2020届一轮复习通用版三十四)化学能与电能(1)原电池、化学电源(过基础)作业

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2020届一轮复习通用版三十四)化学能与电能(1)原电池、化学电源(过基础)作业

跟踪检测(三十四)化学能与电能(1)——原电池、化学电源(过基础)‎ ‎1.某兴趣小组设计的简易原电池装置如图所示。该电池工作时,下列说法正确的是(  )‎ A.锌片作正极 B.铜片上有气泡产生 C.将电能转化为化学能 D.电子由铜片经导线流向锌片 解析:选B 根据原电池的工作原理,活泼金属作负极,锌比铜活泼,锌片作负极,A错误;铜片作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑,铜片上有气泡冒出,B正确;该装置为原电池装置,是将化学能转化成电能的装置,C错误;根据原电池的工作原理,电子从负极经导线流向正极,即电子从锌片经导线流向铜片,D错误。‎ ‎2.(2016·上海高考)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(SO)‎ 解析:选C 该装置构成原电池,Zn是负极,Cu是正极。A项,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项,由于Zn是负极,不断发生反应Zn-2e-===Zn2+,所以溶液中c(Zn2+)增大,错误;C项,由于反应不断消耗H+,所以溶液的c(H+)逐渐降低,正确;D项,SO不参加反应,其浓度不变,错误。‎ ‎3.原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。下列说法中正确的是(  )‎ 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↑‎ 解析:选B ①中Mg作负极;②中Al作负极;③中铜作负极;④是铁的吸氧腐蚀,Cu作正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-。‎ ‎4.如图所示为锌铜原电池。下列叙述中,正确的是(  )‎ A.盐桥的作用是传导离子 B.外电路电子由铜片流向锌片 C.锌片上的电极反应式为Zn2++2e-===Zn D.外电路中有0.2 mol电子通过时,铜片表面质量增加约3.2 g 解析:选A “双液”原电池中,盐桥连接左、右两个烧杯中的溶液,传导离子,起到导电作用,A正确;锌的活泼性强于铜,则锌片作负极,铜片作正极;在外电路中,电子由负极流向正极,则电子由锌片流向铜片,B错误;锌片是负极,发生失去电子的氧化反应,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+,C错误;铜片是正极,电极反应式为Cu2++2e-===Cu,外电路中通过0.2 mol电子时,铜片上析出0.1 mol Cu,其质量为0.1 mol×64 g·mol-1=6.4 g,D错误。‎ ‎5.(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-===Ag C.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↑‎ 解析:选B MgAgCl电池的电极反应:负极Mg-2e-===Mg2+,正极2AgCl+2e-===2Ag+2Cl-,A项正确,B项错误;在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极,C项正确;Mg是活泼金属,能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2,D项正确。‎ ‎6.电子计算机所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银,电解质溶液为KOH溶液,其电极反应式:Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O;Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-。下列判断正确的是(  )‎ A.锌为正极,Ag2O为负极 B.锌为负极,Ag2O为正极 C.原电池工作时,将电能转化成化学能 D.原电池工作时,负极区溶液的pH增大 解析:选B 根据化合价变化可知Zn被氧化,应为原电池的负极,则正极为Ag2O,故A错误,B正确;原电池是将化学能转化为电能的装置,故C错误;原电池工作时,负极发生反应Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O,溶液的pH减小,故D错误。‎ ‎7.等质量的两份锌粉a、b,分别加入过量的稀H2SO4中,同时向a中放入少量的CuSO4溶液,如图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系,其中正确的是(  )‎ 解析:选D a中Zn与CuSO4溶液反应置换出Cu,Zn的量减少,产生H2的量减少,但ZnCu稀H2SO4形成原电池,加快反应速率,D项图示符合要求。‎ ‎8.近年,科学家们发明了一种能够给电子设备提供动力的生物燃料电池。该电池包括两个涂覆着酶的电极,它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中。由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜,其工作原理如图所示。下列说法正确的是(  )‎ A.左边为该电池的负极 B.该电池可在高温环境下使用 C.该电池负极反应为H2-2e-===2H+‎ D.该电池正极反应为O2+4e-===2O2-‎ 解析:选C 由电池示意图可知,H2→H+,是H2被氧化的过程,通入H2的一极为原电池的负极,发生反应:H2-2e-===2H+;O2→H2O,是O2被还原的过程,通入O2的一极为原电池的正极,发生反应:O2+4e-+4H+===2H2O,故A、D错误,C正确;该电池包括两个涂覆着酶的电极,高温下会使酶变性,不能在高温下使用,B错误。‎ ‎9.某校化学兴趣小组进行探究性活动:将氧化还原反应2Fe3++2I-2Fe2++I2,设计成带盐桥的原电池。提供的试剂:FeCl3溶液,KI溶液;其他用品任选。请回答下列问题:‎ ‎(1)请补充下面原电池的装置图,在括号内填上正负极的材料、电解质溶液。‎ ‎(2)发生氧化反应的电极反应式为_______________________________________。‎ ‎(3)反应达到平衡时,外电路导线中__________(填“有”或“无”)电流通过。‎ ‎(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体,当固体全部溶解后,则此时该溶液中电极变为__________(填“正”或“负”)极。‎ 解析:(1)依据原电池原理分析,氧化还原反应中Fe3+在正极上得电子发生还原反应,‎ I-在负极上发生氧化反应,负极所在的电解质溶液为KI溶液,正极所在的电解质溶液为FeCl3溶液。电极材料可选取惰性电极,如石墨或其他不活泼的金属。‎ ‎(2)发生氧化反应的电极是负极,I-失电子。‎ ‎(3)反应达到平衡时,从左到右和从右到左移动的电子数目相等,故无电流产生。‎ ‎(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体,反应2Fe3++2I-2Fe2++I2的平衡逆向移动,此时Fe2+失电子,电极变成负极。‎ 答案:(1)如图 ‎(2)2I--2e- ===I2‎ ‎(3)无 (4)负 ‎10.(1)锌锰(ZnMnO2)干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。‎ ‎①该电池的负极材料是________。电池工作时,电子流向________(填“正极”或“负极”)。‎ ‎②若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)铅蓄电池是常用的化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解液为硫酸。该电池总反应式为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。‎ ‎①该蓄电池放电时,电解质溶液中阴离子移向________(填“正极”或“负极”);正极附近溶液的酸性__________(填“增强”“减弱”或“不变”),负极的电极反应式为______________________。(已知:硫酸铅为不溶于水的白色沉淀,生成时附着在电极上)‎ ‎②实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,今若制得0.050 mol Cl2,这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是________mol。‎ ‎(3)氢氧燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于铅蓄电池。若电解液为KOH溶液,则氢氧燃料电池的负极反应式为_________________________________。‎ 该电池工作时,外电路每流过2 mol e-,消耗标准状况下氧气________L。‎ 解析:(1)①负极上失电子发生氧化反应,则Zn失电子为负极,电子由负极流向正极。②电化学腐蚀较化学腐蚀更快,锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。(2)①‎ 在铅蓄电池中,根据原电池反应式中元素化合价变化知,在Pb电极上Pb元素化合价由0价变为+2价,发生氧化反应:Pb-2e-+SO===PbSO4,所以Pb作负极,PbO2作正极,电解质溶液中阴离子移向负极。工作时,该铅蓄电池正极上PbO2得电子发生还原反应,电极反应为PbO2+SO+2e-+4H+===PbSO4+2H2O,正极附近溶液的酸性减弱。‎ ‎②设生成0.05 mol Cl2需转移的电子为x mol。‎ ‎2Cl--2e-===Cl2↑‎ ‎2 mol 1 mol x mol 0.050 mol 解得x=0.1,‎ 设转移0.1 mol e-时,消耗硫酸的物质的量为y mol,放电时,铅蓄电池的电池反应式为 PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O 转移电子 ‎2 mol          2 mol ‎ y mol 0.1 mol y=0.1,所以消耗硫酸的物质的量为0.1 mol。‎ ‎(3)燃料与氧气反应的总化学方程式为2H2+O2===2H2O,电解质溶液呈碱性,负极上氢气失电子生成水,则负极的电极反应式为H2+2OH--2e-===2H2O或2H2+4OH--4e-===4H2O;该电池中正极上是氧气发生得电子的还原反应,其电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,则外电路每流过2 mol e-,消耗氧气为0.5 mol,所以消耗标准状况下氧气的体积为0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L。‎ 答案:(1)①Zn 正极 ②Zn与Cu2+反应生成Cu,Zn与Cu构成原电池,加快反应速率 ‎(2)①负极 减弱 Pb-2e-+SO===PbSO4 ②0.1‎ ‎(3)H2-2e-+2OH-===2H2O 11.2‎
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