原電池 化學(xué)電源 電化學(xué) 經(jīng)典習(xí)題及解析

原電池化學(xué)電源題組一原電池工作原理的考查1．下列裝置中能構(gòu)成原電池產(chǎn)生電流的是 ()答案B解析A項(xiàng)，電極相同不能構(gòu)成原電池；C項(xiàng)，酒精不是電解質(zhì)溶液，不能構(gòu)成原電池；D項(xiàng)，鋅與電解質(zhì)溶液不反應(yīng)，無電流產(chǎn)生。2．有關(guān)電化學(xué)知識(shí)的描述正確的是 ()A．CaO＋H2O=Ca(OH)2，可以放出大量的熱，故可把該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．某原電池反應(yīng)為Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag，裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的KCl飽和溶液C．原電池的兩極一定是由活動(dòng)性不同的兩種金屬組成D．理論上說，任何能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計(jì)成原電池答案D解析CaO＋H2O=Ca(OH)2不是氧化還原反應(yīng)，KCl和AgNO3反應(yīng)生成AgCl沉淀易阻止原電池反應(yīng)的發(fā)生；作電極的不一定是金屬，如石墨棒也可作電極。題組二原電池正、負(fù)極的判斷3．下列有關(guān)原電池的說法中正確的是 ()A．在內(nèi)電路中，電子由正極流向負(fù)極B．在原電池中，相對(duì)較活潑的金屬作負(fù)極，不活潑的金屬作正極C．原電池工作時(shí)，正極表面一定有氣泡產(chǎn)生D．原電池工作時(shí)，可能會(huì)伴隨著熱能變化答案D解析A項(xiàng)，內(nèi)電路中不存在電子的移動(dòng)；B項(xiàng)，若是由鋁、鎂、氫氧化鈉溶液構(gòu)成的原電池，則負(fù)極是鋁；C項(xiàng)，若是由鋅、銅、硫酸銅溶液構(gòu)成的原電池，則正極表面析出銅，沒有氣泡產(chǎn)生。4．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↑答案B解析②中Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，而Al能和NaOH溶液反應(yīng)失去電子，故Al是負(fù)極；③中Fe在濃硝酸中易鈍化，Cu和濃HNO3反應(yīng)失去電子作負(fù)極，A錯(cuò)，C錯(cuò)。②中電池總反應(yīng)為2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，負(fù)極電極反應(yīng)式為2Al＋8OH－－6e－=2AlOeq\o\al(－,2)＋4H2O，二者相減得到正極電極反應(yīng)式為6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑，B正確。④中Cu是正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，D錯(cuò)。題組訓(xùn)練原電池原理的應(yīng)用1．電工經(jīng)常說的一句口頭禪：“銅接鋁，瞎糊弄”，所以電工操作上規(guī)定不能把銅導(dǎo)線與鋁導(dǎo)線連接在一起使用，說明原因：_______________________________________________。答案銅、鋁接觸在潮濕的環(huán)境中形成原電池，加快了鋁的腐蝕，易造成電路斷路2．請(qǐng)運(yùn)用原電池原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證Cu2＋、Fe3＋氧化性的強(qiáng)弱。請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式，負(fù)極_______________，正極____________________，并在方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖，要求用燒杯和鹽橋，并標(biāo)出外電路電子流向。答案Cu－2e－=Cu2＋2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋3．有A、B、C、D、E五塊金屬片，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①A、B用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，A極為負(fù)極；②C、D用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，電流由D→導(dǎo)線→C；③A、C相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，C極產(chǎn)生大量氣泡；④B、D相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)；⑤用惰性電極電解含B離子和E離子的溶液，E先析出。據(jù)此，判斷五種金屬的活動(dòng)性順序是()A．A>B>C>D>E B．A>C>D>B>EC．C>A>B>D>E D．B>D>C>A>E答案B解析金屬與稀H2SO4溶液組成原電池，活潑金屬為負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑的金屬為正極，H＋在正極電極表面得到電子生成H2，電子運(yùn)動(dòng)方向由負(fù)極→正極，電流方向則由正極→負(fù)極。在題述原電池中，A-B原電池，A為負(fù)極；C-D原電池，C為負(fù)極；A-C原電池，A為負(fù)極；B-D原電池，D為負(fù)極；E先析出，E不活潑。綜上可知，金屬活動(dòng)性：A>C>D>B>E。4．把適合題意的圖像填在橫線上(用A、B、C、D表示)(1)將等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b分別加入過量的稀硫酸，同時(shí)向a中加入少量的CuSO4溶液，產(chǎn)生H2的體積V(L)與時(shí)間t(min)的關(guān)系是________。(2)將過量的兩份鋅粉a、b分別加入定量的稀硫酸，同時(shí)向a中加入少量的CuSO4溶液，產(chǎn)生H2的體積V(L)與時(shí)間t(min)的關(guān)系是________(3)將(1)中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他條件不變，則圖像是________。答案(1)A(2)B(3)C解析加入CuSO4溶液，Zn置換出Cu，形成原電池，加快反應(yīng)速率，(1)a中Zn減少，H2體積減小；(2)中由于H2SO4定量，產(chǎn)生H2的體積一樣多；(3)當(dāng)把CuSO4溶液改成CH3COONa溶液時(shí)，由于CH3COO－＋H＋CH3COOH，a中c(H＋)減少，反應(yīng)速率減小，但產(chǎn)生H2的體積不變，所以C項(xiàng)正確。1．可充電電池充電時(shí)電極與外接電源的正、負(fù)極如何連接？答案2．鉛蓄電池是典型的可充電電池，它的正負(fù)極極板是惰性材料，請(qǐng)回答下列問題(不考慮氫、氧的氧化還原)：(1)放電時(shí)電解液中H2SO4的濃度將變_______________________；當(dāng)外電路通過1mol電子時(shí)，理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加________g。(2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時(shí)，若按右圖連接，電解一段時(shí)間后，則在A電極上生成________，B電極上生成____________，此時(shí)鉛蓄電池的正負(fù)極的極性將________。答案(1)小48(2)PbPbO2對(duì)換解析(1)放電時(shí)為原電池，正極為PbO2，其電極反應(yīng)式為PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O。從電池總反應(yīng)式可知，隨著電池放電，H2SO4不斷被消耗，因此，其濃度逐漸變??；由Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4可知，當(dāng)外電路通過1mole－時(shí)，理論上負(fù)極板有0.5molPb變?yōu)?.5molPbSO4，即質(zhì)量增加96g·mol－1×0.5mol＝48g。(2)當(dāng)完全放電耗盡PbO2和Pb時(shí)，兩極均變?yōu)镻bSO4，再按圖中通電——電解時(shí)，A極板發(fā)生反應(yīng)：PbSO4＋2e－=Pb＋SOeq\o\al(2－,4)，B極板發(fā)生反應(yīng)：PbSO4＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)。此時(shí)鉛蓄電池的正負(fù)極的極性將對(duì)換。3．(1)氫氧燃料電池以KOH溶液作電解質(zhì)溶液時(shí)，工作一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的濃度將________，溶液的pH_____。(填“減小”、“增大”或“不變”)(2)氫氧燃料電池以H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液時(shí)，工作一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的濃度將________，溶液的pH____________。(填“減小”、“增大”或“不變”)答案(1)減小減小(2)減小增大題組一化學(xué)電源中電極反應(yīng)式的書寫1．Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4-SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為4Li＋2SOCl2=4LiCl＋S＋SO2↑。請(qǐng)回答下列問題：(1)電池的負(fù)極材料為__________，發(fā)生的電極反應(yīng)為________________________。(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_________________________________________。答案(1)鋰Li－e－=Li＋(2)2SOCl2＋4e－=4Cl－＋S＋SO2↑解析分析反應(yīng)的化合價(jià)變化，可知Li失電子，被氧化，為還原劑，SOCl2得電子，被還原，為氧化劑。(1)負(fù)極材料為Li(還原劑)，Li－e－=Li＋；(2)正極反應(yīng)式可由總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式得到：2SOCl2＋4e－=4Cl－＋S＋SO2↑。2．鋁-空氣海水電池：以鋁板為負(fù)極，鉑網(wǎng)為正極，海水為電解質(zhì)溶液，空氣中的氧氣與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電流。電池總反應(yīng)為4Al＋3O2＋6H2O=4Al(OH)3負(fù)極：__________________________；正極：_______________________。答案4Al－12e－=4Al3＋3O2＋6H2O＋12e－=12OH－題組二不同介質(zhì)對(duì)燃料電池電極反應(yīng)式書寫的影響3．以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環(huán)境下電極反應(yīng)式的書寫方法：(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－)燃料電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2=CO2＋2H2O ①燃料電池正極反應(yīng)式：O2＋4e－=2O2－ ②①－②×2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：_____________________________________。(4)熔融碳酸鹽(如：熔融K2CO3)環(huán)境下電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2=CO2＋2H2O ①正極電極反應(yīng)式：O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3) ②①－②×2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：____________________________________。答案(3)CH4＋4O2－－8e－=CO2＋2H2O(4)CH4＋4COeq\o\al(2－,3)－8e－=5CO2＋2H2O1．能用金屬代替鹽橋嗎？答案不可以，在電路接通的情況下，這個(gè)鹽橋只是整個(gè)回路的一部分，隨時(shí)要保持電中性，瓊膠作為鹽橋因其中含有兩種離子，可以與溶液中的離子交換，從而達(dá)到傳導(dǎo)電流的目的，而且瓊膠本身可以容納離子在其中運(yùn)動(dòng)；若用金屬作鹽橋(已經(jīng)不能叫做鹽橋了)，電子流向一極后不能直接從另一極得到補(bǔ)充，必然趨勢(shì)就是向另一極釋放金屬陽離子或者溶液中的金屬陽離子在電子流出的那一極得電子析出金屬，從而降低了整個(gè)電池的電勢(shì)。所以，光有自由電子是不夠的，應(yīng)該有一個(gè)離子的通道即“鹽橋”。2．在有鹽橋的銅鋅原電池中，電解質(zhì)溶液的選擇為什么要與電極材料的陽離子相同？如Zn極對(duì)應(yīng)的是硫酸鋅，能不能是氯化銅或者氯化鈉？答案可以的，如果該溶液中溶質(zhì)的陽離子對(duì)應(yīng)的金屬單質(zhì)比電極強(qiáng)的話沒有問題。反正這邊發(fā)生的反應(yīng)只是Zn的溶解而已。但是如果比電極弱的話，例如硫酸銅，鋅就會(huì)置換出銅，在表面形成原電池，減少供電量。使用鹽橋就是為了避免這種情況，至于電解液要跟電極相同那只是一個(gè)做題的技巧，具體問題具體分析就行。題組一有關(guān)原電池原理的考查1．某原電池構(gòu)造如下圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()A．在外電路中，電子由銀電極流向銅電極B．取出鹽橋后，電流表的指針仍發(fā)生偏轉(zhuǎn)C．外電路中每通過0.1mol電子，銅的質(zhì)量理論上減小6.4D．原電池的總反應(yīng)式為Cu＋2AgNO3=2Ag＋Cu(NO3)2答案D解析Cu作負(fù)極，Ag作正極，電極反應(yīng)式分別為負(fù)極：Cu－2e－=Cu2＋正極：2Ag＋＋2e－=2Ag總反應(yīng)式：Cu＋2AgNO3=2Ag＋Cu(NO3)2，D正確。2．如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入濃CuSO4溶液，一段時(shí)間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實(shí)驗(yàn)過程中，不考慮兩球的浮力變化)()A．杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為A端高B端低B．杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為A端低B端高C．當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A端低B端高D．當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A端高B端低答案C解析當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，Cu作正極，電極反應(yīng)式分別為負(fù)極：Fe－2e－=Fe2＋正極：Cu2＋＋2e－=Cu銅球增重，鐵球質(zhì)量減輕，杠桿A低B高。題組二可逆反應(yīng)與原電池的工作原理3．控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2設(shè)計(jì)成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是 ()A．反應(yīng)開始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．反應(yīng)開始時(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)極答案D解析由圖示結(jié)合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3＋得電子變成Fe2＋被還原，I－失去電子變成I2被氧化，所以A、B正確；電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)Fe3＋得電子速率等于Fe2＋失電子速率，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；D項(xiàng)在甲中溶入FeCl2固體，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2向左移動(dòng)，I2被還原為I－，乙中石墨為正極，D不正確。4．已知在酸性條件下發(fā)生的反應(yīng)為AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋=AsOeq\o\al(3－,3)＋I(xiàn)2＋H2O，在堿性條件下發(fā)生的反應(yīng)為AsOeq\o\al(3－,3)＋I(xiàn)2＋2OH－=AsOeq\o\al(3－,4)＋H2O＋2I－。設(shè)計(jì)如圖裝置(C1、C2均為石墨電極)，分別進(jìn)行下述操作：Ⅰ.向B燒杯中逐滴加入濃鹽酸Ⅱ.向B燒杯中逐滴加入40%NaOH溶液結(jié)果發(fā)現(xiàn)電流表指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)。試回答下列問題：(1)兩次操作中指針為什么發(fā)生偏轉(zhuǎn)？(2)兩次操作過程中指針偏轉(zhuǎn)方向?yàn)槭裁聪喾矗吭囉没瘜W(xué)平衡移動(dòng)原理解釋之。(3)操作Ⅰ過程中C1棒上發(fā)生的反應(yīng)為___________________________________；(4)操作Ⅱ過程中C2棒上發(fā)生的反應(yīng)為___________________________________。(5)操作Ⅱ過程中，鹽橋中的K＋移向______燒杯溶液(填“A”或“B”)。答案(1)兩次操作中均能形成原電池，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能。(2)(Ⅰ)加酸，c(H＋)增大，AsOeq\o\al(3－,4)得電子，I－失電子，所以C1極是負(fù)極，C2極是正極。(Ⅱ)加堿，c(OH－)增大，AsOeq\o\al(3－,3)失電子，I2得電子，此時(shí)，C1極是正極，C2極是負(fù)極。故發(fā)生不同方向的反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移方向不同，即電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同。(3)2I－－2e－=I2(4)AsOeq\o\al(3－,3)＋2OH－－2e－=AsOeq\o\al(3－,4)＋H2O(5)A解析由于酸性條件下發(fā)生反應(yīng)AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋=AsOeq\o\al(3－,3)＋I(xiàn)2＋H2O，堿性條件下發(fā)生反應(yīng)AsOeq\o\al(3－,3)＋I(xiàn)2＋2OH－=AsOeq\o\al(3－,4)＋H2O＋2I－都是氧化還原反應(yīng)。而且滿足構(gòu)成原電池的三大要素：①不同環(huán)境中的兩電極(連接)；②電解質(zhì)溶液(電極插入其中并與電極自發(fā)反應(yīng))；③形成閉合回路。當(dāng)加酸時(shí)，c(H＋)增大，C1：2I－－2e－=I2，這是負(fù)極；C2：AsOeq\o\al(3－,4)＋2H＋＋2e－=AsOeq\o\al(3－,3)＋H2O，這是正極。當(dāng)加堿時(shí)，c(OH－)增大，C1：I2＋2e－=2I－，這是正極；C2：AsOeq\o\al(3－,3)＋2OH－－2e－=AsOeq\o\al(3－,4)＋H2O，這是負(fù)極。1．(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－=H2D．燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2答案A解析由題給原電池裝置可知，電子經(jīng)過導(dǎo)線，由Zn電極流向Fe電極，則O2在Fe電極發(fā)生還原反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，燒杯a中c(OH－)增大，溶液的pH升高。燒杯b中，Zn發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn－2e－=Zn2＋。2．(2011·福建理綜，11)研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲(chǔ)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(shí)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(shí)正極上有氫氣生成C．放電時(shí)OH－向正極移動(dòng)D．總反應(yīng)為2Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑答案C解析根據(jù)題給信息知鋰水電池的總反應(yīng)為2Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑，D正確；在反應(yīng)中氫元素的化合價(jià)降低，因此H2O作氧化劑，同時(shí)又起到溶劑的作用，A正確；放電時(shí)正極反應(yīng)為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，B正確；正極周圍聚集大量OH－，因此溶液中的陽離子Li＋向正極移動(dòng)，負(fù)極周圍聚集大量Li＋，因此溶液中的陰離子OH－向負(fù)極移動(dòng)，C錯(cuò)誤。3．(2011·新課標(biāo)全國卷，11)鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時(shí)的總反應(yīng)為Fe＋Ni2O3＋3H2O=Fe(OH)2＋2Ni(OH)2下列有關(guān)該電池的說法不正確的是 ()A．電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為FeB．電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe＋2OH－－2e－=Fe(OH)2C．電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低D．電池充電時(shí)，陽極反應(yīng)為2Ni(OH)2＋2OH－－2e－=Ni2O3＋3H2O答案C解析由鐵鎳蓄電池放電時(shí)的產(chǎn)物全部是堿可知，電解液為堿性溶液，放電時(shí)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，故Fe為負(fù)極，Ni2O3為正極，A正確；放電時(shí)，F(xiàn)e失電子被氧化，負(fù)極反應(yīng)式為Fe＋2OH－－2e－=Fe(OH)2，B正確；充電時(shí)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe(OH)2＋2e－=Fe＋2OH－，pH增大，C錯(cuò)誤；充電時(shí)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2Ni(OH)2＋2OH－－2e－=Ni2O3＋3H2O，D正確。4．(2012·福建理綜，9)將下圖所示實(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(SOeq\o\al(2－,4))增大D．片刻后可觀察到濾紙b點(diǎn)變紅色答案A解析將裝置中K閉合，該裝置構(gòu)成原電池，其中Zn電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；電子沿Zn→a，在a上溶液中的H＋得到電子，在b上溶液中的OH－失去電子，電子不能直接由a→b，故B錯(cuò)誤；該裝置工作過程中，甲、乙兩燒杯中的SOeq\o\al(2－,4)的濃度都不改變，只是鹽橋中的Cl－和K＋分別向甲、乙兩燒杯中移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；在b處溶液中的OH－失去電子，c(OH－)減小，c(H＋)增大，b處濾紙不可能變紅色，故D錯(cuò)誤。5．[2012·海南，13(4)]肼—空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時(shí)，負(fù)極的反應(yīng)式為__________________________________________________________。答案N2H4＋4OH－－4e－=4H2O＋N2↑解析該燃料電池中N2H4在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為N2H4＋4OH－－4e－=4H2O＋N2↑。6.[2012·新課標(biāo)全國卷，26(4)節(jié)選]與MnO2-Zn電池類似，K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應(yīng)為______________，該電池總反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________。答案FeOeq\o\al(2－,4)＋3e－＋4H2O=Fe(OH)3＋5OH－2FeOeq\o\al(2－,4)＋3Zn＋8H2O=2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－解析正極發(fā)生還原反應(yīng)，K2FeO4被還原為Fe3＋，由于是堿性環(huán)境，故生成Fe(OH)3，電極反應(yīng)式為FeOeq\o\al(2－,4)＋3e－＋4H2O=Fe(OH)3＋5OH－；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，由于是堿性環(huán)境，Zn被氧化生成Zn(OH)2，電極反應(yīng)式為Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2，兩電極反應(yīng)式相加得2FeOeq\o\al(2－,4)＋3Zn＋8H2O=2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－。7．[2011·新課標(biāo)全國卷，27(5)]在直接以甲醇為燃料的燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為________、正極的反應(yīng)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(yīng)所能釋放的全部能量之比，甲醇的燃燒熱ΔH＝－726.5kJ·mol－1)。答案CH3OH＋H2O－6e－=CO2＋6H＋3/2O2＋6e－＋6H＋=3H2O96.6%解析負(fù)極上甲醇失電子，在酸性條件下與水結(jié)合生成氫離子：CH3OH＋H2O－6e－=CO2＋6H＋。正極電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋4H＋=2H2O。該電池的理論效率為eq\f(702.1kJ,726.5kJ)×100%≈96.6%。8．[2011·山東理綜，29(2)]如圖為鈉硫高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。該電池的工作溫度為320℃左右，電池反應(yīng)為2Na＋xS=Na2Sx，正極的電極反應(yīng)式為________。M(由Na2O和Al2O3制得)的兩個(gè)作用是________。與鉛蓄電池相比，當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時(shí)，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的___________倍答案xS＋2e－=Seq\o\al(2－,x)(或2Na＋＋xS＋2e－=Na2Sx)離子導(dǎo)電(導(dǎo)電或電解質(zhì))和隔離鈉與硫4.5解析正極上硫得電子被還原：xS＋2e－=Seq\o\al(2－,x)；M的兩個(gè)作用：作固體電解質(zhì)和隔膜(隔離鈉與硫)；鈉硫電池和鉛蓄電池的負(fù)極分別為Na和Pb，則消耗等質(zhì)量的Na和Pb時(shí)，鈉硫電池的放電量(轉(zhuǎn)移電子數(shù))是鉛蓄電池的eq\f(\f(1,23)×1,\f(1,207)×2)＝4.5倍。9．[2012·江蘇，20(3)]鋁電池性能優(yōu)越，Al-AgO電池可用作水下動(dòng)力電源，其原理如圖所示。該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________。答案2Al＋3AgO＋2NaOH=2NaAlO2＋3Ag＋H2O解析由鋁電池原理圖可知，Al作負(fù)極，AgO/Ag作正極，電池反應(yīng)式為2Al＋3AgO＋2NaOH=2NaAlO2＋3Ag＋H2O。1．關(guān)于原電池的敘述正確的是 ()A．原電池工作時(shí)，電極上不一定都發(fā)生氧化還原反應(yīng)B．某可逆電流充、放電時(shí)的反應(yīng)式為Li1－xNiO2＋xLieq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))LiNiO2，放電時(shí)此電池的負(fù)極材料是Li1－xNiO2C．鉛、銀和鹽酸構(gòu)成的原電池工作時(shí)，鉛板上有5.175g鉛溶解，正極上就有1120mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況D．在理論上可將反應(yīng)CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH<0設(shè)計(jì)成原電池答案D解析A中原電池工作時(shí)電極上一定都發(fā)生氧化還原反應(yīng)；B中電池放電時(shí)，負(fù)極材料是Li；C中通過計(jì)算知正極上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下應(yīng)為560mL。2．將兩金屬A、B分別用導(dǎo)線相連接，并同時(shí)插入電解質(zhì)溶液中，發(fā)現(xiàn)A極的質(zhì)量增加，則下列說法正確的是 ()A．金屬活動(dòng)性：A>BB．A極是正極，電解質(zhì)溶液可以是鹽酸C．B極是負(fù)極D．要判斷A極與B極是正極還是負(fù)極，還需考慮電解質(zhì)溶液答案C解析A極質(zhì)量增加，故A極是正極，B極是負(fù)極；若電解質(zhì)溶液是鹽酸，則A極的表面有氫氣產(chǎn)生，沒有金屬析出。3．一種新型燃料電池，以鎳板為電極插入KOH溶液中，分別向兩極通入乙烷(C2H6)和氧氣，其中某一電極反應(yīng)式為C2H6＋18OH－－14e－=2COeq\o\al(2－,3)＋12H2O。有關(guān)此電池的推斷不正確的是()A．通入氧氣的電極為正極B．參加反應(yīng)的O2與C2H6的物質(zhì)的量之比為7∶2C．放電一段時(shí)間后，KOH的物質(zhì)的量濃度將下降D．放電一段時(shí)間后，正極區(qū)附近溶液的pH減小答案D解析A項(xiàng)，通入乙烷的一極為負(fù)極，通入氧氣的一極為正極，正確；B項(xiàng)，1mol乙烷參與反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移14mol電子，則參與反應(yīng)的氧氣的量為eq\f(14mol,4)＝eq\f(7,2)mol，故正確；C項(xiàng)，根據(jù)電極反應(yīng)式或總反應(yīng)方程式可知，氫氧化鉀被消耗，故正確；D項(xiàng)，放電時(shí)正極產(chǎn)生OH－，則pH增大，D錯(cuò)。4．由NO2、O2、熔融鹽NaNO3組成的燃料電池如圖所示，在使用過程中石墨Ⅰ電極反應(yīng)生成一種氧化物Y，下列有關(guān)說法正確的是 ()A．石墨Ⅰ極為正極，石墨Ⅱ極為負(fù)極B．Y的化學(xué)式可能為NOC．石墨Ⅰ極的電極反應(yīng)式為NO2＋NOeq\o\al(－,3)－e－=N2O5D．石墨Ⅱ極上發(fā)生氧化反應(yīng)答案C解析A項(xiàng)，氧氣在反應(yīng)中被還原，所以石墨Ⅱ是正極，石墨Ⅰ是負(fù)極，故不正確；B項(xiàng)，Y是NO2被氧化后的產(chǎn)物，則為N2O5，故不正確；D項(xiàng)，石墨Ⅱ極上發(fā)生的是還原反應(yīng)。5．如圖所示為某原電池的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法不正確的是(鹽橋中裝滿用飽和KCl溶液和瓊膠做成的凍膠) ()A．該原電池的總反應(yīng)式為2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋B．該電池工作時(shí)，Cu2＋在電極上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)C．若用此電池電解飽和氯化鈉溶液制取Cl2，當(dāng)銅電極的質(zhì)量減少6.4g時(shí)，產(chǎn)生氯氣的體積為2.24D．電池工作過程中，電子由銅電極經(jīng)過電流表流向石墨電極答案B解析由原電池的結(jié)構(gòu)示意圖可知總反應(yīng)式為2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋。其電極反應(yīng)式分別為負(fù)極(銅電極)：Cu－2e－=Cu2＋(氧化反應(yīng))正極(石墨電極)：2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋(還原反應(yīng))電池工作過程中，電子由負(fù)極(銅電極)經(jīng)過電流表流向正極(石墨電極)。根據(jù)電子守恒知消耗的銅、生成的氯氣與轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之間的關(guān)系為Cu～2e－～Cl2，當(dāng)銅電極的質(zhì)量減少6.4g時(shí)，產(chǎn)生氯氣的體積為2.24L6．綜合如圖判斷，下列說法正確的是 ()A．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中負(fù)極反應(yīng)均是Fe－2e－=Fe2＋B．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中鹽橋中的陽離子均向右側(cè)燒杯移動(dòng)D．放電過程中，裝置Ⅰ左側(cè)燒杯和裝置Ⅱ右側(cè)燒杯中溶液的pH均增大答案D解析裝置Ⅰ中，由于Zn比Fe活潑，所以Zn作原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋；Fe作正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－。由于正極有OH－生成，因此溶液的pH增大。裝置Ⅱ中，F(xiàn)e作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋；Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑。正極由于不斷消耗H＋，所以溶液的pH逐漸增大。據(jù)此可知A、B皆錯(cuò)，D正確。在原電池的電解質(zhì)溶液中，陽離子移向正極，所以C錯(cuò)誤。7．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)說法正確的是 ()A．該原電池的正極反應(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＋答案B解析該電池的總反應(yīng)為Zn＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Zn2＋，所以左燒杯Pt為正極，電極反應(yīng)為Fe3＋＋e－=Fe2＋，右燒杯Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋。由于左燒杯中的Fe3＋被還原為Fe2＋，所以左燒杯中溶液的血紅色逐漸褪去。8．甲醇燃料電池是目前開發(fā)最成功的燃料電池之一，這種燃料電池由甲醇、空氣(氧氣)、KOH(電解質(zhì)溶液)構(gòu)成。電池的總反應(yīng)式為2CH3OH＋3O2＋4OH－=2COeq\o\al(2－,3)＋6H2O。則下列說法正確的是 ()A．電池放電時(shí)通入空氣的電極為負(fù)極B．電池放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋H2O=CO2↑＋6H＋C．由于COeq\o\al(2－,3)水解顯堿性，電池放電時(shí)，電解質(zhì)溶液的pH逐漸增大D．電池放電時(shí)每消耗1molCH3OH轉(zhuǎn)移6mol電子答案D解析該燃料電池為原電池，從化合價(jià)判斷，氧氣在正極參與反應(yīng)，A錯(cuò)；甲醇在電池的負(fù)極參與反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O，B錯(cuò)；從電池的總反應(yīng)式可知，反應(yīng)過程中OH－濃度降低，溶液的pH減小，C錯(cuò)；從電極反應(yīng)來看，每消耗1molCH3OH轉(zhuǎn)移6mol電子，D正確。9．可用于電動(dòng)汽車的鋁-空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負(fù)極，通入空氣的一極為正極。下列說法正確的是 ()A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時(shí)，正極反應(yīng)都為O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．以NaOH溶液為電解液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Al＋3OH－－3e－=Al(OH)3↓C．以NaOH溶液為電解液時(shí)，電池在工作過程中電解液的pH保持不變D．電池工作時(shí)，電子通過外電路從正極流向負(fù)極答案A解析本題中電解質(zhì)溶液顯中性或堿性時(shí)，該燃料電池的正極反應(yīng)均為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，A正確；鋁作負(fù)極，Al失去電子變?yōu)锳l3＋，在NaOH溶液中Al3＋與過量的OH－反應(yīng)生成AlOeq\o\al(－,2)，因此負(fù)極反應(yīng)為Al－3e－＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，B錯(cuò)誤；以NaOH溶液為電解液時(shí)，該燃料電池的總反應(yīng)為4Al＋3O2＋4OH－=4AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，反應(yīng)過程中消耗了OH－，所以電解液的pH降低，C錯(cuò)誤；燃料電池工作時(shí)，電子通過外電路從負(fù)極流向正極，D錯(cuò)誤。10．近日，中美聯(lián)合研究小組通過共同努力，采用廉價(jià)的鈉離子，同時(shí)使用納米氧化錳和鋰材料作電極制作出了鈉離子充電電池，其工作示意圖如圖所示。關(guān)于該電池的說法中正確的是 ()A．放電時(shí)A極作正極B．放電時(shí)Na＋向負(fù)極移動(dòng)C．充電時(shí)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．充電時(shí)B極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)答案D解析電池放電時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽珹極是電子流出的一極，發(fā)生氧化反應(yīng)，作負(fù)極，A錯(cuò)；在原電池中，陽離子向正極移動(dòng)，B錯(cuò)；充電是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，B極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，C錯(cuò)，D對(duì)。11.如圖所示，在不同的電解質(zhì)溶液中可以組成不同的電池。(1)①當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)，F(xiàn)e電極是________(填“正”或“負(fù)”)極，其電極反應(yīng)式為______________________________。②當(dāng)電解質(zhì)溶液為NaOH溶液時(shí)，Al電極是________(填“正”或“負(fù)”)極，其電極反應(yīng)式為_______________________________。(2)若把鋁改為鋅，電解質(zhì)溶液為濃硝酸，則Fe電極是________(填“正”或“負(fù)”)極，其電極反應(yīng)式為___________________________________________________。答案(1)①正2H＋＋2e－=H2↑②負(fù)Al－3e－＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O(2)正NOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋e－=NO2↑＋H2O解析(1)①電解質(zhì)溶液是稀硫酸時(shí)，Al電極是負(fù)極，F(xiàn)e電極是正極，正極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑。②當(dāng)電解質(zhì)溶液是NaOH溶液時(shí)，鋁與NaOH溶液反應(yīng)，而Fe不反應(yīng)，故鋁作原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為Al－3e－＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。(2)把鋁改為鋅，用濃硝酸作電解質(zhì)溶液，鐵遇濃硝酸發(fā)生鈍化，則Fe電極是正極，Zn電極是負(fù)極，F(xiàn)e電極上的電極反應(yīng)式為NOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋e－=NO2↑＋H2O。12．(1)分析如圖所示的四個(gè)裝置，回答下列問題：①裝置a和b中鋁電極上的電極反應(yīng)式分別為_______________________、________________。②裝置c中產(chǎn)生氣泡的電極為________電極(填“鐵”或“銅”)，裝置d中銅電極上的電極反應(yīng)式為__________________________________________________。(2)觀察如圖所示的兩個(gè)裝置，圖1裝置中銅電極上產(chǎn)生大量的無色氣泡，圖2裝置中銅電極上無氣體產(chǎn)生，而鉻電極上產(chǎn)生大量的有色氣體。根據(jù)上述現(xiàn)象試推測(cè)金屬鉻具有的兩種重要化學(xué)性質(zhì)為_____________________________________、_____________________________。答案(1)①2H＋＋2e－=H2↑Al－3e－＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O②鐵O2＋2H2O＋4e－=4OH－(2)金屬鉻的活動(dòng)性比銅的強(qiáng)且能和稀硫酸反應(yīng)生成H2金屬鉻易被稀硝酸鈍化解析(1)在稀H2SO4溶液中，鎂比鋁活潑，鋁電極作正極，正極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑。在NaOH溶液中，鋁比鎂活潑，鋁電極作負(fù)極，負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al－3e－＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。在濃硝酸中，鐵被鈍化，鐵電極作正極，正極上發(fā)生NOeq\o\al(－,3)的還原反應(yīng)，產(chǎn)生氣泡。裝置d相當(dāng)于金屬鐵發(fā)生吸氧腐蝕，銅電極作正極，正極的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－。(2)由圖1可知還原性Cr>Cu，但在稀硝酸中卻出現(xiàn)了反常，結(jié)合稀硝酸的氧化性，不難推測(cè)鉻被稀硝酸鈍化，導(dǎo)致活性降低。14．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?/p>