化学反应与电能

化学反应与电能【知识梳理】一、原电池的工作原理1．原理：将化学能转化为电能的装置。

2．构成条件：(1)两种活泼程度不同的导电材料作电极；(2)电解质溶液或熔融的电解质；(3)构成闭合回路；(4)有一自发进行的氧化还原反应。

3．电极判断及反应负极：失电子，发生氧化反应。

正极：得电子，发生还原反应。

4．内、外电路的变化(1)内电路：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。

(2)外电路：电流方向：从正极流向负极；电子流向：从负极流出，通过导线流入正极，不经过电解质溶液。

【典例题组】考查点一原电池的工作原理例1 某学生用锌片、铜片、发光二极管、滤纸、导线等在玻璃片上制成如图14­1所示的原电池，当滤纸用醋酸溶液润湿时，二极管发光。

下列有关该电池的说法正确的是( )图14­1A．铜片上的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu B．外电路中电子由铜片经导线流向锌片C．电池工作时电能直接转化为化学能D．该电池工作时，若有13 g锌被溶解，则铜片上产生标况下4.48 L H2变式分析下列四个原电池装置，其中结论正确的是( )图14­2A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑考查点二常见化学电源例2 [2016·绍兴一中期末] 某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。

下列有关该电池的叙述不正确的是( )A．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变C．该燃料电池的总反应方程式为2H2＋O2===2H2OD．该电池工作时每消耗1 mol O2，有2 mol电子转移变式电子表所用的纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，电池反应为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2，下列判断正确的是( )A．锌为负极，被还原 B．Ag2O为正极，发生氧化反应C．纽扣电池工作时，电子从Ag2O极经电路流向锌极D．纽扣电池工作时，负极附近溶液的pH减小例3 图14­3为氢氧燃料电池原理示意图，下列叙述不正确的是( )图14­3A．a电极是负极，发生还原反应 B．b电极的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．总反应方程式为2H2＋O2===2H2O D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源变式一个完整的氧化还原反应的方程式可以拆开，写成两个“半反应式”，一个是氧化反应式，另一个是还原反应式。

如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋的拆写结果是：氧化反应为Cu－2e－===Cu2＋，还原反应为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。

请回答下列问题：(1)据此将反应3NO2＋H2O===2H＋＋2NO－3＋NO拆写成两个“半反应式”时，氧化反应式为2NO2－2e－＋2H2O===2NO－3＋4H＋，则还原反应式为________________________。

(2)已知某一反应的两个“半反应式”分别为CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O和4H2O＋2O2＋8e－===8OH－。

请写出该反应的总反应式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)图14­4为氢氧燃料电池的构造示意图，已知X极的电极反应式为2H2－4e－＋4OH－===4H2O，则X极为电池的________(填“正”或“负”)极，Y极的电极反应式为________________________________________________。

图14­4考查点三原电池原理的应用例4 下列说法中，不正确的是( )A钢铁表面水膜的酸性很弱或呈中性，发生吸氧腐蚀B 钢铁表面水膜的酸性较强，发生析氢腐蚀C 将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好D 钢闸门作为阴极而受到保护变式[2016·浙江省艾青中学模拟] 如图14­5装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4久置的雨水和生铁片。

实验时观察到：开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管内液面。

下列说法正确的是( )图14­5A．生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应B．雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀C．墨水回升时，碳电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．具支试管中溶液pH逐渐减小【化学反应与电能】1．[2016·浙江省绍兴一中高一期末] 下列设备工作时，将化学能转化为电能的是( )A.硅太阳能电池B.锂离子电池C.太阳能集热器D.燃气灶A．原电池中，正极就是阳极，负极就是阴极B．形成原电池时，在负极上发生氧化反应C．原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动D．电流从负极流向正极图Z14­13．[2016·桐乡一中期中] 图Z14­1为干电池原理示意图，电池总反应为Zn＋2NH＋4===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑，下列说法正确的是( )A．碳为电池的正极B．Zn极上发生还原反应C．Zn2＋移向该电池的负极D．反应2NH＋4＋2e－===2NH3↑＋H2↑在负极上发生4．现有一装置如图Z14­2所示(G表示电流计)，下列有关说法不正确的是( )A．该装置将化学能转化为电能B．Zn是负极，发生还原反应图Z14­2C．电子由锌片通过导线流向铜片D．铜片上发生的反应为 2H＋＋2e－===H2↑5．[2016·浙江省台州中学期中] 若将反应Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑设计成原电池(如图Z14­3所示)，则下列说法不正确的是( )图Z14­3A．该装置实现了化学能转化为电能B．b极表面发生了还原反应C．c溶液可以是ZnSO4溶液D．盐桥中的Cl－移向右边烧杯6．[2016·浙江省杭州市西湖中学月考] 图Z14­5为一原电池的结构示意图，下列说法中，错误的是( )图Z14­5A．Cu电极为正极B．原电池工作时，电子从Zn电极流出C．原电池工作时的总反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋CuD．盐桥(琼脂－饱和KCl溶液)中的K＋移向ZnSO4溶液7．将纯锌片和纯铜片按图Z14­6所示插入同浓度的稀硫酸中一段时间，下列叙述正确的是 ( )图Z14­6A．装置甲中铜片表面产生气泡B．装置乙溶液中SO2－4向铜片定向移动C．装置乙中电子从铜片经导线流向锌片D．装置乙中正极的电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑8．某课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置如图Z14­7所示。

下列说法错误的是( )图Z14­7A．铜片表面有气泡生成，锌片上发生氧化反应B．如果将稀硫酸换成葡萄糖溶液，不能使LED灯发光C．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换D．如果将铜片换成铁片，则锌片为正极9．[2017·浙江省嘉兴一中期中] 某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性Cr 2O2－7>Fe3＋，设计了盐桥式的原电池如图Z14­8。

盐桥中装有琼脂与饱和K2SO4溶液。

下列叙述中正确的是( )图Z14­8A．甲烧杯的溶液中发生还原反应B．乙烧杯中发生的电极反应为2Cr3＋＋7H2O－6e－===Cr2O2－7＋14H＋C．外电路的电流方向是从b到aD．电池工作时，盐桥中的SO2－4移向乙烧杯10．下列说法正确的是( )A．构成原电池的两个电极必须是活泼性不同的两种金属B．图Z14­9原电池中，电流由锌棒经外电路流向铜棒图Z14­9C．通过构成原电池，能将反应的化学能全部转化为电能D．银锌纽扣电池的放电反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，其中Ag2O作正极，发生还原反应11．如图Z14­10所示装置中，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒。

关于此装置的下列叙述中，不正确的是( )图Z14­10A．N上有气体放出B．M为负极，N为正极C．导线中有电流通过，电流方向是由M到ND．该装置是化学能转变为电能的装置12．燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置。

当电解质溶液是强碱溶液时，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是( ) A．负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．负极反应式：CH4＋8OH－－8e－===CO2↑＋6H2OC．随着放电的进行，溶液的pH不变D．放电时溶液中的阴离子向负极移动13．[2016·浙江余姚中学期中] 某学习小组用如图Z14­11所示装置进行实验，下列说法不正确的是( )图Z14­11A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－===CuC．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色D．a和b用导线连接时，电流从铁片经导线流向铜片14．[2016·浙江省湖州中学期中] 如图Z14­12为某种甲醇燃料电池示意图，工作时电子流向如图所示。

下列判断正确的是( )图Z14­12A．X为氧气B．电极A反应式：CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋C．B电极附近溶液pH增大D．电池工作时，溶液中电子由电极B流向电极A15．[2016·全国卷Ⅱ] Mg­AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。

下列叙述错误的是( )A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋B．正极反应式为Ag＋＋e－===AgC．电池放电时Cl－由正极向负极迁移D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑16．一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。

下列有关说法正确的是( )A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动B．若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气C．电池反应的化学方程式为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2OD．正极上发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－17．[2016·浙江省绍兴一中期末] 甲醇、空气和强碱溶液作电解质溶液的手机燃料电池中所发生的反应为，下列有关说法正确的是( ) A．放电时，CH3OH参与反应的电极为正极B．放电时，每通入标况下11.2 L O2完全反应转移电子数为1 molC．放电时，电解质溶液的pH逐渐增大D．放电时，负极反应为CH3OH－6e－＋8OH－===CO2－3＋6H2O18．“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2Mg＋O2＋2H2O===2Mg (OH)2。