- 2021-07-08 发布 |
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文档介绍
2020届一轮复习鲁科版化学能转化为电能——电池作业
化学能转化为电能——电池 一、选择题 1.下列金属防护的方法不正确的是( ) A.对健身器材涂油漆以防止生锈 B.对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈 C.用牺牲锌块的方法来保护船身 D.自行车的钢圈上镀上一层铬防锈 解析 B项中应选用润滑油来达到防锈的目的。 答案 B 2.下列事实不能用原电池原理解释的是( ) A.将镁粉、铁粉和食盐一块加到水中迅速反应放热 B.铁被钝化处理后不易腐蚀 C.纯锌与稀硫酸反应时,滴入少量CuSO4溶液后反应速率加快 D.镀层破损后,镀锌铁比镀锡铁更耐用 解析 将镁粉、铁粉和食盐一块加到水中,构成原电池装置,金属镁是负极,镁和水的反应是放热反应,形成原电池可以加快化学反应速率,能用原电池原理解释,A不符合题意;铁被钝化后,在金属表面会形成一层致密的金属氧化膜,保护内部金属不易被腐蚀,不能用原电池原理解释,B符合题意;纯锌与稀硫酸反应时,滴入少量CuSO4溶液后,金属锌可以和硫酸铜反应置换出铜,Zn、Cu、硫酸会构成原电池装置,Zn为负极,使得Zn和硫酸的反应速率加快,能用原电池原理解释,C不符合题意;镀层破损后,镀锌铁和潮湿空气形成的原电池中,金属Zn为负极,Fe为正极,Fe被保护,镀锡铁和潮湿空气形成的原电池中,金属Fe为负极,Sn为正极,Fe被腐蚀速率加快,镀锌铁比镀锡铁更耐用,能用原电池原理解释,D不符合题意。 答案 B 3.如图甲是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡上的记录如图乙所示,则卡片上的描述合理的是( ) 图甲 卡片号:2 2015.8.15 实验后的记录: ①Cu为阳极,Zn为阴极 ②Cu极上有气泡产生 ③SO向Cu极移动 ④若有0.5 mol电子流经导线, 则可产生0.25 mol气体 ⑤电子的流向是:Cu→导线→Zn ⑥正极反应式:Cu+2e-===Cu2+ 图乙 A.①②③ B.②④ C.④⑤⑥ D.③④⑤ 解析 ①中Cu为正极,Zn为负极,③中SO向负极移动,⑤中电子的流向是:Zn→导线→Cu,⑥中正极反应式:2H++2e-===H2↑,故①③⑤⑥错。 答案 B 4.原电池电极的“正”与“负”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.由Fe、Cu和FeCl3溶液组成的原电池中,负极反应式为:Cu-2e-===Cu2+ B.由Al、Cu和稀硫酸组成的原电池中,负极反应式为:Cu-2e-===Cu2+ C.由Al、Mg和NaOH溶液组成的原电池中,负极反应式为:Al+4OH--3e-===[Al(OH)4]- D.由Al、Cu和浓HNO3溶液组成的原电池中,负极反应式为:Al-3e-===Al3+ 解析 前两项都按常规,应该是活泼金属作负极;C项中Al能与NaOH溶液反应,作负极。D项中Al在浓HNO3中钝化,Cu能与浓HNO3溶液反应,Cu作负极。 答案 C 5.某化学兴趣小组为了探究铬和铁的活泼性,设计如图所示装置,下列推断合理的是( ) A.若铬比铁活泼,则电子经外电路由铁电极流向铬电极 B.若铬比铁活泼,则铁电极反应式为2H++2e-===H2↑ C.若铁比铬活泼,则溶液中H+向铁电极迁移 D.若铁电极附近溶液pH增大,则铁比铬活泼 解析 若铬比铁活泼,则铬为负极,铁为正极,电子由负极(铬)流向正极(铁),正极反应式为2H++2e-===H2↑,A项错误,B项正确;若铁比铬活泼,则铁为负极,铬为正极,溶液中的H+在正极(铬)得电子,H+向铬电极迁移,C项错误;铁电极附近pH增大,说明H+在铁电极得电子生成H2,铁电极为正极,铬为负极,D项错误。 答案 B 6.如图所示,最近美国医学家利用人体自身环境设计了心脏起搏器,其动力由人体体液中的能量物质提供。下列有关说法正确的是( ) A.图中“?”为人体中的脂肪 B.O2极为心脏起搏器的负极 C.产生的CO2使人体血液呈酸性,长期使用对人体有害 D.电池正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH- 解析 本题将原电池原理进行拓展和创新,所以解答时首先要了解人体体液中的能量物质,其次要根据原电池原理来分析心脏起搏器的正、负极。选项A,人体体液中的能量提供者是葡萄糖,不是脂肪。选项B,体液中的葡萄糖为电池的负极。选项C,人体自身呼吸作用也会产生二氧化碳,通过人体的呼吸和体液调节不会使人体的血液呈酸性。选项D,O2 获得电子为电池的正极,其电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-。 答案 D 7.镁锰干电池的电池总反应式为:Mg+2MnO2+H2O===Mg(OH)2+Mn2O3。下列说法不正确的是( ) A.镁为负极,发生氧化反应 B.可以选用碱性溶液作为电解质 C.反应时正极和负极附近溶液的pH均升高 D.正极的电极反应式为:2MnO2+H2O+2e-===Mn2O3+2OH- 解析 由总方程式可知镁为负极发生氧化反应:Mg-2e-+2OH-===Mg(OH)2,MnO2在正极发生还原反应:2MnO2+H2O+2e-===Mn2O3+2OH-,故负极pH降低正极pH升高,C项错误。 答案 C 8.在如图所示的装置中,a为Fe,b为石墨,下列关于此装置的叙述中正确的是( ) A.a电极上有气体放出,b电极上无气泡,溶液pH变大 B.a是正极,b是负极 C.导线中有电子流动,且外电路中,电子从a电极流向b电极 D.a电极上发生了还原反应 解析 根据装置图可知,a为此原电池的负极,发生氧化反应:Fe-2e-===Fe2+;b为原电池的正极,发生还原反应:2H++2e-===H2↑,b电极上有气泡产生,溶液pH变大,A、B选项均错误;外电路中,电子从负极流向正极,C选项正确;a电极上发生的是氧化反应,D选项错误。 答案 C 9.298 K时,在FeCl3溶液中加少量锌粒后,Fe3+被还原成Fe2+。据此某学习小组设计如图所示的原电池装置。下列有关说法正确的是( ) A.正极反应为Zn-2e-===Zn2+ B.左边烧杯中溶液的红色变浅 C.Pt电极上有气泡出现 D.该电池的总反应为3Zn+2Fe3+===2Fe+3Zn2+ 解析 正极反应为Fe3++e-===Fe2+,A项错误;左边烧杯中Fe3+逐步被还原为Fe2+,所以Fe(SCN)3的浓度逐渐减少,溶液的红色变浅,B项正确;Pt电极发生的反应为Fe3++e-===Fe2+,无气体生成,C项错误;该电池的总反应为Zn+2Fe3+===2Fe2++Zn2+,D项错误。 答案 B 10.如图是某同学设计的原电池装置,下列叙述中正确的是( ) A.氧化剂和还原剂必须直接接触才能发生反应 B.电极Ⅱ上发生还原反应,做原电池的正极 C.该原电池的总反应式为2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+ D.盐桥中装有含氯化钾的琼脂,K+移向负极区 解析 该原电池反应中氧化反应和还原反应在两个不同的烧杯中进行,因此氧化剂和还原剂没有直接接触,A项错误;B项,Cu电极为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为:Cu-2e-===Cu2+,错误;D项,正极发生反应:2Fe3++2e-===2Fe2+,正电荷数减小,K+移向正极补充正电荷,错误。 答案 C 11.如图为镁-次氯酸盐燃料电池的工作原理图,下列有关说法不正确的是( ) A.放电过程中OH-移向正极 B.电池的总反应式为Mg+ClO-+H2O===Mg(OH)2↓+Cl- C.镁电池中镁为负极,发生氧化反应 D.镁-过氧化氢燃料电池,酸性电解质中正极反应为:H2O2+2H++2e- ===2H2O 解析 根据图像判断反应过程,判断正、负极,正确书写电极反应式。镁-次氯酸盐燃料电池,镁作负极失电子,产物由电解质溶液决定,若为酸性溶液,则生成Mg2+,若为碱性溶液,则生成Mg(OH)2。ClO-在正极反应,由图可知有Cl-和OH-生成,OH-向负极移动,生成Mg(OH)2。 答案 A 二、填空题 12.钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。 (1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的电极反应式为 。 (2)为了降低某水库铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用 。(填写字母序号) A.铜 B.钠 C.锌 D.石墨 (3)图乙所示的方案也可以减慢铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的 极。 (4)在海洋工程上,通常用铝合金(Al-Zn-Cd)保护海底钢铁设施,其原理如图丙所示: 丙 其中负极发生的电极反应为 ; 在实际应用中,用铝合金而不选用纯铝,纯铝不能很好地起到保护作用,其原因是 。 解析 (1)发生吸氧腐蚀时,负极上Fe失电子,正极上O2得电子。(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌,则锌会失去电子而溶解,Fe被保护,属于牺牲阳极的阴极保护法。(3)属于外加电流的阴极保护法,需把被保护的铁闸门连接在直流电源的负极。 答案 (2)2Fe-4e-===2Fe2+(负极),O2+2H2O+4e-===4OH-(正极) (2)C (3)负 (4)Al-3e-===Al3+ 铝表面易被氧化,生成一层致密而坚固的氧化物薄膜,使金属铝呈现“惰性” 13.原电池是化学对人类的一项重大贡献。 (1)某兴趣小组为研究原电池原理,设计如图装置。 ①a和b不连接时,烧杯中发生反应的离子方程式是 。 ②a和b用导线连接,Cu极为原电池 极(填“正”或“负”),电极反应式是 ,Zn极发生 (填“氧化”或“还原”)反应,溶液中的H+移向 (填“Cu”或“Zn”)极。 ③无论a和b是否连接,Zn片均被腐蚀,若转移了0.2 mol电子,则理论上Zn片质量减轻 g。 (2)如图是甲烷燃料电池原理示意图,回答下列问题: ①电池的负极是 (填“a”或“b”)电极,该极的电极反应式为 。 ②电池工作一段时间后电解质溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。 解析 分析本题装置,若a和b不连接,不能构成原电池;若a和b连接,则符合构成原电池的条件。①若a、b不连接则发生的是Zn与H2SO4的置换反应;② a、b连接后,构成原电池,Cu的活泼性弱于Zn,Cu为正极,Zn为负极,Zn极发生氧化反应;③若转移0.2 mol电子,则消耗0.1 mol Zn,其质量为6.5 g。(2)CH4在反应时失去电子,故a电极是电池的负极。电极反应式可由总反应式CH4+2OH-+2O2===CO+3H2O减去正极反应式2O2+4H2O+8e-===8OH-,求得。由于电池工作过程中会消耗OH-,故一段时间后,电解质溶液的pH会减小。 答案 (1)①Zn+2H+===Zn2++H2↑ ②正 2H++2e-===H2↑ 氧化 Cu ③6.5 (2)①a CH4+10OH--8e-===CO+7H2O ②减小 14.请仔细观察下列五种装置的构造示意图,完成下列问题。 (1)碱性锌锰电池的总反应:Zn+2MnO2+2H2O===Zn(OH)2+2MnOOH,则负极的电极反应: 。 (2)碱性锌锰电池比普通锌锰电池(干电池)性能好,放电电流大。试从影响反应速率的因素分析其原因 。 (3)铅-硫酸蓄电池放电过程中,H2SO4浓度 (填“变大”、“变小”或“不变”),充电时阴极的电极反应为 。 (4)电解精炼铜时,a极是 (填“纯铜”或“粗铜”)。锌银纽扣电池在工作过程中 (填物质名称)被还原。 解析 (1)原电池的负极发生氧化反应,根据元素化合价变化知锌失电子,负极的电极反应为Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2。(2)碱性锌锰电池用锌粉替代了原锌锰电池的锌壳,增大了反应物的接触面积,加快了反应速率,故放电电流大。(3)铅蓄电池在放电过程中消耗H2SO4,所以H2SO4浓度变小,充电时阴极PbSO4得电子生成Pb,发生反应PbSO4+2e-===Pb+SO。(4)电解精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,则a极为纯铜。锌银纽扣电池中锌作负极,氧化银作正极,正极发生还原反应,即氧化银被还原。 答案 (1)Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2 (2)碱性锌锰电池用锌粉替代了原锌锰电池的锌壳,增大了反应物的接触面积,加快了反应速率,故放电电流大(合理答案均可得分) (3)变小 PbSO4+2e-===Pb+SO (4)纯铜 氧化银查看更多