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第18講原電池原理1下列為原電池裝置的是()圖k1812圖k182為銅鋅原電池的示意圖,下列說(shuō)法正確的是()圖k182a銅片為負(fù)極b銅片逐漸溶解c鋅片發(fā)生還原反應(yīng)d該裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能3(雙選)在銅鋅原電池中,鋅電極上發(fā)生的反應(yīng)為zn2e=zn2,則()a鋅電極為負(fù)極b鋅電極為正極c反應(yīng)中zn被氧化d反應(yīng)中zn被還原4圖k183表示的是鋼鐵在海水中的銹蝕過(guò)程,以下有關(guān)說(shuō)法正確的是()圖k183a該金屬腐蝕過(guò)程為吸氫腐蝕b正極為c,發(fā)生的反應(yīng)為氧化反應(yīng)c在酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕d正極反應(yīng)為:o22h2o4e=4oh5用銅片、銀片、cu(no3)2溶液、agno3溶液、導(dǎo)線(xiàn)和鹽橋(裝有瓊脂kno3的u形管)構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是()在外電路中,電流由銅電極流向銀電極正極反應(yīng)為:age=ag實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取出鹽橋,原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入agno3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同abc d6圖k184實(shí)驗(yàn)為研究金屬腐蝕的實(shí)驗(yàn)。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()圖k184a該實(shí)驗(yàn)研究的是金屬的吸氧腐蝕b鐵表面的反應(yīng)為fe3e=fe3c紅色首先在食鹽水滴的中心出現(xiàn)d食鹽水中有氣泡逸出72013廣東六校聯(lián)考 (雙選)燃料電池是利用燃料(如h2、co、ch4等)跟氧氣反應(yīng)從而將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。下列關(guān)于甲烷燃料電池(naoh溶液作電解質(zhì))的說(shuō)法中正確的是()a負(fù)極反應(yīng)為o22h2o4e=4ohb負(fù)極反應(yīng)為ch410oh8e=co7h2oc放電時(shí)溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)d隨著放電的進(jìn)行,溶液的ph不發(fā)生改變8原電池的電極名稱(chēng)不僅與電極材料性質(zhì)有關(guān),也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列不正確的是()a由al、cu、稀硫酸組成原電池,負(fù)極反應(yīng)式為:al3e=al3b由mg、al、naoh溶液組成原電池,負(fù)極反應(yīng)式為:al3e4oh=alo2h2oc由fe、cu、fecl3溶液組成原電池,負(fù)極反應(yīng)式為:cu2e=cu2d由al、cu、濃硝酸組成原電池,負(fù)極反應(yīng)式為:cu2e=cu292012肇慶二模 “固體離子導(dǎo)體”是因?yàn)殡x子能在固體中遷移傳遞電荷。如圖k185,空氣中的o2與ali3在聚四氟乙烯膜中反應(yīng)生成i2,i2與ag形成原電池,在rbag4i5晶體中遷移的離子全是ag。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()圖k185a電流從銀電極流向石墨電極bag從下往上移動(dòng)c石墨電極為正極,銀電極為負(fù)極d銀電極的電極反應(yīng)式:age=ag 10圖k186表示利用碳納米管能夠吸附氫氣的原理設(shè)計(jì)的一種新型二次電池。下列敘述正確的是()圖k186a電池放電時(shí)k移向負(fù)極b電池放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為:h22e2oh=2h2oc電池充電時(shí)鎳電極nio(oh)轉(zhuǎn)化為ni(oh)2d電池充電時(shí)碳納米管電極與電源的正極相連11(1)在以甲醇為燃料的電池中,電解質(zhì)溶液為酸性,負(fù)極的反應(yīng)式為_(kāi),正極的反應(yīng)式為_(kāi)。已知ch3oh(l)的燃燒熱h726.5 kjmol1,理想狀態(tài)下,該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1 kj,則該燃料電池的理論效率為_(kāi)(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(yīng)所能釋放的全部能量之比)。(2)用吸收h2后的稀土儲(chǔ)氫合金作為電池負(fù)極材料(用mh表示),nio(oh)作為電池正極材料,koh溶液作為電解質(zhì)溶液,可制得高容量,長(zhǎng)壽命的鎳氫電池。電池充放電時(shí)的總反應(yīng)為:nio(oh)mhni(oh)2m電池放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。充電完成時(shí),ni(oh)2全部轉(zhuǎn)化為nio(oh)。若繼續(xù)充電將在一個(gè)電極產(chǎn)生o2,o2擴(kuò)散到另一個(gè)電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗,從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸,此時(shí),陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。12某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對(duì)電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動(dòng)。(1)如圖k187為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng):(用離子方程式表示)_設(shè)計(jì)的原電池裝置,反應(yīng)前,電極質(zhì)量相等,一段時(shí)間后,兩電極質(zhì)量相差12 g,導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)_mol電子。圖k187(2)其他條件不變,若將cucl2溶液換為nh4cl溶液,石墨電極反應(yīng)式為_(kāi),這是由于nh4cl溶液顯_(填“酸性”、“堿性”或“中性”)。用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中,向其中滴加少量的氯水,然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液,溶液變紅,繼續(xù)滴加過(guò)量新制飽和氯水,顏色褪去,同學(xué)們對(duì)此做了多種假設(shè),某同學(xué)的假設(shè)是:“溶液中的3價(jià)鐵被氧化為更高價(jià)態(tài)?!比绻?價(jià)鐵被氧化為feo,試寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式_。(3)如圖k188所示,其他條件不變,若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線(xiàn)與石墨連成n形,一段時(shí)間后,在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液,現(xiàn)象是_,電極反應(yīng)為_(kāi);乙裝置中石墨(1)為_(kāi)(填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽(yáng)”)。圖k1881a解析 b項(xiàng),乙醇是非電解質(zhì),不能形成閉合回路;c項(xiàng),zn、cu之間沒(méi)有用導(dǎo)線(xiàn)相連或接觸,也不能形成閉合回路;d項(xiàng),cu、cu的性質(zhì)相同,外電路中沒(méi)有電子得失。2d解析 該裝置為原電池,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能;鋅片上流出電子,發(fā)生氧化反應(yīng),逐漸溶解,則鋅片為負(fù)極;銅片上流入電子,銅片為正極,本身不反應(yīng),但溶液中h移向正極并在正極上得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),放出氫氣。3ac解析 zn極電子流出為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),反應(yīng)中zn被氧化;cu極電子流入為正極發(fā)生還原反應(yīng)。4d解析 鋼鐵在海水中發(fā)生的吸氧腐蝕,a項(xiàng)錯(cuò)誤;鋼鐵在酸性條件下發(fā)生析氫腐蝕, c項(xiàng)錯(cuò)誤;鋼鐵腐蝕的本質(zhì)就是鐵失去電子被氧化,作負(fù)極,而氧氣在正極(鋼鐵中的碳)發(fā)生還原反應(yīng),d項(xiàng)正確。5c解析 該原電池中cu作負(fù)極,ag作正極,負(fù)極反應(yīng)式 cu2e=cu2,正極反應(yīng)式age=ag,因此對(duì);在外電路中,電子由cu電極流向ag電極,而電流方向與電子流向相反,所以錯(cuò);沒(méi)有鹽橋,原電池不能繼續(xù)工作,所以錯(cuò);無(wú)論是否為原電池,反應(yīng)實(shí)質(zhì)相同,均為氧化還原反應(yīng),所以對(duì)。6a解析 nacl溶液呈中性,發(fā)生吸氧腐蝕,a項(xiàng)正確;鐵為負(fù)極,發(fā)生反應(yīng)為fe2e=fe2,b項(xiàng)錯(cuò)誤;鐵板中的碳作正極,電極反應(yīng)為o24e2h2o=4oh,因正極反應(yīng)需要氧氣參加,故溶液周邊接觸空氣處顯堿性,首先變紅,c項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)整個(gè)過(guò)程中沒(méi)有氣體生成,因此d項(xiàng)錯(cuò)誤。7bc解析 負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),而非還原反應(yīng),故a錯(cuò);放電時(shí)生成水,消耗氫氧化鈉,則溶液的堿性減弱,ph減小,故d錯(cuò)。8c解析 al比cu活潑,在由al、cu、稀硫酸組成原電池中,al作負(fù)極,其電極反應(yīng)為al3e=al3,a正確;雖然mg比al活潑,但由于mg不與naoh溶液反應(yīng),而al能與naoh溶液反應(yīng),所以由mg、al、naoh溶液組成的原電池,al為負(fù)極,其電極反應(yīng)為al3e4oh=alo2h2o,b正確;fe比cu活潑,由fe、cu、fecl3溶液組成的原電池,fe為負(fù)極,電極反應(yīng)為fe2e=fe2,c錯(cuò);al在濃硝酸中被鈍化,因此al、cu、濃硝酸組成原電池,cu為負(fù)極,d項(xiàng)正確。9a10b解析 原電池的負(fù)極發(fā)生失電子氧化反應(yīng),即產(chǎn)生陽(yáng)離子或消耗陰離子,而溶液是呈電中性的,故陽(yáng)離子會(huì)移向正極,而陰離子會(huì)移向負(fù)極,a項(xiàng)錯(cuò)誤;電池充電的過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是電解的過(guò)程,但要注意電池的正負(fù)極分別與電源的正負(fù)極連接,此時(shí)鎳電極做陽(yáng)極,發(fā)生氧化反應(yīng),c、d項(xiàng)錯(cuò)誤。11(1)ch3ohh2o6e=co26ho26h6e=3h2o96.6% (2)mhohe=mh2o2h2oo24e=4oh解析 (1)酸性條件下甲醇燃料電池的總反應(yīng)式為:ch3oho2=co22h2o,酸性條件下該燃料電池的正極反應(yīng)式為o26h6e=3h2o,得電池負(fù)極反應(yīng)式為:ch3ohh2o6e=co26h;該燃料電池的理論效率為100%96.6%。(2)蓄電池放電時(shí)是原電池、充電時(shí)是電解池。根據(jù)原電池中“負(fù)氧化、正還原”,電解池中“陽(yáng)氧化、陰還原”的規(guī)律,在分清楚是原電池還是電解池的基礎(chǔ)上并結(jié)合電解質(zhì)溶液顯堿性,可寫(xiě)出該蓄電池放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為mhohe=mh2o。中陰極的電極反應(yīng)有兩個(gè),第一階段是充電時(shí)的反應(yīng)式,由中的方法不難確定為mh2oe=mhoh,第二階段為吸收氧氣的電解反應(yīng)式,由題意氧氣在陰極上被還原,結(jié)合該蓄電池中電解質(zhì)溶液堿性可知氧氣被還原為oh,所以其電解反應(yīng)式為2h2oo24e=4oh。12(1)fecu2=fe2cu0.2(2)2h2e=h2酸性2fe33cl28h2o=2feo6cl16 h(3)溶液變紅o22h2o4e=4oh陰解析 (1)根據(jù)電池示意圖可知該原電池總反應(yīng)為fecu2=fe2cu。fecu2=fe2cu兩極質(zhì)量之差1 mol 120 g01 mol 12 g01 mol fe參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1 mol20.2 mol。(2)若將cucl2溶液換為nh4cl
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