原電池 化學(xué)電源的試題分析

選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》

《原電池化學(xué)電源

》試題分析湛江第一中學(xué)化學(xué)科朱其立2014年12月1日（星期一)1．下列有關(guān)電池的說(shuō)法不正確的是(

)。

A．手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池

B．銅鋅原電池工作時(shí)，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極

C．甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

D．鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極B2．(2013·廣東揭陽(yáng)質(zhì)檢，10)控制適當(dāng)?shù)臈l件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池。下列判斷不正確的是DA．反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，乙中電極反應(yīng)為2I－－2e－===I2B．反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，甲中石墨電極上Fe3＋被還原C．電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D．平衡時(shí)甲中溶入FeCl2固體后，電流計(jì)讀數(shù)為零B3．(2012·全國(guó)，11)①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時(shí)，外電路電流從②流向①；①③相連時(shí)，③為正極；②④相連時(shí)，②上有氣泡逸出；③④相連時(shí)，③的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動(dòng)性由大到小的順序A．①③②④ B．①③④②C．③④②① D．③①②④4．分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是A．①②中Mg作負(fù)極，③④中Fe作負(fù)極B．②中Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C．③中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋D．④中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑B5．某潛航器使用新型鎂-過(guò)氧化氫燃料電池系統(tǒng)，其工作原理如圖所示。以下說(shuō)法中錯(cuò)誤的是BA．當(dāng)電路中有2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，鎂電極的質(zhì)量減輕24gB．電池工作時(shí)，正極上有H2生成C．工作過(guò)程中溶液的pH會(huì)增大D．電池正極的反應(yīng)式為H2O2＋2e－＋2H＋===2H2OA6．(2012·福建理綜，9)將如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的K閉合，下列判斷正確的是A．Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)B．電子沿Zn→a→b→Cu路徑流動(dòng)C．片刻后甲池中c(SO)增大D．片刻后可觀察到濾紙b點(diǎn)變紅色A7．(2011·海南，12改編)根據(jù)下圖，下列判斷中正確的是A．燒杯a中的溶液pH升高B．燒杯b中發(fā)生還原反應(yīng)C．燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑D．燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑D8．右圖是一種可充電的鋰離子電池充放電的工作示意圖。放電時(shí)該電池的電極反應(yīng)式如下。負(fù)極：LixC6－xe－===C6＋xLi＋(LixC6表示鋰原子嵌入石墨中形成的復(fù)合材料)；正極：Li1－xMnO2＋xLi＋＋xe－===LiMnO2(LiMnO2表示含鋰原子的二氧化錳)。下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是①該電池的反應(yīng)式為L(zhǎng)i1－xMnO2＋LixC6充電放電LiMnO2＋C6

②K與M相接時(shí)，A是陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)③K與N相接時(shí)，Li＋由A極區(qū)遷移到B極區(qū)④在整個(gè)充、放電過(guò)程中至少存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化A．①③B．②③C．①④D．②④D9．控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池。下列判斷不正確的是A．反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，甲中石墨電極上Fe3＋被還原C．電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D．電流計(jì)讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極10．科研人員設(shè)想用右圖所示裝置生產(chǎn)硫酸，下列說(shuō)法正確的是A．a(chǎn)為正極，b為負(fù)極B．負(fù)極反應(yīng)式為2H2O＋SO2－2e－===SO＋4H＋C．電子從a極向b極移動(dòng)D．生產(chǎn)過(guò)程中H＋向a電極區(qū)域運(yùn)動(dòng)BC11．據(jù)報(bào)道，以硼氫化合物NaBH4(B元素的化合價(jià)為＋3)和H2O2作原料的燃料電池可用作空軍通信衛(wèi)星電源，負(fù)極材料采用Pt/C，正極材料采用MnO2，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A．電池放電時(shí)Na＋從a極區(qū)移向b極區(qū)B．電極b采用MnO2，MnO2既作電極材料又有催化作用C．每消耗1molH2O2，轉(zhuǎn)移的電子為1molD．該電池的正極反應(yīng)為：BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2OAB12．實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，298K時(shí)，在FeCl3酸性溶液中加少量鋅粒后，F(xiàn)e3＋立即被還原成Fe2＋。某夏令營(yíng)興趣小組根據(jù)該實(shí)驗(yàn)事實(shí)設(shè)計(jì)了如圖所示原電池裝置。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A．該原電池的負(fù)極反應(yīng)是Zn－2e－===Zn2＋B．左燒杯中溶液的血紅色逐漸褪去C．該電池鉑電極上有氣泡出現(xiàn)D．該電池總反應(yīng)為3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋AB13．(10分)某研究性學(xué)習(xí)小組欲探究原電池的形成條件，按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并得到下表實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)序號(hào)AB燒杯中的液體靈敏電流計(jì)指針是否偏轉(zhuǎn)1ZnZn乙醇無(wú)2ZnCu稀硫酸有3ZnZn稀硫酸無(wú)4ZnCu苯無(wú)5CuC氯化鈉溶液有6MgAl氫氧化鈉溶液有分析上述實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)2中電流由________極流向________極(填“A”或“B”)。(2)實(shí)驗(yàn)6中電子由B極流向A極，表明負(fù)極是________(填“鎂”或“鋁”)電極。(3)實(shí)驗(yàn)5表明________。A．銅在潮濕空氣中不會(huì)被腐蝕B．銅的腐蝕是自發(fā)進(jìn)行的(4)分析上表有關(guān)信息，下列說(shuō)法不正確的是________。A．相對(duì)活潑的金屬一定作負(fù)極B．失去電子的電極是負(fù)極C．燒杯中的液體必須是電解質(zhì)溶液D．原電池中，浸入同一電解質(zhì)溶液中的兩個(gè)電極，是活潑性不同的兩種金屬(或其中一種非金屬導(dǎo)體)BA鋁BA14．(13分)原電池是化學(xué)對(duì)人類(lèi)的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。(1)某興趣小組為研究原電池原理，設(shè)計(jì)如圖裝置。①a和b不連接時(shí)，燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________________________。②a和b用導(dǎo)線連接，Cu極為原電池________極(填“正”或“負(fù)”)，電極反應(yīng)式是________________________，Zn極發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，溶液中的H＋移向________(填“Cu”或“Zn”)極。③無(wú)論a和b是否連接，Zn片均被腐蝕，若轉(zhuǎn)移了0.2mol電子，則理論上Zn片質(zhì)量減輕________g。Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑

正

2H＋＋2e－===H2↑氧化

Cu

6.5

(2)如圖是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問(wèn)題：①電池的負(fù)極是________(填“a”或“b”)電極，該極的電極反應(yīng)式為：________________________________________________。②電池工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。aCH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O減小15．(10分)某研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)反應(yīng)2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O設(shè)計(jì)如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1mol·L－1，溶液的體積均為200mL，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)此原電池的正極是石墨________(填“a”或“b”)，發(fā)生________反應(yīng)。(2)電池工作時(shí)，鹽橋中的SO42-移向________(填“甲”或“乙”)燒杯。(3)兩燒杯中的電極反應(yīng)式分別為甲______________________________，乙_______________________________。(4)若不考慮溶液的體積變化，MnSO4濃度變?yōu)?.5mol·L－1，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為_(kāi)_______mol。a還原

乙

MnO4-＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O

5Fe2＋－5e－===5Fe3＋

0.516．(13分)第三代混合動(dòng)力車(chē)，可以用電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或二者結(jié)合推動(dòng)車(chē)輛。汽車(chē)上坡或加速時(shí)，電動(dòng)機(jī)提供推動(dòng)力，降低汽油的消耗；在剎車(chē)或下坡時(shí)，電池處于充電狀態(tài)。(1)混合動(dòng)力車(chē)的內(nèi)燃機(jī)以汽油為燃料，汽油(以辛烷C8H18計(jì))和氧氣充分反應(yīng)，生成1mol水蒸氣放熱569.1kJ。則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)__________________。(2)混合動(dòng)力車(chē)目前一般使用鎳氫電池，該電池中鎳的化合物為正極，儲(chǔ)氫金屬(以M表示)為負(fù)極，堿液(主要為KOH)為電解質(zhì)溶液。鎳氫電池充放電原理示意如圖，其總反應(yīng)式為H2＋2NiOOH放電充電2Ni(OH)2。根據(jù)所給信息判斷，混合動(dòng)力車(chē)上坡或加速時(shí)，乙電極周?chē)芤旱膒H________(填“增大”、“減小”或“不變”)，該電極的電極反應(yīng)式為_(kāi)________________。C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)

ΔH＝－5121.9kJ·mol－1增大

NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－(3)Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，可通過(guò)如圖所示的電解裝置制取，電解總反應(yīng)式為2Cu＋H2Cu2O＋H2↑