2018-2019版高中化學專題五電化學問題研究課題一原電池習題選修64

1、課題一原電池(時間：45分鐘)1下列說法正確的是()A構(gòu)成原電池正極和負極的材料必須是金屬B在原電池中，電子流出的一極是負極，該電極被還原C實驗室欲快速制取氫氣，可利用粗鋅與稀H2SO4反應D原電池可以把物質(zhì)內(nèi)部的能量全部轉(zhuǎn)化為電能解析構(gòu)成原電池電極的材料可以是導電非金屬，如碳棒；電子流出的極為負極，發(fā)生氧化反應；粗鋅可與稀H2SO4構(gòu)成原電池加速反應的進行；原電池反應后，電極產(chǎn)物仍會具有一定的能量，故原電池不能把物質(zhì)中的能量全部轉(zhuǎn)化為電能。答案C2如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為()ACBD解析是鐵發(fā)生電化學腐蝕。均為構(gòu)成原電池，由金屬的活動性可知，中鐵作正極，受到

2、保護；、中鐵作負極受到腐蝕，由于Fe和Cu的金屬活潑性相差較Fe和Sn的大，故FeCu原電池中Fe被腐蝕更快。為電解池，中鐵作陽極，加快了Fe的腐蝕，中鐵作陰極受到保護。根據(jù)以上分析可知，鐵其中被腐蝕由快到慢的順序為。答案C3關(guān)于如圖所示的原電池，下列說法正確的是()A電子從鋅電極通過電流計流向銅電極B鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移C鋅電極發(fā)生還原反應，銅電極發(fā)生氧化反應2D銅電極上發(fā)生的電極反應是2H2e=H解析由于鋅比銅活潑，因此鋅作負極失電子發(fā)生氧化反應，銅片上Cu2得電子發(fā)生還原反應，Cu22e=Cu。在原電池中陰離子向著負極移動，而陽離子向著正極移動，故只有A正確。答案A4上海世博

3、會期間，氫氧燃料電池車進入世博園，園區(qū)內(nèi)實現(xiàn)了公共交通“二氧化碳零排放”。下列說法中正確的是()ACH4燃料電池車也能實現(xiàn)“二氧化碳零排放”B燃料電池正極發(fā)生氧化反應C通入氫氣的一極為燃料電池的負極D氫氧燃料電池把H2和O2燃燒放出的熱能轉(zhuǎn)化為電能解析CH4燃料電池工作時能夠生成CO2，A項錯誤；在燃料電池正極，O2得電子發(fā)生還原反應，B項錯誤；氫氧燃料電池把貯存在H2和O2內(nèi)部的化學能轉(zhuǎn)化為了電能，D項錯誤。答案C5鐵是用途最廣的金屬材料之一。為探究鐵的化學性質(zhì)，某同學將盛有鐵屑的試管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中(如圖所示)。數(shù)天后，他觀察到的現(xiàn)象是()A鐵屑不生銹，試管內(nèi)液面上升B鐵屑不

4、生銹，試管內(nèi)液面高度不變C鐵屑生銹，試管內(nèi)液面上升D鐵屑生銹，試管內(nèi)液面高度不變2解析鐵屑暴露在潮濕的空氣中，發(fā)生電化學腐蝕，其電極反應為：負極：Fe2e=Fe2，正極：O24e2H2O=4OH，生成的離子繼續(xù)反應：Fe22OH=Fe(OH)，4Fe(OH)232O22H2O=4Fe(OH)，2Fe(OH)3=FeO33H2O。由整個反應觀察來看，最終鐵屑表面會生成紅色鐵銹，由于反應消耗氧氣，因此試管內(nèi)水面上升，選C。答案C6如圖，在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導線連接的電極X、Y，外電路中電子流向如圖所示。下列關(guān)于該裝置的判斷正確的是()A外電路的電流方向為：X外電路YB若兩電極分別為Fe

5、和碳棒，則X為Fe，Y為碳棒CX極上發(fā)生的是還原反應，Y極上發(fā)生的是氧化反應D溶液中陽離子向X極移動，陰離子向Y極移動解析電子由負極流向正極，可知X為負極，發(fā)生氧化反應，Y為正極發(fā)生還原反應。電流流向與電子流向相反：Y外電路X，溶液中陽離子移向正極得電子。答案B7如圖所示是一種酸性燃料電池酒精檢測儀，具有自動吹氣流量偵測與控制的功能，非常適合進行現(xiàn)場酒精檢測。下列說法不正確的是()A電流由O2所在的鉑電極流出BO2所在的鉑電極處發(fā)生還原反應C該電池的負極反應式為：CH3CH2OH3H2O12e=2CO12HD微處理器通過檢測電流大小而計算出被測氣體中酒精的含量A解析燃料電池，燃料在負極反應，氧

6、氣在正極反應。項，氧氣在正極發(fā)生還原反應，3電流由正極流向負極，A、B正確；由圖可知負極反應物為CH3CH2OH(碳平均顯2價)，生成物為CH3COOH(碳平均顯0價)，由質(zhì)子交換膜可知溶液呈酸性，電極反應為：CH3CH2OH4eH2O=CHCOOH4H，C項錯誤。答案C28依據(jù)氧化還原反應：2Ag(aq)Cu(s)=Cu(aq)2Ag(s)設計的原電池如圖所示。請回答下列問題：(1)電極X的材料是_；電解質(zhì)溶液Y是_；(2)銀電極為電池的_極，發(fā)生的電極反應為_；X電極上發(fā)生的電極反應為_；(3)外電路中的電子是從_電極流向_電極。解析原電池中正極發(fā)生氧化反應，負極發(fā)生還原反應，鹽橋起到平衡

7、電荷的作用。由總反應方程式可知電極X的材料是銅，發(fā)生氧化反應，電解質(zhì)溶液Y是可溶性銀鹽，常2用硝酸銀溶液。電極反應式表示為，負極：Cu2e=Cu，正極Age=Ag，電子由負極出發(fā)，經(jīng)外電路流向正極。2答案(1)銅(或Cu)AgNO3溶液(2)正Age=AgCu2e=Cu(3)負(Cu)正(Ag)9如何防止鐵的銹蝕是工業(yè)上研究的重點內(nèi)容。為研究鐵銹蝕的影響因素，某同學做了如下探究實驗：序號123456內(nèi)容常溫下將鐵絲放在干燥空氣中一個月常溫下將鐵絲放在潮濕空氣中一小時常溫下將鐵絲放在潮濕的空氣中一個月常溫下將潮濕的鐵絲放在氧氣流中一小時將潮濕的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時將浸過氯化鈉溶液的鐵

8、絲放在高于常溫的氧氣流中一小時實驗現(xiàn)象干燥的鐵絲表面依然光亮鐵絲表面依然光亮鐵絲表面已變得灰暗鐵絲表面略顯灰暗鐵絲表面已變得灰暗鐵絲表面灰暗程度比實驗5嚴重回答以下問題：(1)上述實驗中發(fā)生了電化學腐蝕的是(填實驗序號)_；在電化學腐蝕中，負極反應是_；正極反應是_。(2)由該實驗可知，可以影響鐵銹蝕速率的因素是_。(3)為防止鐵的銹蝕，工業(yè)上普遍采用的方法是_(答兩種方法)。解析(1)根據(jù)實驗現(xiàn)象，3、4、5、6都發(fā)生了腐蝕且符合電化學腐蝕的條件，實驗條件下主要是吸氧腐蝕。根據(jù)條件，實驗2也應發(fā)生了電化學腐蝕，只是腐蝕的時間短不能看到罷了。(2)比較實驗1、3，可知濕度可以加快鐵的銹蝕；比較

9、實驗2、4，可知較高濃度的O2會加速鐵的銹蝕；比較實驗4、5，可知較高的溫度可加速鐵的銹蝕；比較實驗5、6，可知鐵接觸電解質(zhì)溶液可大大加速鐵的銹蝕。(3)根據(jù)電化學原理防止鐵的腐蝕：覆蓋保護層可以阻斷鐵制品跟電解質(zhì)溶液、潮濕空氣的接觸，無法形成原電池而不易腐蝕；犧牲陽極的陰極保護，是利用原電池原理，在鋼鐵制品的某一部位放置比鐵活潑的金屬，當形成原電池時該較活潑金屬被腐蝕而保護了鋼鐵制品；改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)可以在形成原電池時Fe不做負極而被保護。1右池中共消耗0.01molOH，故生成0.01molH，c(H)0.1molL，答案(1)2、3、4、5、62Fe4e=2FeO22H2O4e=4

10、OH(2)溫度、O2、介質(zhì)(濕度、電解質(zhì))(3)犧牲陽極的陰極保護法、外加電流的陰極保護法(回答制不銹鋼、加保護層等符合題意的都可以)10化學在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用。氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料。.氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，具有廣闊的發(fā)展前景?，F(xiàn)用氫氧燃料電池進行如圖所示的實驗(圖中所用電極均為惰性電極)：(1)對于氫氧燃料電池，下列敘述不正確的是_。Aa電極是負極，OH移向負極Bb電極的電極反應為：O22H2O4e=4OH點燃C電池總反應式為：2H2O2=2H2OD電解質(zhì)溶液的pH保持不變E氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝

11、置(2)上圖右邊裝置中盛有100mL0.1molL1AgNO3溶液，當氫氧燃料電池中消耗氫氣112mL(標準狀況下)時，此時AgNO3溶液的pH_(溶液體積變化忽略不計)。.已知甲醇的燃燒熱H726.5kJ/mol，在直接以甲醇為燃料的電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負極的反應式為_，正極的反應式為_。理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1kJ，則該燃料電池的理論效率為_(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應所能釋放的全部能量之比)。解析.(1)C項反應條件不是點燃，C項錯；隨著燃料電池的不斷反應，水越來越多，KOH溶液濃度逐漸減小，pH逐漸降低，故D錯。2(2)右