(如圖)工作時,回答下列問題:(1)Zn(選填“Zn”或“Cu”)為原電池負極(2)在外電路中,電子從Zn(選填“Zn”或“Cu”,下同)極流向Cu極(3)正極反應(yīng)式為Cu2+2eCu(4)電池反應(yīng)的離子方程式為Zn+Cu2+Zn2+Cu(5)鹽橋中的K+移向CuSO4(選填“ZnSO4”或“CuSO4”)溶液【解答】解:(1)活潑性強的金屬作
42、負極,活潑性弱的作正極,則Zn為負極;故答案為:Zn;(2)外電路中電子從負極移向正極,Zn失電子為負極,Cu為正極,則電子從Zn流向銅;故答案為:Zn;Cu;(3)正極上銅離子得電子,正極上的電極反應(yīng)式為:Cu2+2eCu;故答案為:Cu2+2eCu;(4)電池反應(yīng)為Zn與銅離子的置換反應(yīng),則電池反應(yīng)的離子方程式為Zn+Cu2+Zn2+Cu;故答案為:Zn+Cu2+Zn2+Cu;(5)溶液中陽離子向正極移動,所以鹽橋中的K+移向溶CuSO4液,故答案為:CuSO428(2016春唐山校級期中)某同學(xué)用鐵、銅作為電極,稀硫酸作為電解液組成原電池,如圖所示,完成下列空格(1)正極是銅極(填“銅極
43、”或“鐵極”),現(xiàn)象是:有氣泡產(chǎn)生,電極反應(yīng)是:2H+2e=H2、,發(fā)生還原反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)(2)電流從銅極經(jīng)導(dǎo)線流到鐵極(填“銅極”或“鐵極”)(3)若反應(yīng)生成的氫氣在標(biāo)況下為4.48L,則反應(yīng)過程中有0.4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,溶解的鐵質(zhì)量為11.2 g【解答】解:(1)鐵的活潑性大于銅,所以銅是正極;正極上氫離子得電子生成氫氣,所以看到的現(xiàn)象是有氣泡生成,發(fā)生還原反應(yīng)故答案為:銅極;有氣泡產(chǎn)生;2H+2e=H2;還原;(2)電子的流向是從負極沿導(dǎo)線到正極,電流的方向與電子的流向相反,故答案為:銅極;鐵極;(3)Fe+H2SO4 =F eSO4 +H2 轉(zhuǎn)移電子 56g 22.4
44、L 2mol 11.2g 4.48L 0.4mol故答案為:0.4;11.2;29(2016春萍鄉(xiāng)期末)鉛蓄電池是常用的化學(xué)電源,其電極材料分別是Pb和PbO2,電解液為稀硫酸放電時,該電池總反應(yīng)式為:Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O請根據(jù)上述情況判斷:(1)該蓄電池的負極材料是Pb,放電時發(fā)生氧化(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)(2)該蓄電池放電時,電解質(zhì)溶液的酸性減小(填“增大”、“減小”或“不變”),電解質(zhì)溶液中陰離子移向負(填“正”或“負”)極(3)已知硫酸鉛為不溶于水的白色沉淀,生成時附著在電極上試寫出該電池放電時,正極的電極反應(yīng)PbO2+SO42+2e+4H+PbSO4+2H2O(用離子方程式表示)(4)氫氧燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點,其能量密度高于鉛蓄電池若電解質(zhì)為KOH溶液,則氫氧燃料電池的負極反應(yīng)式為2H2+4OH4e=4H
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