62原电池化学电源练习原卷版

1第2讲原电池化学电源1.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。下列有关说法中错误的是()A．电解质溶液Y是CuSO4溶液B．电极X的材料是CuC．银电极为电池的正极，其电极反应为Ag＋＋e－===AgD．外电路中的电子是从X电极流向Ag电极2．一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2＋Fe3O4Fe2O3FeO－2下列说法不正确的是()A．在pH＜4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀B．在pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀C．在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2OD．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓3．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由强到弱的顺序是()A．①③②④B．①③④②C．③④②①D．③①②④4.铅蓄电池的示意图如图所示。下列说法正确的是()A．放电时，N为负极，其电极反应式为：PbO2＋SO2－4＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2OB．放电时，c(H2SO4)不变，两极的质量增加2C．充电时，阳极反应式为：PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4D．充电时，若N连电源正极，则该极生成PbO25．下图为某原电池的结构示意图，下列说法中不正确的是()A．原电池工作时的总反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该反应一定为放热反应B．原电池工作时，Zn电极流出电子，发生氧化反应C．原电池工作时，铜电极上发生氧化反应，CuSO4溶液蓝色变深D．如果将Cu电极改为Fe电极，Zn电极依然作负极6．2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是()A．a为电池的正极B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLiC．放电时，a极锂的化合价发生变化D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移7．LiSO2电池具有输出功率高且低温性能好的特点，其电解质为LiBr，溶剂是碳酸丙烯酯和乙腈，Li＋可在其中移动。电池总反应式为2Li＋2SO2放电充电Li2S2O4。下列有关该电池的说法正确的是()A．放电时Li＋向正极移动B．该电池溶剂可用水替代C．该电池放电时，1molSO2参与反应，转移2mole－D．充电时，阳极发生还原反应8.如图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，已知放电时电池反应为PbO2＋Pb＋4H＋＋2SO2－4===2PbSO4＋2H2O。下列有关说法正确的是()3A．K与N连接时，能量由电能转化为化学能B．K与N连接时，H＋向负极区迁移C．K与M连接时，所用电源的a极为负极D．K与M连接时，阳极附近的pH逐渐增大9．瓦斯分析仪(如图甲)工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是Y2O3—Na2O，O2－可以在其中自由移动。下列有关叙述中正确的是()A．瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极aB．电极b是正极，O2－由电极a流向电极bC．电极a的反应式为CH4＋4O2－―8e－===CO2＋2H2OD．当固体电解质中有1molO2－通过时，转移4mol电子10．某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。下列说法正确的是()A．正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D．当电路中转移0.01mole－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子11．下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是()。12．世博会中国馆、主题馆等建筑所使用的光伏电池，总功率达4兆瓦，是历届世博会之最。下列有关叙4述正确的是()A．光伏电池是将太阳能转变为电能B．光伏电池是将化学能转变为电能C．电流从a流向bD．图中N型半导体为正极，P型半导体为负极13．镁/H2O2酸性燃料电池采用海水作电解质(加入一定量的酸)，下列说法正确的是()。A．电池总反应为Mg＋H2O2===Mg(OH)2B．正极发生的电极反应为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2OC．工作时，正极周围海水的pH减小D．电池工作时，溶液中的H＋向负极移动14．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()。卡片号：22012.8.15实验后的记录：①Cu为阳极，Zn为阴极②Cu极上有气泡产生③SO42－向Cu极移动④若有0.5mol电子流经导线，则可产生0.25mol气体⑤电子的流向是：Cu→导线→Zn⑥正极反应式：Cu＋2e－===Cu2＋5图乙A．①②③B．②④C．④⑤⑥D．③④⑤15．某航空站安装了一台燃料电池，该电池可同时提供电和水蒸气。所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。已知该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，正极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3，则下列推断正确的是()。A．负极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2OB．该电池可在常温或高温时进行工作，对环境具有较强的适应性C．该电池供应2mol水蒸气，同时转移2mol电子D．放电时负极有CO2生成16．一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气，其中某一电极反应式为C2H6＋18OH－－14e－===2CO2－3＋12H2O。有关此电池的推断不正确的是()A．通入氧气的电极为正极B．参加反应的O2与C2H6的物质的量之比为7∶2C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降D．放电一段时间后，正极区附近溶液的pH减小17．氢氧燃料电池以KOH溶液为电解质溶液，下列有关该电池的叙述不．正确的是()A．正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量浓度不变C．该燃料电池的总反应方程式为：2H2＋O2===2H2OD．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24LCl2(标准状况)时，有0.2mol电子转移18．化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。Ⅰ.氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图所示的实验(图中所用电极均为惰性电极)：(1)对于氢氧燃料电池，下列叙述不正确的是________。A.a电极是负极，OH－移向负极B．b电极的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．电池总反应式为：2H2＋O2=====点燃2H2OD．电解质溶液的pH保持不变E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置6(2)上图右边装置中盛有100mL0.1mol·L－1AgNO3溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL(标准状况下)时，此时AgNO3溶液的pH＝________(溶液体积变化忽略不计)。Ⅱ.已知甲醇的燃烧热ΔH＝－726.5kJ/mol，在直接以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为_________________________，正极的反应式为________________________________________________________________________________________。理想状态下，该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ，则该燃料电池的理论效率为________(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。19．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O=====放电充电3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。请回答下列问题：(1)高铁电池的负极材料是________。(2)放电时，正极发生________(填“氧化”或“还原”)反应；已知负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，则正极反应为__________________________________________________。(3)放电时，________(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。20．近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：请回答下列问题：(1)Pt(a)电极是电池的________极，电极反应式为________________________________________________________________________________________________________；Pt(b)电极发生________反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为__________________________________。(2)电池的总反应方程式为_______________________________________________。(3)如果该电池工作时电路中通过2mol电子，则消耗的CH3OH有________mol。21．碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如图所示。71.惰性电极2.直流电源3.离子交换膜4.冷却水(1)碘是________(填颜色)固体物质，实验室常用________的方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。(2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3I2＋6KOH===5KI＋KIO3＋3H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为___________；每生成1molKIO3，电路中通过的电子的物质的量为________。(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I－。请设计一个检验电解液中是否有I－的实验方案，并按要求填写下表。要求：所需药品只能从下列试剂中【答案】择，实验仪器及相关用品自【答案】。试剂：淀粉溶液、淀粉­KI试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。实验方法实验现象及结论(4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：阳极电解液―→①蒸发浓缩―→②―→③过滤―→④洗涤―→⑤―→碘酸钾晶体步骤②的操作名称是________，步骤⑤的操作名称是________。步骤④洗涤晶体的目的是____________。22．第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。(1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料，汽油(以辛烷C8H18计)和氧气充分反应，生成1mol水蒸气放热569.1kJ。则该反应的热化学方程式为_________________。(2)混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式为H2＋2NiOOH放电充电2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为_____________________________。8(3)Cu2O是一种半导体材料，可通过如图所示的电解装置制取，电解总反应式为2Cu＋H2O=====通电Cu2O＋H2↑，阴极的电极反应式是________________________。用镍氢电池作为电源进行电