2014屆新人教課標(biāo)Ⅰ高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)資料word版：第六章 第2講

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1、 第2講　原電池　化學(xué)電源 [考綱要求]　1.了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。 考點(diǎn)一　原電池及其工作原理 1．概念 把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 2．工作原理 以鋅銅原電池為例 電極名稱 負(fù)極 正極 電極材料 鋅片 銅片 電極反應(yīng) Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反應(yīng)類型 氧化反應(yīng) 還原反應(yīng) 電子流向 由Zn沿導(dǎo)線流向Cu 鹽橋中離子移向 鹽橋含飽和KCl溶液，K＋移向正極，Cl－移向負(fù)極 3．原電池的構(gòu)成條件 (1)一看反應(yīng)：看是否有能自發(fā)進(jìn)行的

2、氧化還原反應(yīng)發(fā)生(一般是活潑性強(qiáng)的金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng))。 (2)二看兩電極：一般是活潑性不同的兩電極。 (3)三看是否形成閉合回路，形成閉合回路需三個(gè)條件：①電解質(zhì)溶液；②兩電極直接或間接接觸；③兩電極插入電解質(zhì)溶液。 題組一　原電池工作原理的考查 1 / 31 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(wú)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

3、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。 　規(guī)避原電池工作原理的4個(gè)易失分點(diǎn) (1)只有放熱的氧化還原反應(yīng)才能通過設(shè)計(jì)成原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。 (2)電

4、解質(zhì)溶液中陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)，與導(dǎo)線中電子的定向移動(dòng)共同組成了一個(gè)完整的閉合回路。 (3)無(wú)論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過電解質(zhì)溶液。 (4)原電池的負(fù)極失去電子的總數(shù)等于正極得到電子的總數(shù)。 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

5、，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?、谥蠱g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

6、應(yīng)為2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，負(fù)極電極反應(yīng)式為2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋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)。 　原電池正、負(fù)極判斷方法 說明　原電池的正極與負(fù)極與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)，不要形成活潑電極一定作負(fù)極的思維定勢(shì)。 考點(diǎn)二　原電池原理的應(yīng)用 1．用于金屬的防護(hù) 使被保護(hù)的金屬制品作原電池正極而得到保護(hù)。例如，要保護(hù)一個(gè)鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可用導(dǎo)線

7、將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極。 2．設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源 (1)首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個(gè)半反應(yīng)。 (2)根據(jù)原電池的反應(yīng)特點(diǎn)，結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)找出正、負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液。 3．比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱 兩種金屬分別作原電池的兩極時(shí)，一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑。 4．加快氧化還原反應(yīng)的速率 一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反應(yīng)速率增大。例如，在Zn與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率加快。 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：

8、 ______________________________________________________________________。 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

9、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

10、>D>B>E C．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，AB原電池，A為負(fù)極；CD原電池，C為負(fù)極；AC原電池，A為負(fù)極；BD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H

11、2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??；(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＋CH3CO

12、OH，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。 　改變Zn與H＋反應(yīng)速率的方法 (1)加入Cu或CuSO4，形成原電池，加快反應(yīng)速率，加入Cu不影響Zn的量，但加入CuSO4，Zn的量減少，是否影響產(chǎn)生H2的量，應(yīng)根據(jù)Zn、H＋的相對(duì)量多少判斷。 (2)加入強(qiáng)堿弱酸鹽，由于弱酸根與H＋反應(yīng)，使c(H＋)減小，反應(yīng)速率減小，但不影響產(chǎn)生H2的量。 考點(diǎn)三　化學(xué)電源 1．堿性鋅錳干電池——一次電池 總反應(yīng)式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 正極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－===

13、2MnOOH＋2OH－； 負(fù)極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。 2．鋅銀電池——一次電池 負(fù)極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 正極反應(yīng)：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－； 總反應(yīng)式：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 3．二次電池(可充電電池) 鉛蓄電池是最常見的二次電池，負(fù)極材料是Pb，正極材料是PbO2。 (1)放電時(shí)的反應(yīng) ①負(fù)極反應(yīng)：Pb＋SO－2e－===PbSO4； ②正極反應(yīng)：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O； ③總反應(yīng)：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO

14、4＋2H2O。 (2)充電時(shí)的反應(yīng) ①陰極反應(yīng)：PbSO4＋2e－===Pb＋SO； ②陽(yáng)極反應(yīng)：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO； ③總反應(yīng)：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。 4．燃料電池 氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分酸性和堿性兩種。 種類 酸性 堿性 負(fù)極反應(yīng)式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正極反應(yīng)式 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 電池總反應(yīng)式 2H2＋O2===2H2O 深度思考 1．可充電電池充電時(shí)電極與

15、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1 mol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

16、)小 　48　(2)Pb　PbO2　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＋＋SO＋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，其濃度逐漸變小；由Pb＋SO－2e－===PbSO4可知，當(dāng)外電路通過1 mol e－時(shí)，理論上負(fù)極板有0.5 mol Pb變?yōu)?.5 mol PbSO4，即質(zhì)量增加96 gmol－10.5 mol＝48 g。(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＋SO，B極板發(fā)生反應(yīng)：PbSO4＋2H

17、2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO。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

18、　(2)減小　增大 題組一　化學(xué)電源中電極反應(yīng)式的書寫 1．LiSOCl2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LiAlCl4SOCl2。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↑

19、 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L(zhǎng)i(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：_______________

20、_______________________________________________。 答案　4Al－12e－===4Al3＋ 3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ 化學(xué)電源中電極反應(yīng)式書寫的一般程序 “加減法”書寫電極反應(yīng)式 (1)先確定原電池的正負(fù)極，列出正負(fù)極上的反應(yīng)物質(zhì)，并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失。 (2)注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽(yáng)離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。若不共存，則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負(fù)極反應(yīng)式；若正極上的反應(yīng)物質(zhì)是O2，且電解質(zhì)溶液為中性或堿性，則水必須寫入正極反應(yīng)式中，且O2生成OH－，若電解質(zhì)溶液為酸性，則H＋必須寫入正極反應(yīng)式中

21、，O2生成水。 (3)正負(fù)極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)式。若已知電池反應(yīng)的總反應(yīng)式，可先寫出較易書寫的一極的電極反應(yīng)式，然后在電子守恒的基礎(chǔ)上，總反應(yīng)式減去較易寫出的一極的電極反應(yīng)式，即得到較難寫出的另一極的電極反應(yīng)式。 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： (1)酸性條件 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＋4H＋＋4e－===2H2O ② ①－②2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：___________________

22、_________________。 (2)堿性條件 燃料電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O ① 燃料電池正極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ ② ①－②2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：______________________________________。 (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－ ② ①－②2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：______________________

23、_______________。 (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－===2CO ② ①－②2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：____________________________________。 答案　(1)CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ (2)CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O (3)CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O (4)CH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O 燃料電池電極反應(yīng)式的書寫

24、根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是O2，隨著電解質(zhì)溶液的不同，其電極反應(yīng)有所不同，其實(shí)，我們只要熟記以下四種情況： (1)酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O (2)堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－)環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋4e－===2O2－ (4)熔融碳酸鹽(如：熔融K2CO3)環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋2CO2＋4e－===2CO。 第三步：根據(jù)電池總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式寫出電池的負(fù)極反應(yīng)式 電池的總反應(yīng)和正、負(fù)極反應(yīng)之間有如下關(guān)系：電池的總反應(yīng)式＝電池正極

25、反應(yīng)式＋電池負(fù)極反應(yīng)式 故根據(jù)第一、二步寫出的反應(yīng)，有：電池的總反應(yīng)式－電池正極反應(yīng)式＝電池負(fù)極反應(yīng)式，注意在將兩個(gè)反應(yīng)式相減時(shí)，要約去正極的反應(yīng)物O2。 考點(diǎn)四　鹽橋原電池的專題突破 1．鹽橋的組成和作用 (1)鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍。 (2)鹽橋的作用：①連接內(nèi)電路，形成閉合回路；②平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。 2．單池原電池和鹽橋原電池的對(duì)比 圖1和圖2兩裝置的相同點(diǎn)：正負(fù)極、電極反應(yīng)、總反應(yīng)、反應(yīng)現(xiàn)象。 負(fù)極：Zn－2e－===Zn2＋ 正極：Cu2＋＋2e－===Cu 總反應(yīng)：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋

26、 不同點(diǎn)：圖1中Zn在CuSO4溶液中直接接觸Cu2＋，會(huì)有一部分Zn與Cu2＋直接反應(yīng)，該裝置中既有化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化，又有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能，裝置的溫度會(huì)升高。 圖2中Zn和CuSO4溶液在兩個(gè)池子中，Zn與Cu2＋不直接接觸，不存在Zn與 Cu2＋直接反應(yīng)的過程，所以僅是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能，電流穩(wěn)定，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。 關(guān)鍵點(diǎn)：鹽橋原電池中，還原劑在負(fù)極區(qū)，而氧化劑在正極區(qū)。 深度思考 1．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

27、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(yáng)離子或者溶液中的金屬陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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

28、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0.1 mol電子，銅的質(zhì)量理論上減小6.4 g D．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

29、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

30、＋ 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

31、、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－2 Fe2＋＋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AsO＋2I－＋2H＋===AsO＋I(xiàn)2＋H2O，在堿性條件下發(fā)生的反應(yīng)為AsO＋I(xiàn)2＋2OH－===AsO＋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

32、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?？試用化學(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，AsO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，AsO失

33、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)AsO＋2OH－－2e－===AsO＋H2O (5)A 解析　由于酸性條件下發(fā)生反應(yīng)AsO＋2I－＋2H＋===AsO＋I(xiàn)2＋H2O，堿性條件下發(fā)生反應(yīng)AsO＋I(xiàn)2＋2OH－===AsO＋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：AsO＋2H＋

34、＋2e－===AsO＋H2O，這是正極。 當(dāng)加堿時(shí)，c(OH－)增大，C1：I2＋2e－===2I－，這是正極；C2：AsO＋2OH－－2e－===AsO＋H2O，這是負(fù)極。 當(dāng)氧化劑得電子速率與還原劑失電子速率相等時(shí)，可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，電流表指針示數(shù)為零；當(dāng)電流表指針往相反方向偏轉(zhuǎn)，暗示電路中電子流向相反，說明化學(xué)平衡移動(dòng)方向相反。 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－===H2 D．燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2C

35、l－－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2L

36、i＋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(yáng)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(guó)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

37、 (　　) A．電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為Fe B．電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2 C．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(yáng)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＋2

38、e－===Fe＋2OH－，pH增大，C錯(cuò)誤；充電時(shí)，陽(yáng)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(SO)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，

39、故B錯(cuò)誤；該裝置工作過程中，甲、乙兩燒杯中的SO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－

40、===4H2O＋N2↑。 6. [2012新課標(biāo)全國(guó)卷，26(4)節(jié)選]與MnO2Zn電池類似，K2FeO4Zn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　FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－ 2FeO＋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

41、應(yīng)式為FeO＋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2FeO＋3Zn＋8H2O===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－。 7．[2011新課標(biāo)全國(guó)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____(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

42、反應(yīng)所能釋放的全部能量之比，甲醇的燃燒熱ΔH＝－726.5 kJmol－1)。 答案　CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋　3/2O2＋6e－＋6H＋===3H2O　96.6% 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A

43、l2O3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－===S(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－===S；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＝4.5倍。 9．[2012江蘇，20(3)]鋁電池性能優(yōu)越，AlAgO電池可用作水下動(dòng)力電源，其原理

44、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L(zhǎng)i1－xNiO2＋xLiLiNiO2，放電時(shí)此電池 的負(fù)極材料是Li1－xNiO2 C．鉛、

45、銀和鹽酸構(gòu)成的原電池工作時(shí)，鉛板上有5.175 g鉛溶解，正極上就有1 120 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體析出 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560 mL。 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>B B．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

46、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－===2CO＋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∶2 C．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

47、 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)，1 mol乙烷參與反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移14 mol電子，則參與反應(yīng)的氧氣的量為＝ 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NO C．石墨Ⅰ極的電極反應(yīng)式為NO2＋NO－e－===N2O5 D．石墨Ⅱ極上發(fā)生氧化反應(yīng) 答案　C

48、 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6.4 g時(shí)，產(chǎn)生氯氣的體積為2.24 L(折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況) D．電池工作過程中，電子由銅電極經(jīng)過電流表流向石墨

49、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6.4 g時(shí)，產(chǎn)生氯氣的體積為2.24 L(折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 6．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F

50、e－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(yáng)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

51、。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(yáng)離子移向正極，所以C錯(cuò)誤。 7．實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，298 K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(yíng)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－

52、===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－===2CO＋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CO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1 mol C

53、H3OH轉(zhuǎn)移6 mol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－===CO＋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1 mol CH3OH轉(zhuǎn)移6 mol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

54、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AlO，因此負(fù)極反應(yīng)為Al－3e－＋4OH－===AlO＋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－===4AlO＋2H2O，反應(yīng)過程中消耗了OH－，所

55、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(yáng)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(yáng)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(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，

56、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__________________________________________

57、_________。 答案　(1)①正　2H＋＋2e－===H2↑ ②負(fù)　Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O (2)正　NO＋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－===AlO＋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NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O

58、。 12．氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。如圖所示為電池示意圖，該 電池電極表面均勻地鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)， 性質(zhì)穩(wěn)定。 請(qǐng)回答下列問題： (1)氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化的主要形式是__________，在導(dǎo)線中 電子流動(dòng)的方向?yàn)開_________(用a、b表示)。 (2)負(fù)極反應(yīng)式為_________________________________________________。 (3)電極表面鍍鉑粉的原因?yàn)開______________________________________。 (4)該電池工作時(shí)，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)

59、不斷地提供電能，因此大量安全儲(chǔ)氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲(chǔ)氫材料，吸氫和放氫原理如下： Ⅰ.2Li＋H22LiH Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑ ①反應(yīng)Ⅰ中的還原劑是__________，反應(yīng)Ⅱ中的氧化劑是__________。 ②已知LiH固體的密度為0.82 gcm－3。用鋰吸收224 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積之比為__________。 ③由②生成的LiH與H2O反應(yīng)放出的H2用作電池燃料，若能量的轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為________mol。 答案　(1)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能　由a到b (2)H2

60、＋2OH－－2e－===2H2O (3)增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù)，可加快反應(yīng)速率 (4)①Li　H2O　②8.610－4?、?2 解析　本題考查電化學(xué)知識(shí)。(1)原電池原理是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。該燃料電池的總反應(yīng)方程式為2H2＋O2===2H2O，其中H元素從0價(jià)升至＋1價(jià)，失去電子，即電子從a流向b。(2)負(fù)極為失去電子的一極，即H2失電子生成H＋，由于電解質(zhì)溶液是堿性的，故電極反應(yīng)式左右兩邊應(yīng)各加上OH－。(3)鉑粉的接觸面積大，可以加快反應(yīng)速率。(4)由題給兩個(gè)方程式可知，Li從0價(jià)升至＋1價(jià)，作還原劑。H2O中的H由＋1價(jià)降至H2中的0價(jià)，作氧化劑。由反應(yīng)Ⅰ知，當(dāng)吸

61、收10 mol H2時(shí)，生成20 mol LiH，V(LiH)＝m/ρ＝207.9/(0.82103)≈192.6810－3(L)。V(LiH)/V(H2)＝192.6810－3 L/224 L≈8.610－4。20 mol LiH可生成20 mol H2，實(shí)際參加反應(yīng)的H2的物質(zhì)的量為2080%＝16 (mol)，1 mol H2轉(zhuǎn)移2 mol電子，所以16 mol H2轉(zhuǎn)移32 mol電子。 13．(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______________________________ ________________、_

62、__________________________________________________。 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(wú)色氣泡，圖2裝置中銅電極上無(wú)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_____________________________________、 _____________

63、_______________________________________________________。 答案　(1)①2H＋＋2e－===H2↑ Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O ②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－===AlO＋2H2O。在濃硝酸中，鐵被鈍化，鐵電極作正極，正極上發(fā)生NO

64、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1 molL－1，溶液的體積均為200 mL，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。 回答下列問題： (1)此原電池的正極是石墨________(填“a”或“

65、b”)，發(fā)生________反應(yīng)。 (2)電池工作時(shí)，鹽橋中的SO移向________(填“甲”或“乙”)燒杯。 (3)兩燒杯中的電極反應(yīng)式分別為 甲________________________________________________________________， 乙________________________________________________________________。 (4)若不考慮溶液的體積變化，MnSO4濃度變?yōu)?.5 molL－1，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為________mol。 答案　(1)a　還原 (2)乙 (3)MnO

66、＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O 5Fe2＋－5e－===5Fe3＋ (4)0.5 解析　(1)根據(jù)題目提供的總反應(yīng)方程式可知，KMnO4作氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)，故石墨a是正極。(2)電池工作時(shí)，SO向負(fù)極移動(dòng)，即向乙燒杯移動(dòng)。(3)甲燒杯中的電極反應(yīng)式為MnO＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O；乙燒杯中的電極反應(yīng)式為5Fe2＋－5e－===5Fe3＋。(4)溶液中的MnSO4濃度由1 molL－1變?yōu)?.5 molL－1，由于溶液的體積未變，則反應(yīng)過程中生成的MnSO4的物質(zhì)的量為0.5 molL－10.2 L＝0.1 mol，轉(zhuǎn)移的電子為0.1 mol5＝0.5 mol。 15．全釩液流電池是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動(dòng)液態(tài)的電池，目前釩電池技術(shù)已經(jīng)趨近成熟。下圖是釩電池基本工作原理示意圖： 請(qǐng)回答下列問題： (1)硫酸在電池技術(shù)和實(shí)驗(yàn)室中具有廣泛的應(yīng)用，在傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，硫酸是____________，實(shí)驗(yàn)室中配制硫酸亞鐵時(shí)需要加入少量硫酸，硫酸的作用是_______