2020届一轮复习鲁科版化学能转化为电能——电池作业

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