2020届高考化学一轮复习原电池和化学电源作业

2020届高考化学一轮复习原电池和化学电源作业

原电池和化学电源 ‎1、有关如图所示原电池的叙述，正确的是（盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液）（　　）‎ A．铜片上有气泡逸出 B．取出盐桥后，电流计依然发生偏转 C．反应中，盐桥中的K+会移向CuSO4溶液 D．反应前后铜片质量不改变 ‎【答案】C ‎【解析】解：本题考查原电池和电解池的工作原理．‎ A．该原电池中，铜作正极，正极上铜离子得电子生成铜单质，所以铜片上没有气泡产生，故A错误；‎ B．取出盐桥后，不是闭合回路，没有电流产生，电流计不发生偏转，故B错误；‎ C．原电池放电时，盐桥中阳离子向正极移动，所以盐桥中钾离子向硫酸铜溶液移动，故C正确；‎ D．铜电极上铜离子得电子发生还原反应而析出铜，所以铜片质量增加，故D错误；‎ 故选C．‎ ‎2、用铜片、银片、Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂﹣KNO3的U型管）构成一个原电池．以下有关该原电池的叙述正确的是（　　）‎ ‎①在外电路中，电流由铜电极流向银电极 ‎②正极反应为：Ag++e﹣=Ag ‎③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 ‎④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 ‎⑤盐桥中的K+移向Cu（NO3）2溶液 ‎⑥铜片质量增加 ‎⑦Cu（NO3）2溶液中的Cu2+浓度逐渐减小．‎ A．①②⑤⑦ B．②③⑥ C．②④ D．②④⑤⑥‎ ‎【答案】C ‎【解析】解：本题考查原电池和电解池的工作原理．‎ 原电池中，较活泼的金属铜作负极，负极上金属铜失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属银作正极，正极上银离子得电子发生还原反应，外电路上，电子从负极沿导线流向正极，‎ ‎①在外电路中，电流由银电极流向铜电极，故错误；‎ ‎②正极上得电子发生还原反应，所以反应为：Ag++e﹣=Ag，故正确；‎ ‎③实验过程中取出盐桥，不能构成闭合回路，所以原电池不能继续工作，故错误；‎ ‎④该原电池的电极反应式为：负极：Cu﹣2e﹣=Cu2+正极：Ag++e﹣=Ag，故总反应为Cu+2Ag+=Cu2++2Ag．铜片与硝酸银反应的离子方程式为Cu+2Ag+=Cu2++2Ag，与原电池的总反应相同，故正确．‎ ‎⑥铜为负极，被氧化，铜片质量减小，故错误；‎ ‎⑦铜为负极，被氧化，Cu（NO3）2溶液中的Cu2+浓度逐渐增大，故错误．‎ 故选C．‎ ‎3、热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。该电池以Ca为负极，熔融无水LiCl-KCl混合物作电解质，结构如图所示。正极反应式为PbSO4+2Li++2e-=Li2SO4+Pb下列说法不正确的是()‎ A.放电过程中，Li+向正极移动 B.常温下电解质是不导电的固体，电池不工作 C.每转移0.1mol电子，理论上生成20.7gPb D.该电池总反应为PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb ‎【答案】C ‎【解析】解：放电过程中，阳离子移向正极，Li＋向正极移动，故A 正确；常温下，电解质不能融化，不能形成原电池，故指针不偏转，故B正确；每转移0.1mol电子，生成0.05molPb，为10.35g，故C错误；电池以Ca为负极，电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4+Pb，故D正确。‎ ‎4、利用下图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。下列说法正确的是（　　）‎ A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B.电极a表面发生还原反应 C.该装置工作时，H+从b极区向a极区移动 D.该装置中每生成1molCO，同时生成1molO2‎ ‎【答案】A ‎【解析】解：该装置的负极（a电极）反应为：2H2O–4e-=2H++O2↑，正极（b电极）为：2CO2+4e-+4H+=2CO+2H2O，总反应为2CO2=2CO+O2，该反应明显吸热（逆反应是CO的燃烧，一定放热）。所以吸收能量只能认为来自太阳能，即反应的过程将太阳能转化为化学能，选项A正确。电极a（负极）应该发生失电子的氧化反应，选项B错误。原电池中阳离子向正极，所以氢离子应该向b电极移动，选项C错误。根据总反应，每生成1molCO得到0.5mol的O2，选项D错误。‎ ‎5、磷酸铁锂(LiFePO4)电池是一种高效、环保的新型电池，装置如图所示，其中正极材料橄榄石型LiFePO4通过粘合剂附着在铝箔表面，负极石墨材料附着在铜箔表面，电解质为溶解在有机溶剂中的锂盐，电池工作时的总反应为：LiFePO4+6CLi1-xFePO4+LixC6，则下列说法错误的是（）‎ A．装置中的聚合物隔膜应为阳离子交换膜 B．充电时，Li+迁移方向为由右向左 C．充电时，LiFePO4中的铁元素被氧化 D．放电时，正极的电极反应式为：Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4‎ ‎【答案】B ‎【解析】解：本题考查原电池和电解池工作原理。‎ ‎6、液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点．一种以液态肼（N2H4）为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液．下列关于该电池的叙述正确的是（　　）‎ A．b极发生氧化反应 B．a极的反应式：N2H4+4OH﹣﹣4e﹣=N2↑+4H2O C．放电时，电流从a极经过负载流向b极 D．其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜 ‎【答案】B ‎【解析】解：本题考查原电池和电解池的工作原理．‎ A．该燃料电池中，通入氧化剂空气的电极b为正极，正极上氧气得电子发生还原反应，故A错误；‎ B．通入燃料的电极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为：N2H4+4OH﹣﹣4e﹣=N2↑+4H2O，故B正确；‎ C．放电时，电流从正极b经过负载流向a极，故C错误；‎ D．该原电池中，正极上生成氢氧根离子，所以离子交换膜要选取阴离子交换膜，故D错误；‎ 故选B．‎ ‎7、镍镉电池是一种可充电电池，该电池放电时的总反应为：Cd+2NiOOH+2H2O=Cd（OH）2+2Ni（OH）2下列说法错误的是（　　）‎ A．该电池的电解液可以选用KOH溶液，负极是Cd，正极是NiOOH B．该电池放电时，负极反应为：Cd﹣2e﹣+2OH﹣=Cd（OH）2‎ C．该电池充电过程中，阴极附近的溶液PH降低 D．该电池充电时，阳极反应为：2Ni（OH）2﹣2e﹣+2OH﹣=2NiOOH+2H2O ‎【答案】C ‎【解析】解：本题考查原电池和电解池的工作原理．‎ A．放电时负极上发生的电极反应式为：Cd﹣2e﹣+2OH﹣=Cd（OH）2，正极上发生的电极反应式为：NiOOH+e﹣+H2O═Ni（OH）2+OH﹣，所以该电池的电解液可以选用KOH溶液，负极是Cd，正极是NiOOH，故A正确；‎ B．放电时，负极上电极反应式为：Cd﹣2e﹣+2OH﹣=Cd（OH）2，故B正确；‎ C．充电时该装置是电解池，阴极上发生的电极反应式为：Cd（OH）2+2e﹣═Cd+2OH﹣，阴极附近溶液的碱性增强，PH增大，故C错误；‎ D．充电时，该装置是电解池，阳极上电极反应式为：Ni（OH）2﹣e﹣+OH﹣═NiOOH+H2O，故D正确；‎ 故选C．‎ ‎8、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﹣+CO32﹣=2CO2‎ B．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+2NO3﹣+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】D ‎【解析】解：本题考查原电池和电解池的工作原理．‎ 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，通入燃料CO的一极是负极，电极反应式为2CO﹣4e﹣+2CO32﹣═4CO2，故A正确；‎ B．Zn置换出Cu后与CuSO4溶液一起构成原电池，反应速率加快，故B正确；‎ C、在反应Cu+2NO3﹣+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O中，Cu被氧化，应为原电池的负极，电解反应为：Cu﹣2e﹣=Cu2+，NO3﹣得电子被还原生成NO2，应为原电池正极反应，正极材料为活泼性比Cu弱的金属或非金属材料，电解质溶液为浓硝酸，故C正确；‎ D、放电时，电子不进入电解质溶液，电解质溶液中通过离子定向移动形成电流，故D错误；‎ 故选：D．‎ ‎9、某新型“纸”电池以碳纳米管和金属锂作为两极，造纸用的纤维素在一种离子液体M中溶解并做成隔离膜，电池工作时的总反应为：xLi＋C（碳纳米管）LixC，下列有关说法正确的是（相对原子质量Li-7）（）‎ A．放电时Li+由正极向负极移动 B．M可能为羧酸、醇等含活泼氢的有机物 C．充电时的阳极反应为：LixC-xe-＝C＋xLi+‎ D．锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低 ‎【答案】C ‎【解析】解：A、原电池放电时，Li＋向正极移动，故A错误；B、M为离子液体而不是分子液体，醇是非电解质，在水溶液里以分子存在，故B错误；C、充电时，阳极上失电子发生氧化反应，所以阳极反应式为LixC-xe-＝C＋xLi+，故C正确；D．锂元素的摩尔质量较小，所以锂单位质量输出电能多，则其比能量（单位质量释放的能量）高，故D错误；故选C。‎ ‎10、一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH﹣4e-+H2O═CH3COOH+4H+．下列有关说法正确的是 A．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH+O2═CH3COOH+H2O B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气 C．检测时，电解质溶液中的H+向负极移动 D．正极上发生的反应为：O2+4e-+2H2O═4OH-‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ A.酸性乙醇燃料电池的负极反应为：CH3CH2OH-4e-+H2O═CH3COOH+4H+，得到电子的物质是O2，电极反应式为：O2+4e-+4H+═2H2O，总反应方程式为：CH3CH2OH+O2═CH3COOH+H2O，故A正确；‎ B.氧气得电子被还原，化合价由0价降低到-2价，若有0.4mol电子转移，则应有0.1mol氧气被还原，在标准状况下的体积为2.24L，故B错误；‎ C.根据正负极反应可知，负极生成H+，正极消耗H+，所以电解质溶液的H+向正极移动，故C错误。‎ D.燃料电池中，氧气在正极得电子被还原生成水，正极反应式为：O2+4e-+4H+═2H2O，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎11、以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是 A．该电池能够在高温下工作 B．电池的负极反应为C6H12O6+6H2O-24e-====6CO2↑+24H+‎ C．放电过程中，H+从正极区向负极区迁移 D．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成CO2气体22.4L ‎【答案】B ‎【解析】‎ A、微生物是蛋白质，在高温下变性，所以该电池不能在高温下工作，故A错误；‎ B.电池的负极为C6H12O6失电子发生氧化反应，电极反应式是C6H12O6+6H2O-24e-====6CO2↑+24H+，故B正确；‎ C.放电过程中，H+从负极区向正极区迁移，故C错误；‎ D、根据得失电子守恒，每消耗1mol氧气，理论上能生成1molCO2，在标准状况下的体积是22.4L，故D错误。‎ ‎12、一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是（　　）‎ A．电极B为正极，CO2在正极发生还原反应 B．电极A上H2参与的电极反应为：H2+CO32﹣﹣2e﹣＝CO2↑+H2O C．电极B上发生的电极反应为：4H++O2+4e﹣＝2H2O D．电池工作时，CO32﹣向电极B移动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ A.CO和H2在负极反应，被氧化生成二氧化碳和水，正极为氧气得电子生成CO32-，二氧化碳参与正极反应但未被还原，被还原的是氧气，故A错误；‎ B.CO和H2为负极反应，被氧化生成二氧化碳和水，电极A上H2参与的电极反应为：H2CO32--2e-=CO2H2O↑，故B正确；‎ C.B为正极,正极为氧气得电子生成CO32-,反应为O22CO24e-=2CO32-，故C错误；‎ D.电池工作时,CO32-向负极移动，即向电极A移动故D错误；‎ 本题答案为B。‎ ‎13、将可逆反应：AsO43﹣+2I﹣+2H+AsO33﹣+I2+H2O设计成如图所示的电化学装置，其中C1、C2均为碳棒．回答下列问题：‎ ‎（1）若向右侧B烧杯中加入浓盐酸酸化，则C1为　　极（填“正”或“负”），该极上的电极反应式为　　；外电路中电子的流动方向为　　→导线→　　（填“C1”或“C2”）；A烧杯中溶液颜色　　（“变深”“不变”“变浅”）。‎ ‎（2）若向右侧B烧杯中加入40%NaOH溶液，则C2电极上的电极反应式为　　。‎ ‎（3）关于该装置的下列说法中，正确的是　　。‎ a．向该装置中的B烧杯中交替加入盐酸和40%NaOH溶液，外电路中均可检测到电子，且电流方向相同 b．向B烧杯中加入40%NaOH溶液，盐桥中的阳离子移向A烧杯 c．向B烧杯中加入足量NaOH，则最终A烧杯中溶液蓝色褪去．‎ ‎【答案】（1）负；2I﹣﹣2e﹣=I2；C1；C2；变深；‎ ‎（2）AsO33﹣﹣2e﹣+2OH﹣=AsO43﹣+H2O；‎ ‎（3）b．‎ ‎【解析】解：本题考查原电池和电解池的工作原理．‎ ‎（1）若向右侧B烧杯中加入浓盐酸酸化，则右侧B烧杯中发生AsO43﹣+2e﹣+2H+AsO33﹣+H2O，则C2为正极，C1为负极，该极上的电极反应式为2I﹣﹣2e﹣=I2，所以A烧杯中溶液颜色变深；外电路中电子的流动方向为负极C1→导线→正极C2；故答案为：负；2I﹣﹣2e﹣=I2；C1；C2；变深；‎ ‎（2）若向右侧B烧杯中加入40%NaOH溶液，则C2电极上的电极反应式为AsO33﹣﹣2e﹣+2OH﹣=AsO43﹣+H2O；故答案为：AsO33﹣﹣2e﹣+2OH﹣=AsO43﹣+H2O；‎ ‎（3）a．向该装置中的B烧杯中加入盐酸，发生AsO43﹣+2e﹣+2H+？AsO33﹣+H2O，则C2为正极，C1为负极，加入40%NaOH溶液，发生AsO33﹣﹣2e﹣+2OH﹣=AsO43﹣+H2O，则C1为正极，C2为负极，所以外电路中均可检测到电子，但电流方向不同，故错误；‎ b．向B烧杯中加入40%NaOH溶液，发生AsO33﹣﹣2e﹣+2OH﹣=AsO43﹣+H2O，则C1为正极，C2为负极，则盐桥中的阳离子移向正极A烧杯，故正确；‎ c．因为可逆反应，所以向B烧杯中加入足量NaOH，最终A烧杯中仍然会有碘单质存在，所以最终A烧杯中溶液蓝色不会褪去，故错误；‎ 故选：b．‎ ‎14、膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置图如下。‎ ‎(1)A装置是__________，B装置是_____________(填“原电池”或“电解池”)。‎ ‎(2)N2O5在电解池的_____(填“c极”或“d极”)区生成，其电极反应式为______________。‎ ‎(3)A装置中通入O2的一极是____极，其电极反应式为_________________；通入SO2的一极是_____极，其电极反应式为_________________。‎ ‎【答案】原电池电解池c极N2O4＋2HNO3－2e－2N2O5＋2H＋正O2＋4H＋＋4e－2H2O负SO2－2e－＋2H2OSO42-＋4H＋‎ ‎【解析】‎ ‎ (1)由于B装置中c、d两极均为惰性电极，不符合构成原电池的条件，因此可推知A装置为原电池，用来制备H2SO4，B装置为电解池。‎ ‎(2)N2O4发生氧化反应生成N2O5，所以N2O5在电解池的c极(阳极)生成，电极反应式是N2O4＋2HNO3－2e－2N2O5＋2H＋；‎ ‎(3)A装置中O2得电子发生还原反应，通入O2的一极是正极，其电极反应式为O2＋4H＋＋4e－2H2O；SO2发生氧化反应生成硫酸，通入SO2的一极是负极，其电极反应式为SO2－2e－＋2H2OSO42-＋4H＋。‎ ‎15、I、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。请回答下列问题：‎ ‎(1)电极X的材料是______；电解质溶液Y是_____。‎ ‎(2)银电极上发生的电极反应为________；X电极上发生的电极反应为____________。‎ ‎(3)图中所示连接的盐桥(U型管中装有饱和KNO3溶液)装置，将其放置于电解质溶液中，此时盐桥中的K+移向__________(填“CuSO4溶液”或“Y溶液”)，形成闭合回路，构成原电池。‎ II、如图所示，甲、乙为相互串联的两个电解池。请回答：‎ ‎(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A电极为________极，电极反应为________。溶液中的c(Cu2＋)与电解前相比________(填“变大”、“变小”或“不变”)。‎ ‎(2)乙池中Fe极电极反应为______________若在乙池中滴入少量酚酞溶液，电解一段时间后，铁极附近呈__________色。‎ ‎(3)若甲池A极增重12.8g，则乙池C(石墨)极放出气体在标准状况下的体积为___________。‎ ‎【答案】铜(Cu)AgNO3溶液2Ag++2e-=2AgCu-2e-=Cu2+Y溶液阴Cu2＋＋2e－===Cu变小2H＋＋2e－===H2↑或2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑红4.48L ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ I、（1）由反应2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，Ag+在正极上得电子被还原，电解质溶液为 AgNO3，故答案为：铜（Cu）；AgNO3溶液；‎ ‎（2）正极为活泼性较Cu弱的Ag，Ag+在正极上得电子被还原，电极反应为：Ag++e-=Ag，X电极为负极，其电极反应式为：Cu？2e？=Cu2+；‎ ‎（3）盐桥中装有含琼胶的KNO3饱和溶液，则盐桥中K+移向正极，也就是Y溶液；‎ II、（1）A与电源负极相连，故A为阴极；电解精炼的原理是粗铜做阳极，精铜做阴极，含铜离子的电解质溶液(CuSO4溶液或CuCl2溶液)进行电解反应，在阴极是溶液中铜离子得到电子生成铜，电极反应是Cu2++2e？=Cu；阳极上粗铜中活泼金属先放电，然后是Cu2+放电，而阴极始终是Cu2+得到电子，故电解一段时间后，溶液中c（Cu2+）减小；‎ ‎（2）依据装置图分析可知，与电源正极相连的C电极为电解池的阳极，与电源负极连接的A电极是阴极，B为阳极，Fe为阴极；Fe电极上是溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应为2H++2e？═H2↑或2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，破坏水的电离平衡氢氧根离子浓度增大，铁电极附近溶液变红色；‎ ‎（3）甲池A为电解池的阴极，电极反应为Cu2++2e？═Cu，增重12.8g的铜物质的量为0.2mol，转移电子物质的量为0.4mol；乙池C(石墨)极为电解池的阳极，电极反应为：2Cl？？2e？=Cl2↑，依据电子守恒，生成氯气0.2mol，放出气体在标况下的体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L。‎ ‎16、（Ⅰ）电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：‎ ‎（1）若X、Y都是惰性电极，a是NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：‎ ‎①Y电极上的电极反应式为________________________________。‎ 在X极附近观察到的现象是_________________________________。‎ ‎②电解总反应离子方程式为_________________________________。‎ ‎（2）要在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀，则：‎ ‎①Y电极的材料是_________（选填纯铁、纯铜或纯锌），电极反应式是__________。电解液a选用_________溶液，电解过程中其浓度____________（选填增大、减小或不变）。‎ ‎②若电镀前X、Y两电极的质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为___mol。‎ ‎（Ⅱ）用高铁酸钾和锌制成的高铁碱性电池，能储存比普通碱性电池多50%电能，已知该电池的总反应为2K2FeO4+3Zn+2KOH=Fe2O3+3K2ZnO2+H2O，则负极的电极反应式是___________。‎ ‎【答案】①2Cl--2e？=Cl2↑有气泡产生，溶液变红2Cl-+2H2O电解2OH-+Cl2↑+H2↑纯铜Cu？2e-=Cu2+CuSO4不变0.08molZn-2e-+4OH--=ZnO22-+2H2O ‎【解析】‎ ‎（1）①Y为阳极，阴离子在阳极得到电子，电解食盐水时阳极电极反应式为：2Cl--2e？=Cl2↑，X为阴极，阴极电极反应式为：2H+2e-=H2,c(H+)减小，溶液显碱性，所以在X极可以看到有气泡产生，溶液变红；‎ 本题答案为：2Cl--2e？=Cl2↑，有气泡产生，溶液变红。‎ ‎②电解食盐水总的方程式为：2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑；‎ 本题答案为：2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑。‎ ‎（2）要在铁件的表面镀铜，铁为镀件、铜为镀层金属，所以铁做阴极，铜做阳极，电解质溶液为硫酸铜溶液，①铁件的表面镀铜时，铜做阳极，在阳极铜失去电子，所以Y极为纯铜，电极反应式为：Cu？2e-=Cu2+，电解过程中CuSO4浓度不变；‎ 本题答案为：纯铜，Cu？2e-=Cu2+，CuSO4，不变。‎ ‎②电镀时阳极Cu溶解，阴极Cu析出，两极得失电子数相等，所以溶解的铜和析出的铜质量相等，溶解的铜为5.12/2g=2.56g,n(Cu)=2.56/64mol=0.04mol,因为Cu-2e-=Cu2+,故通过溶液中的电子为20.04mol=0.08mol，本题答案为：0.08mol。‎ ‎（Ⅱ）由电池的总反应方程式，可以看出Zn失去电子转化ZnO22-，所以负极的电极反应式为：Zn-2e-+4OH--=ZnO22-+2H2O；‎ 本题答案为：Zn-2e-+4OH--=ZnO22-+2H2O。‎ ‎17、Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl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”），正极上电极反应式__________________．‎ ‎（2）若ZnCl2-NH4Cl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__________________________．欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的______（填代号）．‎ a．NaOHb．Zn　　　　c．Fed．NH3·H2O ‎（3）MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液．阳极的电极反应式是：________________________．若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为______g．（Mn相对原子质量为55）‎ ‎【答案】Zn（或锌）正极2H++2e-=H2↑锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀bMn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+87g ‎【解析】‎ ‎（1）负极上是失电子的，则Zn失电子为负极，电子由负极流向正极，故答案为：Zn（或锌）；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．题目中a和d选项不能除去杂质离子，c项会引入新杂质，所以应选Zn将Cu2+置换为单质而除去．故答案为：锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀；b；‎ ‎（3）电解酸化的MnSO4溶液时，阳极上Mn2+放电生成MnO2，电极反应式为Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+；因为MnSO4～MnO2～2e-，通过2mol电子产生1molMnO2，其质量为87g，故答案为：Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+；87g。‎ ‎18、研究电化学原理与应用有非常重要的意义。‎ ‎（1）锌锰电池（俗称干电池）是一种一次电池，生活中应用广泛。‎ ‎①锌锰电池负极上的电极反应式为：______________________________。‎ ‎②与普通（酸性）锌锰电池相比较，碱性锌锰电池的优点是____________________（回答一条即可）。‎ ‎（2）铅蓄电池是最常见的二次电池：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。‎ ‎①充电时阴极反应为：________________________________________。‎ ‎②用铅蓄电池为电源进行电解饱和食盐水实验（石墨棒为阳极，铁为阴极，食盐水500mL，温度为常温），当电路中有0.05mol电子转移时，食盐水的pH 为______（假设溶液体积不变，产物无损耗）。‎ ‎（3）图1是金属（M）－空气电池的工作原理，我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，电池反应为：___________________________。‎ 二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图2所示。Pt2上的电极反应式为：_______________________________________。‎ ‎（4）高铁酸钠（Na2FeO4）易溶于水，是一种新型多功能水处理剂，可以用电解法制取：Fe＋2H2O＋2OH？FeO42？＋3H2↑，工作原理如图所示。‎ 装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO42？，镍电极有气泡产生。电解一段时间后，c（OH？）降低的区域在_____________（填“阴极室”或“阳极室”）；阳极反应为：___________________________。‎ ‎【答案】Zn－2e－＝Zn2+比能量高（或可存储时间长、不易发生电解质的泄漏、或碱性电池使用寿命较长其他合理答案也可）PbSO4＋2e－＝Pb＋SO42－134Al＋3O2＋6H2O＝4Al(OH)3O2＋4H+＋4e－＝2H2O阳极室Fe＋8OH-－6e－＝FeO42？＋4H2O ‎【解析】‎ ‎（1）①在锌锰干电池中，锌做负极，其电解反应式为：Zn－2e－＝Zn2+，‎ 故答案为：Zn－2e－＝Zn2+；‎ ‎②碱性锌锰电池的优点是比能量高、可存储时间长、不易发生电解质的泄漏等，‎ 故答案为：比能量高（或可存储时间长、不易发生电解质的泄漏、或碱性电池使用寿命较长其他合理答案也可）；‎ ‎（2）①电解质溶液为硫酸，根据总反应式可知，在阴极区，硫酸铅得电子转化为铅，其电极反应式为：PbSO4＋2e－＝Pb＋SO42－，‎ 故答案为：PbSO4＋2e－＝Pb＋SO42－；‎ ‎②电解饱和食盐水发生的总反应为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，2NaOHH22e-,则0.05mol电子转移时，n(OH-)=0.05mol，故c(OH-)==0.1mol/L，pH=-lg=13,‎ 故答案为：13；‎ ‎（3）该电池中，负极为Al，正极通入空气，总反应式为：4Al＋3O2＋6H2O＝4Al(OH)3；二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池中，Pt2电极为电源的正极，结合质子交换膜可知，发生的电极反应式为：O2＋4H+＋4e－＝2H2O，‎ 故答案为：4Al＋3O2＋6H2O＝4Al(OH)3；O2＋4H+＋4e－＝2H2O；‎ ‎（4）用铁做阳极电解氢氧化钠制备高铁酸钠，阳极室铁失去电子，发生氧化反应，结合氢氧根离子生成高铁酸根离子和水，则电解一段时间后，c（OH？）降低的区域在阳极室，电极反应式为：Fe＋8OH-－6e－＝FeO42？＋4H2O；‎ 故答案为：阳极室；Fe＋8OH-－6e－＝FeO42？＋4H2O；‎ ‎19、锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池．该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2．回答下列问题：‎ ‎（1）外电路的电流方向是由　　极流向　　极．（填字母）‎ ‎（2）电池正极反应式为　　．‎ ‎【答案】（1）b；a；‎ ‎（2）MnO2+e﹣+Li+=LiMnO2．‎ ‎【解析】解：本题考查原电池和电解池的工作原理．‎ ‎（1）Li为负极，MnO2为正极，原电池工作时，外电路的电流方向从正极到负极，即从b极流向a极，故答案为：b；a；‎ ‎（2）MnO2为正极，被还原，电极方程式为MnO2+e﹣+Li+=LiMnO2，故答案为：MnO2+e﹣+Li+=LiMnO2．‎ ‎20、氢氧燃料电池，已在美国阿波罗宇宙飞船中使用．其构造如下图所示，两个电极均由多孔性炭制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电．‎ ‎（1）a是　　极，电极反应式为　.‎ ‎（2）b是　　极，电极反应式为　.‎ ‎（3）已知每生成1mol的液态水放出286kJ的热量．又知该电池发1度电能生成350g的水，则该电池的能量转化率为　　．‎ ‎【答案】（1）负；H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O；‎ ‎（2）正；O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；‎ ‎（3）64.7%．‎ ‎【解析】解：本题考查原电池和电解池的工作原理．‎ ‎（1）氢氧碱性燃料电池，通燃料的电极a是负极，发生氧化反应，氢气在负极放电电极反应式为H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O，故答案为：H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O；‎ ‎（2）氢氧碱性燃料电池，通氧气的电极b 是正极，正极发生还原反应，电极反应式O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，故答案为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；‎ ‎（3）1度电=1kW·h=3600kJ，则电池生成350gH2O可发出能量3600kJ，则生成1mol水放出的能量为=185kJ，则电池的能量转化率为×100%=64.7%，故答案为：64.7%．‎