(完整word)高中化学原电池习题

原电池2参考答案与试题解析一．选择题（共13小题）1．（1993•全国）如图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是（）a极板b极板X电极电解质溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2A．A B．B C．C D．D【解答】解：通电后发现a极板质量增加，所以金属阳离子在a极上得电子，a 极是阴极，溶液中金属元素在金属活动性顺序表中处于氢元素后边；b极是阳极，b极板处有无色无臭气体放出，即溶液中氢氧根离子放电生成氧气，电极材料必须是不活泼的非金属，电解质溶液中的阴离子必须是氢氧根离子或含氧酸根离子．A、该选项符合条件，故A正确．B、电解质溶液中金属阳离子在氢元素前边，故B错误．C、铁是活泼金属，作阳极失电子，所以在B极上得不到氧气，故C错误．D、电解质溶液中氯离子失电子，在B极上得到有刺激性气味的气体，与题意不符，故D错误．故选A．2．（2000•上海）在外界提供相同电量的条件下，Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e﹣→Cu，Ag++e﹣→Ag在电极上放电，若析出铜的质量为1.92g，则析出银的质量为（）A．1.62g B．6.48g C．3.24g D．12.96g【解答】解：由Cu2++2e﹣→Cu，Ag++e﹣→Ag知，当得电子数相等时，析出铜和银的关系式为：Cu﹣﹣Ag．设析出银的质量为x．Cu﹣﹣2Ag64g （108×2）g1.92g x所以x==6.48g故选B．3．（2011•福建）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源．该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电．关于该电池的下列说法不正确的是（）A．水既是氧化剂又是溶剂B．放电时正极上有氢气生成C．放电时OH﹣向正极移动D．总反应为：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑【解答】解：A、金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气，该反应中，水是氧化剂，在电池中还可以担当溶剂，故A正确；B、放电时正极上是水中的氢离子得电子，所以会有氢气生成，故B正确；C、原电池中，阴离子移向原电池的负极，即放电时OH﹣向负极移动，故C错误；D、锂水电池中，自发的氧化还原反应是金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气，即总反应为：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑，故D正确．故选C．4．（2009•广东）下列说法正确的是（）A．废旧电池应集中回收，并填埋处理B．充电电池放电时，电能转变为化学能C．放在冰箱中的食品保质期较长，这与温度对应速率的影响有关D．所有燃烧反应都是放热反应，所以不需吸收能量就可以进行【解答】解：A、废旧电池应集中回收但不能填埋处理，因为电池里的重金属会污染土地，人吃了这些土地里的蔬菜后，就会引发疾病，故A错误；B、充电电池放电时，化学能转变为电能，故B错误；C、温度降低，化学反应速率减小，则放在冰箱中的食品保质期较长，故C正确；D、有的燃烧反应是需要吸收一定热量才可以反应的，比如碳的燃烧，故D错误．故选C．5．（2012•上海）如图装置中发生反应的离子方程式为：Zn+2H+═Zn2++H2↑，下列说法错误的是（）A．a、b不可能是同种材料的电极B．该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸C．该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸D．该装置可看作是铜﹣锌原电池，电解质溶液是稀硫酸【解答】解：A．如果该装置是电解池，如锌作阴、阳极，电解质溶液是酸，阳极上锌失电子，阴极上氢离子得电子，符合离子反应方程式，所以两个电极可以相同，故A错误；B．该装置可能是电解池，电解质溶液是稀盐酸，锌作阳极，电解时，阳极上锌失电子，阴极上氢离子得电子，符合离子反应方程式，故B正确；C、该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸，锌作负极，正极上氢离子得电子，发生的反应符合离子方程式，故C正确；D、该装置可看作是铜﹣锌原电池，电解质溶液是稀硫酸，负极上锌失电子，正极氢离子得电子，符合离子方程式，故D正确．故选A．6．（2012•福建）将如图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是（）A．Cu电极上发生还原反应B．电子沿Zn→a→b→Cu 路径流动C．片刻后甲池中c（SO42﹣）增大D．片刻后可观察到滤纸b点变红色【解答】解：A，Zn作原电池的负极，Cu作原电池的正极，Cu电极是发生还原反应；故A正确；B、电子流向是负极到正极，但a→b这一环节是在溶液中导电，是离子导电，电子并没沿此路径流动；故B错误；C、选项中硫酸根离子浓度基本保持不变；故C错误；D、选项中是滤纸a点是阴极，氢离子放电，水电离平衡破坏附近氢氧根离子浓度增大，酚酞变红；b做阳极氢氧根离子失电子生成氧气，附近氢离子浓度增大，故D错误；故选A．7．（2013•海南）如图所示的电解池I和II中，a、b、c和d均为Pt电极．电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b＜d．符合上述实验结果的盐溶液是（）选项X YA MgSO4CuSO4B AgNO3Pb（NO3）2C FeSO4Al2（SO4）3D CuSO4AgNO3A．A B．B C．C D．D【解答】解：电极b、d均为阴极，在它们上面均没有气体逸出，但质量均增大，且增重b＜d，则所电解的盐溶液中金属元素应该在金属活动顺序表中（H）以后，转移相同电子时，b析出金属质量小于d．阳离子得电子能力如图所示：，前面的H+表示酸溶液中的H+，后面的H+表示盐溶液中的H+．A．在金属活动性顺序表中，Mg在H之前，所以电解镁盐溶液时阴极上不能得到金属单质，故A错误；B．由阳离子得电子能力顺序表可以看出，盐溶液中Ag+和Pb2+的得电子能力均大于H+，因此电解硝酸银溶液时阴极b电极上生成Ag、电解硝酸铅溶液阴极d上生成Pb，两池中的电极上转移的电子是相等的，设转移2mol电子，b增重216g，d增重207g，所以质量增加b＞d，故B错误；C．在金属活动性顺序表中，Fe、Al都在H之前，电解亚铁盐、铝溶液溶液时阴极上都不能得到金属单质，故C错误；D．两池中的电极上转移的电子是相等的，设转移2mol电子，b增重64g，d增重216g，所以质量增加b＜d，故D正确；故选D．8．（2014•新课标Ⅱ）2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系，下列叙述错误的是（）A．a为电池的正极B．电池充电反应为LiMn2O4═Li1﹣x Mn2O4+xLiC．放电时，a极锂的化合价发生变化D．放电时，溶液中Li+从b向a迁移【解答】解：A、锂离子电池中，b电极为Li，放电时，Li失电子为负极，LiMn2O4得电子为正极，所以a为电池的正极，故A正确；B、充电时，Li+在阴极得电子，LiMn2O4在阳极失电子，电池充电反应为LiMn2O4=Li1 Mn2O4+xLi，故B正确；﹣xC、放电时，a为正极，正极上LiMn2O4中Mn元素得电子，所以锂的化合价不变，故C错误；D、放电时，溶液中阳离子向正极移动，即溶液中Li+从b向a迁移，故D正确；故选C．9．（2015•上海）研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示．下列有关说法错误的是（）A．d为石墨，铁片腐蚀加快B．d为石墨，石墨上电极反应为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣C．d为锌块，铁片不易被腐蚀D．d为锌块，铁片上电极反应为：2H++2e﹣→H2↑【解答】解：A、d为石墨，活泼金属铁片作负极，发生腐蚀，所以铁片腐蚀加快，故A正确；B、海水呈中性，所以发生吸氧腐蚀，所以石墨作正极，电极反应：O2+2H2O+4e ﹣═4OH﹣，故B正确；C、锌比铁片活泼，所以腐蚀锌，所以铁片不易被腐蚀，故C正确；D、d为锌块，作为负极，因海水呈中性，所以发生吸氧腐蚀，所以铁片上电极反应为：O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣，故D错误；故选D．10．（2016•新课标Ⅲ）锌﹣空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH﹣+2H2O═2Zn（OH）42﹣．下列说法正确的是（）A．充电时，电解质溶液中K+向阳极移动B．充电时，电解质溶液中c（OH﹣）逐渐减小C．放电时，负极反应为：Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn（OH）42﹣D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）【解答】解：A．充电时阳离子向阴极移动，故A错误；B．充电时，电池反应为Zn（OH）42﹣+2e﹣═Zn+4OH﹣，电解质溶液中c（OH﹣）逐渐增大，故B错误；C．放电时，负极反应式为Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn（OH）42﹣，故C正确；D．放电时，每消耗标况下22.4L氧气，转移电子4mol，故D错误．故选C．11．（2016•上海）图1是铜锌原电池示意图．图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示（）A．铜棒的质量B．c（Zn2+）C．c（H+）D．c（SO42﹣）【解答】解：铜锌原电池中，Zn是负极，失去电子发生氧化反应，电极反应为Zn﹣2e﹣=Zn2+，Cu是正极，氢离子得电子发生还原反应，电极反应为2H++2e﹣=H2↑，A．Cu是正极，氢离子得电子发生还原反应，Cu棒的质量不变，故A错误；B．由于Zn是负极，不断发生反应Zn﹣2e﹣=Zn2+，所以溶液中c（Zn2+）增大，故B错误；C．由于反应不断消耗H+，所以溶液的c（H+）逐渐降低，故C正确；D．SO42﹣不参加反应，其浓度不变，故D错误；故选：C．12．（2017•新课标Ⅲ）全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2S x（2≤x ≤8）．下列说法错误的是（）A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D．电池充电时间越长，电池中的Li2S2量越多【解答】解：A．据分析可知正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4，故A正确；B．负极反应为：Li﹣e﹣=Li+，当外电路流过0.02mol电子时，消耗的锂为0.02mol，负极减重的质量为0.02mol×7g/mol=0.14g，故B正确；C．硫作为不导电的物质，导电性非常差，而石墨烯的特性是室温下导电最好的材料，则石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性，故C正确；D．充电时a为阳极，与放电时的电极反应相反，则充电时间越长，电池中的Li2S2量就会越少，故D错误；故选D．13．（2017•浙江）银锌电池是一种常见化学电源，其原理反应：Zn+Ag2O+H2O═Zn（OH）2+2Ag，其工作示意图如图．下列说法不正确的是（）A．Zn电极是负极B．Ag2O电极上发生还原反应C．Zn电极的电极反应式：Zn﹣2e﹣+2OH﹣═Zn（OH）2D．放电前后电解质溶液的pH保持不变【解答】解：A、活泼金属Zn为负极，故A正确；B、正极反应为Ag2O+H2O+2e﹣=2Ag+2OH﹣，发生还原反应，故B正确；C、负极反应为Zn+2OH﹣﹣2e﹣=Zn（OH）2，故C正确；D、氢氧根离子物质的量虽然不变，但水的量减少，KOH的浓度增大，pH增大，故D错误；故选D．二．填空题（共6小题）14．（2014春•船营区校级期末）（1）如图所示，组成一种原电池．试回答下列问题（灯泡功率合适）：①电解质溶液为稀H2SO4时上述装置中灯泡亮，此时Al电极上发生反应的电极反应式为：2H++2e﹣=H2↑；②电解质溶液为NaOH溶液时，灯泡亮（填“亮”或“不亮”，填“亮”做a题，填“不亮”做b题）．a．若灯泡亮，则Mg电极上发生的电极反应式为：6H2O+6e﹣=6OH﹣+3H2↑；Al电极上发生反应的电极反应式为：2Al﹣6e﹣+8OH﹣=2AlO2﹣+4H2O；b．若灯泡不亮，其理由为：此空不填．（2）原电池原理的应用之一是可以设计原电池．请利用反应“Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+”设制一个原电池（正极材料用碳棒）则该电池的负极材料是Cu，若导线上转移电子1.5mol，则溶解铜的质量是48g．另外的重要应用是实验室在用锌与稀硫酸反应制备氢气时，可向溶液中滴加少量硫酸铜溶液．其作用是：形成了Zn﹣Cu原电池，加快了化学反应的速率．（3）氢氧燃料电池（电解质为KOH溶液，惰性材料作电极）负极反应的电极反应式为：H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O．【解答】解：（1）①该装置为原电池，Mg易失电子作负极、Al作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e﹣=H2↑，故答案为：2H++2e﹣=H2↑；②该装置中，铝能和氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，该装置符合原电池构成条件，所以Mg、Al和NaOH溶液构成原电池，则灯泡亮；Al易失电子作负极，负极上电极反应式为2Al﹣6e﹣+8OH﹣=2AlO2﹣+4H2O，Mg作正极，正极上水得电子生成氢气，正极上的电极反应为6H2O+6e﹣=6OH﹣+3H2↑；故答案为：亮；6H2O+6e﹣=6OH﹣+3H2↑；2Al﹣6e﹣+8OH﹣=2AlO2﹣+4H2O；（2）根据电池反应式知，Cu元素化合价由0价变为+2价、Fe元素化合价由+3价变为+2价，所以Cu作负极、石墨作正极，电解质为可溶性的铁盐，负极上Cu 失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu﹣2e﹣=Cu2+，正极上铁离子得电子发生还原反应，电极反应式为Fe3++e﹣=Fe2+；根据Cu﹣2e﹣=Cu2+知，导线上转移电子1.5mol，则溶解m（Cu）==48g，Zn和铜离子发生置换反应生成Cu，Zn、Cu和硫酸构成原电池，Zn易失电子作负极、Cu作正极，从而加速Zn的腐蚀，故答案为：Cu；48g；形成了Zn﹣Cu原电池，加快了化学反应的速率；（3）碱性条件下，负极上氢气失电子生成水，负极的电极方程式为H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O，故答案为：H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O．15．（2014秋•邓州市校级月考）铅蓄电池是典型的可充型电池，电池总反应式为：Pb+PbO2+4H++2SO42﹣2PbSO4+2H2O请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：（1）放电时：正极的电极反应式是PbO2+2e﹣+4H++SO42﹣=PbSO4+2H2O；电解液中H2SO4的浓度将变小；当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加48g．（2）在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成Pb，电极反应：PbSO4+2e﹣=Pb+SO42﹣，B电极上生成PbO2，电极反应PbSO4+2H2O﹣2e﹣=PbO2+4H++SO42﹣，此时铅蓄电池的正负极的极性将对换．【解答】解：（1）电池总反应式为：Pb+PbO2+4H++2SO42﹣2PbSO4+2H2O，写出电极反应为：负极电解反应：Pb﹣2e﹣+SO42﹣=PbSO4 ，正极电极反应：PbO2+2e ﹣+4H++2SO42﹣=PbSO4+2H2O，放电时：正极的电极反应式是PbO2+2e﹣+4H++2SO42﹣=PbSO4+2H2O；电解液中H2SO4的浓度将减少；当外电路通过1mol电子时，依据电子守恒计算理论上负极板的质量增加0.5mol×303g/mol﹣0.5mol×207g/mol=48g，故答案为：PbO2+2e﹣+4H++2SO42﹣=PbSO4+2H2O；小；48；（2）在完全放电耗尽PbO2和Pb时，电极上析出的是PbSO4，若按题右图连接B 为阳极应是失去电子发生氧化反应，A为阴极是得到电子发生还原反应，实质是电解反应，B电极上发生反应为：PbSO4+2H2O﹣2e﹣=PbO2+4H++2SO42﹣，A电极发生反应为：PbSO4=Pb﹣2e﹣+SO42﹣，所以A电极上生成Pb；此时铅蓄电池的正负极的极性将对换；故答案为：Pb；PbSO4+2e﹣=Pb+SO42﹣；PbO2；PbSO4+2H2O﹣2e﹣=PbO2+4H++SO42﹣；对换．16．（2011•潍坊一模）甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题：（1）高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气（CO和H2）还原氧化铁，有关反应为：CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）△H=260kJ•mol﹣1已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=﹣566kJ•mol﹣1则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为：2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）△H=﹣46kJ•mol﹣1 ．（2）如图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液），通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜．①a处应通入CH4 （填“CH4”或“O2”），a处电极上发生的电极反应式是CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O；②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH变小（填写“变大”“变小”或“不变”，下同），装置Ⅱ中Cu2+的物质的量浓度不变；③电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH﹣以外还含有CO32﹣（忽略水解）；④在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷 1.12L（标准状况下）．【解答】解：（1）CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）△H=260kJ•mol﹣1①2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=﹣566kJ•mol﹣1②，将方程式2①+②得2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）△H=﹣46kJ•mol﹣1 ，故答案为：2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）△H=﹣46kJ•mol﹣1 ；（2）①II中首先镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂，所以a处通入的气体是甲烷；甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应为CH4+10OH﹣﹣8e ﹣=CO32﹣+7H2O，故答案为：CH4；CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O；②根据I中电池反应为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，KOH参加反应导致溶液中KOH浓度降低，则溶液的pH减小；II中发生电镀，阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜的质量，则溶液中铜离子浓度不变，故答案为：变小；不变；③I中负极反应为CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O，所以还有碳酸根离子生成，故答案为：CO32﹣；④串联电路中转移电子相等，所以消耗甲烷的体积==1.12L，故答案为：1.12．17．（2013春•昆明校级期末）现有如下两个反应：A、2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2OB、CH4+2O2═CO2+2H2O（1）根据反应的本质，两个反应都为放热反应（放热或吸热），判断两个反应能否设计为原电池？（能或不能）A不能B能（2）如果不能，说明其理由A的反应为非氧化还原反应，无电子转移（3）如果能，最好应选择NaOH电解质溶液（NaOH或H2SO4）．则负极电极反应式：CH4﹣8e﹣+10OH﹣═CO32﹣+7H2O正极电极反应式：2O2+8e﹣+4H2O ═8OH﹣．【解答】解：（1）中和反应、物质的燃烧反应均是放热反应，A不是自发的氧化还原反应不能设计成原电池，B是自发的氧化还原反应能设计成原电池，故答案为：放热；不能；能；（2）A的反应为复分解反应，属于非氧化还原反应，无电子转移，只有自发的氧化还原反应能设计成原电池，故答案为：A的反应为非氧化还原反应，无电子转移；（3）甲烷燃料电池中，负极是甲烷燃料失电子的过程，正极是氧气得电子的过程，电极反应分别为：负极CH4﹣8e﹣+10 OH﹣═CO32﹣+7H2O，正极2O2+8e﹣+4H2O ═8 OH﹣，为了保证放电的充分进行，可以选择碱来作电解质溶液，故答案为：NaOH；CH4﹣8e﹣+10OH﹣═CO32﹣+7H2O；2O2+8e﹣+4H2O═8OH﹣．18．（2014秋•岐山县期末）如图是一个化学过程的示意图．已知甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O（1）写出下列电极反应式：通入CH3OH 的电极的电极反应式是：CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣═6H2O+CO32﹣，B（石墨）电极的电极反应式为：4OH ﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O．（2）乙池中反应的化学方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3．（3）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上转移电子0.05mol．【解答】解：（1）甲池能自发的进行氧化还原反应，为原电池，通入甲醇的电极是负极，电极反应式为CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣═6H2O+CO32﹣，乙池为电解池，石墨作阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O，故答案为：CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣═6H2O+CO32﹣；4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O；（2）乙池中阳极上氢氧根离子放电生成氧气、阴极上银离子放电生成银，所以电池反应式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3，故答案为：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3；（3）铁电极上析出银，电极反应式为Ag++e﹣=Ag，n（Ag）==0.05mol，根据银和转移电子之间的关系式知，转移电子的物质的量=n（Ag）=0.05mol，串联电路中转移电子相等，所以甲池中理论上转移电子0.05mol，故答案为：0.05．19．（2015春•延边州校级期中）原电池是一种将化学能转变为电能装置．电子表所用的某种钮扣电池的电极材料为Zn和Ag2O，电解质溶液为KOH，其电极反应式为：Zn+2OH﹣﹣2e﹣=ZnO+H2O Ag2O+H2O+2e﹣=2Ag+2OH﹣电池的负极是Zn，正极发生的是还原反应反应（填反应类型），总反应式为Zn+Ag2O=2Ag+ZnO．【解答】解：原电池是将化学能转化为电能的装置，该原电池中，Zn元素化合价由0价变为+2价、Ag元素化合价由+1价变为0价，所以Zn是负极、Ag2O是正极，负极上失电子发生氧化反应、正极上得电子发生还原反应，负极电极反应式为Zn+2OH﹣﹣2e﹣=ZnO+H2O、正极电极反应式为Ag2O+H2O+2e﹣=2Ag+2OH﹣，所以电池反应式为Zn+Ag2O=2Ag+ZnO，故答案为：将化学能转变为电能；Zn；还原反应；Zn+Ag2O=2Ag+ZnO．三．解答题（共11小题）20．（2014•玉山县校级模拟）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置．如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，吸附气体的能力强，性质稳定．请回答：（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是化学能转变为电能，在导线中电子流动方向为a到b（用a、b表示）．（2）负极反应式为2H2+4OH﹣﹣4e﹣═4H2O．（3）电极表面镀铂粉的原因为增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，加快电极反应速率．（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能．因此，大量安全储氢是关键技术之一．金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：I．2Li+H22LiHⅡ．LiH+H2O═LiOH+H2↑①反应I中的还原剂是Li．反应Ⅱ中的氧化剂是H2O．②已知LiH固体密度为0.82g/cm3．用镁吸收224L（标准状况）H2，生成的LiH 体积与被吸收的H2体积比为8.82×10﹣4．③由②生成的LiH与H2O作用放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为32mol．【解答】解：（1）该装置是把化学物质中的能力转化为电能，所以是化学能转变为电能；在原电池中，负极上失电子，正极上得电子，电子的流向是从负极流向正极，所以是由a到b，故答案为：化学能转变为电能；a到b；（2）碱性环境中，该反应中负极上氢气失电子生成氢离子，电极反应式为H2+2OH ﹣﹣2e﹣═2H2O，故答案为：2H2+4OH﹣﹣4e﹣═4H2O；（3）电极表面镀铂粉，增大了电极单位面积吸附H2、O2的分子数，使反应物的浓度增大，反应速率加快，故答案为：增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，加快电极反应速率；（4）①Li从零价升至+1价，作还原剂，H2O的H从+1降至H2中的零价，作氧化剂，故答案为：Li；H2O；②由反应I，当吸收10molH2时，则生成20molLiH，V===197.5×10﹣3L．==8.82×10﹣4，故答案为：8.82×10﹣4；③20mol LiH可生成20mol H2，实际参加反应的H2为20mol×80%=16mol，1molH2转化成1molH2O，转移2mol电子，所以16molH2可转移32mol的电子，故答案为：32．21．（2008•枣庄一模）如图是一个化学反应过程的示意图．已知甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O（1）请回答图中甲、乙两池的名称．甲电池是原电池（化学能转变为电能）装置，乙池是电解池（电能转变为化学能）装置．（2）请回答下列电极的名称：通入CH3OH的电极名称是负极，B（石墨）电极的名称是阳极．（3）写出电极反应式：通入O2的电极的电极反应式是O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣．A （Fe）电极的电极反应式为4Ag++4e﹣=4Ag，（4）乙池中反应的化学方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3．（5）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2280mL （标准状况下）【解答】解：（1）根据反应方程式知，甲装置是一个燃料电池，所以甲是把化学能转变为电能的装置，是原电池；乙有外加电源，所以是电解池．故答案为：原电池（化学能转变为电能）；电解池（电能转变为化学能）（2）根据2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O知，CH3OH发生氧化反应，所以该电极是负极，O2 发生还原反应，所以该电极是正极；石墨与原电池的正极相连，所以石墨电极是阳极．故答案为：负极；阳极（3）根据2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O知，CH3OH发生氧化反应，所以该电极是负极，O2 得电子和水反应生成氢氧根离子，发生还原反应，所以该电极是正极；石墨与原电池的正极相连，所以石墨电极是阳极该电极上发生氧化反应；铁电极是阴极，该电极上银离子得电子发生还原反应．故答案为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣4Ag++4e﹣=4Ag（4）乙池中离子放电顺序为：阳离子Ag+＞H+，阴离子OH﹣＞NO3 ﹣，故答案为：4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3（5）根据得失电子数相等，氧气与银的关系式为：O2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣4Ag22.4L （4×108 ）g280mL 5.40g故答案为28022．（2010春•保定期末）由铜片、锌片和100mL稀硫酸溶液组成的原电池中，当铜片上产生 2.24L（标准状况）气体时，此时溶液中硫酸的物质的量浓度为1mol/L，试计算：（1）锌片质量减轻了多少克？（2）原稀硫酸溶液的物质的量浓度是多少？【解答】解：（1）Zn+H2SO4 =ZnSO4 +H2↑65g 22.4L6.5g 2.24L故答案为：6.5g（2）Zn+H2SO4 =ZnSO4 +H2↑1mol 22.4L0.1mol 2.24L所以反应的稀硫酸的物质的量为0.1mol；未反应的稀硫酸的物质的量为1mol/L×0.1L=0.1 mol；原溶液中稀硫酸的物质的量为0.1mol+0.1 mol=0.2mol所以原溶液中稀硫酸的物质的量浓度C==2mol/L故答案为2mol/L．23．（2013春•沂水县校级期中）由等质量的Zn片、Cu片和稀H2SO4组成的原电池，工作一段时间后，锌片的质量减少了6.5g．（1）原电池的正极反应式是2H++2e﹣=H2↑；（2）反应中生成氢气的体积是 2.24L；（标准状况）；（3）若将电解质溶液改为CuSO4溶液，也输出相同电量时，两极的质量差是12.9g．【解答】解：（1）铜和稀硫酸构成原电池时，锌易失电子而作负极，铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，电极反应式为：2H++2e﹣=H2↑，故答案为：2H++2e ﹣=H2↑；（2）根据转移电子相等得生成氢气体积==2.24L，故答案为：2.24L；（3）电解硫酸铜溶液时，根据转移电子相等得析出铜的质量==6.4g，两个电极的差为减少的锌的质量与析出铜质量的和，所以两个电极的质量差=6.5g+6.4g=12.9g，故答案为：12.9g．24．（2015秋•西宁校级期末）（1）下列装置属于原电池的是⑤；（2）在选出的原电池中，Fe是负极，发生氧化反应，Cu是正极，该极的现象有气泡产生；（3）此原电池反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑．【解答】解：（1）①中没有两个活泼性不同的电极，所以不能构成原电池，故错误；②没有构成闭合回路，所以不能构成原电池，故错误；③酒精为非电解质溶液，所以不能构成原电池，故错误；④电极材料相同，所以不能构成原电池，故错误；⑤符合原电池的构成条件，所以能构成原电池，故正确；故选⑤；（2）该装置中，铁易失电子而作负极，铜作正极，负极上铁失电子生成亚铁离子发生氧化反应，正极上氢离子得电子发生还原反应而生成氢气，所以有气泡生成，故答案为：Fe；氧化；Cu；有气泡产生；（3）该原电池中，铁失电子生成亚铁离子，正极上氢离子得电子生成氢气，所以电池反应式为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，故答案为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑．25．（2016秋•吉林校级月考）铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解质溶液为稀硫酸，工作时该电池的总反应式为Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O．试根据上述情况判断：（1）蓄电池的负极材料是Pb．（2）工作时，正极反应为PbO2+2e﹣+4H++SO42﹣=PbSO4+2H2O．（3）工作时，电解质溶液的酸性减小（填“增大”“减小”或“不变”）．（4）工作时，电解质溶液中阴离子移向负极．（5）电流方向从正极流向负极．【解答】解：（1）根据电池反应式知，Pb元素化合价由0价、+4价变为+2价，失电子化合价升高的金属为负极，则Pb为负极，故答案为：Pb；（2）放电时，正极上PbO2得电子和H2SO4反应生成PbSO4，电极反应式为PbO2+2e ﹣+4H++SO42﹣=PbSO4+2H2O，故答案为：PbO2+2e﹣+4H++SO42﹣=PbSO4+2H2O；（3）放电时，H2SO4参加反应导致溶液中c（H+）降低，则溶液pH增大、酸性减小，故答案为：减小；（4）放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，故答案为：负；（5）电流从正极PbO2沿导线流向负极Pb，故答案为：正；负．27．（2016春•大丰市校级期中）铜锌原电池（如图）工作时，回答下列问题：（1）Zn（选填“Zn”或“Cu”）为原电池负极．（2）在外电路中，电子从Zn（选填“Zn”或“Cu”，下同）极流向Cu极．（3）正极反应式为Cu2++2e﹣═Cu。