2021版高考化学一轮复习课时分层提升练十九原电池化学电源(含解析)新人教版
高考化学一轮复习课时分层提升练习题试卷十九6.2原电池化学电源含解析新人教版
原电池化学电源一、选择题1.下列有关化学电池的说法中正确的是( )A.化学电池只能将化学能转化为电能B.燃料电池能将全部化学能转化为电能C.银锌电池比能量大,电压稳定,储存时间长D.一次电池包括干电池和蓄电池【解析】选C。
蓄电池不但可以将化学能转化为电能(放电),也可以将电能转化为化学能(充电),燃料电池的能量转化率超过80%,但不可能100%转化。
蓄电池可重复使用,属于二次电池。
故选C。
2.如图所示进行实验,下列说法不正确的是( )A.装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生B.甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能C.装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转D.装置乙中负极的电极反应式:Zn-2e-Zn2+【解析】选B。
装置甲为锌片与稀硫酸反应装置,可观察到锌片上有气泡;装置乙为铜锌原电池,锌片、铜片和硫酸形成的原电池中,铜片为原电池正极,该极上氢离子得电子生成氢气,电极反应为2H++2e-H2↑,故装置乙的铜片上也可观察到有气泡产生,锌片为原电池负极,锌失电子,负极上的电极反应式为Zn-2e-Zn2+,电子由负极经导线流向正极,整个电路形成回路,产生电流,化学能转变为电能,锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转。
故A、C、D正确。
甲装置不是原电池,没有产生电流,能量变化不是化学能转化为电能,而乙装置是原电池,原电池中的能量变化为化学能转化为电能,故B不正确。
3.①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池,①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极,②④相连时,②有气泡逸出;③④相连时,③的质量减少,据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( )A.①③④②B.①②④③C.③④②①D.③①②④【解析】选A。
原电池中,一般来讲,负极材料的活泼性大于正极材料,电子由负极流向正极,电流由正极流向负极,①②相连时,金属性①>②;①③相连时,金属性①>③;②④相连时,②有氢气逸出,说明氢离子在正极被还原,金属性②<④;③④相连时,③的质量减少,发生氧化反应,做负极,金属性③>④;四种金属活泼性由大到小的顺序为①③④②,A正确。
2021届高三化学一轮复习——原电池 化学电源(有答案和详细 解析)
2021届高三化学一轮复习——原电池化学电源(有答案和详细解析)一、选择题1.(2018·浙江省十校联盟选考3月适应性考试)最近一家瑞典公司发明了一种新型充电器“PowerTrekk”,仅仅需要一勺水,它便可以产生维持10小时手机使用的电量。
其反应原理为Na4Si+5H2O===2NaOH+Na2SiO3+4H2↑,则下列说法正确的是()A.该电池可用晶体硅作电极材料B.Na4Si在电池的负极发生还原反应,生成Na2SiO3C.电池正极发生的反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-D.当电池转移0.2 mol电子时,可生成标准状况下1.12 L H2答案C解析由该电池的反应原理可知,硅化钠是还原剂,其在负极上发生氧化反应;水是氧化剂,其在正极上发生还原反应;1 mol Na4Si发生该反应转移电子8 mol。
A项,该电池工作时生成氢氧化钠溶液,而硅可以与氢氧化钠反应,所以不能用晶体硅作电极材料,错误;B项,Na4Si在电池的负极发生氧化反应,错误;C项,电池正极发生的反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,正确;D项,当电池转移0.2 mol电子时,可生成标准状况下2.24 L H2,错误。
2.(2019·杭州市第二中学选考模拟)锂空气充电电池有望成为电动汽车的实用储能设备。
工作原理示意图如下,下列叙述正确的是()A.该电池工作时Li+向负极移动B.Li2SO4溶液可作该电池电解质溶液C.电池充电时间越长,电池中Li2O 含量越多D.电池工作时,正极可发生:2Li++O2+2e-===Li2O2答案D解析原电池中,阳离子应该向正极移动,选项A错误;单质锂会与水反应生成氢氧化锂和氢气,所以电解质溶液不能使用任何水溶液,选项B错误;题目给出正极反应为:x Li++O2+x e-===Li x O2,所以当x=2的时候反应为:2Li++O2+2e-===Li2O2,选项D正确。
2024版新教材高考化学全程一轮总复习课时作业19原电池化学电源
课时作业19 原电池化学电源一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1.用如图所示装置探究原电池的工作原理,下列说法错误的是()A.甲图中锌片质量减轻,铜棒上有气体产生B.乙图中正极上发生的反应为2H++2e-===H2↑C.丙图中Zn片上发生氧化反应,溶液中的Cu2+向铜电极移动D.若乙图与丙图中锌片减轻的质量相等,则两装置中还原产物的质量比为1∶322.锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是()A.铜电极上发生氧化反应)减小B.电池工作一段时间后,甲池中c(SO2-4C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D.阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡3.HgHg2SO4标准电极常用于测定其他电极的电势,测知HgHg2SO4电极的电势高于Cu 电极的电势。
以下说法正确的是()A.K2SO4溶液可用CCl4代替B.HgHg2SO4电极反应为Hg2SO4-2e-===2Hg+SO2-4C.若把CuCuSO4体系换作ZnZnSO4体系,电压表的示数变大D.微孔瓷片起到阻隔离子通过的作用4.中科院科学家设计出一套利用SO2和太阳能综合制氢的方案,其基本工作原理如图所示。
下列说法错误的是()A.该电化学装置中,Pt电极的电势高于BiVO4电极的电势B.该装置中的能量转化形式为光能→化学能→电能C.电子流向:BiVO4电极→外电路→Pt电极D.BiVO4电极上的反应式为SO2-3-2e-+2OH-===SO2-4+H2O5.王浩天教授团队发明的制取H2O2的绿色方法,原理如图所示(已知:H2O2⇌H++HO-2,K a=2.4×10-12)下列说法不正确的是()A.b极上的电极反应为O2+H2O+2e-===HO-2+OH-B.X膜为选择性阳离子交换膜C.催化剂可促进反应中电子的转移,加快反应速率D.每生成1molH2O2,电极上流过4mole-6.直接煤—空气燃料电池原理如图所示,下列说法错误的是()A.随着反应的进行,氧化物电解质的量不会减少B.负极的电极反应式为C+2CO2-3-4e-===3CO2↑C.电极X为正极,O2-向X极迁移D.直接煤—空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高7.锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解液,并在电池间不断循环。
高考化学一轮复习专题提升训练:原电池
高考化学一轮复习专题提升训练:原电池高考化学温习的重要方法之一就是做题,为此查字典化学网整理了2021高考化学一轮温习专题提升训练,请考生及时练习。
1.以下有关原电池的表达中,错误的选项是 ( )A.原电池是将化学能转化为电能的装置B.用导线衔接的两种不同金属同时拔出液体中,能构成原电池C.在原电池中,电子流出的一极是负极,发作氧化反响D.在原电池放电时,电解质溶液中的阳离子向正极移动2. 将0.1 L含有0.02mol CuSO4和0.01 molNaCl的水溶液用惰性电极电解。
电解一段时间后,一电极上失掉0.01 mol Cu,另一电极析出的气体A.只要Cl2B.既有Cl2又有O2C.只要O2D.只要H23.A . Zn是负极 B. Cu是正极C . 负极上发作氧化反响 D.正极上发作氧化反响4.肼(N2H4)—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。
以下说法中,不正确的选项是A.该电池放电时,通入肼的一极为负极B.电池每释放1mol N2转移的电子数为4NAC.通入空气的一极的电极反响式是:O2+2H2O+4e-=4OH-D.电池任务一段时间后,电解质溶液的pH将不变5.以下表达正确的选项是A.K与N衔接时,X为硫酸,一段时间后溶液的pH增大B.K与N衔接时,X为氯化钠,石墨电极反响:2H++2e—=H2↑C.K与M衔接时,X为硫酸,一段时间后溶液的pH增大D.K与M衔接时,X为氯化钠,石墨电极反响:4OH—-4e—=2H2O+O2↑6.某小组为研讨电化学原理,设计如右图装置。
以下表达正确的选项是( )A、a和b用导线衔接时,铁片上会有金属铜析出B、a和b用导线衔接时,铜片上发作的反响为:Cu2+—2e― = CuC、无论a和b能否衔接,铁片均会溶解D、无论a和b能否衔接,铁片上发作的反响都是:Fe —3e― =Fe3+7. 如下图,a、b是两根石墨棒。
以下表达正确的选项是A.a是正极,发作恢复反响B.b是阳极,发作氧化反响C.稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变D.往滤纸上滴加酚酞试液,a极左近颜色变红2021年12月31日夜,上海外滩运用LED产品停止了精彩纷呈的跨年灯光秀。
2021版高考化学一轮复习 6.2 原电池 化学电源题组训练过关2(含解析)新人教版
原电池化学电源一次电池1.普通锌锰干电池的简图如图所示,它是用锌皮制成的锌筒作电极,中央插一根碳棒,碳棒顶端加一铜帽。
在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物,并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜,隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液。
该电池工作时的总反应为Zn+2N+2MnO2 [Zn (NH3)2]2++Mn2O3+H2O。
下列关于锌锰干电池的说法中正确的是()A.当该电池电压逐渐下降后,利用电解原理能重新充电复原B.电池负极反应式为2MnO2+2N+2e-Mn2O3+2NH3+H2OC.原电池工作时,电子从负极通过外电路流向正极D。
外电路中每通过0.1 mol电子,锌的质量理论上减小6.5 g【解析】选C。
普通锌锰干电池是一次电池,不能充电复原,A项错误;根据原电池工作原理,负极失电子,B项错误;由负极的电极反应式可知,每通过0。
1 mol电子,消耗锌的质量是65 g·mol—1×=3.25 g,D项错误。
2.(双选)(2020·漳州模拟改编)锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池是实际应用电池系列中比能量最高的一种电池,剖视图如图所示,一种非水的LiAlCl4的SOCl2溶液为电解液。
亚硫酰氯既是电解质,又是正极活性物质,其中碳电极区的电极反应式为2SOCl2+4e—4Cl—+S+SO2↑,该电池工作时,下列说法错误的是( )A。
锂电极区发生的电极反应:Li-e—Li+B.放电时发生的总反应:4Li+2SOCl24LiCl+SO2↑+SC。
锂电极上的电势比碳电极上的高D.若采用水溶液代替SOCl2溶液,电池总反应和效率均不变【解析】选C、D。
锂电池中锂为电池的负极,失电子生成锂离子,反应式:Li—e—Li+,A正确;放电时的总反应式为电池正负极得失电子总数相等时电极反应相加,4Li+2SOCl24LiCl+SO2↑+S,B正确;锂电极为电池的负极,负极的电势比正极低,C错误;若采用水溶液代替SOCl2溶液,锂电极则与水反应生成氢氧化锂,造成电极的损耗,D错误。
高考化学一轮复习 9.1 原电池 化学电源课时提升作业
冠夺市安全阳光实验学校课时提升作业(二十六)原电池化学电源(45分钟100分)一、选择题(本题包括10小题,每小题6分,共60分)1.依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)====Cu2+(aq)+2Ag(s),设计的原电池如图所示。
下列有关说法中错误的是( )A.电解质溶液Y是CuSO4溶液B.电极X的材料是CuC.银电极为电池的正极,其电极反应为Ag++e-====AgD.外电路中的电子是从X电极流向Ag电极2.(2014·银川模拟)关于如图所示①、②两个装置的叙述评价正确的是( )选项叙述评价A 装置名称:①是电解池,②是原电池错误B 硫酸浓度变化:①增大,②减小正确C 电极反应式:①中阳极:4OH--4e-====2H2O+O2↑②中正极:Zn-2e-====Zn2+正确D离子移动方向:①中H+向阴极方向移动②中H+向正极方向移动错误3.(2014·厦门模拟)控制适合的条件,将反应Fe3++Ag Fe2++Ag+设计成如图所示的原电池(盐桥装有琼脂—硝酸钾溶液;灵敏电流计的0刻度居中,左右均有刻度)。
已知接通后观察到电流计指针向右偏转。
下列判断正确的是( ) A.在外电路中,电子从石墨电极流向银电极B.盐桥中的K+移向乙烧杯C.一段时间后,电流计指针反向偏转,越过0刻度,向左边偏转D.电流计指针居中后,往甲烧杯中加入一定量的铁粉,电流计指针将向左偏转4.(2013·兰州模拟)新型LiFePO4可充电锂离子动力电池以其独特的优势成为绿色能源的新宠。
已知该电池放电时的电极反应为正极:FePO4+Li++e-====LiFePO4,负极:Li-e-====Li+。
下列说法中正确的是( )A.充电时动力电池上标注“+”的电极应与外接电源的正极相连B.放电时电池反应为FePO4+Li++e-====LiFePO4C.放电时电池内部Li+向负极移动D.放电时,在正极上Li+得电子被还原5.(2014·唐山模拟)工业上常将铬镀在其他金属表面,同铁、镍组成各种性质的不锈钢,在下图装置中,观察到图1装置铜电极上产生大量的无色气泡,而图2装置中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量有色气体,则下列叙述正确的是( )A.图1为原电池装置,Cu电极上产生的是O2B.图2装置中Cu电极上发生的电极反应式为Cu-2e-====Cu2+C.由实验现象可知:金属活动性Cu>CrD.两个装置中,电子均由Cr电极流向Cu电极6.下图装置可用来监测空气中NO的含量,下列说法错误的是( )A.外电路中电流由Pt电极流向NiO电极B.Pt电极上发生的是还原反应C.NiO电极的电极反应式为NO+O2--2e-====NO2D.每流经1 m3空气(假设NO被完全吸收),转移电子的物质的量为2×10-7mol,则该空气中NO的含量约为3×10-2mg·m-37.(2014·长春模拟)获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功,电解液为AlI3溶液,已知电池总反应为2Al+3I2====2AlI3。
2021年高考化学一轮复习讲练测 专题7.2 原电池 化学电源(讲)
1、了解原电池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。
2、了解常见化学电源的种类及其工作原理。
一、原电池概念及原理1、原电池原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是氧化还原反应。
2、构成条件及推断(1)具有两个活性不同的电极(金属和金属或金属和非金属)。
(2)具有电解质溶液。
(3)形成闭合电路(或在溶液中相互接触)。
(4)是否存在能自发进行的氧化还原反应★☆推断3.原电池工作原理示意图以铜锌原电池为例(1)反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn-2e-===Zn2+Cu2++2e-===Cu反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液,K+移向正极,Cl-移向负极(3)两个装置的比较装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触,易造成能量损耗;装置Ⅱ盐桥原电池中,还原剂在负极区,而氧化剂在正极区,能避开能量损耗。
(3)原电池的工作原理和电子流向可用下列图示表示:【说明】①在原电池装置中,电子由负极经导线流向正极,阳离子在正极上获得电子,通过电路中的电子和溶液中的离子的移动而形成回路,传导电流,电子并不进入溶液也不能在溶液中迁移。
②原电池将一个完整的氧化还原反应分为两个半反应,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,一般将两个电极反应中得失电子的数目写为相同,相加便得到总反应方程式。
③阴离子要移向负极,阳离子要移向正极。
这是由于:负极失电子,生成大量阳离子积聚在负极四周,致使该极四周有大量正电荷,所以溶液中的阴离子要移向负极;正极得电子,该极四周的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极四周带负电荷,所以溶液中的阳离子要移向正极。
④不参与电极反应的离子从微观上讲发生移动,但从宏观上讲其在溶液中各区域的浓度基本不变。
【典型例题1】【安徽屯溪一中2022届其次次月考】锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是 ( ) A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO 42-)减小C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动, 保持溶液中电荷平衡【答案】 C【考点定位】考查原电池原理及应用【点评】在高中原电池部分主要考查的学问点涉及原电池工作原理,电极种类、电极反应类型推断、电极反应方程式的书写等学问,本题主要考查原电池原理,关键是理解并把握原电池相关概念,包括电极的推断、电极反应的推断、离子的移动等,特殊需要留意的是交换膜和盐桥的作用,如本题中的阳离子交换膜,只允许阳离子和水分子通过,阴离子不能通过阳离子交换膜,需要理解并把握。
高考化学总复习 课时作业十九 原电池 化学电源 新人教版选修4
课时作业(十九) 原电池化学电源一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)1.(2013·吉林磐石质检)以铝合金、PtFe合金网为电极材料制成海水电池。
下列关于这种电池的说法:①铝合金是阳极、②铝合金是负极、③海水是电解液、④铝合金电极发生还原反应,其中正确的是( )A.②③B.②④C.①②D.①④2.X、Y、Z都是金属,把X投入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出,X与Y组成原电池时,Y为电池的负极,X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为( )A.X>Y>Z B.X>Z>Y C.Y>X>Z D.Y>Z>X3.如下图是Zn和Cu组成的原电池示意图,某小组做完该实验后,在读书卡片上作了如下记录,其中合理的是( )卡片:No.10 Date:2013-3-11实验记录:①导线中电流方向:锌→铜。
②铜极上有气泡产生。
③锌片变薄。
实验结论:④Zn为正极,Cu为负极。
⑤铜比锌活泼。
⑥H+向铜片移动。
A.①②③ B.④⑤⑥ C.③④⑤ D.②③⑥4.将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是( )A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极C.两烧杯中溶液的pH均增大D.产生气泡的速度甲比乙慢5.如右图所示的装置,在盛有水的烧杯中,铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝,使之平衡,小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液,片刻后可观察到的现象是( ) A.铁圈和银圈左右摇摆不定B.保持平衡C.铁圈向下倾斜D.银圈向下倾斜6.(2011·广东高考)某小组为研究电化学原理,设计下图装置,下列叙述不正确的是( )A.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分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu2+向铜电极移动7.(2013·湖北鄂州质检)如图所示装置中,观察到电流计指针偏转;M棒变粗;N棒变细,由此判断表中所列M、N、P物质,其中可以成立的是( )M N PA Zn Cu 稀H2SO4B Cu Fe 稀HClC Ag Zn AgNO3溶液D Zn Fe Fe(NO3)3溶液8.(创新题)有下列4种燃料电池的工作原理示意图,其中正极反应的产物为水的是( )9.(2013·广西桂林质检)综合如图判断,下列说法正确的是( )A.装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe-2e-===Fe2+B.装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2+2H2O+4e-===4OH-C.装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D.放电过程中,装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大10.利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验,甚至制作出一些有实际应用价值的装置来,下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图:该电池工作时,有关说法正确的是( )A.铝罐将逐渐被腐蚀B.炭粒和炭棒上发生的反应为O2+4e-===2O2-C.炭棒应与玩具电机的负极相连D.该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻11.原电池正、负电极的极性不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。
高中化学 课时提升作业十九 化学电源(含解析)新人教版选修4
化学电源(30分钟50分)一、选择题(本题包括3小题,每小题6分,共18分)1.(2018·济南高二检测)下列电池工作时,电极质量均不发生改变的是( )【解析】选C。
银锌电池在工作时,负极金属锌质量会减少,电极质量发生变化,A错误;锌锰电池在工作时,负极金属锌质量会减少,电极质量发生变化,B错误;燃料电池工作时,在两极上都是气体物质发生反应,电极质量不会发生变化,C正确;铅蓄电池在工作时,两极上都会产生难溶物质硫酸铅,两电极质量都会增加,D错误。
2.(2018·合肥高二检测)碱性电池有容量大,放电电流大的特点,被广泛应用。
锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为Zn+2MnO2+H2OZn(OH)2+Mn2O3下列说法错误的是()A.电池工作时,锌失去电子B.电池正极的电极反应式为2MnO2+H2O+2e-Mn2O3+2OH-C.外电路中每通过0.2 mol电子,锌的质量理论上减少13 gD.电池工作时,电子由负极通过外电路流向正极【解析】选C。
Zn在反应中化合价由0价变为+2价,所以放电时锌失电子发生氧化反应,A正确;正极上得电子发生还原反应,电极反应式为2MnO2+H2O+2e-Mn2O3+2OH-,B正确;外电路中每通过0.2 mol电子,根据Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2知,消耗锌的质量=×65 g·mol-1=6.5 g,C错误;放电时,负极上失电子、正极上得电子,所以电子从负极沿导线流向正极,D正确。
【补偿训练】(2018·鄂州高二检测)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LiMn2O4Li1-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【解析】选C。
图示所给出的是原电池装置。
A.由图示分析,金属锂易失电子,由原电池原理可知,含有锂的一端为原电池的负极,即b为负极,a为正极,故A正确。
高考化学一轮复习 基础课时练19 原电池 化学电源
基础课时练(十九) 原电池 化学电源1.(2018·长春五县联考)下列电池工作时,负极上有H 2参与反应的是( )答案:A 2.(2018·上海青浦区模拟)按如图所示进行实验,下列说法不正确的是( )A .装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生B .装置甲、乙中的能量变化均为化学能转化为电能C .装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转D .装置乙中负极的电极反应式:Zn -2e -===Zn 2+答案:B3.(2016·上海卷,8)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 (Zn 2+)C .c (H +)D .c (SO 2-4)解析:选C 该装置构成原电池,Zn 是负极,Cu 是正极。
A.在正极Cu 上溶液中的H+获得电子变为氢气,Cu 棒的质量不变,错误;B.由于Zn 是负极,不断发生反应Zn -2e -===Zn2+,所以溶液中c (Zn 2+)增大,错误;C.由于反应不断消耗H +,所以溶液中的c (H +)逐渐降低,正确;D.SO 2-4不参加反应,其浓度不变,错误。
4.课堂学习中,同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。
下列结论错误的是( )A.原电池是将化学能转化成电能的装置B.原电池由电极、电解质溶液和导线等组成C.图中电极a为铝条、电极b为锌片时,导线中会产生电流D.图中电极a为锌片、电极b为铜片时,电子由铜片通过导线流向锌片答案:D5.(2018·韶关模拟)某原电池装置如图所示。
下列有关叙述中,正确的是( )A.Fe作正极,发生氧化反应B.负极反应:2H++2e-===H2↑C.工作一段时间后,两烧杯中溶液pH均不变D.工作一段时间后,NaCl溶液中c(Cl-)增大答案:D6.(2018·温州模拟)利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。
高考化学一轮复习 课时分层提升练十九 原电池 化学电源(含解析)新人教版-新人教版高三全册化学试题
原电池化学电源一、选择题1.下列有关化学电池的说法中正确的是( )A.化学电池只能将化学能转化为电能B.燃料电池能将全部化学能转化为电能C.银锌电池比能量大,电压稳定,储存时间长D.一次电池包括干电池和蓄电池【解析】选C。
蓄电池不但可以将化学能转化为电能(放电),也可以将电能转化为化学能(充电),燃料电池的能量转化率超过80%,但不可能100%转化。
蓄电池可重复使用,属于二次电池。
故选C。
2.(2019·德州模拟) 原电池装置如图所示,下列有关叙述正确的是( )A.锌电极上发生还原反应B.电池工作一段时间后,甲池的c(S)不变C.电池工作一段时间后,甲池溶液的总质量增加D.该装置将化学能转化为电能,一段时间后,装置内的电子总量减少【解析】选B。
锌是负极,发生氧化反应,A错误;原电池工作时,阴离子由正极向负极运动,但阴离子不能通过阳离子交换膜,只出现锌离子由甲池移向乙池,甲池的c(S)不变,B正确;根据B的分析,电池工作一段时间后,甲池溶液仍是硫酸锌溶液,质量不变,C错误;该装置是原电池装置,将化学能转化为电能,电子的定向移动产生电流,但电子总量不变,D错误。
3.依据Cd(Hg)+Hg2SO43Hg+Cd2++S反应原理,设计出韦斯顿标准电池,其简易装置如图。
下列有关该电池的说法正确的是( )A.电池工作时Cd2+向电极B移动B.电极A上发生反应Hg2SO4+2e-2Hg+SC.电极B上发生反应Cd(Hg)-4e-Hg2++Cd2+D.反应中每生成a mol Hg转移3a mol 电子【解析】选B。
根据电池总反应式可知,放电时Cd在负极失电子,故B为负极,电极反应式为Cd-2e-Cd2+,生成的Cd2+移向A极,A、C错误;正极上Hg2SO4得电子生成Hg,电极反应式为Hg2SO4+2e-2Hg+S,当生成a mol Hg时,转移a mol 电子,B正确,D错误。
4.斯坦福大学、麻省理工学院和丰田研究所的科学家们发现,利用大数据和人工智能可预测电池的使用寿命及储电能力。
2021版高考化学一轮复习课时分层提升练二十电解池金属的电化学腐蚀与防护(含解析)新人教版
电解池金属的电化学腐蚀与防护一、选择题1.在电解水制取H2和O2时,为了增强导电性,常常要加入一些电解质,最好选用( )A.NaClB.HClC.CuSO4D.Na2SO4【解析】选D。
加入NaCl和HCl时,阳极氯离子放电生成氯气,A、B错误;加入CuSO4时,阴极铜离子放电生成Cu,C错误。
2.用惰性电极电解饱和Na2CO3溶液,若保持温度不变,则一段时间后( )A.溶液的pH变大B.c(Na+)与c(C)的比值变大C.溶液浓度变大,有晶体析出D.溶液浓度不变,有晶体析出【解析】选D。
盛有饱和碳酸钠溶液的烧杯中插入惰性电极,保持温度不变,通电时氢离子放电生成氢气,氢氧根离子放电生成氧气,即电解水,因温度不变,溶剂减少后还是饱和溶液,则浓度不变,pH不变,故A错误;因温度不变,溶剂减少后还是饱和溶液,则Na+和C的浓度不变,故B错误;因温度不变,溶剂减少后还是饱和溶液,则溶液浓度不变,故C错误;原溶液为饱和溶液,温度不变,溶剂减少时有晶体析出,溶液仍为饱和溶液,浓度不变,故D正确;选D。
3.下列关于电化学的说法不正确的是( )A.两个隔离的不同半电池通过盐桥连接可以组成原电池B.电解精炼铜时,阳极泥中含有Zn、Fe、Ag、Au等金属C.在铁上镀银,用银作阳极D.牺牲阳极的阴极保护法利用的是原电池原理【解析】选B。
A.两个隔离的不同半电池可以通过盐桥连接组成原电池,KCl盐桥中K+朝正极定向迁移,氯离子朝负极定向迁移,故A正确;B.Zn、Fe属于活泼金属,电解精炼铜时,阳极泥中不含有Zn、Fe,故B错误;C.电镀装置中,镀件是阴极,镀层金属是阳极,在铁上电镀银,用银作阳极,故C正确;D.原电池的正极及电解池的阴极中的金属被保护,所以利用电化学原理保护金属主要有两种方法,分别是牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法,其中,牺牲阳极的阴极保护法利用的是原电池原理,故D正确。
4.下列关于电化学知识的说法正确的是( )A.电解饱和食盐水在阳极得到氯气,阴极得到金属钠B.电解精炼铜时,阳极质量的减少不一定等于阴极质量的增加C.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液,在阴极上依次析出Al、Fe、CuD.电解CuSO4溶液一段时间后(Cu2+未反应完),加入适量Cu(OH)2可以使溶液恢复至原状态【解析】选B。
2021高考化学一轮复习 课后限时集训19 原电池 化学电源 新人教版
课后限时集训19原电池化学电源(建议用时:35分钟)1.各式各样电池的迅速发展是化学对人类的一项重大贡献。
下列有关电池的叙述正确的是 ( )A.手机上用的锂离子电池属于一次电池B.锌锰干电池中,锌电极是负极C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极上被还原D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅[答案]B2.(2019·滨州月考)下列有关说法中错误的是 ( )A.某燃料电池用熔融碳酸盐作电解质,两极分别通入CO和O2,则通入CO的一极为负极,电极反应式为CO-2e-+CO错误!===2CO2B.Zn粒与稀硫酸反应制氢气时,为加快反应速率,可在反应过程中滴加几滴CuSO4溶液C.根据自发氧化还原反应Cu+2NO错误!+4H+===Cu2++2NO2↑+2H2O设计原电池,可在常温下用铜和铁作电极,使用浓硝酸作电解质溶液D.原电池中电子从负极出发,经外电路流向正极,再从正极经电解液回到负极构成闭合回路[答案] D3.分析下图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是()A.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↑B [②中Mg不与NaOH溶液反应,而Al能和NaOH溶液反应失去电子,故Al是负极;③中Fe在浓硝酸中钝化,Cu和浓硝酸反应失去电子作负极,A、C错;②中电池总反应为2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,负极反应式为2Al+8OH--6e-===2AlO-2+4H2O,二者相减得到正极反应式为6H2O+6e-===6OH-+3H2↑,B正确;④中Cu是正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,D错。
]4.(2019·云南七校联考)铝—空气电池以高纯度铝(含铝99。
99%)为负极,铂铁合金为正极,海水为电解质溶液,工作原理如图所示。
2021届高考化学备考一轮复习考点训练:原电池 化学电源
原电池 化学电源1.钠-氯化镍电池以 βAl 2O 3(Al2O 3·x Na 2O)作为固体电解质构成的一种新型电池(2Na +NiCl 2充电放电Ni +2NaCl),其结构如图所示。
下列关于该电池的叙述错误的是( )A .放电时NaCl 在熔融电解质中生成B .充电时阴极反应:Na ++e -===NaC .氯离子通过βAl 2O 3(s)在两电极间移动D .如果电池过度放电,AlCl -4可能被还原 【答案】 C【解析】 阴极发生还原反应,充电时阴极反应:Na + +e - ===Na ,故B 正确;如果电池过度放电, AlCl -4可能被还原为Al ,故D 正确。
2.我国研究锂硫电池获得突破,电池的总反应是16Li +S 8放电充电8Li 2S ,充放电曲线如图所示,下列说法不正确的是( )A.充电时,电能转化为化学能B.放电时,锂离子向正极移动C.放电时,1 mol Li2S6转化为Li2S4得到2 mol e-D.充电时,阳极总电极反应式是8S2--16e-===S8【答案】 C【解析】充电时,是电解池,电能转化为化学能,故A正确;放电时,是原电池,在原电池中,阳离子向正极移动,因此锂离子向正极移动,故B正确;根据图示,放电时,1 mol Li2S6转化为Li2S4的反应为2Li2S6+2Li===3Li2S4,反应中2 mol Li2S6得到2 mol e-,即1 mol Li2S6得到1 mol e-,故C错误;根据16Li+S8放电8Li2S,充电时,阳极总电极反应式是8S2--16e-===S8,故D正确。
3.科学家研发出一种新型水溶液锂电池,采用复合膜包裹的金属锂作负极,锰酸锂(LiMn2O4)作正极,以0.5 mol·L-1Li2SO4 水溶液作电解质溶液。
电池充、放电时,LiMn2O4与Li2Mn2O4可以相互转化。
下列有关该电池的说法正确的是( )A.该电池放电时,溶液中的SO2-4向电极b移动B.该电池负极的电极反应式为:2Li+2H2O===2LiOH+H2↑C.电池充电时,外加直流电源的正极与电极a相连D.电池充电时,阳极的电极反应式为:Li2Mn2O4-e-===LiMn2O4+Li+【答案】 D【解析】根据图示可知,电极a为金属Li作负极,电极b为正极,所以电池放电时,溶液中的SO2-4向电极a移动,故A错误;该电池负极的电极反应式为Li-e-===Li+,故B错误;在给电池充电时,遵循正接正、负接负的原则,所以外加直流电源的正极与该电池的电极b相连,故C错误;根据放电、充电时电子转移的规律可知,充电时的阳极反应式为放电时正极反应的逆反应,即Li2Mn2O4-e-===LiMn2O4+Li+,故D正确。
高考化学 一轮复习 第二节 原电池 化学电源 新人教版
(2)根据总反应式写电极反应式一般分四个步骤:①列物质,标得失;②选离子, 配电荷;③配个数,巧用水;④两式加,验总式。
【例1】有人设计出利用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池。 电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧,则下列说法正确的是( ) ①每消耗1 mol CH4可以向外电路提供8 mol e- ②负极上CH4失去电子,电极反应式:CH4+10OH--8e-===CO +7H2O ③负极上是O2 获得电子,电极反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH- ④电池放电后,溶液pH不断升高
高分策略
本题考查了燃料电池在一定酸碱性介质溶液环境下的电极反应式的书写。考生易忽 视溶液介质,而错选A。同一个原电池反应在不同的介质中其电极反应式有可能是 不相同的,如氢氧燃料电池,其总反应的化学方程式都是2H2+O2===2H2O,但在 碱性介质、中性介质和酸性介质中其电极反应式是不同的。如,H2在不同介质中的 电极反应式:①在碱性条件下负极:H2+2OH--2e-===2H2O;②在酸性或中性 条件下负极:H2-2e-===2H+。
如铅蓄电池:H2SO4作电解质溶液
(1)放电时:
负极:
;
正极:
;
总反应:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O (2)充电反应为电解过程,是放电反应的逆过程
阴极:
;
阳极:
;
总反应:2PbSO4+2H2O
Pb+PbO2+2H2SO4。
3.燃料电池
(1)氢氧燃料电池
①用酸性电解质时: 负极: H2-2e-===2H+ ;
解析:铅蓄电池在放电时,负极为Pb,失去电子发生氧化反应,正极为PbO2, 得到电子发生还原反应,故A、B错误;铅蓄电池在充电时,是电解池的装置, 与充电器电源正极相连的叫阳极,即它放电时的正极,阳极失去电子转移到充 电器电源的正极,故C错误,D正确。 答案:D
【新高考】2021高考化学一轮复习:课练19 原电池 化学电源 (含答案)
课练19原电池化学电源———————[狂刷小题夯基础]—————————[练基础]1.将下列材料和电解质溶液按如图所示组装成一个原电池,则负极电极反应式书写正确的是()X Y 电解质溶液a负极电极反应式A 硅铁NaOH溶液Fe-2e-===Fe2+B 铜铝浓硝酸Al-3e-===Al3+C 二氧化铅铅稀硫酸Pb-2e-===Pb2+D 镁铝KOH溶液Al-3e-+4OH-===AlO-2+2H2O2.一种微生物燃料电池如图所示,下列关于该电池的说法正确的是()A.a电极为正极B.H+由右室通过质子交换膜进入左室C.a电极的电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O===6CO2↑+28H+D.当b电极上产生1 mol N2时,溶液中将有10 mol e-通过3.某学生设计的四种锂空气电池的工作原理示意图如图所示,固体电解质只允许Li+通过,其中不正确的是()4.最近,科学家研发了“全氢电池”,其工作原理如图所示。
下列说法不正确的是() A.右边吸附层中发生了还原反应B.负极的电极反应是H2-2e-+2OH-===2H2OC.电池的总反应是2H2+O2===2H2OD.电解质溶液中Na+向右移动,ClO-4向左移动5.金属-硫电池价格低廉,使用寿命长,能量密度高,因而在电池研究领域得到广泛关注。
常温下新型Mg-S电池放电时的总反应为:Mg+n S===MgS n。
下列关于该电池的说法正确的是()A.负极材料为金属镁,正极材料为固体硫B.电解质可选用硫酸铜C.放电时,阳离子向负极移动D.将金属镁换成金属钠或锂也可以形成原电池6.如图是甲烷燃料电池的工作原理模拟示意图,下列说法正确的是()A.电极B上O2发生氧化反应B.OH-由负极区向正极区迁移C.若电极区溶液体积不变,一段时间后电极B区溶液pH变大D.电极A区发生反应:CH4-8e-+10OH-===CO2-3+7H2O7.(多选)一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的原理及电池中发生的主要反应如图所示。
2022届高三化学(人教版)一轮复习:第6章 第2节 课时分层训练19 Word版含答案
课时分层训练(十九)原电池化学电源A组专项基础达标(建议用时:30分钟)1. (2021·泉州模拟)课堂学习中,同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。
下列结论错误的是()A.原电池是将化学能转化成电能的装置B.原电池由电极、电解质溶液和导线等组成C.图中a极为铝条、b极为锌片时,导线中会产生电流D.图中a极为锌片、b极为铜片时,电子由铜片通过导线流向锌片D D项,a极为负极,电子由负极(锌片)流出。
]2.依据下图推断,下列说法正确的是()【导学号:95812150】A.装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe-2e-===Fe2+B.装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2+2H2O+4e-===4OH-C.装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D.放电过程中,装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大D A项,装置Ⅰ中的负极为Zn;B项,装置Ⅱ中的正极反应为2H++2e-===H2↑;C项,阳离子向正极移动,装置Ⅰ中向左侧移动。
]3.(2021·全国卷Ⅱ)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。
下列关于该电池的叙述错误..的是()A.电池反应中有NaCl生成B.电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C.正极反应为:NiCl2+2e-===Ni+2Cl-D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动B A项,在负极Na失电子生成Na+,正极反应为NiCl2+2e-===Ni+2Cl-,故电池反应中有NaCl生成;B项,电池的总反应是金属钠还原二价镍离子;C项,正极上NiCl2发生还原反应,电极反应为NiCl2+2e-===Ni+2Cl-;D项,钠在负极失电子,被氧化生成Na+,Na+通过钠离子导体在两电极间移动。
]4.①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。
①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出;③④相连时,③的质量削减。
2021版高考化学一轮总复习 第六章 化学反应与能量 课时提升作业 十九(A) 6.3
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课时提升作业十九电解池金属的电化学腐蚀与防护(A)(45分钟100分)一、选择题(本题包括7小题,每小题6分,共42分)1.(2022·威海模拟)下列描述错误的是( )A.从海水中可以制取镁、溴、碘等物质B.电解精炼铜(含少量Fe、Zn、Ag)的电解后溶液中,存在的金属阳离子只有Fe2+、Zn2+C.电解饱和食盐水可以制取烧碱、氯气、氢气D.在镀件上电镀铜,电镀过程中阳极削减的质量等于阴极增加的质量【解析】选B。
海水中含有镁、溴、碘等元素,因此从海水中可以制取镁、溴、碘等物质,A正确;电解精炼铜(含少量Fe、Zn、Ag)的电解后溶液中,存在的金属阳离子除了有Fe2+、Zn2+外,还有铜离子,B错误;电解饱和食盐水阳极是氯离子放电,其产物是氯气,阴极是氢离子放电,其产物是氢气和氢氧化钠,C正确;镀铜时,待镀金属作阴极,镀层金属作阳极,含有镀层金属离子的溶液作电镀液,所以在镀件上电镀铜,电镀过程中阳极削减的质量等于阴极增加的质量,D正确。
2.(2022·铜川模拟)下列有关电化学的示意图中正确的是( )【解析】选D。
选项A,Zn应为原电池负极,Cu为原电池正极。
选项B,盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。
选项C,粗铜应连接电源正极。
选项D,电解饱和NaCl溶液,Cl-在阳极放电产生Cl2,溶液中的H+在阴极获得电子而产生H2,正确。
3.(2022·衡水模拟)肯定条件下,碳钢腐蚀状况与溶液pH的关系如下:pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2+Fe 3O4Fe2O3Fe下列说法不正确的是( )A.在pH<4的溶液中,碳钢主要发生析氢腐蚀B.在pH>6的溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀C.在pH>14的溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为O2+4H++4e-2H2OD.在煮沸除氧气后的碱性溶液中,碳钢腐蚀速率会减缓【解析】选C。
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原电池化学电源一、选择题1.下列有关化学电池的说法中正确的是( )A.化学电池只能将化学能转化为电能B.燃料电池能将全部化学能转化为电能C.银锌电池比能量大,电压稳定,储存时间长D.一次电池包括干电池和蓄电池【解析】选C。
蓄电池不但可以将化学能转化为电能(放电),也可以将电能转化为化学能(充电),燃料电池的能量转化率超过80%,但不可能100%转化。
蓄电池可重复使用,属于二次电池。
故选C。
2.(2019·德州模拟) 原电池装置如图所示,下列有关叙述正确的是( )A.锌电极上发生还原反应B.电池工作一段时间后,甲池的c(S)不变C.电池工作一段时间后,甲池溶液的总质量增加D.该装置将化学能转化为电能,一段时间后,装置内的电子总量减少【解析】选B。
锌是负极,发生氧化反应,A错误;原电池工作时,阴离子由正极向负极运动,但阴离子不能通过阳离子交换膜,只出现锌离子由甲池移向乙池,甲池的c(S)不变,B正确;根据B的分析,电池工作一段时间后,甲池溶液仍是硫酸锌溶液,质量不变,C错误;该装置是原电池装置,将化学能转化为电能,电子的定向移动产生电流,但电子总量不变,D错误。
3.依据Cd(Hg)+Hg2SO43Hg+Cd2++S反应原理,设计出韦斯顿标准电池,其简易装置如图。
下列有关该电池的说法正确的是( )A.电池工作时Cd2+向电极B移动B.电极A上发生反应Hg2SO4+2e-2Hg+SC.电极B上发生反应Cd(Hg)-4e-Hg2++Cd2+D.反应中每生成a mol Hg转移3a mol 电子【解析】选B。
根据电池总反应式可知,放电时Cd在负极失电子,故B为负极,电极反应式为Cd-2e-Cd2+,生成的Cd2+移向A极,A、C错误;正极上Hg2SO4得电子生成Hg,电极反应式为Hg2SO4+2e-2Hg+S,当生成a mol Hg时,转移a mol 电子,B正确,D错误。
4.斯坦福大学、麻省理工学院和丰田研究所的科学家们发现,利用大数据和人工智能可预测电池的使用寿命及储电能力。
硼化钒(VB2)-空气电池是目前储电能力最高的电池,电池示意图如图所示,该电池工作时发生反应4VB2+11O24B2O3+2V2O5。
下列说法正确的是( )A.电极a为电池负极B.图中选择性透过膜只能让阳离子选择性透过C.电子由VB2极经KOH溶液流向电极aD.VB2极发生的电极反应为2VB2+22OH--22e-V2O5+2B2O3+11H2O【解析】选D。
根据原电池反应和氧化还原反应原理知,电极a为正极,A项错误;题图中选择性透过膜只能让阴离子选择性透过,B项错误;电子由VB2极经负载流向电极a,C项错误;根据总反应和电子转移情况可知D项正确。
【加固训练】(2019·成都模拟)如图所示的C-NaMO2电池是科学家正在研发的钠离子电池,据悉该电池可以将传统锂电池的续航能力提升7倍。
该电池反应式为NaMO2+n C Na(1-x)MO2+Na x C n,下列正确的是( )A.充电时,左侧电极为阳极B.电解质可以选用无水乙醇C.放电时,负极电极反应式为NaMO2-x e-Na(1-x)MO2+x Na+D.充电时,阳极电极反应式为n C+x Na+-x e-Na x C n【解析】选C。
A、充电时,钠离子移向左侧,左侧电极为阴极,故A错误;B、无水乙醇为非电解质,不能电离,不导电,故B错误;C、原电池中,负极发生失电子的氧化反应:放电时,负极电极反应式为NaMO2-x e-Na(1-x)MO2+x Na+,故C正确;D、电解池中,阳极上发生失电子的氧化反应:电极反应式为Na x C n-x e-n C+x Na+,故D错误。
5.垃圾的处理是制约环境保护的一大难题。
最近报道的一种处理垃圾渗滤液并用其发电的示意图如图。
装置工作时下列说法错误的是( )A.盐桥中Cl-向Y极移动B.化学能转变为电能C.电子由X极沿导线流向Y极D.Y极发生的反应为2N+10e-+12H+N2+6H2O,周围pH增大【解析】选A。
NH3→N2化合价升高失电子,发生氧化反应,作负极;N→N2化合价降低得电子,发生还原反应,作正极,盐桥中Cl-向负极X 极移动,故A错;垃圾在微生物的作用下,发生氧化还原反应,形成了原电池,所以化学能转变为电能,故B正确;根据A分析知X为负极,Y为正极,电子由负极X 极沿导线流向正极Y 极,故C正确;Y 极为正极发生的反应为2N+10e-+12H+N2+6H2O,消耗H+,所以pH 增大,故D正确,答案选A。
【加固训练】某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构见下图,电池总反应可表示为: 2H2+O22H2O,下列有关说法正确的是( )A.电子通过外电路从b极流向a极B.b极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e-4OH-C.每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H2D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极【解析】选D。
首先明确a为负极,这样电子应该是通过外电路由a极流向b;B选项电极反应为O2+4e-+4H+2H2O;C没有告知标准状况。
二、非选择题6.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
装置现二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生象根据实验现象回答下列问题:(1)装置甲中负极的电极反应式是______________________。
(2)装置乙中正极的电极反应式是______________________。
(3)装置丙中溶液的pH________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是______________________。
【解析】(1)二价金属A不断溶解,说明A是负极,所以负极的电极反应式是A-2e-A2+; (2)乙装置中C的质量不断增加,说明C电极是正极,溶液中的铜离子放电生成铜,电极反应式为Cu2++2e-Cu;(3)丙装置中A电极上有气体生成,所以A电极是正极,溶液中的氢离子放电生成氢气,所以溶液的pH增大;(4)甲中A是负极,B是正极;乙中C是正极,B是负极;丙中A是正极,D是负极,所以四种金属活泼性由强到弱的顺序是D>A>B>C。
答案: (1)A-2e-A2+(2)Cu2++2e-Cu(3)变大(4)D>A>B>C7.(1)氢氧燃料电池汽车作为上海世博园中的交通工具之一,下列有关说法不正确的是________(填选项字母)。
A.太阳光催化分解水制氢气比电解水制氢气更为科学B.氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境C.以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应式相同D.以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的总反应式相同(2)纯电动车采用了高效耐用的一种新型可充电电池,该电池的总反应式为:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH①该电池放电时负极反应式为______________________。
②放电时每转移3 mol电子,正极有________mol K2FeO4被还原。
(3)锰酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位。
电池反应式为Li1-x MnO4+Li x LiMnO4,下列有关说法不正确的是________(填选项字母)。
A.放电时电池的正极反应式:Li1-x MnO4+x Li++x e-LiMnO4B.放电过程中,石墨没有得失电子C.该电池也能在KOH溶液的环境中正常工作D.充电时电池上标有“-”的电极应与外接电源的负极相连【解析】(1)A项,电解获得H2消耗较多的能量,而在催化剂作用下利用太阳能来分解H2O获得H2更为科学;B项,氢氧燃料电池中生成物为H2O,对环境无污染;C项,以稀H2SO4为介质的电池负极反应式为H2-2e-2H+,以KOH为介质的电池负极反应式为H2+2OH--2e-2H2O;D项,氢氧燃料电池的总反应式均为2H2+O22H2O。
(2)①放电时,在碱性条件下,负极反应式为Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2。
②根据电池总反应式可知,2 mol K2FeO4被还原时有6 mol电子转移,所以放电时每转移3 mol电子,有1 mol K2FeO4被还原。
(3)A项,根据总反应式可知Li失去电子,电池负极反应式为x Li-x e-x Li+,由总反应式减去负极反应式可得放电时电池的正极反应式为Li1-x MnO4+x Li++x e-LiMnO4;B项,根据总反应式可判断石墨没有得失电子;C项,Li能与KOH溶液中的H2O反应,导致电池无法正常工作;D项,充电过程是放电的逆向过程,外接电源的负极提供的电子使原电池负极获得电子发生还原反应,所以标有“-”的电极应与外接电源的负极相连。
答案:(1)C(2)①Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2②1(3)C一、选择题1.2019年诺贝尔化学奖授予对锂离子电池研究方面做出贡献的三位科学家。
锂空气充电电池,工作原理示意图如下,下列叙述正确的是 ( )A.该电池工作时Li+向负极移动B.Li2SO4溶液可作该电池电解质溶液C.电池充电时间越长,电池中Li2O含量越多D.电池工作时,正极可发生:2Li++O2+2e-Li2O2【解析】选D。
原电池中,阳离子应该向正极移动,选项A错误。
单质锂会与水反应生成氢氧化锂和氢气,所以电解质溶液不能使用任何水溶液,选项B错误。
电池充电的时候应该将放电的反应倒过来,所以将正极反应逆向进行,正极上的Li应该逐渐减少,所以电池充电时间越长,Li2O含量应该越少,选项C错误。
题目给出正极反应为:x Li++O2+x e-Li x O2,所以当x=2的时候反应为:2Li++O2+2e- Li2O2,所以选项D正确。
【加固训练】控制适合的条件,将反应2Fe3++2I-2Fe2++I2,设计成如下图所示的原电池。
下列判断不正确的是( )A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态D.电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中石墨电极为负极【解析】选D。
由反应2Fe3++2I-2Fe2++I2可知,反应开始时,甲中Fe3+发生还原反应,乙中I-发生氧化反应;当电流计读数为零时,则反应达到了平衡状态,此时在甲中溶入FeCl2固体,平衡向逆反应方向移动,乙中I2发生还原反应,则乙中石墨电极为正极。
2.电致变色玻璃以其优异的性能将成为市场的新宠。
如图所示为五层膜的玻璃电致变色系统,其工作原理是:在外接电源下,通过在膜材料内部发生氧化还原反应,实现对器件的光透过率进行多级可逆性调节。